JP2001280132A

JP2001280132A - 冷却水制御装置

Info

Publication number: JP2001280132A
Application number: JP2000096246A
Authority: JP
Inventors: Tatsujiro Okuno; 達二郎奥野
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】燃費の向上を図ることができる冷却水制御装
置を提供する。【解決手段】エンジン２の流出路１１に冷却水制御弁
１３を接続し、エンジン２の冷却水が目標制御温度とな
るように冷却水制御弁１３を作動する。冷却水制御弁１
３に、第１流出ポート２２を開閉する第１弁部２６と、
第２流出ポート２３を開閉する第２弁部２７を設け、第
１流出ポート２２開弁時に第２ポート２３を閉弁するよ
うにする。冷却水制御弁１３に、第３流出ポート２４を
開閉する第３弁部２８を設け、第１流出ポート２２開弁
時に第３ポート２４を開弁するようにする。第１流出ポ
ート２２に、ラジエータ３１とＡＴオイルクーラー３２
とウォーターポンプ３３を順に接続する。第３流出ポー
ト２４に、エンジンオイルクーラー５１を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷エンジンの冷
却水の循環を制御する冷却水制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４に示すように、水冷式のエン
ジン１０１には、エンジン温を調整するための冷却水が
循環しており、その循環は、冷却水制御装置１０２によ
り制御されている。

【０００３】すなわち、エンジン１０１より流出した冷
却水の一部は、エンジンオイルを冷却するエンジンオイ
ルクーラー１１１を通過するように構成されており、こ
の冷却水は、ウオーターポンプ１１２によってエンジン
１０１に戻されるように構成されている。また、エンジ
ン１０１から流出した他の冷却水は、サーモスタット１
１３を通流するように構成されており、該サーモスタッ
ト１１３からの冷却水は、ＡＴオイルクーラー１１４を
内蔵したラジエータ１１５を介して前記ウオーターポン
プ１１２へ通流するものと、車室内を暖めるヒータ１１
６を介して前記ウオーターポンプ１１２へ通流するもの
とに分けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記冷
却水制御装置１０２にあっては、エンジン１０１より流
出する冷却水が常時エンジンオイルクーラー１１１を通
過するため、燃焼室の温度が低いエンジン始動時であっ
ても、暖められた冷却水の熱がエンジンオイルの温度上
昇に費やされてしまう。これにより、エンジン１０１が
適温になるまでに時間を要し、この間における燃焼を安
定化するために、燃料混合比を濃くする制御が働く。そ
の結果、燃費が悪化してしまう。

【０００５】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、燃費の向上を図ることができる冷
却水制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項１の冷却水制御装置にあっては、エン
ジンとエンジンオイルクーラーとを環流する冷却水の循
環を制御する冷却水制御装置であって、前記エンジンの
温度上昇に応じて、当該エンジンと前記エンジンオイル
クーラーとを環流する冷却水の通流量を増加する制御手
段を備えている。

【０００７】すなわち、エンジンとエンジンオイルクー
ラーとを環流する冷却水の通流量は、前記エンジン内の
冷却水の温度上昇に応じて増加するので、燃焼室の低温
から高温への移行に伴って前記エンジンオイルクーラー
への通流量が増加される。これにより、エンジン低温時
には、前記冷却水を媒体としたエンジンオイルへの熱の
移動が防止される。一方、エンジン高温時には、前記冷
却水を媒体とした前記エンジンオイルの冷却効果を得る
ことができる。

【０００８】また、請求項２の冷却水制御装置において
は、前記通流量を弁機構により制御し、該弁機構を、前
記エンジンからの冷却水が流入する流入ポートと、流入
した冷却水をラジエータへ流出する第１の流出ポート
と、流入した冷却水を前記エンジンオイルクーラーへ流
出する第２の流出ポートとを備えるとともに、前記第１
の流出ポートの開弁動作に連動して前記第２の流出ポー
トを開弁するスライドバルブにより構成した。

【０００９】すなわち、エンジン温が上昇し、ラジエー
タでの冷却を開始する際には、エンジンからの冷却水が
流入する弁機構は、第１の流出ポートを開弁してラジエ
ータへの流出量を増加する。すると、前記第１の流出ポ
ートの開弁動作に連動して前記第２の流出ポートが開弁
され、前記エンジンオイルクーラーへの冷却水の流出量
が増加する。

【００１０】

【実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図面にし
たがって説明する。図１は、本実施の形態にかかる冷却
水制御装置１を示す図であり、該冷却水制御装置１は、
エンジン２の冷却水の循環を制御するものである。

【００１１】すなわち、前記エンジン２からの冷却水の
流出路１１には、水温センサー１２が設けられるととも
に、スライドバルブからなる冷却水制御弁１３が接続さ
れている。前記水温センサー１２は、エンジンコントロ
ールモジュール１４に接続されており、該エンジンコン
トロールモジュール１４には、前記冷却水制御弁１３を
駆動するステッピングモータ１５が接続されている。前
記エンジンコントロールモジュール１４は、マイコン
（マイクロコンピュータ）を中心に構成されており、前
記エンジン２より流出される冷却水の温度を前記水温セ
ンサ１２にて検出し、この検出温度が予め定められた目
標制御温度となるように前記冷却水制御弁１３を作動さ
せるように構成されている。

【００１２】前記冷却水制御弁１３には、前記エンジン
２の流出路１１に接続された入力ポート２１と、第１〜
第３流出ポート２２〜２４とが設けられており、入力ポ
ート２１より流入したエンジン２からの冷却水を各流出
ポート２２〜２４より流出できるように構成されてい
る。なお、第１流出ポート２２は、本発明の第１の流出
ポートを構成し、第３流出ポート２４は、本発明の第２
の流出ポートを構成する。また、前記冷却水制御弁１３
は、前記ステッピングモータ１５により駆動される作動
軸２５を備え、該作動軸２５の先端には、第１流出ポー
ト２２を開閉する第１弁部２６が形成され、ポペット弁
が構成されている。前記作動軸２５の側部には、前記第
２流出ポート２３を開閉する第２弁部２７が設けられて
おり、該第２弁部２７は、前記第１流出ポート２２を閉
弁した状態で前記第２流出ポート２３を開弁する一方、
前記第１流出ポート２２を開弁するに従って前記第２ポ
ート２３を閉弁するように構成されている。また、前記
作動軸２５の側部には、前記第３流出ポート２４を開閉
する第３弁部２８が設けられており、該第３弁部２８
は、前記第１流出ポート２２を閉弁した状態で前記第３
流出ポート２４を閉弁する一方、前記第１流出ポート２
２を開弁するに従って前記第３ポート２４を開弁するよ
うに構成されている。

【００１３】この冷却水制御弁１３の第１流出ポート２
２には、車体前端部に配置されるラジエータ３１が接続
されており、該ラジエータ３１は、図外のオートマチッ
クトランスミッションのＡＴオイルとの熱交換を行うＡ
Ｔオイルクーラー３２が接続されている。該ＡＴオイル
クーラー３２は、冷却水を循環させるウォーターポンプ
３３に接続されており、該ウォーターポンプ３３は、前
記エンジン２に接続されている。これにより、エンジン
２からの冷却水を前記ラジエータ３１で冷却した後、前
記ＡＴオイルクーラー３２を経由して前記エンジン２に
帰還する第１経路３４が形成されている。

【００１４】また、前記冷却水制御弁１３の第２流出ポ
ート２３には、ヒーター開閉バルブ４１が接続されてお
り、該ヒータ開閉バルブ４１の開閉ポートには車室内暖
房用のヒータ４２が、バイパスポートにはバイパス路４
３が接続されている。前記ヒータ４２は、前記バイパス
路４３に接続点４４にて接続されており、該接続点４４
より下流には、分岐点４５が設定されている。該分岐点
４５にて分岐された一方は、前記ウォーターポンプ３３
に接続されており、他方は、オリフィス４６を介して、
前記ＡＴオイルクーラー３２の上流に接続されている。
これにより、前記第１経路３４における前記ＡＴオイル
クーラー３２と前記ラジエータ３１との間に前記エンジ
ン２からの冷却水を合流させる第２経路４７が形成され
ている。

【００１５】そして、前記冷却水制御弁１３の第３流出
ポート２４には、エンジンオイルとの熱交換を行うエン
ジンオイルクーラー５１が接続されており、該エンジン
オイルクーラー５１は、前記ウォーターポンプ３３に接
続されている。これにより、前記エンジン２からの冷却
水を、前記エンジンオイルクーラー５１を経由して前記
エンジン２に帰還する第３経路５２が形成されている。

【００１６】以上の構成にかかる本実施の形態の動作
を、図２及び図３を用いるとともに、エンジンオイルク
ーラー５１に供給される冷却水の通流量の制御と、ＡＴ
オイルクーラー３２に供給される冷却水の通流量の制御
とに分けて説明する。なお、図３中、７１は第１流出ポ
ート２２の開弁面積を示すものであり、７２は第２流出
ポート２３の開弁面積を示すものである。また、７３は
第３流出ポート２４の開弁面積を示すものである。

【００１７】先ず、エンジンオイルクーラー５１に供給
される冷却水の通流量の制御について説明すると、エン
ジン２が始動された際に、エンジンコントロールモジュ
ール１４は、エンジン２より流出される冷却水の温度を
水温センサ１２にて検出するとともに、この検出温度と
予め定められた目標制御温度とを比較する。このとき、
エンジン始動直後において、エンジン２内及び各経路３
４，４７，５２内の冷却水は低水温であり、前記検出温
度は目標制御温度より低いので、エンジンコントロール
モジュール１４は、冷却水制御弁１３の第１流出ポート
２２が閉弁するようにステッピングモータ１５を駆動
し、冷却水制御弁１３の第１流出ポート２２を全閉ａに
する。

【００１８】すると、前記冷却水制御弁１３の第３流出
ポート２４は全閉となり、エンジンオイルクーラー５１
に供給される冷却水は（図２中ＥＮＧＯＩＬクーラ
ー）、弁機構のクリアランスから生じる微少流量とな
る。このため、エンジン低温時には、前記冷却水を媒体
としたエンジン２からのエンジンオイルへの熱の移動を
防止することができ、燃焼室の温度上昇を促進し、燃焼
が安定化するまでの時間を短縮することができる。よっ
て、低温時の燃焼を安定化するために燃料混合比を濃く
する制御の時間が短縮化され、燃費の向上を図ることが
できる。

【００１９】次に、エンジン２が暖機され、エンジン温
が上昇、つまりエンジン２内の冷却水の温度が上昇して
目標制御温度に到達した際には、それ以上の温度上昇を
防ぐため、第１流出ポート２２を小開度ｂとする。する
と、前記第３流出ポート２４は中開度となり、エンジン
オイルクーラー５１に供給される冷却水は中流量とな
る。これにより、エンジン２にて暖められた冷却水によ
り前記エンジンオイルを暖めることができる。

【００２０】また、エンジン２が完全暖機状態となり、
エンジン２内の冷却水の温度及びラジエータ３１内の冷
却水の温度が目標制御温度になるとともにラジエータフ
ァンが作動された際には、第１流出ポート２２を中開度
ｃとする。すると、第３流出ポート２４は中開度から大
開度の間に維持され、前記エンジンオイルクーラー５１
へのエンジン２からの冷却水の供給量は中流量から大流
量の間にて維持される。このとき、エンジンオイルの温
度は上昇しているが、前記冷却水によって前記目標制御
温度に制御される。

【００２１】そして、エンジン２が完全暖機状態となる
とともに外気温が高く、ラジエータ３１による冷却能力
一杯となった場合には、エンジン２内の冷却水とラジエ
ータ３１内の冷却水との温度差が少なくなるため、第１
流出ポート２２を全開状態にして大開度ｄとする。これ
伴い、第３流出ポート２４も大開度となるため、前記エ
ンジンオイルクーラー５１へのエンジン２からの冷却水
の供給量は大流量となり、冷却水によるエンジンオイル
の冷却効果が最大となる。

【００２２】このように、エンジン温上昇時には、エン
ジンオイルを暖めて粘度を下げることによりフリクショ
ンを低減することができ、かつ高温時には、エンジンオ
イルを冷却することによって潤滑信頼性と得ることがで
きる。

【００２３】一方、ＡＴオイルクーラー３２に供給され
る冷却水の通流量の制御については、冷却水制御弁１３
の第１流出ポート２２が全閉ａとさるエンジン低温時に
おいて、ラジエータ３１への冷却水の通流は殆ど無く、
該ラジエータ３１を介してＡＴオイルクーラー３２へ供
給される冷却水は微少流量となる。また、第２流出ポー
ト２３は全開となり、エンジン２からの冷却水は、前記
ヒータ４２及びバイパス路４３を介して通流するととも
に、オリフィス４６にて絞られた後、ＡＴオイルクーラ
ー３２へ供給される。

【００２４】次に、エンジン２が暖機され、第１流出ポ
ート２２が小開度ｂとされた際にも第２流出ポート２３
は開弁しており、エンジン２と共に温度上昇した冷却水
がＡＴオイルクーラー３２に供給される。これにより、
オートマチックトランスミッションのＡＴオイルを暖め
ることができるので、ＡＴオイルクーラー３２がラジエ
ータ３１に内蔵されるため、エンジン２からの冷却水の
供給が制限されるエンジン始動においてＡＴオイルが必
要以上に冷やされてしまう従来と比較して、ＡＴオイル
を短時間で暖めることができる。よって、ＡＴオイルの
粘度を、より短時間で低下することができ、オートマチ
ックトランスミッションにおけるフリクションを減少す
ることができる。したがって、燃費の向上を図ることが
できる。

【００２５】また、エンジン２が完全暖機状態となり、
第１流出ポート２２が中開度ｃとされた際には、第２流
出ポート２３は中開度となる。このとき、前記ヒータ４
２及びバイパス路４３への冷却水の供給量は中流量とな
るが、この冷却水は、オリフィス４６で絞られた後、前
記ＡＴオイルクーラー３２へ供給されている。このた
め、前記ラジエータ３１で冷却された冷却水の供給量
が、前記ヒータ４２及びバイパス路４３を介して供給さ
れる冷却水の供給量より多くなるので、前記ＡＴオイル
は、ラジエータ３１からの冷却水によって前記目標制御
温度に制御される。

【００２６】そして、エンジン２が完全暖機状態となる
とともに外気温が高く、第１流出ポート２２が大開度ｄ
とされた場合、第２流出ポート２４は全閉となり、前記
ヒータ４２及びバイパス路４３への冷却水の供給量は微
少流量となる。これに伴い、前記ＡＴオイルクーラー３
２へのエンジン２からの冷却水の供給量も微少流量とな
り、ラジエータ３１からの冷却水の供給が主となるた
め、ＡＴオイルの冷却が最大となる。

【００２７】したがって、低温時には、ＡＴオイルを暖
めて粘度を下げることによりオートマチックトランスミ
ッションのフリクションを低減することができ、かつ高
温時には、ＡＴオイルを冷却することによって、オート
マチックトランスミッションにおける潤滑信頼性と得る
ことができる。

【００２８】そして、本実施の形態にあっては、ラジエ
ータ３１が設けられた第１経路３４での冷却水の通流量
と、エンジン２からの冷却水をＡＴオイルクーラー３２
へ供給する第２経路４７での冷却水の通流量と、エンジ
ンオイルクーラー５１が設けられた第３経路５２への冷
却水の通流量とを、単一の冷却水制御弁１３のみで制御
することができる。これにより、該冷却水制御弁１３の
みを制御するだけで、各経路３４，４７，５２での通流
量を制御することができる。よって、各経路３４，４
７，５２のそれぞれに弁機構を設け、各弁機構を各々制
御する場合と比較して、弁機構の共有化及び制御の簡素
化を図ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の冷却水制御
装置にあっては、暖機途中であるエンジン低温時には、
冷却水を媒体としたエンジンからエンジンオイルへの熱
の移動を防止できる。これにより、燃焼室の温度上昇を
促進し、燃焼が安定化するまでの時間を短縮することが
できる。したがって、低温時の燃焼を安定化するために
燃料混合比を濃くする制御の時間が短縮化され、燃費を
向上することができる。

【００３０】また、請求項２の冷却水制御装置において
は、エンジンとエンジンオイルクーラーとを環流する冷
却水の通流量の制御と、エンジン温の上昇に応じたラジ
エータへの冷却水の供給量を増加する制御とを、単一の
弁機構にて行うことができる。これにより、弁機構の共
有化を図ることができるとともに、制御の簡素化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を模式図である。

【図２】同実施の形態における各部の冷却水の通流量を
示す図である。

【図３】同実施の形態における各部の冷却水の通流量の
変化を示す図である。

【図４】従来の水温制御装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１冷却水制御装置２エンジン１３冷却水制御弁１４エンジンコントロールモジュール２１流入ポート２２第１流出ポート２４第３流出ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンとエンジンオイルクーラーとを
環流する冷却水の循環を制御する冷却水制御装置であっ
て、前記エンジンの温度上昇に応じて、当該エンジンと前記
エンジンオイルクーラーとを環流する冷却水の通流量を
増加する制御手段を備えたことを特徴とする冷却水制御
装置。
【請求項２】前記通流量を弁機構により制御し、該弁
機構を、前記エンジンからの冷却水が流入する流入ポー
トと、流入した冷却水をラジエータへ流出する第１の流
出ポートと、流入した冷却水を前記エンジンオイルクー
ラーへ流出する第２の流出ポートとを備えるとともに、
前記第１の流出ポートの開弁動作に連動して前記第２の
流出ポートを開弁するスライドバルブにより構成したこ
とを特徴とする請求項１記載の冷却水制御装置。