JP2002155745A - 内燃機関の冷却液制御システムとその方法 - Google Patents

内燃機関の冷却液制御システムとその方法

Info

Publication number
JP2002155745A
JP2002155745A JP2001193897A JP2001193897A JP2002155745A JP 2002155745 A JP2002155745 A JP 2002155745A JP 2001193897 A JP2001193897 A JP 2001193897A JP 2001193897 A JP2001193897 A JP 2001193897A JP 2002155745 A JP2002155745 A JP 2002155745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coolant
temperature
valve
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001193897A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Takahashi
正規 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Thermostat Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thermostat Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Thermostat Co Ltd filed Critical Nippon Thermostat Co Ltd
Publication of JP2002155745A publication Critical patent/JP2002155745A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/13Ambient temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/30Engine incoming fluid temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/62Load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/64Number of revolutions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/66Vehicle speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00Details
    • F01P2070/04Details using electrical heating elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の内燃機関における冷却液システムは、
2つのバルブが連結して作動するので、冷却液循環の制
御と混合が共に行われ、冷却液全体の流れが一定に保た
れる。 【解決手段】ラジエータとバイパス通路からの冷却液の
混合が行われるハウジングと、そのハウジング内に設け
たインペラ付きウォータ・ポンプと、インペラの下流に
設けた感熱エレメントと、冷却液温度が設定温度より高
くなった時伸張するピストンを有するエレメントと、こ
のピストンに連結するリンクと、前記インペラの上流に
設けたバタフライ弁と、バイパス・バルブが配置され、
前記2つのバルブが前記リンクに連結されており、ピス
トンが伸びると前記2つのバルブの開度を調整し、バイ
パス・バルブから流れる冷却液流量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーモスタットと
ウォータ・ポンプをそのハウジング内に統合的に配置し
た、内燃機関の冷却液の流れを制御するサーモスタット
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のサーモスタットは、伝統的に冷却
液のエンジン流出側に取り付けられていたが、最近では
エンジン流入側に取り付けられている。冷却液は、エン
ジン・ブロック3のウォータ・ジャケット(図示せず)
を通って流れる。大型エンジン用の方法としては、図1
Aおよび図1Bに示すように、サーモスタット7は、そ
れが閉じた時、バイパス通路6に比較的多量の冷却液が
流れるようにするため、ウォータ・ポンプ5の流入側に
隣接して設けられている。冷却装置1は、エンジン3が
温められると、その冷却液がラジエータ2を通って流れ
るようにしている。
【0003】ここに参考として示した米国特許第493
8185号は、冷却液ポンプとサーモスタットを一体構
造としたものを開示している。図2に示すように、この
従来のエンジン冷却装置10は、インペラ12aを回転
自在にインペラ・チャンバ14内に設けたウォータ・ポン
プ12を有している。前記インペラ・チャンバ14はイ
ンペラ・チャンバ・セクション16A内に形成すると同
時にエンジン前部のタイミング・カバー16の1部をも
形成している。ウォータ・ポンプ・インペラ12aはプ
ーリーとベルト・ドライブにより回転駆動される。タイ
ミング・カバー16はシリンダ・ブロックBの前面Fに
取り付けられ、回転変速機構(図示せず)をカバーして
いる。タイミング・カバー16のインレット通路・セク
ション16Bには、冷却液のインレット通路18があっ
て、インペラ・チャンバのインレット14aに連通して
いる。サーモスタット20は、ラジエータからシリンダ
・ブロックのウォータ・ジャケットへ流れる冷却液の流れ
を温度によりコントロールしている。サーモスタット2
0は、インレット通路18の中に配置したヒート・セン
サ・セクション20aを有している。冷却液通路22の
冷却液は、サーモスタット20のバルブ・セクション2
0bが開いている時、ラジエータからインレット通路1
8へと流れる。それ以外の他のヒータからの冷却液通路
24およびシリンダ・ブロックのウォータ・ジャケットか
らのバイパス通路26はそれぞれ直接インレット通路1
8に接続されている。冷却液のアウトレット通路28は
ポンプ・インペラのアウトレット14bをシリンダブロ
ックBに接続すると共に、タイミング・カバー16のア
ウトレット・セクション16Cの一部をも形成してい
る。
【0004】従来の冷却装置の作用について以下に説明
する。ラジエータからの冷却液はサーモスタットのバル
ブ・セクション20bを通ってインレット通路18に流
れ、そこでポンプ・インペラ・チャンバ14に吸入され
る。ウォータ・ポンプ12から吐出された冷却液はアウ
トレット通路28を通ってシリンダ・ブロックBのウォ
ータ・ジャケットに再循環される。ウォータ・ジャケッ
トから流出した冷却液はラジエータとヒータに送られ
る。エンジンが冷えている時には、ウォータ・ジャケッ
トから流出された冷却液はエンジンをウォームアップす
るためラジエータをバイパスして循環する。インレット
通路18はエンジン冷却装置全体がダイカスト鋳造しや
すいようにストレートに形成されている。
【0005】図3に従来のサーモスタットを示す。ここ
では、フランジ32を有するフレーム37がサーモスタ
ット30の構成部品を固定しており、メイン・バルブ3
3がスプリング35により、またバイパス・バルブ39
がスプリング34によりそれぞれ支持されている。ま
た、ワックス・エレメント36はリング34によりフレ
ーム37に固定されている。そしてワックス・エレメン
ト36は、それが検知した温度に比例するリフト量だけ
ピストン31を持上げる。従来のエンジン冷却装置は、
エンジンがウォームアップした時、冷却液温度の変化に
対応して迅速に応答しないし、バイパス通路の流れ(温
かい冷却液)とラジエータからの冷たい冷却液との混合
が良好に行われていない。これは、ヒステリシスとオー
バーシュート(過剰反応)がサーモスタットのバルブ作
動後、冷却液がシリンダ・ブロックを通って流れる時の
冷却液の温度変化に起因しており、結果として安定性が
失われている。
【0006】米国特許第5503118号は、ハウジン
グ内にウォータ・ポンプを有し、流量制御バルブを備え
た温度制御システムを開示している。電気的に制御され
るこの制御バルブは、冷却液がシリンダ・ヘッドに留ま
るようにバルブを閉じた状態に保持してから、次にエン
ジンが充分ウォームアップされた時に作動し、冷却液が
エンジン・ブロックに流れるようにしている。このバル
ブは、検知した油温を最適値に維持するようコンピュー
タによって制御されている。米国特許第5715776
号は、ウォータ・ポンプと、冷却液をラジエータまたは
ウォータ・ポンプのどちらに流すかを選択するサーモス
タットを有する冷却装置を開示している。シリンダ・ブ
ロックを通って流れる循環冷却液の流れは、予め設定し
たバルブの設定開弁温度より高いか低いかにより、独特
のパターンを形成している。
【0007】米国特許第5113807号は、熱交換器
とエンジンのクーリング・ジャケットとを連通させるた
めに、エンジンのサイド位置にサーモスタットと冷却液
ポンプを配置した冷却装置を開示している。このサーモ
スタットは、エンジン端部で熱交換器に隣接した位置に
設けられている。米国特許第5216984号は、ウォ
ータ・ポンプに巻き掛けられたチェーンにより繋がれた
シリンダ・ヘッドの一端側に統合的に設けたサーモスタ
ット・ハウジングを開示している。このウォータ・ポンプ
にはタイミング・チェーンによって駆動されるスプロケ
ットが設けられている。米国特許第4662320号
は、エンジンのカム・シャフトに直接カップリングされ
たウォータ・ポンプを開示している。米国特許第599
2755号は、そのフランジに圧力均衡用孔を設け、リ
ターン・スプリングのばね定数を小さくし、シール・スプ
ールの肉厚を薄くすることによって、低温でのリフトア
ップ率を増大したサーモスタットを開示している。ま
た、リフトアップ率を増大することで冷却液流量を増大
し、冷却温度の上限を下げる結果となる。サーモスタッ
トは冷却液の上限温度を下げることを目標としている。
米国特許第5970927号は、冷却液をエンジン・ボ
ディ、ラジエータ、ヒータ・コア、およびオイル・クーラ
へと循環させる冷却装置を開示している。オイル・クー
ラの冷却液連絡通路とヒータ・コア冷却液通路との間の
連結点が、サーモスタット・タイプの流量制御弁の上流
に配置されている。そして第2のサーモスタット・タイ
プの流量制御弁が、ラジエータに隣接して設けられてお
り、重大事故となるような低温に下がった時作動する。
流量制御弁の種々の形状あるいは作動方法によって、ヒ
ータ・コアがオイル・クーラを通る冷却液の流れによって
影響を受けないようになっている。
【0008】従来の冷却装置は、エンジンがウォームア
ップした時、冷却液の温度変化に対応して迅速に応答し
ないし、バイパス通路の冷却液(温かい冷却液)とラジ
エータからの冷たい冷却液との混合が良好に行われな
い。サーモスタットの従来の作動方法は、別の配管通路
およびエンジン内部を冷却液が通った後に、二次的にそ
の冷却液バルブを制御するというものである。冷却液温
度の高温と低温との間の不均衡があると、バルブは突然
の冷却液の温度差に遭遇して急に反動が生じる結果とな
る。これは、ヒステリシスとオーバーシュート(過剰反
応)がサーモスタットのバルブ作動後、シリンダ・ブロ
ックを通って流れる時の冷却液の温度変化に起因してお
り、結果として冷却液流れの安定性が失われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、内燃機関に
おける冷却装置の制御を改善したサーモスタット、シス
テム、および冷却方法を提供する。サーモスタットを内
燃機関の流入側に設けることにより、サーモスタットが
閉じている時比較的大流量の冷却液をバイパスさせ、冷
却液温度の高低におけるばらつき範囲を小さくすること
を可能とした。本発明の重要な利点は、冷却液の温度を
安定させることによって得られた。本発明の目的は、バ
ルブの開閉により冷却液の温度を安定させるように作動
するサーモスタットによりバルブの開閉を行いオーバー
シュートやハンチングを最小限に抑えることであり、他
の目的は、エアコンシステムの温度制御を改善すること
である。本発明のさらなる他の目的は、サーモスタット
の制御作用においてヒステリシスを減少することであ
る。さらに本発明の他の目的は、ラジエータの放熱効率
を改善することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の内燃機関の冷却液制御システムとその方法
は下記の技術的手段を講じた。即ち、ラジエータとバイ
パス通路からの冷却液の混合が行われるハウジングと、
前記ラジエータと前記バイパス通路からの冷却液の流れ
を制御するバルブ手段と、前記ハウジング内の冷却液温
度に対応して前記バルブ手段を作動制御する感熱エレメ
ントとからなって、内燃機関への冷却液の流れを制御す
ることを特徴とし、ラジエータとバイパス通路からの冷
却液の混合が行われるハウジングと、このハウジング内
に設けられたインペラ付きウォータ・ポンプと、前記イ
ンペラの下流に設けられ、冷却液温度を検知すると共に
前記冷却液温度が予め設定した設定温度より高くなると
伸張するピストンを有する感熱エレメントと、前記ピス
トンに連結されたリンクと、前記インペラの上流に設け
られると共に、前記リンクに連結されて、前記ピストン
の伸張によって開弁するメイン・バルブと、前記インペ
ラの上流に設けられ、前記リンクに連結されて、前記ピ
ストンの伸張によって前記バイパス・バルブの開度調整
を行い、前記バイパスが開くと前記バイパス通路からの
冷却液が流れて、前記冷却液の混合が行われることを特
徴とし、前記感熱エレメントは前記インペラの下流に設
けられ、前記冷却液温度が前記ハウジング内の冷却液温
度であることを特徴とし、前記感熱エレメントが前記ラ
ジエータからの冷却液流量を増加させるように前記バル
ブ手段を作動させることを特徴とし、前記メイン・バル
ブ及び前記バイパス・バルブを通過する全ての冷却液の
流れが、相互に動作する前記メイン・バルブと前記バイ
パス・バルブによって制御されることを特徴とし、ラジ
エータとバイパス通路からの冷却液が混合されるハウジ
ングと、前記ハウジング内に設けられ、前記ラジエータ
と前記バイパス通路からの冷却液の流量を制御する複数
のバルブと、前記ハウジング内に設けられ、検知した前
記ハウジング内の冷却液温度に従って前記複数のバルブ
を制御する感熱エレメントと、前記エンジンの負荷増大
または前記冷却液の急上昇を検知するコントロール・ユ
ニットと、前記コントロール・ユニットからの制御信号
に応答して前記感熱エレメントを急激に加熱する加熱素
子とからなって、内燃機関に流入する冷却液の流れを制
御することを特徴とし、前記加熱素子がサーミスタであ
ることを特徴とし、前記ハウジングが前記エンジンの冷
却液流入通路に隣接して設けられていることを特徴と
し、前記加熱素子の作動により前記複数のバルブが素早
く作動し、前記ラジエータを流れる冷却液の流量を増大
させるようにすることを特徴とし、第1位置における冷
却液温度を検知するステップと、前記の検知温度が予め
設定した設定温度より高い場合に、設定温度を越えた分
の温度に比例した冷却液流量がラジエータを流れるよう
に、前記第1位置の上流にあるメイン・バルブを開弁す
るステップと、前記の検知温度が予め設定した設定温度
より高い場合に、前記第1位置の上流にあるバイパス・
バルブの開度を調整し、バイパス通路を流れる冷却液流
量を調整するステップと、前記検知温度に従って、前記
冷却液を混合するステップとからなって、内燃機関の冷
却液温度を制御することを特徴とし、前記複数のバルブ
の開放及び調整をスピードアップするために、さらに前
記第1位置を電気的に加熱するステップからなることを
特徴とし、そして、前記エンジンの検知した負荷増加に
応答して電気的に加熱するステップからなることを特徴
とする、内燃機関の冷却装置を制御する内燃機関の冷却
液制御システムとその方法による技術的手段を講じた。
【0011】
【作用】これらの課題を解決するために、本発明による
サーモスタットをハウジング内に配置し、ラジエータか
らの冷却液とバイパス通路からの冷却液の流れをバルブ
手段により制御し、混合するようにした。関係部品を一
体構造として統合するため、このサーモスタットは、ウ
ォータ・ポンプ・ケース内に組み込まれている。サーモス
タット装置の感熱エレメントとバルブ・ボディは、それ
ぞれウォータ・ポンプ・インペラに隣接して設けられてい
る。このサーモスタット装置の感熱エレメントはウォー
タ・ポンプ・インペラの下流側に設けられており、これに
対してバルブ・ボディはその上流側に設けられている。
そしてバルブ作動手段は、下流の感熱エレメントが上流
のバルブ手段の作動を行うことができる位置に取付けら
れている。感熱エレメントはウォータ・ポンプ・インペラ
の中心軸との平行面に取付けられている。
【0012】また、本発明によるサーモスタットは、バ
イパス通路の冷却液(温かい冷却液)とラジエータから
の冷たい冷却液とをサーモスタット・ハウジングの中で
混合させることが出来る。そしてこのハウジングの中に
はウォータ・ポンプ・インペラ、感熱エレメント、流量制
御バルブが内蔵されている。そしてメイン・バルブと感
熱エレメントの上流に位置するバイパス・バルブを使用
することにより、一実施例によれば、サーモスタットの
混合領域における冷却液の混合が感熱エレメントによっ
て直接制御されている。本発明の性能特性は、別途後述
するように、従来の装置よりもその性能を改善するもの
である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の内燃機関の冷却
液制御システムとその方法に係わる好適実施例の目的お
よびその利点を、図面を参照しながら説明する。図4
A、図4Bに示すように、冷却装置1はラジエータ2お
よびバイパス通路6に接続したエンジン3も含む。本発
明によるサーモスタット7は、サーモスタットが完全に
閉じた位置と完全に開いた位置との間で冷却液の流れを
調節することができる。冷却液がバルブの開弁温度約7
6.5℃〜88℃に達すると、例えば、図6に示すよう
な特性曲線に従ってサーモスタットが開く。サーモスタ
ットが一旦完全に開いた位置になると、それを維持する
ためには冷却液圧力が約98〜176.5kPa(圧力
差)に維持されなければならない。
【0014】図5に示すように、本発明の実施例におけ
る内燃機関の冷却装置は、バルブ33、39および感熱
エレメント43、44との間にインペラ42を配置した
統合的ハウジング45を有するものである。前記感熱エ
レメント43、44のピストン46が、ワックス・タイ
プ・エレメント44の作用で伸張した時、リンク40に
よってメイン・バルブ33が開弁する。リンク40は、
レバー・アーム式、回転ロッド式、あるいは同様の機構
であればよい。図6に例示するように、リフト高さは、
実質的に冷却液の温度に比例する。バルブのリフト高さ
は、ワックス・エレメント44の機械的アウトプット、
即ちピストンの伸張寸法であって、バタフライ弁33の
回転角度を決めるものである。
【0015】ワックス・エレメント44は、正特性(P
TC)サーミスタ43によっても加熱されることができ
る。このサーミスタ43は、図7に示すように、電子制
御ユニット(ECU)50から供給される電気により充
電されて熱を発生する。このように、メイン・バルブ3
3の回転は、前記PTCサーミスタ43により膨張する
ワックス・エレメント44の膨張寸法に関係している。
図6に示すように、リフト高さの特性をどうするかは、
冷却するエンジンの冷却必要条件によって選択される。
通常の条件では、ワックス・エレメント44のリフト高
さ特性は、キャビン・ヒータが迅速に対応できるよう
に、メイン・バルブ33がゆっくり開くように設計され
ている。
【0016】例えば、好適実施例のリフト高さ特性は毎
分約1℃である。ワックス・エレメントがエンジン冷却
液により約80℃まで加熱されると、ワックス・エレメ
ント44のピストンは冷却液の温度に比例して上がり始
める。冷却液温度は、運転者が自動車を急に加速した
り、エンジンの回転速度を急激に上げたりした時には特
に、急上昇する。冷却液温度が急に上昇する時には、E
CU50が自動的にその変化を検知して、エンジンを冷
却するため多量の冷却液を素早く供給するように、PT
Cサーミスタ43に電圧を加えてメイン・バルブ33を
開かせる。図6に示すように、リフト高さとそれに応じ
たメイン・バルブ33の開弁度は、ワックス・エレメン
トの膨張が冷却液の温度のみによる通常モードの場合に
比較して、PTCサーミスタ43が作動するモードでは
より迅速に大きくなる。
【0017】さらなる特徴として、ECU50がエンジ
ンの負荷に異常があることを検知した時、フィード・フ
ォワード・コントロール・システムによって、冷却液が多
量に供給されるようになっている。このようなシステム
では、予め設定した通常の温度より低い温度でサーモス
タット・バルブが開く。バイパス・バルブ39はリンク
40に連結されており、サーモスタットが設定したリフ
ト高さに達した時、そのバイパスバルブ39がバイパス
通路47を閉じ、冷却液がラジエータに流れるように切
換えられる。冷却液の混合領域42で、バイパス冷却液
(温かい冷却液)とサーモスタット・ハウジング45に
おけるラジエータからの冷たい冷却液とが混合する。イ
ンペラ42は混合した冷却液を直接感熱エレメント4
3,44に送り、冷却液の流量制御が行われる。即ち、
冷却液に温度差のばらつきある状態ではなく、よく混合
されてから冷却液がエンジンから循環路を通って流れる
ので、冷却液温度によるバルブ33,39の応答性に実
質上タイムラグが生じない。リンク40はカムまたはカ
ムフォロワー(図示せず)を有しており、バルブ33,
39の開閉にオフセットがあっても良いようになってい
る。メイン・バルブ33は、バイパス・バルブ39の開度
と比較しながら、電子的にまたは油圧的に交互にその動
作の抑制あるいは調整が行われてバルブ制御が行われ
る。
【0018】それぞれのバルブ下流での各流量率は、相
互に動作する各バルブの開き具合で調整される。図10
に示すように、バイパス・バルブ39はメイン・バルブ3
3より速く閉じる。メイン・バルブの直径はバイパス・バ
ルブ39の直径よりも大きいので、各バルブの対応する
開閉位置間でのバルブ角度は異なり、従って冷却液の流
量率も異なる。高温と低温の冷却液はこのように各バル
ブの作動によって混合される。エンジンに流入する冷却
液温度は感熱エレメントとバルブの相互作用によって一
定に保たれている。メイン・バルブ33が開いた時には
バイパス・バルブ39が閉じ、メイン・バルブ33が閉じ
た時にはバイパス・バルブ39が開く。そしてこれら2
つのバルブが連続して共同作動することで冷却液温度が
一定に維持されている。2つのバルブの開度は連動して
互いに反比例しているが、カムまたは機械的オフセット
手段によって、あるいは油圧的または電子的手段を課す
ことによるタイムラグ操作によって、2つのバルブの連
動動作を調整することもできる。ウォータ・ポンプ・イン
ペラの下流に感熱エレメントを配置することにより精度
の高い制御を実現することができる。
【0019】図7に示すように、冷却液の冷却がさらに
必要であるとECUが判断した時、ECU50はリレー
51を作動させることによって、PTCサーミスタ43
に電気を流し、バッテリ52からPTCサーミスタ43
に電力を供給する。図8および図9に典型的な取付け形
状を示す他の好適実施例を示す。上記のように本発明の
好適実施例について図面を参照しながら説明してきた
が、ここに述べた実施例は、本発明の趣旨および要旨の
範囲内で種々変更削除しても構わない。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーモスタットが閉じている時、比較的大流量の冷却液
をバイパスさせ、冷却液温度の高低におけるばらつき範
囲を小さくすることができ、バルブの開閉により冷却液
の温度を安定させるように作動するサーモスタットによ
りバルブの開閉を行いオーバーシュートやハンチング及
びヒステリシスを最小限に抑え、エアコンシステムの温
度制御を改善し、ラジエータの放熱効率を改善できる、
内燃機関における冷却装置の制御を改善したサーモスタ
ット、システム、および冷却方法を提供することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の冷却装置の模式図であって、(A)はサ
ーモスタットが閉じた状態、(B)はサーモスタットが
開いた状態を示す図である。
【図2】ウォータ・ポンプとサーモスタットを一体的に
統合した構造の従来装置の断面図である。
【図3】従来のサーモスタットの断面図である。
【図4】本発明の冷却系等の模式図であって、(A)は
サーモスタットが閉じた状態、(B)はサーモスタット
が開いた状態を示す図である。
【図5】本発明のサーモスタットの側面断面図である。
【図6】本発明におけるバルブの開弁時リフト高さと開
弁温度との関係を示すグラフである。
【図7】本発明におけるサーモスタットの断面図で、関
連する電子制御とPTCエレメントへの電気供給の典型
的アタッチメイントを示した図である。
【図8】本発明の実施例における正面外観図で、冷却液
通路に対する相対位置を示す図である。
【図9】本発明の実施例における側面外観図で、冷却液
通路に対する相対位置を示す図である。
【図10】本発明の実施例におけるバルブ角度と開弁リ
スト高さとの関係を示すグラフで、メイン・バルブとバ
イパス・バルブとの比較を示す図である。
【符号の説明】
1 冷却装置 5 ウォータポンプ 7 サーモスタット 33 メイン・バルブ 39 バイパス・バルブ 40 リンク 41 混合領域 42 インペラ 43 サーミスタ 44 ワックス・エレメント 45 サーモスタット・ハウジング 46 ピストン

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ラジエータとバイパス通路からの冷却液の
    混合が行われるハウジングと、前記ラジエータと前記バ
    イパス通路からの冷却液の流れを制御するバルブ手段
    と、前記ハウジング内の冷却液温度に対応して前記バル
    ブ手段を作動制御する感熱エレメントとからなって、内
    燃機関への冷却液の流れを制御することを特徴とする内
    燃機関の冷却液制御システムとその方法。
  2. 【請求項2】ラジエータとバイパス通路からの冷却液の
    混合が行われるハウジングと、このハウジング内に設け
    られたインペラ付きウォータ・ポンプと、前記インペラ
    の下流に設けられ、冷却液温度を検知すると共に前記冷
    却液温度が予め設定した設定温度より高くなると伸張す
    るピストンを有する感熱エレメントと、前記ピストンに
    連結されたリンクと、前記インペラの上流に設けられる
    と共に、前記リンクに連結されて、前記ピストンの伸張
    によって開弁するメイン・バルブと、前記インペラの上
    流に設けられ、前記リンクに連結されて、前記ピストン
    の伸張によって前記バイパス・バルブの開度調整を行
    い、前記バイパスが開くと前記バイパス通路からの冷却
    液が流れて、前記冷却液の混合が行われることを特徴と
    する内燃機関の冷却液制御システムとその方法。
  3. 【請求項3】前記感熱エレメントは前記インペラの下流
    に設けられ、前記冷却液温度が前記ハウジング内の冷却
    液温度であることを特徴とする特許請求の範囲2項に記
    載の内燃機関の冷却液制御システムとその方法。
  4. 【請求項4】前記感熱エレメントが前記ラジエータから
    の冷却液流量を増加させるように前記バルブ手段を作動
    させることを特徴とする特許請求の範囲3項に記載の内
    燃機関の冷却液制御システムとその方法。
  5. 【請求項5】前記メイン・バルブ及び前記バイパス・バ
    ルブを通過する全ての冷却液の流れが、相互に動作する
    前記メイン・バルブと前記バイパス・バルブによって制
    御されることを特徴とする特許請求の範囲2項に記載の
    内燃機関の冷却液制御システムとその方法。
  6. 【請求項6】ラジエータとバイパス通路からの冷却液が
    混合されるハウジングと、前記ハウジング内に設けら
    れ、前記ラジエータと前記バイパス通路からの冷却液の
    流量を制御する複数のバルブと、前記ハウジング内に設
    けられ、検知した前記ハウジング内の冷却液温度に従っ
    て前記複数のバルブを制御する感熱エレメントと、前記
    エンジンの負荷増大または前記冷却液の急上昇を検知す
    るコントロール・ユニットと、前記コントロール・ユニッ
    トからの制御信号に応答して前記感熱エレメントを急激
    に加熱する加熱素子とからなって、内燃機関に流入する
    冷却液の流れを制御することを特徴とする内燃機関の冷
    却液制御システムとその方法。
  7. 【請求項7】前記加熱素子がサーミスタであることを特
    徴とする特許請求の範囲第6項に記載した内燃機関の冷
    却液制御システムとその方法。
  8. 【請求項8】前記ハウジングが前記エンジンの冷却液流
    入通路に隣接して設けられていることを特徴とする特許
    請求の範囲第6項に記載した内燃機関の冷却液制御シス
    テムとその方法。
  9. 【請求項9】前記加熱素子の作動により前記複数のバル
    ブが素早く作動し、前記ラジエータを流れる冷却液の流
    量を増大させるようにすることを特徴とする特許請求の
    範囲第6項に記載した内燃機関の冷却液制御システムと
    その方法。
  10. 【請求項10】第1位置における冷却液温度を検知する
    ステップと、前記の検知温度が予め設定した設定温度よ
    り高い場合に、設定温度を越えた分の温度に比例した冷
    却液流量がラジエータを流れるように、前記第1位置の
    上流にあるメイン・バルブを開弁するステップと、前記
    の検知温度が予め設定した設定温度より高い場合に、前
    記第1位置の上流にあるバイパス・バルブの開度を調整
    し、バイパス通路を流れる冷却液流量を調整するステッ
    プと、前記検知温度に従って、前記冷却液を混合するス
    テップとからなって、内燃機関の冷却液温度を制御する
    ことを特徴とする内燃機関の冷却液制御システムとその
    方法。
  11. 【請求項11】前記複数のバルブの開弁及び調整をスピ
    ードアップするために、さらに前記第1位置を電気的に
    加熱するステップからなることを特徴とする特許請求の
    範囲第10項に記載した内燃機関の冷却液制御システム
    とその方法。
  12. 【請求項12】前記エンジンの検知した負荷増加に応答
    して電気的に加熱するステップからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第11項に記載した内燃機関の冷却液
    制御システムとその方法。
JP2001193897A 2000-08-22 2001-06-27 内燃機関の冷却液制御システムとその方法 Pending JP2002155745A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/642,662 US6343573B1 (en) 2000-08-22 2000-08-22 Thermostat device
US09/642662 2000-08-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002155745A true JP2002155745A (ja) 2002-05-31

Family

ID=24577503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001193897A Pending JP2002155745A (ja) 2000-08-22 2001-06-27 内燃機関の冷却液制御システムとその方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6343573B1 (ja)
JP (1) JP2002155745A (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887046B2 (en) * 1996-02-26 2005-05-03 Flowork Systems Ii Llc Coolant pump, mainly for automotive use
DE10129933B4 (de) * 2001-06-21 2013-08-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere für Motorräder
KR20040047911A (ko) * 2001-10-19 2004-06-05 모노젠, 인크. 시료 바이알 밀봉 장치 및 방법
JP3978395B2 (ja) * 2002-01-23 2007-09-19 愛三工業株式会社 流量制御弁
JP5042119B2 (ja) * 2007-07-17 2012-10-03 本田技研工業株式会社 水冷式内燃機関の冷却装置
DE102008043983A1 (de) * 2008-11-21 2010-05-27 Robert Bosch Gmbh Kühlsystem
US20110036098A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-17 General Electric Company Self-regulating cooling water system for intercooled gas turbine engines
FR2955168B1 (fr) * 2010-01-14 2012-02-10 Mann & Hummel Gmbh Vanne de commande pour circuit de circulation de liquide
CN102182539A (zh) * 2011-01-31 2011-09-14 潍柴动力股份有限公司 一种柴油机及其海水泵
US8967091B2 (en) * 2011-12-14 2015-03-03 Cummins Inc. Thermostat housing which provides optimized coolant flow
JP5919031B2 (ja) * 2012-02-28 2016-05-18 株式会社ミクニ 冷却水制御バルブ装置
GB201209680D0 (en) 2012-05-31 2012-07-18 Jaguar Cars Fluid flow control device and method
US11046448B2 (en) * 2016-12-20 2021-06-29 Textron Innovations Inc. Engine cooling systems for aircraft
TR201718755A2 (tr) * 2017-11-24 2019-06-21 Kirpart Otomotiv Parcalari Sanayi Ve Ticaret A S Vaks bazli termostatin çalişma sicakliği araliğinin geni̇şleti̇lmesi̇
KR20200071529A (ko) * 2018-12-11 2020-06-19 현대자동차주식회사 엔진 냉각시스템
CN112761772B (zh) * 2019-10-21 2022-05-27 广州汽车集团股份有限公司 基于温控模块的节温器模拟控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03225022A (ja) * 1990-01-31 1991-10-04 Kubota Tekkosho:Kk 冷却水の循環回路
JPH10317966A (ja) * 1997-05-16 1998-12-02 Nippon Thermostat Kk 内燃機関の冷却制御装置
US5950576A (en) * 1998-06-30 1999-09-14 Siemens Canada Limited Proportional coolant valve
JPH11287123A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Nippon Thermostat Kk 内燃機関の冷却制御装置
JPH11287122A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Nippon Thermostat Kk サーモスタット装置のボトムバイパス構造
JP2000230425A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置
JP2001527612A (ja) * 1995-02-17 2001-12-25 ジェイ. ホリス,トマス エンジンオイルを最適温度に維持するためのシステム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611819A (ja) 1984-05-10 1986-01-07 Honda Motor Co Ltd 水冷式内燃機関における水ポンプの駆動装置
JP2505566Y2 (ja) 1987-11-26 1996-07-31 日産自動車株式会社 ウォ―タポンプ装置
US5113807B1 (en) 1989-07-19 1994-10-25 Kobayashi Manabu Cooling system for engine
US5111775A (en) * 1989-12-06 1992-05-12 Mitsubishi Denki K.K. Cooling water temperature controlling apparatus
US5216984A (en) 1991-07-26 1993-06-08 Nissan Motor Co., Ltd. V-type internal combustion engine with improved water pump driving arrangement
FR2703730B1 (fr) * 1993-04-05 1995-06-23 Vernet Sa Perfectionnements aux circuits de refroidissement à liquide, pour moteurs à combustion interne.
ES2112717B1 (es) * 1993-07-19 1998-12-01 Bayerische Motoren Werke Ag Disposicion de refrigeracion para un motor de combustion interna de un automovil.
KR0177334B1 (ko) 1994-07-26 1999-03-20 양재신 내연기관의 냉각장치
US5503118A (en) 1995-05-23 1996-04-02 Hollis; Thomas J. Integral water pump/engine block bypass cooling system
US5638774A (en) 1995-12-22 1997-06-17 General Motors Corporation Integrated transmission oil conditioner and coolant pump
JPH10288037A (ja) 1997-04-11 1998-10-27 Giichi Kuze 自動車エンジンの高冷却効率のワックス型サーモスタット
JP3374715B2 (ja) 1997-09-09 2003-02-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却水循環装置
AT2537U1 (de) * 1997-11-06 1998-12-28 Unitech Ag Kühlsystem für kraftfahrzeuge

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03225022A (ja) * 1990-01-31 1991-10-04 Kubota Tekkosho:Kk 冷却水の循環回路
JP2001527612A (ja) * 1995-02-17 2001-12-25 ジェイ. ホリス,トマス エンジンオイルを最適温度に維持するためのシステム
JPH10317966A (ja) * 1997-05-16 1998-12-02 Nippon Thermostat Kk 内燃機関の冷却制御装置
JPH11287123A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Nippon Thermostat Kk 内燃機関の冷却制御装置
JPH11287122A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Nippon Thermostat Kk サーモスタット装置のボトムバイパス構造
US5950576A (en) * 1998-06-30 1999-09-14 Siemens Canada Limited Proportional coolant valve
JP2000230425A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6343573B1 (en) 2002-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002155745A (ja) 内燃機関の冷却液制御システムとその方法
US7237511B2 (en) Cooling device of engine
EP0580934B1 (en) Cooling system for an automotive engine
US5975031A (en) Cooling system for an internal combustion engine, particularly for motor vehicles
WO2003095810A1 (fr) Thermostat a commande electronique
KR102398887B1 (ko) 차량용 냉각시스템의 제어방법
US4011988A (en) Device for controlling the flow of cooling water in an internal combustion engine
JP2002303139A (ja) サーモスタット弁
JP3218460B2 (ja) サーモスタット装置のボトムバイパス構造
US6929189B2 (en) Thermostat device and temperature control method and system for engine coolant
JP2573870B2 (ja) 内燃機関の冷却水流量制御装置
JP3435554B2 (ja) エンジンの冷却制御装置
KR20190051487A (ko) 차량용 냉각시스템 및 그 제어방법
JP2705389B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP3928936B2 (ja) サーモスタット装置
JP4352882B2 (ja) エンジン冷却装置
JPH06193443A (ja) エンジンの冷却装置
JPS60128968A (ja) 内燃機関の吸気加熱装置
JP2001280132A (ja) 冷却水制御装置
JPS5916150B2 (ja) エンジンレイキヤクケイヨウ サ−モスタツトベン
KR100589164B1 (ko) 차량용 써모스탯
KR100448738B1 (ko) 입구제어방식 냉각시스템의 서모스탯 하우징
JP2737611B2 (ja) エンジンの冷却装置
US3937197A (en) Heating means for the intake system of a water-cooled combustion engine
JPH0139860Y2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090417

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090513

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090708

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091026