JP2004293508A - Flow control device of cooling water - Google Patents

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JP2004293508A
JP2004293508A JP2003090460A JP2003090460A JP2004293508A JP 2004293508 A JP2004293508 A JP 2004293508A JP 2003090460 A JP2003090460 A JP 2003090460A JP 2003090460 A JP2003090460 A JP 2003090460A JP 2004293508 A JP2004293508 A JP 2004293508A
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flow path
water pump
cooling water
pump
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JP2003090460A
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Inventor
Tomoki Nishino
知樹 西野
Nobuaki Murakami
信明 村上
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow control device of cooling water which is miniaturized to minimize drive loss and which can suppress occurrence of cavitation. <P>SOLUTION: In the flow control device, cooling water is discharged from a water pump 9 activated by rotation of an engine 1. The cooling water passes through passages 6, 8, 4 connected to the water pump 9 to be circulated to the water pump 9. A solenoid valve 10 for adjusting a passage area of the passage 4 is provided to the passage 4 arranged on a discharging side 9b of the water pump. The solenoid valve 10 is controlled by employing a control means 11 in a direction to narrow the passage area in accordance with increase in engine rotation speed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの回転により作動するウォータポンプからエンジンに供給される冷却水の流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水冷式のエンジンにおいては、エンジンの回転により作動するウォータポンプを用いてエンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させている。このようなエンジンから駆動力を得るウォータポンプの場合、エンジンの回転数の上昇とともに、自身の回転数も上昇してその吐出量が増える。エンジンの冷却性能は、一般に低速、高負荷時に、所望の冷却性能を得られるような吐出量を得られるポンプが選択されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、低速、高負荷時の冷却性能を考慮した吐出量を得られるウォータポンプを設定すると、エンジン高回転域においては、エンジン冷却に必要な吐出量を超えてしまい供給過多となる。これは、不要な冷却水を吐出する回転をポンプに行わせることになり駆動損失となってしまう。近年エンジンからの駆動力による作動ではなく、電動式のウォータポンプが採用される場合もある。この場合、駆動損失という課題は解消されるが、一般に電動ポンプの場合、エンジン駆動式のポンプと同等の吐出量を得るためにはポンプ容量が大きくなり、大型化を招くことになる。また、ポンプの大型化は取付けスペースを確保するという新たな課題を招くことになる。
ウォータポンプでは、その回転数が高回転になると、ポンプ吸込側の水圧が低下し、吸込負圧の増大により溶解空気が分離して気泡が生じてしまう。この気泡がポンプのタービンなどに衝突すると、所謂キャピテーションが発生する。このため、エンジンの冷却には、キャピテーションの発生を抑制することも重要な要素となる。
本発明は、小型で駆動損失の少なく、キャピテーションの発生を抑制可能な冷却水の流量制御装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる、エンジンの回転により作動するウォータポンプから吐出され、エンジンを介してウォータポンプへとつながる流路を通ってウォータポンプへと循環される冷却水の流量制御装置では、ウォータポンプの吐出側に位置する流路に、この流路の流路面積を調整する弁を設け、この弁をエンジンの回転数の上昇に伴い流路面積を狭める方向に制御手段を用いて制御すると、エンジン回転数の上昇に伴い、流路断面が狭くなってポンプ吐出側の流路抵抗が増大する。このため、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少し、ポンプの回転に伴う負荷が軽減されるので、駆動損失を低減することができる。また、ウォータポンプの吐出量が減少するので、ポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
【0005】
上記制御を行うにあたり、エンジンの回転数をエンジン回転数検出手段で検出し、制御手段で、エンジン回転数検出手段からの検出回転数と予め設定された所定のエンジン回転数とを比較し、検出回転数が所定のエンジン回転数以上の場合に流路面積を狭める方向に弁を制御すると、所定のエンジン回転数となると流路断面が狭くなってポンプ吐出側の流路抵抗が増大する。このため、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少し、ポンプの回転に伴う負荷が軽減されるので、駆動損失を低減することができる。また、ウォータポンプの吐出量が減少するので、ポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
【0006】
上記制御を行う場合、さらにエンジンの負荷情報を負荷情報検出手段で検出し、制御手段で、負荷情報検出手段からの負荷情報によりエンジン負荷の状態を判定し、このエンジン負荷の上昇に伴い所定のエンジン回転数を高くするように制御してもよい。エンジン負荷の増大にともない弁を狭める所定のエンジン回転数が高くなるので、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプの回転に伴う負荷がより軽減されるので、駆動損失をより低減することができる。
【0007】
上記目的を達成するため、本発明にかかる、エンジンの回転により作動するウォータポンプから吐出され、エンジンを介してウォータポンプへとつながる流路を通ってウォータポンプへと循環される冷却水の流量制御装置では、ウォータポンプの吐出側に位置する流路に、この流路を流れる冷却水の流量の増大に伴い流路の面積を狭める流路調整手段を設け、ポンプ吐出量に相関するパラメータとなる吐出側に位置する流路の冷却水の流量変化からエンジン回転数の変化読み取り、冷却水の流量が増大すると、流路調整手段で流路断面が狭くされてポンプ吐出側の流路抵抗が増大する。このため、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少し、ポンプの回転に伴う負荷が軽減されるので、駆動損失を低減することができる。また、ウォータポンプの吐出量が減少するので、ポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1に示す冷却水の流量制御装置は、エンジン1の回転により作動するウォータポンプ9と、このウォータポンプ9からエンジン1を介してウォータポンプ9へとつながる流路4,5,6,8を備え、これら流路を通ってウォータポンプ9へと冷却水が循環されるものである。エンジン1の内部には冷却水路2が形成され、この冷却水路2の一方にはエンジン1への冷却水の供給側となる流路4が、他方には排出側となる流路6がそれぞれ接続されている。流路4の一方には、サーモスタット3を介して流路8と流路5とがそれぞれ接続されている。サーモスタット3は、流路8からの冷却水を流路4または流路5へとその流れを変更するためのものである。流路5はサーモスタット3の作動時にエンジン1を回避して冷却水を流路6へと案内するバイパス流路である。流路6には、ラジエータ7の入水側が接続されている。ラジエータ7の排出側には流路8が接続されている。ラジエータ7の入水側には、圧力調整弁15が設けられていて、ラジエータ7への送圧が一定圧となるように構成されている。
【0009】
ウォータポンプ9は、その吸込側9aがサーモスタット3側に配置され、吐出側9bがエンジン1の流入側に位置するように流路4に配設されている。このウォータポンプ9は、図示しないエンジンのクランク軸から図示しないプーリーとベルトまたはギア列、あるいはスプロケットとチェーン等の駆動伝達手段を介して、エンジンの回転が伝達されて作動する直動式のポンプであり、エンジン1の回転の上昇とともに自身の回転も上昇するように構成されている。
【0010】
このような流路形態により、エンジン1が始動してウォータポンプ9が作動すると、図示しないポンプ内のタービンが回転して冷却水をエンジン1に向かって吐出する。吐出された冷却水は、流路4から冷却水路2を介して流路6、ラジエータ7へと送圧され、ここで走行風やファンの回転による送風により冷却される。冷却された冷却水は、流路8を通ってサーモスタット3まで給送される。そして、サーモスタットの状態に応じて、流路8及び流路5から流路4へ流入する冷却水の量がそれぞれ調整される。
【0011】
次に本発明の主要部となる流量調整部の構成について説明する。ウォータポンプ9の吐出側に位置する流路4には、制御手段11によってその動作を制御されることで、流路4の流路面積を調整する電磁弁10が配置されている。電磁弁10は、通常オフ状態とされ、この状態では低速、高負荷の場合でもあっても、所望の冷却性能が得られる冷却水の流量が確保できるように流路4の流路面積が確保し、オン状態なると流路4の流路面積を狭める方向に作用する流量調整弁として機能する。
【0012】
制御手段11は、CPU及び各種メモリを備えた周知のコンピュータで構成されている。この制御手段11には、エンジンの回転数Neを検出するエンジン回転数検出手段としてクランク角センサ12、エンジンの負荷θaを検出する負荷情報検出手段としてのアクセル開度センサ14が接続されている。本形態において、負荷情報検出手段には、アクセル13の開度を検出するアクセル開度センサ14を用いているが、スロットル弁の開度や吸入空気量を検出する手段を負荷情報検出手段として用いても良い。
【0013】
この制御手段11は、エンジン1の回転数の上昇に流路面積を狭める方向に電磁弁11の動作を制御する。すなわち、制御手段11は、クランク角センサ12からの検出回転数Neと図示しないメモリに予め設定された所定のエンジン回転数とを比較し、検出回転数が所定のエンジン回転数以上の場合に流路面積を狭める方向に電磁弁11を制御すべくオンさせる。制御手段11のメモリには、アクセル開度センサ14からの負荷情報θaによりエンジン負荷の状態を判定し、エンジン負荷の上昇に伴い所定のエンジン回転数を高くするように制御するための、図3に示すマップ情報が記憶されている。すなわち、制御手段11は、エンジン負荷に応じて電磁弁11を作動(オン)させるエンジン回転数を変化するように制御している。
【0014】
図2は、ウォータポンプ9の吐出量とウォータポンプ9の駆動仕事との関係を示す特性図である。一般にポンプ吐出量が上昇すると、軸出力も上昇する傾向にある。また、直動式のウォータポンプ9の場合、そのロータの回転数はエンジン回転数に比例し、吐出量はロータ回転数に略比例する関係にある。本願発明者は、図2に示す特性から、ポンプ吐出量を低減させることでウォータポンプ9の駆動仕事が低減することに着目し、ポンプ吐出量を低減させるべく、流量調整弁として機能する電磁弁10を制御手段11で制御する構成とした。
【0015】
以下、図4に示すフローチャートに沿って、制御手段11による制御の一形態を説明する。図4のステップS1では、各センサからの出力であるNe、θaの取り込みを行い、ステップS2において、負荷情報θaに応じた切換え回転数Ne1を図3に示すマップから選択する。そしてステップS3において、検出回転数Neと切換え回転数Ne1とを比較し、検出回転数Neが切換え回転数Ne1以上の場合には、ステップS4に進んで電磁弁11をオンし、検出回転数Neが切換え回転数Ne1を超えていない場合には、ステップS5に進んで電磁弁11をオフする。
【0016】
このように、所定のエンジン回転数以上の場合に電磁弁11をオン状態とすると、流路4の流路面積が狭くなるのでポンプ吐出側の流路抵抗が増大する。このため、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少し、ウォータポンプ9の回転に伴う負荷が軽減される。よって、従来のウォータポンプ9の構成を使用でき、駆動損失を低減することができる。また、ウォータポンプ9の吐出量が減少するので、ポンプの吸込側9aの吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。さらに、電磁弁11をオンオンさせる切換え回転数Ne1をエンジン負荷情報θaによって変更する、すなわち、エンジン負荷の増大にともない電磁弁11を狭める所定のエンジン回転数が高くなるように制御するので、高負荷時の冷却性能を維持しつつ低負荷高回転域時の駆動損失をより低減することができる。
【0017】
図5は本発明の別な形態を示す、図5に示す冷却水の流量制御装置は、図1に示す冷却水の流量制御装置の電磁弁11に換えて、流路調整手段20をウォータポンプ9の吐出側9bに位置する流路4に設け、電子的な流量制御ではなく、メカニカルな流量制御にしたのであり、制御手段11や各種センサも備えていない。これら以外の基本的な流路構成は図1の構成と同一であるので、ここではその生命は省略し、流路調整手段20の構成と、その作用について説明する。
【0018】
流路調整手段20は、図5に示すよう、流路4に設けた拡大部21の内部に、リターンスプリング21によって初期位置を定めるストッパ24に付勢されたボール弁22を有する流量調整弁である。拡大部21は、吐出側9bからエンジン1側に向かうに従い、その容積が減少するように形成されている。ストッパ24は、リング形状であってり吐出側9bから吐出される冷却水をその下流側に流入可能としている。ボール弁22は、流路4を流れる冷却水の流量が増大すると、リターンスプリング23のばね力に抗して図中右方に移動して、流路4の流路面積を狭めるように移動する。すなわち、リターンスプリング23のばね力は、通常はボール弁22をストッパ24に当接させ、エンジン回転数が上昇してウォータポンプ9からの吐出量が増大すると、それに伴い流路4の流路面積を狭くする右方に向かって移動するように調整されている。
【0019】
このような構成によると、ウォータポンプ9の吐出量に相関するパラメータとなる吐出側9bに位置する流路4の冷却水の流量変化からエンジン回転数の変化読み取り、冷却水の流量が増大すると、それに伴い流路調整手段20のボール弁22が右方に移動して流路断面が狭くされるので、ウォータポンプ9の吐出側9bの流路抵抗が増大する。このため、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少し、ポンプの回転に伴う負荷が軽減されることになり、駆動損失を低減することができる。また、ウォータポンプ9の吐出量が減少するので、ポンプの吸込側9aの吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
【0020】
上記各形態において、電磁弁11及び流利調整手段20は、ウォータポンプ9の吐出側9bとエンジン1との間の流路4、すなわち、エンジン1に対する冷却水の供給路に設けたが、例えば、エンジン1からの排出側となる流路6に電磁弁11及び流量調整手段20を設ける形態であってもよいし、エンジン内部の冷却水路2内に設ける形態であっても良い。この場合、ラジエータ7の入水側には圧力調整弁15が配置されているので、この定圧弁よりもエンジン側で、かつ流路6と流路5との分岐点よりエンジン側、すなわち冷給水の流れに対して上流側に配置するのが好ましい。
【0021】
流量調整手段20には、ボール弁方式を用いたがこれ以外の構成で合っても無論かまわない。たとえば、通常時においては、流路4の内壁に沿って位置し、流路4を流れる流量が増大すると、流路4の流路面積を狭めるべく流路4内に突出して流路抵抗を増大させる舌片状の弁を流路4内に配置し、流量調整手段としてもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン回転数が上昇に伴い、流路断面が狭くなってポンプ吐出側の流路抵抗が増大することで、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少して、ポンプの回転に伴う負荷が軽減されるので、駆動損失を低減することができるとともに、ポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
本発明によれば、エンジン回転検出手段による検出回転数が所定のエンジン回転数となると、流路断面が狭くなってポンプ吐出側の流路抵抗が増大し、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少し、ポンプの回転に伴う負荷が軽減されるので、駆動損失を低減することができるとともに、ポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
本発明によれば、エンジン負荷の増大にともない弁を狭める所定のエンジン回転数が高くなるので、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプの回転に伴う負荷がより軽減されるので、駆動損失をより低減することができる。
本発明によれば、ポンプ吐出側に位置する流路の冷却水の流量が増大すると、流路調整手段で流路断面が狭くされてポンプ吐出側の流路抵抗が増大され、低速、高負荷時の冷却性能を維持しつつ、ポンプ回転高速側でのポンプ吐出量が減少してポンプの回転に伴う負荷が軽減されるので、駆動損失を低減することができるとともに、ポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が少なくなり、キャピテーションの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す冷却水の流量制御装置の全体構成図である。
【図2】ポンプ吐出量とポンプ駆動仕事との関係を示す特性線図である。
【図3】エンジン負荷と所定のエンジン回転数の変化特性を示す線図である。
【図4】本発明にかかる制御手段による制御の一形成を示すフローチャートである。
【図5】本発明の別な実施の形態を示す冷却水の流量制御装置の全体構成図である。
【図6】流路調整手段の一形態を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 エンジン
4 吐出側に位置する流路
6,8 流路
9 ウォータポンプ
9b 吐出側
10 電磁弁
11 制御手段
12 エンジン回転数検出手段
14 負荷情報検出手段
20 流路調整手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow control device for cooling water supplied to an engine from a water pump operated by rotation of the engine.
[0002]
[Prior art]
In a water-cooled engine, cooling water is circulated between the engine and a radiator using a water pump operated by rotation of the engine. In the case of a water pump that obtains a driving force from such an engine, the rotation speed of the water pump itself increases as the rotation speed of the engine increases, and the discharge amount increases. As a cooling performance of the engine, generally, a pump capable of obtaining a discharge amount that can obtain a desired cooling performance at a low speed and a high load is selected.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if a water pump capable of obtaining a discharge amount in consideration of cooling performance at low speed and high load is set, in a high engine speed region, the discharge amount required for engine cooling will be exceeded and supply will be excessive. This causes the pump to rotate to discharge unnecessary cooling water, resulting in drive loss. In recent years, an electric water pump may be used instead of the operation by the driving force from the engine. In this case, the problem of drive loss is eliminated, but in general, in the case of an electric pump, the pump capacity is increased to obtain a discharge amount equivalent to that of an engine-driven pump, resulting in an increase in size. In addition, an increase in the size of the pump causes a new problem of securing a mounting space.
In a water pump, when the number of rotations becomes high, the water pressure on the pump suction side decreases, and dissolved air is separated due to an increase in suction negative pressure, and bubbles are generated. When these bubbles collide with the turbine of the pump, so-called captions occur. For this reason, suppressing the generation of caption is also an important factor in cooling the engine.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cooling water flow control device which is small in size, has small driving loss, and can suppress generation of caption.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a flow rate control of cooling water discharged from a water pump operated by rotation of an engine and circulated to the water pump through a flow path connected to the water pump through the engine. In the device, a valve for adjusting the flow passage area of this flow passage is provided in the flow passage located on the discharge side of the water pump, and the valve is controlled by a control means in a direction to decrease the flow passage area as the engine speed increases. When the control is performed using this, as the engine speed increases, the cross section of the flow path becomes narrower and the flow path resistance on the pump discharge side increases. For this reason, while maintaining the cooling performance at low speed and high load, the pump discharge amount on the high speed side of the pump rotation is reduced, and the load due to the rotation of the pump is reduced, so that the drive loss can be reduced. Further, since the discharge amount of the water pump is reduced, the suction negative pressure on the pump suction side is reduced, so that the generation of bubbles is reduced and the generation of caption can be suppressed.
[0005]
In performing the above control, the engine speed is detected by an engine speed detecting unit, and the control unit compares the detected engine speed from the engine speed detecting unit with a predetermined engine speed, and detects the engine speed. If the valve is controlled in a direction to reduce the flow path area when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined engine rotation speed, the flow passage cross section becomes narrower at the predetermined engine rotation speed, and the flow resistance on the pump discharge side increases. For this reason, while maintaining the cooling performance at low speed and high load, the pump discharge amount on the high speed side of the pump rotation is reduced, and the load due to the rotation of the pump is reduced, so that the drive loss can be reduced. Further, since the discharge amount of the water pump is reduced, the suction negative pressure on the pump suction side is reduced, so that the generation of bubbles is reduced and the generation of caption can be suppressed.
[0006]
When performing the above control, the load information of the engine is further detected by the load information detecting means, and the control means determines the state of the engine load based on the load information from the load information detecting means. Control may be performed to increase the engine speed. As the engine load increases, the specified engine speed increases, narrowing the valve.This reduces the load associated with pump rotation while maintaining cooling performance at low speeds and high loads, further reducing drive loss. can do.
[0007]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a flow rate control of cooling water discharged from a water pump operated by rotation of an engine and circulated to the water pump through a flow path connected to the water pump through the engine. In the device, a flow path located on the discharge side of the water pump is provided with flow path adjusting means for reducing the area of the flow path in accordance with an increase in the flow rate of the cooling water flowing through the flow path, and serves as a parameter correlated to the pump discharge amount. The change in the engine speed is read from the change in the flow rate of the cooling water in the flow path located on the discharge side. When the flow rate of the cooling water increases, the flow path adjusting means narrows the cross section of the flow path and increases the flow resistance on the pump discharge side. I do. For this reason, while maintaining the cooling performance at low speed and high load, the pump discharge amount on the high speed side of the pump rotation is reduced, and the load due to the rotation of the pump is reduced, so that the drive loss can be reduced. Further, since the discharge amount of the water pump is reduced, the suction negative pressure on the pump suction side is reduced, so that the generation of bubbles is reduced and the generation of caption can be suppressed.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The cooling water flow control device shown in FIG. 1 includes a water pump 9 operated by rotation of the engine 1 and flow paths 4, 5, 6, and 8 connected from the water pump 9 to the water pump 9 via the engine 1. The cooling water is circulated to the water pump 9 through these flow paths. A cooling water passage 2 is formed inside the engine 1, and one of the cooling water passages 2 is connected to a flow path 4 serving as a supply side of cooling water to the engine 1, and the other is connected to a flow path 6 serving as a discharge side. Have been. The channel 8 and the channel 5 are connected to one of the channels 4 via the thermostat 3, respectively. The thermostat 3 changes the flow of the cooling water from the flow path 8 to the flow path 4 or the flow path 5. The flow path 5 is a bypass flow path that guides the cooling water to the flow path 6 while avoiding the engine 1 when the thermostat 3 operates. The water inlet side of the radiator 7 is connected to the flow path 6. The flow path 8 is connected to the discharge side of the radiator 7. A pressure regulating valve 15 is provided on the water inlet side of the radiator 7, and is configured so that the pressure supplied to the radiator 7 is constant.
[0009]
The water pump 9 is disposed in the flow path 4 such that the suction side 9 a is located on the thermostat 3 side and the discharge side 9 b is located on the inflow side of the engine 1. The water pump 9 is a direct-acting pump that operates by transmitting the rotation of the engine from a crankshaft of an engine (not shown) via a drive transmission means such as a pulley and belt or gear train (not shown) or a sprocket and a chain. In addition, the configuration is such that the rotation of the engine 1 itself increases as the rotation of the engine 1 increases.
[0010]
With such a flow path configuration, when the engine 1 starts and the water pump 9 operates, a turbine in a pump (not shown) rotates to discharge cooling water toward the engine 1. The discharged cooling water is sent from the flow path 4 to the flow path 6 and the radiator 7 via the cooling water path 2, where it is cooled by running air or air blown by rotation of a fan. The cooled cooling water is supplied to the thermostat 3 through the flow path 8. Then, the amount of cooling water flowing into the flow path 4 from the flow path 8 and the flow path 5 is adjusted according to the state of the thermostat.
[0011]
Next, the configuration of the flow rate adjusting unit which is a main part of the present invention will be described. In the flow path 4 located on the discharge side of the water pump 9, an electromagnetic valve 10 that adjusts the flow path area of the flow path 4 by controlling its operation by the control unit 11 is disposed. The solenoid valve 10 is normally turned off. In this state, the flow path area of the flow path 4 is ensured so that the flow rate of the cooling water that can obtain the desired cooling performance can be ensured even at a low speed and a high load. Then, when turned on, it functions as a flow control valve acting in a direction to reduce the flow path area of the flow path 4.
[0012]
The control means 11 is composed of a known computer provided with a CPU and various memories. The control means 11 is connected to a crank angle sensor 12 as an engine speed detecting means for detecting the engine speed Ne, and an accelerator opening sensor 14 as a load information detecting means for detecting the engine load θa. In the present embodiment, the load information detecting means uses the accelerator opening sensor 14 for detecting the opening of the accelerator 13, but the means for detecting the opening of the throttle valve and the amount of intake air are used as the load information detecting means. May be.
[0013]
The control means 11 controls the operation of the solenoid valve 11 in a direction to reduce the flow passage area as the rotation speed of the engine 1 increases. That is, the control means 11 compares the detected rotation speed Ne from the crank angle sensor 12 with a predetermined engine rotation speed preset in a memory (not shown). The solenoid valve 11 is turned on to control the solenoid valve 11 in a direction to reduce the road area. The memory of the control means 11 determines the state of the engine load on the basis of the load information θa from the accelerator opening sensor 14 and controls the engine speed to be increased as the engine load increases, as shown in FIG. Is stored. That is, the control unit 11 controls the engine speed to operate (turn on) the solenoid valve 11 in accordance with the engine load.
[0014]
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between the discharge amount of the water pump 9 and the driving work of the water pump 9. Generally, as the pump discharge increases, the shaft output also tends to increase. In the case of the direct-acting water pump 9, the rotation speed of the rotor is proportional to the engine rotation speed, and the discharge amount is substantially proportional to the rotor rotation speed. The inventor of the present application pays attention to the fact that the drive work of the water pump 9 is reduced by reducing the pump discharge amount from the characteristics shown in FIG. 2, and in order to reduce the pump discharge amount, an electromagnetic valve functioning as a flow rate regulating valve 10 is controlled by the control means 11.
[0015]
Hereinafter, one form of control by the control unit 11 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step S1 of FIG. 4, Ne and θa, which are outputs from the sensors, are taken in. In step S2, the switching speed Ne1 according to the load information θa is selected from the map shown in FIG. In step S3, the detected rotation speed Ne is compared with the switching rotation speed Ne1. If the detected rotation speed Ne is equal to or higher than the switching rotation speed Ne1, the process proceeds to step S4, where the electromagnetic valve 11 is turned on, and the detected rotation speed Ne is determined. Does not exceed the switching speed Ne1, the routine proceeds to step S5, where the solenoid valve 11 is turned off.
[0016]
As described above, when the solenoid valve 11 is turned on when the engine speed is equal to or higher than the predetermined engine speed, the flow path area of the flow path 4 is reduced, so that the flow resistance on the pump discharge side is increased. For this reason, the pump discharge amount on the high-speed side of the pump rotation decreases, and the load associated with the rotation of the water pump 9 is reduced. Therefore, the configuration of the conventional water pump 9 can be used, and drive loss can be reduced. Further, since the discharge amount of the water pump 9 is reduced, the suction negative pressure on the suction side 9a of the pump is reduced, so that the generation of bubbles is reduced and the generation of caption can be suppressed. Further, the switching speed Ne1 for turning on the solenoid valve 11 is changed by the engine load information θa, that is, the engine speed is controlled so that the predetermined engine speed for narrowing the solenoid valve 11 with the increase of the engine load is increased. The drive loss at the time of low load and high rotation can be further reduced while maintaining the cooling performance at the time.
[0017]
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The cooling water flow control device shown in FIG. 5 uses a water pump instead of the solenoid valve 11 of the cooling water flow control device shown in FIG. This is provided in the flow path 4 located on the discharge side 9b of the nozzle 9 and is not an electronic flow rate control but a mechanical flow rate control. The control means 11 and various sensors are not provided. Since the basic flow path configuration other than these is the same as the configuration in FIG. 1, its life is omitted here, and the configuration of the flow path adjusting means 20 and its operation will be described.
[0018]
As shown in FIG. 5, the flow path adjusting means 20 is a flow control valve having a ball valve 22 urged by a return spring 21 to a stopper 24 which determines an initial position inside an enlarged portion 21 provided in the flow path 4. is there. The enlarged portion 21 is formed such that its volume decreases from the discharge side 9b toward the engine 1. The stopper 24 has a ring shape and allows the cooling water discharged from the discharge side 9b to flow into the downstream side. When the flow rate of the cooling water flowing through the flow path 4 increases, the ball valve 22 moves rightward in the drawing against the spring force of the return spring 23 and moves so as to reduce the flow path area of the flow path 4. . That is, the spring force of the return spring 23 normally causes the ball valve 22 to abut against the stopper 24, and when the engine speed increases and the discharge amount from the water pump 9 increases, the flow area of the flow path 4 increases accordingly. It is adjusted to move to the right to make it narrower.
[0019]
According to such a configuration, a change in the engine speed is read from a change in the flow rate of the cooling water in the flow path 4 located on the discharge side 9b, which is a parameter correlated to the discharge rate of the water pump 9, and when the flow rate of the cooling water increases, As a result, the ball valve 22 of the flow path adjusting means 20 moves to the right and the cross section of the flow path is narrowed, so that the flow path resistance on the discharge side 9b of the water pump 9 increases. For this reason, while maintaining the cooling performance at low speed and high load, the pump discharge amount at the high speed side of the pump rotation is reduced, the load associated with the rotation of the pump is reduced, and the drive loss can be reduced. it can. Further, since the discharge amount of the water pump 9 is reduced, the suction negative pressure on the suction side 9a of the pump is reduced, so that the generation of bubbles is reduced and the generation of caption can be suppressed.
[0020]
In each of the above embodiments, the electromagnetic valve 11 and the flow rate adjusting means 20 are provided in the flow path 4 between the discharge side 9b of the water pump 9 and the engine 1, that is, the supply path of the cooling water to the engine 1. The electromagnetic valve 11 and the flow rate adjusting means 20 may be provided in the flow path 6 on the discharge side from the engine 1, or may be provided in the cooling water passage 2 inside the engine. In this case, since the pressure regulating valve 15 is disposed on the water inlet side of the radiator 7, the engine is located closer to the engine than the constant pressure valve, and the engine is located closer to the engine than the branch point between the flow path 6 and the flow path 5, that is, the cold supply water. Preferably, it is located upstream with respect to the flow.
[0021]
Although the ball valve type is used for the flow rate adjusting means 20, it goes without saying that other configurations may be used. For example, in a normal state, when the flow rate flowing through the flow path 4 is increased along the inner wall of the flow path 4, the flow path 4 protrudes into the flow path 4 to reduce the flow path area, thereby increasing the flow resistance. A tongue-shaped valve to be arranged may be arranged in the flow path 4 to serve as a flow rate adjusting means.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, as the engine speed increases, the flow path cross-section becomes narrower and the flow path resistance on the pump discharge side increases. The pump discharge amount at the pump side is reduced, and the load associated with the rotation of the pump is reduced, so that the drive loss can be reduced and the suction negative pressure at the pump suction side is reduced, resulting in less air bubbles. In addition, the occurrence of caption can be suppressed.
According to the present invention, when the rotation speed detected by the engine rotation detection means reaches a predetermined engine rotation speed, the flow passage cross section becomes narrower, the flow passage resistance on the pump discharge side increases, and the cooling performance at low speed and high load is reduced. While maintaining, the pump discharge amount on the high-speed side of the pump rotation is reduced, and the load accompanying the rotation of the pump is reduced, so that the drive loss can be reduced and the suction negative pressure on the pump suction side is reduced. The generation of bubbles is reduced, and the generation of caption can be suppressed.
According to the present invention, the predetermined engine speed at which the valve is narrowed with an increase in the engine load increases, so that the load accompanying the rotation of the pump is further reduced while maintaining the cooling performance at low speed and high load. In addition, drive loss can be further reduced.
According to the present invention, when the flow rate of the cooling water in the flow path located on the pump discharge side increases, the flow path cross-section is narrowed by the flow path adjusting means, the flow path resistance on the pump discharge side is increased, and low speed, high load While maintaining the cooling performance at the time, the pump discharge amount on the high-speed side of the pump rotation is reduced and the load associated with the rotation of the pump is reduced, so that the drive loss can be reduced and the suction load on the pump suction side can be reduced. The pressure is reduced and the generation of bubbles is reduced, so that the generation of caption can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a cooling water flow control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a pump discharge amount and a pump driving work.
FIG. 3 is a diagram showing a change characteristic of an engine load and a predetermined engine speed.
FIG. 4 is a flowchart showing one form of control by the control means according to the present invention.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a cooling water flow control device showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view showing one embodiment of a flow path adjusting unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4 Flow paths 6, 8 located on the discharge side Flow path 9 Water pump 9b Discharge side 10 Solenoid valve 11 Control means 12 Engine speed detection means 14 Load information detection means 20 Flow path adjustment means

Claims (4)

エンジンの回転により作動するウォータポンプから吐出され、前記エンジンを介して前記ウォータポンプへとつながる流路を通って前記ウォータポンプへと循環される冷却水の流量制御装置であって、
前記ウォータポンプの吐出側に位置する流路に設けられ、前記流路の流路面積を調整する弁と、
前記エンジンの回転数の上昇に伴い前記流路面積を狭める方向に前記弁を制御する制御手段とを有することを特徴とする冷却水の流量制御装置。
A cooling water flow control device that is discharged from a water pump that is operated by rotation of an engine, and that is circulated to the water pump through a flow path connected to the water pump through the engine,
A valve that is provided in a flow path located on the discharge side of the water pump and adjusts a flow path area of the flow path;
Control means for controlling the valve in a direction to reduce the flow passage area in accordance with an increase in the rotation speed of the engine.
請求項1記載の冷却水の流量制御装置において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、
前記制御手段は、前記エンジン回転数検出手段からの検出回転数と予め設定された所定のエンジン回転数とを比較し、検出回転数が所定のエンジン回転数以上の場合に前記流路面積を狭める方向に前記弁を制御することを特徴とする冷却水の流量制御装置。
The cooling water flow control device according to claim 1,
Having an engine speed detecting means for detecting the engine speed,
The control unit compares the detected rotation speed from the engine rotation speed detection unit with a predetermined engine rotation speed set in advance, and reduces the flow passage area when the detected rotation speed is equal to or higher than the predetermined engine rotation speed. A flow rate control device for cooling water, characterized by controlling the valve in a direction.
請求項2記載の冷却水の流量制御装置において、
前記エンジンの負荷情報を検出する負荷情報検出手段を有し、
前記制御手段は、前記負荷情報検出手段からの負荷情報によりエンジン負荷の状態を判定し、前記エンジン負荷の上昇に伴い前記所定のエンジン回転数を高くすることを特徴とする冷却水の流量制御装置。
The flow rate control device for cooling water according to claim 2,
A load information detecting unit that detects load information of the engine;
The control unit determines a state of an engine load based on load information from the load information detection unit, and increases the predetermined engine speed with an increase in the engine load. .
エンジンの回転により作動するウォータポンプから吐出され、前記エンジンを介して前記ウォータポンプへとつながる流路を通って前記ウォータポンプへと循環される冷却水の流量制御装置であって、
前記ウォータポンプの吐出側に位置する流路に設けられ、この流路を流れる冷却水の流量の増大に伴い前記流路の流路面積を狭める流路調整手段を有することを特徴とする冷却水の流量制御装置。
A cooling water flow control device that is discharged from a water pump that is operated by rotation of an engine, and that is circulated to the water pump through a flow path connected to the water pump through the engine,
Cooling water provided in a flow path located on the discharge side of the water pump, and having flow path adjusting means for reducing a flow path area of the flow path as the flow rate of the cooling water flowing through the flow path increases. Flow control device.
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