JP2011111962A - 内燃機関冷却システム - Google Patents
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Abstract
【課題】
流体流路を開閉する弁部と、流体の温度に基づき作動し弁部を制御する感温部とを有する感温弁と、流路から分岐し感温弁を迂回し流路に合流するバイパス通路と、バイパス通路を開閉する弁部を備える内燃機関冷却システムにおいて、バイパス通路を開閉する弁部を省スペースに配設する内燃機関冷却システムを提供することを課題とする。
【解決手段】
ヒータ通路C21の冷却水の流通を調節する弁部5Aと、冷却水の温度に基づき作動し弁部5Aを制御する感温部5Bとを有する車室ヒータ用流体制御弁5と、ヒータ通路C21から分岐し車室ヒータ用流体制御弁5を迂回しヒータ通路C21に合流するバイパス通路C22とを備え、バイパス通路C22は制御部8により開閉する電磁バルブ6が備えられ、感温部5Bはバイパス通路C22を流通する冷却水に接するように配設される内燃機関冷却システム100とした。
【選択図】図1
流体流路を開閉する弁部と、流体の温度に基づき作動し弁部を制御する感温部とを有する感温弁と、流路から分岐し感温弁を迂回し流路に合流するバイパス通路と、バイパス通路を開閉する弁部を備える内燃機関冷却システムにおいて、バイパス通路を開閉する弁部を省スペースに配設する内燃機関冷却システムを提供することを課題とする。
【解決手段】
ヒータ通路C21の冷却水の流通を調節する弁部5Aと、冷却水の温度に基づき作動し弁部5Aを制御する感温部5Bとを有する車室ヒータ用流体制御弁5と、ヒータ通路C21から分岐し車室ヒータ用流体制御弁5を迂回しヒータ通路C21に合流するバイパス通路C22とを備え、バイパス通路C22は制御部8により開閉する電磁バルブ6が備えられ、感温部5Bはバイパス通路C22を流通する冷却水に接するように配設される内燃機関冷却システム100とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、流体流路を開閉する弁部と、流体の温度に基づき作動し弁部を制御する感温部とを有する感温弁と、流路から分岐し感温弁を迂回し流路に合流するバイパス通路と、バイパス通路を開閉する弁部を備える内燃機関冷却システムに関する。
特許文献1には、内燃機関の出力及び燃費性能向上のため、シリンダブロックの冷却水出口に配設され、冷却水が開弁温度以上になったとき開弁し冷却水をシリンダブロックより流出するシリンダブロックの水温制御サーモスタットと、水温制御サーモスタットと並列に併設され、高負荷時に開弁し冷却水を水温制御サーモスタットを迂回して循環させる負圧制御バルブを備えた水冷式エンジンの冷却装置が開示されている。
負圧制御バルブは、弁にシャフトを介して連結されたダイヤフラムにより区分されたダイヤフラム室が、パイプを介してマニホールドに連通され、高負荷時のマニホールド負圧によりダイヤフラムが作動し弁がもち上げられて開弁する。
しかしながら、特許文献1の流体制御弁のようにマニホールド負圧を用いた負圧制御バルブにおいては、負圧制御バルブが大型であり、また負圧を取り出すために負圧が通るパイプを配設する必要があり搭載スペースが大きくなる問題がある。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、水温制御サーモスタットを迂回する弁を省スペースに配設する内燃機関冷却システムを提供することを課題とする。
上記の技術的課題を解決するために本発明にて講じられた第1の技術的手段は、流体流路に配設され前記流路を開閉する弁部と、前記流体の温度に基づき作動し前記弁部を制御する感温部とを有する感温弁と、前記流路から分岐し前記感温弁を迂回し前記流路に合流するバイパス通路とを備え、前記バイパス通路は制御手段により開閉される電磁弁が備えられ、前記感温部は前記バイパス通路を流通する流体に接するように配設される内燃機関冷却システムとしたことである。
第2の技術的手段は、請求項1において、前記感温部と接する前記バイパス通路の部分は、前記電磁弁よりも上流側に配設されることとしたことである。
第3の技術的手段は、請求項1又は請求項2において、内燃機関が始動されると一定時間、前記電磁弁が開弁することとしたことである。
請求項1の発明によると、電磁弁により、バイパス通路を開閉するため、省スペース化を図ることができる。また、電磁弁により、内燃機関内部の温度が急上昇する場合であっても、感温部による感温弁の開弁を待つことなく内燃機関を冷却できる。また、バイパス通路を流通する流体の温度により感温弁を開弁することができる。
請求項2の発明によると、感温部と接するバイパス通路の部分は、電磁弁よりも上流側に配設されるため、電磁弁が開弁不能となった場合、流体の内燃機関からの対流熱に基づき感温部が作動し、感温弁を開弁できる。
請求項3の発明によると、始動後一定時間、電磁弁が開弁するため、内燃機関から流出する流体の温度に基づき感温弁を開閉できる。
以下、本発明の第1の実施例を図1乃至図6に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施例の内燃機関冷却システム100を示す概略図である。
図1に示すように、内燃機関冷却システム100は、エンジン(内燃機関)1、ラジエータ2、ラジエータ用サーモスタット弁3及びポンプ4を冷却水(流体)が循環するラジエータ回路C1と、エンジン1、サーモスタット弁(感温弁)5、電磁バルブ(電磁弁)6及び車室ヒータ7を冷却水が循環するヒータ回路C2から構成されるエンジン冷却回路Cからなる。冷却水は、エンジン1により駆動されるポンプ2によりエンジン冷却回路C(ラジエータ回路C1、ヒータ回路C2)内を循環する。
ラジエータ回路C1は、ラジエータ2の下流側(出口側)にラジエータ用サーモスタット3が配設されている。ラジエータ用サーモスタット弁3は、エンジン1の始動後、ヒータ回路C2の冷却水がラジエータ用サーモスタット3の開弁温度になると、感温部3Bが作動し、弁部3Aが開弁する。弁部3Aの開弁により、冷却水はラジエータ3を循環しラジエータ3から放熱し冷却され、エンジン1を冷却する。
ヒータ回路C2は、サーモスタット弁5が配設されるヒータ通路C21と、サーモスタット弁5の上流でヒータ通路C21から分岐し、サーモスタット弁5を迂回し、サーモスタット弁5の下流でヒータ通路C21に合流するバイパス通路C22から構成される。サーモスタット弁5は、冷却水の流通を調節するようにヒータ通路C21を開閉する弁部5Aと、冷却水の温度に基づき作動し弁部5Aを作動する感温部5Bを有する。バイパス通路C22には、制御部(制御手段)8により開閉される電磁バルブ6が配設されている。感温部5Bは、バイパス通路C22を流通する冷却水に接するよう露出され、配設されている。尚、感温部5Bは、直接にバイパス通路C22の冷却水の温度を感温してもよいし、バイパス通路C22の近傍に配設され、例えば伝熱材を介在させて間接に冷却水の温度を感温してもよい。
図2に基づき、サーモスタット弁5及び電磁バルブ6の構造を説明する。サーモスタット弁5及び電磁バルブ6は、一体的に設けられ、外壁の一部Gを共通化している。これにより、サーモスタット弁5及び電磁バルブ6の体格が小型化でき省スペース化を図ることができる。
また、サーモスタット弁5の弁部5Aが開閉する貫通孔5C及び電磁バルブ6の弁部6Aが開閉する貫通孔6Bは、略同一面に開口されている。これにより、貫通孔5及び貫通孔6Bは、成形が容易となる。また、弁部5Aの作動方向(弁部5Aを支持するシャフト5Dの軸方向)及び弁部6Aの作動方向(弁部6Aを支持するシャフト6Cの軸方向)は、略平行になっている。これにより、サーモスタット弁5及び電磁バルブ6の体格が小型化でき省スペース化を図ることができる。
制御部8は、エンジン1内の冷却水温度を計測する水温センサ8A、エンジン1の負荷状態を計測する負荷センサ8B及び車室ヒータ7の作動の要求有無を検出する作動要求センサ8Cからなる入力装置と、電磁バルブ6からなる出力装置が接続されている。
次に、本実施例の作動について、図2乃至図6に基づいて説明する。
図2は、サーモスタット弁5及び電磁バルブ6の閉弁状態を示す概略図である。図3は、電磁バルブ6の開弁状態を示す概略図である。図4は、サーモスタット弁5及び電磁バルブ6の閉弁状態を示す概略図である。図5は、サーモスタット弁5の開弁状態を示す概略図である。
エンジン1の冷間時における始動後、エンジン1の暖機を促進するために、サーモスタット弁5及び電磁バルブ6は閉弁している(図2の状態)。エンジン1の負荷が閾値Lを超えた場合(過負荷の場合)、或いは車室ヒータ5による車室内の暖房(又は、図示しないデフロスタの作動)が要求された場合、電磁バルブ6は開弁され、冷却水がバイパス通路C22を介して車室ヒータ5に送水される(図3の状態)。冷却水がサーモスタット弁5の開弁温度以上になると、サーモスタット弁5が開弁し、冷却水はバイパス通路C22に加え、ヒータ通路C21を介して車室ヒータ5に送水される(図4の状態)。車室ヒータ5による車室内の暖房の要求がない場合は、エンジン1内で温められた冷却水のヒータ通路C21内への対流により、車室ヒータ用流体制御弁5が開弁し、冷却水はヒータ通路C21を介して車室ヒータ5に送水される(図5の状態)。冷却水温度、エンジン1の過負荷又は車室ヒータ5の作動要求有無とサーモスタット弁5及び電磁バルブ6の開閉状況をまとめたものを図6に示す。
次に、本実施例の制御について、図7に基づき説明する。
図7は、内燃機関冷却システム100の制御フローを示すフロー図である。
エンジン1が始動すると(スタート)、制御部8は電磁バルブ6を開弁し、開弁状態を5秒間(一定時間)継続し、閉弁する(ステップS1)。電磁バルブ6の開弁中、エンジン1内の冷却水は循環され、冷却水の温度(水温)分布を略均一にすることができる。略均一にされた水温は水温センサ8Aで計測され、水温は制御部8へ送られる。エンジン1から流出する冷却水の温度に基づきサーモスタット弁5を開閉できる。
制御部8は、水温がサーモスタット弁5の開弁温度Tの85℃より大きいか否かの判定を行う。水温が、開弁温度Tより大きい場合(ステップS2:Yes)、電磁バルブ6は閉弁される(ステップS5)。水温が開弁温度T以下の場合(ステップS2:No)、エンジン1のエンジン負荷が負荷センサ8Bにより計測され、計測されたエンジン負荷は制御部8へ送られる。制御部8は、エンジン負荷が所定の閾値Lより大きいか否かの判定を行う。尚、電磁バルブ6が閉弁された場合、制御部8は水温を水温センサ8Aで計測し、ステップS2以降の処理を繰り返す。
制御部8は、エンジン負荷が所定の閾値Lより大きい場合(ステップS3:No)、電磁バルブ6は開弁する(ステップS5)。水温が開弁温度T以下の場合であっても、エンジン負荷が所定の閾値Lより大きい場合、エンジン負荷によりエンジン1内に局所的な温度の急上昇が起こり得るが、電磁バルブ6の開弁により冷却水が循環され、急上昇は抑制される。これにより、温度の急上昇に伴うエンジンオイルの消費悪化や燃費の悪化等の不具合が防止される。エンジン負荷が所定の閾値L以下の場合、車室ヒータ7の作動の要求有無が作動要求センサ8Cにより検出され、検出された要求が制御部8へ送られる。制御部8は、要求の有無の判定を行う。要求が有(ON)の場合(ステップS4:Yes)、電磁バルブ6は開弁される。尚、電磁バルブ6が開弁された場合、制御部8は水温を水温センサ8Aで計測し、ステップS2以降の処理を繰り返す。要求が無い(ONでない)場合(ステップS4:No)、電磁弁6は閉弁される。尚、電磁バルブ6が閉弁された場合、制御部8は水温を水温センサ8Aで計測し、ステップS2以降の処理を繰り返す。
電磁バルブ6の開作動又は閉作動の後、ステップ7にてエンジン1が停止しているか否かの確認を行う。エンジン1が停止していない場合(ステップS7:No)、制御部8は水温を水温センサ8Aで計測し、ステップS2以降の処理を繰り返す。
尚、ヒータ回路C2にデフロスタ(図示略)等の装置を介在させてもよい。この場合、デフロスタの作動の要求有無が検出され、検出された要求が有(ON)であれば、電磁弁6は開弁され、要求が無(ONでない)であれば、電磁バルブ6は閉弁される。その後、制御部8は水温を水温センサ8Aで計測し、ステップS2以降の判定及び動作を繰り返すこととする。
次に、本発明の第2の実施例を図8及び図9に基づいて説明する。
図8は、本発明の第2の実施例を示す内燃機関冷却システム200を示す概略図である。図9は、本発明の第2の実施例を示すサーモスタット弁5及び電磁バルブ6を示す概略図である。
第2の実施例は、第1の実施例に対して、サーモスタット弁5の感温部5Bと接するバイパス通路C22の部分Hが、電磁バルブ6よりも上流側に配設されることが異なる。これ以外については、第1の実施例と同じであるため、説明を省略する。
ヒータ通路C21から分岐したバイパス通路C22は、サーモスタット弁5の感温部5Bと接し、電磁バルブ6へ連絡される。電磁バルブ6から連絡されたバイパス通路C22はヒータ通路C21に合流される。
感温部5Bと接するバイパス通路C22の部分は、電磁バルブ6よりも上流側に配設されるため、電磁バルブ6が開弁不能となった場合、冷却水のエンジン1からの対流熱に基づき感温部5Bは作動し、サーモスタット弁5を開弁できる。
5・・・サーモスタット弁(感温弁)
5A・・・弁部
5B・・・感温部
6・・・電磁バルブ(電磁弁)
8・・・制御部(制御手段)
100・・・内燃機関冷却システム
C21・・・ヒータ通路
C22・・・バイパス通路
5A・・・弁部
5B・・・感温部
6・・・電磁バルブ(電磁弁)
8・・・制御部(制御手段)
100・・・内燃機関冷却システム
C21・・・ヒータ通路
C22・・・バイパス通路
Claims (3)
- 流体流路に配設され前記流路を開閉する弁部と、前記流体の温度に基づき作動し前記弁部を制御する感温部とを有する感温弁と、
前記流路から分岐し前記感温弁を迂回し前記流路に合流するバイパス通路とを備え、
前記バイパス通路は制御手段により開閉される電磁弁が備えられ、前記感温部は前記バイパス通路を流通する流体に接するように配設される内燃機関冷却システム。 - 請求項1において、
前記感温部と接する前記バイパス通路の部分は、前記電磁弁よりも上流側に配設される内燃機関冷却システム。 - 請求項1又は請求項2において、
内燃機関が始動されると一定時間、前記電磁弁が開弁する内燃機関冷却システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009268648A JP2011111962A (ja) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | 内燃機関冷却システム |
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JP2009268648A JP2011111962A (ja) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | 内燃機関冷却システム |
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