JP2013015070A - Engine cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのウォータジャケットから冷却液を取り出してラジエータで冷却してから前記ウォータジャケットに戻す形態、エンジンのウォータジャケットから冷却液を取り出してラジエータをバイパスして循環路に流入させてから前記ウォータジャケットに戻す形態を実行可能とするエンジン冷却装置に関する。このエンジン冷却装置は、前記ウォータジャケットの冷却液を前記ラジエータをバイパスして前記循環路に流入させるための第1、第2バイパス通路と、前記第1バイパス通路に設置される大流量弁と、前記第2バイパス通路に設置される小流量弁とを備える構成とされている。 The present invention is a mode in which the coolant is taken out from the water jacket of the engine and cooled by the radiator and then returned to the water jacket, and the coolant is taken out from the water jacket of the engine and bypassed from the radiator to flow into the circulation path. The present invention relates to an engine cooling device capable of executing a configuration for returning to a water jacket. The engine cooling device includes first and second bypass passages for allowing the water jacket coolant to flow into the circulation path, bypassing the radiator, and a large flow valve installed in the first bypass passage; A small flow valve installed in the second bypass passage is provided.
例えば特許文献1には、エンジンのウォータジャケットに循環路(冷却水通路)を接続し、この循環路に排気熱回収器、ウォータポンプならびにヒータコアを設置し、前記循環路にエンジンを迂回させる迂回通路を設け、さらにラジエータを設置したラジエータ通路を設けるようにした構成が記載されている。
For example, in
また、エンジンのウォータジャケットの排出側と循環路と迂回通路との合流部には三方弁が設置されている。この三方弁は、ウォータジャケットの冷却液流通を停止させて迂回通路と循環路との間で冷却液を循環させるCold時冷却水ルートを確保する他、迂回通路の冷却液流通を停止させてウォータジャケットと循環路との間で冷却液を循環させるHot時冷却水ルートを確保する。 In addition, a three-way valve is installed at the junction of the discharge side of the water jacket of the engine, the circulation path, and the bypass path. This three-way valve not only secures a cold coolant flow route for stopping the coolant circulation in the water jacket and circulating the coolant between the bypass passage and the circulation passage, but also stops the coolant circulation in the bypass passage to prevent the water from flowing. A hot water route for circulating the coolant between the jacket and the circulation path is secured.
さらに、ラジエータ通路と循環路との接続部位には、サーモスタットが設置されている。このサーモスタットは、循環路を流通する冷却液の温度が高温になったときに開弁してウォータジャケットからラジエータ通路を経て循環路へ冷却液を流通させる状態にする一方、循環路を流通する冷却液の温度が低温のときに閉弁してウォータジャケットからラジエータ通路を経て循環路へ冷却液が流通することを停止させる状態にする。 Further, a thermostat is installed at a connection portion between the radiator passage and the circulation passage. This thermostat is opened when the temperature of the coolant flowing through the circulation path becomes high, so that the coolant flows from the water jacket to the circulation path through the radiator passage, while the cooling flowing through the circulation path is performed. When the temperature of the liquid is low, the valve is closed to stop the flow of the cooling liquid from the water jacket to the circulation path through the radiator passage.
この特許文献1の動作としては、エンジンの冷間始動時には三方弁で前記Cold時冷却水ルートを確保する。これにより、エンジンのウォータジャケットの冷却液流通が停止されるので、エンジンの暖機が促進されることになる。
As the operation of this
そして、エンジンが暖機完了すると、サーモスタットが開弁するとともに、三方弁で前記Hot時冷却水ルートを確保する。これにより、ウォータジャケットからラジエータ通路へ冷却液が流通して冷却されるようになるとともに、この冷却液が循環路からウォータジャケットへ還流されるようになるので、エンジンのオーバーヒートが防止される。 When the engine is warmed up, the thermostat is opened, and the hot water route is secured with a three-way valve. As a result, the coolant flows from the water jacket to the radiator passage and is cooled, and the coolant is recirculated from the circulation path to the water jacket, thereby preventing overheating of the engine.
ところで、この特許文献1の場合には、エンジンの暖機中でも車両室内の暖房(ヒータ使用)を行えるようにしている。つまり、運転者により暖房が要求されると、迂回通路と循環路との間で冷却液を循環させることにより排気熱回収器で回収した熱で冷却液を昇温させて、ヒータコアにヒータブロアで風を吹きつけることによりヒータコアから大気放出される熱風を車両室内に供給させる。
By the way, in the case of this
さらに、特許文献1の段落0073−0078に記載されているように、例えばエンジン暖機完了に伴いCold時冷却水ルートからHot時冷却水ルートに切り替える際に、暖房中でなければ即座にHot時冷却水ルート切り替えるが、暖房中であればヒータコアに流入する冷却液温度の急変を抑制するために、三方弁を所定時間だけ中間温度モードにした後でHot時冷却水ルートに切り替える。なお、前記中間温度モードとは、前記三方弁でウォータジャケットから排出される冷却液と迂回通路から流入される冷却液とを混合させる状態のことである。
Furthermore, as described in paragraphs 0073-0078 of
上記特許文献1は、Cold時冷却水ルートと、Hot時冷却水ルートと、中間温度モードとの切り替えを三方弁および制御装置で行うようにしているが、この制御装置で切り替え動作が制御される三方弁は、それの代替品として例えば2つの電磁弁(開閉弁)を用いる場合に比べても設備コストが嵩むことが懸念される。
In the above-mentioned
このような事情に鑑み、本発明は、ウォータジャケットの冷却液をラジエータをバイパスして循環路に流入させるための第1、第2バイパス通路と、前記第1バイパス通路に設置される大流量弁と、前記第2バイパス通路に設置される小流量弁とを備えるエンジン冷却装置において、前記大流量弁をサーモスタットとすることで設備コストの低減を図りながら、当該大流量弁の開閉応答性を向上可能にすることを目的としている。 In view of such circumstances, the present invention provides first and second bypass passages for allowing water jacket coolant to flow into the circulation passage by bypassing the radiator, and a large flow valve installed in the first bypass passage. And a small flow valve installed in the second bypass passage, the large flow valve is a thermostat to improve the opening / closing response of the large flow valve while reducing the equipment cost. The goal is to make it possible.
本発明に係るエンジン冷却装置は、エンジンのウォータジャケットの冷却液を外部に取り出してから戻すように流通させるための循環路と、前記ウォータジャケットの冷却液をラジエータを通してから前記循環路に流入させるためのラジエータ通路と、前記ウォータジャケットの冷却液を前記ラジエータをバイパスして前記循環路に流入させるための第1、第2バイパス通路と、前記第1バイパス通路に設置される大流量弁と、前記第2バイパス通路に設置される小流量弁とを備え、前記大流量弁はサーモスタットとされ、前記第1バイパス通路の冷却液流入側は前記ラジエータ通路において前記ラジエータよりも前記ウォータジャケットの排出口寄りに接続され、前記第2バイパス通路の冷却液流入側は前記第1バイパス通路において前記大流量弁の冷却液流入部寄りに接続されている、ことを特徴としている。 The engine cooling device according to the present invention is configured to circulate the coolant for the engine water jacket so that the coolant is taken out and then returned to the outside, and to allow the coolant for the water jacket to flow into the circulation path after passing through the radiator. Radiator passages, first and second bypass passages for allowing the coolant in the water jacket to bypass the radiator and flow into the circulation path, a large flow valve installed in the first bypass passage, A small flow valve installed in the second bypass passage, wherein the large flow valve is a thermostat, and the coolant inflow side of the first bypass passage is closer to the outlet of the water jacket than the radiator in the radiator passage. The coolant inflow side of the second bypass passage is connected to the first bypass passage in the first bypass passage. Is connected to a cooling liquid inlet portion side of the flow valve is characterized in that.
なお、前記サーモスタットとは、自動車関連業界において温度感知型自動作動弁のことを意味している。このようなサーモスタットからなる前記大流量弁は、その冷却液流通方向の上流側の冷却液温度に基づいて自動的に開閉するようになる。 The thermostat means a temperature sensing type automatic operation valve in the automobile related industry. The large flow valve composed of such a thermostat automatically opens and closes based on the coolant temperature upstream in the coolant flow direction.
この構成では、前記大流量弁と前記小流量弁の2つを備えているものの、前記大流量弁を比較的安価な汎用品のサーモスタットとして前記小流量弁を例えば比較的安価な電磁弁とすれば、設備コストを低減するうえで有利になる。 In this configuration, although the large flow valve and the small flow valve are provided, the large flow valve is used as a relatively inexpensive general-purpose thermostat, and the small flow valve is replaced with, for example, a relatively inexpensive solenoid valve. This is advantageous in reducing equipment costs.
そして、前記構成の場合には、前記大流量弁が閉弁している状態で前記小流量弁が開弁すると、前記ウォータジャケットの冷却液が前記第2バイパス通路を経て前記モータ用循環路に流入するようになる。このとき、前記第2バイパス通路を流れる冷却液が、前記第1バイパス通路において前記サーモスタットからなる大流量弁の冷却液流入部寄りを流れるようになって、当該サーモスタットからなる大流量弁の感温部に触れやすくなる。これにより、前記第2バイパス通路を流通する冷却液の温度変化を前記大流量弁の感温部が可及的速やかに感知することが可能になるので、前記大流量弁の開閉応答性が向上する結果になる。 In the case of the above configuration, when the small flow valve is opened while the large flow valve is closed, the coolant in the water jacket passes through the second bypass passage to the motor circulation path. Inflow. At this time, the coolant flowing through the second bypass passage flows in the first bypass passage closer to the coolant inflow portion of the large flow valve made of the thermostat, and the temperature sensing of the large flow valve made of the thermostat. It becomes easy to touch the part. As a result, it becomes possible for the temperature sensing part of the large flow valve to sense the temperature change of the coolant flowing through the second bypass passage as quickly as possible, so that the open / close response of the large flow valve is improved. Result.
好ましくは、前記循環路にはウォータポンプおよびヒータコアが設置される。この場合、ウォータポンプを作動させることにより冷却液が循環される。このように冷却液が循環されている場合にはヒータコアで冷却液の熱を外部に放出することが可能になるので、この熱を車両室内に供給することにより車両室内の暖房が可能になる。 Preferably, a water pump and a heater core are installed in the circulation path. In this case, the coolant is circulated by operating the water pump. When the coolant is circulated in this manner, the heater core can release the heat of the coolant to the outside, so that the vehicle interior can be heated by supplying this heat into the vehicle interior.
好ましくは、エンジン冷却装置は、前記小流量弁の開閉動作を制御するための制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記ウォータジャケットの冷却液温度が所定値以上のときに前記小流量弁を開弁する、構成とすることができる。 Preferably, the engine cooling device further includes a control device for controlling the opening / closing operation of the small flow valve, and the control device controls the small flow valve when the coolant temperature of the water jacket is equal to or higher than a predetermined value. It can be set as the structure which opens a valve.
ここでは、前記小流量弁を開弁させるための条件が特定されている。そして、前記制御装置はウォータジャケットの冷却液温度が所定値以上のときに、前記小流量弁を開弁する。これにより、前記ウォータジャケットの冷却液が前記第2バイパス通路を経て前記循環路に流入するようになる。 Here, the conditions for opening the small flow valve are specified. And the said control apparatus opens the said small flow valve, when the coolant temperature of a water jacket is more than predetermined value. As a result, the coolant of the water jacket flows into the circulation path through the second bypass passage.
好ましくは、前記制御装置は、前記ウォータジャケットの冷却液温度について、当該ウォータジャケットにおいて冷却液温度が最も高くなる領域の冷却液温度を推定することにより認識する、構成とすることができる。 Preferably, the control device may be configured to recognize the coolant temperature of the water jacket by estimating the coolant temperature in a region where the coolant temperature is highest in the water jacket.
一般に、エンジンの始動に伴いウォータジャケットが全体的に昇温するのではなく、ウォータジャケットにおいて燃焼室近傍に存在する冷却液が他部位に存在する冷却液に比べて昇温しやすくなる。また、多気筒型エンジンでは、一般に、ウォータジャケットにおいて気筒配列方向の中央寄りの領域に存在する冷却液が他領域に存在する冷却液に比べて昇温しやすくなる。このことから、ウォータジャケットにおいて気筒配列方向の中央寄りの領域が、前記ウォータジャケットにおいて冷却液温度が最も高くなる領域のことに相当する。 In general, the temperature of the water jacket does not rise as a whole as the engine starts, but the coolant present in the vicinity of the combustion chamber in the water jacket is more likely to be heated than the coolant present in other parts. Further, in a multi-cylinder engine, in general, the coolant present in the region closer to the center in the cylinder arrangement direction in the water jacket is more likely to rise in temperature than the coolant present in other regions. Therefore, the region near the center in the cylinder arrangement direction in the water jacket corresponds to the region where the coolant temperature is highest in the water jacket.
ここでは、前記ウォータジャケットの冷却液温度を認識する形態として、温度センサなどからの検出出力に基づく実測値を認識しているのではなく推定値を認識している。このようにしている理由は、前記ウォータジャケットにおいて冷却液温度が最も高くなる領域が前記ウォータジャケットにおいて気筒配列方向の中央寄りの領域である場合、この領域に温度センサを設置することが困難であることが多い。このことを考慮すると、前記のように推定値で認識する形態とすることが実用上有利であると言える。 Here, as a form for recognizing the coolant temperature of the water jacket, an estimated value is recognized rather than a measured value based on a detection output from a temperature sensor or the like. The reason for this is that when the region where the coolant temperature is highest in the water jacket is a region closer to the center in the cylinder arrangement direction in the water jacket, it is difficult to install a temperature sensor in this region. There are many cases. In consideration of this, it can be said that it is practically advantageous to adopt a form in which the estimated value is recognized as described above.
好ましくは、前記ラジエータ通路において前記ラジエータよりも下流側には、サーモスタットが設置され、このサーモスタットは、前記循環路の冷却液温度がエンジン暖機完了温度以上のときに開弁して前記ウォータジャケットの冷却液を前記ラジエータ通路を経て前記循環路に流入させる状態にする。 Preferably, a thermostat is installed downstream of the radiator in the radiator passage, and the thermostat opens when the coolant temperature in the circulation path is equal to or higher than the engine warm-up completion temperature. The coolant is brought into a state of flowing into the circulation path through the radiator passage.
この構成では、前記循環路の冷却液温度が前記エンジン暖機完了温度(サーモスタットの開弁温度)以上になると、前記サーモスタットが自動的に開弁することになる。これにより、前記ウォータジャケットの冷却液が前記ラジエータおよび前記ラジエータ通路を経て前記循環路に流入されるようになる。 In this configuration, when the coolant temperature in the circulation path becomes equal to or higher than the engine warm-up completion temperature (thermostat opening temperature), the thermostat automatically opens. As a result, the coolant in the water jacket flows into the circulation path through the radiator and the radiator passage.
なお、前記サーモスタットとは、自動車関連業界において温度感知型自動作動弁のことを意味している。このようなサーモスタットを用いる場合には、エンジン水温センサや制御系が不要となり、設備コストの無駄な上昇を抑制することが可能になる。 The thermostat means a temperature sensing type automatic operation valve in the automobile related industry. When such a thermostat is used, an engine water temperature sensor and a control system are unnecessary, and it is possible to suppress an unnecessary increase in equipment cost.
本発明は、ウォータジャケットの冷却液をラジエータをバイパスして循環路に流入させるための第1、第2バイパス通路と、前記第1バイパス通路に設置される大流量弁と、前記第2バイパス通路に設置される小流量弁とを備えるエンジン冷却装置において、前記大流量弁をサーモスタットとすることで設備コストの低減を図りながら、当該大流量弁の開閉応答性を向上させることが可能になる。 The present invention includes first and second bypass passages for allowing water jacket coolant to flow into a circulation path by bypassing a radiator, a large flow valve installed in the first bypass passage, and the second bypass passage. In the engine cooling device provided with a small flow valve installed in the engine, it is possible to improve the open / close responsiveness of the large flow valve while reducing the equipment cost by using the large flow valve as a thermostat.
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1から図6に本発明の一実施形態を示している。図中、1はエンジンである。このエンジン1の内部にはウォータジャケット2が設けられている。
1 to 6 show an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an engine. A
エンジン1の吸気通路には、エンジン1の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ6が設けられている。このスロットルバルブ6の開度を変更するためのスロットルモータ7の動作は、下記するエンジン用のエレクトロニックコントロールユニット(以下、E/G_ECUとする)100によって制御される。
A
このウォータジャケット2はシリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ設けられていて、それぞれの複数箇所が互いに連通されている。このウォータジャケット2の冷却液排出口2aはシリンダヘッド側に、また、ウォータジャケット2の冷却液流入口2bはシリンダブロック側にそれぞれ設置されている。
The
エンジン1の外部には閉ループ状の循環路3が設けられている。この循環路3はエンジン1のウォータジャケット2にラジエータ通路4と還流路5とを介して接続されており、必要に応じてウォータジャケット2と循環路3とで冷却液を循環させることが可能になっている。これらウォータジャケット2、循環路3、ラジエータ通路4、還流路5を流通する冷却液は、例えばエチレングリコールの水溶液などの不凍液とされる。
A closed-
循環路3の途中には、ウォータポンプ11、ヒータコア12などが設置されている。
In the middle of the
ウォータポンプ11は、循環路3において還流路5寄りの位置に設置されている。このウォータポンプ11は、循環路3においてラジエータ通路4との接続部から還流路5との接続部に至るまでの上流側領域3aに設置されている。このウォータポンプ11は、電動式とされていて、その動作はE/G_ECU100により制御される。
The
ヒータコア12は、循環路3を流通する冷却液と大気との間で熱交換するための熱交換器である。このヒータコア12は、循環路3において還流路5との接続部からラジエータ通路4との接続部に至るまでの下流側領域3bに設置されている。このヒータコア12から大気放出される熱は、ヒータブロア13を作動させることによって車両室内に供給されることによって車両室内が暖房される。ヒータブロア13の動作は、下記するエアコンディショナ用のエレクトロニックコントロールユニット(以下、A/C_ECUとする)200により制御される。
The
ラジエータ通路4は、ウォータジャケット2の排出口2aと循環路3の下流側領域3bにおいてヒータコア12よりも冷却液流通方向下流側とに接続されている。このラジエータ通路4の途中にはラジエータ15が設置されている。ラジエータ15は、ラジエータ通路4を流通する冷却液と大気との間で熱交換するための熱交換器である。このラジエータ通路4は、エンジン1のウォータジャケット2の冷却液をラジエータ15に通してから循環路3の下流側領域3bにおいてヒータコア12よりも冷却液流通方向下流側に流入させるための流路である。
The
還流路5は、ウォータジャケット2の流入口2bと循環路3においてウォータポンプ11の冷却液流通方向下流側とに接続されている。この還流路5は、循環路3からウォータジャケット2の流入口2bに冷却液を流入させるための流路である。
The
さらに、ラジエータ通路4においてラジエータ15よりも下流側には、ラジエータ用サーモスタット16が設置されている。このラジエータ用サーモスタット16の構成は公知の構成と同じであるので詳細な図示や説明を割愛するが、一般に、弁体と、サーモアクチュエータとを備えている。前記サーモアクチュエータは、サーモワックスが充填される感温部と、この感温部に設けられて前記弁体を開側または閉側に変位させるプランジャとを備えている。
Further, a
このサーモスタットの動作としては、循環路3においてラジエータ用サーモスタット16の前記感温部の冷却液流通方向上流側の冷却液温度thw3が所定の開弁開始温度X1(例えば82℃)未満のときに前記サーモックスが凝固収縮してワックス圧が低くなっているので、前記プランジャが前記感温部に引き込まれて前記弁体が全閉位置に変位されている。一方、前記冷却液温度thw3が前記開弁開始温度X1を超えると、前記サーモワックスが徐々に溶融膨張されることによりワックス圧が徐々に高くなるので、前記プランジャが前記感温部から徐々に飛び出し始めて前記弁体を開き始めることになる。前記冷却液温度thw3が所定の全開温度X2(エンジン暖機完了温度、例えば88℃)以上になると前記プランジャが前記感温部から最外側位置まで飛び出して前記弁体を全開位置に変位させる。このラジエータ用サーモスタット16が全閉のときでも、循環路3のヒータコア12からウォータポンプ11へ冷却液が常に流通するようになっている。
As the operation of this thermostat, when the coolant temperature thw3 on the upstream side in the coolant flow direction of the temperature sensing portion of the
さらに、ラジエータ通路4においてラジエータ15よりも冷却液流通方向上流側と、循環路3の下流側領域3bとには、第1、第2バイパス通路21,22が並列に接続されている。この第1、第2バイパス通路21,22は、エンジン1のウォータジャケット2の冷却液をラジエータ15をバイパスして循環路3の下流側領域3bにおいてヒータコア12よりも冷却液流通方向上流側に流入させるための流路である。第1バイパス通路21の途中には、大流量弁23が設置されており、また、第2バイパス通路22の途中には、小流量弁24が設置されている。
Further, first and
詳しくは、第1バイパス通路21の冷却液流入側(あるいは冷却液流通方向上流側)は、ラジエータ通路4においてラジエータ15よりもウォータジャケット2の排出口2a寄りに接続されている。第2バイパス通路22の冷却液流入側(あるいは冷却液流通方向上流側)は、第1バイパス通路21において大流量弁23の冷却液流入部寄りに接続されている。また、第1、第2バイパス通路21,22の冷却液排出側(あるいは冷却液流通方向下流側)は、それぞれ循環路3の下流側領域3bにおいてヒータコア12より冷却液流通方向上流側に接続されている。
Specifically, the coolant inflow side (or the upstream side in the coolant flow direction) of the
E/G_ECU100は、例えばエンジン1の各種動作を制御するためのエンジン用のコントロールコンピュータと呼ばれる。このE/G_ECU100は、詳細に図示していないが、共にCPU(中央処理装置)、ROM(プログラムメモリ)、RAM(データメモリ)、ならびにバックアップRAM(不揮発性メモリ)などを備える公知の構成とされる。
The E /
ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、エンジン1の停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM. The RAM is a memory that temporarily stores calculation results in the CPU, data input from each sensor, and the like. The backup RAM is a nonvolatile memory that stores data to be saved when the
E/G_ECU100は、エンジン1の温度調節をするために、エンジン水温センサ31およびヒータ水温センサ32の各検出出力の入力に基づいて、少なくとも電動式のウォータポンプ11、小流量弁24などの動作を制御する。エンジン水温センサ31は、エンジン1のウォータジャケット2の排出口2a付近に設置されており、当該設置場所の冷却液温度(以下、単にウォータジャケット2の冷却液温度thw1とする)を検出する。また、ヒータ水温センサ32は、循環路3においてヒータコア12よりも冷却液流通方向上流側に設置されており、当該設置場所の冷却液温度(以下、単に循環路3の冷却液温度thw2とする)を検出する。
The E /
A/C_ECU200は、例えば車両室内の空調動作を制御するためのエアーコンディショナ用のコントロールコンピュータと呼ばれる。このA/C_ECU200は、詳細に図示していないが、E/G_ECU100と同様、CPU(中央処理装置)、ROM(プログラムメモリ)、RAM(データメモリ)、ならびにバックアップRAM(不揮発性メモリ)などを備える公知の構成とされる。
The A /
このA/C_ECU200には、車両室内に設置されるヒータスイッチ41および切替スイッチ42の各出力信号が入力される。ヒータスイッチ41は、暖房を実行または停止させるために運転者によりオン・オフ操作されるものである。また、切替スイッチ42は、暖房能力の大(強)、小(弱)を切り替えるために運転者により押動操作されるものである。
The A /
そして、A/C_ECU200は、運転者によるヒータスイッチ41のオン操作によって暖房の実行が要求されたときに、ヒータブロア13を作動させるための信号をE/G_ECU100に入力することにより、E/G_ECU100によりヒータブロア13を作動させるようにする。ヒータブロア13が作動されると、ヒータコア12から大気放出される熱が車両室内に供給されるようになる。また、A/C_ECU200は、運転者による切替スイッチ42の押動操作によって暖房能力の切り替え処理の実行が要求されたときに、ヒータブロア13の作動能力を制御するための信号をE/G_ECU100に入力することにより、E/G_ECU100によりヒータブロア13の作動能力を要求に対応させるようにする。
The A /
ここで、エンジン1の冷間始動時の基本的な動作について説明する。
Here, a basic operation when the
エンジン1が冷間始動された場合、つまりエンジン1の始動時においてラジエータ用サーモスタット16の近傍の冷却液温度thw3が開弁開始温度X1未満である場合には、ラジエータ用サーモスタット16が閉じているので、エンジン1のウォータジャケット2の冷却液流通が停止する状態になる。これにより、エンジン1の燃焼室の熱によってエンジン1およびウォータジャケット2の冷却液が比較的早期に昇温することになる。
When the
そうして、循環路3においてラジエータ用サーモスタット16近傍の冷却液温度thw3が全開温度(エンジン暖機完了温度)X2以上になると、ラジエータ用サーモスタット16が全開になるので、電動式のウォータポンプ11を適宜の能力で作動させることにより、図3の矢印で示すように、エンジン1のウォータジャケット2の冷却液がラジエータ通路4およびラジエータ15を通ることで冷却されてから循環路3に流入される。そして、循環路3を循環する冷却液の一部が還流路5を経てエンジン1のウォータジャケット2に戻される。このようにしてウォータジャケット2の冷却液温度thw1および循環路3の冷却液温度thw2が所定温度範囲に保たれるようになる。
Then, when the coolant temperature thw3 in the vicinity of the
ところで、エンジン1の暖機中において、第1バイパス通路21または第2バイパス通路22を経てウォータジャケット2と循環路3との間で冷却液を循環させる処理の実行が要求されることがある。
By the way, during the warm-up of the
このような循環処理の実行が要求される状況例を説明する。 An example of a situation where execution of such a circulation process is required will be described.
例えばエンジン1の暖機運転中のようにウォータジャケット2の冷却液流通を停止させている状態において、ウォータジャケット2の局所(シリンダヘッド燃焼室近傍)で冷却液が沸騰するような状況になった場合。この状況の発生が検知されたときに、前記沸騰を解消させるために、前記循環処理の実行が要求される。
For example, in a state where the coolant circulation of the
なお、前記沸騰検知は、エンジン1の始動後において所定周期(数msec〜数十msec)毎に、ウォータジャケット2においてシリンダヘッド内最高温度到達領域での冷却液温度の最高値を推定することにより行う。
The boiling detection is performed by estimating the maximum value of the coolant temperature in the maximum temperature reaching region in the cylinder head in the
この推定方法の一例としては、エンジン1の始動開始時にエンジン水温センサ31からの検出出力に基づいてウォータジャケット2の冷却液温度thw1の初期値を認識する処理と、エンジン1を始動してからのエンジン1の発生熱量を算出するとともに、この発生熱量による前記シリンダヘッド内最高温度到達領域の上昇値を算出する処理と、この上昇値を前回の推定値(初回は前記初期値)に加算することにより前記シリンダヘッド内最高温度到達領域の現在の冷却液温度を推定する処理と、この推定値が所定値(例えば96℃)を超えた場合に沸騰が発生するような状況であると判断する処理とを行う。
As an example of this estimation method, a process of recognizing an initial value of the coolant temperature thw1 of the
この実施形態では、小流量弁24が常閉型の電磁弁とされており、また、大流量弁23がサーモスタットとされている。
In this embodiment, the
電磁弁からなる小流量弁24の開閉動作は、E/G_ECU100により制御される。具体的に、E/G_ECU100で小流量弁24のソレノイドに通電すると開弁され、また、当該ソレノイドに対する通電を停止すると閉弁されるようになっている。
The E /
サーモスタットからなる大流量弁23の構成は、一般に公知の構成と同じであるので詳細な図示や説明を割愛するが、弁体と、サーモアクチュエータとを備えている。前記サーモアクチュエータは、大流量弁23の冷却液流入側の冷却液温度thw4を感知するサーモワックスが充填される感温部と、この感温部に設けられて前記弁体を開側または閉側に変位させるプランジャとを備えている。
Since the configuration of the
このサーモスタットの動作としては、前記感温部近傍の冷却液温度thw4が所定の開弁開始温度Y1(例えば70℃)未満のときに前記サーモワックスが凝固収縮してワックス圧が低くなっているので、前記プランジャが前記感温部に引き込まれて前記弁体が全閉位置に変位されている。一方、前記感温部近傍の冷却液温度thw4が前記開弁開始温度Y1を超えると、前記サーモワックスが徐々に溶融膨張されることによりワックス圧が徐々に高くなるので、前記プランジャが前記感温部から徐々に飛び出し始めて前記弁体を開き始めることになる。前記感温部近傍の冷却液温度thw4が所定の全開温度Y2(例えば78℃)以上になると前記プランジャが前記感温部から最外側位置まで飛び出して前記弁体を全開位置に変位させる。 As the operation of this thermostat, when the coolant temperature thw4 in the vicinity of the temperature sensing portion is lower than a predetermined valve opening start temperature Y1 (for example, 70 ° C.), the thermowax is solidified and contracted and the wax pressure is lowered. The plunger is pulled into the temperature sensing part and the valve body is displaced to the fully closed position. On the other hand, when the coolant temperature thw4 in the vicinity of the temperature sensing part exceeds the valve opening start temperature Y1, the thermowax gradually melts and expands, so that the wax pressure gradually increases. The valve body starts to pop out gradually from the part and starts to open. When the coolant temperature thw4 in the vicinity of the temperature sensing part becomes equal to or higher than a predetermined full opening temperature Y2 (for example, 78 ° C.), the plunger jumps out from the temperature sensing part to the outermost position and displaces the valve body to the full opening position.
そして、E/G_ECU100は、前記循環処理の実行が要求されたとき、つまり沸騰検知したときに、小流量弁24を開弁する。これにより、図4の矢印で示すように、ウォータジャケット2からラジエータ通路4の上流側の一部、第1バイパス通路21の上流側の一部ならびに第2バイパス通路22を経て循環路3に冷却液が流入されるようになり、さらに循環路3を循環する冷却液の一部が還流路5を経てウォータジャケット2に戻されるようになる。
The E /
このときの冷却液の循環量は、小流量弁24の全開能力に応じて比較的少量になっているので、図6に示すように、サーモスタットからなる大流量弁23の前記感温部近傍の冷却液温度thw4が比較的緩やかに上昇するようになる。
At this time, the circulation amount of the cooling liquid is relatively small in accordance with the fully opened capacity of the small
こうして、大流量弁23の前記感温部近傍の冷却液温度thw4が前記開弁開始温度Y1以上になると、大流量弁23が開弁し始めることになる。これにより、図5の矢印で示すように、ウォータジャケット2からラジエータ通路4の上流側の一部、第1バイパス通路21ならびに第2バイパス通路22を経て循環路3に冷却液が流入するようになる。そのため、前記冷却液の循環量が漸増することになり、前記循環する冷却液の温度がさらに上昇するようになる。
Thus, when the coolant temperature thw4 in the vicinity of the temperature sensing portion of the
これに伴い、図6に示すように、大流量弁23の前記感温部近傍の冷却液温度thw4が前記全開温度Y2以上になると、大流量弁23が全開になるので、前記冷却液の循環量がさらに増大するようになって前記循環する冷却液の温度が比較的速やかに上昇するようになる。
Accordingly, as shown in FIG. 6, when the coolant temperature thw4 in the vicinity of the temperature sensing portion of the
参考までに、例えば図7に示すように、第1バイパス通路21および第2バイパス通路22の各冷却液流入側をラジエータ通路4においてラジエータ15よりも上流側に並列に接続している場合を比較例とすると、前記のように小流量弁24を開弁しても、サーモスタットからなる大流量弁23の感温部近傍にウォータジャケット2から排出される冷却液が届きにくくなるために、図6の二点鎖線で示すように、大流量弁23の感温部近傍の冷却液温度が比較的緩やかにしか上昇しなくなる。そのために、この比較例の場合における大流量弁23の開弁時期が本実施形態の場合における大流量弁23の開弁時期に比べると図6に示すように遅れやすくなる。このように比較例の場合には大流量弁23の応答遅れが懸念される。
For reference, for example, as shown in FIG. 7, the case where the coolant inflow sides of the
この後、循環路3においてラジエータ用サーモスタット16の冷却液流通方向上流側の冷却液温度thw3が上昇するが、この冷却液温度thw3がラジエータ用サーモスタット16の全開温度(エンジン暖機完了温度)X2以上になると、ラジエータ用サーモスタット16が全開になる。これにより、図3の矢印で示すように、ウォータジャケット2の冷却液がラジエータ通路4およびラジエータ15を通ることで冷却されてから循環路3に流入されるようになる。この循環路3を循環する冷却液の一部は還流路5を経てウォータジャケット2に戻される。このようにしてウォータジャケット2の冷却液温度thw1および循環路3の冷却液温度thw2が所定温度範囲に保たれるようになる。
Thereafter, the coolant temperature thw3 on the upstream side in the coolant flow direction of the
以上説明したように、この実施形態では、冷却液の循環処理が要求されると、小流量弁24をE/G_ECU100で開弁させることによりウォータジャケット2から第2バイパス通路22を経て循環路3に比較的少量の冷却液を流入させるようにして大流量弁23の冷却液流通方向の上流側領域での冷却液圧力と下流側領域での冷却液圧力との差を徐々に低減させるようにしておき、それに伴い循環する冷却液の温度上昇に伴いサーモスタットからなる大流量弁23を自動的に開弁させるようにしている。
As described above, in this embodiment, when the coolant circulation process is required, the E /
これにより、ウォータジャケット2の冷却液温度や冷却液流量が急激に変化することが抑制されるので、例えばウォータジャケット2の排出側の冷却液温度thw1をモニタしてエンジン1に対する燃料噴射制御ならびに点火制御などを行うようにする場合には、当該制御が乱れずに済むようになる。また、循環路3の冷却液温度や冷却液流量が急激に変化することが抑制されるので、暖房中の場合には暖房温度が急激に変化せずに済むようになる。
As a result, sudden changes in the coolant temperature and the coolant flow rate of the
さらに、小流量弁24の開弁したときに、ウォータジャケット2から第2バイパス通路22に流入する冷却液が前記サーモスタットからなる大流量弁23の感温部寄りを流れるようになって当該感温部に触れるように工夫しているから、前記サーモスタットからなる大流量弁23の感温部がその近傍の冷却液の温度変化を可及的速やかに感知することが可能になるので、大流量弁23の開閉応答性が向上する結果になる。そのために、前記循環する冷却液の温度上昇を可及的速やかに促進させることが可能になる。
Further, when the small
このように、本発明を適用した実施形態では、ウォータジャケット2から循環路3への冷却液流通を遮断、許容させるための弁として電磁弁からなる小流量弁24とサーモスタットからなる大流量弁23とを備える構成とすることによりエンジン冷却装置全体の設備コストを低減しながらも、前記サーモスタットからなる大流量弁23の開閉応答性を向上させることが可能になるから冷却液の循環処理の要求時において大流量弁23の応答遅れが発生するといった懸念を払拭できるようになる。
As described above, in the embodiment to which the present invention is applied, the
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, It can change suitably in the range equivalent to the claim and the said range.
例えば上記実施形態に示す循環路3に、図示していないが排気熱回収器を設置することが可能である。この排気熱回収器は、エンジン1から排出される排気ガスと循環路3を流通する冷却液との間で熱交換するための熱交換器である。この排気熱回収器は、例えば循環路3の下流側領域3bにおいてヒータコア12よりも冷却液流通方向上流側(還流路5側)に設置することができる。
For example, an exhaust heat recovery device (not shown) can be installed in the
この構成では、ウォータジャケット2に冷却液を流通させずに循環路3のみに冷却液を循環させる状態にすると、排気熱回収器で回収される熱により循環路3内の冷却液が昇温することになり、循環路3の暖機が行えるようになる。そのため、例えばエンジン1の冷間始動時において運転者により暖房が要求されたときに、速やかに暖房を実行することが可能になる。
In this configuration, when the coolant is circulated only in the
本発明は、エンジンのウォータジャケットと、エンジン外部の循環路と、前記ウォータジャケットの冷却液を前記ラジエータをバイパスして前記循環路に流入させるための第1、第2バイパス通路と、前記第1バイパス通路に設置される大流量弁と、前記第2バイパス通路に設置される小流量弁とを有するエンジン冷却装置に好適に利用することが可能である。 The present invention includes a water jacket of an engine, a circulation path outside the engine, first and second bypass passages for allowing coolant in the water jacket to flow into the circulation path by bypassing the radiator. It can be suitably used for an engine cooling device having a large flow valve installed in the bypass passage and a small flow valve installed in the second bypass passage.
1 エンジン
2 ウォータジャケット
2a ウォータジャケットの排出口
2b ウォータジャケットの流入口
3 循環路
3a 循環路の上流側領域
3b 循環路の下流側領域
4 ラジエータ通路
5 還流路
11 ウォータポンプ
12 ヒータコア
13 ヒータブロア
15 ラジエータ
16 ラジエータ用サーモスタット
21 第1バイパス通路
22 第2バイパス通路
23 大流量弁
24 小流量弁
31 エンジン水温センサ
32 ヒータ水温センサ
100 E/G_ECU
200 A/C_ECU
DESCRIPTION OF
200 A / C_ECU
Claims (5)
前記大流量弁はサーモスタットとされ、前記第1バイパス通路の冷却液流入側は前記ラジエータ通路において前記ラジエータよりも前記ウォータジャケットの排出口寄りに接続され、前記第2バイパス通路の冷却液流入側は前記第1バイパス通路において前記大流量弁の冷却液流入部寄りに接続されている、ことを特徴とするエンジン冷却装置。 A circulation path for circulating the coolant of the water jacket of the engine so as to be taken out and then returned; a radiator passage for allowing the coolant of the water jacket to flow into the circulation path after passing through the radiator; and First and second bypass passages for allowing the coolant to flow into the circulation path by bypassing the radiator, a large flow valve installed in the first bypass passage, and a small passage installed in the second bypass passage. A flow valve,
The large flow valve is a thermostat, and the coolant inflow side of the first bypass passage is connected to the radiator passage closer to the outlet of the water jacket than the radiator, and the coolant inflow side of the second bypass passage is The engine cooling device, wherein the first bypass passage is connected to a coolant inflow portion of the large flow valve.
前記循環路にはウォータポンプおよびヒータコアが設置される、ことを特徴とするエンジン冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1, wherein
An engine cooling device, wherein a water pump and a heater core are installed in the circulation path.
前記小流量弁の開閉動作を制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記ウォータジャケットの冷却液温度が所定値以上のときに前記小流量弁を開弁する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1 or 2,
A control device for controlling the opening and closing operation of the small flow valve;
The engine cooling device, wherein the control device opens the small flow valve when a coolant temperature of the water jacket is equal to or higher than a predetermined value.
前記制御装置は、前記ウォータジャケットの冷却液温度について、当該ウォータジャケットにおいて冷却液温度が最も高くなる領域の冷却液温度を推定することにより認識する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。 The engine cooling device according to claim 3, wherein
The engine cooling device, wherein the control device recognizes the coolant temperature of the water jacket by estimating a coolant temperature in a region where the coolant temperature is highest in the water jacket.
前記ラジエータ通路において前記ラジエータよりも下流側には、サーモスタットが設置され、
このサーモスタットは、前記循環路の冷却液温度がエンジン暖機完了温度以上のときに開弁して前記ウォータジャケットの冷却液を前記ラジエータ通路を経て前記循環路に流入させる状態にする、ことを特徴とするエンジン冷却装置。 The engine cooling device according to any one of claims 1 to 4,
In the radiator passage, a thermostat is installed on the downstream side of the radiator,
The thermostat is opened when the coolant temperature in the circulation path is equal to or higher than the engine warm-up completion temperature, so that the water jacket coolant flows into the circulation path through the radiator passage. Engine cooling device.
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