JP2018105185A - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の冷却装置に係る。特に、本発明は、冷却装置の冷却水循環回路に備えられた機器の改良に関する。 The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to an improvement in equipment provided in a cooling water circulation circuit of a cooling device.
従来、例えば特許文献1に開示されているように、エンジン(内燃機関)の冷却装置は、ウォータポンプ、ラジエータ、サーモスタット装置等を有する冷却水循環回路を備えている。そして、エンジンの冷間始動時には、サーモスタット装置のバルブ(ラジエータからのリターン通路を開閉するバルブ)を閉鎖してラジエータでの冷却水の流通を停止する。つまり、ラジエータをバイパスして冷却水を循環させることによりエンジンの早期暖機を図る。エンジンの暖機完了後には、サーモスタット装置のバルブを開放し、エンジンのウォータジャケットから流出した冷却水をラジエータに流すことで、冷却水がエンジンから回収した熱を大気中に放出し、エンジンのオーバヒートを防止する。
Conventionally, as disclosed in
また、特許文献1に開示されている冷却装置のサーモスタット装置は、流入する冷却水の温度に応じて前記バルブの開度を変更するためのサーモエレメントユニットを備えている。このサーモエレメントユニットは、バルブを閉弁方向に付勢するコイルスプリングと、サーモスタット装置に流入する冷却水の温度に応じて膨張・収縮する熱膨張体(サーモワックス)を内蔵するサーモエレメントとを備え、サーモスタット装置に流入する冷却水の温度上昇に伴う熱膨張体の膨張によってサーモエレメントが作動してバルブを開放させるようになっている。
Moreover, the thermostat apparatus of the cooling device currently disclosed by
ところで、エンジンの冷間始動後における早期暖機と、暖機完了後におけるオーバヒートの防止とを両立するために、ウォータポンプとして電動ウォータポンプを使用し、エンジンの暖機運転中(検出される冷却水温度が所定値未満である場合)には電動ウォータポンプの回転速度を低く設定して冷却水の循環流量を少なくする一方、エンジンの暖機完了後(検出される冷却水温度が所定値以上となった場合)には電動ウォータポンプの回転速度を高く設定して冷却水の循環流量を多くすることが考えられる。つまり、エンジンの暖機運転中には冷却水による単位時間当たりの熱回収量を少なくして早期暖機を図る一方、エンジンの暖機完了後には冷却水による単位時間当たりの熱回収量を多くしてオーバヒートを防止するものである。 By the way, in order to achieve both early warm-up after cold start of the engine and prevention of overheating after completion of warm-up, an electric water pump is used as the water pump and the engine is warming up (detected cooling). When the water temperature is lower than the predetermined value), the rotational speed of the electric water pump is set low to reduce the circulating flow rate of the cooling water, while the engine warm-up is completed (the detected cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined value). In this case, it is conceivable to increase the circulating flow rate of the cooling water by setting the rotation speed of the electric water pump high. In other words, while warming up the engine, the amount of heat recovered by the cooling water per unit time is reduced to achieve early warm-up, while after the engine is warmed up, the amount of heat recovered by the cooling water per unit time is increased. Thus, overheating is prevented.
このような電動ウォータポンプの制御を行う際、エンジンの暖機運転中に、ラジエータをバイパスする冷却水(暖機運転が進むに従って高温となっていく冷却水)がサーモエレメントに接触する状況である場合には、この冷却水によってサーモエレメントが僅かに加温されて前記バルブが僅かに開放し、ラジエータからの冷却水(低温度の冷却水)がサーモスタット装置を通過して電動ウォータポンプに向けて流れる状況となる。この場合に、ラジエータからの冷却水がサーモエレメントに接触することなく電動ウォータポンプに流れ込む状況であると、サーモエレメント周囲の冷却水の温度を低下させることができず、つまり前記バルブを閉鎖させることができず、早期暖機を行う効果が低下すると共に、サーモスタット装置から流出する冷却水の温度が低くなることに起因して暖機運転中の制御(検出される冷却水温度に応じた電動ウォータポンプの回転速度の制御)を高い精度で行うことができなくなる。このような状況は、早期暖機を図ることを目的として電動ウォータポンプの回転速度を低く設定するほど助長されてしまう。 When such an electric water pump is controlled, during the warm-up operation of the engine, the cooling water that bypasses the radiator (the cooling water that becomes hot as the warm-up operation proceeds) is in contact with the thermo element. In this case, the thermoelement is slightly warmed by the cooling water, the valve is slightly opened, and the cooling water (low temperature cooling water) from the radiator passes through the thermostat device toward the electric water pump. It becomes a flowing situation. In this case, if the cooling water from the radiator flows into the electric water pump without contacting the thermo element, the temperature of the cooling water around the thermo element cannot be lowered, that is, the valve is closed. Control during warm-up operation due to a decrease in the temperature of the cooling water flowing out of the thermostat device (electric water according to the detected cooling water temperature). The control of the rotational speed of the pump) cannot be performed with high accuracy. Such a situation is promoted as the rotational speed of the electric water pump is set lower for the purpose of early warm-up.
この課題を解消するために、ラジエータをバイパスしてサーモスタット装置に流入する冷却水をサーモエレメントに接触し難くするようにサーモスタット装置内部の構造を改良することが考えられる。しかしながら、この場合、暖機完了後にあっては高温度の冷却水がサーモエレメントに接触し難くなることからサーモエレメントの作動が十分に行われず、バルブの開度が小さくなって、冷却水循環回路を循環する冷却水の温度が必要以上に上昇してしまう可能性がある。 In order to solve this problem, it is conceivable to improve the internal structure of the thermostat device so that the cooling water flowing into the thermostat device by bypassing the radiator is less likely to come into contact with the thermoelement. However, in this case, after the warm-up is completed, it is difficult for the high-temperature cooling water to come into contact with the thermo-element, so the thermo-element does not operate sufficiently, the valve opening is reduced, and the cooling-water circulation circuit is There is a possibility that the temperature of the circulating cooling water will rise more than necessary.
このように、暖機運転中(冷却水の循環流量を少なくする場合)と暖機完了後(冷却水の循環流量を多くする場合)とでは、要求されるサーモエレメントの感温状態が異なっている。つまり、冷却水の循環流量を少なくする場合には、サーモスタット装置に流入する冷却水の温度が上昇してもサーモエレメントを感温させないことが望ましく、冷却水の循環流量を多くする場合には、高温度の冷却水によってサーモエレメントを感温させることが望ましい。 As described above, the required temperature-sensitive state of the thermo-element differs between the warm-up operation (when the circulating flow rate of the cooling water is decreased) and after the warm-up is completed (when the circulating flow rate of the cooling water is increased). Yes. In other words, when reducing the circulating flow rate of the cooling water, it is desirable not to make the thermo-element temperature sensitive even if the temperature of the cooling water flowing into the thermostat device rises, and when increasing the circulating flow rate of the cooling water, It is desirable to make the thermo-element temperature sensitive with high temperature cooling water.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの冷間始動後における早期暖機、および、暖機完了後におけるオーバヒートの防止それぞれを効果的に行うことが可能な内燃機関の冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object thereof is to effectively perform early warm-up after cold start of the engine and prevention of overheating after completion of warm-up. An object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine capable of performing
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、内燃機関の冷却水が循環する冷却水循環回路での冷却水の流れを切り替えるサーモスタット装置を備え、該サーモスタット装置が、ラジエータからの冷却水が流入する第1流入口と、前記ラジエータをバイパスした冷却水が流入する第2流入口と、前記第1流入口からの冷却水の流入を許容する開弁状態と前記第1流入口からの冷却水の流入を遮断する閉弁状態との間で移動可能なバルブと、該バルブに対して前記閉弁状態となる位置に向かう方向の付勢力を与えるコイルスプリングと、前記サーモスタット装置内部の中央部に配置され冷却水の温度の上昇に応じた熱膨張体の体積変化によって前記バルブを開放させるサーモエレメントとを備えた内燃機関の冷却装置を前提とする。そして、この内燃機関の冷却装置は、前記第2流入口から流入する冷却水を前記サーモエレメントに向けてガイドするガイド部を備えていると共に、前記サーモスタット装置の出口側に取り付けられたウォータポンプの中心位置を、前記サーモスタット装置の中心位置に対して偏心させ、この偏心させた方向側の位置またはこの偏心させた方向とは反対方向側の位置に、前記バルブに当接する前記コイルスプリングの巻き端位置が設定されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the solution means of the present invention comprises a thermostat device for switching the flow of cooling water in a cooling water circulation circuit through which the cooling water of the internal combustion engine circulates, and the thermostat device receives the cooling water from the radiator. A first inflow port that flows in, a second inflow port through which cooling water that bypasses the radiator flows in, a valve opening state that allows inflow of cooling water from the first inflow port, and cooling from the first inflow port A valve that is movable between a valve closing state that blocks inflow of water, a coil spring that applies an urging force in a direction toward the valve closing state to the valve, and a central portion inside the thermostat device And a thermoelement for opening the valve by changing the volume of the thermal expansion body corresponding to the rise in the temperature of the cooling water. The cooling device for the internal combustion engine includes a guide portion that guides the cooling water flowing in from the second inlet toward the thermo element, and includes a water pump attached to the outlet side of the thermostat device. The center position is decentered with respect to the center position of the thermostat device, and the winding end of the coil spring that contacts the valve at a position on the decentered direction side or a position opposite to the decentered direction side. The position is set.
内燃機関の暖機運転中(例えば冷却水の循環流量が少なく設定されている状況)において、コイルスプリングの付勢力に抗してバルブが僅かに開放する場合、コイルスプリングの巻き端位置に対して周方向で180°の位相差を存した位置で開放されることになる。そして、ラジエータからの冷却水がこの位置からサーモスタット装置に流入する状況になったとしても、ウォータポンプの中心位置がサーモスタット装置の中心位置に対して偏心され、バルブに当接するコイルスプリングの巻き端位置が前記偏心された方向側の位置またはこの偏心された方向とは反対方向側の位置に設定されているため、高温度の冷却水がサーモエレメントに接触する状況を抑制できる。つまり、前記偏心された方向とは反対方向側の位置にコイルスプリングの巻き端位置を設定した場合には、前記偏心された方向と前記バルブの開放位置とが同一位相側となり、第2流入口から流入した冷却水(高温度の冷却水)が前記バルブの開放位置から流入する冷却水の流れに向かう流れとなって、サーモスタット装置内部では第1流入口から流入した冷却水(前記バルブの開放位置から流入した低温度の冷却水)と第2流入口から流入した冷却水(高温度の冷却水)とが混合されることで均一な温度分布となる。このため、高温度の冷却水がサーモエレメントに接触する状況を抑制できる。また、前記偏心させた方向側の位置にコイルスプリングの巻き端位置を設定した場合には、前記偏心された方向と前記バルブの開放位置とは逆位相となるが、第1流入口から流入した冷却水(前記バルブの開放位置から流入した低温度の冷却水)がサーモスタット装置内部の中央部つまりサーモエレメントに向けて偏流することになり、この低温度の冷却水がサーモエレメントに接触してバルブが閉鎖する側にサーモエレメントを作動させることができる。このように、暖機運転中に高温度の冷却水がサーモエレメントに接触する状況を抑制することができ、バルブの開度を小さくまたは全閉とすることができて、早期暖機のための冷却水の循環を行わせることができる。また、検出される冷却水温度に応じてウォータポンプ(電動ウォータポンプ)の回転速度の制御を行うものにあっては、暖機運転中の制御を高い精度で行うことができる。 When the valve opens slightly against the urging force of the coil spring during the warm-up operation of the internal combustion engine (for example, when the circulating flow rate of the cooling water is set to be small), with respect to the winding end position of the coil spring It is opened at a position having a phase difference of 180 ° in the circumferential direction. Even if the cooling water from the radiator flows into the thermostat device from this position, the center position of the water pump is eccentric with respect to the center position of the thermostat device and the winding end position of the coil spring that contacts the valve Is set at a position on the eccentric direction side or a position on the opposite direction side to the eccentric direction, it is possible to suppress the situation where the high-temperature cooling water contacts the thermo element. That is, when the winding end position of the coil spring is set at a position opposite to the eccentric direction, the eccentric direction and the opening position of the valve are on the same phase side, and the second inlet port Cooling water (high temperature cooling water) flowing in from the valve becomes a flow toward the cooling water flowing from the opening position of the valve, and cooling water flowing from the first inflow port (opening of the valve) inside the thermostat device The low temperature cooling water flowing in from the position) and the cooling water flowing in from the second inlet (high temperature cooling water) are mixed to obtain a uniform temperature distribution. For this reason, the situation where the high temperature cooling water contacts the thermo element can be suppressed. Further, when the winding end position of the coil spring is set at a position on the side of the eccentric direction, the eccentric direction and the opening position of the valve are in opposite phases, but flowed in from the first inlet. Cooling water (low temperature cooling water flowing in from the opening position of the valve) drifts toward the center of the thermostat device, that is, the thermo element, and this low temperature cooling water comes into contact with the thermo element and opens the valve. The thermo-element can be actuated on the side that closes. In this way, it is possible to suppress the situation where the high-temperature cooling water contacts the thermo element during the warm-up operation, and the valve opening can be made small or fully closed, so that early warm-up can be achieved. Cooling water can be circulated. Moreover, in what controls the rotational speed of a water pump (electric water pump) according to the detected coolant temperature, control during warm-up operation can be performed with high accuracy.
また、内燃機関の暖機運転が完了した場合(例えば冷却水の循環流量が多く設定される場合)には、第2流入口から流入した冷却水(高温度の冷却水)は、前記ガイド部によってサーモエレメントに向けてガイドされる。このため、高温度の冷却水をサーモエレメントに接触させる状況を継続でき、バルブの開度を大きく確保する状態が継続されて、内燃機関のオーバヒートを防止することができる。 In addition, when the warm-up operation of the internal combustion engine is completed (for example, when the circulating flow rate of the cooling water is set to be large), the cooling water (high temperature cooling water) flowing in from the second inlet is the guide portion. Is guided towards the thermo element. For this reason, it is possible to continue the state in which the high-temperature cooling water is brought into contact with the thermoelement, the state of ensuring a large valve opening is continued, and the overheating of the internal combustion engine can be prevented.
本発明では、ラジエータをバイパスした冷却水をサーモエレメントに向けてガイドするガイド部を備えさせると共に、サーモスタット装置の出口側に取り付けられたウォータポンプの中心位置をサーモスタット装置の中心位置に対して偏心させ、この偏心させた方向側の位置またはこの偏心させた方向とは反対方向側の位置に、バルブを閉弁方向に付勢するコイルスプリングの巻き端位置を設定している。これにより、内燃機関の暖機運転中には、高温度の冷却水がサーモエレメントに接触する状況を抑制でき、バルブの開度を小さくまたは全閉とすることができて、早期暖機のための冷却水の循環を行わせることが可能となる。また、内燃機関の暖機完了後には、高温度の冷却水をサーモエレメントに接触させて、バルブの開度を大きく確保する状態が継続され、内燃機関のオーバヒートを防止することができる。 In the present invention, a guide portion for guiding the coolant bypassing the radiator toward the thermoelement is provided, and the center position of the water pump attached to the outlet side of the thermostat device is decentered with respect to the center position of the thermostat device. The winding end position of the coil spring that biases the valve in the valve closing direction is set at a position on the eccentric direction side or a position on the opposite direction side to the eccentric direction. As a result, during the warm-up operation of the internal combustion engine, it is possible to suppress the situation in which the high-temperature cooling water contacts the thermo element, and the valve opening can be reduced or fully closed for early warm-up. It becomes possible to circulate the cooling water. In addition, after completion of warming up of the internal combustion engine, the state in which the high temperature cooling water is brought into contact with the thermo-element and the opening degree of the valve is ensured is continued, and overheating of the internal combustion engine can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンの冷却装置として本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where this invention is applied as a cooling device of a motor vehicle engine.
−冷却装置の概略構成−
図1は、本実施形態に係る冷却装置1の概略構成を示す図である。この図1に示すように、冷却装置1は冷却水循環回路10を備えている。この冷却水循環回路10は、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ2と、循環する冷却水を冷却するラジエータ3と、前記電動ウォータポンプ2の上部に直接的に取り付けられたサーモスタット装置4とを備えている。そして、電動ウォータポンプ2の作動によって冷却水循環回路10で冷却水を循環させ、この冷却水によってエンジン(内燃機関)5を冷却するよう構成されている。
-Schematic configuration of cooling device-
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
エンジン5は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等であり、シリンダヘッド51およびシリンダブロック52を備えている。シリンダヘッド51の内部にはヘッド側ウォータジャケット51aが形成され、シリンダブロック52の内部にはブロック側ウォータジャケット52aが形成されている。本実施形態におけるエンジン5は、ヘッド側ウォータジャケット51aとブロック側ウォータジャケット52aとが連通されている。
The
冷却水循環回路10に備えられた各機器を接続する冷却水通路としては、ポンプ吐出通路11、エンジン流出通路12、ラジエータリターン通路13、および、暖機用リターン通路14を備えている。
The cooling water passages connecting the respective devices provided in the cooling
前記ポンプ吐出通路11は、電動ウォータポンプ2の吐出口21とエンジン5のブロック側ウォータジャケット52aとを接続している。エンジン流出通路12は、エンジン5のヘッド側ウォータジャケット51aとラジエータ3のアッパタンク31とを接続している。ラジエータリターン通路13は、ラジエータ3のロアタンク32とサーモスタット装置4のラジエータ側流入口41とを接続している。暖機用リターン通路14は、前記エンジン流出通路12とサーモスタット装置4の暖機用流入口42とを接続している。前記ラジエータ側流入口41が本発明でいう第1流入口(ラジエータからの冷却水が流入する第1流入口)に相当する。また、前記暖機用流入口42が本発明でいう第2流入口(ラジエータをバイパスした冷却水が流入する第2流入口)に相当する。
The
電動ウォータポンプ2は、冷却水循環回路10において冷却水を循環させるための水流を発生させる。この電動ウォータポンプ2は、バッテリ(図示省略)からの電力によって作動するモータ(図示省略)を有しており、そのモータの回転速度を制御することにより冷却水の吐出流量(単位時間当たりの吐出流量)が可変となっている。つまり、この電動ウォータポンプ2は、ECU100からのポンプ回転速度指令信号によって回転速度が制御され、これにより吐出流量が調整される。ECU100は、冷却水循環回路10を循環する冷却水の温度に応じたポンプ回転速度指令信号を出力することにより電動ウォータポンプ2の回転速度を制御する。この電動ウォータポンプ2の回転速度の制御については後述する。
The
ラジエータ3は、例えばダウンフロータイプのものであり、前記アッパタンク31とロアタンク32との間にラジエータコア33が配設されている。このラジエータ3は、アッパタンク31に回収された冷却水がロアタンク32に向けてラジエータコア33の内部を流下する際に、冷却水と外気との間で熱交換を行うことにより、冷却水の熱を大気中に放出するよう構成されている。
The
サーモスタット装置4は、図2(サーモスタット装置4の内部構造を示す断面図)に示すように、合成樹脂により成形されたハウジング43の内部の中央部にサーモエレメントユニット44が組み込まれた構成となっている。
As shown in FIG. 2 (a cross-sectional view showing the internal structure of the thermostat device 4), the
前記ハウジング43の上端部近傍の側面(図2における奥側の側面)には前記ラジエータ側流入口41が形成されており、このラジエータ側流入口41に、前記ラジエータリターン通路13を形成するラジエータリターンパイプ13Aが接続されている。
The radiator
図3(サーモスタット装置4の下面図)に示すように、前記ハウジング43の下端部には、サーモスタット装置4の内部を流れた冷却水を電動ウォータポンプ2に向けて流出するための流出部45が設けられている。この流出部45の中央部には冷却水を流出する開口45aが形成されている。この開口45aの外周側には電動ウォータポンプ2の上部に連結されるフランジ45b,45bが形成されている。このフランジ45b,45bにはボルト挿入孔45c,45cが設けられている。つまり、このフランジ45b,45bの下側に電動ウォータポンプ2の上部が重ね合わされ(図2の仮想線を参照)、これら両者がボルト締結によって一体的に組み付けられることで、サーモスタット装置4の流出部45の開口45aと電動ウォータポンプ2の吸入口とが連通されている。これにより、サーモスタット装置4の内部を流れた冷却水が開口45aを経て電動ウォータポンプ2に流れ込むようになっている。
As shown in FIG. 3 (a bottom view of the thermostat device 4), an
このため、前記ラジエータリターン通路13を経てラジエータ側流入口41からサーモスタット装置4に冷却水が流入する場合には、この冷却水は、サーモスタット装置4の内部を上側から下側に向かって流れ、流出部45の開口45aから電動ウォータポンプ2に向けて流出されることになる。
For this reason, when cooling water flows into the
また、前記ハウジング43の下端部近傍の側面(図2における左側の側面)には前記暖機用流入口42が形成されており、この暖機用流入口42に、前記暖機用リターン通路14を形成する暖機用リターンパイプ14Aが接続されている。
Further, the warm-
このため、前記暖機用リターン通路14を経て暖機用流入口42からサーモスタット装置4に流入した冷却水は、サーモスタット装置4の内部の下側部分を流れ、流出部45の開口45aから電動ウォータポンプ2に流出されることになる。
For this reason, the cooling water that has flowed into the
前記サーモエレメントユニット44には、冷却水の温度に反応して膨張・収縮する熱膨張体(サーモワックス)を内蔵するサーモエレメント44aが備えられており、前記熱膨張体の膨張によりピストン44bが前進移動(サーモエレメント44aに対して相対的に上方に移動)するよう構成されている。前記ピストン44bの上端部は、ハウジング43の上部内面が突出されて成るピストン支持部43aに支持されている。このため、ピストン44bの前進移動に伴いサーモエレメント44aが下方に移動することになる。
The
また、前記サーモエレメント44aには円板状のバルブ44cが取り付けられている。このバルブ44cは、ハウジング43の内面の一部が小径とされることで形成された弁座43bに当接することにより閉弁状態にされる。
A disk-shaped
また、サーモエレメントユニット44には、前記バルブ44cを閉弁方向に付勢するコイルスプリング44dが備えられている。このコイルスプリング44dの上端部はバルブ44cの下面に当接している。また、このコイルスプリング44dの下端部は、前記流出部45に設けられた金属製のスプリング受けフレーム6によって支持されている。コイルスプリング44dは、バルブ44cとスプリング受けフレーム6との間で圧縮された状態で配設されており、これにより、バルブ44cに対して閉弁方向(上向き方向)の付勢力を与えている。
The
前記スプリング受けフレーム6は、図3に示すように、その外周部分であって、周方向に略180°の位相差を存した2箇所に係止片61,61が設けられている。これら係止片61,61は、外周側に向けて突出された形状となっており、前記ハウジング43の流出部45に回り止めされた状態で支持されている。この係止片61,61の形成位置として、一方の係止片61の形成位置は暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側(図3における左側)に設定され、他方の係止片61の形成位置は暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側とは反対側(図3における右側)に設定されている。
As shown in FIG. 3, the
前述したようにコイルスプリング44dの下端部はスプリング受けフレーム6に支持されている。また、前記サーモエレメント44aの下端部もスプリング受けフレーム6に支持されている(スプリング受けフレーム6の中央部に形成された開口63に挿入されている)。このため、前記サーモエレメントユニット44は、前記ピストン44bの上端部がピストン支持部43aに支持され、且つコイルスプリング44dおよびサーモエレメント44aそれぞれの下端部がスプリング受けフレーム6に支持されていることで、ハウジング43の内部の中央部に配置されている。
As described above, the lower end portion of the
このスプリング受けフレーム6において、係止片61,61が形成されている部分以外の外径寸法は前記開口45aの内径寸法よりも小さく設定されている。このため、この開口45aの内縁とスプリング受けフレーム6の外縁との間に周方向に延びる隙間S,Sが形成されている。また、前記スプリング受けフレーム6の係止片61,61には、その板厚方向に沿って貫通するスリット62,62が形成されている。このため、前記隙間S,Sおよび前記スリット62,62が、サーモスタット装置4の内部と電動ウォータポンプ2との間を連通させる冷却水の流路として形成されている。前述したように一方の係止片61の形成位置は暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側に設定されているため、この係止片61に形成されているスリット62の形成位置も暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側となっている。つまり、このスリット62は、前記暖機用流入口42の下側に配置されている。
In the
このようにしてサーモスタット装置4が構成されているため、サーモスタット装置4に流入する冷却水の温度が低い場合には、サーモエレメント44aに内蔵された熱膨張体が収縮して、前記ピストン44bが後退移動(サーモエレメント44aに対して相対的に下方に移動)する。これによりサーモエレメント44aに取り付けられたバルブ44cが相対的に上方に移動して弁座43bに当接し、コイルスプリング44dの付勢力を受けて閉弁状態となるように作動する。この閉弁状態にあっては、ラジエータリターン通路13からの冷却水の流入が遮断される(ラジエータ側流入口41からの冷却水の流入が遮断される)。
Since the
一方、サーモスタット装置4に流入する冷却水の温度が上昇すると、サーモエレメント44aに内蔵された熱膨張体が膨張して、前記ピストン44bが前進移動(サーモエレメント44aに対して相対的に上方に移動)する。これによりサーモエレメント44aに取り付けられたバルブ44cがコイルスプリング44dの付勢力に抗して相対的に下方に移動して弁座43bから離れ、開弁状態となるように作動する。この開弁状態になると、ラジエータリターン通路13からの冷却水の流入が許容される(ラジエータ側流入口41からの冷却水の流入が許容される)。
On the other hand, when the temperature of the cooling water flowing into the
前記ECU100は、前述したように、冷却水の温度に応じたポンプ回転速度指令信号を出力して電動ウォータポンプ2の回転速度を制御する。
As described above, the
このECU100には、冷却水の温度を検出する水温センサ101および電動ウォータポンプ2の回転速度を検出するポンプ回転速度センサ102等が接続されており、各センサ101,102からの出力信号が入力されている。水温センサ101は、例えばサーモスタット装置4の出口側に配設されている。水温センサ101の配設位置としてはこれに限定されるものではない。また、ポンプ回転速度センサ102は電動ウォータポンプ2に配設されている。
The
電動ウォータポンプ2の回転速度制御としては、エンジン5の暖機運転中には電動ウォータポンプ2の回転速度を低く設定して冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を少なくする。また、ポンプ回転速度センサ102からの出力信号に基づいて算出される電動ウォータポンプ2の回転速度が暖機運転中の目標回転速度(固定値または冷却水の温度に応じて変動する値)となるように回転速度のフィードバック制御が行われる。一方、エンジン5の暖機完了後には電動ウォータポンプ2の回転速度を高く設定して冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を多くする。また、ポンプ回転速度センサ102からの出力信号に基づいて算出される電動ウォータポンプ2の回転速度が暖機完了後の目標回転速度(固定値または冷却水の温度に応じて変動する値)となるように回転速度のフィードバック制御が行われる。このようにして、エンジン5の暖機運転中には冷却水による単位時間当たりの熱回収量を少なくして早期暖機を図る一方、エンジン5の暖機完了後には冷却水による単位時間当たりの熱回収量を多くしてオーバヒートを防止するようにしている。これにより、暖機運転中には、エンジン5のシリンダ内壁面とピストンとの間のフリクションを最小にできる機関温度の早期実現を可能にし、燃料消費率の改善を図るようにしている。また、暖機完了後には、この機関温度を維持して燃料消費率の改善およびオーバヒートの防止を図るようにしている。
As the rotational speed control of the
以上の如く、前記冷却水循環回路10および前記ECU100によって前記冷却装置1が構成されている。
As described above, the
以下、本実施形態の特徴とする構成について説明する。本実施形態の特徴とする構成としては、前記暖機用流入口42周辺の構成、電動ウォータポンプ2の配置構成、コイルスプリング44dの配置構成が挙げられる。以下、それぞれについて説明する。
Hereinafter, a configuration that characterizes the present embodiment will be described. Configurations that characterize the present embodiment include a configuration around the warm-
−暖機用流入口42周辺の構成−
先ず、前記暖機用流入口42周辺の構成について説明する。図2に示すように、暖機用流入口42は、水平方向(図2における左方向)に開放された開口で成っている。また、前記暖機用リターンパイプ14Aは、サーモスタット装置4の側方において上下方向に沿って延びており、その下端位置がサーモスタット装置4の側面の下端位置近傍に設定されている。そして、ハウジング43において、前記暖機用リターンパイプ14Aの側面が接する部分に前記暖機用流入口42が形成されている。このため、暖機用リターンパイプ14Aの内部である暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水の流線の方向は、この暖機用リターン通路14の下流端部分において図中の下向き方向から右側方向(サーモスタット装置4の内部に向かう方向)に変化するようになっている(図2における矢印W1を参照)。
-Configuration around the warm-up inlet 42-
First, the configuration around the warm-
そして、前記暖機用リターンパイプ14Aには、暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水をサーモエレメント44aに向けて案内するためのガイド機能が備えられている。
The warming-up
具体的には、暖機用リターンパイプ14Aの内壁面のうち、その下端部においてサーモスタット装置4から遠い側の内壁面(図2において左側に位置する内壁面)は、下側に向かってサーモスタット装置4に向かう方向に傾斜する傾斜面14aで形成されている。これにより、冷却水の流れに対する圧損を低減し、流速の低下を抑制しながらも、前述した冷却水の流線の方向を変化(下向き方向からサーモスタット装置4の内部に向かう方向へ変化)させることができるようにしている。
Specifically, among the inner wall surfaces of the warm-
また、もう一つのガイド機能として、前記傾斜面14aの下端縁に連続して水平方向に延びる水平面14bを有している暖機用リターンパイプ14Aの底板14cは、サーモスタット装置4の内部に向かって延びるガイド部14dを備えている。このガイド部14dの水平方向の寸法(サーモスタット装置4の内部に向けて突出する寸法;図2における寸法t1)は、前記電動ウォータポンプ2の回転速度を高く設定して冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を多くした場合に、暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水を確実にサーモエレメント44aに接触させることができる寸法として実験またはシミュレーションによって設定されている。
As another guide function, the
−電動ウォータポンプ2の配置構成−
次に、電動ウォータポンプ2の配置構成について説明する。図4は、電動ウォータポンプ2の平面図である。また、図5は、サーモスタット装置4の内部での冷却水の流れを説明するためのサーモスタット装置4の下面図であって、電動ウォータポンプ2の形状(電動ウォータポンプ2の吸入口23の形状および吐出口21の形状)を仮想線で重ねて示している。
-Arrangement of electric water pump 2-
Next, the arrangement configuration of the
これらの図に示すように、前記電動ウォータポンプ2の中心位置(後述する吐出口21の中心位置O2)は、サーモスタット装置4の中心位置(後述する電動ウォータポンプ2の吸入口23の中心位置O1に一致)に対して偏心している。
As shown in these drawings, the center position of the electric water pump 2 (the center position O2 of the
具体的には、電動ウォータポンプ2の吸入側の端部の中心位置(図4における点O1)はサーモスタット装置4の中心位置(ハウジング43の内面の中心位置)に一致している。つまり、図4に示すように、電動ウォータポンプ2の吸入側の端部には、サーモスタット装置4の流出部45のフランジ45bが当接する当接フランジ22が設けられており、この当接フランジ22の内側に円形の吸入口23が形成されている。つまり、この吸入口23の中心位置O1がサーモスタット装置4の中心位置に一致している。なお、この電動ウォータポンプ2の当接フランジ22には、前記サーモスタット装置4のフランジ45b,45bに形成されているボルト挿入孔45c,45cに対応するボルト挿入孔22a,22aが形成されている。また、図4の符号24は電動ウォータポンプ2の外側面である。
Specifically, the center position (point O1 in FIG. 4) of the end portion on the suction side of the
これに対し、電動ウォータポンプ2の吐出側の端部の中心位置(図4における点O2)はサーモスタット装置4の中心位置(電動ウォータポンプ2の吸入口23の中心位置O1に一致)に対して偏心している。図4に示す平面図では、電動ウォータポンプ2の吸入側の端部の中心位置(吸入口23の中心位置)O1に対し電動ウォータポンプ2の吐出側の端部の中心位置(吐出口21の中心位置)O2が図中の左斜め下方に偏心している。また、図5に示す下面図では、電動ウォータポンプ2の吸入側の端部の中心位置O1に対し電動ウォータポンプ2の吐出側の端部の中心位置O2が図中の左斜め上方に偏心している。
On the other hand, the center position (point O2 in FIG. 4) of the discharge-side end portion of the
このように電動ウォータポンプ2の中心位置を偏心させた場合、電動ウォータポンプ2の作動に伴う冷却水の流れは、この偏心させた方向に偏向されることになる。つまり、この冷却水の流れの大部分は、その流線が中心位置O1から中心位置O2に向かう流れと平行な流れとなる。そして、この流れの偏向は、サーモスタット装置4の内部を流れる冷却水にも生じる。図5における矢印W2は、このサーモスタット装置4の内部を流れる冷却水の流れの方向を示している。つまり、暖機用リターンパイプ14Aの内部である暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水は、サーモスタット装置4に流入した後、前記電動ウォータポンプ2の中心位置が偏心されていることの影響を受けて、このサーモスタット装置4の内部において、前記偏心方向(図5における左方向)に偏向されることになる。図5に示すように、暖機用リターンパイプ14Aの配設位置を周方向の位相で「0°」の位置とし、時計回り方向に「90°」の位置、「180°」の位置、「270°」の位置と規定した場合、「0°」の位置から流れ込んだ冷却水は、「270°」の位置に向けて偏向されることになる。この「270°」の位置には前記ラジエータリターンパイプ13Aが接続されている。
Thus, when the center position of the
−コイルスプリング44dの配置構成−
次に、コイルスプリング44dの配置構成について説明する。前記バルブ44cを閉弁方向に付勢しているコイルスプリング44dは、そのバルブ44cの下面に当接する側(コイルスプリング44dの上端部側)の巻き端位置が、前記電動ウォータポンプ2の中心位置の偏心方向とは反対方向に設定されている。つまり、図5に示すものでは、電動ウォータポンプ2の中心位置の偏心方向は略「270°」の位置の方向となっているので、コイルスプリング44dの巻き端位置は、図中の略「90°」の位置に設定されている。このようにコイルスプリング44dの巻き端位置が設定されている場合、バルブ44cの閉弁状態では、バルブ44cにおける略「90°」の位置にあってはコイルスプリング44dの巻き端部分が当接しており、比較的高い付勢力でバルブ44cは弁座43bに押し付けられている。これに対し、コイルスプリング44dの巻き端位置に対して周方向で180°の位相差を存した位置である略「270°」の位置にあってはコイルスプリング44dが当接していないことで、コイルスプリング44dからの付勢力は比較的低くなっている。
-Arrangement configuration of
Next, the arrangement configuration of the
このため、エンジン5の暖機運転中等において、暖機用リターン通路14から流入した冷却水がサーモエレメント44aに接触する状況である場合、この冷却水によってサーモエレメント44aが僅かに加温されてバルブ44cが僅かに開放し、この際、前記コイルスプリング44dの巻き端位置に対して周方向に180°の位相差を存した位置(前記「270°」の位置)で開放されることになる。図6は、図中左側(前記「270°」の位置)でバルブ44cが僅かに開放した状態を示している。この場合、図中に矢印W3で示すように、このバルブ44cの開放部分(図中の左側の開放部分)のみにおいてラジエータリターンパイプ13Aからの冷却水が流入することになる。
For this reason, when the cooling water flowing in from the warm-
このような状況において、前述したように電動ウォータポンプ2の中心位置はサーモスタット装置4の中心位置に対して偏心していることで、この偏心されている方向とバルブ44cの開放位置とが同一位相側となり、暖機用リターンパイプ14Aを経て暖機用流入口42から流入した冷却水(高温度の冷却水)が前記バルブ44cの開放位置(コイルスプリング44dからの付勢力が比較的低くなっている位置)から流入する冷却水の流れに向かう流れとなる。このため、サーモスタット装置4の内部において、ラジエータ側流入口41から流入した冷却水(バルブ44cの開放位置から流入した低温度の冷却水)と暖機用流入口42から流入した冷却水(高温度の冷却水)とが混合されるようになっている。
In such a situation, as described above, the center position of the
−冷却水の循環動作−
次に、冷却水循環回路10における冷却水の循環動作について説明する。
−Cooling water circulation operation−
Next, the cooling water circulation operation in the cooling
<暖機運転>
先ず、エンジン5の冷間始動時には、冷却水の温度が低いことにより、サーモエレメント44aの熱膨張体が収縮しており、サーモスタット装置4のバルブ44cは閉鎖している。
<Warm-up operation>
First, when the
そして、電動ウォータポンプ2が作動されることにより、図1に実線の矢印で示すように、電動ウォータポンプ2、ポンプ吐出通路11、ブロック側ウォータジャケット52a、ヘッド側ウォータジャケット51a、エンジン流出通路12、暖機用リターン通路14、サーモスタット装置4および電動ウォータポンプ2の順で冷却水が循環される。
When the
これにより、循環する冷却水がラジエータ3をバイパス(迂回)することから、冷却水がラジエータ3において冷却されないため、エンジン5の暖機が早期に完了される。
Thus, since the circulating cooling water bypasses the
このような暖機運転中の電動ウォータポンプ2の制御としては、前述したように、電動ウォータポンプ2の回転速度を低く設定し、これにより冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を少なくする。
For controlling the
この暖機運転中において、暖機用リターン通路14からサーモスタット装置4に流入される冷却水(暖機運転が進むに従って高温となっていく冷却水)がサーモエレメント44aに接触する状況である場合には、この冷却水によってサーモエレメント44aが僅かに加温されてバルブ44cが僅かに開放する。この際、前述したように、コイルスプリング44dの巻き端位置に対して周方向で180°の位相差を存した位置で開放されることになる(図6を参照)。本実施形態の場合には、図5において「270°」の位置でバルブ44cが僅かに開放することになる。
During the warm-up operation, when the cooling water flowing into the
このように、ラジエータ3からの冷却水がサーモスタット装置4に流入する状況になったとしても、電動ウォータポンプ2の中心位置(電動ウォータポンプ2の吐出口21の中心位置O2)がサーモスタット装置4の中心位置(電動ウォータポンプ2の吸入口23の中心位置O1に一致)に対して偏心され、バルブ44cに当接するコイルスプリング44dの巻き端位置が前記偏心された方向とは反対方向側の位置に設定されているため、前記偏心された方向と前記バルブ44cの開放位置とが同一位相側となり、暖機用リターンパイプ14Aを経て暖機用流入口42から流入した冷却水(高温度の冷却水)が前記バルブ44cの開放位置(コイルスプリング44dからの付勢力が比較的低くなっている位置)から流入する冷却水の流れに向かう流れとなる。このため、サーモスタット装置4の内部ではラジエータ側流入口41から流入した冷却水(前記バルブ44cの開放位置から流入した低温度の冷却水)と暖機用流入口42から流入した冷却水(高温度の冷却水)とが混合されることで、均一な温度分布となる。その結果、高温度の冷却水がサーモエレメント44aに接触する状況を抑制でき、バルブ44cの開度を小さくまたは全閉とすることができて、早期暖機のための冷却水の循環を行わせることができる。また、前記水温センサ101で検出される冷却水温度はラジエータ側流入口41から流入した冷却水の温度(低温度)の影響が小さくなっているので、電動ウォータポンプ2の回転速度の制御を高い精度で行うことができる。
Thus, even if the cooling water from the
<暖機完了後>
前記暖機運転が継続され、水温センサ101からの出力信号に基づいて検出される冷却水温度が高くなり、その冷却水温度が暖機完了温度に達すると、サーモエレメント44aが大きく作動してバルブ44cが開放する。
<After completion of warm-up>
When the warm-up operation is continued and the coolant temperature detected based on the output signal from the
この場合、図1に実線の矢印で示した冷却水の循環に加えて、図1に一点鎖線の矢印で示した冷却水の循環も行われることになる。つまり、エンジン流出通路12を流れる冷却水の一部がラジエータ3側に流れ、この冷却水は、ラジエータ3で放熱を行った後、ラジエータリターン通路13、サーモスタット装置4および電動ウォータポンプ2の順に流れることになる。このため、暖機用リターン通路14を流れた冷却水およびラジエータリターン通路13を流れた冷却水が共にサーモスタット装置4に流入することになる。
In this case, in addition to the cooling water circulation indicated by the solid arrow in FIG. 1, the cooling water circulation indicated by the one-dot chain arrow in FIG. 1 is also performed. That is, a part of the cooling water flowing through the
このような暖機完了後の電動ウォータポンプ2の制御としては、前述したように、電動ウォータポンプ2の回転速度を高く設定し、これにより冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を多くする。
As described above, the control of the
この暖機完了後にあっては、暖機用流入口42から流入する冷却水(高温度の冷却水)は、ガイド部14dによってサーモエレメント44aに向けてガイドされる。このため、高温度の冷却水をサーモエレメント44aに接触させる状況を継続でき、バルブ44cの開度を大きく確保する状態が継続されて、エンジン5のオーバヒートを防止することができる。
After the warm-up is completed, the cooling water (high temperature cooling water) flowing in from the warm-
以上説明したように、本実施形態によれば、暖機運転中であって冷却水の循環流量を少なくする場合には、冷却水温度が上昇しても、高温度の冷却水がサーモエレメント44aに接触する状況を抑制でき、サーモエレメント44aを感温させないようにすることができる。また、暖機運転完了後であって冷却水の循環流量を多くする場合には、高温度の冷却水をサーモエレメント44aに接触させる状況を継続でき、この高温度の冷却水によってサーモエレメントを感温させることができる。このため、エンジン5の冷間始動後における早期暖機、および、暖機完了後におけるエンジン5のオーバヒートの防止それぞれを効果的に行うことが可能である。また、冷却水の温度に応じた電動ウォータポンプ2の回転速度の制御を高い精度で行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, when the circulating flow rate of the cooling water is reduced during the warm-up operation, even if the cooling water temperature rises, the high-temperature cooling water remains in the
図7は、暖機運転中における電動ウォータポンプ2の回転速度の制御によって冷却水循環回路10での冷却水流量(循環流量)を変化させた場合におけるサーモスタット装置4の出口側の冷却水温度を測定した結果を示す図である。図中の破線は、従来のサーモスタット装置を使用し、冷却水流量を変化させた場合におけるサーモスタット装置の出口側の冷却水温度を測定した結果である。図中の実線は本実施形態に係るサーモスタット装置4を使用し、冷却水流量を変化させた場合におけるサーモスタット装置4の出口側の冷却水温度を測定した結果である。
FIG. 7 shows the measurement of the coolant temperature on the outlet side of the
従来のサーモスタット装置を使用した場合、前述したように、バルブが僅かに開放して、ラジエータからの冷却水(低温度の冷却水)がサーモスタット装置を通過して電動ウォータポンプに向けて流れる状況となった場合に、サーモエレメント周囲の冷却水の温度を低下させることができず、また、サーモスタット装置の出口側の冷却水温度の分布が不均一となっていることから、冷却水流量を少なくするほど(電動ウォータポンプの回転速度を低く設定するほど)サーモスタット装置の出口側の冷却水温度が低くなってしまう範囲が存在することになる。このため、暖機運転中における冷却水温度の制御を高い精度で実現することができない。 When the conventional thermostat device is used, as described above, the valve is slightly opened, and the cooling water (low temperature cooling water) from the radiator flows through the thermostat device toward the electric water pump. In this case, the cooling water temperature around the thermo element cannot be lowered, and the cooling water temperature distribution on the outlet side of the thermostat device is uneven, so the cooling water flow rate is reduced. There is a range in which the coolant temperature on the outlet side of the thermostat device becomes lower (as the rotational speed of the electric water pump is set lower). For this reason, control of the coolant temperature during the warm-up operation cannot be realized with high accuracy.
これに対し、本実施形態によれば、バルブ44cが僅かに開放して、ラジエータ3からの冷却水(低温度の冷却水)がサーモスタット装置4に流入する状況となった場合であっても、前述したように、サーモスタット装置4の内部で低温度の冷却水と高温度の冷却水とが混合され、サーモスタット装置4の出口側の冷却水温度の分布を均一にすることができることから、冷却水流量を少なくするほど(電動ウォータポンプの回転速度を低く設定するほど)サーモスタット装置4の出口側の冷却水温度が低くなるといった状況は招かず、暖機運転中における冷却水温度の制御を高い精度で実現することが可能となっている。
On the other hand, according to the present embodiment, even when the
図8は、バルブ44cに当接するコイルスプリング44dの巻き端位置を変化させた場合におけるサーモスタット装置4内部の各位相位置での冷却水温度の測定結果を示す図である。横軸がコイルスプリング44dの巻き端位置であり、図中の□が前記「0°」の位置での冷却水温度を、図中の×が前記「90°」の位置での冷却水温度を、図中の◇が前記「180°」の位置での冷却水温度を、図中の△が前記「270°」の位置での冷却水温度をそれぞれ表している。本実施形態では、前述したようにコイルスプリング44dの巻き端位置が「90°」の位置であり、「270°」の位置で、低温度の冷却水(ラジエータ側流入口41から流入した冷却水)と高温度の冷却水(暖機用流入口42から流入した冷却水)とが混合されており、各位相位置での冷却水温度の温度(冷却水温度の分布)が略均一になっている。例えば、コイルスプリング44dの巻き端位置が「180°」の位置に設定された場合に比べて冷却水温度の分布が均一になっている。これにより、暖機運転中における冷却水温度の制御を高い精度で実現できることが確認された。
FIG. 8 is a diagram illustrating a measurement result of the cooling water temperature at each phase position inside the
(変形例)
次に、変形例について説明する。前述した実施形態では、コイルスプリング44dにおいてバルブ44cに当接する側の巻き端位置が、電動ウォータポンプ2の中心位置の偏心方向(サーモスタット装置4の中心位置に対する偏心方向)とは反対方向に設定されていた。本変形例では、このコイルスプリング44dにおいてバルブ44cに当接する側の巻き端位置を、電動ウォータポンプ2の中心位置の偏心方向に設定している。
(Modification)
Next, a modified example will be described. In the embodiment described above, the winding end position of the
図5を用いて説明すると、前述したように電動ウォータポンプ2の中心位置の偏心方向は「270°」の位置の方向となっている。これに対し、コイルスプリング44dの巻き端位置も図中の「270°」の位置に設定している。このようにコイルスプリング44dの巻き端位置が設定されている場合、バルブ44cの閉弁状態では、バルブ44cにおける「270°」の位置にあってはコイルスプリング44dの巻き端部分が当接しており、比較的高い付勢力でバルブ44cは弁座43bに押し付けられている。これに対し、コイルスプリング44dの巻き端位置に対して周方向で180°の位相差を存した位置である「90°」の位置にあってはコイルスプリング44dの巻き端部分が当接していないことで、コイルスプリング44dからの付勢力は比較的低くなっている。
If it demonstrates using FIG. 5, as mentioned above, the eccentric direction of the center position of the
このような構成によれば、エンジン5の暖機運転中、ラジエータ3からの冷却水がサーモスタット装置4に流入する状況になったとしても、電動ウォータポンプ2の中心位置がサーモスタット装置4の中心位置に対して偏心され、この偏心させた方向側の位置にコイルスプリング44dの巻き端位置が設定されているため、前記偏心された方向とバルブ44cの開放位置とは逆位相となり、ラジエータ側流入口41から流入した冷却水(前記バルブ44cの開放位置から流入した低温度の冷却水)がサーモスタット装置4の内部の中央部つまりサーモエレメント44aに向けて偏流することになり、この低温度の冷却水がサーモエレメント44aに接触してバルブ44cが閉鎖する側にサーモエレメント44aを作動させることができる。このため、高温度の冷却水がサーモエレメント44aに接触する状況を抑制することができ、バルブ44cの開度を小さくまたは全閉とすることができて、早期暖機のための冷却水の循環を行わせることができる。その結果、暖機運転中における冷却水温度の制御を高い精度で実現することができる。
According to such a configuration, even if the cooling water from the
また、暖機完了後にあっては、前記実施形態の場合と同様に、暖機用流入口42から流入した冷却水(高温度の冷却水)が、ガイド部14dによってサーモエレメント44aに向けてガイドされ、バルブ44cの開度を大きく確保する状態が継続されて、エンジン5のオーバヒートを防止することができる。
Further, after the warm-up is completed, as in the case of the above-described embodiment, the cooling water (high-temperature cooling water) flowing in from the warm-
本変形例にあっても、前記実施形態と同様に、暖機運転中であって冷却水の循環流量を少なくする場合には、冷却水温度が上昇しても、高温度の冷却水がサーモエレメント44aに接触する状況を抑制でき、サーモエレメント44aを感温させないようにすることができる。また、暖機運転完了後であって冷却水の循環流量を多くする場合には、高温度の冷却水をサーモエレメント44aに接触させる状況を継続でき、この高温度の冷却水によってサーモエレメントを感温させることができる。このため、エンジン5の冷間始動後における早期暖機、および、暖機完了後におけるエンジン5のオーバヒートの防止それぞれを効果的に行うことが可能である。
Even in this modification, as in the above-described embodiment, when the cooling water circulation flow rate is reduced during the warm-up operation, even if the cooling water temperature rises, the high-temperature cooling water is The situation in contact with the
−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態および前記変形例のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲および当該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
-Other embodiments-
The present invention is not limited only to the embodiment and the modification examples, and all modifications and applications encompassed within the scope of the claims and the equivalent scope are possible.
例えば、前記実施形態および前記変形例では、電動ウォータポンプ2の中心位置をサーモスタット装置4の中心位置に対して偏心させる形態として、電動ウォータポンプ2の吸入側の端部の中心位置O1をサーモスタット装置4の中心位置に一致させ、これに対して、電動ウォータポンプ2の吐出側の端部の中心位置O2を偏心させるようにしていた。本発明はこれに限らず、電動ウォータポンプ2の吸入側の端部の中心位置O1をサーモスタット装置4の中心位置に対して偏心させるようにしてもよい。
For example, in the embodiment and the modified example, the center position O1 of the end portion on the suction side of the
また、前記実施形態および前記変形例では、エンジン5の暖機運転中は電動ウォータポンプ2の回転速度を低く設定して冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を少なくし、エンジン5の暖機完了後は電動ウォータポンプ2の回転速度を高く設定して冷却水循環回路10での冷却水の循環流量を多くする制御を行うものに対して本発明を適用した場合について説明した。本発明は、電動ウォータポンプ2の回転速度制御として、これ以外の制御を行うものに対しても適用可能である。
In the embodiment and the modified example, during the warm-up operation of the
また、前記実施形態および前記変形例では、自動車用エンジンの冷却装置として本発明を適用した場合について説明したが、自動車用エンジン以外の冷却装置としても本発明は適用可能である。 Moreover, although the said embodiment and the said modification demonstrated the case where this invention was applied as a cooling device of a motor vehicle engine, this invention is applicable also as cooling devices other than a motor vehicle engine.
本発明は、エンジンの暖機運転時に冷却水循環流量を少なくし、暖機完了後に冷却水循環流量を多くするように電動ウォータポンプを制御する冷却装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a cooling device that controls an electric water pump so that the cooling water circulation flow rate is decreased during the warm-up operation of the engine and the cooling water circulation flow rate is increased after the warm-up is completed.
1 冷却装置
10 冷却水循環回路
14d ガイド部
2 電動ウォータポンプ
3 ラジエータ
4 サーモスタット装置
41 ラジエータ側流入口(第1流入口)
42 暖機用流入口(第2流入口)
44a サーモエレメント
44c バルブ
44d コイルスプリング
45 流出部
5 エンジン(内燃機関)
O1 電動ウォータポンプの吸入側の中心位置(サーモスタット装置の中心位置)
O2 電動ウォータポンプの吐出側の中心位置(ウォータポンプの中心位置)
DESCRIPTION OF
42 Warm-up inlet (second inlet)
O1 Center position on the suction side of the electric water pump (center position of the thermostat device)
O2 Electric water pump discharge center position (water pump center position)
Claims (1)
前記第2流入口から流入する冷却水を前記サーモエレメントに向けてガイドするガイド部を備えていると共に、
前記サーモスタット装置の出口側に取り付けられたウォータポンプの中心位置を、前記サーモスタット装置の中心位置に対して偏心させ、この偏心させた方向側の位置またはこの偏心させた方向とは反対方向側の位置に、前記バルブに当接する前記コイルスプリングの巻き端位置が設定されていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 A thermostat device that switches a flow of cooling water in a cooling water circulation circuit through which cooling water of an internal combustion engine circulates, the thermostat device having a first inlet through which cooling water from a radiator flows, and cooling water that bypasses the radiator Is movable between a second inlet into which the refrigerant flows, a valve-opening state that allows inflow of cooling water from the first inlet, and a valve-closed state that blocks inflow of cooling water from the first inlet A valve, a coil spring that applies a biasing force in a direction toward the valve closing position with respect to the valve, and a thermal expansion body that is disposed in the center of the thermostat device and that responds to an increase in the temperature of the cooling water A cooling device for an internal combustion engine comprising a thermo element that opens the valve by a change in volume of
A guide portion for guiding the cooling water flowing in from the second inlet toward the thermo element;
The center position of the water pump attached to the outlet side of the thermostat device is decentered with respect to the center position of the thermostat device, and the position of the decentered direction side or the position opposite to the decentered direction side. Further, a winding end position of the coil spring that contacts the valve is set.
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