JP2522818Y2 - 内燃機関冷却水の温度調節装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、内燃機関の冷却水を冷却して所定の温度の
調節する装置に関する。

B.考案の概要 本考案は、内燃機関の冷却水を冷却装置に循環させ、
内燃機関の回転数および冷却水の温度に基づいて冷却装
置を制御することにより、冷却水の温度を調節する装置
において、 内燃機関の回転数が低くなると、循環回路の入力側お
よび出口側をバイパスすると共に、 冷却装置における冷却水の温度に基づいて冷却装置の
制御を行うこととし、 低回転時の冷却水の循環量の低減を抑えると共に、制
御遅れによる冷却装置の過冷を防止するものである。

C.従来の技術 一般に、エンジンテストベンチでは、エンジン冷却水
を設定温度に維持するために温度調節装置が使用され
る。

第３図は、従来の温度調節装置を示す。

１は冷却水を冷却するための熱交換器である。制御バ
ルブ２は、熱交換器１への制御冷水の供給量ｑを制御す
るものである。

導管3,4は、エンジン５の冷却水排出口5aおよび冷却
水導入口5bに熱交換器１を連結するものである。熱交換
器１および導管3,4により、冷却水の循環回路が構成さ
れる。冷却水は、エンジン機付のウォータポンプ６によ
りこの循環回路を循環する。

回転数検出器７は、エンジン回転数Ｎを検出するもの
である。温度検出器８は、冷却水の温度T_Eを検出するも
のであり、通常、エンジンの排出口３側に配置される。

制御部９は、制御バルブ２を制御することにより、熱
交換器１における冷却作用を制御するものである。

ウォータポンプ６による循環水量Ｑは、エンジン回転
数Ｎに従って変動する。それゆえ制御部９では、回転数
Ｎおよび冷却水温度T_Eに基づいて制御冷水の供給量ｑを
決定し、温度T_Eが設定温度となるように制御していた。

D.考案が解決しようとする課題 通常、エンジン回転数Ｎの最大値は最小値（アイドル
値）の約10倍に達する。

そこで制御部９では、エンジン回転数Ｎや負荷量をフ
ィードバックして制御時定数を変えることにより対応し
ている。

しかしながら、エンジン低速時は、循環水量Ｑが導管
3,4の容積に対して少なくなり、温度伝達の遅れが極度
に大きくなってしまう。

それゆえ上記の時定数の制御のような電気的措置では
十分に対応することが不可能となる。このためアイドル
回転付近の温度制御は、極めて精度安定性が悪いものと
なっていた。

本考案は、このような問題点に鑑み、内燃機関の低回
転時において、安定した温度調節を行える内燃機関冷却
水の温度調節装置を提供することを目的とする。

E.課題を解決するための手段 本考案は、上記の目的を達成するために、内燃機関の
冷却水をエンジン機付ウォータポンプにより循環させる
循環回路と、この循環回路に設けられた冷却水冷却用の
冷却装置と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出器
と、循環回路の冷却水排出口側における冷却水の温度を
検出する温度検出器と、冷却装置への制御冷水の供給量
を制御する制御バルブとを備え、内燃機関の回転数およ
び冷却水の温度に基づいて冷却装置への制御冷水の供給
量を制御することにより、エンジンテストベンチの冷却
水の温度調節を行う装置において、次の手段を設けるも
のである。

循環回路の冷却水導入口側および冷却水排出口側の
間をバイパスバルブを介して連通するバイパス管と、 このバイパス管の冷却装置側の冷却水導入口側およ
び冷却水排出口側に設けられたストップバルブと、 冷却装置における冷却水の温度を検出する冷却温度
検出器と、 内燃機関の回転数の高低を判別し、この判別結果に
従って高回転モードおよび低回転モードのいずれか一方
を選択して設定する回転数高低判別部と、 前記バイパスバルブおよびストップバルブの開閉動
作を制御するバルブ制御部とを設け、 前記回転数高低圧判別部で高圧モードが選択されたと
きは、バルブ制御部でバイパスバルブを閉じ、両ストッ
プバルブを開いて内燃機関の回転数および冷却水の温度
に基づいて冷却装置への制御冷却水の供給量を制御し
て、冷却水の温度調整を行い、低回転モードが選択され
たときは、バルブ制御部でバイパスバルブを開き、両ス
トップバルブを閉じてエンジン側の冷却水をバイパスバ
ルブを介して循環させるようする。

F.作用 この装置では、回転数高低判定部により、内燃機関の
回転数を監視し、制御系の動作モードを選択設定する。

回転数が高いとき、すなわち高回転モードでは、流路
切替部の動作により、冷却水の流路は冷却装置側に切り
替わっている。

また、冷却制御部は、内燃機関の回転数から冷却水の
循環状況を把握し、循環回路の排出口側における冷却水
の温度に基づいて冷却装置の動作を制御することによ
り、冷却水の温度が設定値になるように調節する。

一方、回転数が低いとき、すなわち低回転モードで
は、流路切替部の動作により、冷却水の流路はバイパス
管側に切り替わっている。

このとき、冷却水の循環量は回転数に従って変動する
ため、冷却水の循環量は少ないが、冷却水は抵抗の小さ
いバイパス管を通って流れるので円滑に循環する。

また、冷却装置側では冷却水の循環が止まっている
が、冷却制御部は、冷却装置における冷却水の温度に基
づいて温度一定制御を行うので、冷却装置側の温度は設
定温度に調節され、過冷が発生することがない。

G.実施例 以下、図面を用いて、本考案の一実施例を説明する。
なお、本実施例は、従来の温度調節装置の一部を改良し
たものなので、従来と同一部分には同一符号を付して説
明を省略し、異なる部分のみを説明する。

第１図は、本実施例に係る温度調節装置の構成を機能
ブロックにより示したものである。

導管３の冷却水排出口5a側および導管４の冷却水導入
口5b側の間にはバイパス管が接続されている。このバイ
パス管には、バイパスバルブ10が取り付けられている。

また、導管４には、バイパス管より熱交換器１側にス
トップバルブ11aが取り付けられており、同様に導管３
にもストップバルブ11bが取り付けられている。

さらに、熱交換器１には、熱交換器１の内部の冷却水
温度を検出する温度検出器12が取り付けられている。

また、本実施例の制御部13は、その機能上、回転数高
低判定部14およびバルブ制御部15,16から構成されると
考えてよい。

回転数高低判定部14は、エンジン５の回転数をしきい
値と比較して回転数の高低を判別し、制御部13の動作モ
ードとして高回転モードまたは低回転モードを決定する
ものである。

バルブ制御部15は、バイパスバルブ10とストップバル
ブ11a,11bの開閉動作を制御するものである。

バルブ制御部16は、冷却水温度が設定温度となるよう
に制御バルブ２の開度を制御するものであり、高回転モ
ードでは検出温度T_Eおよび回転数Ｎに基づいて制御を行
い、低回転モードでは検出温度T_Cに基づいて制御を行
う。

以上の構成において、エンジンが通常に駆動している
ときは、回転数高低判定部14は高回転モードを選択す
る。

この高回転モードでは、バルブ制御部15は、バイパス
バルブ10を閉，ストップバルブ11a,11bを開とする。こ
れにより冷却水の流路は『冷却水排出口5a→ストップバ
ルブ11b→熱交換器１→ストップバルブ11a→冷却水導入
口5b』となる。

このとき、バルブ制御部16は、従来の制御部９と同様
に、 検出値T_Eと回転数Ｎに基づいて制御バルブ２を制御し
て制御冷水の熱交換器１への注入量ｑを制御する。

これにより、上記の流路を循環する冷却水は熱交換器
１で冷却され、所定の温度に調節されてエンジン５に戻
る。

ここで、エンジン５がアイドル運転に移行した場合、
回転数高低判定部14は、回転数Ｎがしきい値を下回るこ
とにより、動作モードを高回転モードから低回転モード
に切り替える。

低回転モードでは、バルブ制御部15は、バイパスバル
ブ10を開、ストップバルブ11a,11bを閉とする。これに
より冷却水の流路は『冷却水排出口5a→バイパスバルブ
10→冷却水導入口5b』となり、ストップバルブ11a,11b
から熱交換器１の回路では、冷却水の循環が停止する。

アイドル運転の際は、回転数Ｎが低くなるのに伴って
ウォータポンプの流量か導管容積に対して少なくなって
温度伝達の遅れが大となるが、導管をバイパス管で短絡
することで冷却水の流路が短く抵抗が小さくなるので、
冷却水は円滑に循環する。このときエンジンの回転数は
低いので、エンジンが極端に温度上昇することはない。
すなわち実機状態に近い循環状態を現出することが可能
である。

また、この低回転モードでは、バルブ制御部16は、熱
交換器１における冷却水温度T_Cに基づいて、温度一定制
御となるように、制御冷水の注入量ｑを制御する。熱交
換器１側では、冷却水が循環していないので、上記の制
御により熱交換器１における冷却水が設定温度に調節さ
れる。これにより、次に高回転モードに切り替わったと
きに、温度差のショックをエンジン５に与えないように
しておく。

第２図は、温度制御特性を示す。（ａ）は本実施例の
特性を示し、（ｂ）は従来の特性を示す。

エンジンが通常の運転からアイドル運転に移行し、回
転数が急激に低下した場合、従来は冷却水の過冷が生じ
ていたのに対し、本考案によれば冷却水をほぼ一定の温
度に維持することが可能となった。

H.考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、内燃機関の低
回転時，冷却装置を通さずにバイパス管を通して冷却水
を循環させるので、循環水量を確保することができる。

さらに、冷却装置における冷却水温度に基づいて冷却
動作を制御することにより、従来のような制御遅れによ
る過冷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る温度調節装置の構成を
示すブロック図、第２図は温度制御特性図、第３図は従
来の温度調節装置の構成を示すブロック図である。 １…熱交換器、２…制御バルブ、５…エンジン、７…回
転数検出部、８…温度検出器、10…バイパスバルブ、11
a,11b…ストップバルブ、12…温度検出器、14…回転数
高低判定部、15,16…バルブ制御部。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の冷却水をエンジン機付ウォータ
   ポンプにより循環させる循環回路と、この循環回路に設
   けられた冷却水冷却用の冷却装置と、内燃機関の回転数
   を検出する回転数検出器と、循環回路の冷却水排出口側
   における冷却水の温度を検出する温度検出器と、冷却装
   置への制御冷水の供給量を制御する制御バルブとを備
   え、内燃機関の回転数および冷却水の温度に基づいて冷
   却装置への制御冷水の供給量を制御することにより、エ
   ンジンテストベンチの冷却水の温度調節を行う装置にお
   いて、 前記循環回路の冷却水導入口側および冷却水排出口側の
   間をバイパスバルブを介して連通するバイパス管と、 このバイパス管の冷却装置側の冷却水導入口側および冷
   却水排出口側に設けられたストップバルブと、 冷却装置における冷却水の温度を検出する冷却温度検出
   器と、 内燃機関の回転数の高低を判別し、この判別結果に従っ
   て高回転モードおよび低回転モードのいずれか一方を選
   択して設定する回転数高低判別部と、 前記バイパスバルブおよびストップバルブの開閉動作を
   制御するバルブ制御部とを設け、 前記回転数高低圧判別部で高圧モードが選択されたとき
   は、バルブ制御部でバイパスバルブを閉じ、両ストップ
   バルブを開いて内燃機関の回転数および冷却水の温度に
   基づいて冷却装置への制御冷却水の供給量を制御して、
   冷却水の温度調整を行い、低回転モードが選択されたと
   きは、バルブ制御部でバイパスバルブを開き、両ストッ
   プバルブを閉じてエンジン側の冷却水をバイパスバルブ
   を介して循環させるようにしたことを特徴とする内燃機
   関冷却水の温度調節装置。