JP3386542B2 - 内燃エンジンの冷却装置 - Google Patents
内燃エンジンの冷却装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの冷却装置
に関し、より詳しくは内燃エンジンを冷却させる冷却水
温度の温度制御をサーモスタットを使用して行う内燃エ
ンジンの冷却装置に関する。
に関し、より詳しくは内燃エンジンを冷却させる冷却水
温度の温度制御をサーモスタットを使用して行う内燃エ
ンジンの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃エンジンにおいては、エンジン運転
中の温度上昇によりエンジンが過熱して燃料が異常燃焼
するのを防止すべく冷却装置が必要とされるが、従来よ
り、この種の内燃エンジンの冷却装置としては、図８に
示すように、ラジエータを通過する冷却水通路５１と前
記ラジエータをバイパスするバイパス通路５２との合流
点にその軸心方向が冷却水の水流方向と一致するように
ワックス型サーモスタット５３を配設したものが知られ
ている（例えば、特開昭５８−３０４１３号公報）。
中の温度上昇によりエンジンが過熱して燃料が異常燃焼
するのを防止すべく冷却装置が必要とされるが、従来よ
り、この種の内燃エンジンの冷却装置としては、図８に
示すように、ラジエータを通過する冷却水通路５１と前
記ラジエータをバイパスするバイパス通路５２との合流
点にその軸心方向が冷却水の水流方向と一致するように
ワックス型サーモスタット５３を配設したものが知られ
ている（例えば、特開昭５８−３０４１３号公報）。
【０００３】上記従来例では、サーモスタット５３のピ
ストン５４を支持部材５５に螺着させて固定する一方、
弁体５６は前記サーモスタット５３のサーモエレメント
５７に嵌着されると共に弁座５８に当接可能とされ、さ
らに該弁座５８は弁座駆動軸５９に接続されるアクチュ
エータ（図示せず）を介しエンジン負荷に応じた位置を
とるように可動式とされている。
ストン５４を支持部材５５に螺着させて固定する一方、
弁体５６は前記サーモスタット５３のサーモエレメント
５７に嵌着されると共に弁座５８に当接可能とされ、さ
らに該弁座５８は弁座駆動軸５９に接続されるアクチュ
エータ（図示せず）を介しエンジン負荷に応じた位置を
とるように可動式とされている。
【０００４】上記従来例においては、吸気負圧が比較的
小さいエンジンの高負荷運転領域にあるときは弁座５８
の支持部材５５への当接状態が保持され、冷却水の温度
上昇によりサーモエレメント５７が下方に移動して弁体
５６が開弁する。一方、吸気負圧が比較的大きいエンジ
ンの低負荷運転領域にあるときは弁座５８が支持部材５
５から離反して下方に移動する結果、前記高負荷運転領
域の開弁温度よりも高い開弁温度で開弁する。
小さいエンジンの高負荷運転領域にあるときは弁座５８
の支持部材５５への当接状態が保持され、冷却水の温度
上昇によりサーモエレメント５７が下方に移動して弁体
５６が開弁する。一方、吸気負圧が比較的大きいエンジ
ンの低負荷運転領域にあるときは弁座５８が支持部材５
５から離反して下方に移動する結果、前記高負荷運転領
域の開弁温度よりも高い開弁温度で開弁する。
【０００５】このように上記従来例においては、高負荷
運転領域では、内燃エンジンの信頼性を確保すべく冷却
水温度を比較的低温域に保つ一方、前記低負荷運転状態
では、冷却水温度を比較的高温にすることにより排気ガ
ス中の有害成分の減少を図ると共に燃費を良好に維持し
ている。
運転領域では、内燃エンジンの信頼性を確保すべく冷却
水温度を比較的低温域に保つ一方、前記低負荷運転状態
では、冷却水温度を比較的高温にすることにより排気ガ
ス中の有害成分の減少を図ると共に燃費を良好に維持し
ている。
【０００６】また、他の従来例としては、上述した従来
例と同様、ラジエータを通過する冷却水通路と前記ラジ
エータをバイパスするバイパス通路との合流点にその軸
心方向が冷却水の水流方向と一致するようにワックス型
サーモスタットを配設し、冷却水通路をシリンダブロッ
クとシリンダヘッドに別々に設け、エンジンの運転状態
に応じて上記シリンダブロック及びシリンダヘッドに好
適した冷却作用を与えるように構成された内燃エンジン
の冷却装置も提案されている（例えば、特開昭５７−９
７０１４号公報）。
例と同様、ラジエータを通過する冷却水通路と前記ラジ
エータをバイパスするバイパス通路との合流点にその軸
心方向が冷却水の水流方向と一致するようにワックス型
サーモスタットを配設し、冷却水通路をシリンダブロッ
クとシリンダヘッドに別々に設け、エンジンの運転状態
に応じて上記シリンダブロック及びシリンダヘッドに好
適した冷却作用を与えるように構成された内燃エンジン
の冷却装置も提案されている（例えば、特開昭５７−９
７０１４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の冷却装置においては、例えば、図８において、弁体
５６の全閉時又は開度が微小のときは、サーモスタット
５７の前後の差圧が可動式弁座５８の受圧面５８ａに直
接負荷されるされるため、高負荷運転時における弁座５
８の保持力を確保するためにはそれ相応のアクチュエー
タが必要になる。すなわち、弁体５６の全閉時又は開度
が微小のときはサーモスタット５７の前後の差圧が最大
０．１２ｋＰａ程度となるが、上記従来例では上記差圧
がそのまま弁座５８を下方に移動させる方向に作用する
ため、高負荷運転時における冷却特性を確保するため、
前記弁座５８が下方に移動しないようにアクチュエータ
を大型化しなければならないという問題点があった。ま
た、上記従来の冷却装置では、弁座の位置を変えること
で、高負荷運転時と低負荷運転時とで開弁温度を切り換
えているため、温度設定の切換によってバイパス通路と
ラジエータからの冷却水通路との流量バランスが崩れ、
温度ハンチングを起こすおぞれがあるという問題があっ
た。
来の冷却装置においては、例えば、図８において、弁体
５６の全閉時又は開度が微小のときは、サーモスタット
５７の前後の差圧が可動式弁座５８の受圧面５８ａに直
接負荷されるされるため、高負荷運転時における弁座５
８の保持力を確保するためにはそれ相応のアクチュエー
タが必要になる。すなわち、弁体５６の全閉時又は開度
が微小のときはサーモスタット５７の前後の差圧が最大
０．１２ｋＰａ程度となるが、上記従来例では上記差圧
がそのまま弁座５８を下方に移動させる方向に作用する
ため、高負荷運転時における冷却特性を確保するため、
前記弁座５８が下方に移動しないようにアクチュエータ
を大型化しなければならないという問題点があった。ま
た、上記従来の冷却装置では、弁座の位置を変えること
で、高負荷運転時と低負荷運転時とで開弁温度を切り換
えているため、温度設定の切換によってバイパス通路と
ラジエータからの冷却水通路との流量バランスが崩れ、
温度ハンチングを起こすおぞれがあるという問題があっ
た。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あって、運転状態に応じた最適な冷却水をエンジンに供
給して未燃焼ガス成分の低減化や燃費の向上（燃費の低
減）を図ることができると共に、サーモエレメント自体
を可動させることで、バイパス通路とラジエータからの
冷却水通路との流量バランスを温度設定の切換後におい
てもそのまま維持して温度ハンチングを防止することが
できる内燃エンジンの冷却装置を提供することを目的と
する。
あって、運転状態に応じた最適な冷却水をエンジンに供
給して未燃焼ガス成分の低減化や燃費の向上（燃費の低
減）を図ることができると共に、サーモエレメント自体
を可動させることで、バイパス通路とラジエータからの
冷却水通路との流量バランスを温度設定の切換後におい
てもそのまま維持して温度ハンチングを防止することが
できる内燃エンジンの冷却装置を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンを冷却する冷却水が通過する
冷却水通路と、該冷却水通路に介装されたラジエータ
と、該ラジエータをバイパスするバイパス通路と、該バ
イパス通路下流側の前記冷却水通路との合流点に配設さ
れた制御弁とを有し、該制御弁により前記冷却水通路を
通過する冷却水の流量制御を行う内燃エンジンの冷却装
置において、前記制御弁が、サーモエレメントと該サー
モエレメントに挿通されたピストンとからなるサーモス
タット部と、前記ピストンに接続され、サーモハウジン
グに収納された弁体部とを具備し、さらに、前記エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状
態検出手段の検出結果に応じて前記サーモエレメントを
可動させて、前記弁体部が前記制御弁の軸芯方向に可動
することで、前記サーモハウジングにそれぞれ配設され
た、前記ラジエータからの冷却水導入口及び前記バイパ
ス通路からの冷却水導入口の各開口面積を可変にする可
変手段とを備えていることを特徴としている。
に本発明は、内燃エンジンを冷却する冷却水が通過する
冷却水通路と、該冷却水通路に介装されたラジエータ
と、該ラジエータをバイパスするバイパス通路と、該バ
イパス通路下流側の前記冷却水通路との合流点に配設さ
れた制御弁とを有し、該制御弁により前記冷却水通路を
通過する冷却水の流量制御を行う内燃エンジンの冷却装
置において、前記制御弁が、サーモエレメントと該サー
モエレメントに挿通されたピストンとからなるサーモス
タット部と、前記ピストンに接続され、サーモハウジン
グに収納された弁体部とを具備し、さらに、前記エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状
態検出手段の検出結果に応じて前記サーモエレメントを
可動させて、前記弁体部が前記制御弁の軸芯方向に可動
することで、前記サーモハウジングにそれぞれ配設され
た、前記ラジエータからの冷却水導入口及び前記バイパ
ス通路からの冷却水導入口の各開口面積を可変にする可
変手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】また、前記可変手段は、前記サーモエレメ
ントの可動を制御するアクチュエータと、該アクチュエ
ータとサーモエレメントとを接続するリンク機構とから
なることを特徴としている。
ントの可動を制御するアクチュエータと、該アクチュエ
ータとサーモエレメントとを接続するリンク機構とから
なることを特徴としている。
【００１１】さらに、前記運転状態検出手段は、エンジ
ン回転数を検出する回転数検出手段、エンジン負荷の状
態を検出する負荷状態検出手段及び前記エンジンの冷却
水温を検出する水温検出手段の少なくとも１つを含み、
前記回転数検出手段、前記負荷状態検出手段及び前記水
温検出手段の少なくとも１つの検出結果に基づいて前記
弁体部の駆動を制御する弁体部制御手段を有しているこ
とを特徴としている。
ン回転数を検出する回転数検出手段、エンジン負荷の状
態を検出する負荷状態検出手段及び前記エンジンの冷却
水温を検出する水温検出手段の少なくとも１つを含み、
前記回転数検出手段、前記負荷状態検出手段及び前記水
温検出手段の少なくとも１つの検出結果に基づいて前記
弁体部の駆動を制御する弁体部制御手段を有しているこ
とを特徴としている。
【００１２】また、本発明は好ましくは、前記弁体部が
円筒形形状に形成されると共に、該弁体部の外周部が冷
却水の受圧面とされていることを特徴としている。
円筒形形状に形成されると共に、該弁体部の外周部が冷
却水の受圧面とされていることを特徴としている。
【００１３】
【作用】本発明によれば、前記サーモエレメントを可動
させて、弁体部が制御弁の軸芯方向に可動することで、
サーモハウジングにそれぞれ配設された、ラジエータか
らの冷却水導入口及びバイパス通路からの冷却水導入口
の各開口面積を可変にするので、サーモエレメント自体
を可動させることで、バイパス通路とラジエータからの
冷却水通路との流量バランスを温度設定の切換後におい
てもそのまま維持して温度ハンチングを防止することが
できる。
させて、弁体部が制御弁の軸芯方向に可動することで、
サーモハウジングにそれぞれ配設された、ラジエータか
らの冷却水導入口及びバイパス通路からの冷却水導入口
の各開口面積を可変にするので、サーモエレメント自体
を可動させることで、バイパス通路とラジエータからの
冷却水通路との流量バランスを温度設定の切換後におい
てもそのまま維持して温度ハンチングを防止することが
できる。
【００１４】また、可変手段により、運転状態検出手段
の検出結果に応じてサーモエレメントを可動させている
ので、エンジンの運転状態に応じた冷却水の流量制御が
可能となる。
の検出結果に応じてサーモエレメントを可動させている
ので、エンジンの運転状態に応じた冷却水の流量制御が
可能となる。
【００１５】さらに、可変手段がリンク機構により可動
することにより、サーモエレメントの可動ストロークや
荷重が任意に設定可能となる。
することにより、サーモエレメントの可動ストロークや
荷重が任意に設定可能となる。
【００１６】また、弁体部が円筒形形状に形成されると
共に、該弁体部の外周部が冷却水の受圧面とされること
により、該受圧面に水圧が負荷され、サーモエレメント
に直接水圧が負荷されることはない。
共に、該弁体部の外周部が冷却水の受圧面とされること
により、該受圧面に水圧が負荷され、サーモエレメント
に直接水圧が負荷されることはない。
【００１７】また、回転数検出手段、負荷状態検出手段
及び水温検出手段の少なくとも１つの検出結果に基づい
て弁体部が駆動制御される。
及び水温検出手段の少なくとも１つの検出結果に基づい
て弁体部が駆動制御される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。
る。
【００１９】図１は、本発明に係る内燃エンジンの冷却
装置の一実施例を模式的に示した全体構成図である。
装置の一実施例を模式的に示した全体構成図である。
【００２０】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、「エンジン」という）であって、
エンジン１の周壁にはウォタージャケット２が設けら
れ、該ウォタージャケット２には環状の冷却水通路３が
接続されている。そして、ウォータージャケット２の入
口側の冷却水通路３にはウォータポンプ４が配設され、
該ウォーターポンプ４によりウォータージャケット２に
は冷却水が循環するように構成されている。さらに、ウ
ォータージャケット２の出口側の冷却水通路３にはラジ
エータ５が介装され、該ラジエータ５によりウォーター
ジャケット２から流出する冷却水が放熱される。
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、「エンジン」という）であって、
エンジン１の周壁にはウォタージャケット２が設けら
れ、該ウォタージャケット２には環状の冷却水通路３が
接続されている。そして、ウォータージャケット２の入
口側の冷却水通路３にはウォータポンプ４が配設され、
該ウォーターポンプ４によりウォータージャケット２に
は冷却水が循環するように構成されている。さらに、ウ
ォータージャケット２の出口側の冷却水通路３にはラジ
エータ５が介装され、該ラジエータ５によりウォーター
ジャケット２から流出する冷却水が放熱される。
【００２１】また、前記ウォータージャケット２の出口
側にはラジエータ５をバイパスするバイパス通路６が設
けられ、さらに、該バイパス通路６下流側の前記冷却水
通路３との合流点には制御弁７が冷却水の水流方向（矢
印Ａで示す）に対してその軸心方向が直交するように配
設されている。該制御弁７はアクチュエータ８を介して
後述する制御系に接続され、該制御系からの制御信号に
基づき制御される。
側にはラジエータ５をバイパスするバイパス通路６が設
けられ、さらに、該バイパス通路６下流側の前記冷却水
通路３との合流点には制御弁７が冷却水の水流方向（矢
印Ａで示す）に対してその軸心方向が直交するように配
設されている。該制御弁７はアクチュエータ８を介して
後述する制御系に接続され、該制御系からの制御信号に
基づき制御される。
【００２２】このように構成された内燃エンジンの冷却
装置においては、内燃エンジンのシリンダブロック周壁
からシリンダヘッド周壁に亘って循環した冷却水が、バ
イパス通路６又はラジエータ５側を通過して制御弁７に
流入可能とされている。そして、エンジンの運転状態に
応じて制御弁７の開弁状態が制御され、エンジンの運転
状態に応じた所望の冷却水温を有する冷却水がウォータ
ージャケット２に供給され、エンジン１が冷却される。
装置においては、内燃エンジンのシリンダブロック周壁
からシリンダヘッド周壁に亘って循環した冷却水が、バ
イパス通路６又はラジエータ５側を通過して制御弁７に
流入可能とされている。そして、エンジンの運転状態に
応じて制御弁７の開弁状態が制御され、エンジンの運転
状態に応じた所望の冷却水温を有する冷却水がウォータ
ージャケット２に供給され、エンジン１が冷却される。
【００２３】図２は上記制御弁７の詳細と該制御弁７を
制御する制御系９を模式的に示した図である。
制御する制御系９を模式的に示した図である。
【００２４】図中、制御弁７は、高回転高負荷運転状態
のように冷却水温を比較的低温度に保持したいときの状
態を示している。
のように冷却水温を比較的低温度に保持したいときの状
態を示している。
【００２５】すなわち、該制御弁７は、ウォーターポン
プ４に接続される開口部１０が形成された第１の弁ボデ
ィ１１とラジエータ５及びバイパス通路６からの冷却水
導入口１２、１３が形成された第２の弁ボディ１４とを
有し、さらに前記第１の弁ボディ１１にはサーモスタッ
ト部１５が収納され、前記第２の弁ボディ１４には弁体
部１６が収納されている。
プ４に接続される開口部１０が形成された第１の弁ボデ
ィ１１とラジエータ５及びバイパス通路６からの冷却水
導入口１２、１３が形成された第２の弁ボディ１４とを
有し、さらに前記第１の弁ボディ１１にはサーモスタッ
ト部１５が収納され、前記第２の弁ボディ１４には弁体
部１６が収納されている。
【００２６】サーモスタット部１５は、具体的には、固
形ワックスと弾性体のゴムとが装入されたサーモエレメ
ント１７と、該サーモエレメント１７に挿通されて該サ
ーモエレメント１７内部を摺動するピストン１８と、前
記サーモエレメント１７の鍔部１７ａと第１の弁ボディ
１１の底部との間に着座されたサーモスプリング１９と
からなり、さらに前記サーモエレメント１７の基端は第
１のボディ１１から突出している。
形ワックスと弾性体のゴムとが装入されたサーモエレメ
ント１７と、該サーモエレメント１７に挿通されて該サ
ーモエレメント１７内部を摺動するピストン１８と、前
記サーモエレメント１７の鍔部１７ａと第１の弁ボディ
１１の底部との間に着座されたサーモスプリング１９と
からなり、さらに前記サーモエレメント１７の基端は第
１のボディ１１から突出している。
【００２７】また、弁体部１６は、円筒形形状に形成さ
れて前記ピストン１８の外周部に固着されると共に第２
の弁ボディ１４の内壁に摺接可能に配された弁本体２０
と、該弁本体２０と第２の弁ボディ１４の底部との間に
着座された弁スプリング２１とからなり、また前記弁本
体２０の底部には適数個の孔２２…が貫設されている。
れて前記ピストン１８の外周部に固着されると共に第２
の弁ボディ１４の内壁に摺接可能に配された弁本体２０
と、該弁本体２０と第２の弁ボディ１４の底部との間に
着座された弁スプリング２１とからなり、また前記弁本
体２０の底部には適数個の孔２２…が貫設されている。
【００２８】さらに、第１のボディ１１から突出したサ
ーモエレメント１７の基端は、夫々互いに枢着された第
１〜第３のリンク部材２３〜２５からなるリンク機構２
６を介してアクチュエータ８を構成する連接棒２８に接
続されている。
ーモエレメント１７の基端は、夫々互いに枢着された第
１〜第３のリンク部材２３〜２５からなるリンク機構２
６を介してアクチュエータ８を構成する連接棒２８に接
続されている。
【００２９】しかして、アクチュエータ８は、下部ケー
シング２９に収納されたダイアフラム３０と、該ダイア
フラム３０に連接された前記連接棒２８と、前記ダイア
フラム３０と上部ケーシング３１との間に着座されたア
クチュエータスプリング３２とを備えると共に、前記上
部ケーシング３１の上部には吸気負圧導入孔３３が形成
され、制御系９に接続されている。
シング２９に収納されたダイアフラム３０と、該ダイア
フラム３０に連接された前記連接棒２８と、前記ダイア
フラム３０と上部ケーシング３１との間に着座されたア
クチュエータスプリング３２とを備えると共に、前記上
部ケーシング３１の上部には吸気負圧導入孔３３が形成
され、制御系９に接続されている。
【００３０】また、制御系９は、吸気負圧を蓄積する真
空タンク３４と、エンジン制御を行う電子コントロール
ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）３５と、ＥＣＵ３
５からの指令により、オン・オフ制御して吸気負圧のア
クチュエータ８への導入を制御する電磁弁３６とを備え
ている。
空タンク３４と、エンジン制御を行う電子コントロール
ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）３５と、ＥＣＵ３
５からの指令により、オン・オフ制御して吸気負圧のア
クチュエータ８への導入を制御する電磁弁３６とを備え
ている。
【００３１】また、前記ＥＣＵ３５にはエンジン回転数
ＮＥを検出するＮＥセンサ３７、吸気負圧ＰＢを検出す
るＰＢセンサ３８、エンジン冷却水温ＴＷを検出するＴ
Ｗセンサ３９、スロットル弁の弁開度θＴＨを検出する
θＴＨセンサ４０、アクセルペダルの開度θＡＣＣを検
出するθＡＣＣセンサ４１の各センサ出力値が供給さ
れ、これら各センサの出力値によりエンジンの運転状態
が検出される。
ＮＥを検出するＮＥセンサ３７、吸気負圧ＰＢを検出す
るＰＢセンサ３８、エンジン冷却水温ＴＷを検出するＴ
Ｗセンサ３９、スロットル弁の弁開度θＴＨを検出する
θＴＨセンサ４０、アクセルペダルの開度θＡＣＣを検
出するθＡＣＣセンサ４１の各センサ出力値が供給さ
れ、これら各センサの出力値によりエンジンの運転状態
が検出される。
【００３２】このように構成された制御弁７において
は、冷却水温度を比較的低温度に保ちたい高回転高負荷
運転時には電磁弁３６が閉弁され、その結果、アクチュ
エータ８のダイアフラム３０はアクチュエータスプリン
グ３２の弾発付勢力により下方に押し下げられた状態を
維持する。したがって、この場合、サーモエレメント１
７はサーモスプリング１９の弾発付勢力により保持され
ることとなる。そして、冷却水温が低いときは弁体２０
は閉弁状態となり、ラジエータ５からの制御弁７への冷
却水の流入が阻止される一方、バイパス通路６からの比
較的高温の水が制御弁２０に供給され、孔２２から第１
の弁ボディ１１の開口部１０を通過してウォータポンプ
４へと流出していく。そして、冷却水温が上昇すると、
サーモエレメント１７の固形ワックスが融解して膨張
し、図３に示すように、ピストン１８がサーモエンレメ
ント１７から押し出されて該ピストン１８に固着された
弁体２０が弁スプリング２１の弾発付勢力に抗して開弁
すると共にバイパス通路６からの導入口１３が閉成さ
れ、ラジエータ５からの冷却水が制御弁７に流入して第
１の弁ボディ１１の開口部１０からウォーターポンプ４
に流出してゆく。
は、冷却水温度を比較的低温度に保ちたい高回転高負荷
運転時には電磁弁３６が閉弁され、その結果、アクチュ
エータ８のダイアフラム３０はアクチュエータスプリン
グ３２の弾発付勢力により下方に押し下げられた状態を
維持する。したがって、この場合、サーモエレメント１
７はサーモスプリング１９の弾発付勢力により保持され
ることとなる。そして、冷却水温が低いときは弁体２０
は閉弁状態となり、ラジエータ５からの制御弁７への冷
却水の流入が阻止される一方、バイパス通路６からの比
較的高温の水が制御弁２０に供給され、孔２２から第１
の弁ボディ１１の開口部１０を通過してウォータポンプ
４へと流出していく。そして、冷却水温が上昇すると、
サーモエレメント１７の固形ワックスが融解して膨張
し、図３に示すように、ピストン１８がサーモエンレメ
ント１７から押し出されて該ピストン１８に固着された
弁体２０が弁スプリング２１の弾発付勢力に抗して開弁
すると共にバイパス通路６からの導入口１３が閉成さ
れ、ラジエータ５からの冷却水が制御弁７に流入して第
１の弁ボディ１１の開口部１０からウォーターポンプ４
に流出してゆく。
【００３３】また、冷却水温を比較的高温度に保ちたい
ときは、図４に示すように、電磁弁３６が全開状態とさ
れてアクチュエータ８内には吸気負圧が導入され、該ア
クチュエータ８内のダイアフラム３０がアクチュエータ
スプリング３２の弾発付勢力に抗して上方に押し上げら
れ、その結果、リンク機構２６を介してサーモエレメン
ト１７はサーモスプリング１９の弾発付勢力に抗して矢
印Ｂ方向に可動し、所定位置に保持される。そして、冷
却水温が低いときは、上述と同様、弁体２０は閉弁状態
となりバイパス通路６からの水が導入口１３から流入
し、ウォーターポンプ４側へと流出していく。次いで、
冷却水温が上昇すると、サーモエレメント１７の固形ワ
ックスが融解して膨張し、図５に示すように、ピストン
１８がサーモエレメント１７から押し出され、該ピスト
ン１８に固着された弁体２０が弁スプリング２１の弾発
付勢力に抗して開弁すると共に、バイパス通路６からの
導入口１３が閉成され、ラジエータ５からの冷却水が制
御弁７を通過してウォーターポンプ４側に流出してゆ
く。
ときは、図４に示すように、電磁弁３６が全開状態とさ
れてアクチュエータ８内には吸気負圧が導入され、該ア
クチュエータ８内のダイアフラム３０がアクチュエータ
スプリング３２の弾発付勢力に抗して上方に押し上げら
れ、その結果、リンク機構２６を介してサーモエレメン
ト１７はサーモスプリング１９の弾発付勢力に抗して矢
印Ｂ方向に可動し、所定位置に保持される。そして、冷
却水温が低いときは、上述と同様、弁体２０は閉弁状態
となりバイパス通路６からの水が導入口１３から流入
し、ウォーターポンプ４側へと流出していく。次いで、
冷却水温が上昇すると、サーモエレメント１７の固形ワ
ックスが融解して膨張し、図５に示すように、ピストン
１８がサーモエレメント１７から押し出され、該ピスト
ン１８に固着された弁体２０が弁スプリング２１の弾発
付勢力に抗して開弁すると共に、バイパス通路６からの
導入口１３が閉成され、ラジエータ５からの冷却水が制
御弁７を通過してウォーターポンプ４側に流出してゆ
く。
【００３４】図６は冷却温度ＴＷと弁体２０の開弁量
（リフト量）との関係を示した特性図である。図中、曲
線Ｃは冷却水温を低温設定したときの弁リフト特性を示
し、曲線Ｄは冷却水温を高温設定したときの弁リフト特
性を示している。
（リフト量）との関係を示した特性図である。図中、曲
線Ｃは冷却水温を低温設定したときの弁リフト特性を示
し、曲線Ｄは冷却水温を高温設定したときの弁リフト特
性を示している。
【００３５】すなわち、冷却水温ＴＷを比較的低温に保
持したい高回転高負荷時においては、サーモエレメント
１７の特性に基づき比較的温度の低い点Ｐで弁体２０の
開弁が開始し、その後の温度上昇により曲線Ｃに示すよ
うにピストン１８の突出距離に応じてリフト量が増大
し、全開状態となる。一方、冷却水温ＴＷを比較的高温
に保持したいときは、サーモエレメント１７が図４に示
す状態を保持するため、弁体２０の開弁温度も高くなっ
て点Ｑで弁体２０の開弁が開始し、その後の温度上昇に
より曲線Ｄに示すようにピストン１８の突出距離に応じ
てリフト量が増大し、全開状態となる。図中、点線（Ｅ
で示す）は、低温時にはサーモエレメント１７が図４に
示すような状態を保持するため、温度上昇によりピスト
ン１８が突出しても弁体２０が開弁しない無効リフト部
を示している。このように、電磁弁３６をオン・オフ制
御することによりエンジンの運転状態に応じた制御弁７
の制御が可能となる。
持したい高回転高負荷時においては、サーモエレメント
１７の特性に基づき比較的温度の低い点Ｐで弁体２０の
開弁が開始し、その後の温度上昇により曲線Ｃに示すよ
うにピストン１８の突出距離に応じてリフト量が増大
し、全開状態となる。一方、冷却水温ＴＷを比較的高温
に保持したいときは、サーモエレメント１７が図４に示
す状態を保持するため、弁体２０の開弁温度も高くなっ
て点Ｑで弁体２０の開弁が開始し、その後の温度上昇に
より曲線Ｄに示すようにピストン１８の突出距離に応じ
てリフト量が増大し、全開状態となる。図中、点線（Ｅ
で示す）は、低温時にはサーモエレメント１７が図４に
示すような状態を保持するため、温度上昇によりピスト
ン１８が突出しても弁体２０が開弁しない無効リフト部
を示している。このように、電磁弁３６をオン・オフ制
御することによりエンジンの運転状態に応じた制御弁７
の制御が可能となる。
【００３６】図７は冷却水温の低温設定域と高温設定域
との関係を示した図である。エンジン回転数ＮＥ及び吸
気負圧ＰＢに応じて電磁弁３６のオン・オフ制御により
サーモエレメント１７の位置を可動させて冷却水温が高
温領域又は低温領域に設定される。図中、斜線領域が高
温領域である。すなわち、図７（ａ）に示すように吸気
負圧が所定圧より低いとき、図７（ｂ）に示すようにエ
ンジン回転数が所定回転数より低いとき、図７（ｃ）に
示すように吸気負圧及びエンジン回転数が共に所定値よ
り低いときに高温領域に設定される。つまり、高負荷高
回転運転領域以外の運転領域、すなわち中・低負荷、中
・低回転運転領域のときはいずれも冷却水温が高負荷高
回転運転領域のときよりも高く設定される。すなわち、
エンジン回転数とエンジン負荷の出力値を受けたＥＣＵ
５が適宜電磁弁３６にオン・オフ制御指令を発すること
により、高負荷高回転運転領域においてはエンジン１の
信頼性、耐久性等を確保すべく冷却水温を比較的低温域
に保つ一方、燃焼温度の低く燃焼性の劣る中・低負荷、
中・低回転運転領域においてエンジンを所望の高温状態
に保持することができ、排気ガス中のＨＣ等未燃焼ガス
成分の低減化や燃費の向上を図ることができ、エンジン
の耐久性や信頼性向上を図ることができる。
との関係を示した図である。エンジン回転数ＮＥ及び吸
気負圧ＰＢに応じて電磁弁３６のオン・オフ制御により
サーモエレメント１７の位置を可動させて冷却水温が高
温領域又は低温領域に設定される。図中、斜線領域が高
温領域である。すなわち、図７（ａ）に示すように吸気
負圧が所定圧より低いとき、図７（ｂ）に示すようにエ
ンジン回転数が所定回転数より低いとき、図７（ｃ）に
示すように吸気負圧及びエンジン回転数が共に所定値よ
り低いときに高温領域に設定される。つまり、高負荷高
回転運転領域以外の運転領域、すなわち中・低負荷、中
・低回転運転領域のときはいずれも冷却水温が高負荷高
回転運転領域のときよりも高く設定される。すなわち、
エンジン回転数とエンジン負荷の出力値を受けたＥＣＵ
５が適宜電磁弁３６にオン・オフ制御指令を発すること
により、高負荷高回転運転領域においてはエンジン１の
信頼性、耐久性等を確保すべく冷却水温を比較的低温域
に保つ一方、燃焼温度の低く燃焼性の劣る中・低負荷、
中・低回転運転領域においてエンジンを所望の高温状態
に保持することができ、排気ガス中のＨＣ等未燃焼ガス
成分の低減化や燃費の向上を図ることができ、エンジン
の耐久性や信頼性向上を図ることができる。
【００３７】尚、図７においてはエンジン負荷を検出す
るパラメータとして吸気負圧を採用しているが、θＴＨ
センサ４０やθＡＣＣセンサ４１の検出値よりエンジン
負荷を評価してもよいことはいうまでもない。
るパラメータとして吸気負圧を採用しているが、θＴＨ
センサ４０やθＡＣＣセンサ４１の検出値よりエンジン
負荷を評価してもよいことはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、内燃エン
ジンを冷却する冷却水が通過する冷却水通路と、該冷却
水通路に介装されたラジエータと、該ラジエータをバイ
パスするバイパス通路と、該バイパス通路下流側の前記
冷却水通路との合流点に配設された制御弁とを有し、該
制御弁により前記冷却水通路を通過する冷却水の流量制
御を行う内燃エンジンの冷却装置において、前記制御弁
が、サーモエレメントと該サーモエレメントに挿通され
たピストンとからなるサーモスタット部と、前記ピスト
ンに接続され、サーモハウジングに収納された弁体部と
を具備し、さらに、前記エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検出結果に
応じて前記サーモエレメントを可動させて、前記弁体部
が前記制御弁の軸芯方向に可動することで、前記サーモ
ハウジングにそれぞれ配設された、前記ラジエータから
の冷却水導入口及び前記バイパス通路からの冷却水導入
口の各開口面積を可変にする可変手段とを備えているの
で、任意の運転状態に応じてエンジン制御に適した所望
温度の冷却水を内燃エンジンに供給することができ、排
気ガス中のＨＣ等未燃焼ガス成分の低減化や燃費の低減
を図ることができる。また、サーモエレメント自体が可
動するため、バイパス通路とラジエータからの冷却水通
路との流量バランスは温度設定の切換後においてもその
まま維持され、温度ハンチングを防止することができ
る。
ジンを冷却する冷却水が通過する冷却水通路と、該冷却
水通路に介装されたラジエータと、該ラジエータをバイ
パスするバイパス通路と、該バイパス通路下流側の前記
冷却水通路との合流点に配設された制御弁とを有し、該
制御弁により前記冷却水通路を通過する冷却水の流量制
御を行う内燃エンジンの冷却装置において、前記制御弁
が、サーモエレメントと該サーモエレメントに挿通され
たピストンとからなるサーモスタット部と、前記ピスト
ンに接続され、サーモハウジングに収納された弁体部と
を具備し、さらに、前記エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検出結果に
応じて前記サーモエレメントを可動させて、前記弁体部
が前記制御弁の軸芯方向に可動することで、前記サーモ
ハウジングにそれぞれ配設された、前記ラジエータから
の冷却水導入口及び前記バイパス通路からの冷却水導入
口の各開口面積を可変にする可変手段とを備えているの
で、任意の運転状態に応じてエンジン制御に適した所望
温度の冷却水を内燃エンジンに供給することができ、排
気ガス中のＨＣ等未燃焼ガス成分の低減化や燃費の低減
を図ることができる。また、サーモエレメント自体が可
動するため、バイパス通路とラジエータからの冷却水通
路との流量バランスは温度設定の切換後においてもその
まま維持され、温度ハンチングを防止することができ
る。
【００３９】前記可変手段は、前記サーモエレメントの
可動を制御するアクチュエータと、該アクチュエータと
サーモエレメントとを接続するリンク機構とからなるこ
とにより、該リンク機構のレバー比を変更することによ
り、設置箇所に応じたアクチュエータの選定自由度が増
す。
可動を制御するアクチュエータと、該アクチュエータと
サーモエレメントとを接続するリンク機構とからなるこ
とにより、該リンク機構のレバー比を変更することによ
り、設置箇所に応じたアクチュエータの選定自由度が増
す。
【００４０】また、前記運転状態検出手段は、エンジン
回転数を検出する回転数検出手段、エンジン負荷の状態
を検出する負荷状態検出手段及び前記エンジンの冷却水
温を検出する水温検出手段の少なくとも１つを含み、前
記回転数検出手段、前記負荷状態検出手段及び前記水温
検出手段の少なくとも１つの検出結果に基づいて前記弁
体部の駆動を制御する弁体部制御手段を有することによ
り、冷却水温をエンジンの運転状態に応じた所望温度に
容易に維持することができる。
回転数を検出する回転数検出手段、エンジン負荷の状態
を検出する負荷状態検出手段及び前記エンジンの冷却水
温を検出する水温検出手段の少なくとも１つを含み、前
記回転数検出手段、前記負荷状態検出手段及び前記水温
検出手段の少なくとも１つの検出結果に基づいて前記弁
体部の駆動を制御する弁体部制御手段を有することによ
り、冷却水温をエンジンの運転状態に応じた所望温度に
容易に維持することができる。
【００４１】さらに、前記弁体部が円筒形形状に形成さ
れると共に、該弁体部の外周部が冷却水の受圧面とされ
ていることにより、弁体を効率よく作動させることがで
き、本発明の目的を首尾よく達成することができる。
れると共に、該弁体部の外周部が冷却水の受圧面とされ
ていることにより、弁体を効率よく作動させることがで
き、本発明の目的を首尾よく達成することができる。
【図１】本発明に係る内燃エンジンの冷却装置の一実施
例を模式的に示した全体構成図である。
例を模式的に示した全体構成図である。
【図２】図１に示した制御弁の詳細と該制御弁を制御す
る制御系９を模式的に示した図である。
る制御系９を模式的に示した図である。
【図３】冷却水温を比較的低温に保持したいときの水温
が上昇したときの状態を示す制御弁断面図である。
が上昇したときの状態を示す制御弁断面図である。
【図４】冷却水温を比較的高温に保持したいときの弁体
全閉時の制御弁断面図である。
全閉時の制御弁断面図である。
【図５】図４において水温が上昇したときの状態を示す
制御弁断面図である。
制御弁断面図である。
【図６】冷却温度ＴＷと弁体の開弁量（リフト量）との
関係を示した特性図である。
関係を示した特性図である。
【図７】冷却水温の低温設定域と高温設定域との関係を
示した図である。
示した図である。
【図８】従来例の制御弁の断面図である。
１ 内燃機関
３ 冷却水通路
６ バイパス通路
７ 制御弁
８ アクチュエータ
１５ サーモスタット部
１７ サーモエレメント
１８ ピストン
２０ 弁体（弁体部）
２６ リンク機構
３７ ＮＥセンサ（回転数検出手段）
３８ ＰＢセンサ（負荷状態検出手段）
３９ ＴＷセンサ（水温検出手段）
４０ θＴＨセンサ（負荷状態検出手段）
４１ θＡＣＣセンサ（負荷状態検出手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中川 薫
神奈川県厚木市中依知85−１
(56)参考文献 特開 昭60−128924（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−2418（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−132431（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01P 7/16 502
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃エンジンを冷却する冷却水が通過す
る冷却水通路と、該冷却水通路に介装されたラジエータ
と、該ラジエータをバイパスするバイパス通路と、該バ
イパス通路下流側の前記冷却水通路との合流点に配設さ
れた制御弁とを有し、該制御弁により前記冷却水通路を
通過する冷却水の流量制御を行う内燃エンジンの冷却装
置において、 前記制御弁が、サーモエレメントと該サーモエレメント
に挿通されたピストンとからなるサーモスタット部と、
前記ピストンに接続され、サーモハウジングに収納され
た弁体部とを具備し、 さらに、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果に応じて前記サーモエレ
メントを可動させて、前記弁体部が前記制御弁の軸芯方
向に可動することで、前記サーモハウジングにそれぞれ
配設された、前記ラジエータからの冷却水導入口及び前
記バイパス通路からの冷却水導入口の各開口面積を可変
にする可変手段とを備えていることを特徴とする内燃エ
ンジンの冷却装置。 - 【請求項２】 前記可変手段は、前記サーモエレメント
の可動を制御するアクチュエータと、該アクチュエータ
とサーモエレメントとを接続するリンク機構とからなる
ことを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンの冷却装
置。 - 【請求項３】 前記運転状態検出手段は、エンジン回転
数を検出する回転数検出手段、エンジン負荷の状態を検
出する負荷状態検出手段及び前記エンジンの冷却水温を
検出する水温検出手段の少なくとも１つを含み、前記回
転数検出手段、前記負荷状態検出手段及び前記水温検出
手段の少なくとも１つの検出結果に基づいて前記弁体部
の駆動を制御する弁体部制御手段を有していることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃エンジンの冷
却装置。 - 【請求項４】 前記弁体部が円筒形形状に形成されると
共に、該弁体部の外周部が冷却水の受圧面とされている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の内燃エンジンの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34375993A JP3386542B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 内燃エンジンの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34375993A JP3386542B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 内燃エンジンの冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166863A JPH07166863A (ja) | 1995-06-27 |
| JP3386542B2 true JP3386542B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=18364023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34375993A Expired - Fee Related JP3386542B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 内燃エンジンの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386542B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100299712B1 (ko) * | 1997-11-25 | 2001-11-22 | 이계안 | 차량용 수냉식 엔진의 냉각장치 |
| CN110985188A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 佛山市川东磁电股份有限公司 | 一种热敏磁控式节温器 |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP34375993A patent/JP3386542B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07166863A (ja) | 1995-06-27 |
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