JP3435554B2 - Engine cooling control device - Google Patents

Engine cooling control device

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JP3435554B2
JP3435554B2 JP07474594A JP7474594A JP3435554B2 JP 3435554 B2 JP3435554 B2 JP 3435554B2 JP 07474594 A JP07474594 A JP 07474594A JP 7474594 A JP7474594 A JP 7474594A JP 3435554 B2 JP3435554 B2 JP 3435554B2
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engine
cooling
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valve
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健二郎 黒沢
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Nippon Thermostat Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水冷式エンジンの冷却
制御装置に係り、エンジンとラジエター間を結ぶ冷却水
循環水路に冷却水流量を可変する流量制御弁を配設した
エンジンの冷却制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling control apparatus for a water-cooled engine, and more particularly to an engine cooling control apparatus having a flow control valve for varying a cooling water flow rate in a cooling water circulating water passage connecting the engine and a radiator. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水冷式エンジンにおけるエンジン
冷却制御装置に関しては各種提案され開示されている
が、図1により例示される従来例を以下に説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of engine cooling control devices for water-cooled engines have been proposed and disclosed, but a conventional example illustrated by FIG. 1 will be described below.

【0003】図1において、エンジン1と、このエンジ
ン1の内部に形成されて冷却水が循環するウォータージ
ャケット2と、このウォータージャケット2の冷却水の
出入口である導出部3、導入部4に冷却水路5、6が取
り付けられており、これら冷却水路5、6とラジエター
9の冷却水出入口である流入口7、流出口8が連結され
ている。この循環水路の冷却水路5、6の間にはバイパ
ス水路10が形成されるとともに、冷却水路5とバイパ
ス水路10の連結部分近くにはサーモスタット12が配
置されている。
In FIG. 1, an engine 1, a water jacket 2 which is formed inside the engine 1 and circulates cooling water, a lead-out portion 3 which is an inlet / outlet of cooling water of the water jacket 2, and an introduction portion 4 are cooled. The water channels 5 and 6 are attached, and the cooling water channels 5 and 6 are connected to the inflow port 7 and the outflow port 8 which are the cooling water inflow and outflow ports of the radiator 9. A bypass water channel 10 is formed between the cooling water channels 5 and 6 of the circulating water channel, and a thermostat 12 is disposed near the connection portion between the cooling water channel 5 and the bypass water channel 10.

【0004】このようなエンジンの冷却水循環水路にお
いて、暖機運転を開始したエンジンのサーモスタット1
2に内蔵されるバルブ弁体の状態は、冷却水がラジエタ
ー9を循環して過冷却とならないよう閉弁状態でありエ
ンジンの早期暖機化を図るために冷却水は、バイパス水
路10を介して循環する。暖機運転が終了し冷却水の温
度が上昇すると、サーモスタット12のバルブが作動し
開弁状態となり冷却水はラジエター9への循環水路へ移
行しラジエター9により放熱冷却される冷却水路を経て
ウォータージャケット2への循環となる。以上のような
装置は、サーモスタット12が循環する冷却水の温度を
感知することによってサーモスタット12に内蔵され封
入されたワックスの体積膨張及び収縮を介してバルブ弁
体を作動させ循環水路の冷却水流量を制御しウォーター
ジャケット2へ循環する冷却水の温度制御を行う機構の
冷却装置である。
In such an engine cooling water circulation channel, the engine thermostat 1 that has started warm-up operation
The state of the valve valve body built in 2 is a closed state so that the cooling water does not circulate in the radiator 9 and become supercooled. In order to warm up the engine early, the cooling water is passed through the bypass water passage 10. Circulate. When the warm-up operation is completed and the temperature of the cooling water rises, the valve of the thermostat 12 operates to open the state, and the cooling water moves to the circulating water passage to the radiator 9 and is radiatively cooled by the radiator 9 to radiatively cool the water jacket. It becomes a cycle to 2. The above-described device senses the temperature of the cooling water circulated by the thermostat 12 to operate the valve valve element through the volume expansion and contraction of the wax contained in the thermostat 12 and enclosed therein, thereby cooling the flow rate of the cooling water in the circulating water channel. Is a cooling device of a mechanism for controlling the temperature and controlling the temperature of the cooling water circulated to the water jacket 2.

【0005】また、前述のサーモスタット12に代えて
温度センサーを循環水路内に配置し冷却水温を検知し、
その検出信号とエンジンよりの各種運転パラメータとを
演算処理して、所定の冷却循環水温となるよう冷却水流
量を制御するバタフライバルブ及びこの弁体を駆動する
ステッピングモータを操作して前述と同様に冷却水の温
度制御を行う装置も特開平5−179948等の公報に
より開示されている。
Further, instead of the thermostat 12 described above, a temperature sensor is arranged in the circulating water passage to detect the cooling water temperature,
The butterfly valve that controls the flow rate of the cooling water and the stepping motor that drives this valve element by operating the detection signal and various operating parameters from the engine by arithmetic processing and operating the butterfly valve in the same manner as described above. An apparatus for controlling the temperature of cooling water is also disclosed in JP-A-5-179948 and the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記したサーモスタッ
トを備えるエンジン冷却装置では、サーモスタットに封
入されたワックスの体積変化がバルブ弁体を作動させ冷
却水流量を制御し冷却水の温度制御を行う機構であるた
めに、循環する冷却水の温度ファクターだけに制御情報
が限定され他のファクターによる制御情報を加味して冷
却水の温度制御を行うことは不可能である。
In the engine cooling device having the thermostat described above, the volume change of the wax enclosed in the thermostat operates the valve valve element to control the flow rate of the cooling water to control the temperature of the cooling water. For this reason, the control information is limited only to the temperature factor of the circulating cooling water, and it is impossible to control the temperature of the cooling water in consideration of the control information of other factors.

【0007】また、エンジンの暖機運転の段階における
前記冷却装置では、冷却水が設定温度に達するまではサ
ーモスタットのバルブ弁体を閉弁状態に保っており、こ
の段階でサーモスタットに異物が混入したり機械的な故
障による作動不良が発生した場合には、冷却水が設定温
度に達してもバルブ弁体が閉弁状態を保ち冷却水がラジ
エターへ循環せずエンジン本体の温度が上昇しオーバー
ヒートの原因となる危険性を含んでいる。
In the cooling device during the warm-up operation of the engine, the valve body of the thermostat is kept closed until the cooling water reaches the set temperature. At this stage, foreign matter is mixed into the thermostat. In the event of malfunction due to mechanical failure or mechanical failure, the valve valve remains closed even if the cooling water reaches the set temperature, the cooling water does not circulate to the radiator, and the temperature of the engine rises, causing overheating. Includes the causal risk.

【0008】そして暖機運転等の低回転、低負荷時にお
けるエンジンの熱効率を向上させて燃費低減を図るため
に、エンジン温度をオーバーヒート限界まで上昇させる
ようにサーモスタットの作動設定温度を設定した場合や
エンジンに急激な負荷が加わった場合等には、サーモス
タットは、その急速な負荷に追従できずにオーバーヒー
トに至り、エンジンを破損させる恐れがある。つまり、
従来汎用とされているサーモスタットは、循環冷却水の
温度変化に追動するバルブ弁体の早い応答や、可変する
エンジンの運転状況に対応してエンジンの冷却制御をす
ることは困難である。
In order to improve the thermal efficiency of the engine at the time of low rotation and low load such as warm-up operation to reduce fuel consumption, when the set temperature of the thermostat is set so as to raise the engine temperature to the overheat limit, When a sudden load is applied to the engine, the thermostat cannot follow the rapid load, resulting in overheating, which may damage the engine. That is,
It is difficult for a thermostat, which has been generally used in the past, to control the cooling of the engine in accordance with the quick response of the valve valve element that follows the temperature change of the circulating cooling water and the variable operating condition of the engine.

【0009】一方、温度センサーを循環水路内に配置し
冷却水温を信号として検出し、その検出信号とエンジン
よりの各種運転パラメータとを演算処理し所定の冷却水
流量に制御するバタフライバルブ及びこの弁体を駆動す
るステッピングモータを操作し冷却水の温度制御を行う
装置とすると、装置自体が複雑な機構となり価格的にも
高価なものとなる。
On the other hand, a butterfly valve for arranging a temperature sensor in the circulating water channel to detect the cooling water temperature as a signal and processing the detected signal and various operating parameters from the engine to control it to a predetermined cooling water flow rate and this valve If a device for controlling the temperature of the cooling water is operated by operating a stepping motor that drives the body, the device itself becomes a complicated mechanism and becomes expensive in terms of price.

【0010】本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みて
なされたものであり、冷却水路を循環する冷却水の水温
を感知しその信号をエンジンよりの各種パラメーターと
を演算処理しエンジンの運転状況に応じて冷却水温を適
正に制御することを可能としたエンジンの冷却装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and detects the temperature of the cooling water circulating through the cooling water passage, and processes the signal with various parameters from the engine to determine the operating condition of the engine. It is an object of the present invention to provide an engine cooling device capable of appropriately controlling the cooling water temperature according to the above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明であるエンジンの冷却制御装置の第1の特徴
は、水冷式エンジンE及びラジエターR間に形成された
冷却水路44a、44b及び45と、冷却水路44aか
ら冷却水路45へ形成されたバイパス水路49と、ラジ
エターRへの冷却水の流量を調整する流量制御手段と、
循環冷却水路の冷却水温を検出する検出手段と、エンジ
ン稼働に伴いエンジンより検出される各種運転パラメー
ターを集積し循環冷却水路の冷却水温のパラメータに応
じて前記流量制御手段の作動の制御を行う作動制御手段
とを備え、前記流量制御手段は、冷却水路間を循環する
冷却水が流入口から流入して吐出口から流出するように
構成されたケーシングと、前記ケーシングにおける流入
口から吐出口までの冷却水の水路を開閉する弁体と、ワ
ックスが封入されたワックスケースと、前記ワックスケ
ースに封入されたワックスを加熱するための発熱体と、
前記発熱体による加熱に伴う前記ワックスケース内のワ
ックスの膨張を前記弁体に伝達して前記弁体を開閉動作
させる蓋体開閉手段と、を備え、前記ワックスケースと
前記発熱体とが、前記ケーシング内における冷却水の水
路と離間した位置に配設されている構成とする。また、
第2の特徴としては、前記発熱体をカートリッジとする
構成とする。さらに、第3の特徴としては、前記発熱体
として、電子素子を用い、前記ワックスケースに吸熱フ
ィンを嵌装すると共に、前記電子素子の底部側に放熱フ
ィンを配設する構成とする。
In order to achieve the above object, the first feature of the engine cooling control device of the present invention is that the cooling water passages 44a, 44b formed between the water-cooled engine E and the radiator R are provided. 45, a bypass water channel 49 formed from the cooling water channel 44a to the cooling water channel 45, and a flow rate control means for adjusting the flow rate of the cooling water to the radiator R,
Detecting means for detecting the cooling water temperature of the circulating cooling water passage and operation for controlling the operation of the flow rate controlling means in accordance with the cooling water temperature parameter of the circulating cooling water passage by accumulating various operating parameters detected by the engine as the engine operates. And a casing configured to allow the cooling water circulating between the cooling water channels to flow in from an inlet and to flow out from a discharge port, and a flow rate control unit. A valve body that opens and closes a water passage of cooling water; a wax case in which wax is sealed; and a heating element for heating the wax in the wax case,
Lid opening / closing means for transmitting the expansion of the wax in the wax case accompanying the heating by the heating element to the valve element to open / close the valve element, wherein the wax case and the heating element are The casing is arranged at a position separated from the cooling water channel. Also,
A second feature is that the heating element is a cartridge. Further, as a third feature, an electronic element is used as the heating element, a heat absorbing fin is fitted in the wax case, and a heat radiating fin is arranged on the bottom side of the electronic element.

【0012】[0012]

【作用】本発明は、以上のように構成されているので、
以下のように作用する。循環する冷却水の水温設定は、
エンジン出口の水温及び稼働するエンジンから検出され
る各種パラメーターに基づいて作成したテーブルより算
出する。この算出した数値に基づき作動制御手段により
流量制御手段へ制御指示を行いエンジンとラジエターを
循環する冷却水の流量調整を行い、冷却水の温度を設定
温度に調整する。流量調整手段としての流量調整弁は、
作動制御手段の指示により内蔵するワックスの加熱及び
冷却を行うことにより弁部を作動し冷却水流量の調整を
行う。
Since the present invention is constructed as described above,
It works as follows. The temperature setting of the circulating cooling water is
It is calculated from a table created based on the water temperature at the engine outlet and various parameters detected from the operating engine. Based on the calculated numerical value, the operation control unit gives a control instruction to the flow rate control unit to adjust the flow rate of the cooling water circulating through the engine and the radiator, and adjust the temperature of the cooling water to the set temperature. The flow rate adjusting valve as the flow rate adjusting means,
By heating and cooling the wax contained therein in accordance with the instruction of the operation control means, the valve portion is operated and the flow rate of the cooling water is adjusted.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて第一
実施例から第三実施例までの説明を順次行う。
Embodiments of the present invention will be sequentially described below with reference to the drawings from a first embodiment to a third embodiment.

【0014】先ず、図2より図4までは本発明の第一実
施例を示しており、図2はエンジン冷却制御装置の基本
構成図である。図2において、水冷式エンジンEには図
示されないウォータージャケット41が内設されており
冷却水の導出部42及び導入部43を有すとともにラジ
エターRとの間に冷却水路44a、44b、45が設け
られている。ラジエターRの流出口47とウォータージ
ャケット41により形成される冷却水路45と冷却水路
44a間にはラジエターRを迂回するバイパス水路49
が設けられている。ウォータージャケット41の導出部
42とラジエターRの流入口46間に形成される冷却水
路44a、44bには流量制御手段の一例である流量制
御弁13及びその水路上流のウォータージャケット41
の導出部42付近にはエンジンEの出口水温を検出する
出口水温の検出手段の一例である水温センサー14が配
設されている。
First, FIGS. 2 to 4 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a basic configuration diagram of an engine cooling control device. In FIG. 2, the water-cooled engine E is provided with a water jacket 41 (not shown), which has a cooling water outlet 42 and an inlet 43, and cooling water passages 44a, 44b and 45 between the radiator R and the radiator R. Has been. A bypass channel 49 that bypasses the radiator R is provided between the cooling channel 45 and the cooling channel 44a formed by the outlet 47 of the radiator R and the water jacket 41.
Is provided. In the cooling water passages 44a and 44b formed between the lead-out portion 42 of the water jacket 41 and the inflow port 46 of the radiator R, the flow control valve 13 which is an example of flow control means and the water jacket 41 upstream of the water passage 41 are provided.
A water temperature sensor 14 which is an example of an outlet water temperature detecting means for detecting the outlet water temperature of the engine E is disposed near the outlet 42 of the engine.

【0015】図3は前記冷却水路44aと44bの途中
に配設される流量制御弁13の断面図であり、ケーシン
グ13a、13bからなるその内部にはサーモエレメン
ト部、駆動部及びバルブ部を有し、循環する冷却水が冷
却水路44aよりケーシング13aの上部に形成される
給水口29に流入し、その側部に形成された吐出口30
より冷却水路44bへ流出する開弁状態の流量制御弁1
3であり、エンジン停止時又は図2により図示され後述
する作動制御手段の一例である制御装置(以下ECUと
略す)15からのパルス制御電圧が印加されていない状
態を図示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the flow control valve 13 disposed in the middle of the cooling water passages 44a and 44b. Inside the casing 13a, 13b, a thermoelement portion, a drive portion and a valve portion are provided. Then, the circulating cooling water flows from the cooling water passage 44a into the water supply port 29 formed in the upper portion of the casing 13a, and the discharge port 30 formed on the side portion thereof.
Flow control valve 1 in an open state that flows out to the cooling water passage 44b
3 shows a state in which the pulse control voltage is not applied from the control device (hereinafter abbreviated as ECU) 15 which is an example of operation control means shown in FIG. 2 and described later when the engine is stopped.

【0016】サーモエレメント部には温度変化により膨
張収縮するワックス20を封入したワックスケース23
が内蔵されており、所望する流量制御弁13の閉弁温度
等をワックス20を調配合する事によって調整可能とし
ている。駆動部の第一実施例のPTCヒーター21は、
正特性サーミスタであり通電することにより発熱する発
熱素子である。この発熱素子は特定の温度に達すると抵
抗値が急激に増大する性質が大きな特徴である。ECU
15からのパルス制御電圧がPTCヒーター21に印加
することによりワックスケース23を加熱する。ワック
スケース23にはこの加熱作用によるワックス20の膨
張に伴う体積変化を効率よくラバーピストン25、バッ
クアッププレート38及びピストン26へ伝達し、円滑
にピストン26の伸長が可能となるよう半流動体24
が、ダイアフラム34を介して封入されている。パルス
制御電圧が印加されてからピストン26までの一連の作
動は瞬時に行われ、常に変化するエンジンの負荷状態に
容易に追動する形態としている。
A wax case 23 in which a wax 20 which expands and contracts due to a temperature change is enclosed in the thermo element portion.
Is incorporated, and the desired valve closing temperature of the flow control valve 13 and the like can be adjusted by adjusting the wax 20. The PTC heater 21 of the first embodiment of the drive unit is
It is a positive temperature coefficient thermistor and is a heating element that generates heat when energized. A major feature of this heating element is that its resistance value rapidly increases when it reaches a specific temperature. ECU
The wax case 23 is heated by applying the pulse control voltage from 15 to the PTC heater 21. The wax case 23 efficiently transmits the volume change due to the expansion of the wax 20 due to the heating action to the rubber piston 25, the backup plate 38 and the piston 26, so that the piston 26 can be smoothly extended.
Are enclosed via the diaphragm 34. A series of operations from the application of the pulse control voltage to the piston 26 are instantaneously performed, and easily follow the constantly changing load state of the engine.

【0017】前記ピストン26の端部中心軸にはバルブ
部にバルブシャフト27の端部中心軸が挿着され、この
バルブシャフト27の他端部はバルブ弁体28に係止さ
れている。なお、バルブ弁体28の背面にはバルブスプ
リング31がリテーナー35との間に付裝されており、
限界を越すバルブシャフト27の伸長によってバルブ弁
体28の破損とワックスケース23内のワックス20の
内圧過大によるワックスエレメントの破損を防止するた
めに、バルブ弁体28への付勢力の付与を行っている。
また、バルブシート37とリテーナー35との間には伸
長したピストン26を収縮状態へ復元するためのリター
ンスプリング36が付裝されている。
The end central axis of the valve shaft 27 is inserted into the valve portion at the central end axis of the piston 26, and the other end of the valve shaft 27 is locked to the valve valve body 28. A valve spring 31 is attached to the back surface of the valve valve body 28 between the valve spring 31 and the retainer 35.
In order to prevent the damage of the valve element 28 due to the extension of the valve shaft 27 beyond the limit and the damage of the wax element due to the excessive internal pressure of the wax 20 in the wax case 23, a biasing force is applied to the valve element 28. There is.
Further, a return spring 36 for restoring the expanded piston 26 to the contracted state is provided between the valve seat 37 and the retainer 35.

【0018】図3においては、エンジン負荷が大きい場
合や冷却水温が高くなった場合及び、エンジン停止の場
合における運転パラメーターによりECU15からのパ
ルス電圧がPTCヒーター21へ印加されていない状態
の流量制御弁13を図示しているが、この場合PTCヒ
ーター21によるワックスケース23への加熱は行われ
ず、バルブ弁体28は、リターンスプリング36の付勢
力によりピストン26の収縮時の状態へ復元し、バルブ
弁体28とバルブシート37の間に冷却水の流通を可能
にし、ラジエターRへの循環冷却水路を開放して冷却水
温の上昇を抑えている。つまり、流量制御弁13自体に
いわゆるフェイルセイフ機能を持たせて、エンジン停止
時やエンジン冷却制御系統の故障時に流量制御弁を開弁
方向に作動しオーバーヒートを防止している。
In FIG. 3, the flow control valve in a state where the pulse voltage from the ECU 15 is not applied to the PTC heater 21 due to operating parameters when the engine load is large, the cooling water temperature is high, and when the engine is stopped. 13, the wax case 23 is not heated by the PTC heater 21, and the valve valve body 28 is restored to the state when the piston 26 is contracted by the urging force of the return spring 36. Cooling water is allowed to flow between the body 28 and the valve seat 37, and a circulating cooling water passage to the radiator R is opened to suppress an increase in cooling water temperature. That is, the flow control valve 13 itself is provided with a so-called fail-safe function to operate the flow control valve in the valve opening direction to prevent overheating when the engine is stopped or the engine cooling control system fails.

【0019】図4においては、エンジンの暖機運転等の
冷却水温が低い場合における運転パラメーターにより前
述した流量制御弁13のPTCヒーター21にパルス制
御電圧が印加された状態を図示しており、パルス制御電
圧を印加しワックスケース23に封入したワックス20
を加熱膨張させることによりピストン26等を介してバ
ルブ28を伸長し、冷却水が図2に図示されるように冷
却水路44aより流入し冷却水路44bへの流出を遮断
規制することによりバイパス水路49への迂回水路に切
り換えを行う。この作用により冷却水温を早期に上昇さ
せエンジンEの熱効率を向上する。
FIG. 4 shows a state in which the pulse control voltage is applied to the PTC heater 21 of the flow rate control valve 13 according to the operating parameters when the temperature of the cooling water such as the warm-up operation of the engine is low. Wax 20 applied with control voltage and sealed in wax case 23
2, the valve 28 is extended through the piston 26 and the like, and the cooling water flows in from the cooling water passage 44a and the outflow to the cooling water passage 44b is cut off and regulated by the bypass water passage 49 as shown in FIG. Switch to the detour waterway to. By this action, the temperature of the cooling water is raised early and the thermal efficiency of the engine E is improved.

【0020】なお、図3及び図4はそれぞれ完全開弁、
完全閉弁の状態を図示しているが、通常のバルブ28の
作動は、エンジンEの暖機運転、通常稼働運転を問わず
エンジン負荷状況及び冷却水温に応じてバルブ28の開
閉作動が常に行われ、ラジエター循環及び、バイパス循
環の流量調整が成される。
Incidentally, FIGS. 3 and 4 respectively show a fully open valve,
Although the state where the valve is completely closed is illustrated, the normal operation of the valve 28 is such that the opening and closing operation of the valve 28 is always performed according to the engine load condition and the cooling water temperature regardless of the warm-up operation of the engine E and the normal operation operation. Therefore, the flow rate of the radiator circulation and the bypass circulation is adjusted.

【0021】なお、図5及び図6において第2実施例並
びに第3実施例である他のワックスケース23への加熱
手段を図示するとともに、以下に説明する。図5におけ
る第2実施例ではワックスケース23の加熱手段として
ニクロム線ヒーター32を用いてPTCヒーター21と
同様な加熱作用をワックスケース23へ行う。ニクロム
線ヒーター32は、PTCヒーター21と比較してその
形状を比較的自由に設定できるために、ワックスケース
の加熱面積をPTCヒーター21を用いて加熱するより
広範囲に装設可能とするとともに、発熱に時間を要さな
いためワックスの膨張に対する反応を敏速化する。即
ち、ニクロム線ヒーター32を用いた流量制御弁13自
体の応答性はPTCヒーター21を用いたものと比較す
るとより早い応答機能を備えた流量制御弁とすることが
できる。
5 and 6, heating means for heating the other wax cases 23 of the second and third embodiments are shown and described below. In the second embodiment shown in FIG. 5, a nichrome wire heater 32 is used as a heating means for the wax case 23, and the wax case 23 is subjected to the same heating action as the PTC heater 21. Since the shape of the nichrome wire heater 32 can be set relatively freely as compared with the PTC heater 21, the heating area of the wax case can be installed in a wider range than heating by using the PTC heater 21 and heat generation can be performed. Since it does not take time, the reaction to the expansion of the wax is accelerated. That is, the responsiveness of the flow control valve 13 itself using the nichrome wire heater 32 can be a flow control valve having a quicker response function as compared with the one using the PTC heater 21.

【0022】また、図6における第3実施例では、加熱
及び冷却手段として電子素子33を用いており、この電
子素子33は、第一実施例及び第二実施例と同様に加熱
素子としてワックスケース23へ作用する機能を備える
と同時に、ECU15よりのパルス制御電流を加熱時と
は逆転させて電子素子33へ通電することにより冷却素
子としての機能も備えている。加熱により膨張したワッ
クス20を強制的に冷却する機能を流量制御弁13に持
たせることは、流量制御弁自体の応答性を高めることに
なる。なお、電子素子33の冷却能力及び放熱効果を高
めるためにワックスケース23には吸熱フィン50が嵌
裝され、また、電子素子33の底部側には放熱フィン5
1が配設されている。
In the third embodiment shown in FIG. 6, an electronic element 33 is used as the heating and cooling means, and this electronic element 33 is a wax case as the heating element as in the first and second embodiments. At the same time as having a function of acting on 23, it also has a function of a cooling element by energizing the electronic element 33 by reversing the pulse control current from the ECU 15 from the time of heating. The flow control valve 13 having the function of forcibly cooling the wax 20 expanded by heating enhances the responsiveness of the flow control valve itself. In addition, in order to enhance the cooling capacity and the heat radiation effect of the electronic element 33, the heat absorbing fins 50 are fitted in the wax case 23, and the heat radiation fins 5 are provided on the bottom side of the electronic element 33.
1 is provided.

【0023】次に、前述した流量制御手段である流量制
御弁13を駆動制御する作動手段としての制御装置(E
CU)15について説明すると、ECU15は、車両よ
り検出された各システムの頭脳にあたり、入力インター
フェイス回路、A/Dコンバーター、出力インターフェ
イス回路、メモリー、CPU等(いずれも図示されな
い)からなる。エンジン出口付近の冷却水路44aに配
設された水温センサー14から検出した水温、及びエン
ジンの負荷状態を示す回転数、吸気管負圧等の運転パラ
メーター16を各々のセンサー(いずれも図示されな
い)で検出し入力インターフェイス回路へ入力し、EC
U15のメモリーに予め設けた水温設定テーブルより所
定の冷却水設定水温を検索し、この設定水温になるよう
にパルス制御電圧を出力インターフェイス回路からPT
Cヒーター21、電子素子33、ニクロム線ヒーター3
2へ出力して制御する。
Next, a control device (E as an operating means for driving and controlling the flow rate control valve 13 which is the above-mentioned flow rate controlling means).
The CU) 15 will be described. The ECU 15 corresponds to the brain of each system detected from the vehicle and includes an input interface circuit, an A / D converter, an output interface circuit, a memory, a CPU, etc. (none of which is shown). The water temperature detected by the water temperature sensor 14 arranged in the cooling water passage 44a near the engine outlet, and the operating parameters 16 such as the engine speed indicating the load state of the engine and the intake pipe negative pressure are measured by respective sensors (none of which is shown). Detect and input to the input interface circuit, EC
The predetermined cooling water set water temperature is searched from the water temperature setting table provided in the memory of U15 in advance, and the pulse control voltage is output from the interface circuit PT so that this set water temperature is reached.
C heater 21, electronic element 33, nichrome wire heater 3
Output to 2 and control.

【0024】ここで、エンジン回転数N及び吸気管負圧
Pの運転パラメーター16を用いてパルス制御電圧の印
加の例示をすると、ECU15のメモリー部へエンジン
回転数N及び吸気管負圧Pに対して所望する冷却水設定
温度Tsのテーブルマップを記憶させ、さらに水温セン
サー14より検出した冷却水温Tmとの温度偏差ΔT
Here, when the application of the pulse control voltage is illustrated by using the operating parameter 16 of the engine speed N and the intake pipe negative pressure P, the engine speed N and the intake pipe negative pressure P are stored in the memory of the ECU 15. Table table of the desired cooling water set temperature Ts is stored, and the temperature deviation ΔT from the cooling water temperature Tm detected by the water temperature sensor 14 is stored.

【数1】ΔT=Ts−Tm に対して最適な制御可能となるワックス駆動用制御パル
スである比例デューティ値P(%)値及び積分デューテ
ィ値I(%/sec)値の制御テーブルマップを記憶さ
せる。
## EQU00001 ## A control table map of proportional duty value P (%) value and integral duty value I (% / sec) value, which is a wax driving control pulse that can be optimally controlled for .DELTA.T = Ts-Tm, is stored. Let

【0025】本実施例によるエンジン冷却装置は上述の
如き機構を有するもので、以下水温設定処理についての
サブルーチンを図7のフローチャートを用いて説明す
る。
The engine cooling apparatus according to this embodiment has the above-mentioned mechanism, and the subroutine for the water temperature setting process will be described below with reference to the flowchart of FIG.

【0026】まず、ステップ1ではエンジンEの始動に
より運転状況を表すエンジン回転数Nや吸気管負圧P等
の各々のセンサーより検出された運転パラメーター16
の読み込みを開始する。完了後にステップ2へ移行し、
これらの運転パラメーターに基づきECU15のメモリ
ー部に記憶されたエンジン回転数Nや吸気管負圧P等の
テーブルマップより所定の冷却水設定水温Tsを検索し
設定を行う。
First, in step 1, the operating parameters 16 detected by the respective sensors such as the engine speed N and the intake pipe negative pressure P, which indicate the operating condition when the engine E is started.
Start loading. After completion, move to step 2,
Based on these operating parameters, a predetermined cooling water set water temperature Ts is searched and set from a table map of the engine speed N, intake pipe negative pressure P, etc. stored in the memory unit of the ECU 15.

【0027】設定を完了するとステップ3では、水温セ
ンサー14よりの冷却水温パラメーターTmを読み込
む。そして、ステップ4では冷却水設定温度Tsと冷却
水温パラメーターTmより温度偏差ΔTをΔT=Ts−
Tmにより演算処理を行う。さらに、ステップ5では算
出された温度偏差ΔTに対するP(%)値及びI(%/
sec)値を制御テーブルマップから検索しこの2つの
デューティ値P(%)値,I(%/sec)値からなる
制御パルスを形成する。
When the setting is completed, in step 3, the cooling water temperature parameter Tm from the water temperature sensor 14 is read. Then, in step 4, the temperature deviation ΔT is set to ΔT = Ts− from the cooling water set temperature Ts and the cooling water temperature parameter Tm.
Calculation processing is performed by Tm. Further, in step 5, the P (%) value and I (% /
sec) value is retrieved from the control table map to form a control pulse consisting of these two duty values P (%) value and I (% / sec) value.

【0028】ステップ6では、冷却水設定温度Tsと冷
却水温パラメーターTmとの比較が行われ冷却水設定温
度Tsが冷却水温パラメーターTmよりも高い場合には
ステップ7へサブルーチンを進め流量制御弁13のPT
Cヒーター21又は第二実施例の加熱手段であるニクロ
ム線ヒーター32を印加し加熱駆動する。なお、ステッ
プ9は図6により説明した第三実施例の加熱手段である
電子素子33を用いた場合でありステップ7と同様に印
加され加熱駆動する。
In step 6, the cooling water set temperature Ts is compared with the cooling water temperature parameter Tm. If the cooling water set temperature Ts is higher than the cooling water temperature parameter Tm, the subroutine proceeds to step 7 and the flow control valve 13 PT
The C heater 21 or the nichrome wire heater 32, which is the heating means of the second embodiment, is applied and heated. Note that step 9 is a case where the electronic element 33 which is the heating means of the third embodiment described with reference to FIG. 6 is used, and is applied and heated similarly to step 7.

【0029】また、ステップ6の比較において冷却水温
パラメーターTmが冷却水設定温度Tsよりも高い場合
には、ステップ8及びステップ10へサブルーチンを移
行し、ステップ8では、PTCヒーター21又はニクロ
ム線ヒーター32への印加を停止しワックスケース23
を自然冷却し、ピストン26を縮退させバルブ28を開
弁状態として、循環冷却水の流量調整が行われる。ステ
ップ10は第三実施例の電子素子33にステップ9とは
反対の方向の電流が印加された場合であるが、加熱用と
しての制御パルスの電流方向を逆転させ電子素子33に
印加することにより冷却素子として駆動させる。常に変
化するエンジンの負荷状態に容易に追動する応答性に優
れた機能を流量制御弁13に持たせている。
When the cooling water temperature parameter Tm is higher than the cooling water set temperature Ts in the comparison of step 6, the subroutine is shifted to steps 8 and 10, and in step 8, the PTC heater 21 or the nichrome wire heater 32 is used. Application to the wax case 23
Is naturally cooled, the piston 26 is retracted, the valve 28 is opened, and the flow rate of the circulating cooling water is adjusted. Step 10 is a case where a current in the opposite direction to that of step 9 is applied to the electronic element 33 of the third embodiment, but by reversing the current direction of the control pulse for heating and applying it to the electronic element 33. It is driven as a cooling element. The flow rate control valve 13 is provided with a function with excellent responsiveness that easily follows the constantly changing load state of the engine.

【0030】以上のサブルーチンによって流量制御弁1
3を制御終了した後、再度ステップ1に戻り以下同様な
制御シーケンスに基づき流量制御弁13を制御し、ラジ
エターRへ流入する冷却水流量を調節し冷却水温を所定
の設定温度に制御することにより、エンジンを効率よく
稼働させることを可能にしている。
Through the above subroutine, the flow control valve 1
After the control of step 3 is completed, the process returns to step 1 again and the flow rate control valve 13 is controlled based on the same control sequence as described below to adjust the flow rate of the cooling water flowing into the radiator R to control the cooling water temperature to a predetermined set temperature. , Makes it possible to operate the engine efficiently.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明のように、本発明によるエンジ
ンの冷却制御装置によれば、以下のような効果がある。
エンジン出口水温及びエンジン稼働に伴い検出される各
種パラメーターが、循環冷却水をエンジンの負荷状態に
応じた水温となるように制御装置によって演算処理を行
い、その設定値に基づき冷却水の流量の調整を制御す
る。その結果エンジンの冷却効果が向上するとともに、
エンジンの熱効率向上に伴う燃費低減化が図れる。ま
た、エンジン停止時には流量制御弁を開弁状態とする機
構としたために、流量制御弁の故障等に伴うオーバーヒ
ートを未然に防止する事が可能となる。さらに、流量制
御弁に内蔵され駆動部としてのワックスに、前記制御装
置よりの制御指示を電子素子の加熱冷却手段が作用する
ことにより、エンジンの負荷状態に応じた冷却水の流量
調整による水温調整が可能となる。なお、ワックスの体
積変化を利用した機構の装置であるために、バタフライ
バルブやステップモーターを利用する装置と比較した場
合に、流量制御機構を簡素化可能であると共に、冷却制
御装置の低コスト化が可能となる。
As described above, the engine cooling control device according to the present invention has the following effects.
The engine outlet water temperature and various parameters detected along with engine operation are calculated by the control device so that the circulating cooling water will have a water temperature according to the load condition of the engine, and the flow rate of the cooling water will be adjusted based on the set value. To control. As a result, the engine cooling effect is improved and
Fuel efficiency can be reduced as the engine thermal efficiency improves. Moreover, since the flow control valve is opened when the engine is stopped, it is possible to prevent overheating due to a failure of the flow control valve. Further, the heating and cooling means of the electronic element act on the control instruction from the control device on the wax as a drive unit built in the flow rate control valve, thereby adjusting the water temperature by adjusting the flow rate of the cooling water according to the load state of the engine. Is possible. Since it is a device that uses the change in the volume of the wax, the flow control mechanism can be simplified and the cost of the cooling control device can be reduced when compared to a device that uses a butterfly valve or step motor. Is possible.

【0032】[0032]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来技術にかかるエンジン冷却制御装置の構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an engine cooling control device according to a conventional technique.

【図2】本発明の実施例にかかるエンジン冷却制御装置
の基本構成図である。
FIG. 2 is a basic configuration diagram of an engine cooling control device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第一実施例にかかる流量制御弁の開弁
状態の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the flow control valve according to the first embodiment of the present invention in an open state.

【図4】本発明の第一実施例にかかる流量制御弁の閉弁
状態の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of the flow control valve according to the first embodiment of the present invention in a closed state.

【図5】本発明の第二実施例にかかるニクロム線ヒータ
ーを組込んだ流量制御弁の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a flow control valve incorporating a nichrome wire heater according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第三実施例にかかる電子素子を組込ん
だ流量制御弁の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a flow control valve incorporating an electronic device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例にかかる冷却制御のフローチャ
ート図である。
FIG. 7 is a flowchart of cooling control according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 流量制御弁 14 水温センサー 15 制御装置 16 運転パラメータ 20 ワックス 21 PTCヒーター 23 ワックスケース 24 半流動体 26 ピストン 32 ニクロム線ヒーター 33 電子素子 44a 冷却水路 44b 冷却水路 45 冷却水路 49 バイパス水路 50 冷却フィン 51 放熱フィン E エンジン R ラジエター 13 Flow control valve 14 Water temperature sensor 15 Control device 16 Operating parameters 20 wax 21 PTC heater 23 wax case 24 semi-liquid 26 pistons 32 Nichrome wire heater 33 Electronic device 44a Cooling channel 44b Cooling channel 45 Cooling channel 49 Bypass waterway 50 cooling fins 51 radiation fin E engine R radiator

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−65215(JP,A) 特開 平5−231148(JP,A) 特開 平4−73473(JP,A) 実開 昭61−132431(JP,U) 実開 昭64−56527(JP,U) 実開 平4−64682(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01P 7/16 F16K 31/68 Continuation of the front page (56) References JP-A-60-65215 (JP, A) JP-A-5-231148 (JP, A) JP-A-4-73473 (JP, A) Actual development Sho-61-132431 (JP , U) Actual development 64-56527 (JP, U) Actual development 4-64682 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F01P 7/16 F16K 31/68

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水冷式エンジンE及びラジエターR間に
形成された冷却水路44a、44b及び45と、冷却水
路44aから冷却水路45へ形成されたバイパス水路4
9と、ラジエターRへの冷却水の流量を調整する流量制
御手段と、循環冷却水路の冷却水温を検出する検出手段
と、エンジン稼働に伴いエンジンより検出される各種運
転パラメーターを集積し循環冷却水路の冷却水温のパラ
メータに応じて前記流量制御手段の作動の制御を行う作
動制御手段とを備え、 前記流量制御手段は、冷却水路間を循環する冷却水が流
入口から流入して吐出口から流出するように構成された
ケーシングと、前記ケーシングにおける流入口から吐出
口までの冷却水の水路を開閉する弁体と、ワックスが封
入されたワックスケースと、前記ワックスケースに封入
されたワックスを加熱するための発熱体と、前記発熱体
による加熱に伴う前記ワックスケース内のワックスの膨
張を前記弁体に伝達して前記弁体を開閉動作させる蓋体
開閉手段と、を備え、前記ワックスケースと前記発熱体
とが、前記ケーシング内における冷却水の水路と離間し
た位置に配設されていることを特徴とするエンジンの冷
却制御装置。
1. A cooling water passage 44a, 44b and 45 formed between a water-cooled engine E and a radiator R, and a bypass water passage 4 formed from the cooling water passage 44a to the cooling water passage 45.
9, a flow rate control means for adjusting the flow rate of the cooling water to the radiator R, a detection means for detecting the cooling water temperature of the circulating cooling water passage, and various operating parameters detected by the engine as the engine is operated, and the circulating cooling water passage is integrated. And an operation control means for controlling the operation of the flow rate control means in accordance with the parameter of the cooling water temperature, wherein the flow rate control means is such that the cooling water circulating between the cooling water channels flows in from the inflow port and flows out from the ejection port. A casing configured to do so, a valve body that opens and closes a water passage of cooling water from the inflow port to the discharge port of the casing, a wax case in which wax is sealed, and the wax sealed in the wax case is heated. And an expansion of the wax in the wax case due to heating by the heating element for transmitting to the valve element to open and close the valve element. A cooling control device for an engine, comprising: a lid opening / closing means, wherein the wax case and the heating element are arranged at positions separated from a water channel of cooling water in the casing.
【請求項2】 前記発熱体をカートリッジとして構成し
たことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの冷却制
御装置。
2. The engine cooling control device according to claim 1, wherein the heating element is configured as a cartridge.
【請求項3】 前記発熱体として、電子素子を用い、前
記ワックスケースに吸熱フィンを嵌装すると共に、前記
電子素子の底部側に放熱フィンを配設して構成したこと
を特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの冷却制
御装置。
3. An electronic element is used as the heating element, a heat absorbing fin is fitted in the wax case, and a heat radiating fin is arranged on the bottom side of the electronic element. The engine cooling control device according to 1 or 2.
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