JP3954874B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷却媒体を循環させてエンジンを冷却するエンジンの冷却装置に関し、特に電気的に加熱可能なサーモスタットバルブを備えて上記冷却媒体の循環量を電子制御するエンジンの冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジンとラジエータとの間の冷却媒体(冷却水)の循環量をサーモスタットバルブを用いて制御するエンジンの冷却装置が周知である。このエンジンの冷却装置においては、熱によって膨張可能な部材を用いて構成されるサーモスタットバルブを備え、エンジンの冷却水の温度(冷却水温)に応じて開閉態様が変化する該サーモスタットバルブの開閉動作を通じて、エンジンとラジエータとの間の冷却水の循環量が制御される。
【0003】
また従来は、こうしたエンジンの冷却装置として、例えば特許第2662187号公報に見られるように、上記サーモスタットバルブをヒータによって電気的に加熱することで、冷却水温に応じた開弁量よりも大きな開弁量となるようサーモスタットバルブを電子制御する装置も提案されている。
【0004】
このような冷却装置では、上記冷却水温を目標温度に制御すべく、水温センサにより検出される冷却水温が上記目標温度を超えることに基づいて上記サーモスタットバルブのヒータに対する通電を行うようにしている。これにより、サーモスタットバルブの開弁量が増大され、ひいてはラジエータを通過する冷却水の流量を増加して、目標温度を超えて上昇した冷却水温の速やかな低下が図られるようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記冷却装置の場合、冷却水温が目標水温を超えたとき、サーモスタットバルブのヒータに通電を行うことで、目標温度を超えて上昇した冷却水温を低下させることは確かにできる。しかし、冷却水温が目標水温を超えることでヒータへの通電を行ったとしても、エンジンの運転状態や周囲環境によっては、上記ヒータに対する通電を行わなかった場合と比較してその冷却効果の点で優位とならないことがある。そしてこのような場合には、ヒータへの無駄な通電による電力消費が生じ、無駄な燃料消費が生じることとなる。
【0006】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気的に加熱可能なサーモスタットバルブを備えて冷却媒体の循環量を電子制御するに際して、無駄な電力消費を好適に低減することのできるエンジンの冷却装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とする。
【0008】
請求項2記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とする。
【0009】
ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときには、通常、サーモスタットバルブが機械的に開弁されていると考えられる。そして、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱すると、無駄な消費電力が生じる。
【0010】
更に、ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときには、たとえサーモスタットバルブが機械的に開弁されていないとしても、同サーモスタットバルブを電気的に加熱した場合はしなかった場合と比較してその冷却効果の点で優位とならない。
【0011】
ここで、上記各構成では、ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときにサーモスタットバルブに対する加熱を禁止する。このため、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱することに起因する無駄な電力消費等を好適に低減することができるようになる。
【0012】
請求項3記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度との少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブが機械的に開弁されているか否かを判断し、機械的に開弁されていると判断されたときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とする。
【0013】
請求項4記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度との少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブが機械的に開弁されているか否かを判断し、機械的に開弁されていると判断されたときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とする。
【0014】
サーモスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱すると、無駄な消費電力が生じる。
ところで、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているときには、エンジンを冷却する冷却媒体の温度やラジエータからの冷却媒体の温度が所定以上となっている。また、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているときには、これらエンジンを冷却する冷却媒体とラジエータからの冷却媒体との温度差が所定以下ともなる。
【0015】
ここで、上記各構成では、エンジンを冷却する冷却媒体の温度とラジエータからの冷却媒体の温度との少なくとも一方に基づいてサーモスタットバルブが機械的に開弁されているか否かを判断する。そして、機械的に開弁されていると判断されたときにサーモスタットバルブに対する加熱を禁止する。このため、上記各構成によれば、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱することに起因する電力消費を好適に低減することができるようになる。
【0016】
請求項5記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とする。
【0017】
請求項6記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とする。
【0018】
エンジンを冷却する冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であるときには、通常、サーモスタットバルブが機械的に開弁されていると考えられる。そして、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱すると、無駄な消費電力が生じる。
【0019】
更に、エンジンを冷却する冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であるときには、たとえサーモスタットバルブが機械的に開弁されていないとしても、同サーモスタットバルブを電気的に加熱した場合はしなかった場合と比較してその冷却効果の点で優位とならない。
【0020】
ここで、上記各構成では、エンジンを冷却する冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する。このため、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱することに起因する無駄な電力消費等を好適に低減することができるようになる。
【0021】
なお、ここで、所定以下には、負の値も、換言すればラジエータからの冷却媒体の温度がエンジンを冷却する冷却媒体の温度よりも高い場合も含まれることとする。
【0022】
また、請求項5又は6記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに加えて、更に、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定以上であるときにサーモスタットバルブに対する加熱を禁止するようにしてもよい。すなわち、エンジンを冷却する冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が第1の所定値以下であって、且つ、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が第2の所定値以上であるときにサーモスタットバルブに対する加熱を禁止するようにしてもよい。
【0023】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかるエンジンの冷却装置の第1の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【0024】
図1に、本実施形態にかかるエンジンの冷却装置の全体構成を示す。このエンジンの冷却装置は、エンジン2のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成された冷却水配管に冷却水を流通させることで、エンジン2の冷却等を行うものである。
【0025】
同図1に示すように、このエンジンの冷却装置においては、エンジン2から流出される冷却水は、出口通路4を介して冷却通路10、バイパス通路(メインバイパス通路20、サブバイパス通路22)に流出する。ここで、冷却通路10には、冷却水を冷却するラジエータ12が設けられている。
【0026】
また、上記ラジエータ12を介した冷却通路10内の冷却水とバイパス通路20、22内の冷却水とは、電子制御式の電子サーモスタット30に流入する。そして、この電子サーモスタット30から流出する冷却水は入口通路40を介してエンジン2に供給される。上記入口通路40には、冷却水を強制的に流動させるウォータポンプ42が備えられている。このウォータポンプ42は、エンジン2の動力によって、すなわち、エンジン2の出力軸を介して駆動される。
【0027】
ここで、電子サーモスタット30は、ラジエータ12を通過して流入する冷却通路10内の冷却水とバイパス通路20内の冷却水とが上記入口通路40へ流出する流量を制御するものである。図2に、この電子サーモスタット30の構成を示す。
【0028】
この電子サーモスタット30は、上記ラジエータ12を通過して流入する冷却通路10内の冷却水と、メインバイパス通路20を介して流入する冷却水とが上記入口通路40へ流出する流量を制御するワックス式の制御弁(サーモスタットバルブ)を備えている。この制御弁は、温度に応じて圧縮及び膨張するワックスを利用することで、エンジン2の上記シリンダブロック等を循環した冷却水の水温に応じてその弁体が機械的に開閉するものである。更に、この電子サーモスタットは、この制御弁のワックスを電気的に加熱することでその開弁量を電子制御するものである。
【0029】
同図2に示すように、この電子サーモスタット30は、上記冷却通路10と連結する第1入力ポート30a、上記メインバイパス通路20と連結する第2入力ポート30b、上記サブバイパス通路22と連結する第3入力ポート30c、及び、上記入口通路40と連結する出力ポート30dを備えている。そして、上記制御弁の弁体として、第1入力ポート30a及び出力ポート30d間の流路面積を制御する弁体31と、第2入力ポート30b及び出力ポート30d間の流路面積を制御する弁体32を備えている。これら弁体31及び弁体32は、弁軸33に連結されており、これにより、弁体31及び弁体32は一体的に動作する。
【0030】
また、上記制御弁は、上記ワックスの充填された感温部34を備えており、この感温部34内のワックスが膨張することで、上記弁軸33を付勢するようになっている。すなわち、感温部34内のワックスが膨張すると、弁体31が開弁方向に、また弁体32が閉弁方向に付勢される。換言すれば、感温部34内のワックスが膨張することで、冷却通路10及び入口通路40間の流路面積が拡大され、またメインバイパス通路20及び入口通路40間の流路面積が縮小される。そして、弁体31が全開となることで冷却通路10及び入口通路40間の流路面積が最大となったときに、弁体32が閉弁してメインバイパス通路20及び入口通路40間の流路面積が「0」となる。なお、上記弁体31及び弁体32は、スプリング35によって弁体31の閉弁方向へ付勢されている。
【0031】
上記感温部34は、サブバイパス通路22から流入した冷却水の温度に応じて圧縮及び膨張するように配置されている。すなわち、サブバイパス通路22から流入した冷却水がウォータポンプ42へと流出する際に通過する流通通路に接して配置されている。これにより、エンジン2を冷却する冷却水の温度が高いときには、感温部34がサブバイパス通路22からの冷却水によって温められるために、弁体31が開弁し弁体32が閉弁する。一方、エンジン2を冷却する冷却水の温度が低いときには、感温部34がサブバイパス通路22からの冷却水によって冷やされるために、弁体31が閉弁し弁体32が開弁する。
【0032】
この電子サーモスタット30は、更に上記感温部34を電気的に加熱するPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータ36を備えている。そして、このPTCヒータ36への通電制御によって、サブバイパス通路22からの冷却水の温度に応じた弁体31、32の機械的な開閉制御とは別に、弁体31、32の開閉を電子制御する。
【0033】
なお、本明細書においては、特に断りのない限り、冷却通路10及び入口通路40間の流路面積にかかる弁体31の開閉状態を電子サーモスタット30の開閉状態と定義する。
【0034】
更に、本実施形態にかかるエンジンの冷却装置は、先の図1に示すように、上記エンジン2や、電子サーモスタット30を制御する電子制御装置50を備えている。この電子制御装置50においては、各種センサの検出結果が取り込まれ、所定の演算が施された後、制御信号が出力される。
【0035】
また、電子制御装置50では、エンジン2の運転状態に基づいて電子サーモスタット30を制御する。詳しくは、本実施形態では、同図1に示すように、エンジン2の出力軸の回転速度を検出する回転速度センサ61とエンジン2に吸入される空気量を検出するエアフローメータ62とを備えている。そして、図3に示すように、エアフローメータ62の検出値である吸入空気量(エンジン負荷Q)とエンジン2の出力軸の回転速度NEとに基づいて電子サーモスタット30の通電制御を行う。すなわち、本実施形態では、エンジン負荷Q及びエンジン回転速度NEによって定まる所定の運転条件下においては電子サーモスタット30を機械的に制御し、それ以外の運転条件下においては電子サーモスタット30への通電、より具体的にはPTCヒータ36への通電を行うよう設定がなされている。
【0036】
これは、エンジン2のフリクションの低下及び燃費の向上とエンジン2の動力性能の向上との両立を図るべく行われる。すなわち、制御目標とする冷却水の水温領域である目標温度領域を、上記所定の運転条件下においては高めに設定することでエンジン2のフリクションを低減し、ひいては燃費の向上を図る。また、それ以外の運転領域においては電子サーモスタット30への通電を行うことで上記目標温度領域を上記所定の条件下におけるものよりも低めに設定し、エンジン2の動力性能の向上を図る。ここで、通電を行う領域は、エンジン2の負荷Qが所定値以上となる領域とする。そして、この通電を行う所定値は、エンジン回転速度NEによって可変設定する。
【0037】
このように、電子サーモスタット30の通電を行うことで、図4に示すように電子サーモスタット30が開弁するエンジン冷却水温が低温側にシフトする。ちなみに、上記感温部34内のワックスの膨張に基づく電子サーモスタット30の機械的な開弁は、この開弁量が全開及び全閉の間の所定の開度領域Δθとなる冷却水温領域が、上記エンジン2の所定の運転条件下における目標温度領域1となるように設定されている。そして、通電を行うことで、所定の開度領域Δθとなる冷却水温領域が低温側に、すなわち、目標温度領域2にシフトする。
【0038】
なお、本実施形態では、更に、エンジン2を冷却する冷却水温が所定以上となるとたとえ先の図3に示した機械的制御領域であっても電子サーモスタット30に対する通電を行うことで、冷却水温のオーバーヒートを回避する。具体的には、水温センサ70を備えて上記出口通路4内の冷却水温(エンジン水温THW1)を検出し、このエンジン水温THW1に基づいて通電を行う。
【0039】
ところで、先の図3に示した電子サーモスタット30の通電領域であっても、例えば電子サーモスタット30が機械的に開弁している場合などにおいては、同通電を行うと無駄な電力消費を生じることとなる。そこで、本実施形態では、電子サーモスタット30が機械的に開弁しているか否かをラジエータ12からの水温に基づいて判断し、開弁していると判断されると電子サーモスタット30の通電を禁止することで、消費電力の低減を図る。
【0040】
ちなみに、ラジエータ12からの冷却水の温度が所定値を超えているときには、電子サーモスタット30が機械的に開弁しておりエンジン2とラジエータ12との間で熱交換がなされていると通常は考えられる。そこで本実施形態では、先の図1に示すように冷却通路10のうちラジエータ12の下流側に水温センサ71を備え、この水温センサ71によって検出されるラジエータ水温THW2が所定値を超えたときに電子サーモスタット30の通電を禁止する。
【0041】
ここで、本実施形態の通電の禁止にかかる処理手順について図5に基づいて更に説明する。
図5は、上記処理手順を示すフローチャートである。この処理は、上記電子制御装置50のメモリに格納されたプログラムが中央処理装置によって実行されることで行われる。また、この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返し実行される。
【0042】
この一連の処理においては、まず、ステップ100において、水温センサ71によるラジエータ水温THW2と、回転速度センサ61によるエンジン回転速度NEと、エアフローメータ62による吸入空気量(エンジン負荷Q)とを読み込む。そして、ステップ110において、これら読み込まれたエンジン回転速度NEとエンジン負荷Qとに基づいて、通電条件が成立しているかを、換言すれば、先の図2に示す通電領域にあるかを判断する。そして、ステップ110において通電条件が成立していないと判断されると、ステップ140に移行する。このステップ140では、上記PTCヒータ36を非通電状態とする。
【0043】
一方、ステップ110において通電条件が成立していると判断されると、ステップ120に移行する。このステップ120では、上記ステップ100にて読み込んだラジエータ水温THW2が所定値を超えているか否かを判断する。
【0044】
この所定値は、電子サーモスタット30が機械的に略全開となるときの温度に対して上記入口通路40内の冷却水温に対する上記出口通路4内の冷却水温の上昇度合いだけ低い値に設定される。すなわち、エンジン2に流入する冷却水が同エンジン2の燃焼によって授熱することで上昇する温度(冷却損失)分だけ低く設定される。ここで、冷却損失は、例えばエンジンに対して想定される運転条件や運転環境において取り得る値の最大値に設定される。
【0045】
そして、ステップ120においてラジエータ水温THW2が所定値を超えていないと判断されると、ステップ130において上記PTCヒータ36を通電する。これに対し、ステップ120においてラジエータ水温THW2が所定値を超えていると判断されると、上記ステップ140に移行し上記PTCヒータ36を非通電とする。なお、これらステップ130、140の後、このフローチャートに示す一連の処理を一旦終了する。
【0046】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)ラジエータ12からの水温THW2が所定値を超えているときに電子サーモスタット30に対する通電を禁止することで、電力消費を好適に低減することができるようになる。
【0047】
(2)エンジン負荷Qが所定以上の運転条件下では、同エンジン負荷Qが所定以下の運転条件下におけるよりもエンジン冷却水温の目標温度領域を低く設定した。これにより、エンジン負荷Qが所定以上のときのエンジン2の動力性能を好適に高めることができるとともに、エンジン負荷Qが所定以下の運転条件下においてはエンジン2のフリクションの低減や燃費の向上を図ることができる。
【0048】
(第2の実施形態)
以下、本発明にかかるエンジンの冷却装置の第2の実施形態について、上記第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【0049】
上記第1の実施形態では、ラジエータ12からの水温が所定値を超えているときに電子サーモスタット30が機械的に開弁していると判断して電子サーモスタット30に対する通電を禁止した。これに対し、本実施形態では、エンジン2を冷却する水温からラジエータ12からの水温を減算した値が第1の所定値以下であって、且つエンジン2を冷却する水温が第2の所定値以上であるときに電子サーモスタット30が機械的に開弁していると判断して電子サーモスタット30に対する通電を禁止する。以下、図6を用いてこれについて説明する。
【0050】
図6は、本実施形態の通電の禁止にかかる処理手順を示すフローチャートである。この処理は、上記電子制御装置50のメモリに格納されたプログラムが中央処理装置によって実行されることで行われる。また、この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返し実行される。
【0051】
この一連の処理においては、まず、ステップ200において、水温センサ70によるエンジン水温THW1と、水温センサ71によるラジエータ水温THW2と、回転速度センサ61によるエンジン回転速度NEと、エアフローメータ62による吸入空気量(エンジン負荷Q)とを読み込む。そして、ステップ210において、先の図5のステップ110同様、これら読み込まれたエンジン回転速度NEとエンジン負荷Qとに基づいて、通電条件が成立しているかを判断する。そして、ステップ210において通電条件が成立していないと判断されると、ステップ240に移行する。このステップ240では、先の図5のステップ140同様、上記PTCヒータ36を非通電状態とする。
【0052】
一方、ステップ210において通電条件が成立していると判断されると、ステップ220に移行する。このステップ220では、上記エンジン水温THW1からラジエータ水温THW2を減算した値が第1の所定値以下であり、且つ、エンジン水温THW1が第2の所定値以上であるか否かを判断する。
【0053】
ここで、第1の所定値は、エンジン2に流入する冷却水の同エンジン2の燃焼による温度上昇(冷却損失)値に設定する。ここで、冷却損失は、例えばエンジンに対して想定される運転条件や運転環境において取り得る値の最大値とする。また、第2の所定値は、電子サーモスタット30が機械的に略全開となるときの温度値とする。
【0054】
すなわち、エンジン水温THW1が第2の所定値以上であるときには電子サーモスタット30を機械的に略全開とすることができる。そして、このときエンジン水温THW1からラジエータ水温THW2を減算した値が第1の所定値以下である場合には、エンジン2とラジエータ12との間で冷却水が循環していると、換言すれば、電子サーモスタット30が機械的に開弁していると考えられる。したがって、このステップ220の処理によれば、電子サーモスタット30が機械的に開弁しているか否かを的確に判断することができる。
【0055】
そして、ステップ220においてエンジン水温THW1からラジエータ水温THW2を減算した値が第1の所定値より大きいか、エンジン水温THW1が第2の所定値より小さいと判断されると、ステップ230において上記PTCヒータ36を通電する。これに対し、ステップ220においてエンジン水温THW1からラジエータ水温THW2を減算した値が第1の所定値以下であり、且つ、エンジン水温THW1が第2の所定値以上であると判断されると、上記ステップ240に移行し上記PTCヒータ36を非通電とする。なお、これらステップ230、240の後、このフローチャートに示す一連の処理を一旦終了する。
【0056】
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)及び(2)に準じた効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【0057】
・ラジエータからの冷却水温を検出する水温センサ71の配置箇所は、ラジエータ12によって冷却された(又は冷却されている)冷却水温を検出することのできる範囲で変更してよい。
【0058】
・エンジンを冷却する冷却水温を検出する水温センサ70の配置箇所は、エンジン2内のシリンダブロックやシリンダヘッドを循環することで熱の供給された冷却水温(又は熱の供給されている冷却水温)を検出することのできる範囲で変更してよい。また、この水温センサ70の配置箇所として、先の図1に示した入口通路40内の冷却水温等、エンジン2内のシリンダブロックやシリンダヘッドを循環することで熱の供給された冷却水とラジエータ12からの冷却水との混合された冷却水の温度を検出することのできる範囲としてもよい。
【0059】
ただし、本明細書において、それに応じてサーモスタットの開弁量が変化する「エンジンを冷却する冷却媒体の温度」については、上記混合された冷却水の温度を含まないこととする。
・上記第1の実施形態における通電の禁止にかかる上記所定値の設定態様については、上記第1の実施形態で例示したものに限らない。電子サーモスタットを所定の開度以上機械的に開弁させることのできる温度に対してエンジンに流入する冷却水の同エンジンの燃焼による温度上昇(冷却損失)分だけ低く設定するようにしてもよい。また、目標温度領域内の所定の温度に対してエンジンに流入する冷却水の同エンジンの燃焼による温度上昇(冷却損失)分だけ低く設定するようにしてもよい。ここで、「温度上昇分」は、上記実施形態と同様にして設定すればよい。
【0060】
・上記第1の実施形態及びその変形例における所定値は、上記冷却損失がエンジンの運転状態や運転環境に応じて変化することを反映させるために、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて可変とするようにしてもよい。
【0061】
・上記第2の実施形態における通電の禁止にかかる上記各所定値の設定態様については、上記第2の実施形態で例示したものに限らない。例えば上記第1の所定値は、エンジンに流入する冷却水の同エンジンの燃焼による温度上昇(冷却損失)値以下の任意の値に設定するようにしてもよい。ここで、「温度上昇分」は、上記実施形態と同様にして設定すればよい。
【0062】
また、上記第2の所定値についても、電子サーモスタットを所定以上機械的に開弁されることのできる温度領域内の所定の温度値に設定すればよい。
・上記第2の実施形態及びその変形例における第1の所定値は、上記冷却損失がエンジンの運転状態や運転環境に応じて変化することを反映させるために、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて可変とするようにしてもよい。
【0063】
・エンジンを冷却する冷却水温とラジエータからの冷却水温との差が略ゼロのときに通電を禁止するようにしてもよい。すなわち、このときには、通電を行った場合、行わなかった場合と比較して冷却効果の点で優位とならず通電を行うと無駄な電力を消費するため、通電を禁止することで無駄な消費電力の低減を図る。
【0064】
・電子サーモスタットが機械的に開弁しているか否かの判断は、上記各実施形態及びそれらの変形例にて例示したものに限らない。出口通路4における冷却水温等、エンジンを冷却する温度が所定の温度以上となることなどから電子サーモスタットが機械的に開弁していることを判断し、同判断に基づき加熱を禁止するようにしてもよい。なお、この所定の温度としては、電子サーモスタットが機械的に全開となる温度以上の所定の温度に設定することが望ましい。
【0065】
・本発明の適用可能なエンジンの冷却装置の行う目標温度領域への制御としては、上記各実施形態に例示したものに限られない。例えば特許第266187号公報のように、エンジンの運転状態や運転環境に応じて目標温度が可変設定されるようなエンジンの冷却装置に本発明を適用することもできる。すなわち、通電制御を用いて、例えばエンジンの運転状態や運転環境に応じて設定される目標温度毎にエンジンを冷却する冷却水温がこの目標温度付近となるように、換言すれば、冷却水温が目標温度領域内となるように制御するようにしてもよい。
【0066】
・エンジンの冷却装置としては、電子サーモスタットの通電制御を、上記エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて行うものに限らない。エンジンの運転状態やエンジンの運転環境に基づいて通電制御を行うものであればよい。
【0067】
・電子サーモスタットにおいて、温度に応じて圧縮及び膨張する部材は、ワックスに限らない。換言すれば、機械的な制御弁(サーモスタットバルブ)としては、ワックス式に限らず、ベローズ式等でもよい。
【0068】
・電子サーモスタットは、メインバイパス通路20及びサブバイパス通路22の2つのバイパス通路から冷却水の供給される構成に限らない。
・電子サーモスタットにおいて、温度に応じて圧縮及び膨張する部材を加熱する加熱手段としては、上記PTCヒータに限らない。
【0069】
・電子サーモスタットが機械的に開弁しているか否かの判断に基づき加熱を禁止する加熱制御手段については、上記電子制御装置を備えるものに限らない。例えば、加熱及びその禁止にかかる制御に特化した専用の装置と上記加熱手段とからなるものであってもよい。
【0070】
・上記各実施形態では、ガソリンエンジンの冷却装置に本発明を適用したが、ディーゼルエンジンの冷却装置に適用してもよい。この際、エンジンの負荷を示すパラメータとして吸入空気量に代えてアクセルペダルの踏み込み量等を用いる。
【0071】
・エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体としては、冷却水に限らず、エンジンを冷却することのできる適宜の流体であればよい。
なお、上記実施形態及びその変形例から把握することのできる技術思想としては、以下のものがある。
【0072】
(1)請求項1又は2記載のエンジンの冷却装置において、前記所定値は、前記サーモスタットバルブを所定の開度以上機械的に開弁させることのできる温度に対して前記エンジンに流入する冷却媒体の温度の同エンジンの燃焼による上昇分だけ低く設定されることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【0073】
(2)請求項1記載のエンジンの冷却装置において、前記所定値は、前記目標温度領域内の所定の温度に対して前記エンジンに流入する冷却媒体の温度の同エンジンの燃焼による上昇分だけ低く設定されることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【0074】
(3)請求項3又は4記載のエンジンの冷却装置において、前記サーモスタットバルブが機械的に開弁されているとの判断は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定の温度以上であるときになされることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第1の実施形態についてその全体構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態における電子サーモスタットの構成を示す断面図。
【図3】同実施形態における電子サーモスタットの制御態様を示す図。
【図4】同実施形態における電子サーモスタットの制御態様を示す図。
【図5】同実施形態における電子サーモスタットの制御態様を示すフローチャート。
【図6】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第2の実施形態における電子サーモスタットの制御態様を示すフローチャート。
【符号の説明】
2…エンジン、4…出口通路、10…冷却通路、12…ラジエータ、20…メインバイパス通路、22…サブバイパス通路、30…電子サーモスタット、30a…第1入力ポート、30b…第2入力ポート、30c…第3入力ポート、30d…出力ポート、31、32…弁体、33…弁軸、34…感温部、35…スプリング、36…PTCヒータ、40…入口通路、42…ウォータポンプ、50…電子制御装置、61…回転速度センサ、62…エアフローメータ、70、71…水温センサ。
Claims (6)
- エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 - エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 - エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度との少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブが機械的に開弁されているか否かを判断し、機械的に開弁されていると判断されたときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 - エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度との少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブが機械的に開弁されているか否かを判断し、機械的に開弁されていると判断されたときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 - エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 - エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
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