JP3994748B2 - Heat engine cooling system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱機関の冷却装置に関するもので、水冷式内燃機関を備えるシステム、例えば自動車に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車用エンジンの温度制御装置として、出願人は特願2000−287255号を出願しており、この出願では、エンジン負荷が小さいときには、図10の第2のバルブ状態に示されるように、ラジエータ流量を減らしてエンジンの温度を高めに保持して燃焼効率の向上及び可動部分の摩擦抵抗の低減を図り、一方、エンジン負荷が大きいときには、図10の第1のバルブ状態に示されるように、ラジエータ流量を増大してバイパス流量を減少させることにより、エンジンのオーバーヒートを防止している。
【0003】
なお、図10の第3のバルブ状態はエンジン始動時に実施されるモードで、ラジエータ流量をほぼ0として暖機運転の促進を図るものである。
【0004】
ところで、エンジン負荷が小さいときには、前述のごとく、ラジエータ流量を極力絞って冷却水温度を高めに保持することが有効であるが、ラジエータ流量が過度に少なくなる又は0となってしまうと、ラジエータから流出した冷却水の温度を正確に検出することができなくなってしまうので、エンジンの温度制御それ自体の精度が悪化してしまう。
【0005】
これに対して、ラジエータから流出した冷却水の温度を正確に検出することができる程度までラジエータ流量を絞ればよいが、上記出願に示されているように、流量制御バルブは、多数の部品から構成されているので、各構成部品の寸法バラツキ及び組み付けバラツキにより、実際のバルブ回転角及び実際の流量が制御目標値に対して相違する可能性がある。
【0006】
特に、微少流量域では、バルブ回転角、すなわち開口面積が僅かに変化しても大きく流量が変化するので、微少流量域において流量を正確に制御することが難しい。
【0007】
本発明は、上記点を考慮しつつ、熱機関の燃費を向上させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、熱機関(10)内を循環して加熱された冷却水を大気中に放冷するラジエータ(20)と、
前記ラジエータ(20)を迂回させて前記冷却水を前記熱機関(10)に戻すバイパス回路(30)と、
前記ラジエータ(20)を流れる冷却水の流量及び前記バイパス回路(30)を流れる冷却水の流量を調節する流量制御バルブ(40)と、
前記流量制御バルブ(40)の作動を制御する制御手段(100)とを備え、
前記流量制御バルブ(40)は、
前記ラジエータ(20)を流れる冷却水が通過するラジエータ側開口部(43a)と、
前記ラジエータ側開口部(43a)が形成されたシートプレート(43)と、
前記バイパス回路(30)を流れる冷却水が通過するバイパス側開口部(41f)と、
前記ラジエータ側開口部(43a)及び前記バイパス側開口部(41f)に対して相対変位することにより前記ラジエータ側開口部(43a)の開口面積及び前記バイパス側開口部(41f)の開口面積を調節するバルブ(45)とを具備し、
前記バルブ(45)及び前記シートプレート(43)のうち少なくとも一方に、前記ラジエータ側開口部(43a)に対する前記バルブ(45)の相対変位量によらず、前記ラジエータ側開口部(43a)の開口面積を一定に維持する連通路(44a)が設けられており、
前記制御手段(100)は、前記バルブ(45)の変位量を調節することにより、前記ラジエータ側開口部(43a)の開口面積を前記連通路(44a)により一定とした状態で前記バイパス側開口部(41f)の開口面積を調節する待機制御モードを実行することを特徴とする
【0009】
これにより、流量制御バルブの構成部品の寸法バラツキ及び組み付けバラツキにより、バルブ(45)の実際の変位量が制御目標変位量に対してずれていても、実際のバルブ変位量によらず、連通路(44a)の断面積により決定される微少流量しか冷却水が流れないので、微少流量域において冷却水の流量を正確に制御することができる。延いては、熱機関(10)の燃費を向上させることができる。
さらに、請求項1に記載の発明では、ラジエータ側開口部(43a)の開口面積を連通路(44a)により一定とした状態でバイパス側開口部(41f)の開口面積を調節する待機制御モードを実行するようになっているから、既に流量が微少となっている状態でラジエータ側開口部(43a)を更に小さくして熱機関(10)の温度を上昇させる場合に比べて、ラジエータ流量より大きな流量であるバイパス側開口部(41f)の開口面積を縮小すれば、精度良く早期に熱機関(10)の温度を上昇させることができる。延いては、熱機関(10)の燃費を向上させることがきる。
【0010】
なお、請求項2に記載の発明では、バルブ(45)はラジエータ側開口部(43a)に対して回転することにより開口面積を調整するものであり、さらに、連通路(44a)は、バルブ(45)の回転角が略2°以上、略15°以下の範囲内において連通可能となるように設けられていることを特徴としたものである。
【0011】
また、請求項3に記載の発明では、バルブ(45)はラジエータ側開口部(43a)に対して回転することにより開口面積を調整するものであり、さらに、連通路(44a)の長さは、バルブ(45)の回転角に換算して略2°以上、略15°以下であることを特徴としたものである。
【0012】
また、請求項4に記載の発明では、連通路(44a)は、バルブ(45)のうちシートプレート(43)との対向面(45a)及びシートプレート(43)のうちバルブ(45)との対向面(43b)のうち少なくとも一方において、バルブ(45)の回転方向に延びる溝部より形成されていることを特徴としたものである。
【0013】
また、請求項5に記載の発明では、一定の開口面積は、流量が5L/min以下、0L/minより大きくなるような大きさに設定されていることを特徴としたものである。
【0016】
また、請求項6に記載の発明では、少なくとも待機制御モード時においては、ラジエータ(20)を流れる流量よりもバイパス回路(30)を流れる流量の方が大きいことを特徴としたものである。
【0017】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る流体バルブを車両の走行用エンジンの冷却装置に適用したものであって、図1は本実施形態に係るエンジンの冷却装置の模式図である。
【0019】
図1中、ラジエータ20はエンジン10内を循環して加熱された冷却水の熱を大気中に放冷し、その冷却された冷却水をエンジン10に戻す熱交換器であり、送風機21はラジエータ20に冷却風を送風する送風手段である。
【0020】
バイパス回路30はエンジン10から流出する冷却水をラジエータ20を迂回させてエンジン10に戻すバイパス手段であり、流量制御バルブ40はラジエータ20に循環させる冷却水量とバイパス回路30に循環させる冷却水量とを調節する電子制御式の流体バルブであり、ポンプ50はエンジン10から駆動力を得て冷却水を循環させる渦巻式のウォータポンプである。なお、流量制御バルブ40の構造は後述する。
【0021】
そして、流量制御バルブ40は、バイパス回路30を流れる冷却水の温度を検出する第1水温センサ101の検出温度、ラジエータ20から流出する冷却水の温度を検出する第2水温センサ102、及びポンプ50の流入側に配設されてエンジン10に戻ってくる冷却水の温度を検出する第3水温センサ103の検出温度等に基づいて電子制御装置(ECU)100により制御される。
【0022】
次に、流量制御バルブ40の構造について述べる。
【0023】
図2は流量制御バルブ40の断面図であり、図3は図2の上面図である。そして、冷却水通路40aを構成するアルミニウム製のハウジング41は、図2に示すように、ラジエータ20の流出側に接続される第1流入口42aが形成された第1ハウジング41a、並びにバイパス回路30の流出側に接続される第2流入口42b及びポンプ50の吸入側に接続される流出口42c(図3参照)が形成された第2ハウジング41bを有して構成されている。
【0024】
なお、第1、2ハウジング41a、41bは、Oリング等のパッキン41cを介してボルト41d(図3参照)により締結されている。
【0025】
また、ハウジング41内のうち第1ハウジング41aのフランジ部41eには、第1流入口42a側と流出口42c側とを仕切るアルミニウム製のシートプレート43が配設されている。そして、このシートプレート43は、図4(a)、(b)に示すように、段付き部43cが形成された円筒部43d、及びこの円筒部43dの軸方向一端側に位置するように円盤状のシート面43bが形成されており、シート面43bには、第1流入口42a側と流出口42c側と連通させるラジエータ側開口部をなすラジエータ側連通口43aが形成されている。
【0026】
このとき、ラジエータ側連通口43aは、その外縁が描く図形の図心がシート面43bの図心と一致するように形成されているとともに、ラジエータ側連通口43aの外縁部には、ラジエータ側連通口43aを縁取るようにゴム製のパッキン44が焼き付け固着されている。
【0027】
因みに、図形の図心とは、周知のごとく、平面図形において面積モーメントが釣り合う点であり、本実施形態では、シート面43bは円盤状であるので、その図心は中心と一致する。
【0028】
なお、シートプレート43を挟んで上流側と下流側とは、図2示すように、フランジ部41eとシートプレート43との間に配設されたOリング等のパッキン43fにより密閉されている。このため、シートプレート43の上流側から下流側に流れる冷却水の全ては、ラジエータ側連通口43aを通過することとなる。
【0029】
また、シートプレート43より冷却水流れ下流側には、ラジエータ側連通口43aに対して相対的に回転変位してラジエータ側連通口43aの開口面積、すなわちラジエータ側開度を調節するバルブ45が配設されており、このバルブ45は、図5に示すように、シート面43bと平行に配置されてパッキン44と接触しながら平行移動するように回転する円盤状の第1バルブ面45a、第2流入口42b側に繋がるバイパス側開口部をなすバイパス側連通口41f(図2参照)の開口面積を調節する第2バルブ面45b、並びに第1バルブ面及び第2バルブ面45bを回転させるシャフト部45c等からなるもので、これら45a〜45cは金属にて一体形成されている。
【0030】
このとき、第1バルブ面45aには、ラジエータ側連通口43aに対応するように扇状の開口部45dがシャフト45cに対して対称に形成されており、第2バルブ面45bは、第1バルブ面45aの外縁部に位置してシャフト45cの長手方向と平行な方向に延出する円筒状の一部をなす壁部である。なお、シャフト45cの先端側には、後述する減速機47の出力軸を固定するためのネジ穴が形成されている。
【0031】
ところで、シートプレート43のシート面43bに形成されたラジエータ側連通口43aのうち、第1バルブ面45aに形成された扇状の開口部45dと対応する部位からずれた位置、すなわちシート面43bの中心部の開口部(図4の二点鎖線で示された部位)43eは、シートプレート43を挟んで上流側と下流側とを連通させるラジエータ側連通口43aとしての機能に加えて、シート面43bの流入口42a側の面に作用する水圧よる力(以下、この力をシート押圧力と呼ぶ。)を調節する受圧面積調節穴として機能する。そこで、以下、開口部43eを受圧面積調節穴43eと表記する。
【0032】
つまり、シート面43bの現状の受圧面積は、図4(a)において斜線で示された面積であるが、受圧面積調節穴43eを大きくすれば、受圧面積が減少してシート押圧力が減少し、逆に受圧面積調節穴43eを小さくすれば、受圧面積が増大してシート押圧力が増大する。
【0033】
また、シートプレート43のラジエータ側連通口43aを縁取るように配置されたパッキン44には、図4(a)、図4(c)に示すように、ラジエータ側連通口43aの外縁部からバルブ45の回転方向に延びる半円状の断面を有する溝部44aが形成されており、この溝部44aにより、ラジエータ側連通口43aに対するバルブ45の相対回転変位量、つまりバルブ45の回転角が所定範囲内にあるときに、バルブ45の回転角によらず一定の開口面積を確保する連通路が構成されている。ここで、所定範囲とは、本実施形態では、バルブ45の回転角で約2°以上、約15°以下の範囲であり、理想的には実質的5°である。
【0034】
そして、本実施形態では、溝部44aの断面積、すなわち溝部44aにより決定されるラジエータ側連通路43aの開度は、流量が5L/min以下であって、0L/minより大きくなるような大きさに設定され、また、溝部44aの長さは、バルブ45の回転角に換算して略2°以上、略15°以下相当であり、理想的には実質的5°である。
【0035】
因みに、図2において、モータ46はバルブ45を回転駆動する動力を発生するステッピングモータであり、減速機47はモータ46の出力を減速してバルブ45のシャフト45cに伝達する複数枚の歯車からなる変速機であり、この減速機47及びモータ46によりバルブ45を回転駆動させるアクチュエータが構成されている。
【0036】
また、軸受48はシャフト45cを回転可能に支持する転がり軸受であり、リップシール49は流体通路40a内の冷却水がアクチュエータ内に流入することを防止するシール手段である。
【0037】
以上に述べた構成により、シートプレート43は、バルブ45より上流側に位置してバルブ45に対してシート面43bと直交する方向に微少、つまりパッキン43fの弾性変形量程度に変位することができる。このとき、図2に示すように、シートプレート43の変位方向一端側、つまり下流側への変位はバルブ45により規制され、シートプレート43の変位方向他端側、つまり上流側への変位はフランジ部41eにより規制される。
【0038】
なお、バルブ45が回転すると、パッキン44と第1バルブ面45aとの摩擦量によりシートプレート43が回転するおそれがあるので、本実施形態では、シートプレート43の外周側に外方側に突出する突起部43hを形成し、この突起部43hを図2に示すように第2ハウジング41bに設けた溝部41gに摺動可能に嵌合させることによりシートプレート43が回転することを防止している。
【0039】
次に、本実施形態に係る流量制御バルブ40の特徴的作動及びその効果について述べる。
【0040】
バルブ45が第1バルブ面45aの中心を中心として回転すると、シートプレート43のラジエータ側連通口43aとバルブ45の開口部45dとの重なり合う面積、すなわちラジエータ側連通口43aの開口面積、及びバイパス側連通口41fの開口面積が、図7に示すように、バルブ45の回転角に比例して変化し、流量制御バルブ40内を流れる冷却水量が調節される。
【0041】
このとき、第1バルブ面45aはパッキン44と接触しているので、第1バルブ面45aとシート面43bとの隙間から冷却水が下流側に流れてしまうことを防止できる。したがって、バルブ45の回転角、つまりラジエータ側連通口43aの開口面積に応じてラジエータ20を流れる冷却水量を調節することができる。
【0042】
また、ラジエータ側連通口43aが第1バルブ面45aにより閉塞された状態であっても、図6(c)に示すように、第1バルブ面45aの開口部45dと溝部44aとが連通している間は、溝部44aを介して微少流量の冷却水がラジエータ20内を循環する。
【0043】
したがって、流量制御バルブ40の構成部品の寸法バラツキ及び組み付けバラツキにより、バルブ45の実際の回転角が、流量制御バルブ40に対してECU100が発した制御目標回転角に対してずれていても、実際の回転角によらず、溝部44aの断面積に決定される微少流量しか流れないので、微少流量域において流量を正確に制御することができる。延いては、車両燃費を向上させることがきる。
【0044】
なお、溝部44aの長さ及び微少流量とするバルブ45の回転角範囲は、構成部品の寸法バラツキ及び組み付けバラツキ等を考慮して決定される。
【0045】
因みに、図7は、バルブ45の回転角度とラジエータ20を流れる冷却水量及びバイパス回路30を流れる冷却水量との関係を示すものであり、図6(a)〜(d)は図7の横軸の(a)〜(d)に対応する。
【0046】
また、図7中、モード1で示される回転角範囲は、通常走行状態において実行される制御モードであり、具体的には、第1水温センサ101の検出温度及び第2水温センサ102の検出温度に基づいて、第3水温センサ103の検出温度が目標温度となるようにバルブ45を回転させるモードである。
【0047】
また、図7中、モード2は、アイドリング運転等の低負荷時や暖機運転を促進する場合に行われる待機モードであり、このモード2時には、ラジエータ20を流出した冷却水は溝部44aを流れる。
【0048】
また、図7中、モード3はエンジン10の始動時に行われるもので、ラジエータ20を流れる流量を略0とするものである。
【0049】
ところで、シートプレート43は、バルブ45より上流側に位置してバルブ45に対してシート面43bと直交する方向に微少に変位することができるので、パッキン44の接触面圧はシール押圧力、つまりシート面43bの流入口42a側の面に作用する水圧に比例して増減する。
【0050】
したがって、パッキン44の接触面圧を高める必要があるとき、すなわち流量制御バルブ40に流入する流量が増大するときには、シート面43bの流入口42a側の面に作用する水圧が増大するのでシール押圧力が増加し、一方、パッキン44の接触面圧を高める必要がないとき、すなわち流量制御バルブ40に流入する流量が減少したときには、シート面43bの流入口42a側の面に作用する水圧が減少するのでシール押圧力が減少する。
【0051】
延いては、バルブ45が摺動する時の摩擦力が必要以上に大きくなってしまうことを防止できるので、早期にパッキン44が摩耗してしまうことを防止でき、パッキン44の寿命を延長させつつ、バルブ45とシートプレート43とを確実にシールすることができる。
【0052】
また、受圧面積調節穴43eを調節することにより、受圧面積、つまりシート押圧力を容易に調節することができるので、流量制御バルブ40の開発時間を短縮することができる。
【0053】
また、ラジエータ側連通口43aは、その外縁が描く図形の図心がシート面43bの図心と一致するように形成されているので、シートプレート43に作用する水圧によるシート押圧力の中心が偏心してしまうことを防止できる。したがって、パッキン44の接触面圧を略均一とすることができるので、パッキン44が偏摩耗してしまうことを防止できる。
【0054】
同様に、受圧面積調節穴43eの外縁が描く図形の図心がシート面43bの図心と一致しているので(図4(a)参照)、シートプレート43に作用する水圧によるシート押圧力の中心が偏心してしまうことを確実に防止でき、パッキン44が偏摩耗してしまうことを確実に防止できる。
【0055】
(第2実施形態)
第1実施形態では、溝部44aをシートプレート43に設けたが、本実施形態は、図8に示すように、バルブ45の第1バルブ面45aに設けたものである。
【0056】
(第3実施形態)
上述の実施形態では、モード2(待機モード)において、ラジエータ側連通口43aの開度が一定となる回転角範囲に同期させてバイパス側連通口41fの開度も一定なるようにしたが(図7参照)、本実施形態は、図9に示すように、待機モードの回転角範囲を第1、2実施形態に比べて拡大し、図9のAの領域で示されるように、ラジエータ側連通口43aの開度を一定とした状態でバイパス側連通口41fの開度を調節するようにしたものである。
【0057】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【0058】
待機モードは、前述のごとく、エンジン10の負荷が比較的に小さいときに実行される。このとき、低負荷時には、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、ラジエータ流量を減らしてエンジン10の温度を高めに保持することが望ましいが、ラジエータ流量を過度に減少させると、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、ラジエータ20から流出した冷却水の温度を正確に検出することができなくなってしまう。
【0059】
これに対して、本実施形態のごとく、ラジエータ側連通口43aの開度を一定とした状態でバイパス側連通口41fの開度を小さくすれば、既に流量が微少となっている状態でラジエータ側連通口43aを更に小さくしてエンジン10の温度を上昇させる場合に比べて、ラジエータ流量より大きな流量であるバイパス側連通口41fの開度を縮小した方が、精度良く早期にエンジン10の温度を上昇させることができる。
【0060】
つまり、流量制御バルブ40の製品バラツキの影響が大きく現れる微少流量状態の流れであるラジエータ流量を調節するのではなく、流量制御バルブ40の製品バラツキの影響が殆ど現れない大流量状態の流れであるバイパス流量を調節した方が、エンジン10の温度を精度よく制御することができる。
【0061】
なお、本実施形態にかかる流量制御バルブ40は、上述の実施形態と同様なものであったが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えばラジエータ流量制御用のバルブとバイパス流量制御バルブとを独立に設けてもよい。
【0062】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、溝部44aのの断面を半円状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば矩形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る冷却水回路を示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る流体バルブの断面図である。
【図3】図2の上面図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係るシートプレートの二面図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係るバルブの二面図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係る流量制御バルブの作動説明図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る流量制御バルブにおけるバルブ回転角と流量又は開度との関係を示すグラフである。
【図8】(a)は本発明の第2実施形態に係るバルブの正面図であり、(b)は(a)のA2−A2断面図である。
【図9】本発明の第3実施形態に係る流量制御バルブにおけるバルブ回転角と流量又は開度との関係を示すグラフである。
【図10】従来の技術に係る流量制御バルブにおけるバルブ回転角と流量又は開度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
43…シートプレート、43a…ラジエータ側連通口43a、
44…パッキン、44a…溝部、45…バルブ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for a heat engine, and is effective when applied to a system including a water-cooled internal combustion engine, for example, an automobile.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As a temperature control device for an automobile engine, the applicant has filed Japanese Patent Application No. 2000-287255. In this application, when the engine load is small, as shown in the second valve state of FIG. To keep the engine temperature high to improve the combustion efficiency and reduce the frictional resistance of the movable part. On the other hand, when the engine load is large, as shown in the first valve state of FIG. The engine is prevented from overheating by increasing the flow rate and decreasing the bypass flow rate.
[0003]
Note that the third valve state in FIG. 10 is a mode that is executed when the engine is started, and the warming-up operation is promoted by setting the radiator flow rate to almost zero.
[0004]
By the way, when the engine load is small, as described above, it is effective to reduce the radiator flow rate as much as possible to keep the cooling water temperature high, but if the radiator flow rate becomes excessively low or becomes zero, Since it becomes impossible to accurately detect the temperature of the coolant that has flowed out, the accuracy of the temperature control of the engine itself deteriorates.
[0005]
On the other hand, the flow rate of the radiator may be reduced to such an extent that the temperature of the cooling water flowing out from the radiator can be accurately detected. However, as shown in the above application, the flow rate control valve is composed of a large number of parts. Since it is configured, the actual valve rotation angle and the actual flow rate may differ from the control target value due to dimensional variation and assembly variation of each component.
[0006]
In particular, in the minute flow rate region, even if the valve rotation angle, that is, the opening area changes slightly, the flow rate changes greatly. Therefore, it is difficult to accurately control the flow rate in the minute flow rate region.
[0007]
An object of the present invention is to improve the fuel consumption of a heat engine while taking the above points into consideration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention described in claim 1, a radiator (20) that cools the cooling water heated by circulating in the heat engine (10) to the atmosphere ,
A bypass circuit (30) that bypasses the radiator (20) and returns the cooling water to the heat engine (10);
A flow rate control valve (40) for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the radiator (20) and the flow rate of the cooling water flowing through the bypass circuit (30) ;
Control means (100) for controlling the operation of the flow control valve (40),
The flow control valve (40)
Radiator side opening through which cooling water flowing through the radiator (20) to pass (43a),
The radiator side opening and seat plate (43a) is formed (43),
A bypass side opening (41f) through which cooling water flowing through the bypass circuit (30) passes;
Adjust the opening area of the radiator side opening aperture area and the bypass-side opening of (43a) (41f) by relative displacement with respect to the radiator side opening (43a) and the bypass-side opening (41f) ; and a valve (45) which,
At least one of said valve (45) and the seat plate (43), regardless of the relative displacement of the valve (45) to said radiator side opening (43a), the opening of the radiator side opening (43a) There is a communication passage (44a) that keeps the area constant ,
The control means (100) adjusts the amount of displacement of the valve (45) so that the opening area of the radiator side opening (43a) is made constant by the communication path (44a). A standby control mode for adjusting the opening area of the portion (41f) is executed.
Accordingly, the dimensional variation and assembling variation of the components of the flow control valve, even when the actual displacement amount of the valve (45) is deviated with respect to the control target displacement, regardless of the actual valve displacement, communication passage Since the cooling water flows only at a minute flow rate determined by the cross-sectional area of (44a), the flow rate of the cooling water can be accurately controlled in the minute flow rate region. As a result, the fuel consumption of the heat engine (10) can be improved.
In the first aspect of the present invention, the standby control mode for adjusting the opening area of the bypass side opening (41f) in a state where the opening area of the radiator side opening (43a) is made constant by the communication path (44a) is provided. Since the flow rate is already small, the flow rate is larger than the radiator flow rate compared to the case where the radiator side opening (43a) is further reduced to raise the temperature of the heat engine (10) in a state where the flow rate is already very small. If the opening area of the bypass opening (41f), which is the flow rate, is reduced, the temperature of the heat engine (10) can be raised with high accuracy and early. As a result, the fuel consumption of the heat engine (10) can be improved.
[0010]
In the invention according to
[0011]
In the invention according to claim 3, the valve (45) adjusts the opening area by rotating with respect to the radiator side opening (43a), and the length of the communication passage (44a) is The angle of rotation of the valve (45) is approximately 2 ° or more and approximately 15 ° or less.
[0012]
In the invention according to claim 4, the communication passage (44a) is formed between the valve (45) facing the seat plate (43) (45a) and the seat plate (43) with the valve (45). At least one of the opposed surfaces (43b) is formed by a groove extending in the rotation direction of the valve (45).
[0013]
Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the constant opening area is set to a size such that the flow rate is 5 L / min or less and greater than 0 L / min.
[0016]
Further, the invention described in
[0017]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In the present embodiment, the fluid valve according to the present invention is applied to a cooling device for a traveling engine of a vehicle, and FIG. 1 is a schematic diagram of the cooling device for the engine according to the present embodiment.
[0019]
In FIG. 1, a
[0020]
The
[0021]
The flow
[0022]
Next, the structure of the
[0023]
2 is a cross-sectional view of the
[0024]
The first and
[0025]
In addition, an
[0026]
At this time, the radiator-
[0027]
Incidentally, the centroid of the figure is a point where the area moment is balanced in the plane figure as is well known, and in the present embodiment, the
[0028]
The upstream side and the downstream side across the
[0029]
Further, a
[0030]
At this time, a fan-shaped
[0031]
By the way, in the radiator
[0032]
That is, the current pressure receiving area of the
[0033]
Further, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c), the packing 44 disposed so as to border the radiator
[0034]
In this embodiment, the cross-sectional area of the
[0035]
Incidentally, in FIG. 2, the
[0036]
The
[0037]
With the above-described configuration, the
[0038]
Note that when the
[0039]
Next, the characteristic operation of the
[0040]
When the
[0041]
At this time, since the
[0042]
Even if the radiator
[0043]
Therefore, even if the actual rotation angle of the
[0044]
It should be noted that the length of the
[0045]
7 shows the relationship between the rotation angle of the
[0046]
In FIG. 7, the rotation angle range indicated by mode 1 is a control mode executed in the normal running state, and specifically, the detected temperature of the first
[0047]
Further, in FIG. 7,
[0048]
Further, in FIG. 7, mode 3 is performed when the
[0049]
By the way, the
[0050]
Therefore, when it is necessary to increase the contact surface pressure of the packing 44, that is, when the flow rate flowing into the flow
[0051]
As a result, it is possible to prevent the frictional force when the
[0052]
Further, by adjusting the pressure receiving
[0053]
Further, since the radiator
[0054]
Similarly, since the centroid of the figure drawn by the outer edge of the pressure receiving
[0055]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
[0056]
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, in mode 2 (standby mode), the opening degree of the bypass
[0057]
Next, features of the present embodiment will be described.
[0058]
As described above, the standby mode is executed when the load on the
[0059]
On the other hand, if the opening of the bypass
[0060]
In other words, the flow rate of the radiator, which is a flow in a minute flow state where the influence of the product variation of the
[0061]
The
[0062]
(Other embodiments)
In the above-mentioned embodiment, although the cross section of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cooling water circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the fluid valve according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a top view of FIG. 2;
FIG. 4 is a two-side view of the seat plate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a two-side view of the valve according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operation explanatory view of the flow control valve according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a valve rotation angle and a flow rate or an opening degree in the flow control valve according to the first embodiment of the present invention.
8A is a front view of a valve according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 8A.
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a valve rotation angle and a flow rate or an opening degree in a flow control valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a valve rotation angle and a flow rate or an opening degree in a conventional flow control valve.
[Explanation of symbols]
43 ... Seat plate, 43a ... Radiator
44 ... packing, 44a ... groove, 45 ... valve.
Claims (6)
前記ラジエータ(20)を迂回させて前記冷却水を前記熱機関(10)に戻すバイパス回路(30)と、
前記ラジエータ(20)を流れる冷却水の流量及び前記バイパス回路(30)を流れる冷却水の流量を調節する流量制御バルブ(40)と、
前記流量制御バルブ(40)の作動を制御する制御手段(100)とを備え、
前記流量制御バルブ(40)は、
前記ラジエータ(20)を流れる冷却水が通過するラジエータ側開口部(43a)と、
前記ラジエータ側開口部(43a)が形成されたシートプレート(43)と、
前記バイパス回路(30)を流れる冷却水が通過するバイパス側開口部(41f)と、
前記ラジエータ側開口部(43a)及び前記バイパス側開口部(41f)に対して相対変位することにより前記ラジエータ側開口部(43a)の開口面積及び前記バイパス側開口部(41f)の開口面積を調節するバルブ(45)とを具備し、
前記バルブ(45)及び前記シートプレート(43)のうち少なくとも一方に、前記ラジエータ側開口部(43a)に対する前記バルブ(45)の相対変位量によらず、前記ラジエータ側開口部(43a)の開口面積を一定に維持する連通路(44a)が設けられており、
前記制御手段(100)は、前記バルブ(45)の変位量を調節することにより、前記ラジエータ側開口部(43a)の開口面積を前記連通路(44a)により一定とした状態で前記バイパス側開口部(41f)の開口面積を調節する待機制御モードを実行することを特徴とする熱機関の冷却装置。A radiator (20) that circulates in the heat engine (10) and cools the heated cooling water into the atmosphere ;
A bypass circuit (30) that bypasses the radiator (20) and returns the cooling water to the heat engine (10);
A flow rate control valve (40) for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the radiator (20) and the flow rate of the cooling water flowing through the bypass circuit (30);
Control means (100) for controlling the operation of the flow control valve (40),
The flow control valve (40)
A radiator side opening (43a) through which cooling water flowing through the radiator (20) passes;
A sheet plate (43) in which the radiator side opening (43a) is formed;
A bypass side opening (41f) through which cooling water flowing through the bypass circuit (30) passes;
The opening area of the radiator side opening (43a) and the opening area of the bypass side opening (41f) are adjusted by relative displacement with respect to the radiator side opening (43a) and the bypass side opening (41f). And a valve (45)
At least one of the valve (45) and the seat plate (43) has an opening of the radiator side opening (43a) regardless of a relative displacement amount of the valve (45) with respect to the radiator side opening (43a). There is a communication passage (44a) that keeps the area constant,
The control means (100) adjusts the amount of displacement of the valve (45) so that the opening area of the radiator side opening (43a) is made constant by the communication path (44a). A cooling device for a heat engine, wherein a standby control mode for adjusting an opening area of the section (41f) is executed.
さらに、前記連通路(44a)は、前記バルブ(45)の回転角が略2°以上、略15°以下の範囲内において連通可能となるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の熱機関の冷却装置。The valve (45) adjusts an opening area by rotating with respect to the radiator side opening (43a),
Further, the communication passage (44a) is provided so as to be able to communicate within a range in which the rotation angle of the valve (45) is approximately 2 ° or more and approximately 15 ° or less. A cooling device for a heat engine as described in 1.
さらに、前記連通路(44a)の長さは、前記バルブ(45)の回転角に換算して略2°以上、略15°以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱機関の冷却装置。The valve (45) adjusts an opening area by rotating with respect to the radiator side opening (43a),
Furthermore, the length of the said communicating path (44a) is about 2 degrees or more and about 15 degrees or less converted into the rotation angle of the said valve (45), The heat engine of Claim 1 characterized by the above-mentioned . Cooling device .
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