JP6577828B2 - Cooling water flow control system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関である例えばガソリンエンジン等のエンジン用の冷却水の流動を制御するシステム(冷却水流動制御システム)及びその方法(冷却水流動制御方法)等に関する。 The present invention relates to a system (cooling water flow control system) and a method (cooling water flow control method) for controlling the flow of cooling water for an internal combustion engine such as a gasoline engine.
例えば特許文献1は、冷却水流動制御システムとして、油温制御装置を開示し、特許文献1に開示される冷却水流動制御システムは、エンジンから出て来る冷却水の一部をラジエータに入れるラジエータ回路と、エンジンから出て来る冷却水の残部がラジエータをバイパスするバイパス回路と、を備えている。特許文献1のバイパス回路には弁部が設けられ、その弁部は、冷却水の残部を取り込み、且つ、ヒータコアに流れ込む冷却水、及び、熱交換器(オイルウォーマ)に流れ込む冷却水を吐き出し可能である。 For example, Patent Document 1 discloses an oil temperature control device as a cooling water flow control system, and the cooling water flow control system disclosed in Patent Document 1 is a radiator that puts a part of cooling water coming out of an engine into a radiator. A circuit and a bypass circuit for the remainder of the cooling water coming out of the engine to bypass the radiator. The bypass circuit of Patent Document 1 is provided with a valve portion that can take in the remaining cooling water and discharge the cooling water flowing into the heater core and the cooling water flowing into the heat exchanger (oil warmer). It is.
エンジンの潤滑油の温度が冷却水の温度未満である時に、特許文献1の弁部は、熱交換器に流れ込む冷却水を供給し、これにより、エンジンを暖機する間に、潤滑油を効率的に加熱することができる。他方、潤滑油の温度が冷却水の温度以上である時に、特許文献1の弁部は、熱交換器に流れ込む冷却水の供給を遮断することができる。 When the temperature of the engine lubricating oil is lower than the temperature of the cooling water, the valve portion of Patent Document 1 supplies the cooling water flowing into the heat exchanger, thereby efficiently using the lubricating oil while warming up the engine. Can be heated. On the other hand, when the temperature of the lubricating oil is equal to or higher than the temperature of the cooling water, the valve portion of Patent Document 1 can block the supply of the cooling water flowing into the heat exchanger.
その後、潤滑油の温度が冷却水の温度よりも高い所定値以上である時に、特許文献1の弁部は、熱交換器に流れ込む冷却水の供給を再開することができる。これにより、潤滑油を冷却することができる。しかしながら、本発明者らは、特許文献1の弁部を備える冷却水流動制御システムでは、潤滑油の冷却が効率の悪いことを認識した。言い換えれば、熱交換器に流れ込む冷却水は、ラジエータをバイパスするバイパス回路から弁部に供給されるので、その冷却水は、ラジエータによって冷却されていない。 Thereafter, when the temperature of the lubricating oil is equal to or higher than a predetermined value higher than the temperature of the cooling water, the valve portion of Patent Document 1 can resume the supply of the cooling water flowing into the heat exchanger. Thereby, lubricating oil can be cooled. However, the present inventors have recognized that the cooling of the lubricating oil is inefficient in the cooling water flow control system including the valve portion of Patent Document 1. In other words, the cooling water flowing into the heat exchanger is supplied to the valve unit from the bypass circuit that bypasses the radiator, so that the cooling water is not cooled by the radiator.
本発明の1つの目的は、潤滑油を効率的に冷却可能な冷却水流動制御システム及び冷却水流動制御方法を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。 One object of the present invention is to provide a cooling water flow control system and a cooling water flow control method capable of efficiently cooling a lubricating oil. Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and best embodiments exemplified below and the accompanying drawings.
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。 In the following, in order to easily understand the outline of the present invention, embodiments according to the present invention will be exemplified.
第1の態様において、冷却水流動制御システムは、
ラジエータを有するラジエータ回路であって、エンジンから出て来る冷却水の一部を前記ラジエータに入れて、前記ラジエータから出て来る冷却水を弁部を介して前記エンジンに戻す前記ラジエータ回路と、
前記ラジエータをバイパスして第1のバイパス回路を流れる冷却水として、前記エンジンから出て来る前記冷却水の他の一部を、前記弁部を介して前記エンジンに戻す前記第1のバイパス回路と、
ヒータコアを有するヒータコア回路であって、前記エンジンから出て来る前記冷却水の更なる他の一部を前記ヒータコアに入れて、前記ヒータコアから出て来る冷却水を前記弁部を介して前記エンジンに戻す前記ヒータコア回路と、
前記ラジエータから出て来る前記冷却水、前記第1のバイパス回路を流れる前記冷却水、及び、前記ヒータコアから出て来る前記冷却水を取り込み可能であり、且つ、前記エンジンの潤滑油の温度を調整可能な熱交換器に流れ込む冷却水、及び、前記熱交換器をバイパスする冷却水を吐き出し可能である前記弁部と、
を備え、
前記エンジンの出口側の前記冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、前記弁部は、前記ラジエータから出て来る前記冷却水の取り込みを遮断し、且つ前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の吐き出しを遮断し、
前記温度が前記第1の所定値以上であり、且つ前記エンジンの負荷状態が第2の所定値以上である時に、前記弁部は、前記ラジエータから出て来る前記冷却水の取り込みを維持し、且つ前記熱交換器に流れ込む前記冷却水の吐き出しを維持する。
In the first aspect, the cooling water flow control system comprises:
A radiator circuit having a radiator, wherein a part of cooling water coming out of an engine is put into the radiator, and the cooling water coming out of the radiator is returned to the engine through a valve portion; and
A first bypass circuit that returns the other part of the cooling water coming out of the engine to the engine via the valve portion as cooling water that bypasses the radiator and flows through the first bypass circuit; ,
A heater core circuit having a heater core, wherein another part of the cooling water coming out of the engine is put into the heater core, and the cooling water coming out of the heater core is passed to the engine through the valve portion. Returning the heater core circuit; and
The cooling water coming out of the radiator, the cooling water flowing through the first bypass circuit, and the cooling water coming out of the heater core can be taken in, and the temperature of the lubricating oil of the engine is adjusted Cooling water flowing into a possible heat exchanger, and the valve part capable of discharging cooling water bypassing the heat exchanger;
With
When the temperature of the cooling water on the outlet side of the engine is less than a first predetermined value, the valve section cuts off the intake of the cooling water coming out of the radiator and bypasses the heat exchanger. Shut off the cooling water discharge,
When the temperature is equal to or higher than the first predetermined value and the load state of the engine is equal to or higher than a second predetermined value, the valve unit maintains the intake of the cooling water coming out of the radiator, And the discharge of the said cooling water which flows into the said heat exchanger is maintained.
第1の態様では、エンジンの出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、弁部は、ラジエータから出て来る冷却水の取り込みを遮断し、且つ熱交換器(オイルウォーマ)をバイパスする冷却水の吐き出しを遮断する。言い換えれば、弁部は、冷却水を熱交換器に供給可能であり、これにより、エンジンを暖機する間に、潤滑油を効率的に加熱することができる。 In the first aspect, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the engine is lower than the first predetermined value, the valve section cuts off the intake of the cooling water coming out of the radiator, and the heat exchanger (oil warmer) Block the cooling water discharge bypassing In other words, the valve unit can supply the cooling water to the heat exchanger, and thereby can efficiently heat the lubricating oil while warming up the engine.
また、第1の態様では、エンジンの出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジンの負荷状態が第2の所定値以上である時に、弁部は、ラジエータから出て来る冷却水の取り込みを維持し、且つ熱交換器に流れ込む冷却水の吐き出しを維持する。弁部は、ラジエータから出て来る冷却水を熱交換器に供給可能であり、これにより、潤滑油の温度が上昇する時に、潤滑油を効率的に冷却することができる。言い換えれば、熱交換器に供給される冷却水は、ラジエータによって十分に冷却され、その冷却水が弁部に取り込まれている。 Further, in the first aspect, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the engine is equal to or higher than the first predetermined value and the load state of the engine is equal to or higher than the second predetermined value, the valve portion is discharged from the radiator. Maintain uptake of incoming cooling water and keep out cooling water flowing into the heat exchanger. The valve part can supply the cooling water coming out of the radiator to the heat exchanger, whereby the lubricating oil can be efficiently cooled when the temperature of the lubricating oil rises. In other words, the cooling water supplied to the heat exchanger is sufficiently cooled by the radiator, and the cooling water is taken into the valve portion.
第1の態様に従属する第2の態様において、冷却水流動制御システムは、
前記熱交換器を有する熱交換器回路であって、前記弁部から前記熱交換器に流れ込む前記冷却水を前記エンジンに戻す前記熱交換器回路と、
前記熱交換器をバイパスして第2のバイパス回路を流れる冷却水として、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水を前記エンジンに戻す前記第2のバイパス回路と、
を更に備えてもよい。
In a second aspect subordinate to the first aspect, the cooling water flow control system comprises:
A heat exchanger circuit having the heat exchanger, the heat exchanger circuit returning the cooling water flowing from the valve portion to the heat exchanger to the engine;
The second bypass circuit that returns the cooling water that bypasses the heat exchanger to the engine as cooling water that bypasses the heat exchanger and flows through the second bypass circuit;
May be further provided.
第2の態様では、弁部の出力側に、熱交換器回路及び第2のバイパス回路を配置することができる。 In the second aspect, the heat exchanger circuit and the second bypass circuit can be arranged on the output side of the valve portion.
第1の態様に従属する第3の態様において、前記弁部は、
前記ラジエータから出て来る前記冷却水、及び、前記ヒータコアから出て来る前記冷却水を取り込み可能であり、且つ、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水を吐き出し可能である第1の弁と、
前記第1のバイパス回路を流れる前記冷却水、及び、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の一部を取り込み可能であり、且つ、前記熱交換器に流れ込む前記冷却水を吐き出し可能である第2の弁と、
を含んでもよく、冷却水流動制御システムは、
前記熱交換器を有する熱交換器回路であって、前記第2の弁から前記熱交換器に流れ込む前記冷却水を第2のバイパス回路に戻す前記熱交換器回路と、
前記第2のバイパス回路を流れる冷却水として、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の他の一部を前記エンジンに戻す前記第2のバイパス回路と、
を更に備えてもよい。
In a third aspect subordinate to the first aspect, the valve portion includes:
A first valve capable of taking in the cooling water coming out of the radiator and the cooling water coming out of the heater core and discharging the cooling water bypassing the heat exchanger;
The cooling water flowing through the first bypass circuit and a part of the cooling water bypassing the heat exchanger can be taken in, and the cooling water flowing into the heat exchanger can be discharged. Two valves,
The cooling water flow control system may include
A heat exchanger circuit having the heat exchanger, the heat exchanger circuit returning the cooling water flowing from the second valve to the heat exchanger to a second bypass circuit;
As the cooling water flowing through the second bypass circuit, the second bypass circuit that returns another part of the cooling water that bypasses the heat exchanger to the engine;
May be further provided.
第3の態様では、弁部は、第1の弁及び第2の弁で構築することができ、これにより、第1の弁の出力側及び第2の弁の出力側に、それぞれ、第2のバイパス回路及び熱交換器回路を配置することができる。 In the third aspect, the valve unit can be constructed by the first valve and the second valve, whereby the output side of the first valve and the output side of the second valve, respectively, A bypass circuit and a heat exchanger circuit can be arranged.
第4の態様において、冷却水流動制御方法は、
エンジンの出口側の冷却水の温度を読み込むこと、
前記エンジンの負荷状態を読み込むこと、及び
前記温度及び前記負荷状態に基づき、ラジエータから出て来る冷却水、前記ラジエータをバイパスして第1のバイパス回路を流れる冷却水、及び、ヒータコアから出て来る冷却水を取り込み可能であり、且つ、前記エンジンの潤滑油の温度を調整可能な熱交換器に流れ込む冷却水、及び、前記熱交換器をバイパスする冷却水を吐き出し可能である弁部を制御すること、
を含み、
前記弁部を前記制御することは、
前記温度が第1の所定値未満である時に、前記弁部に、前記ラジエータから出て来る前記冷却水の取り込みを遮断させ、且つ前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の吐き出しを遮断させること、及び
前記温度が前記第1の所定値以上であり、且つ前記負荷状態が第2の所定値以上である時に、前記弁部に、前記ラジエータから出て来る前記冷却水の取り込みを維持させ、且つ前記熱交換器に流れ込む前記冷却水の吐き出しを維持させること、
を有する。
In the fourth aspect, the cooling water flow control method comprises:
Reading the coolant temperature at the outlet side of the engine,
Reading the load state of the engine, and cooling water coming out of the radiator based on the temperature and the load state, cooling water flowing through the first bypass circuit bypassing the radiator, and coming out of the heater core Controlling the cooling water which can take in the cooling water and flows into the heat exchanger capable of adjusting the temperature of the lubricating oil of the engine, and the valve unit which can discharge the cooling water bypassing the heat exchanger thing,
Including
The control of the valve part is
When the temperature is lower than a first predetermined value, the valve unit is configured to block intake of the cooling water coming out of the radiator and block discharge of the cooling water bypassing the heat exchanger. And when the temperature is equal to or higher than the first predetermined value and the load state is equal to or higher than a second predetermined value, the valve unit is allowed to maintain the intake of the cooling water coming out of the radiator, And maintaining the discharge of the cooling water flowing into the heat exchanger,
Have
第4の態様では、エンジンの出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、ラジエータから出て来る冷却水の取り込みを遮断し、且つ熱交換器をバイパスする冷却水の吐き出しを遮断するように、弁部は、制御される。言い換えれば、弁部は、冷却水を熱交換器に供給可能であり、これにより、エンジンを暖機する間に、潤滑油を効率的に加熱することができる。 In the fourth aspect, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the engine is lower than the first predetermined value, the cooling water discharge that blocks the intake of the cooling water coming out of the radiator and bypasses the heat exchanger is discharged. The valve part is controlled so as to shut off. In other words, the valve unit can supply the cooling water to the heat exchanger, and thereby can efficiently heat the lubricating oil while warming up the engine.
また、第4の態様では、エンジンの出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジンの負荷状態が第2の所定値以上である時に、ラジエータから出て来る冷却水の取り込みを維持し、且つ熱交換器に流れ込む冷却水の吐き出しを維持するように、弁部は、制御される。弁部は、ラジエータから出て来る冷却水を熱交換器に供給可能であり、これにより、潤滑油の温度が上昇する時に、潤滑油を効率的に冷却することができる。 In the fourth aspect, the cooling water coming out of the radiator when the temperature of the cooling water on the outlet side of the engine is equal to or higher than the first predetermined value and the load state of the engine is equal to or higher than the second predetermined value. The valve portion is controlled so as to maintain the intake of the cooling water and maintain the discharge of the cooling water flowing into the heat exchanger. The valve part can supply the cooling water coming out of the radiator to the heat exchanger, whereby the lubricating oil can be efficiently cooled when the temperature of the lubricating oil rises.
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。 Those skilled in the art will readily understand that the illustrated embodiments according to the present invention can be further modified without departing from the spirit of the present invention.
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。 The best mode described below is used to easily understand the present invention. Accordingly, those skilled in the art should note that the present invention is not unduly limited by the embodiments described below.
図1は、本発明に従う冷却水流動制御システムの概略構成例を示す。図1に示されるように、冷却水流動制御システムは、エンジン20用の冷却水の温度を制御するために、ラジエータ10を有するラジエータ回路(水路、流路)と、ラジエータ10をバイパスする冷却水を循環させるバイパス回路(ラジエータ回路のバイパス回路、第1のバイパス回路)と、ラジエータ10から出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを取り込み可能な弁部50と、を備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration example of a cooling water flow control system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the cooling water flow control system includes a radiator circuit (water channel, flow path) having a
図1の冷却水流動制御システムは、ヒータコア40を有するヒータコア回路を更に備え、弁部50は、ヒータコア40から出て来る冷却水も取り込み可能である。図示されない自動車等の車両は、例えばガソリンエンジン等であるエンジン20を備え、冷却水でエンジン20を冷却するとともに、エンジン20で温められた冷却水をポンプ36及び弁部50を介してヒータコア40に送り、ヒータコア40を介して車両の室内を温めることができる。
The cooling water flow control system of FIG. 1 further includes a heater core circuit having a
図1の冷却水流動制御システムは、冷却水の熱を車両の外気に伝えるラジエータ10を適切に機能させるために、言い換えれば、ラジエータ10を利用して冷却水の温度を適切に制御するために、検出部24を更に備えることができる。加えて、図1の冷却水流動制御システムは、例えばECU(Electronic Control Unit)である冷却水流動制御装置60を更に備え、冷却水流動制御装置60は、その動作の1例として、弁部50の制御量を決定することができる。なお、図1の冷却水流動制御システムは、ヒータコア40を適切に機能させるために、他の検出部(図示せず)を更に備えてもよく、言い換えれば、他の検出部は、図1において省略されている。
The cooling water flow control system of FIG. 1 is used for properly functioning the
図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、当業者によってC/U(Control Unit)と呼ばれてもよく、ECU(C/U)は、一般に、例えばマイクロコンピュータで構成され、具体的には、例えばCPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を更に含むことができる。例えば、ROMは、CPUに所定の動作(冷却水流動制御方法)を実行させるプログラムを記憶し、RAMは、CPUのワーク領域を形成することができる。また、ECU(例えばROM等のメモリ)は、例えば弁部50の制御量を決定又は演算するために必要なデータを記憶することができる。
The ECU (cooling water flow control device 60) in FIG. 1 may be referred to as a C / U (Control Unit) by those skilled in the art. The ECU (C / U) is generally configured by a microcomputer, for example. Can further include, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. For example, the ROM can store a program for causing the CPU to execute a predetermined operation (cooling water flow control method), and the RAM can form a work area of the CPU. The ECU (for example, a memory such as a ROM) can store data necessary for determining or calculating a control amount of the
図1において、ラジエータ10を有するラジエータ回路は、例えばエンジン20、弁部50等を有してもよく、例えばポンプ36等を更に有してもよい。図1において、ラジエータ回路内には、エンジン20の潤滑油の温度を調整可能な熱交換器30(オイルウォーマ)を有する熱交換器回路と、熱交換器30をバイパスする冷却水を循環させるバイパス回路(熱交換器回路のバイパス回路、第2のバイパス回路)とが、配置されている。
In FIG. 1, the radiator circuit having the
図1のポンプ36(ウォータポンプ)は、例えば電動ポンプであり、ラジエータ回路、第1のバイパス回路、ヒータコア回路、熱交換器回路及び第2のバイパス回路の各々は、冷却水をポンプ36の動力で循環させることができる。図1において、ポンプ36即ち電動ポンプは、弁部50の出口側とエンジン20の入口側との間に配置されている。もちろん、ポンプ36は、例えば機械ポンプであってもよい。但し、好ましくは、ポンプ36は、電動ポンプであり、例えば車両のバッテリ電源(図示せず)を動力とする電動ポンプは、弁部50からの冷却水の流量及び温度で定まる冷却水の熱量(冷却源)をエンジン20に導くことができる。
The pump 36 (water pump) in FIG. 1 is, for example, an electric pump, and each of the radiator circuit, the first bypass circuit, the heater core circuit, the heat exchanger circuit, and the second bypass circuit supplies cooling water to the power of the
図1において、検出部24は、エンジン20の出口側の冷却水の温度を検出し、例えば温度センサ(水温センサ)で構成される。図1のECUは、検出部24を介して、冷却水の温度を読み込むことができる。ここで、ECUは、例えばCAN(Controller Area Network)である車載ネットワーク等のネットワークLANに接続され、ECUは、ネットワークLAN(及び図示されない他のECU)を介して、エンジン20の負荷状態を読み込むことができる。具体的には、負荷状態は、例えばアクセル開度、車速及びギア比(変速機の変速比)を用いてECUによって決定又は演算される。なお、図1のECUは、ネットワークLANの代わりに、ネットワークLANに加えて、例えばエンジン20の回転数を検出するエンジン回転数センサ、例えばエンジン20の吸気管(インテークマニホールド)内の圧力を検出する吸気管内圧センサ等のセンサ(図示せず)を利用して、エンジン20の負荷状態を決定又は演算してもよい。
In FIG. 1, the
エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、弁部50は、ラジエータ10から出て来る冷却水の取り込みを遮断し、且つ熱交換器30をバイパスする冷却水の吐き出しを遮断する。言い換えれば、弁部50は、冷却水を熱交換器30に供給可能であり、これにより、エンジン20を暖機する間に、エンジン20の潤滑油を効率的に加熱することができる。
When the temperature of the cooling water on the outlet side of the
次に、エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジン20の負荷状態が第2の所定値以上である時に、弁部50は、ラジエータ10から出て来る冷却水の取り込みを維持し、且つ熱交換器30に流れ込む冷却水の吐き出しを維持する。弁部50は、ラジエータ10から出て来る冷却水を熱交換器30に供給可能であり、これにより、潤滑油の温度が上昇する時に、潤滑油を効率的に冷却することができる。言い換えれば、熱交換器30に供給される冷却水は、ラジエータ10によって十分に冷却され、その冷却水が弁部50に取り込まれている。
Next, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the
第1の所定値は、エンジン20の暖機終了を意味し、具体的には、エンジン20の暖機終了を判断若しくは推定するための温度閾値、又はエンジン20の暖機を終了させるための温度閾値である。第1の所定値は、一例として、摂氏80[degree]である。第2の所定値は、エンジン20の中負荷状態又は高負荷状態(低負荷の終了)を意味し、具体的には、エンジン20の低負荷状態から中負荷状態への移行完了を判断又は推定するための負荷閾値である。なお、エンジン20の高負荷状態は、アクセル開度が大で急な上り坂を車両が走行している状態及びアクセル開度が100[%](全開)である状態を含み、中負荷状態は、アクセル開度が中で緩い上り坂を車両が走行している状態を含み、低負荷状態は、アクセル開度が小で且つ一定の車速で且つ固定のギア比で平坦路を車両が走行している状態を含む。第2の所定値は、一例として、アクセル開度が30[%]である。
The first predetermined value means the end of warm-up of the
図2は、図1の弁部50の具体構成例(5ポート水制御弁)の断面図を示す。なお、当業者は、弁部50が、以下に説明される実施例によって不当に限定されないことを留意すべきである。図2に示すように、弁部50としての例えば5ポート水制御弁は、有底円筒状の弁箱51と、この弁箱51に収納されるシリンダ状の弁体52と、この弁体52を収納した後で弁箱51を閉じる弁蓋53と、弁箱51に設けられ弁体52を回すロータリーアクチュエータ54と、を有している。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a specific configuration example (5-port water control valve) of the
図2の弁箱51は、ポートB1(入口)と、ポートHC(入口)と、ポートRA(入口)と、ポートHE(出口)と、ポートB2(出口)とからなる5個のポート(出入口)を有している。弁体52は、円筒部55と、この円筒部55の上部開口を閉じる上蓋部56と、円筒部55の下部開口を閉じる下蓋部57とからなる。上蓋部56は、ロータリーアクチュエータ54の回転軸58が嵌る第1軸59を有する。下蓋部57は弁蓋53に設けた凹部61に嵌る第2軸62を有する。弁体52の内部は弁内流路63となる。
The
円筒部55は、ポートB1及びポートHCに繋がる第1穴65と、この第1穴65より下位位置に設けられポートRAに繋がる第2穴66と、この第2穴66より下位位置に設けられポートHE及びポートB2に繋がる第3穴67及び第4穴68とを有する。さらに、弁箱51の内面と弁体52の外側面の間に、Oリング69が適宜(この実施例では4カ所に)配置される。
The
図3は、図2の3−3線断面図を示す。図3に示すように、ポートB1とポートHCは、略90[degree]をなすように配置される。図3では、ポートB1が第1穴65を介して弁内流路63と繋がっている。他方、ポートHCは、弁体52で遮断され弁内流路63と繋がっていない。
3 shows a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. As shown in FIG. 3, the port B1 and the port HC are arranged so as to form approximately 90 [degree]. In FIG. 3, the port B <b> 1 is connected to the in-
図4は、図2の4−4線断面図を示す。図4に示すように、ポートRAに対応して第2穴66が配置されている。図4では、ポートRAは、弁体52で遮断され弁内流路63と繋がっていない。
4 shows a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. As shown in FIG. 4, a
図5は、図2の5−5線断面図を示す。図5に示すように、ポートB2とポートHEは、略100[degree]をなすように配置される。図5では、ポートHEが第3穴67を介して弁内流路63と繋がっている。反面、ポートB2は、弁体52で遮断され弁内流路63と繋がっていない。
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. As shown in FIG. 5, the port B2 and the port HE are arranged so as to form approximately 100 [degree]. In FIG. 5, the port HE is connected to the in-
図6(a)〜図6(i)は、図2の5ポート水制御弁の作用説明図を示す。5ポート水制御弁(弁部50)の作用を以下に説明する。図6(a)は図3に相当し、図6(b)は図4に相当し、図6(c)は図5に相当する。 6 (a) to 6 (i) are diagrams for explaining the operation of the 5-port water control valve shown in FIG. The operation of the 5-port water control valve (valve unit 50) will be described below. 6A corresponds to FIG. 3, FIG. 6B corresponds to FIG. 4, and FIG. 6C corresponds to FIG.
図6(a)〜図6(c)での弁体52の回転角度(弁部50の制御量)は、0[degree]である。図6(a)に示すように、ポートHCは閉じており、ポートB1は開いている。図6(b)に示すように、ポートRAは閉じている。図6(c)に示すように、ポートB2は閉じており、ポートHEは開いている。 The rotation angle of the valve body 52 (a control amount of the valve unit 50) in FIGS. 6A to 6C is 0 [degree]. As shown in FIG. 6A, the port HC is closed and the port B1 is open. As shown in FIG. 6B, the port RA is closed. As shown in FIG. 6C, the port B2 is closed and the port HE is open.
エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、図6(a)のポートB1から流入した冷却水は、弁内流路63を通って移動し、図6(c)のポートHEから流出する。なお、5ポート水制御弁は、ラジエータ10から出て来る冷却水の取り込みをポートRAで遮断し(図6(b)参照)、且つ熱交換器30をバイパスする冷却水の吐き出しをポートB2で遮断している(図6(c)参照)。
When the temperature of the cooling water on the outlet side of the
次に、エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジン20の負荷状態が第2の所定値未満である時に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、図2の弁部50の弁体52を90[degree]反時計方向に回すことができる。図6(d)〜図6(f)での弁体52の回転角度(弁部50の制御量)は、90[degree]である。図6(d)に示すように、ポートHCが開き、ポートB1が閉じる。図6(e)に示すように、ポートRAは開く。図6(f)に示すように、ポートB2が開き、ポートHEが閉じる。
Next, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the
図6(d)のポートHCから流入した冷却水は、弁内流路63を通って移動し、図6(f)のポートB2から流出するとともに、図6(e)のポートRAから流入した冷却水は、弁内流路63を通って移動し、図6(f)のポートB2から流出する。5ポート水制御弁は、ラジエータ10を利用して、エンジン20の出口側の冷却水の温度を管理することができる。なお、5ポート水制御弁は、ポートHCから流入した冷却水とポートRAから流入した冷却水とを混合可能な混合弁として機能している。
The cooling water flowing in from the port HC in FIG. 6 (d) moves through the in-
次に、エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジン20の負荷状態が第2の所定値以上である時に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、図2の弁体52を、さらに45[degree]反時計方向に回すことができる。図6(g)〜図6(i)での弁体52の回転角度(弁部50の制御量)は、135[degree]である。図6(g)に示すように、ポートHCが開いたままで、ポートB1が閉じたままである。図6(h)に示すように、ポートRAは開いたままである。図6(i)に示すように、ポートB2が開たままで、ポートHEが開く。
Next, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the
図6(g)のポートHCから流入した冷却水は、弁内流路63を通って移動し、図6(i)のポートB2及びポートHEから流出するとともに、図6(h)のポートHCから流入した冷却水は、弁内流路63を通って移動し、図6(i)のポートB2及びポートHEから流出する。5ポート水制御弁は、ラジエータ10を利用して、エンジン20の出口側の冷却水の温度及び潤滑油の温度を管理することができる。なお、5ポート水制御弁は、ポートHCから流入した冷却水とポートRAから流入した冷却水とを混合可能であり、且つポートB2から流出される冷却水とポートHEから流出される冷却水とに分配可能な混合/分配弁として機能している。上述の5ポート水制御弁の開閉状態は、以下の表1の通りである。
The cooling water flowing in from the port HC in FIG. 6 (g) moves through the in-
表1によれば、エンジン20の出口側の冷却水の温度Twが第1の所定値V1未満である時に、エンジン20を通過した冷却水の全量を他のデバイス(ラジエータ10及びヒータコア40)に通すことなく(RA:CLOSE,HC:CLOSE,B2:CLOSE)、熱交換器30に供給することができる(B1:OPEN,HE:OPEN)。エンジン20を暖機する間に、潤滑油の温度を早期に上昇させることができ、エンジン20のフリクションを低減させて燃費を向上させることができる。
According to Table 1, when the temperature Tw of the cooling water on the outlet side of the
温度Twが第1の所定値V1以上であり、且つエンジン20の負荷状態Elが低負荷である時に、熱交換器30に冷却水が供給されず(HE:CLOSE)、熱交換器30において冷却水と潤滑油の熱交換は、中止されている。潤滑油の温度が必要以上に下がることを抑制し、燃費を向上させることができる。
When the temperature Tw is equal to or higher than the first predetermined value V1 and the load state El of the
温度Twが第1の所定値V1以上であり、且つエンジン20の負荷状態Elが中負荷以上である時に、ラジエータ10を通過した冷却水が熱交換器30に冷却水が供給される(RA:OPEN,HE:OPEN)。潤滑油の温度の過度の上昇を抑制し、潤滑油の劣化を抑制することができる。
When the temperature Tw is equal to or higher than the first predetermined value V1 and the load state El of the
ところで、エンジン20を暖機する間に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、ヒータの作動要求を受け取ってもよい。エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満であり、且つヒータの作動要求が存在する時に、弁体52の回転角度(弁部50の制御量)は、例えば30[degree]である。これにより、図6(a)の閉じたポートHCは、開くことになる(ポートRA及びB2は、閉じた状態のままである)。従って、ヒータコア(及び室内)を効率的に加熱することができる。ヒータの作動要求を受け取る時に、5ポート水制御弁の開閉状態は、以下の表2の通りである。
By the way, while the
表2によれば、ヒータの作動要求が存在する時に、冷却水の温度Tw及びエンジン20の負荷状態Elと無関係に、冷却水がヒータコア40に常に冷却水が供給される(HC:OPEN)。
According to Table 2, when there is a heater operation request, the coolant is always supplied to the
図7は、本発明に従う冷却水流動制御システムの他の概略構成例(第2の実施形態)を示す。図1の弁部50は、図2の5ポート水制御弁の代わりに、図7の第1水制御弁70(第1の弁)及び第2水制御弁80(第2の弁)で構成されてもよい。図7において、バイパス(ラジエータ回路のバイパス回路、第1のバイパス回路)回路内には、熱交換器30を有する熱交換器回路と、熱交換器30をバイパスする冷却水を循環させるバイパス回路(熱交換器回路のバイパス回路、第2のバイパス回路)とが、配置されている。
FIG. 7 shows another schematic configuration example (second embodiment) of the cooling water flow control system according to the present invention. The
図7の第1水制御弁70は、ラジエータ10から出て来る冷却水、及び、ヒータコア40から出て来る冷却水を取り込み可能であり、且つ、熱交換器30をバイパスする冷却水を吐き出し可能である。第2水制御弁80は、第1のバイパス回路を流れる冷却水、及び、熱交換器30をバイパスする冷却水の一部を取り込み可能であり、且つ、熱交換器30に流れ込む冷却水を吐き出し可能である。
The first
熱交換器30を有する熱交換器回路は、熱交換器30に流れ込む冷却水を第2のバイパス回路に戻すことができる。また、第2のバイパス回路は、第2のバイパス回路を流れる冷却水として、熱交換器30をバイパスする冷却水の残部をエンジン20に戻すことができる。
The heat exchanger circuit having the
エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、第1水制御弁70は、ラジエータ10から出て来る冷却水の取り込みを遮断するとともに、第2水制御弁80は、熱交換器30をバイパスする冷却水の吐き出しを遮断する。言い換えれば、第2水制御弁80は、冷却水を熱交換器30に供給可能であり、これにより、エンジン20を暖機する間に、潤滑油を効率的に加熱することができる。なお、第1の所定値は、エンジン20の暖機終了を意味し、第2の所定値は、エンジン20の中負荷状態又は高負荷状態(低負荷の終了)を意味する。
When the temperature of the cooling water on the outlet side of the
次に、エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジン20の負荷状態が第2の所定値以上である時に、第1水制御弁70は、ラジエータ10から出て来る冷却水の取り込みを維持するとともに、第2水制御弁80は、熱交換器30に流れ込む冷却水の吐き出しを維持する。第2水制御弁80は、第1水制御弁70及びポンプ36を介して、ラジエータ10から出て来る冷却水を熱交換器30に供給可能であり、これにより、潤滑油の温度が上昇する時に、潤滑油を効率的に冷却することができる。言い換えれば、熱交換器30に供給される冷却水は、ラジエータ10によって十分に冷却され、その冷却水が第2水制御弁80に取り込まれている。
Next, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the
図8は、図7の弁部50を構成する第1の弁の具体構成例(第1水制御弁70)の断面図を示す。なお、当業者は、弁部50の第1水制御弁70が、以下に説明される実施例によって不当に限定されないことを留意すべきである。図8に示すように、第1水制御弁70は、弁箱51と、弁体52と、弁蓋53と、ロータリーアクチュエータ54と、を有している。
FIG. 8 shows a cross-sectional view of a specific configuration example (first water control valve 70) of the first valve constituting the
図8の弁箱51は、ポートRA及びポートHCを有する。弁体52は、ポートRA及びポートHCに対応する第1穴65及び第2穴66を有するとともに、ポートENに連通する第3穴67を有している。弁蓋53は、ポートENを有する。弁体52の内部は弁内流路63となる。
8 has a port RA and a port HC. The
図9は、図8の9−9線断面図を示す。図9に示すように、弁箱51は、ポートRA及びポートHCを有し、弁体52は、ポートRA及びポートHCに対応する第1穴65及び第2穴66を有している。但し、図9では、ポートRA及びポートHCは、弁体52で塞がれている。
9 shows a sectional view taken along line 9-9 of FIG. As shown in FIG. 9, the
図10(a)〜図10(b)は、図8の第1水制御弁の作用説明図を示す。弁部50の第1水制御弁70(第1の弁)の作用を以下に説明する。図10(a)は図9に対応する図であって、図10(a)では、ポートRA及びポートHCが閉じられている。
10 (a) to 10 (b) are diagrams for explaining the operation of the first water control valve in FIG. The operation of the first water control valve 70 (first valve) of the
エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上である時に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、ロータリーアクチュエータ(図8、符号54)で弁体52を90[degree]回すことができる。すると、図10(b)に示すように、ポートRA及びポートHCから流入する冷却水は、弁内流路63を通って移動し、図8に示すポートENから流出する。
When the temperature of the cooling water on the outlet side of the
図11は、図7の弁部50を構成する第2の弁の具体構成例(第2水制御弁80)の断面図を示す。なお、当業者は、弁部50の第2水制御弁80が、以下に説明される実施例によって不当に限定されないことを留意すべきである。図11に示すように、第2水制御弁80は、弁箱51と、弁体52と、ロータリーアクチュエータ54と、を有している。
FIG. 11 shows a cross-sectional view of a specific configuration example (second water control valve 80) of the second valve constituting the
図11の弁箱51は、同軸上に配置されるポートB1及びポートB2と、ポートB1及びポートB2を通る軸に直交する軸上に配置されるポートHEとを有する。弁体52は、L字状の弁内流路63を有している。
The
図12(a)〜図12(c)は、図11の第2水制御弁の作用説明図を示す。弁部50の第2水制御弁80(第2の弁)の作用を以下に説明する。図12(a)では、ポートB1とポートHEとが開いており、ポートB2が閉じている。ポートB1から流入した冷却水は、弁内流路63を通って、ポートHEから流出する。
12 (a) to 12 (c) are diagrams for explaining the operation of the second water control valve in FIG. The operation of the second water control valve 80 (second valve) of the
エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジン20の負荷状態が第2の所定値未満である時に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、ロータリーアクチュエータ(図11、符号54)で弁体52を反時計方向に90[degree]回すことができる。すると、図12(b)に示すように、ポートB2とポートHEとが弁体52で閉じられ、弁内流路63も一端が弁箱51で閉じられ、結果、ポートB1、B2、HEの全てが閉じている。
When the temperature of the coolant on the outlet side of the
次に、エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値以上であり、且つエンジン20の負荷状態が第2の所定値以上である時に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、ロータリーアクチュエータ(図11、符号54)で弁体52を、さらに反時計方向に90[degree]回すことができる。すると、図12(c)に示すように、ポートB2とポートHEとが開いて、ポートB1が閉じる。ポートB2から流入した冷却水は、弁内流路63を通って、ポートHEから流出する。潤滑油の温度が上昇する時に、潤滑油を効率的に冷却することができる。言い換えれば、熱交換器30に供給される冷却水は、ラジエータ10によって十分に冷却され、その冷却水が第1水制御弁70を介して第2水制御弁80に取り込まれている。上述の第1水制御弁70及び第2水制御弁80の開閉状態は、以下の表3の通りである。
Next, when the temperature of the cooling water on the outlet side of the
表3によれば、エンジン20の出口側の冷却水の温度Twが第1の所定値V1未満である時に、エンジン20を通過した冷却水の全量を他のデバイス(ラジエータ10及びヒータコア40)に通すことなく(RA:CLOSE,HC:CLOSE,B2:CLOSE)、熱交換器30に供給することができる(B1:OPEN,HE:OPEN,EN:OPEN)。温度Twが第1の所定値V1以上であり、且つエンジン20の負荷状態Elが低負荷である時に、熱交換器30に冷却水が供給されず(HE:CLOSE)、熱交換器30において冷却水と潤滑油の熱交換は、中止されている。温度Twが第1の所定値V1以上であり、且つエンジン20の負荷状態Elが中負荷以上である時に、ラジエータ10を通過した冷却水が熱交換器30に冷却水が供給される(RA:OPEN,HE:OPEN,EN:OPEN)。
According to Table 3, when the temperature Tw of the cooling water on the outlet side of the
ところで、エンジン20を暖機する間に、図1のECU(冷却水流動制御装置60)は、ヒータの作動要求を受け取ってもよい。エンジン20の出口側の冷却水の温度が第1の所定値未満であり、且つヒータの作動要求が存在する時に、弁体52の回転角度(第1水制御弁70の制御量)は、例えば20[degree]である。これにより、図10(a)の閉じたポートHCは、開くことになる(ポートRAは、閉じた状態のままである)。従って、ヒータコア(及び室内)を効率的に加熱することができる。ヒータの作動要求を受け取る時に、第1水制御弁70及び第2水制御弁80の開閉状態は、以下の表4の通りである。
By the way, while the
表4によれば、ヒータの作動要求が存在する時に、冷却水の温度Tw及びエンジン20の負荷状態Elと無関係に、冷却水がヒータコア40に常に冷却水が供給される(HC:OPEN)。
According to Table 4, when there is a heater operation request, the coolant is always supplied to the
第1の実施形態は、図1の弁部50として図2の5ポート水制御弁を採用し、第2の実施形態は、図7の弁部50として図8及び図11の第1水制御弁及び第2水制御弁を採用している。弁部50は、これらの例示的な実施例に限定されず、弁部50の一部(ポートRA部分、ポートB1部分、ポートB2部分及び/又はポートHC部分に相当する機構)は、例えばサーモスタットである感温式の弁又はデバイスで構成されてもよく、言い換えれば、図2の5ポート水制御弁は、電動式の弁又はデバイスと感温式の弁又はデバイスとの組み合わせであってもよい。また、電動式の弁又はデバイスである図2の5ポート水制御弁は、複数のアクチュエータを含んでもよく、言い換えれば、5ポート水制御弁は、複数の電動式の弁又はデバイスの組み合わせであってもよい。同様に、図8及び図11の第1水制御弁及び第2水制御弁は、一体化されてもよく、又は、電動式の弁又はデバイスと感温式の弁又はデバイスとの組み合わせであってもよい。
The first embodiment employs the 5-port water control valve of FIG. 2 as the
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。 The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and those skilled in the art will be able to easily modify the above-described exemplary embodiments to the extent included in the claims. .
10・・・ラジエータ、20・・・エンジン、24・・・検出部、30・・・熱交換器、36・・・ポンプ、40・・・ヒータコア、50・・・弁部、60・・・冷却水流動制御装置、70・・・第1水制御弁(第1の弁)、80・・・第2水制御弁(第2の弁)。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ラジエータをバイパスして第1のバイパス回路を流れる冷却水として、前記エンジンから出て来る前記冷却水の他の一部を、前記弁部を介して前記エンジンに戻す前記第1のバイパス回路と、
ヒータコアを有するヒータコア回路であって、前記エンジンから出て来る前記冷却水の更なる他の一部を前記ヒータコアに入れて、前記ヒータコアから出て来る冷却水を前記弁部を介して前記エンジンに戻す前記ヒータコア回路と、
前記ラジエータから出て来る前記冷却水、前記第1のバイパス回路を流れる前記冷却水、及び、前記ヒータコアから出て来る前記冷却水を取り込み可能であり、且つ、前記エンジンの潤滑油の温度を調整可能な熱交換器に流れ込む冷却水、及び、前記熱交換器をバイパスする冷却水を吐き出し可能である前記弁部と、
を備え、
前記エンジンの出口側の前記冷却水の温度が第1の所定値未満である時に、前記弁部は、前記ラジエータから出て来る前記冷却水の取り込みを遮断し、且つ前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の吐き出しを遮断し、
前記温度が前記第1の所定値以上であり、且つ前記エンジンの負荷状態が第2の所定値以上である時に、前記弁部は、前記ラジエータから出て来る前記冷却水の取り込みを維持し、且つ前記熱交換器に流れ込む前記冷却水の吐き出しを維持し、
前記弁部は、
前記ラジエータから出て来る前記冷却水、及び、前記ヒータコアから出て来る前記冷却水を取り込み可能であり、且つ、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水を吐き出し可能である第1の弁と、
前記第1のバイパス回路を流れる前記冷却水、及び、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の一部を取り込み可能であり、且つ、前記熱交換器に流れ込む前記冷却水を吐き出し可能である第2の弁と、
を含み、
前記熱交換器を有する熱交換器回路であって、前記第2の弁から前記熱交換器に流れ込む前記冷却水を第2のバイパス回路に戻す前記熱交換器回路と、
前記第2のバイパス回路を流れる冷却水として、前記熱交換器をバイパスする前記冷却水の他の一部を前記エンジンに戻す前記第2のバイパス回路と、
を更に備えることを特徴とする冷却水流動制御システム。 A radiator circuit having a radiator, wherein a part of cooling water coming out of an engine is put into the radiator, and the cooling water coming out of the radiator is returned to the engine through a valve portion; and
A first bypass circuit that returns the other part of the cooling water coming out of the engine to the engine via the valve portion as cooling water that bypasses the radiator and flows through the first bypass circuit; ,
A heater core circuit having a heater core, wherein another part of the cooling water coming out of the engine is put into the heater core, and the cooling water coming out of the heater core is passed to the engine through the valve portion. Returning the heater core circuit; and
The cooling water coming out of the radiator, the cooling water flowing through the first bypass circuit, and the cooling water coming out of the heater core can be taken in, and the temperature of the lubricating oil of the engine is adjusted Cooling water flowing into a possible heat exchanger, and the valve part capable of discharging cooling water bypassing the heat exchanger;
With
When the temperature of the cooling water on the outlet side of the engine is less than a first predetermined value, the valve section cuts off the intake of the cooling water coming out of the radiator and bypasses the heat exchanger. Shut off the cooling water discharge,
When the temperature is equal to or higher than the first predetermined value and the load state of the engine is equal to or higher than a second predetermined value, the valve unit maintains the intake of the cooling water coming out of the radiator, And maintaining the discharge of the cooling water flowing into the heat exchanger,
The valve portion is
A first valve capable of taking in the cooling water coming out of the radiator and the cooling water coming out of the heater core and discharging the cooling water bypassing the heat exchanger;
The cooling water flowing through the first bypass circuit and a part of the cooling water bypassing the heat exchanger can be taken in, and the cooling water flowing into the heat exchanger can be discharged. Two valves,
Including
A heat exchanger circuit having the heat exchanger, the heat exchanger circuit returning the cooling water flowing from the second valve to the heat exchanger to a second bypass circuit;
As the cooling water flowing through the second bypass circuit, the second bypass circuit that returns another part of the cooling water that bypasses the heat exchanger to the engine;
Furthermore cooling water flow control system comprising: a.
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