JPH03138414A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの冷却装置、特に、冷却水温度の制御
に関する。

（従来技術） エンジンのウォータジャケットとラジェータの入口とを
つなぐ冷却水通路に比較的高温で開く高温用サーモスタ
ット弁と比較的低温で開く低温用サーモスタット弁とを
設けるとともに、上記低温用ザーモスタツト弁と直列に
設（Ｉられて高温用ザーモスタット弁を迂回する通路を
開閉する開閉弁を設け、この開閉弁をエンジンの低負荷
時には閉じ高負荷時には開くことによって、高負荷時に
おｔＪる冷却性を確保しつつ低負荷時において冷却水温
度を高く保って燃費およびエミッション性能を向上させ
るようにしたものは従来から知られている。例えば、特
公昭５４−９６６５号公報記載のものでは、低温用サー
モスタット弁の下流に高温用サーモスタット弁を配置す
るとともに、低温用サーモスタット弁の下流と高温用ザ
ーモスタット弁の下流を連通ずるバイパス通路を設け、
該バイパス通路に低負荷時には閉じ高負荷時には開く開
閉弁を設けている。また、その他、エンジンのウォータ
ジャケットとラジェータの入口とをつなぐ第１通路の途
中に２本の並列通路を形成し、この並列通路の一方に高
温用サーモスタット弁を、他方に低温用サーモスタット
弁を配設するとともに、低温用サーモスタット弁側通路
の下流にエンジンの低負荷領域で閉じる開閉弁を設置′
）るようにしたものも提案されている。

しかしながら、このような従来の低負荷特高水温制御を
行う冷却装置を実際にエンジンに採用するについては、
なお、解決しなければならない問題がいくつかある。そ
の一つは、外気温が低い時に高水温制御によって水温の
ハンチングが大きくなり、それによりヒーターの吹き出
し温が影響を受けてユーザーに不快感を与えてしまうと
いう問題である。また、もう一つは、アイドリング時に
高水温制御が行われることによって、アイドル運転から
高負荷運転に移行する際にオーバーヒートが生じやすい
という問題である。さらに、流体継手式のサーモモジュ
レートファンを設けたエンジンにおいては、アイドリン
グ時に高水温制御が行われるとエンジンルーム内の温度
が一層高くなる一 ために、サーモモジュレーションファンの回転頻度が高
くなって、燃費のロスが大きくなり、また、騒音が大き
くなるという問題も生ずる。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、高
水温制御を行うことによって低外気温時にヒータ吹き出
し温か変化したり、アイドリングから高負荷時へ移行す
る際にオーバーヒートを生じたりするのを防止すること
のできるエンジンの冷却装置を得ることを目的とする。

（発明の構成） 低外気温時のヒーター吹き出し温の変化を低減するため
には、エンジンの冷却装置を第１図（ａ）に示すように
、エンジンの冷却水通路を高温側の第１設定温度以上で
開く高温用ザーモスタット弁と、前記冷却水通路を上記
第１設定温度より低い低温側の第２設定温度以上で開く
低温用サーモスタット弁と、該低温用サーモスタット弁
と直列に設けられて前記高温用サーモスタット弁を迂回
する通路を開閉する開閉弁とを備えたエンジンの冷却装
置において、エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、該運転状態検出手段の出力を受け、所定の高
水温制御領域で前記開閉弁に閉弁信号を出力する制御手
段と、外気温を検出する外気温検出手段と、該外気温検
出手段の出力を受け、外気温が所定値以下のとき前記制
御手段による高水温制御を停止させる制御停止手段を設
けたものとする。

また、アイドリングから高負荷時への移行に際してのオ
ーバーヒート等を防止するためには、エンジンの冷却装
置を第１図（ｂ）に示すように、エンジンの冷却水通路
を高温側の第１設定温度以上で開く高温用サーモスタッ
ト弁と、前記冷却水通路を上記第１設定温度より低い低
温側の第２設定温度以上で開く低温用サーモスタット弁
と、該低温用サーモスタット弁と直列に設置ノられて前
記高温用サーモスタット弁を迂回する通路を開閉する開
閉弁とを備えたエンジンの冷却装置において、エンジン
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態
検出手段の出力を受け、所定の高水温制御領域で前記開
閉弁に閉弁信号を出力する制御手段と、エンジンのアイ
ドリング状態を検出するアイドリング検出手段と、該ア
イドリング検出手段の検出信号を受け、アイドリング時
には所定時間で前記制御手段による高水温制御を停止さ
せる制御停止手段を設けたものとする。

（作用） 高負荷時等の非高水温制御領域においては、開閉弁が開
制御されて、高温用サーモスタット弁を迂回する通路が
開かれ、このとき、エンジンの冷却水温は低温用サーモ
スタット弁の設定値である低温側の第２設定温度に制御
される。

そして、低負荷時等の所定の高水温制御領域においては
、開閉弁が閉制御されて、高温用サーモスタット弁を迂
回する通路が閉じられ、このときは、高温サーモスタッ
ト側の第１設定温度による高水温制御が行われる。

ただし、外気温が所定値以下のときは、制御停止手段に
よって高水温制御が停止される。

また、アイドリング時には所定時１間経つと高水温制御
が停止される。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例の全体システム図である。こ
の実施例は、２０−夕のロークリピストンエンジンに本
発明を適用したものであって、エンジン本体１の外周に
はウォータジャケット２が設けられ、ウォータジャケッ
ト２の出口３は第１の通路４によってラジェータ５の入
口６に接続されている。また、ラジェータ５の出ロアは
第２の通路８によってウォータジャケット２の入口９に
接続され、この第２の通路の途中にはウォータポンプ１
０が配設されている。

上記第１の通路４の途中には２本の並列通路１１．１２
が形成され、その一方の通路ｉｔには高温用サーモスタ
ット弁Ｉ３が、他方の通路１２には低温用サーモスタッ
ト弁１４がそれぞれ配設されている。また、第１の通路
４と第２の通路８との間には上記並列通路１１．１２の
上流側とウォータポンプｌＯの上流側とを結んで、ラジ
ェータ− ５をバイパスするバイパス通路１５が設けられている。

このバイパス通路１５は、上記第１の通路４との接続端
側か小径バイパス通路１５ａと大径バイパス通路１５ｂ
とに二股に分岐され、小径バイパス通路１５ａは一方の
並列通路１１の高温用サーモスタット弁１３に対向して
その開閉方向に沿って同軸状に接続され、大径バイパス
通路Ｉ５ｂは他方の並列通路１２の低温用サーモスタッ
ト弁１４に対向してその開閉方向に沿って同軸状に接続
されている。

これらサーモスタット弁１３．１４は、ワックスペレッ
ト式であって、上下に弁１３ａ、ｔａｂ；１４ａ、１４
ｂを有し、それぞれの設定温度以上で上側の弁１３ａ、
１４ａを開き下側の弁１３ｂ、１４ｂを閉じるよう構成
されている。

また、低温用サーモスタット弁１４側の並列通路１２に
は、サーモスタット弁１４の下流側にダイヤフラム式の
アクチュエータ１６によって作動される開閉弁１７が配
設されている。アクチュエータ１６の負圧室１８は通路
１９によって吸気マ− 二ホールド２０に連通され、その通路１９の途中には三
方ソレノイド弁２１およびチエツク弁２２が配設されて
いる。

ラジェータ５の背面側には電動ファン２３が配設され、
また、その後方にはエンジンによって駆動される流体継
手式のサーモモジュレートファン２４が配設されている
。また、ウォータジャケット２は一方で車室暖房用のヒ
ータ２５に接続され、このヒータ２５の出口は通路２６
を介してラジェータ５の出ロア下流に接続されている。

上記第１の通路４には、並列通路１１．１２の上流位置
に水温センサ２７が設けられ、並列通路１１．１２下流
位置には、設定温度９７°Ｃでオン・オフする水温スイ
ッチ２８が設けられている。

上記構成において、三方ソレノイド弁２１の通電制御お
よび電動ファン２３のオン・オフ制御はコントロールユ
ニット２９によって行われる。すなわち、このコントロ
ールユニット２９には、上記水温センサ２７からの水温
信号、水温スイッチ２８からの水温スイッチ信号が入力
され、さらに、負荷信号としての燃料噴射パルスのパル
ス巾信号。

エンジン回転数信号、外気温信号等が入力される。

この実施例の場合、上記高温用サーモスタット弁１３は
、設定温度９７°Ｃ以」二で上側の弁１３ａが開き下側
の弁１３ｂが閉じるよう設定されている。また、低温用
サーモスタット弁１４は、設定温度８２°Ｃ以上で上側
の弁１４ａが開き下側の弁１４１）が閉じるよう設定さ
れている。したがって、水温が８２°Ｃに達しない冷間
時においては、高温用サーモスタット弁１３．低温用サ
ーモスタット弁１４とも、上側の弁１３ａ、１４ａが閉
じて下側の弁１３ｂ、１４ｂが開く。このとき、ウォー
タジャケット２から出た冷却水は両バイパス通路１５ａ
、１５ｂを通ってウォータジャケット２に戻される。

また、水温が９７°Ｃ以上では、高温用および低温用の
両ザーモスタット弁１３．１４は、ともに上側の弁１３
ａ、１４ａが開き下側の弁１３ｂ。

１４ｂが閉じる。

水温が８２°Ｃ〜９７°Ｃの領域では、高温用サーモス
タット弁１３は上側の弁１３ａが閉じて下側の弁１３ｂ
が開き、低温用ザーモスタット弁Ｉ４は上側の弁１４ａ
が開いて下側の弁１４ｂが閉じる。

また、開閉弁１７は、三方ソレノイド弁２１の制御によ
って開閉制御される。すなわち、水温が１０８°Ｃを越
えるような高温時、外気温が１５゜Ｃに達しない低外気
温時、エンジン回転数が２５０　Ｏｒｐｍを越える高速
時、噴射パルス中が５．１５ｍｍ５ｅｃを越える高負荷
時等においては開閉弁１７は開かれ、それ以外の領域で
は閉じられる。したがって、水温が適温で、低負荷で運
転されているときには、外気温がＩ５°Ｃ以上であれば
、通常は開閉弁１７が閉じられて、高温側設定による水
温制御が行われる。しかし、外気温が１５°Ｃに達しな
いような低外気温時には、開閉弁１７は開かれて高水温
制御が停止される。

つぎに、第３図に示すフローチャートによってこの実施
例の制御を説明する。

スタートし、まず、外気温ＭＩＮＡＴを設定すｉ− る。つぎに、水温スイッチ信号Ｗ、ＳＷ、水温ＷＴ、外
気温ＡＴ、エンジン回転数Ｎ、噴射パルス巾ＰＳを読み
込む。

そして、ＭＩＮＡＴ＞ＡＴかどうかを判定し、イエスで
あればＭＩＮＡＴをＡＴの値とし、ノーであれば、その
ままっぎのステップに進む。

つぎに、ＷＴ＞　１０８”Ｃ，ＭＩ　ＮＡＴ＜　１５”
Ｃ，Ｎ＞２５０　Ｏｒｐｍ、　　ＰＳ＞５．１５ｍｍ５
ｅｃのいずれかの条件に該当する領域であるかどうかを
判定し、イエスであれば開閉弁ＳＱＬを開く。また、ノ
ーであれば開閉弁ＳＱＬを閉じる。

つぎに、電動ファンの作動を制御するステップに行く。

ここでは、まず、開閉弁ＳＱＬが閉、あるいは水温スイ
ッチ信号Ｗ、ＳＷがＯＦＦであるかどうかを見る。そし
て、ＳｏＬが開でＷ、ＳＷがＯＮの時のみ、すなわち、
水温が９７°Ｃ以上で、かつ、高水温制御が停止されて
いるときのみ電動ファンを回す。

また、本発明は、上記実施例と同じ構造の装置を用いて
つぎのような制御を行うようにすること２ もてきる。

すなわち、上記実施例の制御に加えて、アイドリング時
に所定時間で高水温制御を停止する制御を行うようにし
た実施例を第４図および第５図のフローチャートによっ
て説明する。

まず、第４図のフローチャートはこの実施例の制御のメ
インルーチンであり、第５図は１００ｍ５毎に行う割り
込みルーチンを示している。

第４図のルーチンは、基本的には先の実施例のフローチ
ャートと同じである。したがって、重複する部分につい
は説明を省略する。

このルーチンでは、スタートすると、まず、前回のアイ
ドルフラグＦＩＤＬ■を見て、Ｆ’ＩＤＬ■−１かどう
か、つまり前回がアイドリングであったかどうかを判定
する。また、今回のアイドリングフラグＦ’ＩＤＬ■を
読み込む。

そして、Ｆ　Ｉ　Ｄ　Ｌ■−０すなわち前回アイドリン
グでないかどうか、ＦＩＤＬ■−１ずなわち今回アイド
リングであるかどうかの判定の組み合わせによって、ア
イドリング中かどうかの判定を行い、アイドリングに入
ったばかりということであれば、カウンタ値ＣＩＤＬを
１００に設定する。

また、アイドリング中でないときはＣＩＤＬをゼロとす
る。

そして、アイドリング中あるいはアイドリングに入った
というときはフラグＦＩＤＬ■をｌとし、アイドリング
でないというときはＦＩＤＬ■をゼロとする。そして、
前回のアイドルフラグ■を更新する。

また、第５図の割り込みルーチンでは、メインルーチン
で設定したＦＩＤＬ■を見て、ＦＩＤＬ■−１であれば
カウンタ値ＣＩＤＬを１ずつカウントダウンする。そし
て、ＣＩＤＬ≦０になったかどうかを見て、ＣＩＤＬ≦
０になったら、すなわち、アイドリングが所定時間続い
たら、開閉弁ＳＱＬを開いて高水温制御を停止する。

なお、このルーチンによる開閉弁の開制御はメインルー
チンによる開閉弁の制御とは別系統の信号で行われ、ア
イドリング中はこれが優先する。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、低負荷時に
高水温制御を行うエンジンの冷却装置において、低外気
温時に高水温制御を行うことによる水温のサージングを
防いでヒーター吹き出し温の変化を低減することができ
る。

また、アイドリングから高負荷に移行する際のオーバー
ヒートを防止することができ、サーモモジュレートファ
ンを備えたエンジンにおいてはアイドリング時のファン
の回転頻度を抑えて騒音および燃費ロスを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は本発明の全体構成図
、第２図は本発明の一実施例の全体システム図、第３図
は同実施例の制御を実行するフローチャート、第４図お
よび第５図は本発明の他の実施例に係るフローチャート
である。 １：エンジン本体、４：第１の通路、５：ウォータジャ
ケット、８：第２の通路、１３：高温用サーモスタット
弁、１４：低温用サーモスタット弁、■、６：アクチュ
エータ、１７：、開閉弁、２１５ ：三方ソレノイド弁、２５：ヒーター ントロールユニット。 ２９：コ １６−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの冷却水通路を高温側の第１設定温度以
   上で開く高温用サーモスタット弁と、前記冷却水通路を
   上記第１設定温度より低い低温側の第２設定温度以上で
   開く低温用サーモスタット弁と、該低温用サーモスタッ
   ト弁と直列に設けられて前記高温用サーモスタット弁を
   迂回する通路を開閉する開閉弁とを備えたエンジンの冷
   却装置において、エンジンの運転状態を検出する運転状
   態検出手段と、該運転状態検出手段の出力を受け、所定
   の高水温制御領域で前記開閉弁に閉弁信号を出力する制
   御手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、該外気
   温検出手段の出力を受け、外気温が所定値以下のとき前
   記制御手段による高水温制御を停止させる制御停止手段
   を設けたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. （２）エンジンの冷却水通路を高温側の第１設定温度以
   上で開く高温用サーモスタット弁と、前記冷却水通路を
   上記第１設定温度より低い低温側の第２設定温度以上で
   開く低温用サーモスタット弁と、該低温用サーモスタッ
   ト弁と直列に設けられて前記高温用サーモスタット弁を
   迂回する通路を開閉する開閉弁とを備えたエンジンの冷
   却装置において、エンジンの運転状態を検出する運転状
   態検出手段と、該運転状態検出手段の出力を受け、所定
   の高水温制御領域で前記開閉弁に閉弁信号を出力する制
   御手段と、エンジンのアイドリング状態を検出するアイ
   ドリング検出手段と、該アイドリング検出手段の検出信
   号を受け、アイドリング時には所定時間で前記制御手段
   による高水温制御を停止させる制御停止手段を設けたこ
   とを特徴とするエンジンの冷却装置。