JPH03264724A - 内燃機関の冷却装置 - 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］ 本発明は自動車用エンジン等の内燃機関を循環冷却水に
より冷却する冷却Ｈ置に関するものである。

［従来の技術］ 特開昭６３−１９０５２０号公報は、エンジン２とラジ
ェータ１とを結ぶ冷却水循環経路中に直列接続されたエ
ンジン駆動のメインポンプ３及び電動のサブポンプ５を
備え、更に、サブポンプ５をバイパスする逆止弁５ａ付
きのサブポンプバイパス路５Ｃを備える内燃機関の冷却
装置を開示する（第８図参照）。

また、特開昭６３−２６８９１２号公報は、エンジン２
とラジェータ１とを結ぶ冷却水循環経路中に単一の電動
ポンプ５を備え、更に、エンジン２をバイパスするエン
ジンバイパス路１３と、エンジン向は流量とエンジンバ
イパス路向は流量の比率を調整する調節弁４０とを備え
る内燃ＩＮ関の冷却装置を開示している（第１０図参照
）。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のメインポンプ３及びザブポンプ５を直列駆動する
従来技術（以下、直列ポンプ方式という）は、サブポン
プ５を必要時に駆動してラジェータ放熱能力の向上を図
るものであるが、第９図に示すその流量特性かられかる
ように、エンジン回転数Ｎｅの低速回転域ではザブポン
プ５の直列運転による流量Ｖ「の増加効果は大きいもの
の、その中高速回転域ではサブポンプ５の動力消費の割
に流量増加効果が小さいという問題がある。

その理由は、中高速回転域でのメインポンプ３の揚程及
び流量増加が大きり（′ｒｊなわち経路内の流速が大き
り）、そのために定速回転する電動のサブポンプ５がほ
とんど冷却水を加勢し得す、場合によっては定速回転す
るサブポンプ５自体がメインンプ３の抵抗と化してしま
うためである。

したがって、上記直列ポンプ方式では、例えば登板時の
ようにエンジン回転数が中程度であり、エンジン発熱量
がある程度大きく、しかも車速か低くてラジェータ風量
が少ないといった場合には、ラジェータ放熱能力の向上
が充分でなく冷却水温が上昇するという欠点を有してい
る。もちろん、サブポンプ５の容量を増加すればよいか
、浦賀動力及びサブポンプ５が占有するスペースの増加
が新たな重大欠点となる。

一方、エンジンバイパス路１３により必要に応じてエン
ジン２をバイパスして冷却水流量を増加させる従来技術
（以下、エンジンバイパス方式という）は、第１１図に
示すその流量特性かられかるように、エンジン回転数Ｎ
ｅの高速回転域で番は流量増加効果は大きいものの、そ
の中低速回転域では流量増加効果が小さいという問題が
ある。

すなわち、ポンプ５から見た全流体抵抗はエンジンバイ
パス開により軽減され、そのために流量ｖｒが増加する
が、第１２図に示すように、この流量増加効果はエンジ
ン回転数の中低速回転域においてそれほど大きくない。

したがって、上記エンジンバイパス方式では、例えば登
板時のようにエンジン回転数か中程度であり、エンジン
発熱量がある程度大きく、しかも車速が低くてラジェー
タ風量が少ないといった場合には、ラジェータ放熱能力
の向上が充分でなく冷却水温が上昇するという欠点を有
している。もちろん、エンジンバイパス流量を増り口す
ることもできるが、余りのエンジンバイパス流量の増加
は逆にエンジン冷却に支障をきたすので一定の限界があ
る。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、メイン
ポンプの基本？Ｘ量に対してエンジンの全回転域で流量
増加を可能とし、特に、上記各従来技術では共に困難で
あった中速回転域での流量増加を可能とするとともに、
省動力、低コスト、搭載性に優れた内燃機関の冷却装置
を提供１−ることを、その目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関の冷却装置は、エンジンとラジェータ
とを結ぶ冷却水循環経路中に直列接続されたエンジン駆
動のメインポンプ及び電動のザブポンプと、低水ＷＲＣ
ご前記メインポンプに対して前記ラジェータをバイパス
オーるラジェータバイパス路と、前記サブポンプをバイ
パス【−るサブポンプバイパス弁付きのサブポンプバイ
パス路と、前記エンジンの冷却水出入口をバイパスする
エンジンバイパス弁付きのエンジンバイパス路とを備え
ることを特徴としている。

本発明の内燃機関の冷却装置は、その好適な実施態様に
おいて、冷却水温度を含む車両運転条件を検出する車両
運転条件検出手段と、所定の車両運転条件に基づいて前
記サブポンプバイパス弁の遮断、サブポンプの運転、エ
ンジンバイパス弁の導通を指令する冷却水流量制御手段
とを備えることができる。

［作用］ 本発明の装置では、メインポンプ及びサブポンプを直列
駆動するとともに、エンジンバイパス路により必要に応
じてエンジンをバイパスして冷却水を循環させる。

したがって、流量増加効果が高速回転域で特に小さく中
速回転域である程度量さい直列ポンプ方式のエンジン回
転数−流量特性と、流量増加効果が低速回転域で特に小
さく中速回転域である程度小さいエンジンバイパス方式
のエンジン回転数−流量特性とが、互いに補完し合う。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の内燃ｉ関の冷却装置は、
必要時に、サブ、メイン両ウォーターポンプを直列接続
するとともにエンジンをバイパスする構成を採用してい
るので、したがって、流量増加効果が高速回転域で特に
小さく中速回転域である程度小さい直列ポンプ方式のエ
ンジン回転数−流量特性と、流量増加効果が低速回転域
で特に小さく中速回転域である程度小さいエンジンバイ
パス方式のエンジン回転数−流量特性とが互いに補完し
合って、以下の効果を奏することができる。

（ａ）メインポンプの基本流量に対してエンジンの全回
転域で流量増加が可能となる。

（ｂ）中速回転域での顕著な流量増加が可能となり、こ
の回転域で運転されることが多い登板時にお【プる冷却
能力が改善される。

（Ｃ）これらサブポンプのモータ駆動は必要に応じて停
止可能であり、ざらにサブポンプバイパス路及びエンジ
ンバイパス路は必要に応じて導通／遮断可能であるので
、必要冷却能力が小さくてもよい場合にはこれらの作用
により消費動力を減少することができる。

（ｄ）大型のサブポンプを必要とせずコスト及び搭載性
に優れる。

［実施例］ 本発明の内燃機関の冷却装置の一実施例を第１図に示す
。

ラジェータ１の出口は冷却水循環経路１０によりサーモ
スタット弁４及びメインポンプ３を順次介してエンジン
２の冷却水入口に接続されている。

エンジン２の冷却水出口はモータ５ａ駆勅のサブポンプ
５を介してラジェータ１の入口に接続されている。サー
モスタット弁４の他方の分岐入口はラジェータバイパス
路１１によりサブポンプ５の入口側に連通している。サ
ブポンプ５の出入口はサブポンプバイパス弁５ｂ付きの
サブポンプバイパス路５Ｃによりバイパスされ、エンジ
ン２の冷却水出入口はエンジンバイパス弁８付きのエン
ジンバイパス路１３によりバイパスされている。エンジ
ン２内で冷却水温を計測する冷却水温センサ６の信号は
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ＞７に伝送され
、同時に車速ヤエンジン回転数Ｎｅが図示しないセンサ
で検出されてＥＣＵ７に伝送される。ＥＣＬ１７はモー
タ５ａと、ソレノイドバルブであるサブポンプバイパス
弁５ｂ及びエンジンバイパス弁８の駆動を制御する。

この内燃機関の冷却装置の動作を以下に説明する。

まず低水温時には、サーモスタット弁４がラジェータバ
イパス路１１を開放し、冷却水はラジェータ１をバイパ
スする。

冷却水温が上昇して所定温度以上に上昇すると、サーモ
スタット弁４がラジェータバイパス路１１を閉じ、冷却
水循環経路１０を開放して冷却水がラジェータ１に送ら
れ、高温の冷却水はラジェータ１で車速風及びファン風
により冷却される。この時、まだサブポンプ５は未運転
状態であり、サブポンプバイパス弁５ｂは開放され、エ
ンジンバイパス弁８は遮断されている。

次に、冷却水温が更に上昇し更なる冷却能力加増を要す
る場合を、エンジン冷却上で最も苛酷な登板時を例とし
、第４図のフローチャートを参照して説明する。

まず、冷却水温１’−ｈが所定のしきい値水ｍＴｈ１以
上かどうかを調べ（Ｓ１０）、Ｌきい饋水温Ｔｈ１以上
であれば、エンジン回転数Ｎｅか低速側しきい値開転数
Ｎｅ１と高速側しきい値開転数Ｎｅ２の範囲内にあるか
どうかを調べ（Ｓ１２）、上記範囲内にあれば、車速か
所定のしきい値車速ＶＳ１以下かどうかを調べ（Ｓ１４
）、Ｌ、きい値車速ＶＳ１以下かであれば、登板中とし
てＳ２０に進む。

３２０では、サブポンプ５を運転し、サブポンプバイパ
ス弁５ｂを閉じ、エンジンバイパス弁８を開いて、冷却
水流量を増加させる。

一方、５１２．１４で判断がＮｏであれば、冷却水温Ｔ
ｈがしきい値水温Ｔｈ１より高い高温エマ−ジエンシー
側しきい値水温Ｔｈ２を超えるかどうかを調べ（Ｓ１６
）、超えればＳ２０に進んで冷却水流量を増加させ、超
えていなければ、Ｓ２０と逆動作を行って（Ｓ２２）、
メインルーチンにリターンする。

したがって、このサブルーチンでは、登板時及び冷却水
温Ｔｈが異常に昇温した場合に、冷却水流量を増加させ
ている。

第３図に示すエンジン回転数Ｎｅ−流１１特性線図に、
ステップ２０による流量増加効果を示す。

Ｌｌはメインポンプ３をオン、サブポンプ５オフ、サブ
ポンプバイパス弁５ｂ開、エンジンバイパス弁８閉の場
合の流量特性を示す。

Ｌ２はメインポンプ３をオン、サブポンプ５オフ、サブ
ポンプバイパス弁５ｂ開、エンジンバイパス弁８開の場
合の流量特性を示す。

Ｌ３はメインポンプ３をオン、サブポンプ５オン、サブ
ポンプバイパス弁５ｂ閉、エンジンバイパス弁８閉の場
合の流影特性を示す。

［４はメインポンプ３をオン、サブポンプ５オン、サブ
ポンプバイパス弁５ｂ閉、エンジンバイパス弁８開の場
合の流量特性を示１−０したがって、この線図上で太い
一点鎖線で示されたこの実施例の制御による流量Ｌ５は
、登板中において、すなわち、エンジン回転数Ｎｅの中
速域（Ｎｅ１〜Ｎｅ２＞全域において、メインポンプ３
からほぼ一定レベルだけ流量増加を果たすことが可能と
なる。

その他、サーモスタット弁４とサブポンプ５とは第５〜
７図の組合せも可能である。

また、この実施例の内燃Ｉｌ＠の冷却装置は、上記ｉ１
Ｊ御ルーチンの他、各柵制御動作が可能であり、例えば
、サブポンプ５とエンジンバイパス弁８とは互いに独立
して駆動することも可能である。例えば、第２図の太い
２点鎖線Ｌ６で示すように、アイドル回転時又は低速回
転時に、ステップ２０の流量増加動作を実［ることもて
きる。

なお、上述のサブポンプバイパス弁５ｂ及びエンジンバ
イパス弁８は三方弁にて椙成司能であり、その他、サブ
ポンプバイパス弁５ｂを逆止弁とすることも可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の冷却装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図及び第３図はエンジン回転数Ｎｅ−
流量Ｖ「関係を示す特性線図、第４図は登板時の流量増
加を行う制御ルーチンを示すフローチャート、第５図、
第６図、第７図はそれぞれサブポンプ５とサーモスタッ
ト弁４との配置例を示すブロック図、第８図は従来のポ
ンプ直列方式の冷却装置を示すブロック図、第９図は第
８図のＢ置のエンジン回転数Ｎｅ−流量ｖｒ量関係示す
特性線図、第１０図は従来のエンジンバイパス方式の冷
却装置のブロック図、第１１図は第１０図のポンプ５の
エンジン回転数Ｎｅ−流量Ｖ「関係を示す特性線図、第
１２図は第１０図のポンプ５の流影−揚程関係を示１特
性線図である。 １・・・ラジェータ ２・・・エンジン １０・・・冷却水循環経路 ３・・・メインポンプ ５−・・サブポンプ １１・・・ラジェータバイパス路 ５ｂ・・・ザブポンプバイパス弁 ５Ｃ・・・サブポンプバイパス路 ５ａ・・・モータ ８・・・エンジンバイパス弁 １３・・・エンジンバイパス路 ６−・・冷却水温センサ （車両運転条件検出手段） ７・・−エンジンコントロールユニット（冷却水流量制
御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンとラジエータとを結ぶ冷却水循環経路中
   に直列接続されたエンジン駆動のメインポンプ及び電動
   のサブポンプと、 低水温時に前記メインポンプに対して前記ラジエータを
   バイパスするラジエータバイパス路と、前記サブポンプ
   をバイパスするサブポンプバイパス弁付きのサブポンプ
   バイパス路と、 前記エンジンの冷却水出入口をバイパスするエンジンバ
   イパス弁付きのエンジンバイパス路と、を備えることを
   特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. （２）冷却水温度を含む車両運転条件を検出する車両運
   転条件検出手段と、 所定の車両運転条件に基づいて、前記サブポンプバイパ
   ス弁の遮断、サブポンプの運転、エンジンバイパス弁の
   導通を指令する冷却水流量制御手段と、 を備える請求項１記載の内燃機関の冷却装置。