JPH051541A

JPH051541A - 冷却液寿命延長装置

Info

Publication number: JPH051541A
Application number: JP15349591A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Arai; 博之新井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は冷却系に腐食防止剤を適宜添加するこ
とにより冷却液の寿命延長を行う構成の冷却液寿命延長
装置に関し、冷却液の寿命延長を図ることを目的とす
る。【構成】異なる材料よりなる複数の部材から構成される
冷却系に配設される冷却液寿命延長装置であって、上記
複数の部材の腐食状態を検出する腐食検出センサ２と、
上記複数の部材に対応した複数の腐食防止剤が充填され
ており、この腐食防止剤を個別に冷却系に供給する腐食
防止剤添加装置３と、腐食検出センサ２から供給される
信号に基づき、腐食が発生していると検知された部材に
対応する腐食防止剤のみを冷却系に供給するよう腐食防
止剤添加装置３を制御する制御装置４とにより冷却液寿
命延長装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷却液寿命延長装置に係
り、特に冷却系に腐食防止剤を適宜添加することにより
冷却液の寿命延長を行う構成の冷却液寿命延長装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関（エンジン）の冷却系を構成す
るラジエータ，ウォータポンプ，ヒータコア等の構成部
品は、種々の金属材料により形成されており、その種類
はアルミニウム（Ａｌ），鋳鉄，鋼，黄銅の４種類に大
別される。

【０００３】上記種々の金属材料の腐食防止のため、冷
却液には工場出荷時において腐食防止剤を配合したＬＬ
Ｃ（エチレングリコールタイプ冷却液）が充填される。
ＬＬＣを充填することにより、使用初期においては上記
各種金属は防食され腐食は生じない。

【０００４】しかし、前記腐食防止剤は、金属との界面
で反応し防食機能を奏しているため、長期間使用した場
合には熱による劣化，反応による消費のため配合量が減
少し、これに起因していずれかの金属が腐食されるよう
になる。

【０００５】上記腐食が進行した場合、上記構成部品に
孔空きを生じ、これにより液漏れが発生し、最悪の場合
にはエンジンのオーバーヒートにつながってしまう。

【０００６】一方、ＬＬＣは上記理由により劣化するの
が当然であるため、定期的に交換を行う必要がある。し
かるに、車両が販売された後はユーザにより車両の使わ
れ方（走り方）は様々であり、ＬＬＣ劣化による冷却液
の寿命は全て同一ではなく、更にはユーザにより定期交
換時期が遅くなったり、また行わない場合も実際問題と
して生じる。このような場合には、上記孔空き，液漏
れ，オーバーヒートが発生するおそれがある。

【０００７】よって定期交換に依らず、冷却系に腐食が
発生した場合にはこれを検知し、冷却系へ腐食防止剤を
自動的に添加するよう構成した装置が提案されている
（特開昭５７−１１７３３８号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
示される装置は、センサにより冷却液中の腐食防止剤の
添加量が所定値以下に減少すると、腐食防止剤を自動的
に添加させるだけの機能しか有していないため、ＬＬＣ
を添加物として上記装置を適用した場合には、次のよう
な問題が生じる。

【０００９】即ち、一般的にＬＬＣに使用されている腐
食防止剤は、冷却系に使用されている各金属に対して万
能な単一化合物はなく、個々の金属に対して防食作用を
有する複数の腐食防止剤を組み合わせて使用しているの
が実情である。

【００１０】また、各腐食防止剤は、金属との界面で反
応し防食皮膜を形成して金属を防食しているため、添加
量が過少であれば防食の効力が低下し、過剰であれば界
面での反応が著しく逆に腐食を起こしてしまう可能性が
ある。例えば、黄銅の防食剤である２−メルカプトベン
ゾチアゾールは大過剰添加された場合、黄銅を腐食させ
てしまう。

【００１１】更に、前述のように各金属に万能な腐食防
止剤がないため複数種類の腐食防止剤を組み合わせて冷
却液に添加しているが、各腐食防止剤は一長一短有り、
ある金属に対しては防食効果を奏するが、他の金属に対
しては腐食性を生じるものがある。例えば、アルミニウ
ムに対する腐食防止剤であるＮａＮＯ₃は鉄に対して腐
食性を生じる場合が有り、鉄に対する腐食防止剤である
リン酸塩は黄銅に対して腐食性を生じる場合が有り、更
に鉄，アルミニウムに対する腐食防止剤であるＮａＮＯ
₂は半田に対して腐食性を生じる場合がある。

【００１２】従って、冷却系を構成する複数の金属材料
の内、その一つに腐食が生じた場合には、腐食が生じた
金属に適合した腐食添加剤を添加することが必要とな
る。しかるに、上記従来の装置では腐食が生じた金属を
判別することができなかったため、複数種類の添加剤を
配合したＬＬＣを添加することしかできず、却って腐食
が進んでしまい冷却液の寿命が短くなるという問題点が
あった。

【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、腐食の発生している材料を検知し、この腐食の発
生している材料に適合した腐食防止剤を冷却系に添加す
ることにより冷却液の寿命延長を図った冷却液寿命延長
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、異なる材料よりなる複数の部材から構
成される内燃機関の冷却系に配設される冷却液寿命延長
装置において、上記複数の部材の腐食状態を検出する腐
食検出センサと、上記複数の部材に対応した複数の腐食
防止剤が充填されており、この腐食防止剤を個別に冷却
系に添加する腐食防止剤添加装置と、上記腐食検出セン
サから供給される信号に基づき、腐食が発生していると
判定された部材に対応する腐食防止剤のみを冷却系に添
加するよう上記腐食防止剤添加装置を制御する制御装置
と、を設けたことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】冷却液寿命延長装置を上記構成とすることによ
り、冷却系を構成する複数の部材に腐食が発生した場
合、制御装置は腐食検出センサにより腐食が発生した材
料を検知し、腐食防止剤添加装置によりこの腐食が発生
していると検知された部材に対応する腐食防止剤のみを
冷却系に供給することが可能となる。

【００１６】よって、腐食防止剤の添加により腐食が生
じていない部材が影響を受けることを防止することがで
き、添加された腐食防止剤は腐食が生じている部材のみ
に有効に作用するため、冷却液の寿命が延長され冷却液
の交換回数の低減を図ることができる。

【００１７】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図１は本発明の一実施例である冷却液寿命延長装
置１の構成図である。この冷却液寿命延長装置１は、内
燃機関（エンジン）の冷却系に配設されるものであり、
大略すると、腐食検出センサ２，腐食防止剤添加装置
３，及び制御装置４とにより構成されている。この内、
腐食検出センサ２及び腐食防止剤添加装置３は、後述す
るように冷却液に浸漬した状態に配設されるものであ
る。尚、冷却液としては、前記した腐食防止剤を配合し
たＬＬＣ（エチレングリコールタイプ冷却液）が用いら
れている。

【００１８】腐食検出センサ２は、筒状の部材であり、
樹脂製ホルダ５に、リング形状とされた白金（Ｐｔ）リ
ング６，アルミニウム（Ａｌ）リング７，鋳鉄リング
８，鋼リング９，黄銅リング１０を順次下方より積み重
ねた構造となっている。また、隣接する各リング間に
は、各リング間を電気的に絶縁する樹脂製スペーサ１１
が介装されている。更に、各リング６〜１０には配線１
９が接続されており、各配線１９は制御装置４に接続さ
れている。

【００１９】上記リング６〜１０の内、Ｐｔリング６を
除くＡｌリング７，鋳鉄リング８，鋼リング９，黄銅リ
ング１０は、エンジン１２の冷却系１３を構成する部材
と同じ材質に選定されている。

【００２０】図２はエンジン１２の冷却系１３を示す構
成図である。同図に示すように、冷却系１３は、エンジ
ン１２，ウォータポンプ１４，アウトレットハウジング
１５，ラジエータ１６，ヒータコア１７，及びこれらの
構成部材間を連通する冷却系パイプ１８等により構成さ
れている。この内、エンジン１２はアルミニウム及び鋳
鉄から形成されており、ウォータポンプ１４はアルミニ
ウム及び鋼から形成されており、アウトレットハウジン
グ１５はアルミニウムから形成されており、ラジエータ
１６はアルミニウム及び黄銅から形成されており、ヒー
タコア１７は黄銅から形成されており、更に冷却系パイ
プ１８は鋼から形成されている。このように、腐食検出
センサ２に設けられるリングの材質はエンジン１２の冷
却系１３を構成する部材と同じ材質が選定されている。

【００２１】腐食検出センサ２を上記構成とし、冷却系
１３内を流れる冷却液内に浸漬する構成とすることによ
り、各リング６〜１０は冷却系１３内においてエンジン
１２，ウォータポンプ１４，アウトレットハウジング１
５，ラジエータ１６，ヒータコア１７，冷却系パイプ１
８が置かれている環境と同一環境内に配置されることに
なる。よって、冷却系１３内のいずれかの部位で腐食が
生じた場合には、腐食が生じた部材と同一材質であるリ
ングも同様に腐食する。

【００２２】一方、Ｐｔリング６は基準電極となるもの
であり、冷却系１３を構成する部材と異なる白金により
構成されている。基準電極として機能するためには、他
のリング７〜１０と異なり、冷却液により腐食しない安
定した材料であることが望ましい。よって、安定した金
属である白金が基準電極として選定されている。

【００２３】従って、リング７〜１０に腐食が生じ冷却
液に溶け出すと、溶解したリングとＰｔリング６間が短
絡し各リング間に電流が流れる（以下、この電流を腐食
電流という）。この腐食電流は配線１９を介して制御装
置４に供給され、制御装置４はこの腐食電流により腐食
が発生している部材の種類と腐食の程度（電流値により
判定される）を検知する。

【００２４】次に、腐食防止剤添加装置３について説明
する。腐食防止剤添加装置３は、ＬＬＣが寿命となった
場合に、冷却系１３を構成する金属を防食するために冷
却液に腐食防止剤を添加する装置である。本実施例に係
る腐食防止剤添加装置３は、３種類の腐食防止剤を収納
できるよう３個のストレージタンク２０〜２２を設けて
いる。また、各ストレージタンク２０〜２２には電磁弁
２３〜２５が設けられており、各電磁弁２３〜２５は配
線２６により制御装置４に接続されている。各電磁弁２
３〜２５は制御装置４によりその開閉を制御されてい
る。

【００２５】３個のストレージタンク２０〜２２の内、
上部に位置するストレージタンク２０には、黄銅に対す
る腐食防止剤である２−メルカプトベンゾチアゾール
（冷却液全体に対する含有率： 0.045〜0.060 wt％）の
エチレングリコール水溶液が充填されている。また、中
央に位置するストレージタンク２１には、鋼及び鋳鉄に
対する腐食防止剤であるリン酸ナトリウム（冷却液全体
に対する含有率： 0.20〜0.27wt％）のエチレングリコ
ール水溶液が充填されている。更に、下部に位置するス
トレージタンク２2 には、アルミニウムに対する腐食防
止剤であるNaNO₃（冷却液全体に対する含有率： 0.045
〜0.090 wt％）のエチレングリコール水溶液が充填され
ている。

【００２６】よって、腐食防止剤添加装置３は、制御装
置４から供給される制御信号により各電磁弁２３〜２５
を開閉させることにより、冷却液に各金属に対応した腐
食防止剤を添加することができる構成となっている。

【００２７】上記した腐食検出センサ２及び腐食防止剤
添加装置３は、図２に示すように、共にアウトレットハ
ウジング１５内に配設されている。アウトレットハウジ
ング１５は、エンジン１２を冷却することにより昇温さ
れた冷却液がエンジン１２から出る位置に配設されてお
り、冷却系１３内において最も環境が厳しい位置であ
る。このように、環境が厳しい位置に腐食検出センサ２
及び腐食防止剤添加装置３を配設することにより、腐食
の発生をより早期に検知することができる。また、アウ
トレットハウジング１５内には冷却液の流れがあるた
め、電磁弁２３〜２５を開弁するだけで腐食防止剤は冷
却液に添加されていく。このため、冷却液寿命延長装置
１に特に腐食防止剤を冷却液に添加するための送付用ポ
ンプ等を設ける必要はなく、装置の簡単化を図ることが
できる。

【００２８】続いて制御装置４について説明する。制御
装置４はマイクロコンピュータにより構成されており、
前記したように腐食検出センサ２から腐食電流が供給さ
れると共に、この腐食電流に基づき腐食防止剤添加装置
３の駆動制御を行うものである。また、制御装置４には
運転席に設けられた運転席インジケータ２７が接続され
ている。この運転席インジケータ２７は、後述するよう
に運転者に腐食防止剤の補充時期を知らせるものであ
る。

【００２９】図３は制御装置４が実行する制御動作を示
すフローチャートである。尚、同図に示す制御動作は所
定時間毎に実行を繰り返すルーチン処理である。

【００３０】同図に示す処理が起動すると、制御装置４
を構成するマイクロコンピュータは、腐食検出センサ２
からＰｔリング６と黄銅リング１０との間に腐食電流が
流れているかどうかを判断する（ステップ１００：尚、
以下ステップをＳと略称する）。Ｓ１００において腐食
電流が流れていると判断されると、処理はＳ１１０に進
み、今回の腐食電流の流れは１回目であるかどうかが判
断される。Ｓ１１０で、今回の腐食電流の流れが１回目
であると判断されると、処理はＳ１２０に進み、制御装
置４は電磁弁２３を開弁する。電磁弁２３が開弁するこ
とにより、ストレージタンク２０に充填されている黄銅
に対する腐食防止剤である２−メルカプトベンゾチアゾ
ールのエチレングリコール水溶液が冷却液内に添加され
る。一方、Ｓ１１０で今回の腐食電流の流れが２回目以
降であると判断されると、処理はＳ１３０に進み、運転
席インジケータ２７が点灯される。

【００３１】また、Ｓ１００でＰｔリング６と黄銅リン
グ１０との間に腐食電流が流れていないと判断される
と、制御装置４はＳ１４０でＰｔリング６と鋼リング９
との間に腐食電流が流れているかどうかを判断する。ま
た、Ｓ１４０でＰｔリング６と鋼リング９との間に腐食
電流が流れていないと判断されるとＳ１７０でＰｔリン
グ６と鋳鉄リング８との間に腐食電流が流れているかど
うかを判断する。

【００３２】Ｓ１４０，Ｓ１７０において腐食電流が流
れていると判断されると、処理はＳ１５０に進み、今回
の腐食電流の流れは１回目であるかどうかが判断され、
１回目であると判断されるとＳ１６０において制御装置
４は電磁弁２４を開弁する。電磁弁２４が開弁すること
により、ストレージタンク２１に充填されている鋼及び
鋳鉄に対する腐食防止剤であるリン酸ナトリウムのエチ
レングリコール水溶液が冷却液内に添加される。一方、
Ｓ１５０で今回の腐食電流の流れが２回目以降であると
判断されると、処理はＳ１３０に進み、運転席インジケ
ータ２７が点灯される。

【００３３】Ｓ１４０，Ｓ１７０において腐食電流が流
れていないと判断されると、制御装置４はＳ１８０でＰ
ｔリング６とＡｌリング７との間に腐食電流が流れてい
るかどうかを判断する。

【００３４】Ｓ１８０において腐食電流が流れていると
判断されると、処理はＳ１９０に進み、今回の腐食電流
の流れは１回目であるかどうかが判断され、１回目であ
ると判断されるとＳ２００において制御装置４は電磁弁
２５を開弁する。電磁弁２５が開弁することにより、ス
トレージタンク２２に充填されているアルミニウムに対
する腐食防止剤であるNaNO₃のエチレングリコール水溶
液が冷却液内に添加される。一方、Ｓ１９０で今回の腐
食電流の流れが２回目以降であると判断されると、処理
はＳ１３０に進み、運転席インジケータ２７が点灯され
る。

【００３５】上記一連の処理において、Ｓ１００，Ｓ１
４０，Ｓ１７０，Ｓ１８０の各処理で、腐食電流が流れ
ていると判断された場合は、腐食電流が流れているリン
グと同種類の金属により構成される冷却系１３の構成部
材に腐食が生じているおそれがある。本発明に係る冷却
液寿命延長装置１では、腐食選出センサ２から供給させ
る腐食電流により、腐食が生じている金属の種類を特定
することができる。よって、Ｓ１２０，Ｓ１６０，Ｓ２
００の処理により腐食が生じている金属に対応した腐食
防止剤のみを個々に冷却液に添加することができるた
め、腐食が生じていない金属に影響を与えることなく、
腐食が生じ始めている金属に対してのみ有効に腐食防止
が行われる。これにより、冷却液の寿命の延長を図るこ
とができると共に、冷却液の交換回数を低減することが
できる。

【００３６】また、Ｓ１１０，Ｓ１５０，Ｓ１９０にお
いて、腐食電流の流れが１回目であるかどうかを判断し
ているのは次の理由による。即ち、腐食電流の流れが２
回目以降である場合には、既にＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ
２００の処理が実行され腐食防止剤は冷却液に添加され
た状態であり、この腐食防止剤が添加された状態でなお
腐食電流が流れるのは腐食防止剤添加装置３に充填され
ていた腐食防止剤が無くなったことによるものである。
従って、このような場合には運転席インジケータ２７を
点灯させて運転者にこれを知らせる構成とした。

【００３７】尚、運転席インジケータ２７が点灯した場
合には、腐食防止剤添加装置３に腐食防止剤を補充する
必要があるが、この作業を容易にするため、例えば腐食
防止剤添加装置３をアウトレットハウジング１５にネジ
止めする構成とすることにより装着脱可能な取付け構造
としてもよい。

【００３８】また、上記実施例においては、制御装置４
は腐食電流の有無のみを検出し、その検出結果により電
磁弁２３〜２５を開閉する構成を示したが、制御装置４
の構成を腐食電流の電流値まで検出しうる構成とし、こ
の腐食電流値に基づき電磁弁２３〜２５の開閉時間を制
御する構成としてもよい。腐食電流値は腐食の程度と関
係を持つため、腐食の程度のひどい場合、即ち腐食電流
値が大きい場合には開弁時間を長くするよう電磁弁２３
〜２５の制御を行えばよい。これにより、腐食状態に対
応した腐食防止剤の添加を行うことが可能となる。

【００３９】また、前記したように本実施例では、腐食
防止剤添加装置３をアウトレットハウジング１５内に配
置しており、アウトレットハウジング１５内の冷却液の
流れにより腐食防止剤を添加する構成とされている。冷
却液の流れはエンジン１２の運転状態により変化するも
のであり、エンジン回転数の高い場合には冷却液の流れ
は早くなる。よって、制御装置４に入力する信号にエン
ジン回転数信号（Ｎｅ）を加え、このエンジン回転数信
号Ｎｅにより電磁弁２３〜２５の開閉時間を制御する構
成としてもよい。具体的には、エンジン回転数信号Ｎｅ
の高い場合には電磁弁２３〜２５の開弁時間を短くし、
エンジン回転数信号Ｎｅの低い場合には電磁弁２３〜２
５の開弁時間を長くするよう制御する。この構成とする
ことにより、エンジン回転数に拘わらず、一定の腐食防
止剤を添加を行うことが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、冷却系を構
成する複数の部材に腐食が発生した場合、制御装置は腐
食検出センサにより腐食が発生した材料を検知し、腐食
防止剤添加装置によりこの腐食が発生していると検知さ
れた部材に対応する腐食防止剤のみを冷却系に供給する
ことが可能となり、腐食防止剤の添加により腐食が生じ
ていない部材が影響を受けることを防止することができ
ると共に、添加された腐食防止剤は腐食が生じている部
材のみに有効に作用するため、冷却液の寿命が延長され
冷却液の交換回数の低減を図ることができる等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である冷却液寿命延長装置の
構成図である。

【図２】本発明の一実施例である冷却液寿命延長装置を
設けた冷却系を示す構成図である。

【図３】制御回路が実行する制御動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１冷却液寿命延長装置２腐食検出センサ３腐食防止剤添加装置４制御装置５樹脂製ホルダ６白金（Ｐｔ）ホルダ７アルミニウム（Ａｌ）ホルダ８鋳鉄リング９鋼リング１０黄銅リング１１樹脂製スペーサ１２エンジン１３冷却系１４ウォータポンプ１５アウトレットハウジング１６ラジエータ１７ヒータコア１８冷却系パイプ１９，２６配線２０〜２２ストレージタンク２３〜２５電磁弁２７運転席インジケータ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】異なる材料よりなる複数の部材から構成
される内燃機関の冷却系に配設される冷却液寿命延長装
置であって、上記複数の部材の腐食状態を検出する腐食
検出センサと、上記複数の部材に対応した複数の腐食防
止剤が充填されており、該腐食防止剤を個別に該冷却系
に添加する腐食防止剤添加装置と、該腐食検出センサか
ら供給される信号に基づき、腐食が発生していると判定
された部材に対応する腐食防止剤のみを該冷却系に添加
するよう該腐食防止剤添加装置を制御する制御装置と、
により構成させることを特徴とする冷却液寿命延長装
置。