JPH0536339U - 温度調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御系の冷却水タンクからエンジンに供給す
る冷却水の温度のデッドタイムを小さくし、安定かつ高
い応答性で温度調節する。 【構成】 エンジン（１）の外部に設置される冷却水タ
ンク（３）から冷却水の供給配管（６）と排出配管
（７）を通してエンジン内に冷却水を循環させ、エンジ
ンの冷却水排出口温度と目標温度の突合せによって冷却
器（４）から冷却タンクへ供給する冷却水量を制御する
温度調節装置において、配管（６）と（７）間にバイパ
ス配管（１１）を設けると共に配管（６）又は（７）に
ポンプ１２を設け、冷却水をバイパス配管にも循環させ
ることによりエンジンから見て冷却水タンクまでの配管
距離を見かけ短縮し、温度制御系のデッドタイムを短縮
して制御系に安定を得ながら応答性を高める。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの冷却水温度を外部で調整するための温度調節装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

車両用ダイナモメータは、エンジン単体試験や変速機等の動力伝達系を含めた 試験を屋内で行なうシステムで構成される。

【０００３】 エンジンを屋内に設置して運転するには、排気ガス排出装置や冷却水の温度調 節装置が設けられる。図２は従来の温度調節装置を示す。エンジン１にダイナモ メータ２を結合して該エンジン１の出力性能試験等を行なうシステム構成におい て、エンジン１の冷却水を冷却水タンク３に循環させることにより強制冷却する 。

【０００４】 冷却水タンク３には冷却器４から制御用電磁弁５を通して冷却水が供給され、 エンジン１とは冷却水の供給配管６と排出配管７を通して冷却水の循環がなされ る。

【０００５】 エンジン１内の冷却水の温度調節は、エンジン１の冷却水排出口に設けられる 温度検出器８の検出値と設定される目標温度との突合せでＰＩＤ（比例・積分・ 微分）コントローラ９に制御量を得、直流−パルス変換器１０を通したパルス幅 変調した信号によって電磁弁５の開閉度合を制御する。

【０００６】 この温度調節によって、冷却水タンク３で温度調節された冷却水がエンジン１ に供給され、エンジン１の冷却水出口温度が目標温度に制御される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】 従来の温度調節装置において、エンジン１を循環する冷却水量ｑ（リットル／ 分）はエンジン１内のウォータポンプの回転数で決まり、通常のエンジンではエ ンジン回転数にウォータポンプの回転数が比例する。

【０００８】 このため、エンジン１のアイドリング状態又はそれに近い低回転域ではウォー タポンプの回転数が低くなるため、冷却水量ｑが少なくなり、冷却水が冷却水タ ンク３からエンジン１の冷却水排出口まで循環するのに要する時間は３０〜１２ ０秒にもなる。

【０００９】 上述の循環時間は、温度調節装置から見れば制御ループ内に大きなデッドタイ ムを持つことになり、制御系の応答性をデッドタイムの２〜５倍にも遅くしなけ れば安定性を確保できなくなる。しかし、応答性の低下は実際のエンジンが持つ 冷却水温度調節計の応答性に較べて著しく悪くなり、冷却水温度の大きな変動に なって試験精度に影響を及ぼすことがある。

【００１０】 本考案の目的は、制御系の冷却水タンクからエンジンに供給する冷却水の温度 のデッドタイムを小さくし、安定かつ高い応答性で温度調節する温度調節装置を 提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題の解決を図るため、エンジン（１）の外部に設置される冷 却水タンク（３）から冷却水の供給配管（６）と排出配管（７）を通して該エン ジン内に冷却水を循環させ、該エンジンの冷却水排出口温度の検出値と目標温度 の突合せによって冷却器（４）から前記冷却タンクへ供給する冷却水量の制御に よって前記エンジン内の冷却水温度を目標温度に制御する温度調節装置において 、前記供給配管と排出配管との間を前記エンジンの外部で連通するバイパス配管 （１１）と、前記冷却水タンクと前記バイパス配管との間で前記供給配管又は排 出配管に設けられ前記エンジンの内部を循環する冷却水量よりも大きい吐出量を 持つポンプ（１２）とを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

上記構成により、ポンプから吐出される冷却水はエンジンの回転数に応じた量 を該エンジン内に循環させ、残りの冷却水をバイパス配管を通して循環させる。 これにより、エンジンから見て冷却水タンクをバイパス配管位置に等価的に近づ け、供給配管の見かけ上の短縮を得て温度制御系のデッドタイムを小さくし、制 御系の安定性を確保しながら応答性を高める。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す装置構成図である。同図が図２と異なる部分は 、冷却水の供給配管６と排出配管７の間にバイパス配管１１を設けると共に、供 給配管６にポンプ１２を設けた点にある。

【００１４】 バイパス配管１１は、冷却水の冷却配管６とはエンジン１の冷却水供給口近く で連通され、冷却水の排出配管７とはエンジン１の冷却水排出口近くかつ排出冷 却水の温度検出位置よりも下流で連通され、エンジン１内を循環させる冷却水の 一部をバイパスさせる。

【００１５】 ポンプ１２は、冷却水タンク３とバイパス配管１１の間で供給配管６に設けら れ、エンジン１のウォータポンプを持つ冷却水の最大循環量ｑｍａｘより大きい 吐出量を持つものとする。

【００１６】 本実施例によれば、冷却水タンク３からエンジン１側に供給される冷却水は、 エンジン１内を循環するほかに、バイパス配管１１を通して排出配管７側に戻さ れる。ここで、ポンプ１２が吐出する冷却水量をＱ（リットル／分）とし、エン ジン１の現在回転数によりウォータポンプが循環させる冷却水量ｑ（リットル／ 分）とすると、バイパス配管１１の冷却水量は（Ｑ−ｑ）となる。

【００１７】 この冷却水量（Ｑ−ｑ）の存在は、エンジン１内の冷却水から見て冷却水タン ク３がバイパス配管１１の位置に近づくのと等価になり、従来では冷却水タンク ３から温度検出点までの距離Ｌにあったものが、バイパス配管１１までの距離Ｌ ₁ 分を短かくしたものと等価になる。この配管路の距離はポンプ１２の供給量Ｑ が大きくなるほど短縮され、またエンジン１の回転数が低いほど短縮される。

【００１８】 上述の距離短縮は、温度制御系のデッドタイムを小さくする。このデッドタイ ムＴ_Dは、次式で与えられる。

【００１９】

【数１】

【００２０】 但し、Ｑ₀は供給配管６の冷却水量 ａ₀は供給配管６の断面積 Ｌ₀はタンク３から温度検出点までの距離 上式において、従来装置では距離Ｌ₀＝Ｌ、流量Ｑ₀＝ｑにあって大きなデッド タイムになるが、本実施例では距離Ｌ₀＝Ｌ−Ｌ₁（≪Ｌ）に短縮、又はＱ₀＝Ｑ （≫ｑ）に増大させるのと等価になってデッドタイムを小さくする。

【００２１】 これにより、温度制御系の応答性を高めて実走行時のエンジンでの冷却水温度 調節と同等以上の応答性能を得ることができ、また制御系の安定性も高めて温度 変動を小さく抑えた制御ができる。

【００２２】 なお、実施例において、ポンプ１２は冷却水の排出配管７側に設けて同等の作 用効果を得ることができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上のとおり、本考案によれば、冷却水タンクからエンジンまで冷却水を循環 させる冷却水の供給配管と排出配管との間にバイパス配管を設けると共に、冷却 水タンクとバイパス配管との間で供給配管又は排出配管にポンプを設けることに より、冷却水タンクからの冷却水をエンジン内に循環させると共にバイパス配管 を通して循環させ、エンジンから見て冷却水タンクまでの配管距離を見かけ上短 縮することによって温度制御系のデッドタイムを小さくすることができ、温度制 御系の安定性を確保しながら応答性を高め、実走行時と同等以上の冷却水温度調 節性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す装置構成図。

【図２】従来の装置構成図。

【符号の説明】

１…エンジン、３…冷却水タンク、４…冷却器、５…制
御用電磁弁、６…供給配管、７…排出配管、８…温度検
出器、１１…バイパス配管、１２…ポンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン（１）の外部に設置される冷却
   水タンク（３）から冷却水の供給配管（６）と排出配管
   （７）を通して該エンジン内に冷却水を循環させ、該エ
   ンジンの冷却水排出口温度の検出値と目標温度の突合せ
   によって冷却器（４）から前記冷却タンクへ供給する冷
   却水量の制御によって前記エンジン内の冷却水温度を目
   標温度に制御する温度調節装置において、前記供給配管
   と排出配管との間を前記エンジンの外部で連通するバイ
   パス配管（１１）と、前記冷却水タンクと前記バイパス
   配管との間で前記供給配管又は排出配管に設けられ前記
   エンジンの内部を循環する冷却水量よりも大きい吐出量
   を持つポンプ（１２）とを備えたことを特徴とする温度
   調節装置。