JPH0759886B2 - エンジン冷却システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエンジンが高温の状態で停止した際にエンジン
を冷却するための装置に関するものである。

従来技術 車両を特に高速走行させた後、停止させると、ラジエタ
ーファンの停止とともに加熱されたエンジンの熱がエン
ジンルーム内にこもって気化器の燃料通路内の燃料が過
熱され所謂パーコレーションを生じ、蒸発した燃料が吸
気通路内に充満して次にエンジンが始動したときに一気
に燃焼室に入り込んでプラグを濡らし点火を阻止するこ
とがある。

またエンジンの熱でもって燃料パイプ等の燃料供給系が
加熱されて燃料内に気泡が発生するベーパロックが起
り、この気泡によって適正な燃料が噴射されなくなり、
再スタート性が悪化するおそれがある。

燃料噴射方式の場合には上記ベーパロックが燃料噴射ノ
ズルと燃料配管中に生じ、やはり燃料がエンジンに供給
されなくなったり、噴射タイミングが狂ったりする。

そこでエンジン停止後もエンジンが高温状態にあるとき
は、冷却用ファンを駆動するようにしたものがあるが、
この冷却用ファンの始動条件であるエンジンの加熱状態
を検知するのに、従来はラジエター内の水温を検出して
いた。

発明が解決しようとする問題点 ところがエンジン停止後の水温の時間変化をみると、第
６図に示す如く、エンジン停止直後５分以内に大幅な温
度上昇がみられる。

これはラジエターファンにより直接冷却されていたラジ
エター内の水がファン停止とともに熱の放散が抑制され
たことによるものである。

第６図は外気温度40℃、車速120km/hで走行した後の水
温の変化を示した一例であるが走行停止時から２分後に
は10℃以上の温度上昇があり、その後低下する。

ここでファンを駆動する温度条件を120℃に設定したと
すると、エンジン停止後１分程してファンが作動し始め
ることになるので、運転者に違和感を与え好ましくな
い。

また水の沸点は大気圧下で100℃であり、冷却水系では
エンジンが高温となってもエンジンの温度状態に対応し
て水温はそれ程上がらず、通常では130℃程度に加熱さ
れるにすぎないので、高温域において差がなくエンジン
の加熱状態が忠実に反映されていない。

したがって車種によってファン駆動の温度条件を高く設
定した場合にほぼ同じエンジン加熱状態にありながらフ
ァンが駆動したり、しなかったりして安定した動作が得
られない欠点があった。

またファン駆動後、水温がある設定温度を下回った時に
ファンの駆動を停止するように制御した場合、その設定
温度が適切でないと、ファンを停止した後再び水温が上
昇するおそれがあり、そのため再度ファンが動作するな
ど安定しない欠点もあった。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とす
る処は、潤滑油の温度特にシリンダヘッド部の潤滑油の
温度を検出することで、エンジン停止直後、エンジンの
加熱状態を瞬時に検知し、必要なときには即時にファン
を始動させ、適当な時間動作させることができるエンジ
ン冷却システムを供する点にある。

問題点を解決するための手段および作用 本発明の構成を第１図に基づいて説明する。

Ａはエンジンの停止を検知するエンジン停止検知手段で
あり、Ｂはシリンダヘッド部の潤滑油の温度を検知する
油温検知手段である。

潤滑油の温度といっても、オイルパン内の潤滑油は、車
両の走行風等により冷却されているので正確にエンジン
の加熱温度を示しているとは限らないが、シリンダヘッ
ド部の潤滑油は、エンジンの中でも高温になるブロック
やヘッドを通ってきているので略正確なエンジンの加熱
状態を示しており、このシリンダヘッド部の潤滑油の温
度を油温度検出手段Ｂが検知している。

Ｃは制御手段であり、上記エンジン停止検知手段Ａおよ
び油温検知手段Ｂからの信号をもとにエンジン停止時の
油温が設定温度を越えているか否かを判断し、越えてい
るときは適当な時間エンジン冷却用ファンを駆動するよ
う制御するものである。

Ｄは同制御手段Ｃの制御信号に基づいてエンジン冷却用
ファンを駆動するファン駆動手段である。

本発明は以上のように構成されており、エンジン停止時
のシリンダヘッド部の油温をもってエンジン冷却用のフ
ァンの駆動を制御するので安定した応答が瞬時になさ
れ、パーコレーションやベーパロックの発生を防止する
ことができるとともにファンの駆動が自然で運転者に違
和感を与えない。

また、油温をもとにファンの動作を制御し、ファンが動
作してからは適当な時間経過後に自動的に停止するよう
制御することができ、バッテリー消費を最小限におさえ
ることができる。

実施例 以下第２図ないし第５図に図示した本発明に係る一実施
例について説明する。

第２図はエンジン冷却用ラジエターファンを駆動するメ
インファンモータ１およびエアコン用コンデンサを冷却
するサブファンを駆動するサブファンモータ２を制御す
る回路図である。

サブファンモータ２はメインファンモータ１より小型で
エアコン用コンデンサを冷却するとともに、ラジエター
をも冷却することができる。

いずれのモータも強弱２段階の駆動が可能であり、メイ
ンファンモータ１はリレー３により直接バッテリＢと接
続され高速回転とする回路と、リレー４により抵抗５を
介してバッテリＢと接続され低速回路とする回路があ
り、またサブファンモータ２も同様にリレー６により直
接バッテリＢと接続され高速回転とする回路と、リレー
７により抵抗８を介してバッテリＢと接続され低速回転
とする回路とがある。

なおリレー3,4,6のリレーコイルはイグニッションスイ
ッチIGに接続されエンジン駆動時にリレーをONさせる待
勢にある。

またリレー７のリレーコイルは後記するホット・リ・タ
イマー回路10と接続される。

以上の２個のモータ1,2のリレーを制御するものとして
ラジエターファンコントロールユニット９とホット・リ
・タイマー回路10とがあり、ラジエターファンコントロ
ールユニット９は走行時にラジエター内の冷却水温に基
づいてエンジンの冷却制御を行うものであり、ホット・
リ・タイマー回路10は本発明に係るものでエンジン停止
後に潤滑油の温度に基づいて冷却制御を行う。

まずラジエターファンコントロールユニット９の回路を
説明すると、ラジエター内の冷却水の温度を検知するサ
ーミスタ11の一端は接地され、他端は抵抗12を介して電
源に接続されるとともに比較器13,14の入力端子と接続
されている。

比較器13は84℃に対応する基準電圧を有し、比較器14は
90℃に対応する基準電圧を有していて、各々その出力端
子はエミッタ接地のNPN型トランジスタ15,16のベース端
に接続されている。

そしてNPN型トランジスタ15のコレクタ端子はダイオー
ド17を介して前記リレー４のリレーコイルに接続される
とともに、次記するホット・リ・タイマー回路10の一入
力端子に接続されている。

またNPN型トランジスタ15のコレクタ端子は前記リレー
３およびリレー６のリレーコイルに接続されている。

次にホット・リ・タイマー回路10について説明する。潤
滑油の温度がある設定温度を越えたときONする油温スイ
ッチ18とイグニッションスイッチIGとがタイマー回路19
の入力端子に接続され、同タイマー回路19は予め時間が
設定されており、エンジン停止してイグニッションスイ
ッチIGがOFFしたときに油温スイッチ18がONしていれば
計時を開始し、設定時間を経過したとき停止し、その間
出力をハイレベルとするものである。

そのタイマー回路19の出力端子はOR回路20の一入力端子
に接続され、OR回路20の他の入力端子は前記ラジエター
ファンコントロールユニット９のNPN型トラジスタ15の
コレクタ端子とNOT回路21を介して接続されている。

OR回路20の出力端子は、NOT回路22を介して、エミッタ
端子が電源に接続されたPNP型トランジスタ23のベース
端子に接続されるとともに、エミッタ接地のNPN型トラ
ンジスタ24のベース端子にも接続されている。

そしてPNP型トランジスタ23とNPN型トランジスタ24の各
コレクタ端子が前記ザブファンモータ２のリレー７のリ
レーコイルに接続されている。

以上のような回路構成のもとで、走行時には、イグニッ
ションスイッチIGはON状態でラジエターの冷却水温が84
℃以下であると、トランジスタ15,16はOFF状態でいずれ
のリレーもOFFで両モータ1,2は停止状態にある。

水温が84℃を越えるとNPN型トランジスタ15がONし、し
たがってリレー４がONしてメインファンモータ１が低速
回転で駆動するとともに、NPN型トランジスタ15がON状
態でホット・リ・タイマー回路10のNOT回路21の入力端
子はローレベルとなるので、その出力のハイレベルがOR
回路20に入力され、よってタイマー回路19の出力のいか
んにかかわらずOR回路20の出力はハイレベルとなる。

OR回路20のハイレベルの出力はNOT回路22を経てローレ
ベルとなりPNP型トランジス23のベース端子に入力され
るので、エミッタ端子が電源＋Ｂに接続されたPNP型ト
ランジスタ23はONし、またOR回路20のハイレベルの出力
は直接NPN型トランジスタ24のベース端子に入力される
ので、NPN型トランジスタ24もONすることになる。

両トランジスタ23,24がONすることでリレー７がONしサ
ブファンモータ２が低速回転で駆動する。

そして水温が90℃を越えると、NPN型トランジスタ16がO
Nするので、リレー３およびリレー６がONして両モータ
とも高速回転に入いる。

以上のように走行中は冷却水温が84℃以下では両モータ
1,2とも停止した状態にあるが、84℃を越えると両モー
タ1,2とも低速回転を行い、さらに90℃を越えると、両
モータ1,2とも高速回転を行い、エンジンの加熱が増す
にしたがって冷却力も増大するように制御している。

ここでエンジンを停止すると、イグニッションスイッチ
IGがOFFすることからリレー3,4,6はOFFし、メインファ
ンモータ１は停止するがサブファンモータ２はホット・
リ・タイマー回路10によって制御される。

エンジンが停止してイグニッションスイッチIGがOFFし
たとき、油温スイッチ18がOFF状態にあればすなわち油
温が設定温度以下であればタイマー回路19は計時を開始
せず、タイマー回路19の出力端子はローレベルにあっ
て、OR回路20の入力端子はいずれもローレベルでありト
ランジスタ23,24もOFF状態で、したがってリレー７もOF
F状態でサブファンモータ２は駆動しない。

しかしエンジンが停止したときに、油温が設定温度を越
えていれば油温スイッチ18はON状態にあってエンジン停
止と同時にタイマー回路19が計時を開始し、設定時間中
タイマー回路19の出力端子をハイレベルとするので、OR
回路20の出力もハイレベルとなり、NOT回路22を介して
ローレベルがPNP型トランジスタ23のベース端子に入力
されてNOT回路23をONし、OR回路20のハイレベルの出力
はNPN型トランジスタ24のベース端子に直接入力されてN
PN型トランジスタ24もONし、したがってリレー７をONし
てサブファンモータ２を低速回転させる。

このようにエンジン停止後は油温が設定温度を越えてい
るとき、所定時間サブファンモータ２を低速回転させて
エンジンを冷却することができる。

それも油温を検出していることからエンジンの熱的状態
が瞬時に判断でき、エンジン停止とほぼ同時にサブファ
ンモータ２を駆動することができる。

次に本実施例において使用されている油温センサーにつ
いて第３図に基づいて説明する。

第３図はエンジン上部の断面図であり、シリンダーヘッ
ド31の上面に位置するカムシャフトをカムシャフトジャ
ーナル部32でカムホルダー33が保持している。

そしてカムホルダー33の上部には、内部に主油路35が形
成されたカムホルダーパイプ34が固定されている。

主油路35からは図示されない細管を通してオイルがカム
シャフトジャーナル部32あるいはカムとロッカーアーム
スリッパー面（図示せず）に供給される。

これらカムホルダー33等をシリンダーヘッドカバー36が
覆っており、同シリンダーヘッドカバー36はシリンダー
ヘッド31の上面縁部にヘッドカバーパッキン37を介して
水密に載設されている。

そして同シリンダーヘッドカバー36の上部に設けられた
孔に油温センサー38がＯリング39を介して螺着されてい
る。

シリンダーヘッドカバー36内部には油温検出部38aのみ
が突設される形となり、同油温検出部38aに向けて開口
を有するオイル噴射孔40が主油路35に形成されている。

したがってエンジン駆動時には、オイルポンプによる圧
力によって主油路35を経由してカムシャフトジャーナル
部32にオイルを供給するとともに、オイル噴射孔40より
オイルを油温検出部38aに吹きつけることになり、吹き
つけられたオイルの温度を油温センサー38が検出するこ
とができる。

オイルパン内のオイルが冷却風等で冷却されて正確にエ
ンジンの加熱温度を示すとは限らないのに対して、シリ
ンダヘッド部のオイル噴射孔40より噴射されたオイル
は、エンジンの側壁を圧送されたオイルなのでほぼエン
ジンの加熱温度を示していると考えられ、相関性のある
検出値を得ることができる。

そして油温センサー38の油温検出部38aの上方に前記油
温スイッチ18が備えられている。

以上のような油温センサー38において、走行停止後の油
温検出値（プロットを△で示す）を第４図および第５図
に示す。

本実施例は燃料噴射式のエンジンに適用したもので同図
において燃料噴射ノズルであるインジュクタボディの温
度の変化（プロットを□で示す）も合わせて示す。

また参考のため冷却水温の変化（プロットを●で示す）
およびエンジン下部のオイルパン内の油温の変化（プロ
ットを○で示す）も同時に示す。

両図とも外気温度40℃で車速120km/hでの走行の後の温
度特性であり、第４図の方は停止号ファンの駆動がない
場合、第５図の方は停止後32分間サブファンモータ２の
駆動があった場合のものである。

走行直後をみてみると、本実施例に係る油温検出温度お
よびオイルパン内の油温は共に120℃を越えているが水
温は120℃以下であり、インジェクタボディの温度は71
℃程度を示している。

そして時間が経過するとともに本実施例に係る油温検出
値は急激に下がりオイルパン内の油温は徐々に下降する
が水温は逆に上昇し、その後下降している。

これらの温度特性はサブファンモータ２が駆動したとき
は（第５図）、駆動しなかった時（第４図）に比べ当然
温度の下降は急激となっている。

インジェクタボディの温度は走行停止とともに大気の流
入およびメインファンモータ１の駆動が停止することか
ら上昇し、サブファンモータ２の駆動がないときは（第
４図）、長時間温度の上昇がみられ、43分後に最高98℃
に至った。

このような高温になると前記したようにベーパロックが
発生するおそれがある。

これに対しサブファンモータ２の駆動があったときは、
インジェクタボディの温度は走行停止後上昇はするもの
のおよそ25分後に最高88℃程度におさえられその後減少
するのでベーパロックの発生を防止することができる。

したがって前記油温スイッチ18の駆動設定温度を105℃
程度に設定しておくことで、サブファンモータ２がエン
ジン停止と同時に駆動し第５図に示すような温度特性を
示すことになる。

なおオイルパン内の油温に基づいてサブファンモータ２
の駆動を制御しても同様の効果が得られるものである
が、水温を検知した場合には前記した如く走行停止後、
数分経過した後、サブファンモータ２が駆動を開始する
ことになり好ましくない。

また本実施例ではエンジン停止後ファンの駆動を油温を
もって制御し、さらにタイマーにより駆動時間を設定し
ているのでバッテリーの無駄な消費を避けることができ
る。

さらにエンジン停止後のファン駆動を小型のサブファン
モータ２を用い、それも低速回転することで発生音を小
さくし商品性を向上させている。

本実施例ではエンジン停止後のファン駆動時間を一定時
間に設定し、また駆動停止温度を予め油温センサー38の
OFFポイントに設定し、その設定値を下回った時にファ
ンの駆動を停止すると言った２つの停止機能をもつ。

本実施例では燃料噴射式のエンジンを対象としたが気化
器を用いたエンジンにも適用可能である。

発明の効果 本発明は、エンジン停止後、油温が設定温度以上にある
ときは瞬時にファンが適当な時間駆動し、エンジンを冷
却するのでパーコレーションやベーパロック等の不具合
の発生を防止し再スタートを容易とする。

また冷却が必要なときにはエンジン停止後即時にファン
が駆動するので運転者に違和感を与えない。

さらにエンジンの冷却が必要なときのみファンを駆動
し、駆動後は適当な時間を経過した時に自動的に駆動を
停止するのでバッテリの消費を最小限におさえることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
るエンジン冷却システムの一実施例を示す回路図、第３
図は本実施例に使用された油温センサーの説明図、第４
図はエンジン停止後ファンが動作しなかった場合の油
温、水温、インシジェクタボディの温度特性を示した
図、第５図はエンジン停止後ファンが動作した場合の油
温、水温、インシジェクタボディの温度特性を示した
図、第６図はエンジン停止後のラジエター内の冷却水温
の温度特性を示した図である。 １……メインファンモータ、２……サブファンモータ、
3,4……リレー、５……抵抗、6,7……リレー、８……抵
抗、９……ラジエターファンコントロールユニット、10
……ホット・リ・タイマー回路、11……サーミスタ、12
……抵抗、13,14……比較器、15,16……NPN型トランジ
スタ、17……ダイオード、18……油温スイッチ、19……
タイマー回路、20……OR回路、21,22……NOT回路、23…
…PNP型トランジスタ、24……NPN型トランジスタ、 31……シリンダーヘッド、32……カムシャフトジャーナ
ル部、33……カムホルダー、34……カムホルダーパイ
プ、35……主油路、36……シリンダーヘッドカバー、37
……ヘッドカバーパッキン、38……油温センサー、39…
…Ｏリング、40……オイル噴射孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−198312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−195818（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−99426（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−142623（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの停止を検知するエンジン停止検
   知手段と、シリンダヘッド部の潤滑油の温度を検知する
   油温検知手段と、以上の両手段からの信号をもとにエン
   ジン停止時の油温が設定温度を越えているか否かを判断
   し越えているときは適当な時間エンジン冷却用ファンを
   駆動するように制御する制御手段と、同制御手段の制御
   信号に基づいてエンジン冷却用ファンを駆動するファン
   駆動手段とからなることを特徴とするエンジン冷却シス
   テム。