JPH09195768A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高負荷運転直後のエンジン停止時におけるエ
ンジン水温の過上昇を防止する。 【解決手段】 水冷式エンジン１の冷却系回路に、冷却
水温度を感知するサーモワックス５１の体積変化によっ
て変位する弁体５２を有するサーモスタット５を備え、
弁体５２によりラジエータ２とエンジン１との間の流路
を開閉する。この弁体５２に外力を加えて、この弁体５
２を開弁させる電磁アクチュエータ１０を備え、エンジ
ン１の停止時にエンジン１部分の冷却水温度が設定温度
以上であるときは、制御装置１１により電磁アクチュエ
ータ１０を作動させて前記弁体５２を強制的に開弁させ
る。これにより、デッドソーク時にラジエータ２とエン
ジン１との間の流路を必ず開通させて、ラジエータ２側
の比較的低温の冷却水を、冷却水温度差による自然対流
でエンジン１側に流入させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷式エンジン
（内燃機関）の冷却装置において、特に、デッドソーク
時（高負荷運転直後のエンジン停止時）の冷却水温度の
過上昇を良好に防止できるようにした冷却装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両等に搭載される水冷式エンジ
ンの冷却系には、通常、エンジンのクランクシャフトに
よって機械的に駆動されるウォータポンプを設け、この
ウォータポンプにより冷却水を冷却系回路内を循環さ
せ、この冷却系回路内に設けられたラジエータにて冷却
水の放熱を行っている。

【０００３】そして、冷却系回路内に冷却水温度に応動
するサーモスタットを備え、このサーモスタットによ
り、エンジンからラジエータへの冷却水の流量を制御し
て、冷却水の温度を所定温度に維持するようにしてい
る。ところで、エンジンの燃費向上を図るためには、エ
ンジンの低負荷時は冷却水温度を高めに設定して、エン
ジンの摩擦損失を低減させることが望ましい。一方、エ
ンジンの高負荷時は、ノッキングの抑制、充填効率の向
上のために、冷却水温度を低めに設定して、エンジン出
力を向上させることが望ましい。

【０００４】このため、特開昭５８−２４１９号公報、
特開昭５８−１２４０１６号公報等において、エンジン
の負荷に対応して、サーモスタットによる冷却水設定温
度を変更する冷却装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来装置では、エンジン運転中における冷却水
温度の制御システムについて提案しているのみで、エン
ジンのデッドソーク時（高負荷運転直後のエンジン停止
時）における冷却水温度の過上昇を防止する対策につい
ては何ら提案していない。

【０００６】近年、エンジン出力の増大化に伴って、特
に、夏季の高負荷運転直後のデッドソークのごとく熱負
荷の高い状態でエンジンを停止した場合には、エンジン
部分の冷却水温度の過上昇が発生しやすい傾向にある。
極端な場合には、冷却水の沸騰を起こす場合もあり、エ
ンジン周囲の部品の耐久性に悪影響を及ぼす。本発明は
上記点に鑑みてなされたもので、夏季等の高負荷運転直
後における冷却水温度の過上昇を、良好に防止できるよ
うにすることをを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】デッドソーク時における
水温の過上昇は、エンジン停止によりウォータポンプが
停止するとともに、サーモスタット部分では冷却水の流
れ停止により水温が低下して、サーモスタットが閉じる
ので、エンジンとラジエータとの間の冷却水の交換がな
くなることが原因となって、発生する。

【０００８】そこで、本発明では、エンジン停止時にエ
ンジン部分の水温が所定温度以上であるときは、サーモ
スタットを強制的に開弁するという技術的手段を採用す
ることにより、上記目的を達成しようとするものであ
る。具体的には、請求項１記載の発明では、水冷式エン
ジン（１）の冷却系回路に、冷却水温度を感知する感温
部材（５１）によって変位する弁体（５２）を有し、こ
の弁体（５２）によりラジエータ（２）と水冷式エンジ
ン（１）との間の流路を開閉するサーモスタット（５）
を備えるとともに、このサーモスタット（５）の弁体
（５２）に外力を加えて、この弁体（５２）を開弁させ
る弁体駆動装置（１０）を備え、水冷式エンジン（１）
の停止時に水冷式エンジン（１）部分の冷却水温度が第
１の設定温度以上であるときは、制御装置（１１）によ
り前記弁体駆動装置（１０）を作動させて前記弁体（５
２）を強制的に開弁させることを特徴としている。

【０００９】従って、請求項１記載の発明によると、デ
ッドソーク時にラジエータ（２）と水冷式エンジン
（１）との間の流路を必ず開通させて、ラジエータ
（２）側の比較的低温の冷却水を、冷却水温度差による
自然対流でエンジン（１）側に流入させることができ
る。そのため、ウォータポンプが停止した後でも、エン
ジンとラジエータとの間の冷却水の交換を行って、冷却
水温度の過上昇を良好に防止できる。

【００１０】このように冷却水温度の過上昇を防止する
ことにより、冷却系回路の各部品の耐圧性、耐熱性等の
設計基準を緩和でき、製品コストの低減を達成できる。
さらに、エンジンの冷却水温度の過上昇防止により、エ
ンジンの燃料系部品の温度上昇も同時に抑制できるた
め、これら部品内の燃料中にベーパーが発生するのを防
止して、エンジンの再始動不良を防止できる。

【００１１】上記に加えて、請求項２記載の発明による
と、水冷式エンジン（１）の高負荷時に、制御装置（１
１）により弁体駆動装置（１０）を作動させてサーモス
タット（５）の弁体（５２）を強制的に開弁させている
から、エンジン高負荷時における弁体（５２）の開弁リ
フト量を増大させて、ラジエータ（２）への循環冷却水
量を増大させて、エンジン水温を低めに設定でき、これ
によりエンジン高負荷時におけるエンジン出力の増大を
図ることができる。

【００１２】逆に、エンジンの中低負荷時には、弁体
（５２）を閉弁させるから、エンジン水温を高めに設定
でき、これによりエンジン中低負荷時における燃費等を
向上できる。また、請求項３記載の発明によると、水冷
式エンジン（１）の高回転時に、制御装置（１１）によ
り弁体駆動装置（１０）を作動させてサーモスタット
（５）の弁体（５２）を強制的に開弁させているから、
エンジン高回転時における弁体（５２）の開弁リフト量
を増大させて、エンジン水温を低めに設定し、エンジン
出力の増大を図ることができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明によると、水冷
式エンジン（１）の運転中に、水冷式エンジン（１）部
分の冷却水温度が前記第１の設定温度またはこれに近似
した温度以上であるときは、制御装置（１１）により弁
体駆動装置（１０）を作動させてサーモスタット（５）
の弁体（５２）を強制的に開弁させているから、水冷式
エンジン（１）の運転中にエンジン水温が異常に上昇し
ようとする際に、事前に、弁体（５２）の開弁リフト量
を増大させて、エンジン水温を引下げ、エンジン（１）
のオーバーヒートを未然に防止できる。

【００１４】また、請求項５記載の発明によると、水冷
式エンジン（１）の冷却系回路に、断熱構造からなり、
高温の冷却水を蓄える蓄熱容器（１６）を備え、水冷式
エンジン（１）の始動時に水冷式エンジン（１）部分の
冷却水温度が前記第１の設定温度より十分低い第２の設
定温度以下であるときは、蓄熱容器（１６）内の冷却水
を水冷式エンジン（１）内に循環させるようにしている
から、水冷式エンジン（１）の暖機を蓄熱容器（１６）
内の高温冷却水の循環により良好に促進できるととも
に、蓄熱容器（１６）内の冷却水温度が前記第１の設定
温度と前記第２の設定温度との間の中間温度である第３
の設定温度より低い間は制御装置（１１）により弁体駆
動装置（１０）を作動させてサーモスタット（５）の弁
体（５２）を強制的に閉弁させているから、この弁体
（５２）の閉弁によりエンジン水温を高めに設定して、
より温度の高い冷却水を蓄熱容器（１６）内に蓄えるこ
とができ、次回のエンジン暖機促進の効果を一層高める
ことができる。

【００１５】また、請求項６記載の発明によると、水冷
式エンジン（１）の冷却系回路に、冷却水を熱源として
送風空気を加熱する車室暖房用ヒータコア（７）を備え
るとともに、この車室暖房用ヒータコア（７）に送風す
る送風機（２３）を備え、この送風機（２３）を作動さ
せて車室の暖房を行うときに、暖房能力を高める条件が
発生したときは、制御装置（１１）により弁体駆動装置
（１０）を作動させてサーモスタット（５）の弁体（５
２）を強制的に閉弁させているから、冷却水を熱源とし
て車室の暖房を行う際に、前記弁体（５２）の閉弁によ
りエンジン水温を高めに設定して、暖房効果を高めるこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。 （第１実施形態）図１は本発明を車両用エンジンの冷却
装置に適用した第１実施形態を示すもので、１は車両の
走行用エンジン（内燃機関）で、水冷式のものである。
２はラジエータで、冷却ファン３により送風される冷却
空気と内燃機関１の冷却水とを熱交換して冷却水を冷却
するものである。ここで、冷却ファン３は、モータ３ａ
により駆動される電動軸流ファンから構成されている。

【００１７】４はラジエータ２と並列に設けられたバイ
パス回路、５はラジエータ２とエンジン１との間の冷却
水の流れを制御するサーモスタット（冷却水温度応動
弁）で、サーモワックス（感温部材）５１の温度による
体積変化を利用して弁体５２を変位させて、冷却水流路
を開閉するものである。サーモスタット５の具体的構造
は後述する。

【００１８】６はエンジン１の冷却系回路に冷却水を循
環するウォータポンプで、エンジン１のクランクシャフ
トの回転が伝達されて、機械的に駆動されるものであ
る。７は自動車用空調装置のヒータコア（暖房用熱交換
器）で、図示しない空調用送風機により送風される空調
空気を冷却水と熱交換して加熱するものである。このヒ
ータコア７は、周知のごとく図示しない空調用ダクト内
の通風路において冷房用蒸発器の空気下流側に設置さ
れ、この蒸発器で冷却された冷風を所定温度まで再加熱
することにより車室内への吹出空気温度を制御する。

【００１９】８はこのヒータコア７へ冷却水を循環させ
るヒータ用回路で、９はラジエータ２へ冷却水を循環さ
せるメイン回路である。次に、サーモスタット５部分の
具体的構造について説明する。サーモワックス５１はゴ
ム等からなる弾性変形可能なシール用収納体５１ａ内に
収納されており、この収納体５１ａは金属等で成形され
た円筒状ケース５３内に配設されている。このケース５
３の一端（上端）側の外周面には環状の板形状からなる
弁体５２が一体に連結されており、また、収納体５１ａ
およびケース５３は支持シャフト５４に対して摺動可能
に嵌合支持されている。

【００２０】弁体５２に対向するように、中心孔５６ａ
を有する弁座プレート５６が配置されており、この弁座
プレート５６はハウジング５７に固定されている。ケー
ス５３の他端（下端）側には円板状の補助弁体５８がコ
イルスプリング５８ａにより摺動可能に保持されてい
る。また、弁座プレート５６にはスプリング保持プレー
ト５９が固定されており、このスプリング保持プレート
５９と弁体５２との間にコイルスプリング６０が配設さ
れている。

【００２１】サーモワックス５１周囲の冷却水温度が所
定温度（例えば８２°Ｃ）より低いときは、サーモワッ
クス５１の体積収縮により弁体５２がコイルスプリング
６０のばね力により図１の上方へ変位して、弁体５２が
弁座プレート５６に当接してその中心孔５６ａを閉塞す
る。これにより、サーモスタット５がラジエータ２とエ
ンジン１との間の冷却水流路を閉塞する。

【００２２】そして、サーモワックス５１周囲の冷却水
温度が所定温度より高いときは、サーモワックス５１の
体積膨張により支持シャフト５４を起点として弁体５２
がケース５３と一体になってコイルスプリング６０のば
ね力に抗して図１の下方へ変位し、弁体５２が弁座プレ
ート５６から開離して中心孔５６ａを開放する。これに
より、サーモスタット５がラジエータ２とエンジン１と
の間の冷却水流路を開放する。

【００２３】補助弁体５８は上記弁体５２の変位と連動
して変位し、弁体５２がラジエータ２とエンジン１との
間の冷却水流路を閉塞するとき、バイパス回路４を全開
し、弁体５２がラジエータ２とエンジン１との間の冷却
水流路を開放するとき、バイパス回路４を全閉する。さ
らに、上記支持シャフト５４は、電磁アクチュエータ
（弁体駆動装置）１０により変位するようになってお
り、電磁アクチュエータ１０は電磁コイル１０ａを有
し、この電磁コイル１０ａに通電すると、鉄系の磁性材
からなる支持シャフト５４を吸引して、コイルスプリン
グ６０のばね力に抗して図１の下方へ強制的に変位させ
る。電磁コイル１０ａへの通電を遮断すると、コイルス
プリング６０のばね力により支持シャフト５４が図１の
上方へ変位し、その上端部５４ａがハウジング１０ｂの
内壁面に当接して、支持シャフト５４の位置決めがなさ
れる。

【００２４】図２は電磁アクチュエータ１０の電磁コイ
ル１０ａへの通電断続によりサーモスタット５の弁体５
２のリフト量ｈが２段階に制御されるリフト量特性を示
すもので、図２（ｂ）のＴ１はサーモスタット５の弁体
５２が開弁し始める設定温度（例えば、８２°Ｃ）であ
り、Ｔ２はサーモスタット５の弁体５２が全開状態とな
る設定温度（例えば、９５°Ｃ）である。

【００２５】図２（ｂ）の実線は電磁コイル１０ａへの
通電を遮断しているときのリフト量特性であり、サーモ
スタット５周囲の冷却水温度が設定温度Ｔ１以下のとき
はリフト量が０となり、弁体５２は全閉状態となる。図
２（ｂ）の破線は電磁コイル１０ａに通電したときのリ
フト量特性であり、電磁コイル１０ａにて支持シャフト
５４が吸引され、強制的にリフト量ｈだけ支持シャフト
５４が引き下げられるため、サーモスタット５周囲の冷
却水温度が設定温度Ｔ１以下であっても、このリフト量
ｈの分だけ弁体５２が開弁する。

【００２６】１１は電子制御装置で、電磁アクチュエー
タ１０の電磁コイル１０ａへの通電を制御するものであ
り、本例では、マイクロコンピュータおよびその周辺回
路から構成されている。１２はエンジン１部分（具体的
にはエンジン１の冷却水出口部）の冷却水温度を検出す
る水温センサで、サーミスタのような感温抵抗素子から
なる。本例では、この水温センサ１２により「冷却水温
度に関連する信号を発生する水温信号手段」が構成され
ている。

【００２７】１３はエンジン１の点火回路に電源を供給
するイグニッションスイッチである。本例では、このイ
グニッションスイッチ１８により「エンジン１の運転、
停止に関連する信号を発生するエンジン運転信号手段」
を構成している。１４はエンジン１の吸気負圧を検出す
る圧力センサであり、本例ではこの圧力センサ１４によ
り「エンジン１の負荷に関連する信号を発生するエンジ
ン負荷信号手段」を構成している。

【００２８】１５はエンジン回転数を検出する回転数セ
ンサであり、本例ではこの回転数センサ１５により「エ
ンジン１の回転数に関連する信号を発生するエンジン回
転数信号手段」を構成している。電子制御装置１１は、
上記イグニッションスイッチ１３およびセンサ１２、１
４、１５等から入力される入力信号を予め設定されたプ
ログラムに従って判定、演算処理を行うとともに、その
演算処理結果に基づいて電磁コイル１０ａへの通電を制
御するものである。

【００２９】次に、上記構成においてエンジン１の運転
モード別に作動を説明する。 デッドソーク時の水温制御 連続登坂走行時のごとく、エンジン１を連続して高負
荷、高回転にて運転し、エンジン１の熱負荷が高い状態
にてエンジン１を停止すると、エンジン１の停止後も、
エンジン１部分の水温が過剰に上昇することがある。

【００３０】そこで、本実施形態では、エンジン１の停
止後も水温センサ１２によりエンジン１部分の冷却水温
度のモニターを継続し、エンジン１部分の冷却水温度が
設定温度Ｔ３（例えば、１０５°Ｃ）以上であると、イ
グニッションスイッチ１３のＯＦＦ信号（エンジン停止
信号）と水温センサ１２からの水温信号とにより、電子
制御装置１１がデッドソーク時であると判定し、電磁ア
クチュエータ１０の電磁コイル１０ａに通電する。

【００３１】すると、この電磁コイル１０ａの吸引力に
よりサーモスタット５の支持シャフト５４が強制的にリ
フト量ｈだけ引き下げられるため、サーモスタット５周
囲の冷却水温度が設定温度Ｔ１以下であっても、このリ
フト量ｈの分だけ弁体５２が開弁する。その結果、エン
ジン１とラジエータ２との間の冷却水流路が開通状態と
なるため、エンジン１内の高温の冷却水とラジエータ２
内の低温の冷却水との間に両者の密度差による対流が発
生する。これにより、エンジン１とラジエータ２との間
で冷却水が入れ替わるので、エンジン１部分の水温が過
剰に上昇することを防止できる。

【００３２】図３はデッドソーク時におけるエンジン部
分の水温の変化を示すものであり、エンジン停止後の水
温上昇に対して、本実施形態では、エンジン部分の水温
が設定温度Ｔ３まで上昇すると、上記のごとくサーモス
タット５の弁体５２をリフト量ｈの分だけ強制的に開弁
するため、図３の実線に示すごとく水温上昇を低く抑え
ることができる。

【００３３】これに対し、従来の通常の冷却装置では、
高負荷運転直後のエンジン停止とともに冷却水の流動が
止まってしまうので、エンジン１内の冷却水温度が図３
の破線に示すごとく急上昇してしまう。なお、ウォータ
ポンプ６をエンジン１による機械的駆動方式とせずに、
モータによる電動駆動方式として、エンジン停止後もエ
ンジン部分の水温が設定温度Ｔ３以上であるときはウォ
ータポンプ６を作動させるようにすれば、デッドソーク
時により一層効果的にエンジン水温の過上昇を防止でき
る。

【００３４】エンジン負荷による水温制御 エンジン１運転中の負荷が小さいとき（中低負荷時）は
エンジン１のスロットルバルブ（図示せず）の開度が小
さいため、エンジン１の吸気負圧が設定値（例えば、−
１８ｋＰａ）より大きくなる。この吸気負圧の増大は圧
力センサ１４により検出され、電子制御装置１１に入力
される。これにより、電子制御装置１１はエンジン１の
中低負荷運転を判定し、電磁アクチュエータ１０の電磁
コイル１０ａに通電しないため、サーモスタット５の弁
体５２は、電磁コイル１０ａによるリフト量ｈが付与さ
れず、図２の実線で示す通常のリフト量特性で作動す
る。

【００３５】従って、サーモスタット５周囲の水温が設
定温度Ｔ１より低いときは、サーモワックス５１の体積
収縮によりサーモスタット５の弁体５２が全閉状態とな
り、補助弁体５８がパイパス回路４を全開するため、ウ
ォータポンプ６の作動により水冷式エンジン１を冷却す
る冷却水は、パイパス回路４を循環するのみで、ラジエ
ータ２に流入しない。

【００３６】そして、サーモスタット５周囲の水温が設
定温度Ｔ１より高くなると、サーモワックス５１の体積
膨張によりサーモスタット５の弁体５２が開弁し、水冷
式エンジン１を冷却する冷却水は、エンジン１を出た後
に、メイン回路９を通って、ラジエータ２に流入し、こ
こで冷却ファン３の送風空気と熱交換して冷却される。
そして、この冷却後の冷却水はサーモスタット５、ウォ
ータポンプ６を通ってエンジン１に戻る。

【００３７】このように、エンジン１の中低負荷時に
は、サーモスタット５の弁体５２は、電磁コイル１０ａ
によるリフト量ｈが付与されず、図２の実線で示す通常
のリフト量特性で作動することにより、弁体５２の開弁
時においても、リフト量ｈの分だけ弁体５２の開弁量が
小となり、ラジエータ２への流入冷却水量が抑制され
る。従って、ラジエータ２での冷却水の放熱性能が抑制
され、エンジン水温を高めに設定することができるた
め、エンジン１の摩擦損失を軽減して、燃費を向上でき
る。

【００３８】一方、エンジン１のスロットルバルブ（図
示せず）の開度が所定値以上となって、エンジン１が高
負荷運転しているときは、エンジン１の吸気負圧が設定
値（例えば、−１８ｋＰａ）より小さくなる。この吸気
負圧の低下は圧力センサ１４により検出され、電子制御
装置１１に入力される。これにより、電子制御装置１１
はエンジン１の高負荷運転を判定し、電磁アクチュエー
タ１０の電磁コイル１０ａに通電する。その結果、サー
モスタット５の弁体５２は、電磁コイル１０ａによりリ
フト量ｈ分だけ強制的に開弁され、図２の破線で示すリ
フト量特性で作動する。

【００３９】従って、サーモスタット５周囲の水温が設
定温度Ｔ１以下であっても、サーモスタット５の弁体５
２が強制的に開弁するとともに、水温が設定温度Ｔ１以
上であるときは、リフト量ｈ分だけ弁体５２の開弁量が
増大し、ラジエータ２への流入冷却水量が増大する。そ
のため、ラジエータ２での冷却水の放熱性能を増大で
き、エンジン水温を低めに制御できるので、高負荷時に
おけるエンジン出力の向上を図ることができる。

【００４０】エンジン回転数による水温制御 エンジン回転数が設定値（例えば、４０００ｒｐｍ）よ
り低いときは、回転数センサ１５からの入力信号により
電子制御装置１１はエンジン１の中低回転運転を判定
し、電磁アクチュエータ１０の電磁コイル１０ａに通電
しないため、サーモスタット５の弁体５２は、電磁コイ
ル１０ａによるリフト量ｈが付与されず、図２の実線で
示す通常のリフト量特性で作動する。

【００４１】エンジン回転数が設定値（例えば、４００
０ｒｐｍ）より高くなると、電子制御装置１１はエンジ
ン１の高回転運転を判定し、電磁アクチュエータ１０の
電磁コイル１０ａに通電する。その結果、サーモスタッ
ト５の弁体５２は、電磁コイル１０ａによりリフト量ｈ
分だけ強制的に開弁され、図２の破線で示すリフト量特
性で作動する。

【００４２】従って、サーモスタット５周囲の水温が設
定温度Ｔ１以下であっても、サーモスタット５の弁体５
２が強制的に開弁するとともに、水温が設定温度Ｔ１以
上であるときは、リフト量ｈ分だけ弁体５２の開弁量が
増大し、ラジエータ２への流入冷却水量が増大する。そ
のため、ラジエータ２での冷却水の放熱性能を増大で
き、エンジン水温を低めに制御できるので、高回転時に
おけるエンジン出力の向上を図ることができる。

【００４３】オーバーヒート防止のための水温制御 エンジン運転中に、何らかの原因でエンジン水温が異常
に上昇して、設定温度Ｔ３（例えば、１０５°Ｃ）以上
になると、水温センサ１２からの入力信号により電子制
御装置１１はこの水温の異常上昇を判定して、エンジン
負荷、エンジン回転数の如何にかかわらず、電磁アクチ
ュエータ１０の電磁コイル１０ａに通電する。その結
果、サーモスタット５の弁体５２は、電磁コイル１０ａ
によりリフト量ｈ分だけ強制的に開弁され、図２の破線
で示すリフト量特性で作動する。

【００４４】従って、リフト量ｈ分だけ弁体５２の開弁
量が増大し、ラジエータ２への流入冷却水量が増大す
る。そのため、ラジエータ２での冷却水の放熱性能を増
大でき、エンジン水温が設定温度Ｔ３以上にさらに異常
上昇するのを防止でき、エンジン１のオーバーヒートを
未然に防止できる。なお、第１実施形態では、上記のご
とくエンジン運転中にオーバーヒート防止のために弁体
５２を強制的に開弁させるエンジン水温の設定温度を、
デッドソーク時に弁体５２を強制的に開弁させるエンジ
ン水温の設定温度と同一温度Ｔ３としているが、このＴ
３と近似した別の温度としてもよいことはもちろんであ
る。 （第２実施形態）図４は第２実施形態を示しており、本
例では高温の冷却水を蓄えておく蓄熱容器１６をバイパ
ス回路４に設置し、この蓄熱容器１６内の高温の冷却水
をエンジン１に循環して、エンジン１の暖機促進を図る
ものである。

【００４５】具体的に説明すると、蓄熱容器１６はステ
ンレスのような耐食性に優れた金属からなる２重タンク
構造の中間空隙部を真空として断熱構造としたものであ
る。この蓄熱容器１６内には蓄熱水温を検出する温度セ
ンサ１７が内蔵されている。蓄熱容器１６の入口パイプ
１６ａおよび出口パイプ１６ｂと、バイパス回路４との
間の流路は、流路切替弁１８にて切替えられるようにな
っている。この流路切替弁１８は例えば回転可能なロー
タリ式の弁体（図示せず）を内蔵し、このロータリ式の
弁体の回動位置をサーボモータ等の電気アクチュエータ
により選択して、流路の切替を行う。

【００４６】１９は空調用電子制御装置で、空調スイッ
チ２０、外気温度を検出する外気温センサ２１、ヒータ
コア３の吹出空気温度を検出する吹出温度センサ２２等
から信号が入力される。この入力信号に基づいて、空調
用電子制御装置１９は空調用送風機２３等の作動を制御
するとともに、ヒータ信号を電子制御装置１１に入力す
るものである。

【００４７】第２実施形態も前述した〜の水温制御
を同様に実施することは可能であり、以下、第１実施形
態と異なる作動についてのみ説明する。まず、エンジン
１の冷間始動時について説明すると、エンジン水温が設
定温度（例えば、５５°Ｃ）以下の時にエンジン１が始
動されると、水温センサ１２およびスタータースイッチ
２４からの入力信号に基づいて、電子制御装置１１は冷
間始動時を判定し、流路切替弁１８に流路切替信号を入
力する。これにより、流路切替弁１８は蓄熱容器１６の
入口パイプ１６ａおよび出口パイプ１６ｂと、バイパス
回路４との間の流路を連通させて、バイパス回路４に直
列に蓄熱容器１６を挿入するため、蓄熱容器１６内の高
温の冷却水をバイパス回路４を通してエンジン１に循環
して、エンジン１の暖機促進を図ることができる。

【００４８】ここで、エンジン１の暖機終了後には、次
回のエンジン始動に備えて蓄熱容器１６内に高温の冷却
水を蓄える必要がある。そこで、本第２実施形態では、
温度サンサ１７により蓄熱水温を検出し、蓄熱水温が設
定温度（例えば、８０°Ｃ）より低い間は、常に、電子
制御装置１１により電磁アクチュエータ１０の電磁コイ
ル１０ａへの通電を遮断する。

【００４９】従って、サーモスタット５の弁体５２は、
電磁コイル１０ａによるリフト量ｈが付与されず、図２
の実線で示す通常のリフト量特性で作動するので、サー
モスタット５周囲の水温が設定温度Ｔ１（例えば、８２
°Ｃ）より低いときは、サーモワックス５１の体積収縮
によりサーモスタット５の弁体５２が全閉状態となり、
補助弁体５８がパイパス回路４を全開するため、ウォー
タポンプ６の作動により水冷式エンジン１の冷却水はパ
イパス回路４を循環するのみで、ラジエータ２に流入し
ない。

【００５０】このように、サーモスタット５の弁体５２
を全閉させることにより、水温を上昇させて、より高い
温度の冷却水を蓄熱容器１６内に蓄えることができ、次
回のエンジン始動性、暖機促進を図ることができ、暖機
時に排出される排気エミッションの低減、燃費向上に貢
献できる。次に、車室内空調ヒータ使用時について説明
すると、空調スイッチ２０の投入により、空調用電子制
御装置１９によって空調用送風機２３に通電され、送風
機２３が作動し、その送風空気がヒータコア７で冷却水
と熱交換して加熱され、温風となり、この温風が車室内
へ吹き出して暖房を行う。

【００５１】従って、寒冷時に暖房効果を高めるために
は暖房熱源となる冷却水温度を高めることが有効であ
る。そこで、本第２実施形態では、外気温センサ２１に
より検出される外気温が設定温度（例えば、０°Ｃ）以
下であるとき、または吹出温度センサ２２により検出さ
れる吹出空気温度が設定温度（例えば、４０°Ｃ）以下
であるときは、空調用電子制御装置１９によってこの状
態を判定して、電子制御装置１１にヒータ信号を入力す
る。

【００５２】すると、電子制御装置１１をこのヒータ信
号に基づいて電磁アクチュエータ１０の電磁コイル１０
ａへの通電を遮断する。従って、サーモスタット５周囲
の水温が設定温度Ｔ１（例えば、８２°Ｃ）より低いと
きは、サーモスタット５の弁体５２が全閉状態となり、
水冷式エンジン１の冷却水は、パイパス回路４を循環す
るのみで、ラジエータ２に流入しない。

【００５３】このように、サーモスタット５の弁体５２
を全閉させることにより、水温を上昇させることがで
き、寒冷時での暖房効果を高めることができる。なお、
上記ヒータ信号は、上記外気温または吹出空気温度の低
下を検出する以外に、ヒータコア７に流入する冷却水温
の低下を判定して、発生してもよい。要は、送風機２３
を作動させて車室の暖房を行うときに、暖房能力を高め
る条件が発生したかどうかを判定すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す車両用水冷式エン
ジンの冷却系回路図である。

【図２】（ａ）は図１におけるサーモスタットの作動特
性説明のための断面図、（ｂ）はこのサーモスタットの
弁体のリフト量特性を示すグラフである。

【図３】デッドソーク時におけるエンジン水温の挙動を
示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施形態を示す車両用水冷式エン
ジンの冷却系回路図である。

【符号の説明】

１…水冷式エンジン、２…ラジエータ、３…電動冷却フ
ァン、４…バイパス回路、５…サーモスタット、５１…
サーモワックス、５２…弁体、５４…支持シャフト、６
…ウォータポンプ、７…ヒータコア、１０…電磁アクチ
ュエータ、１０ａ…電磁コイル、１１…制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 美光 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 山中 保利 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式エンジン（１）の冷却系回路に設
   けられ、冷却水を冷却するラジエータ（２）と、 前記水冷式エンジン（１）の冷却系回路に設けられ、こ
   の冷却系回路に冷却水を循環させるウォータポンプ
   （８）と、 前記水冷式エンジン（１）の冷却系回路に設けられ、冷
   却水温度を感知する感温部材（５１）によって変位する
   弁体（５２）を有し、この弁体（５２）により前記ラジ
   エータ（２）と前記水冷式エンジン（１）との間の流路
   を開閉するサーモスタット（５）と、 このサーモスタット（５）の弁体（５２）に外力を加え
   て、この弁体（５２）を開弁させる弁体駆動装置（１
   ０）と、 この弁体駆動装置（１０）の作動を制御する制御装置
   （１１）とを備え、 前記水冷式エンジン（１）の停止時に前記水冷式エンジ
   ン（１）部分の冷却水温度が第１の設定温度以上である
   ときは、前記制御装置（１１）により前記弁体駆動装置
   （１０）を作動させて前記弁体（５２）を強制的に開弁
   させることを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 【請求項２】 前記水冷式エンジン（１）の高負荷時
   に、前記制御装置（１１）により前記弁体駆動装置（１
   ０）を作動させて前記弁体（５２）を強制的に開弁させ
   ることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装
   置。
3. 【請求項３】 前記水冷式エンジン（１）の高回転時
   に、前記制御装置（１１）により前記弁体駆動装置（１
   ０）を作動させて前記弁体（５２）を強制的に開弁させ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン
   の冷却装置。
4. 【請求項４】 前記水冷式エンジン（１）の運転中に、
   前記水冷式エンジン（１）部分の冷却水温度が前記第１
   の設定温度またはこれに近似した温度以上であるとき
   は、前記制御装置（１１）により前記弁体駆動装置（１
   ０）を作動させて前記弁体（５２）を強制的に開弁させ
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに
   記載のエンジンの冷却装置。
5. 【請求項５】 前記水冷式エンジン（１）の冷却系回路
   に、断熱構造からなり、高温の冷却水を蓄える蓄熱容器
   （１６）を備え、 前記水冷式エンジン（１）の始動時に前記水冷式エンジ
   ン（１）部分の冷却水温度が前記第１の設定温度より十
   分低い第２の設定温度以下であるときは、前記蓄熱容器
   （１６）内の冷却水を前記水冷式エンジン（１）内に循
   環させるようにし、 さらに、前記蓄熱容器（１６）内の冷却水温度が前記第
   １の設定温度と前記第２の設定温度との間の中間温度で
   ある第３の設定温度より低い間は前記制御装置（１１）
   により前記弁体駆動装置（１０）を作動させて前記弁体
   （５２）を強制的に閉弁させることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれか１つに記載のエンジンの冷却装
   置。
6. 【請求項６】 前記水冷式エンジン（１）の冷却系回路
   に、冷却水を熱源として送風空気を加熱する車室暖房用
   ヒータコア（７）を備えるとともに、この車室暖房用ヒ
   ータコア（７）に送風する送風機（２３）を備え、 この送風機（２３）を作動させて車室の暖房を行うとき
   に、暖房能力を高める条件が発生したときは、前記制御
   装置（１１）により前記弁体駆動装置（１０）を作動さ
   せて前記弁体（５２）を強制的に閉弁させることを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のエンジ
   ンの冷却装置。
7. 【請求項７】 前記サーモスタット（５）は、前記感温
   部材（５１）を支持する支持シャフト（５４）を有し、 前記弁体駆動装置（１０）は前記支持シャフト（５４）
   を変位させることにより前記弁体（５２）を強制的に開
   弁させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
   １つに記載のエンジンの冷却装置。