JPS61218714A - ラジエ−タ通風量制御装置 - Google Patents

ラジエ−タ通風量制御装置

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JPS61218714A
JPS61218714A JP5849685A JP5849685A JPS61218714A JP S61218714 A JPS61218714 A JP S61218714A JP 5849685 A JP5849685 A JP 5849685A JP 5849685 A JP5849685 A JP 5849685A JP S61218714 A JPS61218714 A JP S61218714A
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JP
Japan
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thermostat
radiator
coolant temperature
position detection
shutter
Prior art date
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Pending
Application number
JP5849685A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Koide
小出 紘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS61218714A publication Critical patent/JPS61218714A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/10Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers
    • F01P7/12Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers by thermostatic control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

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のラジェータへの通風量を制
御するための装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
エンジンの冷却液の温度はラジェータに送られる冷却液
流量とバイパス流量とをサーモスフ・ソトで調節するこ
とにより制御される。一般に、冷却液温度は、エンジン
構成要素の耐熱限界温度範囲内でできるだけ高い方が、
冷却損失を少なくする上からもラジェータの放熱効率の
面からも望ましい。しかし、冷却液温度は、エンジン発
熱量、ラジェータへの通風量、およびサーモスタットの
動作特性の関係で、縦軸に温度を、横軸に時間をとった
グラフに表した場合に、鋸歯状に変化するのが普通であ
る。温度変化の最大値を許容温度限界内に収める必要か
ら、冷却液温度の平均値を許容限界温度よりかなり低く
設定すれば、冷却損失が増大し、かつ、大型のラジェー
タが必要となる。
そこで、ラジェータシャッタを有する通風量制御装置を
用い、冷却液温度に応じてラジェータへの通風量を制御
することが望ましい。
従来のラジェータシャッタないし通風量制御装置には、
ワックス式感熱要素と切換スイッチとモータを用い、冷
却水温に応じてシャッタを開閉するもの(実公昭51−
50934号公報、実公昭51−50936号公報)、
複数のフィンをギヤ列を介して負圧アクチュエータに連
結し、作動負圧を感温弁で制御するもの(実開昭54−
9238号公報)、ラック/ピニオン機構とレバー機構
を電磁弁に連結し、冷却水温が設定値以上の時にフィン
を開らく様になった装置(特願昭48−78345号公
報)、冷却液温が予め設定された液温の上限または下限
を越えた時に信号を発する液温センサを設け、この信号
を増幅器で増幅して直流モータを駆動し、制御杆を移動
させて遮風板の開度を制御する装置(特開昭47−15
527号公報)が知られている。しかし、これらの装置
はいずれもほぼ0N10FF動作に近い動作をするもの
である。従って、通風量を冷却液温度に応じて連続的に
変化させることの可能な制御装置が要望される。
他方、今日の自動車用エンジンにおいては、空燃比制御
等のエンジン制御に必要な冷却液温度を検出するため冷
却液温センサが設置されている。
そこで、ラジェータ通風量を連続可変に制御可能な通風
量制御装置を用い、通風量を冷却液温度に応じて制御す
るに当っても、前記冷却液温センサを利用できれば追加
的な温度センサを必要としないので有利である。しかし
、この冷却液温センサからの信号はエンジン制御に必要
な情報であるので、サーモスタットより下流側(即ち、
ラジェータ側)の冷却液通路に設置することができない
このため、サーモスタットが閉じ、エンジンウォーター
ジャケットからラジェータへの冷却液の流れが遮断され
ていて本来ラジェータに通風する必要がない場合にも、
冷却液温センサからの高温信号によりラジェータシャッ
タが開かれることがあり、不必要な冷却風がエンジンル
ーム内へ取り込まれて車両の空気抵抗の増大を招いてい
た。
(発明の目的〕 本発明の目的は、サーモスタットが閉じている時にはラ
ジェータシャッタを全閉として不必要な冷却風の流通を
遮断することが可能で、サーモスタットが開いている時
にのみ冷却風を流通させることができ、しかも通風量を
冷却液温度に応じて連続可変に制御することの可能なラ
ジェータ通風量制御装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明のラジェータ通風量制御装置は、ラジェータの前
方に設置されるラジェータシャ・ツタと、サーモスタッ
トの開弁を検出するサーモスタット位置検出手段と、サ
ーモスタットより上流側の冷却液通路に設置された冷却
液温センサと、ラジェータシャッタの開口面積を制御す
る制御回路とを備えて成り、前記ラジェータシャッタは
、(イ)互いに平行な複数の細長い開口を存するフレー
ムと、(0)前記開口の夫々に各1つ設けられ、各開口
の流路面積を調整可能に回転軸によりフレームに回転自
在に軸支された複数の締切り板と、I/〜前記回転軸の
各々に固定されたウオームホイールと、に)前記ウオー
ムホイールに咬合するウオームを有し回転可能にフレー
ムに装着された駆動軸と、休)前記駆動軸に連結された
出力軸を有し前記制御回路により制御されるステップモ
ータ、とを備えて成り、前記制御回路は、前記サーモス
タット位置検出手段からの信号に応答して、サーモスタ
ットの閉弁時にはラジェータシャッタを全閉にし、サー
モスタットの開弁時には冷却液温センサからの信号に応
答して冷却液温度に応じてラジェータシャッタの開口面
積を制御する様に構成されている。
この様に、ラジェータシャッタの開口面積はウオーム/
ウオームホイール機構を介してステップモータにより変
化せられるので、開口面積は連続的に任意の値に制御す
ることができる。また、サーモスタットの開弁時にのみ
ラジェータシャッタが開かれる様にしたので、不必要な
冷却風の流入が防止され、必要最小限の通風量が得られ
る。
(実施例〕 次に、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明のラジェータ通風量制御装置を備えたエ
ンジンを模式的に示したもので、エンジン10は従来の
如くシリンダブロック12、シリンダヘッド14、ヘッ
ドカバー16、等を備えている。シリンダヘッド14に
は後述するサーモスタットを収蔵したサーモスタットハ
ウジング18が取付けである。冷却ファン20は周知の
様にウォータポンプ(図示せず)と共にクランク軸によ
りベルト駆動される。ファン20の前方には従来型のラ
ジェータ22が設置され、更にその前方に本発明の通風
量制御装置の構成要素であるラジェータシャッタ24が
配置される。周知の様に、エンジン10のウォータージ
ャケット(図示せず)内の冷却液はサーモスタットハウ
ジング18のアウトレット16からアッパホース(図示
せず)を介してラジェータ22のアッパタンクに送られ
、ラジェータで冷却された後、ロワータンクおよびロワ
ーホース(図示せず)を介してウォーターポンプの吸込
側に帰還せられる。
ラジェータシャッタ24は車両に搭載されたエンジン制
御用コンピュータから成る制御回路28により後述の如
く制御される。エンジン制御用コンピュータ28は空燃
比制御、その他種々のエンジン制御を司る汎用マイクロ
コンピュータであり、ラジェータシャッタ24の開度制
御もこれを利用して行われる。コンピュータ28は中央
演算ユニット30とメモリ装置32と入出力装置34と
を備えて成り、メモリ32にはフローチャートを参照し
て後述するラジェータシャッタ制御プログラムが格納さ
れている。入出力装置34にはサーモスタンドハウジン
グ18に設けたサーモスタット位置検出スイッチ36お
よび冷却液温センサ38からの信号が入力される。
第2図の拡大断面図から分る様に、サーモスタット40
はサーモスタットハウジング18内に冷却液通路42を
横切って設置されている。このサーモスタット40は基
本的に従来のワックスペレット型サーモスタットと同様
のもので、冷却液温度に応じて軸方向に移動して冷却液
の流れを0N10FF制御する弁アッセンブリ44を有
する。サーモスタット位置検出手段を構成する検出スイ
ッチ36はこの弁アッセンブリ44の軸線上に配置しで
ある。検出スイッチ36は簡単な0N10FFスイツチ
で構成することができ、冷却液温上昇に伴い弁アッセン
ブリ44がリフトしてサーモスタット40が開弁じた時
に弁アッセンブリ44に押圧されてONとなる様に構成
することができる。第2図に示す様に、冷却液温センサ
38はサーモスタット40より上流側において冷却液通
路42に臨んで設置されている。
第3図に示す如く、ラジェータシャッタ24はラジェー
タ22の寸法に適合したフレーム46を有する。フレー
ム46は長方形の外枠48およびこれと一体の平行な複
数の仕切り50から成り、外枠48の開口部は仕切り5
0によって互いに平行な複数の開口52に分割されてい
る。夫々の開口52には外枠4日に回転可能に軸支され
た回転軸54と一体の締切り板56が設けてあり、開口
52の通風量を適宜調節し得る様になっている。
各回転軸54の上端は外枠48から上方に突出しており
、そこにウオームホイール58が固定しである。外枠4
8には複数の軸受60により駆動軸62が回転可能に装
着してあり、この駆動軸62にはウオームホイール58
と夫々咬合ったウオーム64が形成しである。外枠48
にはまたステップモータ66がボルト止めしてあり、こ
のステップモータ66の出力軸(図示せず)は駆動軸6
2に連結しである。モータ66を正逆いずれかの方向に
回転させることにより、締切り板56の開度が変り、通
風量が制御される。ステップモータ66への指令信号は
エンジン制御用コンピュータ28から出力される。
次に、第4図のフローチャートを参照して、ラジェータ
シャッタ24の制御プログラムの一例を説明する。この
プログラムは他の種々のエンジン制御プログラムと共に
所定のタイミングでエンジン制御用コンピュータ28に
より周期的に実行されるものである。
ステップ101ではサーモスタット位置検出スイッチ3
6がONであるか否かを判定する。Noの場合には、サ
ーモスタット40は閉弁しており、従って、ラジェータ
22に冷却風を通風する必要がないとみなし、ステップ
107に進んでステップモータ66に1パルスの逆転信
号を送り、ステップモータを1ピツチ逆転させる。この
ルーチンを反覆することにより、締切り板56は漸次閉
じられ、終には全閉となる。
スイッチ36がONの場合にはステップ102において
冷却液温センサ38からの信号により冷却液温度を検出
する。次に、ステップ103に進み、冷却液温度に応じ
た最適の目標開口面積りをメモリ32から読出す。この
ため、メモリ32には、第5図に示す様な冷却液温度と
目標開口面積りとの関係を示すマツプが予めテーブル化
されて格納されている。第5図から分る様に、目標開口
面積りは冷却液温度の上昇に応じて増大する様に設定さ
れている。次に、ステップ104では、ステップモータ
66に内蔵された回転角センサからの信号により現在の
開口面積り、を検出する。次に、ステップ105ではD
−D、>Oか否かを判定する。
D  Ds < 0の場合には、目標開口面積に対して
現実の開口面積が過大となっており、即ち、ラジエータ
シャッタが開らき過ぎているとみなし、ステップ107
に進んでステップモータ66を逆転させる。D−1)、
>Qの場合にはステップ106に進み、ステップモータ
66を1ピツチ正転させる。
ステップ101〜106を反覆することにより、ラジェ
ータシャッタ24の開口面積は目標値に近づく。
以上の実施例では、サーモスタット位置検出手段はサー
モスタット40の弁アッセンブリ44と協働する0N1
0FFスイツチ36として構成したが、変形態様として
、第5図に示した様にサーモスタット40より下流側に
設置した0N10FF式感温スインチ36′、またはセ
ンサ38と同様の第2の冷却液温センサで構成してもよ
い。
〔発明の効果〕
この様に、本発明の制御装置はサーモスタットが閉じて
いる時にはラジェータが全閉となる様に構成されている
ので、不必要な冷却風がエンジンルーム内に取り込まれ
ることが無く、車両の空気抵抗を最小限に低減させるこ
とができる。また、通風量は冷却部センサにより連続可
変制御できるので、精密な冷却液温制御が可能となり、
エンジン運転条件や車両の走行条件に応じた最適の冷却
温度を維持することができ、燃料消費率や運転性や排気
ガス浄化性能を向上させることができる。
また、冷却液温センサや制御用コンピュータは既存のも
のを利用できるので、最小限の簡易な改造のみで実施す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の通風量制御装置を備えたエンジンの模
式図、第2図はエンジン長軸に沿ったす−モスタットハ
ウジングの拡大断面図、第3図はラジェータシャッタの
斜視図、第4図はラジエータシャッタ制御プログラムの
フローチャート、第5図は冷却液温度と目標開口面積の
関係を示すマツプ、第6図は第2図同様の図でサーモス
タット位置検出手段の変形配置を示す。 10・−エンジン、 18・−・サーモスタットハウジング、22・−・ラジ
ェータ、24−・ラジェータシャッタ、28・−制御回
路、 36−・サーモスタット位置検出スイッチ、38・−・
冷却液温センサ、 40・−サーモスタット、42・−・冷却液通路1.4
6・−フレーム、    52・−・・開口、54・−
・回転軸、    56−締切り板、58−・ウオーム
ホイール、62・・−・駆動軸、64・・−・ウオーム
、66・−・ステラスモータ。 第 1 図 18:サーモスタットハウジング 22:ラジェータ 24:ラノエ〜タシャッタ 28:制御回路 36:サーモスタット位置検出スイッチ38=冷却液温
センサ 66:ステップモータ 第3図 第4図 第5図 小   冷却液温度   大 筒 6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ウォータージャケットからラジエータに至る冷却液
    通路にサーモスタットが配置された自動車用エンジンに
    おいてラジエータへの通風量を制御するための装置にあ
    って、 ラジエータの前方に設置されるラジエータと、サーモス
    タットの開弁を検出するサーモスタット位置検出手段と
    、サーモスタットより上流側の冷却液通路に配置された
    冷却液温センサと、ラジエータシャッタの開口面積を制
    御する制御回路とを備えて成り、 前記ラジエータシャッタは、(イ)互いに平行な複数の
    細長い開口を有するフレームと、(ロ)前記開口の夫々
    に各1つ設けられ、各開口の流路面積を調節可能に回転
    軸によりフレームに回転自在に軸支された複数の締切り
    板と、(ハ)前記回転軸の各々に固定されたウォームホ
    ィールと、(ニ)前記ウォームホィールに咬合するウォ
    ームを有し回転可能にフレームに装着された駆動軸と、
    (ホ)前記駆動軸に連結された出力軸を有し前記制御回
    路により制御されるステップモータ、とを備えて成り、 前記制御回路は、前記サーモスタット位置検出手段から
    の信号に応答して、サーモスタットの閉弁時にはラジエ
    ータシャッタを全閉にし、サーモスタットの開弁時には
    冷却液温センサからの信号に応答して冷却液温度に応じ
    てラジエータシャッタの開口面積を制御する様に構成さ
    れていることを特徴とするラジエータ通風量制御装置。 2、前記サーモスタット位置検出手段はサーモスタット
    の弁体の揚弁を検出するスイッチである特許請求の範囲
    第1項記載のラジエータ通風量制御装置。 3、前記サーモスタット位置検出手段はサーモスタット
    より下流側において冷却液通路に配置された感温スイッ
    チである特許請求の範囲第1項記載のラジエータ通風量
    制御装置。 4、前記サーモスタット位置検出手段はサーモスタット
    より下流側において冷却液通路に配置された第2の冷却
    液温センサである特許請求の範囲第1項記載のラジエー
    タ通風量制御装置。
JP5849685A 1985-03-25 1985-03-25 ラジエ−タ通風量制御装置 Pending JPS61218714A (ja)

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JPS61218714A true JPS61218714A (ja) 1986-09-29

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101881208A (zh) * 2010-06-30 2010-11-10 三一重机有限公司 发动机的冷却风量调节方法及装置
JP2014095300A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Aisin Seiki Co Ltd グリルシャッター制御装置
CN105626227A (zh) * 2015-12-24 2016-06-01 潍柴动力股份有限公司 车辆的冷却方法和冷却系统
JP2017115711A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 本田技研工業株式会社 ユニットスイング式内燃機関の冷却装置
JP2017115712A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 本田技研工業株式会社 ユニットスイング式内燃機関の冷却装置

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