JPS6181517A - 内燃機関の沸騰冷却装置 - Google Patents

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） この発明は、ウォータジャケット内に液（口冷媒を貯留
しておき、その沸騰気化により内燃（人間の冷却を行な
うとともに、発生した冷媒蒸気をコンデンサにより凝縮
して再刊用するようにした内燃機関のＦＮＩｌｉ！！冷
部装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の温度は、周知のように開開の熱効率や充填効
率あるい耐ノツク性能などに直接に影響するぽか、油粘
性による摩涼１０失などに影響し、殿関の燃料浦賀率や
最大出力あるいは騒音の大小などを左右する要因となる
。しかし、従来の一般的な水冷式冷却装置にあっては、
サー七スタットにて流路を切換ることにより暖は時の′
Ａ麿の冷？ＪＪを防止している程度に過ぎず、ｇ　ｆ’
Ｘ　ａＩ’制御はなされていないに等しい。また、電動
ファンの０ｆｆ−ＯＦＦにより温度制御を行なおうとし
ても、冷ｆ、Ｉｔ系内に多量の冷却水が循環しており、
その全体の温度変化を待たなければならないので、負荷
や回転速度等運転条件に応じて可変的に設定した目標（
品度に応答性良く追従させることは全く不可能であり、
上述した熱効率等を考慮した高精度な温度制御は側底実
現できない。

一方、上記のような冷却水の単純な温度変化を利用した
冷７Ｊ］装置に対し、冷媒（冷却水）の液相−気相の相
変化を利用した冷却装置も種々提案されている（例えば
特公昭５７−５７６０８号公報、特開昭５７−６２９１
２号公報。これは基本的には、ウォータジャケット内で
貯留状態にある液相冷媒を沸ｎヲさせ、そのときの大き
な気化潜熱により、少缶の冷媒に基づく冷却を可能とす
る一方、発生蒸気は外部のコンデンサ（ラジェータ）に
導いて放熱液化させた後に、再度ウオークジャケット内
に循環供給する構成であって、ウォータジャケット内の
各部の１度を冷媒沸点に均一に維持できるとともに、コ
ンデンサにおける熱交換効率を飛２（ζ的に向上させら
れる利点がある。ところが、これら従来装置は冷却系の
一部を大気に連通し、実質的に非密閉回路を構成して、
大気圧下で冷媒を沸騰させるようにしていため、冷媒の
沸点を変化させることができず、機関の運転条件に応じ
て可変的な温度制御を行なうことが難しかった。そこで
本出願人により、液相冷媒を貯溜したつＡ　−クジャケ
ットと、このつＡ−クジャケットにおける沸騰により生
じた冷媒蒸気を冷！、Ｉ］液化するコンデンサとを外部
に対して）人間通常運転時に密閉的に接続して冷却開回
路を１苗成し、つ４−タジ鵞・ケラト内の圧力を可変制
御することにより液相冷媒の沸点を任意にかつ速やかに
変化させ、運転条件に応じた応答性の良い温度制御を実
現しうるようにした沸騰冷却装置が提案されたく特願昭
５８−１４’５４６７号参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、この冷却装置は、コンデンサで復水した冷媒
を供給ポンプによりウォータジャケットに送り込み、ウ
ォータジャケットの液面を常に所定のレベルに保つよう
にしている。

そしてウォータジャケットの液面は液面検出手段く液面
センサ）により検出され、液面レベルが規定値よりも低
下すると、上記供給ポンプが駆動され、液面レベルを一
定値に回復させるようになっている。

しかしながらこの場合、冷媒供給ポンプに異常が発生し
て、ポンプ駆動信号が出力されているにもかかわらず、
コンデンサからの液相冷媒がつＡ−タジャケットに送り
込まれないような事態が起こると、冷媒の沸騰蒸発に伴
いウォータジャケットの液面が低下し、やがて冷却が不
十分となり、燃焼至璧温が上昇してノッキングが起きや
すくなったり、Ｉ大関の熱的耐久性が損なわれることに
なりかねない。あるいは逆にポンプ駆動信号が出力され
ていないにもかかわらず冷媒供給ポンプが作動し、冷媒
がウォータジャケットに送り込まれるようなことがある
と、ウォータジャケットの液面を現定（直に制りＩＩす
ることができず、適正な沸騰冷却Ｇ１能が１′￥られな
くなる。したがって、冷媒供給ポンプがキャビテーショ
ンやスティックなどの異常を生じて冷媒の供給能力が低
下したり停止したときや、あるいは冷媒供給ポンプが作
動を停止しないなどの異常時には、ただちにこれを検出
してしかるべき処置をとる必要がある。

本発明はこのような点に着目して、冷媒供給ポンプの作
動を監視し、その異常を発生したときはただちにこれを
判別しうるようにした内燃開開の沸騰冷却装置を提供す
ることを目的どする。

（問題点を解決するための手段） 第１図はこの発明の構成を示す開化ブロック図である。

開開のウォータジャケット１は液相冷媒が貯留される構
造のもので、コンテンツ２とともに外気に対し機関通常
運転時に密閉状態に（呆たれている。コンデンサ２は、
上記つＡ−タジｉ＝ケット１で発生した冷媒蒸気が比較
的上部から導入されるように上記ウォータジャケット１
に接ＶＣされており、かつ下部に、凝縮した液相冷媒が
貯（、＋（，３れる構造となっている。この液相冷媒を
つＡ−タジセケット１に送り込むために冷媒供給ポンプ
４が設けられる。一方、上記ウオータジ【ｌケラト１に
対しては、そこに貯留されている液相冷奴の液面位置を
検出する液面検出手段６が設けられる。

つＡ−タジセケットの液面制御手段８が１，１！２而検
出手段６の検出に基づき上記冷媒供給ポンプ４を制御し
、コンデンサ２からウォータジャケット１内に液相冷媒
を導入することにより、ウオークジャケット１内で出社
気化により減少した冷媒を補給し、ウォータジャケット
１内の冷媒液面を常に略一定に保つ。

冷媒供給ポンプ４の上流と下流の通路圧力（差圧）を検
出する手段７が設けられ、前記液面制御手段８からのポ
ンプ駆動信号と、この検出した圧力（：５　′？ｉとか
ら冷媒供給ポンプが適正に作動していか否かを判断する
異常判別手段１０が猫えられる。

（作用） 冷媒（ｊ（給ポンプ４が適正に作動しているときは、ポ
ンプ駆動（ｇ号が入力すると、冷媒がウォータジャケッ
ト１に向けて圧送され吸込側と吐出１１１！Ｉとで差圧
を生じるが、異常状態に陥ると駆動信号の入力にもかか
わらず、冷媒の圧送が行なわれなかったり、あるいは駆
動信号が停止したにもかかわら１Ｆ、冷媒供給ポンプが
止まらなかったりする。

したがって、このポンプ駆動信号とポンプ前後差圧を検
出する手段７からの信りをみることにより、冷媒供給ポ
ンプ４が適正に作動しているか否かがただちに判別でき
、この結果により例えば運転者にポンプの異常を画報し
たり、あるいはしかるべき処置をとることを促すことが
できる。

（実施例） 第２図はこの発明に係る沸騰冷ＦＡ　Ｈ置の一実施例を
示すもので、まず基本的構造を説明すると、１１はウォ
ータジャケット１２を協えてなる内燃機関、１３は気相
冷媒を凝縮するためのコンデンｔす、１４はＴ０ｎ式の
冷媒ｊｔ給水ポンプ夫々示している。

上記ウォータジャケット１２は、内撚■関１１のシリン
ダおよび燃焼至の外周部を包囲するようにシリンダブロ
ック１５およびシリンダヘッド１６の両者に亘って形成
されたもので、通常気相空間となる上部が各気筒で互い
に連通しているととしに、その上部の適宜な位置に蒸気
出口１７が設けられている。この蒸気出口１７は、接続
管１８および蒸気通路１つを介してコンデンサ１３の上
部入口１３ａに連通しており、かつ上記接続管１８には
、冷媒循環系の最上部となる排出管取付部１８ａが上方
に立ち上った形で形成されているとともに、その上部開
口をキャップ２０が密閉している。

上記コンデンサ１３は、上記入口１３ａを有するアッパ
タンク２１と、上下方向の微細なチューブを主体とした
コア部２２と、このコア部２２で凝縮された液化冷媒を
一時貯留するロアタンク２３とからｔＭ成されたもので
、例えば車両前部などｌ■両走行風を受けｉ！’７る位
置に設置され、更にその前面あるいは背面に、強制冷却
用の電動式冷却フ？ン２４を備えている。また、上記ロ
アタンク２３は、その比較的下部に冷媒循環通路２５の
−９品が接続されているとともに、これより上部に第１
補助冷媒通路２６の一端が接続されている。上記冷媒循
環通路２５は、その他端が上記ウォータジャケット１２
のシリンダヘッド１６側に設けた冷りｖ入口１２ａに１
ｇＦ−されて１１′３つ、その通路中に三方型の第２電
磁弁２７をｂｊ轟えているとともに、この第２電磁弁２
７とロアタンク２３との間に上記冷媒供給ポンプ１４が
介装されている。ｊ３１は、上記ウォータジ！・ケラト
１２やコンデンサ１３を主体とした密閉系の外部に設け
られたリザーバタンクであって、これは通気１幾能を有
するキャップ３２を介して大気に開放されているととも
に、上記ウォータジせケラト１２と略等しい高さ位置に
設置され、かつその底部に、上記の第１補助冷媒通路２
６と第２補助冷媒通路３３とが接続されている。上記第
１補助通路２６は、その通路中に常開型の第３電腎に弁
３４を備えてＪ３す、上記第２補助冷媒通路３３は、第
２心磁弁２７を介して冷媒循環通路２５に接続されてい
る。上記第２電磁弁２７は、励磁状態では冷媒循環通路
２５を！断してリザーバタンク３１とロアタンク２３と
の間を連通状態としく流路へ）、非励磁状態では第２補
助冷媒通路３３を遮断して冷媒循環通路２５を連通状態
（通路Ｂ）とするものである。

そして、上記冷媒供給ポンプ１４としては、正逆両方向
に液相冷媒を圧送できるものか用いられており、上記の
流路Ａの状態で冷媒供給ポンプ１４を正方向に駆動すれ
ばロアタンク２３からリザーバタンク３１へ液相冷媒を
強制排出でき、逆方向に駆動すればリザーバタンク３１
からロアタンク２３へ液相冷媒を強制導入でき、更に流
路Ｂの状態で冷媒供給ポンプ１４を正方向に駆動すれば
ロアタンク２３からウオークジャケット１２へ液相冷媒
を循環供給することができる。

一方、上述した宮開系の最上部となる排出口取付部１８
ａ（こ（よ、系内の空気を排出するための空気排出通路
３５が接続されており、かつ空気排出時に同時に溢れ出
た液相冷媒を回収するために、上記７気排出通路３５の
先端部がリザーバタンク３１内に開口している。そして
、上記空気排出通路３５に鼻、常閉型の第１電遇弁３６
が介装されている。

上記各電磁弁３６．２７．３４と冷媒供給ポンプ１４Ｊ
５よび冷却ファン２４は、所謂マイクロコンピュータシ
ステムを用いた制御装置４１によって制′ａＵされるも
ので、具体的には、ウオークジャケット１２に設けた第
１液而ごンサ４２、；晶磨ヒンサ４３、ロアタンク２３
に設けた第２液而センサ４２、温度センサ４３、ロアタ
ンク２３に設けた第２液而センサ４４および循環系最上
部に設けた負圧スイッチ４５の各検出信号に基づいて後
）ホする制御が行なわれる。

ここで上記第１．第２液面セン（Ｊ４２，４４は例えば
リードスイッチを利用したフロート式センサ等が用いら
れ、冷媒液面が設定レベルに達しでているか否かをオン
・オフ的に検出するものであって、第１液面センサ４２
はその検出レベルがシリングヘッド１６の略中間程度の
高さ位置に設定され、かつ第２液而センサ４４はその検
出レベルが第１補助冷媒通路２６の開口よりも僅かに上
方の高さ位置に設定されている。また温度センサ４３は
例えばサーミスタ等からなり、上記第１液面センナ４２
の若干下方位置つまり通常液相冷媒内に没入する位置に
設けられて、ウォータジャケット１２内の冷媒温度を検
出している。また負圧スイッチ４５は、大気圧と系内圧
力との差圧に応シｊするダイヤフラムを用いたもので、
高地、低地等にかかわらず使用■１境下における大気圧
に対しか内が負圧であるか否かを検出しており、具体的
には−３０ｍｍＨｇ〜−５０ＩＩＩｎ＋ｌｌ＋　程度に
作動圧ヲ設定しである。

尚、その他機関運転条件を検出するための各任センサに
ついては図示していない。

第３図〜第１２図は、上記制ｉ１１装置４１において実
行される制御の内容示すフローチャートであって、以下
、別間の始動から停止までの流れに冶−）てこれを説明
する。尚、図中第１〜第３電磁弁３６．２７．３４を夫
々「電磁弁１Ｊ、「電磁弁２」・・・のように略記して
あり、またウォータジャケット１２内液面をｒ’Ｃ／Ｈ
内液面Ｊと略記しである。

第３図は制御２０の概要を示すフローチャートであって
、（二（関の始ａ〕（イグニッションキーＯＮ）により
制御が開始するど、ステップ１のイニシトラムズ処ＩＴ
ｌ！（第５図３照）を行なった後に、先ずその始動が初
期始動であるか再始動であるか、具体的には温度センサ
４３よる検出温度が所定温度（例えば４５°Ｃ）より高
いか否かを判断する（ステップ２）。所定温度以下つま
り床暖１幾状態の初期始動であればステップ３の空気排
出制御を経てからステップ４の暖改制罪へ進み、以後は
温度ル制御液面制御等のステップ５〜ステツプ１０の制
ｉｆＯループをキーＯＦＦ時まで操り返し行なう。一方
、ステップ２で所定温度以上の場合、つまり再始動時に
は経時的な空気の浸入が考えられないので空気排出制ｔ
ＩＩ（ステップ３）は省略する。

また、上記制御中にキー○［：「の（Ｖ　’；”ｊが入
力されると１、第４図に示す割込み制御ｌｌルーチンが
実行され、キーＯＦＦ制クロ（ステップ１１）による一
定の処理を経た後に電源がＯＦＦとなって一連の制御が
終了する。

第６図はステップ３の空気排出１ノリ卯のフ［ｌ−チャ
ートを示すものである。尚、この間開始動の際に、通常
系内は液相冷媒（例えは水と不凍液の混合ｆｉ）でほと
んど満たされた状態にあり、末たリザーバタンク３１に
は系内を完全に満たし得る以上の液相冷媒が貯留されて
いる。空気排出制御は、この状態から更に系内を完全に
満水状態とすることによって空気を排出するものであり
、先ずステップ３１で第１′心附弁３６を「開Ｊ、第２
電磁弁２７を「流路ＡＪ、第３電磁弁３４を「閉」と夫
／２制御し、ステップ３２で冷媒供給ポンプ１４を逆方
向へ駆動開始する。これにより、リザーバタンク３１内
の液相冷媒が第２補助冷媒通路３３を介して系内に導入
される。これは、ステップ３３で所定時間、具体的には
系内を満水になるに十分なように予めソフトウェアタイ
マ１に設定された数秒ないし数十秒程度の間、継続され
る。従って、系内に残存していた空気は系上部に集めら
れた後、空気排出通路３５を介して系外のりテーバタン
ク３１側に強制的に排出される。そして、所定時間経過
した時点で冷媒供給ポンプ１４をＯＦＦ　（ステップ３
４〉とするとともに、タイマ１をクリア（ステップ３５
）し、第７図に示すｒＪＭ機制御（ステップ１１　）へ
進む。

暖１ｊ３ｔ　ｉｉ’ｌ　叩に進んで来た時点では、コン
デンサ１３内は当然液相冷媒で満たされた状態にあるか
ら、コンデンサ１３の放熱能力を極めて低く抑制され、
その結果、ウォータジャケット１２内の冷媒温度が速や
かに上昇して、やがて沸騰が始まる。暖別制ｉ２ｇは、
基本的にはウォータジャケラ１〜１２内の冷媒温度が目
標温度に上昇するまてロアタンク２３とリザーバタンク
３１とを連通状態に呆ったまま（ステップ４１）待機す
るものであり、ステップ４３で、実際の検出温度と設定
温度との比較を行ない、検出温度が「設定温度＋２．０
’Ｃ（α、）」となったときに系内を密閉状態（ステッ
プ４５）として、この制御を終了する。上記の設定温度
（ステップ４２）は、機関の負荷や回転速度等の運転条
件に応じて随時最適に設定されるもので、例えば８０〜
１１０℃程度の範囲内で定められる（以下ステップ５１
、ステップ６７、ステップ７４において同様である）。

一方、この暖機制御の間、系内は大気圧下に開放されて
いるため、設定温度が略１００℃を越える場合などでは
、発生蒸気圧によって系内の液相冷媒がリザーバタンク
３１に押し出される結果、冷媒温度が設定温度に達する
前に、ウォータジャケット１２内の液面やロアタンク２
３内の液面が過度に低下する。これに対処するため、い
ずれが一方の液面が第１液面センサ４２あるいは第２液
面セン’Ｊ−４４の設定レベルを下回ったとき（ステッ
プ／１４でＮＯのとさ）には、直ちに系内を密閉（ステ
ップ４５）して、この制御を終了するつ暖艮１，１１２
１１の終了後は、前述したようにステップ５〜ステツプ
１０のＮｔｌｌ　Ｉｌｌ　／レープが操り返されること
になるが、この制σロルーブは、冷却ファン２４のＯＮ
・ＯＦＦにより微細な温度制御を行イ１うステップ５の
ファン制すｌｌ（第８図）と、液（目冷媒の循Ｉ）供給
によりウォータジャケット１２内の液面を設定レベル以
上に保つステップ６の液面１Ｉｌｌ　ｕｌ］−（′Ａ″
Ｓつ図）と、検出温度が目標とする設定温度から比較的
太ざく離れた場合に実目的放熱面偵の拡大あるいは縮小
を行なうステップ９のコンデンサ内水位低下制御ｎ　（
第１ｏ図）およびステップ１゜のコンデンサ内水位上界
制１２ＩＩ（第１１図）とに大別される。

先ず、前述したように、暖は制ｆｉｔ（第７図）におい
て検出温度が［設定温度＋２．０”Ｃ（α、）」となっ
た状態でこの制御ループに進んで来た場合について説明
すると、第８図のステップ５２．ステップ５３で冷却フ
ァン２４をＯＮどするとともに、既にステップ７におけ
る上限温度「設定温度＋２．０℃（α、）」を越えてい
るので、直らに第９図のコンデンサ内水位低下制御に入
る。

このコンデンサ内水位低下制卯は、コンデンサ１３内の
液相冷媒を冷媒供給ポンプ１４によりリザーバタンク３
１へ強制的に排出しくステップ６１、ステップ６２）、
コンデンサ１３内の液面を低下させて放熱能力を高める
ものであり、その排出は検出温度が「設定温度＋１．０
’Ｃ（α、）」の；３度に低下するまで′ａ、ｔ７−さ
れ（ステップ６７゜ステップ６８）、最後に系内を密閉
〈ステップ６つ）して終了する。上記の終了温度（ユ、
冷２ＪＩフアン２４のみに依存する条件であるステップ
７の上限温度「設定温度＋２．０℃（α、）」ど下限温
度「設定温度−４，０℃（α、）Ｊの範囲で、かつ設定
温度より若干高温側に設定しであるが、これは液面の下
降に対する１度変化の応答性を考慮したものである。ま
た、上記冷媒排出中にも、つ４−クジ！・ケラト１２内
では冷媒が溜置し続けるので、徐々にその液面が低下し
て行くが、このウォータシトゲット側液面が設定レベル
以下となった場合には、第２電腎１弁２７を一時「流路
Ｂ」に切操てコンデンサ１３からウォータジャケット１
２へ液相冷媒の補給を行ない（ステップ６３〜６５）、
第１８２而センサ４２の設定レベルに維持する。尚、万
一コンデンサ１３内の液面を最大限に低下さけても成熱
能力不足が回避できずに、第２液面センサ４４による設
定レベルにまで液面が下降してしまった場合には、上記
の流出を防止するために、直ちにこの制御を終了する（
ステップ６Ｇ）。また同様の理由がらステップ８でコン
デシナ１３内の液面が第２液面センサ４４の設定レベル
以下である場合には、コンデンサ内水位低下υ１η口を
行なわない。

一方、上記のようにコンデンサ１３内の液面が適宜制御
さて機関発熱量とコンデンサ１３の放熱ｍとが、その沸
点の下で略平衡し、系内が音間された後は、第８図に示
したファン制御くステップ５）と第９図に示した液面制
御（ステップ６）とを、操り返し行なう。上記ファン制
御においては、系内温度を更に高苗度に、具体的には「
設定温度＋０．５℃（α、）」と「設定温度−０，５°
Ｃ（α２　）」との間（ステップ５２）に維持Ｊ−るＪ
：うに冷Ｗフ１ン２４のみをＯＮ、ＯＦＦ制叩ｔステッ
プ５３．５４＞する。また上記液面制御にＪ３いては、
ウォータジャケット１２内の液面か設定レベル以下とな
った場合に、コンデンサ１３側らかウォータジャケット
１２へ液（目冷媒を補給し、その：没面を設定レベルに
維持する（ステップ５５〜５７）。

また車両走？テ屓の増大などの外乱や、運転条件の変化
に伴う設定温度自体の変化によって、系内温度がステッ
プ７の下限（３度（設定温度−ｔｌ、○”Ｃ（α４　）
」を下回った場合には、第１１は１に示ずコンデンサ内
水位上芹１ｉ１１　ＩＩＩを開始する。これはリザーバ
タンク３１内の液相冷媒をコンデンサ１３測に導入して
コンデンサ１３内の液面を上昇さ往ることにより放熱能
力を抑制する１ｉｌｌ　ＩＩＩである。

尚、この７′施例においては、液相冷媒の導入に際して
、冷媒供給ポンプ１４の逆方向駆動による強制尋人と、
系内外の圧力差を利用した冷媒導入とを併用している。

すなわち、負圧スイッチ４５の信号により系内が負圧下
（ステップ７１）にある場合には、第３電磁弁３４を「
間」　（ステップ７２）とし、第１補助冷媒通路２６を
介して系内外の圧力差を利用した冷媒導入を行なう。こ
の冷媒導入は検出温度が「設２温度−３，０℃（α、）
」の温度に上昇するまで継続（ステップ７４．．７５）
され、最後に系内を密閉（ステップ７６）して終了する
。上記の終了温度は、やはり液面の上昇に対する温度変
化の応笛性を考慮したものである。

また、この冷媒導入中にウォータジャケット１２内の液
相冷媒が不足した場合には、冷媒供給ポンプ１／Ｉによ
る冷媒補給を行なう（ステップ７３゜第９図参照）。

系内が正圧下にある場合は上述の冷媒導入中に正圧とな
った場合には、第３電磁弁３４を「閉」、（ステップ７
７）とし、冷媒ｆｉｔ給ポンプ１４の逆方向駆動により
リザーバタンク３１からコンデンサ１３内へ液相冷媒を
強制導入する（ステップ７９．８０）。

この強制導入の場合も、検出温度が［設定温度−３０℃
（α、）」の温度に上昇するまで需続される（ステップ
７４．７５＞。また、この冷媒導入中につＡ−クジャケ
ット１２内の液相冷媒が不足した場合には、第２電遇弁
２７な「流路△ｊに一時切換えて冷媒供給ポンプ１４を
正方向駆動し、冷媒の補給を行なう（ステップ７８，８
１．８２＞上記のコンデンサ内水位上昇制御の結果、系
内温度がステップ７の上限温度〜下限温度に導かれた後
は、やはり前述した冷却ファン２／Ｉのみによる温度制
御（ステップ５１〜５４）が行なわれる。

このように、コンデンサ１３内の液面制御は、系内温度
を常に「設定温度＋２．０′ＣＪと「設定温度−４，０
℃」の範囲内（ステップ７）に導くように１１なわれる
ものであり、例えば運転条件の急変により設定温度が大
きく変化した場合にも、コンデンサ１３の放熱能力を広
範囲に、かつ速やかに変化させ１！？ろとともに、これ
による）疑縮吊変化が直ちにつ４−クジヤケブト１２測
冷媒の沸騰の抑制、にヒ進どして影響を及ぼすので、（
少めで良好に設定温度に追従ざＶることができる。そし
て、冷１９フアン２４のｌｌｉ’ｌ　ＩＩＩは、系内温
度を更に［設定温度±０．５°Ｃ」の範囲内（ステップ
５２）に導くように行なわれ、これによって一層高精度
でかつ応答性の良い温度ｔｌｌ罪が達成されるのである
。

次に、第１２図は、礪関のイグニッションキーがＯＦＦ
操作された場合に割込処理されるキー０ＦＦｌｔｉｌｌ
ｉｆｌ＜ステップ１１）を示している。

こ１ｔは、先ず設定：３度を８０　’Ｃにレノ［−（ス
テ７プ９４）することによって、前述したコンデンサ内
水位低下１ＩＩＪｉ２Ｉｌを行なわせ、コンデンサ１３
の敢然能力を最大限に利用するようにするとともに、最
大１０秒桿度冷却ファン２４を駆動して強制冷部（ステ
ップ９５，９６、ステップ５３）し、系内が充分に低い
温度（例えば８０°Ｃ）になる（ステップ９３）か、系
内が０圧状態になる（ステップ９７）か、あるいは一定
時間（例えば１分）経過したことくステップ９８）を条
（牛として電源をＯＦＦ　（ステップ９９）とする。こ
の電源ＯＦＦにより常閉型電磁弁である第１電隅弁３Ｇ
は「閉」に、常閉型電磁弁である第３電磁弁３４は「開
」となるため、系内の７ｇ度低下つまり圧力低下に伴っ
てリザーバタンク３１から第１補助冷媒通路２６を介し
て液相冷媒が自然に導入され、最終的には系全体が液相
冷媒で満たされた状態となって次の始動に備えることに
なる。また上記の液相冷媒の導入の際には、コンテンツ
１３を経由して系内゛に流入するので、運転中に何らか
の原因で僅かに空気が浸入して微細な］ンデン＋Ｊ−チ
ューブ内に付看した場合でも系上方へ確実な排出が行な
える。

一方、上記のキーＯＦＦ制伶ｕ中に再度イグニッション
キーがＯＮ操作される場合らあるが、この場合にはステ
ップ１０２の判断によりステップ１１０へ進み、予め退
避さけた（ステップ９１）情報に早づいて冷却ファン２
４および設定温度を１９帰させるとともに、ステップ９
５．９８のソフトウェアタイマ２．３をクリア（ステッ
プ１０１）し、キー○Ｆ　Ｆ　ｉｆに進行していた制御
状態に戻るのである。

このような沸騰冷却装置において、冷媒供給ポンプ１４
の異常状態を判別するために、第２図に示すように、冷
媒供給ポンプ１４を介装した冷媒１１４１２通路２５の
上流と下流の圧が差を検出する圧力検出手段５０が設け
られる。

この圧力検出手段５０は第１３図にも示すように、冷媒
供給ポンプ１４の吸込側と吐出側にそれぞｆＬ圧力取出
ロ５１．５２が開口′しており、これら圧力取出口５１
と５２とは冷媒を遮断するダイヤフラ／−１５３，５４
を介して差圧型圧力センサ５５の険出部５６と５７にそ
れぞれ接続している。

圧力ヒン普す５５は、例えばシリコンダイヤフラムの表
面にブージ抵抗体を設けて、ピエゾ抵抗効采によって差
圧を検出するようにした４’　ｉ’；’　ＩＡ圧力セン
サが用いられ、一方の検出部５６に冷媒供給。

ポンプ１４の吸込側の圧力Ｐ、、ｅ方の検出部５７に吐
出側の圧力Ｐ２が導かれると、これぜ）の差圧△Ｐを検
出することができる。

冷媒供給ポンプ１４が適正に作動するど、吸込側Ｐ１と
吐出側Ｐ２とでは、ポンプ負荷に応じた差圧ΔＰを生じ
るし、作動が停止しているどＰ。

とＰ２の差圧は：肖失し、また冷媒供給ポンプ１４１〕
（作動不良を起こしているどきは差圧ΔＰがゼロかまた
は正常状態よりも著しく小さくなるっ次に、第１４図は
、この圧力センサ５５の出力と冷媒供給ポンプ１４の駆
動ＩＺＯから、ポンプ異常状態を判別する回路であって
、６２は前記圧力センサ５５の出力（差圧）を設定値と
比較りる比較回路、６３はこの比較回路６２の出力と上
記ポンプ駆動信号を入力して作動づ°るアンド回路、６
４はアンド回路６３の出力にもとづいて作動する警報駆
動回路、６５は運転席などに設けられた警報装置である
。

比較回路６２は冷媒１ハ給ポンプ１４の作動により冷媒
が圧送され、吸込側と吐出側の圧力差が所定値を越えた
ときの圧力センサ５５の電圧を検出して、ハ、イレベル
「１」を出力する。また冷媒ポンプ１４の駆動時はポン
プ駆動１ｚ号が同じくハイレベル「１」となり、したが
ってアンド回路６３は、これら入力信号が共に「１」の
ときにその出力がｒｌＪとなり、冷媒供給ポンプ１４が
正常に作動していると判断する。

またポンプ停止時（駆ＥｊＪ信号はロウレベルｒＯＪに
）に比較回路６２の出力が冷媒差圧が発生せずにｒＯＪ
のとぎも、同じくアンド回路６３の出力は「１」となり
、正常であることを判断する。

れに対して、ポンプ駆動（３号が「１」にもかかわらず
、比較回路６２の出力がｒＯＪのときは、ポンプ吸込側
と吐出側とで差圧が発生せず、すなわも冷媒が圧送され
ていないことを意味するので、この場合には冷媒供給ポ
ンプ１４の作動不良、つまり異常状態であると判断され
、アンド回路６３の出力は「Ｏ」になる。また、ポンプ
駆動信号がＯＪであるにわかかわらず、冷奴が圧送され
ているとき、つまり比較出回路６２の出力が［Ｏ−１の
ときも、冷媒供給ポンプ１４が異常に回転しつづけるこ
とであって、同様にアンド回路６３の出力が「０」とな
り、異常が判断される。

そして、警報駆動回路６４はアンド回路６３の出）Ｊが
「０」となった異常時に？２報装置６５を駆動し、運転
者に冷媒供給ポンプ１４の作動状態が変調をきたしたこ
とを警報する。

このようにして、冷媒供、袷ポンプ１４の作動に異常を
生じると、ただちにこれを判断することができるのであ
り、上記のように警報を発し、退官必要な処置をとるこ
とを促したり、あるいは図示はしないが例えば冷媒供給
ポンプ１４をバイパスするようにして、冷媒をコンデン
サ１３からつ４−ジャケット１２に供給する補助ポンプ
を作動させたりすることができる。

第１５図は圧力検出手段５０の他の実施（ケ１を示すも
ので、とれはダイヤフラム７０で仕切られた圧力室７１
と７２に、それぞれ圧力取出口５１と５２からのポンプ
吸込側圧力Ｐ、と吐出側圧力Ｐ、とを）クキ、この差圧
ΔＰによりダイヤフラム７０を変位させ、ダイヤフラム
７０連動するスイッチ７３の接点７４を開閉させるもの
である。この場合も、吸込側と吐出側の圧力差が所定ｆ
Ｕ異常になると、ダイヤフラム７０が押されてスイッチ
ＯＮになり、冷媒供給ポンプ１４の作動状態を検出でき
る。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、冷媒供給ポンプに異常が
発生して冷媒の供給能力が低下あるいは淳１トシたとき
には、たたらにこの’ＡＴ？ｈ状態を判別して、そのま
ま運転を継続したときに起ぎるつＡ−クジせケソトの冷
媒不足などを未然に防止することかでさ、（大関を強度
なノッキングや熱破損から回Ｒすることが可能となる一
方、冷媒供給ポンプが駆ジノ停止信弓が入）〕するに５
かかわらず回転しつつ（）るような場合でも、これを判
別することができ、このようなときに生じる沸騰冷却の
機能低下を防止することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の偶成を示すＷ能ブロック図、第２図
はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第３図、第４
図、第５図、第６図、第７図、第８図、第９図１、第１
Ｑ図、第１１図および第１２図はこの実施例における制
御の内容を示寸フローチャート、第１３図は圧力センサ
の実施例を示寸断面図、第１４図は異常判別回路のブロ
ック図、第１５図は圧力センサの他の実施例の断面図で
ある。 １・・・ウォータジャケット、２・・・コンデンサ、１
１・・・冷媒供給ポンプ、６・・・液面検出手段、７・
・・圧力検出手段、８・・・ウォータジャフット側波面
制御手段、１０・・・ポンプ異常判別手段、１１・・・
内意１大閂、１２・・・つ４−タジャケット、１３・・
・コンデンサ、１４・・・冷媒供給ポンプ、２３・・・
ロアタンク、２４・・・冷却ファン、２５・・・冷媒循
環通路、２Ｇ・・・第１補助冷媒通路、２７・・・第２
゛七磁弁、３１・・・リリ°−バタンク、３３・・・第
２補助例媒通路、３・１・・・第３電磁弁、３５・・・
空気排出通路、３６・・第１電磁弁、４１・・・制御装
置、４２・・・第１液面レンサ、・１３・・温度はンサ
、４４・・・第２′ａ面センリー１４５・・・ｒ′ｌ圧
スイッチ、５０・・・圧力検出手段、５１．５２・・・
圧力取出口、５５・・・圧力センサ−１０２・・・比較
回路、６３・・・アンド回路、６４・・・駆動回路。 第１図 第５図 第７図 第８図 ＠９図 第１０図 第１２図 第１″：）図　　　　　第１５図 第１４図 手　　続　　補　　正　　書　（自発）昭和５９年ＩＬ
月１　日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２０３７１７号 ２、発明の名称 内燃機関の沸騰冷却装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県横浜市神奈用区宝町二番地氏名　（３９
９）日産自動車株式会社 ４６代理人 住所　〒１０４東京都中央区銀座８−１０−８銀座８−
１０ビル３階　電話　５７４−８４６４６、補正の対象 図面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液相冷媒が貯溜されるウォータジャケットと、このウォ
   ータジャケットに対して機関通常運転時に密閉回路を構
   成するように接続され、かつ発生した冷媒蒸気を冷却凝
   縮するコンデンサと、このコンデンサの凝縮冷媒を上記
   ウォータジャケットに送り込む冷媒供給ポンプと、上記
   ウォータジャケット内の液相冷媒の液面位置を検出する
   液面検出手段と、この検出手段に基づき上記液面を略一
   定に保つように上記冷媒供給ポンプを制御する液面制御
   手段とを備えた内燃機関の沸騰冷却装置において、上記
   冷媒供給ポンプの上流と下流の通路圧力を検出する手段
   と、この検出した圧力信号と冷媒供給ポンプの作動信号
   とから冷媒供給ポンプの異常状態を判別する手段とを備
   えたことを特徴とする内燃機関の沸騰冷却装置。