JPS6183423A - Pump-anomaly diagnosing apparatus in evaporative cooling apparatus for internal-combustion engine - Google Patents

Pump-anomaly diagnosing apparatus in evaporative cooling apparatus for internal-combustion engine

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JPS6183423A
JPS6183423A JP20294784A JP20294784A JPS6183423A JP S6183423 A JPS6183423 A JP S6183423A JP 20294784 A JP20294784 A JP 20294784A JP 20294784 A JP20294784 A JP 20294784A JP S6183423 A JPS6183423 A JP S6183423A
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JP
Japan
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pump
refrigerant
water jacket
cooling
supply pump
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Application number
JP20294784A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ogawa
直樹 小川
Takao Kubotsuka
窪塚 孝夫
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6183423A publication Critical patent/JPS6183423A/en
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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
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • F01P3/2285Closed cycles with condenser and feed pump
    • 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
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/14Safety means against, or active at, failure of coolant-pumps drives, e.g. shutting engine down; Means for indicating functioning of coolant pumps

Abstract

PURPOSE:To detect the driving state of a pump and permit anomaly indication by detecting the electric current or the revolution speed of a motor for driving the cooling-water circulation pump of an evaporative cooling apparatus. CONSTITUTION:The cooling water in an internal-combustion engine 1 is evaporated in a cylinder head 4, and liquefied in a condenser 10, passing through a pipe 7, and the liquefied cooling water in a lower tank 13 is allowed to circulate into a water jacket 2 through a pipe 15 by a pump 16. The electric-current value or the revolution speed of a driving motor for the pump 16 is always detected, and compared with a prescribed aimed value in a controller 40. When the pump generates cavitation, the revolution speed abnormally increases, and when the pump is clogged with dusts, the electric current supplied for the motor abnormally increases or the revolution speed abnormally reduces because of stick, and the alarm indication for anomaly is immediately generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、機関のウォータジャケットに所定レベルまで
液相冷媒を貯留してその沸騰気化により効率の良い機関
の冷却を行い、発生蒸気をコンデンサにより凝縮液化し
てポンプによりウォータジャケットに循環供給するよう
にした内燃機関の沸騰冷却装置において、ポンプの異常
の有無を診断するためのポンプ異常診断装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention efficiently cools the engine by storing liquid phase refrigerant up to a predetermined level in the water jacket of an engine and boiling and vaporizing it, and converts the generated vapor into a condenser. The present invention relates to a pump abnormality diagnostic device for diagnosing the presence or absence of abnormality in a pump in a boiling cooling system for an internal combustion engine in which the condensed liquid is circulated and supplied to a water jacket by a pump.

〈従来の技術〉 自動車用内燃機関に用いられている周知の水冷式冷却装
置にあっては、ウォータジャケットの水入口部と水出口
部との間などで相当な温度差を生じ、均一な冷却を実現
することが難しいと共に、ラジェータにおける熱交換効
率に自ずから限界があることからラジェータや冷却ファ
ンが大型にならざるを得ない。
<Prior art> In the well-known water-cooled cooling system used in internal combustion engines for automobiles, a considerable temperature difference occurs between the water inlet and the water outlet of the water jacket, making it difficult to achieve uniform cooling. It is difficult to achieve this, and there is a natural limit to the heat exchange efficiency of the radiator, so the radiator and cooling fan have to be large.

このような点から、近年、冷却水の沸騰気化潜熱を利用
した冷却装置が注目されている(例えば特公昭57−5
7608号公報、特開昭57−62912号公報参照)
。これは基本的には、ウオ−タジャケソト内で液相冷媒
(冷却水)を沸騰気化させ、その発生蒸気を外部のコン
デンサに導いて凝縮液化させた後に、再度ウォータジャ
ケット内に循環供給する構成であって、この冷媒の相変
化を利用した冷却装置によれば、冷却水の単純な温度変
化を利用した水冷式のものに比べて極めて少量の冷却水
の循環で要求放熱量を満足でき、かつコンデンサを従来
のラジェータよりも大巾に小型化でき、しかも機関各部
の温度分布の均一化が図れる等の利点が指摘されている
From this point of view, cooling devices that utilize the latent heat of boiling and vaporization of cooling water have been attracting attention in recent years (for example, the
(See Publication No. 7608, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-62912)
. Basically, this system boils and vaporizes the liquid phase refrigerant (cooling water) inside the water jacket, leads the generated vapor to an external condenser, condenses it, and liquefies it, and then circulates it back into the water jacket. Compared to a water-cooled type that uses a simple temperature change of the cooling water, a cooling system that uses this phase change of the refrigerant can satisfy the required amount of heat dissipation by circulating a much smaller amount of cooling water. It has been pointed out that the capacitor can be made much smaller than a conventional radiator, and it also has the advantage of making the temperature distribution uniform in each part of the engine.

但し、このように種々の利点を有すると考走られている
沸騰冷却装置も実際には実用化されるに至っていない。
However, such boiling cooling devices, which are considered to have various advantages, have not yet been put into practical use.

すなわち上記特公昭57−57608号公報や特開昭5
7−62912号公報等に記載のものは、冷媒循・環系
が一部で大気に開放された非密閉構造となっており、蒸
気化した冷媒の損失が実用上無視できない程度に大きく
、しかも系内から不凝縮気体である空気を完全に除去す
ることが困難であるため、残留空気によって冷却性能が
著しく低下する等の問題を有していたからである。
Namely, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 57-57608 and Japanese Patent Application Laid-open No. 57-57
The refrigerant circulation system described in Publication No. 7-62912, etc. has an unsealed structure in which part of the refrigerant circulation system is open to the atmosphere, and the loss of vaporized refrigerant is so large that it cannot be ignored in practical terms. This is because it is difficult to completely remove air, which is a non-condensable gas, from the system, resulting in problems such as a significant decrease in cooling performance due to residual air.

本出願人は上記のような実情に鑑み、密閉した冷媒循環
系内に所定量の冷媒を封入して沸騰・凝縮のサイクルを
行わせるようにした沸騰冷却装置を先に提案している(
特願昭59−100157号、特願昭59−14037
8号等)。これらの装置では、例えば始動時に系内を一
旦液相冷媒で満たした後に空気の侵入を防止しつつ余剰
冷媒をリザーバタンクに排出することによって密閉系内
に所定量の冷媒を封入するようにしてあり、機関運転中
は、冷媒供給ポンプによりウォータジャケットに発生蒸
気相当分の液相冷媒を循環供給し、常に所定レベル以上
に液相冷媒の液面を保って燃焼室壁等の確実な冷却を図
るのである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present applicant has previously proposed a boiling cooling device in which a predetermined amount of refrigerant is sealed in a closed refrigerant circulation system to perform a boiling and condensing cycle (
Patent Application No. 1983-100157, Patent Application No. 59-14037
No. 8, etc.). In these devices, for example, at startup, the system is first filled with liquid phase refrigerant, and then excess refrigerant is discharged into a reservoir tank while preventing air from entering, thereby sealing a predetermined amount of refrigerant in the closed system. Yes, while the engine is running, the refrigerant supply pump circulates and supplies liquid refrigerant equivalent to the generated steam to the water jacket, keeping the liquid level of the refrigerant above a predetermined level at all times to ensure cooling of the combustion chamber walls, etc. We aim to do so.

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、このような沸騰冷却装置にあっては、ウォー
タジャケット内の液面を監視していて、常に所定レベル
付近になるよう冷媒供給ポンプをオンオフ制御するから
、冷媒供給ポンプとして、機関駆動されるメカニカルポ
ンプを用いることば困難であり、電動式のポンプを用い
る必要がある。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in such a boiling cooling device, the liquid level in the water jacket is monitored and the refrigerant supply pump is controlled on and off so that the liquid level is always around a predetermined level. However, it is difficult to use an engine-driven mechanical pump as the refrigerant supply pump, and it is necessary to use an electric pump.

しかし、電動式のポンプは、メカニカルポンプに比べ、
ゴミ等の噛込みが原因でステインク状態となることも多
い。
However, compared to mechanical pumps, electric pumps
Stains are often caused by biting of dirt, etc.

また、沸騰冷却装置では高温冷媒が流れるため、ポンプ
入口でのキャビテーションの発生の恐れもある。
Furthermore, since high-temperature refrigerant flows in a boiling cooling device, there is a risk of cavitation occurring at the pump inlet.

このようなポンプの作動不良が発生した場合は、ウォー
タジャケット内の液面を所定レベルに維持できなくなり
、次第に液面が低下して、燃焼室壁等が露出し、機関の
焼付き等の原因になる。
If such a pump malfunctions, it becomes impossible to maintain the liquid level in the water jacket at a specified level, and the liquid level gradually drops, exposing the combustion chamber walls, which can cause engine seizure, etc. become.

そこで本発明は、ポンプの故障やキャビテーションの発
生を確実に検知して、これに速やかに対処できるように
するため、沸騰冷却装置のポンプ異常診断装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a pump abnormality diagnostic device for an evaporative cooling system in order to reliably detect failure of a pump or the occurrence of cavitation and to promptly deal with the problem.

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するため、第1図に示すよ
うに、液相冷媒を貯留すると共に上部に蒸気出口を有す
る機関のウォータジャケットAと、上記蒸気出口に接続
されて気相冷媒を凝縮液化すると共に下部に冷媒タンク
を有するコンデンサBと、上記冷媒タンクと上記ウォー
タジャケットとの間に設けられた電動式の冷媒供給ポン
プCと、この冷媒供給ポンプをオンオフ制御する制御装
置り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Cのモータ電流値又は回転速度を検出す
る検出手段Eと、上記制御装置りによるポンプ・オン指
令時で上記検出手段Eの検出値が所定範囲外のときにポ
ンプ異常と判定する判定手段Fと、ポンプ異常判定時に
警報を発する警報手段Gとを設けるようにしてなる。
Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention provides a water jacket A for an engine that stores a liquid phase refrigerant and has a vapor outlet at the top, as shown in FIG. a condenser B connected to the vapor outlet to condense and liquefy the vapor phase refrigerant and having a refrigerant tank at the bottom; an electric refrigerant supply pump C provided between the refrigerant tank and the water jacket; A boiling cooling system for an internal combustion engine comprising a control device for controlling on/off of a supply pump, a detection means E for detecting a motor current value or rotational speed of the refrigerant supply pump C, and a pump-on command by the control device. A determining means F determines that the pump is abnormal when the detected value of the detecting means E is outside a predetermined range, and an alarm means G issues an alarm when determining that the pump is abnormal.

く作用〉 すなわち、冷媒供給ポンプCのモータ電流値又は回転速
度を検出手段已により検出し、制御装置りによるポンプ
・オン指令時であるにもかかわらず検出手段已による検
出値が所定範囲外のときは判定手段Fにおいてポンプ異
常と判定する。この場合、電流値が小さ過ぎるとき、又
は回転速度が大き過ぎるときは、ポンプキャビテーショ
ンの発生による空回り等の異常で、逆に、電流値が太き
過ぎるとき、又は回転速度が小さ過ぎるときは、ゴミ等
のつまりによるステインク等の異常であると考えられる
。そして、ポンプ異常判定時には警報手段Gにより異常
表示等のW報を発するのである。
In other words, the motor current value or rotational speed of the refrigerant supply pump C is detected by the detection means, and if the detected value by the detection means is outside a predetermined range even though the control device is issuing a pump-on command. In this case, the determining means F determines that the pump is abnormal. In this case, if the current value is too small or the rotation speed is too high, it is due to an abnormality such as idling due to pump cavitation, and conversely, if the current value is too large or the rotation speed is too small, It is thought that this is an abnormality such as staining caused by clogging with dust or the like. When it is determined that the pump is abnormal, the alarm means G issues a warning such as an abnormality display.

〈実施例〉 第2図は本発明に係る沸騰冷却装置の一実施例を示して
いる。
<Embodiment> FIG. 2 shows an embodiment of the evaporative cooling device according to the present invention.

第2図において、■は内燃機関、2はウォータジャケッ
トを示している。ウォータジャケット2は、内燃機関1
のシリンダ及び燃焼室の外周部を包囲するようにシリン
ダブロック3及びシリンダヘッド4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の適宜位置に複
数の蒸気出口5が設けられている。これらの蒸気出口5
は蒸気マニホールド6を介して蒸気通路7に連通し、こ
の蒸気通路7は後述するコンデンサ10のアッパタンク
11に連通している。また、蒸気マニホールド6には、
冷媒循環系の最上部となる空気排出部8が上方に立上が
った形で形成されていると共に、その上端開口をキャン
プ9が密閉している。
In FIG. 2, ■ indicates an internal combustion engine, and 2 indicates a water jacket. Water jacket 2 is internal combustion engine 1
It is formed across both the cylinder block 3 and the cylinder head 4 so as to surround the outer periphery of the cylinder and combustion chamber, and a plurality of steam outlets 5 are provided at appropriate positions in the upper part, which is normally a gas phase space. ing. These steam outlets 5
communicates with a steam passage 7 via a steam manifold 6, and this steam passage 7 communicates with an upper tank 11 of a condenser 10, which will be described later. In addition, the steam manifold 6 includes
An air discharge section 8 serving as the top of the refrigerant circulation system is formed in an upwardly erected shape, and a camp 9 seals the opening at its upper end.

コンデンサ10は、蒸気通路7が接続されるアッパタン
ク11と、上下方向の微細なチューブを主体としたコア
部12と、このコア部12で凝縮された液化冷媒を一時
貯留するロアタンク13(必ずしもコンデンサIOと一
体であることを要しない。)とから構成されたもので、
例えば車両前部など車両走行風を受は得る位置に設置さ
れ、更にその前面あるいは背面に強制冷却のため電動式
の冷却ファン14を備えている。そして、ロアタンク1
3にはその下部に冷媒循環通路15の一端が接続されて
いる。
The condenser 10 includes an upper tank 11 to which the steam passage 7 is connected, a core section 12 mainly consisting of fine vertical tubes, and a lower tank 13 (not necessarily the condenser IO) that temporarily stores the liquefied refrigerant condensed in the core section 12. ) is composed of
For example, it is installed at a position such as the front of the vehicle that receives the wind from when the vehicle is running, and is further provided with an electric cooling fan 14 on the front or rear side for forced cooling. And lower tank 1
3 has one end of a refrigerant circulation passage 15 connected to its lower part.

冷媒循環通路15の途中には電動式の冷媒供給ポンプ1
6と、後述する第2電磁弁24とが介装され、冷媒循環
通路15の他端はウォータジャケット2のシリンダヘッ
ド4側の冷媒人口17に接続されている。
An electric refrigerant supply pump 1 is installed in the middle of the refrigerant circulation passage 15.
6 and a second electromagnetic valve 24 to be described later are interposed, and the other end of the refrigerant circulation passage 15 is connected to a refrigerant port 17 of the water jacket 2 on the cylinder head 4 side.

以上のウォータジャケット2−蒸気通路7−コンデンサ
1〇−冷媒循環通路15(冷媒供給ポンプ16゜第2電
磁弁24)−ウォータジャケット2の経路によって冷媒
循環系が構成されている。
A refrigerant circulation system is constituted by the water jacket 2 - steam passage 7 - condenser 1 - refrigerant circulation passage 15 (refrigerant supply pump 16° second solenoid valve 24) - water jacket 2.

次に18はリザーバタンクを示し、このリザーバタンク
18は上記冷媒循環系の系外に設けられて予備液相冷媒
を貯留するものであって、ウォータジャケット2と略等
しい高さ位置に設置され、通気機能を有するキャップ1
9を介して大気に開放されている。
Next, reference numeral 18 denotes a reservoir tank, which is provided outside the refrigerant circulation system to store a preliminary liquid phase refrigerant, and is installed at a position approximately the same height as the water jacket 2, Cap with ventilation function 1
9 to the atmosphere.

そして、上記冷媒循環系の最上部となる蒸気マニホール
ド6の空気排出部8に、系内の空気を排出するため、常
閉型の第1電磁弁20を介して空気排出通路21を接続
し、かつ空気排出時に同時に溢れ出る液相冷媒を回収す
るため、この空気排出通路21の先端部をリザーバタン
ク18内に開口させである。
Then, an air exhaust passage 21 is connected to the air exhaust part 8 of the steam manifold 6, which is the top part of the refrigerant circulation system, via a normally closed first solenoid valve 20, in order to exhaust the air in the system. Further, in order to recover the liquid phase refrigerant that overflows at the same time as air is discharged, the tip of this air discharge passage 21 is opened into the reservoir tank 18.

また、リザーバタンク18の底部には補助冷媒通路22
.23が接続されている。一方の補助冷媒通路22は三
方弁である第2電磁弁24を介して冷媒循環通路15に
接続されている。第2電磁弁24は、消磁状態では冷媒
循環通路15を遮断して補助冷媒通路22によりロアタ
ンク13とリザーバタンク18とを冷媒供給ポンプ16
を介して連通状態(流路A)にし、励磁状態では補助冷
媒通路22を遮断して冷媒循環通路15を連通状態(流
路B)にするものである。
Additionally, an auxiliary refrigerant passage 22 is provided at the bottom of the reservoir tank 18.
.. 23 are connected. One auxiliary refrigerant passage 22 is connected to the refrigerant circulation passage 15 via a second electromagnetic valve 24 which is a three-way valve. In the demagnetized state, the second solenoid valve 24 shuts off the refrigerant circulation passage 15 and connects the lower tank 13 and the reservoir tank 18 to the refrigerant supply pump 16 through the auxiliary refrigerant passage 22.
In the excited state, the auxiliary refrigerant passage 22 is shut off and the refrigerant circulation passage 15 is brought into communication (flow path B).

ここで、冷媒供給ポンプ16としては、正逆両方向に液
相冷媒を圧送できるものが用いられており、第2電磁弁
24が流路Aの状態で冷媒供給ポンプ16を正方向に駆
動すれば、ロアタンク13からリザーバタンク18へ液
相冷媒を強制的に排出でき、逆方向に駆動すれば、リザ
ーバタンク18からロアタンク13へ液相冷媒を強制的
に導入でき、更に第2電磁弁24が流路Bの状態で冷媒
供給ポンプ16を正方向に駆動すれば、ロアタンク13
からウォータジャケット2へ液相冷媒を循環供給するこ
とができる。
Here, as the refrigerant supply pump 16, one that can pump the liquid phase refrigerant in both forward and reverse directions is used. , the liquid phase refrigerant can be forcibly discharged from the lower tank 13 to the reservoir tank 18, and by driving in the opposite direction, the liquid phase refrigerant can be forcibly introduced from the reservoir tank 18 to the lower tank 13. If the refrigerant supply pump 16 is driven in the forward direction in the state of path B, the lower tank 13
Liquid phase refrigerant can be circulated and supplied from the water jacket 2 to the water jacket 2.

また、他方の補助冷媒通路23はロアタンク13の比較
的上部に接続されていて、その途中には第3電磁弁25
が介装されている。
Further, the other auxiliary refrigerant passage 23 is connected to a relatively upper part of the lower tank 13, and a third solenoid valve 25 is connected to the upper part of the lower tank 13.
is interposed.

上記各電磁弁20.24.25、冷媒供給ポンプ16及
び冷却ファン14は、マイクロコンビエータ内蔵の制御
装置40によって駆動制御・されるもので、具体的には
、ウォータジャケット2に設けた第1液面センサ41、
ロアタンク13に設けた第2液面センサ42、ウォータ
ジャケット2に設けた温度センサ43、空気排出部8に
設けた負圧スイッチ44等の各検出信号に基づいて後述
する制御が行われる。
The electromagnetic valves 20, 24, 25, the refrigerant supply pump 16, and the cooling fan 14 are driven and controlled by a control device 40 with a built-in micro combinator. liquid level sensor 41,
Control, which will be described later, is performed based on detection signals from a second liquid level sensor 42 provided on the lower tank 13, a temperature sensor 43 provided on the water jacket 2, a negative pressure switch 44 provided on the air discharge section 8, and the like.

尚、第1及び第2液面センサ41.42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を用いて冷媒
液面が設定レベルに達し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41はその検出レ
ベルがシリンダヘッド4の略中間程度の高さ位置に設定
され、第2液面センサ42はその検出レベルが補助冷媒
通路23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は第1液面センサ41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2内の冷媒温度を検出す
るようになっている。また、負圧スイッチ44は大気圧
と系内圧力との差圧に応動するダイアフラムを用いたも
ので、使用環境下における大気圧に対し系内が負圧であ
るか否かをオンオフ的に検出するようになっている。
The first and second liquid level sensors 41 and 42 detect whether the refrigerant liquid level has reached a set level in an on/off manner using, for example, a float type sensor using a reed switch. The first liquid level sensor 41 has its detection level set at a height approximately in the middle of the cylinder head 4, and the second liquid level sensor 42 has its detection level set at a position slightly above the opening of the auxiliary refrigerant passage 23. It is set in the height position. Further, the temperature sensor 43 is provided at a position slightly below the first liquid level sensor 41, that is, at a position where it is normally immersed in the liquid phase refrigerant, so as to detect the refrigerant temperature within the water jacket 2. In addition, the negative pressure switch 44 uses a diaphragm that responds to the differential pressure between atmospheric pressure and system pressure, and detects whether or not there is negative pressure in the system with respect to the atmospheric pressure in the operating environment. It is supposed to be done.

制御の概要を第3図のフローチャートを参照しつつ説明
すると、機関始動時に先ず空気排出制御(R1)を行う
(但し冷間始動時のみ)。これは、第1電磁弁20を開
、第2電磁弁24を流路A、第3電磁弁25を閉として
、冷媒供給ポンプ16を所定時間逆転駆動することによ
り、系外のりザーバタンク18から補助冷媒通路22を
通じて液相冷媒を系内に導入して、系内を完全に満水状
態にし、系内に残存していた空気を系上部に集めて空気
排出通路21を通じリザーバタンク18に排出させる。
An overview of the control will be explained with reference to the flowchart in FIG. 3. When the engine is started, air exhaust control (R1) is first performed (only at the time of cold start). This is achieved by opening the first solenoid valve 20, setting the second solenoid valve 24 to flow path A, and closing the third solenoid valve 25, and driving the refrigerant supply pump 16 in the reverse direction for a predetermined period of time. A liquid phase refrigerant is introduced into the system through a refrigerant passage 22 to completely fill the system with water, and air remaining in the system is collected in the upper part of the system and discharged to a reservoir tank 18 through an air discharge passage 21.

次に暖機側1(R2)を行う−0これは、第1電磁弁2
0を閉、第2電磁弁24を流路B、第3電磁弁25を開
として、ロアタンクエ3とリザーバタンク18とを連通
状態、すなわち系内を大気開放したまま、待機する。そ
して、ウォータジャケット2内での沸騰開始により系内
の余剰冷媒をロアタンク13から補助冷媒通路23を通
じてリザーバタンク18に排出させる。そして、ウォー
タジャケット2内の冷媒温度が目標温度に達するか、ウ
ォータジャケット2若しくはロアタンク13内の液面の
いずれかが設定レベル以下となった時点で、第3電磁弁
25を閉として、系内を密閉状態にする。
Next, perform warm-up side 1 (R2) -0 This is the first solenoid valve 2
0 is closed, the second solenoid valve 24 is opened in the flow path B, and the third solenoid valve 25 is opened, and the lower tank 3 and the reservoir tank 18 are kept in communication, that is, the system is left open to the atmosphere, and the system is on standby. Then, as boiling starts within the water jacket 2, surplus refrigerant in the system is discharged from the lower tank 13 through the auxiliary refrigerant passage 23 to the reservoir tank 18. Then, when the refrigerant temperature in the water jacket 2 reaches the target temperature or the liquid level in either the water jacket 2 or the lower tank 13 falls below the set level, the third solenoid valve 25 is closed and the system keep it in a sealed state.

以降は、温度側m(ファン制御)、液面制御(ポンプ制
御)等の制御ループを機関停止まで繰返し行う。
After that, control loops such as temperature side m (fan control), liquid level control (pump control), etc. are repeated until the engine stops.

温度制御(R3)は、ウォータジャケット2内の冷媒温
度が目標温度となるよう冷却ファン14をON・OFF
するものであり、液面制御(R4)は、ウォータジャケ
ット2内の液面レベルに応じて冷媒供給ポンプ16をO
N・OFF (正転・停止)し、液相冷媒の循環供給に
よりウォータジャケット2内の液面を設定レベル以上に
保つものである。
Temperature control (R3) turns the cooling fan 14 on and off so that the refrigerant temperature in the water jacket 2 reaches the target temperature.
The liquid level control (R4) controls the refrigerant supply pump 16 to O depending on the liquid level in the water jacket 2.
N-OFF (forward rotation/stop) and maintains the liquid level in the water jacket 2 above a set level by circulating and supplying liquid phase refrigerant.

この場合、系内温度が所定範囲内にあって、しかもロア
タンク13内の液面が設定レベル以下である限り、系内
を密閉状態にしたまま上記の制御が繰返えされる。
In this case, as long as the temperature inside the system is within a predetermined range and the liquid level in the lower tank 13 is below the set level, the above control is repeated while keeping the inside of the system in a sealed state.

また、ウォータジャケット2内の冷媒温度が目標温度を
大きく上回った場合で、かつロアタンク13内の液面が
設定レベル以上の場合は、コンデンサ10の放熱面積を
実質的に拡張するため、コンデンサ内液面低下制御(R
5)を行う。これは、密閉状態から冷媒供給ポンプ16
を正転駆動し、ウォータジャケット2内の液面のレベル
に応じて第2電磁弁24を切換え、ウォータジャケット
2内の液面を確保しながら、ロアタンク13内の液相冷
媒をリザーバタンク18に排出して、コンデンサ10の
放熱面積を拡張する。
In addition, when the refrigerant temperature in the water jacket 2 significantly exceeds the target temperature and the liquid level in the lower tank 13 exceeds the set level, the heat dissipation area of the condenser 10 is substantially expanded. Surface reduction control (R
Do 5). This changes the refrigerant supply pump 16 from the closed state.
is driven in normal rotation and switches the second solenoid valve 24 according to the level of the liquid level in the water jacket 2, thereby transferring the liquid phase refrigerant in the lower tank 13 to the reservoir tank 18 while ensuring the liquid level in the water jacket 2. The heat dissipation area of the capacitor 10 is expanded by discharging the heat.

また、ウォータジャケット2内の冷媒温度が目標温度を
大きく下回っている場合は、コンデンサ10の放熱面積
を実質的に縮小するため、コンデンサ内液面上昇制御(
R6)を行う。これは、系内が負圧の場合は、第3電磁
弁25を開として、リザーバタンク18よりロアタンク
13に液相冷媒を導入し、また、系内が正圧の場合は、
第2電磁弁24を流路Aにすると共に、冷媒供給ポンプ
16を逆転駆動して、リザーバタンク18より系内に液
相冷媒を導入する。
In addition, when the refrigerant temperature in the water jacket 2 is significantly lower than the target temperature, in order to substantially reduce the heat dissipation area of the condenser 10, the condenser liquid level rise control (
Perform R6). This means that when the system has a negative pressure, the third solenoid valve 25 is opened to introduce liquid phase refrigerant from the reservoir tank 18 to the lower tank 13, and when the system has a positive pressure,
The second electromagnetic valve 24 is set to flow path A, and the refrigerant supply pump 16 is driven in reverse to introduce liquid refrigerant into the system from the reservoir tank 18.

尚、各制御の詳細は特願昭59−140378号に記載
されている。
The details of each control are described in Japanese Patent Application No. 140378/1982.

一方、かかる制御中、所定時間毎に第4図に示すフロー
チャートに従ってポンプ異常診断の割込みルーチンが実
行される。
Meanwhile, during such control, an interrupt routine for diagnosing pump abnormality is executed at predetermined time intervals according to the flowchart shown in FIG.

このポンプ異常診断ルーチンについて説明すると、ステ
ップ1 (図ではSL)でポンプ16に対しON指令が
発せられているか否かを判定し、N。
To explain this pump abnormality diagnosis routine, in step 1 (SL in the figure) it is determined whether or not an ON command has been issued to the pump 16;

の場合はこのルーチンを終了する。If , this routine ends.

ステップ1でYESの場合は、ステップ2へ進んでポン
プ16のモータ電流値Iを読込む。具体的にはポンプ1
6のモータの接地端子側に電流検出用抵抗50を介装し
ておき、その端子電圧V=IRを検出すればよい。次に
ステップ3で検出電流値■を予め定めた上限値1 ma
x及び下限値1m1nと比較する。
If YES in step 1, proceed to step 2 and read the motor current value I of the pump 16. Specifically, pump 1
A current detection resistor 50 may be interposed on the ground terminal side of the motor No. 6, and the terminal voltage V=IR may be detected. Next, in step 3, the detected current value ■ is set to a predetermined upper limit value 1 ma
x and the lower limit value 1m1n.

ステップ3での判定で、1m1n≦I≦■maxであれ
ば、正常であるとみなして、このルーチンを終了する。
If it is determined in step 3 that 1m1n≦I≦■max, it is considered normal and this routine ends.

しかし、■< lm1nの場合は、断線等の他、キャビ
テーションの発生によるポンプ16の空回り等であると
考えられ、異常であるので、ステップ4へ進んでウオー
ニングランプ51等にて異常表示を行うことによって、
運転者に警報を発する。
However, if ■ < lm1n, it is considered that the pump 16 is idling due to cavitation in addition to a disconnection, etc., and is abnormal, so proceed to step 4 and display the abnormality on the warning lamp 51 etc. By this,
Issue a warning to the driver.

また、i>Imaxの場合は、ポンプ16へのゴミ等の
噛込みによるステインク状態等であると考えられ、異常
であるので、同様にステップ4へ進んで、異常表示を行
うことによって、運転者に警報を発する。
In addition, if i>Imax, it is considered that the pump 16 is in a stain state due to dirt or the like getting caught in it, and is abnormal. issue a warning.

このようにポンプ16の異常を検知して運転者に速やか
に警報することで、ポンプ16の作動不良の継続により
ウォータジャケット2内の液面が大巾に低下して燃焼室
壁等が露出し焼付き等を生じるのを未然に防止すること
ができる。
By detecting an abnormality in the pump 16 and promptly alerting the operator in this way, if the pump 16 continues to malfunction, the liquid level in the water jacket 2 will drop significantly and the combustion chamber walls will be exposed. It is possible to prevent burn-in and the like from occurring.

尚、この実施例ではポンプ16の異常をモータ電流値か
ら検出するようにしたが、光電ピックアップ等を用いて
ポンプ16の回転速度を検出し、回転速度からポンプ1
6の異常の有無を診断するようにしてもよい。この場合
、ポンプON指令時であるにもかかわらず、回転速度が
下限値以下であれば、断線やスティック状態が考えられ
、上限値以上であればポンプキャビテーションの発生に
よる空回り等であると考えられる。
In this embodiment, an abnormality in the pump 16 is detected from the motor current value, but the rotational speed of the pump 16 is detected using a photoelectric pickup or the like, and the pump 16 is detected from the rotational speed.
The presence or absence of the abnormality in step 6 may be diagnosed. In this case, if the rotation speed is below the lower limit even when the pump is commanded to turn on, there may be a disconnection or a stuck condition, and if it is above the upper limit, it may be idle due to pump cavitation. .

また、この実施例ではポンプ異常判定時に警報のみを行
うようにしたが、これと同時に各種のフェイルセーフ対
策を自動的に行うようにしてもよい。例えばポンプへの
ゴミ等の噛込みによるスティック時は、現状の回転方向
と逆方向に回転させてやれば噛込みが解除されることが
多々あるので、このような場合には一時的にポンプを逆
方向に駆動するなどするのである。
Further, in this embodiment, only an alarm is issued when a pump abnormality is determined, but various fail-safe measures may be automatically performed at the same time. For example, if the pump is stuck due to dirt or other particles getting stuck in it, the jam will often be released by rotating the pump in the opposite direction to the current direction of rotation.In such cases, temporarily turn off the pump. For example, it is driven in the opposite direction.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、沸騰冷却装置にお
けるポンプの異常の有無を節単に診断して、異常時にこ
れを速やかに運転者に知らしめることができ、効率の良
い機関の冷却を行うことのできる沸騰冷却装置の安全性
を向上させ、その価値を更に高めることができるという
効果が得られる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, it is possible to simply diagnose whether or not there is an abnormality in the pump in the boiling cooling system, and promptly notify the operator of the abnormality in the event of an abnormality. The effect is that the safety of the boiling cooling device capable of cooling the engine can be improved and its value can be further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明に係る沸騰冷却装置の一実施例を示す構成図、第3図
は制御の概要を示すフローチャート、第4図はポンプ異
常診断ルーチンのフローチャートである。 1・・・内燃機関  2・・・ウォータジャケット5・
・・蒸気出口  7・・・蒸気通路  10・・・コン
デンサ  13・・・ロアタンク  15・・・冷媒循
環通路16・・・冷媒供給ポンプ  17・・・冷媒人
口  18・・・リザーバタンク  20・・・第1電
磁弁  24・・・第2電磁弁  25・・・第3電磁
弁  40・・・制御装置41・・・第1液面センサ 
 42・・・第2液面センサ43・・・温度センサ  
50・・・電流検出用抵抗51・・・ウオーニングラン
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the boiling cooling device according to the present invention, Fig. 3 is a flow chart showing an overview of control, and Fig. 4 is a pump abnormality. 3 is a flowchart of a diagnostic routine. 1... Internal combustion engine 2... Water jacket 5.
... Steam outlet 7... Steam passage 10... Condenser 13... Lower tank 15... Refrigerant circulation passage 16... Refrigerant supply pump 17... Refrigerant population 18... Reservoir tank 20... First solenoid valve 24... Second solenoid valve 25... Third solenoid valve 40... Control device 41... First liquid level sensor
42...Second liquid level sensor 43...Temperature sensor
50... Current detection resistor 51... Warning lamp

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 液相冷媒を貯留すると共に上部に蒸気出口を有する機関
のウォータジャケットと、上記蒸気出口に接続されて気
相冷媒を凝縮液化すると共に下部に冷媒タンクを有する
コンデンサと、上記冷媒タンクと上記ウォータジャケッ
トとの間に設けられた電動式の冷媒供給ポンプと、この
冷媒供給ポンプをオンオフ制御する制御装置とを備えた
内燃機関の沸騰冷却装置において、上記冷媒供給ポンプ
のモータ電流値又は回転速度を検出する検出手段と、上
記制御装置によるポンプ・オン指令時で上記検出手段の
検出値が所定範囲外のときにポンプ異常と判定する判定
手段と、ポンプ異常判定時に警報を発する警報手段とを
設けてなるポンプ異常診断装置。
A water jacket for an engine that stores a liquid phase refrigerant and has a vapor outlet at the top; a condenser connected to the vapor outlet for condensing and liquefying the vapor phase refrigerant and having a refrigerant tank at the bottom; the refrigerant tank and the water jacket. Detecting the motor current value or rotational speed of the refrigerant supply pump in a boiling cooling system for an internal combustion engine comprising an electric refrigerant supply pump provided between the refrigerant supply pump and a control device that controls on/off the refrigerant supply pump. a determining means for determining that the pump is abnormal when a detected value of the detecting means is outside a predetermined range when the control device issues a pump-on command; and an alarm means for issuing an alarm when determining that the pump is abnormal. Pump abnormality diagnosis device.
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