JPS6226584Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジン冷却水の制御装置の改良に関
する。

一般に自動車用の水冷エンジンでは、エンジン
負荷、回転数などに無関係に、冷却水温度が75〜
90℃になるようにサーモスタツトにより水温をコ
ントロールしている。

しかし、この設定温度は熱効率や排出ガス（主
にHC）対策から考えると必らずしも最適とは言
えない。

そこで、エンジ負荷に応じて冷却水の設定温度
を可変とするものとして、特公昭54−9665号公報
にて、第１図のような装置が提案された。

これは図示しないラジエータにつながる冷却水
出口通路３に、上流から低温用サーモスタツト１
（開弁温度80℃）と高温用サーモスタツト２とを
直列的に配置し、このサーモスタツト２の間から
バイパス通路３ａを分岐させ、このバイパス通路
３ａをエンジン負荷に応じて開閉する切換弁４を
設けたものである。

切換弁４はダイヤフラム装置５に連結し、この
ダイヤフラム装置５のダイヤフラム５ａで仕切つ
た負荷室５ｂに吸気マニホールド６からの吸入負
圧を導入する。ダイヤフラム５ａはリターンスプ
リング５ｄの弾性で切換弁４の開弁方向に付勢さ
れる。

したがつてエンジンがあまり熱負荷の大きくな
い低中負荷状態（吸入負圧が−80〜−650mmHg）
のときは、負圧室５ｂに導かれる吸入負圧により
ダイヤフラム５ａが図示のようにリターンスプリ
ング５ｄを縮めて移動し、切換弁４を全閉してい
る。

このときは、エンジンウオータジヤケツトを冷
却して昇温している冷却水は第１の低温用サーモ
スタツト１及び第２の高温用サーモスタツト２を
通過するので、その設定温度は高温側、すなわち
約120℃となるように制御される（120℃になるま
で高温用サーモスタツト２が閉じており、その間
は冷却水が図示しないラジエータに流れ込まない
ようにする）。

これに対してエンジン高負荷状態（吸入負圧が
−80mmHg以下）で強い冷却作用が要求されると
きは、負圧室５ｂの吸入負圧が弱まりダイヤフラ
ム５ａがリターンスプリング５ｄの作用で大気室
５Ｃ側へと移動し、切換弁４を開弁する。

この結果、冷却水は低温用サーモスタツト１を
通過すると、抵抗の少ないバイパス通路３ａへと
流れ、高温用サーモスタツト２を通らずにラジエ
ータへと循環し、このため冷却水温度は低温用サ
ーモスタツト１の設定値である80℃程度に制御さ
れる。

このようにして、エンジン負荷に応じて冷却水
の温度を最適となるように制御しているのである
が、エンジンは負荷以外の要因、例えば点火時期
や混合気の空燃比の状態で燃焼温度が上昇するこ
とがあり、場合によつてはノツキングを発生し、
このうち強度のノツキングはエンジンの破損につ
ながるおそれがあつた。

これに対してターボチヤージヤを装着して吸気
充填効率を高くさせたエンジンでは、ノツキング
を防止するためにノツキングセンサ（振動セン
サ）を取付け、ノツキングレベルが所定値（トレ
ースノツク）以下に抑まるように点火時期をフイ
ードバツク制御している。

ノツキングを回避するには点火時期を遅らせれ
ばよいが、過大の遅角操作は燃費対策上問題があ
り、そのためには点火時期の制御精度に極めて高
いものが要求される。

本考案はかかる問題点に着目し、エンジンの冷
却水温度を低温側と高温側とに切り換えられるよ
うにしたエンジン冷却水の制御装置において、エ
ンジンのノツキング状態を検出するノツキングセ
ンサと、検出したノツキングレベルが第１の基準
レベルを越えたときに冷却水の温度を低温側に切
り換える手段と、同じくノツキングレベルが前記
第１の基準レベルよりも高い第２の基準レベルを
越えたときに点火時期を遅角させる手段とを備え
るようにして、過度運転時などを含めて、応答性
よくノツキングを回避し、燃費効率とともにエン
ジン耐久性の向上をはかつたエンジン冷却水の温
度制御装置を提供することを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第２図において、ダイヤフラム装置５の負圧室
５ｂに吸気マニホールド６からの負圧を伝達する
負圧通路１０の途中から大気解放通路１１を分岐
する。

この大気解放通路１１は電磁弁１２により開閉
され、その開弁時には途中のオリフイス１３を介
して大気が負圧室５ｂに導入され、閉弁時には従
来と同様にオリフイス１４を経て吸入負圧が導入
される。

電磁弁１２は、第３図に詳細を示すが、ノツク
コントロールユニツト１５からの信号で、ノツキ
ング時に開弁（大気解放）するように制御され
る。

ノツクコントロールユニツト１５は、例えばシ
リンダブロツク１６に取付けたノツキングセンサ
（振動センサ）１７の出力にもとづいてエンジン
ノツキング状態を判別し、デイストリビユータ１
８への点火信号を進遅角制御するもので、第３図
のように構成されている。

ノツキングセンサ１７の出力は信号処理回路２
２で波形整形された後、比較回路２３と平滑回路
２４に入力する。

平滑回路２４は検出信号を平均化して比較回路
２３の比較入力値（バツクグランドノイズに相
当）とする。

積分回路２５は比較回路２３の出力を積分して
ノツキング判定回路２６に入力させる。

ノツキング判定回路２６ではこの積分信号を基
準値と比較し、比較的強いノツキングレベルに相
当する第２の基準レベルを越えるとノツキング判
定信号を出力する。

なお、積分回路２５はクランク角センサ２８か
らの基準クランク角信号を受けて作動するリセツ
ト回路２７からの信号で、例えば１点火周期（エ
ンジン２回転）毎にリセツトされ、その間でのノ
ツキング状態を次々に把握する。同時にノツキン
グ強度に対応した頻度でノツキング判定信号が出
力されるように、このリセツト回路２７はノツキ
ング判定回路２６の出力によつても積分回路２５
をリセツトする。

そして、このノツキング判定回路２６の出力は
点火時期を制御する演算回路３０に送出され、該
回路３０はノツキング判定信号に応じて遅角信号
を進角制御回路３１に出力する。

進角制御回路３１はクランク角センサ２８の出
力を周波数電圧変換するＦ−Ｖコンバータ３２の
出力をもとに、上記遅角信号を合成して点火コイ
ル駆動回路３３に所定の点火信号を出力するので
あり、これにより発生した高圧点火電流が上記し
たデイストリビユータ１８を介して点火栓に配電
される。

一方、前述の比較回路２３の出力は、平滑回路
３５にも入力する。

この平滑回路３５は前記平滑回路２４よりも十
分に大きな時定数をもち、その出力はノツキング
判定回路３６で基準電圧発生回路３７からの比較
的弱いノツキングレベルに相当する第１の基準レ
ベルであるトリガ設定レベル電圧と比較される。

平滑信号３５Ａが設定信号３７Ａよりも大きい
ときは、ノツキング判定回路３６は前述の電磁弁
１２をオンにして開弁させる。

次に作用について説明する。

エンジンがノツキングを生じていない状態で
は、ノツクコントロールユニツト１５の比較回路
２３の出力を平滑した平滑回路３５の出力レベル
は、第４図にも示すように、基準電圧発生回路３
７のトリガレベル信号に達せず、このため電磁弁
１２は第２図の通りオフとなつている。

電磁弁１２がオフのときは、負圧通路１０を経
て吸気マニホールド６の吸入負圧がそのままダイ
ヤフラム装置５に伝達される。

したがつて、その時点でエンジン負荷が低中負
荷状態（吸入負圧が−80〜−650mmHg）であれ
ば、図のように切換弁４は吸入負圧により全閉さ
れ、冷却水はバイパス通路３ａには流れず、高温
用サーモスタツト２を通過することにより、燃費
効率のよい高温設定値（例えば120℃）に保たれ
る。

これに対して、燃焼室壁温などが上昇し、ノツ
キングを発生すると、ノツキングセンサ１７と出
力にもとづいてノツクコントロールユニツト１５
が、電磁弁１２に通電するとともに点火時期を遅
角させる。

すなわち、平滑回路３５の出力が水温制御のた
めの基準電圧発生回路３７のノツキング信号、即
ち第１の基準レベルを越えるとノツキング判定回
路３６が電磁弁１２に通電してこれをオン（開
弁）にする。

したがつて、負圧通路１０には大気解放通路１
１からオリフイス１３を介しての大気が導入さ
れ、ダイヤフラム装置５の負圧室５ｂの負圧を減
じるため、リターンスプリング５ｄの作用力で切
換弁４が開き、冷却水の一部がバイパス通路３ａ
から高温用サーモスタツト２を通らずにラジエー
タ（図示せず）へと循環する。

この結果、冷却水の温度が低温側に制御され、
ノツキングをほどよく抑制する。

さらにノツキングレベルが高まり、他方のノツ
キング判定回路２６で設定された第２の基準レベ
ルを越えると、このノツキング判定信号に基づい
て演算回路３０がノツキングに対応しての遅角信
号を出力する。したがつてノツキング強度が高い
ときは、冷却水が低温側に切換えられると共に、
点火時期もノツキングを回避するように遅角制御
されるのである。

このようにしてノツキングの強度に対して水温
制御のためのレベルを、点火時期の制御のための
レベルよりも低く（より軽度のノツキング）設定
しておくことにより、ノツキングが発生しても支
障のない程度のときは、点火時期は遅らさずに冷
却水温のみを低温側に制御し、強度のノツキング
を生じたときに点火時期を遅らせるようにする
と、危険時に即座にノツキングを回避できるとと
もに、軽度のノツキング時に燃費効率を最良に保
つことができる。

なお、エンジン負荷が大きくなり、吸入負圧が
−80mmHg以下に下がれば、ダイヤフラム装置５
に導入される負圧が弱まるため、切換弁４は従来
と同様に開いて、冷却水温を下げエンジン熱負荷
の増大に対応させる。

以上のように本考案によれば、ノツキングセン
サの出力によりノツキングの強さを判別しなが
ら、エンジン冷却水温度と点火時期を制御するよ
うにしたので、軽度のノツキングのときは冷却水
温度を低温側に切換えることにより、燃費効率を
損なわずにノツキングを回避し、これに対しての
ノツキングのレベルが高いときは冷却水温度を低
温側に切換えると共に点火時期を遅角するので、
エンジン過渡時の強度のノツキングも応答よく回
避することができ、エンジンの損傷を確実に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図、第２図は本考案の
断面図、第３図は同じく制御系統のブロツク図、
第４図は同じくタイミングチヤートである。 １……低温用サーモスタツト、２……高温用サ
ーモスタツト、３ａ……バイパス通路、４……切
換弁、５……ダイヤフラム装置、６……吸気マニ
ホールド、１０……負圧通路、１１……大気解放
通路、１２……電磁弁、１５……ノツクコントロ
ールユニツト、１７……ノツキングセンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの冷却水温度を低温側と高温側とに切
   り換えられるようにしたエンジン冷却水の制御装
   置において、エンジンのノツキング状態を検出す
   るノツキングセンサと、検出したノツキングレベ
   ルが第１の基準レベルを越えたときに冷却水の温
   度を低温側に切り換える手段と、同じくノツキン
   グレベルが前記第１の基準レベルよりも高い第２
   の基準レベルを越えたときに点火時期を遅角させ
   る手段とを備えたことを特徴とするエンジン冷却
   水の制御装置。