JPH0475369B2

JPH0475369B2 -

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Publication number: JPH0475369B2
Application number: JP59140378A
Authority: JP
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1992-11-30
Also published as: EP0167169A2; JPS6119919A; US4616602A; EP0167169B1; DE3569958D1; EP0167169A3

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、ウオータジヤケツト内に液相冷媒
を貯留しておき、その沸騰気化により内燃機関の
冷却を行うとともに、発生した冷媒蒸気をコンデ
ンサにより凝縮して再利用するようにした内燃機
関の沸騰冷却装置に関する。

従来の技術内燃機関の温度は、周知のように機関の熱効率
や充填効率あるいは耐ノツク性能などに直接に影
響するほか、油粘性による摩擦損失などに影響
し、機関の燃料消費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つては、サーモスタ
ツトにて流路を切換えることにより暖機時の過度
の冷却を防止している程度に過ぎず、温度制御は
なされていないに等しい。また、電動フアンの
ON−OFFにより温度制御を行おうとしても、冷
却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
標温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
度制御は到底実現できない。

一方、上記のような冷却水の単純な温度変化を
利用した冷却装置に対し、冷媒（冷却水）の液相
一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57−62912号公報等）。これは基本的には、ウオ
ータジヤケツト内で貯留状態にある液相冷媒を沸
騰させ、その発生蒸気を外部のコンデンサ（ラジ
エータ）に導いて放熱液化させた後に、再度ウオ
ータジヤケツト内に循環供給する構成であつて、
ウオータジヤケツト内の各部の温度を冷媒沸点に
均一に維持できるとともに、コンデンサにおける
熱交換効率を飛躍的に向上させ得る利点が指摘さ
れている。そして、このように相変化を利用する
場合には、ウオータジヤケツ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
やかに変化させ得るので、運転条件に応じた応答
性の良い温度制御を実現し得る可能性がある。

発明が解決しようとする問題点しかし、従来この種冷却装置においては、上記
のように系内圧力に応じて温度が直ちに変動する
ということは、むしろこの種冷却装置の実用化を
困難にする大きな欠点であると考えられていた。
すなわち、ウオータジヤケツトやコンデンサ等か
らなる冷却系内を密閉した構成では、例えば自動
車用機関に適用した場合に、機関発熱量が広範に
変化し、しかも効率の良いコンデンサの放熱能力
が車両走行風の大小に殆ど支配されてしまうこと
から、両者の平衡が崩れ易いとともに、これが直
ちに温度変化として現われてしまい、コンデンサ
に対する冷却フアンの送風量を多少変化させた程
度では到底制御することができないのである。

それ故、上記の特公昭57−57608号公報や特開
昭57−62912号公報に見られるように、従来装置
では、冷却系内を大気に一部で連通させて実質的
に非密閉構造とし、大気圧下での冷媒沸点に固定
的に維持するように構成しており、結局、上述し
たような運転条件に応じた温度制御は実現されて
いない。

この発明は上記のような技術的背景の下になさ
れたものであつて、その目的とするところは、例
えば自動車用機関のように機関発熱量や冷却に供
される車両走行風量が広範に変化するような場合
であつても、機関温度を機関運転条件に応じて確
実にかつ応答性良く制御し得る沸騰冷却装置を提
供することにある。

問題点を解決するための手段第１図はこの発明の構成を示す機能ブロツク図
である。機関のウオータジヤケツト１は液相冷媒
が貯留される構造のもので、コンデンサ２ととも
に外気に対し密閉状態に保たれている。コンデン
サ２は、上記ウオータジヤケツト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
オータジヤケツト１に接続されており、かつ下部
に、凝縮した液相冷媒が貯留される構造となつて
いる。また、このように密閉されたウオータジヤ
ケツト１等の外部に、大気開放されたリザーバタ
ンク３が設けられており、その内部に適宜な量の
液相冷媒が貯留されている。

冷媒供給ポンプ４は、正逆両方向へ送給可能な
構成のもとで、その一方のポートが上記コンデン
サ２の下部に接続されており、このコンデンサ２
内から液相冷媒を取り出し、あるいは逆にコンデ
ンサ２内に液相冷媒を送り込むことができるよう
になつている。また流路切換手段５は三方型電磁
弁などから構成され、上記冷媒供給ポンプ４の他
方のポートを、上記ウオータジヤケツト１あるい
はリザーバタンク３に選択的に連通させるもので
ある。

一方、上記ウオータジヤケツト１に対しては、
そこに貯留されている液相冷媒の液面位置を検出
する液面検出手段６と、液相冷媒温度を検出する
温度検出手段７とが夫々設けられている。尚、温
度検出手段７は、液相冷媒を直接に検出するもの
のほか、機関の適当な位置における温度や、ウオ
ータジヤケツト１上部の気相冷媒領域の圧力など
から間接的に検出するものであつても良い。

ウオータジヤケツト側液面制御手段８は、上記
の液面検出手段６の検出に基づき上記冷媒供給ポ
ンプ４ならびに流路切換手段５を制御するもので
あり、具体的にはコンデンサ２からウオータジヤ
ケツト１内に液相冷媒を強制導入するように冷媒
供給ポンプ４の駆動方向ならびに流路が定められ
る。この制御の結果、ウオータジヤケツト１内で
沸騰気化より減少した冷媒がコンデンサ２からの
冷媒供給によつて補給され、ウオータジヤケツト
１内の冷媒液面が常に略一定に保たれる。

目標設定手段９は、負荷、回転速度等の各種運
転条件信号を入力として最適な目標温度を設定す
るものであり、コンデンサ側液面制御手段１０
は、この目標温度と上記温度検出手段７による検
出温度とを比較し、両者を合致させるべく冷媒供
給ポンプ４ならびに流路切換手段５を制御するも
のである。具体的には、検出温度が目標温度より
も高い場合にはコンデンサ２からリザーバタンク
３へ液相冷媒を排出してコンデンサ２内の液面を
低下させ、逆に検出温度が目標温度よりも低い場
合にはリザーバタンク３からコンデンサ２へ液相
冷媒を導入してコンデンサ２内の液面を上昇させ
るように、夫々冷媒供給ポンプ４および流路切換
手段５を制御している。

作用すなわち、コンデンサ２の熱交換効率は、コン
デンサ２内部が液相冷媒である場合と気相冷媒で
ある場合とで著しく変化し、上方に気相冷媒が、
下方に液相冷媒が夫々共存する状態では、気相冷
媒の領域のみが実質的に放熱面積となる。従つ
て、その液面の高さを制御することにより、放熱
能力を任意に、かつ広範囲に制御することができ
る。

そして、前述したようにウオータジヤケツト１
等は密閉状態にあるから、コンデンサ２の放熱能
力によつて定まる冷媒の凝縮量と、ウオータジヤ
ケツト１側での発熱量に応じた蒸気発生量との釣
り合いが崩れると、直ちに内部圧力が変動し、冷
媒沸点の変化を来たして、ウオータジヤケツト１
内の温度が速やかに上昇あるいは下降することに
なる。

従つて、検出温度と目標温度との比較に基づき
コンデンサ２内の液面位置を制御することによつ
て、車両走行風等の外乱に十分に抵抗し得る高精
度かつ応答性の良い温度制御を実現でき、しかも
その制御可能な温度範囲も、コンデンサ２全体を
気相領域とした場合と液相領域とした場合の放熱
能力の差が極めて大きいことから、相当に広範囲
な温度制御を行い得るのである。

実施例第２図はこの発明に係る沸騰冷却装置の一実施
例を示すもので、同図において、１１はウオータ
ジヤケツト１２を備えてなる内燃機関、１３は気
相冷媒を凝縮するためのコンデンサ、１４は電動
式の冷媒供給ポンプを夫々示している。

上記ウオータジヤケツト１２は、内燃機関１１
のシリンダおよび燃焼室の外周部を包囲するよう
にシリンダブロツク１５およびシリンダヘツド１
６の両者に亘つ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
もに、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１９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１
８には、冷媒循環系の最上部となる排出管取付部
１８ａが上方に立ち上がつた形で形成されている
とともに、その上部開口をキヤツプ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
るアツパタンク２１と、上下方向の微細なチユー
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２
３とから構成されたもので、例えば車両前部など
車両走行風を受け得る位置に設置され、更にその
前面あるいは背面に、強制冷却用の電動式冷却フ
アン２４を備えている。また、上記ロアタンク２
３は、その比較的下部に冷媒循環通路２５の一端
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、その他端が上記ウオータジ
ヤケツト１２のシリンダヘツド１６側に設けた冷
媒入口１２ａに接続されており、その通路中に三
方型の第２電磁弁２７を備えているとともに、こ
の第２電磁弁２７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。

３１は、上記ウオータジヤケツト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つて、これは通気性能を有す
るキヤツプ３２を介して大気に開放されていると
ともに、上記ウオータジヤケツト１２と略等しい
高さ位置に配置され、かつその底部に、上記の第
１補助冷媒通路２６と第２補助冷媒通路３３とが
接続されている。上記第１補助冷媒通路２６は、
その通路中に常開型の第３電磁弁３４を備えてお
り、上記第２補助冷媒通路３３は、第２電磁弁２
７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を遮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（流路Ａ）、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（流路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が用いら
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からウオータジヤケツト１２へ
液相冷媒を循環供給することができる。

一方、上述した密閉系の最上部となる排出管取
付部１８ａには、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、
上記空気排出通路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には、常閉型の第１電磁弁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１４および冷却フアン２４は、所謂マイクロコ
ンピユータシステムを用いた制御装置４１によつ
て駆動制御されるもので、具体的には、ウオータ
ジヤケツト１２に設けた第１液面センサ４２、温
度センサ４３、ロアタンク２３に設けた第２液面
センサ４４および循環系最上部に設けた負圧スイ
ツチ４５の各検出信号に基づいて後述する制御が
行われる。

ここで上記第１、第２液面センサ４２，４４は
例えばリードスイツ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て
いるか否かをオン・オフ的に検出するものであつ
て、第１液面センサ４２はその検出レベルがシリ
ンダヘツド１６の略中間程度の高さ位置に設定さ
れ、かつ第２液面センサ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
ンサ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、ウオータジヤケツト
１２内の冷媒温度を検出している。また負圧スイ
ツチ４５は、大気圧と系内圧力との差圧に応動す
るダイヤフラムを用いたもので、高地、低地等に
拘らず使用循環下における大気圧に対し系内が負
圧であるか否かを検出しており、具体的には−30
mmHg〜−50mmHg程度に作動圧を設定してある。

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

第３図〜第１２図は、上記制御装置４１におい
て実行される制御の内容を示すフローチヤートで
あつて、以下、機関の始動から停止までの流れに
沿つてこれを説明する。尚、図中第１〜第３電磁
弁３６，２７，３４を夫々「電磁弁」、「電磁弁
」…のように略記してあり、またウオータジヤ
ケツト１２内液面を「Ｃ／Ｈ内液面」と略記して
ある。

第３図は制御の概要を示すフローチヤートであ
つて、機関の始動（イグニツシヨンキーON）に
より制御が開始すると、ステツプ１のイニシヤラ
イズ処理（第５図参照）を行つた後に、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による検出温度が所定温度
（例えば45℃）より高いか否かを判断する（ステ
ツプ２）。所定温度以下つまり未暖機状態の初期
始動であればステツプ３の空気排出制御を経てか
らステツプ４の暖機制御へ進み、以後は温度制
御、液面制御等のステツプ５〜ステツプ10の制御
ループをキーOFF時まで繰り返し行う。一方、
ステツプ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侵入が考えられないので空
気排出制御（ステツプ３）は省略する。

また、その制御中にキーOFFの信号が入力さ
れると、第４図に示す割込み制御ルーチンが実行
され、キーOFF制御（ステツプ11）による一定
の処理を経た後に電源がOFFとなつて一連の制
御が終了する。

第６図はステツプ３の空気排出制御のフローチ
ヤートを示すものである。尚、この機関始動の際
に、通常系内は液相冷媒（例えば水と不凍液の混
合液）で殆ど満たされた状態にあり、またリザー
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
によつて空気を排出するものであり、先ずステツ
プ31で第１電磁弁３６を「開」、第２電磁弁２７
を「流路Ａ」、第３電磁弁３４を「閉」と夫々制
御し、ステツプ32で冷媒供給ポンプ１４を逆方向
へ駆動区開始する。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、ステツプ33で所定
時間、具得的には系内を満水にするに十分なよう
に予めソフトウエアタイマに設定された数秒な
いし数十秒程度の間、継続される。従つて、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を介して系外のリザーバタンク
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
ツプ34）とするとともに、タイマをクリア（ス
テツプ35）し、第７図に示す暖機制御（ステツプ
４）へ進む。

暖機制御に進んで来た時点では、コンデンサ１
３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の放熱能力は極めて低く制御
され、その結果、ウオータジヤケツト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。暖機制御は、基本的にはウオータジヤケツト
１２内の冷媒温度が目標温度に上昇するまでロア
タンク２３とリザーバタンク３１とを連通状態に
保つたまま（ステツプ41）待機するものであり、
ステツプ43で、実際の検出温度と設定温度との比
較を行い、検出温度が「設定温度＋2.0℃（α₃）」
となつたときに系内を密閉状態（ステツプ45）と
して、この制御を終了する。上記の設定温度（ス
テツプ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
ツプ51、ステツプ67、ステツプ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、発生蒸気圧によつて系内の液相冷
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、ウオータジヤケ
ツト１２内の液面のロアタンク２３内の液面が過
度に低下する。これに対処するため、何れか一方
の液面が第１液面センサ４２あるいは第２液面セ
ンサ４４の設定レベルを下廻つたとき（ステツプ
44でNOのとき）には、直ちに系内を密閉（ステ
ツプ45）して、この制御を終了する。

暖機制御の終了後は、前述したようにステツプ
５〜ステツプ10の制御ループが繰り返されること
になるが、この制御ループは、冷却フアン２４の
ON・OFFにより微細な温度制御を行うステツプ
５のフアン制御（第８図）と、液相冷媒の循環供
給によりウオータジヤケツト１２内の液面を設定
レベル以上に保つステツプ６の液面制御（第９
図）と、検出温度が目標とする設定温度から比較
的大きく離れた場合に実質的放熱面積の拡大ある
いは縮小を行うステツプ９のコンデンサ内水位低
下制御（第１０図）およびステツプ10のコンデン
サ内水位上昇制御（第１１図）とに大別される。

先ず、前述したように、暖機制御（第７図）に
おいて検出温度が「設定温度＋2.0℃（α₃）」とな
つ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図のステツプ52、ステツプ
53で冷却フアン２４をONとするとともに、既に
ステツプ７における上限温度〔設定温度＋2.0℃
（α₃）〕を越えているので、直ちに第１０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御は、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３１へ強制的に排出し（ステツプ
61、ステツプ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℃（α₃）」の温度に
低下するまで継続され（ステツプ67、ステツプ
68）、最後に系内を密閉（ステツプ69）して終了
する。上記の終了温度は、冷却フアン２４のみに
依存する条件であるステツプ７の上限温度〔設定
温度＋2.0℃（α₃）〕と下限温度〔設定温度−4.0
℃（α₄）〕の範囲内で、かつ設定温度より若干高
温側に設定してあるが、これは液面の下降に対す
る温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、ウオータジヤケツト１
２内では冷媒が沸騰し続けるので、徐々にその液
面が低下して行くが、このウオータジヤケツト側
液面が設定レベル以下となつた場合には、第２電
磁弁２７を一時「流路Ｂ」に切換えてコンデンサ
１３からウオータジヤケツト１２へ液相冷媒の補
給を行い（ステツプ63〜65）、第１液面センサ４
２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せても放熱能力不
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つた場合に
は、蒸気の流出を防止するために、直ちにこの制
御を終了する（ステツプ66）。また同様の理由か
らステツプ８でコンデンサ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制御を行わない。

一方、上記のようにコンデンサ１３内の液面が
適宜に制御されて機関発熱量とコンデンサ１３の
放熱量とが、その沸点の下で略平衡し、系内が密
閉された後は、第８図に示したフアン制御（ステ
ツプ５）と第９図に示した液面制御（ステツプ
６）とを繰り返し行う。上記フアン制御において
は、系内温度を更に高精度に、具体的には「設定
温度＋0.5℃（α₁）」と「設定温度−0.5℃（α₂）」
との間（ステツプ52）に維持するように冷却フア
ン２４のみをON・OFF制御（ステツプ53、54）
する。また上記液面制御においては、ウオータジ
ヤケツト１２内の液面が設定レベル以下となつた
場合に、コンデンサ１３側からウオータジヤケツ
ト１２へ液相冷媒を補給し、その液面を設定レベ
ルに維持する（ステツプ55〜57）。

また車両走行風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つて、系内
温度がステツプ７の下限温度〔設定温度−4.0℃
（α₄）〕を下廻つた場合には、第１１図に示すコン
デンサ内水位上昇制御を開始する。これはリザー
バタンク３１内の液相冷媒をコンデンサ１３側に
導入してコンデンサ１３内の液面を上昇させるこ
とにより放熱能力を抑制する制御である。尚、こ
の実施例においては、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導入
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、負圧スイツチ４５の信号に
より系内が負圧下（ステツプ71）にある場合に
は、第３電磁弁３４を「開」（ステツプ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う。この冷媒導入は、検出
温度が「設定温度−3.0℃（α₆）」の温度に上昇す
るまで継続（ステツプ74、75）され、最後に系内
を密閉（ステツプ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
答性を考慮したものである。また、この冷媒導入
中にウオータジヤケツト１２内の液相冷媒が不足
した場合には、冷媒供給ポンプ１４による冷媒補
給を行う（ステツプ73、第９図参照）。

系内が正圧下にある場合あるいは上述の冷媒導
入中に正圧となつた場合には、第３電磁弁３４を
「閉」（ステツプ77）とし、冷媒供給ポンプ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（ステツプ
79、80）。この強制導入の場合も、検出温度が
「設定温度−3.0℃（α₆）」の温度に上昇するまで
継続される（ステツプ74、75）。また、この冷媒
導入中にウオータジヤケツト１２内の液相冷媒が
不足した場合には、第２電磁弁２７を「流路Ｂ」
に一時切換えて冷媒供給ポンプ１４を正方向駆動
し、冷媒の補給を行う（ステツプ78、81、82）。

上記のコンデンサ内水位上昇制御の結果、系内
温度がステツプ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アン２４のみによ
る温度制御（ステツプ51〜54）が行われる。

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℃」と「設定温
度−40℃」の範囲内（ステツプ７）に導くように
行われるものであり、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
させ得るとともに、これによる凝縮量変化が直ち
にウオータジヤケツト１２側冷媒の沸騰の抑制、
促進として影響を及ぼすので、極めて良好に設定
温度に追従させることができる。そして、冷却フ
アン２４の制御は、系内温度を更に「設定温度±
0.5℃」の範囲内（ステツプ52）に導くように行
われ、これによつて一層高精度でかつ応答性の良
い温度制御が達成されるのである。

次に第１２図は、機関のイグニツシヨンキーが
OFF操作された場合に割込処理されるキーOFF
制御（ステツプ11）を示している。

これは、先ず設定温度を80℃にセツト（ステツ
プ94）することによつて、前述したコンデンサ内
水位低下制御を行わせ、コンデンサ１３の放熱能
力を最大限に利用するようにするとともに、最大
10秒程度冷却フアン２４を駆動して強制冷却（ス
テツプ95、96、ステツプ53）し、系内が十分に低
い温度（例えば80℃）になる（ステツプ93）か、
系内が負圧状態になる（ステツプ97）か、あるい
は一定時間（例えば１分）経過したこと（ステツ
プ98）を条件として電源をOFF（ステツプ99）と
する。この電源OFFにより常閉型電磁弁である
第１電磁弁３６は「閉」に、常開型電磁弁である
第３電磁弁３４は「開」となるため、系内の温度
低下つまり圧力低下に伴つてリザーバタンク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
たされた状態となつ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、コンデ
ンサ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侵入して微細なコ
ンデンサチユーブ内に付着した場合でも系上方へ
確実な排出が行える。

一方、上記のキーOFF制御中に再度イグニツ
シヨンキーがON操作される場合もあるが、この
場合にはステツプ92の判断によりステツプ100へ
進み、予め退避させた（ステツプ91）情報に基づ
いて冷却フアン２４および設定温度を復帰させる
とともに、ステツプ95、98のソフトウエアタイマ
、をクリア（ステツプ101）し、キーOFF前
に進行していた制御状態に戻るのである。

発明の効果以上の説明で明らかなように、コンデンサ内の
液面制御により冷媒の沸点温度を可変制御するよ
うにしたこの発明によれば、車両走行風等の外乱
に影響されることなく系内温度を目標温度に速や
かに追従させることが可能となり、燃料消費率や
機関出力等を考慮した高精度な温度制御を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す機能ブロツク
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、第１０図、第１１図および第１
２図はこの実施例における制御の内容を示すフロ
ーチヤートである。１……ウオータジヤケツト、２……コンデン
サ、３……リザーバタンク、４……冷媒供給ポン
プ、５……流路切換手段、６……液面検出手段、
７……温度検出手段、８……ウオータジヤケツト
側液面制御手段、９……目標設定手段、１０……
コンデンサ側液面制御手段、１１……内燃機関、
１２……ウオータジヤケツト、１３……コンデン
サ、１４……冷媒供給ポンプ、２３……ロアタン
ク、２４……冷却フアン、２５……冷媒循環通
路、２６……第１補助冷媒通路、２７……第２電
磁弁、３１……リザーバタンク、３３……第２補
助冷媒通路、３４……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液面センサ、４３……温度セン
サ、４４……第２液面センサ、４５……負圧スイ
ツチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１液相冷媒が貯留されるウオータジヤケツト
と、このウオータジヤケツトで発生した冷媒蒸気
が導入され、かつ下部に凝縮した液相冷媒が貯留
されるコンデンサと、密閉状態に保たれた上記ウ
オータジヤケツトおよび上記コンデンサに対し、
その外部に設けられたリザーバタンクと、正逆両
方向へ送給可能に構成され、かつ一方のポートが
上記コンデンサの下部に接続された冷媒供給ポン
プと、上記冷媒供給ポンプの他方のポートを、上
記ウオータジヤケツトあるいは上記リザーバタン
クに選択的に連通させる流路切換手段と、上記ウ
オータジヤケツ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ならび
に流路切換手段を制御するウオータジヤケツト側
液面制御手段と、上記ウオータジヤケツト内の液
相冷媒温度を直接あるいは間接に検出する温度検
出手段と、機関運転条件に応じて目標温度を設定
する目標設定手段と、上記の検出温度と目標温度
との比較に基づきコンデンサ内液面を上昇あるい
は下降させるべく上記冷媒供給ポンプならびに流
路切換手段を制御するコンデンサ側液面制御手段
とを備えてなる内燃機関の沸騰冷却装置。