JPS58210312A - 水冷式内燃機関の冷却制御装置 - 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】 本発明は水冷式内燃機関の冷却制御装置に関Ｔるもので
ある。

一般に、水冷式内燃−関の各部における適切な冷却水湿
度は、シリンダヘッド部にては例えばノッキング等によ
る異常燃焼の発生を防止Ｔるために低目におさえて設定
する必要があり、シリンダブロック部にてはピストンと
シリンダのｔｖｍ抵抗もしくはクランク軸の軸受損失を
低減するために常時高目に保持Ｔる必要があるｏしかし
ながら、従来の水冷式内燃機関においては、シリンダブ
ロックを介してシリンダヘッドへ流れるように設けた冷
却水の循環回路とラジェータを介在させた冷却回路との
連通を、冷却水温に応答して作動するサーモパルプによ
り制御して、当該機関を琳−のブロックとして温度管理
している。それ故、機関の各部を適切な温度にて独立替
に制御することが極めて困難であり、それに起因してノ
ッキングが発生し易く、また潤滑油の粘度が不適性にな
ってクランクシャフト、ピストン、カムシャフト等の各
摺動部の摩耗が激しい等の問題がある。

本発明は、上記従来装置の有する問題に対処するために
、機関の運転状態に応じて、ラジェータにより冷却Ｈｎ
冷却回路を循環する冷却水の流量を冷却回路の冷却水温
度に応じて制御するようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に於いては、ウォー
タポンプ、シリンダブロック、シリンダヘッド、ラジェ
ータの４者を連結し冷却水を循環させる冷却水回路を設
け、更にウォータポンプの［＆込側とエンジンの出口側
つまりシリンダヘッドと連結Ｔるエンジンバイパス回路
を設けるト共に、主冷却水回路とエンジンバイパス回路
とのいずｎか一方の回路を選択的に開閉制御する切換弁
と、この切換弁の作動により主冷却水回路が開いた場合
に冷却水の流量を調節する絞り弁とを配設し、温度検出
装置によりエンジンの温度を検出し、この温度検出装置
からの信号により切換弁と絞り弁との作動を制御するよ
うにし、この切換弁と絞り弁の二つの弁を一体化にした
構成、になっている上記構成により、本発明に於いては
、機関各部の冷却温間を適切に制御して機関の負荷に応
じた最適溶焼を可能にし、上述したノッキングの発生、
５ＥＴ−摺動部の摩耗を抑制すること力）出来、その結
果慾費の向上を計ることが出来る。また、特に本発明に
於いては、切換弁と絞り弁とを一体的に構成して製造コ
ストの低下を計っており、且つウォータポンプの台数を
一台で行なうよ自にして消費馬力の節減を可能しこし、
更に冷却水回路の配管長さを極力短かくなるようにして
、放熱損失を小さくして冷却損失の減少を計っている。

以下、本発明の一実施例について、添付図面を参照して
説明する。第１図に於いて、ウォータポンプＷＰ、エン
ジンＥのシリンダブロックＥｌ、シリンダヘッドＥ２．
ラジェータＲの４者を庫結する主冷却水回路１０が示さ
れており、該回路１０をウォータポンプＷＰにて１送さ
γ１．ラジェータＲにテ冷却される冷却水が循環する。

エンジンバイパス回路１１は、ウォータポンプＷＰの吸
込側とエンジンの出口側つまりシリンダヘッドＥ２とを
連結し、ｆた第２バイパス回路１２かウォータポンプＷ
Ｐの吐出側とシリンダヘッドＥ２とを連結Ｔ小ように配
設さＴ１．てい２）。開閉切換弁ｖ１は、主冷却水回路
１０とエンジンバイパス回路１１とのいスｒＩか一方の
回路を選択的に開閉側？ＩＩＩＩＴるもので、第１１９
は主冷却水回路１０か開きエンジンバイパス回路１１か
閉じた状態を示している。切換弁■１と一体的に構成８
旧る絞り弁Ｖ１は、エンジンバイパス回路１１が閉じて
主冷却水回路１０が開いた場合に主冷却水回路１０をａ
ゎ、る冷却水の流量を段階的にもしくは連続的に調節Ｔ
るものである。ここで、切換弁Ｖｌと絞り弁ｖ２の一体
化した構造は、第２図に基づき後で説明する。第２バイ
パス回路１２に配設ｐｎ、た絞り弁Ｖ３は、ウォータポ
ンプＷＰからシリンダヘッドＥ２に第２バイパス回路を
介して直接流入Ｔる冷却水の流量を制御Ｔるものである
。尚、ラジェータＲには冷却ファンＦとシャッタＳＴが
付設ぎわ、ている。

さて、上記実施例の実施に際しては、第１図に示ｖｎる
電子制御回路２０から得らｎる各種の制御信号によって
上記した切換弁■１．絞り弁”２　＋　■３、ウォータ
ポンプＷＰ、冷却ファンＦのモータＦＭ及ヒンヤツタＳ
Ｔのアクチュエータへの作動が制御Ｅｒｒる。この場合
、電子制御回路２０は、その入力信号として、シリンダ
ブロックＥ１とシリンダヘッドＥ２に夫々装着した水温
センサＳｌ、Ｓ２により検出ｐ　ｔ＋、る冷却水の水温
を表わす信号り、、Ｄ２．公知の車速センサＳ３により
検出さｎる本速を表わ子信号Ｄ３．エンジンＥの吸気マ
ニホールドに設けた貴注センサＳ４により検出さｒｌ、
るマニホールド負圧を表わＴ　信号Ｄ４　、シリンダブ
ロックＥ１とシリンダヘッドＥ２に夫々装着した汗カセ
ンサＳ、、Ｓ、にょう検出される冷却水の水圧を表わす
信号り、、Ｄ、、及びセンサＳ７によって検出？　Ｔ１
．るＩ載バッテリの電圧を表わす信号Ｄ７を付与ξｎ、
ごｒＬらの入力信号Ｄ１〜Ｄ、に応じて上記制御信号を
出力Ｔるように構成ざｎる。

尚、図中Ａ／Ｄはアナログ−デジタル変換器を示し、ｆ
：た電子制御回路２０と冷却ファンＦのモータＦＭとの
間に変速回路が配設芒１でいる。

Ｖ　Ｓ　Ｖ、〜ｖＢｖ３は負圧源ＶＳからの負圧を上記
制御信号に応じて上記答弁Ｖ１　＋”２　、ｖ、　Ｉ了
りナユエータＡに付与する！、磁弁を示している。

１なわち、電子制御回路２０【Ｊ、下記制御プログラム
を実行するように構成２ｔｎる。

先ず、エンジンの暖１運転時には、切換弁Ｖｌか主冷却
水回路１０を閉じエンジンバイパス回ｗ−１１を開くよ
うに作動し、且つ絞り弁ｖ３が第２バイパス回路１２の
一度を完全に絞り閉じるように作動Ｔる制御信号を出力
する。こｎにより、冷却水ＩＪフラジータＲを介さずエ
ンジンバイパス回路１１を介してエンジンＥを循環Ｔる
。

次に、エンジンの冷却水温か上昇し通常走行運転時に移
ると、切換弁ｖｌかエンジンバイパス回路１１を閉じ主
冷却水回路１０を開くと共（、絞り弁ｖ２かこの主冷却
水回路１０の開度を制御して冷却水の流量を調節するよ
うに作動する制御信号を出力する。こＩＬにより、冷却
水はラジェータＲを辿って流わ、るか、紋り弁Ｖ２にて
冷却水の流量を必要最小限におさえることか可能となる
。

また、過負荷運転時に於いては、例えはノッキング等に
よりシリンダヘッドＥ２に異常９Ｐ焼茫よる温度上昇か
発生Ｔ２）と、絞り弁ｖ２か第２バイパス回路１２の開
度を調節して冷却水を循環させるように作動する制御信
号を出力する。こ１１．により、シリンダヘッドＥ２を
循環する冷却水は、主冷却水回路ｌＯと第２バイパス回
路］、２の両方たら送出ｐｒｌることｋｒｒる。そＩＬ
故、シリンダヘッドＥ２か錦格＆Ｓ冷却ｐｎる。ここで
、絞り弁ｖ２の代わりに回路を開閉制御する開閉弁を第
２バイパス回路１２虹設置して、該バイパス回路１２を
流１１．る冷却水の流ｎを制御するように構成してもよ
い。

第２１ｉＤＧゴ、上述した切換弁■ｌと絞り弁■２とを
一体化した制御弁装置５０を示している。、該装置５０
は、第１出力ボート５１を備えた第１ボデイ５２と、入
力ボート５８を備えた第２ホデイ５４と、第２出力ボー
ト５５を備えた第８ボデイ５６と、負圧入力ボート５７
を備えた第４ボデイ５８とを一体的に結合するこζによ
りハウジングをｆＦ３成している。第１出力ホ’　−）
　５１はエンジンバイパス回路１１に、第２出力ボート
５５はラジェータＲの入口側に、人力ボート５８はエン
ジンＥの出口側につまりシリンダヘッドＥｚ＠に、負田
人力ボート５７は図示しない制御バルブを介してエンジ
ンＥの吸気マニホールドに夫々が通している。即ち、入
カホート５３と第１出力ボート５１間を連通Ｔるａｉ３
５９は、エンジンバイパス回ｍｌｌの一部を構成Ｔ小も
ので、一方入力ボー）５ａと第２出力ボート５５間を！
通Ｔる通路６０は、主冷却水回路ｌＯの一部を構成して
いる。第４ボデイ５８内に【ゴダイ了フラム６１が配設
芒ｎ、該ダイ了フラム６１により負圧室６２が形成さｎ
１該負圧室６２は負圧ボート５７から図示しない負圧信
号制御バルブを介して吸気マニホールドに連通し、てい
る。この負圧信号制御パル１Ｇコ、吸気マニホールドか
らの負圧を電子制御回路２０からの信号に応じて負圧室
６２に供給Ｔる負圧を制御するものである。ダイアフラ
ム６１はスプリング６３．６４により常時図示下方に付
勢さｎ１ダイア７ラム６１には伝達棒６５の一端か論定
びｎ一体的に上下運動可能どなっている。第２ボデイ５
４内にはバルブ室６６が形成ｐＴＬ、該パルプ室６６内
に伝達棒６５の他端が突出している。パルプ室６６内に
配設ｐ　７１．た第１パルプ６７は、入力；ｘ−）５８
と第１出カポ−）５１間の連通を制御するもので、伝達
棒６５が上方に変位すると図示の通路５９を閉鎖する位
置から、伝達棒６５に固定ｅれたネジ部材６８により持
ち上けらｎ通路５９を開放する。

伝達棒６５が図示の状態から更に下方に変位Ｔる時には
、伝達棒６５の小径部６５ａと第１パルプ６７とか相対
運動を行い、つまり伝達棒６５の小径部６５ａは第１バ
ルブ６７の軸穴を摺動し、第１バルブ６７は通路５９を
閉じた状態に保持する。一方、第２パルプ６９は伝達棒
６５に固定２！ｎ該俸６５と−＃−に上下に変位Ｔる。

該第２バルブ６９は入子ボート５８と第２出力ボート５
５間の連通を制御すると共に、つまり通路６０の開閉を
制御すると共に、通路６０の開度つまり断面積を＠節す
るものである。両パルプ６９，６７１１１に番ゴスプリ
ング７０が介設さｎ１即ち第２パルフロ９に一端が保持
２ｎたスプリング７０の他端により第１パルプ６７か常
時下方に付勢すｔＬでイル。

上記制御弁装置５０に於いて、第１図に示さｎ。

た作用に基づいて、その作動を説明Ｔる。先ず、エンジ
ンの暖機運転時には、負１ｌｆ−室６２に負圧が導入ざ
ｎ、ダイ了フラム６１と一体になって伝達棒６５が図示
上方に変位する。この時、伝達棒６５に固定さｎた第２
パルプ６９は通路６０を閉じ閉位置に保持ざｎ、一方第
１パルプ６７Ｇゴ伝達俸６５に固定すｊ、たネジ部材６
８によりスプリング７０の付勢力に抗して上方に変位し
その開位置に保持’；５ＴＬ、通路５９が開く。その結
果、入力ボートと第１出カポ−）５１が連通することに
ｔＪす、冷却水はラジェータＲを介さず、エンジンバイ
パス１１を経由して循環Ｔる。

次に、冷却水の水温か上昇し、エンジンの通常走行時に
達Ｔると、吸気マニホールドから供給さｎる負圧度が低
くなり、負圧室６２の負）度か減少する。そのため、ダ
イアフラム６１Ｇコスプリング６８．６４の付勢力によ
り下方に変位し、同時に伝達棒５下方ｒ変位Ｔる。その
結果、は１示の様に、第２パルプ６９が開位置に保持２
　Ｔ１．、同時にスプリング７０の付勢力により第１バ
ルブ６７は閉位置に保持すＩＬる。従って、入カポ−）
５Ｂと第２出力ボート５５が連通Ｔるので、冷却水は主
冷却水回路ｌＯを経由して循環２ｒする。この時、冷却
、水の温度に応答して負ＦＦ室６２に供給される負圧度
が制御；５７＋、る。その負圧度虹応じて伝達棒６５の
変位量か定まり、通路６０の開度、つまり断面積が制御
す１シる。従って、主冷却水回路１０を流ｎる冷却水の
流量が制御さｎる。上述したよう釘、伝達棒６５の小径
部ｔｉＢａが第１バルブ６７に対して相対運動するので
、第１パルプ６７か図示の閉位置に保持さｔ′した甲ま
伝達棒６５（ゴ負圧室６２の入力負汗の大きさに応答し
て自由に上下方向に変位可能である。

この様に、上記制御装置５０は、第１図に示芒ｎた切換
弁■ｌと絞り弁ｖ２との両方の機能を備えた装置である
。

【図面の簡単な説明】

第１□は不発明の一実施例を示Ｔ概略構成図、第２図は
簗ｉｅに於ける切換弁ｖｌと絞り弁■２を一体化した制
御弁装討の実施例を示す断面図であるＷＰ・・・ウォー
タポンプ、Ｅ・・、エンジン、Ｅｌ、・・シリンダブロ
ック、Ｅｚ・・・シリンダヘッド、Ｒ・・・ラジェータ
、ｌＯ・・・主冷却水回路、１１・・・エンジンノくイ
パスＬｉ１ｉＨＬＶｔ・・・切換弁、■２・・・絞り弁
、８０・・・電子制御疹激、５０・・・制御弁装曽、６
７・・・第１パルプ、６９・・・第２バルブ 特詐出願人 アイシン精機株式会社 代表者中井令夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンのウォータポンプ、シリンダブロック、シ
   リンダヘッド、ラジェータの４者を連結し冷却水を循環
   させる主冷却水回路、ｉｉｌ記ウォータポンプの吸込側
   と前記シリンダヘッドとつまりエンジンの出口側と連結
   するエンジンバイパス回路、前記主冷却水回路と前記エ
   ンジンバイパス回路とのいす旧、か一方の回路を選択的
   に開閉制御する開閉切換弁、該切換弁の作動により前記
   主冷却水回路が開いた場合冷却水の流量を段階的もしく
   は連続的に調節する絞り弁、前記シリンダブロックとシ
   リンダヘッドを循環する冷却水の温度を検出Ｔる温度検
   出装置、及び該温度検出装置からの信号により前記開閉
   切換弁と前記絞り弁との作動を制御Ｔる制゛御装置を有
   し、１ｒｌＪ記開閉切換弁と前記絞り弁とを一体的にＩ
   ／Ｉｔ成したことを特徴とする水冷式内燃機関の制御装
   置。