JPS6334287B2

JPS6334287B2 -

Info

Publication number: JPS6334287B2
Application number: JP9248982A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Masai
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1988-07-08
Also published as: JPS58210312A

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す
るものである。

一般に、水冷式内燃機関の各部における適切な
冷却水温度は、シリンダヘツド部にては例えばノ
ツキング等による異常燃焼の発生を防止するため
に低目におさえて設定する必要があり、シリンダ
ブロツク部にてはピストンとシリンダの摺動抵抗
もしくはクランク軸の軸受損失を低減するために
常時高目に保持する必要がある。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
ツクを介してシリンダヘツドへ流れるように設け
た冷却水の循環回路とラジエ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
サーモバルブにより制御して、当該機関を単一の
ブロツ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に制御することが極
めて困難であり、それに起因してノツキングが発
生し易く、また潤滑油の粘度が不適性になつてク
ランクシヤフト、ピストン、カムシヤフト等の各
摺動部材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、ラジエータ
により冷却され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、ウオータポンプ、シリンダブロツク、シリン
ダヘツド、ラジエータの４者を連結し冷却水を循
環させる冷却水回路を設け、更にウオータポンプ
の吸込側とエンジンの出口側つまりシリンダヘツ
ドと連結するエンジンバイパス回路を設けると共
に、主冷却水回路とエンジンバイパス回路とのい
ずれ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つて
いる。

上記構成により、本発明に於いては、機関各部
の冷却温度を適切に制御して機関の負荷に応じた
最適燃焼を可能にし、上述したノツキングの発
生、また摺動部の摩耗を抑制することが出来、そ
の結果燃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つており、且つ
ウオータポンプの台数を一台で行なうようにして
消費馬力の節減を可能にし、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つている。

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、ウオータポ
ンプWP、エンジンＥのシリンダブロツクE₁、シ
リンダヘツドE₂、ラジエータＲの４者を連結す
る主冷却水回路１０が示されており、該回路１０
をウオータポンプWPにて圧送されラジエータＲ
にて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、ウオータポンプWPの吸込側と
エンジンの出口側つまりシリンダヘツドE₂とを
連結し、また第２バイパス回路１２がウオータポ
ンプWPの吐出側とシリンダヘツドE₂とを連結す
るように配設されている。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
いずれか一方の回路を選択的に開閉制御するもの
で、第１図は主冷却水回路１０が開きエンジンバ
イパス回路１１が閉じた状態を示している。切換
弁V₁と一体的に構成されている絞り弁V₂は、エ
ンジンバイパス回路１１が閉じて主冷却水回路１
０が開いた場合に主冷却水回路１０を流れる冷却
水の流量を段階的にもしくは連続的に調節するも
のである。ここで、切換弁V₁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に配設された絞り弁V₃は、
ウオータポンプWPからシリンダヘツドE₂に第２
バイパス回路を介して直接流入する冷却水の流量
を制御するものである。尚、ラジエータＲには冷
却フアンＦとシヤツタSTが付設されている。

さて、上記実施例の実施に際しては、第１図に
示される電子制御回路２０から得られる各種の制
御信号によつて上記した切換弁V₁、絞り弁V₂，
V₃、ウオータポンプWP、冷却フアンＦのモータ
FM及びシヤツタSTのアクチユエータＡの作動
が制御される。この場合、電子制御回路２０は、
その入力信号として、シリンダブロツクE₁とシ
リンダヘツドE₂に夫々装着した水温センサS₁，
S₂により検出される冷却水の水温を表わす信号
D₁，D₂、公知の車速センサS₃により検出される
車速を表わす信号D₃、エンジンＥの吸気マニホ
ールドに設けた負圧センサS₄により検出されるマ
ニホールド負圧を表わす信号D₄、シリンダブロ
ツクE₁とシリンダヘツドE₂に夫々装着した圧力
センサS₅，S₆により検出される冷却水の水圧を表
わす信号D₅，D₆、及びセンサS₇によつて検出さ
れる車載バツテリの電圧を表わす信号D₇を付与
され、これらの入力信号D₁〜D₇に応じて上記制
御信号を出力するように構成される。

尚、図中Ａ／Ｄはアナログ−デジタル変換器を
示し、また電子制御回路２０と冷却フアンＦのモ
ータFMとの間に変速回路が配設されている。

VSV₁〜VSV₃は負圧源VSからの負圧を上記制
御信号に応じて上記各弁V₁，V₂，V₃、アクチユ
エータＡに付与する電磁弁を示している。

すなわち、電子制御回路２０は、下記制御プロ
グラムを実行するように構成される。

先ず、エンジンの暖機運転時には、切換弁V₁
が主冷却水回路１０を閉じエンジンバイパス回路
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の開度を完全に絞り閉じるよう
に作動する制御信号を出力する。これにより、冷
却水はラジエータ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を循環する。

次に、エンジンの冷却水温が上昇し通常走行運
転時に移ると、切換弁V₁がエンジンバイパス回
路１１を閉じ主冷却水回路１０を開くと共に、絞
り弁V₂がこの主冷却水回路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。これにより、冷却水はラジエータ
Ｒを通つて流れるが、絞り弁V₂にて冷却水の流
量を必要最小限におさえることが可能となる。

また、過負荷運転時に於いては、例えばノツキ
ング等によりシリンダヘツドE₂に異常燃焼によ
る温度上昇が発生すると、絞り弁V₂が第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。これによ
り、シリンダヘツドE₂を循環する冷却水は、主
冷却水回路１０と第２バイパス回路１２の両方か
ら送出されることになる。それ故、シリンダヘツ
ドE₂が適格に冷却される。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に設置して、該バイパス回路１２を流
れる冷却水の流れを制御するように構成してもよ
い。

第２図は、上述した切換弁V₁と絞り弁V₂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出力ポート５１を備えた第１ボデイ
５２と、入力ポート５３を備えた第２ボデイ５４
と、第２出力ポート５５を備えた第３ボデイ５６
と、負圧入力ポート５７を備えた第４ボデイ５８
とを一体的に結合することによりハウジングを形
成している。第１出力ポート５１はエンジンバイ
パス回路１１に、第２出力ポート５５はラジエー
タＲの入口側に、入力ポート５３はエンジンＥの
出口側につまりシリンダヘツドE₂側に、負圧入
力ポート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連通してい
る。即ち、入力ポート５３と第１出力ポート５１
間を連通する通路５９は、エンジンバイパス回路
１１の一部を構成するもので、一方入力ポート５
３と第２出力ポート５５間を連通する通路６０
は、主冷却水回路１０の一部を構成している。第
４ボデイ５８内にはダイアフラム６１が配設さ
れ、該ダイアフラム６１により負圧室６２が形成
され、該負圧室６２は負圧ポート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。この負圧信号制御バルブは、
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に供給する負圧を
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れ、
ダイアフラム６１には伝達棒６５の一端が固定さ
れ一体的に上下運動可能となつている。第２ボデ
イ５４内にはバルブ室６６が形成され、該バルブ
室６６内に伝達棒６５の他端が突出している。バ
ルブ室６６内に配設された第１バルブ６７は、入
力ポート５３と第１出力ポート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
固定されたネジ部材６８により持ち上げられ通路
５９を開放する。伝達棒６５が図示の状態から更
に下方に変位する時には、伝達棒６５の小径部６
５ａと第１バルブ６７とが相対運動を行い、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バルブ６９は伝達
棒６５に固定され該棒６５と一体に上下に変位す
る。該第２バルブ６９は入力ポート５３と第２出
力ポート５５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
度つまり断面積を調節するものである。両バルブ
６９，６７間にはスプリング７０が介設され、即
ち第２バルブ６９に一端が保持されたスプリング
７０の他端により第１バルブ６７が常時下方に付
勢されている。

上記制御弁装置５０に於いて、第１図に示され
た作用に基づいて、その作動を説明する。先ず、
エンジンの暖機運転時には、負圧室６２に負圧が
導入され、ダイアフラム６１と一体になつて伝達
棒６５が図示上方に変位する。この時、伝達棒６
５に固定された第２バルブ６９は通路６０を閉じ
閉位置に保持され、一方第１バルブ６７は伝達棒
６５に固定されたネジ部材６８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
保持され、通路５９が開く。その結果、入力ポー
トと第１出力ポート５１が連通することになり、
冷却水はラジエータＲを介さず、エンジンバイパ
ス１１を経由して循環する。

次に、冷却水の水温が上昇し、エンジンの通常
走行時に達すると、吸気マニホールドから供給さ
れる負圧度が低くなり、負圧室６２の負圧度が減
少する。そのため、ダイアフラム６１はスプリン
グ６３，６４の付勢力により下方に変位し、同時
に伝達棒も下方に変位する。その結果、図示の様
に、第２バルブ６９が開位置に保持され、同時に
スプリング７０の付勢力により第１バルブ６７は
閉位置に保持される。従つて、入力ポート５３と
第２出力ポート５５が連通するので、冷却水は主
冷却水回路１０を経由して循環される。この時、
冷却水の温度に応答して負圧室６２に供給される
負圧度が制御される。その負圧度に応じて伝達棒
６５の変位量が定まり、通路６０の開度、つまり
断面積が制御される。従つて、主冷却水回路１０
を流れる冷却水の流量が制御される。上述したよ
うに、伝達棒６５の小径部６５ａが第１バルブ６
７に対して相対運動するので、第１バルブ６７が
図示の閉位置に保持されたまま伝達棒６５は負圧
室６２の入力負圧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図に示さ
れた切換V₁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図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第２図は第１図に於ける切換弁V₁と絞り弁V₂を
一体化した制御弁装置の実施例を示す断面図であ
る。 WP……ウオータポンプ、Ｅ……エンジン、E₁
……シリンダブロツク、E₂……シリンダヘツド、
Ｒ……ラジエータ、１０……主冷却水回路、１１
……エンジンバイパス回路、V₁……切換弁、V₂
……絞り弁、３０……電子制御装置、５０……制
御弁装置、６７……第１バルブ、６９……第２バ
ルブ。

Claims

【特許請求の範囲】

１内燃エンジンのウオータポンプ、シリンダブ
ロツク、シリンダヘツド、ラジエータの４者を連
結し冷却水を循環させる主冷却水回路、前記ウオ
ータポンプの吸込側と前記シリンダヘツドとつま
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
回路とのいずれ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
ツクとシリンダヘツドを循環する冷却水の温度を
検出する温度検出装置、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
動を制御する制御装置を有し、前記開閉切換弁と
前記絞り弁とを一体的に構成したことを特徴とす
る水冷式内燃機関の制御装置。