JPS6349046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンのウオータポンプ制御装置に
関するものである。

一般に、エンジンにおいては、シリンダブロツ
クおよびシリンダヘツドにウオータジヤケツトを
設け、ウオータポンプの駆動により上記ウオータ
ジヤケツト内に冷却水を循環させて各部の冷却を
行うようにしている。

しかして、上記ウオータポンプは通常エンジン
のクランク軸の回転がプーリを介してベルト伝動
され、エンジンの回転作動中にはウオータポンプ
は常時回転駆動されて冷却水を循環させているも
のであつて、冷却水の送給量が不足してオーバー
ヒートが発生したり、送給量が過剰となつて過冷
却となる不具合を有する。

そこで、従来、特開昭53−136144号に示すよう
に、ウオータポンプをエンジン回転に対して独立
的に駆動制御可能として、このウオータポンプの
回転数を、例えば、エンジン温度、エンジン回転
数、吸気負圧等の検出による運転状態に応じて制
御し、エンジン温度を安定温度に維持し、良好な
冷却機能を得んとするものが提案されている。

しかしながら、上記の如くエンジンの運転状態
に応じてウオータポンプ回転数を制御する場合に
おいて、ウオータポンプが高回転で駆動されたと
きにキヤビテーシヨンが発生する不具合を有す
る。すなわち、ウオータポンプの回転上昇に伴
い、羽根の裏側に発生する負圧がある値よりも大
きくなるとこの部分に空洞が発生してキヤビテー
シヨンが生起するものであるが、このキヤビテー
シヨンが発生するとウオータポンプの送給性能が
低下し、冷却水の送給が殆ど行われなくなり、エ
ンジン温度が急激に上昇してオーバーヒート状態
となる不具合を有する。

本発明はかかる点に鑑み、ウオータポンプのキ
ヤビテーシヨンを検出し、キヤビテーシヨンの発
生時にはウオータポンプの回転数を減少させるよ
うに制御して、異常高温状態の発生を阻止せんと
するものである。

すなわち、本発明のエンジンのウオータポンプ
制御装置は、ウオータポンプをエンジン回転に対
し独立的に駆動制御可能な駆動装置と、ウオータ
ポンプのキヤビテーシヨンを検出するキヤビテー
シヨンセンサーと、該キヤビテーシヨンセンサー
の出力を受けてウオータポンプの回転数を減少さ
せるように上記駆動装置を制御する制御装置とを
設けたことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。第１図において、１はエンジン、２はラジエ
ータ３を備えた冷却水通路であつて、該冷却水通
路２は、ラジエータ３の下流からエンジン１のシ
リンダブロツク４内に形成されたウオータジヤケ
ツトおよびシリンダヘツド５内に形成されたウオ
ータジヤケツトを通り、サーモスタツト６を介し
てラジエータ３の上流側に連通するように構成さ
れている。

上記冷却水通路２には冷却水を送給するウオー
タポンプ７が介装され、該ウオータポンプ７は駆
動装置８によりエンジン回転に対して独立して駆
動制御可能に構成されるとともに、この駆動装置
８が制御装置９に連係されて制御され、ウオータ
ポンプ７の回転数が制御される。

すなわち、上記ウオータポンプ７は、伝動ベル
ト１０を介して電動モータ１１に連結されるとと
もに、該電動モータ１１の作動は制御装置９から
の信号により制御される。

また、１２はエンジン温度を検出する温度セン
サーであつて、該温度センサー１２の出力は前記
制御装置９に入力され、制御装置９はこの温度セ
ンサー１２の出力を受けて駆動装置８を制御する
ものであり、エンジン温度が低いときにはウオー
タポンプ７の回転数を低減するかもしくは停止
し、エンジン温度が上昇するとウオータポンプ７
の回転数を上昇させるかもしくは駆動を開始し、
所定回転数に制御するようにしたものである。

尚、図示の場合、上記温度センサ１２は、エン
ジン１のシリンダヘツド５に装着され、高温部分
の冷却水温もしくは壁温よりエンジン温度を検出
するように構成されている。

一方、１３はウオータポンプ７のキヤビテーシ
ヨンを検出するキヤビテーシヨンセンサーであつ
て、該キヤビテーシヨンセンサー１３の出力も前
記制御装置９に入力され、制御装置９はこのキヤ
ビテーシヨンセンサー１３の出力を受けて駆動装
置８を制御するものであり、キヤビテーシヨンが
発生しているときにはウオータポンプ７の回転数
を減少させるようにしたものである。

また、１４は冷却水通路の２の一部に分岐接続
された暖房装置（放熱器）であり、開閉弁１５に
より冷却水通路２から暖房装置１４に供給される
冷却水量が調整される。尚、１６は暖房装置１４
の送風フアンである。

第２図は上記キヤビテーシヨンセンサー１３の
一例を示すものであつて、ケーシング１３ａ内が
ダイヤフラム１３ｂによつて第１室１３ｃと第２
室１３ｄとに区画され、第１室１３ｃには通路１
３ｅを介して冷却水が導入される一方、第２室１
３ｄには大気圧が導入されるものであつて、上記
ダイヤフラム１３ｂにポテンシヨメータ１３ｆ
（可変抵抗器）の摺動子１３ｇが連結されてなり、
ダイヤフラム１３ｂの変位から第１室１３ｃに導
入される冷却水の圧力変動を検出するものであ
る。

すなわち、上記キヤビテーシヨンセンサー１３
は、ウオータポンプ７の吐出側近傍の冷却水通路
２に装着され、その部分の冷却水が通路１３ｅを
介して第１室１３ｃに導入され、その水圧（吐出
圧）の変動を検出し、検出圧力がウオータポンプ
７停止時の圧力以下（負圧）となつたときを、キ
ヤビテーシヨンの発生として検知するべく使用す
るものである。尚、１３ｈはポテンシヨメータ１
３ｆを前記制御装置９に接続するカプラである。

第３図は上記制御装置９の一例を示すものであ
つて、温度センサ１２の出力信号は温度検出回路
１７に入力されてエンジン温度が検出され、この
温度検出回路１７の出力信号は出力電流演算回路
１８に入力される。この出力電流演算回路１８
は、温度検出回路１７からのエンジン温度信号の
大きさに対応して、電動モータ１１を所定回転数
で駆動するべく出力電流を演算し、電流制御回路
１９を介して駆動装置８に制御信号を出力する。

上記電流制御回路１９からの出力電流は、電動
モータ１１の起動および停止を行うリレー２０に
印加されるとともに、電動モータ１１の回転制御
コイル２１に接続されたトランジスタ２２のベー
スに印加される。すなわち、出力電流が所定値よ
り大きくなるとリレー２０の接点が閉成して電動
モータ１１を起動する一方、トランジスタ２２の
作用により上記出力電流に応じた回転制御電流が
回転制御コイル２１に流れ、電動モータ１１の回
転数つまりウオータポンプ７の回転数を所定回転
数に制御するよう構成されている。

一方、キヤビテーシヨンセンサー１３のポテン
シヨメータ１３ｆには定電圧回路２３からの定電
圧が印加され、ダイヤフラム１３ｂの変位に連動
する摺動子１３ｇの変動に応じた抵抗値信号が圧
力検出回路２４に入力され、この圧力検出回路２
４において第１室１３ｃに導入された冷却水圧力
が検出される。圧力検出回路２４の出力信号は比
較回路２５に入力されて、基準レベル発生回路２
６からの基準信号と比較される。この基準レベル
発生回路２６からの基準信号は、ウオータポンプ
７が停止している状態における圧力（大気圧）に
相当するものであり、圧力検出回路２４からの出
力信号が上記基準信号より小さいとき、すなわち
検出圧力が負圧となつたとき、比較回路２５は積
分回路２７に信号を出力し、積分回路２７の出力
が前記出力電流演算回路１８に入力される。出力
電流演算回路１８では、積分回路２７からの信号
入力があつたときには、電動モータ１１の回転数
を減少するべく、温度検出回路１７からの信号よ
り積分回路２７からの信号を減算し、その値に応
じた小さな出力信号を電流制御回路１９に出力す
るものである。

尚、上記積分回路２７は、キヤビテーシヨンの
発生時に、電動モータ１１の回転数変動にハンチ
ング現象が生起しないように時間遅れの要素を加
えるべく介設されたものである。

よつて、上記制御装置９の作用により、通常の
状態では、エンジン温度が所定の安定温度となる
ようにエンジン温度に応じてウオータポンプ７の
回転数を制御するものであり、ウオータポンプ７
の回転数が上昇するのに伴つて吐出される冷却水
圧力も上昇することになる。

そして、エンジン温度の上昇に対しウオータポ
ンプ７の回転数が高回転となつてキヤビテーシヨ
ンが発生すると、これをキヤビテーシヨンセンサ
ー１３が検出し、ウオータポンプ７の回転数を減
少させて、キヤビテーシヨンの発生を阻止し、キ
ヤビテーシヨンの発生によつて低下したウオータ
ポンプ７の送給性能を回復し、エンジン温度の急
激な上昇を抑制する。

また、キヤビテーシヨンセンサー１３によつて
ウオータポンプ７のキヤビテーシヨンを検出した
際には、ウオータポンプ７の回転数の減少ととも
に、警報ランプ等の警報器（図示せず）を作動さ
せるものである。

尚、上記実施例は冷却水通路２が１系統のもの
について説明したが、この冷却水通路をエンジン
１の高温部（シリンダヘツド５）を冷却する第１
冷却水通路とエンジン１の低温部（シリンダブロ
ツク４）を冷却する第２冷却水通路との２系統に
分岐形成したものにも適用可能である。

また、上記実施例においては、ウオータポンプ
７の駆動装置８として電動モータ１１を使用した
例を示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば、ウオータポンプをエンジンの出
力軸に可変プーリ機構を介して連係して駆動する
方式の駆動装置とし、この可変プーリ機構の変速
比を制御するように構成してもよい。

さらに、ウオータポンプ７の回転数を制御する
ための信号としては、前記温度センサー１２から
の信号の他、エンジン回転数センサー、吸気負圧
センサー、加速センサーなどエンジンの運転状態
を検出する各種センサーからの信号が使用でき
る。

従つて、以上の如き本発明によれば、ウオータ
ポンプをエンジン回転に対して独立的に駆動制御
可能とするとともに、ウオータポンプのキヤビテ
ーシヨンを検出し、キヤビテーシヨンの発生時に
はウオータポンプの回転数を減少させてキヤビテ
ーシヨンの発生を阻止し、キヤビテーシヨンの発
生に起因して冷却水の送給能力が著しく低下する
ことによりエンジン温度が急激に上昇するのを抑
制し、異常高温状態の発生を阻止してエンジンの
保護を図ることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は全
体構成を示す説明図、第２図はキヤビテーシヨン
センサーの断面図、第３図は制御系統の一例を示
す制御回路図である。 １……エンジン、２……冷却水通路、３……ラ
ジエータ、７……ウオータポンプ、８……駆動装
置、９……制御装置、１１……電動モータ、１２
……温度センサ、１３……キヤビテーシヨンセン
サー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウオータポンプをエンジン回転に対し独立的
   に駆動制御可能な駆動装置と、ウオータポンプの
   キヤビテーシヨンを検出するキヤビテーシヨンセ
   ンサーと、該キヤビテーシヨンセンサーの出力を
   受けてウオータポンプの回転数を減少させるよう
   に上記駆動装置を制御する制御装置とを設けたこ
   とを特徴とするエンジンのウオータポンプ制御装
   置。