JP5958150B2 - Engine cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンからの冷却水がラジエータを経由して流通する第1流路と、前記エンジンからの冷却水が前記ラジエータを迂回して流通する第2流路と、前記第1流路のうちの前記ラジエータの下流の流路部分と前記第2流路とが合流し、この合流部から下流に位置して前記エンジンに連通する合流路と、前記合流路の冷却水を前記エンジンに還流させる循環ポンプと、前記合流部における冷却水により加熱される感温部、および、前記感温部の加熱状態により前記第1流路の前記合流部への合流部分を開閉する弁体を備えたサーモスタット弁とを備えたエンジン冷却装置に関する。 The present invention provides a first flow path through which cooling water from an engine flows via a radiator, a second flow path through which cooling water from the engine flows around the radiator, and the first flow path A flow path portion downstream of the radiator and the second flow path merge, a merge flow path located downstream from the merge section and communicating with the engine, and cooling water in the merge flow path is returned to the engine. A circulating pump, a temperature sensing part heated by cooling water in the junction, and a valve body that opens and closes the junction of the first flow path to the junction according to the heating state of the temperature sensing part. The present invention relates to an engine cooling device including a thermostat valve.
上記エンジン冷却装置は、例えばエンジン始動後の暖機運転などの冷却水温度が低い運転状態では、第1流路の合流部への合流部分をサーモスタット弁の弁体で閉じておいて、ラジエータを迂回する第2流路の冷却水のみを合流部に流入させてエンジンに還流させる。
そして、冷却水温度の上昇に伴う感温部の加熱により合流部分を開いて、例えば暖機運転終了後の冷却水温度が高い運転状態では、第1流路及び第2流路の冷却水を合流部から合流路に流入させてエンジンに還流させる。
従来のエンジン冷却装置は、第1流路の冷却水を、第1流路の合流部への合流部分のみを通して合流路に流入可能に構成してある(例えば、特許文献1参照)。
In the engine cooling device, for example, in an operation state where the coolant temperature is low, such as warm-up operation after starting the engine, the joining portion to the joining portion of the first flow path is closed by the valve body of the thermostat valve, and the radiator is Only the cooling water of the second flow path that bypasses is allowed to flow into the merging portion and recirculate to the engine.
Then, the confluence portion is opened by heating the temperature sensing part as the cooling water temperature rises. For example, in the operation state where the cooling water temperature is high after the warm-up operation is finished, the cooling water in the first flow path and the second flow path is used. It flows into the combined flow path from the merging portion and returns to the engine.
The conventional engine cooling device is configured such that the cooling water in the first flow path can flow into the merge path only through the merge portion to the merge section of the first flow path (see, for example, Patent Document 1).
サーモスタット弁の感温部は、合流部における冷却水によって徐々に加熱されるので、第1流路の合流部への合流部分を開く弁体は、冷却水温度の上昇に伴って開弁側に徐々に移動する。
このため、ラジエータを通過する第1流路の冷却水流量は、弁体が開弁側に移動するに伴って徐々に増大する。
したがって、例えばエンジン負荷の急増により冷却水温度が急上昇して、ラジエータを通過する冷却水流量を早急に増大させたい場合でも、弁体が最大開弁位置に移動するまでのタイムラグが生じ、タイミング良く増大させることができないおそれがある。
Since the temperature sensing part of the thermostat valve is gradually heated by the cooling water in the merging part, the valve body that opens the merging part to the merging part of the first flow path is moved to the valve opening side as the cooling water temperature rises. Move gradually.
For this reason, the cooling water flow rate of the 1st flow path which passes a radiator increases gradually as a valve body moves to the valve opening side.
Therefore, for example, even when the coolant temperature rapidly rises due to a sudden increase in engine load and the coolant flow rate passing through the radiator is to be increased quickly, a time lag occurs until the valve element moves to the maximum valve opening position, and the timing is good. There is a possibility that it cannot be increased.
このタイムラグを小さくするために、例えば感温部が弁体の移動を開始させる冷却水温度(開弁温度)を低く設定しておくことが考えられる。
しかしながら、この場合は、エンジン負荷が急増しない通常運転状態における冷却水温度が必要以上に低下して、燃費が悪化したり排ガス中の大気汚染物質が増大するなどの問題が生じるおそれがある。
In order to reduce the time lag, for example, it is conceivable to set the cooling water temperature (valve opening temperature) at which the temperature sensing unit starts the movement of the valve body to be low.
However, in this case, the cooling water temperature in a normal operation state where the engine load does not rapidly increase may be unnecessarily lowered, resulting in problems such as deterioration in fuel consumption and increase in air pollutants in the exhaust gas.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、第1流路の冷却水を冷却水温度に応じたサーモスタット弁の作動で合流路に流入させ得る簡便な構成を採用しながら、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させることができるエンジン冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and adopts a simple configuration that allows the cooling water in the first flow path to flow into the combined flow path by the operation of a thermostat valve in accordance with the cooling water temperature. An object of the present invention is to provide an engine cooling device capable of increasing the flow rate of the coolant passing therethrough in a timely manner.
本発明によるエンジン冷却装置の特徴構成は、エンジンからの冷却水がラジエータを経由して流通する第1流路と、前記エンジンからの冷却水が前記ラジエータを迂回して流通する第2流路と、前記第1流路のうちの前記ラジエータの下流の流路部分と前記第2流路とが合流し、この合流部から下流に位置して前記エンジンに連通する合流路と、前記合流路の冷却水を前記エンジンに還流させる循環ポンプと、前記合流部における冷却水により加熱される感温部、および、前記感温部の加熱状態により前記第1流路の前記合流部への合流部分を開閉する弁体を備えたサーモスタット弁と、前記第1流路のうちの前記ラジエータの下流の部位から分岐し、前記サーモスタット弁を迂回して前記合流路に連通するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁と、前記バイパス弁の開閉作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記冷却水の温度が前記サーモスタット弁が開弁する第2温度よりも低い予め設定した第1温度になると前記バイパス弁を開弁し、前記冷却水の温度が前記第2温度以上になると前記バイパス弁を閉弁するように構成してある点にある。 FEATURES configuration of the engine cooling system according to the present invention, the second flow path and the first flow path through which cooling water from the engine flows through the radiator, the cooling water from the engine flows while bypassing the radiator A flow path portion downstream of the radiator in the first flow path and the second flow path merge, a merge flow path positioned downstream from the merge portion and communicating with the engine, and the merge flow path A circulating pump that recirculates the cooling water to the engine, a temperature sensing part that is heated by the cooling water in the joining part, and a joining part to the joining part of the first flow path according to the heating state of the temperature sensing part A thermostat valve having a valve body that opens and closes, a bypass channel that branches from a portion of the first channel downstream of the radiator, bypasses the thermostat valve, and communicates with the combined channel, and the bypass Flow A bypass valve which can open and close the, and a control unit for controlling the opening and closing operation of the bypass valve, the control unit may pre-set lower than the second temperature at which the temperature of the cooling water is opened said thermostat valve The bypass valve is opened when the temperature reaches the first temperature, and the bypass valve is closed when the temperature of the cooling water exceeds the second temperature .
本構成のエンジン冷却装置は、前記第1流路のうちの前記ラジエータの下流の部位から分岐し、前記サーモスタット弁を迂回して前記合流路に連通するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁と、前記バイパス弁の開閉作動を制御する制御部とを備えている。 The engine cooling device of this configuration branches from a portion of the first flow path downstream of the radiator, bypasses the thermostat valve and communicates with the combined flow path, and opens and closes the bypass flow path A possible bypass valve, and a controller for controlling the opening and closing operation of the bypass valve.
このため、バイパス弁を必要に応じて開作動させることにより、第1流路の冷却水をサーモスタット弁を迂回してバイパス流路から合流路に流入させて、ラジエータを通過する冷却水流量を増大させることができる。
また、バイパス流路は、第1流路の冷却水を、感温部を加熱する合流部よりも下流に位置する合流路に流入させるので、バイパス流路からの冷却水が感温部の加熱温度を低下させるおそれが低い。
このため、弁体が合流部分を開く速度が低下して、合流部分から合流部への冷却水の流入が阻害されるようなおそれが少ない。
さらに、冷却水の温度がサーモスタット弁が開弁する第2温度よりも低い予め設定した第1温度になるとバイパス弁を開弁するので、第1流路の冷却水を、サーモスタット弁が開弁するよりも先に合流路に流入させて、ラジエータを通過する冷却水流量を積極的に増大させることができる。また、冷却水の温度が第2温度以上になれば、サーモスタット弁が開弁するので、バイパス弁を閉弁することにより、第1流路の冷却水の全量を合流部分を通して合流部に流入させることができ、第1流路の流通状態はサーモスタット弁によって調節されるようになる。このサーモスタット弁の調節機能を最適に発揮させるために、第2温度以上の場合にはバイパス弁を閉弁しておくのが好ましい。
したがって、本構成のエンジン冷却装置であれば、第1流路の冷却水を冷却水温度に応じたサーモスタット弁の作動で合流路に流入させ得る簡便な構成を採用しながら、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させることができる。
For this reason, by opening the bypass valve as necessary, the coolant in the first flow path bypasses the thermostat valve and flows into the combined flow path from the bypass flow path, and the flow rate of the coolant passing through the radiator is increased. Can be made.
In addition, since the bypass flow channel causes the cooling water in the first flow channel to flow into the merge channel located downstream from the merge unit that heats the temperature sensing unit, the coolant from the bypass channel heats the temperature sensing unit. Low risk of lowering temperature.
For this reason, there is little possibility that the speed which a valve body opens a junction part falls, and the inflow of the cooling water from a junction part to a junction part is inhibited.
Further, when the temperature of the cooling water reaches a first preset temperature lower than the second temperature at which the thermostat valve opens, the bypass valve is opened, so that the thermostat valve opens the cooling water in the first flow path. It is possible to positively increase the flow rate of the cooling water that flows into the combined flow path before passing through the radiator. Further, when the temperature of the cooling water becomes equal to or higher than the second temperature, the thermostat valve is opened. Therefore, by closing the bypass valve, the entire amount of the cooling water in the first flow path is caused to flow into the merging portion through the merging portion. The flow state of the first flow path can be adjusted by the thermostat valve. In order to optimally exert the adjustment function of the thermostat valve, it is preferable to close the bypass valve when the temperature is equal to or higher than the second temperature.
Therefore, with the engine cooling device of this configuration, the cooling that passes through the radiator while adopting a simple configuration that allows the cooling water in the first flow path to flow into the combined flow path by the operation of the thermostat valve according to the cooling water temperature. The water flow rate can be increased in a timely manner.
他の特徴構成は、前記制御部は、前記冷却水の温度が許容上限温度である第3温度以上になったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある点にある。 Another characteristic configuration is that the control unit is configured to open the bypass valve when the temperature of the cooling water reaches or exceeds a third temperature that is an allowable upper limit temperature.
本構成であれば、第1流路の冷却水が合流部分を通して合流部に流入している状態で冷却水温度が大きく上昇したときに、第1流路の冷却水の一部をバイパス流路を通して合流路に流入させることにより、ラジエータを通過する冷却水流量を増大させて、ラジエータによる冷却能力の向上を図ることができる。 With this configuration, when the cooling water temperature rises greatly in a state where the cooling water in the first channel flows into the merging portion through the merging portion, a part of the cooling water in the first channel is bypassed. The flow rate of the cooling water passing through the radiator is increased by flowing into the combined flow path through the radiator, so that the cooling capacity of the radiator can be improved.
他の特徴構成は、前記制御部は、前記バイパス弁が開弁状態あるいは閉弁状態にあるときに、夫々の状態に応じて予め設定した制御マップに基づいて前記循環ポンプを運転するように構成してある点にある。 According to another characteristic configuration, the control unit is configured to operate the circulation pump based on a control map set in advance according to each state when the bypass valve is in an open state or a closed state. It is in a certain point.
本構成であれば、ラジエータを通過する冷却水流量が多くなり易いバイパス弁の開弁状態と、ラジエータを通過する冷却水流量が少なくなり易いバイパス弁の閉弁状態とに応じて、循環ポンプを適切に作動させることができる。 According to this configuration, the circulation pump is set in accordance with the open state of the bypass valve in which the flow rate of the coolant passing through the radiator is likely to increase and the closed state of the bypass valve in which the flow rate of the coolant passing through the radiator is likely to be reduced. Can operate properly.
他の特徴構成は、前記バイパス弁の開弁状態における前記循環ポンプの最大出力を、前記バイパス弁の閉弁状態における前記循環ポンプの最大出力よりも小さく設定してある点にある。 Another characteristic configuration is that the maximum output of the circulation pump in the opened state of the bypass valve is set smaller than the maximum output of the circulation pump in the closed state of the bypass valve.
本構成であれば、バイパス弁の開弁状態における循環ポンプの吐出量の増大に起因する冷却水温度の急激な低下を防止することができる。 If it is this structure, the rapid fall of the cooling water temperature resulting from the increase in the discharge amount of the circulation pump in the valve open state of a bypass valve can be prevented.
他の特徴構成は、前記制御部は、前記エンジンの始動後における冷却水温度の上昇実績に基づいて現在から所定時間経過後の冷却水温度を予測し、現在の冷却水温度が前記サーモスタット弁が開弁する第2温度よりも低い場合で、予測温度が許容上限温度である第3温度よりも高くなったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある点にある。 According to another characteristic configuration, the control unit predicts a cooling water temperature after a predetermined time has elapsed from a current time based on a rise in the cooling water temperature after starting the engine, and the current cooling water temperature is determined by the thermostat valve. The bypass valve is configured to open when the predicted temperature is higher than the third temperature, which is the allowable upper limit temperature, when the temperature is lower than the second temperature at which the valve is opened.
本構成であれば、エンジンの始動後における冷却水温度の上昇実績に基づいて、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させて、冷却水温度が許容上限温度を越えて上昇する事態を防止することができる。 With this configuration, the flow rate of the coolant passing through the radiator is increased in a timely manner based on the actual rise in the coolant temperature after the engine is started, preventing the coolant temperature from rising beyond the allowable upper limit temperature. can do.
他の特徴構成は、前記制御部は、前記エンジンの始動後における出力実績に基づいて冷却水の予測到達温度を演算し、現在の冷却水温度が前記サーモスタット弁が開弁する第2温度よりも低い場合で、前記予測到達温度が許容上限温度である第3温度よりも高くなったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある点にある。 According to another characteristic configuration, the control unit calculates a predicted reaching temperature of the cooling water based on an output result after starting the engine, and a current cooling water temperature is higher than a second temperature at which the thermostat valve opens. When the temperature is low, the bypass valve is configured to open when the predicted temperature reaches a third temperature that is the allowable upper limit temperature.
本構成であれば、エンジンの始動後における出力実績に基づいて、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させて、冷却水温度が許容上限温度を越えて上昇する事態を防止することができる。 With this configuration, the flow rate of the coolant passing through the radiator can be increased in a timely manner based on the output performance after the engine is started, and the situation where the coolant temperature rises beyond the allowable upper limit temperature can be prevented. .
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1は、自動車用エンジン(内燃機関)AのシリンダブロックA1及びシリンダヘッドA2を冷却する本発明によるエンジン冷却装置Bの冷却回路図を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a cooling circuit diagram of an engine cooling device B according to the present invention for cooling a cylinder block A1 and a cylinder head A2 of an automobile engine (internal combustion engine) A.
エンジン冷却装置Bは、エンジンAの冷却水を冷却するラジエータ3と、エンジンAからの冷却水がラジエータ3を経由して通流する第1流路1と、エンジンAからの冷却水がラジエータ3を迂回して通流する第2流路2と、第1流路1及び第2流路2の冷却水を冷却水温度thwに応じて合流させて混合するサーモスタット装置Cと、サーモスタット装置Cを通過した冷却水をエンジンAに還流させる循環ポンプ5と、循環ポンプ5の作動を制御する制御部6とを備えている。
The engine cooling device B includes a
ラジエータ3は、第1流路1の途中に接続してある。第2流路2の途中には、エンジンAの冷却水で加熱されるヒータコアやエンジンAの冷却水で冷却されるEGRクーラー等の熱交換器を有する熱移動デバイス7を接続してある。
The
循環ポンプ5は、本実施形態では、エンジン回転数に依存することなく吐出力(吐出量)を変更することが可能な電動式ウオータポンプで構成してあるが、メカ式可変ウオータポンプで構成してあってもよい。
循環ポンプ5は、冷却水をシリンダブロックA1に形成してあるウオータジャケット
(図示せず)のエンジン入口に圧入する。
エンジン入口に圧入されてシリンダブロックA1のウオータジャケットを通った冷却水は、シリンダヘッドA2に形成してあるウオータジャケット(図示せず)を通ってエンジン出口から第1流路1及び第2流路2に流入し、サーモスタット装置Cを経由して循環ポンプ5に吸入され状態で循環する。
In this embodiment, the
The
Cooling water that has been press-fitted into the engine inlet and passed through the water jacket of the cylinder block A1 passes through a water jacket (not shown) formed in the cylinder head A2, and passes from the engine outlet to the
サーモスタット装置Cは、図2〜図5に示すように、サーモスタット弁8及びバイパス弁9を装備してある樹脂製の弁ユニット4を備えている。
制御部6は、循環ポンプ5の作動に加えて、エンジンAの運転状態に応じたバイパス弁9によるバイパス流路12の開閉作動を制御する。
The thermostat device C includes a
In addition to the operation of the
図2は、サーモスタット弁8及びバイパス弁9が閉弁状態のサーモスタット装置Cを示し、第2流路2の冷却水のみが合流部10に流入して、合流路11から循環ポンプ5に流入する。
図3は、サーモスタット弁8が閉弁状態でバイパス弁9が開弁状態のサーモスタット装置Cを示し、バイパス流路12からの第1流路1の冷却水と、合流部10からの第2流路2の冷却水とが合流路11で合流して循環ポンプ5に流入する。
図4は、サーモスタット弁8が開弁状態でバイパス弁9が閉弁状態のサーモスタット装置Cを示し、合流部分1bからの第1流路1の冷却水と第2流路2の冷却水とが合流部10で合流して、合流路11から循環ポンプ5に流入する。
図5は、サーモスタット弁8及びバイパス弁9が開弁状態のサーモスタット装置Cを示し、合流部分1b及びバイパス流路12からの第1流路1の冷却水と第2流路2の冷却水とが、合流路11から循環ポンプ5に流入する。
なお、バイパス流路12は、合流路11よりも小径に形成されている。
FIG. 2 shows the thermostat device C in which the
FIG. 3 shows a thermostat device C in which the
FIG. 4 shows the thermostat device C in which the
FIG. 5 shows the thermostat device C in which the
The
弁ユニット4は、第1流路1の下流側に接続する第1接続路1aと、第2流路2の下流側に接続する第2接続路2aと、第1流路1のうちのラジエータ3の下流の流路部分と第2流路2とが第1接続路1a及び第2接続路2aを介して合流する大径の合流部10と、この合流部10から下流に位置してエンジンAに連通する合流路11と、第1流路1のうちのラジエータ3の下流の部位から分岐されて、サーモスタット弁8を迂回して合流路11に連通するバイパス流路12とを有している。
合流路11は、合流部10よりも小径に形成されている。バイパス流路12は、第1接続路1aの冷却水を、サーモスタット弁8を迂回して合流路11に流入させる。
循環ポンプ5は、合流路11を通過した冷却水をエンジンAに還流させる。
The
The
The
サーモスタット弁8は、合流部10における冷却水により加熱・冷却されて伸縮する感温部8aと、感温部8aの一端側に固定されて、感温部8aの加熱状態により第1流路1の第1接続路1aを介する合流部10への合流部分1bを開閉する弁体8bと、感温部8aの他端側を合流部10内の一定位置に保持する保持部材8cと、弁体8bの移動方向を案内するガイド棒8dと、弁体8bが合流部分1bを閉じる側に移動するように付勢する圧縮コイルバネ8eとを有している。
ガイド棒8dは、合流部分1bを通して第1接続路1aの内側に入り込むように配設してある。圧縮コイルバネ8eは、弁体8bと保持部材8cとの間に装着してある。
The
The
感温部8aには、冷却水の温度に応じて体積変化するワックスなどの熱膨張体を収納してある。
弁体8bは、感温部8aの加熱による収縮で、図4,図5に示すように、圧縮コイルバネ8eの付勢力に抗して合流部分1bを開く側に移動し、感温部8aの冷却よる伸長で、図2,図3に示すように、合流部分1bを閉じる側に移動して、圧縮コイルバネ8eの付勢力で合流部分1bを密閉する。
A thermal expansion body such as wax that changes in volume according to the temperature of the cooling water is accommodated in the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
バイパス流路12の途中箇所には、通電によりバイパス流路12を開く常閉型の電磁弁で構成されたバイパス弁9を装着してある。
制御部6は、エンジン出口における冷却水温度thwとして、バイパス弁9が開弁するときの冷却水温度(第1温度:以下、バイパス弁開弁温度という)T1と、サーモスタット弁8の弁体8bが合流部分1bを開く側に移動するときの冷却水温度(第2温度:以下、サーモスタット弁開弁温度という)T2と、エンジン水温の許容上限温度(第3温度)T3とをメモリに予め記憶している。
バイパス弁開弁温度T1は、サーモスタット弁開弁温度T2よりも低い温度に予め設定してある。
A
The
The bypass valve opening temperature T1 is preset to a temperature lower than the thermostat valve opening temperature T2.
図4に示すようにサーモスタット弁8が開弁状態でバイパス弁9が閉弁状態にあるときは、ラジエータ3を通過した第1流路1の冷却水が合流部分1bからのみ合流路11に流入するので、冷却水温度thwが上昇し易い。
As shown in FIG. 4, when the
また、図5に示すようにサーモスタット弁8及びバイパス弁9とが開弁状態にあるときは、ラジエータ3を通過した第1流路1の冷却水が合流部分1b及びバイパス流路12から合流路11に流入するので、ラジエータ3を通過する冷却水流量が増大して冷却水温度thwが低下し易い。 これらの状態が変更されるタイミングについては後述する。
Further, as shown in FIG. 5, when the
このため、図6に示すように、バイパス弁9が開弁状態にあるときと、閉弁状態にあるときとの夫々の状態に応じて予め設定した循環ポンプ5の制御マップM1,M2がメモリに記憶されている。
制御マップM1,M2は、エンジン出口における冷却水温度thwと循環ポンプ5の出力との相関関係を設定したものである。
図6において、制御マップM1は、バイパス弁9が閉弁状態にあるときの制御マップであり、制御マップM2は、バイパス弁9が開弁状態にあるときの制御マップである。
For this reason, as shown in FIG. 6, the control maps M1 and M2 of the
The control maps M1 and M2 set the correlation between the coolant temperature thw at the engine outlet and the output of the
In FIG. 6, a control map M1 is a control map when the
すなわち、制御部6は、冷却水温度thwがバイパス弁開弁温度T1に達するまでは、一定の開始出力で循環ポンプ5を運転する。
そして、バイパス弁開弁温度T1に達した後は、バイパス弁9の閉弁状態と開弁状態との夫々に対応する制御マップM1,M2に基づいて、循環ポンプ5を運転する。
That is, the
Then, after reaching the bypass valve opening temperature T1, the
バイパス弁9の閉弁状態に対応する制御マップM1では、冷却水温度thwがバイパス弁開弁温度T1に達するまでは一定の開始出力で循環ポンプ5を運転し、冷却水温度thwがバイパス弁開弁温度T1に達すると、許容上限温度T3に達したときに100%の最大出力M1max になるように一定の増加率で出力を増大させながら循環ポンプ5を運転する。
In the control map M1 corresponding to the closed state of the
一方、バイパス弁9の開弁状態に対応する制御マップM2では、冷却水温度thwがバイパス弁開弁温度T1に達した後も一定の開始出力による循環ポンプ5の運転を維持する。冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2に達すると、許容上限温度T3に達したときに100%未満の最大出力M2max になるように一定の増加率で出力を増大させながら循環ポンプ5を運転する。
したがって、バイパス弁9の開弁状態における循環ポンプ5の最大出力M2max を、バイパス弁9の閉弁状態における循環ポンプ5の最大出力M1max よりも小さく設定してある。
On the other hand, in the control map M2 corresponding to the open state of the
Therefore, the maximum output M2max of the
循環ポンプ5及びバイパス弁9の制御部6による制御動作を、図7のフローチャートを参照しながら説明する。
エンジンAが始動されると、暖機運転を行うために図2に示すようにバイパス弁9が閉弁状態で(ステップ#1)、制御マップM1による一定の開始出力で循環ポンプ5の運転を開始する(ステップ#2)。
Control operations by the
When engine A is started, in order to perform warm-up operation, as shown in FIG. 2, the
冷却水温度thwがバイパス弁開弁温度T1以上になると、図3に示すようにバイパス弁9を開弁させて(ステップ#3,4)、制御マップM2による循環ポンプ5の運転に移行し(ステップ#5)、一定の開始出力による循環ポンプ5の運転を維持する。
したがって、第1流路1の冷却水をサーモスタット弁8を迂回してバイパス流路12から合流路11に流入させて、ラジエータ3を通過する冷却水流量を増大させることができる。
When the coolant temperature thw becomes equal to or higher than the bypass valve opening temperature T1, the
Therefore, it is possible to increase the flow rate of the cooling water passing through the
そして、冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2以上になると、図4に示すようにバイパス弁9を閉弁させて(ステップ#6,7)、制御マップM1による循環ポンプ5の運転に戻る(ステップ#8)。
つまり、制御マップM1におけるサーモスタット弁開弁温度T2に対応する出力から、一定の増加率で100%の最大出力M1max になるまで増大させる。
When the coolant temperature thw becomes equal to or higher than the thermostat valve opening temperature T2, the
That is, the output is increased from the output corresponding to the thermostat valve opening temperature T2 in the control map M1 to a maximum output M1max of 100% at a constant increase rate.
冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2以上になれば、バイパス弁9が閉弁すると共にサーモスタット弁8が開弁するので、第1流路1の冷却水の全量が合流部分1bを通して合流部10に流入し、第1流路1の流通状態はサーモスタット弁8によって調節されるようになる。このサーモスタット弁8の調節機能を最適に発揮させるために、サーモスタット弁開弁温度T2以上の場合にはバイパス弁9を閉弁しておくのが好ましい。
When the cooling water temperature thw is equal to or higher than the thermostat valve opening temperature T2, the
そして、冷却水温度thwが許容上限温度T3に達すると(ステップ#9)、図5に示すようにバイパス弁9を開弁して(ステップ#10)、ラジエータ3を通過する冷却水流量を増大させ、冷却水の過大な温度上昇を防止する。
したがって、第1流路1の冷却水が合流部分1bを通して合流部10に流入している状態で冷却水温度thwが大きく上昇したときに、第1流路1の冷却水の一部がバイパス流路12を通して合流路11に流入する。よって、ラジエータ3を通過する冷却水流量を増大させて、ラジエータ3による冷却能力の向上を図ることができる。
When the cooling water temperature thw reaches the allowable upper limit temperature T3 (step # 9), the
Therefore, when the cooling water temperature thw rises greatly with the cooling water in the
〔第2実施形態〕
図8は、制御部6による制御動作の別実施形態を示すフローチャートである。
本実施形態では、冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2未満のときに(ステップ#20)、図9に示すように、エンジンAの始動後における冷却水温度thwの上昇実績に基づいて、現在時刻TM0以降の冷却水温度(以下、予測冷却水温度という)T4を予測する。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a flowchart showing another embodiment of the control operation by the
In the present embodiment, when the cooling water temperature thw is lower than the thermostat valve opening temperature T2 (step # 20), as shown in FIG. 9, based on the rise record of the cooling water temperature thw after the start of the engine A, A cooling water temperature (hereinafter referred to as a predicted cooling water temperature) T4 after the current time TM0 is predicted.
具体的には、現在時刻TM0から所定時間t1が経過した時刻TM1における予測冷却水温度T4を求め、この予測冷却水温度T4が許容上限温度T3よりも高くなったときに、現在時刻TM0においてバイパス弁9を開弁する(ステップ#21,22、図3)。
Specifically, the predicted cooling water temperature T4 at the time TM1 when the predetermined time t1 has elapsed from the current time TM0 is obtained, and when the predicted cooling water temperature T4 becomes higher than the allowable upper limit temperature T3, the bypass at the current time TM0. The
尚、第1実施形態では、バイパス弁9は、冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2に達した時点で閉弁したが、本実施形態では、冷却水温度thwが許容上限温度T3を超える可能性があると演算された時点で開弁する。よって、バイパス弁9が開弁されるときの実際のバイパス弁開弁温度T1は一定ではない。
In the first embodiment, the
この結果、一旦開弁したバイパス弁9をどのタイミングで閉弁するかが問題となる。
仮に、冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2に達した時点でバイパス弁9を閉じるように設定してある場合、バイパス弁9を開いたときの冷却水温度thwが比較的低温であれば、その温度とサーモスタット弁開弁温度T2との温度差が大きなものとなる。
As a result, it becomes a problem at what timing the
If the
しかし、バイパス弁9を開弁することで冷却水温度thwが上昇する程度が緩和されるので、冷却水温度thwが実際にサーモスタット弁開弁温度T2に上昇するのに長時間を要する場合が生じる。
これは、結果的にエンジン温度の上昇を抑えることになり、暖機運転が早期に終了できないケースも生じるから妥当ではない。
However, since the degree to which the coolant temperature thw rises is mitigated by opening the
As a result, an increase in the engine temperature is suppressed, and there is a case where the warm-up operation cannot be completed early.
よって、本実施形態では、前述の許容上限温度T3を超えると演算した時点で、サーモスタット弁開弁温度T2に達すると予測される時間に基づいてバイパス弁9を閉じることとする。つまり、図9において予測冷却水温度T4を示す破線がサーモスタット弁開弁温度T2となる時間t2においてバイパス弁9を閉弁することとする(ステップ♯23,24)。
Therefore, in this embodiment, when it is calculated that the above-described allowable upper limit temperature T3 is exceeded, the
すなわち、図9に示すように、冷却水温度thwの現在時刻TM0までの経時変化に基づいて、現在時刻TM0における水温傾き(過去所定時間の水温上昇率)dthw/dtを演算する。 そして、現在時刻TM0以降の冷却水温度thwがその水温傾きdthw/dtで上昇すると仮定して、現在時刻TM0における冷却水温度thwと、水温傾きdthw/dtに現在時刻TM0からの経過時間tを乗じた温度上昇分(dT/dt)×tとを加算した温度(thw+(dT/dt)×t)を予測冷却水温度T4とする。 That is, as shown in FIG. 9, the water temperature slope (water temperature increase rate in the past predetermined time) dthw / dt at the current time TM0 is calculated based on the change over time of the coolant temperature thw up to the current time TM0. Assuming that the cooling water temperature thw after the current time TM0 rises at the water temperature gradient dthw / dt, the cooling water temperature thw at the current time TM0 and the elapsed time t from the current time TM0 are added to the water temperature gradient dthw / dt. A temperature (thw + (dT / dt) × t) obtained by adding the multiplied temperature rise (dT / dt) × t is set as a predicted cooling water temperature T4.
所定時間t1は、図10に示すように、現在時刻TM0における冷却水温度thwと、水温傾きdthw/dtの大きさとに応じて、冷却水温度thwが同じであっても、水温傾きdthw/dtが大きいほど短い所定時間t1を設定する。 As shown in FIG. 10, the predetermined time t1 is equal to the cooling water temperature thw at the current time TM0 and the magnitude of the water temperature gradient dthw / dt, even if the cooling water temperature thw is the same, the water temperature gradient dthw / dt. The larger the is, the shorter the predetermined time t1 is set.
すなわち、現在時刻TM0における冷却水温度thwと所定時間t1との相関関係が水温傾きdthw/dtの大きさに応じて予め設定されており、演算した水温傾きdthw/dtに対応する冷却水温度thwと所定時間t1との相関関係を使用して所定時間t1を設定する。 That is, the correlation between the cooling water temperature thw at the current time TM0 and the predetermined time t1 is preset according to the magnitude of the water temperature gradient dthw / dt, and the cooling water temperature thw corresponding to the calculated water temperature gradient dthw / dt. And the predetermined time t1 is set using the correlation between the predetermined time t1 and the predetermined time t1.
このように冷却水温度thwの傾きと許容上限温度T3との関係に応じてバイパス弁9を開弁することで、冷却水温度thwが許容上限温度T3を超えるのを確実に防止することができる。本発明では、サーモスタット弁8が開弁する前に冷却水温度thwの上昇幅を演算し、サーモスタット弁8の開弁に先立ってバイパス弁9を開弁することで冷却水温度thwが過大に上昇するのを防止するものである。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
Thus, by opening the
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
〔第3実施形態〕
図11は、制御部6による制御動作の別実施形態を示すフローチャートである。
本実施形態では、現在の冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2未満のときに(ステップ#30)、図12に示すように、エンジンAの始動後における出力実績に基づいて冷却水の予測到達温度T5を演算する。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a flowchart showing another embodiment of the control operation by the
In the present embodiment, when the current cooling water temperature thw is lower than the thermostat valve opening temperature T2 (step # 30), as shown in FIG. The ultimate temperature T5 is calculated.
すなわち、エンジンAの始動からのエンジン出力を積算し、そのエンジン出力積算値ΣPeに温度変換係数(エンジン出力を温度に変換する係数)Kを乗じた値(ΣPe×K)と、現在の冷却水温度thwとを加算した値(thw+ΣPe×K)を予測到達温度T5とする。 That is, the engine output from the start of the engine A is integrated, and a value (ΣPe × K) obtained by multiplying the engine output integrated value ΣPe by a temperature conversion coefficient (coefficient for converting engine output into temperature) K and the current cooling water A value (thw + ΣPe × K) obtained by adding the temperature thw is set as a predicted arrival temperature T5.
そして、予測到達温度T5がエンジン水温の許容上限温度T3よりも高くなったときに、図3に示すようにバイパス弁9を開弁するとともに(ステップ#31,32)、エンジン出力積算値ΣPeをリセットし(ステップ#33)、実際の冷却水温度thwがサーモスタット弁開弁温度T2に達すると図4に示すようにバイパス弁9を閉弁する(ステップ#34,35)。
When the predicted reaching temperature T5 becomes higher than the allowable upper limit temperature T3 of the engine water temperature, the
尚、本実施形態では、エンジン出力積算値ΣPeに基づいて冷却水の予測到達温度T5を演算するので、冷却水温度thwが許容上限温度T3を超えると予測された時点で、エンジンAからは所定の発熱があることが予定される。このため、本実施形態におけるバイパス弁9の閉じタイミングは、図12に示すように、冷却水温度thwが実際にサーモスタット弁開弁温度T2になった時点で閉じることとする。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
In the present embodiment, since the predicted reaching temperature T5 of the cooling water is calculated based on the engine output integrated value ΣPe, when the cooling water temperature thw is predicted to exceed the allowable upper limit temperature T3, a predetermined value is given from the engine A. It is scheduled to have a fever. For this reason, the closing timing of the
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
〔その他の実施形態〕
本発明によるエンジン冷却装置は、制御部6からの指令により流量を調節可能なバイパス弁9をバイパス流路12に接続してあってもよい。
[Other Embodiments]
In the engine cooling device according to the present invention, a
本発明によるエンジン冷却装置は、各種エンジンの冷却に利用することができる。 The engine cooling device according to the present invention can be used for cooling various engines.
1 第1流路
1b 合流部分
2 第2流路
3 ラジエータ
5 循環ポンプ
6 制御部
8 サーモスタット弁
8a 感温部
8b 弁体
9 バイパス弁
10 合流部
11 合流路
12 バイパス流路
A エンジン
M1,M2 制御マップ
M1max ,M2max 最大出力
T1 第1温度
T2 第2温度
T3 第3温度(許容上限温度)
T4 予測温度
T5 予測到達温度
thw 冷却水温度
DESCRIPTION OF
T4 predicted temperature T5 predicted temperature thw Cooling water temperature
Claims (6)
前記エンジンからの冷却水が前記ラジエータを迂回して流通する第2流路と、
前記第1流路のうちの前記ラジエータの下流の流路部分と前記第2流路とが合流し、この合流部から下流に位置して前記エンジンに連通する合流路と、
前記合流路の冷却水を前記エンジンに還流させる循環ポンプと、
前記合流部における冷却水により加熱される感温部、および、前記感温部の加熱状態により前記第1流路の前記合流部への合流部分を開閉する弁体を備えたサーモスタット弁と、
前記第1流路のうちの前記ラジエータの下流の部位から分岐し、前記サーモスタット弁を迂回して前記合流路に連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁と、
前記バイパス弁の開閉作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記冷却水の温度が前記サーモスタット弁が開弁する第2温度よりも低い予め設定した第1温度になると前記バイパス弁を開弁し、前記冷却水の温度が前記第2温度以上になると前記バイパス弁を閉弁するように構成してあるエンジン冷却装置。 A first flow path through which cooling water from the engine flows through the radiator;
A second flow path in which cooling water from the engine flows around the radiator;
A flow path portion downstream of the radiator in the first flow path and the second flow path merge, and a merge flow path that is located downstream from the merge portion and communicates with the engine;
A circulation pump for recirculating cooling water of the combined flow path to the engine;
A thermostat valve provided with a temperature sensing part heated by cooling water in the joining part, and a valve body that opens and closes a joining part to the joining part of the first flow path according to a heating state of the temperature sensing part;
A bypass channel that branches from a portion of the first channel downstream of the radiator, bypasses the thermostat valve, and communicates with the combined channel;
A bypass valve capable of opening and closing the bypass flow path;
A control unit for controlling the opening and closing operation of the bypass valve ,
The controller opens the bypass valve when the temperature of the cooling water reaches a first preset temperature lower than a second temperature at which the thermostat valve opens, and the temperature of the cooling water is set to the second temperature. An engine cooling device configured to close the bypass valve when the above is reached .
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