(57)【要約】【課題】専用の弁を用いることなく、ウォータポンプの空転を抑制し得る冷却装置の提供すること。【解決手段】エンジンとラジエータとの間で冷却水が電動ウォータポンプによって循環される循環回路中においてサーモスタットを電動ウォータポンプの上流側または下流側に配置するとともに、リザーブタンクをラジエータに接続し、電動ウォータポンプの空転時に、その停止および運転を、ラジエータを介してリザーブタンクから供給された冷却水がサーモスタットに当接して開弁するまで繰り返し実行する。【選択図】図３
2010059882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとラジエータとの間で冷却水がウォータポンプによって循環される循環回路中において、当接する冷却水の温度が設定温度以上であるときに開弁してラジエータからウォータポンプへの冷却水の流入を許容するサーモスタットが、ウォータポンプの上流側または下流側に配置されている冷却装置であって、
前記循環回路の冷却水の一部を貯溜するリザーブタンクが前記ラジエータに接続されており、
前記ウォータポンプの空転時に、前記ラジエータを介して前記リザーブタンクから供給された冷却水が前記サーモスタットに当接して当該サーモスタットが開弁するまで、当該ウォータポンプの停止および運転を繰り返すための制御手段を含むことを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンなどに用いられる周知の水冷式冷却装置にあっては、エンジンの運転状態に応じた高精度な温度制御を行なうことは困難である。また、ラジエータにおける熱交換率にも限界がるため、装置の小型軽量化が難しい。
【０００３】
このような観点から、冷却水の沸騰気化消費熱を利用した冷却装置が注目されている経緯がある（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００４】
特許文献１および２にて開示されている技術は、基本的には、ウォータジャケット内で冷却水を沸騰気化させ、その発生蒸気を外部のラジエータに導いて放熱液化させた後に、再度ウォータジャケット内に冷却水を供給するものであって、冷却水の単純な温度変化と異なり相変化を伴う気化沸騰を利用することによって、きわめて少量の冷却水の循環で要求放熱量を満足できるとともに、上記ラジエータにおける熱交換率が大幅に向上する。それゆえに、装置全体としての飛躍的な小型軽量化が可能とされるなどの利点がある。
【０００５】
また、上記特許文献１および２などに記載の冷却装置をさらに発展させたものとして、ウォータジャケット、ラジエータおよび冷却水供給ポンプを主体として循環された冷却水の循環回路を形成し、不凝縮気体である空気を除去した前記循環回路内に所定量の冷却水を封入して、その回路内の沸騰・凝縮のサイクルを効率良く行なわせるようにした沸騰冷却装置が提案されている。
【０００６】
かかる提案された沸騰冷却装置において、冷却水循環回路内への初期の冷却水注入を、空気の付着・残留を生じさせることなく、短時間で行ない得るようにしたものもある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特公昭５７−５７６０８号公報
【特許文献２】特開昭５７−６２９１２号公報
【特許文献３】特開昭６１−４８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車両に搭載される冷却装置にあっては、上記したような循環回路内においてエンジンとラジエータとの間で冷却水が電動ウォータポンプによって循環されるが、この電動ウォータポンプが空転を続けると、電動ウォータポンプの軸受に冷却水がなくなってしまい、ドライで回転し軸受がやきついてしまう。
【０００８】
このような電動ウォータポンプの空転時には、リザーブタンクに貯留された冷却水を供給することが盛んに行なわれている。
【０００９】
たとえば、特許文献３に記載の冷却装置では、電動ウォータポンプの上流側に配置された電磁弁を開閉してリザーブタンクから冷却水を供給するように構成されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献３にかかる技術では、電動ウォータポンプ空転時に、冷却水をリザーブタンクから供給する専用の弁が必要である。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、専用の弁を用いることなく、ウォータポンプの空転を抑制し得る冷却装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明にかかる冷却装置は、エンジンとラジエータとの間で冷却水がウォータポンプによって循環される循環回路中において、当接する冷却水の温度が設定温度以上であるときに開弁してラジエータからウォータポンプへの冷却水の流入を許容するサーモスタットが、ウォータポンプの上流側または下流側に配置されている冷却装置であって、前記循環回路の冷却水の一部を貯溜するリザーブタンクが前記ラジエータに接続されており、前記ウォータポンプの空転時に、前記ラジエータを介して前記リザーブタンクから供給された冷却水が前記サーモスタットに当接して当該サーモスタットが開弁するまで、当該ウォータポンプの停止および運転を繰り返すための制御手段を含む。
【００１３】
上記構成において、ウォータポンプの空転時には、その停止および運転がラジエータを介してリザーブタンクから供給された冷却水がサーモスタットに当接して開弁するまで繰り返し実行される。そのため、専用の弁を用いなくてもウォータポンプの空転が抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、専用の弁を用いることなく、ウォータポンプの空転を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
＜全体構成＞
図１は本発明の実施の形態にかかる冷却装置における冷却水循環経路の概略を示す回路図である。
【００１７】
図１を参照して、本実施例の冷却装置の冷却水循環経路には、ラジエータ１、サーモスタット２、電動ウォータポンプ３、およびヒータコア４、ならびにこれら各機器１，２，３，４を接続する配管およびホースＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６が備えられている。
【００１８】
具体的には、ラジエータ１のロアタンク１１とサーモスタット２とは、ロアホースＨ１によって接続されており、電動ウォータポンプ３の吐出口は、エンジンＥに形成されたウォータジャケット５に連通している。このウォータジャケット５では、電動ウォータポンプ３からの冷却水がシリンダブロック側のウォータジャケット５１を経た後、シリンダヘッド側のウォータジャケット５２に導入され、その後、取り出し管Ｈ２によってエンジンＥから取り出される。この取り出し管Ｈ２は、２方向に分岐されている。すなわち、取り出し管Ｈ２の一方は、導入ホースＨ３を介してヒータコア４に接続され、他方は、アッパホースＨ４を介してラジエータ１のアッパタンク１２に接続されている。
【００１９】
また、ヒータコア４とサーモスタット３とは排出ホースＨ５を介して接続されており、サーモスタット２と電動ウォータポンプ３の吸入側とは、ポンプ用接続ホースＨ６を介して接続されている。
【００２０】
ラジエータ１は、ダウンフロータイプのものであって、アッパタンク１２とロアタンク１１との間にラジエータコア１３が備えられている。これにより、エンジンＥからアッパホースＨ４を経てアッパタンク１２に回収された冷却水がロアタンク１１に向けてラジエータコア１３の内部を流下する際に外気（走行風や冷却ファンの駆動による送風）との間で熱交換を行ない、外気に放熱することで冷却水が冷却されるようになっている。
【００２１】
アッパタンク１２には、ラジエータキャップ１４が着脱自在に装着されている。このラジエータキャップ１４は、冷却水循環経路の内圧を大気圧以上に維持することにより冷却水の沸点を高くしてラジエータコア１３での熱交換効率を高める機能を有しており、冷却水循環経路への注水時や冷却水循環経路からのエア抜き作業時には、アッパタンク１２から取り外される。これにより、ラジエータ１の注水口が開放されて冷却水循環経路が大気に連通する。
【００２２】
ラジエータコア１３には、ラジエータ用接続ホースＨ７を介してリザーブタンク６が接続されている。このリザーブタンク６は、エンジンＥとラジエータ１との間で冷却水が電動ウォータポンプ３によって循環される循環回路の冷却水の一部を貯溜しておくためのタンクである。
【００２３】
サーモスタット２は、冷却水循環経路の水路を切り換えることによって冷却水の温度を調整するものであって、たとえば、内部に封入されたワックスの熱膨張を利用し、内装されたバルブが冷却水温度に応じて開閉される機構を備えている。そして、エンジンＥの冷間時、すなわち冷却水温度が比較的低い場合には、サーモスタット２のバルブが閉鎖して、冷却水がラジエータ１のロアタンク１１から電動ウォータポンプ３に供給される水路を遮断し、ラジエータ１に冷却水を流さないことでエンジンＥの暖機運転の早期完了を図るようになっている。一方、エンジンＥの暖機完了後、すなわち冷却水温度が比較的高い場合には、サーモスタット２のバルブが開放して、冷却水がラジエータ１のロアタンク１１から電動ウォータポンプ３に供給される水路を開放し、ラジエータ１に冷却水の一部を流すことでその冷却水が回収した熱をラジエータ１によって大気に放出するようにしている。
【００２４】
電動ウォータポンプ３は、冷却水循環経路内に水流を発生させるためのものであって、
図２に示すＥＣＵ（電子制御ユニット）１０によってその駆動が制御される。
【００２５】
ヒータコア４は、冷却水の熱を利用して車室内を暖房するためのものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んでいる。すなわち、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア４に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外（たとえば、冷房時）では空調風がヒータコア４をバイパスするようになっている。
【００２６】
上述したように、本冷却装置では、エンジンＥとラジエータ１との間で冷却水が電動ウォータポンプ３によって循環される循環回路中において、当接する冷却水の温度が設定温度以上であるときに開弁してラジエータ１から電動ウォータポンプ３への冷却水の流入を許容するサーモスタット２が、電動ウォータポンプ３の下流側に配置されているとともに、上記循環回路の冷却水の一部を貯溜するリザーブタンク６がラジエータ１に接続されている。
【００２７】
なお、特に図示していないが、冷却水がヒータコア４→サーモスタット２→電動ウォータポンプ３→エンジンＥへと至る経路は、電動ウォータポンプ３の停止時にサーモスタット２が冷却水につかって感温するようにＵ字管形状をなしている。
【００２８】
＜電気的構成＞
図２は冷却装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２を参照して、本冷却装置は、上記のＥＣＵ１０を含む。このＥＣＵ１０は、本冷却装置の制御中枢を司るものであって、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびバックアップＲＡＭなどを有している。
【００３０】
上記ＲＯＭに記憶されたポンプ制御マップに基づいて、電動ウォータポンプ３の目標回転数Ｎ１がＥＣＵ１０から出力され、電動ウォータポンプ３の実回転数Ｎ２がＥＣＵ１０にフィードバックされる。なお、上記ポンプ制御マップは、エンジン回転数およびエンジン負荷などに基づいて作成されている。
【００３１】
＜動作＞
図３は冷却装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
図３を参照して、ＥＣＵ１０は、エンジンＥが始動されるのを待つ（ステップＳ１）。
【００３３】
エンジンＥが始動されると、ＥＣＵ１０は、電動ウォータポンプ３を運転させ（ステップＳ２）、その後、制御をステップＳ３に移す。
【００３４】
ステップＳ３に移行すると、ＥＣＵ１０は、電動ウォータポンプ３に空転が生じているか否かを判別する。この判別メカニズムは、出力した電動ウォータポンプ３の目標回転数Ｎ１とフィードバックされた電動ウォータポンプ３の実回転数Ｎ２とを比較し、この比較の結果、電動ウォータポンプ３の実回転数Ｎ１が電動ウォータポンプ３の目標回転数Ｎ１よりも高ければ、電動ウォータポンプ３が空転していると判断される。
【００３５】
電動ウォータポンプ３が空転していない場合には、ＥＣＵ１０は、エンジンＥの水温に応じた処理を行ない（ステップＳ６）、その後、制御をステップＳ７に移す。
【００３６】
ステップＳ７に移行すると、ＥＣＵ１０は、エンジンＥが停止されたか否かを判別する。エンジンＥが停止されない場合には、ＥＣＵ１０は、制御をステップＳ３に戻す。これに対して、エンジンＥが停止された場合には、ＥＣＵ１０は、冷却動作を終了する。
【００３７】
他方、電動ウォータポンプ３が空転している場合には、ＥＣＵ１０は、電動ウォータポンプ３の運転を停止させ（ステップＳ４）、その後、制御をステップＳ５に移す。
【００３８】
ステップＳ５に移行すると、ＥＣＵ１０は、電動ウォータポンプ３の空転が解消されたか否かを判別する。電動ウォータポンプ３の停止に伴って、ラジエータ１を介してリザーブタンク６から供給された冷却水がサーモスタット２に当接して当該サーモスタット２が開弁することにより電動ウォータポンプ３に冷却水が供給され空転が解消された場合には、ＥＣＵ１０は、制御をステップＳ６に移す。これに対して、電動ウォータポンプ３を停止しても空転が解消されない場合には、ＥＣＵ１０は、制御をステップＳ２に移して電動ウォータポンプ３を再び運転させ、その後のステップＳ３において電動ウォータポンプ３に空転が生じているか否かを判別する。ここで、電動ウォータポンプ３の運転の再開に伴って、ラジエータ１を介してリザーブタンク６から供給された冷却水がサーモスタット２に当接して当該サーモスタットが開弁することにより電動ウォータポンプ３に冷却水が供給され空転が解消された場合には、ＥＣＵ１０は、制御をステップＳ６に移す。
【００３９】
＜作用・効果＞
以上の説明から明らかな通り、本実施の形態によると、電動ウォータポンプ３の空転時には、その停止および運転がラジエータ１を介してリザーブタンク６から供給された冷却水がサーモスタット２に当接して開弁するまで繰り返し実行されるため、専用の弁を用いなくても電動ウォータポンプ３の空転が抑制される。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４１】
たとえば、上記実施の形態においては、エンジンＥとラジエータ１との間で冷却水が電動ウォータポンプ３によって循環される循環回路中においてサーモスタット２を電動ウォータポンプ３の下流側に配置するとともに、リザーブタンク６をラジエータ１に接続して、電動ウォータポンプ３の空転時に、ラジエータ１を介してリザーブタンク６から供給された冷却水がサーモスタット２に当接して開弁するまで、当該電動ウォータポンプ３の停止および運転を繰り返す例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。図４に示すように、エンジンＥとラジエータ１との間で冷却水が電動ウォータポンプ３によって循環される循環回路中においてサーモスタット２を電動ウォータポンプ３の上流側に配置するとともに、リザーブタンク６をラジエータ１に接続して、電動ウォータポンプ３の空転時に、ラジエータ１を介してリザーブタンク６から供給された冷却水がサーモスタット２に当接して開弁するまで、当該電動ウォータポンプ３の停止および運転を繰り返すようにしても、本発明の目的は十分に達成し得る。なお、この場合、冷却水がラジエータ１→サーモスタット２→電動ウォータポンプ３→エンジンＥへと至る経路を、電動ウォータポンプ３の停止時にサーモスタット２が冷却水につかって感温するようにＵ字管形状にすることが好ましい。
【００４２】
その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる冷却装置における冷却水循環経路の概略を示す回路図である。
【図２】同冷却装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】同冷却装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の冷却装置の変形例における冷却水循環経路の概略を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｅ  エンジン
１  ラジエータ
２  サーモスタット
３  電動ウォータポンプ
１０  ＥＣＵ
【図１】
2010059882.tif 000003
【図２】
2010059882.tif 000004
【図３】
2010059882.tif 000005
【図４】
2010059882.tif 000006