(57)【要約】【課題】エンジン冷却水をヒータコアにも循環させる場合に、エンジンの暖機性能を向上させると共に、エンジン冷却水の流量変動を抑制する。【解決手段】エンジン１により駆動される水ポンプ２からの冷却水がエンジン１の冷却水通路３を流通する一方、冷却水通路３に接続されてヒータコア５が配置されたヒータ配管４には、制御装置１２により開度制御される開閉弁１３が設けられていて、制御装置１２は、エンジン１が低速回転の場合、冷却水温度が所定値のときに開閉ヒステリシス幅なしで開閉弁１３を開閉し、エンジン１の回転数が上昇すれば、開閉ヒステリシス幅を付けて開閉弁１３を開閉し、あるいは、開閉弁１３を全開とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される水ポンプと、上記水ポンプから送給された冷却水を上記エンジン内に流通させる冷却水通路と、上記冷却水通路に接続されてヒータコアに上記冷却水を循環させるヒータ配管と、上記ヒータ配管に設けられた開閉弁と、上記冷却水通路における上記冷却水の温度を計測する検温手段と、上記エンジンの速度検出手段と、上記開閉弁の制御手段とを有し、上記制御手段は、上記検温手段が計測した上記冷却水の温度の高低に応じて上記開閉弁を開閉させ、上記速度検出手段により検出された上記エンジンの回転数が小さい場合に上記回転数が大きい場合よりも上記開閉弁の開閉ヒシテリシス幅を小さく設定する冷却水循環制御装置。
【請求項２】
請求項１において、上記制御手段は、上記エンジンの回転数が所定値以下の場合における上記開閉弁の開閉ヒシテリシス幅を零に設定する冷却水循環制御装置。
【請求項３】
請求項２において、上記制御手段は、上記エンジンの回転数が所定値より大きい場合に、上記開閉弁の開閉ヒシテリシス幅を一定値に設定する冷却水循環制御装置。
【請求項４】
請求項２において、上記制御手段は、上記エンジンの回転数が所定値より大きい場合に、上記エンジンの回転数が大きいほど上記開閉ヒシテリシス幅を大きく設定する冷却水循環制御装置。
【請求項５】
請求項１において、上記制御手段は、上記エンジンの回転数が第２の所定値以上の場合に限り、上記冷却水温度の高低にかかわらず上記開閉弁を開状態に保持する冷却水循環制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却水を空調装置等のヒータコアにも循環させる装置において、ヒータコアに送給される冷却水の流量を制御するためのものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両における従来の冷却水循環装置は、図５に例示されているように、エンジン１により駆動される水ポンプ２から吐出された冷却水が、それぞれ矢印のとおり、エンジン１のシリンダヘッド及びシリンダブロックに形成された冷却水通路３を流通し、その一部は冷却水通路３に接続されたヒータ配管４により空調装置のヒータコア５に導かれて水ポンプ２へ戻されると共に、大部分の冷却水はその温度が比較的低いときサーモスタット６の作用によりラジエータ７をバイパスして水ポンプ２へ戻される一方、冷却水の温度が比較的高いときサーモスタット６の作用によりラジエータ７を通ってから水ポンプ２へ戻されるように構成されている。
【０００３】
しかしながら、冷却水温度の高低にかかわらず常にヒータコア５に冷却水が循環していて、エンジン１における冷却水の総循環量が比較的大きくなるため、エンジン１の低温始動時等にあってはエンジン１本体の温度上昇が遅れがちとなる結果、潤滑油の温度上昇も遅れてエンジン１における各部のフリクションが比較的大きくなるので、エンジン１の燃費に悪影響を与えるおそれがあった。
【０００４】
また、エンジンの冷却水をヒータコアにも循環させる通路に流量制御弁を設置した装置として、下記特許文献に記載されたものが従来から知られている。
【０００５】
【特許文献】
特開平１１−１１７７３９号公報
【０００６】
この場合には、冷却水が規制温度以下のときヒータコアへの冷却水量を流量制御弁によって減少させ、冷却水が規制温度を越えれば流量制御弁を開いてヒータコアへの冷却水流量を増大させているが、冷却水温度に対して流量制御弁が作動するヒステレリス特性を大きく設定すると、流量制御弁の開閉に伴う冷却水温度の変化が大きくなって、エンジンの暖機性能が悪化するという問題があり、また、上記ヒステリシス特性を小さく設定すると、エンジンの回転数が比較的高くて冷却水流量が大きくなるときに、流量制御弁の開閉に伴う冷却水流量の大きなハンチングにより大きな水圧変動に基づくキャビテーション等が発生して、ウォータポンプのインペラや冷却水通路におけるシール材等の耐久性に悪影響を及ぼすという不具合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エンジンの冷却水を空調装置等のヒータコアにも循環させる場合に、エンジンの暖機性能を向上させると共に、冷却水流量の変動を抑制しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明にかかる冷却水循環制御装置は、エンジンにより駆動される水ポンプと、上記水ポンプから送給された冷却水を上記エンジン内に流通させる冷却水通路と、上記冷却水通路に接続されてヒータコアに上記冷却水を循環させるヒータ配管と、上記ヒータ配管に設けられた開閉弁と、上記冷却水通路における上記冷却水の温度を計測する検温手段と、上記エンジンの速度検出手段と、上記開閉弁の制御手段とを有し、上記制御手段は、上記検温手段が計測した上記冷却水の温度の高低に応じて上記開閉弁を開閉させ、上記速度検出手段により検出された上記エンジンの回転数が小さい場合に上記回転数が大きい場合よりも上記開閉弁の開閉ヒシテリシス幅を小さく設定している。
【０００９】
すなわち、制御手段の作動によって、エンジンの回転数が小さい場合には開閉弁の開閉ヒシテリシス幅を比較的小さくする（零を含む）ので、開閉弁が開閉されても冷却水通路を流れる冷却水の温度変化が小さくなり、低温時の冷却水によるエンジン冷却作用を抑制して、エンジンの暖機作用を高めることができ、また、エンジンの回転数が大きい場合には開閉弁の開閉ヒシテリシス幅が相対的に大きくなるので、冷却水通路を流れる冷却水の流量が開閉弁の開閉に伴ってハンチングを起こすことを防止し、冷却水通路における大きな水圧変動の発生を抑制することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例について、前記従来装置との同等部分にはそれぞれ同一符号を付けて説明する。
図１において、エンジン１により駆動される水ポンプ２から吐出された冷却水が、それぞれ短い矢印で示されているように、エンジン１のシリンダヘッド及びシリンダブロックに形成された冷却水通路３を流通し、冷却水の温度が比較的低いときはサーモスタット６の作用によりラジエータ７をバイパスして水ポンプ２へ戻される一方、冷却水の温度が比較的高いときはサーモスタット６の作用によりラジエータ７を通ってから水ポンプ２へ戻されるように構成されている。
【００１１】
また、冷却水通路３における冷却水の温度を検出する温度センサ１０がサーモスタット６の近辺に設けられていて、エンジン１の回転数を検出する速度センサ１１と温度センサ１０とから制御装置１２へそれぞれの検出信号が送られている。
【００１２】
さらに、冷却水通路３に接続されて空調装置のヒータコア５が配置されたヒータ配管４には、制御装置１２により開度が制御される開閉弁１３が設けられており、図２の制御フローチャートに示されているように、ステップＳ１において速度センサ１１により検出されたエンジン１の回転数Ｎが所定値α（例えば、１５００ｒｐｍ）以下であるかどうかが制御装置１２によりチェックされ、Ｎ≦αならばステップＳ２へ移行して、図３（Ａ）のように、温度センサ１０の検出した冷却水温度が所定値Ｔ以上であれば制御装置１２は開閉弁１３を全開とし、それに伴って冷却水の一部がヒータコア５に導かれてから水ポンプ２へ戻され、上記冷却水温度が所定値Ｔに達しなければ制御装置１２は開閉弁１３を全閉として、このときの開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅が零に設定されている。
【００１３】
ステップＳ１においてＮ＞αならばステップＳ３へ進み、エンジン１の回転数Ｎが所定値αより大きい第２の所定値β（例えば、３０００ｒｐｍ）に達しないかどうかが制御装置１２によりチェックされ、α＜Ｎ＜βならばステップＳ４へ移行して、図３（Ｂ）のように、温度センサ１０の検出した冷却水温度が所定値Ｔ１　以上であれば制御装置１２は開閉弁１３を全開とし、上記冷却水温度が所定値Ｔ１　より低い第２の所定値Ｔ２　以下であれば制御装置１２は開閉弁１３を全閉として、このとき開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅Ｄが設定されている。
【００１４】
ステップＳ３においてＮ≧βならばステップＳ５へ進み、温度センサ１０が検出した冷却水温度の高低にかかわらず制御装置１２は開閉弁１３を常に全開としている。
【００１５】
次に、エンジン１が−２０°Ｃの低温で始動してアイドル運転され、エンジン１から流出した冷却水がサーモスタット６の作用によりラジエータ７をバイパスして水ポンプ２へ戻されている状態において、図３（Ａ）の場合に開閉弁１３が開閉する冷却水温度Ｔを４０°Ｃとして、開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅が零のときと、図３（Ｂ）の場合に開閉弁１３が開く冷却水温度Ｔ１　を４０°Ｃとし、かつ、開閉弁１３が閉じる冷却水温度Ｔ２　を−２０°Ｃとして、開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅Ｄを６０°Ｃとしたときと、開閉弁１３が常に全開とされているときとの作用上における相違の一例を図４に示す。
【００１６】
すなわち、図４（ａ）において、開閉弁１３が常に全開とされている場合、エンジン１の冷却水通路３における冷却水流量は、冷却水通路３にヒータ配管４が接続されて冷却水の流路面積が比較的大きくされているため、時間の経過に余り関係なく破線Ｃ１　のように高く維持されていて、エンジン１の冷却水通路３における冷却水温度は時間の経過に伴って破線Ｃ２　のように徐々に上昇する。
【００１７】
これに対して、図３（Ａ）の場合には、エンジン１の始動直後は開閉弁１３の全閉により冷却水の流路面積が比較的小さくされているため、エンジン１の冷却水通路３における冷却水流量が実線Ａ１　のように比較的小さく、従って、エンジン１の冷却水通路３における冷却水温度は時間の経過に伴って実線Ａ２　のように破線Ｃ２　よりは高目に上昇するが、冷却水温度が４０°Ｃに達すると開閉弁１３が急に全開とされるため、実線Ａ１　のように冷却水流量が急増すると同時に実線Ａ２　のように冷却水温度が減少し、この冷却水温度の減少により開閉弁１３が再び全閉とされて、このような開閉ハンチングが時間の経過に伴い実線Ａ１　のように何回か繰り返されるので、冷却水温度は時間の経過に伴い実線Ａ２　のように細かく上下し、実線Ａ１　、Ａ２　はそれぞれ破線Ｃ１　、Ｃ２　へと近接していく。
【００１８】
また、図３（Ｂ）の場合には、エンジン１の冷却水通路３における冷却水流量は、開閉弁１３が初めに全開とされた実線Ａ１　の点Ａ０　から一点鎖線Ｂ１　のように破線Ｃ１　へ移行して、破線Ｃ１　の場合と同様に大きくなるため、エンジン１の冷却水通路３における冷却水温度は一点鎖線Ｂ２　のように一旦比較的大きく減少し、その後時間の経過に伴い上下しながら上昇して、実線Ａ２　及び破線Ｃ２　へと近接していく。
【００１９】
このため、図４（ｂ）に示されているように、エンジン１本体の温度は、開閉弁１３が常に全開とされている場合の破線Ｃ３　及び図３（Ｂ）の場合の一点鎖線Ｂ３　と比較すると、図３（Ａ）の場合は開閉弁１３の開閉期間中における冷却水温度の変化が小さくて、低温時の冷却水によるエンジン冷却作用が抑制されるので、時間の経過に伴って実線Ａ３　のように全般的に高く推移し、従って、エンジンの暖機作用を高めて潤滑油の早期昇温を促すことにより、エンジン１各部のフリクションを効果的に低減させて、エンジン１の燃費を容易に向上させることができる。なお、実線Ａ１　のように開閉弁１３の開閉ハンチングが生じても、このときの冷却水流量は元々少ないため、冷却水流量の変動に伴う冷却水圧の変化は小さくてすむものである。
【００２０】
しかも、図３（Ａ）の場合に開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅が零とされていて、冷却水温度が時間の経過に伴い実線Ａ２　のように細かく上下するに止まっていて、一点鎖線Ｂ２　のように比較的大きく増減することはないため、とくに、低温時のエンジン始動に際するアイドリング運転の場合に、暖機性能を効率良く向上させることができる利点がある。
【００２１】
また、エンジン１の回転数Ｎが所定値αより大きくなると、図３（Ｂ）のように、温度センサ１０の検出した冷却水温度が所定値Ｔ１　以上であれば制御装置１２は開閉弁１３を全開とし、上記冷却水温度が所定値Ｔ１　より低い第２の所定値Ｔ２　以下であれば制御装置１２は開閉弁１３を全閉として、開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅Ｄが適切に設定されているため、エンジン１の回転数Ｎが大きくて冷却水流量も大きい場合に、図４（ａ）における一点鎖線Ｂ１　のように、冷却水流量のハンチングを防止して冷却水流量の大きな変動の発生を確実に抑制することができるので、冷却水通路３等にキャビテーション現象が発生することを防止して、異音の発生を制止できると共に、冷却水通路３等におけるシール材等の耐久性を良好に確保できる長所がある。
【００２２】
さらに、エンジン１の回転数Ｎが所定値αより大きいときには、一定の開閉ヒシテリシス幅Ｄが設定されているので、制御装置１２による開閉弁１３の開度制御がそれだけ簡単となる特色がある。
【００２３】
また、開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅は、エンジン１の回転数Ｎが所定値αより大きくなると、回転数Ｎが所定値αに達しない場合の零よりも大きいＤとされているので、回転数Ｎの上昇に伴って水ポンプ２から吐出される冷却水の流量が増大していても、冷却水の温度変化を適宜抑制してエンジン１の暖機性能を向上させながら、冷却水流量のハンチングを容易に防止して、キャビテーション現象や異音の発生を制止することが可能となる。
【００２４】
さらに、制御装置１２は、エンジン１の回転数Ｎが第２の所定値βより大きい場合に、冷却水温度の高低にかかわらず開閉弁１３を常に全開状態としているので、水ポンプ２から吐出されて冷却水通路３を流通する冷却水の流量を確実に増大させることができるので、この面からもキャビテーション現象や異音の発生を抑制することができるようになり、上記の結果、エンジン１の暖機性能向上と冷却水流量の変動抑制とをバランス良く達成できることとなる。
【００２５】
なお、上記実施形態例では、ステップＳ２において開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅を零に設定しているが、この開閉ヒシテリシス幅を開閉ヒシテリシス幅Ｄと比較して適宜小さなもの、あるいは、零に近い値に選定し、また、エンジン１の回転数Ｎが小さいほど開閉弁１３の開閉ヒシテリシス幅を小さく設定するようにしても、それぞれ上記実施形態例と同様な作用効果がえられることはいうまでもなく、さらに、開閉弁１３の設置位置はヒータコア５の前後いずれでもよいが、
圧力変動の影響が少ないヒータコア５の前の方が望ましいということができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明にかかる冷却水循環制御装置にあっては、エンジンの回転数が小さい場合に開閉弁の開閉ヒシテリシス幅を比較的小さくして、冷却水通路を流れる冷却水の温度変化を小さくすることにより、エンジンの暖機作用を高めることができるので、潤滑油の早期昇温を促してエンジン各部のフリクションを効果的に低減させることが可能となり、また、エンジンの回転数が大きい場合には開閉弁の開閉ヒシテリシス幅が相対的に大きくなるので、冷却水通路を流れる冷却水の流量ハンチングを防止して、冷却水通路における大きな水圧変動の発生を抑制できるので、冷却水通路におけるシール材等の耐久性を容易に向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における概略配置図。
【図２】上記実施形態例の制御フローチャート。
【図３】上記実施形態例の作用説明図。
【図４】上記実施形態例の作用説明図。
【図５】従来装置における概略配置図。
【符号の説明】
１　エンジン
２　水ポンプ
３　冷却水通路
４　ヒータ配管
５　ヒータコア
６　サーモスタット
７　ラジエータ
１０　温度センサ
１１　速度センサ
１２　制御装置
１３　開閉弁
【図１】
2004137954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004137954.tif 000006
【図５】
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