JPH0473473A - Coolant control device for internal combustion engine - Google Patents
Coolant control device for internal combustion engineInfo
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- JPH0473473A JPH0473473A JP2182569A JP18256990A JPH0473473A JP H0473473 A JPH0473473 A JP H0473473A JP 2182569 A JP2182569 A JP 2182569A JP 18256990 A JP18256990 A JP 18256990A JP H0473473 A JPH0473473 A JP H0473473A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、ラジェータに循環される冷却液の流量を、
冷却液温度に対応して弁体が制御されるようにしたサー
モスタットによって制御する、内燃機関の冷却液制御装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a system for controlling the flow rate of cooling fluid circulated through a radiator.
The present invention relates to a coolant control device for an internal combustion engine that is controlled by a thermostat whose valve body is controlled in accordance with the coolant temperature.
［従来の技術］
内燃機関にあってはシリンダの周囲に水ジャケットが形
成され、この水ジャケットにラジェータを通して冷却液
が循環され、この内燃機関を冷却するようにしている。[Prior Art] In an internal combustion engine, a water jacket is formed around a cylinder, and a cooling fluid is circulated through this water jacket through a radiator to cool the internal combustion engine.
この様な冷却液の循環回路においては、ラジェータの入
口または出口部分にサーモスタットを設け、このサーモ
スタットにより冷却液の循環流量を制御している。例え
ば内燃機関の暖機運転の状態では、冷却液のラジェータ
への循環量を制限し、内燃機関の暖機と共に冷却液の温
度が速やかに上昇させるものであり、また内燃機関が充
分に暖まった状態では、水ジヤケツト内の冷却液をラジ
ェータに積極的に流し、内燃機関がオーバヒートされな
いようにしている。In such a coolant circulation circuit, a thermostat is provided at the inlet or outlet of the radiator, and the thermostat controls the circulating flow rate of the coolant. For example, when an internal combustion engine is being warmed up, the amount of coolant circulating to the radiator is restricted, and the temperature of the coolant increases quickly as the engine warms up. In this state, the coolant in the water jacket is actively directed to the radiator to prevent the internal combustion engine from overheating.
すなわち、サーモスタットは冷却液の温度を検知して、
ラジェータの入口または出口の通路に設定される弁体の
開度を自動的に制御し、冷却液温度が適正値に保たれる
ようにしている。In other words, the thermostat detects the temperature of the coolant and
The opening degree of the valve body set in the inlet or outlet passage of the radiator is automatically controlled to maintain the coolant temperature at an appropriate value.
従来、冷却液の温度を検知すると共に、この検知温度に
対応して弁体を制御するアクチュエータを駆動する手段
として、サーモワックスが用いられている。このサーモ
ワックスは、低温状態で固体化しており、その容積は小
さいものであるが、温度が上昇するにしたがい溶解して
膨脹する性質を有する。サーモスタットは、このような
サーモワックスの温度変態性を利用し、冷却液温度が低
い状態ではラジェータの入口または出口通路を狭めるよ
うに弁体を駆動し、冷却液温度が上昇した状態では、ラ
ジェータの入口または出口通路を大きくしてその流量を
増加させ、冷却液の温度がラジェータで効率的に下げら
れるようにする。Conventionally, thermowax has been used as a means for detecting the temperature of a coolant and driving an actuator that controls a valve body in response to the detected temperature. This thermowax is solidified at low temperatures, and although its volume is small, it has the property of melting and expanding as the temperature rises. The thermostat utilizes the temperature transformation property of thermowax to drive the valve body to narrow the radiator inlet or outlet passage when the coolant temperature is low, and to narrow the radiator's inlet or outlet passage when the coolant temperature rises. Enlarge the inlet or outlet passages to increase their flow rate so that the temperature of the coolant can be lowered efficiently in the radiator.
しかし、この様なサーモワックスを用いたサーモスタッ
トを使用した場合、外気温度の影響を大きく受ける。冷
却液温度を一定温度に保つための目標温度を、例えばＴ
−９０°に設定した場合、外気温度が平温の状態では冷
却水温がその目標温度に対応して制御される。しかし、
寒冷地の冬季等において外気温度が著しく低下したよう
な場合には、冷却液温度を目標温度Ｔに達するように制
御することができず、いわゆるオーバクールの状態とな
る。このため寒冷地においては、サーモスタットの開弁
温度を平温時の目標温度よりやや高めに設定し、低温時
の水温特性を改善するようにしている。しかし、開弁温
度を高めに設定すると、弁体の全開温度も高めとなり、
外気温度が高温の状態ではオーバヒートの原因となる。However, when such a thermostat using thermowax is used, it is greatly affected by the outside temperature. For example, the target temperature for keeping the coolant temperature at a constant temperature is T.
When set to -90°, the cooling water temperature is controlled in accordance with the target temperature when the outside air temperature is normal. but,
When the outside air temperature drops significantly, such as during winter in a cold region, the coolant temperature cannot be controlled to reach the target temperature T, resulting in a so-called overcooled state. For this reason, in cold regions, the valve opening temperature of the thermostat is set slightly higher than the target temperature at normal temperatures to improve water temperature characteristics at low temperatures. However, if the valve opening temperature is set high, the fully open temperature of the valve body will also be high.
If the outside temperature is high, it may cause overheating.
したがって、特に外気温度の変化の大きい地域で使用す
る場合には、サーモスタットの設定温度を外気温度に対
応して変化させるように制御する必要が生ずる。Therefore, especially when used in an area where outside temperature changes are large, it becomes necessary to control the set temperature of the thermostat so that it changes in accordance with the outside air temperature.
実開昭５９−１６０８２０号公報、あるいは実開昭５９
−１６０８２１号公報には、この様なサーモスタットの
設定温度を外気温度に対応して制御する手段が示されて
いる。すなわち、サーモワックスの温度変態による弁体
の作動を、他のサーモワックスまたは形状記憶合金ばね
によって吸収しまたは補正させ、外気温度に対応して開
弁温度が調整するようにしている。しかし、この様な構
成では必然的に可動部の部品点数が多くなり、作動誤差
を生じ易く、外気温度に対する応答性を充分なものとす
ることが困難である。Utility Model Application No. 59-160820 or Utility Model Application No. 59
Japanese Patent Publication No. 160821 discloses means for controlling the set temperature of such a thermostat in accordance with the outside air temperature. That is, the operation of the valve body due to the temperature transformation of the thermowax is absorbed or corrected by another thermowax or a shape memory alloy spring, so that the valve opening temperature is adjusted in accordance with the outside temperature. However, in such a configuration, the number of movable parts inevitably increases, operational errors are likely to occur, and it is difficult to provide sufficient responsiveness to outside temperature.
［発明が解決しようとする課題］
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特に
可動部分の部品点数を増加させることなく、サーモスタ
ットの応答性を、外気温度の定常状態から温度が大きく
変化した緊急時まで自在に対応できるようにして、内燃
機関の冷却液温度が常に適性に保たれるように制御でき
る冷却液制御装置を提供しようとするものである。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and the responsiveness of the thermostat can be improved from the steady state of the outside temperature to the temperature without increasing the number of moving parts. It is an object of the present invention to provide a coolant control device that can control the coolant temperature of an internal combustion engine so that it is always maintained at an appropriate level, while being able to respond freely to emergencies that have changed significantly.
［課題を解決するための手段］
この発明に係る内燃機関の冷却液制御装置は、ラジェー
タの入り口または出口部分に設定され、ラジェータに流
れる冷却液の流量を制御するサーモスタットが、温度変
化に対応して容積変化するサーモワックスにより弁体の
開度を制御する構成とするものであり、このサーモワッ
クスを収納するワックスケースを前記冷却液内に設定す
ると共に、このワックスケースに冷却液とサーモワック
スとの間で熱交換するペルチェ素子ユニットを取り付け
、このペルチェ素子ユニットに印加される制御電圧を、
冷却液温度に対応して動作される制御手段によって制御
させ、また冷却液の初期水温に基づいて開弁温度が補正
されるようにする。[Means for Solving the Problems] A coolant control device for an internal combustion engine according to the present invention is such that a thermostat that is set at the inlet or outlet of a radiator and controls the flow rate of coolant flowing into the radiator responds to temperature changes. The valve body is configured to control the opening degree of the valve body using thermowax whose volume changes when the thermowax is heated.A wax case for storing the thermowax is set in the cooling liquid, and the cooling liquid and thermowax are placed in the wax case. A Peltier element unit that exchanges heat between the two is installed, and the control voltage applied to this Peltier element unit is
The valve opening temperature is controlled by a control means operated in accordance with the coolant temperature, and the valve opening temperature is corrected based on the initial water temperature of the coolant.
［作用］
この様に構成される内燃機関の冷却液制御装置にあって
は、基本的には冷却液温度に対応してサーモワックスの
容積が変化され、このサーモワックスの容積変化に対応
してサーモスタットの弁体の開度が変化されて、ラジェ
ータに循環される冷却液の流量が制御される。そして、
冷却液の初期温度に対応した特性に基づきペルチェ素子
ユニットに印加される電圧が制御されるもので、例えば
夏期において、ペルチェ素子ユニットでサーモワックス
を加熱してサーモスタットの開弁温度を低くし、冬季に
は開弁温度を高くするように制御する。したがって、冷
却液温度は常に安定して目標温度に設定可能とされる。[Function] In the coolant control device for an internal combustion engine configured as described above, the volume of the thermowax is basically changed in response to the temperature of the coolant, and the volume of the thermowax is changed in response to the change in the volume of the thermowax. The opening degree of the valve body of the thermostat is changed to control the flow rate of the coolant that is circulated to the radiator. and,
The voltage applied to the Peltier element unit is controlled based on the characteristics corresponding to the initial temperature of the coolant. For example, in the summer, the thermowax is heated by the Peltier element unit to lower the thermostat valve opening temperature, and in the winter The valve opening temperature is controlled to be high. Therefore, the coolant temperature can always be stably set to the target temperature.
この場合、特に可動部品を使用することなく外気温度に
対応した制御が実行されるものであるため、特に構成を
複雑化することなく、内燃機関のオーバヒートのみなら
ず、オーバクールの状態も確実に回避させることができ
る。In this case, control is performed in response to the outside temperature without using any moving parts, so it is possible to ensure that the internal combustion engine is not only overheated but also overcooled without complicating the configuration. It can be avoided.
［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図はサーモスタット１１の構成を示すもので、その
（Ａ）図は冷却液通路３０を閉じた状態、（Ｂ）図は同
じく開いた状態を示し、この状態で冷却液が通路３０を
通過されるようになる。FIG. 1 shows the configuration of the thermostat 11, in which (A) shows the coolant passage 30 in a closed state, and (B) shows the same in an open state, in which the coolant passes through the passage 30. will be done.
サーモスタット１１はハウジング１２を備え、このハウ
ジング１２は冷却液通路３０に対して取り付け設定され
る。ハウジング１２の内部にはワックスケース１３か収
納設定され、このワックスケース１３の内部にはサーモ
ワックス１４が収納されている。このワックスケース１
３には、一体内に弁体１５が形成され、この弁体１５は
ワックスケース１３が（Ａ）図の状態および（Ｂ）図の
状態に移動されることによって、弁座１Ｂに選択的に接
触され、弁体１５が弁座１６に接触する（Ａ）図の状態
で、冷却液通路３０が閉じられ、弁体１５が弁座１６か
ら離れる（Ｂ）図の状態で、冷却液通路３０が開かれ、
冷却液がその開度に対応した量で流通されるようになる
。Thermostat 11 includes a housing 12 that is mounted and configured relative to coolant passage 30 . A wax case 13 is housed inside the housing 12, and a thermowax 14 is housed inside the wax case 13. This wax case 1
3, a valve body 15 is integrally formed, and this valve body 15 is selectively attached to the valve seat 1B by moving the wax case 13 to the state shown in (A) and the state shown in (B). The coolant passage 30 is closed, and the valve body 15 is in contact with the valve seat 16 in the state shown in (A), and the coolant passage 30 is closed, and the valve body 15 is separated from the valve seat 16 (B), in the state shown in the figure. was held,
Cooling fluid is allowed to flow in an amount corresponding to the degree of opening.
ワックスケース１３の軸線に対応する部分には、ピスト
ン状のアクチュエータ１７が設定されている。A piston-shaped actuator 17 is set at a portion of the wax case 13 corresponding to the axis.
このアクチュエータ１７は、ワックスケース１３の軸線
方向に移動自在に設定されるもので、そのケース１３の
内部では、サーモワックス１４に内部の端部分が埋設さ
れるようになっており、ケース１３から突出する先端部
は、ハウジング１２と一体的な支持部材１８に係合され
ている。すなわち、サーモワック１４の容積が、温度上
昇に対応して大きくなったときには、アクチュエータ１
７がケース１２内から押し出されるようになる。この場
合、アクチュエータ１７の先端が支持部材１８によって
固定されているから、ワックスケース１３が図の下方に
移動されるようになる。この場合、ワックスケース１３
はスプリング１９によって常時上方の支持部材１８の方
向に変位されているものであり、アクチュエータ１７が
ワックスケース１３から押し出される量に対応して、弁
体１５と弁座１６との間隔が可変制御される。The actuator 17 is set to be movable in the axial direction of the wax case 13, and has an inner end portion embedded in the thermowax 14 inside the case 13, and protrudes from the case 13. The distal end thereof is engaged with a support member 18 that is integral with the housing 12. That is, when the volume of the thermowac 14 increases in response to a rise in temperature, the actuator 1
7 is now pushed out from inside the case 12. In this case, since the tip of the actuator 17 is fixed by the support member 18, the wax case 13 is moved downward in the figure. In this case, wax case 13
is always displaced in the direction of the upper support member 18 by a spring 19, and the distance between the valve body 15 and the valve seat 16 is variably controlled in accordance with the amount by which the actuator 17 is pushed out from the wax case 13. Ru.
ここで、ワックスケース１３の周壁には、複数のペルチ
ェ素子によって構成されたペルチェ素子ユニット２０が
設定されているもので、このペルチェ素子ユニット２０
には制御回路２１から電圧信号が印加設定されるように
する。この制御回路２１には、冷却液通路３０に設定さ
れた水温センサ２２からの冷却液温度の検出信号が供給
されている。Here, a Peltier device unit 20 constituted by a plurality of Peltier devices is set on the peripheral wall of the wax case 13.
A voltage signal is set to be applied from the control circuit 21. This control circuit 21 is supplied with a detection signal of the coolant temperature from a water temperature sensor 22 set in the coolant passage 30 .
すなわち、この様に構成されるサーモスタット１１は、
サーモワックス１４の温度が冷却液の温度によって設定
され、その温度状態に対応してサーモワックスＩ４の膨
脹度が設定されるようになる。そして、このサーモワッ
クス１４の膨張容積の量に対応してワックスケース１３
の位置が、（Ａ）図の状態から（Ｂ）図の状態まで変化
し、その変化量に対応して弁体１５と弁座１６との間隔
、すなわち開弁量か変化され、冷却液の流通量が最小の
状態から最大状態まで可変制御される。That is, the thermostat 11 configured in this way is
The temperature of the thermowax 14 is set by the temperature of the cooling liquid, and the degree of expansion of the thermowax I4 is set in accordance with the temperature state. Then, the wax case 13 corresponds to the expansion volume of the thermowax 14.
The position of the valve changes from the state shown in the figure (A) to the state shown in the figure (B), and the distance between the valve body 15 and the valve seat 16, that is, the valve opening amount, changes in accordance with the amount of change, and the amount of cooling fluid increases. The flow rate is variably controlled from the minimum state to the maximum state.
ここで、ワックスケース１３にペルチェ素子ユニット２
０が設定されているものであるため、このペルチェ素子
ユニット２０に印加設定される電圧によってサーモワッ
クス１４に対する加熱作用、あるいは吸熱作用を行うよ
うになる。Here, the Peltier element unit 2 is placed in the wax case 13.
Since it is set to 0, the voltage applied to this Peltier element unit 20 performs a heating action or an endothermic action on the thermowax 14.
第２図はこの様なサーモスタット１１の、特にワックス
ケース１３を含む本体部分をより詳細に示したもので、
有底筒状のワックスケース１３の中心軸に対応する位置
に、ピストン状のアクチュエータ１７が設定され、この
アクチュエータ１７の下端部分は弾性体層２３によって
覆われている。そして、このアクチュエータ１７は図で
上下方向に移動自在に設定される。FIG. 2 shows the thermostat 11 in more detail, especially the main body including the wax case 13.
A piston-shaped actuator 17 is set at a position corresponding to the central axis of the bottomed cylindrical wax case 13, and a lower end portion of the actuator 17 is covered with an elastic layer 23. This actuator 17 is set to be movable in the vertical direction in the figure.
ワックスケース１３の周壁には、これを取り囲むように
配置して複数のペルチェ素子ユニット２０１．２０２、
・・・が設定されるもので、このペルチェ素子ユニット
２０１．２０２ 、・・・それぞれは、２０１で代表し
て断面して示すように、ワックスケース１３の周壁を貫
通するように設定した複数のペルチェ素子２０ａ 、
２０ｂ 、・・・により構成され、これらペルチェ素子
２０ａ 、 ２０ｂ 、・・・はそれぞれ電極板によっ
て直列に接続されている。そして、この複数のペルチェ
素子２０ａ 、 ２０ｂ 、・・・それぞれに共通して
接合された状態で、ワックスケース１３の内部に露出し
、サーモワックス１４に接触される放熱フィン２４１５
およびワックスケース１３の外周に露出し、冷却液に接
触されるようにした放熱フィン２４２が設けられる。す
なわち、複数のペルチェ素子２０ａ 、 ２０ｂ 。A plurality of Peltier element units 201 and 202 are arranged on the peripheral wall of the wax case 13 so as to surround it.
The Peltier element units 201, 202, . . . each have a plurality of Peltier element units 201, 202, . Peltier element 20a,
20b, . . . , and these Peltier elements 20a, 20b, . . . are each connected in series by an electrode plate. A radiation fin 2415 is exposed inside the wax case 13 and comes into contact with the thermowax 14 while being commonly bonded to each of the plurality of Peltier elements 20a, 20b, . . .
A radiation fin 242 is provided which is exposed on the outer periphery of the wax case 13 and is brought into contact with the cooling liquid. That is, a plurality of Peltier elements 20a, 20b.
・・・からなるペルチェ素子ユニット２０１２０２ 、
・・・は、サーモワックス１４および冷却液それぞれと
熱交換されるようになっている。Peltier element unit 201202 consisting of...
... are adapted to exchange heat with the thermowax 14 and the cooling liquid, respectively.
第３図はこの様なサーモスタット１１の用いられる内燃
機関の冷却液回路を示しているもので、水冷式エンジン
３１には水ジャケット３２か形成されているもので、こ
の水ジャケット３２に冷却液を循環させることによって
、エンジン３１が冷却されるようにしている。この水ジ
ャケット３２は、冷却液を冷却するためのラジェータ３
３に、水入口３３１および水出口３３２によって連通さ
れるもので、水出口３３２とラジェータ３３の入口とは
往路側冷却液通路３４によって連通し、さらに水ジャケ
ット３１の水入口３３１とラジェータ３３の出口との間
は、復路側冷却液通路３５によって連通されている。そ
して、水入口３３１部分には、エンジン３１によって駆
動される循環ポンプ３５が設けられ、エンジン３１の動
作時に冷却液を水ジャケット３２とラジェータ３３との
間で循環流通させるようにする。Figure 3 shows the coolant circuit of an internal combustion engine in which such a thermostat 11 is used.A water-cooled engine 31 has a water jacket 32 formed therein, and the coolant is supplied to this water jacket 32. By circulating the water, the engine 31 is cooled. This water jacket 32 is connected to the radiator 3 for cooling the cooling liquid.
3, the water inlet 331 and the water outlet 332 communicate with each other, the water outlet 332 and the inlet of the radiator 33 communicate with each other through the outward cooling liquid passage 34, and the water inlet 331 of the water jacket 31 and the outlet of the radiator 33 communicate with each other. A return coolant passage 35 communicates between the two. A circulation pump 35 driven by the engine 31 is provided at the water inlet 331 to circulate the coolant between the water jacket 32 and the radiator 33 when the engine 31 is operating.
水ジャケット３３の入口３３１と出口３３２との間には
、ラジェータ３３と並列にされるようにして、ラジェー
タ３３を迂回して冷却液が流されるバイパス通路３６が
形成されている。ラジェータ３３部分には、エンジンに
３１によって回転駆動される冷却ファン３７が設けられ
、さらにこの様に循環される冷却液を熱源として車室内
を暖房する温水ヒータの熱交換器３８に冷却液が循環さ
れる。A bypass passage 36 is formed between the inlet 331 and the outlet 332 of the water jacket 33 so as to be parallel to the radiator 33 and through which the cooling liquid flows, bypassing the radiator 33. A cooling fan 37 that is rotationally driven by the engine 31 is installed in the radiator 33, and the coolant is further circulated to a heat exchanger 38 of a hot water heater that heats the interior of the vehicle using the coolant circulated in this way as a heat source. be done.
そして、第１図および第２図で示したようなサーモスタ
ット１１は、例えば水ジャケット３１の水出口３３２に
対応する部分に設置され、ラジェータ３３の往路側冷却
液通路３４（第１図では通路３０として示されている部
分）に設置され、この通路部分に流れる冷却液の流量を
可変制御するようにしている。The thermostat 11 as shown in FIG. 1 and FIG. The flow rate of the coolant flowing through this passage is variably controlled.
サーモスタット１１に設定される複数のペルチェ素子ユ
ニット２０１ 、２０２ 、・・・には、第４図で示す
ように制御回路２１から電圧Ｖが並列的に印加設定され
るようになっている。そして、制御回路２１では水温セ
ンサ２２からの水温信号が供給され、この水温センサ２
２で検出された冷却液温度に対応して、ペルチェ素子ユ
ニット２０１．２０２、・・・に印加される電圧Ｖが制
御されるようにしている。A voltage V is applied in parallel from a control circuit 21 to a plurality of Peltier element units 201, 202, . . . set in the thermostat 11, as shown in FIG. The control circuit 21 is supplied with a water temperature signal from the water temperature sensor 22.
The voltage V applied to the Peltier element units 201, 202, . . . is controlled in accordance with the coolant temperature detected in step 2.
この制御回路２１は、例えばマイクロコンピュータ等に
よって構成されるもので、このサーモスタット１１の開
弁温度を、第５図で示されるように夏期は低めに設定し
、冬季は高めに設定できるように作動する。具体的には
Ａて示す状態で冷却液温度に対して開弁動作に対応する
アクチュエータ１７のリフト量が設定されるものである
が、外気温度の高い夏期にあっては、特性Ｂで示すよう
に低水温域で開弁じ、外気温度が低い冬季にあっては、
特性Ｃで示すように高水温域開弁するようにしている。This control circuit 21 is composed of, for example, a microcomputer, and operates to set the valve opening temperature of the thermostat 11 to a lower temperature in the summer and a higher temperature in the winter, as shown in FIG. do. Specifically, the lift amount of the actuator 17 corresponding to the valve opening operation is set with respect to the coolant temperature in the state shown by A, but in the summer when the outside air temperature is high, the lift amount is set as shown by characteristic B. The valve opens in the low water temperature range, and in the winter when the outside temperature is low,
As shown by characteristic C, the valve is opened in a high water temperature range.
第６図は制御回路２１の動作の流れを示しているもので
、その初期設定において後述するステップ１０３で示さ
れるような特性に対応して、外気温度に関連したスター
ト時の冷却液の初期水温Ｔｗ（ｏ）レベルに基づき、ペ
ルチェ素子に対する印加電圧の制御を行う。例えば第５
図で示したようにサーモスタット開弁温度を夏期は低め
に設定し、冬季は高めに設定できるように作動させる。FIG. 6 shows the flow of the operation of the control circuit 21. In its initial setting, the initial water temperature of the coolant at the time of start, which is related to the outside air temperature, is The voltage applied to the Peltier element is controlled based on the Tw(o) level. For example, the fifth
As shown in the diagram, the thermostat is operated so that the valve opening temperature can be set lower in the summer and higher in the winter.
そして、スタート後のステップ１０１でカウンタｎの計
数値を“０″に設定し、次にステップ１０２で時間Δτ
毎に水温Ｔｗ（ｎ）をサンプリングした後ステップ１０
３に進み、初期水温Ｔｗ（ｏ）に比例した補正電圧ｖＥ
を設定する。その後、ステップ１０４で次式（１）で示
すように、目標水温Ｔｖｓに対する補正項と単位時間当
たりの水温の変化量に対する補正項との和としてペルチ
ェ素子印加電圧補正量を計算する。Then, in step 101 after the start, the count value of the counter n is set to "0", and then in step 102, the time Δτ
Step 10 after sampling the water temperature Tw(n) every time
Proceed to step 3 and calculate the correction voltage vE proportional to the initial water temperature Tw(o).
Set. Thereafter, in step 104, the Peltier element applied voltage correction amount is calculated as the sum of the correction term for the target water temperature Tvs and the correction term for the amount of change in water temperature per unit time, as shown in the following equation (1).
ＤＶ（ｎ） ＝Ｋｌ （（Ｔｗ （ｎ） Ｔｗｓ）
＋に２ （Ｔｗ （ｎ） −Ｔｗ （ｎ−１） ）・
・・・・・・・・ （１）
そして、ステップ１０５で次式によって水温の変化度合
いに応じたペルチェ素子の印加電圧Ｖを算出し、この電
圧Ｖを第４図で示したように各ペルチェ素子ユニット２
０１．２０２、・・・に与える。DV(n) = Kl ((Tw (n) Tws)
+2 (Tw (n) -Tw (n-1) )・
...... (1) Then, in step 105, the applied voltage V of the Peltier element according to the degree of change in water temperature is calculated using the following formula, and this voltage V is applied to each Peltier element as shown in Fig. 4. Element unit 2
01.202,...
ｗ−）−Ｋ３ ・Ｄ Ｖ （ｎ） ＋ ＶＥ
（２）この様にペルチェ素子印加電圧を計算した
後、ステップ１０６でカウンタｎの値をｒ＋ＩＪして、
ステップ１０２に戻る。w-)-K3 ・D V (n) + VE
(2) After calculating the voltage applied to the Peltier element in this way, in step 106, the value of the counter n is increased by r+IJ, and
Return to step 102.
第７図は冷却液の水温変化の制御状態を示しているもの
で、水温が初期水温Ｔｖ（ｏ）から目標水温Ｔｖｓに近
付き、水温に基づいて制御されるサーモスタット１１に
よってラジェータ３３に流れる冷却液水量が可変制御さ
れることによって、水温が目標温度Ｔｖｓに向かって制
御されるようになる。FIG. 7 shows the control state of the water temperature change of the coolant. When the water temperature approaches the target water temperature Tvs from the initial water temperature Tv(o), the coolant flows to the radiator 33 by the thermostat 11 which is controlled based on the water temperature. By variably controlling the amount of water, the water temperature can be controlled toward the target temperature Tvs.
第８図はサーモワックス１４と冷却液との間の熱バラン
スの状態を示しているもので、ペルチェ素子ユニット２
０に電圧Ｖを印加することによって熱量Ｑ、が発生され
、ワックス１４の熱量Ｑが変化されるようになる。第９
図は吸加熱量ΔＱｐに対する冷却液の水温とサーモワッ
クスの容積変化との関係を示している。FIG. 8 shows the state of heat balance between the thermowax 14 and the coolant, and shows the state of the heat balance between the thermowax 14 and the coolant, and the Peltier element unit 2.
By applying the voltage V to 0, the amount of heat Q is generated, and the amount of heat Q of the wax 14 is changed. 9th
The figure shows the relationship between the amount of absorbed heat ΔQp, the water temperature of the coolant, and the volume change of the thermowax.
この様に構成される冷却液制御装置により、第５図で示
したように外気温度の高い夏期において、開弁温度を低
くすることによって、第１０図の（Ａ）で示すように冷
却液の平均水温を破線で示す従来より低いレベルに維持
できるようになる。With the coolant control device configured in this way, as shown in Fig. 5, in the summer when the outside air temperature is high, by lowering the valve opening temperature, the coolant is increased as shown in (A) of Fig. 10. The average water temperature can now be maintained at a lower level than before, as shown by the broken line.
この様にすれば、冷却補機の省力化と共に、緊急時の高
水温の低減化に効果か発揮される。一方性気温の低い冬
季にあっては、第１０図の（Ｂ）で示されるように上記
夏期の場合とは逆の特性とされ、冷却液の温度を高いレ
ベルに保てるようになり、エンジンの熱効率の向上と共
に、空調機のヒータ性能向上等の効果が期待できる。In this way, it is effective to save the labor of the cooling auxiliary equipment and to reduce the high water temperature in an emergency. On the other hand, in the winter season when the temperature is low, the characteristics are opposite to those in the summer season, as shown in Figure 10 (B), and the temperature of the coolant can be kept at a high level, making it possible for the engine to In addition to improving thermal efficiency, effects such as improving heater performance of air conditioners can be expected.
第１１図は夏期の負荷変動時のオーバシュート特性を示
すもので、初期時Ａの水温変化の大きい状態のときは、
サーモワックスの加熱によってサーモスタットの開弁度
を促進させ、ラジェータの水量を増加させることによっ
て、冷却液の水温上昇を緩和させるようになる。次に冷
却液温度が適温より下かり始めると、ペルチェ素子ユニ
ットに対する通電の方向を逆にし、サーモワックスを冷
却することによって、サーモスタットの開弁度ヲ絞り、
ラジェータに流れる冷却液の量を少なくすることによっ
て、適温以下でハンチングすることを防止するようにな
る。Figure 11 shows the overshoot characteristics during load fluctuations in summer, and when the water temperature changes are large at initial time A,
By heating the thermowax, the degree of opening of the thermostat is accelerated, and the amount of water in the radiator is increased, thereby alleviating the rise in the temperature of the coolant. Next, when the coolant temperature begins to drop below the appropriate temperature, the direction of the current to the Peltier element unit is reversed and the thermowax is cooled, thereby reducing the opening degree of the thermostat.
By reducing the amount of coolant flowing into the radiator, hunting at temperatures below the appropriate temperature can be prevented.
［発明の効果コ
以上のようにこの発明に係る内燃機関の冷却液制御装置
によれば、ラジェータに流れる冷却液の流量を制御する
サーモスタットをサーモワックスによって制御されるよ
うにすると共に、ペルチェ素子の吸加熱特性を利用して
サーモワックスの温度制御が実行されるようにすること
によって、サーモスタットの応答特性を定常時から緊急
時まで自在に適正化できるようになる。さらに冷却液の
初期水温に対応してサーモワックスの温度制御が行われ
、特に初期量弁温度が補正されることによって、外気温
度の高い状態から低い状態まで全て適性に冷却液温度制
御が実行されるものであり、内燃機関の動作が常に安定
化される。[Effects of the Invention] As described above, according to the coolant control device for an internal combustion engine according to the present invention, the thermostat that controls the flow rate of the coolant flowing into the radiator is controlled by the thermowax, and the Peltier element is controlled by the thermostat. By controlling the temperature of the thermowax using the heat absorption characteristics, the response characteristics of the thermostat can be freely optimized from normal conditions to emergency conditions. Furthermore, thermowax temperature control is performed in accordance with the initial water temperature of the coolant, and by correcting the initial flow valve temperature in particular, coolant temperature control is executed appropriately from high to low outside air temperatures. The operation of the internal combustion engine is always stabilized.
第１図（Ａ）および（Ｂ）はこの発明の一実施例に係る
冷却液制御装置を構成するサーモスタットの断面構造を
閉弁状態および開弁状態で示す断面構成図、第２図は上
記サーモスタットの構成をより明確にして示した一部を
断面して示した図、第３図は上記サーモスタットを使用
したラジェータに対する冷却液回路を示す図、第４図は
上記サーモスタットを構成するペルチェ素子ユニットの
回路を示す図、第５図はサーモスタットの開弁特性を説
明する図、第６図はペルチェ素子を制御する制御回路の
動作の流れを示す図、第７図は水温の制御状態を示す図
、第８図はペルチェ素子の熱交換のバランスを説明する
図、第９図は冷却水温とワックス容積との関係を示す図
、第１０図は冷却液の水温制御状態を説明する図、第１
１図は水温制御のオーバシュート特性を示す図である。
１１・・・サーモスタット、１２・・・ハウジング、１
３・・・ワックスケース、１４・・・サーモワックス、
１５・・・弁体、１６・・・弁座、１７・・・アクチュ
エータ、２０．２０１．２０２、・・・ペルチェ素子ユ
ニット、２１・・・制御回路、２２・・・水温センサ、
３１・・・エンジン、３２・・・水ジャケット、３３・
・・ラジェータ。
出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２弱
第
図
図（Ｂ）
第
図
に１〜に３９足数
水温
第
図
水温（Ｔｗ）FIGS. 1A and 1B are cross-sectional configuration diagrams showing the cross-sectional structure of a thermostat constituting a coolant control device according to an embodiment of the present invention in a valve closed state and a valve open state, and FIG. Fig. 3 is a diagram showing a coolant circuit for a radiator using the above thermostat, and Fig. 4 is a diagram showing the Peltier element unit constituting the above thermostat. A diagram showing the circuit, FIG. 5 is a diagram explaining the valve opening characteristics of the thermostat, FIG. 6 is a diagram showing the flow of operation of the control circuit that controls the Peltier element, and FIG. 7 is a diagram showing the water temperature control state. Figure 8 is a diagram explaining the balance of heat exchange of the Peltier element, Figure 9 is a diagram showing the relationship between cooling water temperature and wax volume, Figure 10 is a diagram explaining the water temperature control state of the cooling liquid,
FIG. 1 is a diagram showing overshoot characteristics of water temperature control. 11...Thermostat, 12...Housing, 1
3... Wax case, 14... Thermo wax,
15... Valve body, 16... Valve seat, 17... Actuator, 20.201.202,... Peltier element unit, 21... Control circuit, 22... Water temperature sensor,
31...Engine, 32...Water jacket, 33.
...Rajeta. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue 2nd leg Figure (B) 1 to 39 feet in Figure Water temperature Figure Water temperature (Tw)
Claims (1)
する弁体と、 この弁体を駆動するアクチュエータを支持し、前記冷却
液内に設置されたワックスケースと、このワックスケー
ス内に収納され、前記アクチュエータをその容積変化に
対応して駆動し、前記弁体を変位制御させるサーモワッ
クスと、前記ワックスケースの壁に取り付け設定され、
前記サーモワックスとの間で熱交換するペルチェ素子ユ
ニットと、 このペルチェ素子ユニットに供給される電圧を、前記冷
却液温度に対応して制御する制御手段とを具備し、 冷却液の前記ラジエータに対する循環流量が、前記冷却
液の温度に対応して可変制御されるようにしたことを特
徴とする内燃機関の冷却液制御装置。(1) a valve body that opens and closes a coolant passage at the inlet or outlet of a radiator; a wax case that supports an actuator that drives the valve body and is installed in the coolant; and a wax case that is housed within the wax case; a thermowax that drives the actuator in response to a change in volume and controls the displacement of the valve body; and a thermowax that is attached to a wall of the wax case,
A Peltier element unit that exchanges heat with the thermowax; and a control means that controls the voltage supplied to the Peltier element unit in accordance with the temperature of the coolant, and circulates the coolant to the radiator. A coolant control device for an internal combustion engine, characterized in that a flow rate is variably controlled in accordance with the temperature of the coolant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182569A JPH0473473A (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Coolant control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182569A JPH0473473A (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Coolant control device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473473A true JPH0473473A (en) | 1992-03-09 |
Family
ID=16120574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2182569A Pending JPH0473473A (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Coolant control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0473473A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1990
- 1990-07-12 JP JP2182569A patent/JPH0473473A/en active Pending
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