JP2009209708A - Cooling water circuit for automobile, and method for controlling cooling water circuit for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用冷却水回路及び自動車用冷却水回路の制御方法
に関する。
The present invention relates to an automotive coolant circuit and a control method for an automotive coolant circuit.
従来、水冷エンジン採用車種の殆どにおいて、冷却水循環にはエンジン駆動のメカポンプが採用されている。このメカポンプは、エンジン回転数により流量が決定し、原則、メカポンプ本体での流量制御ができない。そのため、速暖性向上および水温調節のためにラジエータ回路にサーモスタットが設けられ、このラジエータ回路と並列に設けられたバイパス回路にヒーターコアが設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、エンジン駆動のメカポンプは、上述のように、任意の流量制御ができない為、冷間始動時など速暖性が求められる状況においても、必要以上の冷却水が流れる場合がある。そのため、通常サーモスタットを組み合わせたバイパス回路を設けるが、暖機終了後は冷却に寄与しない水が流れ、ポンプの作動ロスにつながる。
また、流路中にサーモスタットが位置するため通水抵抗が増加してしまう。
However, since the engine-driven mechanical pump cannot perform arbitrary flow rate control as described above, more than necessary cooling water may flow even in situations where quick warming is required, such as during cold start. Therefore, although a bypass circuit combined with a normal thermostat is provided, water that does not contribute to cooling flows after the warm-up ends, leading to a loss of operation of the pump.
Moreover, since a thermostat is located in a flow path, water flow resistance will increase.
そこで、流量を任意で変更することができる電動ウォーターポンプを採用する事で、冷間始動時の速暖性を向上させたシステムも存在するが、通水抵抗低減を目的としてサーモスタットを廃止した場合、ラジエータはヒーターコアと並列接続されている事から、ラジエータへの流量を減少させた時に、同時にヒーターコアへの水流量も減少してしまい、暖房性能が下がってしまう。
よって、ヒーターコアへの流量配分を確保する為に電子制御バルブ機構を備える必要があり、コストアップに繋がるという問題がある。
Therefore, there is a system that improves the quick warm-up at the cold start by adopting an electric water pump that can change the flow rate arbitrarily, but when the thermostat is abolished to reduce water flow resistance Since the radiator is connected in parallel with the heater core, when the flow rate to the radiator is reduced, the water flow rate to the heater core is also reduced, and the heating performance is lowered.
Therefore, it is necessary to provide an electronic control valve mechanism in order to ensure the flow distribution to the heater core, leading to a problem of increasing costs.
本発明の解決しようとする課題は、コストアップを抑制しつつ、冷間始動時など速暖性が求められる状況においてヒーターコアへの水流れは確保して暖房性能を確保すると共に、水冷エンジンの速暖性を確保することができる自動車用冷却水回路及び自動車用冷却水回路の制御方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to prevent the cost increase and secure the water flow to the heater core in a situation where quick warming is required, such as during cold start, to ensure the heating performance, An object of the present invention is to provide an automotive coolant circuit and a method for controlling the automotive coolant circuit that can ensure quick warming.
上記課題を解決するため請求項1記載の自動車用冷却水回路は、水冷エンジンとラジエータとの間に冷却水を循環させ、ラジエータと並列に設けられたバイパス回路にヒーターコアが設けられた冷却水循環回路において、該冷却水循環回路に流量調整可能で流れ方向を正流と逆流に切り換え可能な循環ポンプ手段が設けられ、ヒーターコアと並列に設けられたラジエータ側の回路に冷却水の流れ方向の逆流を阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする手段とした。 In order to solve the above-described problem, the automotive coolant circuit according to claim 1 circulates coolant between a water-cooled engine and a radiator, and a coolant circuit in which a heater core is provided in a bypass circuit provided in parallel with the radiator. In the circuit, a circulation pump means capable of adjusting the flow rate and switching the flow direction between the normal flow and the reverse flow is provided in the cooling water circulation circuit, and a reverse flow in the flow direction of the cooling water is provided in a circuit on the radiator side provided in parallel with the heater core. A check valve for preventing the above is provided.
請求項4記載の自動車用冷却水回路の制御方法は、水冷エンジンとラジエータとの間に冷却水を循環させ、ラジエータと並列に設けられたバイパス回路にヒーターコアが設けられ、該冷却水循環回路に流量調整可能で流れ方向を正流と逆流に切り換え可能な循環ポンプ手段が設けられ、ヒーターコアと並列に設けられたラジエータ側の回路に冷却水の流れ方向の逆流を阻止する逆止弁が設けられた自動車用冷却水回路において、冷間始動時等の水冷エンジンの速暖性が求められる状況においては循環ポンプ手段の流れ方向を逆流に切り換え、その間冷却水の循環流量を減少させる方向に循環ポンプ手段を制御するようにしたことを特徴とする手段とした。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control method for an automotive coolant circuit, wherein coolant water is circulated between a water-cooled engine and a radiator, a heater core is provided in a bypass circuit provided in parallel with the radiator, A circulation pump means that can adjust the flow rate and switch the flow direction between normal flow and reverse flow is provided, and a check valve that prevents reverse flow in the flow direction of the cooling water is provided in the circuit on the radiator side that is provided in parallel with the heater core. In the automotive cooling water circuit, when the water-cooled engine is required to be fast and warm, such as during cold start, the flow direction of the circulation pump means is switched to the reverse flow, and the cooling water is circulated in a direction that reduces the circulating flow rate. The means for controlling the pump means was used.
本発明請求項1記載の自動車用冷却水回路では、上述のように、冷却水循環回路に流量調整可能で流れ方向を正流と逆流に切り換え可能な循環ポンプ手段が設けられ、ヒーターコアと並列に設けられたラジエータ側の回路に冷却水の流れ方向の逆流を阻止する逆止弁が設けられている構成とすることで、冷間始動時等の水冷エンジンの速暖性が求められる状況においては循環ポンプ手段の流れ方向を逆流に切り換えることにより、逆止弁でラジエータ側の回路への冷却水の流れが停止されて水冷エンジンの速暖性が確保されると共に、ヒーターコアへの冷却水の流れは確保されるので暖房性能を確保することができる。 In the automotive coolant circuit according to the first aspect of the present invention, as described above, the coolant circulation circuit is provided with circulation pump means capable of adjusting the flow rate and switching the flow direction between the normal flow and the reverse flow, and in parallel with the heater core. In the situation where quick warming of the water-cooled engine is required at the time of cold start or the like by adopting a configuration in which a check valve for preventing a reverse flow in the flow direction of the cooling water is provided in the circuit on the radiator side provided By switching the flow direction of the circulation pump means to the reverse flow, the flow of the cooling water to the circuit on the radiator side is stopped by the check valve to ensure quick warming of the water-cooled engine and the cooling water to the heater core Since the flow is secured, the heating performance can be secured.
また、その間循環ポンプ手段において冷却水の流量調整が可能であるため、ヒーターコアへ必要流量だけ冷却水を循環させることができる。 In addition, since the flow rate of the cooling water can be adjusted in the circulation pump means, the cooling water can be circulated to the heater core by a necessary flow rate.
なお、逆止弁は電子制御バルブ機構を設ける場合に比べ構造が簡単でかつ制御機構が不要であるためコストアップを抑制することができ、また、サーモスタットを設ける場合に比べて冷却水の流通抵抗を少なくすることができる。 Note that the check valve has a simple structure compared to the case where an electronic control valve mechanism is provided and does not require a control mechanism, so that the cost increase can be suppressed, and the flow resistance of cooling water can be reduced compared to the case where a thermostat is provided. Can be reduced.
請求項4記載の自動車用冷却水回路の制御方法では、冷間始動時等の水冷エンジンの速暖性が求められる状況においては循環ポンプ手段の流れ方向を逆流に切り換え、その間冷却水の循環流量を減少させる方向に循環ポンプ手段を制御するようにしたことで、逆止弁でラジエータ側の回路への冷却水の流れが停止されて水冷エンジンの速暖性が確保されると共に、ヒーターコアへの水流れは確保されるので暖房性能を確保することができる。 5. The method for controlling an automotive cooling water circuit according to claim 4, wherein the flow direction of the circulation pump means is switched to the reverse flow in a situation where quick warming of the water-cooled engine is required, such as during cold start, By controlling the circulation pump means in the direction of decreasing the flow, the flow of cooling water to the circuit on the radiator side is stopped by the check valve to ensure the quick warming of the water-cooled engine and to the heater core Since the water flow is ensured, the heating performance can be ensured.
また、その間ヒーターコアへの流量を必要最小限度に抑えることで、水冷エンジンの速暖効果を高めることができるようになる。 In addition, by suppressing the flow rate to the heater core to the necessary minimum during that period, the quick heating effect of the water-cooled engine can be enhanced.
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
この実施例1の自動車用冷却水回路は、請求項1、2、4に記載の発明に対応する。
The automotive coolant circuit according to the first embodiment corresponds to the invention described in
まず、この実施例1の自動車用冷却水回路を図面に基づいて説明する。 First, the automotive coolant circuit of the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図1はこの実施例1の自動車用冷却水回路における通常走行時を示す回路図、図2は実施例1の自動車用冷却水回路における冷間始動時を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a normal running time in the automotive coolant circuit of the first embodiment, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a cold start in the automotive coolant circuit of the first embodiment.
この自動車用冷却水回路は、図1に示すように、水冷エンジン1とラジエータ2との間に冷却水を循環させ、ラジエータ2と並列に設けられたバイパス回路31にヒーターコア3が設けられた冷却水循環回路11において、該冷却水循環回路11に流量調整可能で流れ方向を正流と逆流に切り換え可能な一台の電動ポンプ(循環ポンプ手段)4が設けられている。
As shown in FIG. 1, this automotive coolant circuit circulates coolant between a water-cooled engine 1 and a
なお、ラジエータ2は、水冷エンジン1で熱せられた冷却水を走行風等の外気と熱交換して冷却するエンジン冷却用熱交換器である。
The
また、ヒーターコア3は、水冷エンジン1で熱せられた冷却水を車室内へ導入する外気と熱交換して車室内を暖めるエアコン用熱交換器である。
The
そして、ヒーターコア3と並列に設けられたラジエータ2側の回路21に冷却水の流れ方向の逆流を阻止する逆止弁5が設けられた構成となっている。
The
次に、この実施例1の作用・効果を説明する。 Next, operations and effects of the first embodiment will be described.
この実施例1の自動車用冷却水回路では上述のように構成されるため、冷間始動時等の水冷エンジン1の速暖性が求められる状況においては、図2に示すように、電動ポンプ4の流れ方向を正流(図1参照)から逆流に切り換える。 Since the automotive coolant circuit according to the first embodiment is configured as described above, in a situation where quick warming of the water-cooled engine 1 is required at the time of cold start or the like, as shown in FIG. The flow direction is switched from normal flow (see FIG. 1) to reverse flow.
すると、ラジエータ2が設けられた回路21には逆止弁5が設けられているため、冷却水はヒーターコア3が設けられたバイパス回路31を通って水冷エンジン1へと流れる。
Then, since the
これにより、熱交換容量の大きいラジエータ2を迂回して冷却水が循環することで、水冷エンジン1の速暖性が確保される。
As a result, the cooling water circulates around the
また、その間は、ヒーターコア3への冷却水の流れは確保されるので暖房性能を確保することができる。
Moreover, since the flow of the cooling water to the
さらに、この状態で、電動ポンプ4において冷却水の流量を減少する方向に制御し、ヒーターコア3へ必要流量だけ冷却水を循環させることができる。これにより、水冷エンジン1の速暖効果を高めることができるようになる。
Furthermore, in this state, the electric pump 4 can be controlled to reduce the flow rate of the cooling water, and the cooling water can be circulated to the
次に、水冷エンジン1が所定温度以上に暖まった時点で、図1に示すように、電動ポンプ5の流れ方向を正流に切り換える。
Next, when the water-cooled engine 1 is warmed to a predetermined temperature or more, as shown in FIG. 1, the flow direction of the
すると、水冷エンジン1からでる冷却水は逆止弁6を通過してラジエータ2へ流れる一方、ヒーターコア3を流れて水冷エンジン1に戻る流れとなる。これにより、水冷エンジン1を効率的に冷却することができると共に、水冷エンジン1で熱交換された冷却水の温度で十分な暖房効果を得ることができる。
Then, the cooling water from the water-cooled engine 1 passes through the check valve 6 and flows to the
また、逆止弁5は電子制御バルブ機構を設ける場合に比べ構造が簡単でかつ制御機構が不要であるためコストアップを抑制することができ、また、サーモスタットを設ける場合に比べて冷却水の流通抵抗を少なくすることができる。
Further, the
次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、上記実施例1と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。 Next, another embodiment will be described. In the description of the other embodiments, the same components as those of the first embodiment are not shown, or the same reference numerals are given and the description thereof is omitted, and only the differences are described.
この実施例2の自動車用冷却水回路は、請求項1、3に記載の発明に対応する。 The automotive coolant circuit according to the second embodiment corresponds to the first and third aspects of the invention.
この実施例2は、実施例1における自動車用冷却水回路の変形例を示すものであり、図3の回路図に示すように、循環ポンプ手段が、冷却水循環回路11に並列に設けられた両流路12、13にそれぞれ設けた流量調整可能な2台の電動ポンプ41、42で構成され、該両電動ポンプ41、42の流れ方向が正流と逆流になるように配置されている。
The second embodiment shows a modification of the automotive coolant circuit in the first embodiment. As shown in the circuit diagram of FIG. 3, the circulating pump means is provided in parallel with the
即ち、この実施例2では、冷間始動時等の水冷エンジン1の速暖性が求められる状況においては、電動ポンプ42を駆動させることにより、図3の点線矢印で示すように、冷却水循環回路11における冷却水の流れ方向が逆流になる。
That is, in the second embodiment, in a situation where quick warming of the water-cooled engine 1 is required, such as during cold start, the cooling water circulation circuit is driven by driving the
すると、ラジエータ2が設けられた回路21には逆止弁5が設けられているため、冷却水はヒーターコア3が設けられたバイパス回路31を通って水冷エンジン1へと流れる。
Then, since the
これにより、熱交換容量の大きいラジエータ2を迂回して冷却水が循環することで、水冷エンジン1の速暖性が確保される。
As a result, the cooling water circulates around the
また、その間は、ヒーターコア3への冷却水の流れは確保されるので暖房性能を確保することができる。
Moreover, since the flow of the cooling water to the
さらに、この状態で、電動ポンプ42において冷却水の流量を減少する方向に制御し、ヒーターコア3へ必要流量だけ冷却水を循環させることができる。これにより、水冷エンジン1の速暖効果を高めることができるようになる。
Furthermore, in this state, the
次に、水冷エンジン1が所定温度以上に暖まった時点で、電動ポンプ42の駆動を停止させると共に、電動ポンプ41を駆動させることにより、図3の実線矢印で示すように、冷却水循環回路11における冷却水の流れ方向を正流に切り換える。
Next, when the water-cooled engine 1 is warmed to a predetermined temperature or higher, the driving of the
すると、水冷エンジン1からでる冷却水は逆止弁5を通過してラジエータ2へ流れる一方、ヒーターコア3を流れて水冷エンジン1に戻る流れとなる。これにより、水冷エンジン1を効率的に冷却することができると共に、水冷エンジン1で熱交換された冷却水の温度で十分な暖房効果を得ることができる。
Then, the cooling water from the water-cooled engine 1 passes through the
以上のように、この実施例2では、実施例1と同様の効果が得られる。
また、この実施例2では、2台の電動ポンプ41、42を備えることで、正流と逆流に切り換える機能は必要でないため、切り換え機能を有する軸流ポンプ等に比べて効率の高い遠心ポンプ等を使用することが可能になるという、追加の効果が得られる。
As described above, in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
Further, in the second embodiment, since the two
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
例えば、実施例2では、両電動ポンプ41、42を流量調整可能としたが、正流側の電動ポンプ41は、必ずしも流量調整可能でなくてもよい。
For example, in the second embodiment, the flow rates of both the
1 水冷エンジン
11 冷却水循環回路
12 流路
13 流路
2 ラジエータ
21 ラジエータ側回路
3 ヒーターコア
31 バイパス回路
4 電動ポンプ(循環ポンプ手段)
41 電動ポンプ(循環ポンプ手段)
42 電動ポンプ(循環ポンプ手段)
5 逆止弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
41 Electric pump (circulation pump means)
42 Electric pump (circulation pump means)
5 Check valve
Claims (4)
該冷却水循環回路に流量調整可能で流れ方向を正流と逆流に切り換え可能な循環ポンプ手段が設けられ、
前記ヒーターコアと並列に設けられたラジエータ側の回路に前記冷却水の流れ方向の逆流を阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする自動車用冷却水回路。 In the cooling water circulation circuit in which the cooling water is circulated between the water cooling engine and the radiator, and the heater core is provided in the bypass circuit provided in parallel with the radiator,
The cooling water circulation circuit is provided with a circulation pump means capable of adjusting the flow rate and capable of switching the flow direction between forward flow and reverse flow,
A cooling water circuit for an automobile, wherein a check valve for preventing a reverse flow in the flow direction of the cooling water is provided in a circuit on a radiator side provided in parallel with the heater core.
該両電動ポンプの流れ方向が正流と逆流になるように配置されていることを特徴とする自動車用冷却水回路。 The automotive coolant circuit according to claim 1, wherein the circulation pump means is composed of two electric pumps with adjustable flow rates respectively provided in both flow paths provided in parallel to the coolant circulation circuit,
An automotive coolant circuit, wherein the electric pumps are arranged so that the flow directions of the electric pumps are normal and reverse.
冷間始動時等の前記水冷エンジンの速暖性が求められる状況においては前記循環ポンプ手段の流れ方向を逆流に切り換え、その間前記冷却水の循環流量を減少させる方向に前記循環ポンプ手段を制御するようにしたことを特徴とする自動車用冷却水回路の制御方法。 Cooling water is circulated between the water-cooled engine and the radiator, and a heater core is provided in a bypass circuit provided in parallel with the radiator. The flow rate can be adjusted in the cooling water circulation circuit, and the flow direction can be switched between the forward flow and the reverse flow. In an automotive coolant circuit in which a non-circulation pump means is provided, and a check valve for preventing a reverse flow in the flow direction of the coolant is provided in a circuit on the radiator side provided in parallel with the heater core,
In a situation where quick warming of the water-cooled engine is required such as during cold start, the flow direction of the circulation pump means is switched to a reverse flow, and the circulation pump means is controlled in a direction to reduce the circulation flow rate of the cooling water during that time. A method for controlling a cooling water circuit for an automobile, which is characterized in that
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109386369A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 丰田自动车株式会社 | The cooling device of vehicle and the control method of vehicle |
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2008
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