用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置及冷卻控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于冷卻內(nèi)燃機(jī)比如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻控制裝置及冷卻控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)用于冷卻內(nèi)燃機(jī)比如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻控制裝置在用以控制冷卻劑流動(dòng)的控制系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí)，該內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))過(guò)熱。
[0003]作為一種防止內(nèi)燃機(jī)的這種過(guò)熱的技術(shù)，日本專(zhuān)利第3794783號(hào)公開(kāi)了一種技術(shù)，在檢測(cè)到內(nèi)燃機(jī)中的冷卻劑溫度異常時(shí)，該技術(shù)通過(guò)使用離合器機(jī)構(gòu)解除馬達(dá)與流路控制閥之間的控制驅(qū)動(dòng)閥的連接。這種技術(shù)通過(guò)強(qiáng)制打開(kāi)流路控制閥以促進(jìn)冷卻劑的循環(huán)來(lái)防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題
[0005]然而，當(dāng)離合器控制回路在馬達(dá)故障期間失效時(shí)，流路控制閥不能被強(qiáng)制打開(kāi)而是被固定在關(guān)閉狀態(tài)。其結(jié)果是，沒(méi)有任何冷卻劑流向散熱器，從而發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。
[0006]此外，由于離合器控制回路和離合器機(jī)構(gòu)是必要的，所以部件的數(shù)目很大，這會(huì)導(dǎo)致成本增加。
[0007]本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的目的是提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置及冷卻控制方法，其在回路切換未能將所述內(nèi)燃機(jī)中的內(nèi)部冷卻劑通道與通過(guò)散熱器的外部冷卻通道彼此連接時(shí)，可以將所述內(nèi)部冷卻通道內(nèi)的冷卻劑發(fā)送至所述散熱器，并且其不會(huì)增加部件的數(shù)量，也不會(huì)相應(yīng)地增加成本。
[0008]問(wèn)題的解決方案
[0009]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置設(shè)置有:分支通道，在回路切換裝置出現(xiàn)故障并且未能執(zhí)行將內(nèi)部冷卻劑通道與外部冷卻劑通道中的、通過(guò)散熱器的一個(gè)外部冷卻劑通道彼此連接的回路切換時(shí)，分支通道用以將內(nèi)部冷卻劑通道中的冷卻劑發(fā)送至通過(guò)散熱器的外部冷卻劑通道；以及蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)，設(shè)置在所述分支通道中并且用以在所述內(nèi)燃機(jī)被過(guò)度加熱時(shí)打開(kāi)所述分支通道。在所述冷卻控制裝置中，所述蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)的感溫部設(shè)置在用以將所述內(nèi)部冷卻劑通道中的冷卻劑發(fā)送至節(jié)流室的外部冷卻劑通道的入口附近。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的冷卻回路圖。
[0011 ] 圖2是圖1中的回路切換機(jī)構(gòu)的剖視圖。
[0012]圖3是設(shè)置在圖1的回路切換機(jī)構(gòu)中的蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)的剖視圖，部分(A)示出處于低溫下的操作狀態(tài)而部分(B)示出處于高溫下的操作狀態(tài)。
[0013]圖4是示出在該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置中冷卻劑溫度上升的曲線(xiàn)圖。
[0014]圖5是該實(shí)施例的另一示例中的內(nèi)燃機(jī)的冷卻回路圖。
[0015]圖6是在圖5的冷卻回路中使用的回路切換機(jī)構(gòu)的剖視圖。
[0016]圖7包括分別示出設(shè)置在圖6的回路切換機(jī)構(gòu)中的蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)的操作狀態(tài)的剖視圖，部分(A)示出打開(kāi)操作前的狀態(tài)，部分(B)示出開(kāi)始打開(kāi)操作的狀態(tài)，而部分(C)示出打開(kāi)操作狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面參照附圖，對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置及冷卻控制方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]圖1示出了內(nèi)燃機(jī)的冷卻回路圖。例如，冷卻劑經(jīng)由氣缸體2和氣缸蓋3在其中循環(huán)的內(nèi)部冷卻劑通道4形成在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等的內(nèi)燃機(jī)I中。多個(gè)外部冷卻劑通道連接至內(nèi)部冷卻劑通道4。各外部冷卻劑通道包括通過(guò)作為熱交換器的散熱器5的散熱器回路6 (6A、6B)、通過(guò)加熱器芯體7的加熱器回路8 (8A、8B)以及通過(guò)水泵9的旁通回路10 (10A、10B)。例如，水被用作冷卻劑。
[0019]散熱器回路6包括連接散熱器5和回路切換機(jī)構(gòu)11的散熱器回路6A以及連接散熱器5和水泵9的散熱器回路6B，回路切換機(jī)構(gòu)11是連接至內(nèi)部冷卻劑通道4的出口 4A的回路切換裝置。散熱器回路6將形成于內(nèi)燃機(jī)I中的內(nèi)部冷卻劑通道4中被加熱的冷卻劑發(fā)送至散熱器5，并且被加熱的冷卻劑通過(guò)與空氣進(jìn)行熱交換在散熱器5中被冷卻。然后，散熱器回路6將被冷卻的冷卻劑返回至內(nèi)部冷卻劑通道4。
[0020]加熱器回路8包括連接回路切換機(jī)構(gòu)11和加熱器芯體7的加熱器回路8A以及連接加熱器芯體7和水泵9的加熱器回路8B。加熱器回路8使形成于內(nèi)燃機(jī)I中的內(nèi)部冷卻劑通道4中被加熱的冷卻劑在加熱器芯體7中散布熱量，然后使冷卻劑在熱量散布后返回至內(nèi)部冷卻劑通道4。
[0021]芳通回路10包括連接回路切換機(jī)構(gòu)11和水栗9的芳通回路1A以及連接水栗9和內(nèi)部冷卻劑通道4的旁通回路10B。旁通回路10使形成于內(nèi)燃機(jī)I中的內(nèi)部冷卻劑通道4中的冷卻劑返回至內(nèi)部冷卻劑通道4，而不使冷卻劑流過(guò)散熱器回路6。
[0022]圖2示出了回路切換機(jī)構(gòu)11的主要部分的剖視圖?；芈非袚Q機(jī)構(gòu)11包括主體12，主體中形成有分別連接至內(nèi)部冷卻劑通道4、散熱器回路6、加熱器回路8和旁通回路10的流動(dòng)通道。主體12的側(cè)面上設(shè)置有用于與散熱器回路6連接的散熱器軟管連接口 13、用于與加熱器回路8連接的加熱器軟管連接口 14和用于與旁通回路10連接的旁通軟管連接P 15。
[0023]主體12中設(shè)置有回路切換裝置16，用于通過(guò)將內(nèi)部冷卻劑通道4連接至散熱器回路6、加熱器回路8和旁通回路10中的每個(gè)或者通過(guò)將內(nèi)部冷卻劑通道4與散熱器回路6、加熱器回路8和旁通回路10中的每個(gè)斷開(kāi)來(lái)切換回路，以使從內(nèi)部冷卻劑通道4的出口 4A流入主體的冷卻劑按所需流向這些回路中的一個(gè)回路。在圖2中，回路切換裝置16示意性地示出。
[0024]此外，主體12中設(shè)置有分支通道28，其是與使從冷卻劑引入口 29流入的冷卻劑流向散熱器軟管連接口 13的流動(dòng)通道分開(kāi)的流動(dòng)通道，冷卻劑引入口 29形成于主體下部并連接至內(nèi)部冷卻劑通道4的出口 4A。分支通道28配置成使得從所述主體下部中的冷卻劑引入口 29引入的冷卻劑流向散熱器軟管連接口 13，而不經(jīng)過(guò)回路切換裝置16。
[0025]分支通道28設(shè)置有蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30，其在內(nèi)燃機(jī)I過(guò)熱時(shí)打開(kāi)分支通道28。如圖3所示，在蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30中，當(dāng)封裝在金屬容器31中的蠟32被加熱時(shí)，蠟32從固相變化至液相且其體積增大，從而向上推動(dòng)活塞33。此外，在蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30中，當(dāng)蠟32被冷卻并且從液相變化至固相時(shí)，其體積減小，并使活塞33退入到金屬容器31中并返回至其原始狀態(tài)。
[0026]在蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30中，活塞33的前端部被固定至散熱器軟管連接口 13的內(nèi)壁面。這里，活塞33具有的形狀不阻斷冷卻劑從回路切換裝置16向散熱器軟管連接口 13的流動(dòng)。此外，設(shè)置在金屬容器31的前端的密封部34具有的形狀在常溫下阻斷分支通道28的出口。在蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30中，當(dāng)在內(nèi)部冷卻劑通道4中流動(dòng)的冷卻劑的溫度由于內(nèi)燃機(jī)I的過(guò)度加熱而變高時(shí)，蠟32因高溫冷卻劑的熱量而從固相變化至液相，而活塞33從金屬容器31突伸出。這導(dǎo)致密封部34移離分支通道28的出口且分支通道28從而被打開(kāi)。
[0027]在蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)I的過(guò)度加熱狀態(tài)被消除且在內(nèi)部冷卻劑通道4中流動(dòng)的冷卻劑處于身為低溫的正常溫度狀態(tài)時(shí)，蠟32由于低溫冷卻劑的熱量而從液相變化至固相，而活塞33回縮到金屬容器31中。這使得密封部34阻斷分支通道28的出口，并從而關(guān)閉分支通道28。
[0028]蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30的操作溫度高于回路切換裝置16進(jìn)行回路切換時(shí)的回路切換溫度并且低于內(nèi)燃機(jī)I過(guò)熱時(shí)的溫度。
[0029]在通常的冷卻控制裝置中，當(dāng)回路切換裝置16由于某種原因而出現(xiàn)故障而散熱器回路6、加熱器回路8和旁通回路10的關(guān)閉時(shí)，流過(guò)形成于內(nèi)燃機(jī)I中的內(nèi)部冷卻劑通道4的冷卻劑的溫度變得過(guò)高，且這會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱。
[0030]然而，在本實(shí)施例中，蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30在內(nèi)部冷卻劑通道4中的冷卻劑溫度達(dá)到過(guò)熱的高溫之前進(jìn)行操作來(lái)打開(kāi)分支通道28。這導(dǎo)致內(nèi)部冷卻劑通道4中的冷卻劑經(jīng)由分支通道28流向散熱器回路6。其結(jié)果是，可以防止內(nèi)燃機(jī)I的過(guò)熱。
[0031]此外，在本實(shí)施例中沒(méi)有使用復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，比如離合器機(jī)構(gòu)。而是，使用蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30，其通過(guò)利用蠟32由于在內(nèi)部冷卻劑通道4中流動(dòng)的冷卻劑的熱量而從固相至液相的相變以及從液相至固相的相變所引發(fā)的體積變化進(jìn)行操作。因此，不需要用以操作的復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)或操作機(jī)構(gòu)。因此，可以避免由于增加構(gòu)成該裝置的部件的數(shù)量而帶來(lái)的成本增加，此外，還能夠提高可靠性。
[0032]在本實(shí)施例中，蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30的操作溫度被設(shè)定為高于回路切換溫度的溫度，在回路切換溫度下通過(guò)回路切換裝置16的工作執(zhí)行回路切換。因此，蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30僅在檢測(cè)到異常時(shí)工作來(lái)打開(kāi)分支通道28。因此，可以提供故障安全功能，而不會(huì)損害內(nèi)燃機(jī)I的暖機(jī)性能。
[0033]此外，在本實(shí)施例的冷卻控制方法中，當(dāng)回路切換裝置16的故障導(dǎo)致散熱器回路6和內(nèi)部冷卻劑通道4彼此斷開(kāi)且內(nèi)燃機(jī)I被過(guò)度加熱時(shí)，設(shè)置在分支通道28中、用于將內(nèi)部冷卻劑通道4中的冷卻劑發(fā)送至散熱器回路6和散熱器5的蠟式熱動(dòng)開(kāi)關(guān)30操作，以打開(kāi)分支通道28并且