流体控制装置的制作方法

本实用新型涉及发动机等的冷却系统所使用的流体控制装置。

背景技术：

车辆的发动机为了提高燃料经济性等而进行下述控制，即，在发动机温度低时进行热机运转，在发动机温度上升后使该温度大致固定。作为用于此处的发动机的冷却系统，存在下述系统：在冷却水温度低时，通过关闭恒温阀，从而不经由散热器而经由旁路通路使冷却水循环，在冷却水温度变高时，通过打开该阀，从而经由散热器使冷却水循环，将冷却水温度控制为固定。

专利文献1中公开了一种电磁阀，在这种发动机的冷却系统中，电磁阀在发动机出口侧具有通过弹簧向关闭方向施力的可动部。该电磁阀构成为，在线圈励磁时变为闭合状态，在线圈非励磁时变为打开状态。当该电磁阀在对线圈励磁时，阀体吸附于阀座而被维持成闭合状态，停止冷却系统整体的冷却水的流动。在该状态下，发动机内部的热不会经由冷却水释放到外部，因此，促进热机。之后，当检测到发动机的温度变成规定温度而使电磁阀的线圈成为非励磁时，电磁阀受到冷却水的流体压力而变为打开状态。由此，在发动机外部未被加热的冷却水立刻流入发动机内部，促进发动机的冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-525653号公报

技术实现要素：

在发动机的冷却系统中，在专利文献1所记载的电磁阀中，为了维持闭合状态需要持续通电而产生磁力。此时，由于电磁阀需要消耗电力，所以该消耗电力导致燃料经济性降低。

因此，需要能够降低流体控制阀的开闭动作所需的电力的流体控制装置。

本实用新型的流体控制装置的特征结构在于，具备：阀体及阀座、施力部件、电动泵、以及控制部。上述阀体及阀座设于流体的流路，一方由磁性体形成，另一方具备磁铁，以使得通过抵接或分离来控制流体的流通；上述施力部件对所述阀体向所述阀座侧施力；上述电动泵使流体在所述流路流通；上述控制部在对抵接于所述阀座而处于闭合状态的所述阀体进行打开操作时，进行将所述电动泵的输出提高至预先设定的状态的控制。

在本结构中，阀体及阀座的一方由磁性体形成，另一方具备磁铁，并且具备对阀体向阀座侧施力的施力部件。由此，流体控制装置可以利用磁铁的吸引力和施力部件的作用力来维持成闭合状态。另外，具备电动泵以及控制部，上述电动泵使流体在流路流通，上述控制部在对抵接于阀座而处于闭合状态的阀体进行打开操作时，进行将所述电动泵的输出提高至预先设定的状态的控制，因此，流体控制装置能够仅通过提高来自于电动泵的输出而变更为打开状态。

这样，流体控制装置利用磁铁的吸引力来维持闭合状态，并且从电动泵受到流体压力而变为打开状态。由此，能够降低流体控制装置的消耗电力。此外，与电磁阀相比，不需要包含螺线管的磁回路，因此，用于使阀体进行开闭工作的结构简单，且制造成本也降低。

本实用新型的流体控制装置的其它特征结构在于，具备第一流路和第二流路，上述第一流路使流体从所述电动泵经由散热器进行流通；上述第二流路使流体从所述电动泵不经由所述散热器而经由加热器芯进行流通，在上述第二流路产生流体请求时，上述控制部提高上述电动泵的输出。

如本结构那样，在流体从电动泵不经由散热器而经由加热器芯流通的第二流路产生了流体请求时，控制部提高电动泵的输出，由此，来自于电动泵的流体力超过将阀体保持为闭合状态的力(磁铁的吸引力及施力结构)，阀体转变成打开状态。由此，流体在第二流路流通，可以向加热器芯供给流体。

本实用新型的流体控制装置的其它特征结构在于，在所述第二流路有流体请求，且所述阀体为闭合状态时，所述控制部进一步提高所述电动泵的输出。

针对相对于第二流路的流体请求，即使在控制部将电动泵的输出提高至预先设定的状态的情况下，也可能产生由于例如阀体工作上的问题等而引起的流体控制装置不能转变成打开状态的情况。因此，在本结构中，在第二流路有流体请求，且阀体为闭合状态时，控制部以进一步提高电动泵的输出的方式进行控制。由此，由于相对于阀体来自电动泵的流体压力增加，因此流体控制装置能够可靠地转变成打开状态。

附图说明

图1是表示发动机冷却系统的整体结构的概略图；

图2是冷却液控制阀的闭合状态的截面图；

图3是冷却液控制阀开始开阀时的状态的截面图；

图4是冷却液控制阀的打开状态的截面图；

图5是表示电动泵的控制Duty、控制阀流量、发动机内温度和控制阀的开闭

状态的关系的图；

图6是表示电动泵的控制Duty、控制阀流量和控制阀的开闭状态的关系的图；

图7是冷却液控制阀的开闭控制的流程图；

图8是第二实施方式的冷却液控制阀的截面图；

图9是表示电动泵的控制Duty、控制阀流量和控制阀的开闭状态的关系的图；

图10是其它方式的冷却液控制阀的截面图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本实用新型的流体控制装置的实施方式。

图1是表示流体控制装置20的整体结构的说明。在发动机21的冷却水(冷却液)流出端口22连接有散热器23的流入端口24，散热器23的流出端口25与恒温阀26的流入端口27连接。恒温阀26的流出端口28与电动泵31的吸入端口32连接，电动泵31的未图示的排出端口与发动机21的未图示的冷却水(冷却液)流入端口连接。

发动机21的未图示的制热用流出端口与冷却液控制阀1的流入端口6(参照图2)连接。冷却液控制阀1的流出端口7与加热器芯33的流入端口34连接，加热器芯33的流出端口35与恒温阀26的旁路流入端口29连接。旁路流入端口29连通至流出端口28。

流体控制装置20具备第一流路41、第二流路42，第一流路41使来自电动泵31的流体经由散热器23流通，第二流路42使来自电动泵31的流体经由加热器芯33流通，冷却液控制阀1被配置在第二流路42。在第二流路42中，与加热器芯33并联地连接有其它冷却系统部件(EGR冷却器等)36。在流体控制装置20中具备控制电动泵31的输出的控制部37。在本实施方式中，电动泵31由不依赖于发动机转速且可变更喷出力(喷出量)的电动泵31构成，但也可以由机械式可变泵构成。

如图2所示，冷却液控制阀1具备外壳8、阀座14、可以在离开阀座14的位置和与该阀座14抵接的位置移动的阀体11。阀体11及阀座14被设于流体的流路，一方由磁性体形成，另一方具备磁铁，使得通过抵接或分离来控制流体的流通。在本实施方式中，阀体11由磁性体形成，阀座14具备磁铁。也可以在阀体11具备磁铁，阀座14由磁性体形成。

阀体11由磁性体12和覆盖磁性体12的树脂体13构成。磁性体12被配置成相对于阀座14露出。在阀体11形成有流体的流通孔11a。流通孔11a成为后述的小流量的流体的流路。阀座14被构成为将磁铁配置在阀体11的相向面。

外壳8具备流入端口6、流出端口7、以相对于流入端口6同心状地相向的方式形成的开口部15、对开口部15进行密封的罩体16，流出端口7被设置在从流入端口6直线前进的方向上。在阀体11和罩体16之间设置有作为施力结构的螺旋弹簧17，螺旋弹簧17对阀体11向阀座14的方向施力。阀体11通过螺旋弹簧17的作用力抵接到阀座14，并且通过来自阀座14的磁力吸附于阀座14。

在电动泵31停止时，在冷却液控制阀1的流入端口6不产生流体压力。因此，阀体11受到阀座14(磁铁)的吸引力和螺旋弹簧17的作用力而变为闭合状态。

在电动泵31工作时，在阀座14(磁铁)的吸引力Fm1和螺旋弹簧17的作用力Fs1之和比来自电动泵31的流体力(由流体作用的力)Fw1大的情况下，阀体11被保持在抵接到阀座14的状态(闭合状态)(图2)。

例如，当发动机21内的温度上升至规定温度时，控制部37进行将电动泵31的Duty增大至预先设定的Duty的控制(进行将电动泵31的输出提高至预先设定的状态的控制)，以使阀体11成为打开的状态(参照图5、图6)。由此，阀体11开始向打开方向移动(图3)。为了使阀体11抵抗阀座14(磁铁)的吸引力和螺旋弹簧17的作用力而使其移动，需要使作用于阀体11的流体力Fw2大幅超过磁铁的吸引力Fm2和螺旋弹簧17的作用力Fs2之和。

如图4所示，当阀体11变为打开状态时，磁铁的吸引力Fm3减小，螺旋弹簧17的作用力Fs3增加。为了维持冷却液控制阀1的打开状态，需要流体力Fw3比磁铁的吸引力Fm3和螺旋弹簧17的作用力Fs3之和大。

对于停止状态的电动泵31，在第二流路42有紧急性高的流体请求的情况下，控制部37起动电动泵31并进行将Duty增大至预先设定的Duty的控制(起动电动泵31并进行将输出提高至预先设定的状态的控制)(图5)。于是，阀体11转变成打开状态，经由冷却液控制阀1向第二流路42的加热器芯33供给流体，发动机内温度降低。如果冷却液控制阀1转变成打开状态，则电动泵31被控制为比开始开阀时的最大Duty低的Duty。这是因为，与开始开阀时不同，如果上述流体力Fw3为比磁铁的吸引力Fm3与螺旋弹簧17的作用力Fs3之和大的状态，则维持冷却液控制阀1的打开状态。

对于可动状态的电动泵31，在第二流路42有紧急性高的流体请求的情况下，已从冷却液控制阀1(流通孔11a)向第二流路42的冷却系统部件36供给小量的流体。在该情况下，控制部37进行将可动中的电动泵31的Duty增大至预先设定的Duty的控制(进行将可动中的电动泵31的输出提高至预先设定的状态的控制)(图6)。由此，阀体11转变成打开状态，经由冷却液控制阀1向第二流路42的加热器芯33供给流体。

冷却水在发动机21的内部被加热后，由散热器23冷却，经由恒温阀26通过电动泵31进行循环。在发动机21为低温时，恒温阀26变为闭合状态。在制热工作时，在发动机21的内部被加热的冷却水经由通过流体压力维持在打开状态的冷却液控制阀1向加热器芯33供给，对室内制热。在加热器芯33被冷却了的冷却水经由恒温阀26通过电动泵31进行循环。

这样，由于阀体11及阀座14的一方由磁性体形成，在另一方具备磁铁，所以可以利用磁铁的吸引力和螺旋弹簧17的作用力将阀体11维持在闭合状态。此外，由于流体控制装置20具备电动泵31和控制电动泵31的输出的控制部37，所以冷却液控制阀1可以利用来自电动泵31的流体压力转变成打开状态。

由于阀体11利用磁铁的吸引力和来自电动泵31的流体压力进行开闭，所以与电磁阀不同，在开闭工作中不需要电力。由此，可以实现流体控制装置20的消耗电力的降低，可以提高燃料经济性。此外，由于冷却液控制阀1不需要包含螺线管的磁回路，所以可以实现冷却液控制阀1的小型化，且制造成本也降低。

在车辆行驶时等，例如在驾驶者进行除霜请求的操作的情况下，即使在窗玻璃变得模糊的情况等下也能够确保视野，因此处于紧急性高的状况。在该情况下，通过控制部37进行基于图7所示的流程图的控制。首先，确认有无除霜请求(#01)，如果确认到除霜请求(Yes)，则进行电动泵31的Duty控制(#02)(将Duty增大至预先设定的Duty，即提高输出)。响应于此，基于发动机21的冷却水温度等确认阀体11是否受到流体压力而变成打开状态(#03)。

确认有无除霜请求(#01)，如果未确认到除霜请求(No)，则维持电动泵31的Duty(#04)。之后，确认发动机21内的冷却水温度是否为规定温度T1以上(#05)，如果为规定温度T1以上，则进行电动泵31的Duty控制(#02)(将Duty增大至预先设定的Duty，即提高输出)。

这样，通过进行电动泵31的Duty控制，当阀体11可以从闭合状态转变成打开状态时，可以根据需要进行对发动机21的快速的流体供给，提高冷却液控制阀1的操作性。另外，驾驶者的上述的紧急请求不限于除霜请求，也可以是制热等加热请求。

[第二实施方式]

在本实施方式的流体控制装置20中，如图8所示，阀体11不具有小流量用的流通孔。在该情况下，对于停止状态的电动泵31，在从第二流路42有紧急性的高的流体的供给请求的情况下，进行与第一实施方式中说明的图5相同的控制。即，对于停止状态的电动泵31，控制部37在对处于闭合状态的阀体11进行打开操作时，起动电动泵31，将控制Duty增大至预先设定的Duty，即提高输出。

另一方面，对于可动状态的电动泵31，在有从第二流路42紧急性的高的流体的供给请求的情况下，来自电动泵31的流体已经经由例如在冷却液控制阀1附近的发动机部分形成的旁路流路向其它冷却系统部件36供给。在该情况下，如图9所示，控制部37将设定为低的电动泵31的控制Duty增大至预先设定的Duty，即提高输出。于是，阀体11转变成打开状态，经由冷却液控制阀1向第二流路42的加热器芯33供给流体。

[其它的实施方式]

在上述实施方式中，示出了在冷却液控制阀1中流入端口6和流出端口7被直线状地设置的例子，但如图10所示，也可以是流入端口6和流出端口7正交的冷却液控制阀1。

在上述实施方式中，示出了将冷却液控制阀1配置在向加热器芯33的第二流路42的例子，但冷却液控制阀1也可以为向第二流路42和向散热器23的第一流路41双方供给流体的结构。

在上述实施方式中，可以将流体控制装置20用于发动机21主体的冷却系统，但也可以适用于设置于排气管的催化剂的冷却系统或液冷式油冷却器等。此外，也可以作为用于电动车辆的电机、逆变器、二次电池、燃料电池等的热源的冷却系统或排热回收系统的冷却液控制阀来应用。

符号说明

1 冷却液控制阀

11 阀体

11a流通孔

14 阀座

17 螺旋弹簧

20 流量控制装置

23 散热器

33 加热器芯

36 冷却系统部件

31 电动泵

37 控制部

41 第一流路

42 第二流路

Fm1、Fm2、Fm3 磁铁的吸引力

Fs1、Fs2、Fs3 施力机构的作用力

Fw1、Fw2、Fw3 流体力(流体压力产生的力)