JP2000240510A

JP2000240510A - 内燃機関の冷却水用ヒータ装置

Info

Publication number: JP2000240510A
Application number: JP11042149A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Kitada; 孝佳北田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の冷却水用ヒータ装置に
関し、ＥＧＲ装置が搭載された内燃機関において、内燃
機関の冷却水を速やかに昇温させることを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、排気通路１８と吸気通
路１４とを連通する排気還流通路３８、および、ウォー
タジャケット４６の出口側とヒータコア５４の入口側と
を連通するヒータ通路５３を備えている。内燃機関１０
に、排気還流通路３８を流通する排気ガスと、ヒータ通
路５３を流通する冷却水との間で熱交換を行う熱交換器
４０を設ける。かかる構成によれば、排気通路１８から
吸気通路１４に還流する排気ガスの熱量がヒータ通路５
３を流通する冷却水に伝達されることで、冷却水を速や
かに昇温させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の冷却水
用ヒータ装置に係り、特に、内燃機関から排出される排
気ガスを利用して内燃機関の冷却水を昇温させる内燃機
関の冷却水用ヒータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３−１２０８
１４号に開示される如く、内燃機関を熱源とすることに
より内燃機関の冷却水を昇温させる内燃機関の冷却水用
ヒータ装置が知られている。かかる装置は、大気中へ排
出される排気ガスと、内燃機関の冷却水との熱交換を行
う熱交換器を備えている。このため、上記従来の装置に
よれば、大気中へ排出される排気ガスの熱量を内燃機関
の冷却水に伝達することができる。冷却水に多量の熱量
が伝達されると、内燃機関が暖機状態に速やかに移行す
るのが可能となると共に、車室内に供給する空気を速や
かに加熱することが可能となる。従って、上記従来の装
置によれば、内燃機関の冷却水が速やかに昇温されるこ
とで、寒冷時に、車室内ヒータを速やかに昇温させるこ
とができると共に、内燃機関を速やかに暖機させること
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
おいて、排気ガスの一部を排気側から吸気側に還流させ
ることにより排気エミッションの向上を図る排気還流装
置（以下、ＥＧＲ装置と称す）が知られている。ＥＧＲ
装置を搭載した内燃機関においてＥＧＲ制御が実行され
ると、排気還流通路を還流する排気ガスのガス量が増加
し、大気中へ排出される排気ガスのガス量が減少する。
このため、ＥＧＲ装置が搭載され、かつ、上記従来の装
置の如き熱交換器が搭載された内燃機関において、ＥＧ
Ｒ制御が実行された場合には、内燃機関から排出された
排気ガスから冷却水に伝達される熱量が減少する。従っ
て、かかる内燃機関では、排気還流時に内燃機関から排
出される排気ガスの熱量が効率よく冷却水に伝達されな
いことで、冷却水の温度上昇が速やかに行われなくな
り、その結果、寒冷時に車室内ヒータを速やかに昇温さ
せることができなくなると共に、内燃機関を速やかに暖
機することができなくなってしまう。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ＥＧＲ装置が搭載された内燃機関において、内
燃機関の冷却水を速やかに昇温させることが可能な内燃
機関の冷却水用ヒータ装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、冷却水を流通させる冷却水通路と、排
気ガスの一部を排気通路から吸気通路に向けて還流させ
る排気還流通路と、を備える内燃機関の冷却水を加熱す
る内燃機関の冷却水用ヒータ装置において、前記冷却水
通路を流通する冷却水と、前記排気還流通路を流通する
排気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を備えることを
特徴とする内燃機関の冷却水用ヒータ装置により達成さ
れる。

【０００６】本発明において、内燃機関は、冷却水を流
通させる冷却水通路、および、排気ガスの一部を排気通
路から吸気通路に向けて還流させる排気還流通路を備え
ている。また、内燃機関は、冷却水通路を流通する冷却
水と、排気還流通路を流通する排気ガスとの間で熱交換
を行う熱交換器を備えている。このため、排気還流時に
おいて、排気通路から吸気通路に還流する排気ガスの熱
量は、内燃機関の冷却水に伝達される。従って、本発明
によれば、排気還流時に冷却水を速やかに昇温させるこ
とが可能となる。

【０００７】また、請求項２に記載する如く、冷却水を
流通させる冷却水通路と、排気タービンの内部に可変ノ
ズルを備えるターボチャージャと、前記排気タービンを
バイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路の導通
状態を切り換える制御弁と、を備える内燃機関の冷却水
を加熱する内燃機関の冷却水用ヒータ装置において、前
記冷却水通路を流通する冷却水と、前記バイパス通路を
流通する排気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、内
燃機関の冷間時に、排気ガスが前記バイパス通路を流通
するように前記可変ノズルおよび前記制御弁を駆動する
駆動手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の冷却
水用ヒータ装置は、内燃機関の冷間時に内燃機関の冷却
水の温度を速やかに上昇させるうえで有効である。

【０００８】本発明において、内燃機関は、冷却水を流
通させる冷却水通路、排気タービンの内部に可変ノズル
を備えるターボチャージャ、排気タービンをバイパスす
るバイパス通路、および、バイパス通路の導通状態を切
り換える制御弁を備えている。また、内燃機関は、冷却
水通路を流通する冷却水と、バイパス通路を流通する排
気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を備えている。内
燃機関の冷間時において、可変ノズルおよび制御弁は、
排気ガスがバイパス通路を流通するように駆動される。
このため、内燃機関の冷間時に、内燃機関から排出され
た排気ガスがバイパス通路を通って熱交換器に達するこ
とで、排気ガスの熱量が効率よく冷却水に伝達される。
従って、本発明によれば、内燃機関の冷間時に、内燃機
関の冷却水を速やかに昇温させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
内燃機関１０のシステム構成図を示す。本実施例の内燃
機関１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１を備えて
おり、ＥＣＵ１１により制御される。本実施例の内燃機
関１０は、内部に４つの気筒を備える直列４気筒式の内
燃機関である。各気筒には、吸気ポートおよび排気ポー
トが形成されている。吸気ポートには、インテークマニ
ホールド１２を介して吸気通路１４が連通している。一
方、排気ポートには、エギゾーストマニホールド１６を
介して排気通路１８が連通している。

【００１０】吸気通路１４には、インタークーラ２０が
配設されている。インタークータ２０は、吸気通路１４
に流入した空気を冷却する。インタークーラ２０の上流
側には、可変ノズル型ターボチャージャ（以下、単にタ
ーボチャージャと称す）２２のコンプレッサ２４が連通
している。コンプレッサ２４には、エアフィルタ（図示
せず）が連通している。ターボチャージャ２２は、内燃
機関１０の運転中に、エアフィルタで濾過された空気を
コンプレッサ２４から吸気通路１４に向けて過給する。

【００１１】排気通路１８には、ターボチャージャ２２
の排気タービン２６が連通している。排気タービン２６
には、触媒コンバータ（図示せず）およびマフラ（図示
せず）が連通している。排気タービン２６は、内燃機関
１０から排出された排気ガスにより駆動される。コンプ
レッサ２４は、排気タービン２６の内部を流通する排気
ガスのエネルギを利用して、エアフィルタから導いた空
気を吸気通路１４へ過給する。排気通路１８から排気タ
ービン２６へ流入した排気ガスは、排気タービン２６の
内部に形成された流路を通って触媒コンバータへ向か
う。

【００１２】ターボチャージャ２２の排気タービン２６
には、可変ノズル３０が複数設けられている。可変ノズ
ル３０は、排気タービン２６の内部に形成された流路の
有効面積を可変する。可変ノズル３０には、図示しない
バキュームポンプから供給された負圧を動力源として作
動する負圧アクチュエータ３２が連結されている。負圧
アクチュエータ３２は、ＥＣＵ１１から供給される制御
信号に応じて可変ノズル３０の開度を変化させる。具体
的には、ＥＣＵ１１は、内燃機関１０が低負荷・低回転
領域で回転する場合は上記の流路の有効面積が小さくな
るように、内燃機関１０が高負荷・高回転領域で回転す
る場合は上記の流路の有効面積が大きくなるように、可
変ノズル３０を駆動する。かかる構成によれば、吸気通
路１４に優れた応答性で十分な過給圧が確保されると共
に、内燃機関１０の出力が低下するのが防止される。

【００１３】内燃機関１０は、ターボチャージャ２２の
排気タービン２６をバイパスするバイパス通路３４を備
えている。バイパス通路３４には、排気タービン２６の
上流側と下流側との導通状態を切り換えるウェイストゲ
ートバルブ（以下、ＷＧバルブ）３６が設けられてい
る。ＷＧバルブ３６は、吸気通路１４の過給圧が所定値
を越えた場合に開弁状態となり、過剰な空気が内燃機関
１０に供給されるのを防止する役割を有している。ＷＧ
バルブ３６は、ＥＣＵ１１から供給される駆動信号に応
じて上記の導通状態を切り換える。

【００１４】内燃機関１０は、また、排気通路１８と吸
気通路１４とを連通する排気還流通路３８を備えてい
る。排気還流通路３８には、熱交換器４０が配設されて
いる。熱交換器４０は、排気還流通路３８を流通する排
気ガスと、後述するヒータ通路を流通する冷却水との間
で効率よく熱交換が行われるように構成されている。排
気還流通路３８には、また、熱交換器４０の下流側に排
気還流弁４２が配設されている。排気還流弁４２は、排
気通路１８と吸気通路１４との導通状態を切り換える弁
機構であり、ＥＣＵ１１から供給される駆動信号に応じ
て排気通路１８から吸気通路１４に還流させる排気ガス
のガス量を制御する。以下、還流される排気ガスをＥＧ
Ｒガスと称す。

【００１５】ＥＧＲガスが吸気通路１４に還流される
と、排気ガス中に含まれるＨ₂Ｏ，ＣＯ₂，Ｎ₂等の不
活性ガスの熱容量により、内燃機関１０の燃焼室内の燃
焼温度が低下し、その結果、排気ガス中に含まれるＮＯ
_xが減少する。このため、排気ガスを吸気通路１４に還
流することによれば、優れた排気エミッションを実現す
ることができる。本実施例において、ＥＣＵ１１は、適
量なＥＧＲガスが吸気通路１４に還流されるように排気
還流弁４２に対して駆動信号を供給する。

【００１６】内燃機関１０は、更に、熱交換器４０の下
流側と排気タービン２６の下流側とを連通する連通路４
３を備えている。連通路４３には、熱交換器４０の下流
側と排気タービン２６の下流側と導通状態を切り換える
ヒータ制御弁４４が配設されている。ヒータ制御弁４４
は、ＥＣＵ１１から供給される駆動信号に応じて、熱交
換器４０の下流側から連通路４３を介して大気中に向け
て放出する排気ガスのガス量を制御する。

【００１７】本実施例において、内燃機関１０には、そ
のシリンダ内部およびシリンダブロック内部に、冷却水
を循環させるウォータジャケット４６が形成されてい
る。ウォータジャケット４６のインレット側には、ウォ
ータポンプ５０の吐出口が連通している。ウォータポン
プ５０は、内燃機関１０の出力トルクを駆動源として作
動するポンプであり、内燃機関１０の運転中には所定流
量の冷却水をウォータジャケット４６に向けて吐出す
る。

【００１８】ウォータジャケット４６のアウトレット側
には、ウォータバルブ５２が配設されている。ウォータ
バルブ５２には、ヒータ通路５３を介して、直列に、上
記した熱交換器４０およびヒータコア５４が連通してい
る。すなわち、ヒータ通路５３の、ウォータジャケット
４６の出口側とヒータコア５４の入口側との間には、熱
交換器４０が設けられている。ヒータコア５４は、車室
内ヒータの熱源としての機能を有している。また、ウォ
ータバルブ５２には、ラジエータ通路５５を介して、冷
却水の熱を大気中に放出するラジエータ５６が連通して
いる。ヒータコア５４の下流側およびラジエータ５６の
下流側は、それぞれ、ウォータポンプ５０の吸入口に連
通している。

【００１９】ウォータバルブ５２は、後述するヒータブ
ロワスイッチと連動して作動する切り換え弁であり、ヒ
ータブロワスイッチがオン状態である場合、すなわち、
車室内ヒータを作動させる要求が生じている場合はウォ
ータジャケット４６のアウトレット側を主としてヒータ
コア５４に導通させ、一方、ヒータブロワスイッチがオ
フ状態である場合、すなわち、車室内ヒータを作動させ
る要求が生じていない場合はウォータジャケット４６の
アウトレット側を主としてラジエータ５６に導通させ
る。

【００２０】ウォータジャケット４６のアウトレット側
とラジエータ５６とが導通状態にある場合には、ウォー
タジャケット４６から流出した高温の冷却水は、ラジエ
ータ５６に導かれた後、内燃機関１０に循環される。か
かる構成によれば、内燃機関１０に高い冷却能力を付与
することができる。ウォータジャケット４６のアウトレ
ット側とヒータコア５４とが導通状態にある場合には、
ウォータジャケット４６から流出した高温の冷却水は、
車室内ヒータの熱源であるヒータコア５４に導かれる。
かかる構成によれば、車室内ヒータに作動要求が生じた
場合に、内燃機関１０内で発生した熱によって車室内に
供給する空気を加熱することができる。従って、本実施
例によれば、車室内のヒータを昇温させることができ
る。

【００２１】ＥＣＵ１１には、吸気通路１４に配設され
た吸気圧センサ６０、および、ウォータジャケット４６
内部に露出するように配設された水温センサ６２が接続
されている。吸気圧センサ６０は、吸気通路１４の内
圧、すなわち、過給圧に応じた信号をＥＣＵ１１に出力
する。また、水温センサ６２は、ウォータジャケット４
６の内部を流通する冷却水の温度に応じた信号をＥＣＵ
１１に出力する。ＥＣＵ１１は、吸気圧センサ６０の出
力信号に基づいて過給圧Ｐを検出すると共に、水温セン
サ６２の出力信号に基づいて冷却水の温度ＴＨＷを検出
する。

【００２２】また、ＥＣＵ１１には、内燃機関１０の回
転数に応じた信号を出力するＮＥセンサ６４、および、
運転者のアクセル操作開度に応じた信号を出力するアク
セル開度センサ６６が接続されている。ＮＥセンサ６４
の出力信号およびアクセル開度センサ６６の出力信号
は、共にＥＣＵ１１に供給されている。ＥＣＵ１１は、
ＮＥセンサ６４の出力信号に基づいて内燃機関１０の回
転数ＮＥを検出すると共に、アクセル開度センサ６６の
出力信号に基づいてアクセルペダルのアクセル開度θを
検出する。

【００２３】更に、ＥＣＵ１１には、車室内に空気を圧
送するブロワ（図示せず）の作動状態を切り換えるヒー
タブロワスイッチ６８が接続されている。ブロワは、ヒ
ータブロワスイッチ６８がオフ状態である場合に非作動
状態となり、一方、ヒータブロワスイッチ６８がオン状
態である場合に作動状態となる。ＥＣＵ１１は、ヒータ
ブロワスイッチ６８の出力信号に基づいてブロワを作動
状態にするか否かを判別する。

【００２４】ところで、内燃機関１０を速やかに暖機さ
せると共に、車室内のヒータを速やかに昇温させるため
には、内燃機関１０を流通する冷却水に多量の熱量を付
与することが有効である。内燃機関１０が発生する熱量
は、ラジエータ５６およびヒータコア５４を介して大気
中に放出されると共に、排気ガスを媒体として大気中に
放出される。排気ガスが高温状態のままで大気中に放出
されると、その分だけ内燃機関１０が発生する熱量が大
気中に失われてしまう。従って、冷却水に多量の熱量を
導くためには、内燃機関１０から排出される排気ガスが
発する熱量を冷却水に効率よく付与することが必要であ
る。

【００２５】本実施例において、内燃機関１０は、排気
ガスの一部を排気通路１８から吸気通路１４に還流する
ＥＧＲ装置を搭載している。かかる構成において、内燃
機関１０が発生する熱量は、ＥＧＲガスが排気還流通路
３８を流通する間に排気還流通路３８を介して間接的に
大気中に放出されると共に、吸気通路１４を介して再び
内燃機関１０に供給される。このため、本実施例におい
て冷却水に多量の熱量を付与するためには、ＥＧＲガス
が発する熱量を冷却水に付与することが有効である。本
実施例のシステムは、ＥＧＲガスが発する熱量を冷却水
に付与するべく、排気還流通路３８に熱交換器４０を配
置する点に第１の特徴を有している。以下、その第１の
特徴点について説明する。

【００２６】本実施例において、排気通路１８と吸気通
路１４とを連通する排気還流通路３８には、熱交換器４
０が設けられている。熱交換器４０は、また、ヒータ通
路５３の、ウォータジャケット４６のアウトレット側と
ヒータコア５４との間に設けられている。かかる構成に
おいて、熱交換器４０は、排気還流通路３８を流通した
ＥＧＲガスの熱量を、ウォータジャケット４６からヒー
タ通路５３に流出した冷却水に効率よく伝達する。

【００２７】ＥＧＲガスの熱量が冷却水に伝達される
と、冷却水の熱量が増加する。この場合、ヒータ通路５
３を流通する冷却水は、ウォータジャケット４６内を流
通することにより加温されると共に、排気ガスの発する
熱量が伝達されることによっても加温される。このた
め、本実施例によれば、内燃機関１０が発生した熱量が
効率よく冷却水に導かれ、ウォータジャケット４６から
流出した冷却水の温度を速やかに上昇させることができ
る。従って、本実施例によれば、排気還流時に車室内ヒ
ータを速やかに昇温させることができると共に、内燃機
関を速やかに暖機させることができる。

【００２８】冷却水の熱量がＥＧＲガスとの熱交換によ
って増加すると、ＥＧＲガスの熱量は減少する。この場
合、吸気通路１４には、冷却されたＥＧＲガスが還流さ
れることになる。冷却されたＥＧＲガスが吸気通路１４
に還流されれば、吸気通路１４が高温になることが防止
されると共に、内燃機関の燃焼室内の過熱が防止され
る。従って、本実施例によれば、冷却されたＥＧＲガス
が還流されることで、内燃機関１０の耐久性の向上を図
ることが可能となる。

【００２９】本実施例において、排気還流通路３８は、
上述の如く、ターボチャージャ２２のコンプレッサ２４
の上流側に連通している。このため、コンプレッサ２４
には、冷却されたＥＧＲガスが流通することになる。コ
ンプレッサ２４に冷却されたＥＧＲガスが流通すること
になれば、コンプレッサ２４の耐久性を向上させること
が可能となると共に耐熱性を緩和することが可能とな
る。従って、本実施例によれば、コンプレッサ２４の耐
久性の向上を図ることができると共に耐熱性を緩和する
ことができる。

【００３０】また、内燃機関１０の低エミッション化を
図るために、吸気通路１４に多量のＥＧＲガスを供給し
たい場合がある。内燃機関１０の運転中は、ターボチャ
ージャ２２のコンプレッサ２４の上流側は大気圧以下に
維持されており、一方、コンプレッサ２４の下流側は高
圧状態となっている。このため、ＥＧＲガスをコンプレ
ッサ２４の上流側に還流させる場合は、コンプレッサ２
４の下流側に還流させる場合に比して、ＥＧＲガスを還
流させることが容易になる。本実施例において、排気還
流通路３８は、上述の如く、コンプレッサ２４の上流側
に連通している。コンプレッサ２４の上流側にＥＧＲガ
スが導入されると、多量のＥＧＲガスを含む空気をコン
プレッサ２４から内燃機関１０に向けて圧送することが
可能となる。このため、本実施例によれば、排気還流通
路３８がコンプレッサ２４の下流側に連通している場合
に比して、多量のＥＧＲガスを含む空気を速やかに内燃
機関１０に流通させることができる。これにより、内燃
機関１０の低エミッション化を速やかに実現することが
できる。

【００３１】上述の如く、ＥＧＲガスは、冷却水との熱
交換を行うことにより冷却される。このため、本実施例
によれば、内燃機関１０から排出された排気ガスの熱量
を冷却水に導くと共に、吸気通路１４に還流するＥＧＲ
ガスを冷却することができる。従って、本実施例の内燃
機関によれば、ＥＧＲガスを冷却すべく新たにＥＧＲク
ーラを設けることが不要となる。

【００３２】ところで、内燃機関１０が十分に暖機され
ていない状況下で排気ガスの還流が行われると、内燃機
関１０のピストン等に摩耗が生じ易くなる。このため、
排気ガスの還流は、内燃機関１０が十分に暖機された状
況下で行われること、すなわち、内燃機関１０が十分に
暖機されていない状況下では行われないことが好まし
い。排気ガスの還流が内燃機関１０の冷間時に行われな
い内燃機関１０において、排気還流通路３８に、排気ガ
スと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器４０が設けら
れていると、内燃機関１０の冷間時には、排気還流通路
３８に排気ガスが還流しないことで、上記の熱交換が行
われないこととなる。このため、かかる構成では、内燃
機関１０の冷間時において、冷却水を速やかに昇温する
ことができないおそれがある。

【００３３】上述の如く、内燃機関１０を速やかに暖機
させると共に、車室内のヒータを速やかに昇温させるた
めには、内燃機関１０を流通する冷却水に多量の熱量を
付与することが必要である。内燃機関１０が発生する熱
量は、冷間時には少量である。このため、かかる状況下
では、内燃機関１０が発生する熱量を冷却水に効率よく
付与することが重要となる。

【００３４】本実施例においては、排気ガスの還流は、
内燃機関１０が十分に暖機されていない状況下では行わ
れないように設定されている。また、内燃機関１０は、
排気還流通路３８における熱交換器４０の下流側と、排
気通路１８における排気タービン２６の下流側とを連通
する連通路４３、および、その導通状態を切り換えるヒ
ータ制御弁４４を備えている。かかる構成において、排
気ガスの還流が行われない状態でヒータ制御弁４４が開
弁状態となると、内燃機関から排出された排気ガスは連
通路４３を流通することになる。この場合、かかる排気
ガスが熱交換器４０内を流通することが可能となり、排
気ガスと冷却水との間の熱交換を行うことが可能とな
る。このため、本実施例によれば、内燃機関１０の冷間
時において、排気ガスの熱量が冷却水に付与されること
で、ヒータ通路５３を流通する冷却水を昇温させること
が可能となる。

【００３５】また、本実施例においては、吸気圧を高め
るために設けられたターボチャージャ２２が搭載されて
いる。ターボチャージャ２２が搭載された内燃機関１０
において、排気タービン２６内を排気ガスが流通する
と、それに伴って排気ガスの熱量が排気タービン２６を
介して大気中に放出され易くなってしまう。従って、冷
間時において排気ガスの熱量を効率よく冷却水に付与す
るためには、排気ガスを、排気タービン２６内に流通さ
せることなく、連通路４３側に流通させることが望まし
い。

【００３６】本実施例のシステムは、内燃機関１０の冷
間時において、排気ガスが発する熱量を効率よく冷却水
に付与すべく、排気ガスを、排気タービン２６内に流通
させることなく連通路４３側に流通させる点に第２の特
徴を有している。以下、その特徴点について説明する。
図２は、内燃機関１０の冷間時に排気ガスが発する熱量
を効率よく冷却水に付与すべく、本実施例のＥＣＵ１１
において実行される制御ルーチンの一例のフローチャー
トを示す。図２に示すルーチンは、その処理が終了する
毎に繰り返し起動されるルーチンである。図２に示すル
ーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実
行される。

【００３７】ステップ１００では、各種センサの出力信
号に基づいて、吸気圧Ｐ、冷却水温度ＴＨＷ、機関回転
数ＮＥ、アクセル開度θ、および、ヒータブロワスイッ
チ６８のオン・オフ状態が検出される。ステップ１０２
では、上記ステップ１００で検出された結果に基づい
て、内燃機関１０が冷間状態にあるか否かが判別され
る。その結果、内燃機関１０が冷間状態にあると判別さ
れた場合は、次にステップ１０４の処理が実行される。

【００３８】ステップ１０４では、ＷＧバルブ３６、排
気還流弁４２、および可変ノズル３０を閉弁状態とし、
かつ、ヒータ制御弁４４を開弁状態とする処理が実行さ
れる。かかる処理が実行されると、内燃機関１０から排
出された排気ガスは、排気タービン２６およびバイパス
通路３４を通過することなく、熱交換器４０およびヒー
タ制御弁４４を通って大気中に放出されることになる。

【００３９】ステップ１０６では、冷却水の温度ＴＨＷ
が所定値Ｔ0 以上であるか否かが判別される。ＴＨＷ≧
Ｔ0 が成立しない場合は、内燃機関１０が十分に暖機さ
れておらず、ウォータジャケット４６から流出した冷却
水に多量の熱量を導く必要がある。一方、ＴＨＷ≧Ｔ0
が成立する場合は、内燃機関１０が十分に暖機されてい
ると判断でき、冷却水をそれ以上高温にする必要はな
い。本ステップ１０６の処理は、ＴＨＷ≧Ｔ0 が成立す
ると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、Ｔ
ＨＷ≧Ｔ0 が成立すると判別された場合は、次にステッ
プ１０８の処理が実行される。

【００４０】ステップ１０８では、ヒータ制御弁４４を
閉弁状態にする処理が実行される。かかる処理が実行さ
れると、内燃機関１０から排出された排気ガスがヒータ
制御弁４４を通過することがなくなる。本ステップ１０
８の処理が終了すると、次にステップ１１０の処理が実
行される。上記ステップ１０２において内燃機関１０が
冷間状態にないと判別された場合も、上記ステップ１０
４〜１０８がジャンプされて、次にステップ１１０の処
理が実行される。

【００４１】ステップ１１０では、各種センサの検出結
果に基づいて、通常制御が実行される。具体的には、Ｗ
Ｇバルブ３６、排気還流弁４２、および、可変ノズル３
０が、内燃機関１０の運転状態に応じて適宜駆動され
る。上記の処理によれば、内燃機関１０の冷間時に、内
燃機関１０から排出された排気ガスを、排気タービン２
６およびバイパス通路３４内に流通させることなく、熱
交換器４０に導くことができる。このため、本実施例に
よれば、車室内ヒータを作動させる要求が生じている場
合に、内燃機関１０が発する熱量を、内燃機関１０を流
通する冷却水に効率よく導くことができる。従って、本
実施例によれば、冷却水を速やかに昇温させることがで
き、その結果、寒冷時に、車室内ヒータを速やかに昇温
させることができると共に、内燃機関１０を速やかに暖
機させることができる。

【００４２】尚、上記の実施例においては、ヒータ制御
弁４４が請求項２記載の「制御弁」に、ヒータ通路５３
が請求項１および２記載の「冷却水通路」に、それぞれ
相当していると共に、ＥＣＵ１１が上記ステップ１０４
の処理を実行することにより請求項２記載の「駆動手
段」が実現されている。ところで、上記の実施例におい
ては、ヒータブロワスイッチ６８がオン状態である場合
に、ウォータジャケット４６から流出した冷却水をヒー
タコア５４に導くこととしているが、ヒータブロワスイ
ッチ６８のオン・オフ状態にかかわらず冷却水をヒータ
コア５４に導くこととしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、排気還流時に内燃機関が発生する熱量を内燃機関の
冷却水に付与することができる。従って、本発明によれ
ば、内燃機関の冷却水を速やかに昇温させることができ
る。また、請求項２記載の発明によれば、内燃機関の冷
間時に内燃機関が発生する熱量を内燃機関の冷却水に効
率よく付与することができる。従って、本発明によれ
ば、内燃機関の冷間時に冷却水を速やかに昇温させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である内燃機関１０のシステ
ム構成図である。

【図２】本実施例において実行される制御ルーチンの一
例のフローチャートである。

【符号の説明】

１０内燃機関１１電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２ターボチャージャ２６排気タービン３０可変ノズル３４バイパス通路３６ウェイストゲートバルブ（ＷＧバルブ）３８排気還流通路４０熱交換器４２排気還流弁４４ヒータ制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却水を流通させる冷却水通路と、排気
ガスの一部を排気通路から吸気通路に向けて還流させる
排気還流通路と、を備える内燃機関の冷却水を加熱する
内燃機関の冷却水用ヒータ装置において、前記冷却水通路を流通する冷却水と、前記排気還流通路
を流通する排気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を備
えることを特徴とする内燃機関の冷却水用ヒータ装置。
【請求項２】冷却水を流通させる冷却水通路と、排気
タービンの内部に可変ノズルを備えるターボチャージャ
と、前記排気タービンをバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路の導通状態を切り換える制御弁と、を
備える内燃機関の冷却水を加熱する内燃機関の冷却水用
ヒータ装置において、前記冷却水通路を流通する冷却水と、前記バイパス通路
を流通する排気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、内燃機関の冷間時に、排気ガスが前記バイパス通路を流
通するように前記可変ノズルおよび前記制御弁を駆動す
る駆動手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の冷却水用ヒータ装
置。