JP2006522893A - 給気を冷やすための回路装置およびこのような回路装置を作動させるための方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ターボチャージャを備えた自動車の給気を冷やすための低温回路とエンジンを冷やすためのエンジン冷却回路とを有する回路装置を改善する。
【解決手段】 ターボチャージャを備えた自動車の給気を冷やすための低温回路（２）とエンジン（４）を冷やすためのエンジン冷却回路（３）とを有する回路装置において、一方の回路（２、３）から他方の回路（２、３）およびその逆へと冷媒が達することができるように、低温回路（２）がエンジン冷却回路（３）と時々連結可能であることを特徴とする回路装置。先行請求項のいずれか１項記載の回路装置（１）を作動させるための方法において、エンジン（４）の暖機時にエンジン冷却回路（３）から低温回路（２）に冷媒が流れることを特徴とする方法。

Description

本発明は、ターボチャージャを備えた自動車の給気を冷やすための低温回路とエンジンを冷やすためのエンジン冷却回路とを有する回路装置およびこのような回路装置を作動させるための方法に関する。
先行技術によれば、空気を圧縮するためのターボチャージャがエンジンの出力向上に利用される。しかしその際、以下で給気と称する空気はターボチャージャ内での圧縮のゆえに１００℃超の温度に加熱される。このような空気加熱を避けるために空気冷却器が利用され、空気冷却器は冷却モジュール内の前部に配置され、給気を冷却するのに役立つ。給気は熱交換器内を流れ、この熱交換器は周囲空気を流通させ、こうして冷却される。これにより、周囲空気温度の約１５〜５０Ｋ上の温度に給気を冷却することが可能である。
さらに、冷媒回路、例えば冷媒をごく低い温度に冷却する低温回路を介して給気の冷却を行うことが知られている。この冷たい冷媒で給気は給気／冷媒冷却器内で所定の冷却温度に冷却される。低温回路の接続に関して２つの態様があり、つまり低温回路をエンジン冷却システムの副回路に一体化するか、または個別回路として構成する態様がある。
個別回路として構成すると、低い温度を達成できる利点が得られる。
一体な回路の場合、相応に接続すると付加的ポンプを省くことができる。しかしながら、エンジンサーモスタットによって主回路の温度に連結されており、高い外気温度または部分負荷運転のとき、個別回路の場合と同じ冷却を達成することができない。さらに、出口制御の場合、すなわちサーモスタットがエンジン出口に配置されている場合、低温回路はポンプ圧力側に取付けられねばならない。これにより低温冷却器内で圧力が上昇し、そのことから疲労強度に問題を生じることがある。
本発明の課題は、ターボチャージャを備えた自動車の給気を冷やすための低温回路とエンジンを冷やすためのエンジン冷却回路とを有する回路装置を改善することである。
この課題は、一方の回路から他方の回路およびその逆へと冷媒が達することができるように、低温回路がエンジン冷却回路と時々連結可能であることによって解決される。
発明の実施の形態
本発明によれば、ターボチャージャを備えた自動車の給気を冷やすための低温回路とエンジンを冷やすためのエンジン冷却回路とを有する回路装置が設けられ、一方の回路から他方の回路およびその逆へと冷媒が達することができるように、低温回路がエンジン冷却回路と時々連結可能であり、これにより低温回路とエンジン冷却回路を別々に配置する利点と、低温回路とエンジン冷却回路を互いに強固に結合して配置する利点が結び付けられる。
好ましくはエンジン冷却回路と低温回路との間に供給管路が設けられている。主にエンジン冷却回路内の流れ方向に見てエンジンの下流側に配置されるエンジンサーモスタットから低温回路に一体化された混合サーモスタットへと通じた供給管路によって、暖かい冷媒はエンジン冷却回路から低温回路内に達することができる。
低温回路からエンジン冷却回路内への冷媒の還流用に、主に混合サーモスタットとエンジンサーモスタットとの間に還流管路が配置されている。
好ましくは混合サーモスタットが膨張要素サーモスタットまたは電気または空圧操作可能な弁である。
回路装置を作動させるために、主にエンジンの暖機時にエンジン冷却回路から低温回路に冷媒が流れる。これは暖機を促進するのに役立つ。
エンジンの暖状態のとき、つまり通常運転時、パティキュレートフィルタの再生を支援するために、主に暖かい冷媒はエンジン冷却回路から低温回路に流れることができる。それとともに、エンジン冷却回路からの暖かい冷媒は給気／冷媒冷却器内の給気を暖める。さらに、特定周囲条件のもとでエンジンの冷却を防止するために給気の冷却は限定することができる。
通常運転時に両方の回路を分離すると、給気の冷却が強まり、従ってエンジン出力が高まり、排ガス中のＮＯＸ成分が減少する。
以下、図面を参考に１実施例を基に本発明が詳しく説明される。
図１が示す回路装置１は給気を冷やすための低温回路２と以下でエンジン４と称する内燃エンジンを冷やすためのエンジン冷却回路３（主回路）とを備えている。
エンジン冷却回路３はエンジン４とエンジンサーモスタット５と冷媒冷却器６と冷媒ポンプ７とを含む。エンジンサーモスタット５から出発して供給管路８が低温回路２へと設けられており、その機能については後に詳しく説明される。エンジンサーモスタット５と冷媒冷却器６・冷媒ポンプ７間の管路との間にバイパス９が設けられており、冷媒は冷媒冷却器６の脇に通すことができる。
低温回路２は冷媒ポンプ１０と混合サーモスタット１１、この場合膨張要素サーモスタットと、給気／冷媒冷却器１２と低温冷却器１３とを含む。上記供給管路８が混合サーモスタット１１に通じている。さらに、混合サーモスタット１１の下流側、低温冷却器１３の上流側、冷媒冷却器６の下流側および冷媒ポンプ７の上流側で管路間に還流管路１４が設けられている。
図中冷媒冷却器６の右側に示唆した空気送り機溝は単数または複数の吸入側および／または圧力側ファンを備えて冷媒冷却器６および低温冷却器１３に冷却空気を供給し、冷却空気はまず低温冷却器１３、引き続き冷媒冷却器６を流通する。
回路装置１の機能は以下のとおりである。通常運転状態のとき低温回路２の冷媒は給気／冷媒冷却器１２を流通時に比較的強く暖められる。その際、混合サーモスタット１１が供給管路８に対して閉鎖されており、冷媒はエンジン冷却回路３から低温回路２内に達することができず、先行技術から知られている２つの分離された回路が存在する。
エンジン４の暖機時、または給気冷却が限定されまたは給気が加温されねばならない別の運転条件のとき、冷媒は比較的低温で給気／冷媒冷却器１２から進出する。こうした場合混合サーモスタット１１が供給管路８に対して開口しており、冷媒はエンジン冷却回路３から低温回路２に流れることができる。エンジン冷却回路からの冷媒は混合サーモスタット１１内で、場合によっては冷媒ポンプ１０から混合サーモスタット１１へと流れる低温回路２からの冷たい冷媒と混合され、給気／冷媒冷却器１２に供給される。エンジン冷却回路３から低温回路２への冷媒供給は、冷媒が低温回路２から還流管路１４を介してエンジン冷却回路３に相応に還流することによって補償される。
パティキュレートフィルタの再生段階のとき通常運転から給気の加温を可能とするために、冷媒が比較的強く加熱されて給気／冷媒冷却器１２から進出するのではあるが、混合サーモスタット１１は供給管路８に対して開口される。混合サーモスタット１１が膨張要素サーモスタットとして構成されている場合電気ヒータが設けられており、通常運転時に加熱が行われる。次にエンジン電子装置によってヒータを切ると、膨張要素サーモスタットが相応に影響を受けることになる。
膨張要素サーモスタットの代わりに外部エネルギー操作式弁が設けられていると、必要な場合に、外部エネルギーは制御信号の系列で作動される。
本発明の１実施例を示す。
符号の説明
１ 回路装置
２ 低温回路
３ エンジン冷却回路
４ エンジン
５ エンジンサーモスタット
６ 冷媒冷却器
７ 冷媒ポンプ
８ 供給管路
９ バイパス
１０ 冷媒ポンプ
１１ 混合サーモスタット
１２ 給気／冷媒冷却器
１３ 低温冷却器
１４ 還流管路

Claims (8)

  1. ターボチャージャを備えた自動車の給気を冷やすための低温回路（２）とエンジン（４）を冷やすためのエンジン冷却回路（３）とを有する回路装置において、一方の回路（２、３）から他方の回路（２、３）およびその逆へと冷媒が達することができるように、低温回路（２）がエンジン冷却回路（３）と時々連結可能であることを特徴とする回路装置。
  2. エンジン冷却回路（３）と低温回路（２）との間に供給管路（８）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の回路装置。
  3. 供給管路（８）が、エンジン冷却回路（３）内の流れ方向に見てエンジン（４）の下流側に配置されるエンジンサーモスタット（５）から、低温回路（２）に一体化された混合サーモスタット（１１）へと通じていることを特徴とする、請求項２記載の回路装置。
  4. 混合サーモスタット（１１）とエンジンサーモスタット（５）との間に還流管路（１４）が配置されていることを特徴とする、請求項３記載の回路装置。
  5. 混合サーモスタット（１１）が膨張要素サーモスタットまたは電気または空圧操作可能な弁であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項記載の回路装置。
  6. 先行請求項のいずれか１項記載の回路装置（１）を作動させるための方法において、エンジン（４）の暖機時にエンジン冷却回路（３）から低温回路（２）に冷媒が流れることを特徴とする方法。
  7. 先行請求項のいずれか１項記載の回路装置（１）を作動させるための方法において、エンジン（４）の暖状態のときエンジン冷却回路（３）から低温回路（２）に冷媒が流れることを特徴とする方法。
  8. エンジン冷却回路（３）からの暖かい冷媒が給気／冷媒冷却器（１２）内で給気を暖めるのに利用されることを特徴とする、請求項６または７のいずれか記載の方法。

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