JP2008057340A - Exhaust gas heat recovering device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行う内燃機関の排気熱回収装置に関する。 The present invention relates to an exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine that performs heat exchange between exhaust gas and cooling water.
従来から、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行い、排気熱を回収する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、内燃機関からの排気熱を冷却水により回収する排気熱回収器において、内燃機関停止直後に電動ポンプを駆動することによって冷却水の循環を行い、排気熱の回収部分での冷却水の沸騰を防止する技術が記載されている。
Conventionally, techniques for exchanging heat between exhaust gas and cooling water to recover exhaust heat have been proposed. For example, in
ところで、冷却水が沸騰した場合や、内燃機関の停止により冷却水の循環が停止した場や、冷却水が不足した場合などにおいて、冷却水中に気泡が発生する場合がある。このような気泡の発生は、内燃機関からの排気熱量や冷却水量に影響を受け得る。しかしながら、上記した特許文献1に記載された技術では、冷却水中で発生する気泡を適切に検出することができなかった。そのため、気泡が混在した状況で運転を継続することにより、内燃機関の運転不調や排気熱回収器の破壊などが生じる可能性があった。
By the way, when the cooling water boils, when the circulation of the cooling water stops due to the stop of the internal combustion engine, or when the cooling water is insufficient, bubbles may be generated in the cooling water. The generation of such bubbles can be affected by the amount of exhaust heat from the internal combustion engine and the amount of cooling water. However, with the technique described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷却水中の気泡の発生を検出し、気泡が発生した場合に適切な処置を取ることが可能な内燃機関の排気熱回収装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and detects the generation of bubbles in cooling water and can take appropriate measures when bubbles are generated. It aims at providing a recovery device.
本発明の1つの観点では、内部を通過する冷却水と内燃機関から排出された排気ガスとの熱交換を行う排気熱回収器と、冷却水通路において前記冷却水の循環を行う電動ポンプと、を有する内燃機関の排気熱回収装置は、前記冷却水中の気泡の発生を検出する気泡発生検出手段と、前記気泡発生検出手段が前記気泡の発生を検出した場合、前記気泡に対して対処するための制御を実行する気泡対処実行手段と、を備えることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, an exhaust heat recovery unit that performs heat exchange between cooling water passing through the interior and exhaust gas discharged from the internal combustion engine, an electric pump that circulates the cooling water in a cooling water passage, An exhaust heat recovery device for an internal combustion engine having a bubble generation detecting means for detecting the generation of bubbles in the cooling water, and for coping with the bubbles when the bubble generation detection means detects the generation of the bubbles And a bubble countermeasure executing means for executing the above control.
上記の内燃機関の排気熱回収装置は、排気熱回収器を用いて冷却水と排気ガスとの熱交換を行うために好適に利用される。具体的には、内燃機関の排気熱回収装置は、冷却水中の気泡の発生を検出し、気泡の発生が検出された場合に、気泡に対して対処するための制御を実行する。これにより、気泡の発生を適切に検出しつつ、冷却水中の気泡に起因する内燃機関の運転不調や排気熱回収器の破壊などを効果的に防止することが可能となる。 The exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine is preferably used for exchanging heat between cooling water and exhaust gas using an exhaust heat recovery device. Specifically, the exhaust heat recovery device of the internal combustion engine detects the generation of bubbles in the cooling water, and executes control for dealing with the bubbles when the generation of bubbles is detected. Accordingly, it is possible to effectively prevent the malfunction of the internal combustion engine and the destruction of the exhaust heat recovery device due to the bubbles in the cooling water while appropriately detecting the generation of bubbles.
上記の内燃機関の排気熱回収装置の一態様では、前記冷却水の水圧を検出する水圧センサを備え、前記気泡発生検出手段は、前記水圧センサが検出した水圧に基づいて、前記冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。冷却水中に気泡が発生している場合には、冷却水の水圧が変化する傾向にある。よって、冷却水の水圧に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを適切に判定することができる。 In one aspect of the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the internal combustion engine includes a water pressure sensor that detects a water pressure of the cooling water, and the bubble generation detection unit includes bubbles in the cooling water based on the water pressure detected by the water pressure sensor. Whether or not has occurred is determined. When bubbles are generated in the cooling water, the water pressure of the cooling water tends to change. Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not bubbles are generated in the cooling water based on the cooling water pressure.
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記気泡発生検出手段は、前記水圧が上昇した場合、前記冷却水中に気泡が発生していると判定する。冷却水の水圧が上昇した場合には、冷却水の沸騰により気泡が発生していると言える。よって、水圧が上昇したか否かに基づいて、冷却水中の気泡の発生を適切に検出することができる。 Preferably, in the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the bubble generation detection unit determines that bubbles are generated in the cooling water when the water pressure increases. When the water pressure of the cooling water rises, it can be said that bubbles are generated due to the boiling of the cooling water. Therefore, it is possible to appropriately detect the generation of bubbles in the cooling water based on whether or not the water pressure has increased.
また、上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記気泡発生検出手段は、前記水圧が下降した場合、前記冷却水中に気泡が発生していると判定する。冷却水における水圧の下降は、冷却水通路において冷却水の漏れなどが生じ、冷却水量が不足したために生じたと考えることができる。このように冷却水の漏れなどが生じた場合には、冷却水中に気泡が発生している可能性がかなり高いと言える。よって、冷却水の水圧が下降したか否かを判定することにより、冷却水中に気泡が発生しているか否かを適切に判定することができる。 Preferably, in the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the bubble generation detection unit determines that bubbles are generated in the cooling water when the water pressure decreases. The decrease in the water pressure in the cooling water can be considered to have occurred because the cooling water leaked in the cooling water passage and the amount of cooling water was insufficient. In this manner, when cooling water leaks or the like, it can be said that there is a high possibility that bubbles are generated in the cooling water. Therefore, by determining whether or not the cooling water pressure has decreased, it is possible to appropriately determine whether or not bubbles are generated in the cooling water.
好適には、前記水圧センサは、前記排気熱回収器の下流側の冷却水通路に設けられている。 Preferably, the water pressure sensor is provided in a cooling water passage on the downstream side of the exhaust heat recovery device.
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記気泡発生検出手段は、前記電動ポンプの駆動負荷が所定値以下である場合に、前記冷却水中に気泡が発生していると判定する。冷却水中に気泡が発生している場合には、電動ポンプの駆動負荷が変化する傾向にある。よって、電動ポンプの駆動負荷に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを適切に判定することができる。 In another aspect of the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the bubble generation detection unit determines that bubbles are generated in the cooling water when a drive load of the electric pump is a predetermined value or less. To do. When bubbles are generated in the cooling water, the driving load of the electric pump tends to change. Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not bubbles are generated in the cooling water based on the driving load of the electric pump.
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記気泡発生検出手段は、前記電動ポンプの駆動負荷が所定値以下である場合に、前記冷却水中に気泡が発生していると判定することができる。 Preferably, in the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the bubble generation detection unit determines that bubbles are generated in the cooling water when a driving load of the electric pump is a predetermined value or less. Can do.
また、上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記気泡発生検出手段は、前記電動ポンプの駆動負荷が所定値以下である場合において、前記電動ポンプの駆動負荷の低下が継続した場合に、前記冷却水通路において前記冷却水の漏れが生じていると判定することができる。 Preferably, in the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the bubble generation detection unit is configured to reduce the drive load of the electric pump when the drive load of the electric pump is a predetermined value or less. Moreover, it can be determined that the cooling water leaks in the cooling water passage.
上記のような電動ポンプにおける駆動負荷の継続的な低下は、冷却水への気泡の混入量が増加したために生じたと考えられる。そして、気泡の混入量の増加は、冷却水通路において冷却水が漏れたために発生したと考えることができる。したがって、電動ポンプの駆動負荷の継続的な低下に基づいて、冷却水の漏れを適切に検出することができる。 The continuous decrease in the driving load in the electric pump as described above is considered to have occurred because the amount of bubbles mixed in the cooling water increased. And it can be considered that the increase in the amount of bubbles mixed in occurred because the cooling water leaked in the cooling water passage. Therefore, it is possible to appropriately detect the leakage of the cooling water based on the continuous decrease in the driving load of the electric pump.
好適には、前記内燃機関はハイブリッド車両に搭載され、前記気泡発生検出手段は、前記内燃機関が所定の運転状態に設定された状態において、前記電動ポンプの駆動負荷に基づいて前記気泡が発生しているか否かを判定する。 Preferably, the internal combustion engine is mounted on a hybrid vehicle, and the bubble generation detection means generates the bubbles based on a driving load of the electric pump in a state where the internal combustion engine is set to a predetermined operation state. It is determined whether or not.
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記気泡対処実行手段は、前記気泡発生検出手段が前記気泡を検出した場合、前記電動ポンプの作動条件を高流量側に制御する。このように電動ポンプの作動条件を高流量側に制御することにより、気泡の発生を抑制することができる。よって、冷却水中の気泡に起因する内燃機関の運転不調や排気熱回収器の破壊などを効果的に防止することが可能となる。 In another aspect of the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the bubble countermeasure execution unit controls the operating condition of the electric pump to a high flow rate side when the bubble generation detection unit detects the bubble. Thus, by controlling the operating condition of the electric pump to the high flow rate side, the generation of bubbles can be suppressed. Therefore, it is possible to effectively prevent malfunction of the internal combustion engine and destruction of the exhaust heat recovery device due to bubbles in the cooling water.
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記冷却水通路上に設けられ、当該冷却水通路の経路中を流れる冷却水の流量を変化させる電動制御弁を備え、前記気泡発生検出手段は、少なくとも前記電動制御弁の開度に基づいて、前記冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。電動制御弁の開度などの情報に基づいて、冷却水通路における圧損の変化を把握することができる。よって、電動制御弁の開度などに基づいて、冷却水における気泡の発生を適切に検出することができる。 In another aspect of the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, the apparatus includes an electric control valve provided on the cooling water passage and configured to change a flow rate of the cooling water flowing through the cooling water passage. The detection means determines whether or not bubbles are generated in the cooling water based on at least the opening of the electric control valve. Based on information such as the opening degree of the electric control valve, it is possible to grasp a change in pressure loss in the cooling water passage. Therefore, generation | occurrence | production of the bubble in cooling water is appropriately detectable based on the opening degree etc. of an electric control valve.
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記内燃機関と前記排気熱回収器との間の冷却水通路上に、逆止弁が設けられている。このように逆止弁を設けることにより、排気熱回収器で沸騰して発生した蒸気圧により、冷却水の水流が妨げられてしまうことを防止することができる。よって、目標とする水流を実現するために、電動ポンプの駆動負荷が増加してしまうことを防止することが可能となる。 In another aspect of the exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, a check valve is provided on a cooling water passage between the internal combustion engine and the exhaust heat recovery device. By providing the check valve in this way, it is possible to prevent the cooling water flow from being hindered by the vapor pressure generated by boiling in the exhaust heat recovery device. Therefore, it is possible to prevent the drive load of the electric pump from increasing in order to realize the target water flow.
好ましくは、前記気泡の発生状態が継続するように制御する手段を備える。即ち、排気熱回収器で積極的に冷却水を沸騰させることによって、沸騰による蒸気圧を、冷却水を循環させるためのエネルギーとして利用する。この場合、上記のように逆止弁を設けているため、沸騰による蒸気は排気熱回収器の下流側にのみ流れていくので、沸騰により生じた蒸気圧は、冷却水を循環させるためのエネルギーとして利用されることとなる。これにより、電動ポンプの省電力が可能となり、効率的に排気エネルギーを回収することができる。 Preferably, there is provided means for controlling the bubble generation state to continue. That is, by actively boiling the cooling water with the exhaust heat recovery device, the vapor pressure due to boiling is used as energy for circulating the cooling water. In this case, since the check valve is provided as described above, the steam due to the boiling flows only downstream of the exhaust heat recovery device, so that the steam pressure generated by the boiling is the energy for circulating the cooling water. It will be used as. As a result, power saving of the electric pump is possible, and exhaust energy can be efficiently recovered.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[冷却系システムの構成]
図1は、本発明の実施形態に係る排気熱回収装置が適用された冷却系システム100の概略構成を示す図である。なお、図1においては、実線矢印が冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。また、太線で表した実線は、冷却水が流れる通路(冷却水通路)を示している。
[Configuration of cooling system]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
本実施形態に係る冷却系システム100は、冷却水を用いてエンジン1の冷却を行うと共に、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収し、エンジン1の暖機やヒータの熱源に利用するシステムである。この場合、冷却水は、冷却水通路7a、7b、7cを通過することによって、エンジン1の冷却及び暖機などを行う。冷却水通路7a上には排気熱回収器2が設けられており、冷却水通路7b上にはラジエータ3が設けられており、冷却水通路7c上には電動ポンプ5が設けられている。なお、以下では、冷却水通路7a〜7cを区別しない場合には、単に冷却水通路7として用いるものとする。
The
エンジン(内燃機関)1は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン1は、ハイブリッド車両などに搭載される。更に、エンジン1には、冷却水の温度を検出する水温センサ6が設けられている。水温センサ6は、検出した温度に対応する検出信号S6をECU50に供給する。
The engine (internal combustion engine) 1 is a device that generates power by burning a mixture of supplied fuel and air. For example, the
排気熱回収器2は、エンジン1からの排気ガスが通過する排気通路(不図示)上に設けられている。排気熱回収器2は、内部に冷却水が通過し、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって、排気熱を回収する。また、排気熱回収器2は、切換弁(不図示)などを有している。この切換弁は、開閉することにより、熱交換の実行と熱交換の制限との切り換えを行うことができるように構成されている。切換弁は、ECU50から供給される制御信号S2によって制御される。
The exhaust
ラジエータ3では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン(不図示)の回転により導入された風によって、ラジエータ3内の冷却水の冷却が促進される。また、電動ポンプ(以下、「電動WP」と呼ぶ。)5は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路7内で循環させる。具体的には、電動WP5は、バッテリから電力が供給され、ECU50から供給される制御信号S5によって回転数などが制御される。
In the radiator 3, the cooling water passing through the inside thereof is cooled by outside air. In this case, cooling of the cooling water in the radiator 3 is promoted by the wind introduced by the rotation of the electric fan (not shown). The electric pump (hereinafter referred to as “electric WP”) 5 includes an electric motor, and the cooling water is circulated in the cooling water passage 7 by driving the motor. Specifically, electric WP5 is supplied with electric power from a battery, and the number of rotations and the like are controlled by a control signal S5 supplied from
サーモスタット4は、冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット4は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、サーモスタット4を介して冷却水通路7bと冷却水通路7cとが接続され、冷却水はラジエータ3を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン1のオーバーヒートが抑制される。これに対して、冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット4は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ3を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、エンジン1のオーバークールが抑制される。
The thermostat 4 is configured by a valve that opens and closes according to the temperature of the cooling water. Basically, the thermostat 4 opens when the temperature of the cooling water becomes high. In this case, the cooling
ECU(Engine Control Unit)50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備える。ECU50は、上記した各種センサから供給される出力などに基づいて、種々の制御を行う。本実施形態では、ECU50は、主に、冷却水中の気泡の発生を検出する処理を行う。また、ECU50は、気泡の発生が検出された場合、気泡に対して対処するための制御を実行する。このように、ECU50は、気泡発生検出手段、及び気泡対処実行手段として動作する。
The ECU (Engine Control Unit) 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown). The
[排気熱回収器の構成]
ここで、排気熱回収器2の一例について、図2を参照して具体的に説明する。図2は、排気熱回収器2の概略構成を示す図である。図2は、主に、上記したエンジン1の排気系と排気熱回収器2とを示している。なお、実線矢印が排気ガス及び冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
[Configuration of exhaust heat recovery unit]
Here, an example of the exhaust
排気熱回収器2は、エンジン1からの排気ガスが流通する排気通路10上に設けられている。詳しくは、排気熱回収器2は、排気ガスを浄化する触媒11の下流側の排気通路10上に設置されている。
The exhaust
排気熱回収器2は、排気通路10の外壁面を覆うように配設された冷却水通路12を有している。例えば、冷却水通路12は、排気通路10に対してらせん状に巻きついて囲む形状を有している。冷却水通路12は、矢印B1で示すように冷却水通路7aより冷却水が流入し、矢印B2で示すように冷却水通路7aに対して冷却水を流出させる。
The exhaust
更に、排気通路10の内部には、切換弁15が設けられている。切換弁15は、開閉することによって、排気ガスが通過する排気通路を切り換える。具体的には、切換弁15は、第1の排気通路10aと第2の排気通路10bとの切り換えを行う。これにより、排気熱回収器2における熱交換の実行と、排気熱回収器2における熱交換の制限との切り換えを行う。
Further, a switching valve 15 is provided in the
詳しくは、切換弁15が閉となっている場合には、矢印A1、A3で示すように第1の排気通路10aに排気ガスが流れる。この場合には、排気ガスは、排気熱回収器2における冷却水通路12が設けられた排気通路10上の箇所を通過する。これにより、排気通路10の壁面を介して、冷却水通路12内の冷却水に対して排気熱が伝達され、熱交換が実行されることとなる。基本的には、切換弁15は、冷間時において閉に設定される。こうするのは、排気熱回収器2で回収された排気熱によって、エンジン1の暖機やヒータの加熱などを行うためである。
Specifically, when the switching valve 15 is closed, the exhaust gas flows through the
一方、切換弁15が開となっている場合には、矢印A2で示すように第2の排気通路10bに排気ガスが流れる。この場合には、排気ガスは、冷却水通路12が設けられた排気通路10上の箇所を迂回する通路を通過することとなる。そのため、排気ガスと冷却水との熱交換はほとんど実行されない(即ち熱交換が制限される)。基本的には、切換弁15は、温間時において開に設定される。こうするのは、排気熱回収器2における熱交換を制限することで、冷却水の温度上昇を抑制することによって、冷却水によりエンジン1を効率的に冷却するためである。
On the other hand, when the switching valve 15 is open, the exhaust gas flows through the
また、切換弁15は、VSV(Vacuum Switching Valve)16によって開閉が制御される。また、このVSV12は、ECU50から供給される制御信号S16(図1に示した制御信号S2に対応する)によって制御される。即ち、ECU50は、VSV12を介して切換弁15の開閉の制御を行う。
The switching valve 15 is controlled to open and close by a VSV (Vacuum Switching Valve) 16. The
以下では、本発明の実施形態に係る、冷却水中の気泡の発生を検出する方法や、気泡が発生している場合に実行される制御などについて具体的に説明する。 Hereinafter, a method for detecting the generation of bubbles in the cooling water, control executed when bubbles are generated, and the like according to the embodiment of the present invention will be specifically described.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について説明する。第1実施形態では、ECU50は、冷却水の水圧に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。具体的には、ECU50は、冷却水が沸騰しているか否かを判定する。更に、第1実施形態では、ECU50は、冷却水の沸騰を検出した場合、これに対処するための制御を実行する。例えば、排気熱回収器2内で冷却水が沸騰した場合には、蒸気圧により冷却水系の水圧が上昇し、排気熱回収器2が破損したり配管が外れたりする場合がある。そのため、第1実施形態では、このような不具合の発生を防止するための制御を行う。具体的には、ECU50は、冷却水の沸騰を検出した場合などにおいて、電動WP5の流量を増加させる制御を行う。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the
図3は、第1実施形態に係る冷却系システム101の概略構成を示す図である。なお、図1に示した構成要素と同一のものに対して同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
第1実施形態に係る冷却系システム101は、冷却水通路7a上に水圧センサ20が設けられている。具体的には、水圧センサ20は、排気熱回収器2の下流側の冷却水通路7a上に設けられている。水圧センサ20は、冷却水の水圧を検出し、検出した水圧に対応する検出信号S20をECU50に出力する。
In the
第1実施形態では、ECU50は、水圧センサ20が検出した水圧に基づいて、冷却水が沸騰しているか否かの判定を行う。具体的には、冷却水が沸騰した場合には水圧が上昇する傾向にあるため、ECU50は、冷却水の水圧が上昇した場合に冷却水が沸騰していると判定する。更に、ECU50は、冷却水の水圧に基づいて、電動WP5の制御を行う。具体的には、ECU50は、冷却水の水圧から冷却水が沸騰しているような状況であると判定された場合に、電動WP5の流量を増加させる制御を行う。こうするのは、電動WP5の流量を増加させることにより、冷却水における沸騰が抑制されるからである。即ち、冷却水の水圧の上昇が抑制されるからである。
In the first embodiment, the
詳しくは、ECU50は、冷却水の水圧と所定圧力とを比較することによって、電動WP5に対する制御を切り換える。具体的には、ECU50は、冷却水の水圧が所定圧力以下である場合には、エンジン1の運転状態などから要求される電動WP5の流量(以下、「エンジン要求流量」とも呼ぶ。)を決定し、このエンジン要求流量が流れるように電動WP5を制御する。例えば、冷間時などのエンジン1の冷却が必要でない場合には、エンジン要求流量が概ね「0」となるため、ECU50は電動WP5を停止する。一方、ECU50は、冷却水の水圧が所定圧力よりも大きい場合には、エンジン要求流量の代わりに、沸騰を防止するために要求される電動WP5の流量(以下、「沸騰防止要求流量」とも呼ぶ。)を決定し、この沸騰防止要求流量が流れるように電動WP5を制御する。この沸騰防止要求流量は、基本的にはエンジン要求流量よりも大きな流量が決定される。よって、冷却水の水圧が所定圧力よりも大きい場合には、電動WP5の流量が増加されることとなる。
Specifically, the
上記した冷却水の水圧に用いる所定圧力は、沸騰が生じた場合の水圧、及び沸騰が起こり、排気熱回収器2の破損や配管外れなどが生じるような水圧のいずれかに設定される。このような所定圧力に基づいて電動WP5の制御を行うことにより、沸騰が生じるまで、或いは沸騰が起こっても、排気熱回収器2の破損や配管外れなどが生じるような水圧に達するまでは、電動WP5の流量が増加されないこととなる(即ちエンジン要求流量に設定される)。よって、冷却水の沸騰を防止するために必要なときにだけ電動WP5の流量を増加させることができる。そのため、電動WP5の流量を無駄に増加してしまうことを抑制することができ、車両における燃費の悪化を抑制することが可能となる。例えば、冷間時などにおいては、電動WP5を停止し続けることができる。
The predetermined pressure used for the water pressure of the cooling water described above is set to either a water pressure when boiling occurs or a water pressure at which boiling occurs and damage to the exhaust
ここで、第1実施形態に係る電動WP5の制御方法について、図4を参照して具体的に説明する。図4は、第1実施形態に係る電動WP5の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU50によって所定の周期で繰り返し実行される。
Here, the control method of the
まず、ステップS101では、ECU50は、エンジン1の運転状況などに基づいて
エンジン要求流量を決定する。そして、処理はステップS102に進む。ステップS102では、ECU50は、水圧センサ20から冷却水の水圧を取得する。そして、処理はステップS103に進む。
First, in step S101, the
ステップS103では、ECU50は、冷却水の水圧が所定圧力よりも大きいか否かを判定する。ここでは、電動WP5の流量を増加すべき状況であるか否かの判定を行う。判定に用いる所定圧力は、沸騰が生じた場合の水圧、及び沸騰が起こり、排気熱回収器2の破損や配管外れなどが生じるような水圧に設定されている。
In step S103, the
冷却水の水圧が所定圧力よりも大きい場合(ステップS103;Yes)、処理はステップS104に進む。ステップS104では、ECU50は、沸騰を防止するために要求される電動WP5の沸騰防止要求流量を決定する。ステップS104の処理に進んだ状況は、電動WP5の流量を増加すべき状況であると言える。即ち、冷却水の沸騰が生じているような状況であるか、或いは冷却水の沸騰が起こり、排気熱回収器2の破損や配管外れなどが生じるような状況であると言える。よって、ECU50は、沸騰防止要求流量を決定し、ステップS101で決定されたエンジン要求流量の代わりに、沸騰防止要求流量を用いて電動WP5の制御を行う。この場合、電動WP5の流量が増加するため、冷却水における沸騰が適切に防止されることとなる。即ち、冷却水の水圧の上昇が抑制される。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
If the coolant pressure is greater than the predetermined pressure (step S103; Yes), the process proceeds to step S104. In step S104, the
冷却水の水圧が所定圧力以下である場合(ステップS103;No)、処理は当該フローを抜ける。この場合には、電動WP5の流量を増加すべき状況ではないと言える。即ち、冷却水の沸騰が生じているような状況ではない、或いは冷却水の沸騰が起こり、排気熱回収器2の破損や配管外れなどが生じるような状況ではないと言える。よって、ECU50は、ステップS101で決定されたエンジン要求流量を用いて電動WP5の制御を行う。この場合、電動WP5の流量はエンジン要求流量から増加されない。例えば、冷間時などのエンジン1の冷却が必要でない場合には、エンジン要求流量が概ね「0」となるため、電動WP5は停止されることとなる。
When the water pressure of the cooling water is equal to or lower than the predetermined pressure (step S103; No), the process exits the flow. In this case, it can be said that the flow rate of the electric WP5 should not be increased. That is, it can be said that the cooling water does not boil, or the cooling water boils and the exhaust
このように、第1実施形態によれば、冷却水の水圧に基づいて冷却水の沸騰の発生を適切に検出し、沸騰を防止するための制御を適切に行うことができる。よって、沸騰に起因する排気熱回収器2の破損や配管外れを効果的に防止することができる。また、冷却水の沸騰を防止するために必要なときにだけ電動WP5の流量を増加させることができるため、電動WP5の流量を無駄に増加してしまうことを抑制することができる。よって、燃費の悪化を抑制することが可能となる。
Thus, according to 1st Embodiment, generation | occurrence | production of a boiling of cooling water can be detected appropriately based on the water pressure of cooling water, and the control for preventing a boiling can be performed appropriately. Therefore, it is possible to effectively prevent the exhaust
なお、上記では、水圧センサ20を排気熱回収器2の下流側の冷却水通路7a上に設ける例を示したが、これに限定はされない。排気熱回収器2における沸騰による水圧上昇により、破損や損害などが生じ得る構成要素の付近に水圧センサ20を設けることが好ましい。上記の例のように排気熱回収器2の下流側に水圧センサ20を設けた場合には、排気熱回収器2の破損を効果的に防止することができると言える。他の例では、排気熱回収器2の下流側の箇所に水圧センサ20を設ける代わりに、又はこの箇所に水圧センサ20を設けると共に、配管が外れる許容圧に対して余裕が少ないような箇所の付近に、水圧センサを設けることができる。この場合には、配管外れを効果的に抑制することができると言える。
In addition, although the example which provided the
また、上記では、冷却水の水圧が上昇した際に冷却水中に気泡が発生していると判定する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、ECU50は、冷却水の水圧が下降した場合にも、冷却水中に気泡が発生していると判定することができる。冷却水の水圧の下降は、冷却水通路7において冷却水の漏れなどが生じ、冷却水量が不足したために生じたと考えることができる。このように冷却水の漏れなどが生じた場合には、冷却水中に気泡が発生している可能性がかなり高いと言える。したがって、冷却水の水圧が下降したか否かを判定することにより、冷却水中に気泡が発生しているか否かを適切に判定することが可能となる。
In the above, the embodiment has been described in which it is determined that bubbles are generated in the cooling water when the water pressure of the cooling water is increased. However, the embodiment is not limited thereto. In another example, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、冷却水の水圧の代わりに、電動WP5の駆動負荷に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する点で第1実施形態と異なる。つまり、第2実施形態では、ECU50は、電動WP5の消費電力に基づいて気泡が発生しているか否かを判定する。具体的には、ECU50は、電動WP5の消費電力が所定値以下である場合に、冷却水に気泡が発生していると判定する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that air bubbles are generated in the cooling water based on the driving load of the
更に、第2実施形態では、冷却水に気泡が発生していると判定された場合、冷却水中の気泡を抜くための処理(以下、「気泡抜き処理」と呼ぶ。)、及び冷却水の漏れを判定する処理(以下、「冷却水漏れ判定処理」と呼ぶ。)のいずれかを実行する。具体的には、冷却水の交換が原因で気泡が発生したか否かを判定し、この判定結果に基づいて、気泡抜き処理及び冷却水漏れ判定処理のいずれかを実行する。詳しくは、冷却水の交換が原因で気泡が発生したと判定された場合には、気泡抜き処理を実行し、冷却水の交換が原因で気泡が発生したと判定されなかった場合には、気泡の発生が冷却水の漏れに起因するものであるかを判定する処理を実行する。 Furthermore, in the second embodiment, when it is determined that bubbles are generated in the cooling water, a process for removing bubbles in the cooling water (hereinafter referred to as “bubble removing process”) and a leakage of the cooling water. Is executed (hereinafter referred to as “cooling water leakage determination process”). Specifically, it is determined whether or not bubbles are generated due to the replacement of the cooling water, and one of the bubble removal processing and the cooling water leakage determination processing is executed based on the determination result. Specifically, when it is determined that bubbles are generated due to the replacement of cooling water, a bubble removal process is performed, and when it is determined that bubbles are not generated due to replacement of the cooling water, bubbles are generated. A process of determining whether or not the occurrence is caused by leakage of cooling water is executed.
ここで、気泡が発生した場合に発生する電動WP5の消費電力の低下について、図5を参照して具体的に説明する。図5は、横軸に電動WP5の回転数(流量に対応する)を示し、縦軸に電動WP5の消費電力を示している。直線70は、冷却水中に気泡が発生していない場合(冷却水中に気泡が混入していない場合)における、電動WP5の回転数と消費電力との関係の一例を示している。なお、このような関係にはある程度の幅があるが、図5においては説明の便宜上、一本の直線70のみを示している。これに対して、直線71は、冷却水中に気泡が発生している場合(冷却水中に気泡が混入している場合)における、電動WP5の回転数と消費電力の関係の一例を示している。直線70及び直線71より、冷却水中に気泡が発生している場合、指定回転数に対する電動WP5の消費電力がかなり小さくなっていることがわかる。即ち、電動WP5の駆動負荷がかなり小さくなっている。こうなるのは、気泡が混入している冷却水は、気泡が混入していない冷却水よりも抵抗が小さくなるからである。以上より、電動WP5の消費電力に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定することができると言える。
Here, a decrease in power consumption of the
次に、冷却水の漏れに起因して気泡が発生している場合について、図6を参照して説明する。図6は、横軸に電動WP5の回転数(流量に対応する)を示し、縦軸に電動WP5の消費電力を示している。なお、図5に示した要素と同一の符号を付した要素は、同一のものを示すものとし、その説明を省略する。
Next, a case where bubbles are generated due to leakage of cooling water will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the rotation speed (corresponding to the flow rate) of the
前述したように、直線71で示すような電動WP5の回転数と消費電力との関係が得られた場合、冷却水中に気泡が発生していると判定される。直線72は、このような判定からある程度の時間が経過した後に得られた、電動WP5の回転数と消費電力との関係を示している。これより、時間の経過と共に、指定回転数に対する電動WP5の消費電力が低下していることがわかる。このような消費電力の低下は、冷却水への気泡の混入量が増加したために生じたと考えられる。そして、気泡の混入量の増加は、冷却水通路7において冷却水が漏れたために発生したと考えることができる。即ち、通常のエンジン1の運転時においては、電動WP5はある程度の回転数で駆動しているため、冷却水通路7の破損や配管外れ等が生じている場合には、ここから冷却水が漏れて、気泡の混入量が増加するものと考えられる。以上より、電動WP5の消費電力の低下に基づいて、冷却水の漏れの判定(冷却水漏れ判定処理)を行うことができると言える。
As described above, when the relationship between the rotational speed of the
次に、第2実施形態に係る気泡の発生検出処理について、図7を用いて説明する。図7は、第2実施形態に係る気泡の発生検出処理を示すフローチャートである。この処理は、図1に示した冷却系システム100におけるECU50が、所定の周期で繰り返し実行する。
Next, the bubble generation detection process according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the bubble generation detection process according to the second embodiment. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップS201では、ECU50は、エンジン1が始動しているか否かを判定する。エンジン1が始動している場合(ステップS201;Yes)、処理はステップS202に進み、エンジン1が始動していない場合(ステップS201;No)、処理は当該フローを抜ける。なお、エンジン1がハイブリッド車両に搭載されている場合には、ECU50は、エンジン1が始動しているか否かを判定する代わりに、ハイブリッドシステムが始動しているか否かを判定することができる。
First, in step S201, the
ステップS202では、ECU50は、冷却水に気泡が発生しているか否かを判定する。具体的には、ECU50は、電動WP5の消費電力(駆動負荷に対応する)が所定値以下であるか否かを判定することによって、気泡が発生しているか否かを判定する。例えば、ECU50は、冷却水に気泡が発生していない場合における電動WP5の回転数と消費電力との関係より、現在の電動WP5の回転数に対応する消費電力を求め、この消費電力と現在の電動WP5の消費電力とを比較することによって判定を行う。この場合、求められた消費電力よりも実際の電動WP5の消費電力がかなり小さい場合に、ECU50は、冷却水に気泡が発生していると判定する。冷却水に気泡が発生していると判定された場合(ステップS202;Yes)、処理はステップS203に進み、冷却水に気泡が発生していないと判定された場合(ステップS202;No)、処理は当該フローを抜ける。
In step S202, the
ステップS203では、ECU50は、補機バッテリのバッテリターミナルを外した履歴があるか否かを判定する。ステップS203における判定は、冷却水の交換が行われた否かを判定するために行う。即ち、冷却水の交換を行う場合にはバッテリターミナルを外す可能性が高いため、バッテリターミナルを外した履歴に基づいて冷却水の交換が行われた否かを判定することができる。このように冷却水の交換が行われたか否かを判定するのは、気泡の発生が、冷却水の交換に起因するものであるか否かを判別するためである。バッテリターミナルを外した履歴がある場合(ステップS203;Yes)、処理はステップS204に進み、バッテリターミナルを外した履歴がない場合(ステップS203;No)、処理はステップS205に進む。
In step S203, the
ステップS204では、ECU50は、気泡抜き処理を実行する。ステップS204の処理に進んだ状況においては、冷却水の交換に起因して気泡が発生したと考えることができる。言い換えると、気泡の発生の原因が冷却水の漏れである可能性はかなり低いと考えられる。したがって、ECU50は、冷却水中の気泡を抜くための処理(気泡抜き処理)を実行する。具体的には、ECU50は、電動WP5の回転数を増加させる制御を実行する。このような制御を実行することにより、ラジエータ3のリザーブタンク等から気泡を抜くことができる。これにより、冷却水中の気泡に起因するエンジン1の運転不調や排気熱回収器2の破壊などを効果的に防止することができる。なお、前述したように冷却水が漏れている可能性はかなり低いため、電動WP5の回転数を増加させる制御などを実行しても不具合が発生する可能性はかなり低いと言える。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
In step S204, the
一方、ステップS205では、ECU50は、冷却水漏れ判定処理を実行する。ステップS205の処理に進んだ状況においては、冷却水の交換に起因して気泡が発生したとは考え難い。この場合、気泡の発生の原因が冷却水の漏れである可能性が考えられる。したがって、ECU50は、冷却水中の気泡を抜くための処理(気泡抜き処理)を実行しないで、冷却水通路7において冷却水の漏れが生じているか否かの判定(冷却水漏れ判定処理)を実行する。こうするのは、冷却水の漏れが想定されるような状況において、上記した電動WP5の回転数を増加させる制御などを実行してしまうと、冷却水が更に漏れてしまうといった不具合が発生する可能性があるからである。このように、冷却水の交換に起因して気泡が発生していないと判定された場合に、気泡抜き処理の代わりに冷却水漏れ判定処理を実行することにより、気泡抜き処理の実行に起因する不具合の発生を適切に抑制することが可能となる。
On the other hand, in step S205, the
具体的には、ステップS205では、ECU50は、ステップS202において気泡の発生が検出されてから、ある程度の時間の経過後に、電動WP5の消費電力が低下したか否かを判定する。即ち、ECU50は、電動WP5の消費電力の低下が継続したか否かを判定する。ECU50は、電動WP5における消費電力の継続的な低下が検出された場合、冷却水の漏れが生じていると判定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。なお、冷却水の漏れが生じていると判定された場合には、冷却水の漏れをドライバなどが認識できるように表示しても良い。また、冷却水の漏れが生じていないと判定された場合には、電動WP5の回転数を増加させる制御などの気泡抜き処理を実行しても良い。
Specifically, in step S205, the
第2実施形態によれば、電動WP5の駆動負荷(消費電力)に基づいて冷却水における気泡の発生を適切に検出することができる。また、気泡が発生した原因を判別することによって、冷却水中の気泡を抜くための処理、及び冷却水の漏れを判定するための処理のいずれかの処理を適切に実行することができる。これにより、不具合の発生を抑制しつつ、適切に気泡を抜くことができる。更に、気泡の発生が検出された場合に、本実施形態のように電動WP5の回転数を増加させる制御と、エンジン回転数を高回転に維持する制御とを比較すると、本実施形態に係る制御によれば、作業性を適切に向上させることができると言える。
According to the second embodiment, it is possible to appropriately detect the generation of bubbles in the cooling water based on the driving load (power consumption) of the electric WP5. Further, by determining the cause of the generation of bubbles, it is possible to appropriately execute any one of processing for removing bubbles in cooling water and processing for determining leakage of cooling water. Thereby, air bubbles can be appropriately removed while suppressing the occurrence of defects. Furthermore, when the generation of bubbles is detected, a comparison between the control for increasing the rotational speed of the
なお、上記した気泡の発生を検出するための処理など(ステップS202、S205の処理など)は、エンジン1がハイブリッド車両に搭載される場合には、エンジン1を所定の運転状態に設定した状態において実行することが好ましい。即ち、エンジン1を所定の運転状態に設定した際に検出された電動WP5の駆動負荷に基づいて、判定を行うことが好ましい。こうすることにより、気泡の発生などを検出する精度を向上させることができる。
Note that the above-described processing for detecting the generation of bubbles (the processing in steps S202 and S205) is performed in a state where the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、冷却水の水圧や電動WP5の駆動負荷の代わりに、冷却水通路の切り換えを電気的に行う電動制御弁の開度などに基づいて、冷却系システムに異常が発生しているか否かを判定する点で、第1実施形態及び第2実施形態と異なる。具体的には、第3実施形態では、電動制御弁の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水の温度(冷却水温)に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, an abnormality has occurred in the cooling system based on the opening of an electric control valve that electrically switches the cooling water passage instead of the cooling water pressure or the driving load of the electric WP5. It differs from 1st Embodiment and 2nd Embodiment by the point which determines whether it exists. Specifically, in the third embodiment, bubbles are generated in the cooling water based on the opening degree of the electric control valve, the rotation speed of the electric WP5, the power consumption of the electric WP5, and the temperature of the cooling water (cooling water temperature). It is determined whether or not.
この場合、電動制御弁の開度から冷却系の設計圧損特性が分かり、電動WP5の回転数から冷却水の流量が分かり、電動WP5の消費電力からポンプ負荷(冷却系圧損)が分かり、冷却水温から冷却水の流動に関する物理量が分かる。そして、これらの情報から、冷却水通路7の圧損を把握することができる。したがって、冷却水中において気泡の発生が発生した場合には圧損が変化するため、上記した電動制御弁の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温の情報に基づいて、気泡の発生を適切に検出することができると言える。 In this case, the design pressure loss characteristic of the cooling system is found from the opening of the electric control valve, the flow rate of the cooling water is found from the rotation speed of the electric WP5, the pump load (cooling system pressure loss) is found from the power consumption of the electric WP5, and the cooling water temperature From this, the physical quantity related to the flow of cooling water is known. And the pressure loss of the cooling water channel | path 7 can be grasped | ascertained from such information. Therefore, since pressure loss changes when bubbles are generated in the cooling water, based on the information on the opening degree of the electric control valve, the rotation speed of the electric WP5, the power consumption of the electric WP5, and the cooling water temperature, It can be said that the generation of bubbles can be detected appropriately.
図8は、第3実施形態に係る冷却系システム103の概略構成を示す図である。なお、図1に示した構成要素と同一のものに対して同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
第3実施形態に係る冷却系システム103は、サーモスタット4の代わりに電動三方弁22を有する点で、冷却系システム100と異なる(図1参照)。電動三方弁22は、3つの開口部がそれぞれ冷却水通路7a、7b、7cに接続されている。電動三方弁22は、電気的に開度が調節されることによって、冷却水がラジエータ3を通過する流量(即ち冷却水通路7bの流量)や、冷却水が排気熱回収器2を通過する流量(即ち冷却水通路7aの流量)などを変化させる。このようにサーモスタット4の代わりに電動三方弁22を設けることにより、電動三方弁22の開度などの情報から、冷却水通路7a及び冷却水通路7bのそれぞれに流れる冷却水の流量を精度良く把握することが可能となる。
The
また、電動三方弁22は、アクチュエータ23によって開度が調節される。アクチュエータ23は、ECU50から供給される制御信号S23によって制御される。即ち、ECU50は、アクチュエータ23を介して電動三方弁22の開度の制御を行う。このように、電動三方弁22は、本発明における電動制御弁に相当する。
The opening degree of the electric three-
第3実施形態では、ECU50は、電動三方弁22の開度などに基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。具体的には、ECU50は、電動三方弁22の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温に基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。
In the third embodiment, the
詳しくは、冷却系システム103が正常であるときの電動三方弁22の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温の関係(以下、「正常時のデータ」とも呼ぶ。)を予め計測しておき、これをECU50に記憶させておく。そして、ECU50は、記憶している正常時のデータと、現在得られた電動三方弁22の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温と、を比較することによって、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。例えば、ECU50は、得られた値が正常時のデータから大きく外れている場合に、冷却水中に気泡が発生していると判定する。そして、ECU50は、冷却水中に気泡が発生していると判定された場合、これをドライバなどが認識できるように表示する。
Specifically, the relationship between the opening degree of the electric three-
次に、第3実施形態に係る気泡の発生検出処理について、図9を用いて具体的に説明する。図9は、第3実施形態に係る気泡の発生検出処理を示すフローチャートである。この処理は、図8に示した冷却系システム103におけるECU50が、所定の周期で繰り返し実行する。
Next, the bubble generation detection process according to the third embodiment will be specifically described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing bubble generation detection processing according to the third embodiment. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップS301では、ECU50は、電動WP5運転中の電動三方弁22の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温を取得する。電動三方弁22の開度は、ECU50がアクチュエータ23に供給している制御信号S23に相当するものである。なお、電動三方弁22に開度センサなどを設けた場合には、ECU50は、このセンサから電動三方弁22の開度を取得することができる。また、電動WP5の回転数及び電動WP5の消費電力は、電動WP5に供給している制御信号S5やバッテリに供給している制御信号などに相当するものである。更に、冷却水温は、水温センサ6からECU50に供給される検出信号S6に対応する。以上の処理が終了すると、処理はステップS302に進む。
First, in step S301, the
ステップS302では、ECU50は、ステップS301で得られた電動三方弁22の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温と、正常時のデータとの差が所定以上であるか否かを判定する。このような判定を行うことによって、ECU50は、冷却水通路7における圧損の変化を検出し、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する。差が所定以上である場合(ステップS302;Yes)、処理はステップS303に進む。この場合には、冷却水中に気泡が発生しているものと考えられる。一方、差が所定未満である場合(ステップS302;No)、処理は当該フローを抜ける。この場合には、冷却水中に気泡が発生していないものと考えられる。
In step S302, the
ステップS303では、ECU50は、冷却水中に気泡が発生していることをドライバなどが認識できるように表示(異常表示)を行う。そして、処理は当該フローを抜ける。
In step S303, the
以上の第3実施形態によれば、電動三方弁22の開度などに基づいて冷却水における気泡の発生を適切に検出することができる。これにより、冷却水中の気泡に起因するエンジン1の運転不調や排気熱回収器2の破壊などを防止することが可能となる。
According to the third embodiment described above, it is possible to appropriately detect the generation of bubbles in the cooling water based on the opening degree of the electric three-
なお、上記では、電動三方弁22の開度などに基づいて、冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、電動三方弁22の開度などに基づいて、排気熱回収器2の破損などを検出することができる。排気熱回収器2の破損などが発生した場合には、冷却水通路7における圧損が変化するため、上記した電動制御弁の開度、電動WP5の回転数、電動WP5の消費電力、及び冷却水温が、正常時のデータから変化する傾向にある。したがって、これらの値に基づいて、排気熱回収器2の破損などを検出することができると言える。
In addition, although the example which determines whether the bubble has generate | occur | produced in cooling water based on the opening degree etc. of the electric three-
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態では、冷却水の沸騰による不具合の発生が防止されるように冷却系システムを構成する点で、前述した第1実施形態乃至第3実施形態とは異なる。具体的には、第4実施形態では、沸騰による蒸気によって冷却水の水流が妨げられてしまうことが防止されるように、冷却系システムを構成する。詳しくは、排気熱回収器2の上流側の冷却水通路7上に逆止弁を設ける。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment is different from the first to third embodiments described above in that the cooling system is configured so as to prevent the occurrence of problems due to boiling of cooling water. Specifically, in the fourth embodiment, the cooling system is configured so as to prevent the flow of the cooling water from being hindered by steam due to boiling. Specifically, a check valve is provided on the cooling water passage 7 on the upstream side of the exhaust
図10は、第4実施形態に係る冷却系システム104の概略構成を示す図である。なお、図1に示した構成要素と同一のものに対して同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
第4実施形態に係る冷却系システム104は、エンジン1と排気熱回収器2との間の冷却水通路7a上に、逆止弁24が設けられている。逆止弁24は、エンジン1から排気熱回収器2への冷却水の流れを許容し、排気熱回収器2からエンジン1への冷却水の流れを遮断するように構成されている。このように逆止弁24を設けることにより、排気熱回収器2で沸騰して発生した蒸気圧により、冷却水の水流が妨げられてしまうことを防止することができる。よって、目標とする流量を実現するために、電動WP5の駆動負荷が増加してしまうことを防止することが可能となる。言い換えると、目標とする流量よりも実際の流量が小さくなってしまうことを防止することが可能となる。
In the
また、第4実施形態では、排気熱回収器2で積極的に冷却水を沸騰させることによって、沸騰による蒸気圧を、冷却水を循環させるためのエネルギーとして利用する。即ち、上記のように逆止弁24を設けているため、沸騰による蒸気は排気熱回収器2の下流側にのみ流れていくので、沸騰により生じた蒸気圧は、冷却水を循環させるためのエネルギーとして利用されることとなる。この場合、ECU50は、冷却水の沸騰が発生した状況において、冷却水の水圧が排気熱回収器2の破損や配管外れなどが生じるような水圧に達していない場合には、このような沸騰を抑制するための制御の実行を禁止する。例えば、ECU50は、第1実施形態で示したような電動WP5の流量を増加させる制御などの実行を禁止する。このように冷却水を循環させるためのエネルギーとして蒸気圧を利用することにより、電動WP5の省電力が可能となる。即ち、効率的に排気エネルギーを回収することが可能となる。
Moreover, in 4th Embodiment, the steam pressure by boiling is utilized as energy for circulating a cooling water by boiling a cooling water positively with the exhaust
1 エンジン(内燃機関)
2 排気熱回収器
3 ラジエータ
4 サーモスタット
5 電動ポンプ(電動WP)
6 水温センサ
7 冷却水通路
20 水圧センサ
22 電動三方弁
24 逆止弁
50 ECU
100 冷却系システム
1 engine (internal combustion engine)
2 Exhaust heat recovery device 3 Radiator 4
6 Water temperature sensor 7
100 Cooling system
Claims (13)
前記冷却水中の気泡の発生を検出する気泡発生検出手段と、
前記気泡発生検出手段が前記気泡の発生を検出した場合、前記気泡に対して対処するための制御を実行する気泡対処実行手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気熱回収装置。 Exhaust heat recovery of an internal combustion engine having an exhaust heat recovery device that performs heat exchange between cooling water passing through the interior and exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and an electric pump that circulates the cooling water in the cooling water passage A device,
Bubble generation detection means for detecting the generation of bubbles in the cooling water;
An exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, comprising: bubble countermeasure execution means for executing control to cope with the bubbles when the bubble generation detection means detects the occurrence of the bubbles.
前記気泡発生検出手段は、前記水圧センサが検出した水圧に基づいて、前記冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気熱回収装置。 A water pressure sensor for detecting the water pressure of the cooling water;
2. The exhaust heat recovery of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the bubble generation detection unit determines whether or not bubbles are generated in the cooling water based on a water pressure detected by the water pressure sensor. apparatus.
前記気泡発生検出手段は、前記内燃機関が所定の運転状態に設定された状態において、前記電動ポンプの駆動負荷に基づいて前記気泡が発生しているか否かを判定することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の排気熱回収装置。 The internal combustion engine is mounted on a hybrid vehicle,
The bubble generation detection means determines whether or not the bubbles are generated based on a driving load of the electric pump in a state where the internal combustion engine is set in a predetermined operation state. 6. An exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine according to claim 6.
前記気泡発生検出手段は、少なくとも前記電動制御弁の開度に基づいて、前記冷却水中に気泡が発生しているか否かを判定することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。 An electric control valve provided on the cooling water passage for changing a flow rate of the cooling water flowing through the cooling water passage;
The said bubble generation | occurrence | production detection means determines whether the bubble has generate | occur | produced in the said cooling water based on the opening degree of the said electric control valve at least. An exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine as described.
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