JP2010209736A - エンジンの暖機制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷間時にEGRを実施しながら、油温上昇を確保し、併せて暖機後の過昇温を防止する。
【解決手段】エンジン1の冷却水をEGRクーラ4に循環させて、EGRガスを冷却する。冷間時には、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水を切換弁7を介してオイルパン8に設けたオイル暖機通路9に導き、エンジン潤滑用のオイルを集中的に暖める。暖機後は、切換弁7により、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水をバイパス通路10に流して、オイル暖機通路9をバイパスさせる。
【選択図】図1
【解決手段】エンジン1の冷却水をEGRクーラ4に循環させて、EGRガスを冷却する。冷間時には、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水を切換弁7を介してオイルパン8に設けたオイル暖機通路9に導き、エンジン潤滑用のオイルを集中的に暖める。暖機後は、切換弁7により、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水をバイパス通路10に流して、オイル暖機通路9をバイパスさせる。
【選択図】図1
Description
本発明は、エンジンの暖機制御装置に関する。
エンジンの燃費向上及びNOx低減のため、排気通路から排気の一部を取出して吸気通路に再循環するEGR装置は、よく知られている。また、EGR装置を採用する場合は、高温のEGRガスをそのまま吸気に添加すると、吸気充填効率が低下してエンジンの出力性能の悪化を招くので、エンジン冷却水の循環経路の一部をなし、冷却水との熱交換によってEGRガスを冷却するEGRクーラが採用される。
特許文献1には、EGRクーラの他、エンジン潤滑用オイルを冷却するオイルクーラが示され、冷却水をオイルクーラ、EGRクーラの順で流している。
ところで、エンジン始動時等の冷間時(暖機中)にEGRを実施する場合、瞬間的な燃費は向上するものの、燃焼温度低下に伴って暖機が遅れ、エンジン潤滑用オイルの温度(油温)が低く、フリクションが高い状態での運転時間が長くなり、結果的に実用での燃費が悪化する恐れがある。
本発明は、このような実状に鑑み、冷間時にEGRを実施しながら、油温上昇を確保できるようにし、併せて暖機後の過昇温の防止を図ることを課題とする。
このため、本発明は、排気通路から排気の一部を取出して吸気通路に再循環するEGR装置と、エンジン冷却水の循環経路の一部をなし、冷却水との熱交換によって前記EGR装置によるEGRガスを冷却するEGRクーラと、前記EGRクーラ通過後の冷却水を循環させて、エンジン潤滑用のオイルを暖めるオイル暖機通路と、エンジン暖機中に、前記EGRクーラ通過後の冷却水を前記オイル暖機通路に循環させ、暖機後は、前記オイル暖機通路をバイパスさせる切換装置と、を設ける構成とする。
本発明によれば、冷間時に、EGRクーラ通過後の高温の冷却水で集中的にオイルを暖めることにより、EGRを実施しながら、油温上昇を確保でき、冷間時のEGRによる燃費効果を大きくできる。また、暖機後は、オイル暖機通路をバイパスさせることで、過昇温防止を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1を参照し、エンジン(内燃機関)1にはEGR装置が備えられ、EGR装置は、排気通路から排気の一部を取出して吸気通路に再循環するEGR通路2と、EGR通路2に介装されてEGR量を制御するEGR制御弁3とを含んで構成される。
そして、EGR通路2のEGR制御弁3下流には、冷却水との熱交換によってEGRガスを冷却するEGRクーラ4が備えられる。
ところで、燃費向上を狙って、エンジン始動時等の冷間時(暖機中)からEGRを実施する場合、燃焼温度(燃焼時のガス温度)が低下し、燃焼室壁面から冷却水等に伝えられる熱量が低下するため、暖機が遅れる。このため、エンジン潤滑用オイルの温度(油温)の上昇が遅れ、フリクションが高い状態での運転時間が長くなり、結果的に実用での燃費が悪化する。
また、冷間時に、冷却水をエンジンクーラをバイパスさせるなどして、EGRガス温度を高温に制御することで、燃焼温度を上げ、暖機を促進することも考えられるが、吸気系に使用する材料(例えば樹脂)により、EGRガス温度は制約を受け、十分な効果は期待できない。
そこで、本実施形態では、冷間時に、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水でエンジン潤滑用のオイルを集中的に暖めるようにする。
図1を参照し、エンジン1の冷却系について、主に冷間時の冷却水の流れで説明する。エンジン1には、ウォータポンプ5から冷却水が供給される。そして、エンジン1の第1の冷却水出口6から出た冷却水は、EGRクーラ4へ向かい、EGRガスを冷却する。このとき、冷却水は、EGRガスとの熱交換によって温度上昇する。EGRクーラ4通過後の高温の冷却水は、切換装置としての切換弁7を介して、オイルパン8に形成したオイル暖機通路9へ向かう。
オイル暖機通路9は、通路内を流通するEGRクーラ4通過後の高温の冷却水との熱交換によってオイルパン8内に貯留されるエンジン潤滑用のオイルを暖めるように形成されている。
また、切換弁7からは、オイル暖機通路9と、これをバイパスするバイパス通路10とに分かれていて、暖機後は、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水をバイパス通路10へ流し、オイル暖機通路9をバイパスさせることができる。
オイル暖機通路9又はバイパス通路10を通過した冷却水は、サーモスタット(サーモバルブ)11を介して、ウォータポンプ5の吸入側に戻る。
また、エンジン1には、第2の冷却水出口12があり、これはラジエータ13の入口部に配管接続されている。そして、ラジエータ13の出口部はサーモスタット11に配管接続されている。
サーモスタット11は、冷却水温度に応じて、エンジン1の第1の冷却水出口6からの流量と第2の冷却水出口12からの流量とを制御することで、ラジエータ13通過流量を制御し、これによって冷却水温度を所望の温度に制御する。
以上述べたように、冷間時に、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水をオイルパン8に設けたオイル暖機通路9に供給することにより、EGRクーラ4でEGRガスから奪った熱量で集中的にオイルを暖めることにより、暖機を促進し、フリクションを低減することができる。
これにより、冷間時にEGRを実施すると、燃焼温度が下がることで油温上昇が遅れるデメリットを補い、冷間時からEGRによる燃費効果を大きく得ることができる。
また、冷間時にEGRガス温を高温に制御することで、燃焼温度を上げ、燃焼安定性とエンジン暖機を向上させる手段(例えばエンジンクーラバイパス)は、吸気系部品に使用する材料(例えば樹脂)の耐熱性から、十分な効果を得られない可能性があるが、この点、本実施形態のような直接オイルを暖める方法は、極めて有効に用いることができる。
また、暖機後は、切換弁7により、EGRクーラ4通過後の高温の冷却水をバイパス通路10に流して、オイル暖機通路9をバイパスさせることにより、オイルの過昇温を防止することができる。尚、この切換えは、必ずしも一律的に行う必要はなく、流量比を適切に制御するようにしてもよい。
次に、オイルクーラを備えるエンジンの場合の、オイルクーラとの関係について考察する。
オイルクーラを備えたエンジンの場合、エンジン1、EGRクーラ4、オイルクーラ20の冷却水経路には、
(1)EGRクーラ4とオイルクーラ20とが並列(図2)
(2)オイルクーラ20、EGRクーラ4の順に直列(図3)
(3)EGRクーラ4、オイルクーラ20の順に直列(図4)
の3パターン。がある。
(1)EGRクーラ4とオイルクーラ20とが並列(図2)
(2)オイルクーラ20、EGRクーラ4の順に直列(図3)
(3)EGRクーラ4、オイルクーラ20の順に直列(図4)
の3パターン。がある。
図2に示すように、EGRクーラ4とオイルクーラ20とが並列の場合は、EGRクーラ4の出口に切換弁21を設けて、冷間時にEGRクーラ4通過後の冷却水をオイルクーラ20に送り、暖機後はバイパスさせることで、実質的にオイル暖機通路9とバイパス通路10とが形成され、図1の実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、オイルクーラ20に2系統の水経路が必要となる。
図3に示すように、オイルクーラ20、EGRクーラ4の順に直列の場合は、EGRクーラ4の出口に切換弁22を設けて、冷間時にEGRクーラ4通過後の冷却水をオイルクーラ20に送り、暖機後はバイパスさせることで、実質的にオイル暖機通路9とバイパス通路10とが形成され、図1の実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、オイルクーラ20に2系統の水経路が必要となる。
従って、オイル暖機通路9は、図1の実施形態のようにオイルパン8に設ける他、図2、図3の実施形態のようにオイルクーラ20に設けてもよいのである。
これに対し、図4に示すように、EGRクーラ4、オイルクーラ20の順に直列の場合は、そのままの構成で、EGRクーラ4通過後の冷却水はオイルクーラ20を通過することになる。しかし、暖機後には、オイルが過加熱されてしまう。あるいは、暖機後にバイパスさせると、本来のオイルクーラとして機能させることはできない。従って、図4は参考例である。
次に、オイル暖機→バイパスへの切換えについて考察する。
油温上昇と引き換えに、シリンダブロック、シリンダヘッド等の部品温度が上がりにくくなり、燃焼室壁からの冷却損失が悪くなる恐れがあるので、基本的には油温をモニターして、ある温度までは集中的にオイルを暖め、それ以降は部品とオイルを一緒に(通常通り)暖めるようにするのが望ましい。
従って、図5の油温の上昇特性を参照し、(a)が「EGR無し」の場合(燃焼温度が低下しないことから比較的速やかに油温が上昇)で、(b)が「そのままEGR」の場合(燃焼温度が低下することから油温上昇が遅い)であるとすると、図の太線のように制御するとよい。
すなわち、図5を参照し、始動後t(s)での油温が「EGR無し」の場合と同じToになるように、t’(s)までは「EGR+オイル暖機」でオイルを集中的に暖め、「EGR無し」の場合よりも更に速く油温を上昇させる。そして、t’(s)後は、バイパスに切換え、「そのままEGR」の場合と同じ傾向で油温をゆっくりと上昇させ、最終的に、「EGR無し」と同じ温度Toにする。
急速暖機を行う場合に、EGR制御弁を閉としてEGRを停止するよう制御することも考えられるが、このようなモードを採用した場合に、冷却水の流れがEGRクーラ→オイルパン(若しくはオイルクーラ)でもデメリットはないと考えられる。従って、このようなモードと併用しても特に問題はない。
1 エンジン
2 EGR通路
3 EGR制御弁
4 EGRクーラ
5 ウォータポンプ
6 第1の冷却水出口
7 切換弁
8 オイルパン
9 オイル暖機通路
10 バイパス通路
11 サーモスタット
12 第2の冷却水出口
13 ラジエータ
20 オイルクーラ
21、22 切換弁
2 EGR通路
3 EGR制御弁
4 EGRクーラ
5 ウォータポンプ
6 第1の冷却水出口
7 切換弁
8 オイルパン
9 オイル暖機通路
10 バイパス通路
11 サーモスタット
12 第2の冷却水出口
13 ラジエータ
20 オイルクーラ
21、22 切換弁
Claims (1)
- 排気通路から排気の一部を取出して吸気通路に再循環するEGR装置と、
エンジン冷却水の循環経路の一部をなし、冷却水との熱交換によって前記EGR装置によるEGRガスを冷却するEGRクーラと、
前記EGRクーラ通過後の冷却水を循環させて、エンジン潤滑用のオイルを暖めるオイル暖機通路と、
エンジン暖機中に、前記EGRクーラ通過後の冷却水を前記オイル暖機通路に循環させ、暖機後は、前記オイル暖機通路をバイパスさせる切換装置と、
を含んで構成される、エンジンの暖機制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009054847A JP2010209736A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | エンジンの暖機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009054847A JP2010209736A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | エンジンの暖機制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010209736A true JP2010209736A (ja) | 2010-09-24 |
Family
ID=42970162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009054847A Pending JP2010209736A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | エンジンの暖機制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010209736A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-03-09 JP JP2009054847A patent/JP2010209736A/ja active Pending
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