JP2014009617A - Cooling device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の冷却装置に関し、特に、排気ガスの熱を回収する熱交換器によって加熱された冷却水を利用して内燃機関の早期暖機を図るようにした内燃機関の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine, and more particularly to a cooling device for an internal combustion engine that uses cooling water heated by a heat exchanger that recovers heat of exhaust gas so as to quickly warm up the internal combustion engine. .
排気ガスに含まれるNOx(窒素酸化物)を低減させるために、排気ガスの一部を内燃機関の燃焼室に再循環させるためのEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置を備えた内燃機関が知られている。 An internal combustion engine having an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device for recirculating a part of the exhaust gas to a combustion chamber of the internal combustion engine in order to reduce NOx (nitrogen oxide) contained in the exhaust gas is known. Yes.
この内燃機関にあっては、EGR装置を通じて再循環される排気ガスを、内燃機関を流れる冷却水と熱交換することによって冷却するためのEGRクーラを備えたものが知られている。 This internal combustion engine is known to have an EGR cooler for cooling the exhaust gas recirculated through the EGR device by exchanging heat with cooling water flowing through the internal combustion engine.
ところで、内燃機関の冷間始動時にあっては、内燃機関の冷却水の温度が極めて低いため、EGRクーラを流れる排気ガスと冷却水との温度差が非常に大きくなってしまう。このため、再循環される排気ガスがEGRクーラ内で急激に冷却されることになり、排気ガスに含まれる水分がEGRクーラ内で液化し、EGRクーラ内に大量の凝縮水が発生するおそれがある。 By the way, at the time of cold start of the internal combustion engine, the temperature difference between the exhaust gas flowing through the EGR cooler and the cooling water becomes very large because the temperature of the cooling water of the internal combustion engine is extremely low. For this reason, the recirculated exhaust gas is rapidly cooled in the EGR cooler, and moisture contained in the exhaust gas may be liquefied in the EGR cooler, and a large amount of condensed water may be generated in the EGR cooler. is there.
また、内燃機関の冷間始動時に、EGRガスが低温状態にあるため、燃焼を不安定にさせる要因となる。すなわち、低温のEGRガスでは、燃料が完全に霧化されず、既燃ガスの混入により、燃焼反応が緩慢になる。さらに、混合状態も悪くなるため、燃焼が不安定となる。この結果、冷間始動時に燃費効率が悪化してしまうおそれがある。 Further, when the internal combustion engine is cold-started, the EGR gas is in a low temperature state, which causes the combustion to become unstable. That is, with low-temperature EGR gas, the fuel is not completely atomized, and the combustion reaction becomes slow due to the mixing of burned gas. Furthermore, since the mixed state also deteriorates, the combustion becomes unstable. As a result, fuel efficiency may be deteriorated during cold start.
そこで、内燃機関の冷間始動時にEGRガスの早期暖機を図ることにより、EGRクーラ内に凝縮水が発生するのを抑制するとともに、内燃機関の燃費効率が悪化するのを抑制しつつ、排気ガスに含まれるNOxの低減化を図る必要がある。 Therefore, by prematurely warming up the EGR gas at the time of cold start of the internal combustion engine, it is possible to suppress the generation of condensed water in the EGR cooler and to suppress the deterioration of the fuel efficiency of the internal combustion engine while It is necessary to reduce NOx contained in the gas.
冷間始動時に内燃機関の早期暖機を図ることが可能なものとしては、例えば、特許文献1に記載されたEGRクーラの冷却水回路が知られている。このEGRクーラの冷却水回路は、内燃機関の排気側と吸気側とを連通させて排気ガスの一部を再循環させるEGR管と、EGR管に設けられたEGRクーラとを備えたEGR装置におけるEGRクーラの冷却水回路である。 For example, a cooling water circuit of an EGR cooler described in Patent Document 1 is known as one that can achieve early warm-up of an internal combustion engine during a cold start. This EGR cooler cooling water circuit is an EGR apparatus that includes an EGR pipe that recirculates a part of exhaust gas by communicating an exhaust side and an intake side of an internal combustion engine, and an EGR cooler provided in the EGR pipe. It is a cooling water circuit of an EGR cooler.
このEGRクーラの冷却水回路は、EGRクーラの出口側冷却水流路を開閉するサーモスタットと、出口側冷却水流路でのEGRクーラの冷却水室とサーモスタットとの間から分岐してサーモスタットの感温室に常時冷却水を流す感温室側分岐流路とを備えている。 This cooling water circuit of the EGR cooler branches from the thermostat that opens and closes the outlet side cooling water flow path of the EGR cooler, and the cooling water chamber of the EGR cooler and the thermostat in the outlet side cooling water flow path to the thermostat sensing chamber. It is equipped with a temperature-sensing greenhouse-side branch channel that constantly flows cooling water.
このサーモスタットには、感温室に流入する冷却水が所定温度以下の場合に出口側冷却水流路を遮断し、かつ所定温度を越えた場合に出口側冷却水流路を連通させる弁部材が設けられている。 This thermostat is provided with a valve member that shuts off the outlet side cooling water flow path when the cooling water flowing into the temperature-sensitive room is below a predetermined temperature and communicates the outlet side cooling water flow path when the temperature exceeds a predetermined temperature. Yes.
このような構成を有するEGRクーラの冷却水回路は、冷却水が所定温度以下の場合、サーモスタットでの弁部材によりEGRクーラの出口側冷却水流路を遮断するため、EGRクーラに流入する冷却水を、感温室側分岐流路を通った僅かな流量にすることができる。 In the cooling water circuit of the EGR cooler having such a configuration, when the cooling water is lower than a predetermined temperature, the cooling water flowing into the EGR cooler is cut off by shutting off the outlet side cooling water flow path of the EGR cooler by the valve member in the thermostat. A slight flow rate through the temperature-sensitive greenhouse side branch channel can be achieved.
このため、EGRクーラを通して内燃機関に供給される冷却水量を少なくすることができ、EGRクーラにおいて冷却水をEGRガスで加熱することができる。したがって、EGRクーラの早期暖機を図ることができる。 For this reason, the amount of cooling water supplied to the internal combustion engine through the EGR cooler can be reduced, and the cooling water can be heated with the EGR gas in the EGR cooler. Therefore, early warm-up of the EGR cooler can be achieved.
このような従来のEGRクーラの冷却水回路にあっては、冷却水が所定温度以下の場合、EGRクーラを通して内燃機関に供給される冷却水量を少なくすることでEGRクーラの早期暖機を図ることができるが、冷間始動時にEGRクーラに少量の冷却水が供給されるので、EGRクーラの早期暖機をより一層促進することが困難となる。 In such a conventional EGR cooler cooling water circuit, when the cooling water is below a predetermined temperature, the amount of cooling water supplied to the internal combustion engine through the EGR cooler is reduced so that the EGR cooler can be warmed up early. However, since a small amount of cooling water is supplied to the EGR cooler at the cold start, it is difficult to further promote early warm-up of the EGR cooler.
また、内燃機関の冷間始動時に内燃機関の早期暖機を促進させるために、内燃機関に冷却水を供給するのを停止することが考えられるが、この場合には、内燃機関の冷間始動時に内燃機関の運転状態が高負荷となった場合に、内燃機関内の冷却水が沸騰してしまうおそれがある。 In order to promote early warm-up of the internal combustion engine at the time of cold start of the internal combustion engine, it is conceivable to stop supplying cooling water to the internal combustion engine. Sometimes, when the operating state of the internal combustion engine becomes a high load, the cooling water in the internal combustion engine may boil.
そして、冷却水が沸騰してしまうと、冷却水に含まれるエチレングリコールや防錆剤等が変質して劣化したり、冷却水回路を構成する配管等の内圧が上昇して配管等に過大な負荷が作用したりするおそれがあり、好ましくない。 And if the cooling water boils, ethylene glycol, rust preventive agent, etc. contained in the cooling water will deteriorate and deteriorate, or the internal pressure of the piping constituting the cooling water circuit will rise and the piping will be excessive. There is a possibility that a load may act, which is not preferable.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、内燃機関の早期暖機を図りつつ、早期暖機中に内燃機関内の冷却水が沸騰してしまうのを防止することができる内燃機関の冷却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 conventional problems, and prevents the cooling water in the internal combustion engine from boiling during the early warm-up while achieving the early warm-up of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine that can be used.
本発明に係る内燃機関の冷却装置は、上記目的を達成するため、(1)内燃機関の排気管に一端が接続されるとともに、前記内燃機関の吸気管に他端が接続され、前記内燃機関の排気ガスの一部を前記排気管から前記吸気管に供給するEGR管と、前記EGR管に設けられ、前記内燃機関の冷却水が供給されるEGRクーラと、前記排気管に設けられ、前記排気管内の排気ガスの熱を回収して前記内燃機関から供給される冷却水を加熱する熱交換器とを備えた内燃機関の冷却装置であって、前記内燃機関、前記EGRクーラおよび前記熱交換器の順に冷却水を循環させる冷却水供給管と、前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給管から分岐され、前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給管と前記EGRクーラの上流側の前記冷却水供給管とを接続する分岐管と、前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給管に設けられ、冷却水の供給先を前記熱交換器の下流側と前記内燃機関とを連通する第1の連通位置と、前記熱交換器の下流側と前記EGRクーラの上流側とを前記分岐管を介して連通する第2の連通位置に切換える切換手段と、前記内燃機関内の冷却水の沸騰を検知する沸騰検知手段と、前記切換手段の切換制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記内燃機関の冷間始動時に、前記沸騰検知手段が冷却水の沸騰を検知したことを条件として、前記切換手段を前記第1の連通位置に切換えるものから構成されている。 In order to achieve the above object, a cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes (1) one end connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine and the other end connected to the intake pipe of the internal combustion engine. An EGR pipe that supplies a part of the exhaust gas from the exhaust pipe to the intake pipe, an EGR cooler that is provided in the EGR pipe and is supplied with cooling water of the internal combustion engine, and is provided in the exhaust pipe, An internal combustion engine cooling apparatus comprising: a heat exchanger that recovers heat of exhaust gas in an exhaust pipe and heats cooling water supplied from the internal combustion engine, the internal combustion engine, the EGR cooler, and the heat exchange A cooling water supply pipe that circulates the cooling water in the order of the heat exchanger, and the cooling water supply pipe that is branched downstream of the heat exchanger, and that is upstream of the cooling water supply pipe and the EGR cooler downstream of the heat exchanger. The cooling water supply pipe on the side A first branch position provided in the cooling water supply pipe on the downstream side of the heat exchanger and connected to the downstream side of the heat exchanger and the internal combustion engine. Switching means for switching the downstream side of the heat exchanger and the upstream side of the EGR cooler to a second communication position communicating with each other via the branch pipe, and boiling detection for detecting boiling of cooling water in the internal combustion engine And a control means for performing switching control of the switching means, the control means, on the condition that the boiling detection means has detected boiling of cooling water at the time of cold start of the internal combustion engine, the switching means The unit is configured to switch the means to the first communication position.
この内燃機関の冷却装置は、制御手段が切換手段を制御することにより、冷却水の供給先を、熱交換器の下流側と内燃機関とを連通する第1の連通位置と、熱交換器の下流側とEGRクーラの上流側とを分岐管を介して連通する第2の連通位置に切換える。 In the cooling device for the internal combustion engine, the control unit controls the switching unit, so that the coolant is supplied to a first communication position where the downstream side of the heat exchanger communicates with the internal combustion engine, and the heat exchanger The downstream side and the upstream side of the EGR cooler are switched to the second communication position where the downstream side and the EGR cooler communicate with each other via the branch pipe.
このため、内燃機関の冷間始動時に、制御手段が切換手段を第2の連通位置に切換えて熱交換器とEGRクーラとの間で循環させることで、排気ガスによって温められた冷却水をEGRクーラに供給することができ、EGRクーラを温めることができる。 Therefore, at the time of cold start of the internal combustion engine, the control means switches the switching means to the second communication position and circulates between the heat exchanger and the EGR cooler, so that the cooling water warmed by the exhaust gas is EGR. The cooler can be supplied and the EGR cooler can be warmed.
したがって、EGRクーラの早期暖機を行うことができるとともに、EGRクーラに凝縮水が発生するのを抑制しつつEGR管に早期にEGRガスを供給することができる。 Therefore, the EGR cooler can be warmed up early, and the EGR gas can be supplied to the EGR pipe at an early stage while suppressing the generation of condensed water in the EGR cooler.
この結果、内燃機関に再還流されるEGRガスによって内燃機関の燃焼が不安定になるのを防止して、内燃機関の冷間始動時に燃費効率が悪化するのを防止することができる。
また、切換手段が第2の連通位置に切換られたときには、内燃機関に冷却水を供給するのを停止することができ、内燃機関の早期暖機を図ることができる。
As a result, it is possible to prevent the combustion of the internal combustion engine from becoming unstable due to the EGR gas recirculated to the internal combustion engine, and to prevent the fuel efficiency from deteriorating during a cold start of the internal combustion engine.
Further, when the switching means is switched to the second communication position, the supply of cooling water to the internal combustion engine can be stopped, and the internal combustion engine can be warmed up early.
また、内燃機関の冷間始動時に内燃機関に冷却水を供給するのを停止しているため、内燃機関が高負荷運転状態となった場合に、内燃機関の冷却水が沸騰するおそれがあるが、制御手段は、内燃機関内の冷却水が沸騰した場合に、切換手段を第1の連通位置に切換えるようになっている。 Further, since the cooling water supply to the internal combustion engine is stopped when the internal combustion engine is cold started, there is a risk that the cooling water of the internal combustion engine will boil when the internal combustion engine enters a high-load operation state. The control means switches the switching means to the first communication position when the cooling water in the internal combustion engine boils.
したがって、冷却水供給管を介して熱交換器と内燃機関とを連通して、熱交換器から内燃機関に冷却水を供給することができ、内燃機関の冷間始動時に内燃機関内の冷却水が沸騰するのを抑制することができる。 Therefore, the heat exchanger and the internal combustion engine can be communicated with each other via the cooling water supply pipe so that the cooling water can be supplied from the heat exchanger to the internal combustion engine. Can be suppressed from boiling.
上記(1)に記載の内燃機関の冷却装置において、(2)前記制御手段は、前記冷却水供給管を流れる冷却水の温度が所定の温度未満であることを条件として、前記切換手段を前記第2の連通位置に切換え、前記冷却水供給管を流れる冷却水の温度が前記所定の温度以上であることを条件として、前記切換手段を前記第1の連通位置に切換えるものから構成されている。 In the cooling apparatus for an internal combustion engine according to (1), (2) the control unit sets the switching unit to the switching unit on the condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is lower than a predetermined temperature. Switching to the second communication position and switching the switching means to the first communication position on condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is equal to or higher than the predetermined temperature. .
この内燃機関の冷却装置は、制御手段が、冷却水供給管を流れる冷却水の温度が所定の温度未満であることを条件として、切換手段を第2の連通位置に切換えるので、内燃機関の冷間始動時に、熱交換器とEGRクーラとの間で冷却水を循環させて、排気ガスによって温められた冷却水をEGRクーラに供給することができ、EGRクーラの早期暖機を図ることができる。 In this internal combustion engine cooling apparatus, the control means switches the switching means to the second communication position on the condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is lower than a predetermined temperature. During start-up, the cooling water is circulated between the heat exchanger and the EGR cooler, and the cooling water heated by the exhaust gas can be supplied to the EGR cooler, so that the EGR cooler can be warmed up early. .
このため、EGR管にEGRガスを早期に供給することができ、内燃機関の冷間始動時に燃費効率が悪化するのを防止することができる。 For this reason, the EGR gas can be supplied to the EGR pipe at an early stage, and the fuel efficiency can be prevented from deteriorating when the internal combustion engine is cold-started.
また、制御手段が、冷却水供給管を流れる冷却水の温度が所定の温度以上であることを条件として、切換手段を第1の連通位置に切換えるので、EGRクーラの早期暖機後に暖機された冷却水を内燃機関に供給することができ、内燃機関の早期暖機を図ることができる。 Further, since the control means switches the switching means to the first communication position on the condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is equal to or higher than a predetermined temperature, the control means is warmed up after the EGR cooler is warmed up early. The cooling water can be supplied to the internal combustion engine, so that the internal combustion engine can be warmed up quickly.
上記(1)または(2)に記載の内燃機関の冷却装置において、(3)前記EGR管の流路面積を可変する流路面積可変手段を有し、前記制御手段は、前記冷却水供給管を流れる冷却水の温度が前記所定の温度未満であることを条件として、前記流路面積可変手段を制御して前記EGR管を全閉するものから構成されている。 In the internal combustion engine cooling device according to (1) or (2), (3) flow path area varying means for varying the flow area of the EGR pipe is provided, and the control means includes the cooling water supply pipe On the condition that the temperature of the cooling water flowing through is lower than the predetermined temperature, the flow path area variable means is controlled to fully close the EGR pipe.
この内燃機関の冷却装置は、制御手段が、冷却水供給管を流れる冷却水の温度が所定の温度未満であることを条件として、流路面積可変手段を制御してEGR管を全閉するので、EGRクーラの暖機中に低温のEGRクーラによってEGRガスが急激に冷却されることがなく、EGRクーラ内に凝縮水が発生するのを確実に防止することができる。 In this internal combustion engine cooling apparatus, the control means controls the flow path area variable means to fully close the EGR pipe on condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is lower than a predetermined temperature. During the warm-up of the EGR cooler, the EGR gas is not rapidly cooled by the low-temperature EGR cooler, and it is possible to reliably prevent the condensed water from being generated in the EGR cooler.
本発明によれば、内燃機関の早期暖機を図りつつ、早期暖機中に内燃機関内の冷却水が沸騰してしまうのを防止することができる内燃機関の冷却装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the internal combustion engine cooling device which can prevent that the cooling water in an internal combustion engine boils during early warming up can be provided, aiming at early warming up of an internal combustion engine. .
以下、本発明に係る内燃機関の冷却装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図5は、本発明に係る内燃機関の冷却装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1において、内燃機関としてのエンジン1は、例えば、図示しない過給機を備えたディーゼルエンジンやガソリンエンジンから構成されており、エンジン1は、シリンダブロック2およびシリンダヘッド3を備えている。
Embodiments of a cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 5 are diagrams showing an embodiment of a cooling device for an internal combustion engine according to the present invention.
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, an engine 1 as an internal combustion engine is constituted by, for example, a diesel engine or a gasoline engine provided with a supercharger (not shown), and the engine 1 includes a
シリンダブロック2には、複数の気筒4が設けられており、気筒4内には図示しないピストンが上下方向に往復移動自在に設けられ、このピストンの往復移動が図示しないクランクシャフトの回転運動に変換されるようになっている。なお、本実施の形態では、4気筒エンジンを例にしているが、気筒数は、これに限定されるものではない。
The
シリンダヘッド3は、図示しない吸排気カム、吸排気カムシャフト、吸排気バルブ等の動弁装置や燃料噴射弁等が設けられており、動弁装置は、シリンダヘッド3に形成された図示しない吸気ポートおよび排気ポートを開閉するようになっている。
The
シリンダヘッド3には吸気ポートに連通するように吸気管5が取付けられており、吸気管5は、気筒4、シリンダヘッド3およびピストンによって画成される燃焼室に吸入空気を導入するようになっている。
An intake pipe 5 is attached to the
また、シリンダヘッド3には排気ポートに連通するように排気管6が取付けられており、排気管6は、燃焼室で燃焼された排気ガスを外部に排出するようになっている。なお、図1では、排気管6がシリンダブロック2に取付けられているが、実際は、シリンダヘッド3に取付けられている。
An exhaust pipe 6 is attached to the
また、排気管6には熱交換器としての排熱回収器7が取付けられており、この排熱回収器7は、排気管6を流れる排気ガスの熱と冷却水との間で熱交換を行うことで冷却水を加熱するようになっている。 An exhaust heat recovery unit 7 as a heat exchanger is attached to the exhaust pipe 6. The exhaust heat recovery unit 7 exchanges heat between the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 6 and the cooling water. By doing so, the cooling water is heated.
また、エンジン1にはEGR装置8が設けられており、このEGR装置8は、一端が排気管6に接続され、他端が吸気管5に接続されるEGR管9と、EGR管9の途中に設けられた流路面積可変手段としてのEGR弁10と、EGR弁10の下流側に設けられたEGRクーラ11と、エンジン1の回転数および負荷に応じてEGR弁10の開閉を制御するECU(Electronic Control Unit)12とを含んで構成されている。
Further, the engine 1 is provided with an EGR device 8. The EGR device 8 includes an
EGR弁10は、EGR管9の開度が零の全閉状態からEGR管9の開度が100%の全開状態の間でEGR管9の開度を適宜調整するようになっており、ECU12から出力される開度信号のデューティ値に基づいて開閉制御される。
The
そして、EGR弁10が開状態となると、排気管6に排出された排気ガスの一部がEGR管9および吸気管5を通してエンジン1の燃焼室に再循環される。エンジン1にEGRガスが再循環されると、排気ガスを含んだ吸気がエンジン1の燃焼室に供給されるため、NOxの低減を図ることができる。
When the
EGRクーラ11は、EGRガスの熱と冷却水との間で熱交換を行うことでEGRガスを冷却するようになっており、EGRガスが冷却されると、エンジン1の燃焼室に再循環されるEGRガスの充填効率が向上するとともに、燃焼室における燃焼温度が低下して、NOxの抑制効果をさらに向上させることができる。 The EGR cooler 11 cools the EGR gas by exchanging heat between the heat of the EGR gas and the cooling water. When the EGR gas is cooled, it is recirculated to the combustion chamber of the engine 1. EGR gas charging efficiency can be improved, and the combustion temperature in the combustion chamber can be lowered to further improve the NOx suppression effect.
また、エンジン1には冷却装置13が設けられている。この冷却装置13は、ラジエータ14を備える主供給管15を備えており、この主供給管15は、エンジン1に接続されている。すなわち、主供給管15は、シリンダブロック2に接続された入口部15aとシリンダヘッド3に接続される出口部15bとを備えている。
The engine 1 is provided with a
主供給管15にはウォータポンプ16が設けられている。このウォータポンプ16は、トロコイドポンプやギヤポンプ等から構成されており、エンジン1のクランクシャフトによって回転されることにより、エンジンの回転数に比例して回転数が増大するようになっている。したがって、ウォータポンプ16の回転数が増大すると、ウォータポンプ16から吐出される冷却水量が回転数に比例して増大する。
The
エンジン1の運転中にウォータポンプ16が駆動されると、エンジン1のシリンダブロック2およびシリンダヘッド3に形成された図示しない冷却水通路を構成するウォータジャケットとラジエータ14との間で冷却水が循環する。
When the
なお、図1において、シリンダブロック2とシリンダヘッド3に記載された矢印は、エンジン1内の冷却水の流れを示すものであり、主供給管15からシリンダブロック2に供給された冷却水は、シリンダブロック2の気筒4や各部を冷却した後、シリンダヘッド3の各部を冷却して主供給管15に吐出されるようになっている。
In FIG. 1, the arrows written on the
主供給管15を通してウォータジャケットとラジエータ14との間で冷却水が循環すると、エンジン1の気筒4や各部の熱を奪って昇温した冷却水がラジエータ14に導入され、ラジエータ14によって冷却された冷却水が、ウォータポンプ16によって圧送されて再びエンジン1のウォータジャケットに導入されるようになっている。
When the cooling water circulates between the water jacket and the
また、主供給管15上にはEGRクーラ11が設けられており、このEGRクーラ11は、主供給管15を流れる冷却水によってEGR管9を流れるEGRガスを冷却するようになっている。
An EGR cooler 11 is provided on the
また、主供給管15には、バイパス管17が分岐して接続されており、このバイパス管17は、EGRクーラ11の上流側と下流側の主供給管15に接続されている。バイパス管17にはヒータコア18が設けられており、このヒータコア18は、エンジン1の燃焼熱によって昇温した冷却水がバイパス管17を通して導入されることにより、冷却水と空気との間で熱交換を行うようになっている。そして、この熱交換によって暖められた空気が車室内の暖房に利用される。
Further, a
また、主供給管15とバイパス管17の分岐部には三方電磁弁19が設けられており、この三方電磁弁19は、ECU12によって制御されることにより、冷却水の供給先がEGRクーラ11またはヒータコア18のいずれか一方になるように流路を切換えるようになっている。
In addition, a three-
すなわち、三方電磁弁19は、主供給管15を介してエンジン1とEGRクーラ11とを連通する第1の連通位置と、バイパス管17を介してエンジン1とヒータコア18とを連通する第2の連通位置とに切換えられるようになっている。
That is, the three-
EGRクーラ11の下流側の主供給管15にはバイパス管20が分岐して接続されており、このバイパス管20には排熱回収器7が設けられている。この排熱回収器7は、排気管6を流れる排気ガスの熱とバイパス管20を流れる冷却水との間で熱交換を行うことで冷却水を加熱するようになっている。なお、主供給管15とバイパス管20との接続位置は、分岐部15cを構成している。
A
また、バイパス管20の下流端は、ラジエータ14をバイパスしてラジエータ14の下流側の主供給管15に接続されている。このため、エンジン1から主供給管15に吐出される冷却水がバイパス管20に供給されると、EGRクーラ11、排熱回収器7およびエンジン1の順に冷却水が供給される。
Further, the downstream end of the
すなわち、分岐部15cよりも上流側の主供給管15の部位(以下、上流側主供給管15Aという)およびバイパス管20は、エンジン1、EGRクーラ11および排熱回収器7の順に冷却水を循環する冷却水供給管を構成している。
That is, the portion of the
また、排熱回収器7の下流側のバイパス管20には分岐管としてのバイパス管21が分岐して接続されており、このバイパス管21の下流端は、ウォータポンプ16の上流側の上流側主供給管15Aに接続されている。
A
バイパス管20とバイパス管21の分岐部には切換手段としての三方電磁弁22が設けられており、この三方電磁弁22は、ECU12によって制御されることにより、冷却水の供給先を、排熱回収器7の下流側とエンジン1とを連通する第1の連通位置と、排熱回収器7の下流側とEGRクーラ11の上流側とをバイパス管20を介して連通する第2の連通位置に切換えるようになっている。
A branch portion between the
また、ラジエータ14の下流側の主供給管15には公知のワックス式のサーモスタット23が設けられており、このサーモスタット23は、主供給管15を流れる冷却水が暖機温度Th℃以上の場合に、主供給管15を開放してエンジン1とラジエータ14との間で冷却水を循環させるようになっている。
この状態では、エンジン1の気筒4や各部の熱を奪うことで気筒4や各部を冷却した高温の冷却水がラジエータ14によって冷却されて低温の冷却水がエンジン1に導入される。
The
In this state, the high-temperature cooling water that cools the cylinder 4 and each part by taking the heat of the cylinder 4 and each part of the engine 1 is cooled by the
また、サーモスタット23は、主供給管15を流れる冷却水が暖機温度Th℃未満の場合に、主供給管15を閉塞し、上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を通して排熱回収器7とエンジン1との間で冷却水を循環させる。この状態では、冷却水がラジエータ14によって冷却されることがないため、冷間始動時等にエンジン1の暖機が促進される。
Further, the
一方、EGRクーラ11の下流側の主供給管15には水温センサ24が設けられており、この水温センサ24は、冷却水の温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ等によって構成されており、抵抗値の変化に応じて変化する電圧を冷却水の温度を表す信号としてECU12に出力するようになっている(図2参照)。
On the other hand, a
また、エンジン1には水温センサ25および圧力センサ26が設けられている。水温センサ25は、水温センサ24と同一のサーミスタ等によって構成されており、エンジン1のウォータジャケットを流れる冷却水の温度を検知して抵抗値の変化に応じて変化する電圧を冷却水の温度を表す信号としてECU12に出力するようになっている(図2参照)。
Further, the engine 1 is provided with a
圧力センサ26は、水温センサ25に近接して設けられており、エンジン1のウォータジャケット内の圧力を検知し、圧力に応じた信号をECU12に出力するようになっている(図2参照)。
また、エンジン1にはクランクシャフトの回転数を検知するクランク角センサ27が設けられており、クランク角センサ27は、クランクシャフトの回転数を検知してECU12に回転数に応じた信号を出力するようになっている(図2参照)。
The
The engine 1 is provided with a crank angle sensor 27 that detects the rotation speed of the crankshaft. The crank angle sensor 27 detects the rotation speed of the crankshaft and outputs a signal corresponding to the rotation speed to the
また、ECU12にはイグニッションスイッチ28が接続されており、イグニッションスイッチ28は、エンジン1の始動を行うためのスタート信号をECU12に出力するようになっている(図2参照)。
In addition, an
ECU12は、CPU(Central processing unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等のマイクロコンピュータ等を含んで構成されている。
The
CPUは、ROMに記憶されたEGR装置8の制御やエンジン1の冷却を行うためのエンジン制御プログラムを含んだ各種演算処理を実行する。RAMは、CPUでの演算結果や上述した水温センサ24、25および圧力センサ26から入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、ワークエリアの一部も構成する不揮発性のメモリである。
The CPU executes various arithmetic processes including an engine control program for controlling the EGR device 8 and cooling the engine 1 stored in the ROM. The RAM is a non-volatile memory that temporarily stores calculation results in the CPU, data input from the above-described
ECU12は、クランク角センサ27および水温センサ24の検知情報に基づいてEGR弁10を制御することにより、エンジン1の回転数および負荷に応じてEGR管9の開度を調整するようになっている。
The
また、ECU12は、水温センサ24の検知情報に基づいて上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度が所定の温度であるT1℃以上であることを条件として、三方電磁弁22を第1の連通位置に切換え、上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃未満であることを条件として、三方電磁弁22を第2の連通位置に切換えるようになっている。
Further, the
なお、T1℃は、EGRガスをEGRクーラ11に供給してもEGRクーラ11に凝縮水が発生しない温度に設定されており、このT1℃は、暖機温度Th℃よりも低い温度に設定されている。 Note that T1 ° C. is set to a temperature at which condensed water is not generated in the EGR cooler 11 even when EGR gas is supplied to the EGR cooler 11, and this T1 ° C. is set to a temperature lower than the warm-up temperature Th ° C. ing.
また、ECU12は、水温センサ25および圧力センサ26の検知情報に基づいてエンジン1内の冷却水の沸騰を検知するようになっており、水温センサ25、圧力センサ26およびECU12は、沸騰検知手段を構成している。
Further, the
また、ECU12は、エンジン1の冷間始動時に、エンジン1内の冷却水の沸騰を検知したことを条件として、三方電磁弁22を強制的に第1の連通位置に切換えるようになっており、制御手段を構成している。
Further, the
また、ECU12は、水温センサ24の検知情報に基づいて上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃未満であることを条件として、EGR弁10を制御してEGR管9を全閉するように制御する。
Further, the
また、ECU12には、空調スイッチ30(図2参照)から信号が入力されるようになっており、ECU12は、空調スイッチ30から信号が入力されると、暖房要求があったものと判断し、冷却水の供給先がヒータコア18になるように三方電磁弁22の切換制御を行う。
Further, the
また、ラジエータ14に対向する位置にはラジエータファン29が設けられており、このラジエータファン29は、ECU12によって制御される。具体的には、ECU12は、水温センサ24の検知情報に基づいて、冷却水の温度が暖機温度Th℃よりも高い温度T2である場合に、冷却水の冷却の補助を行うためにラジエータファン29を駆動するようになっている。なお、本実施の形態の冷却装置13は、ECU12が制御手段を構成している。
In addition, a
また、本実施の形態の冷却装置13は、ECU12、ラジエータ14、主供給管15、ウォータポンプ16、バイパス管17、三方電磁弁19、22、バイパス管20、21、サーモスタット23がエンジン1の冷却装置13を構成している。
The
次に、作用を説明する。
図3は、ECU12のROMに記憶されたエンジン制御プログラムのフローチャートであり、このフローチャートは、CPUによって実行される。なお、このフローチャートは、エンジン1の冷間始動時に実行されるものであり、冷却水の温度が暖機温度に到達したら終了するものである。
Next, the operation will be described.
FIG. 3 is a flowchart of the engine control program stored in the ROM of the
図3において、ECU12は、イグニッションスイッチ28からスタート信号が入力したか否かを判別する(ステップS1)。
In FIG. 3, the
ECU12は、イグニッションスイッチ28からスタート信号が入力した場合に、エンジン1が始動されたものと判断して暖房要求があるか否かを判別する(ステップS2)。
When the start signal is input from the
ECU12は、空調スイッチ30から信号が入力されない場合には、暖房要求がないものと判断して三方電磁弁19を第1の連通位置に切換える(ステップS3)。次いで、ECU12は、水温センサ24の検知情報に基づいて上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃未満であるか否かを判別する(ステップS4)。
When no signal is input from the
ECU12は、上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃未満であるものと判断した場合には、エンジン1の冷間始動時であるものと判断し、三方電磁弁22を第2の連通位置に切換える(ステップS5)。
When the
このため、ウォータポンプ16の駆動によって冷却水が上流側主供給管15A、バイパス管20およびバイパス管21の順に流れるため、冷却水がEGRクーラ11および排熱回収器7の順に供給される。すなわち、冷却水がEGRクーラ11および排熱回収器7の間で循環される。
For this reason, since the cooling water flows in the order of the upstream
このため、排気管6に排出された排気ガスの熱と冷却水とが熱交換されることにより、排熱回収器7で冷却水が加熱され、この加熱された冷却水がEGRクーラ11に供給され、EGRクーラ11が暖機される。 For this reason, the heat of the exhaust gas discharged to the exhaust pipe 6 and the cooling water are subjected to heat exchange, whereby the cooling water is heated in the exhaust heat recovery unit 7 and the heated cooling water is supplied to the EGR cooler 11. Then, the EGR cooler 11 is warmed up.
また、EGRクーラ11から排出される冷却水の一部は、分岐部15cの下流側の主供給管15を通してラジエータ14に供給されるが、冷却水は、暖機温度Th℃よりも低温であり、ラジエータ14の下流のサーモスタット23が全閉となっている。このため、冷却水がラジエータ14によって冷却されることがないとともに、エンジン1に冷却水が供給されない。
A part of the cooling water discharged from the EGR cooler 11 is supplied to the
次いで、ECU12は、EGR弁10を全閉状態にしてEGR管9にEGRガスを導入しない(ステップS6)。このため、EGR管9に導入されるEGRガスによってEGRクーラ11に凝縮水が発生することが抑制される。
次いで、ECU12は、水温センサ25および圧力センサ26の検知情報に基づいてエンジン1内の冷却水が沸騰しているか否かを判別する(ステップS7)。
Next, the
Next, the
ECU12は、エンジン1内の冷却水が沸騰していないものと判断した場合には、ステップS2に処理を移す。また、ECU12は、エンジン1内の冷却水が沸騰しているものと判断した場合には、三方電磁弁22を第1の連通位置に強制的に切換える(ステップS8)。
If the
このようにエンジン1内の冷却水が沸騰するのは、エンジン1への冷却水の供給が停止されて冷却水がエンジン1のウォータジャケット内で滞留した状態となり、さらに、冷間始動時にエンジン1の運転状態が高負荷となり、エンジン1内で冷却水が局部的に高温となるからである。 The cooling water in the engine 1 boils in this way because the supply of the cooling water to the engine 1 is stopped and the cooling water stays in the water jacket of the engine 1. This is because the operation state becomes a high load, and the cooling water locally becomes high in the engine 1.
エンジン1内の冷却水が沸騰したときに、三方電磁弁22が第1の連通位置に強制的に切換えられると、ウォータポンプ16の駆動によって冷却水がバイパス管21に供給されず、上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れるため、冷却水がエンジン1、EGRクーラ11および排熱回収器7の順に供給される。
If the three-
すなわち、冷却水がエンジン1、EGRクーラ11および排熱回収器7の間で循環され、沸騰している冷却水よりも低温の冷却水がエンジン1に供給され、エンジン1内の冷却水の沸騰が抑制される。
ECU12は、三方電磁弁22を第1の連通位置に強制的に切換えた後にステップS7に処理を戻し、エンジン1内の冷却水の沸騰が抑制されたか否かをモニターする。
That is, the cooling water is circulated between the engine 1, the EGR cooler 11, and the exhaust heat recovery unit 7, cooling water having a temperature lower than that of the boiling cooling water is supplied to the engine 1, and the cooling water in the engine 1 is boiled. Is suppressed.
The
また、ECU12は、ステップS4で上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃以上であるものと判断した場合には、三方電磁弁22を第1の連通位置に切換えた後(ステップS10)、クランク角センサ27および水温センサ24の検知情報に基づいた開度でEGR弁10の開度を設定してEGR弁10を開く(ステップS11)。
If the
三方電磁弁22が第1の連通位置に切換えられると、ウォータポンプ16の駆動によって冷却水が上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れるため、冷却水がエンジン1、EGRクーラ11および排熱回収器7の順に供給される。すなわち、冷却水がエンジン1、EGRクーラ11および排熱回収器7の間で循環される。
When the three-
また、EGRクーラ11から排出される冷却水の一部は、主供給管15を通してラジエータ14に供給されるが、冷却水は、未だ暖機温度よりも低温であり、ラジエータ14の下流のサーモスタット23が全閉となっているため、冷却水がラジエータ14によって冷却されることがないとともに、エンジン1に冷却水が供給されない。
このため、排熱回収器7によって加熱された冷却水がエンジン1に供給され、エンジン1の早期暖機が行われる。
Further, a part of the cooling water discharged from the EGR cooler 11 is supplied to the
For this reason, the cooling water heated by the exhaust heat recovery device 7 is supplied to the engine 1 and the engine 1 is warmed up early.
次いで、ECU12は、水温センサ24の検知情報に基づいて冷却水の温度Tが暖機温度Th℃未満であるか否かを判別する(ステップS11)。ECU12は、冷却水の温度Tが暖機温度Th℃未満であるものと判断した場合には、ステップS10に処理を戻し、冷却水の温度Tが暖機温度Th℃以上であるものと判断した場合には、今回の処理を終了する。この後、冷却装置13は、通常制御に移行する。
Next, the
冷却水の温度Tが暖機温度Th℃以上となると、サーモスタット23が全開となるため、冷却水がエンジン1とラジエータ14との間で循環し、エンジン1の気筒4や各部を冷却することができる。
When the temperature T of the cooling water becomes equal to or higher than the warm-up temperature Th ° C., the
また、通常制御は、冷却水の温度に基づいてサーモスタット23を開閉制御して冷却水をエンジン1とラジエータ14との間に循環したり、ラジエータ14をバイパスしてエンジン1と排熱回収器7との間で循環する制御である。
Further, in the normal control, the
一方、ECU12は、ステップS2で空調スイッチ30から信号が入力された場合には、暖房要求があったものと判断して三方電磁弁19を第2の連通位置に切換えた後(ステップS9)、ステップS4に処理を移す。
三方電磁弁19が第2の連通位置に切換えられると、バイパス管20がバイパス管17に連通される。
On the other hand, when a signal is input from the
When the three-
また、ECU12は、ステップS4で上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃未満であると判断した場合には、ステップS5に処理を移し、エンジン1の冷間始動時であるものと判断し、三方電磁弁22を第2の連通位置に切換える。
If the
このため、ウォータポンプ16の駆動によって冷却水が上流側主供給管15Aからバイパス管17に分岐され、冷却水がバイパス管17、バイパス管20およびバイパス管21の順に流れる。このため、冷却水がヒータコア18および排熱回収器7の間で循環され、ヒータコア18内を流れる冷却水と熱交換されることによって暖められた空気が車室内の暖房に利用される。
For this reason, the cooling water is branched from the upstream
また、ECU12は、ステップS4で上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度がT1℃以上であると判断した場合には、ステップS10に処理を移し、三方電磁弁22を第1の連通位置に切換える。
三方電磁弁22が第1の連通位置に切換えられると、ウォータポンプ16の駆動によって冷却水がバイパス管17およびバイパス管20を流れるため、冷却水がエンジン1、ヒータコア18、排熱回収器7の順に供給される。
If the
When the three-
すなわち、冷却水がエンジン1、ヒータコア18および排熱回収器7の間で循環され、ヒータコア18に供給される。このため、ヒータコア18内を流れる冷却水と熱交換されることによって暖められた空気が車室内の暖房に利用される。
ECU12は、ステップS6、S10の処理がそれぞれ終了すると、ステップS6以降、ステップS10以降の処理を実行する。
That is, the cooling water is circulated between the engine 1, the
ECU12 will perform the process after step S6 after step S6, if the process of step S6 and S10 is each complete | finished.
なお、三方電磁弁19によって冷却水の供給先をEGRクーラ11およびヒータコア18に選択的に切換える場合には、冷却水の供給先をEGRクーラ11およびヒータコア18のいずれか一方のみにするだけでなく、EGRクーラ11およびヒータコア18への冷却水の分配割合を換えてもよい。例えば、EGRクーラ11に優先して冷却水を供給する場合には、EGRクーラ11に80%、ヒータコア18に20%というような冷却水の分配比率に設定する。
When the cooling water supply destination is selectively switched to the EGR cooler 11 and the
このように本実施の形態の冷却装置13は、ECU12が三方電磁弁22を制御することにより、冷却水の供給先を、排熱回収器7の下流側とエンジン1とを連通する第1の連通位置と、排熱回収器7の下流側とEGRクーラ11の上流側とをバイパス管17を介して連通する第2の連通位置に切換えるように構成した。
As described above, in the
特に、本実施の形態の冷却装置13のECU12は、上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を流れる冷却水の温度が、EGRクーラ11に凝縮水が発生しない温度T1℃未満であることを条件として、三方電磁弁22を第2の連通位置に切換えるので、エンジン1の冷間始動時に、排熱回収器7とEGRクーラ11との間で冷却水を循環させて、排気ガスによって温められた冷却水をEGRクーラ11に供給することができ、EGRクーラ11の早期暖機を図ることができる。
In particular, the
このため、EGR管9を流れるEGRガスがEGRクーラ11によって急激に冷却されてしまうのを防止することができ、EGR管9にEGRガスを早期に供給することができる。この結果、エンジン1に再還流されるEGRガスによってエンジン1の燃焼が不安定になるのを防止して、エンジン1の冷間始動時に燃費効率が悪化するのを防止することができる。
For this reason, it is possible to prevent the EGR gas flowing through the
図4は、エンジン1内の冷却水の温度の変化とEGRクーラ11に供給される冷却水の温度の変化を示す図である。図4に示すように、本実施の形態では、EGRクーラ11に供給される冷却水の温度をエンジン1内の冷却水の温度よりも早期に暖機することができるため、EGRガスをEGR管9に早期に供給することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a change in the temperature of the cooling water in the engine 1 and a change in the temperature of the cooling water supplied to the EGR cooler 11. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the temperature of the cooling water supplied to the EGR cooler 11 can be warmed up earlier than the temperature of the cooling water in the engine 1, so that the EGR gas is supplied to the EGR pipe. 9 can be supplied early.
また、図5から明らかなように、EGRガスをEGR管9に早期に供給した場合には、EGRガスを供給しない場合に比べて燃費効率が向上することが明らかであり、したがって、EGRガスをEGR管9に早期に供給した場合に、EGRガスをEGR管9に早期に供給しない場合に比べて燃費効率を向上させることができる。
Further, as is clear from FIG. 5, it is clear that when the EGR gas is supplied to the
また、本実施の形態では、三方電磁弁22が第2の連通位置に切換えられたときに、エンジン1に冷却水を供給するのを停止することができるため、エンジン1の早期暖機を図ることができる。
In the present embodiment, when the three-
また、本実施の形態の冷却装置13のECU12は、上流側主供給管15Aおよび主供給管15を流れる冷却水の温度がT1℃以上であることを条件として、三方電磁弁22を第1の連通位置に切換えるので、EGRクーラ11の暖機後に暖機された冷却水をエンジン1に供給することができ、エンジン1の早期暖機を図ることができる。
Further, the
また、エンジン1の冷間始動時にエンジン1に冷却水を供給するのを停止しているため、エンジン1が高負荷運転状態となった場合に、エンジン1の冷却水が沸騰するおそれがある。 Further, since the supply of cooling water to the engine 1 is stopped when the engine 1 is cold-started, the cooling water of the engine 1 may boil when the engine 1 enters a high load operation state.
本実施の形態の冷却装置13のECU12は、エンジン1の冷間始動時にエンジン1内の冷却水が沸騰した場合に、三方電磁弁22を第1の連通位置に切換えるようになっているので、上流側主供給管15Aおよびバイパス管20を介して排熱回収器7とエンジン1とを連通して、排熱回収器7からエンジン1に冷却水を供給することができる。このため、エンジン1の早期暖機中にエンジン1内の冷却水の沸騰を抑制することができる。
Since the
このようにエンジン1内の冷却水の沸騰を抑制することができるため、冷却水に含まれるエチレングリコールや防錆剤等が変質して劣化したり、冷却装置13を構成する主供給管15、バイパス管17、バイパス管20、21の内圧が上昇してこれら主供給管15等に過大な負荷が作用するのを防止することができる。
Since the boiling of the cooling water in the engine 1 can be suppressed in this way, the ethylene glycol, the rust inhibitor, etc. contained in the cooling water are altered and deteriorated, or the
また、本実施の形態の冷却装置13のECU12は、主供給管15を流れる冷却水の温度がT1℃未満であることを条件として、EGR弁10を制御してEGR管9を全閉するので、EGRクーラ11の暖機中に低温のEGRクーラ11によってEGRガスが急激に冷却されることがなく、EGRクーラ11内に凝縮水が発生するのを確実に防止することができる。
Further, the
なお、サーモスタット23が全開となったときに、冷却水がエンジン1とラジエータ14との間で循環するが、このとき、バイパス管20に冷却水の一部が流れる。この場合に、バイパス管20の流路面積や流路抵抗を最適に設計して、ラジエータ14に多くの冷却水が流れるようにしてエンジン1の冷却性能を高めるようにしてもよい。
When the
また、本実施の形態の冷却装置13のECU12は、エンジン1内の冷却水が沸騰したときに、三方電磁弁22を第1の連通位置に切換えているが、エンジン1内の冷却水が沸騰する可能性のある場合に三方電磁弁22を第1の連通位置に切換えてもよい。
The
この場合、ECU12は、水温センサ25および圧力センサ26の検知情報に基づいて、エンジン1内の冷却水の圧力および温度が、冷却水が沸騰する圧力および温度に近い圧力および温度となったときに沸騰の可能性があるものと判断すればよい。
In this case, the
以上のように、本発明に係る内燃機関の冷却装置は、内燃機関の早期暖機を図りつつ、早期暖機中に内燃機関内の冷却水が沸騰してしまうのを防止することができるという効果を有し、排気ガスの熱を回収する熱交換器によって加熱された冷却水を利用して内燃機関の早期暖機を図るようにした内燃機関の冷却装置等として有用である。 As described above, the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present invention can prevent the cooling water in the internal combustion engine from boiling during the early warm-up while achieving the early warm-up of the internal combustion engine. This is useful as a cooling device for an internal combustion engine that has an effect and uses the cooling water heated by the heat exchanger that recovers the heat of the exhaust gas so that the internal combustion engine can be warmed up early.
1 エンジン(内燃機関)
5 吸気管
6 排気管
7 排熱回収器(熱交換器)
9 EGR管
10 EGR弁(流路面積可変手段)
11 EGRクーラ
12 ECU(制御手段、沸騰検知手段)
13 冷却装置
15A 上流側主供給管(冷却水供給管)
20 バイパス管(冷却水供給管)
21 バイパス管(分岐管)
22 三方電磁弁(切換手段)
25 水温センサ(沸騰検知手段)
26 圧力センサ(沸騰検知手段)
1 engine (internal combustion engine)
5 Intake pipe 6 Exhaust pipe 7 Waste heat recovery unit (heat exchanger)
9
11 EGR cooler 12 ECU (control means, boiling detection means)
13
20 Bypass pipe (cooling water supply pipe)
21 Bypass pipe (branch pipe)
22 Three-way solenoid valve (switching means)
25 Water temperature sensor (boiling detection means)
26 Pressure sensor (boiling detection means)
Claims (3)
前記内燃機関、前記EGRクーラおよび前記熱交換器の順に冷却水を循環させる冷却水供給管と、
前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給管から分岐され、前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給管と前記EGRクーラの上流側の前記冷却水供給管とを接続する分岐管と、
前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給管に設けられ、冷却水の供給先を前記熱交換器の下流側と前記内燃機関とを連通する第1の連通位置と、前記熱交換器の下流側と前記EGRクーラの上流側とを前記分岐管を介して連通する第2の連通位置に切換える切換手段と、
前記内燃機関内の冷却水の沸騰を検知する沸騰検知手段と、
前記切換手段の切換制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の冷間始動時に、前記沸騰検知手段が冷却水の沸騰を検知したことを条件として、前記切換手段を前記第1の連通位置に切換えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 An EGR pipe having one end connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine and the other end connected to the intake pipe of the internal combustion engine, and supplying a part of the exhaust gas of the internal combustion engine from the exhaust pipe to the intake pipe; EGR cooler provided in the EGR pipe and supplied with cooling water of the internal combustion engine, and cooling water provided in the exhaust pipe and recovering heat of exhaust gas in the exhaust pipe and supplied from the internal combustion engine. A cooling device for an internal combustion engine comprising a heat exchanger for heating,
A cooling water supply pipe for circulating cooling water in the order of the internal combustion engine, the EGR cooler, and the heat exchanger;
A branch pipe branched from the cooling water supply pipe on the downstream side of the heat exchanger, and connecting the cooling water supply pipe on the downstream side of the heat exchanger and the cooling water supply pipe on the upstream side of the EGR cooler; ,
A first communication position that is provided in the cooling water supply pipe on the downstream side of the heat exchanger, and that connects the cooling water to the downstream side of the heat exchanger and the internal combustion engine; and Switching means for switching the downstream side and the upstream side of the EGR cooler to a second communication position that communicates via the branch pipe;
Boiling detection means for detecting boiling of cooling water in the internal combustion engine;
Control means for performing switching control of the switching means,
The control means switches the switching means to the first communication position on condition that the boiling detection means detects boiling of cooling water when the internal combustion engine is cold-started. Cooling system.
前記冷却水供給管を流れる冷却水の温度が前記所定の温度以上であることを条件として、前記切換手段を前記第1の連通位置に切換えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の冷却装置。 The control means switches the switching means to the second communication position on the condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is lower than a predetermined temperature,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the switching unit is switched to the first communication position on condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is equal to or higher than the predetermined temperature. Cooling system.
前記制御手段は、前記冷却水供給管を流れる冷却水の温度が前記所定の温度未満であることを条件として、前記流路面積可変手段を制御して前記EGR管を全閉することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の冷却装置。 Having flow path area variable means for changing the flow path area of the EGR pipe,
The control means controls the flow path area variable means to fully close the EGR pipe on the condition that the temperature of the cooling water flowing through the cooling water supply pipe is lower than the predetermined temperature. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
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