JP2017057856A - 内燃機関の冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲクーラでの凝縮水発生による不都合を解消する。【解決手段】冷却水の循環経路２０であるシリンダヘッド出口側経路２３には、ヒータコア３１とＥＧＲクーラ３３とが直列に設けられるとともに、流量調整弁２７が設けられている。ＥＣＵ４０は、エンジン１０の運転状態に基づいて冷却水の要求流量を算出する。また、ＥＧＲクーラ３３における凝縮水の発生の可能性を判定する。さらに、凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、要求流量よりも冷却水の流量を制限し、その制限された流量になるように流量調整弁２７による流量制御を実施する。【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の冷却システムに関するものである。

内燃機関の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるシステムにおいて、ＥＧＲクーラによりＥＧＲガスを冷却して還流させる技術が実用化されている。具体的には、排気管から吸気管にＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ配管に、ＥＧＲガスを冷却水と熱交換させる水冷式のＥＧＲクーラを設けている。また、冷却水を循環させる循環経路において、内燃機関内部に設けられた冷却通路の下流側となる位置にＥＧＲクーラを配置し、内燃機関の冷却通路を通過した冷却水をＥＧＲクーラに供給するようにした構成が知られている（例えば特許文献１参照）。こうして内燃機関の冷却通路の下流側にＥＧＲクーラが配置される構成では、内燃機関の運転状態に基づき設定される要求流量に応じてＥＧＲクーラに冷却水が供給される。

特開２００１−２８９１２５号公報

例えば内燃機関の冷間始動時において冷却水の温度が比較的低い場合には、その冷却水がＥＧＲクーラに流れることで該ＥＧＲクーラにおいてＥＧＲガスが過冷却され、凝縮水が発生することが考えられる。ここで、上記のように内燃機関の運転状態に応じてＥＧＲクーラに冷却水が供給される場合には、例えばＥＧＲガスの冷却を優先することで凝縮水が発生し易くなるとも考えられる。そして、その凝縮水により、ＥＧＲクーラの腐食促進や、下流への水飛散による不具合（エンジン水吸い込み、触媒、排気センサヒートショック）が生じることが懸念される。

本発明は、ＥＧＲクーラでの凝縮水発生による不都合を解消することができる内燃機関の冷却システムを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明では、内燃機関を冷却する冷却媒体を循環させる循環経路（２０）と、前記循環経路において前記内燃機関の機関冷却通路（１３，１４）の下流側に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記冷却媒体により冷却するＥＧＲクーラ（３３）と、前記循環経路において前記ＥＧＲクーラに流れる前記冷却媒体の循環流量を調整する流量調整手段（２７）とを備える。そして、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却媒体の要求流量を算出する要求流量算出手段（４０）と、前記ＥＧＲクーラにおける凝縮水の発生の可能性を判定する凝縮判定手段（４０）と、前記凝縮判定手段により凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、前記冷却媒体の循環流量を前記要求流量よりも制限し、その制限された流量になるように前記流量調整手段による流量制御を実施する制御手段（４０）と、を備えることを特徴とする。

内燃機関が暖機完了の状態でなく比較的低温になっている場合には、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラで過剰に冷却され、それに起因してＥＧＲクーラにおいて凝縮水が発生することが懸念される。この点、上記構成によれば、凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、ＥＧＲクーラに流れる冷却媒体について要求流量に対する流量制限が実施される。これにより、ＥＧＲクーラにおいて凝縮水の発生が抑制される。その結果、ＥＧＲクーラでの凝縮水発生による不都合を解消することができる。

エンジンの冷却システムの概要を示す構成図。 冷却水流量制御の手順を示すフローチャート。 基本要求流量の算出に用いる関係図。 水温係数の算出に用いる関係図。 凝縮温度の算出に用いる関係図。 ガード流量の算出に用いる関係図。 ガード流量の算出に用いる関係図。 冷却水流量制御をより具体的に説明するためのタイムチャート。 他の実施形態において冷却水流量制御の手順を示すフローチャート。 他の実施形態においてガード流量の算出に用いる関係図。 他の実施形態においてエンジンの冷却システムの概要を示す構成図。 他の実施形態においてエンジンの冷却システムの概要を示す構成図。 他の実施形態においてエンジンの冷却システムの概要を示す構成図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に搭載される水冷式多気筒エンジン（内燃機関）において同エンジンを冷却する冷却システムとして具体化している。図１は、本システムの概要を示す構成図である。

図１において、エンジン１０は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを有しており、それらには各々冷却媒体としての冷却水を流通させるためのウォータジャケットが形成されている。シリンダブロック１１のウォータジャケットが、同シリンダブロック１１内に冷却水を流通させるシリンダブロック冷却通路１３に相当し、シリンダヘッド１２のウォータジャケットが、同シリンダヘッド１２内に冷却水を流通させるシリンダヘッド冷却通路１４に相当する。

本実施形態では、シリンダブロック冷却通路１３とシリンダヘッド冷却通路１４とが並列に設けられ、ゆえにシリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とが別系統で冷却されるようになっている。

エンジン１０の各冷却通路１３，１４には冷却水を循環させるための循環経路２０が接続されている。この循環経路２０は、例えば金属製又は合成樹脂製の配管部材により構成されている。循環経路２０は、エンジン１０（各冷却通路１３，１４）に対する冷却水の流入側の経路であって二経路に分岐されている入口側経路２１と、シリンダブロック冷却通路１３からの冷却水の流出側の経路であるシリンダブロック出口側経路２２と、シリンダヘッド冷却通路１４からの冷却水の流出側の経路であるシリンダヘッド出口側経路２３とを有している。入口側経路２１の分岐前位置（集合部分）にはウォータポンプ２４が設けられている。ウォータポンプ２４は、エンジン１０の回転により駆動される機械式ウォータポンプであり、このウォータポンプ２４の駆動により循環経路２０内を冷却水が循環する。

シリンダブロック出口側経路２２には、当該出口側経路２２内を流れる冷却水の流量を調整する流量調整弁２６が設けられている。また、シリンダヘッド出口側経路２３は二経路に分岐されており、その分岐位置には、当該出口側経路２３内を流れる冷却水の流量を調整する機能と、二方の分岐経路２３ａ，２３ｂのいずれに冷却水を流すかを切り替える切替機能とを有する流量調整弁２７が設けられている。二つの分岐経路２３ａ，２３ｂのうち一方の分岐経路２３ａには、冷却水を外気により冷却するラジエータ２８が設けられている。また、他方の分岐経路２３ｂには、車載空調装置における熱源となるヒータコア３１と、ＥＧＲ装置３２を通過するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３３とが直列に設けられている。分岐経路２３ｂは、ラジエータ２８を迂回するバイパス通路である。分岐経路２３ｂに冷却水が流れる場合、シリンダヘッド冷却通路１４から流出した冷却水は、流量調整弁２７→ヒータコア３１→ＥＧＲクーラ３３の順に流れるようになっている。

なお、本実施形態では、シリンダヘッド出口側経路２３が「第１経路」に、シリンダブロック出口側経路２２が「第２経路」に相当する。また、流量調整弁２７が「第１調整手段」に、流量調整弁２６が「第２調整手段」に相当する。

ヒータコア３１は、その内部を通過する冷却水と車室内に送風される空気との熱交換によりその送風空気を暖める熱交換器であり、冷却水の熱を放出する放熱源に相当する。この場合、車室内を暖房する暖房要求に応じてヒータコア３１において熱交換（冷却水の放熱）が実施される。

ＥＧＲ装置３２は、エンジン１０から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ手段に相当し、ＥＧＲガスを流通させるＥＧＲ配管とＥＧＲガス量を調整するＥＧＲ弁とを有している。ＥＧＲクーラ３３は、ＥＧＲ配管の途中に設けられ、ＥＧＲガスを冷却液と熱交換させる熱交換器として機能する。ＥＧＲクーラ３３は、例えば細い長い管状の伝熱管（熱交換パイプ）が複数並列的に設けられ、これら伝熱管内をＥＧＲガスが流れ、伝熱管の外側を冷却水が流れる構成となっている。

シリンダブロック出口側経路２２とシリンダヘッド出口側経路２３とは、ラジエータ２８やヒータコア３１、ＥＧＲクーラ３３よりも下流側において一経路に集約され、その下流側で入口側経路２１に接続されるようになっている。循環経路２０において、エンジン１０の入口側（詳しくは、ウォータポンプ２４の上流側）には、冷却水の温度を検出する水温センサ３５が設けられている。

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリよりなる周知のマイクロコンピュータを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態等に応じて本システムの各種制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ４０には、上述の水温センサ３５以外に、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ４１や、吸気管内圧力等をエンジン負荷として検出する負荷センサ４２、ＥＧＲ配管においてＥＧＲクーラ３３の出口側の温度（出口ガス温）を検出するガス温センサ４３、外気温を検出する外気温センサ４４、外気の湿度を検出する湿度センサ４５、排気の空燃比を検出する排気センサ４６が接続されており、これら各センサの検出信号がＥＣＵ４０に逐次入力される。そして、ＥＣＵ４０は、それら入力した各種検出信号に基づいて、流量調整弁２６，２７の開度調整による流量制御を実施する。特に本実施形態では、シリンダブロック出口側経路２２とシリンダヘッド出口側経路２３とが各々個別の経路となっており、ＥＣＵ４０は、これらの経路ごとに冷却水の流量を制御する。

ところで、例えばエンジン１０の冷間始動など、冷却水の水温が低い場合に冷却水をＥＧＲクーラ３３に流通させると、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ３３により過剰に冷却されて、ＥＧＲガス中の水分が凝縮することが考えられる。そして、その凝縮水の発生に起因してＥＧＲ配管やＥＧＲバルブ等の各種金属部品の腐食が生じること等が懸念される。そこで本実施形態では、ＥＧＲクーラ３３における凝縮水の発生の可能性を判定し、凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、ＥＧＲクーラ３３に対する冷却水の流量制限を行うこととし、その制限された流量になるように流量調整弁２７による流量制御を実施する。

次に、ＥＣＵ４０により実施される冷却水の流量制御について説明する。図２は、冷却水流量制御の手順を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ４０により所定周期で繰り返し実施される。なおここでは、シリンダヘッド出口側経路２３（ＥＧＲクーラ３３が設けられている経路）に流れる冷却水の流量制御について説明する。ちなみに、シリンダブロック出口側経路２２（ＥＧＲクーラ３３が設けられていない経路）に流れる冷却水の流量は、冷却水温などのエンジン運転状態に基づき制御され、例えば冷却水温が所定の暖機完了温度（例えば８０℃）以上になっている状態で、冷却水温が高いほど流量が大きくなるように流量制御が実施されるとよい。

図２において、ステップＳ１１では、エンジン運転状態に基づいて要求流量を算出する。このとき、エンジン運転状態としてのエンジン回転速度とエンジン負荷（トルク）とに基づいて基本要求流量が算出され、その基本要求流量に対して水温補正が行われた結果として要求流量が算出される。より具体的には、図３に示す関係に基づいて、エンジン回転速度が大きいほど、又はエンジン負荷（トルク）が大きいほど、流量が多くなるようにして基本要求流量が算出される。また、図４に示す関係に基づいて、冷却水温が大きいほど、数値が大きくなるようにして水温係数が算出される。ここで、エンジン１０が暖機完了の状態になっていなくても早期にＥＧＲを実施したいという要望があり、例えば６０℃（暖機完了前の温度）以上の温度範囲においてシリンダヘッド出口側経路２３に冷却水が流通されるようになっている。そして、基本要求流量と水温係数との乗算により最終の要求流量が算出される。

続くステップＳ１２では、外気温と湿度とに基づいて、ＥＧＲガスで凝縮水が発生する凝縮温度を算出する。このとき、図５に示す関係に基づいて、湿度が大きいほど、又は外気温が高いほど、高い温度になるようにして凝縮温度が算出される。ステップＳ１３では、ガス温センサ４３の検出結果に基づいて、ＥＧＲクーラ３３の出口側の温度（出口ガス温）を算出する。

その後、ステップＳ１４では、ステップＳ１３で算出した出口ガス温がステップＳ１２で算出した凝縮温度よりも低いか否かを判定する。そして、出口ガス温＜凝縮温度であれば、ステップＳ１５に進み、ガード流量の算出を実施する。ここでは、ガード流量として、ステップＳ１１で算出した要求流量を高流量側で制限するための上限ガード流量（上限ガード値）と、低流量側で制限するための下限ガード流量（下限ガード値）とを算出することとしており、水温、外気温、湿度を算出パラメータとしてこれら各ガード流量を算出する。

具体的には、水温に関しては図６の（ａ）、（ｂ）の関係を用い、外気温及び湿度に関しては図７の関係を用いて、上限ガード流量及び下限ガード流量を算出する。図６の（ａ）によれば、水温が低いほど上限ガード流量が小さい値に設定され、図６の（ｂ）によれば、水温が低いほど下限ガード流量が大きい値に設定される。これは、水温が低いほど（すなわちエンジン１０の冷間の程度が大きいほど）、高流量側及び低流量側でそれぞれ制限を強くしていることを意味する。また、図７によれば、外気温が高いほど、又は湿度が大きいほど、ガード補正値が大きい値として算出される。これは、外気温が高いほど、又は湿度が大きいほど、高流量側及び低流量側でそれぞれ制限を強くしていることを意味する。

その後、ステップＳ１６では、ヒータコア３１において冷却水の放熱が行われている状況であるか否かを判定する。そして、ヒータコア３１が放熱状態になっていればステップＳ１７に進み、ヒータコア３１が放熱状態になっていなければステップＳ１９に進む。

ステップＳ１７では、ステップＳ１１で算出した要求流量がステップＳ１５で算出した上限ガード流量よりも大きいか、又はステップＳ１１で算出した要求流量がステップＳ１５で算出した下限ガード流量よりも小さいかを判定する。そして、要求流量≦上限ガード流量、かつ要求流量≧下限ガード流量であれば、そのまま本処理を終了する。この場合、ステップＳ１１で算出した要求流量により冷却水の流量制御が実施される。また、要求流量＞上限ガード流量であるか、又は要求流量＜下限ガード流量であれば、ステップＳ１８に進み、要求流量を上限ガード流量又は下限ガード流量で制限する。この場合、制限された流量で冷却水の流量制御が実施される。

また、ステップＳ１９では、ステップＳ１１で算出した要求流量がステップＳ１５で算出した上限ガード流量よりも大きいか否かを判定する。そして、要求流量≦上限ガード流量であれば、そのまま本処理を終了する。この場合、ステップＳ１１で算出した要求流量により冷却水の流量制御が実施される。また、要求流量＞上限ガード流量であれば、ステップＳ２０に進み、要求流量を上限ガード流量で制限する。この場合、制限された流量で冷却水の流量制御が実施される。

図８は、エンジン１０の冷間始動時における冷却水流量制御をより具体的に説明するためのタイムチャートである。なお、図８では、シリンダヘッド側流量のガード流量として上限ガード流量のみを示している。

図８では、タイミングｔ１で車両のＩＧスイッチ（始動スイッチ）がオンされ、エンジン１０が始動される。このとき、水温は例えば１０℃であり、エンジン１０の運転開始に伴い徐々に上昇する。そして、水温が所定値（本実施形態では６０℃）に達すると、流量調整弁２７が開放されることでシリンダヘッド出口側経路２３において冷却水の流通が開始される（タイミングｔ２）。このタイミングｔ２では、ＥＧＲクーラ３３の出口ガス温＜凝縮温度になっているとしており、上限ガード流量の算出が行われている。そして、上限ガード流量に対して要求流量が上回っていることから、シリンダヘッド側流量の高流量側の制限が実施されている（ｔ２〜ｔ３の斜線部分）。

その後、水温の上昇に応じて上限ガード流量が増加し、タイミングｔ３で要求流量≦上限ガード流量になると、流量制限が解除される。

なお、タイミングｔ４では水温が暖機完了温度（例えば８０℃）に達し、流量調整弁２６が開放されることでシリンダブロック冷却通路１３において冷却水の流通が開始される。タイミングｔ４以降において、シリンダブロック出口側経路２２に流れる冷却水の流量は、冷却水温に基づき、冷却水温が高いほど流量が大きくなるように制御が実施される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

上記構成によれば、凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、ＥＧＲクーラ３３に流れる冷却水について要求流量に対する流量制限が実施される。これにより、ＥＧＲクーラ３３において凝縮水の発生が抑制される。その結果、ＥＧＲクーラ３３での凝縮水発生による不都合を解消することができる。

冷却水の上限ガード流量（流量制限値）を設定し、凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、要求流量と上限ガード流量との比較に基づいて高流量側の流量制限を実施する構成とした。ＥＧＲクーラ３３に対する冷却水の流量が過剰に多いと、凝縮水が発生し易くなる。この点、要求流量と上限ガード流量との比較に基づいて高流量側が流量制限されるため、凝縮水の発生を好適に抑制できる。補足すると、循環流量が高流量であるほど冷却水の熱容量が大きく、エンジン１０の入口側と出口側との温度差が小さくなる（エンジン１０での温度上昇幅が小さくなる）。そのため、ＥＧＲクーラ入口における冷却水温度が低くなり、ＥＧＲクーラ３３での過冷却による凝縮水の発生が懸念されるが、上記のとおり高流量側が流量制限されることで、エンジン１０での温度上昇幅を大きくし、ＥＧＲクーラ入口における冷却水温度を高くすることができる。これにより、凝縮水の発生を好適に抑制できる。

凝縮水発生の可能性有りと判定され、かつヒータコア３１が放熱状態であると判定された場合に、要求流量と上限ガード流量及び下限ガード流量との比較に基づいて高流量側及び低流量側の流量制限を実施する構成とした。循環経路２０においてエンジン冷却通路（シリンダヘッド冷却通路１４）の下流側にヒータコア３１が設けられ、さらにその下流側にＥＧＲクーラ３３が設けられている構成では、冷却水の循環流量が少なく冷却水の熱容量が小さい場合に、エンジン１０での温度上昇幅が大きくなる一方、放熱源となるヒータコア３１での温度低下幅が大きくなる。そのため、エンジン１０での受熱とヒータコア３１での放熱とのバランスによっては、ＥＧＲクーラ入口における冷却水温度が低くなり過ぎてしまい、ＥＧＲクーラ３３での過冷却が生じるおそれがある。この点、上記構成では、ヒータコア３１が放熱状態になっている場合に、高流量側及び低流量側の両方が制限されるため、循環流量が過剰に多くなることだけでなく、循環流量が過剰に少なくなることも規制できる。これにより、やはり凝縮水の発生を好適に抑制できる。

エンジン１０が冷えているほど（冷間の程度が大きいほど）、上限ガード流量を小さくして高流量側の流量制限を強くするとともに、下限ガード流量を大きくして低流量側の流量制限を強くするようにした。この場合、エンジン１０が冷えているほど、ＥＧＲクーラ入口における冷却水温度が低くなるが、循環流量を制限することで、ＥＧＲクーラ入口における冷却水温度の低下の抑制を図ることができる。

ＥＧＲクーラ３３の出口ガス温と凝縮温度との比較により凝縮水の発生の可能性を判定する構成としたため、実際のＥＧＲガスの状況に応じて適正な凝縮判定を実施できる。また、外気温と湿度とに基づいて凝縮温度を算出する構成としたため、凝縮温度を適正に求めることができ、ひいては凝縮水の発生の有無を適正に判定できる。

互いに別経路となるシリンダブロック出口側経路２２とシリンダヘッド出口側経路２３とを有し、個々に冷却水の流量制御が実施される構成とした。エンジン１０においてシリンダブロック冷却通路１３とシリンダヘッド冷却通路１４とが各々独立して設けられている構成では、シリンダヘッド１２側を比較的低温にしておくことはノッキング抑制の観点からして望ましいが、シリンダヘッド冷却通路１４に繋がるシリンダヘッド出口側経路２３にＥＧＲクーラ３３が設けられている構成では、シリンダヘッド１２の低温化に伴いＥＧＲクーラ３３での過冷却が生じやすくなる。この点、上記のとおりシリンダブロック冷却通路１３とシリンダヘッド冷却通路１４とについて各々独立して冷却水の流量制御が実施され、さらにシリンダヘッド冷却通路１４（ＥＧＲクーラ３３が接続されている方の冷却通路）についてＥＧＲクーラ３３での過冷却が抑制されるため、ノッキング抑制を図りつつ、凝縮水の発生による不都合の抑制を図ることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０の冷間始動時に冷却水の流量制限を実施する構成としたが、これ以外に、例えばエンジン１０でのノッキング抑制のためにシリンダヘッド１２を低温化している場合に冷却水の流量制限を実施する構成としてもよい。具体的には、ＥＣＵ４０が、エンジン１０の暖機期間が終了した後も、冷却水温（エンジン出口水温）を例えば６０℃程度に保持する低温化制御を実施する。そして、その低温化制御の実施に際して、ＥＧＲクーラ３３での過冷却を抑制する。ＥＣＵ４０による制御の手順を図９に示す。

図９において、ステップＳ２１では、シリンダヘッド１２の低温化制御が実施されているか否かを判定する。低温化制御が実施されている状態が「所定の低温状態」に相当する。そして、低温化制御の実施状態でなければ、ステップＳ２２に進んで、エンジン運転状態（エンジン回転速度、負荷、水温等）に基づいて通常制御用の要求流量を算出し、低温化制御の実施状態であれば、ステップＳ２３に進んで、エンジン運転状態（エンジン回転速度、負荷、水温等）に基づいて低温化制御用の要求流量を算出する。なお、低温化制御用の要求流量は、通常制御用の要求流量よりも多めになっている。

ステップＳ２２の実施後はそのまま本処理を終了し、ステップＳ２３の実施後はステップＳ１２に進む。なお、ステップＳ１２以降は、上述の図２と同様の処理であり、説明は割愛する。

エンジン１０が所定の低温状態にある場合には、ＥＧＲクーラ入口の水温が低温になりがちであり、ＥＧＲクーラ３３での過冷却抑制の必要がある。この点、エンジン１０が所定の低温状態にあると判定された場合に循環流量の制限を実施する構成としたため、必要に応じた流量制限を実施できる。

・エンジン１０の空燃比に基づいてガード流量（流量制限値）を設定する構成としてもよい。具体的には、図１０の（ａ）に示すように、排気センサ４６により検出される空燃比がリッチであるほど上限ガード流量を小さい値に設定し、図１０の（ｂ）に示すように、空燃比がリッチであるほど下限ガード流量を大きい値に設定する。つまり、空燃比がリッチである場合には、排気中の水蒸気量が多くなり、凝縮水の発生の可能性が高まることから、上限ガード流量を小さくするか、又は下限ガード流量を大きくして流量制限を強めにする。これにより、凝縮水の発生を適正に抑制できる。

・冷却システムの構成は図１に示すものに限られず、以下のように変更して具体化することが可能である。

（１）図１では、シリンダヘッド出口側経路２３にヒータコア３１とＥＧＲクーラ３３とを設けていたが、図１１ではこの構成を変更し、シリンダブロック出口側経路２２にヒータコア３１とＥＧＲクーラ３３とを設けている。この場合、流量調整弁２６の開度調整によりＥＧＲクーラ３３に流れる冷却水の流量が制御される。

（２）図１２では、エンジン１０の冷却通路として、シリンダブロック１１からシリンダヘッド１２へと冷却水を流す冷却通路５１が設けられている。つまり、エンジン１０において、シリンダブロック冷却通路とシリンダヘッド冷却通路とが直列に設けられている。そして、シリンダヘッド１２の通路出口に出口側経路５２が接続され、その出口側経路５２に流量調整弁５３が設けられている。出口側経路５２にヒータコア３１とＥＧＲクーラ３３とが設けられており、流量調整弁５３の開度調整によりＥＧＲクーラ３３に流れる冷却水の流量が制御される。なお、エンジン１０の冷却通路において冷却水が流れる順序は、図１２とは逆に、シリンダヘッド１２→シリンダブロック１１の順であってもよい。

（３）図１では、シリンダヘッド出口側経路２３にヒータコア３１とＥＧＲクーラ３３とを設けていたが、図１３ではこの構成を変更し、シリンダブロック出口側経路２２にヒータコア３１を設けるとともに、シリンダヘッド出口側経路２３にＥＧＲクーラ３３を設ける構成としている。

・上記実施形態では、冷却水（冷却媒体）の熱を放出する熱交換器としてヒータコア３１を用いたが、これを変更し、同熱交換器として、潤滑油を暖めるオイルウォーマを用いてもよい。この場合、例えば図１に示すシリンダヘッド出口側経路２３において、ヒータコア３１に代えてオイルウォーマが設けられる。

・上記実施形態では、ガス温センサ４３の検出結果に基づいて、ＥＧＲクーラ３３の出口側の温度（出口ガス温）を算出する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、エンジン入口水温、エンジン回転速度、負荷、ＥＧＲガス量、冷却水の要求流量といった算出パラメータに基づいて、出口ガス温を算出することが可能である。この場合、エンジン入口水温が高いほど、エンジン回転速度が大きいほど、負荷が大きいほど、ＥＧＲガス量が多いほど、冷却水の要求流量が少ないほど、出口ガス温を高い温度に算出するとよい。なお、冷却水の循環経路においてＥＧＲクーラ３３の上流側にヒータコア３１が設けられる構成では、上記算出パラメータとして外気温を加えるとよい。外気温が高いほど、出口ガス温を高い温度に算出する。また、冷却水の循環経路においてＥＧＲクーラ３３の上流側にオイルウォーマが設けられる構成では、上記算出パラメータとして油温を加えるとよい。油温が高いほど、出口ガス温を高い温度に算出する。

・上記実施形態では、ウォータポンプを機械式ウォータポンプとしたが、これを変更し、電動式ウォータポンプを用いてもよい。ウォータポンプを流量調整手段とし、そのウォータポンプの駆動を制御することで流量制御を行う構成としてもよい。

・上記実施形態では、冷却媒体として冷却水を用いたが、これに代えて、冷却媒体としてオイルなど、他の流体を用いることも可能である。

１０…エンジン（内燃機関）、１３…シリンダブロック冷却通路（機関冷却通路）、１４…シリンダヘッド冷却通路（機関冷却通路）、２０…循環経路、２７…流量調整弁（流量調整手段）、３２…ＥＧＲ装置（ＥＧＲ手段）、３３…ＥＧＲクーラ、４０…ＥＣＵ（要求流量算出手段、凝縮判定手段、制御手段）。

Claims (7)

1. 内燃機関（１０）から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ手段（３２）を備える内燃機関システムに適用され、
   前記内燃機関を冷却する冷却媒体を循環させる循環経路（２０）と、
   前記循環経路において前記内燃機関の機関冷却通路（１３，１４）の下流側に設けられ、前記冷却媒体の熱を放出する熱交換器（３１）と、
   前記循環経路において前記熱交換器の下流側に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記冷却媒体により冷却するＥＧＲクーラ（３３）と、
   前記循環経路において前記ＥＧＲクーラに流れる前記冷却媒体の循環流量を調整する流量調整手段（２７）と、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却媒体の要求流量を算出する要求流量算出手段（４０）と、
   前記ＥＧＲクーラにおける凝縮水の発生の可能性を判定する凝縮判定手段（４０）と、
   前記凝縮判定手段により凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、前記冷却媒体の循環流量を前記要求流量よりも制限し、その制限された流量になるように前記流量調整手段による流量制御を実施する制御手段（４０）と、
   前記熱交換器において前記冷却媒体の放熱が行われている状態であるかどうかを判定する放熱判定手段（４０）と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記冷却媒体の循環流量について流量制限値として上限ガード値及び下限ガード値を設定する手段と、
   前記凝縮判定手段により凝縮水発生の可能性有りと判定され、かつ前記放熱判定手段により前記熱交換器が放熱状態であると判定された場合に、前記要求流量算出手段により算出された前記要求流量と前記上限ガード値及び前記下限ガード値との比較に基づいて前記循環流量の高流量側及び低流量側の制限を実施する手段と、
   を有していることを特徴とする内燃機関の冷却システム。
2. 内燃機関（１０）から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ手段（３２）を備える内燃機関システムに適用され、
   前記内燃機関を冷却する冷却媒体を循環させる循環経路（２０）と、
   前記循環経路において前記内燃機関の機関冷却通路（１３，１４）の下流側に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記冷却媒体により冷却するＥＧＲクーラ（３３）と、
   前記循環経路において前記ＥＧＲクーラに流れる前記冷却媒体の循環流量を調整する流量調整手段（２７）と、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却媒体の要求流量を算出する要求流量算出手段（４０）と、
   前記ＥＧＲクーラにおける凝縮水の発生の可能性を判定する凝縮判定手段（４０）と、
   前記凝縮判定手段により凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、前記冷却媒体の循環流量を前記要求流量よりも制限し、その制限された流量になるように前記流量調整手段による流量制御を実施する制御手段（４０）と、
   を備え、
   前記内燃機関は、前記機関冷却通路として、シリンダブロック（１１）を冷却するシリンダブロック冷却通路（１３）とシリンダヘッド（１２）を冷却するシリンダヘッド冷却通路（１４）とを有し、
   前記循環経路は、前記シリンダブロック冷却通路及び前記シリンダヘッド冷却通路にそれぞれ接続され、互いに別経路となるブロック側経路（２２）とヘッド側経路（２３）とを有し、
   前記ブロック側経路及び前記ヘッド側経路のいずれかに前記ＥＧＲクーラが設けられており、それら両経路のうち前記ＥＧＲクーラが設けられている方の第１経路に前記流量調整手段として第１流量調整弁（２７）が設けられ、前記ＥＧＲクーラが設けられていない方の第２経路に当該経路における前記冷却媒体の循環流量を調整する第２流量調整弁（２６）が設けられており、
   前記第１経路を流れる前記冷却媒体の流量制御として前記制御手段による前記第１流量調整弁の制御を行う一方、前記第２経路を流れる前記冷却媒体の流量制御として前記内燃機関の運転状態に基づいて前記第２流量調整弁の制御を行うことを特徴とする内燃機関の冷却システム。
3. 前記制御手段は、
   前記冷却媒体の循環流量について流量制限値として上限ガード値を設定する手段と、
   前記凝縮判定手段により凝縮水発生の可能性有りと判定された場合に、前記要求流量算出手段により算出された前記要求流量と前記上限ガード値との比較に基づいて前記循環流量の高流量側の制限を実施する手段と、
   を有している請求項２に記載の内燃機関の冷却システム。
4. 前記循環経路において前記機関冷却通路の下流側に、前記冷却媒体の熱を放出する熱交換器（３１）が設けられ、さらにその下流側に前記ＥＧＲクーラが設けられている冷却システムであって、
   前記熱交換器において前記冷却媒体の放熱が行われている状態であるかどうかを判定する放熱判定手段（４０）を備え、
   前記制御手段は、
   前記冷却媒体の循環流量について流量制限値として上限ガード値及び下限ガード値を設定する手段と、
   前記凝縮判定手段により凝縮水発生の可能性有りと判定され、かつ前記放熱判定手段により前記熱交換器が放熱状態であると判定された場合に、前記要求流量算出手段により算出された前記要求流量と前記上限ガード値及び前記下限ガード値との比較に基づいて前記循環流量の高流量側及び低流量側の制限を実施する手段と、
   を有している請求項２又は３に記載の内燃機関の冷却システム。
5. 前記制御手段は、前記内燃機関の冷間の程度に基づいて前記流量制限値を設定する請求項１，３，４のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却システム。
6. 前記内燃機関での燃焼ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段（４６）を備え、
   前記制御手段は、前記空燃比検出手段により検出した空燃比に基づいて前記流量制限値を設定する請求項１，３乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却システム。
7. 前記ＥＧＲガスで凝縮水が発生する凝縮温度を算出する凝縮温度算出手段（４０）と、
   前記ＥＧＲガスの温度を算出するガス温算出手段（４０）と、
   を備え、
   前記凝縮判定手段は、前記ガス温算出手段により算出したガス温度と、前記凝縮温度算出手段により算出した凝縮温度との比較により、前記凝縮水の発生の可能性を判定する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却システム。

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