JP2017133382A - Warming-up promotion system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の暖機を促進する暖機促進システムに関する。 The present invention relates to a warm-up promotion system that promotes warm-up of an internal combustion engine.
従来、内燃機関の始動直後に暖機を促進し、フリクションを低減して燃費の向上を図る暖機促進技術が検討されている。
例えば、下記特許文献1は、内燃機関に冷却媒体が導入される複数の冷却媒体通路を有し、この冷却媒体通路のうち、シリンダブロックに接続される第1の冷却媒体通路を流れる冷却媒体が、EGRクーラにおいて排気と熱交換するようにしている。同冷却媒体は、排気によって昇温されるのでシリンダブロックの暖機が促進されるとともに、内燃機関のその他の部位とで温度差を設け、各部を適切な温度状態にする。
Conventionally, a warming-up acceleration technology that promotes warm-up immediately after starting an internal combustion engine and reduces friction to improve fuel efficiency has been studied.
For example, Patent Literature 1 below has a plurality of cooling medium passages through which a cooling medium is introduced into an internal combustion engine, and among these cooling medium passages, a cooling medium flowing through a first cooling medium passage connected to a cylinder block is provided. In the EGR cooler, heat is exchanged with the exhaust. Since the temperature of the cooling medium is increased by exhaust, warming up of the cylinder block is promoted, and a temperature difference is provided between the other parts of the internal combustion engine and each part is brought into an appropriate temperature state.
上述した従来技術のようにEGRクーラの排熱を内燃機関の暖機に用いることにより、車両構成を複雑化せずに暖機の促進を図ることができる。一方で、上述した従来技術では、暖機をより効率的に行う上で改善の余地がある。 By using the exhaust heat of the EGR cooler for warming up the internal combustion engine as in the prior art described above, warmup can be promoted without complicating the vehicle configuration. On the other hand, in the above-described conventional technology, there is room for improvement in performing warm-up more efficiently.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、より効率的に内燃機関の暖機を促進することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to more efficiently promote warm-up of an internal combustion engine.
上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかる内燃機関の暖機促進システムは、内燃機関から排出された排気ガスを車外に排出する排気通路の流路面積を変更する第1の流路調整機構と、前記第1の流路調整機構より排気ガス流れ上流側の前記排気通路から分岐し前記排気ガスを前記内燃機関の吸気通路に還流する排気再循環通路の流路面積を変更する第2の流路調整機構と、前記第2の流路調整機構より前記排気ガス流れ上流側の前記排気再循環通路から分岐し前記第1の流路調整機構より前記排気ガス流れ下流側の前記排気通路へと接続するバイパス通路の流路面積を変更する第3の流路調整機構と、前記バイパス通路との分岐より前記排気ガス流れ上流側の前記排気再循環通路上に設けられ、冷却媒体により前記排気ガスを冷却する排気クーラと、前記排気クーラと前記内燃機関とをつなぎ、前記冷却媒体と前記内燃機関との間の熱交換を可能とする冷却路と、を備え、前記冷却媒体の温度が所定温度未満の場合、前記第1の流路調整機構、前記第2の流路調整機構および前記第3の流路調整機構は、それぞれの流路の流路面積を制限する、ことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる内燃機関の暖機促進システムは、前記第3の流路調整機構は、前記第1の流路調整機構により制限された前記排気通路の流路面積よりも前記バイパス通路の流路面積を大きくする、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる内燃機関の暖機促進システムは、前記第1の流路調整機構の前記排気ガス流れ上流側の前記排気通路内の圧力と、前記第2の流量調整機構の前記排気ガス流れ上流側の前記排気再還流通路内の圧力と、前記第3の流量調整機構の前記排気ガス流れ上流側の前記バイパス通路の圧力と、のうちいずれか1つの圧力を検出する圧力センサを更に備え、前記圧力が所定圧以上となった場合、前記第3の流路調整機構は前記バイパス通路の流路面積を拡大し、前記バイパス通路の流路面積が最大になった後も前記領域内が前記所定圧以上である場合、前記第1の流路調整機構は前記排気通路の流路面積を拡大する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる内燃機関の暖機促進システムは、前記冷却媒体の温度が前記所定温度以上となった場合、前記第1の流路調整機構は、前記冷却媒体の温度が前記所定温度未満のときよりも前記排気通路の流路面積を大きくする、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a warm-up promoting system for an internal combustion engine according to the invention of claim 1 is a first flow for changing a flow passage area of an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine is discharged outside the vehicle. A flow path area of a path adjustment mechanism and an exhaust gas recirculation path that branches from the exhaust passage upstream of the first flow path adjustment mechanism and returns the exhaust gas to the intake passage of the internal combustion engine is changed. A second flow path adjustment mechanism and the exhaust gas recirculation passage on the upstream side of the exhaust gas flow from the second flow path adjustment mechanism, and the exhaust gas flow downstream of the first flow path adjustment mechanism A third flow path adjusting mechanism for changing a flow path area of the bypass passage connected to the exhaust passage, and a cooling medium provided on the exhaust gas recirculation passage on the upstream side of the exhaust gas flow from a branch with the bypass passage; The exhaust gas is cooled by An exhaust cooler, and a cooling path that connects the exhaust cooler and the internal combustion engine and enables heat exchange between the cooling medium and the internal combustion engine, and the temperature of the cooling medium is less than a predetermined temperature. In this case, the first flow path adjustment mechanism, the second flow path adjustment mechanism, and the third flow path adjustment mechanism limit the flow area of each flow path.
In the internal combustion engine warm-up promoting system according to the invention of claim 2, the third flow path adjustment mechanism is more bypassed than the flow path area of the exhaust passage limited by the first flow path adjustment mechanism. The flow path area is increased.
An internal combustion engine warming-up promotion system according to a third aspect of the invention includes a pressure in the exhaust passage on the upstream side of the exhaust gas flow of the first flow path adjustment mechanism, and the exhaust of the second flow rate adjustment mechanism. A pressure sensor for detecting any one of a pressure in the exhaust gas recirculation passage on the upstream side of the gas flow and a pressure in the bypass passage on the upstream side of the exhaust gas flow of the third flow rate adjustment mechanism; In addition, when the pressure is equal to or higher than a predetermined pressure, the third flow path adjustment mechanism expands the flow path area of the bypass passage, and the region even after the flow path area of the bypass passage is maximized. When the inside is equal to or higher than the predetermined pressure, the first flow path adjustment mechanism enlarges the flow path area of the exhaust passage.
According to a fourth aspect of the present invention, in the internal combustion engine warm-up promoting system, when the temperature of the cooling medium is equal to or higher than the predetermined temperature, the first flow path adjustment mechanism is configured such that the temperature of the cooling medium is the predetermined temperature. The flow passage area of the exhaust passage is made larger than when it is less than that.
請求項1の発明によれば、第1の流路調整機構、第2の流路調整機構および第3の流路調整機構に囲まれた領域(以下、単に「領域」という)、すなわち排気クーラを含む領域内の圧力を上昇させるので、この領域内の排気ガス温度が上昇するとともに、この領域内における排気ガスの流速が遅くなる。これにより、排気クーラ内で排気ガスから冷却媒体に移動する熱量が大きくなり、単に排気ガスを排気再循環通路に導入するよりも迅速に冷却媒体の温度を上昇させ、内燃機関の暖機を図る上で有利となる。
請求項2の発明によれば、排気通路の流路面積よりもバイパス通路の流路面積を大きくする。このため、排気通路から排気再循環通路に導入される排気ガス量と比較して排気再循環通路からバイパス通路に導入される排気ガス量が少なくなり、上記領域内の圧力を確実に上昇させる上で有利となる。
請求項3の発明によれば、領域内の圧力が高くなり過ぎた場合に流路調整機構により圧力を調整するので、過度な圧力による配管の破損等を防止し、暖機促進システムの耐久性を向上させる上で有利となる。また、第3の流路調整機構を開ききってから第1の流路調整機構の開度を大きくするので、排気再循環通路に導入する排気ガス量を極力減らさずに領域内の圧力を調整し、短時間で内燃機関の暖機を行う上で有利となる。
請求項4の発明によれば、冷却媒体の温度が所定温度以上となった場合には排気再循環通路に導入する排気ガス量を低減させ、排気クーラにおける冷却媒体との熱交換量を低減させる。このため、冷却媒体から内燃機関への熱の移送を防止し、内燃機関を適切な温度に維持する上で有利となる。
According to the first aspect of the present invention, an area surrounded by the first flow path adjustment mechanism, the second flow path adjustment mechanism, and the third flow path adjustment mechanism (hereinafter simply referred to as “area”), that is, an exhaust cooler. Therefore, the exhaust gas temperature in this region rises and the flow rate of the exhaust gas in this region decreases. As a result, the amount of heat transferred from the exhaust gas to the cooling medium in the exhaust cooler increases, and the temperature of the cooling medium is raised more quickly than simply introducing the exhaust gas into the exhaust gas recirculation passage, thereby warming up the internal combustion engine. This is advantageous.
According to the invention of claim 2, the flow passage area of the bypass passage is made larger than the flow passage area of the exhaust passage. For this reason, the amount of exhaust gas introduced from the exhaust recirculation passage to the bypass passage is smaller than the amount of exhaust gas introduced from the exhaust passage to the exhaust recirculation passage, and the pressure in the region is reliably increased. Is advantageous.
According to the invention of claim 3, since the pressure is adjusted by the flow path adjusting mechanism when the pressure in the region becomes too high, damage to the piping due to excessive pressure is prevented, and the durability of the warm-up promoting system is improved. It is advantageous in improving Moreover, since the opening degree of the first flow path adjustment mechanism is increased after the third flow path adjustment mechanism is fully opened, the pressure in the region is adjusted without reducing the amount of exhaust gas introduced into the exhaust gas recirculation passage as much as possible. This is advantageous in warming up the internal combustion engine in a short time.
According to the invention of claim 4, when the temperature of the cooling medium becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the amount of exhaust gas introduced into the exhaust gas recirculation passage is reduced, and the amount of heat exchange with the cooling medium in the exhaust cooler is reduced. . This is advantageous in preventing heat transfer from the cooling medium to the internal combustion engine and maintaining the internal combustion engine at an appropriate temperature.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる内燃機関の暖機促進システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
以下の説明において、「上流」、「下流」とは、それぞれ「排気ガス流れ上流」、「排気ガス流れ下流」を指す。
図1は、実施の形態にかかる暖機促進システム10の構成を示す説明図である。
内燃機関(エンジン)20から排出された排気ガスは、排気通路LAを通り車外へと排出される。排気通路LA上には、排気ガス中の有害成分を還元および酸化により浄化する触媒22、排気通路LAの流路面積を調整する第1の流路調整機構40、排気ガスが外部へ排出される際に発生する音を低減するマフラー24が設けられている。
Exemplary embodiments of a warm-up promoting system for an internal combustion engine according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
In the following description, “upstream” and “downstream” refer to “exhaust gas flow upstream” and “exhaust gas flow downstream”, respectively.
Drawing 1 is an explanatory view showing the composition of warm-
The exhaust gas discharged from the internal combustion engine (engine) 20 passes through the exhaust passage LA and is discharged outside the vehicle. On the exhaust passage LA, the
排気通路LAのうち、第1の流路調整機構40より排気ガス流れ上流側の箇所P1からは、排気ガスを内燃機関20の吸気通路LDに還流する排気再循環通路LBが分岐している。本実施の形態では、排気再循環通路LBを第1の流路調整機構40の上流かつ触媒22の下流としている。排気再循環通路LBを通り内燃機関20で再度燃焼に用いられる排気ガスは、排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)ガスとなる。
内燃機関20の吸気通路LDに還流される排気ガス量は、排気再循環通路LBの流路面積を変更する第2の流路調整機構(EGRバルブ)42を用いて調整する。第2の流路調整機構42は、排気再循環通路LBのうち後述するバイパス経路LCとの分岐位置P2より下流に設けられている。
In the exhaust passage LA, an exhaust gas recirculation passage LB for returning the exhaust gas to the intake passage LD of the
The amount of exhaust gas recirculated to the intake passage LD of the
排気再循環通路LB上には、高温の排気ガスを冷却する排気クーラ26が設けられている。排気クーラ26内には冷却液等の冷却媒体が循環し、この冷却媒体と排気ガスとが熱交換を行い、排気ガスを冷却する。
排気クーラ26には、冷却媒体が循環する排気クーラ冷却路28が接続されている。排気クーラ冷却路28は、排気クーラ26と内燃機関20とをつなぎ、排気クーラ26を経た冷却媒体と内燃機関20との間の熱交換を可能とする。
排気クーラ冷却路28内の冷却媒体を循環させ、積極的に排気との熱交換を行うために、ポンプ30を設置してもよい。ポンプ30は、少なくとも内燃機関20の暖機中に稼働するものとする。
An
An exhaust
In order to circulate the cooling medium in the exhaust
排気再循環通路LBのうち排気クーラ26の下流からは、排気クーラ26で冷却された排気ガスを吸気通路LDに還流せずに排気通路LAへと排出するバイパス通路LCが分岐している。すなわち、バイパス通路LCは、排気クーラ26の排気ガス流れ下流側かつ第2の流路調整機構44の排気ガス流れ上流側の排気再循環通路LBから分岐し、第1の流路調整機構40より排気ガス流れ下流側の排気通路LAへと接続する。本実施の形態では、バイパス通路LCの他端は、排気通路LA上のマフラー24よりも上流の位置P3に接続している。
また、バイパス経路LCのうち排気再循環通路LBとの分岐位置P2より下流には、バイパス通路LCの流路面積を変更する第3の流路調整機構44が設けられている。
A bypass passage LC for discharging the exhaust gas cooled by the
In addition, a third flow
また、排気再循環通路LBには通路内の圧力を検出する圧力センサ18が設けられている。
本実施の形態では、圧力センサ18が排気再循環通路LBのうち排気クーラ26の下流に設けられているものとするが、圧力センサ18の設置位置は、内燃機関20、第1の流路調整機構40、第2の流路調整機構42および第3の流路調整機構44で囲まれる領域R(図3の網掛け部)の圧力を検出できる箇所であればどこでもよい。例えば、圧力センサ18を排気クーラ26より下流で分岐位置P2より上流の排気再循環通路LBに配置した場合は、排気クーラ26で冷却された排気の圧力を検出するため排気ガスからの熱害を受けにくい。
The exhaust gas recirculation passage LB is provided with a
In the present embodiment, it is assumed that the
内燃機関20には、高負荷運転時等に発生するノッキングを検出するノックセンサ19が取り付けられている。ノックセンサ19は、内燃機関20のノッキング振動を圧電素子等で検出する。ノックセンサ19は後述するECU50に接続されており、ノックセンサ19によりノッキングが検出された場合、ECU50は内燃機関20での点火リタード等を行う。
The
また、内燃機関20には、燃焼室周辺にウォータージャケットが設けられており、ウォータージャケット内を循環する冷却媒体と燃焼室との間で熱交換を行うことにより、燃焼による内燃機関20の過熱を防止している。
前述した排気クーラ冷却路28は内燃機関20内のウォータージャケットと連通し、排気クーラ26を経た冷却媒体をウォータージャケット内に導入する。
なお、排気クーラ冷却路28には冷却媒体の温度を検出する温度センサ16が設けられている。
In addition, the
The above-described exhaust
The exhaust
また、ウォータージャケットにはエンジン冷却路34も連通されている。エンジン冷却路34は、内燃機関20とラジエータ32とをつなぎ、内燃機関20から熱を奪い温度が上昇した冷却媒体はラジエータ32で冷却され、内燃機関20へと還流される。
エンジン冷却路34には、ポンプ36およびサーモスタット弁38が設けられている。
ポンプ36は、エンジン冷却路34内の冷却媒体を循環させる。
サーモスタット弁38はラジエータ32の上流に設けられており、冷却媒体が所定温度(例えば70℃など)未満の場合、すなわち暖気中は閉となってラジエータ32への冷却媒体の進入を阻止する。この場合、冷却媒体はラジエータバイパス路34Aを通り、冷却されずに循環する。
また、冷却媒体が所定温度以上の場合、すなわち暖気完了後にはサーモスタット弁38は開となってラジエータ32に冷却媒体を進入させる。この場合、冷却媒体はラジエータ32で冷却され温度が低下する。
上述のようにエンジン冷却路34および排気クーラ冷却路28は共に内燃機関20のウォータージャケットに連通しており、それぞれの冷却路を通った冷却媒体はウォータージャケット内で混合する。
An
The
The
The
Further, when the cooling medium is equal to or higher than the predetermined temperature, that is, after the completion of warming, the
As described above, both the
第1の流路調整機構40および第3の流路調整機構44は、例えばバタフライ弁であり、弁棒Sを中心に弁体Dが0度から90度の範囲で回転することによって、それぞれの調整対象通路の流路面積を調整する。
図1は、第1の流路調整機構40および第3の流路調整機構44がそれぞれの調整対象通路の流路面積を最小(流路面積=ゼロ)、すなわち全閉にしている状態を図示している。この時、弁体Dの回転角度は0度である。弁体Dの回転角度が90度になると、通路の流路面積は最大(流路面積≒配管断面積)、すなわち全開となる。
The first flow
FIG. 1 illustrates a state in which the first flow
また、第2の流路調整機構42は、例えば、一般的なEGRバルブの構造であるグローブバルブである。
第2の流路調整機構42は、吸気通路LDへの排気ガスの還流量(EGRガス量)に基づいてその開度が制御される。
より詳細には、後述するECU50は、内燃機関20の負荷、回転数および領域Rの圧力と第2の流路調整機構42の開度(排気再循環通路LBの流路面積、EGRガス量)との関係を示すEGR導入マップを有しており、当該EGR導入マップに基づいて第2の流路調整機構42の開度を変更する。
第2の流路調整機構42が全閉になっている場合、排気再循環通路LBの流路面積は最小(流路面積=ゼロ)となり、第2の流路調整機構42が全開になっている場合、排気再循環通路LBの流路面積は最大(流路面積≒配管断面積)となる。
The second flow
The opening degree of the second flow
More specifically, the
When the second flow
これら第1の流路調整機構40、第2の流路調整機構42および第3の流路調整機構44は、内燃機関20の運転状態を制御するECU50によってその開閉状態が制御されている。
図2は、ECU50の機能的構成を示す説明図である。
ECU(Engine Control Unit)50は、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
ECU50には、ドライバのアクセル操作量を検知するアクセルペダルセンサ52や車両各輪の回転速度を検知する車輪速センサ54、上述した温度センサ16および圧力センサ18、ノックセンサ19等の各種センサが接続されている。
The first flow
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a functional configuration of the
An ECU (Engine Control Unit) 50 is an interface unit that interfaces with a CPU, a ROM that stores and stores a control program, a RAM as an operation area of the control program, an EEPROM that holds various data in a rewritable manner, and peripheral circuits. And so on.
Connected to the
本実施の形態では、ECU50は、冷却媒体の温度および内燃機関20の運転状態に基づいて、以下のように各流路調整機構の開閉状態を制御する。
図3は、内燃機関20の暖機運転中における暖機促進システム10の状態を示す説明図である。
車両の始動直後等には内燃機関20の温度が低くなっているため、内燃機関20の暖機を促進する暖機運転を行う。暖機運転を行うか否かは、ECU50が温度センサ16の検出値を用いて判断する。すなわち、温度センサ16の検出値が所定温度未満の場合、ECU50は暖機促進システム10を以下のような状態とする。
なお、図3では内燃機関20に負荷は与えられていない(例えばアイドリング状態)ものとする。
また、暖機運転中にはサーモスタット弁38が閉となっているため、ラジエータ32による冷却媒体の冷却は行われない。
In the present embodiment,
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of the warm-up
Since the temperature of the
In FIG. 3, it is assumed that no load is applied to the internal combustion engine 20 (for example, an idling state).
Further, since the
暖機運転中、ECU50は、第1の流路調整機構40、第2の流路調整機構42および第3の流路調整機構44により、排気通路LA、排気再循環通路LBおよびバイパス通路LCの流路面積をそれぞれ制限する。
より詳細には、例えば第1の流路調整機構40の弁体Dの回転角度を0度とし全閉状態とするとともに、第3の流路調整機構44を例えば弁体Dの回転角度を45度とし半開状態とする。すなわち、第3の流路調整機構44は、第1の流路調整機構40により制限された排気通路LAの流路面積よりもバイパス通路LCの流路面積を大きくする。
また、上述のように内燃機関20に負荷は与えられておらず、第2の流路調整機構42は全閉状態となっている。
During the warm-up operation, the
More specifically, for example, the rotation angle of the valve body D of the first flow
Further, as described above, no load is applied to the
この場合、内燃機関20から排出された排気ガスは、全量が排気再循環通路LBに導入され、排気クーラ26を通過する。また、バイパス通路LCを通過して車外に排出される排気ガス量が制限され、内燃機関20、第1の流路調整機構40、第2の流路調整機構42および第3の流路調整機構44で囲まれる領域R(網掛け部)内の圧力が上昇し、この領域R内の排気ガス温度が高くなる。また、領域R内における排気ガスの流速が遅くなり、領域R内に排気ガスが滞在する時間が長くなる。
これにより、排気クーラ26内で排気ガスから冷却媒体に移動する熱量が大きくなり、単に排気ガスを排気再循環通路LBに導入するよりも迅速に冷却媒体の温度を上昇させ、内燃機関20の暖機を図ることができる。
また、一般に触媒22は低温時に性能が低下することが知られているが、本実施の形態では触媒22が領域R内に配置されているため、短時間で触媒22の温度を上昇させることができ、触媒22の性能を効率的に発揮させることができる。
In this case, the entire amount of exhaust gas discharged from the
As a result, the amount of heat transferred from the exhaust gas to the cooling medium in the
In general, it is known that the performance of the
図4は、暖機運転中に内燃機関20に負荷が与えられた場合の状態を示す説明図である。
暖機運転中にアクセルペダルが踏み込まれ内燃機関20に負荷が与えられた場合、内燃機関20からの排気ガス量が増加する。このため、図3に示す負荷が与えられていない状態よりも領域R内の圧力が上昇する。
なお、上述したEGR導入マップに従って第2の流路調整機構42が開放されて、一部の排気ガスは排気再循環通路LBを介して吸気通路LDに還流される。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when a load is applied to the
When the accelerator pedal is depressed during the warm-up operation and a load is applied to the
The second flow
圧力センサ18で検出された領域R内の圧力が所定圧以上となった場合、ECU50は、まず図4Aに示すように第3の流路調整機構44の開度を大きくしてバイパス通路LCの流路面積を拡大する。これにより、バイパス通路LCを介して車外に排出される排気ガス量が増加して領域R内の圧力が低下する。このとき第3の流路調整機構44の開度は、領域R内の圧力が所定圧未満となるまで広げられる。
また、内燃機関20からの排気ガス量が多い場合など、第3の流路調整機構44を全開にしてバイパス通路LCの流路面積を最大にした後も領域R内が所定圧以上である場合、ECU50は、図4Bに示すように第1の流路調整機構40の開度を大きくして排気通路LAの流路面積を拡大する。これにより、排気再循環通路LBに導入される排気ガス量が低減して領域R内の圧力が低下する。
このようにすることで、領域R内の圧力上昇により配管の破損等が生じるのを防止しながら、排気ガスから冷却媒体への熱量移動を促進させ、早期に内燃機関20の暖機を図ることができる。
なお、図4Aのように、まず第3の流路調整機構44のみの開度を調整するのは、第1の流路調整機構40の開度を大きくした場合、排気再循環通路LBに導入される排気ガス量が減少し、排気クーラ26における熱交換量が低減して暖機完了までの所要時間が長くなってしまうためである。
When the pressure in the region R detected by the
In addition, when the amount of exhaust gas from the
By doing in this way, while preventing the piping from being damaged due to the pressure increase in the region R, the heat transfer from the exhaust gas to the cooling medium is promoted, and the
As shown in FIG. 4A, the opening degree of only the third flow
また、冷却媒体の温度が所定温度以上となり、暖機が完了した場合、ECU50は第1の流路調整機構40の開度を大きくし、暖機中(冷却媒体の温度が所定温度未満のとき)よりも排気通路LAの流路面積を拡大する。
これにより、排気再循環通路LBに導入される排気ガス量が減少して、排気クーラ26内で排気ガスから冷却媒体に移動する熱量が低減し、内燃機関20の過熱を防止することができる。
Further, when the temperature of the cooling medium becomes equal to or higher than the predetermined temperature and the warm-up is completed, the
Thereby, the amount of exhaust gas introduced into the exhaust gas recirculation passage LB is reduced, the amount of heat transferred from the exhaust gas to the cooling medium in the
以上説明したように、実施の形態にかかる暖機促進システム10によれば、内燃機関20の暖機中に排気クーラ26を含む領域R内の圧力を上昇させるので、この領域R内の排気ガス温度が上昇するとともに、この領域R内における排気ガスの流速が遅くなる。これにより、排気クーラ26内で排気ガスから冷却媒体に移動する熱量が大きくなり、単に排気ガスを排気再循環通路LBに導入するよりも迅速に冷却媒体の温度を上昇させ、内燃機関20の暖機を図る上で有利となる。
また、暖機促進システム10によれば、排気通路LAの流路面積よりもバイパス通路LCの流路面積を大きくする。このため、排気通路LAから排気再循環通路LBに導入される排気ガス量と比較して排気再循環通路LBからバイパス通路LCに導入される排気ガス量が少なくなり、上記領域内Rの圧力を確実に上昇させる上で有利となる。
また、暖機促進システム10によれば、領域R内の圧力が高くなり過ぎた場合に各流路調整機構により圧力を調整するので、過度な圧力による配管の破損等を防止し、暖機促進システム10の耐久性を向上させる上で有利となる。また、この時第3の流路調整機構44を開ききってから第1の流路調整機構40の開度を大きくするので、排気再循環通路LBに導入する排気ガス量を極力減らさずに領域R内の圧力を調整し、短時間で内燃機関20の暖機を行う上で有利となる。
また、暖機促進システム10によれば、冷却媒体の温度が所定温度以上となった場合には排気再循環通路LBに導入する排気ガス量を低減し、排気クーラ26における冷却媒体との熱交換量を低減させる。このため、冷却媒体によって内燃機関20が過熱されるのを防止し、内燃機関20を適切な温度に維持する上で有利となる。
As described above, according to the warm-up
Further, according to the warm-up
Further, according to the warm-up
Further, according to the warm-up
10……暖機促進システム、20……内燃機関、26……排気クーラ、28……排気クーラ冷却路、32……ラジエータ、34……エンジン冷却路、40……第1の流路調整機構、42……第2の流路調整機構、44……第3の流路調整機構、50……ECU、52……アクセルペダルセンサ、54……車輪速センサ、LA……排気通路、LB……排気再循環通路、LC……バイパス通路。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の流路調整機構より排気ガス流れ上流側の前記排気通路から分岐し前記排気ガスを前記内燃機関の吸気通路に還流する排気再循環通路の流路面積を変更する第2の流路調整機構と、
前記第2の流路調整機構より前記排気ガス流れ上流側の前記排気再循環通路から分岐し前記第1の流路調整機構より前記排気ガス流れ下流側の前記排気通路へと接続するバイパス通路の流路面積を変更する第3の流路調整機構と、
前記バイパス通路との分岐より前記排気ガス流れ上流側の前記排気再循環通路上に設けられ、冷却媒体により前記排気ガスを冷却する排気クーラと、
前記排気クーラと前記内燃機関とをつなぎ、前記冷却媒体と前記内燃機関との間の熱交換を可能とする冷却路と、を備え、
前記冷却媒体の温度が所定温度未満の場合、前記第1の流路調整機構、前記第2の流路調整機構および前記第3の流路調整機構は、それぞれの流路の流路面積を制限する、
ことを特徴とする内燃機関の暖機促進システム。 A first flow path adjustment mechanism for changing a flow path area of an exhaust passage for discharging exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the outside of the vehicle;
A second flow path that changes the flow passage area of an exhaust recirculation passage that branches off from the exhaust passage upstream of the first flow path adjustment mechanism and returns the exhaust gas to the intake passage of the internal combustion engine. An adjustment mechanism;
A bypass passage branching from the exhaust gas recirculation passage upstream of the exhaust gas flow from the second flow path adjustment mechanism and connected to the exhaust gas flow path downstream of the first flow path adjustment mechanism; A third flow path adjustment mechanism for changing the flow path area;
An exhaust cooler that is provided on the exhaust gas recirculation passage upstream of the exhaust gas flow from a branch with the bypass passage and cools the exhaust gas with a cooling medium;
A cooling path that connects the exhaust cooler and the internal combustion engine and enables heat exchange between the cooling medium and the internal combustion engine,
When the temperature of the cooling medium is lower than a predetermined temperature, the first flow path adjustment mechanism, the second flow path adjustment mechanism, and the third flow path adjustment mechanism limit the flow area of each flow path. To
A warm-up promoting system for an internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の暖機促進システム。 The third flow path adjustment mechanism has a flow path area of the bypass passage larger than a flow path area of the exhaust passage restricted by the first flow path adjustment mechanism;
The warm-up promoting system for an internal combustion engine according to claim 1.
前記圧力が所定圧以上となった場合、前記第3の流路調整機構は前記バイパス通路の流路面積を拡大し、
前記バイパス通路の流路面積が最大になった後も前記領域内が前記所定圧以上である場合、前記第1の流路調整機構は前記排気通路の流路面積を拡大する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の暖機促進システム。 The pressure in the exhaust passage upstream of the exhaust gas flow of the first flow path adjustment mechanism, the pressure in the exhaust gas recirculation passage upstream of the exhaust gas flow of the second flow rate adjustment mechanism, A pressure sensor for detecting any one of the pressure of the bypass passage on the upstream side of the exhaust gas flow of the third flow rate adjustment mechanism,
When the pressure is equal to or higher than a predetermined pressure, the third flow path adjustment mechanism expands the flow path area of the bypass passage,
When the inside of the region is not less than the predetermined pressure even after the flow passage area of the bypass passage is maximized, the first flow passage adjustment mechanism expands the flow passage area of the exhaust passage.
The warm-up promoting system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記第1の流路調整機構は、前記冷却媒体の温度が前記所定温度未満のときよりも前記排気通路の流路面積を大きくする、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の内燃機関の暖機促進システム。 When the temperature of the cooling medium is equal to or higher than the predetermined temperature,
The first flow path adjustment mechanism increases the flow path area of the exhaust passage than when the temperature of the cooling medium is lower than the predetermined temperature;
The warm-up promoting system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
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