JP3732691B2 - Egrクーラの水検知システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンにおける、EGRクーラの水検知システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの排気対策の一環としてEGR装置がよく知られている。このような装置においては、エンジンの排出ガスを冷却するため、EGR通路の途中にEGRクーラが介装される。
【0003】
EGRクーラにおいては、エンジンの排出ガスに含まれる水分が凝縮され、腐食などの原因になるため、ガス通路に溜まる凝縮水を圧電素子の高周波振動によって霧化し、エンジンの排出ガスと一緒に吸気系へ運び出すようにしたものがある(特開平7−243364号)。ガス通路に水量検出装置が設けられ、その検出値(貯水量)が所定値以上になると、圧電素子を駆動する制御手段が備えられる。水量検出装置としては、クーラ内部の貯水部に配置した検出子に水が触れると、回路が導通して検出信号を発生する導電型のもの、または超音波を貯水部の水面へ発し、その反射を受けて水量を検出する超音波型のもの、が用いられる。
【0004】
EGRクーラが、とくに水冷式の場合においては、冷却パイプ(水通路)が破損すると、ガス通路に冷却水が漏れ出し、エンジンへと流れ込む可能性が考えられる。このため、貯水部にドレンバルブと、その水量を検出する第1と第2の水位センサを設けると共に、クーラ内部の冷却パイプの入口に開閉バルブを介装し、第1の水位センサが凝縮水の液面を検出すると、ドレンバルブを開いて凝縮水を外部へ排出する一方、第2の水位センサが正常レベルを越える過剰な液面を検出すると、開閉バルブを閉じて冷却水のクーラ内部への供給を遮断するようにしたものがある(特開平10−259762号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例においては、導電型または超音波型の水量検出装置にしろ、第1および第2の水位センサにしろ、厳しい温度環境(エンジンからの排出ガスによって、300〜600℃に加熱される)下の適確な検出動作を保証するため、諸種の工夫(耐熱性など)が要求されることになり、高価なものになってしまうということが考えられる。
【0006】
この発明は、グロープラグを応用することにより、EGRクーラの内部(ガス通路)において、適確な検出動作の保証される水検知システムを低コストで実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の発明では、エンジンの排出ガスを吸気系へ導くEGR通路の途中に介装されるEGRクーラの水検知システムにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの作動状態からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備える。
【0008】
第2の発明では、エンジンの排出ガスを吸気系へ導くEGR通路の途中に介装されるEGRクーラの水検知システムにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備える。
【0009】
第3の発明では、エンジンの排出ガスを吸気系へ導くEGR通路の途中に介装されるEGRクーラの水検知システムにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、エンジン始動の際に所定時間だけグロープラグを通電する手段と、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値を設定値と比較してクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備える。
【0010】
第4の発明では、第1の発明〜第3の発明のいずれか1つにおいて、グロープラグは、車両が予測される範囲で前方または後方へ下り傾斜しても、ヒートコイル部が許容水位下に位置するような取付角度に設定する。
【0011】
【発明の効果】
第1の発明〜第4の発明によれば、グロープラグに通電したとき、ガス通路に水があるかないかで抵抗値が異なるため、これを利用してガス通路の水検知が可能になる。また、高温環境下においても、グロープラグは適確に作動(抵抗値は水のあるなしによって変化する)ため、これを水検知のセンシング手段に応用することにより、良好な検出精度を保証できる。また、ブロープラグは、そのまま使用可能であり、耐熱性などの工夫を凝らす必要もなく、コストの面で有利となる。
【0012】
グロープラグのヒートコイル部が水に冷やされると、その抵抗値は減少するため、第2の発明または第3の発明においては、グロープラグの抵抗値を検出し、これを設定値と比較することにより、クーラ内部のガス通路に水があるかどうかを正確かつ容易に検知(判定)することができる。
【0013】
第4の発明においては、車両が坂道などで傾斜しても、グロープラグのヒートコイル部が許容水位の液面から露出しないようになるため、水検知の信頼性を高められる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1,図2において、1はエンジンのエキゾーストマニホールド、2はエアダクトであり、これらの間にEGR通路3が設けられ、エキゾーストマニホールド1からエンジンの排出ガスの一部をエアダクト2へ供給する。4はEGR量を制御するEGRバルブ、5はエアダクト2への排出ガス(EGRガス)を冷却するEGRクーラであり、EGRクーラ5はこの場合、クーラ内部に冷却水通路を形成する冷却パイプ(図示せず)が収装される。
【0015】
EGRクーラ5には、水検知のセンシング手段として小型ディーゼルエンジン用のグロープラグ6が付設される。グロープラグ6は、クーラ5の低位において、ヒートコイル部6aがガス通路5a内の許容水位の高さで略水平(たとえば、θ1=3°)に位置する具合に取り付けられる。7はEGR通路3の一部を形成するEGRパイプである。
【0016】
図3はこの水検知システムの全体的な構成図を表すものであり、10はエンジンキースイッチ、11はバッテリ、6はグロープラグであり、グロープラグ6はリレー12およびブリッジ回路形成用のドロッピングレジスタ13を介してバッテリ11に接続される。15は運転室の警報ランプ(インジケータランプ)、14はリレー12(グロープラグ6への通電)および警報ランプ15を制御するコントロールユニットであり、マイクロコンピュータで構成される。
【0017】
コントロールユニット14は、エンジンキースイッチ10がオンすると、その保持時間を計測すると共に、これが所定時間を計測するまでの間、リレー12に励磁電流を供給する一方、これに伴うグロープラグ6への通電中にドロッピングレジスタ13の測定値(電圧値)からグロープラグ6の抵抗値を求め、ガス通路5a内に所定量以上の水があるかどうかを判定する。
【0018】
ガス通路5a内に所定量以上の水があると、グロープラグ6のヒートコイル部6aが冷やされ、その温度が上昇しづらくなるため、図4のようにグロープラグの抵抗値はそれほど大きく増加しないので、これを基準値(判定レベルの設定値)と比較することにより、基準値未満のときは、水ありと判定し、運転室の警報ランプ15を作動させる一方、同じく基準値以上のときは、水なしと判定し、警報ランプ15を作動させない、という制御を実行する。
【0019】
図5はこの制御内容を説明するタイミングチャートであり、エンジンキースイッチ10をオン位置に保持すると、そのオン時点から所定時間T1だけリレー12がオンされる。そして、所定時T1に亘ってドロッピングレジスタ13の測定値が読み込まれ、その値からグロープラグ6の抵抗値が求められる。水ありの場合、ヒートコイル部6aの温度は点線のように低く保たれ、水なしの場合、実線のように大きく上昇する。所定時間T1の経過時点において、既述のように抵抗値から水の有無が判定され、水ありの場合、警報ランプ15がオンされるのである。
【0020】
このような構成により、高温環境下においても、グロープラグ6は適確に作動するため、これを水検知のセンシング手段に応用することにより、良好な検出精度を保証できる。また、グローランプ6は、既存のものをそのまま使用可能であり、耐熱性などの工夫を凝らす必要もなく、コストの面で有利となる。グロープラグ6の抵抗値を求め、これを基準値と比較することにより、ガス通路5aに水があるかどうか、を容易かつ正確に検知(判定)することができる。また、エンジンの始動に際して警報ランプ15を確認できるため、クーラ内部の冷却パイプが破損して水漏れを生じても、ウォータハンマによるエンジンの破壊を未然に防止可能となる。
【0021】
図6は別の実施形態を表すものであり、コントロールユニット14Aは、検知(判定)回路20とそのタイマ回路21およびAND回路22とから構成される。タイマ回路21は、エンジンキースイッチ10がオン(ON)すると起動され、その保持時間を計測すると共に、これが所定時間T1に達するまでの間、AND回路22へハイ信号を出力すると共に、リレー12への通電(励磁電流の供給)をオンする一方、所定時間T1が経過すると、AND回路22へロー信号を出力すると共に、リレー12への通電をオフする。検知回路20は、ドロッピングレジスタ13の測定値からグロープラグ6の抵抗値を求め、これを基準値(設定値)と比較することにより、基準値未満のときにロー信号を、基準値以上のときにハイ信号を、AND回路22へ出力する。AND回路22は、タイマ回路21および検知回路20の出力が反転して入力され、これらが共にハイ信号のとき(つまり、タイマ回路21および検知回路20の出力が共にロー信号のとき)にのみ、警報ランプ15を作動させる。なお、警報ランプ15はいったんオンすると、図示しないリセットスイッチによってオフされるまで作動する。
【0022】
これによっても、エンジンキースイッチ10を所定時間T1以上オンに保持すると、クーラ内部のガス通路に所定量以上の水があるときは、エンジンキースイッチ10のオンから所定時間T1を経過した時点から警報ランプ15が作動することになり、前記の実施形態と同様の作用効果が得られるのである。
【0023】
図1において、グロープラグ6は、車両が予測される範囲で前方または後方へ下り傾斜しても、ヒートコイル部6aが許容水位下に位置するような取付角度θ2(たとえば、−22.5°≦θ2≦+22.5°)に設定すると、坂道などにおいても、ヒートコイル部6aが許容水位の液面から露出しないようになるため、水検知の信頼性をさらに高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表すEGR通路の分解斜視図である。
【図2】同じくEGRクーラの一部切り欠き正面図である。
【図3】同じくシステムの構成図である。
【図4】同じくグロープラグの抵抗特性図である。
【図5】同じく制御内容を説明するタイミングチャートである。
【図6】別の実施形態を表すシステムの構成図である。
【符号の説明】
3 EGR通路
5 EGRクーラ
5a クーラ内部のガス通路
6 グロープラグ
10 エンジンキースイッチ
12 リレー
13 ドロッピングレジスタ
14,14A コントロールユニット
15 警報ランプ
Claims (4)
- エンジンの排出ガスを吸気系へ導くEGR通路の途中に介装されるEGRクーラにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの作動状態からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備えたことを特徴とする水検知システム。
- エンジンの排出ガスを吸気系へ導くEGR通路の途中に介装されるEGRクーラにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備えたことを特徴とする水検知システム。
- エンジンの排出ガスを吸気系へ導くEGR通路の途中に介装されるEGRクーラにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、エンジン始動の際に所定時間だけグロープラグを通電する手段と、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値を設定値と比較してクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備えたことを特徴とする水検知システム。
- グロープラグは、車両が予測される範囲で前方または後方へ下り傾斜しても、ヒートコイル部の少なくとも一部が許容水位下に位置するような取付角度に設定したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の水検知システム。
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CN104421031A (zh) * | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 福特环球技术公司 | 基于传感器加热器的功率消耗指示氧传感器处的水的方法和系统 |
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1999
- 1999-11-01 JP JP31069699A patent/JP3732691B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN104421031B (zh) * | 2013-08-20 | 2018-11-23 | 福特环球技术公司 | 基于传感器加热器的功率消耗指示氧传感器处的水的方法和系统 |
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