JP5341713B2 - エンジンの冷却系システムおよびその制御方法 - Google Patents
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Description
このようにすることにより、冷却水の加温時にウォータジャケット内の冷却水をヒータコアに循環させることがないため、エンジンの過度の冷却を防ぐことができる。また、冷却水の加温時に、ヒータコアに多量の冷却水を循環させることがないため、ヒータコアの暖房効果も高めることができる。
ガスの通路が形成されており、その通路の周囲をエンジンの冷却水が通過することにより、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行い、排気ガスを冷却している。冷却された排気ガスは、吸気としてエンジン本体のインテーク側に導入されている。このように、排気ガスの一部を吸入系に戻して、混合気に混入させることで燃焼温度を低下させ、排気により発生するNOXの量を低減している。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの燃焼性を向上させることができるエンジンの冷却系システムおよびその制御方法を提供することにある
。
タポンプであり、第2冷却水経路上の合流点とウォータポンプの上流側との間は、第1冷却水経路の一部として共用されており、ウォータポンプは、吸引した冷却水をウォータジャケットおよび排熱回収器の双方に向けて吐出することである。
また、開閉弁が開状態となった後、水温検出手段によって検出された冷却水温度が安定した場合に、流量調整手段の開度制御を再開させることにより、燃焼室へ導入される吸気温度を変動させることなく、円滑に流量調整手段の開度制御を再開させることができる。
きる。
図1乃至図3に基づき、本発明の実施形態1によるエンジンの冷却系システムについて説明する。図1は、車両のエンジン1を構成するエンジン本体11、エンジン1の冷却系システムおよびこれらを制御するエンジン制御部3(本発明の開閉弁制御手段およびEGR制御手段に該当する)を示している。エンジン本体11は、燃焼室111を含んだシリンダブロック、シリンダヘッドおよびその他の補機等により形成されており、内部に冷却水であるクーラントが循環するウォータジャケット(図示せず)を有している。エンジン本体11は、エンジン制御部3により吸気量、燃料噴射量等が調整され、回転制御される(図1においてS1により示す)。
ヒータコア12とエンジン本体11とは管路により接続され、エンジン本体11のウォータジャケットとヒータコア12との間には、クーラントが循環するループ状の第1冷却水通路L1(本発明の第1冷却水経路に該当する)が形成されている。
却水通路L1の一部として共用されており、電動ポンプ14は吸引したクーラントをエンジン本体11のウォータジャケットおよび排熱回収器13の双方に向けて吐出し、第1冷却水通路L1および第2冷却水通路L2においてクーラントを循環させている。
ブ20(本発明の流量調整手段に該当する)とが、互いに直列配置になるように形成されている。EGRクーラ19は、内部に燃焼室111からの排気ガスの通路が形成されており、排気ガスの通路の周囲を第2冷却水通路L2のクーラントが循環可能に形成されている。図1に示すように、EGRクーラ19は、第2冷却水通路L2上において、排熱回収器13よりも上流側に設けられている。
また、共用路L12内のクーラントの温度が上昇してサーモスタット22が開弁すると、クーラントがエンジン本体11から冷却路L3に流出し、ラジエータ21により冷却される(図2において、破線の矢印にて示す)。
クーラント温度が安定していないと判定された場合、EGRバルブ20の作動停止が継続される(ステップS304)。クーラント温度が安定したと判定された場合、EGRバルブ20の開度制御が再開される(ステップS307)。
次に、図4乃至図7に基づき、本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、図1に示したエンジン1の冷却系システムについての、実施形態1とは別の制御方法である。尚、図6は、クーラント温度が温度閾値T1に到達する以前に、EGRバルブ20の閉鎖作動が完了した場合の、EGRバルブ20および遮断弁15の作動状態を表すタイムチャートを示している。また、図7は、EGRバルブ20が閉鎖作動中において、クーラ
ント温度が温度閾値T1に到達した場合の、EGRバルブ20および遮断弁15の作動状態を表すタイムチャートを示している。
次に、遮断弁15が、閉状態であるか否かが判定される(ステップS403)。遮断弁15が閉状態でないと判定された場合、本制御を終了する。遮断弁15が、閉状態であると判定された場合、第1温度センサーD1によって検出されたクーラント温度thw1が、温度閾値T2(本発明の第2閾値に該当する)以上であるか否かが判定される(ステップS404)。温度閾値T2は、上述した温度閾値T1よりも所定温度だけ低い温度に設定されている。
クーラント温度が安定していないと判定された場合、遮断弁15の開状態が継続される(ステップS511)。クーラント温度が安定したと判定された場合、EGRバルブ20の開度制御が再開される(ステップS508、図6においてdに示す)。
第1温度センサーD1によって検出されたクーラント温度thw1が、温度閾値T1未満であると判定された場合、第2温度センサーD2によって検出されたクーラント温度thw2が、温度閾値T1以上であるか否かが判定される(ステップS503)。第2温度センサーD2によって検出されたクーラント温度thw2が、温度閾値T1未満であると判定された場合、ステップS501へと戻り、再び、EGRバルブ20の閉鎖作動が完了したか否かが判定される。
検出されたクーラント温度thw1、thw2が、温度閾値T1より所定温度だけ低い温度閾値T2に到達した場合に、EGRバルブ20の開度制御を停止し、EGRバルブ20を全閉状態にして固定することにより、遮断弁15が開状態となる以前に、EGRバルブ20の開度制御を停止して、EGRクーラ19から燃焼室111への吸気の供給を遮断することができ、燃焼室111へ導入される吸気温度の変動を確実に防止することができる。
次に、図8に基づいて、実施形態3によるエンジン1Aの冷却系システムについて説明する。尚、図8において、実施形態1と同様の構成については、図1と同一の符号を付している。図8に示すように、本実施形態によるエンジン1Aの冷却系システムにおいては、実施形態1による冷却系システムに比較して、ヒータコア12、排熱回収器13および第2温度センサーD2を有していない。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
クーラントを、第1冷却水通路L1および第2冷却水通路L2に循環させる手段としては、電動ポンプ14に限られるものではなく、エンジン1によって駆動されるウォータポンプを使用してもよい。
また、第1冷却水通路L1および第2冷却水通路L2のそれぞれに、クーラントを循環
させるウォータポンプを設けてもよい。
また、遮断弁15の開閉作動を制御する制御手段と、EGRバルブ20の開度制御を実行する制御手段とを別体に設けてもよい。
また、第1温度センサーD1または第2温度センサーD2による検出値thw1、thw2が温度閾値T2より高い(温度閾値T1、T2と等しい場合を含まない)ときに、EGRバルブ20を閉鎖作動してもよい。
Claims (7)
- エンジンのウォータジャケットを含んで冷却水が循環する第1冷却水経路と、
前記エンジンからの排気を冷却するEGRクーラを含んで冷却水が循環し、前記EGRクーラの下流側において前記第1冷却水経路に対し合流するように形成された第2冷却水経路と、
前記第1冷却水経路および前記第2冷却水経路において、冷却水を循環させることが可能な冷却水圧送手段と、
前記EGRクーラと前記エンジンの燃焼室とを接続する通路上に設けられ、開度を増減させることによって、前記EGRクーラから前記燃焼室へ供給される気体の量を調整する流量調整手段と、
車両の状態に基づいて、前記流量調整手段の開度を制御するEGR制御手段と、
前記第1冷却水経路上に設けられ、前記ウォータジャケットと前記第2冷却水経路への合流点との間を断続する開閉弁と、
前記第1冷却水経路または前記第2冷却水経路のうちの少なくとも一方の冷却水温度を検出する水温検出手段と、
前記水温検出手段によって検出された冷却水温度に基づいて、前記開閉弁の作動を制御する開閉弁制御手段と、
を備えたエンジンの冷却系システムにおいて、
前記EGR制御手段は、
前記開閉弁が閉状態から開状態へと変位し、冷却水が前記第1冷却水経路から前記第2冷却水経路へと流入する場合には、前記流量調整手段の開度制御を停止することを特徴とするエンジンの冷却系システム。 - 前記EGR制御手段は、
前記開閉弁が閉状態から開状態へと変位する場合には、その時点において前記流量調整手段の開度を固定し、
前記開閉弁が開状態となった後、前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が安定した場合に、前記流量調整手段の開度制御を再開させることを特徴とする請求項1記載のエンジンの冷却系システム。 - 前記開閉弁制御手段は、
前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が第1閾値未満または前記第1閾値以下である場合に、前記開閉弁を閉状態とし、前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が前記第1閾値以上または前記第1閾値より高くなった場合に、前記開閉弁を開状態とし、
前記EGR制御手段は、
前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が、前記第1閾値より所定温度だけ低い第2閾値に到達した場合に、前記流量調整手段の開度制御を停止し、前記流量調整手段を全閉状態にして固定することを特徴とする請求項1記載のエンジンの冷却系システム。 - 前記EGR制御手段は、
前記流量調整手段が全閉状態に向けて変位している途中において、前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が前記第1閾値に到達した場合、その時点において前記流量調整手段の開度を固定し、
前記開閉弁が開状態となった後、前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が安定した場合に、前記流量調整手段の開度制御を再開させることを特徴とする請求項3記載のエンジンの冷却系システム。 - 前記第2冷却水経路は、
前記第1冷却水経路との合流点の下流側に設けられたヒータコアと、
前記ヒータコアの上流側に設けられた排熱回収器と、
を有しており、
前記水温検出手段は、
前記ウォータジャケット内または前記第1冷却水経路上の前記ウォータジャケットと前記開閉弁との間に設けられた第1水温センサーと、
前記第2冷却水経路上における前記第1冷却水経路との合流点と、前記ヒータコアとの間に設けられた第2水温センサーと、
を有しており、
前記開閉弁は、
前記第1水温センサーによって検出された冷却水温度、および前記第2水温センサーによって検出された冷却水温度がともに前記第1閾値未満または前記第1閾値以下であるときに閉弁され、
前記第1水温センサーによって検出された冷却水温度、および前記第2水温センサーによって検出された冷却水温度のうちの少なくとも一方が前記第1閾値以上または前記第1閾値より高いときに開弁されることを特徴とする請求項3または4に記載のエンジンの冷却系システム。 - 前記冷却水圧送手段は、
前記第2冷却水経路上において、前記ヒータコアの下流側に形成されたウォータポンプであり、
前記第2冷却水経路上の前記合流点と前記ウォータポンプの上流側との間は、前記第1冷却水経路の一部として共用されており、
前記ウォータポンプは、
吸引した冷却水を前記ウォータジャケットおよび前記排熱回収器の双方に向けて吐出することを特徴とする請求項5記載のエンジンの冷却系システム。 - 冷却系システムは、
エンジンのウォータジャケットを含んで冷却水が循環する第1冷却水経路と、
前記エンジンからの排気を冷却するEGRクーラを含んで冷却水が循環し、前記EGRクーラの下流側において前記第1冷却水経路に対し合流するように形成された第2冷却水経路と、
前記第1冷却水経路および前記第2冷却水経路において、冷却水を循環させることが可能な冷却水圧送手段と、
前記EGRクーラと前記エンジンの燃焼室とを接続する通路上に設けられ、開度を増減させることによって、前記EGRクーラから前記燃焼室へ供給される気体の量を調整する流量調整手段と、
前記第1冷却水経路上に設けられ、前記ウォータジャケットと前記第2冷却水経路への合流点との間を断続する開閉弁と、
前記第1冷却水経路または前記第2冷却水経路のうちの少なくとも一方の冷却水温度を検出する水温検出手段と、
を備えており、
前記水温検出手段によって検出された冷却水温度に基づいて、前記開閉弁の作動を制御するとともに、車両の状態に基づいて、前記流量調整手段の開度を制御するエンジンの冷却システムの制御方法において、
前記開閉弁が閉状態から開状態へと変位し、冷却水が前記第1冷却水経路から前記第2冷却水経路へと流入する場合には、前記流量調整手段の開度制御を停止することを特徴とするエンジンの冷却システムの制御方法。
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