JPH0540255Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案はエンジンの排気ガスの熱を利用するた
めの排気熱交換器のための制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、車輌用エンジンの排気系に設けられ
た熱交換器を用いて冷機時に冷却水を加熱するこ
とでエンジンを暖機する時間や車室ヒータが実質
的に効き始める時間を短縮することが行われてい
る。この種の装置として、例えば、実開昭61−
104216号或いは実開昭61−104217号公報には、エ
ンジンのウオータジヤケツトをラジエータとに設
けられた温度センサを用いて排気熱交換器の動作
を制御するための装置が開示されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかるに、エンジンのウオータジヤケツト或い
はラジエータの冷却水温度により排気熱交換器の
動作を制御した場合には、例えば暖機中に排気熱
交換器の冷却水出口に於ける冷却水温度が過大と
なる虞れがあり、排気熱交換器に接続する冷却水
通路用のホースに高い耐熱性が必要となり、部品
コストが高騰する不都合が発生する。また、排気
熱交換器とラジエータフアンとをラジエータ出口
に設けられた同一の温度スイツチにて制御してい
るため、ラジエータフアンが駆動される比較的高
い温度まで熱交換が行われ、ラジエータフアンの
使用頻度が高くなり、電力消費量が増大する不都
合があつた。

このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の
主な目的は、最適な冷却水温度にて制御するよう
に改善された排気ガスと冷却水との間の熱交換を
行う排気熱交換器のための制御装置を提供するこ
とにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、ラジエー
タと、冷却水温度が第１の所定値以上であるとき
に作動するラジエータフアンとを有する冷却水系
を備えるエンジンの排気通路中に設けられ、選択
手段により、排気ガスと前記冷却水との間で熱交
換を行う第１の状態及び前記熱交換が実質的に行
われない第２の状態のいずれかをとり得る排気熱
交換器のための制御装置であつて、前記熱交換器
の冷却水流出路に設けられた冷却水温度の検出手
段が、前記第１の所定値よりも低い第２の所定値
以上の温度を検出したときに、前記選択手段によ
り前記第２の状態を選択するようにしてなること
を特徴とする排気熱交換器のための制御装置を提
供することにより達成される。

〈作用〉 このようにすれば、冷却水が必要以上に加熱さ
れることがなく、またラジエータフアンの不必要
な駆動を防止することが可能となる。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実
施例について詳細に説明する。

第１図は本考案が適用される車輌の冷却水系統
及び排気ガスの通路を図式化して示すダイヤグラ
ム図である。エンジン１のウオータジヤケツト
は、該ウオータジヤケツトから導出されサーモス
タツト７を有する冷却水通路２と、ラジエータ３
と、エンジン１のウオータジヤケツトに戻る側の
ウオータポンプ６を有する冷却水通路４とを有す
る冷却水の閉回路に接続され、ウオータポンプ６
が冷却水をエンジン１のウオータジヤケツトに向
けて圧送し、エンジン１を接して昇温した冷却水
をラジエータ３に送り出し、エンジンの冷却を行
う。ここで、ラジエータフアン２７のモータ２８
は90℃以上でONとなるサーモスイツチ２９に接
続されており、冷却水温度が90℃以上となつたと
きラジエータフアン２７が駆動されることとな
る。

サーモスタツト７は冷却水温度が82℃以上とな
つたときにのみ開弁するもので、その上流側とウ
オータポンプ６の上流側との間にバイパス通路５
が設けられている。従つて、エンジンの冷機時に
は、サーモスタツト７が閉じられているため、冷
却水がバイパス通路５を経てそのままエンジン１
に戻され、暖機が促進される。

エンジン１のウオータジヤケツトは、更に比較
的小径のヒータ通路８にも接続されている。ヒー
タ通路８は後記する排気熱交換器９の冷却水流入
口９ａを介してウオータジヤケツト２４に接続さ
れ、ウオータジヤケツト２４から冷却水流出口９
ｂを介して導出された通路１１は３方弁１２を経
てヒータコア１３に至り、このヒータコア１３は
戻し通路１５を介してウオータポンプ６の上流側
に接続されている。ヒータを使用しない場合に
は、３方弁１２を切替え、通路１１からの冷却水
がヒータコア１３を通過することなくバイパス通
路１４からそのまま戻し通路１５を経てエンジン
側に戻されるようになつている。

エンジンから排出された排気ガスは、排気ガス
通路１６を経て排気熱交換器９に導入され、切換
弁１７の状態に応じて排気ガス中央通路１８また
は排気ガス環状通路１９を通過し、マフラ２０を
経て大気に放出される。即ち、切換弁１７の閉弁
時には、排気ガスは専ら排気ガス環状通路１９を
通過し排気ガスとウオータジヤケツト２４内の冷
却水との間で熱交換が活発に行われ、切換弁１７
の開弁時には、排気ガスが比較的排気抵抗を受け
ることなく概ね排気ガス中央通路１８を直進する
こととなる。

切換弁１７は、負圧アクチユエータ２１により
開閉駆動されるが、該負圧アクチユエータ２１の
負圧室は、ソレノイドバルブ２２を介してエンジ
ンの吸気管に接続されている。このソレノイドバ
ルブ２２のソレノイド２２ａはECU２５により
制御される。また、ウオータジヤケツト２４の冷
却水流出口９ｂから導出された通路１１に設けら
れた冷却水温度センサ２３及び異常表示用デイス
プレイ２６もECU２５に接続されている。

第２図は、ECU２５の機能を模式的に示すブ
ロツク図である。冷却水温度センサ２３から送ら
れてきた信号は、レベル修正回路３１及びＡ／Ｄ
コンバータ３３を介してCPU３０に送られる。
CPU３０は、ROM３４に記憶されたプログラム
に従い、同じくROM３４に記憶されたデータと
RAM３５に一時的に記憶された冷却水温度セン
サ２３からのデータとを照合し、駆動回路３６を
介して第１図に示されているソレノイド２２ａに
選択的に電力を供給し負圧アクチユエータ２１を
介して切換弁１７を開閉し、或いは必要に応じて
異常表示用デイスプレイ２６を介して冷却水温度
の異常を運転者に告知することとなる。

次に、本実施例の作動の要領を第３図に示され
たフロー図に基づき説明する。第３図のステツプ
４１に於てイニシヤライズ動作を行い、ステツプ
４２に於て通路１１の冷却水温度が107℃よりも
高いか否かを判別し、107℃よりも高ければ、ス
テツプ４３へ進み、デイスプレイ２６に異常を表
示しステツプ４４に於てソレノイド２２ａへの電
力の供給を停止する。その結果、アクチユエータ
２１にはソレノイドバルブ２２より大気圧が供給
され、切換弁１７に設けられた図示されない捩り
コイルばね等の働きにより切換弁１７が全開状態
にされる。ここで排気ガス中央通路１８は、排気
ガス環状通路１９に対して比較的流路抵抗が少な
く排気ガスの大部分が排気ガス中央通路１８を通
過しウオータジヤケツト２４内の冷却水とは殆ど
熱交換を行うことなくそのままマフラ２０を介し
て外気に放出されるようになる。

ステツプ４２に於て冷却水温度が107℃よりも
低ければ、ステツプ４５へ進み、冷却水温度がラ
ジエータフアン２７が作動する90℃よりも低温の
設定値、例えば85℃よりも高いか否かを判別す
る。冷却水温度が85℃よりも高ければ即ちエンジ
ン１の暖機が完了していれば、ステツプ４４に進
みソレノイド２２ａへの電力の供給を停止する。
ステツプ４５に於て冷却水温度が85℃以下であつ
た場合、ステツプ４６に進み、ソレノイド２２ａ
に電力が供給され、エンジンの吸気負圧が負圧ア
クチユエータ２１に供給され、切換弁１７が作動
し、ウオータジヤケツト２４内の冷却水が排気ガ
スにより加熱され早期に昇温し、ヒータコア１３
が早期に暖房能力を有するようになる。また、ヒ
ータを使用しない場合にも冷却水が排気ガスによ
り加熱されることにより暖機を促進する働きも得
られる。この過程は所定のサイクルにて繰返さ
れ、冷却水温度が85℃以上になるまで熱交換が行
われる。

ここで、センサ２３は冷却水温度が最も高温と
なる熱交換器９の冷却水流出口９ｂ近傍にて温度
検出しているため、熱交換により通路１１内の冷
却水が過剰に加熱されることがない。また、ソレ
ノイド２２ａへの電力の供給を停止する温度をラ
ジエータフアンが作動する例えば90℃よりも低く
設定していることにより、ラジエータフアンが不
必要に駆動され、或いは熱交換が不必要に行われ
る事態を回避することができる。

尚、本考案は上記に限定されず様々な応用が可
能であることは言うまでもなく、例えば第３図の
フロー図のステツプ４２に於ける冷却水の設定温
度は、車輌による差異を考慮し任意の温度であつ
てよく、ステツプ４５に於ける設定温度は、ラジ
エータフアンの作動温度に応じて適宜決定して良
い。また、ステツプ４３に於ても異常を表示する
のみでなく冷却水温度を下げるような積極的動作
を行うようにしても良い。

〈考案の効果〉 このように本考案によれば、エンジンの冷却水
が必要以上に加熱されることがないため、排気熱
交換器に接続される冷却水通路用のホースに高い
耐熱性を必要とせず、部品コストの高騰化を抑制
し得る。また、ラジエータフアンの頻繁な使用を
防止し電力消費量を軽減し得るためその効果は極
めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基づく排気熱交換器のための
制御装置が適用された車輌の冷却スイツチ系統を
示すダイヤフラム図である。第２図は第１図の要
部を拡大して示すブロツク図である。第３図は本
考案に基づく排気熱交換器の制御を示すフロー図
である。 １……エンジン、２……通路、３……ラジエー
タ、４……通路、５……バイパス通路、６……ウ
オータポンプ、７……サーモスタツト、８……通
路、９……排気熱交換器、９ａ……冷却水流入
口、９ｂ……冷却水流出口、１１……通路、１２
……３方弁、１３……ヒータコア、１４，１５…
…通路、１６……排気ガス通路、１７……切換
弁、１８……排気ガス中央通路、１９……排気ガ
ス環状通路、２０……マフラ、２１……負圧アク
チユエータ、２２……ソレノイドバルブ、２２ａ
……ソレノイド、２３……温度センサ、２４……
ウオータジヤケツト、２５……ECU、２６……
異常表示デイスプレイ、２７……ラジエータフア
ン、２８……モータ、２９……サーモスイツチ、
３０……CPU、３１……レベル修正回路、３３
……Ａ／Ｄコンバータ、３４……ROM、３５…
…RAM、３６……駆動回路、４１〜４６……ス
テツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ラジエータと、冷却水温度が第１の所定値以上
   であるときに作動するラジエータフアンとを有す
   る冷却水系を備えるエンジンの排気通路中に設け
   られ、選択手段により、排気ガスと前記冷却水と
   の間で熱交換を行う第１の状態及び前記熱交換が
   実質的に行われない第２の状態のいずれかをとり
   得る排気熱交換器のための制御装置であつて、 前記熱交換器の冷却水流出路に設けられた冷却
   水温度の検出手段が、前記第１の所定値よりも低
   い第２の所定値以上の温度を検出したときに、前
   記選択手段により前記第２の状態を選択するよう
   にしてなることを特徴とする排気熱交換器のため
   の制御装置。