(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を調量することにより、ＥＧＲガスの冷却効果を常に安定した状態で持続させること。【解決手段】エンジン１１の燃焼室からの熱供給を受けずにＥＧＲ装置３５のＥＧＲガスをＥＧＲクーラ３７によって冷却するハイブリッド電気機器用冷却系４０を備え、ＥＧＲクーラ３７へ圧送する冷却水の流量を可変とする可変ウォータポンプ４４を備えた。インバータ１９をラジエータ４２の下流側かつＥＧＲクーラ３７の上流側に配設し、出ガス温センサ３７ａによって検出されるＥＧＲガスの温度に基づいて可変ウォータポンプ４４の吐出量を調量するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室からの熱供給を受けずに排気ガス再循環装置のＥＧＲガスをＥＧＲクーラによって冷却する冷却系を備えた車両のＥＧＲ冷却システムにおいて、
前記ＥＧＲクーラを前記冷却系の回路中に配置するとともに、当該ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を可変とする可変容量ポンプと、
前記冷媒の温度と前記ＥＧＲクーラを経た前記ＥＧＲガスの温度との少なくとも一方に基づいて前記可変容量ポンプの吐出量を調量する可変容量ポンプ制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両のＥＧＲ冷却システム。
【請求項２】
前記車両は、エンジンとモータの少なくとも一方によって駆動可能なハイブリッド車両であり、
前記冷却系は、専用のラジエータと、インバータと、前記モータとを含むハイブリッド電気機器用冷却系であることを特徴とする請求項１に記載の車両のＥＧＲ冷却システム。
【請求項３】
前記インバータを前記ラジエータの下流側かつ前記ＥＧＲクーラの上流側に配設したことを特徴とする請求項２に記載の車両のＥＧＲ冷却システム。
【請求項４】
前記エンジンの軽負荷域においてＥＧＲ冷却要求性能が低い場合には、前記可変容量ポンプの吐出量が通常時よりも少なくなるように補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両のＥＧＲ冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のＥＧＲ冷却システムに関し、更に詳しくは、ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を調量することにより、ＥＧＲガスの冷却効果を常に安定した状態で持続させることができる車両のＥＧＲ冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの機関温度として検出されるエンジン冷却水温に基づき、排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称する）装置の排気再循環量（ＥＧＲ量）を減量側に補正する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＮＯｘ低減や燃費改善のためにＥＧＲガスをＥＧＲクーラにより冷却する場合、通常は、エンジンの冷却水によりＥＧＲガスを冷却する。定常走行時等、走行風やエンジン負荷が安定している場合には、エンジン冷却水は、ほぼ８０〜９０℃内で安定しており、ＥＧＲクーラの出ガス温度もほぼ安定した状態となる。
【０００４】
このようにエンジン冷却水によりＥＧＲクーラを冷却する場合には、熱源であるエンジンの燃焼室より常時所定以上の熱を受熱し、余った熱をラジエータで放熱している。このため、ＥＧＲクーラが冷え過ぎれば放熱量を低減してエンジン冷却水を温めることができる一方、ＥＧＲクーラが温まり過ぎればエンジン冷却水の全量をラジエータに圧送する等してＥＧＲクーラを冷却することができる。すなわち、エンジン冷却水の温度を所望の値（ＥＧＲ制御マップ作成時の冷却水温度）に制御することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０４６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、更なるＮＯｘ低減や燃費改善を図るためには、ＥＧＲクーラ用の冷却水に、エンジン冷却水よりも低温の別の冷却水を利用する場合が考えられる。このような場合、その冷却水を圧送するウォーターポンプを常時駆動するとなると、ＥＧＲガス量が少ない運転条件では、ＥＧＲガスが過度に冷却されてしまう虞があった。
【０００７】
また、エンジン燃焼室の燃焼熱のような常に安定した熱源を持たない冷却系によりＥＧＲガスを冷却する場合には、ＥＧＲがＯＮ状態ではＥＧＲクーラが熱源であるため、冷却すればよい。
【０００８】
しかしながら、ＥＧＲがＯＦＦ状態やエンジン停止状態（ハイブリッド車両の場合は、モータのみを走行駆動源とするＥＶ走行時等）の場合には、上記ウォータポンプを常時駆動すると、冷却水が過度に冷却され、ＥＧＲクーラの出ガス温度を常に安定した温度に制御できないという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を調量することにより、ＥＧＲガスの冷却効果を常に安定した状態で持続させることができる車両のＥＧＲ冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係る車両のＥＧＲ冷却システムは、エンジンの燃焼室からの熱供給を受けずに排気ガス再循環装置のＥＧＲガスをＥＧＲクーラによって冷却する冷却系を備えた車両のＥＧＲ冷却システムにおいて、前記ＥＧＲクーラを前記冷却系の回路中に配置するとともに、当該ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を可変とする可変容量ポンプと、前記冷媒の温度と前記ＥＧＲクーラを経た前記ＥＧＲガスの温度との少なくとも一方に基づいて前記可変容量ポンプの吐出量を調量する可変容量ポンプ制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項２に係る車両のＥＧＲ冷却システムは、請求項１に記載の発明において、前記車両は、エンジンとモータの少なくとも一方によって駆動可能なハイブリッド車両であり、前記冷却系は、専用のラジエータと、インバータと、前記モータとを含むハイブリッド電気機器用冷却系であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明の請求項３に係る車両のＥＧＲ冷却システムは、請求項２に記載の発明において、前記インバータを前記ラジエータの下流側かつ前記ＥＧＲクーラの上流側に配設したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明の請求項４に係る車両のＥＧＲ冷却システムは、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記エンジンの軽負荷域においてＥＧＲ冷却要求性能が低い場合には、前記可変容量ポンプの吐出量が通常時よりも少なくなるように補正する補正手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る車両のＥＧＲ冷却システム（請求項１）によれば、ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を可変容量ポンプによって調量することにより、ＥＧＲガスの冷却効果を常に安定した状態で持続させることができる。
【００１５】
また、この発明に係る車両のＥＧＲ冷却システム（請求項２）によれば、ハイブリッド電気機器用冷却系を用いてＥＧＲガスの冷却効果を常に安定した状態で持続させることができる。
【００１６】
また、この発明に係る車両のＥＧＲ冷却システム（請求項３）によれば、ハイブリッド車両の電気機器では、インバータが最も高温となるため、インバータをラジエータの下流側かつＥＧＲクーラの上流側に配設することにより、インバータの冷却効率を落とすことなくＥＧＲクーラによってＥＧＲガスを冷却することができる。この結果、ハイブリッド車両の性能を落とさずにＥＧＲガス温度を十分に低減することができる。
【００１７】
また、この発明に係る車両のＥＧＲ冷却システム（請求項４）によれば、可変容量ポンプの吐出量をエンジンの負荷に応じて調量することによってＥＧＲクーラの冷却性能を調節することができる。従来技術では、ＥＧＲクーラの過冷却抑制等のためにバイパス通路およびバイパス弁等が必要であったが、この発明では可変容量ポンプによって冷媒の吐出容量を調量できるので、これらバイパス通路等を不要とでき、コストを低減することができる。また、冷媒の吐出容量を調量することができる可変容量ポンプを設けたことにより、冷媒の吐出容量を可変とせずに常時一定容量で吐出させるポンプに対してポンプの耐久性向上や消費エネルギの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明に係る車両のＥＧＲ冷却システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この発明をディーゼルハイブリッド車両に適用した例について説明するが、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１９】
図１は、この発明の実施例に係るＥＧＲ冷却システムを示す模式図、図２は、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。先ず、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成について図２に基づいて説明する。図２に示すように、ディーゼルハイブリッド車両（ハイブリッド車両）１０には、走行駆動源としてのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）１１が設けられている。
【００２０】
このエンジン１１で発生する駆動力は、自動変速可能な有段変速機（以下、ＭＭＴ（マルチモードマニュアルトランスミッション）と記す）１２、ディファレンシャルギヤ１５およびドライブシャフト１４を介して駆動輪１３に伝達されるようになっている。
【００２１】
このＭＭＴ１２は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチュエータで電気的に自動制御するものである。エンジン１１とＭＭＴ１２間には、動力伝達の接離を行うクラッチ１２ａが備えられており、走行状態に応じて接離操作をアクチュエータで電気的に自動制御されるようになっている。
【００２２】
また、駆動系歯車装置（ギヤトレーン）を一体化したモータジェネレータ（電動モータ）１７は、インバータ１９を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ２０と接続され、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの２つの運転状態をとり得るように構成されている。
【００２３】
なお、モータジェネレータ１７が力行運転モードあるいは回生運転モードのいずれかで運転されるかは、バッテリ２０の充電状態量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を勘案して決定される。このバッテリ充電状態量ＳＯＣは、所定のバッテリ状態モニタコンピュータで演算されるようになっている。
【００２４】
つぎに、エンジン１１の概略およびＥＧＲ冷却システムについて図１に基づいて説明する。エンジン１１の吸気通路２１には、吸入空気量を検出するエアフロメータ（図示せず）と、吸入空気量を調節するスロットル弁２４を備えている。このエンジン１１は水冷式であり、エンジン１１内のウォータジャケット（図示せず）と連通するエンジン冷却水通路２２には、ラジエータ２３が配設されている。エンジン冷却水は、エンジン１１により駆動されるウォータポンプ２２ａによってエンジン冷却水通路２２を循環するようになっている。
【００２５】
また、エンジン１１の排気通路３０には、排気ガス圧力を利用してタービン部（図示せず）を回転させることで同軸のコンプレッサ部（図示せず）を駆動し、吸気量を増大させることによりエンジントルクをアシストするターボ過給機２６を備えている。ターボ過給機２６と吸気マニホルド２１ａとの間の吸気通路２１には、過給されて昇温した吸気を冷却するインタークーラ２８が設けられている。インタークーラ２８およびスロットル弁２４を経た新気は、吸気マニホルド２１ａに導入される。
【００２６】
また、エンジン１１は、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置３５を備えている。ＥＧＲ装置３５のＥＧＲ通路３６には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３７、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁３８が設けられている。すなわち、エンジン１１の排気マニホルド３０ａから排出された一部の排気ガスは、ＥＧＲ通路３６のＥＧＲクーラ３７およびＥＧＲ弁３８を経て吸気マニホルド（吸気系）２１ａに還流されるようになっている。
【００２７】
ＥＧＲクーラ３７を経たＥＧＲガスの温度は、ＥＧＲクーラ３７の下流に配設された出ガス温度センサ３７ａによって検出され、図示しない電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）によって監視される。
【００２８】
また、上記ＥＧＲクーラ３７を冷却するためにこれと接続されたハイブリッド電気機器用冷却系４０は、専用のラジエータ４２と、インバータ１９と、モータジェネレータ（モータ）１７とを含み、これらの間を冷却水（冷媒）が循環できるようにＥＧＲクーラ冷却水通路４１によって接続されている。
【００２９】
なお、本実施例では、ＥＧＲクーラ３７への冷却水の導入が不要な場合等のために冷却水を迂回させるバイパス通路３９およびバイパス弁３９ａを設けたが、これらは必要に応じて設ければよい。
【００３０】
インバータ１９は、ラジエータ４２の下流側かつＥＧＲクーラ３７の上流側に配設されている。すなわち、ラジエータ４２で放熱した冷却水は、インバータ１９、ＥＧＲクーラ３７、モータジェネレータ１７、ラジエータ４２の順に循環するようになっている。ディーゼルハイブリッド車両１０の電気機器では、インバータ１９が最も高温となるため、インバータ１９を上記位置に配設することにより、冷却水はインバータ１９を冷却してからＥＧＲクーラ３７を冷却することとなる。
【００３１】
これにより、インバータ１９の冷却効率を落とすことなくＥＧＲクーラ３７によってＥＧＲガスを冷却することができる。この結果、ディーゼルハイブリッド車両１０の性能を落とさずにＥＧＲガス温度を十分に低減することができる。
【００３２】
また、インバータ１９の下流には、ＥＧＲクーラ３７へ圧送する冷却水の流量を可変とする電動式の可変ウォータポンプ（可変容量ポンプ）４４が配設されている。そして、この可変ウォータポンプ４４の下流には、インバータ１９を経た冷却水の温度を検出する水温センサ４６が配設されている。
【００３３】
可変ウォータポンプ４４は、水温センサ４６によって検出される冷却水の温度と、出ガス温センサ３７ａによって検出されるＥＧＲガスの温度との少なくとも一方に基づいて上記ＥＣＵ（可変容量ポンプ制御手段）によって吐出量を調量されるように構成されている。ここでは、図３に示すように、ＥＧＲクーラ３７の出ガス温度に基づいて可変ウォータポンプ４４（図３中では可変Ｗ／Ｐと記してある）の吐出量を調量する例について説明する。
【００３４】
たとえば、ＥＧＲクーラ３７の出ガス温度が低い場合には、可変ウォータポンプ４４の吐出量を小さく調量して冷却熱量を少なくする一方、ＥＧＲクーラ３７の出ガス温度が高い場合には、可変ウォータポンプ４４の吐出量を高く調量して冷却熱量を多くする。
【００３５】
これにより、エンジン１１の燃焼室からの安定した熱供給を受けない冷却系であっても、エンジン１１へ供給するＥＧＲガスの温度を安定した値に調整することができ、常に安定した条件でエンジン１１を運転することができる。
【００３６】
また、この可変ウォータポンプ４４は、エンジン１１の軽負荷域においてＥＧＲ冷却要求性能（ＥＧＲガスの冷却に要求される能力）が低い場合には、吐出量が通常時（通常負荷時）よりも少なくなるように上記ＥＣＵ（補正手段）によって補正されるように構成されている。
【００３７】
たとえば、上記補正後の吐出量を、
補正後の吐出量＝（通常負荷時の吐出量）×補正係数Ｋ
なる関係式で示すと、図４に示すように、エンジン１１の負荷（トルク）が小さい場合には、補正係数Ｋの値を小さく設定して吐出量が通常負荷時よりも少なくなるように補正する一方、エンジン１１の負荷が大きい場合には、補正係数Ｋの値を大きく設定して吐出量が通常負荷時よりも多くなるように補正する。ここで、図４は、可変ウォータポンプ４４の吐出量を補正する補正係数Ｋの特性を示すマップである。
【００３８】
このように、可変ウォータポンプ４４の吐出量をエンジン１１の負荷に応じて調量することによって、ＥＧＲクーラ３７の冷却性能を調節することができる。また、冷却水の吐出容量を調量することができる可変ウォータポンプ４４を設けたことにより、冷却水の吐出容量を可変とせずに常時一定容量で吐出させるポンプに対して、ポンプの耐久性向上や消費エネルギの低減を図ることができる。
【００３９】
また、従来技術では、ＥＧＲクーラの過冷却抑制等のためにバイパス通路およびバイパス弁等が必要であったが、本発明では可変ウォータポンプ４４によって冷却水の吐出量を調量できるので、これらバイパス通路等を不要とすることもでき、コストを低減することができる。
【００４０】
なお、上記実施例においては、本発明をディーゼルハイブリッド車両に適用した例を示したが、その他のハイブリッド車両あるいは内燃機関のみを走行駆動源とする車両に適用してもよい。また、ＥＧＲクーラ３７を冷却する冷媒は、水以外のものであってもよく、たとえば、不凍液に防錆剤や酸化防止剤等を添加した冷却液であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、この発明に係る車両のＥＧＲ冷却システムは、ＥＧＲクーラへ圧送する冷媒の流量を調量することにより、ＥＧＲガスの冷却効果を常に安定した状態で持続させることができるＥＧＲ冷却システムに有用であり、特に、専用のラジエータと、インバータと、モータとを含むハイブリッド電気機器用冷却系を備えたハイブリッド車両に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施例に係るＥＧＲ冷却システムを示す模式図である。
【図２】ディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。
【図３】ＥＧＲクーラの出ガス温度に基づいて可変ウォータポンプの吐出量を調量する例を示すマップである。
【図４】可変ウォータポンプの吐出量を補正する補正係数Ｋの特性を示すマップである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ディーゼルハイブリッド車両（ハイブリッド車両）
１１  ディーゼルエンジン（エンジン）
１７  モータジェネレータ（モータ）
１９  インバータ
３５  ＥＧＲ装置
３６  ＥＧＲ通路
３７  ＥＧＲクーラ
３７ａ  出ガス温センサ
４０  ハイブリッド電気機器用冷却系
４１  ＥＧＲクーラ冷却水通路
４２  ラジエータ
４４  可変ウォータポンプ（可変容量ポンプ）
４６  水温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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