(57)【要約】【課題】車載エンジンの始動後における排気再循環バルブの暖機をより速やかに行うことのできる排気再循環バルブの暖機装置を提供する。【解決手段】ＥＧＲバルブ１４を暖機する暖機装置は、車両の空調システムの冷媒回路２１におけるコンプレッサ２２とコンデンサ２３とを繋ぐ冷媒通路２５から分岐し、且つＥＧＲバルブ１４の内部を通った後に同冷媒通路２５に再び合流する分岐通路２６と、分岐通路２６における冷媒の流通を許容する状態と、同冷媒の流通を禁止する状態とを切り替える切替弁２７、２８と、を備え、コンプレッサ２２で圧縮されて高温となった冷媒の熱でＥＧＲバルブ１４を暖機する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された車載エンジンの排気通路から吸気通路に再循環する排気の流量を調整する排気再循環バルブの暖機を行う暖機装置であって、
前記車両には、コンプレッサからコンデンサ、エバポレータを順に通って前記コンプレッサに戻るように冷媒が循環する冷媒回路を有する空調システムが搭載されており、
且つ、当該暖機装置は、
前記冷媒回路における前記コンプレッサと前記コンデンサとを繋ぐ冷媒通路から分岐し、且つ前記排気再循環バルブの内部を通った後に前記冷媒通路に再び合流する分岐通路と、
前記分岐通路における冷媒の流通を許容する状態と、同冷媒の流通を禁止する状態とを切り替える切替弁と、
を備える排気再循環バルブの暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載エンジンに設けられた排気再循環バルブを暖機する排気再循環バルブの暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載エンジンの排気再循環システムには、同車載エンジンの排気通路から吸気通路に再循環する排気の流量を制御する排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）バルブが設けられている。ＥＧＲバルブが冷えた状態にあると、ＥＧＲバルブの通過時にＥＧＲガス中の水蒸気が冷却されて凝縮水が生成される。そして、その凝縮水によりＥＧＲバルブの構成部品が腐食する虞がある。
【０００３】
そのため、排気再循環システムを採用する車載エンジンの多くでは、ウォータジャケットを通過した冷却水をＥＧＲバルブの内部を通って流し、その冷却水の熱でＥＧＲバルブを暖機するようにしている。そして、ＥＧＲバルブが十分に温まるのを待って、排気再循環を開始している。更に、特許文献１には、インタークーラ付きの車載エンジンに適用された排気再循環装置において、圧縮により高温となった吸気が流出するインタークーラの吸気出口部分にＥＧＲバルブを設置することで、インタークーラでの圧縮により高温となった吸気の熱によりＥＧＲバルブの暖機を促進することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２９３３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却水の熱でＥＧＲバルブを暖機する場合には、エンジン始動時の冷却水温が低いと、ＥＧＲバルブの暖機に必要な温度まで冷却水温が高まるまでに時間を要してしまうため、ＥＧＲバルブの暖機の完了が遅れ、エンジン始動からしばらくの間、排気再循環を開始できないことがある。また、車載エンジンが低出力運転されている間は、インタークーラによる吸気の圧縮は限られたものとなる。そのため、インタークーラ通過後の吸気の熱でＥＧＲバルブを暖機する場合にも、エンジン始動の直後に車載エンジンが高出力運転されなければ、ＥＧＲバルブの暖機の完了に時間を要して、排気再循環の開始が遅れることがある。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、車載エンジンの始動後における排気再循環バルブの暖機をより速やかに行うことのできる排気再循環バルブの暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するＥＧＲバルブ暖機装置は、車両に搭載された車載エンジンの排気通路から吸気通路に再循環するＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブを暖機する装置であり、コンプレッサからコンデンサ、エバポレータを順に通って前記コンプレッサに戻るように冷媒が循環する冷媒回路を有する空調システムが搭載された車両に設けられる。そして、同ＥＧＲバルブ暖機装置は、冷媒回路におけるコンプレッサとコンデンサとを繋ぐ冷媒通路から分岐し、且つＥＧＲバルブの内部を通った後に冷媒通路に再び合流する分岐通路と、分岐通路における冷媒の流通を許容する状態と、同冷媒の流通を禁止する状態とを切り替える切替弁と、を備えている。
【０００８】
上記冷媒回路におけるコンプレッサ、コンデンサ間の冷媒通路には、コンプレッサでの圧縮により高温となった冷媒が流れる。よって、コンプレッサの駆動中に、切替弁を開弁すれば、こうした冷媒通路から分岐された分岐通路にも、高温の冷媒が流れるようになり、その冷媒の熱でＥＧＲバルブを暖機できるようになる。冷媒通路を流れる冷媒の温度は、始動後の車載エンジンの運転状況に関係なく、コンプレッサが駆動し始めれば直ぐに高まる。そのため、エンジン始動からＥＧＲバルブの暖機完了までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排気再循環バルブの暖機装置の一実施形態の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態の暖機装置に設けられた制御部が実施するＥＧＲバルブ暖機制御ルーチンのフローチャート。
【図３】同実施形態におけるエンジン始動時の冷媒温度、冷却水温、及びＥＧＲバルブ温度の推移を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、排気再循環バルブの暖機装置の一実施形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の暖機装置が暖機を行うＥＧＲバルブ１４は、車両に搭載された車載エンジン１０において、吸気通路１１と排気通路１２とを繋ぐＥＧＲ通路１３に設けられている。そして、ＥＧＲバルブ１４は、弁開度の変更により、ＥＧＲ通路１３を通じて排気通路１２から吸気通路１１に再循環する排気（ＥＧＲガス）の流量を調整する。なお、ＥＧＲバルブ１４は、車載エンジン１０の始動後、同ＥＧＲバルブ１４の温度（以下、ＥＧＲバルブ温度と記載する）が規定のＥＧＲ開始温度に達するまでは閉弁されている。そして、ＥＧＲバルブ温度がＥＧＲ開始温度に達すると、車載エンジン１０の運転状況に応じた量なＥＧＲガスが吸気通路１１内に導入されるようにＥＧＲバルブ１４の開度制御を開始する。
【００１１】
なお、本実施形態の暖機装置が搭載された車両には、車載エンジン１０を冷却するエンジン冷却システムが搭載されている。エンジン冷却システムは、車載エンジン１０の内部を通って冷却水を循環する冷却水回路１５を備えている。冷却水回路１５には、冷却水を吐出するウォータポンプ１６と、走行風や電動ファンの送風により冷却水を冷却するラジエータ１７と、が設けられている。そして、冷却水回路１５は、ウォータポンプ１６から吐出された冷却水が、車載エンジン１０の内部、ラジエータ１７を順に通った後、ウォータポンプ１６に戻るように形成されている。
【００１２】
こうした冷却水回路１５における車載エンジン１０とラジエータ１７との間の部分からは、分岐水路１８が分岐されている。分岐水路１８は、ＥＧＲバルブ１４の内部を通った後、冷却水回路１５における車載エンジン１０のラジエータ１７との間の部分にあって、同分岐水路１８の分岐位置よりもラジエータ１７側の部分にて、冷却水回路１５に再び合流するように形成されている。また、分岐水路１８には、同分岐水路１８における冷却水の流通を、開弁に応じて許容し、閉弁に応じて禁止する止水弁１９が設けられている。さらに、冷却水回路１５における車載エンジン１０の冷却水排出口付近の部分には、車載エンジン１０の内部を通過した冷却水の温度（以下、冷却水温と記載する）を検出する水温センサ２０が設けられている。
【００１３】
さらに、上記車両には、車室内の空気温度を調整する空調システムが搭載されている。空調システムは、コンプレッサ２２からコンデンサ２３、エバポレータ２４を順に通ってコンプレッサ２２に戻るように冷媒が循環する冷媒回路２１を備えている。
【００１４】
空調システムは、こうした冷媒回路２１における冷媒の循環を通じて、下記の冷房サイクルを実現する。すなわち、冷媒回路２１において冷媒は、低温のガスとしてコンプレッサ２２に流入する。そして冷媒は、コンプレッサ２２での圧縮により蓄熱した高温のガスとなってコンデンサ２３に送られる。高温のガスとなった冷媒は、コンデンサ２３において走行風や電動ファンにより冷却されて液化する。液化した冷媒は、エバポレータ２４において一気に減圧されて気化される。そして、冷媒は、このときの気化熱により、車室内に送風される空気を冷やした後、低温のガスとなってコンプレッサ２２に返送される。なお、この空調システムには、電動式のコンプレッサ２２が採用されており、車載エンジン１０が稼働していないときにも、上記のような冷房サイクルを実行可能となっている。
【００１５】
本実施形態の暖機装置は、こうした冷媒回路２１における、コンプレッサ２２とコンデンサ２３とを繋ぐ部分の通路（以下、冷媒通路２５と記載する）から分岐した分岐通路２６を備えている。分岐通路２６は、ＥＧＲバルブ１４の内部を通った後、冷媒通路２５における同分岐通路２６の分岐位置よりもコンデンサ２３側の部分にて、冷媒通路２５に再び合流するように形成されている。
【００１６】
また、本実施形態の暖機装置は、分岐通路２６における冷媒の流通を許容する動作位置と、同冷媒の流通を禁止する動作位置とを切り替え可能な切替弁２７、２８を備えている。切替弁２７、２８は、分岐通路２６における冷媒通路２５からの分岐位置、分岐通路２６における冷媒通路２５への合流位置にそれぞれ設けられている。また、これら２つの切替弁２７、２８の動作位置の切り替えは、連動して行われるようになっている。
【００１７】
さらに、本実施形態の暖機装置は、電子制御ユニット３０を備えている。電子制御ユニット３０には、上述の水温センサ２０が検出した冷却水温、及び冷媒温センサ２９が検出した冷媒温が入力されている。また、電子制御ユニット３０には、車両のドアの解錠が行われたことを示す信号である解錠信号が入力されている。そして、電子制御ユニット３０これらの入力に基づき、上述の止水弁１９、コンプレッサ２２、及び切替弁２７、２８を駆動することで、車載エンジン１０の始動時におけるＥＧＲバルブ１４の暖機を促進するための暖機制御を行う。
【００１８】
図２の暖機制御ルーチンは、こうしたＥＧＲバルブ１４の暖機制御における電子制御ユニット３０の処理手順を示している。電子制御ユニット３０は、上記解錠信号の入力に応じて、すなわち車両のドアが解錠されたときに本ルーチンの処理を開始する。
【００１９】
本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット３０は、まずステップＳ１００においてコンプレッサ２２の駆動を開始するとともに、ステップＳ１１０において、分岐通路２６の冷媒の流通を許容する動作位置に切替弁２７、２８の動作位置を切り替える。
【００２０】
その後、規定の時間αが経過するまで車載エンジン１０が始動されなかった場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０は、ステップＳ１６０においてコンプレッサ２２の駆動を停止する。さらに、このときの電子制御ユニット３０は、ステップＳ１７０において、分岐通路２６の冷媒の流通を禁止する動作位置に切替弁２７、２８の動作位置を切り替えた上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。
【００２１】
一方、規定の時間αが経過する前に車載エンジン１０が始動された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０は、冷却水温が冷媒温よりも高くなるまで、上記コンプレッサ２２の駆動、及び分岐通路２６の冷媒の流通を継続する。そして、電子制御ユニット３０は、冷却水温が冷媒温よりも高くなると（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、止水弁１９を開弁して、分岐水路１８を通じた冷却水の流通を開始する。また、このときの電子制御ユニット３０は、ステップＳ１６０においてコンプレッサ２２の駆動を停止するとともに、ステップＳ１７０において、分岐通路２６の冷媒の流通を禁止する動作位置に切替弁２７、２８の動作位置を切り替えた上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。
【００２２】
続いて、以上のように構成された本実施形態の排気再循環バルブの暖機装置の作用、及びその作用により奏せられる効果を説明する。
図３に、ＥＧＲバルブ１４の暖機時における冷却水温、冷媒温、ＥＧＲバルブ温度の推移を示す。なお、同図では、冷却水温、冷媒温、ＥＧＲバルブ温度のいずれもが外気温と同じ温度となっている状態からＥＧＲバルブ１４の暖機が開始されている。
【００２３】
なお、同図には、比較例として、冷却水のみを用いてＥＧＲバルブ１４を暖機する場合のＥＧＲバルブ温度の推移が破線により示されている。同図の時刻ｔ２において、車載エンジン１０が始動されると、その後、冷却水温が上昇する。比較例の場合、ＥＧＲバルブ温度は、このときの冷却水温の上昇に追従して上昇するようになる。ただし、車載エンジン１０の始動後の冷却水温の上昇には時間がかかるため、ＥＧＲバルブ温度がＥＧＲ開始温度に達して、車載エンジン１０においてＥＧＲを実施可能となるのは、車載エンジン１０の始動からある程度の時間が経過した時刻ｔ４となってしまう。
【００２４】
これに対して、本実施形態の暖機装置の場合、同図の時刻ｔ０において、車両のドアが解錠されると、その時点から空調システムのコンプレッサ２２の駆動が開始される。また、この時点には、分岐通路２６における冷媒の流通を許容する動作位置に切替弁２７、２８の動作位置が切り替えられる。その結果、コンプレッサ２２が圧縮した冷媒がＥＧＲバルブ１４の内部を通って流れるようになる。このときの分岐通路２６を流れる冷媒の温度は、同コンプレッサ２２の駆動開始後、速やかに上昇する。そして、ＥＧＲバルブ温度は、その冷媒温の上昇に追従して上昇するようになる。
【００２５】
このように、本実施形態の場合、乗員が車両に乗り込もうとしてドアを解錠した時点からＥＧＲバルブ１４の暖機が開始される。しかも、このときのＥＧＲバルブ１４の暖機は、昇温に時間がかかる冷却水とは異なり、直ぐに昇温可能な冷媒を用いて行われる。そのため、比較例の場合よりも、車載エンジン１０の始動からＥＧＲバルブ１４の暖機完了までの時間が短縮されるようになる。ちなみに、同図の場合には、車載エンジン１０の始動よりも前の時刻ｔ１に、ＥＧＲバルブ温度がＥＧＲ開始温度に達しているため、車載エンジン１０の始動直後からＥＧＲの実施が可能となっている。
【００２６】
その後、コンプレッサ２２の駆動は、車載エンジン１０の始動後、冷却水温が冷媒温を超えた時刻ｔ３に停止される。また、この時刻ｔ３には、以降の冷房の使用に備えるため、分岐通路２６の冷媒の流通を禁止する動作位置に切替弁２７、２８の動作位置が切り替えられる。この時点で、冷媒によるＥＧＲバルブ１４の暖機は終了となり、以後は、分岐水路１８を流れる冷却水により、ＥＧＲバルブ１４の保温が行われる。すなわち、低温外気によるＥＧＲバルブ１４の冷却や、ＥＧＲ実施中のＥＧＲガスの熱によるＥＧＲバルブ１４の加熱に対して、ＥＧＲバルブ温度が、冷却水との熱交換を通じて、適宜な範囲内に保たれる。
【００２７】
ちなみに、車載エンジン１０を始動して車両を走行させる以外の目的でドアが解錠された場合、解錠後の経過時間が規定の時間αに達した時点で、冷媒によるＥＧＲバルブ１４の暖機は終了されることになる。
【００２８】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、ドアの解錠に応じて、冷媒によるＥＧＲバルブ１４の暖機を開始するようにしていたが、それ以外のタイミングで同暖機を開始するようにしてもよい。例えば、車載エンジン１０の始動時から冷媒によるＥＧＲバルブ１４の暖機を開始するように上記暖機装置を構成することも可能である。この場合にも、冷媒は冷却水よりも速やかに昇温するため、車載エンジン１０の始動からＥＧＲバルブ１４の暖機完了までの時間は短縮される。
【００２９】
・上記実施形態では、冷却水温が冷媒温よりも高くなった時点で、冷媒によるＥＧＲバルブ１４の暖機から冷却水によるＥＧＲバルブ１４の暖機（保温）に切り替えるようにしていた。これに対して、冷媒によるＥＧＲバルブ１４の暖機（保温）をそれ以降も継続するようにしてもよい。冷却水によるＥＧＲバルブ１４の暖機（保温）を一切行わないのであれば、上記分岐水路１８や止水弁１９は割愛可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…車載エンジン、１１…吸気通路、１２…排気通路、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲバルブ（排気再循環バルブ）、２１…冷媒回路、２２…コンプレッサ、２３…コンデンサ、２４…エバポレータ、２５…（コンプレッサとコンデンサとを繋ぐ）冷媒通路、２６…分岐通路、２７，２８…切替弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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