(57)【要約】【課題】エンジンの早期暖機の実現と、ＥＧＲクーラにおけるドライアウトの抑制を課題とする。【解決手段】冷却水循環装置１００は、エンジン暖機時にエンジン本体１内に設けられたウォータジャケットへの冷却水の循環を抑制するウォータポンプ７（冷却水循環抑制手段）、前記ウォータジャケットと連通し、一端部に前記冷却水を導入する冷却水導入口２ａを備えると共に他端部に前記冷却水を排出する冷却水排出口２ｂを備えるＥＧＲクーラ２、冷却水を貯留するリザーバタンク６を備える。ＥＧＲクーラ２とリザーバタンク６とは第１０配管１８（冷却水管）によって接続される。第１０配管１８は、冷却水導入口１ａと冷却水排出口１ｂとの間に一端が接続されている。第１０配管１８には、エンジン暖機時にウォータポンプ７によって冷却水の循環が抑制されているときに開弁状態とされる開閉弁１９が備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン暖機時にエンジン本体内に設けられたウォータジャケットへの冷却水の循環を抑制する冷却水循環抑制手段と、
前記ウォータジャケットと連通し、一端部に前記冷却水を導入する冷却水導入口を備えると共に他端部に前記冷却水を排出する冷却水排出口を備えるＥＧＲクーラと、
前記冷却水を貯留するリザーバタンクと、
前記ＥＧＲクーラの前記冷却水導入口と前記冷却水排出口との間に一端が接続されると共に、他端が前記リザーバタンクに接続された冷却水管と、
を、備えたことを特徴とした冷却水循環装置。
【請求項２】
前記冷却水管に配設され、エンジン暖機時に前記冷却水循環抑制手段によって冷却水の循環が抑制されているときに開弁状態とされる開閉弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の冷却水循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却水循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、暖機時にウォータポンプの稼動状態を調整する等して冷却水の循環流量を減量する内燃機関（エンジン）が知られている。例えば、特許文献１には、エンジン暖機時に冷却水の流量を減少させ、冷却水の温度差に起因する冷却水の自然対流を利用して冷却水の温度差を小さくすることが開示されている。冷却水の温度差を小さくすることにより、シリンダブロックやシリンダヘッドの変形を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３６０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、昨今のエンジンは、ＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）システムを備えたものがある。ＥＧＲシステムは、一般的に、エンジンを冷却する冷却水を利用してＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを備えている。ＥＧＲクーラは非常に高温となるＥＧＲガスを冷却する。このため、前記特許文献１に開示されているように、冷却水の循環流量を抑制すると、ＥＧＲクーラ内で冷却水の温度が過度に上昇し、いわゆるドライアウトの状態となってしまうことが懸念される。
【０００５】
そこで、本明細書開示の冷却水循環装置は、エンジンの早期暖機の実現と、ＥＧＲクーラにおけるドライアウトの抑制を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本明細書開示の冷却水循環装置は、エンジン暖機時にエンジン本体内に設けられたウォータジャケットへの冷却水の循環を抑制する冷却水循環抑制手段と、前記ウォータジャケットと連通し、一端部に前記冷却水を導入する冷却水導入口を備えると共に他端部に前記冷却水を排出する冷却水排出口を備えるＥＧＲクーラと、前記冷却水を貯留するリザーバタンクと、前記ＥＧＲクーラの前記冷却水導入口と前記冷却水排出口との間に一端が接続されると共に、他端が前記リザーバタンクに接続された冷却水管と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
ＥＧＲクーラは、一端部に冷却水を導入する冷却水導入口を備えている。また、ＥＧＲクーラは他端部に冷却水を排出する冷却水排出口を備えている。これらの冷却水導入口や冷却水排出口の近傍の冷却水は、対流によりＥＧＲクーラの外部に存在する冷却水と入れ替わることができる。また、冷却水導入口と冷却水排出口との間の冷却水は、自然対流により冷却水管内、リザーバタンク内の冷却水と入れ替わることができる。これにより、ＥＧＲクーラの全域においてドライアウトが抑制される。
【０００８】
このような冷却水循環装置は、前記冷却水管に配設され、エンジン暖機時に前記冷却水循環抑制手段によって冷却水の循環が抑制されているときに開弁状態とされる開閉弁を備えることができる。エンジン暖機促進を目的として冷却水の循環が抑制されていると、高温のＥＧＲガスとの熱交換が行われるＥＧＲクーラにおいてリザーバタンクとの連通が必要となる。一方、エンジン暖機が完了し、冷却水の循環が行われているときであれば、ＥＧＲクーラにおけるドライアウト発生の可能性は低い。また、エンジン暖機完了後は、ＥＧＲクーラ内を冷却水が流通するようにすれば、ＥＧＲクーラとリザーバタンクとを直接連通させることは不要となる。冷却水管に開閉弁を設けることによってこのような要請に応えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書開示の冷却水循環装置によれば、エンジンの早期暖機を実現すると共に、ＥＧＲクーラにおけるドライアウトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例の冷却水循環装置の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例の冷却水循環装置の制御の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
冷却水循環装置１００の概略構成について図１を参照しつつ説明する。冷却水循環装置１００は、エンジン本体１内に設けられたウォータジャケットを含んでいる。エンジン本体１は、シリンダブロック１ａとシリンダヘッド１ｂを含んでいる。ウォータジャケットは、シリンダブロック１ａからシリンダヘッド１ｂへ冷却水を流入させるように設けられている。シリンダブロック１ａの下端部１ａ１にはウォータポンプ７が配設されている。ウォータポンプ７は、エンジン暖機時にエンジン本体１内に設けられたウォータジャケットへの冷却水の循環を抑制する冷却水循環抑制手段に相当する。このウォータポンプ７については、後に詳説する。
【００１３】
冷却水循環装置１００は、さらに、ＥＧＲクーラ２、ヒータコア３、ラジエータ４、オイルクーラ５、冷却水を貯留するリザーバタンク６を備えている。また、冷却水循環装置１００は、ラジエータ４への冷却水の流通状態を制御するサーモスタット８を備えている。
【００１４】
ＥＧＲクーラ２は、一端部に冷却水導入口２ａを備え、他端部に冷却水排出口２ｂを備えている。ＥＧＲクーラ２は、冷却水導入口２ａから内部に導入された冷却水によってＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲクーラ２は、シリンダブロック１ａ内のウォータジャケットと第１配管９を介して接続されている。第１配管９は、冷却水導入口２ａに接続されている。冷却水排出口２ｂには、第２配管１０の一端が取り付けられている。第２配管１０の他端は、シリンダヘッド２ｂ内のウォータジャケットとヒータコア３とを接続する第３配管１１に接続されている。
【００１５】
シリンダヘッド１ｂ内のウォータジャケットとラジエータ４とは、第４配管１２を介して接続されている。シリンダブロック１ａとオイルクーラ５とは、第５配管１３を介して接続されている。オイルクーラ５は、第６配管１４を介して第４配管１２と接続されている。また、第４配管１２は、第７配管１５を介してシリンダブロック１ａの下端部１ａ１に接続されている。この第７配管１５は、ラジエータ４に対するバイパス管となる。ヒータコア３は、第８配管１６を介してシリンダブロック１ａの下端部１ａ１に接続されている。ラジエータ４は、第９配管１７を介してシリンダブロック１ａの下端部１ａ１に接続されている。第９配管１７のシリンダブロック１ａの下端部１ａ１への接続部にはサーモスタット８が装備されている。
【００１６】
ＥＧＲクーラ２と、リザーバタンク６とは、第１０配管１８によって接続されている。第１０配管１８は、冷却水管に相当する。第１０配管１８の一端は、図１に示すように、冷却水導入口２ａと冷却水排出口２ｂとの間に接続されている。また、第１０配管１８の他端は、リザーバタンク６の下端部に接続されている。
【００１７】
第１０配管１８には、エンジン暖機時にウォータポンプ７によって冷却水の循環が抑制されているときに開弁状態とされる開閉弁１９が配設されている。この開閉弁１９が開弁状態とされることにより、ＥＧＲクーラ２内の冷却水は、第１０配管１８を介してリザーブタンク６内の冷却水と自然対流による入れ替えが行われる。なお、リザーバタンク６は、エンジン本体１が車両に搭載された状態でＥＧＲクーラ２よりも高い位置に搭載されることが望ましい。これにより、ＥＧＲクーラ２内で高温となった冷却水は、リザーバタンク６側へ上昇しやすくなる。
開閉弁１９は、暖機完了後は、閉弁状態とされる。暖機完了後は、ウォータポンプ７による冷却水の循環が活発に行われるようになる。このような場合に、開閉弁１９が閉弁状態とされれば、冷却水のリザーバタンク６への流れを遮断することができ、ＥＧＲクーラ２の冷却効率を維持することができる。なお、開閉弁１９の廃止とともに、第１０配管１８の内径を小さくするようにしてもよい。第１０配管１８の内径を小さくするのは、ＥＧＲクーラ２に冷却水を流通させたいときに、第１０配管１８からの冷却水の流出量を少なくする趣旨である。
【００１８】
ここで、ウォータポンプ７について詳細に説明する。ウォータポンプ７は、エンジン暖機時に冷却水の循環流量を抑制するように調整すべく、電動式となっている。これにより、エンジン暖機時は、エンジン本体１の回転数にかかわらず、回転を抑制若しくは停止することができ、冷却水の循環流量を調整することができる。ウォータポンプは、このような機能を発揮することができるものであれば他の形式のものであってもよい。例えば、ランクシャフトやカムシャフトの回転力を動力源として電磁クラッチによりその回転力の伝達状態を調整することによって冷却水の圧送を抑制するものであってもよい。なお、冷却水の循環の抑制には、完全に冷却水の圧送を停止する場合も含まれる。
【００１９】
エンジン本体１には、水温計２０が装備されている。冷却水循環装置１００は、制御部に相当するＥＣＵ２１を備えている。ＥＣＵ２１は、ウォータポンプ７、開閉弁１９、水温計２０と電気的に接続されている。ＥＣＵ２１は、水温計２０によって冷却水の温度を測定し、ウォータポンプ７の回転数、開閉弁１９の開閉を制御する。以下、ＥＣＵ２１が行う制御の一例を図２に示すフロー図を参照しつつ説明する。
【００２０】
ＥＣＵ２１は、ステップＳ１において、水温計２０から冷却水温Ｔを取得する。そして、ＥＣＵ２１は、ステップＳ２においてＴが予め定められた閾値Ｔ０以上であるか否かを判断する。ステップＳ２においてＮＯと判断したとき、すなわち、冷却水温Ｔが低温だったときは、エンジン暖機時であるとしてステップＳ３へ進む。一方、ステップＳ２でＹＥＳと判断したとき、すなわち、冷却水温Ｔが高温だったときは、暖機が完了しているとしてステップＳ４へ進む。
【００２１】
ステップＳ３では、ＥＣＵ２１は、ウォータポンプ７へ停止指令を発する。また、これと共に、開閉弁１９へ開弁指令を発する。ウォータポンプ７が停止することにより、エンジン本体１における暖機の促進が図られる。このとき、ＥＧＲクーラ２には新たな冷却水が導入されないため、冷却水の流通による冷却は期待できない。しかしながら、冷却水導入口２ａを通じた冷却水の対流、冷却水排出口２ｂを通じた冷却水の対流、さらに、第１０配管１８を通じた冷却水の対流により、全域に亘ってドライアウトが抑制される。
【００２２】
一方、ステップＳ４では、ＥＣＵ２１は、ウォータポンプ７へ駆動指令を発する。また、これと共に、開閉弁１９に閉弁指令を発する。ウォータポンプ７が駆動されることにより、冷却水の積極的な循環が開始される。これにより、エンジン本体１の冷却が行われる。また、温められた冷却水がヒータコア３へ送られ、車両室内へ暖かい空気を供給できるようになる。冷却水の温度がさらに上昇すれば、サーモスタット８が開弁し、冷却水はラジエータで冷却される。さらに、ＥＧＲクーラ２におけるＥＧＲガスの冷却が行われる。このとき、ＥＧＲクーラ２には冷却水導入口２ａから冷却水が導入され、冷却水排出口２ｂから冷却水が排出される。すなわち、ＥＧＲクーラ２内部の冷却水流路の途中に接続された第１０配管１８から冷却水が排出されることがないので、効率よくＥＧＲガスの冷却が行われる。
【００２３】
以上説明したように、実施例の冷却水循環装置１００によれば、エンジン本体１の早期暖機を実現すると共に、ＥＧＲクーラにおけるドライアウトを抑制することができる。
【００２４】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。上記実施例において、冷却水循環抑制手段は、ウォータポンプとしているが、例えば、エンジン暖機時に、エンジン本体内に設けられたウォータジャケットをバイパスするようなバイパス通路に設けられたバイパス弁とすることができる。要は、暖機時にエンジン本体内に設けられたウォータジャケット内の冷却水の循環を抑制する手段であれば採用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…エンジン本体
１ａ…シリンダブロック
１ｂ…シリンダヘッド
２…ＥＧＲクーラ
２ａ…冷却水導入口
２ｂ…冷却水排出口
３…ヒータコア
４…オイルクーラ
５…ラジエータ
６…リザーバタンク
７…ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）
９…第１配管
１０…第２配管
１１…第３配管
１２…第４配管
１３…第５配管
１４…第６配管
１５…第７配管
１６…第８配管
１７…第９配管
１８…第１０配管
１９…開閉弁
２０…水温計
２１…ＥＣＵ（制御部）
１００…冷却水循環装置
【図１】
2011149385.tif 000003
【図２】
2011149385.tif 000004