(57)【要約】  本発明は、冷却器１０、１５内の氷生成を防ぐようになされた過給燃焼機関２用装置である。本装置は、循環冷却剤を含む第１冷却系と、燃焼機関２の標準作動中に第１冷却系内の冷却剤よりも低温度である循環冷却剤を含む第２冷却系と、水蒸気を含むガス状媒体が第２冷却系内の冷却剤によって冷却されるようになされた前記冷却器とを含む。本装置は又、熱交換器２８と、前記冷却系の少なくとも１つからくる冷却剤が熱交換器を通過しないようになされる時の第１姿勢、および第２冷却系内の冷却剤が第１冷却系内の冷却剤によって加温されるように両冷却系からくる冷却剤が熱交換器を通って流れる時の第２姿勢に置くことのできる弁手段３０とを含む。
2011513640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（２）用の装置であり、循環する冷却剤を含む第１冷却系と、過給燃焼機関（２）の標準作動中に前記第１冷却系内の前記冷却剤よりも低い温度である循環冷却剤を含む第２冷却系と、水蒸気を含むガス状媒体が前記第２冷却系内の前記冷却剤によって冷却されることが意図された冷却器（１０、１５）とを含む前記燃焼機関用装置において、
該装置が、熱交換器（２８）と弁手段（３０）とを含み、
前記熱交換器（２８）は、前記第１冷却系からくる冷却剤が流れるようになされた通路（２９）と、前記第２冷却系からくる冷却剤が流れるようになされた通路（２６）とをそれ自体が含み、
前記弁手段（３０）は、前記冷却系の少なくとも１つからくる冷却剤が前記熱交換器（２８）を通って流れないようにする時に第１姿勢に置かれ、前記第２冷却系内の前記冷却剤が前記第１冷却系内の前記冷却剤によって加温されるように、前記両冷却系からくる冷却剤が前記熱交換器（２８）を通って流れる時に第２姿勢に置くことのできるように構成された燃焼機関用装置。
【請求項２】
前記冷却器（１０、１５）内で氷生成または氷生成のリスクが存在するほど前記ガス状媒体が冷却されているか否かを示すパラメータを検出するようになされた少なくとも１つのセンサ（３２〜３６）と、
前記センサ（３２〜３６）から情報を受けて、前記冷却器（１０、１５）内で氷生成または氷生成のリスクが存在するか否かを決定し、もしも存在する場合、前記弁手段（３０）を前記第２姿勢に置くようになされた制御ユニット（３１）とを含むことを特徴とする請求項１に記載された燃焼機関用装置。
【請求項３】
前記冷却器（１０、１５）内の前記ガス状媒体の圧力降下または温度降下に関連するパラメータを検出するようになされた圧力センサ（３２〜３５）または温度センサを含むことを特徴とする請求項２に記載された燃焼機関用装置。
【請求項４】
前記第２冷却系がラジエータ・エレメント（２４）を有し、該ラジエータ・エレメント（２４）中で前記循環する冷却剤が周囲温度の空気によって冷却されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項５】
前記熱交換器（２８）が、前記第２冷却系において、前記第２冷却系での冷却剤の流れの意図された方向に対して、前記ラジエータ・エレメント（２４）の下流側であって、前記冷却器（１０、１５）の上流側の位置に置かれていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項６】
前記第１冷却系が、前記燃焼機関（２）を冷却するようになされていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項７】
前記第１冷却系が、温かい冷却剤を、前記燃焼機関（２）のほぼ直下流側に位置している前記第１冷却系内の位置（２１ａ）から前記熱交換器（２８）に導くようになされたライン（２９）を含むことを特徴とする請求項６に記載された燃焼機関用装置。
【請求項８】
前記燃焼機関用装置が冷却器（９、１４）を更に含み、
前記ガス状媒体が前記冷却器（１０、１５）に導かれる前に、前記冷却器（９、１４）中で、前記ガス状媒体が前記第１冷却系内の前記冷却剤によって第１冷却処理を施されることが意図されており、
前記冷却器（１０、１５）中で、前記第２冷却系内の前記冷却剤によって第２冷却処理を施されるようになされていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項９】
前記ガス状媒体が、入口ライン（８）内で前記燃焼機関（２）に導かれる圧縮空気であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項１０】
前記ガス状媒体が、帰還ライン（１１）内で前記燃焼機関（２）に導かれる再循環排気であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載された過給燃焼機関用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給燃焼機関に供給され得る空気の量は、空気の圧力に依存するが、空気の温度にも依存する。燃焼機関に可能な限り多くの量の空気を供給するには、空気が燃焼機関に導かれる前にその空気を効果的に冷却することが必要になる。空気は通常、車両の前部に配置された給気冷却器で冷却される。この場所では、給気冷却器は、その中を通って流れる周囲温度の冷却空気の流れを有し、これにより、圧縮空気が周囲温度に近い温度まで冷却され得る。寒い気候条件では、圧縮空気は、空気の露点温度よりも低い温度まで冷却されることがあり、その結果、給気冷却器内に液体形態の水蒸気の凝結が生じる。周囲空気の温度が０℃を下回るとき、給気冷却器内で凝結した水が氷に凍結するというリスクも存在する。そのような氷生成は、給気冷却器内での気流ダクトの閉塞を大なり小なり引き起こし、その結果、燃焼機関への空気の流れの低減、および結果として生じる作動上の機能不良または停止を生じさせる。
【０００３】
ＥＧＲ（排気再循環）として知られている技術は、燃焼機関における燃焼プロセスからの排気の一部を再循環させる知られた方法である。再循環する排気は、燃焼機関に至る入口空気と混合され、その後この混合物は燃焼機関のシリンダに導かれる。排気を空気に加えることにより、より低い燃焼温度が生じ、その結果、とりわけ排気中の窒素酸化物ＮＯＸの含有量が低減化される。この技術は、オットー機関およびディーゼル機関の両者で使用される。多くの量の排気を燃焼機関に供給するには、排気が燃焼機関に導かれる前にそれを効果的に冷却することが必要となる。排気は、燃焼機関の冷却系からくる冷却剤によって冷却される、ＥＧＲ冷却器内の冷却の第１ステップ、および空気冷却式のＥＧＲ冷却器内の冷却の第２のステップにかけられ得る。したがって、排気もまた、周囲温度に近い温度まで冷却することができる。排気は水蒸気を含有しており、この水蒸気は、排気が水蒸気の露点より低い温度までの冷却の第２のステップを受けたときにＥＧＲ冷却器内で凝縮する。周囲温度の温度が０℃を下回るとき、生成された復水が第２ＥＧＲ冷却器内で氷に凍結するというリスクも存在する。そのような氷生成は、ＥＧＲ冷却器内での排気流ダクトの閉塞を大なり小なり引き起こす。排気の再循環が止まる、または大幅に低減されるとき、その結果として、排気中の窒素酸化物の含有量が増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、水蒸気を含有するガス状媒体に冷却器で非常に良好な冷却処理を施すことができ、それと同時に冷却器が閉塞されるというリスクが回避される装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、請求項１の特徴部分で示された特徴を有する、序論で述べた種類の装置を用いて達成される。ガス状媒体を効果的に冷却するには、低温冷却系と呼ばれることもある冷却系内の冷却剤によって冷却する必要がある。低温冷却系内の冷却剤が使用されるとき、この装置は、通常、液体形態の水が冷却器内で凝結する温度まで冷却される。また、冷却剤が０℃よりも低温である場合、冷却器内で水が氷に凍結するというリスクが明らかに存在する。低温冷却系内の冷却剤の温度が低くなるにつれ、このリスクも大きくなる。この装置はまた、低温冷却系内の冷却剤よりも温かい冷却剤を有する冷却系を含む。この冷却系は、高温冷却系と呼ばれることもある。本発明によれば、低温冷却系内の冷却剤を高温冷却系内のより温かい冷却剤を用いることによって加温することを可能にするために、熱交換器および弁手段が使用される。燃焼機関の正常作動中、弁手段は第１姿勢に置かれ、それによって前記冷却系の少なくとも１つからくる冷却剤が、熱交換器を通って流れるのが防止される。その結果として、２つの冷却系内の冷却剤間に熱伝達が生じなくなる。しかし、弁手段が第２姿勢に置かれるとき、両冷却系からくる冷却剤は、熱交換器を通って流れることが可能にされる。この場合、低温冷却系内の冷却剤は、高温冷却系内のより温かい冷却剤によって熱交換器で加温される。そのような加温は、低温冷却系内の冷却剤が、氷が冷却器内で生成するほどガス状媒体を冷却するというリスクがあるような低温である状態において好ましいものである。冷却器が、凍結するリスクがあるか、または凍結しかかっているということが判定された場合、弁手段を第２姿勢に手動で置くことができる。氷生成のリスクがなくなると、弁手段を第１姿勢に戻すことができる。したがって、冷却器でガス状媒体に非常に良好な冷却処理を施すことができ、それと同時に冷却器内の氷生成を回避できる。
【０００６】
本発明の好適例によれば、燃焼機関用装置が、
冷却器内で氷生成または氷生成のリスクが存在するほどガス状媒体が冷却されているか否かを示すパラメータを検出するようになされた少なくとも１つのセンサと、
前記構成要素から情報を受けて、冷却器内で氷生成または氷生成のリスクが存在するか否かを決定し、もしも存在する場合、弁手段を第２姿勢に置くようになされた制御ユニットとを含む。そのような構成では、冷却器内で氷生成のリスクが存在するとき、弁手段を第２姿勢に自動的に置くことができる。制御ユニットは、この目的に適したソフトウエアを備えたコンピュータユニットでよい。前記センサは、低温冷却系内で冷却剤の温度を検出する温度センサでよい。冷却剤が冷却器内に導かれるときに、その温度が０℃を超える場合、冷却器内での氷生成のリスクは存在しない。氷生成を完全に回避するために、制御ユニットは、冷却剤の温度が０℃を下回るとすぐに、弁手段を第２姿勢に置くことができる。好適には、燃焼機関用装置は、冷却器内のガス状媒体の圧力降下または温度降下に関連するパラメータを検出するようになされた温度センサまたは圧力センサを含む。１つのセンサは、ガス状媒体が冷却器内に導かれる前にその圧力または温度を検出することができ、１つのセンサは、ガス状媒体が冷却器から出るように導かれるときにその圧力または温度を検出することができる。冷却器内の圧力降下または温度降下が所定の値内に入らない場合、制御ユニットは、冷却器内の流路が氷によって閉塞されようとしていることを見出すことができる。そのような場合、制御ユニットは、弁手段を第２姿勢に置き、それにより、低温冷却系内の冷却剤は加温される。冷却器を通って流れる加温された冷却剤は、冷却器内で生成した氷を溶解する。氷が溶解したとき、制御ユニットは、センサから、冷却器内の圧力降下または温度降下が許容値に戻ったことを示す情報を受け取る。制御ユニットは弁手段を第１姿勢に戻す。この場合、一定限度量の氷生成がこうして冷却器内で可能にされるが、その結果として、０℃を下回る冷却剤の温度が、冷却器が凍結し始めない限り許容可能である場合、ガス状媒体が非常に効果的に冷却される。
【０００７】
本発明の別の好適例によれば、第２冷却系がラジエータ・エレメントを有し、該ラジエータ・エレメントで循環する冷却剤が周囲温度の空気によって冷却される。こうして、冷却剤を周囲温度に近い温度まで冷却することができる。熱交換器は、有利には、第２冷却系において、第２冷却系での冷却剤の流れの意図された方向に対して、ラジエータ・エレメントの下流側であって、冷却器の上流側の位置に置かれる。したがって、第２システム内の冷却剤を、冷却器内に導かれるほぼ直前に加温することができる。したがって、弁手段が第２姿勢に置かれる状態では、比較的温かい冷却剤を冷却器内に導くことができ、それにより、冷却器内で生成した氷はすばやく溶解してなくなる。
【０００８】
本発明の別の好適例によれば、第１冷却系が、燃焼機関を冷却するようになされる。正常作動中、燃焼機関を冷却する冷却系は、温度８０℃〜１００℃である。したがって、この現存する冷却剤は、低温冷却系内の冷却剤を加温するための使用に非常に適したものである。燃焼機関を冷却する冷却系は、温かい冷却剤を、燃焼機関のほぼ直下流側に位置している冷却系内の位置から熱交換器に導くようになされたラインを含むことができる。冷却剤は、燃焼機関を冷却したとき、冷却系内で最も温度が高くなり、したがって、氷生成が存在するときに低温冷却系内の冷却剤を加温するために、冷却剤を最適に加温するのに非常に効果的に使用することができる。
【０００９】
本発明の別の好適例によれば、燃焼機関用装置は、冷却器を更に含み、この冷却器は、ガス状媒体が冷却器に導かれる前に、冷却器中で、ガス状媒体が第１冷却系内の冷却剤によって第１冷却処理を施されることが意図されており、冷却器中で、第２冷却系内の冷却剤によって第２冷却処理を施されるようになされる。ガス状媒体は、入口ライン内で燃焼機関に導かれる圧縮空気であってよい。空気は、圧縮されたとき、空気の圧縮の程度に関連する量の加熱を受ける。過給燃焼機関では、空気は非常に高圧力で使用される。したがって、空気は効果的な冷却を必要とする。したがって、圧縮空気を２つ以上の冷却器内で、２つまたはそれ以上の段階で冷却し、それにより、圧縮空気が、燃焼機関に導かれる前に所望の低温に到達することができることが有利である。前記ガス状媒体は、帰還ライン内で燃焼機関に導かれる再循環排気であってよい。この排気は、帰還ライン内に導かれたとき、５００〜６００℃の温度になり得る。したがって、２つ以上の冷却器で、２段階以上の冷却を排気に施し、それにより、排気が燃焼機関に導かれる前に所望の低温に到達することができることも有利である
【００１０】
以下、添付図面を見ながら、本発明の好適例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例による過給燃焼機関用装置を示す。
【実施例】
【００１２】
図１は、模式的に示された車両１に動力を供給するための過給燃焼機関用の装置を示す。ここでは、燃焼機関が、ディーゼル機関２として例示されている。ディーゼル機関２は、重車両１に動力を供給するために用いることができる。ディーゼル機関２のシリンダからの排気は、排気マニホールド３を経て排気ライン４に導かれる。ディーゼル機関２は、タービン５およびコンプレッサー６を含むターボ装置を具備する。排気ライン４内の大気圧を超える排気は、初めにタービン５に導かれる。したがって、タービン５には、駆動動力が与えられ、この駆動動力は、連結部を介してコンプレッサー６に伝えられる。コンプレッサー６は、この動力により、空気フィルタ７を通じて空気入口ライン８内に吸引された空気を圧縮する。入口ライン内の空気は、初めに、冷却剤冷却式第１給気冷却器９で冷却される。第１給気冷却器９で、空気は燃焼機関の冷却系からくる冷却剤によって冷却される。その後、圧縮された空気は、冷却剤冷却式第２給気冷却器１０で冷却される。空気は、別体冷却系からくる冷却剤によって第２給気冷却器１０で冷却される。
【００１３】
過給燃焼機関用装置は、排気ライン４内の排気の一部を再循環させるための帰還ライン１１を有する。帰還ラインは、排気ライン４と入口ライン８の間に延在する。帰還ライン１１は、帰還ライン１１内の排気流を遮断することのできるＥＧＲ弁１２を含む。ＥＧＲ弁１２は、帰還ライン１１を通して排気ライン４から入口ライン８に導かれる排気の量を無段制御するために用いることもできる。制御ユニット１３は、ディーゼル機関２の現在の作動状態についての情報に基づいてＥＧＲ弁１２を制御するようになされている。帰還ライン１１は、排気に第１冷却処理を施すための冷却剤冷却式第１ＥＧＲ冷却器１４を含む。排気は、燃焼機関の冷却系からくる冷却剤によって第１ＥＧＲ冷却器１４で冷却される。冷却剤冷却式ＥＧＲ冷却器１５で、排気は、第２冷却処理を施される。排気は、別体冷却系からくる冷却剤によって第２ＥＧＲ冷却器１５で冷却される。
【００１４】
過給ディーゼル機関２における或る作動状態では、排気ライン４内の排気圧が、入口ライン８内の圧縮空気圧よりも低い。そのような作動状態では、特殊な補助手段なしに、帰還ライン１１内の排気を入口ライン８内の圧縮空気と直接混合することはできない。この目的のために、たとえば形状可変ベンチュリー１６またはターボ装置を使用することができる。一方、燃焼機関２が過給オットー機関である場合、ほぼすべての作動状態におけるオットー機関における排気ライン４内の排気は、入口ライン８内の圧縮空気よりも高圧であるから、帰還ライン１１内の排気を入口ライン８内に直接導くことができる。排気が入口ライン８内の圧縮空気と混ざり合った後、その混合気は、マニホールド１７を経てディーゼル機関２の各シリンダに導かれる。
【００１５】
燃焼機関２は、循環する冷却剤を含む冷却系によって従来方法で冷却される。冷却剤は、冷却剤ポンプ１８によって冷却系内で循環せしめられる。冷却剤の主流は、燃焼機関２を通って循環する。冷却剤は、燃焼機関２を冷却した後、ライン２１内で冷却系内の温度自動調節器１９に導かれる。冷却剤が標準作動温度に到達したとき、温度自動調節器１９は、冷却のために車両前部に嵌装されたラジエータ２０まで冷却剤を導くようになっている。それにもかかわらず、冷却系内の少量冷却剤は、燃焼機関２に戻る方向に導かれずに、２つの平行ライン２２ａ、２２ｂに向かって分かれるライン２２を通って循環せしめられる。ライン２２ａは、冷却剤を第１給気冷却器９に導き、この第１給気冷却器９で、冷却剤は、圧縮空気に第１冷却処理を施す。ライン２２ｂは、冷却剤を第１ＥＧＲ冷却器１４に導き、この第１ＥＧＲ冷却器１４で、冷却剤は、再循環する排気に第１冷却処理を施す。第１給気冷却器９で空気を冷却した冷却剤および第１ＥＧＲ冷却器１４で排気を冷却した冷却剤は、ライン２２で再合体され、ライン２２が、この冷却剤をライン２１に戻すように導く。加温された冷却剤は、ライン２１内でラジエータ２０に導かれる。
【００１６】
別体冷却系は、車両１の周辺領域でラジエータ２０の前方に嵌装されたラジエータ・エレメント２４を含む。この場合、周辺領域は、車両１の前部に位置する。ラジエータ・ファン２５は、ラジエータ・エレメント２４およびラジエータ２０を通る周囲空気の空気流を発生させるように適合される。ラジエータ・エレメント２４はラジエータ２０の前方に位置しているため、冷却剤は、ラジエータ・エレメント２４で周囲温度の空気によって冷却される。したがって、ラジエータ・エレメント２４内の冷却剤を、周囲温度に近い温度まで冷却することができる。ラジエータ・エレメント２４から出る低温の冷却剤は、別体冷却系においてポンプ２７によってライン２６内で循環せしめられる。熱交換器２８が、ライン２６に配設される。必要であれば、別体冷却系内の低温冷却剤を、燃焼機関の冷却系からくる温かい冷却剤によって熱交換器２８で加温することができる。燃焼機関の冷却系はライン２９を含み、該ライン２９は、燃焼機関を通過した直後の温冷却剤を受ける、ライン２１内の位置２１ａに連なる延在部を有する。ライン２９は、制御ユニット３１によって、閉位置および少なくとも１つの開位置に置くことのできる弁３０を含む。弁３０が開位置にあるとき、温冷却剤は、熱交換器２８を通って延在するライン２９を通って導かれる。その後、冷却剤は、燃焼機関の冷却系の正規部分を構成するとともに、冷却された冷却剤をラジエータ２０から燃焼機関２に導く、ライン２３に導かれる。
【００１７】
別体冷却系内の冷却剤が熱交換器２８を通過した後、ライン２６は、２つの平行ライン２６ａ、２６ｂに分かれる。ライン２６ａは、冷却剤を第２給気冷却器１０に導き、該第２給気冷却器１０において、冷却剤は、圧縮空気に第２冷却処理を施す。ライン２６ｂは、冷却剤を第２ＥＧＲ冷却器１５に導き、該第２ＥＧＲ冷却器１５において、冷却剤は、再循環排気に第２冷却処理を施す。冷却剤が第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５を通過した後、ライン２６ａ、２６ｂは互いに合流する。冷却剤は、その後、冷却のために、ライン２６内でラジエータ・エレメント２４に導かれる。空気が第２給気冷却器１０内に導かれる前にその圧力を検出するために、第１圧力センサ３２が空気ライン８に配設される。空気が第２給気冷却器１０を通過した後にその圧力を検出するために、第２圧力センサ３３が空気ライン８に配設される。排気が第２ＥＧＲ冷却器１５内に導かれる前にその圧力を検出するために、第３圧力センサ３４が帰還ライン１１に配設される。排気が第２ＥＧＲ冷却器１５を通過した後にその圧力を検出するために、第４圧力センサ３５が帰還ライン１１に配設される。制御ユニット３１は、測定圧力に関する情報を前記各センサから受けるようになされている。
【００１８】
ディーゼル機関２の作動中、排気は排気ライン４を通って流れ、タービン５を駆動する。したがって、タービン５には、コンプレッサー６を駆動する駆動力が与えられる。コンプレッサー６は、空気フィルタ７を通して周囲空気を吸引し、その空気を入口ライン８内で圧縮する。したがって、空気は、圧力の上昇および温度の上昇を受ける。圧縮空気は、燃焼機関の冷却系内のラジエータ液によって第１給気冷却器９で冷却される。ラジエータ液は、ここでは温度約８０〜８５℃であろう。したがって、圧縮空気は、第１給気冷却器９内で、冷却剤温度に近い温度までの第１冷却処理を受けることができる。圧縮空気は、その後、第２給気冷却器１０を通るように導かれ、この第２給気冷却器１０で、圧縮空気が別体冷却系内の冷却剤によって冷却される。冷却剤は、ここでは、周囲温度に近い温度であろう。したがって、圧縮空気もまた、順境において周囲温度に近い温度まで冷却され得る。
【００１９】
ディーゼル機関２のほとんどの作動状態では、制御ユニット１３は、排気ライン４内の排気の一部が帰還ライン１１内に導かれるようにＥＧＲ弁１２を開放したままに保つ。排気ライン４内の排気は、第１ＥＧＲ冷却器１４に到達するとき、約５００〜６００℃の温度になるだろう。再循環排気は、第１のＥＧＲ冷却器１４内で、燃焼機関の冷却系内の冷却剤による第１冷却処理を受ける。したがって、燃焼機関の冷却系内の冷却剤は比較的高温であるが、排気温度よりも確実に低い。したがって、第１ＥＧＲ冷却器１４で排気の良好な冷却を行なうことができる。再循環排気は、その後、第２ＥＧＲ冷却器１５に導かれ、該第２ＥＧＲ冷却器１５で別体冷却系内の冷却剤によって冷却される。冷却剤は、ここでは確実により低い温度であり、順境において排気を周囲温度に近い温度にまで冷却できる。したがって、帰還ライン１１内の排気は、混ざり合って燃焼機関２に導かれる前に、圧縮空気とほぼ同じ低温までの冷却を受けることができる。したがって、空気および再循環排気の実質的に最適な量を燃焼機関内に導くことができる。かくして、実質的に最適な性能を伴った燃焼機関内の燃焼が可能になる。圧縮空気および再循環排気の低温は、また、より低い燃焼温度につながり、故に、排気中の窒素酸化物の含有量がより少なくなるという結果になる。
【００２０】
圧縮空気および再循環排気のこの効果的な冷却は、欠点も有する。圧縮空気は、第２給気冷却器１０で、液体形態の水が給気冷却器１０内に凝結する温度まで冷却される。同様に、第２ＥＧＲ冷却器１５内の排気は、第２ＥＧＲ冷却器１５で復水が生じる温度まで冷却される。周囲空気の温度が０℃よりも低いとき、第２給気冷却器１０内で凝結した水が氷に凍結するというリスク、および第２ＥＧＲ冷却器１５内で凝結した復水が氷に凍結するというリスクも存在する。第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５内の氷生成は、燃焼機関２の作動を著しく妨害することがある。第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５が凍結するのを防止するために、制御ユニット３１は、圧力センサ３２、３３から第２給気冷却器１０の前後の空気の圧力に関する情報を、圧力センサ３４、３５から第２ＥＧＲ冷却器１５の前後の再循環する排気の圧力に関する情報をほぼ連続的に受け取る。圧力センサ３２、３３が、第２給気冷却器１０内で所定の閾値を超える圧力降下を示す場合、制御ユニット３１は、給気冷却器１０内で氷が生成したことを見出すことができる。圧力センサ３４、３５が第２ＥＧＲ冷却器１５内で所定の閾値を超える圧力降下を示す場合、これも同様に、第２ＥＧＲ冷却器１５内で氷が生成したことが見出され得る。
【００２１】
制御ユニット３１は、そのような情報を受け取った場合、弁３０を開放し、それにより、燃焼機関の冷却系からくる温かい冷却剤が、ライン２９および熱交換器２８を通るように導かれる。燃焼機関の冷却系からくる温かい冷却剤は、熱交換器２８を通って連続的に流れる別体冷却系内の低温の冷却剤を加温する。熱交換器２８は、別体冷却系において、別体冷却系内の冷却剤の流れの意図された方向に対してラジエータ・エレメント２４の下流側、且つ第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５の上流側の場所に位置している。別体冷却系内の冷却剤には、したがって、それが第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５に導かれるほぼ直前に著しい加温が施される。温かい冷却剤は、第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５を通るように導かれたとき、冷却器１０、１５内で生成した氷をすばやく効果的に溶解する。
【００２２】
制御ユニット３１は、第２給気冷却器１０内および第２ＥＧＲ冷却器１５内の圧力降下が許容値に戻ったことを示す情報を受け取るとすぐに弁３０を閉じ、それによって燃焼機関の冷却系から熱交換器２８を通る温かい冷却剤の循環を中断する。別体冷却系内の冷却剤の加温が止まり、ラジエータ・エレメント２４で冷却された低温の冷却剤は、第２給気冷却器１０内の空気およびＥＧＲ冷却器１５内の排気を冷却するために再使用できる。車両の作動中、非常に低温の周辺温度が生じた場合、制御ユニット３１は、第２給気冷却器１０内および第２ＥＧＲ冷却器１５内で過度の氷生成を防止するために、一定の間隔で弁３０を開位置に置くことができる。したがって、この装置は、第２給気冷却器１０内の空気および第２ＥＧＲ冷却器１５内の排気の非常に効果的な冷却を可能にする。それと同時に、第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５において、燃焼機関２の作動を妨害し得る氷生成が防止される。
【００２３】
本発明は、決して図に示された実施例に限定されることはなく、特許請求の範囲内で自由に変形可能である。実施例では、冷却器内に氷が生成したときを示すためのパラメータとして冷却器上の圧力降下を判定するために圧力センサが使用される。温度センサは、冷却器内で氷が生成したときを示すためのパラメータとして冷却器内の温度降下を判定するために、同様に良好に使用可能である。別の代替例によれば、冷却器１０、１５に導かれる冷却剤の温度を検出するために温度センサを使用してよい。冷却剤の温度が０℃を超える場合、冷却器１０、１５内には氷生成は起こり得ない。図示された実施例では、この装置は、第２給気冷却器１０および第２ＥＧＲ冷却器１５の両方を氷がほぼない状態に保つために使用される。この装置はまた、前記冷却器１０、１５の一方だけを氷がほぼない状態に保つために使用されてもよい。この装置は、燃焼機関に導かれる空気を圧縮するためにターボ装置が中で使用される、過給燃焼機関用として意図されている。この装置は、当然ながら、空気が２つ以上のターボ装置によって中で圧縮される過給燃焼機関にも使用されてよい。そのような場合、第１給気冷却器９は、ターボ装置のコンプレッサーにおける圧縮の間に空気を冷却するための中間冷却器として使用され得る。
【図１】
2011513640.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（２）用の装置であり、循環する冷却剤を含む第１冷却系と、過給燃焼機関（２）の標準作動中に前記第１冷却系内の前記冷却剤よりも低い温度である循環冷却剤を含む第２冷却系と、水蒸気を含むガス状媒体が前記第２冷却系内の前記冷却剤によって冷却されることが意図された冷却器（１０、１５）とを含む前記燃焼機関用装置において、
該装置が、熱交換器（２８）と弁手段（３０）とを含み、
前記熱交換器（２８）は、前記第１冷却系からくる冷却剤が流れるようになされた通路（２９）と、前記第２冷却系からくる冷却剤が流れるようになされた通路（２６）とをそれ自体が含み、
前記弁手段（３０）は、前記冷却系の少なくとも１つからくる冷却剤が前記熱交換器（２８）を通って流れないようにする時に第１姿勢に置かれ、前記第２冷却系内の前記冷却剤が前記第１冷却系内の前記冷却剤によって加温されるように、前記両冷却系からくる冷却剤が前記熱交換器（２８）を通って流れる時に第２姿勢に置くことのできるように構成され、
前記装置が、前記冷却器（１０、１５）内で氷生成または氷生成のリスクが存在するほど前記ガス状媒体が冷却されているか否かを示すパラメータを検出するようになされた少なくとも１つのセンサ（３２〜３６）と、
前記センサ（３２〜３６）から情報を受けて、前記冷却器（１０、１５）内で氷生成または氷生成のリスクが存在するか否かを決定し、もしも存在する場合、前記弁手段（３０）を前記第２姿勢に置くようになされた制御ユニット（３１）とを、更に含むことを特徴とする燃焼機関用装置。
【請求項２】
前記冷却器（１０、１５）内の前記ガス状媒体の圧力降下または温度降下に関連するパラメータを検出するようになされた圧力センサ（３２〜３５）または温度センサを含むことを特徴とする請求項１に記載された燃焼機関用装置。
【請求項３】
前記第２冷却系がラジエータ・エレメント（２４）を有し、該ラジエータ・エレメント（２４）中で前記循環する冷却剤が周囲温度の空気によって冷却されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された燃焼機関用装置。
【請求項４】
前記熱交換器（２８）が、前記第２冷却系において、前記第２冷却系での冷却剤の流れの意図された方向に対して、前記ラジエータ・エレメント（２４）の下流側であって、前記冷却器（１０、１５）の上流側の位置に置かれていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項５】
前記第１冷却系が、前記燃焼機関（２）を冷却するようになされていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項６】
前記第１冷却系が、温かい冷却剤を、前記燃焼機関（２）のほぼ直下流側に位置している前記第１冷却系内の位置（２１ａ）から前記熱交換器（２８）に導くようになされたライン（２９）を含むことを特徴とする請求項５に記載された燃焼機関用装置。
【請求項７】
前記燃焼機関用装置が冷却器（９、１４）を更に含み、
前記ガス状媒体が前記冷却器（１０、１５）に導かれる前に、前記冷却器（９、１４）中で、前記ガス状媒体が前記第１冷却系内の前記冷却剤によって第１冷却処理を施されることが意図されており、
前記冷却器（１０、１５）中で、前記第２冷却系内の前記冷却剤によって第２冷却処理を施されるようになされていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項８】
前記ガス状媒体が、入口ライン（８）内で前記燃焼機関（２）に導かれる圧縮空気であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【請求項９】
前記ガス状媒体が、帰還ライン（１１）内で前記燃焼機関（２）に導かれる再循環排気であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された燃焼機関用装置。
【国際調査報告】
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