(57)【要約】【課題】本発明はＥＧＲガスの冷却装置に関し、暖房を必要とする低水温時にＥＧＲクーラーに流入する冷却水流量を制限することにより、ヒータコアに流入する冷却水流量を増加させて暖房装置の暖房性能の向上を図り、併せて低水温時に於けるＥＧＲガスの冷却に伴うミスファイヤ，運転性悪化の改善を図ったＥＧＲガスの冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】ディーゼルエンジンの冷却水を熱源とする車両用暖房装置の冷却水回路中に、ＥＧＲクーラーをヒータコアと並列させて配置したＥＧＲガスの冷却装置に於て、上記ＥＧＲクーラーのクーラー配管にバルブを装着し、当該バルブを、ディーゼルエンジンの運転条件に応じ制御手段で開閉制御することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの冷却水を熱源とする車両用暖房装置の冷却水回路中に、ＥＧＲクーラーをヒータコアと並列させて配置したＥＧＲガスの冷却装置に於て、
上記ＥＧＲクーラーのクーラー配管にバルブを装着し、当該バルブを、ディーゼルエンジンの運転条件に応じ制御手段で開閉制御することを特徴とするＥＧＲガスの冷却装置。
【請求項２】
制御手段は、センサで検出したエンジン水温，エンジン回転数及びエンジン負荷条件からＥＧＲをコントロールする制御手段であって、当該制御手段は、予め設定されたエンジン水温，エンジン回転数，エンジン負荷条件及びＥＧＲ作動状態を基に、冷機始動直後で冷却水温が設定温度よりも低いＥＧＲ非作動時にバルブを閉じると共に、ＥＧＲ作動時でエンジン回転数が予め設定された設定値の範囲内にあり、エンジン負荷が予め設定された設定値の範囲内にあるとき、バルブを閉じることを特徴とする請求項１記載のＥＧＲガスの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの吸気系にＥＧＲ（排気還流）されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガスの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯX ）を低減するため、排ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気系にＥＧＲさせるＥＧＲ装置が知られている。
窒素酸化物は、高温の排ガスのもとで空気中の酸素と窒素が反応して生成されるため、ＥＧＲ装置は、ＥＧＲにより燃焼温度を下げて窒素酸化物の発生を抑制するもので、吸気系にＥＧＲさせるＥＧＲガスの温度を下げるほど、燃焼時のスモークの悪化を抑え、窒素酸化物の発生が減少することが知られている。
【０００３】
そこで、昨今では、エンジンの吸気系と排気系との間に連結したＥＧＲ管に、エンジン冷却水を冷媒に用いるＥＧＲクーラーを装着し、ＥＧＲ管を流下するＥＧＲガスをこのＥＧＲクーラーで熱交換させてＥＧＲガス温度を下げる方法が広く採用されている（例えば、下記の特許文献１，２参照。）。
そして、従来、このようなＥＧＲクーラー付きのエンジンでは、ディーゼルエンジンの冷却水を熱源とする車両用暖房装置の冷却水回路中に、ＥＧＲクーラーをヒータコアと並列させて配置しており、エンジンのウォータージャケットから流出した冷却水が、ウォータポンプによってエンジンとＥＧＲクーラー及びエンジンとヒータコアの間を、夫々、循環するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８０１３０号公報（段落番号「００１０」〜「００１２」、図１）
【特許文献２】
特開平８−１６５９２５号公報（段落番号「００１１」〜「００１３」、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、斯様に冷却水回路中にＥＧＲクーラーをヒータコアと並列させた従来構造にあっては、冷却水温が低くＥＧＲをかけていないときでも冷却水がＥＧＲクーラーに常に流入してしまうため、その分ヒータコアに流入する冷却水流量が減って暖房性能が低下してしまう虞があった。
【０００６】
また、今日、国内では、冷却水温が低い領域ではＥＧＲをかけていないのが実情であるが、ＥＧＲを停止することでＮＯX の排出量が増えてしまうため、国外では、低水温時（２０〜３０℃）からＥＧＲを作動させなければならないと法規上定めている国もある。
【０００７】
しかし、このような低水温時にＥＧＲをかけた場合、既述の如く冷却水がＥＧＲクーラーに常に流入してしまう従来構造では、ＥＧＲ管を流下するＥＧＲガスがＥＧＲクーラーで常時冷却され、この結果、吸気温度が下がり過ぎてミスファイヤが起こってしまう虞があった。
そして、従来、このようなミスファイヤを防止するため、ＥＧＲバルブの開閉制御によってＥＧＲ率をコントロールしているのが実情である。
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、暖房を必要とする低水温時にＥＧＲクーラーに流入する冷却水流量を制限することにより、ヒータコアに流入する冷却水流量を増加させて暖房装置の暖房性能の向上を図り、併せて低水温時に於けるＥＧＲガスの冷却に伴うミスファイヤ，運転性悪化の改善を図ったＥＧＲガスの冷却装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ディーゼルエンジンの冷却水を熱源とする車両用暖房装置の冷却水回路中に、ＥＧＲクーラーをヒータコアと並列させて配置したＥＧＲガスの冷却装置に於て、上記ＥＧＲクーラーのクーラー配管にバルブを装着し、当該バルブを、ディーゼルエンジンの運転条件に応じ制御手段で開閉制御することを特徴とする。
【００１０】
斯かる構成によれば、ディーゼルエンジンの運転条件に応じ制御手段がバルブを閉じ、斯様にバルブが閉じられることで、エンジンのウォータージャケットから流出した冷却水がエンジンとヒータコアとの間を循環して、車室内が暖房されることとなる。
そして、請求項２に係る発明は、請求項１記載のＥＧＲガスの冷却装置に於て、制御手段は、センサで検出したエンジン水温，エンジン回転数及びエンジン負荷条件からＥＧＲをコントロールする制御手段であって、当該制御手段は、予め設定されたエンジン水温，エンジン回転数，エンジン負荷条件及びＥＧＲ作動状態を基に、冷機始動直後で冷却水温が設定温度よりも低いＥＧＲ非作動時にバルブを閉じると共に、ＥＧＲ作動時でエンジン回転数が予め設定された設定値の範囲内にあり、エンジン負荷が予め設定された設定値の範囲内にあるとき、バルブを閉じることを特徴とする。
【００１１】
而して、斯かる構成によれば、制御手段は、冷機始動直後で冷却水温が設定温度よりも低いＥＧＲ非作動時にバルブを閉じ、また、ＥＧＲ作動時でエンジン回転数が予め設定された設定値の範囲内にあり、エンジン負荷が予め設定された設定値の範囲内にあるときにバルブを閉じることとなる。
従って、斯様にバルブが閉じられることで、エンジンのウォータージャケットから流出した冷却水がエンジンとヒータコアとの間を循環して車室内が暖房され、また、ＥＧＲクーラーによるＥＧＲガスの冷却がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は請求項１及び請求項２の一実施形態に係るＥＧＲガスの冷却装置の概略図を示し、図に於て、１はエンジン３の冷却水（温水）Ｗを熱源とする車両用暖房装置のヒータコアで、エンジン３に装着したウォータポンプ５と当該ヒータコア１との間にヒータホースからなる冷却水回路７が設けられている。
【００１３】
そして、従来と同様、冷却水回路７中に、クーラー配管９を介してＥＧＲクーラー１１がヒータコア１と並列して装着されており、エンジン３のウォータージャケットから流出した冷却水Ｗが、ウォータポンプ５によってエンジン３とＥＧＲクーラー１１との間及びエンジン３とヒータコア１との間を、夫々、循環するようになっている。
【００１４】
尚、図示しないがラジエータへの冷却水Ｗの流れは、サーモスタットの作動で制御されている。
ＥＧＲクーラー１１は、図示しないエンジン３の吸気通路（吸気系）と排気通路（排気系）との間に連結されたＥＧＲ管に装着されており、ＥＧＲ管と排気通路との連結部にはＥＧＲバルブが装着されている。
【００１５】
このＥＧＲバルブは、エンジンコントロールモジュール（以下、「ＥＣＭ」という）１３の指令を受けたアクチュエータの作動でＥＧＲ管のＥＧＲ通路を開閉するもので、ＥＣＭ１３には、フライホイールハウジングに装着した回転センサからのエンジン回転信号と、燃料噴射ポンプに装着したラックセンサからのエンジン負荷信号と、エンジン３の所定の部位に装着した水温センサからの冷却水温信号が入力されている。
【００１６】
そして、ＥＣＭ１３は各センサからの検出信号を基に、所定のＥＧＲ領域、即ち、冷却水温とエンジン回転数，エンジン負荷に基づいて予め設定されたＥＧＲ領域でＥＧＲバルブを開いてＥＧＲ流路を開放することにより、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路にＥＧＲさせるようになっている。
而して、本実施形態は、上述の如き従来と同様の構成に加え、図１に示すようにＥＧＲクーラー１１の上流側のクーラー配管９に、エンジン３の運転条件に応じて当該クーラー配管９の流路をＥＣＭ１３で開閉制御するバルブ１５を装着したことを特徴とする。尚、バルブ１５の一例として電磁バルブが挙げられる。
【００１７】
即ち、既述したように冷却水温が低くＥＧＲをかけていないときに冷却水ＷがＥＧＲクーラー１１に流入してしまうと、その分ヒータコア１１に流入する冷却水流量が減ってしまい、また、２０〜３０℃程の低水温時にＥＧＲをかけた場合に冷却水ＷがＥＧＲクーラー１１に流入してしまと、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラー１１で冷却されてミスファイヤが起こってしまう虞がある。
【００１８】
そこで、ＥＣＭ１３は、水温センサから入力された冷却水温信号から、例えば暖房を必要とする冷機始動直後の冷却水温がメモリに記憶された第一の設定温度Ｔw0よりも低いときに、従来と同様、ＥＧＲバルブを閉じてＥＧＲをかけないように構成されているが、この場合にＥＣＭ１３は、前記バルブ１５を閉操作してＥＧＲクーラー１１へのクーラー配管９を閉じるようになっている。
【００１９】
そして、エンジン３の暖機に伴い冷却水温が設定温度Ｔw0を越えると、ＥＣＭ１３はＥＧＲバルブを開けてＥＧＲをかけるが、例えば３０℃程度の低水温が第二の設定温度Ｔｗとしてメモリに記憶されており、ＥＣＭ１３は冷却水温が当該設定温度Ｔｗに達する迄の間、バルブ１５の閉状態を継続させるように構成されている。
【００２０】
また、エンジン３の高回転高負荷時は排ガス温度も上がるため、ＥＧＲクーラー１１によるＥＧＲガスの冷却が必要であるが、低回転低負荷時は排ガス温度も低く、ＥＧＲクーラー１１による冷却が不要で、その分、ヒータコア１の暖房性能を向上させることが好ましい。
そこで、本実施形態では、上述したように冷却水温が設定温度Ｔｗを越えた低回転低負荷領域に於て、入力しているエンジン回転信号とエンジン負荷信号に基づき、エンジン回転数が予め設定された設定値Ｎ１，Ｎ２の範囲内にあり（Ｎ１＜エンジン回転数＜Ｎ２）、且つエンジン負荷が予め設定された設定値Ｔ１，Ｔ２の範囲内にある（Ｔ１＜エンジン負荷＜Ｔ２）とき、ＥＧＲクーラー１１による冷却が不要であるとして、ＥＣＭ１３によるバルブ１５の閉状態を継続させ、エンジン回転数とエンジン負荷が斯かる設定値から外れた処で、バルブ１５を開放してＥＧＲクーラー１１に冷却水Ｗを導入させるようになっている。
【００２１】
本実施形態はこのように構成されており、以下、その作用を図２の制御フローチャートで説明すると、先ず、エンジン３の始動に伴い、ＥＣＭ１３は、水温センサから入力された冷却水温信号を基に、始動直後の冷却水温が第一の設定温度Ｔw0よりも低いか否かを判断する（ステップＳ１）。
そして、冷却水温が設定温度Ｔw0よりも低いと判定すると、ＥＣＭ１３はＥＧＲバルブを閉じると共に、ステップＳ２に進んでバルブ１５を閉操作してＥＧＲクーラー１１へのクーラー配管９を閉じる（ステップＳ３）。
【００２２】
従って、ＥＧＲはかからず、エンジン３のウォータージャケットから流出した冷却水Ｗは、ウォータポンプ５によりエンジン３とヒータコア１との間を循環して車室内が暖房されることとなる。
そして、エンジン３の暖機に伴い冷却水温が設定温度Ｔw0を越えると、ＥＣＭ１３はＥＧＲバルブを開けてＥＧＲをかけるが（ステップＳ４）、ＥＣＭ１３は冷却水温が第二の設定温度Ｔｗに達っしているかをステップＳ５で判断し、冷却水温が当該設定温度Ｔｗに達していないと判定すると、バルブ１５の閉状態を継続させる（ステップＳ３）。
【００２３】
従って、ウォータージャケットから流出した冷却水Ｗは、ウォータポンプ５によりエンジン３とヒータコア１との間を循環し続けて車室内が暖房され、ＥＧＲクーラー１１によるＥＧＲガスの冷却もない。
そして、冷却水温が設定温度Ｔｗを越えると、ＥＣＭ１３はステップＳ６に進んでエンジン回転数が予め設定された設定値Ｎ１，Ｎ２の範囲内にあるか否かを判断し、ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定するとステップＳ７に進んでエンジン負荷が予め設定された設定値Ｔ１，Ｔ２の範囲内にあるか否かを判断する。そして、ステップＳ７で「Ｙｅｓ」と判定すると、ＥＣＭ１３はバルブ１５の閉状態を継続する（ステップＳ３）。
【００２４】
従って、依然としてウォータージャケットから流出した冷却水Ｗは、ウォータポンプ５によりエンジン３とヒータコア１との間を循環し続けて車室内が暖房され、ＥＧＲクーラー１１によるＥＧＲガスの冷却もない。
また、ステップＳ６またはステップＳ７で「Ｎｏ」と判定すると、ＥＣＭ１３はステップＳ８に進んでバルブ１５を開放し、ＥＧＲクーラー１１に冷却水Ｗを導入させる。
【００２５】
従って、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラー１１で熱交換されてエンジン３の吸気通路にＥＧＲされることとなる。
このように本実施形態に係るＥＧＲガスの冷却装置は、暖房を必要とする冷機始動直後で冷却水温が設定温度Ｔw0よりも低いＥＧＲ非作動時に、バルブ１５を閉じてＥＧＲクーラー１１への冷却水Ｗの流入をなくし、また、ＥＧＲ作動時に於ても、低回転低負荷時は排ガス温度も低く、ＥＧＲクーラー１１による冷却が不要である場合もあるとして、エンジン回転信号とエンジン負荷信号に基づき、エンジン回転数が予め設定された設定値Ｎ１，Ｎ２の範囲内にあり、且つエンジン負荷が予め設定された設定値Ｔ１，Ｔ２の範囲内にあるとき、バルブ１５を閉じてＥＧＲクーラー１１への冷却水Ｗの流入をなくしたので、本実施形態によれば、従来に比しヒータコア１による暖房性能が著しく向上すると共に、低水温時に於けるＥＧＲガス冷却に伴うミスファイヤの虞がなくなって、運転性悪化の改善を図ることが可能となった。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１及び請求項２に係る発明によれば、従来に比しヒータコアによる暖房性能が著しく向上すると共に、低水温時に於けるＥＧＲガス冷却に伴うミスファイヤの虞がなくなって、運転性能の改善が図られることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２の一実施形態に係るＥＧＲガスの冷却装置の概略図である。
【図２】ＥＧＲガスの冷却装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１  ヒータコア
３  エンジン
５  ウォータポンプ
７  冷却水回路
１１  ＥＧＲクーラー
１３  ＥＣＭ
１５  バルブ
【図１】
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【図２】
2004197634.tif 000004