(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排出ガスを吸気系へ導くＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲクーラにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの作動状態からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備えたことを特徴とする水検知システム。
【請求項２】
エンジンの排出ガスを吸気系へ導くＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲクーラにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備えたことを特徴とする水検知システム。
【請求項３】
エンジンの排出ガスを吸気系へ導くＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲクーラにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、エンジン始動の際に所定時間だけグロープラグを通電する手段と、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値を設定値と比較してクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備えたことを特徴とする水検知システム。
【請求項４】
グロープラグは、車両が予測される範囲で前方または後方へ下り傾斜しても、ヒートコイル部の少なくとも一部が許容水位下に位置するような取付角度に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の水検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンにおける、ＥＧＲクーラの水検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの排気対策の一環としてＥＧＲ装置がよく知られている。このような装置においては、エンジンの排出ガスを冷却するため、ＥＧＲ通路の途中にＥＧＲクーラが介装される。
【０００３】
ＥＧＲクーラにおいては、エンジンの排出ガスに含まれる水分が凝縮され、腐食などの原因になるため、ガス通路に溜まる凝縮水を圧電素子の高周波振動によって霧化し、エンジンの排出ガスと一緒に吸気系へ運び出すようにしたものがある（特開平７−２４３３６４号）。ガス通路に水量検出装置が設けられ、その検出値（貯水量）が所定値以上になると、圧電素子を駆動する制御手段が備えられる。水量検出装置としては、クーラ内部の貯水部に配置した検出子に水が触れると、回路が導通して検出信号を発生する導電型のもの、または超音波を貯水部の水面へ発し、その反射を受けて水量を検出する超音波型のもの、が用いられる。
【０００４】
ＥＧＲクーラが、とくに水冷式の場合においては、冷却パイプ（水通路）が破損すると、ガス通路に冷却水が漏れ出し、エンジンへと流れ込む可能性が考えられる。このため、貯水部にドレンバルブと、その水量を検出する第１と第２の水位センサを設けると共に、クーラ内部の冷却パイプの入口に開閉バルブを介装し、第１の水位センサが凝縮水の液面を検出すると、ドレンバルブを開いて凝縮水を外部へ排出する一方、第２の水位センサが正常レベルを越える過剰な液面を検出すると、開閉バルブを閉じて冷却水のクーラ内部への供給を遮断するようにしたものがある（特開平１０−２５９７６２号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例においては、導電型または超音波型の水量検出装置にしろ、第１および第２の水位センサにしろ、厳しい温度環境（エンジンからの排出ガスによって、３００〜６００℃に加熱される）下の適確な検出動作を保証するため、諸種の工夫（耐熱性など）が要求されることになり、高価なものになってしまうということが考えられる。
【０００６】
この発明は、グロープラグを応用することにより、ＥＧＲクーラの内部（ガス通路）において、適確な検出動作の保証される水検知システムを低コストで実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、エンジンの排出ガスを吸気系へ導くＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲクーラの水検知システムにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの作動状態からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備える。
【０００８】
第２の発明では、エンジンの排出ガスを吸気系へ導くＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲクーラの水検知システムにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値からクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備える。
【０００９】
第３の発明では、エンジンの排出ガスを吸気系へ導くＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲクーラの水検知システムにおいて、クーラ内部のガス通路にヒートコイル部が位置するグロープラグと、エンジン始動の際に所定時間だけグロープラグを通電する手段と、グロープラグの抵抗値を検出する手段と、その検出値を設定値と比較してクーラ内部のガス通路に水があるかどうかを判定する手段と、を備える。
【００１０】
第４の発明では、第１の発明〜第３の発明のいずれか１つにおいて、グロープラグは、車両が予測される範囲で前方または後方へ下り傾斜しても、ヒートコイル部が許容水位下に位置するような取付角度に設定する。
【００１１】
【発明の効果】
第１の発明〜第４の発明によれば、グロープラグに通電したとき、ガス通路に水があるかないかで抵抗値が異なるため、これを利用してガス通路の水検知が可能になる。また、高温環境下においても、グロープラグは適確に作動（抵抗値は水のあるなしによって変化する）ため、これを水検知のセンシング手段に応用することにより、良好な検出精度を保証できる。また、ブロープラグは、そのまま使用可能であり、耐熱性などの工夫を凝らす必要もなく、コストの面で有利となる。
【００１２】
グロープラグのヒートコイル部が水に冷やされると、その抵抗値は減少するため、第２の発明または第３の発明においては、グロープラグの抵抗値を検出し、これを設定値と比較することにより、クーラ内部のガス通路に水があるかどうかを正確かつ容易に検知（判定）することができる。
【００１３】
第４の発明においては、車両が坂道などで傾斜しても、グロープラグのヒートコイル部が許容水位の液面から露出しないようになるため、水検知の信頼性を高められる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１，図２において、１はエンジンのエキゾーストマニホールド、２はエアダクトであり、これらの間にＥＧＲ通路３が設けられ、エキゾーストマニホールド１からエンジンの排出ガスの一部をエアダクト２へ供給する。４はＥＧＲ量を制御するＥＧＲバルブ、５はエアダクト２への排出ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラであり、ＥＧＲクーラ５はこの場合、クーラ内部に冷却水通路を形成する冷却パイプ（図示せず）が収装される。
【００１５】
ＥＧＲクーラ５には、水検知のセンシング手段として小型ディーゼルエンジン用のグロープラグ６が付設される。グロープラグ６は、クーラ５の低位において、ヒートコイル部６ａがガス通路５ａ内の許容水位の高さで略水平（たとえば、θ１＝３°）に位置する具合に取り付けられる。７はＥＧＲ通路３の一部を形成するＥＧＲパイプである。
【００１６】
図３はこの水検知システムの全体的な構成図を表すものであり、１０はエンジンキースイッチ、１１はバッテリ、６はグロープラグであり、グロープラグ６はリレー１２およびブリッジ回路形成用のドロッピングレジスタ１３を介してバッテリ１１に接続される。１５は運転室の警報ランプ（インジケータランプ）、１４はリレー１２（グロープラグ６への通電）および警報ランプ１５を制御するコントロールユニットであり、マイクロコンピュータで構成される。
【００１７】
コントロールユニット１４は、エンジンキースイッチ１０がオンすると、その保持時間を計測すると共に、これが所定時間を計測するまでの間、リレー１２に励磁電流を供給する一方、これに伴うグロープラグ６への通電中にドロッピングレジスタ１３の測定値（電圧値）からグロープラグ６の抵抗値を求め、ガス通路５ａ内に所定量以上の水があるかどうかを判定する。
【００１８】
ガス通路５ａ内に所定量以上の水があると、グロープラグ６のヒートコイル部６ａが冷やされ、その温度が上昇しづらくなるため、図４のようにグロープラグの抵抗値はそれほど大きく増加しないので、これを基準値（判定レベルの設定値）と比較することにより、基準値未満のときは、水ありと判定し、運転室の警報ランプ１５を作動させる一方、同じく基準値以上のときは、水なしと判定し、警報ランプ１５を作動させない、という制御を実行する。
【００１９】
図５はこの制御内容を説明するタイミングチャートであり、エンジンキースイッチ１０をオン位置に保持すると、そのオン時点から所定時間Ｔ１だけリレー１２がオンされる。そして、所定時Ｔ１に亘ってドロッピングレジスタ１３の測定値が読み込まれ、その値からグロープラグ６の抵抗値が求められる。水ありの場合、ヒートコイル部６ａの温度は点線のように低く保たれ、水なしの場合、実線のように大きく上昇する。所定時間Ｔ１の経過時点において、既述のように抵抗値から水の有無が判定され、水ありの場合、警報ランプ１５がオンされるのである。
【００２０】
このような構成により、高温環境下においても、グロープラグ６は適確に作動するため、これを水検知のセンシング手段に応用することにより、良好な検出精度を保証できる。また、グローランプ６は、既存のものをそのまま使用可能であり、耐熱性などの工夫を凝らす必要もなく、コストの面で有利となる。グロープラグ６の抵抗値を求め、これを基準値と比較することにより、ガス通路５ａに水があるかどうか、を容易かつ正確に検知（判定）することができる。また、エンジンの始動に際して警報ランプ１５を確認できるため、クーラ内部の冷却パイプが破損して水漏れを生じても、ウォータハンマによるエンジンの破壊を未然に防止可能となる。
【００２１】
図６は別の実施形態を表すものであり、コントロールユニット１４Ａは、検知（判定）回路２０とそのタイマ回路２１およびＡＮＤ回路２２とから構成される。タイマ回路２１は、エンジンキースイッチ１０がオン（ＯＮ）すると起動され、その保持時間を計測すると共に、これが所定時間Ｔ１に達するまでの間、ＡＮＤ回路２２へハイ信号を出力すると共に、リレー１２への通電（励磁電流の供給）をオンする一方、所定時間Ｔ１が経過すると、ＡＮＤ回路２２へロー信号を出力すると共に、リレー１２への通電をオフする。検知回路２０は、ドロッピングレジスタ１３の測定値からグロープラグ６の抵抗値を求め、これを基準値（設定値）と比較することにより、基準値未満のときにロー信号を、基準値以上のときにハイ信号を、ＡＮＤ回路２２へ出力する。ＡＮＤ回路２２は、タイマ回路２１および検知回路２０の出力が反転して入力され、これらが共にハイ信号のとき（つまり、タイマ回路２１および検知回路２０の出力が共にロー信号のとき）にのみ、警報ランプ１５を作動させる。なお、警報ランプ１５はいったんオンすると、図示しないリセットスイッチによってオフされるまで作動する。
【００２２】
これによっても、エンジンキースイッチ１０を所定時間Ｔ１以上オンに保持すると、クーラ内部のガス通路に所定量以上の水があるときは、エンジンキースイッチ１０のオンから所定時間Ｔ１を経過した時点から警報ランプ１５が作動することになり、前記の実施形態と同様の作用効果が得られるのである。
【００２３】
図１において、グロープラグ６は、車両が予測される範囲で前方または後方へ下り傾斜しても、ヒートコイル部６ａが許容水位下に位置するような取付角度θ２（たとえば、−２２．５°≦θ２≦＋２２．５°）に設定すると、坂道などにおいても、ヒートコイル部６ａが許容水位の液面から露出しないようになるため、水検知の信頼性をさらに高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すＥＧＲ通路の分解斜視図である。
【図２】同じくＥＧＲクーラの一部切り欠き正面図である。
【図３】同じくシステムの構成図である。
【図４】同じくグロープラグの抵抗特性図である。
【図５】同じく制御内容を説明するタイミングチャートである。
【図６】別の実施形態を表すシステムの構成図である。
【符号の説明】
３  ＥＧＲ通路
５  ＥＧＲクーラ
５ａ  クーラ内部のガス通路
６  グロープラグ
１０  エンジンキースイッチ
１２  リレー
１３  ドロッピングレジスタ
１４,１４Ａ  コントロールユニット
１５  警報ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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