JP2018119423A - エンジン冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲクーラを流れる冷却水の昇温を効果的に促進させて、ＥＧＲガスの早期導入を可能にする。【解決手段】ポンプ３３と、ポンプ吐出ポート４１から、少なくともエンジンＥを介してポンプ吸入ポート４７に接続されたエンジン側流路４０と、ポンプ吐出ポート４１からＥＧＲクーラ２２を介してポンプ吸入ポート４７に接続されたＥＧＲクーラ側流路４８と、冷却水の温度を取得する温度センサ６５と、エンジン側流路４０を開閉可能なバルブ３７，３８と、ＥＧＲクーラ側流路４８を流れる冷却水を昇温可能な昇温装置５０と、冷却水温が所定の閾値温度未満の場合に、バルブ３７，３８を閉弁させると共に、ＥＧＲ側流路４８に冷却水を流通させ、且つ、昇温装置５０を作動させてＥＧＲ側流路４８を流れる冷却水を昇温する昇温制御を実施する制御部６４とを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン冷却システムに関する。

この種のエンジン冷却システムとして、例えば、特許文献１には、エンジンのウォータジャケットや低圧ＥＧＲクーラ、ラジエータ等が介設された主冷却水回路に、ウォータジャケットを迂回するエンジンバイパス流路を設けると共に、当該エンジンバイパス流路に冷却水を加熱する排熱回収器を設けた構造が開示されている。

当該文献記載の構造によれば、エンジン始動から冷却水温が所定の暖気温度に達するまでは、ウォータジャケットの冷却水の流通を完全に止水してエンジンの暖機を促進しつつ、エンジンバイパス流路を流れる冷却水を排熱回収器により排気露点温度まで昇温することで、低圧ＥＧＲ装置における凝縮水の発生防止が図られるようになっている。

特開２０１４−９６３４号公報

ところで、上記特許文献１記載の技術では、排熱回収器により昇温される冷却水は、エンジンバイパス流路から低圧ＥＧＲ側流路、ラジエータを迂回するラジエータバイパス流路、ウォータポンプ入口流路等の複数の流路で構成された主冷却水回路を循環される。このため、冷却水温が排気露点温度に達するまでの間に、冷却水がこれら複数の流路を流れることで、冷却水から外気への放熱量が多くなり、冷却水の昇温を効率的に行えない可能性がある。すなわち、冷却水の昇温効率が低下することで、エンジン始動からＥＧＲガスの導入開始までに時間を要することになり、排気エミッション性能を十分に改善できない可能性がある。

本開示の技術は、ＥＧＲクーラを流れる冷却水の昇温を効果的に促進させて、ＥＧＲガスの早期導入を可能にすることで、排気エミッション性能の向上を図ることを目的とする。

本開示の技術は、エンジンの冷却水を圧送するポンプと、前記ポンプの吐出ポートから、少なくとも前記エンジンを介して前記ポンプの吸入ポートに接続されて冷却水を流通させるエンジン側流路と、前記ポンプの吐出ポートから、ＥＧＲクーラを介して前記ポンプの吸入ポートに接続されて冷却水を流通させるＥＧＲクーラ側流路と、前記エンジン側流路又は前記ＥＧＲクーラ側流路の少なくとも一方の流路を流れる冷却水の温度を取得する温度センサと、前記エンジン側流路を開閉可能なバルブと、前記ＥＧＲクーラ側流路を流れる冷却水を昇温可能な昇温装置と、前記温度センサにより取得される冷却水の温度がＥＧＲガスの冷却により凝縮水を生成させ得る所定の閾値温度未満の場合に、前記バルブを閉弁させて前記エンジン側流路の冷却水の流れを停止させると共に、前記ＥＧＲ側流路に冷却水を流通させ、且つ、前記昇温装置を作動させて前記ＥＧＲ側流路を流れる冷却水を昇温する昇温制御を実施する制御部と、を備えることを特徴とする。

また、前記温度センサが、前記ＥＧＲクーラよりも下流側の前記ＥＧＲクーラ側流路に配置されたクーラ出口温度センサであり、前記制御部は、前記昇温制御の実施によりにより前記クーラ出口温度センサで取得される冷却水の温度が前記閾値温度に達すると、前記ＥＧＲクーラへのＥＧＲガスの導入を開始させることが好ましい。

また、前記温度センサとして、前記エンジンよりも下流側の前記エンジン側流路に配置されたエンジン出口温度センサをさらに備え、前記制御部は、前記ＥＧＲガスの導入開始から前記エンジン出口温度センサで取得される冷却水の温度が前記閾値温度を超えるまでは、前記昇温制御を継続させることが好ましい。

また、前記エンジン側流路は、該エンジン側流路を流れる冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ及び、前記エンジンと前記ラジエータとの間から分岐して該ラジエータを迂回するバイパス流路をさらに備え、前記エンジン側流路と前記バイパス流路との分岐部には、前記エンジンを通過した冷却水の温度が前記閾値温度よりも高い所定の暖機温度に達するまでは、冷却水を前記ラジエータから迂回させて前記バイパス流路に流通させるサーモスタットが設けられてもよい。

また、前記エンジン側流路は、前記エンジンと前記サーモスタットとの間から分岐すると共に、冷却水の熱で空気を加熱するヒータコアが介装されたヒータコア側流路をさらに備え、前記バルブが前記バイパス流路及び前記ヒータコア側流路の少なくとも一方に設けられてもよい。

また、前記ＥＧＲクーラよりも下流側の前記ＥＧＲクーラ側流路に、冷却水の熱で空気を加熱するヒータコアが介装されてもよい。

また、前記昇温装置が、前記ＥＧＲクーラよりも上流側の前記ＥＧＲクーラ側流路に配置されてもよい。

また、前記昇温装置が、ヒータ式の昇温装置であってもよい。

また、前記昇温装置が、排気熱式の昇温装置であってもよい。

また、前記昇温装置が、蓄熱器式の昇温装置であってもよい。

本開示の技術によれば、ＥＧＲクーラを流れる冷却水の昇温を効果的に促進させて、ＥＧＲガスの早期導入を可能にすることで、排気エミッション性能の向上を図ることができる。

本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムが適用されたエンジンシステムを示す模式的な全体構成図である。 本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムの加熱装置を示す模式的な構成図である。 本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムの加熱装置の変形例を示す模式的な構成図である。 本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムの加熱装置の変形例を示す模式的な構成図である。 本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムの加熱装置の変形例を示す模式的な構成図である。 本発明の第一本実施形態に係るエンジン冷却システムの冷却水温度に応じた流路切り替え動作を説明する図である。 本発明の第一本実施形態に係るエンジン冷却システムの冷却水温度に応じた流路切り替え動作を説明する図である。 本発明の第一本実施形態に係るエンジン冷却システムの冷却水温度に応じた流路切り替え動作を説明する図である。 本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムの昇温制御制を説明するフローチャート図である。 本発明の第一実施形態に係るエンジン冷却システムの昇温制御の効果を説明する図である。 本発明の第二実施形態に係るエンジン冷却システムを説明する図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［第一実施形態］
まず、図１に基づいて、本実施形態に係るエンジン冷却システムが適用されるエンジンシステム１０の全体構成から説明する。エンジンシステム１０は、ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）Ｅを備えている。エンジンＥの吸気マニホールド１０ａには吸気通路１１が接続され、排気マニホールド１０ｂには排気通路１２が接続されている。吸気通路１１には、吸気上流側から順に、過給機のコンプレッサ１３、吸気を冷却するインタークーラ１４が配置され、排気通路１２には、過給機のタービン１５が配置されている。また、エンジンシステム１０には、排気の一部を排気通路１２から吸気通路１１に再循環する排気再循環装置（Exhaust Gas Recirculation：以下、ＥＧＲ装置）２０が設けられている。

ＥＧＲ装置２０は、排気通路１２のタービン１５よりも上流側と吸気通路１１のコンプレッサ１３よりも下流側とを連通するＥＧＲ流路２１に、ＥＧＲクーラ２２、ＥＧＲバルブ２４を順に配置して構成されている。ＥＧＲ流路２１は、排気通路１２からＥＧＲ流路２１に流れる再循環排気ガス（以下、ＥＧＲガスと称する）を吸気通路１１に供給する流路を形成している。ＥＧＲクーラ２２は、後述するＥＧＲクーラ側冷却水流路４８に介装されており、ＥＧＲガスを冷却水との間で熱交換して冷却する。ＥＧＲバルブ２４は、ＥＧＲ流路２１上に設けられ、ＥＧＲ流路２１上のＥＧＲガス流量を調節する。ＥＧＲバルブ２４は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）６４と電気的に接続され、ＥＣＵ６４の指令により制御されるようになっている。なお、ＥＧＲ装置２０は、コンプレッサ１３よりも下流側の吸気通路１１にＥＧＲガスを還流する高圧ＥＧＲ装置に限定されず、コンプレッサ１３よりも上流側の吸気通路１１にＥＧＲガスを還流する低圧ＥＧＲ装置であってもよい。

次に、本実施形態に係るエンジン冷却システムの全体構成を説明する。

図１に示すように、エンジン冷却システムは、エンジン側冷却水流路４０と、ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８とを備えている。エンジン側冷却水流路４０には、オイルクーラ３５、ヒータコア３１、サーモスタット３４及び、ラジエータ３２が設けられている。ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８には、ＥＧＲクーラ２２が設けられている。また、ウォータポンプ３３には、ウォータポンプ３３出口側のポンプ吐出ポート４１及び、ウォータポンプ３３入口側のポンプ吸入ポート４７が設けられている。

エンジン側冷却水流路４０は、オイルクーラ３５と、エンジンＥのシリンダブロック内に形成されたウォータジャケット４２と、ウォータジャケット４２出口とラジエータ３２入口とを接続するラジエータ入口側流路４３と、ラジエータ３２出口とポンプ吸入ポート４７とを接続するラジエータ出口側流路４４と、ラジエータ入口側流路４３から分岐すると共に、ポンプ吸入ポート４７（又は、ラジエータ出口側流路４４）に合流してラジエータ３２を迂回するバイパス流路４５と、バイパス流路４５との分岐部よりも上流側とヒータコア３１入口とを接続するヒータコア入口側流路４６Ａと、ヒータコア３１出口とポンプ吸入ポート４７（又は、バイパス流路４５）とを接続するヒータコア出口側流路４６Ｂとを備えている。

ヒータコア３１は、車両の車室内に温風を供給する空調用ヒータ（図示せず）の一部を構成するものであり、エンジン冷却水（以下、冷却水と称する）の熱を放熱して暖房に利用するための熱交換器として設けられている。

ラジエータ３２は、冷却水を、このラジエータ３２の表面に供給される冷却風との間で熱交換させ、冷却水の熱を放熱させて冷却する熱交換器として設けられている。

ウォータポンプ３３は、エンジンＥの動力で駆動して冷却水を圧送するものである。なお、ウォータポンプ３３は、エンジンＥの動力以外で駆動されるポンプであってもよい。

オイルクーラ３５は、冷却水を、エンジンオイルとの間で熱交換させ、エンジンオイルを冷却する熱交換器として設けられている。

サーモスタット３４は、ラジエータ入口側流路４３とバイパス流路４５との分岐部に設けられている。サーモスタット３４は、サーモスタット３４を通過する冷却水の温度が所定の暖機温度（例えば、約８０℃）未満のときは、冷却水をラジエータ３２から迂回させるバイパス流路４５に流通させる。一方、サーモスタット３４を通過する冷却水の温度が所定の暖機温度（例えば、約８０℃）以上になると、サーモスタット３４は、冷却水の流れをバイパス流路４５からラジエータ入口側流路４３に切り替えるようになっている。

本実施形態において、バイパス流路４５には、バイパス流路４５内の流路を閉塞して冷却水の流れを停止可能なバイパス側開閉バルブ３８が設けられている。また、ヒータコア出口側流路４６Ｂには、ヒータコア出口側流路４６Ｂ内の流路を閉塞して冷却水の流れを停止可能なヒータコア側開閉バルブ３７が設けられている。これら各バルブ３７，３８の開閉作動は、電気的に接続されたＥＣＵ６４の指令により制御されるようになっている。なお、ヒータコア側開閉バルブ３７は、ヒータコア入口側流路４６Ａに設けられてもよい。

なお、ヒータコア側開閉バルブ３７は、ヒータコア入口側流路４６Ａに設けられてもよい。また、ヒータコア側開閉バルブ３７と、バイパス側開閉バルブ３８とは、別体に構成されているが、他の実施形態においては、ヒータコア側開閉バルブ３７とバイパス側開閉バルブ３８とは、例えば一体のロータリーバルブにより一体構造として構成されていてもよい。

エンジン側冷却水温センサ３９は、ヒータコア入口側流路４６Ａとの分岐部（又は、サーモスタット３４）よりも上流側のラジエータ入口側流路４３に設けられており、ウォータジャケット４２からラジエータ入口側流路４３内に流れ込む冷却水の温度を測定する。ＥＧＲクーラ側冷却水温センサ６５は、ＥＧＲクーラ出口側流路４６Ｂに設けられており、ＥＧＲクーラ２２を通過した冷却水の温度を測定する。これら各センサ３９，６５のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ６４に入力される。

ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８は、ポンプ吐出ポート４１から分岐してＥＧＲクーラ２２入口に接続されたＥＧＲクーラ入口側流路４８Ａと、ＥＧＲクーラ２２出口とポンプ吸入ポート４７とを接続するＥＧＲクーラ出口側流路４８Ｂとを備えている。また、ＥＧＲクーラ入口側流路４８Ａには、ＥＧＲクーラ２２に流入する冷却水を昇温する昇温装置５０が介装されている。

図２は、昇温装置５０の一例を示す模式図である。図２に示す昇温装置５０は、ヒータ式の加熱装置により構成されている。ヒータ式の加熱装置は、例えば、電気式の電熱ヒータ５１を備え、電熱ヒータ５１がニクロム線等の電気抵抗の高い金属線に電流を流して発熱させる。オルタネータ、発電機５２等により発電された電力、及び/又はバッテリに蓄えられた電力を、ＥＣＵ６４により制御されるコントローラ５３を介して加熱装置５０に通電させ、加熱装置５０を発熱させる。なお、コントロール５３は、ＥＣＵ６４の機能要素の一部として、ＥＣＵ６４と一体に設けられてもよい。

図３は、昇温装置５０の他の一例を示す模式図である。図３に示す昇温装置５０は、排気熱式の加熱装置により構成されている。排気熱式の加熱装置５０は、排気ガスの有している熱量を利用して冷却水を加熱させる加熱装置である。より具体的には、排気熱式の加熱装置５０は、排気ガスの排気熱を回収する排気熱回収器５４と、ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８を流れる冷却水と冷媒との熱交換を行う熱交換器５５と、排気熱回収器５４と熱交換器５５との間で冷媒を循環させる冷媒循環流路５６と、冷媒循環流路５６上に設けられ且つＥＣＵ６４により制御される冷媒ポンプ５７と、を備えている。

排気熱回収器５４は、例えば、排気ガス流路に配置された触媒（例えば、三元触媒やＳＣＲ触媒）の下流側の配管に沿うように配置される。冷間始動時において、排気ガスの温度低下により触媒の活性化を妨げないように、触媒の下流側に配置される。このような機構により、排気熱回収器５４が排気ガスの排気熱を回収し、冷媒循環流路５６上の冷媒と熱交換を行う。冷媒ポンプ５７が冷媒を冷媒循環流路５６内で循環させ、熱交換器５５において冷媒とＥＧＲクーラ側冷却水流路４８を流れる冷却水との熱交換を行う。従って、ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８を流れる冷却水を排気ガスの熱量（熱エネルギー）によって加熱することができる。

図４は、昇温装置５０の他の一例を示す模式図である。図４に示す昇温装置５０は、潜熱蓄熱器式の加熱装置により構成されている。蓄熱器式の加熱装置５０は、エンジンＥが暖機状態にある場合に冷却水が有している熱量を例えば潜熱蓄熱器５８等の蓄熱器に蓄熱しておき、エンジンＥの始動時に、ＥＣＵ６４に接続されたコントローラ５９の制御により放熱することによって冷却水を加熱させる加熱装置とすることができる。なお、コントロール５９は、ＥＣＵ６４の機能要素の一部として、ＥＣＵ６４と一体に設けられてもよい。

図５は、昇温装置５０の他の一例を示す模式図である。図５に示す温装置５０は、別の蓄熱器式の加熱装置により構成されている。蓄熱器式の加熱装置５０は、エンジンＥが暖機状態にある場合に冷却水又は排気ガスが有している熱量を蓄積する蓄熱器６０と、ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８を流れる冷却水と冷媒との熱交換を行う熱交換器６１と、蓄熱器６０と熱交換器６１との間で冷媒を循環させる冷媒循環流路６２と、冷媒循環流路６２上に設けられた冷媒ポンプ６３と、を備えている。

蓄熱器６０は、ＥＣＵ６４に接続されたコントローラ６６の制御指令を受けて制御され、放熱するようになっている。よって、蓄熱器６０が冷却水又は排気ガスの熱量を蓄積し、冷媒循環流路６２上の冷媒と熱交換を行う。冷媒ポンプ６３が冷媒を冷媒循環流路６２内で循環させ、熱交換器６１において冷媒とＥＧＲクーラ側冷却水流路４８を流れる冷却水との熱交換を行う。従って、ＥＧＲクーラ側冷却水流路４８を流れる冷却水を蓄熱器６０に蓄熱された熱量によって加熱することができる。なお、蓄熱器６０は、例えば過去のエンジン動作時に蓄積した排気ガス又は冷却水の熱量を放熱するため、例えば、排気ガス流路又は冷却水回路のいずれの場所に配置されてもよい。また、コントロール６６は、ＥＣＵ６４の機能要素の一部として、ＥＣＵ６４と一体に設けられてもよい。

次に、図６〜８に基づいて、本実施形態に係るエンジン冷却システムの冷却水温度に応じた流路切り替え動作について説明する。

図６は、エンジンＥの始動時に、冷却水温度Ｔ_ｗが所定のＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖよりも低い場合の冷却水の流れを説明する図である。本実施形態において、ＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖは、排気露点温度（例えば、約５０℃）であり、冷却水温Ｔ_ｗがそれ未満の温度領域においては、ＥＧＲクーラ２２にてＥＧＲガスから凝縮水を生成させ得る温度閾値として設定されている。

冷却水温Ｔ_ｗがＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖよりも低い場合、ＥＣＵ６４（図１参照）からの指令に応じてヒータコア側開閉バルブ３７及び、バイパス側開閉バルブ３８が閉弁される。すなわち、図６中に実線で示すように、ウォータポンプ３３により圧送される冷却水は、ポンプ吐出ポート４１から、昇温装置５０が介装されたＥＧＲクーラ入口側流路４８Ａ→ＥＧＲクーラ２２→ＥＧＲクーラ出口側流路４６Ｂ→ポンプ吸入ポート４７の順に循環される。この状態で、昇温装置５０により冷却水を昇温することで、冷却水温Ｔ_ｗは早期にＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖまで上昇し、ＥＧＲガスの早期導入が図られるようになっている。

図７は、冷却水温Ｔ_ｗがＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ以上、且つ、エンジンＥの暖機温度（例えば、約８０℃）に達するまでの間の冷却水の流れを説明する図である。冷却水温Ｔ_ｗがＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖに達すると、ＥＣＵ６４（図１参照）からの指令に応じてヒータコア側開閉バルブ３７及び、バイパス側開閉バルブ３８が閉弁から開弁に切り替えられる。また、冷却水温Ｔ_ｗが暖機温度に達するまでの間は、サーモスタット３４により、冷却水はラジエータ３２を迂回するバイパス流路４４に流通される。

すなわち、図７中に実線で示すように、ウォータポンプ３３により圧送される冷却水は、（１）ポンプ吐出ポート４１から、オイルクーラ３５→ウォータジャケット４２→ラジエータ入口側流路４３→サーモスタット３４→バイパス流路４５→ポンプ吸入ポート４７の順に流れる流路、（２）ラジエータ入口側流路４３から、ヒータコア入口側流路４６Ａ→ヒータコア３１→ヒータコア出口側流路４６Ｂ→ポンプ吸入ポート４７の順に流れる流路、及び、（３）ポンプ吐出ポート４１から、ＥＧＲクーラ入口側流路４８Ａ→ＥＧＲクーラ２２→ＥＧＲクーラ出口側流路４６Ｂ→ポンプ吸入ポート４７の順に流される計３つの流路を循環される。

図８は、冷却水温Ｔ_ｗが暖機温度（例えば、約８０℃）に達した状態における冷却水の流れを説明する図である。冷却水温Ｔ_ｗが暖機温度に達すると、冷却水の流路はサーモスタット３４によりバイパス流路４５からラジエータ入口側流路４３に切り替えられる。すなわち、図８中に実線で示すように、ウォータポンプ３３により圧送される冷却水は、（１）ポンプ吐出ポート４１から、オイルクーラ３５→ウォータジャケット４２→ラジエータ入口側流路４３→ラジエータ３２→ラジエータ出口側流路４４→ポンプ吸入ポート４７の順に流れる流路、（２）ラジエータ入口側流路４３から、ヒータコア入口側流路４６Ａ→ヒータコア３１→ヒータコア出口側流路４６Ｂ→ポンプ入口側流路４７の順に流れる流路、及び、（３）ポンプ吐出ポート４１から、ＥＧＲクーラ入口側流路４８Ａ→ＥＧＲクーラ２２→ＥＧＲクーラ出口側流路４８Ｂ→ポンプ吸入ポート４７の順に流される計３つの流路を循環される。

次に、図９に基づいて、本実施形態のエンジン冷却システムの制御フローを説明する。本制御はエンジンＥの始動（イグニッションスイッチのキースイッチＯＮによる始動又は所謂アイドリングストップの機能解除によるエンジンＥの始動）と同時にスタートする。

ステップＳ１００では、ＥＧＲクーラ側冷却水温センサ６５又は、エンジン側冷却水温センサ３９によって検出される冷却水温Ｔ_ｗ０がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ未満にあるか否かが判定される。冷却水温Ｔ_ｗ０がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ未満の場合（肯定）、本制御はステップＳ１１０に進む。一方、冷却水温Ｔ_ｗ０がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ以上の場合（否定）、本制御は終了する。なお、当該判定に用いるセンサ値は、各水温センサ６５，３９のセンサ値に限定されず、図示しないエンジンオイル温度センサのセンサ値を用いてもよい。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ６４からの指令に応じてヒータコア側開閉バルブ３７及び、バイパス側開閉バルブ３８が閉弁され、且つ、昇温装置５０により冷却水を昇温する「冷却水昇温制御」が実施される。

ステップＳ１２０では、ＥＧＲクーラ側冷却水温センサ６５によって検出されるＥＧＲクーラ２２出口の冷却水温Ｔ_ｗ１がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖに達しているか否かが判定される。冷却水温Ｔ_ｗ１がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖに達している場合（肯定）、本制御はステップＳ１３０に進み、ＥＣＵ６４からの指令に応じてＥＧＲバルブ２４を開弁することで、ＥＧＲガスの導入が開始される。一方、冷却水温Ｔ_ｗ１がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖに達していない場合（否定）、本制御はステップＳ１１０に戻され、「冷却水昇温制御」が継続される。

ステップＳ１４０では、エンジン側冷却水温センサ３９によって検出されるウォータジャケット４２出口の冷却水温Ｔ_ｗ２がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ以上にあるか否かが判定される。冷却水温Ｔ_ｗ２がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ未満の場合（否定）、本制御はステップＳ１１０に戻され、「冷却水昇温制御」が継続される。すなわち、ＥＧＲガスの導入開始後に、エンジン側冷却水流路４０内の冷却水温Ｔ_ｗ２がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ以上になるまでは、「冷却水昇温制御」を継続することで、エンジン側冷却水流路４０からＥＧＲクーラ側冷却水流路４８に低温冷却水が流れ込むことを効果的に防止できるようになっている。

ステップＳ１４０の判定において、冷却水温Ｔ_ｗ２がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ以上の場合（肯定）、本制御はステップＳ１５０に進み、「冷却水昇温制御」を終了する。すなわち、ヒータコア側開閉バルブ３７及び、バイパス側開閉バルブ３８が開弁され、且つ、昇温装置５０による冷却水の昇温を停止して、その後、本制御は終了される。なお、エンジンＥの早期暖機を優先する場合は、ステップＳ１５０にて、各バルブ３７，３８を開弁しつつ、昇温装置５０による冷却水の昇温を冷却水温Ｔ_ｗ２が暖機温度に達するまで継続させてもよい。

以上詳述したように、本実施形態のエンジン冷却システムによれば、エンジンＥの始動時に、冷却水温がＥＧＲガスの冷却により凝縮水を発生させ得るＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ未満の場合には、エンジン側冷却水流路４０内の冷却水を停止させると共に、ＥＧＲ側冷却水流路４８に冷却水を循環させ、さらに、ＥＧＲ側冷却水流路４８内を循環する冷却水を昇温装置５０により昇温する「冷却水昇温制御」が実施されるようになっている。これにより、図１０の特性線Ａに示すように、冷却水をＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖまで上昇させるのに要する時間（ｔ１参照）が、昇温制御を行わない特性線Ｂに示す従来技術の時間（ｔ２参照）に比べて、効果的に短縮されるようになり、ＥＧＲガスの早期導入が可能になることで、排気エミッション性能を確実に向上することができる。

また、ＥＧＲ側冷却水流路４８を、昇温装置５０及びＥＧＲクーラ２２のみが介装された短い流路で構成することで、冷却水の外気への放熱量を抑制することが可能となり、昇温時に長い流路を用いる上記特許文献１記載の技術に比べ、特に冷間始動時においても、冷却水の昇温時間を確実に短縮することができる。

［第二実施形態］
次に、図１１に基づいて、本発明の第二実施形態に係るエンジン冷却システムを説明する。第二実施形態は、第一実施形態において、ヒータコア側冷却水４６Ａ，Ｂを省略すると共に、ヒータコア３１をＥＧＲクーラ２２よりも下流側のＥＧＲクーラ出口側流路４８Ｂに配置したものである。このように構成することで、ＥＧＲクーラ２２を流れる冷却水の昇温を図りつつ、室内ヒータの早期使用も可能にすることができる。また、ヒータコア側開閉バルブ３７を廃止して、「冷却水昇温制御」に用いるバルブをバイパス側開閉バルブ３８の一個のみにすることで、装置全体の簡素化及び、コストの削減を図ることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、ヒータコア側開閉バルブ３７及びバイパス側開閉バルブ３８の少なくとも一方を、冷却水温がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ未満の場合に閉弁すると共に、冷却水温がＥＧＲ導入閾値温度Ｔ_ｔｈｖ以上になると開弁するサーモスタットにより構成してもよい。

また、エンジンＥはディーゼルエンジンに限定されず、例えばガソリンエンジン等の他のエンジンにも広く適用することが可能である。

１０ エンジンシステム
２０ ＥＧＲ装置
２１ ＥＧＲ流路
２２ ＥＧＲクーラ
２４ ＥＧＲバルブ
３０ エンジン冷却システム
３１ ヒータコア
３２ ラジエータ
３３ ウォータポンプ
３４ サーモスタット
３５ オイルクーラ
３７ ヒータコア側開閉バルブ（バルブ）
３８ バイパス側開閉バルブ（バルブ）
３９ エンジン側冷却水温度センサ（温度センサ）
４０ エンジン側冷却水流路（エンジン側流路）
４１ ポンプ吐出ポート
４２ ウォータジャケット（エンジン側流路）
４３ ラジエータ入口側流路（エンジン側流路）
４４ ラジエータ出口側流路（エンジン側流路）
４５ バイパス流路（エンジン側流路）
４６Ａ ヒータコア入口側流路（エンジン側流路）
４６Ｂ ヒータコア出口側流路（エンジン側流路）
４７ ポンプ吸入ポート
４８ ＥＧＲクーラ側冷却水流路（ＥＧＲクーラ側流路）
４８Ａ ＥＧＲクーラ入口側流路（ＥＧＲクーラ側流路）
４８Ｂ ＥＧＲクーラ出口側流路（ＥＧＲクーラ側流路）
５０ 昇温装置
６４ ＥＣＵ（制御部）
６５ ＥＧＲクーラ側冷却水温度センサ（温度センサ）

Claims (10)

1. エンジンの冷却水を圧送するポンプと、
   前記ポンプの吐出ポートから、少なくとも前記エンジンを介して前記ポンプの吸入ポートに接続されて冷却水を流通させるエンジン側流路と、
   前記ポンプの吐出ポートから、ＥＧＲクーラを介して前記ポンプの吸入ポートに接続されて冷却水を流通させるＥＧＲクーラ側流路と、
   前記エンジン側流路又は前記ＥＧＲクーラ側流路の少なくとも一方の流路を流れる冷却水の温度を取得する温度センサと、
   前記エンジン側流路を開閉可能なバルブと、
   前記ＥＧＲクーラ側流路を流れる冷却水を昇温可能な昇温装置と、
   前記温度センサにより取得される冷却水の温度がＥＧＲガスの冷却により凝縮水を生成させ得る所定の閾値温度未満の場合に、前記バルブを閉弁させて前記エンジン側流路の冷却水の流れを停止させると共に、前記ＥＧＲ側流路に冷却水を流通させ、且つ、前記昇温装置を作動させて前記ＥＧＲ側流路を流れる冷却水を昇温する昇温制御を実施する制御部と、を備える
   ことを特徴とするエンジン冷却システム。
2. 前記温度センサが、前記ＥＧＲクーラよりも下流側の前記ＥＧＲクーラ側流路に配置されたクーラ出口温度センサであり、
   前記制御部は、前記昇温制御の実施により前記クーラ出口温度センサで取得される冷却水の温度が前記閾値温度に達すると、前記ＥＧＲクーラへのＥＧＲガスの導入を開始させる
   請求項１に記載のエンジン冷却システム。
3. 前記温度センサとして、前記エンジンよりも下流側の前記エンジン側流路に配置されたエンジン出口温度センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記ＥＧＲガスの導入開始から前記エンジン出口温度センサで取得される冷却水の温度が前記閾値温度を超えるまでは、前記昇温制御を継続させる
   請求項２に記載のエンジン冷却システム。
4. 前記エンジン側流路は、該エンジン側流路を流れる冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ及び、前記エンジンと前記ラジエータとの間から分岐して該ラジエータを迂回するバイパス流路をさらに備え、
   前記エンジン側流路と前記バイパス流路との分岐部には、前記エンジンを通過した冷却水の温度が前記閾値温度よりも高い所定の暖機温度に達するまでは、冷却水を前記ラジエータから迂回させて前記バイパス流路に流通させるサーモスタットが設けられ、
   前記バルブが前記バイパス流路に設けられた
   請求項１から３の何れか一項に記載のエンジン冷却システム。
5. 前記エンジン側流路は、前記エンジンと前記サーモスタットとの間から分岐すると共に、冷却水の熱で空気を加熱するヒータコアが介装されたヒータコア側流路をさらに備え、
   前記バルブが前記バイパス流路及び前記ヒータコア側流路の少なくとも一方に設けられた
   請求項４に記載のエンジン冷却システム。
6. 前記ＥＧＲクーラよりも下流側の前記ＥＧＲクーラ側流路に、冷却水の熱で空気を加熱するヒータコアが介装された
   請求項１から４の何れか一項に記載のエンジン冷却システム。
7. 前記昇温装置が、前記ＥＧＲクーラよりも上流側の前記ＥＧＲクーラ側流路に配置された
   請求項１から６の何れか一項に記載のエンジン冷却システム。
8. 前記昇温装置が、ヒータ式の昇温装置である
   請求項１から７の何れか一項に記載のエンジン冷却システム。
9. 前記昇温装置が、排気熱式の昇温装置である
   請求項１から７の何れか一項に記載のエンジン冷却システム。
10. 前記昇温装置が、蓄熱器式の昇温装置である
    請求項１から７の何れか一項に記載のエンジン冷却システム。

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