JPH0541213Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案はエンジンの排気ガスの熱を利用する排
気熱交換器のための制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、車輌用エンジンの排気系に設けられ
た熱交換器を用いて冷機時に冷却水を加熱するこ
とでエンジンを暖機する時間や車室ヒータが実質
的に効き始める時間を短縮することが行われてい
る。この種の熱交換器を制御する装置として、例
えば、実開昭61−104216号或いは実開昭61−
104217号公報に、エンジンのウオータジヤケツト
とラジエータとに設けられた冷却水の温度センサ
を用いて排気熱交換器の動作を制御するものが開
示されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかるに、一般に外気温度が比較的高いときに
は、エンジンの温度及び冷却水の温度が早期に上
昇することから、冷却水温度のみにより排気熱交
換器の動作を制御した場合には、冷却水が過度に
加熱されることが考えられる。

このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の
主な目的は、エンジン冷却水が過度に加熱される
ことなく、好適に排気ガスと冷却水との間の熱交
換を行う排気熱交換器のための制御装置を提供す
ることにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、冷却水系
を備えるエンジンの排気通路中に設けられ、選択
手段により、排気ガスと前記冷却水との間で熱交
換を行う第１の状態及び前記熱交換が実質的に行
われない第２の状態のいずれかを選択的にとり得
る排気熱交換器のための制御装置であつて、外気
温度を検出する手段と、前記冷却水の温度を検出
する手段とを有し、前記冷却水温度が所定値以下
のときには前記第１の状態を選択し、前記冷却水
温度が前記所定値を越えたときには前記第２の状
態を選択し、かつ前記所定値が前記外気温度が高
いときには低い値に設定されることを特徴とする
排気熱交換器のための制御装置を提供することに
より達成される。

〈作用〉 このようにすれば、熱交換により冷却水が必要
以上に加熱されることがない。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実
施例について詳細に説明する。

第１図は本考案が適用される車輌の冷却水系統
及び排気ガスの通路を図式化して示すダイヤグラ
ム図である。エンジン１のウオータジヤケツト
は、該ウオータジヤケツトから導出されサーモス
タツト７を有する冷却水通路２と、ラジエータ３
と、エンジン１のウオータジヤケツトに戻る側の
ウオータポンプ６を有する冷却水通路４とを有す
る冷却水の閉回路に接続され、ウオータポンプ６
が冷却水をエンジン１のウオータジヤケツトに向
けて圧送し、エンジン１に接して昇温した冷却水
をラジエータ３に送り出し、エンジンの冷却を行
う。ここで、ラジエータフアン２７のモータ２８
は90℃以上でONとなるサーモスイツチ２９に接
続されており、冷却水温度が90℃以上となつたと
きラジエータフアン２７が駆動されることとな
る。

サーモスタツト７は冷却水温度が82℃以上とな
つたときにのみ開弁するもので、その上流側とウ
オータポンプ６の上流側との間にバイパス通路５
が設けられている。従つて、エンジンの冷機時に
は、サーモスタツト７が閉じられているため、冷
却水がバイパス通路５を経てそのままエンジン１
に戻され、暖機が促進される。

エンジン１のウオータジヤケツトは、更に比較
的小径のヒータ通路８にも接続されている。ヒー
タ通路８は後記する排気熱交換器９の冷却水流入
口９ａを介してウオータジヤケツト２４に接続さ
れ、ウオータジヤケツト２４から冷却水流出口９
ｂを介して導出された通路１１は３方弁１２を経
てヒータコア１３に至り、このヒータコア１３は
戻し通路１５を介してウオータポンプ６の上流側
に接続されている。ヒータを使用しない場合に
は、３方弁１２を切替え、通路１１からの冷却水
がヒータコア１３を通過することなくバイパス通
路１４からそのまま戻し通路１５を経てエンジン
側に戻されるようになつている。

エンジンから排出された排気ガスは、排気ガス
通路１６を経て排気熱交換器９に導入され、切換
弁１７の状態に応じて排気ガス中央通路１８また
は排気ガス環状通路１９を通過し、マフラ２０を
経て大気に放出される。即ち、切換弁１７の閉弁
時には、排気ガスは専ら排気ガス環状通路１９を
通過し排気ガスとウオータジヤケツト２４内の冷
却水との間で熱交換が活発に行われ、切換弁１７
の開弁時には、排気ガスが比較的排気抵抗を受け
ることなく概ね排気ガス中央通路１８を直進する
こととなる。

切換弁１７は、負圧アクチユエータ２１により
開閉駆動されるが、該負圧アクチユエータ２１の
負圧室は、ソレノイドバルブ２２を介してエンジ
ンの吸気管に接続されている。このソレノイドバ
ルブ２２のソレノイド２２ａはECU２５により
制御される。また、ウオータジヤケツト２４の冷
却水流出口９ｂから導出された通路１１に設けら
れた冷却水温度センサ２３及びエンジンルーム内
に設けられた外気温センサ２６もECU２５に接
続されている。

第２図は、ECU２５の機能を模式的に示すブ
ロツク図である。冷却水温度センサ２３及び外気
温センサ２６から送られてきた信号は、レベル修
正回路３１、マルチプレクサ３２及びＡ／Ｄコン
バータ３３を介してCPU３０に送られる。CPU
３０は、ROM３４に記憶されたプログラムに従
い、同じくROM３４に記憶されたデータと
RAM３５に一時的に記憶された両センサからの
データとを照合し、駆動回路３６を介して第１図
に示されているソレノイド２２ａに選択的に電力
を供給し負圧アクチユエータ２１を介して切換弁
１７を開閉することとなる。

次に、本実施例の作動の要領を第３図に示され
たフロー図に基づき説明する。第３図のステツプ
42に於てイニシヤライズ動作を行い、ステツプ43
に於て外気温が15℃よりも高いか否かを判別し、
15℃よりも低ければステツプ44へ進み、冷却水温
度がラジエータフアン２７が作動する90℃よりも
低温の設定値、例えば85℃よりも高いか否かを判
別する。冷却水温度が85℃よりも高ければ即ちエ
ンジン１の暖機が完了していれば、ステツプ45に
進みソレノイド２２ａへの電力の供給を停止す
る。その結果、アクチユエータ２１にはソレノイ
ドバルブ２２より大気圧が供給され、切換弁１７
に設けられた図示されない捩りコイルばね等の働
きにより切換弁１７が全開状態にされる。ここで
排気ガス中央通路１８は、排気ガス環状通路１９
に対して比較的流路抵抗が少なく排気ガスの大部
分が排気ガス中央通路１８を通過しウオータジヤ
ケツト２４内の冷却水とは殆ど熱交換を行うこと
なくそのままマフラ２０を介して外気に放出され
るようになる。

ステツプ43に於て外気温が15℃以下であれば、
ステツプ46へ進み、冷却水温度が70℃よりも高い
か否かを判別する。70℃よりも高ければステツプ
45に進み、ソレノイド２２ａへの電力の供給を停
止する。ステツプ46に於て冷却水温度が70℃以下
であつた場合、ステツプ47に進み、ソレノイド２
２ａに電力が供給され、エンジンの吸気負圧が負
圧アクチユエータ２１に供給され、切換弁１７が
作動し、ウオータジヤケツト２４内の冷却水が排
気ガスにより加熱され早期に昇温し、ヒータコア
１３が早期に暖房能力を有するようになる。ま
た、ヒータを使用しない場合にも冷却水が排気ガ
スにより加熱されることにより暖機を促進する働
きも得られる。この過程は所定のサイクルにて繰
返され、外気温が15℃よりも高ければ冷却水温度
が70℃以上になるまで、また、外気温が15℃以下
であれば冷却水温度が85℃以上になるまで熱交換
が行われる。

ここで、センサ２３は冷却水温度が最も高温と
なる熱交換器９の冷却水流出口９ｂ近傍にて温度
検出しているため、熱交換により通路１１内の冷
却水が過剰に加熱されることがない。また、ソレ
ノイド２２ａへの電力の供給を停止する温度をラ
ジエータフアンが作動する例えば90℃よりも低く
設定していることにより、ラジエータフアンが不
必要に駆動され、或いは熱交換が不必要に行われ
る事態を回避することができる。

尚、本考案は上記に限定されず様々な応用が可
能であることは云うまでもなく、例えば本実施例
に於ては１つの冷却水温度センサにて異なる２つ
の設定温度を検出したが、異なる設定温度を有す
る２つの温度スイツチを用いても良い。また、第
３図のフロー図のステツプ46に於ける冷却水の設
定温度は、車輌による差異を考慮し任意の温度で
あつて良く、ステツプ44に於ける設定温度は、ラ
ジエータフアンの作動温度に応じて適宜決定して
良い。

〈考案の効果〉 このように本考案によれば、比較的外気温が高
いときには冷却水温度が高温となる前に熱交換を
停止することにより、エンジン負荷が軽減される
と共に冷却水が必要以上に加熱されることがな
く、好適に熱交換器を制御することが可能となる
ためその効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基づく排気熱交換器のための
制御装置が適用された車輌の冷却スイツチ系統を
示すダイヤグラム図である。第２図は第１図の要
部を拡大して示すブロツク図である。第３図は本
考案に基づく排気熱交換器の制御を示すフロー図
である。 １……エンジン、２……通路、３……ラジエー
タ、４……通路、５……バイパス通路、６……ウ
オータポンプ、７……サーモスタツト、８……通
路、９……排気熱交換器、９ａ……冷却水流入
口、９ｂ……冷却水流出口、１１……通路、１２
……３方弁、１３……ヒータコア、１４，１５…
…通路、１６……排気ガス通路、１７……切換
弁、１８……排気ガス中央通路、１９……排気ガ
ス環状通路、２０……マフラ、２１……負圧アク
チユエータ、２２……ソレノイドバルブ、２２ａ
……ソレノイド、２３……温度センサ、２４……
ウオータジヤケツト、２５……ECU、２６……
外気温センサ、２７……ラジエータフアン、２８
……モータ、２９……サーモスイツチ、３０……
CPU、３１……レベル修正回路、３２……マル
チプレクサ、３３……Ａ／Ｄコンバータ、３４…
…ROM、３５……RAM、３６……駆動回路、
42〜47……ステツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 冷却水系を備えるエンジンの排気通路中に設け
   られ、選択手段により、排気ガスと前記冷却水と
   の間で熱交換を行う第１の状態及び前記熱交換が
   実質的に行われない第２の状態のいずれかを選択
   的にとり得る排気熱交換器のための制御装置であ
   つて、 外気温度を検出する手段と、前記冷却水の温度
   を検出する手段とを有し、 前記冷却水温度が所定値以下のときには前記第
   １の状態を選択し、前記冷却水温度が前記所定値
   を越えたときには前記第２の状態を選択し、かつ
   前記所定値が前記外気温度が高いときには低い値
   に設定されることを特徴とする排気熱交換器のた
   めの制御装置。