JPH0540256Y2 - - 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た
めの排気熱交換器の制御装置 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
とによつて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。この種の装置として、例えば、実開昭
61−104216号公報或いは実開昭61−104217号公報
には、温度センサを用いて排気熱交換器の動作を
制御するための構造の一例が開示されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかして、このような熱交換器にあつては、熱
交換を行う状態と実質的に熱交換を行わない状態
とを有するが、一般に、熱交換を行うためには熱
伝達用に所要の接触面積を確保しなければならな
いことから、熱交換を行う場合の方が排気抵抗が
相対的に大きくなる。しかるに、一般的に冷却水
が低温である時にエンジンを始動する場合、比較
的エンジンが始動し難く、また始動しても回転が
安定し難いことから、前記したような冷却水の低
温時にこのような熱交換器を備えるエンジンの始
動を行う場合、エンジンの排気抵抗の増大によ
り、エンジンの始動が困難となつたり、始動して
もストールし易いという問題点があつた。

実開昭61−104219号公報には排気熱交換器の排
気ガス通路の切換弁を駆動するためにエンジンの
吸気負圧に応動するアクチユエータを用い、吸気
負圧が所定値以下のときには熱交換を行わず排気
抵抗を小さくし、吸気負圧が高いときにのみ熱交
換を行うような排気熱交換器の制御装置が開示さ
れている。このような制御装置は、スロツトルを
開いた時の排気抵抗によるストール等を回避する
ことは可能であるがアクチユエータを駆動する吸
気負圧等の設定が煩雑になり、また必ずしも前記
した冷機時の始動性を改善できない。

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、エンジンの始動性及びエンジン回転
速度の安定を阻害することのない排気ガス利用の
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、エンジン
の排気ガスと冷却水との間で熱交換を行い排気抵
抗が相対的に大きな第１の状態と、前記熱交換が
実質的に行われず排気抵抗が相対的に小さな第２
の状態とを有するエンジンの排気熱交換器のため
の制御装置であつて、前記第１の状態と前記第２
の状態とを選択する選択手段と、前記エンジンの
クランキングの検出手段と、前記クランキング検
出手段の検出結果に応じて前記クランキング開始
後少なくとも所定時間内は前記選択手段が前記第
２の状態を選択するように制御する制御手段とを
有してい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、エンジン始動時及びその直
後は排気抵抗が大きくなることがなく、エンジン
が容易に始動し、かつ回転速度が安定した後に始
めて排気ガスと冷却水との熱交換が行われるよう
になる。

〈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。また、サーモスタツト７は高温時にのみ開弁
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のウオータジ
ヤケツト２４に接続され、ウオータジヤケツト２
４から導出された通路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に接続
されている。また、通路１１内に設けられた冷却
水温度センサ２３、エンジン１に付設されたエン
ジン回転速度センサ２６及びスタータスイツチ２
７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。エンジン回転速度センサ２６か
ら送られてきた信号は波形成形回路２８及びカウ
ンタ２９を介してCPU３０に送られる。また、
スタータスイツチ２７と熱交換器９の冷却水出口
と連通する通路１１内に設けられた冷却水温度セ
ンサ２３と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。CPU３
０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各センサからの
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
４１に於てイニシヤライズ動作を行い、ステツプ
４２に於て冷却水温度が90℃よりも高いか否かを
判別し、90℃よりも高ければ、即ちエンジン１の
暖機が概ね完了していれば、ステツプ４８に進み
ソレノイド２２ａへの電力の供給を停止し、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１
８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４２に於て冷却水温度が90℃以下であ
つた場合、ステツプ４３に進みエンジン１がクラ
ンキング中であるか否かを判別する。ここでクラ
ンキング中であればステツプ４６へ進み、エンジ
ン回転速度が1000rpmより高いか否かを判別す
る。エンジン回転速度が1000rpm以下であつた場
合、即ちエンジンの始動が検出されない場合に
は、ステツプ４７に於て第３図には図示されてい
ないタイマを２秒にセツトしステツプ４８に進
む。ステツプ４３に於てクランキング中でない場
合或いはステツプ４６に於てエンジン回転速度が
1000rpmより高い場合、即ちエンジンの始動が検
出された場合には、ステツプ４４に進む。ステツ
プ４４に於て、前述したタイマに残り時間があつ
た場合ステツプ４８へ進み、タイマがタイムアツ
プしている場合、ステツプ４５へ進みソレノイド
２２ａ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。そしてエンジン１が停止
或いは冷却水温度が90℃以上になるまで熱交換を
行う。

ここで、第３図のフローは、継続的に実行され
ており、常に切換弁１７を制御し即ち熱交換器９
を制御することとなる。尚、ヒータコア１３によ
り車室を暖房した後の冷却水であつても、ある程
度排気ガス熱を保持しているため、通路１５を介
してエンジン１のウオータジヤケツトに戻される
ことにより暖機を促進する働きも得られる。

尚、本考案は上記に限定されず様々な応用が可
能であることは言うまでもなく、例えば第３図の
フロー図のステツプ４７に於てタイマーの設定値
を２秒としたが、エンジン回転速度の安定する任
意の時間であつて良く、またステツプ４６のエン
ジン回転速度或いはステツプ４２の冷却水温度等
の設定も任意であつて良い。

〈考案の効果〉 このように本考案によれば、エンジンの低温始
動時に排気ガス通路の排気抵抗が増大することが
ないため、始動が容易となり、エンジンの性能を
何ら損うことなく早期に車室暖房を行い、しかも
エンジンの暖機を早めることができるためその効
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
示すダイヤフラム図である。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、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……エン
ジン回転速度センサ、２７……スタータスイツ
チ、２８……波形整形回路、２９……カウンタ、
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、４１〜４８……ステツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの排気ガスと冷却水との間で熱交換を
   行い排気抵抗が相対的に大きな第１の状態と、前
   記熱交換が実質的に行われず排気抵抗が相対的に
   小さな第２の状態とを有するエンジンの排気熱交
   換器のための制御装置であつて、 前記第１の状態と前記第２の状態とを選択する
   選択手段と、 前記エンジンのクランキングの検出手段と、 前記クランキング検出手段の検出結果に応じて
   前記クランキング開始後少なくとも所定時間内は
   前記選択手段が前記第２の状態を選択するように
   制御する制御手段とを有していることを特徴とす
   る排気熱交換器のための制御装置。