(57)【要約】      （修正有）【課題】ベーパライザの凍結を防止すること。【解決手段】エンジン装置２００は、エンジン１と、該エンジン１の冷却水の一部を流通させるベーパライザ１０１を備え、エンジン１の冷却水の一部をベーパライザ１０１に流通させる。排気ガス通路８１を冷却する冷却水通路８２を有する排気マニホールド６の水出口８４又はエンジン１の気化器用水出口８５とベーパライザ１０１の水入口１０２を接続する経路切替機構３０１を備え、水出口８４と水入口１０２を接続することで、エンジン１始動後に早く高温になりやすい排気マニホールド６内の冷却水をベーパライザ１０１に直接供給する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンの冷却水の一部を流通させる加温部を備えるエンジン装置において、
前記加温部の水入口を、前記エンジンの複数の水出口のいずれかに接続する経路切替機構を備えているエンジン装置。
【請求項２】
前記加温部が、燃料ガスを貯留する燃料ガス源からの燃料ガスを気化させる気化器である、請求項１に記載のエンジン装置。
【請求項３】
エンジンと、該エンジンの冷却水の一部を流通させて熱交換させる被熱交換部を備えるエンジン装置において、
前記被熱交換部の水入口を、前記エンジンの複数の水出口のいずれかに接続する経路切替機構を備えているエンジン装置。
【請求項４】
前記被熱交換部が、燃料ガスを貯留する燃料ガス源からの燃料ガスを気化させる気化器である、請求項３に記載のエンジン装置。
【請求項５】
前記複数の水出口が、冷却水ポンプの水出口と、エンジン本体の水出口である、請求項２又は４に記載のエンジン装置。
【請求項６】
前記エンジンの冷却水温度及び吸気温度がそれぞれ所定しきい値以下のときに、前記エンジン本体の水出口がバイパス経路を介して前記気化器の水入口に接続される請求項５に記載のエンジン装置。
【請求項７】
前記エンジンにおける燃料ガスと空気との混合気の空燃比が所定しきい値よりも希薄傾向にあるときに、前記エンジン本体の水出口がバイパス経路を介して前記気化器の水入口に接続される請求項５に記載のエンジン装置。
【請求項８】
前記経路切替機構は、前記エンジン本体の水出口を前記気化器の水入口に接続するバイパス経路と、前記エンジン本体の水出口を前記バイパス経路側又は前記エンジン側に切り替えて接続する上流側弁と、前記気化器の水入口を前記バイパス経路側又は前記エンジン側に切り替えて接続する下流側弁を備えている請求項５に記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスによる燃焼に基づき出力軸を回転させるエンジン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料ガスと空気との混合気を点火装置（点火プラグ）で着火して駆動するガスエンジンが提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１のガスエンジンは、液化燃料ガスを貯留する液化ガス源からの液化ガスを気化させるベーパライザ（気化器）に冷却水を循環させている。ベーパライザへの冷却水の循環は、ベーパライザの凍結防止及び安定した燃料気化のために、エンジンの内部を通過して加温された冷却水の一部を用いて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９３３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術に記載のエンジン装置では、低温始動時にエンジンは起動していても冷却水は冷えており、さらに燃料気化熱によるベーパライザ本体の温度低下により、ベーパライザが凍結し、液化燃料ガスが気化されず、エンジンストールする虞があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題としている。
【０００６】
本願発明のエンジン装置は、エンジンと、該エンジンの冷却水の一部を流通させる加温部を備えるエンジン装置において、前記加温部の水入口を、前記エンジンの複数の水出口のいずれかに接続する経路切替機構を備えているものである。
【０００７】
本願発明のエンジン装置は、エンジンと、液化燃料ガスを貯留する燃料ガス源からの液化燃料ガスを気化させる気化器を備え、エンジンの冷却水の一部を気化器に流通させるエンジン装置であって、排気ガス通路を冷却する冷却水通路を有する水冷排気マニホールドと、前記気化器の水入口を、前記エンジンの気化器用水出口、又は前記水冷排気マニホールドの水出口に接続する経路切替機構を備えているので、気化器の水入口を水冷排気マニホールドの水出口に接続することで、エンジン始動後にエンジン内部の冷却水よりも早く高温になりやすい水冷排気マニホールド内の冷却水を気化器に直接供給できる。これにより、低温始動時など、気化器の凍結が予測されるときに、気化器の凍結を抑制でき、気化器の凍結に起因するエンジンストールを防止して、エンジン始動性を向上できる。
【０００８】
本願発明のエンジン装置において、例えば、前記エンジンの冷却水温度及び吸気温度がそれぞれ所定しきい値以下のときに、前記水冷排気マニホールドの水出口が前記バイパス経路を介して前記気化器の水入口に接続されるようにすれば、既存の冷却水温センサ、吸気温センサ等を用いて気化器の凍結を予測でき、気化器に専用の温度センサ等を設ける必要がないので、より安価な構成にして、エンジン装置の製造コスト上昇を抑制できる。
【０００９】
また、本願発明のエンジン装置において、例えば、前記エンジンにおける燃料ガスと空気との混合気の空燃比が所定しきい値よりも希薄傾向にあるときに、前記水冷排気マニホールドの水出口が前記バイパス経路を介して前記気化器の水入口に接続されるようにすれば、気化器が凍結傾向にあると液化燃料ガスが気化しにくくなり、空燃比が希薄（リーン）傾向になる特性を利用して、気化器の凍結を予測できる。したがって、気化器に専用の温度センサ等を設ける必要がないので、より安価な構成にして、エンジン装置の製造コスト上昇を抑制できる。
【００１０】
また、本願発明のエンジン装置において、例えば、前記経路切替機構は、前記水冷排気マニホールドの水出口を前記気化器の水入口に接続するバイパス経路と、前記水冷排気マニホールドの水出口を前記バイパス経路側又は前記エンジン側に切り替えて接続する下流側弁と、前記気化器の水入口を前記バイパス経路側又は前記エンジン側に切り替えて接続する上流側弁を備えているようにすれば、水冷排気マニホールドと１本のバイパス経路と２つの弁という簡単な構成を既存の構成に追加するだけで、水冷排気マニホールド内の冷却水を気化器に直接供給できるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明のエンジン装置は、低温始動時など、気化器の凍結が予測されるときに、気化器の凍結を抑制でき、気化器の凍結に起因するエンジンストールを防止して、エンジン始動性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態のエンジンの右前方から視た概略斜視図である。
【図２】同エンジンを左後方から視た概略斜視図である。
【図３】同エンジンを拡大して示す概略斜視図である。
【図４】一実施形態のエンジン装置を示す概略斜視図である。
【図５】排気マニホールドの概略断面図である。
【図６】エンジン装置の冷却水系統を示す概略構成図である。
【図７】同エンジン装置のベーパライザ凍結防止制御を示すフローチャートである。
【図８】他の実施形態のエンジン装置の冷却水系統を示す概略構成図である。
【図９】同エンジン装置のベーパライザ凍結防止制御を示すフローチャートである。
【図１０】さらに他の実施形態のエンジン装置の冷却水系統を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本願発明を具体化した一実施形態のエンジン装置２００について、図面に基づいて説明する。エンジン装置２００は、ガスエンジンからなるエンジン１とベーパライザ
（気化器）１０１を備える。なお、以下の説明において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」等）を用いる場合は、エンジン１の吸気マニホールド３側をエンジン１の左側、エンジン１の排気マニホールド６側をエンジン１の右側、フライホイルハウジング７側をエンジン１の前側、伝動ベルト１８側をエンジン１の後側と表現する。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】
エンジン１は、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式によって駆動するものである。図１〜図３に示す如く、エンジン１の上部に位置するシリンダヘッド２の左側面には吸気マニホールド３を設けている。シリンダヘッド２は、エンジン出力軸４（クランク軸）と複数の気筒（図示省略）とを内蔵したシリンダブロック５上に搭載している。シリンダヘッド２の右側面に排気マニホールド６を設けている。シリンダブロック５の前後両側面からエンジン出力軸４の前後突端側を突出させている。
【００１５】
エンジン１は、シリンダブロック５内に複数の気筒を直列に並べた構成になっている。シリンダブロック５内の各気筒は、シリンダヘッド２左側面側の吸気マニホールド３に連通している。詳細な図示は省略するが、吸気マニホールド３には、吸気スロットル弁１１を介して、外気を除塵浄化して取り込むエアクリーナを接続している。また、シリンダヘッド２の上面左部（吸気マニホールド３側）には、各気筒内の予混合ガスに点火する点火装置１２を各気筒に対応させて設けている。各点火装置１２は、高電圧によって気筒内に火花放電を発生させ、気筒内の予混合ガスを燃焼させる。予混合ガスの燃焼によって各気筒内のピストンが往復動して、エンジン出力軸４を回転駆動させ、エンジン１の動力が発生する。
【００１６】
シリンダヘッド２の左側面に固定された吸気マニホールド３は、上記気筒数と同数の吸気枝管３１を備えており、各吸気枝管３１にガスインジェクタ１３が挿設されている。気筒数と同数のガスインジェクタ１３は、吸気マニホールド３上方で前後（エンジン出力軸４と平行）に延設された燃料ガス供給レール１４と連結されている。燃料ガス供給レール１４は、ボルト２１により吸気マニホールド３に固定締結されている。
【００１７】
図４に示す如く、燃料ガス供給レール１４のガス吸入口２８は、ベーパライザ１０１を介して、ガスボンベ１００と接続されている。ガスボンベ１００には、液体の燃料ガスが貯蔵されており、ベーパライザ１０１によりガスボンベ１００内の燃料ガスが気化された後、燃料ガス供給レール１４を通じてガスインジェクタ１３に供給される。ガスインジェクタ１３が燃料ガスを吸気枝管３１内に噴射することで、吸気マニホールド３内の新気と燃料ガスとが、吸気枝管３１内で混合撹拌されて、シリンダブロック５内の各気筒における吸気ポートに供給される。また、シリンダブロック５内の各気筒は、吸気マニホールド３だけでなく、シリンダヘッド２右側面に固定された排気マニホールド６にも連通しており、各気筒における排気ポートを通じて排気マニホールド６に排気ガスが排気される。
【００１８】
シリンダヘッド２の右側上面は、ヘッドカバー１５に覆われており、ヘッドカバー１５内に弁腕室（図示省略）が形成されている。そして、シリンダヘッド２上面における、ヘッドカバー１５で被覆されていない左側部分（シリンダヘッド２上面の露出部分）に、複数の点火装置１２が前後に並べて挿設されている。また、シリンダヘッド２上面の右側部分では、吸気弁及び排気弁（図示省略）などがヘッドカバー１５により覆われている。
【００１９】
ヘッドカバー１５の後方部分には、各気筒の燃焼室などからシリンダヘッド２上面側に漏れ出たブローバイガスから潤滑油を分離するブローバイガス還元装置１６が構成されている。ブローバイガス還元装置１６は、ブローバイガス戻し管１７を介して吸気マニホールド６と連通している。シリンダヘッド２及びシリンダブロック５に構成された燃焼室か
ら漏れ出るブローバイガスは、ブローバイガス還元装置１６及びブローバイガス戻し管１７を通じて、吸気マニホールド６に供給されると、吸気スロットル弁１１を介して吸気マニホールド６に供給される新気に合流する。そして、吸気マニホールド６で新気と合流したブローバイガスが上記燃焼室に再送される（還元される）ことで、ブローバイガスが大気に放出されないように構成している。
【００２０】
エンジン１は、シリンダヘッド２及びシリンダブロック５内とラジエータ（図示省略）等に冷却水を循環させる冷却水ポンプ１９、及び、バッテリー（図示省略）を充電させるオルタネータ２０を備えている。エンジン出力軸４の左突端部に伝動ベルト１８等を介して冷却水ポンプ１９及びオルタネータ２０を連結している。エンジン出力軸４の回転動力を伝動ベルト１８経由で冷却水ポンプ１９に伝達して冷却水ポンプ１９を駆動させ、シリンダヘッド２及びシリンダブロック５内とラジエータ等に冷却水を循環させる。一方、エンジン出力軸４の回転動力を伝動ベルト１８経由でオルタネータ２０に伝達してオルタネータ２０を駆動させ、オルタネータ２０で発電された電力によりバッテリー（図示省略）を充電させる。実施形態では、冷却水ポンプ１９がエンジン１の後部上寄り部位に取り付けられており、オルタネータ２０がエンジン１の後部右寄り部位に取り付けられている。
【００２１】
図５に示す如く、排気マニホールド６は水冷排気マニホールドで構成される。すなわち、排気マニホールド６は、シリンダヘッド２を介してシリンダブロック５内の各気筒に連通する排気ガス通路８１と、排気ガス通路８１を冷却する冷却水通路８２を備える。エンジン１の各気筒から排出される排気ガスは、シリンダヘッド２の右側面から排出される。そして、破線矢印で示すように、排気ガスは、排気マニホールド６の排気ガス通路８１に取り込まれて合流された後、排気マニホールド６前部の排気ガス出口から排出される。排気マニホールド６から排出される排気ガスは、排気ガス浄化装置（図示省略）等を介して外部に放出される。
【００２２】
冷却水通路８２の上流部（前部）に、排気マニホールド６の下部前端部位に設けられる水入口８３から冷却水が導入される。導入された冷却水は、実線矢印で示すように、排気ガス通路８１の外壁に接しながら冷却水通路８２内をエンジン１の後方へ向けて流れる。冷却水通路８２の下流部（後部）に到達した冷却水は、排気マニホールド６の上部後端部位に設けられる水出口８４から冷却水通路８２外へ流出する。
【００２３】
図６に示すように、この実施形態では、排気マニホールド６の水入口８３は、上流側冷却水経路９１を介して、シリンダブロック５内部の冷却水通路に接続される。また、排気マニホールド６の水出口８４は、下流側水経路９２を介して冷却水ポンプ１９に接続される。冷却水ポンプ１９の駆動により、シリンダヘッド２（図１等参照）及びシリンダブロック５の内部の冷却水通路に冷却水が流通されて、エンジン１が冷却される。
【００２４】
また、シリンダブロック５内部の冷却水通路を流通する冷却水の一部は、上流側冷却水経路９１及び排気マニホールド６の水入口８３を介して冷却水通路８２に導入され、排気ガス通路８１内を流通する排気ガスを冷却する。冷却水通路８２を通過した冷却水は、水出口８４及び下流側水経路９２を経て、冷却水ポンプ１９に流入する。
【００２５】
図４及び図６に示すように、エンジン１の冷却水ポンプ１９には、気化器用水出口８５と気化器用水入口８６が設けられる。気化器用水出口８５は、気化器用の水送り経路９３を介して、ベーパライザ１０１の水入口１０２に接続される。気化器用水入口８６は、気化器用の水戻し経路９４を介して、ベーパライザ１０１の水出口１０３に接続される。冷却水ポンプ１９の駆動により、エンジン１の内部を通過した冷却水の一部がベーパライザ１０１に流通される。これにより、ベーパライザ１０１が加温されて、ベーパライザ１０１の凍結が防止されるとともに、ベーパライザ１０１での燃料気化が安定する。
【００２６】
ベーパライザ１０１の液化燃料ガス入口１０４は、配管からなる液化燃料ガス経路１０６を介して、燃料ガス源の一例としてのガスボンベ１００に接続される。また、ベーパライザ１０１の燃料ガス出口１０５は、配管からなる燃料ガス経路１０７を介して、エンジン１のガス吸入口２８に接続される。ガスボンベ１００から供給される液化燃料ガスは、液化燃料ガス経路１０６を介して、液化燃料ガス入口１０４からベーパライザ１０１に導入され、ベーパライザ１０１で気化される。ベーパライザ１０１で気化された燃料ガスは、燃料ガス出口１０５から燃料ガス経路１０７を介してエンジン１のガス吸入口２８に送られる。
【００２７】
図６に示すように、排気マニホールド６の水出口８４を、エンジン１内部の冷却水流通経路を介さずに、ベーパライザ１０１の水入口１０２に接続するためのバイパス経路９６が設けられている。バイパス経路９６の一端（上流側端）は、排気マニホールド６の水出口８４に連通する下流側水経路９２の中途部に、例えば三方弁からなる切替弁９５を介して接続される。また、バイパス経路９６の他端（下流側端）は、ベーパライザ１０１の水入口１０２に連通する水送り経路９３の中途部に、例えば三方弁からなる切替弁９７を介して接続される。バイパス経路９６及び切替弁９５，９７は、ベーパライザ１０１の水入口１０２を、エンジン１の気化器用水出口８５又は排気マニホールド６の水出口８４に接続する経路切替機構３０１を構成している。また、切替弁９５は上流側弁の一例であり、切替弁９７は下流側弁の一例である。
【００２８】
切替弁９５，９７は、例えば電磁弁又は電動弁であり、ＥＣＵ（Engine Control Unit 又は Electronic Control Unit）からなる制御装置１１０に電気的に接続されている。制御装置１１０は、切替弁９５，９７を含むエンジン１の電気的補助装置を制御して、エンジン１の運転制御を行う。詳細は省略するが、制御装置１１０は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）の他、各種データを予め固定的に記憶させ
たＲＯＭ（Read Only Memory）、制御プログラムや各種データを書換可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable ROM）、制御プログラムや各種データを一時的に記憶
するＲＡＭ（Random Access Memory）、時間計測用のタイマ、及び入出力インターフェイス等を有している。
【００２９】
この実施形態では、排気マニホールド６の水出口８４をベーパライザ１０１に直接つなぐ際の切替弁９５，９７の制御に関連して、制御装置１１０の入力側に、油温センサ１１１、吸気温センサ１１２及び水温センサ１１３が電気的接続される。油温センサ１１１は、エンジン１内の潤滑油の温度を検出するものであり、この実施形態ではシリンダブロック５に取り付けられる。吸気温センサ１１２は、例えば温度計測機能付き吸気圧センサ（Ｔ−ＭＡＰＳ：Temperature-Manifold Absolute Pressure Sensor）で構成され、吸気マ
ニホールド３内の吸気温度と吸気圧力を検出する。水温センサ１１３は、エンジン１内を流通する冷却水の温度を検出するものであり、この実施形態では冷却水ポンプ１９に取り付けられる。
【００３０】
また、制御装置１１０の出力側には、切替弁９５，９７が電気的接続される。なお、図示は省略するが、制御装置１１０の入力側にはエンジン１に設けられる各種センサ等が電気的接続され、制御装置１１０の出力側にはエンジン１に設けられる各種装置等が電気的接続される。
【００３１】
次に、図７を参照しながら、エンジン装置２００におけるベーパライザの凍結防止制御の流れについて説明する。制御装置１１０は、例えばエンジン１の低温始動時など、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、ベーパライザ１０１の水入口１０２を排気マニホールド６の水出口８４にバイパス経路９６を介して接続するように、切替弁９５，９
７を制御する。
【００３２】
制御装置１１０は、エンジン１が始動されると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、水温センサ１１３の出力から計測される冷却水温度が所定水温しきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２）。冷却水温度が所定水温しきい値よりも低いとき（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、エンジン１が冷間始動であることが予測される。このとき、制御装置１１０は、吸気温センサ１１２の出力から計測される吸気温度が所定吸気温しきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００３３】
吸気温度が所定吸気温しきい値よりも低いとき（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、エンジン装置２００の周囲雰囲気が低温であることが予測される。このとき、制御装置１１０は、切替弁９５，９７を切り替えて、排気マニホールド６の水出口８４をベーパライザ１０１の水入口１０２にバイパス経路９６を介して接続する（ステップＳ４）。すなわち、切替弁９５は、排気マニホールド６の水出口８４をバイパス経路９６に接続するとともに、排気マニホールド６の水出口８４と冷却水ポンプ１９の間の水経路を遮断する。また、切替弁９７は、バイパス経路９６を水送り経路９３の中途部に接続するとともに、気化器用水出口８５とベーパライザ１０１の間の水経路を遮断する。
【００３４】
バイパス経路９６経由でのベーパライザ１０１への冷却水流通時には、排気マニホールド６の水出口８４は、エンジン１内部の冷却水流通経路を介さずに、ベーパライザ１０１の水入口１０２に接続される。そして、エンジン始動後にエンジン１内部の冷却水よりも早く高温になりやすい排気マニホールド６内の冷却水がベーパライザ１０１に直接供給される。これにより、低温始動時など、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、ベーパライザ１０１の凍結を抑制でき、ベーパライザ１０１の凍結に起因するエンジンストールを防止して、エンジン始動性を向上できる。
【００３５】
エンジン１の駆動が継続され、油温センサ１１１の出力から計測される油温が所定油温しきい値を超えると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、切替弁９５，９７を切り替えて、ベーパライザ１０１への冷却水流通経路を通常経路に切り替える（ステップＳ６）。すなわち、切替弁９５は、排気マニホールド６の水出口８４を冷却水ポンプ１９に下流側水経路９２を介して接続する。また、切替弁９７は、冷却水用水出口８５をベーパライザ１０１の水入口１０２に接続する。これにより、バイパス経路９６に通じる水経路が遮断される。油温が所定油温しきい値を超えた状態では、エンジン１内の冷却水が十分に加温されているので、冷却水を排気マニホールド６からバイパス経路９６経由でベーパライザ１０１に直接流通させなくても、気化器用水出口８５から流出する冷却水でベーパライザ１０１の凍結を防止できる。
【００３６】
なお、エンジン１の始動後（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、冷却水温度が所定水温しきい値以上のとき（ステップＳ２：Ｎｏ）や、吸気温度が所定吸気温しきい値よりも低いとき（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、制御装置１１０は、ベーパライザ１０１への冷却水流通経路が上記通常経路になるように、切替弁９５，９７を制御する（ステップＳ６）。
【００３７】
次に、図８及び図９を参照しながら、エンジン装置の他の実施形態について説明する。図８に示すように、この実施形態のエンジン装置２０１は、空燃比センサ１１４を備え、制御装置１１０が空燃比センサ１１４の出力に基づいてベーパライザ１０１の凍結を予測する点で、上記実施形態のエンジン装置２００とは異なっている。エンジン装置２０１のその他の構成は、エンジン装置２００と同様である。なお、図８での図示は省略されているが、エンジン装置２０１には空燃比センサ１１４以外にも各種センサが取り付けられており、例えば吸気温センサ１１２や水温センサ１１３（図６参照）などが取り付けられる。
【００３８】
空燃比センサ１１４は、排気ガス中の酸素濃度を検出するものであり、この実施形態では排気マニホールド６の排気ガス通路８１に取り付けられる。空燃比センサ１１４は制御装置１１０に電気的接続されている。制御装置１１０は、空燃比センサ１１４の出力から、シリンダブロック５内の各気筒に供給される空気と燃料ガスとの混合気の空燃比を計測する。
【００３９】
図９を参照しながら、エンジン装置２０１におけるベーパライザの凍結防止制御の流れについて説明する。エンジン装置２０１でも、上記実施形態のエンジン装置２００と同様に、制御装置１１０は、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、ベーパライザ１０１の水入口１０２を排気マニホールド６の水出口８４にバイパス経路９６を介して接続するように、切替弁９５，９７を制御する。
【００４０】
制御装置１１０は、エンジン１が始動されると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、空燃比センサ１１４の出力から計測される混合気の空燃比が所定空燃比しきい値よりも希薄傾向（リーン傾向）にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。混合気の空燃比が所定空燃比しきい値よりも希薄傾向にあるとき（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ベーパライザ１０１が凍結傾向にあることが予測される。すなわち、ベーパライザ１０１が凍結傾向にあると液化燃料ガスが気化しにくくなり、空燃比が希薄（リーン）傾向になる特性を利用して、ベーパライザ１０１の凍結を予測する。そして、制御装置１１０は、切替弁９５，９７を切り替えて、排気マニホールド６の水出口８４をベーパライザ１０１の水入口１０２にバイパス経路９６を介して接続する（ステップＳ４）。エンジン装置２０１におけるステップＳ４での制御は、上記実施形態のエンジン装置２００におけるステップＳ４（図７参照）での制御と同じである。
【００４１】
すなわち、エンジン装置２０１は、上記実施形態のエンジン装置２００と同様にして、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、エンジン始動後にエンジン１内部の冷却水よりも早く高温になりやすい排気マニホールド６内の冷却水をベーパライザ１０１に直接供給する。これにより、低温始動時など、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、ベーパライザ１０１の凍結を抑制でき、ベーパライザ１０１の凍結に起因するエンジンストールを防止して、エンジン始動性を向上できる。
【００４２】
エンジン１の始動後（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、混合気の空燃比が所定空燃比しきい値以下のとき（ステップＳ１１：Ｎｏ）には、ベーパライザ１０１が凍結傾向になく、燃料ガスの気化が正常に行われていることが予測される。このとき、制御装置１１０は、ベーパライザ１０１への冷却水流通経路が上記通常経路になるように、切替弁９５，９７を制御する（ステップＳ１２）。
【００４３】
制御装置１１０は、油温センサ１１１の出力から計測される油温が所定油温しきい値を超えるまで、混合気の空燃比を監視する（ステップＳ５：Ｎｏ、ステップＳ１１）。エンジン１の駆動が継続され、油温が所定油温しきい値を超えると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、ベーパライザ１０１への冷却水流通経路が上記通常経路になるように、切替弁９５，９７を制御する（ステップＳ１３）。なお、油温が所定油温しきい値を超えたときに（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、冷却水がバイパス経路９６経由でベーパライザ１０１に供給されているときには、上記実施形態のエンジン装置２００におけるステップＳ６（図７参照）での制御と同様にして、切替弁９５，９７を切り替えて、ベーパライザ１０１への冷却水流通経路を上記通常経路に切り替える。
【００４４】
次に、図１０を参照しながら、エンジン装置のさらに他の実施形態について説明する。この実施形態のエンジン装置２０２は、図６に示すエンジン装置２００と比較して、切替
弁９５，９７に替えて、開閉弁１１５，１１７を備える。エンジン装置２０２のその他の構成は、エンジン装置２００と同様である。
【００４５】
上流側弁の一例としての開閉弁１１５は、下流側水経路９２とバイパス経路９６の分岐位置よりも下流側で、下流側水経路９２に設けられる。また、下流側弁の一例としての開閉弁１１７は、水送り経路９３とバイパス経路９６の分岐位置よりも上流側で、水送り経路９３に設けられる。バイパス経路９６及び開閉弁１１５，１１７は、ベーパライザ１０１の水入口１０２を、エンジン１の気化器用水出口８５又は排気マニホールド６の水出口８４に接続する経路切替機構３０２を構成している。
【００４６】
開閉弁１１５，１１７がともに開弁状態のときには、排気マニホールド６の冷却水通路８２を流通する冷却水は、水出口８４、下流側水経路９２及び開閉弁１１５を介して冷却水ポンプ１９に流入する一方で、気化器用水出口８５から水送り経路９３及び開閉弁１１７を介して冷却水がベーパライザ１０１の水入口１０２に流入する。他方、開閉弁１１５，１１７がともに閉弁状態のときには、排気マニホールド６の冷却水通路８２を流通する冷却水は、水出口８４、バイパス経路９６及び水送り経路９３を介してベーパライザ１０１の水入口１０２に流入する。
【００４７】
開閉弁１１５，１１７は、制御装置１１０に電気的接続されている。制御装置１１０は、図７を参照して説明したベーパライザ１０１の凍結防止制御の流れと同様にして、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときには、開閉弁１１５，１１７を切り替えて、ベーパライザ１０１の水入口１０２をバイパス経路９６経由で排気マニホールド６の水出口８４に接続する。これにより、低温始動時など、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、エンジン始動後にエンジン１内部の冷却水よりも早く高温になりやすい排気マニホールド６内の冷却水をベーパライザ１０１に直接供給できる。そして、ベーパライザ１０１の凍結に起因するエンジンストールを防止して、エンジン始動性を向上できる。
【００４８】
なお、切替弁９５，９７に替えて開閉弁１１５，１１７を備える構成は、図８を参照して説明したエンジン装置２０１に適用可能であることは言うまでもない。また、下流側水経路９２に切替弁９５を設ける一方で、水送り経路９３に開閉弁１１７を設ける構成であってもよいし、下流側水経路９２に開閉弁１１５を設ける一方で、水送り経路９３に切替弁９７を設ける構成であってもよい。
【００４９】
また、気化器用水出口８５及び気化器用水入口８６は、上記実施形態では冷却水ポンプ１９に設けられているが、例えばシリンダヘッド２やシリンダブロック５など、エンジン１の他の構成部品に設けられてもよい。
【００５０】
図１〜図６、図８及び図１０に示すように、エンジン装置２００，２０１，２０２は、エンジン１と、液化燃料ガスを貯留するガスボンベ１００からの液化燃料ガスを気化させるベーパライザ１０１を備え、エンジン１の冷却水の一部をベーパライザ１０１に流通させるものであって、排気ガス通路８１を冷却する冷却水通路８２を有する水冷式の排気マニホールド６と、ベーパライザ１０１の水入口１０２を、エンジン１の気化器用水出口８５、又は排気マニホールド６の水出口８４に接続する経路切替機構３０１又は３０２を備えているので、ベーパライザ１０１の水入口１０２を排気マニホールド６の水出口８４に接続することで、エンジン１始動後にエンジン１内部の冷却水よりも早く高温になりやすい排気マニホールド６内の冷却水をベーパライザ１０１に直接供給できる。これにより、低温始動時など、ベーパライザ１０１の凍結が予測されるときに、ベーパライザ１０１の凍結を抑制でき、ベーパライザ１０１の凍結に起因するエンジンストールを防止して、エンジン始動性を向上できる。
【００５１】
図６及び図７に示すように、エンジン装置２００は、エンジン１の冷却水温度及び吸気温度がそれぞれ所定しきい値以下のときに、排気マニホールド６の水出口８４がバイパス経路９６を介してベーパライザ１０１の水入口１０２に接続されるようにした。エンジン装置２００は、既存の水温センサ１１３、吸気温センサ１１２等を用いてベーパライザ１０１の凍結を予測でき、ベーパライザ１０１に専用の温度センサ等を設ける必要がないので、より安価な構成にして、エンジン装置２００の製造コスト上昇を抑制できる。
【００５２】
図８及び図９に示すように、エンジン装置２０１は、エンジン１における燃料ガスと空気との混合気の空燃比が所定しきい値よりも希薄傾向にあるときに、排気マニホールド６の水出口８４がバイパス経路９６を介してベーパライザ１０１の水入口１０２に接続されるようにした。エンジン装置２０１は、ベーパライザ１０１が凍結傾向にあると液化燃料ガスが気化しにくくなり、空燃比が希薄（リーン）傾向になる特性を利用して、ベーパライザ１０１の凍結を予測できる。したがって、エンジン装置２０１は、ベーパライザ１０１に専用の温度センサ等を設ける必要がないので、より安価な構成にして、エンジン装置２０１の製造コスト上昇を抑制できる。
【００５３】
図１〜図６、図８及び図１０に示すように、エンジン装置２００，２０１，２０２において、経路切替機構３０１，３０２は、水冷排気マニホールド６の水出口８４をベーパライザ１０１の水入口１０２に接続するバイパス経路９６と、水冷排気マニホールド６の水出口８４をバイパス経路９６側又はエンジン１側に切り替えて接続する下流側弁の例としての切替弁９５又は開閉弁１１５と、ベーパライザ１０１の水入口１０２をバイパス経路９６側又はエンジン１側に切り替えて接続する上流側弁の例としての切替弁９７又は開閉弁１１７を備えている。したがって、エンジン装置２００，２０１，２０２は、水冷排気マニホールド６と、１本のバイパス経路９６と、２つの切替弁９５，９７又は開閉弁１１５，１１７という簡単な構成を既存の構成に追加するだけで、水冷排気マニホールド６内の冷却水をベーパライザ１０１に直接供給できるようになる。
【００５４】
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  エンジン
６  排気マニホールド（水冷排気マニホールド）
８５  気化器用水出口
９６  バイパス経路
１００  ガスボンベ（燃料ガス源）
１０１  ベーパライザ（気化器）
１０２  水入口
２００，２０１，２０２  エンジン装置
３０１，３０２  経路切替機構
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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