(57)【要約】【課題】エンジンが過大に暖まることを抑制できる暖機システムを提供する。【解決手段】暖機システム１は、エンジン１０と、エンジン１０からの排気ガスが開放口２１へ向かって流れる排気通路２０と、外部からの空気とエンジン１０の冷却水とを熱交換して冷却水を冷却する熱交換器３０と、排気通路２０の分岐通路２５と繋がっており、エンジン１０及び熱交換器３０を含むエンジンルーム５２を囲んでいる囲み部５０と、エンジン１０の暖機時には、排気通路２０の排気ガスを分岐通路２５からエンジンルーム５２へ流入させ、エンジンの暖機時以外の時には、開放口２１へ向かって流れる排気ガスの負圧によってエンジンルーム５２の空気を分岐通路２５を介して開放口２１へ向かわせる切り替えバルブ６０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの排気ガスが開放口へ向かって流れる排気通路と、
外部からの空気と前記エンジンの冷却水とを熱交換して、前記冷却水を冷却する熱交換器と、
前記排気通路の分岐部と繋がっており、前記エンジン及び前記熱交換器を含む空間を囲んでいる囲み部と、
前記エンジンの暖機時には、前記排気通路の前記排気ガスを前記分岐部から前記空間へ流入させ、前記エンジンの暖機時以外の時には、前記開放口へ向かって流れる排気ガスの負圧によって前記空間の空気を前記分岐部を介して前記開放口へ向かわせる切り替え部と、
を備える、暖機システム。
【請求項２】
前記エンジンの冷却水の温度を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記冷却水の温度が所定の閾値よりも高いと、前記排気ガスの負圧によって前記空間の空気を前記分岐部から前記開放口へ向かわせるように前記切り替え部を動作させる制御部と、を更に備える、
請求項１に記載の暖機システム。
【請求項３】
前記熱交換器の前方に開閉可能に設けられたシャッター部材を更に備え、
前記制御部は、前記エンジンの暖機時には、前記シャッター部材を閉状態にさせ、前記エンジンの暖機時以外の時には、前記シャッター部材を開状態にさせる、
請求項２に記載の暖機システム。
【請求項４】
前記囲み部は、前記エンジンの暖機時以外の時に、外部から前記空間へ流入した空気の一部を排出させる排出口を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の暖機システム。
【請求項５】
前記排気通路において前記分岐部よりも前記エンジン側に設けられ、前記排気ガスを浄化する後処理部を更に備え、
前記囲み部は、前記後処理部を囲んでいる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを暖機させる暖機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両においては、エンジンを適切に運転させるために、エンジンの暖機が必要な場合がある。
エンジンを暖機させる方法として、例えば、排気ガスとエンジンの冷却水とを熱交換させる熱交換器により温まった冷却水を、冷却水管を介してエンジンへ送る方法がある（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４７５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンの暖機をより促進するために、エンジンの排気ガスをエンジンルームに送って、エンジンルームを排気ガスで温める方策が提案されている。
しかし、上記の方策の場合には、エンジン暖機後にエンジンルーム内に熱がこもりやすくなり、エンジンが過大に温まる恐れがある。そして、エンジンが過大に温まると、エンジンを冷却させる必要がある。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、エンジンが過大に暖まることを抑制できる暖機システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様においては、エンジンと、前記エンジンからの排気ガスが開放口へ向かって流れる排気通路と、外部からの空気と前記エンジンの冷却水とを熱交換して、前記冷却水を冷却する熱交換器と、前記排気通路の分岐部と繋がっており、前記エンジン及び前記熱交換器を含む空間を囲んでいる囲み部と、前記エンジンの暖機時には、前記排気通路の前記排気ガスを前記分岐部から前記空間へ流入させ、前記エンジンの暖機時以外の時には、前記開放口へ向かって流れる排気ガスの負圧によって前記空間の空気を前記分岐部を介して前記開放口へ向かわせる切り替え部と、を備える、暖機システムを提供する。
上記の構成によれば、エンジンの暖機時には、排気ガスがエンジンを囲む空間（エンジンルーム）に流入することでエンジンが温まるので、エンジンを早期に暖機できる。一方で、エンジンの暖機時以外の時（例えば、暖機直後）には、開放口へ向かって流れる排気ガスの負圧によって、エンジンルーム内の空気が引っ張られて、排気ガスと共に開放口へ向かう。このような空気の流れが生じることで、エンジンルーム内において熱交換器を通過する空気の流量が増加する。これにより、熱交換器における冷却水の冷却が促進されるので、暖機によって温度が高くなったエンジンを効果的に冷却できる。
【０００７】
また、前記暖機システムは、前記エンジンの冷却水の温度を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記冷却水の温度が所定の閾値よりも高いと、前記排気ガスの負圧によって前記空間の空気を前記分岐部から前記開放口へ向かわせるように前記切り替え部を動作させる制御部と、を更に備えることとしてもよい。
【０００８】
また、前記暖機システムは、前記熱交換器の前方に開閉可能に設けられたシャッター部材を更に備え、前記制御部は、前記エンジンの暖機時には、前記シャッター部材を閉状態にさせ、前記エンジンの暖機時以外の時には、前記シャッター部材を開状態にさせることとしてもよい。
【０００９】
また、前記囲み部は、前記エンジンの暖機時以外の時に、外部から前記空間へ流入した空気の一部を排出させる排出口を有することとしてもよい。
【００１０】
また、前記暖機システムは、前記排気通路において前記分岐部よりも前記エンジン側に設けられ、前記排気ガスを浄化する後処理部を更に備え、前記囲み部は、前記後処理部を囲んでいることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エンジンが過大に暖まることを抑制できる暖機システムを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一の実施形態に係る暖機システム１の構成の一例を説明するための模式図である。
【図２】一の実施形態に係る暖機システム１の構成の一例を説明するための模式図である。
【図３】暖機システム１の変形例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜暖機システムの構成＞
図１及び図２を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る暖機システム１の構成について説明する。
【００１４】
図１及び図２は、一の実施形態に係る暖機システム１の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図１には、エンジン１０の暖機時の状態が示されており、図２には、エンジン１０の暖機時ではない時の状態が示されている。なお、図１及び図２では、排気ガスの流れが実線の矢印で示されている。また、図２では、外部からの空気の流れが破線の矢印で示されている。
【００１５】
暖機システム１は、ここではトラック等の車両に搭載されている。本実施形態の暖機システム１は、エンジン１０の排気ガスを利用して、エンジン１０の暖機を促進させるためのシステムである。暖機システム１は、図１に示すように、エンジン１０と、排気通路２０と、後処理装置２３と、分岐通路２５と、熱交換器３０と、グリルシャッター３２と、排熱回収器４０と、冷却水通路４２と、囲み部５０と、切り替えバルブ６０と、検出センサ７０と、制御装置８０とを有する。
【００１６】
エンジン１０は、複数の気筒を含むエンジンであり、本実施形態ではディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジン、その他の内燃機関にも適用可能である。エンジン１０は、気筒内で燃料と吸気（空気）の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。吸気は、不図示の吸気通路によりエンジン１０の気筒に吸入されている。また、エンジン１０は、燃焼後の排気ガスを排気通路２０へ排出する。
【００１７】
排気通路２０は、エンジン１０から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路２０は、例えば管で構成されている。排気通路２０の長手方向の一端は、エンジン１０と接続されており、排気通路２０の長手方向の他端には、大気と連通している開放口２１が設けられている。このため、エンジン１０からの排気ガスは、開放口２１へ向かって流れて開放口２１から大気開放される。
【００１８】
後処理装置２３は、排気通路２０に設けられており、排気ガスを浄化する後処理部である。後処理装置２３は、例えば、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）を有してもよい。ＤＰＦは、排気ガス中のＰＭを捕集する。ＳＣＲは、尿素水から加水分解されて生成されるアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化する選択触媒還元部である。
【００１９】
分岐通路２５は、排気通路２０において後処理装置２３よりも下流側から分岐した分岐部である。分岐通路２５は、囲み部５０と繋がっており、後処理装置２３で浄化された排気ガスを囲み部５０内の空間（エンジンルーム５２）に流入可能となっている。なお、分岐通路２５も排気通路２０と同様に管となっており、分岐通路２５の直径は排気通路２０の直径よりも小さい。
【００２０】
熱交換器３０は、例えば、エンジン１０の冷却水（エンジン冷却水）を冷却するラジエータである。熱交換器３０は、外部からの空気（例えば、走行風）とエンジン冷却水とを熱交換して、エンジン冷却水を冷却する。熱交換器３０は、エンジン１０の前方に設けられている。なお、熱交換器３０とエンジン１０の間に、空気の流れを促進するためにファンが設けられてもよい。
【００２１】
グリルシャッター３２は、熱交換器３０の前方に、開閉可能に設けられたシャッター部材である。具体的には、グリルシャッター３２は、図１に示す閉状態と図２に示す開状態の間で回動可能に設けられている。グリルシャッター３２が開状態の際には、通気口５６（図２）が開放されており、グリルシャッター３２が閉状態の際には、通気口５６が閉塞されている。そして、グリルシャッター３２が開状態の際に、車両の前方から通気口５６を介してエンジンルーム５２へ空気が流入する。グリルシャッター３２を通過した空気が、熱交換器３０へ向かって流れることで、熱交換器３０において冷却水が冷却される。
【００２２】
排熱回収器４０は、排気ガスとエンジン１０の冷却水とを熱交換する熱交換部である。排気ガスは、排気通路２０から分岐通路２５を経由して流入しており、冷却水は、冷却水通路４２を流れている。ここで、冷却水の温度は排気ガスの温度よりも低いので、冷却水は、エンジン１０の暖機時にエンジンルーム５２に流入した排気ガスと熱交換することで加熱される。本実施形態では、排熱回収器４０は、排気ガスとエンジン１０の冷却水とを熱交換する熱交換部であることとしたが、これに限定されない。例えば、排熱回収器４０は、排気ガスとエンジン１０のエンジンオイルやトランスミッションオイル等の流体とを熱交換する熱交換部であってもよい。
【００２３】
冷却水通路４２は、エンジン１０と排熱回収器４０の間を繋げており、冷却水が流れる通路である。冷却水通路４２は、冷却水がエンジン１０から排熱回収器４０へ流れる通路と、冷却水が排熱回収器４０からエンジン１０へ流れる通路とを有する。例えば、エンジン１０の暖機時には、排熱回収器４０で加熱されて温まった冷却水が、冷却水通路４２を介してエンジン１０へ流れることで、エンジン１０の暖機を促進できる。なお、図１及び図２には示していないが、冷却水通路４２は、エンジン１０と熱交換器３０の間も繋げている。
【００２４】
囲み部５０は、車両のエンジンルーム５２を囲んでいる。エンジンルーム５２は、エンジン１０と、後処理装置２３と、熱交換器３０を含む空間である。なお、本実施形態では、エンジンルーム５２内に、排熱回収器４０及び冷却水通路４２も含まれている。
【００２５】
また、囲み部５０は、排気通路２０の分岐通路２５と繋がっており、エンジン１０の暖機時に分岐通路２５からエンジンルーム５２へ排気ガスが流入可能となっている。エンジンルーム５２に流入した排気ガスは、循環可能となっている。また、排気ガスは、エンジンルーム５２内で排熱回収器４０、冷却水通路４２、エンジン１０、後処理装置２３、熱交換器３０に沿って流れる。
このようにエンジン１０の暖機時にエンジンルーム５２内に排気ガスが流入して充満することで、エンジン１０の暖機を促進できる。また、エンジンルーム５２内の後処理装置２３を通過する排気ガスの温度が高くなる。これにより、後処理装置２３の触媒が活性化するので、浄化率が向上する。
【００２６】
囲み部５０は、エンジンルーム５２内の排気ガスや空気を排出させる排出口５４を有する。排出口５４は、例えば、後処理装置２３の下方に設けられている。排出口５４の開口の大きさは、例えばシャッター等によって、調整可能となっていてもよい。
【００２７】
排出口５４は、エンジン１０の暖機時には、図１に示すように、エンジンルーム５２内の排気ガスを排出させる。これにより、排気通路２０からエンジンルーム５２を経由して排出口５４へ向かう流れが生じやすくなるので、排気通路２０からエンジンルーム５２への排気ガスの流入が促進されやすい。
【００２８】
排出口５４は、エンジン１０の暖機時以外の時（例えば、エンジン１０の暖機直後）には、図２に示すように、外部からエンジンルーム５２へ流入した空気の一部を排出させる。例えば、エンジンルーム５２の空気のうち、後述するように排気通路２０を流れる排気ガスによって引っ張られない空気が、排出口５４から排出される。
【００２９】
切り替えバルブ６０は、排気通路２０と分岐通路２５との接続部に設けられた切り替え部である。切り替えバルブ６０は、後処理装置２３を通過した排気ガスを、開放口２１又はエンジンルーム５２へ向かわせる。切り替えバルブ６０は、図１に示す第１位置と、図２に示す第２位置との間で回動する。ただし、これに限定されず、切り替えバルブ６０は、上下に移動する開閉式のバルブであってもよい。
【００３０】
エンジン１０の暖機時には、切り替えバルブ６０が第１位置に位置することで、図１に示すように後処理装置２３を通過した排気ガスが分岐通路２５を経由してエンジンルーム５２へ流入する。これにより、エンジンルーム５２に流入した排気ガスによってエンジン１０が暖まりやすくなり、エンジン１０の暖機を促進できる。
【００３１】
一方で、エンジン１０の暖機時以外の時（例えば、エンジン１０の暖機直後）には、切り替えバルブ６０が第２位置に位置することで、図２に示すように後処理装置２３を通過した排気ガスが開放口２１へ流れる。この際、後処理装置２３を通過して開放口２１へ向かう排気ガスの負圧によって、エンジンルーム５２内の空気が分岐通路２５を介して排気通路２０へ引っ張られ、空気が開放口２１へ向かう。
上記のような空気の流れが生じることで、エンジンルーム５２内において熱交換器３０であるラジエータを通過する空気の流量が増加する。これにより、熱交換器３０における冷却水の冷却が促進されるので、エンジン１０を効果的に冷却できる。特に、エンジン１０の暖機時にエンジン１０の温度が高くなった場合に、上記の空気の流れを生じさせることで、短期間でエンジン１０を冷却できる。
【００３２】
また、排気通路２０において開放口２１へ向かって流れる空気及び排気ガスが混合することで、排気ガスの温度を低くできる。これにより、排気通路２０に設けられるサイレンサを小型化したり、サイレンサを無くしたりすることができる。
【００３３】
検出センサ７０は、暖機システム１の動作や状態等を検出する検出部である。例えば、検出センサ７０は、冷却水通路４２を流れる冷却水の温度を検出する温度センサを含む。また、検出センサ７０は、検出結果を制御装置８０へ出力する。
【００３４】
制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（Electric Control Unit）である。制御装置８０は、例えば、検出センサ７０の検出結果に基づいて、切り替えバルブ６０の動作を制御する。なお、バルブの制御は、水温等に応じて駆動する機械式のアクチュエータで行ってもよい。
制御装置８０は、検出センサ７０が検出した冷却水の温度が所定の閾値よりも低い場合（エンジン１０の暖機が必要な場合）には、排気ガスを排気通路２０からエンジンルーム５２へ流入させるように切り替えバルブ６０を動作させる。一方で、制御装置８０は、検出センサ７０が検出した冷却水の温度が所定の閾値よりも高い場合（エンジン１０の暖機が不必要な場合）には、開放口２１へ向かって流れる排気ガスの負圧によってエンジンルーム５２の空気を分岐通路２５を介して開放口２１へ向かわせるように切り替えバルブ６０を動作させる。
【００３５】
また、制御装置８０は、エンジン１０の動作状態に応じて、グリルシャッター３２を動作させる。具体的には、制御装置８０は、エンジン１０の暖機時には、グリルシャッター３２を閉状態（図１）にさせる。これにより、エンジン１０の暖機時に、排気通路２０からエンジンルーム５２へ排気ガスが流入しやすくなり、エンジンルーム５２に排気ガスが充満しやすくなる。一方で、制御装置８０は、エンジン１０の暖機時以外の時には、グリルシャッター３２を開状態（図２）にさせる。これにより、外部の空気が通気口５６を介してエンジンルーム５２内へ流入するので、空気が熱交換器３０を通過しやすくなる。
【００３６】
＜本実施形態における効果＞
上述したように、暖機システム１は、排気通路２０の分岐通路２５と繋がっており、エンジンルーム５２を囲んでいる囲み部５０を有する。そして、エンジン１０の暖機時には、切り替えバルブ６０は、排気通路２０の排気ガスをエンジンルーム５２へ流入させる。一方で、エンジン１０の暖機時以外の時には、切り替えバルブ６０は、開放口２１へ向かって流れる排気ガスの負圧によって、エンジンルーム５２の空気を分岐通路２５を介して開放口２１へ向かわせる。
【００３７】
上記の構成によれば、エンジン１０の暖機時には、排気ガスがエンジンルーム５２内に流入することでエンジン１０が温まるので、エンジン１０を早期に暖機できる。一方で、エンジン１０の暖機時以外の時（例えば、暖機直後）には、排気通路２０において開放口２１へ向かって流れる排気ガスの負圧によって、エンジンルーム５２内の空気が引っ張られて、排気ガスと共に開放口２１へ向かう流れが生じる。このような空気の流れが生じることで、エンジンルーム５２内において熱交換器３０であるラジエータを通過する空気の流量が増加する。これにより、熱交換器３０における冷却水の冷却が促進されるので、暖機によって温度が高くなったエンジン１０を効果的に冷却できる。
【００３８】
ここで、図３参照しながら、暖機システム１の変形例を説明する。
図３は、暖機システム１の変形例を説明するための模式図である。図３には、図２と同様に、エンジン１０の暖機時ではない時の状態が示されている。
【００３９】
変形例は、エンジンルーム５２内に排熱回収器４０（図２参照）が設けられていない点で、上述した実施形態と異なる。変形例においても、エンジン１０の暖機後には、エンジンルーム５２の空気が、排気通路２０を開放口２１へ向かって流れる排気ガスの負圧によって引っ張られて開放口２１へ向かう。このような流れによって熱交換器３０を通過する空気の流量が増加するため、暖機によって温度が高くなったエンジン１０を効果的に冷却できる。
【００４０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００４１】
１    暖機システム
１０    エンジン
２０    排気通路
２１    開放口
２３    後処理装置
３０    熱交換器
３２    グリルシャッター
５０    囲み部
５４    排出口
６０    切り替えバルブ
７０    検出センサ
８０    制御装置
【図１】
2018178905.tif 000003
【図２】
2018178905.tif 000004
【図３】
2018178905.tif 000005