(57)【要約】【課題】エンジンを早期に暖機させる。【解決手段】エンジン１０のＱＷＳ処理を実行させる操作を受け付けると、エンジン１０の排気ガスを利用してブレーキ力を発生させ、かつエンジン１０への燃料の噴射量を大きくする暖機システム１は、排気ガスが流れる排気通路２０に設けられ、ブレーキ力を発生可能な排気ブレーキ部３０と、排気通路２０から分岐した分岐通路４０に設けられ、エンジン１０へ流れる冷却水と排気通路２０の排気ガスとを熱交換させる熱回収器６０と、冷却水の温度に基づいて、排気ブレーキ部３０によるブレーキ力の発生と熱回収器６０における熱交換とを制御する制御装置９０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの暖機処理を実行させる操作を受け付けると、前記エンジンの排気ガスを利用してブレーキ力を発生させ、かつ前記エンジンへの燃料の噴射量を大きくする暖機システムであって、
前記排気ガスが流れる排気通路に設けられ、前記ブレーキ力を発生可能なブレーキ発生部と、
前記排気通路から分岐した分岐通路に設けられ、前記エンジンへ流れる冷却水と前記排気通路の排気ガスとを熱交換させる熱交換器と、
前記冷却水の温度に基づいて、前記ブレーキ発生部による前記ブレーキ力の発生と前記熱交換器における前記熱交換とを制御する制御部と、
を備える、暖機システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記冷却水の温度が第１閾値以下である場合には、前記ブレーキ発生部に前記ブレーキ力を発生させ、かつ前記燃料の噴射量を大きくさせる暖機処理を開始させる、
請求項１に記載の暖機システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記冷却水の温度が前記第１閾値より大きい第２閾値以下である場合には、前記ブレーキ発生部がバルブを全閉状態にすることで前記分岐通路を流れる前記排気ガスと前記冷却水とを前記熱交換器において熱交換させ、
前記冷却水の温度が前記第２閾値より大きい場合には、前記暖機処理を停止させる、
請求項２に記載の暖機システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記冷却水の温度が前記第２閾値以下であり、かつ前記エンジンの排気側の圧力が所定圧以下である場合には、前記ブレーキ発生部がバルブを全閉状態にすることで前記分岐通路を流れる前記排気ガスと前記冷却水とを前記熱交換器において熱交換させる、
請求項３に記載の暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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は、エンジンを暖機させる暖機システムが搭載されている。例えば、ＱＷＳ（Quick Warm-up System）を有する車両においては、運転手によってＱＷＳのスイッチがＯＮ状態になると、排気ブレーキバルブを動作させることでブレーキ力を発生させてエンジンの背圧を高めるととともに、エンジンへの燃料噴射量を多くすることで、エンジンの暖機を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４８３７５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、上記の暖機システムでは、例えばアクセルペダルが踏まれると、ＱＷＳが停止してしまい、エンジンの暖機が促進されない。このため、エンジンを早期に暖機できるシステムの実現が要請されていた。
【０００５】
そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、エンジンを早期に暖機できる暖気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】
本開示の一の態様においては、エンジンの暖機処理を実行させる操作を受け付けると、前記エンジンの排気ガスを利用してブレーキ力を発生させ、かつ前記エンジンへの燃料の噴射量を大きくする暖機システムであって、前記排気ガスが流れる排気通路に設けられ、前記ブレーキ力を発生可能なブレーキ発生部と、前記排気通路から分岐した分岐通路に設けられ、前記エンジンへ流れる冷却水と前記排気通路の排気ガスとを熱交換させる熱交換器と、前記冷却水の温度に基づいて、前記ブレーキ発生部による前記ブレーキ力の発生と前記熱交換器における前記熱交換とを制御する制御部と、を備える、暖機システムを提供する。
上記構成の暖気システムによれば、例えば暖機処理を行う際に、ブレーキ発生部によるブレーキ力の発生と熱交換器における熱交換とを共に行うことで、熱交換器における熱交換時にもブレーキ力が発生することで、エンジンを早期に暖機できる。また、アクセルペダルが踏まれても、背圧が所定値を超えるまでは暖機処理を継続するので、エンジンの暖機を効果的に行える。
【０００７】
また、前記制御部は、前記冷却水の温度が第１閾値以下である場合には、前記ブレーキ発生部に前記ブレーキ力を発生させ、かつ前記燃料の噴射量を大きくさせる暖機処理を開始させることとしてもよい。
【０００８】
また、前記制御部は、前記冷却水の温度が前記第１閾値より大きい第２閾値以下である場合には、前記ブレーキ発生部がバルブを全閉状態にすることで前記分岐通路を流れる前記排気ガスと前記冷却水とを前記熱交換器において熱交換させ、前記冷却水の温度が前記第２閾値より大きい場合には、前記暖機処理を停止させることとしてもよい。
【０００９】
また、前記制御部は、前記冷却水の温度が前記第２閾値以下であり、かつ前記エンジンの排気側の圧力が所定圧以下である場合には、前記ブレーキ発生部がバルブを全閉状態にすることで前記分岐通路を流れる前記排気ガスと前記冷却水とを前記熱交換器において熱交換させることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、エンジンを早期に暖機できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一の実施形態に係る暖機システム１の構成を示す模式図である。
【図２】排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。
【図３】排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。
【図４】排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。
【図５】暖機システム１の動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜暖機システムの構成＞
本開示の一の実施形態に係る暖機システムの構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、一の実施形態に係る暖機システム１の構成を示す模式図である。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。暖機システム１は、エンジンの排気ガスを外部へ排出すると共に、エンジンを早期に暖機する機能を有する。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、排気ブレーキ部３０と、分岐通路４０と、熱回収器６０と、検出部８０と、制御装置９０とを有する。
【００１４】
エンジン１０は、燃料と吸気の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる原動機である。エンジン１０は、ここではディーゼルエンジンであるが、これに限定されず、例えばガソリンエンジンであってもよい。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。
【００１５】
排気通路２０は、エンジン１０の排気ガスが流れる管路であり、排気ガスを車外へ排出させる。排気通路２０の端部には開放口２１が設けられており、排気ガスは、開放口２１から大気開放される。
【００１６】
排気ブレーキ部３０は、排気通路２０の途中に設けられており、通過する排気ガスの通気抵抗を大きくすることでエンジン１０のブレーキ力を発生させる。すなわち、排気ブレーキ部３０は、補助ブレーキとして、ブレーキ力を発生させるブレーキ発生部である。
【００１７】
図２〜図４は、排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。なお、図２〜図４では、排気ガスの流れが破線の矢印で示されている。
排気ブレーキ部３０は、開閉可能に設けられたバルブ３２を有する。バルブ３２を閉じた状態（実際には、バルブ３２を若干開いた状態）にすることで、通過する排気ガスの通気抵抗を大きくさせる。バルブ３２は、回転軸３２ａを中心に回転することで開閉する。例えば、バルブ３２は、図２に示す全開位置と図３に示すブレーキ力発生位置と図４に示す全閉位置の間で回転する。
【００１８】
バルブ３２が図２の全開位置に位置する際には、排気ガスは、排気ブレーキ部３０を通過して開放口２１へ向かって流れる。この際、エンジン１０の排気側の圧力が高まらないので、ブレーキ力は発生しない。
【００１９】
バルブ３２が図３のブレーキ力発生位置に位置する際にも、排気ガスは、排気ブレーキ部３０を通過して開放口２１へ向かって流れる。この際、バルブ３２と排気通路２０の内壁との間の隙間が狭くなるので、排気ガスの通気抵抗が生じ、この結果ブレーキ力が発生する。
【００２０】
バルブ３２が図４の全閉位置に位置する際には、排気ガスは、分岐部２２から分岐通路４０へ流れて熱回収器６０を通過する。排気ガスは、熱回収器６０において熱が回収される。また、排気ガスは、排気通路２０に比べて径が小さい分岐通路４０及び熱回収器６０を通過するため、排気ガスの通気抵抗が生じる。これにより、バルブ３２がブレーキ力発生位置に位置しなくても、ブレーキ力が発生する。
【００２１】
なお、排気通路２０の分岐部２２には、逆止弁５０が開閉可能に設けられている。逆止弁５０は、軸を中心に回転することで、分岐部２２を開閉する。逆止弁５０は、バルブ３２の開閉に連動して、自動で分岐部２２を開閉する。例えば、逆止弁５０は、バルブ３２が全開位置（図２）及びブレーキ力発生位置（図３）に位置する際には、分岐部２２を閉じている。一方で、逆止弁５０は、バルブ３２が全閉位置（図４）に位置する際（排気圧力が高まった際）には、排気圧力を受けて回転して分岐部２２を開いている。
【００２２】
分岐通路４０は、図１に示すように、排気ブレーキ部３０を迂回するように排気通路２０から分岐した管路である。具体的には、分岐通路４０は、排気通路２０において排気ブレーキ部３０の上流側の分岐部２２から分岐している。また、分岐通路４０は、排気ブレーキ部３０の下流部の合流部２３にて排気通路２０に合流している。これにより、分岐部２２から分岐した排気ガスは、分岐通路４０を流れた後に、合流部２３から排気通路２０へ合流する。
【００２３】
熱回収器６０は、分岐通路４０に設けられており、分岐通路４０を流れる排気ガスの熱を回収する機能を有する。熱回収器６０で回収された熱は、例えばエンジン１０を暖機するために冷却水を温めることに用いられたりする。すなわち、熱回収器６０は、分岐通路４０を流れる排気ガスと、エンジン１０へ流れる冷却水とを熱交換して、冷却水を温める熱交換器の機能を有する。
【００２４】
検出部８０は、暖機システム１が搭載された車両の状態等を検出する。例えば、検出部８０は、エンジン１０の冷却水の温度やエンジン１０の排気側の圧力を検出したり、アクセルペダルが踏まれたか否かを検出したりする。また、検出部８０は、運転手がＱＷＳスイッチをＯＮ状態にしたか否かを検出する。検出部８０は、検出結果を制御装置９０に出力する。
【００２５】
制御装置９０は、暖機システム１全体の動作を制御する制御部である。例えば、制御装置９０は、検出部８０の検出結果に基づいて、エンジン１０の暖機処理であるＱＷＳ処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、ＱＷＳ処理を実行させる操作（例えば、運転手がＱＷＳスイッチをＯＮ状態にする）を受け付けると、排気ブレーキ部３０のバルブ３２をブレーキ力発生位置（図３）に位置させてブレーキ力を発生させると共に、エンジン１０への燃料噴射量を大きくするＱＷＳ処理を実行する。
【００２６】
また、本実施形態では、制御装置９０は、冷却水の温度に基づいて、排気ブレーキ部３０によるブレーキ力の発生と熱回収器６０における熱交換とを協調制御する。例えば、ＱＷＳ処理を行う際に排気ブレーキ部３０によるブレーキ力の発生と熱回収器６０による熱交換とを共に行うことで、エンジン１０を早期に暖機できる。
【００２７】
制御装置９０は、ＱＷＳ処理を実行させる操作を受け付けた後、冷却水の温度が第１閾値（所定大きさの温度）以下である場合に、ＱＷＳ処理を開始させる。すなわち、制御装置９０は、冷却水の温度が第１閾値以下であると、バルブ３２をブレーキ力発生位置に位置させてブレーキ力を発生させると共に、エンジン１０への燃料噴射量を多くする。
【００２８】
制御装置９０は、冷却水の温度が第２閾値（第２閾値は、第１閾値よりも大きい）より大きい場合には、ＱＷＳ処理を停止させる。すなわち、冷却水の温度が高くなった場合には、制御装置９０は、バルブ３２を全開位置（図２）に位置させる。なお、閾値として第１閾値及び第２閾値の２段階に設定することで、エンジン１０への燃料噴射の基準となる第１閾値を小さくできるので、燃料噴射量を低減できる。
【００２９】
一方で、制御装置９０は、冷却水の温度が第２閾値以下である場合には、排気ブレーキ部３０がバルブ３２を全閉状態（図４に示す全閉位置）にすることで分岐通路４０を流れる排気ガスと冷却水とを熱回収器６０において熱交換させる。これにより、熱回収器６０において排気ガスと冷却水を熱交換しつつ、分岐通路４０を流れる排気ガスの通気抵抗を増大させてブレーキ力を発生させる。この結果、排気ガスと熱交換して温まった冷却水がエンジン１０へ流れると共に、ブレーキ力の発生に伴いエンジン１０へ燃料噴射することで、エンジン１０を早期に暖機できる。
【００３０】
制御装置９０は、冷却水の温度が第２閾値以下であり、かつエンジン１０の排気側の圧力（背圧）が所定圧以下である場合に、バルブ３２を全閉位置に位置させることで分岐通路４０を流れる排気ガスと冷却水とを熱回収器６０において熱交換させてもよい。これにより、エンジン１０を早期に暖機しつつ、背圧が過大になりすぎることを抑制できるので、背圧に起因するエンジン１０の動作不良を防止できる。
【００３１】
＜暖機システムの動作例＞
ＱＷＳ処理を行う際の暖機システム１の動作例について、図５を参照しながら説明する。ＱＷＳ処理は、制御装置９０が記憶部に記憶されたプログラムを実行することで実現される。
【００３２】
図５は、暖機システム１の動作例を説明するためのフローチャートである。本フローチャートは、エンジン１０が始動したところから開始される（ステップＳ１０２）。次に、制御装置９０は、例えば検出部８０の検出結果に基づいて、ＱＷＳスイッチがＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００３３】
ステップＳ１０４でＱＷＳスイッチがＯＮ状態であると判定された場合には（Ｙｅｓ）、制御装置９０は、アクセルペダルが踏まれていないか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６で例えばエンジン１０のアイドリング中でアクセルペダルが踏まれていないと判定された場合には（Ｙｅｓ）、制御装置９０は、エンジン１０の冷却水の温度が第１閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。なお、制御装置９０は、検出部８０の検出結果に基づいて、ステップＳ１０４、Ｓ１０６の判定を行う。
【００３４】
ステップＳ１０８で冷却水の温度が第１閾値以下であると判定された場合には（Ｙｅｓ）、制御装置９０は、ＱＷＳ処理を開始させる（ステップＳ１１０）。すなわち、制御装置９０は、バルブ３２をブレーキ力発生位置（図３）に位置させてブレーキ力を発生させると共に、エンジン１０への燃料噴射量を多くする。これにより、エンジン１０が暖機される。
【００３５】
次に、制御装置９０は、冷却水の温度が第２閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１０４でＱＷＳスイッチがＯＦＦ状態であると判定された場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０６でアクセルペダルが踏まれたと判定された場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０８で冷却水の温度が第１閾値よりも大きいと判定された場合には（Ｎｏ）、制御装置９０は、ステップＳ１１０の処理を行わずに、ステップＳ１１２の処理を行う。
【００３６】
ステップＳ１１２で冷却水の温度が第２閾値以下であると判定された場合には（Ｎｏ）、制御装置９０は、エンジン１０の排気側の圧力（背圧）が所定値以下であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。ステップＳ１１４で背圧が所定値以下であると判定された場合には（Ｙｅｓ）、制御装置９０は、熱回収器６０による熱回収を行う回収モードを実行する（ステップＳ１１６）。すなわち、制御装置９０は、バルブ３２を全閉位置（図４）に位置させることで、分岐通路４０に設けられた熱回収器６０において排気ガスと冷却水の熱交換を行わせる。この際、排気ガスが分岐通路４０及び熱回収器６０を流れる際に通気抵抗が増大することでブレーキ力が発生すると共に、熱回収器６０で熱交換して温まった冷却水がエンジン１０へ送られる。ステップＳ１１６の処理の後にステップＳ１０４へ戻って、上述した処理が繰り返される。
【００３７】
一方、ステップＳ１１２で冷却水の温度が第２閾値より大きいと判定された場合には（Ｙｅｓ）、制御装置９０は、熱回収器６０による熱回収を行わない非回収モードを実行させる（ステップＳ１１８）。すなわち、制御装置９０は、排気ガスが排気ブレーキ部３０を通過するようにバルブ３２を全開位置（図２）に位置させることで、熱回収器６０による熱回収が行われない。
【００３８】
次に、制御装置９０は、エンジン１０が停止したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０でエンジン１０が停止していないと判定された場合には（Ｎｏ）、上述した処理を繰り返す。一方で、ステップＳ１２０でエンジン１０が停止したと判定された場合には（Ｙｅｓ）、本動作が終了する。
【００３９】
＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の暖機システム１においては、制御装置９０が、エンジン１０の冷却水の温度に基づいて、排気ブレーキ部３０によるブレーキ力の発生と熱回収器６０における熱交換とを制御する。
上記の構成によれば、例えばＱＷＳ処理を行う際に、排気ブレーキ部３０によるブレーキ力の発生と熱回収器６０における熱交換とを共に行うことで、熱回収器６０における熱交換時にもブレーキ力が発生することで、エンジン１０を早期に暖機できる。また、アクセルペダルが踏まれても、背圧が所定値を超えるまではＱＷＳ処理を継続するので、暖機を効果的に行える。
【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ない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４１】
１    暖機システム
１０    エンジン
２０    排気通路
３０    排気ブレーキ部
３２    バルブ
４０    分岐通路
６０    熱回収器
９０    制御装置
【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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