(57)【要約】内燃機関５４を有する機械１０、５０中のバルブ１２、１１４および制御システム４０を制御する方法であって、システムは、バルブ１２、１１４と、関連するモータ２０、１１６と、モータ２０、１１６と電気的に連通している制御部２２、９０に温度信号を供給する温度センサ２４、１２０、１２２、１２４とを含む。制御部２２、９０は、事前設定温度パラメータ以下の温度に対応する温度信号での閉鎖電流をモータ２０、１１６に供給し、閉鎖電流は、モータ２０、１１６の公称動作電流以上であり、事前設定した時間、供給される。
2014500426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関５４を有する機械１０、５０における制御システム４０であって、制御システム４０が、
バルブ１２、１１４と、
バルブ１２、１１４に連結され、バルブ１２、１１４を開閉操作可能なモータ２０、１１６であり、公称動作電流を有するモータ２０、１１６と、
温度信号を供給するようになされた温度センサ２４、１２０、１２２、１２４と、
モータ２０、１１６と電気的に連通し、温度信号を受け取るようになされた制御部２２、９０であり、温度信号が事前設定温度パラメータ以下の温度を示す場合、事前設定した時間、公称動作電流以上である閉鎖電流をモータ２０、１１６に供給するように構成されている制御部２２、９０と
を含む制御システム４０。
【請求項２】
バルブ１２、１１４が潤滑剤を含み、温度センサ２４、１２０が周囲温度を測定するように配置されている、請求項１に記載の制御システム４０。
【請求項３】
温度センサ２４、１２０、１２２、１２４が、周囲温度、燃料温度および冷却剤温度のうちの少なくとも１つを測定するように配置されている、請求項１に記載の制御システム４０。
【請求項４】
周囲温度を測定し、周囲温度信号を制御部２２、９０に供給するようになされ、配置された第１の温度センサ２４、１２０と、
エンジン５４の冷却剤温度を測定し、エンジン５４の冷却剤温度信号を制御部２２、９０に供給するようになされ、配置された第２の温度センサ２４、１２２、および、
燃料温度を測定し、燃料温度信号を制御部２２、９０に供給するようになされ、配置された第３の温度センサ２４、１２４
のうちの少なくとも１つと
をさらに含み、
周囲温度信号が第１の事前設定値以下の周囲温度を示す場合、ならびに、エンジン５４の冷却剤温度信号および燃料温度信号のうちの少なくとも１つが、それぞれ第２および第３の事前設定温度パラメータ以下のエンジン５４の冷却剤温度または燃料温度を示す場合、制御部２２、９０が、閉鎖電流をモータ２０、１１６に供給するように構成されている、
請求項１に記載の制御システム４０。
【請求項５】
モータ２０、１１６がステッピングモータ２０、１１６である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御システム４０。
【請求項６】
バルブ１２、１１４が空気バルブ１２、１１４である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御システム４０。
【請求項７】
バルブ１２、１１４が、再生アセンブリ９２への燃焼ガスの流れを調整するようにされた、請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御システム４０。
【請求項８】
バルブ１２、１１４が排気ガス再生バルブ１２、１１４である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御システム４０。
【請求項９】
内燃機関５４と、
排気ガス再生アセンブリ９２と、
ガス供給部１４と、
バルブ１２、１１４が、排気ガス再生アセンブリ９２へのガス供給の流れを制御するように配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御システム４０と
を含む、
機械１０、５０。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御システム４０中または機械１０、５０中のバルブ１２、１１４を制御する方法であって、
温度を感知して、前記温度を示す温度信号を制御部２２、９０に供給するステップと、
事前設定温度パラメータ以下の温度を示す温度信号に応答して、事前設定した時間、閉鎖電流をモータ２０、１１６に供給するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許開示は、一般に内燃機関を有する機械で使用されるバルブに関し、より詳細にはバルブを暖めるための制御システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブは、様々な動作のためのガスの通過を制御するために、エンジンおよび、排気再生システムなどの関連する装置内で使用される。極寒の気候では、バルブ中のグリースおよび潤滑剤の粘度が増加する。これはバルブの応答時間を劇的に遅くし、結果的に非効率となり、関連するシステムにおいてエラーさえ生じ得る。例えば、燃焼を促進するためのディーゼル微粒子フィルタ用バーナに供給される燃焼用空気の量を制御するために空気制御式バルブが使用される。そのような燃焼用空気バルブの応答時間は低温で遅くなるため、応答時間が増加することにより、混合気が多くなりすぎて、点火を妨げたり、または関連するディーゼル微粒子フィルタバーナが着火しなくなったりさえする場合がある。このように、これらの機械が極寒状態で使用される場合、ディーゼル微粒子フィルタを再生させる前に、典型的にエンジンを暖機運転しなければならない。
【０００３】
潤滑剤粘度を低下させるために様々な方法が提案されている。例えば、冷凍装置についてのＤａｌｉｇｅｒによる（特許文献１）は、室温で非流体または実質的に固体の潤滑剤を収容するモータを開示している。ユニットを設置し、動力を供給する際、比較的高い電流がモータ巻線に流れ、比較的大量の熱を生成するような状態が確立される。高電流によって発生した熱は潤滑剤を流動的にし、回転子を回転させ、モータを作動させる。この場合、熱を発生させている停止したモータは望ましくないと一般にみなされ、モータが停止している時間の長さは、巻線全体が通電され、その正常な動作特性に従ってモータを作動させる回路を後で閉じることによって制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２，３１０，７６１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、一態様では内燃機関中の制御システムについて記述する。制御システムは、バルブと、バルブに連結され、バルブを開閉操作可能なモータと、温度信号を供給するようになされた温度センサと、制御部とを含む。制御部は、モータと電気的に連通しており、温度信号を受け取るようになされている。さらに制御部は、温度信号が所定の温度パラメータ以下の温度を示す場合、事前設定した時間、公称動作電流以上である閉鎖電流をモータに供給するように構成されている。
【０００６】
本開示の別の態様では、内燃機関中のバルブを制御する方法を提供する。この方法は、バルブに連結され、バルブを開閉操作可能なモータを設けるステップと、温度を感知して前記温度を示す温度信号を制御部へ供給するステップとを含む。この方法はさらに、温度信号が事前設定温度パラメータ以下の温度を示す場合、事前設定した時間、公称動作電流以上である閉鎖電流をモータに供給するステップを含む。
【０００７】
本開示のさらに別の態様では、排気ガス再生アセンブリと、ガス供給部と、排気ガス再生アセンブリへのガス供給の流れを制御するように配置されたバルブとを有する機械を提供する。モータはバルブに連結され、バルブを開閉操作できる。機械内の温度を測定し、その温度を示す温度信号を、モータと電気的に連通している制御部に供給するようになされ、配置された温度センサであって、制御部が温度信号を受け取るようになされている温度センサを設ける。制御部は、温度信号が所定の温度パラメータ以下の温度を示す場合、事前設定した時間、モータに公称動作電流以上である閉鎖電流を供給するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示による制御システムの例示的実施形態の概略図である。
【図２】図１のシステムで使用される例示的バルブの正面図である。
【図３】線３−３における図２のバルブの断面図である。
【図４】本開示によるバルブを暖めるための例示的方法のフローチャートである。
【図５】本開示による制御システムの例示的実施形態の概略図である。
【図６】本開示によるバルブを暖めるための例示的方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで具体的な実施形態または特徴を参照し、それらの例を添付図面に示す。一般に、同じまたは対応する部分を参照するために、対応する参照番号を図面の全体にわたって使用する。
【００１０】
まず図１について、本開示は、機械１０のバルブを制御する制御システムおよび方法に関する。本明細書で開示する構成は、様々な種類の機械１０において任意の状況で適用可能である。例えば、用語「機械」は、例えば採鉱、建設、農業、輸送などの産業、または本技術分野において周知の任意の他の産業と関連するいくつかの種類の動作を行う任意の機械を指してもよい。単なる例として、機械は、車両、バックホウローダ、路面切削機、コンパクトローダ、圧縮機、フェラーバンチャ、森林用機械、木材運搬車、収穫機、掘削機、産業ローダ、ナックルブームローダ、マテリアルハンドラ、モータグレーダ、パイプレイヤ、ロードリクレイマ、スキッドステアローダ、スキッダ、テレハンドラ、トラクタ、ブルドーザ、トラクタスクレーパまたは他の舗装装置もしくは坑内採鉱装置であってもよい。さらに、１つまたは複数の器具を機械１０に連結してもよい。そのような器具は、例えば、ブラッシング、圧縮、整地、つり上げ、積載、耕起、引き裂きを含む様々な作業のために使用してもよく、かつ、例えば、オーガ、ブレード、ブレーカ／ハンマ、ブラシ、バケット、圧縮機、カッタ、フォーク状つり上げ装置、グレーダビットおよびエンドビット、グラップル、ブレード、リッパー、スカリファイヤ、せん断機、除雪車、スノーウィングなどを含んでもよい。
【００１１】
さらに具体的には、機械１０はバルブ１２を含み、バルブ１２は、流体源１４から導管１６を通って機械１０内の流体送り先１８に向かう流体（図示せず）の流れを制御する。バルブ１２はモータ２０によって操作する。機械１０はさらに、制御部２２と、温度を測定するように配置された温度センサ２４とを含む。
【００１２】
流体は、流れることができる任意の物質を含んでもよい。流体は、液体状態の物質、気体状態の物質および蒸気状態の物質を含んでもよい。流体は、例えば大気、排気ガス、圧縮空気、燃料、水ベースの混合物および油を含んでもよい。
【００１３】
流体源１４は例えば、大気、タンク、ポンプまたは現在もしくは将来当業者にとって周知であろう、バルブ１２の外部の他の流体源を含んでもよい。流体源１４は、さらなる例としてガス供給部を含んでもよい。
【００１４】
導管１６は、現在または将来当業者にとって周知であろう任意のパイプ、チューブまたは通路を含んでもよく、その中を通って、ガスを含む流体を流体源１４から流体送り先１８へ輸送してもよい。導管１６は、例えば金属またはプラスチックの管を含んでもよい。
【００１５】
流体送り先１８は、流体の流れを受け入れるように配置された、機械１０内の任意の物体であってもよい。単なる例として、流体送り先１８は、燃焼室、マニホルドまたは流体の流れをバルブによって調整する任意の他の構成要素であってもよい。
【００１６】
温度センサ２４は、バルブ１２、機械１０、または機械１０が配置されている環境の温度を示す温度信号を生成するように構成された、現在または将来当業者にとって周知である任意の装置を含んでもよい。温度センサ２４は、感知した温度を示す温度信号を制御部２２に供給する。温度センサ２４は、例えば、バルブ１２、流体源１４、モータ２０、流体送り先１８、周囲環境空気、または他の構成要素、流体もしくは気体の温度を示す温度信号を供給するように配置してもよい。様々な実施形態では、温度センサ２４は例えば、エンジン上、燃料ポンプ上、燃料マニホルド上もしくは燃料マニホルド中、ラジエータ上、もしくは冷却剤内、後処理システムの構成要素上、またはバルブ１２自体の上の位置に配置してもよい。このように、温度センサ２４がバルブ１２の相対温度を示す、またはバルブ１２が動作する環境を示す温度信号を生成する限り、温度センサ２４は機械１０内の特定の位置に限定されない。この点において、機械１０内の別の構成要素または流体を示す温度信号は、バルブ１２が動作する環境を同様に示してもよい。
【００１７】
制御部２２は、プロセッサ（図示せず）およびメモリ構成要素（図示せず）を含んでもよい。プロセッサは、マイクロプロセッサまたは当技術分野で知られているような他のプロセッサであってもよい。実施形態によっては、プロセッサを複数のプロセッサから構成してもよい。プロセッサは、図２および６と関連して下記に述べる方法などの、バルブ１２を制御するための命令を実行してもよい。そのような命令は、メモリ構成要素などの、もしくはプロセッサの外部に設けられたコンピュータ読取可能媒体に読み込んだり、または組み込んだりしてもよい。代替の実施形態では、本明細書で開示する方法を実施するために、ソフトウェアの命令の代わりに、またはその命令と組み合わせて、ハードワイヤード回路を使用してもよい。このように、実施形態はハードウェア回路およびソフトウェアの任意の特定の組合せに限定されない。
【００１８】
本明細書で使用するような用語「コンピュータ読取可能媒体」は、実行するためにプロセッサに命令を提供することに関与する任意の媒体または媒体の組合せを指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体および送信媒体を含むがこれらに限定されない多くの形式をとってもよい。不揮発性媒体は例えば、光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は動的メモリを含む。送信媒体は、同軸ケーブル、銅線および光ファイバを含み、かつ電波および赤外線データ通信中に発生した波などの音波または光波の形式を取ることができる。
【００１９】
コンピュータ読取可能媒体の一般的な形式は、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープもしくは、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、任意の他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを備えた任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、以下に記述するような搬送波、または、コンピュータもしくはプロセッサがそれから読むことができる任意の他の媒体を含む。
【００２０】
メモリ構成要素は、上記のようなコンピュータ読取可能媒体の任意の形式を含んでもよい。メモリ構成要素は、複数のメモリ構成要素を含んでもよい。
【００２１】
制御部２２は、単一の筐体で囲まれていてもよく、または、動作可能に接続され、複数の筐体に囲まれている複数の構成要素を含んでもよい。制御部２２は、エンジン、機械または車両に搭載して配置してもよい。さらに他の実施形態では、制御部２２は、搭載エンジン、搭載機械または搭載車両を含む、複数の動作可能に接続され、離れた場所に配置してもよい。
【００２２】
バルブ１２は、流体源１４から流体送り先１８へのガスの流れを制御するように動作可能であってもよい、現在または将来当業者にとって周知の任意のバルブであってもよい。一実施形態では、バルブ１２は、ガスが流体送り先１８に入るためにその中を流れなければならないオリフィスの寸法を変えるように動作可能な可変位置バルブを含んでもよい。別の実施形態では、バルブ１２は、開閉２つの位置を有するバルブを含んでもよい。より具体的な例として、バルブ１２は、排気ガス再生バルブすなわち、いわゆるＥＧＲバルブ、燃焼用空気バルブまたは、バルブの正確な動作が少なくとも部分的に温度に依存し得る任意の他のバルブであってもよい。バルブ１２は、常時開または常時閉のバルブであってもよい。
【００２３】
モータ２０は、バルブ１２の位置を制御するように動作可能であってもよい、現在または将来当業者にとって周知の任意のモータであってもよい。一実施形態では、例えばモータ２０はステッピングモータであってもよい。
【００２４】
バルブ１２および関連するモータ２０は任意の適切な設計のものであってもよいが、一実施形態において図２および３に示すようなものであってもよい。本実施形態では、モータ２０はモータ筐体２１を含み、一方、バルブ１２はバルブ本体２６を含む。バルブ本体２６は、フラップ３０が閉位置と開位置との間で軸３２の周りを枢動するように枢軸可能に配置されている通路２８にオリフィス２７を設け、モータ２０は、閉位置と開位置との間で、または開位置と閉位置との間でフラップ３０を移動させる。
【００２５】
図２および３に示した閉位置では、フラップ３０は一対の止め部３４、３６に対して配置され、止め部３４、３６は、フラップ３０と組み合わせてオリフィス２７を密閉するように作用し、通路２８内の流れを抑制する。使用中、通路２８は導管１６と一直線に配置され、流体連通しており、フラップ３０が閉位置に配置されている場合、効果的な密閉が維持されると、バルブ１２が通路２８内、ひいては導管１６内の流体の流れを防ぐようになっている。反対に、フラップ３０が図３に仮想線で示した位置に枢動される場合、バルブ１２は通路２８内の流体の流れに対して開いている。このように、バルブ１２の開位置または閉位置を決定するのは通路２８内のフラップ３０の相対位置である。
【００２６】
バルブ１２およびモータ２０は、バルブ位置を示す信号を生成するように構成されてもよく、その信号は制御部２２に供給されてもよい。同様に、バルブ１２およびモータ２０は、所望のバルブ位置を示すバルブ作動信号を受け取るように制御部２２に動作可能に連結されている。
【００２７】
開示した制御システム４０によれば、温度センサ２４は、バルブ１２またはバルブ１２が動作する環境の温度を示す信号を制御部２２に供給する。制御部２２が、バルブ１２の動作を命令する信号を受け取る場合に、バルブ１２を正確に動作させるのに温度が十分であると判定されると、制御部２２はバルブ１２を正常に動作させる、すなわち、機械１０の正常動作中、バルブ１２は制御部２２が指示するように動作する。
【００２８】
対照的に、バルブ１２が冷たすぎて正確に動作することができないことを温度信号が示す場合、負電流が、ある時間モータ２０に供給され、モータ２０は既に閉じたバルブフラップ３０を開位置ではなく閉位置へ向かって回転させ続けようとする。フラップ３０は止め部３４、３６に当接するため、モータ２０はモータ筐体２１を加熱する。この熱はバルブ本体２６に伝達され、バルブ１２を正確に動作させるように作用し得る油またはグリース（図示せず）などの任意の関連する潤滑剤と共にバルブ本体２６を加熱する。モータ２０への損傷を防ぐために、制限した事前設定した時間、モータ２０に負電流が供給される。名目上、モータ２０の構成要素自体、例えば巻線（図示せず）は、事前設定した時間、印加した過負荷電流に耐えるように定格されている。
【００２９】
ここで図４を参照すると、バルブ１２を制御する方法がフローチャートの形で示されている。動作中、少なくとも１つの温度信号が、少なくとも１つのセンサ２４から制御部２２に供給される。温度信号によって示された温度が、十分に暖かいバルブを定義する第１の定義された温度パラメータ以上である場合、制御部２２はバルブ１２の動作を正常状態にする。すなわち、制御部２２は、使用されるバルブ１２の種類に基づいて、正常に動作させるためにモータ２０に電流を供給するよう指示する。反対に、温度信号によって示された温度が第２の定義された温度パラメータ以下である場合、すなわち、バルブ１２が正常動作するには冷たすぎると考えられる場合、バルブ１２の公称動作値以上の閉鎖電流が、事前設定した時間、モータ２０に供給される。第２の閉鎖電流は、モータ２０がフラップ３０を枢動して止め部３４、３６に当接させ、モータ２０にモータ筐体２１およびバルブ１２を加熱させる。このバルブ１２の加熱は関連する潤滑剤を加熱し、バルブ１２の正確な動作を促進する。負電流は、モータ２０に損傷を与えないであろう時間、供給される。
【００３０】
事前設定した時間とは、モータ筐体２１および関連するバルブ本体２６を暖めることができるだろうが、モータ２０自体に損傷を与えないだろう任意の適切な時間であってもよい。この点で、事前設定した時間は、追加の暖機の間隔が適切であるかを判定するために制御部２２が温度信号を再評価する単一の時間または一連の間隔を含んでもよい。
【００３１】
図５は、構成についての別の例示的実施形態を示す。機械５０はエンジンシステム５２を含む。エンジンシステム５２は、エンジン５４および、エンジンと一般的に関連する様々なサブシステムを含んでもよい。エンジン５４は、ガソリン燃料エンジン、ディーゼル燃料エンジンなどの内燃機関などの様々な種類のエンジンのうちのいずれか１つであってもよい。エンジン５４は、とりわけ吸気システム５６および排気システム５８を含んでもよく、その両方を図５に模式的に示す。
【００３２】
吸気システム５６は、一般にエンジン吸気システムと関連する様々な構成要素を含んでもよい。例えば、吸気システム５６は、例えば大気から取り込んだ吸気用の開口部６０を含んでもよい。吸気流路６２は、開口部６０からの空気を吸気マニホルド６４へ向けてもよく、空気はエンジン５４中の１つまたは複数の燃焼室（図示せず）に導いてもよい。吸気システム５６はまた、吸気を大気圧よりも高く昇圧すなわち圧縮し得る圧縮機６６と、圧縮機６６において圧縮中に加熱していてもよい昇圧された吸気を冷却し得る冷却ユニット６８とを含んでもよい。圧縮機６６は、例えばエンジン駆動圧縮機または排気駆動ターボ過給機７０の構成要素であってもよい。冷却ユニット６８は、例えば空冷式アフタークーラまたは液冷式アフタークーラであってもよい。
【００３３】
排気システム５８はまた、一般にエンジン排気システムと関連する様々な構成要素を含んでもよい。例えば、排気システム５８は、エンジン５４中の１つまたは複数の燃焼室からのエンジン排気を排気流路７４に導き得る排気マニホルド７２を含んでもよい。排気システム５８はまた、タービン７６などの１つまたは複数のエネルギー抽出装置を含んでもよく、次にエネルギー抽出装置は、圧縮機６６などの１つまたは複数の空気加圧装置を駆動してもよい。さらに、特に排気放出を制御するように設計された様々な構成要素が排気システム５８と関連してもよく、それら構成要素の例を以下で述べる。排気システム５８は、それがエンジン５４に連結されている場所、例えば排気マニホルド７２から、排気が最終的に環境に放出される位置、例えば排気口７８まで延在してもよい。
【００３４】
排気システム５８は、排気放出を制御するように設計されている後処理装置が設けられてもよい。後処理装置の一例は、フィルタアセンブリ８０である。フィルタアセンブリ８０は、例えば、排気ガスからススおよび他の微粒子を除去し得る微粒子フィルタ（図示せず）を含んでもよい。ディーゼルエンジンの場合には、微粒子フィルタは一般にディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）と呼ばれてもよい。
【００３５】
フィルタアセンブリ８０は、除去したススおよび他の微粒子が堆積するにつれ、その意図した目的の効率が低下する傾向があり得る。フィルタアセンブリ８０中にススおよび他の微粒子が堆積するとまた、排気ガスの流れが制限される傾向があり得、エンジン動作に影響する場合がある。
【００３６】
模式的に示したセンサ８２などの１つまたは複数の適切な診断装置またはセンサは例えば、フィルタアセンブリ８０中のススおよび微粒子の堆積と関連する１つまたは複数のパラメータを監視してもよい。フィルタアセンブリ８０中の微粒子物質の堆積を示し得る例示的パラメータは、温度上昇、圧力上昇およびフィルタアセンブリ８０内の微粒子フィルタの両側の圧力差を含む。センサ８２は、入力信号を監視し、かつ適切な出力信号を発するように設計、構成された適切な制御部９０と通信してもよい。センサ８２は、フィルタ再生などのメンテナンスによって緩和し得るフィルタアセンブリ８０中の状態を示す信号を制御部９０へ送ってもよい。
【００３７】
排気システム５８は、フィルタアセンブリ８０と適切に関連する再生アセンブリ９２をさらに含んでもよい。例えば、再生アセンブリ９２は、フィルタアセンブリ８０からの排気流の方向に対して上流、かつ、一般にフィルタアセンブリ８０に近接し、排気システム５８中の排気ガスの流路中に、またはその流路に近接して位置してもよい。再生アセンブリ９２は、燃料および空気が導入され、点火器９６などの適切な着火装置によって点火され得る適切な燃焼室９４を含んでもよい。再生アセンブリ９２内の燃焼によって生じた熱により、近接して位置するフィルタアセンブリ８０中に堆積したススを消滅させるのに十分な温度へ排気ガスを昇温してもよい。
【００３８】
再生アセンブリ９２内の燃焼用燃料は、模式的に示した少なくとも１つの燃料噴射器ユニット９８によって導入してもよい。燃料噴射器ユニット９８は、再生アセンブリ９２の燃焼室９４に燃料を噴射するように設計し、それが可能な任意の適切な噴射器またはノズルであってもよいことが理解されるであろう。図示した実施形態は、燃料源（図示せず）からの燃料入力部１０２から燃料（図示せず）を供給する燃料ポンプ１００を含む。燃料ポンプ１００から導管１０４を通って噴射器ユニット９８に向かう流れは、燃料バルブ１０６によって制御する。さらに、複数の噴射器ユニットが存在してもよく、燃料噴射器ユニット９８が単一もしくは複数の噴射器またはノズルを含んでもよく、噴射器は制御部９０によって制御してもよいことが理解されるであろう。
【００３９】
燃焼用空気は、周囲、エンジン５４の吸気システム５６、排気システム５８、および／または適切な圧縮機から直接得てもよく、かつそれらの組合せを含んでもよい。図５に示した例示的実施形態では、燃焼用空気源は空気供給システム１０８を介して再生アセンブリ９２に供給してもよい。再生アセンブリ９２のための燃焼用空気は、圧縮機６６から下流の位置で吸気流路６２に連結されて示されている気流路１１０を介して得てもよく、その結果、再生アセンブリ９２に向けられた燃焼用空気源は、多少、大気圧よりも高い圧力の昇圧空気を含んでもよい。
【００４０】
気流路１１０を介した燃焼用空気の供給は、流れ制御ユニット１１２で適切に制御されてもよい。流れ制御ユニット１１２は、交互に複数の空気バルブ（図示せず）を含んでもよいが、例示的実施形態では１つのバルブ１１４を含む。バルブ１１４は、モータ１１６によって電気的に作動するオン／オフバルブである。バルブ１１４およびモータ１１６は、任意の適切な設計のものであってもよいが、例えば図２および３に示したようなものであってもよい。図１の実施形態のように、バルブ１１４／モータ１１６は制御部９０と通信し、制御部９０によって制御される。
【００４１】
再生アセンブリ９２が確実に効率的に動作するように、燃料および燃焼用空気の正確な量を燃焼室９４に供給しなければならないが、空気バルブ１１４の応答時間を低温で抑制してもよい。本開示によれば、制御部９０がバルブ１１４の動作を命令する信号を受け取る場合、バルブ１１４が正確に動作するのに温度が十分であることを制御部９０が判定すれば、制御部９０はバルブ１１４を正常に動作させる。すなわち、機械５０の正常動作中、バルブ１１４は制御部９０によって指示されるように動作する。実施形態では、これにより結果的に、バルブ１１４をその閉位置と開位置との間で枢動させるために正電流が供給され得る。対照的に、バルブ１１４は冷たすぎて正確に動作することができないことを温度信号が示す場合、暖気動作が命令される。
【００４２】
バルブ１１４が正確な動作をするのに十分暖かいかを判定するために、１つまたは複数の温度センサを機械５０内に配置して、バルブ１１４、またはバルブ１１４が動作する環境の温度を示す信号を制御部９０に供給してもよい。センサは任意の適切な位置に配置してもよく、図５の実施形態では複数のセンサを設け、機械５０内または機械５０外の様々な位置で温度が読み取り得るようになっている。
【００４３】
単なる例として、周囲温度を測定するように第１の温度センサ１２０を設け、エンジン冷却剤の温度を測定するように第２の温度センサ１２２を設け、そして再生アセンブリ９２に噴射すべき燃料の温度を測定するように第３の温度センサ１２４を設けてもよい。センサ１２０、１２２、１２４は、関連する温度を測定し、その温度を示す信号を制御部９０に供給するように、任意の適切な場所に配置してもよい。例えば第１の温度センサ１２０は、機械５０内または機械５０外に設けてもよい。第２の温度センサ１２２は、例えば冷却室（詳細に図示せず）に隣接するエンジン５４の一部の上に、または冷却室内に収容している流体内に配置してもよい。同様に第３のセンサ１２４は、燃料タンク（図示せず）内、または燃料ポンプ１００上に配置してもよい。
【００４４】
さらに、エンジン５４が作動している場合に限り、再生アセンブリ９２が確実に動作するように、例えばエンジン５４の出力軸１２８に連結されているエンジン作動センサ１２６を設けてもよい。この場合、センサ１２０、１２２、１２４のように、エンジン作動センサ１２６は、エンジン５４が作動しているかどうかを示す信号を制御部９０に供給する。
【００４５】
図５に示した例示的実施形態では、制御部９０は、図５において点線として示した適切な線によって様々な診断装置、バルブ、ならびに監視および／または制御すべき他の構成要素に連結してもよい。制御部９０は、機械およびシステム構成要素が効率的に動作するように設計された適切なアルゴリズム、プログラム、ならびに／または制御戦略が供給されるコンピュータを含んでもよい。例えば、制御部９０は、典型的に最新型のエンジンと関連する適切なエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）であってもよい。制御部９０と機械とシステム構成要素との間のすべての通信はまた、適切な無線通信システムで達成してもよいことが理解されるであろう。
【００４６】
ここで図６を参照すると、バルブ１１４を制御する方法がフローチャートの形で示されている。本実施形態では、バルブ１１４が十分に暖かいと考えられると、バルブ１１４は正常モードで動作することができる。すなわち、第１の閉鎖電流がモータ１１６に供給され、バルブ１１４が動作する。反対に、複数の温度パラメータが満たされると、バルブ１１４を暖めるために、制御部９０は、第２の閉鎖電流がモータ１１６に供給されるよう命令する。すなわち、制御部９０は、関連するバルブ１１４を暖めるために負電流がモータ１１６に供給されるよう命令する。
【００４７】
図６に示すように、周囲温度を示す温度信号は第１の温度センサ１２０から制御部９０に供給される。環境が十分に暖かく、バルブ１１４が正確に動作するだろうことを周囲温度が示すと、動作前にバルブ１１４を暖める必要はないだろう。したがって、周囲温度信号によって示された周囲温度が第１の事前設定温度パラメータより大きければ、制御部９０はモータ１１６の正常動作を命令し、バルブ１１４を正常に動作させる。反対に、周囲温度信号によって示された周囲温度が第１の事前設定温度パラメータ以下であれば、制御部９０はモータ１１６の暖機操作が適切かをさらに評価する。
【００４８】
同様の動作において、第２および第３の温度センサ１２２、１２４は、それぞれエンジン冷却剤および燃料の温度を示す温度信号を制御部９０に供給する。双方のエンジン冷却剤温度信号によって示されたエンジン冷却剤温度が第２の事前設定温度パラメータより大きく、かつ、燃料温度信号によって示された燃料温度が第３の事前設定温度パラメータより大きければ、制御部９０はモータ１１６の正常動作を命令し、バルブ１１４を正常に動作させる。しかしながら反対に、エンジン冷却剤温度信号によって示されたエンジン冷却剤温度が第２の事前設定温度パラメータ以下、または、燃料温度信号によって示された燃料温度が第３の事前設定温度パラメータ以下のどちらかであれば、制御部９０はモータ１１６の暖機操作が適切かをさらに評価する。
【００４９】
最後に、エンジン作動センサ１２６は、エンジン５４が作動しているかどうかを示すエンジン作動信号を制御部に供給する。エンジン５４が作動していないことをエンジン作動信号が示すと、制御部９０はモータ１１６を作動させない。反対に、エンジン５４が作動していることをエンジン作動信号が示すと、制御部９０は第２の閉鎖電流すなわち負電流を供給し、事前設定した時間、モータ１１６を作動させてバルブ１１４を暖める。
【００５０】
言いかえれば、周囲温度信号によって示された周囲温度が第１の事前設定温度パラメータ以下であって、エンジン冷却剤温度信号によって示されたエンジン冷却剤温度が第２の事前設定温度パラメータ以下であるか、または、燃料温度信号によって示された燃料温度が第３の事前設定温度パラメータ以下であるかのどちらかであり、エンジン５４が作動していることをエンジン作動信号が示すと、制御部９０は事前設定した時間、暖機するためにモータ１１６を作動させる。つまり、制御部９０は、公称値以上の閉鎖電流を命令し、事前設定した時間、モータ１１６を作動させてバルブ１１４を暖める。
【００５１】
図１および４の実施形態ならびに、図２および３に示したバルブ１２、１１４に関して説明したように、暖機操作が命令されると、制御部９０はモータ１１６に負電流を供給し、モータ１１６が開位置ではなく、閉位置の方へ、既に閉じたバルブフラップ３０を回転させようとする（図２および３を参照）。フラップ３０は止め部３４、３６に当接するため、モータ１１６はモータ筐体２１を加熱する。この熱はバルブ本体２６に伝達され、バルブ１１４を正確に動作させるように作用し得る油またはグリース（図示せず）などの任意の関連する潤滑剤と共にバルブ本体２６を加熱する。モータ１１６への損傷を防ぐために、制限した事前設定時間、モータ１１６に負電流が供給される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
温度が低くなるにつれ、バルブ中のグリースまたは潤滑剤の粘度は増加するため、様々な動作のための流体またはガスの通過を制御するために使用されているバルブの応答時間は、極寒の天候において劇的に動作が鈍り得る。このことにより結果として、非効率となり、バルブと関連するシステムにエラーさえに生じ得る。本開示は、そのようなバルブの本体の温度を上昇させるために適用し、バルブ中のグリースまたは潤滑剤の粘度を低下させて応答時間を改善し得る。
【００５３】
例えば、バーナに供給される空気量を制御し、燃焼を促進してディーゼル微粒子フィルタを再生するのに使用されるバルブでは、バルブの応答時間は低温で遅くなり得る。この緩慢な動作は、応答時間を増加させ、燃焼用空気および燃料からなる生じた混合物は多くなりすぎて、点火を妨げたり、または関連するディーゼル微粒子フィルタバーナが着火しなくなったりさえする場合がある。その結果、極寒状態において、そのような再生アセンブリを使用して、機械を操作する際、ディーゼル微粒子フィルタが再生される前に典型的にエンジンに暖機させなければならない。本開示は、そのような構成に適用して、エンジンを始動させた直後に再生させてもよい。このように、本開示の適用は、寒冷気候における再生状態の範囲を拡大し得る。
【００５４】
本開示は、機械内、より具体的には内燃機関内の流体またはガスの流れを制御するために使用されるバルブの応答時間を加速するために使用してもよい。機械的な止め部３４、３６に対してバルブ１２、１１４を閉じるために増加させた負電流を命令することによって、停止したモータ２０、１１６からの熱を使用して、バルブ１２、１１４の筐体および従ってその中に収容された潤滑剤を暖めることができる。例えば燃焼用空気バルブ１２、１１４の場合には、暖機中、バルブ１２、１１４が閉じられたままの時、圧縮機６６からの空気の通過を抑制し、ブーストリークを最小化する。
【００５５】
先の記述は開示したシステムおよび技術の例を提供することが理解されるであろう。しかしながら、本開示の他の実施は、詳細には先の例と異なってもよいと考えられる。本開示または本開示の例への全ての参照は、その時点で検討される特定の例を参照するように意図されており、より一般的には本開示の範囲に関していかなる限定も意味するようには意図されていない。特定の特徴に関する区別および批判についての全ての文言は、それらの特徴に対する好みの欠如を示すように意図されているが、特記される場合を除き、それらを本開示の範囲から完全に排除するようには意図されていない。
【００５６】
本明細書における値域の記述は、特記される場合を除き、その範囲に入る個別の各値を個々に参照する簡単な方法として役立つように意図されているだけである。個別の各値は、それが本明細書では個々に記述されているものとして明細書内に組み込まれている。本明細書に記載の全ての方法は、本明細書内で特記される場合を除き、または文脈に明確に矛盾する場合を除き、任意の適切な順で行うことができる。
【００５７】
したがって、本開示は、適用法令により許容されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された主題の全ての修正形態および等価物を含む。さらに、上記要素の全ての可能な変形例における上記要素の任意の組合せは、本明細書内で特記される場合を除き、または文脈に明確に矛盾する場合を除き、本開示により包含される。
【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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【国際調査報告】
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