(57)【要約】【課題】エンジンに付属する冷却部品により構成される、冷却水による熱回収システムを能動的に制御することで、ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムを提供する。【解決手段】循環するエンジン冷却水を熱源として車内を暖房するヒータ２８と、エンジンに付随して設けられ、エンジン冷却水との間の熱交換を行わせる冷却機構（例えば燃料クーラ）２６と、車内の温度が所定の基準値よりも低いときに、前記冷却機構における熱交換量を増大させる制御手段３０と、を具備することで、ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムを構成する。【選択図】　　　図１
2004044551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムであって、
循環するエンジン冷却水を熱源として車内を暖房するヒータと、
エンジンに付随して設けられ、エンジン冷却水との間の熱交換を行わせる冷却機構と、
車内の温度が所定の基準値よりも低いときに、前記冷却機構における熱交換量を増大させる制御手段と、
を具備する、ディーゼルエンジンの暖機補助システム。
【請求項２】
前記ディーゼルエンジンは、コモンレール式燃料噴射システムを採用するものであり、前記冷却機構は、燃料を冷却する燃料クーラであり、前記制御手段は、エンジン回転数及び／又はコモンレール内燃料圧力を増大させることによって、燃料の熱量を増大させ、結果として前記燃料クーラにおける燃料とエンジン冷却水との間の熱交換量を増大させるものである、請求項１に記載のディーゼルエンジンの暖機補助システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の経済性という観点から、ディーゼルエンジンの適用範囲が拡大されつつある。すなわち、ディーゼルエンジンでは、高い圧縮比及び大きな空気過剰率の下で燃料が燃焼せしめられるため、その熱効率は、ガソリンエンジンに比較して非常に高い。
【０００３】
近年においては、ディーゼルエンジンの燃料供給装置として、コモンレール式燃料噴射システムが開発されている。このコモンレール式燃料噴射システムは、サプライポンプで生成した高圧状態の燃料をコモンレールに蓄えておき、コモンレールから各インジェクタを介してエンジンの各気筒に高圧燃料を噴射するものであり、コモンレール内の燃料の圧力すなわち噴射圧は、エンジン回転数に関係なく制御されうるように構成されている（例えば、特開２０００−２４８９８３号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンの熱効率が高いということは、換言すると、熱損失となってエンジン冷却水へ供給される熱量が少ないことを意味する。したがって、ディーゼルエンジン搭載車では、冬場の朝等、冷間時の暖機性能が不足して車室内の温度の立ち上がりが遅れるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンに付属する冷却部品により構成される、冷却水による熱回収システムを能動的に制御することで、ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムを構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第一の面によれば、ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムであって、循環するエンジン冷却水を熱源として車内を暖房するヒータと、エンジンに付随して設けられ、エンジン冷却水との間の熱交換を行わせる冷却機構と、車内の温度が所定の基準値よりも低いときに、前記冷却機構における熱交換量を増大させる制御手段と、を具備する、ディーゼルエンジンの暖機補助システムが提供される。
【０００７】
また、本発明の第二の面によれば、前記ディーゼルエンジンは、コモンレール式燃料噴射システムを採用するものであり、前記冷却機構は、燃料を冷却する燃料クーラであり、前記制御手段は、エンジン回転数及び／又はコモンレール内燃料圧力を増大させることによって、燃料の熱量を増大させ、結果として前記燃料クーラにおける燃料とエンジン冷却水との間の熱交換量を増大させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明によるディーゼルエンジンの暖機補助システムの一実施形態を示す全体構成図である。このディーゼルエンジンは、コモンレール式燃料噴射システムを採用するものである。ディーゼルエンジンの出力軸に連結されて駆動せしめられるサプライポンプ１０は、燃料タンク１２に貯留された燃料を、供給配管１４を介して吸引するとともに、これを高圧燃料として加圧吐出する。
【００１０】
このサプライポンプ１０によって加圧吐出された高圧燃料は、供給配管１６を介して蓄圧配管であるコモンレール１８に蓄えられる。そして、このコモンレール１８に蓄えられた高圧燃料が、供給配管２０を介してインジェクタ２２に供給され、インジェクタ２２からディーゼルエンジンの対応気筒内に噴射される。
【００１１】
なお、この実施形態は、４気筒のディーゼルエンジンを想定しており、気筒ごとに設けられたインジェクタ２２により、気筒ごとに燃料の噴射供給が行われる。インジェクタ２２から噴射されなかった余剰の燃料は、リターン配管２４を介して燃料タンク１２に戻される。
【００１２】
サプライポンプ１０は、供給配管１４に接続される吸入ポート１０ａ、供給配管１６に接続される吐出ポート１０ｂ、そしてリターン配管２４に接続されるリターンポート１０ｃを有するとともに、その燃料吐出量が制御されるものである。吐出ポート１０ｂから吐出されなかった余剰の燃料は、リターンポート１０ｃ及びリターン配管２４を介して燃料タンク１２に戻される。
【００１３】
また、高圧燃料が蓄えられるコモンレール１８は、ディーゼルエンジンの各気筒に対応した四つの出力ポート１８ａ〜１８ｄを備えるとともに、プレッシャレギュレータ１８ｅを備え、何らかの原因により必要以上に加圧された燃料は、このプレッシャレギュレータ１８ｅ及びリターン配管２４を介して燃料タンク１２に戻される。
【００１４】
リターン配管２４の途中には、エンジン内を循環するエンジン冷却水と燃料との間で熱交換を行わせることで燃料を冷却する熱交換器である燃料クーラ２６が設けられている。さらに、燃料クーラ２６によって加熱されたエンジン冷却水を熱源として車内を暖房するヒータ２８が設けられている。
【００１５】
電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３０は、エンジン回転数、クランク角度位置、アクセル開度等のエンジン状態に応じて最適の燃料噴射時期及び燃料噴射量を決定し、インジェクタ内の電磁弁に制御することで、コモンレール１８内の燃料をディーゼルエンジンの各気筒に噴射する。
【００１６】
さらに、コモンレール１８にはコモンレール内の燃料の圧力を検出するコモンレール圧センサ３２が配設され、ＥＣＵ３０はコモンレール内燃料圧力がアクセル開度等に応じて設定された最適値となるようにサプライポンプ１０の圧送量を制御する。
【００１７】
ところで、前述のように、ディーゼルエンジンでは、熱効率が高く、熱損失となってエンジン冷却水へ供給される熱量が少ないことから、冷間時の暖機性能が不足して車室内の温度の立ち上がりが遅れるという問題がある。
【００１８】
そこで、本実施形態においては、冷間時、車室内の温度を上昇させる必要が生じた場合、エンジン回転数及び／又はコモンレール内燃料圧力を制御し、サプライポンプ１０にエンジンでの燃焼に必要な量以上の仕事をさせ、それによって昇温した燃料の熱量を、燃料クーラ２６を介してヒータ２８に伝達し、車室内の空気を暖気するようにしている。
【００１９】
かかる制御を実現すべくＥＣＵ３０によって実行される制御ルーチンの処理手順が図２のフローチャートに示される。まず、ステップ１０２では、イグニションスイッチ（ＩＧ　ＳＷ）がオンにされて本ルーチンによる制御が開始される。
【００２０】
次いで、ステップ１０４では、車室内温度Ｔが所定の基準値Ｔ１　以上か否かが判定される。この車室内温度Ｔは、車室内に設けられた温度センサによって検出されてもよいし、あるいはエンジン冷却水温度によって代用されてもよい。
【００２１】
Ｔ１≦Ｔのとき、すなわち冷間時でないと判定されるときには、通常の運転モードに移行する一方、Ｔ＜Ｔ１　のとき、すなわち冷間時であると判定されるときには、ステップ１０６に進む。
【００２２】
ステップ１０６では、現在アイドル運転中か否かが判定される。本実施形態では、運転者のアクセルペダル操作量がゼロ（運転者がアクセルペダルを踏込んでいない状態）であるときに現在機関がアイドル運転中であると判定される。ステップ１０６で現在アイドル運転中であると判定されるときには、ステップ１０８に進む一方、現在アイドル運転中でないと判定されるときには、ステップ１１０に進む。
【００２３】
ステップ１０８では、通常の運転状態に比較してアイドル回転数及びコモンレール内燃料圧力を一定の率だけ上昇（アップ）させる。一方、ステップ１１０では、アイドル運転中ではないため、コモンレール内燃料圧力のみを通常の運転状態に比較して一定の率だけ上昇させる。これらのアップ率は、例えば、２０％とすることができる。
【００２４】
ステップ１０８及びステップ１１０のいずれの場合でも、燃料の温度を上昇させ、燃料クーラ２６においてその燃料によりエンジン冷却水を加熱し、そして、ヒータ２８においてそのエンジン冷却水により車室内の空気を加熱することができ、エンジンの暖機及び空気の暖気が促進される。
【００２５】
ステップ１０８又は１１０に次いで実行されるステップ１１２では、車室内温度Ｔが所定の基準値Ｔ０　以上か否かが判定される。Ｔ０≦Ｔのとき、すなわち暖気が達成されたと判定されるときには、通常の運転モードに移行する一方、Ｔ＜Ｔ０　のとき、すなわち未だ暖気が不十分であると判定されるときには、ステップ１０６に戻る。
【００２６】
図３は、本発明を実施した場合の効果を説明するための特性図であって、横軸はエンジン回転数、縦軸は発生熱量をそれぞれ示している。なお、発生熱量は燃料温度に比例する。
【００２７】
図３において、実線は、本発明を実施しない場合の通常の特性を示すのに対し、破線は、本発明を実施した場合の特性を示す。通常は、実線で示される熱量が燃料中に放出されて燃料温度が上昇する。これに対し、本発明を適用すると、破線で示されるように、発生熱量が増大する。すなわち、破線と実線との差分の熱量ΔＱが暖気用として使用されることとなる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態を採用することが可能である。例えば、本実施形態においては、エンジン冷却水との間の熱交換を行わせる冷却機構として燃料クーラを利用したが、これに代えてＥＧＲクーラ、オイルクーラ等を利用することができる。
【００２９】
ＥＧＲクーラ、オイルクーラ等も、エンジンに付随して設けられる、冷却水による熱回収システムである。従来のこれらのシステムが、受動的熱回収システム、すなわちエンジン側の排出熱量に依存するものであるのに対し、本発明を適用した場合には、能動的熱回収システム、すなわち制御（ＥＣＵからの指令）により、必要なだけの熱量を回収することができるシステムとなる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンジンに付属する、冷却水による熱回収システムを能動的に制御することで、ディーゼルエンジンの暖機を補助するシステムが構成され、冷間時にあっても車室内温度が早期に立ち上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディーゼルエンジンの暖機補助システムの一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】電子制御装置（ＥＣＵ）によって実行される制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明を実施した場合の効果を説明するための特性図である。
【符号の説明】
１０…サプライポンプ
１０ａ…吸入ポート
１０ｂ…吐出ポート
１０ｃ…リターンポート
１２…燃料タンク
１４…供給配管
１６…供給配管
１８…コモンレール
１８ａ〜１８ｄ…出力ポート
１８ｅ…プレッシャレギュレータ
２０…供給配管
２２…インジェクタ
２４…リターン配管
２６…燃料クーラ
２８…ヒータコア
３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３２…コモンレール圧センサ
【図１】
2004044551.tif 000003
【図２】
2004044551.tif 000004
【図３】
2004044551.tif 000005