(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に新気を導入する吸気経路と前記燃焼室の排ガスを内燃機関の外に導出する排気経路とを有する内燃機関の暖機装置において、
前記内燃機関のシリンダブロックの側壁に設けられ、内部に排ガスが導入されることで、前記シリンダブロックを加温し、内部に導入した排ガスを前記排気経路に導出する排ガス導出管を有する排ガスジャケットと、
前記排気経路に排ガスの一部を取入れる排ガス取入口を有し、前記内燃機関のＥＧＲ回路に連結して、取り入れられた排ガスの一部を前記吸気経路に供給するＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管に配設され、取り入れた排ガスの一部を前記内燃機関のＥＧＲ回路と前記排ガスジャケットとに切換える三方弁と、前記三方弁の切換制御を行う弁制御装置と、を備え、
前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数と負荷トルクに基づいて、前記排ガスを前記排ガスジャケットと前記ＥＧＲ回路とに流通する位置または遮断する位置、前記排ガスジャケットのみに流通する位置、前記ＥＧＲ回路のみに流通する位置に前記三方弁を切換えることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項２】
前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が低中速回転数領域で、且つ負荷トルクが低トルク領域の場合、又は、高速回転領域で負荷トルクが低中トルク領域の場合に排ガスを前記排ガスジャケットのみに流通する位置に前記三方弁を切換える第１切換制御部を有したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項３】
前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が低中速回転数領域で、且つ負荷トルクが中負荷トルク領域の場合、排ガスを前記排ガスジャケット及び前記ＥＧＲ回路に流通する位置に前記三方弁を切換える第２切換制御部を有したことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項４】
前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が低中回転数領域で、且つ負荷トルクが高負荷トルク領域の場合、前記ＥＧＲ回路のみに排ガスを流通する位置に前記三方弁を切換える第３切換制御部を有したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項５】
前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が高回転数領域で且つ負荷トルクが高負荷トルク領域の場合、排ガスを前記排ガスジャケット及び前記ＥＧＲ回路ともに流通を遮断する位置に前記三方弁を切換える第４切換制御部を有したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項６】
エンジンオイルの温度が閾値以上に上昇した場合、前記排ガスジャケットへの排ガスの流通を遮断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両における内燃機関の暖機を促進するための内燃機関の暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、冷態時における内燃機関（以後、エンジンと称す）は、エンジン始動から通常出力になる暖機状態までの間ある程度の時間を要している。
エンジンの暖機性が悪いと、エンジンの潤滑剤であるオイルの粘度（物性）が高く、ピストンとシリンダとの間及び、クランクシャフトのジャーナル部等の摺動部におけるフリクションが大きく、燃費の悪化を誘発していた。
それら、オイルの粘度を早期に低くするために、エンジンの排気ガスの熱でシリンダブロック等を温めることが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、排気マニホールドから排ガスを分岐する排気導出管と、エンジンブロック内のロワーウォータジャケットより下方に設けられたブロック内排気通路に排ガスを導くブロック導入管と、排気導出管の排ガスを高圧ＥＧＲとして吸気通路に導くブロック外通路と、を有している。
排気導出管とブロック導入管とブロック外通路とを三方弁の切換バルブにて連結している。
暖機中、三方弁の切換バルブは、排気導出管とブロック導入管が連通し、排気導出管とブロック外通路とが遮断される。
暖機終了後、三方弁の切換バルブは、排気導出管とブロック外通路とが連通し、排気導出管とブロック導入管が遮断される。
このようにすることで、ブロック内排気通路に排ガス流すことでシリンダの比較的下部を暖機できる。
【０００４】
さらに、特許文献２には、シリンダ壁の少なくともピストン下死点近傍を加熱する加熱手段（ガスジャケット）と、前記下死点近傍を冷却する冷却手段（ガスジャケット）と、シリンダ壁の温度を検出する温度センサを有し、目標温度以下の場合には、ガスジャケットに排ガスを流して、シリンダ壁の温度を上昇させて、潤滑油（オイル）の粘度を低減させ、目標温度以上の場合には、ガスジャケット内に新気を導入してシリンダ壁の温度を下げ、油膜切れを防止する。
そして、熱交換された排ガスは、ＥＧＲとして再利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８５９９７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によると、暖機後、三方弁の切換バルブは、排気導出管とブロック外通路と
が連通し、排気導出管とブロック導入管が遮断される。
従って、排ガスをブロック内排気通路に流すことができない。
このため、暖機後において、排ガスによって暖機を続けることができない構造になって
おり、中低負荷トルク領域におけるクランクシャフトのジャーナル部およびコネクチング
ロッド連結部等の各摺動部のオイル粘度を低減させて、エンジン内部抵抗低下に伴う燃費
向上効果を得ることができない。
また、特許文献２には、ガスジャケットとＥＧＲ回路への切換を行う切換バルブの開示がない。
従って、暖機後においてもエンジンの稼働状況によっては、エンジン下部の暖機を継続することで、オイルの粘度を減少させて、エンジン稼働時の内部抵抗を低減させ燃費向上が得られない。
【０００７】
これら課題に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、内燃機関の暖機後においても、中低負荷トルク領域におけるクランクシャフトのジャーナル部およびコネクチングロッド連結部等の各摺動部のオイル粘度を低減させて、内燃機関の燃費向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の少なくとも一実施形態に係る内燃機関の暖機装置は、燃焼室に新気を導入する吸気経路と前記燃焼室の排ガスを内燃機関の外に導出する排気経路とを有する内燃機関の暖機装置において、
前記内燃機関のシリンダブロックの側壁に設けられ、内部に排ガスが導入されることで、前記シリンダブロックを加温し、内部に導入した排ガスを前記排気経路に導出する排ガス導出管を有する排ガスジャケットと、前記排気経路に排ガスの一部を取入れる排ガス取入口を有し、前記内燃機関のＥＧＲ回路に連結して、取り入れられた排ガスの一部を前記吸気経路に供給するＥＧＲ配管と、前記ＥＧＲ配管に配設され、取り入れた排ガスの一部を前記内燃機関のＥＧＲ回路と前記排ガスジャケットとに切換える三方弁と、前記三方弁の切換制御を行う弁制御装置と、を備え、前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数と負荷トルクに基づいて、前記排ガスを前記排ガスジャケットと前記ＥＧＲ回路とに流通する位置または遮断する位置、前記排ガスジャケットのみに流通する位置、前記ＥＧＲ回路のみに流通する位置に前記三方弁を切換えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によると、ＥＧＲ配管に三方弁を設けることで、内燃機関の暖機中、及び暖機後においても、内燃機関の運転状態によって、シリンダブロックの下部（クランクシャフトに近い部分）を排ガスによる暖機と、ＥＧＲによる排ガス浄化とが同時に行える。
従って、内燃機関内部の各摺動部におけるオイルの粘度を低く維持でき、内部抵抗の軽減による燃費向上が可能となる。
更に、ＥＧＲ配管に三方弁を設けることで、エキゾーストマニホールドの排気経路下流側の排気管に、排ガスジャケットへ排ガスを流す配管を別途接続することが省略でき、これによって、配管を排気管に接属するための接続部材、及び配管のレイアウトの簡素化等が図られ、簡素化による耐久信頼性の向上及びコスト低減が得られる。
【００１０】
また、いくつかの実施形態では、前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が低中速回転数領域で、且つ負荷トルクが低トルク領域の場合、又は、高速回転領域で負荷トルクが低中トルク領域の場合に排ガスを前記排ガスジャケットのみに流通する位置に前記三方弁を切換える第１切換制御部を有することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によると、図４の第１領域のように内燃機関の負荷トルクが低い場合又は、内燃機関の回転数が高く、且つ負荷が中負荷の場合には、排ガスジャケットにてシリンダブロックの下部を暖機しておくことにより、オイルの粘性低下を図り、内燃機関の燃費向上が図られる。
【００１２】
また、いくつかの実施形態では、前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が低中速回転数領域で、且つ負荷トルクが中負荷トルク領域の場合、排ガスを前記排ガスジャケット及び前記ＥＧＲ回路に流通する位置に前記三方弁を切換える第２切換制御部を有することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によると、図４の第２領域のように内燃機関が低中速回転数領域で且つ中負荷の場合には、排ガスを前記排ガスジャケット及び前記ＥＧＲ回路双方に流通させることで、シリンダブロック下部を暖機しておくことによりオイルの粘性低下を図り、内燃機関の燃費向上を図ると共に、吸気通路側に排ガスを供給して、排ガス浄化（ＮＯｘ低減）が可能となる。
【００１４】
また、いくつかの実施形態では、前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が低中速回転数領域で、且つ負荷トルクが高負荷トルク領域の場合、前記ＥＧＲ回路のみに排ガスを流通する位置に前記三方弁を切換える第３切換制御部を有することを特徴とする。
【００１５】
このような構成によると、図４の第３領域のように内燃機関の回転数が低中速回転数領域で且つ、高負荷の場合には、内燃機関の稼働による発熱量が多くなるので排ガスによる暖機を中止して燃焼のノッキングを防止すると共に、ＥＧＲ回路のみに流通させることで排ガス浄化（ＮＯｘ低減）を可能とする。
【００１６】
また、いくつかの実施形態では、前記弁制御装置は、前記内燃機関の回転数が高回転数領域で且つ負荷トルクが高負荷トルク領域の場合、排ガスを前記排ガスジャケット及び前記ＥＧＲ回路ともに流通を遮断する位置に前記三方弁を切換える第４切換制御部を有することを特徴とする。
【００１７】
このようにすることにより、図４の第４領域のように内燃機関が高回転領域且つ、高負荷トルク領域になると排ガス温度が高くなるため、排ガスジャケットによるシリンダブロックの加温によって、潤滑オイルの粘性が過度に低下して、シリンダとピストン及びピストンリング、コネクチングロッドとピストンピン及びクランクピン、クランクシャフトジャーナル部等の各摺動部の焼付きのおそれがあるため、それを防止することができる。
【００１８】
また、いくつかの実施形態では、エンジンオイルの温度が閾値以上に上昇した場合、前記排ガスジャケットへの排ガスの流通を遮断することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によると、エンジンオイルの温度を直接検出して判定するため、オイル温度が上昇し過ぎてオイル粘度が過度に低下して各摺動部の摺動抵抗の増大による燃費悪化を確実に防止できる。さらに、各摺動部の焼付きのおそれがあるため、それを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、暖機中、及び暖機後においても、中低負荷トルク領域におけるクランクジャーナル部およびコネクチングロッド連結部等の各摺動部のオイル粘度を低減させて、内燃機関の燃費向上を図ることのできる内燃機関を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る全体概略構成図を示す。
【図２】（Ａ）は、図１の排ガスジャケットのシリンダブロック取付状態における側面視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
【図３】本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ配管の中間部に三方弁を配設した装置の外観概略斜視図を示す。
【図４】本発明の第１実施形態に係る三方弁の排ガス流通制御マップの一例を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は、三方弁３の概略配設位置と、三方弁３に接合している配管状況の概略図、（Ｂ）は、（Ａ）に沿って各切換位置における排ガスの切換供給先の一覧を示す。
【図６】第１実施形態の弁制御装置の制御フローである。
【図７】第１実施形態の弁制御装置の構成ブロック図である。
【図８】第２実施形態の弁制御装置の構成ブロック図である
【図９】第２実施形態の弁制御装置の制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態における全体構成概略図を示す。
符号１は、多気筒内燃機関の触媒昇温装置を装備した筒内噴射型内燃機関である。
この筒内噴射型内燃機関１（以後、エンジン１と略称する）は火花点火式の４サイクルエンジンである。
【００２４】
エンジン１は、シリンダブロック１１と、該シリンダブロック１１の上部を閉塞するシリンダヘッド１３と、シリンダブロック１１内のシリンダ１１ｂに沿って上下方向に摺動するピストン１７と、クランクシャフト１８と、ピストン１７とクランクシャフト１８とを連結して、ピストン１７の往復運動をクランクシャフト１８にて回転運動に変換させるコネクチングロッド１７ａと、シリンダブロック１１の下端部に配設され、エンジン１の各摺動部を潤滑又は冷却するオイルを貯溜するオイルパン１９と、を備えている。
【００２５】
尚、前記オイルは、図示省略のオイルポンプによって各摺接部に圧送される。
シリンダブロック１１は、下部にピストン１７の上下運動を回転運動に変換して出力するクランクシャフト１８を軸支しているクランクケース１２を備えて一体的に形成されている。
シリンダヘッド１３の下面とシリンダ１１ｂとピストン１７の上面とで燃焼室ＣＣが形成されている。
【００２６】
シリンダブロック１１には、エンジン１の温度を適正温度に維持するため、シリンダ１１ｂの外周に沿ってエンジン冷却水が循環するウォータジャケット１１ａが配設されている。ウォータジャケット１１ａの下方部には排ガスが導入されてシリンダブロック１１の下部領域を加温する排ガスジャケット２が設けられている。
【００２７】
また、図２（Ａ）に、図１の排ガスジャケット２のシリンダブロック１１の取り付け状態における側面視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
排ガスジャケット２は、ウォータジャケット１１ａの下端縁近傍からクランクケース１２の上部近傍に亘りシリンダブロック１１のシリンダ配列方向に沿った外壁面に配設されている。
排ガスジャケット２のクランクシャフト軸方向の大きさは、クランクシャフト１８の長さに略等しく形成されている。
【００２８】
排ガスジャケット２は、シリンダブロック１１のエキゾーストマニホールド１４（以後、エキマニ１４と略称する）が配設されている側に設けられている。
排ガスジャケット２は、シリンダブロック１１の外側面から外方へ突出した環状の壁部１２ａが形成されている。
環状の壁部１２ａの頂部（突出先端）には、該頂部全周を覆う蓋部材２３がパッキン２３ａを介して複数のボルト２３ｂにて締結されている。
【００２９】
蓋部材２３には、排ガスを排ガスジャケット２の廃熱暖機空間部ＥＨに導入するための排ガス導入管２１（図１参照）が取付けられる導入アダプタ２６と、廃熱暖機空間部ＥＨに導入された排ガスをマニホールド触媒コンバータ１５の下流側に導出させる排ガス導出管２２（図１参照）が取付けられる導出アダプタ２７が夫々配設されている。
導入アダプタ２６は、クランクシャフト１８に近い（図２（Ｂ）の場合は下側）方に配設され、導出アダプタ２７は、ウォータジャケット１１ａに近い（図２（Ｂ）の場合は上側）方に配設されている。
これは、排ガス浄化装置であるマニホールド触媒コンバータ１５（以後、触媒コンバータ１５と略称する）からの温度の高い排ガスを、オイルが多く貯溜されているオイルパン１９、及びクランクシャフトのジャーナル部（図示省略）を速く暖機させるために配置されており、オイルの粘性低減を図るためである。
【００３０】
更に、シリンダヘッド１３には、燃焼室ＣＣに新気を導入する吸気ポート１３ｆと、該吸気ポートを開閉する吸気バルブ１３ｂと、燃焼室ＣＣに燃料を噴射する燃料噴射ノズル１３ｄと、燃焼室ＣＣの空気と燃料との混合気を燃焼させる点火プラグ１３ｃと、燃焼室ＣＣの燃焼した燃焼ガス（以後、排ガスと略称する）をエンジン１外に導出する排気ポート１３ｅと、該排気ポート１３ｅを開閉する排気バルブ１３ａが配設されている。
更に、シリンダヘッド１３には、吸気ポート１３ｆに接続され新気を流通させる吸気通路１３ｇが形成されたインレットマニホールド１３ｈと、排気ポート１３ｅに接続され排ガスを導出させる排気通路１４ｅが形成されたエキマニ１４と、該エキマニ１４に直結したマニホールド触媒コンバータ１５が接続されている。
【００３１】
本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ配管２４は、マニホールド触媒コンバータ１５の下流側から排ガスを取り出す低圧ＥＧＲ配管の例として示し、図３には、この低圧ＥＧＲ配管２４の中間部に、三方弁３を配設した外観概略斜視図を示す。
エキマニ１４は、一端側がシリンダヘッド１３に取付けられ、他端側に触媒コンバータ１５が直結されている。
エキマニ１４は、シリンダヘッド１３に取付けられ、排気ポート１３ｅに対応した位置に排ガスが通過する開口（開口数は気筒数に同じ数）を有した一端側である取付ベース部１４ｂと、該取付ベース部１４ｂの排ガスが通過する開口に連通して排ガスが流れる各導出部１４ｃと、各導出部１４ｃからの排ガスを集合させる他端側である集合部１４ａとで構成されている。
【００３２】
エキマニ１４の集合部１４ａの下面（図３参照）には、触媒コンバータ１５が直結されている。
触媒コンバータ１５の下端側（図３参照）には触媒１５ａ（図１参照）で浄化された排ガスの排ガス流路が下部で略直角に変化すると共に略円錐形状に形成されたロアコーン１５ｂが配設されている。
ロアコーン１５ｂの排出端部には、上流側排気管１５ｃがロアコーン１５ｂと一体的に形成されている。
上流側排気管１５ｃの先端部は、上流側排気管１５ｃと下流側排気管２９と連結する自在継手１６が配設されている。
自在継手１６は、下流側排気管２９が車体側（図示省略）に支持され、上流側排気管１５ｃは、触媒コンバータ１５及びエキマニ１４を介してシリンダブロック１１に支持されているため、夫々の相対変位の揺動を吸収するために配設されている。
【００３３】
また、ロアコーン１５ｂの下面側（図３参照）には、ＥＧＲ回路５０用及び排ガスジャケット２用に排ガスを導入させる低圧ＥＧＲ配管２４の排ガス取入口２４ａが、ロアコーン１５ｂ内の排ガス流路内に突出して設けられている。
また、排ガス取入口２４ａは、先端部を斜めにカットされた形状の傾斜開口部２４ｂを有しており、傾斜開口部２４ｂは、排ガス流路の上流側に向くように配設されている。
傾斜開口部２４ｂを排ガス流路の上流側に向くようにすることで、排ガスの流動圧を利用して、排ガス取入口２４ａからの排ガスの取入量増加を図っている。
低圧ＥＧＲ配管２４の排ガス流出側は、シリンダヘッド１３内に形成された流路１３ｉを介してエンジンの吸気通路１３ｇに排ガスを供給するＥＧＲ回路５０に連結している。
尚、本実施形態では、排ガス取入口２４ａの先端部を斜めにカットして、カットした傾斜開口部２４ｂを排ガス流路の上流側に向くように配設したが、排ガス取入口２４ａの先端部を排ガス流路上流側に屈曲させて、排ガスの流れのラム圧を受けるようにしてもよい。
【００３４】
低圧ＥＧＲ配管２４の長さ方向中間部には三方弁３が配設されている。
この三方弁３には、排ガス取入口２４ａを有した上流側低圧ＥＧＲ配管２４１と、排ガスをシリンダヘッド１３内の流路１３ｉに供給する下流側低圧ＥＧＲ配管２４２と、排ガスジャケット２の導入アダプタ２６に連結した排ガス導入管２１が接続されている。
尚、本実施形態では、低圧ＥＧＲ配管２４の長さ方向中間部には三方弁３を配設した構造にしたが、排ガス導入管２１の長手方向中間部に三方弁を配設しても、実質的に同じである。
また、本実施形態では、三方弁３を低圧ＥＧＲ配管２４の中間部に配設したが、図示しない高圧ＥＧＲ配管に同様に配設することもできる。
【００３５】
また、既述の通り、廃熱暖機空間部ＥＨはエキマニ１４が配設されている側に設けられていると共に、低圧ＥＧＲ配管２４の排ガス取入口２４ａをロアコーン１５ｂの下側に配置することで、排ガスジャケット２までの排ガス導入管２１の長さを短くすることができ、排ガス温度の低下を極力抑制することで、廃熱暖機空間部ＥＨによる暖機効果を向上させる効果を得ることができる。
【００３６】
上流側排気管１５ｃには、酸素濃度センサの取付アダプタ１５ｅと、排ガスジャケット２の廃熱暖機空間部ＥＨからの排ガスを上流側排気管１５ｃに戻す排ガス導出管２２の端部が連結される戻りアダプタ１５ｄが配設されている。
戻りアダプタ１５ｄは、酸素濃度センサ（図示省略）の取付アダプタ１５ｅと自在継手１６との間に配設されている。
戻りアダプタ１５ｄの位置は、排ガス取入口２４ａと戻りアダプタ１５ｄの位置との差圧により排ガスの循環向上を図るため、排ガス取入口２４ａよりできる限り下流側にする。
さらに、戻りアダプタ１５ｄの位置は、酸素濃度センサ（図示省略）への影響を回避するため、酸素濃度センサの取付アダプタ１５ｅより下流側にしてある。
また、取付アダプタ１５ｅと戻りアダプタ１５ｄを自在継手１６の上流側に配置する理由は、既述の通り、取付アダプタ１５ｅと戻りアダプタ１５ｄがエンジン１側に支持されるため、下流側排気管２９との相対変位の揺動を吸収するためである。
【００３７】
次に、制御装置５について説明する、エンジン１の運転を制御するエンジン制御装置５Ａと、三方弁３の切換えを制御する弁制御装置５Ｂとを備えている。
弁制御装置５Ｂには、エンジン１の回転数Ｎを検知する回転数センサ５２の検出信号と、エンジン１の負荷トルクＴとしてアクセルペダル５１ａの踏込み量を検知する負荷トルクセンサ５１の検出信号と、オイルパン１９に貯溜されているオイルの温度を検知するオイル温度センサ５３の検知信号と、が入力される。
【００３８】
また、弁制御装置５Ｂには、図７に示すように第1切換制御部５６と、第２切換制御部５７と、第３切換制御部５８と、第４切換制御部５９とを備えている。
第1切換制御部５６は、図４の第１領域のようにエンジン１の回転数Ｎが低中速回転数領域で、且つ負荷トルクＴが低トルク領域の場合、又は、高速回転領域で負荷トルクが低中トルク領域の場合に排ガスを排ガスジャケット２のみに流通する第１切換位置に三方弁３を切換え操作を実施する。
また、第２切換制御部５７は、図４の第２領域のようにエンジン１の回転数Ｎが低中速回転数領域で、且つ負荷トルクが中負荷トルク領域の場合、排ガスを排ガスジャケット２及びＥＧＲ配管２４から吸気通路側に流通する第２切換位置に三方弁３を切換え操作を実施する。
【００３９】
第３切換制御部５８は、図４の第３領域のようにエンジン１の回転数Ｎが低中回転数領域で、且つ負荷トルクＴが高負荷トルク領域の場合、ＥＧＲ回路のみに排ガスを流通する第３切換位置に三方弁３を切換え操作を実施する。
【００４０】
更に、第４切換制御部５９は、図４の第４領域のようにエンジン１の回転数Ｎが高回転数領域で且つ負荷トルクＴが高負荷トルク領域の場合、排ガスを排ガスジャケット２及びＥＧＲ回路ともに流通を遮断する第４切換位置に三方弁３を切換え操作を実施する。
【００４１】
図４は、本発明の実施形態に係る三方弁３の切換制御マップの一例を示し、図５（Ａ）は、三方弁３の概略配設位置と、三方弁３に接合している配管状況の概略図である。
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に沿って各切換え操作位置における排ガス供給先の切換一覧を示す。
図５は、三方弁３の切換位置に対する排ガス流路の切換状況を説明する模式図の一例を示し、図６は、排ガス切換えの制御フローの一例を示す。
なお、図４のマップは、横軸にエンジン回転数Ｎｒｐｍ、縦軸にエンジントルク（負荷トルク）Ｔｋｇｍで表している。横軸の低回転領域、中回転領域、高回転領域は、運転可能な回転数領域（最大回転数）を略３等分した領域であり、縦軸の低負荷トルク領域、中負荷トルク領域、高負荷トルク領域も同様に、運転可能なトルク領域（最大トルク）を略３等分した領域である。
【００４２】
三方弁３の切換により、排ガスの供給パターンは４通りになっている。
三方弁３は、第１切換位置に操作されることによって、排ガスジャケット２に排ガスが供給される第１領域と、第２切換位置に操作されることによって、排ガスジャケット２及び低圧ＥＧＲ回路に供給される第２領域と、第３切換位置に操作されることによって、低圧ＥＧＲ回路のみに供給される第３領域と、第４切換位置に操作されることによって、低圧ＥＧＲ配管２４で採取した排ガスを遮断する第４領域とを備えている。
三方弁３の切換制御は弁制御装置５Ｂによって実施される。
既述の通り、弁制御装置５Ｂは、エンジン１の回転数センサ５２、エンジン１の負荷トルクセンサ５１夫々が検知した出力信号に基づいて実施される。
【００４３】
図６の制御フローに沿って、弁制御装置５Ｂによる三方弁３の切換制御の一例について説明する。
ステップＳ１にてスタートする。
ステップＳ２において、エンジン１の回転数センサ５２からのエンジン回転数Ｎrpmと、アクセルペダル５１ａによる負荷トルクＴｋｇ−ｍの検出信号を取入れる。
ステップＳ３において、エンジン１の運転状態が次の条件になっているかを判断する。
回転数Ｎが、回転数Ｎ１≦Ｎ＜回転数Ｎ３で、且つ、負荷トルクＴが、Ｔ≦負荷トルクＴ１（但し、回転数Ｎ１はアイドリングより高いエンジン運転状態の低速回転数）。
【００４４】
即ち、エンジン１の回転数Ｎが低速回転数領域又は中速回転数領域で、負荷トルクがＴ１以下の低負荷トルク領域にあると判断された場合には、ＹＥＳを選択して、ステップＳ４に進み、三方弁３を第１切換位置（図５（Ｂ）の第１切換位置）に切換え操作して、排ガスジャケット２に排ガスを流すようにする。その後、ステップＳ１１に進みリターンする。
【００４５】
ステップＳ３において、ＮＯを選択した場合は、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、エンジン１の運転状態が次の条件になっているかを判断する。
回転数Ｎが、回転数Ｎ３≦Ｎ≦回転数Ｎ４で、且つ、負荷トルクＴが、Ｔ＜負荷トルクＴ２（但し、回転数Ｎ１＜回転数Ｎ３＜回転数Ｎ４（Ｍａｘ）、負荷トルクＴ１＜負荷トルクＴ２）。
【００４６】
即ち、回転数が高速回転数領域で負荷トルクがＴ２未満の領域にあると判断された場合には、ＹＥＳを選択して、ステップＳ４に進み、三方弁３を第１切換位置（図５（Ｂ）の第１切換位置）に切換え操作して、排ガスジャケット２に排ガスを流すようにする。その後、ステップＳ１１に進みリターンする。
【００４７】
このようにして、エンジン１の負荷トルクＴが低い場合又は、エンジン１の回転数Ｎが高く、且つ負荷が中負荷の場合には、三方弁３は、上流側低圧ＥＧＲ配管２４１に導入された排ガスを、排ガスジャケット２のみに流通させて、シリンダブロック１１の下部を暖機することにより、オイルの粘性低下を図り、エンジン１の燃費向上を図ることができる。
【００４８】
ステップＳ５において、ＮＯを選択した場合は、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、エンジン１の運転状態が次の条件になっているかを判断する。
回転数Ｎが、回転数Ｎ１≦Ｎ＜回転数Ｎ３で、且つ、負荷トルクＴが、負荷トルクＴ１≦Ｔ＜負荷トルクＴ２
【００４９】
即ち、回転数Ｎが高速回転数領域で、負荷トルクＴがＴ１〜Ｔ２の領域にあると判断された場合にはＹＥＳを選択して、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７において、三方弁３を第２切換位置（図５（Ｂ）の第２切換位置）に操作し、ステップＳ１１に進む。
【００５０】
このようにして、エンジン１が低速または中速の回転数Ｎ１≦Ｎ＜回転数Ｎ３で、且つ負荷トルクＴが中負荷トルク領域の場合には、排ガスを排ガスジャケット２及び下流側低圧ＥＧＲ配管２４２の双方に流通させることで、シリンダブロック１１の下部を暖機しておくことによりオイルの粘性低下を図り、エンジン１の燃費向上を図ると共に、吸気経路に接続する下流側低圧ＥＧＲ配管２４２に排ガスを流通させて、排ガス浄化（ＮＯｘ低減）が可能としている。
この場合においても、負荷トルクＴが比較的小さい（Ｔ２kg−ｍ未満）なので、シリンダブロック１１の下部を暖機しても燃焼ノッキングの心配はない。
【００５１】
更に、ステップＳ６でＮＯを選択した場合は、ステップＳ８に進む。
【００５２】
ステップＳ８において、エンジン１の運転状態が次の条件になっているかを判断する。
回転数Ｎが、回転数Ｎ１≦Ｎ≦回転数Ｎ２で、且つ、負荷トルクＴが、Ｔ≧負荷トルクＴ２（但し、回転数Ｎ２＜回転数Ｎ３）
そして、ＹＥＳの場合は、ステップＳ９に進み、三方弁３を第３操作位置（図５（Ｂ）の第３切換位置）に操作し、ステップＳ１１に進む。
【００５３】
このようにして、エンジン１の回転数Ｎが、低速から中速範囲の回転数Ｎ１≦Ｎ≦回転数Ｎ２で且つ、負荷トルクＴが高負荷トルク領域のＴ≧トルクＴ２場合には、エンジン１の運転による発熱量が多くなるので、回転数が第２領域の回転数より低い（回転数Ｎ２＜回転数Ｎ３）状態時に、排ガスによる暖機を中止して燃焼のノッキングを防止すると共に、吸気経路に接続する下流側低圧ＥＧＲ配管２４２への排ガス供給量を増加させて排ガス浄化（ＮＯｘ低減）を促進する。
尚、図４の切換制御マップにおいて、第３領域の回転数Ｎを回転数Ｎ２＜回転数Ｎ３として、差を設定したのは、エンジン１の高負荷の場合は、ノッキングが発生し易くなる領域なので、回転数Ｎを低めにすることで、ノッキング発生防止を安全側にしたものである。
【００５４】
更に、ステップＳ８でＮＯを選択した場合は、ステップＳ１０に進み、三方弁３を第４切換位置（図５（Ｂ）の第４切換位置）に切換え操作して、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ８でＮＯを選択した場合は、エンジン１の運転状態は次の条件になっていると判断する。
回転数Ｎが、回転数Ｎ２＜Ｎで、且つ、負荷トルクＴが、負荷トルクＴ２＜Ｔ
【００５５】
この場合は、エンジン１は高トルク、高回転になっているので、シリンダブロック１１が高温になってノッキング及びオイル粘度の過低下によるクランクシャフト１８のジャーナル部およびコネクチングロッド連結部等の各摺動部の焼付きを防止するため、三方弁３からの排ガスジャケット２及び、低圧ＥＧＲは作動させないようにＥＧＲ回路５０への排ガス流通を遮断する。
【００５６】
このように低圧ＥＧＲ配管２４の中間部に三方弁３を設けることで、暖機終了後であっても、負荷トルクＴが低中負荷トルク領域において、シリンダブロック１１の下部（クランクシャフト１８に近い部分）を排ガスによる暖機が継続できる。
従って、中低負荷トルク領域におけるクランクシャフト１８のジャーナル部およびコネ
クチングロッド連結部等の各摺動部におけるオイルの粘度を低く維持でき、内部抵抗の軽
減による燃費向上が可能となる。
更に、低圧ＥＧＲ配管２４に三方弁３を設けることで、エキゾーストマニホールドの排気経路下流側のロアコーン１５ｂに、排ガスジャケット２へ排ガスを流す配管を別途接続することが省略でき、配管を排気管に接続するための接続部材、配管のレイアウトの簡素化等が図られ、簡素化による耐久信頼性の向上及びコスト低減が図られる。
【００５７】
なお、以上説明した第１実施形態の弁制御装置５Ｂの制御は、エンジンの暖機完了の有無にかかわらず、すなわち、暖機中及び暖機完了後においてエンジン回転数とエンジン負荷の運転条件に基づいて制御されるものであるが、エンジンの暖機完了までの制御として実行してもよいことは勿論であり、その場合には、エンジンの暖機促進が効果的に得られる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、弁制御装置５Ｂの他の例として、図８に弁制御装置５Ｃを示す。図９を参照して制御フローについて説明する。
第２実施形態は、第１実施形態に加えて、エンジンオイルの温度が閾値以上に上昇した場合、前記排ガスジャケット２への排ガスの供給を停止することを特徴とする。
【００５９】
図８に示すように、弁制御装置５Ｃは、第１切換制御部５６と、第２切換制御部５７と、第３切換制御部５８と、第４切換制御部５９とに加えて、オイル温度判定部５５を備えている。
オイル温度判定部５５は、オイルパン１９に貯溜されているオイルの温度を検知するオイル温度センサ５３の検知信号が閾値温度に達した時に、排ガスジャケット２による加温が完了したと判定して、排ガスジャケット２への排ガス供給を停止する。
この閾値温度としては、オイル温度が上昇し過ぎてオイル粘度が過度に低下して、クランクシャフトのジャーナル部およびコネクチングロッド連結部等の各摺動部において摺動抵抗の増大化をきたす恐れが生じる温度として設定されている。
【００６０】
図９において、ステップＳ１〜ステップＳ１１は、第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
ステップＳ３でＹｅｓの判定の場合、ステップＳ２１において、弁制御装置５Ｃは、オイル温度センサ５３の検出温度ＯＴが、検出温度ＯＴ＜閾値温度ＯＴＳであるか否かを判定して、Ｎｏの場合には、ステップＳ２２で、三方弁３を第４切換位置に切換えて排ガスジャケット２への排ガス導入を遮断する。Ｙｅｓの場合には、ステップＳ４に進んで、三方弁３を第１切換位置に切換える。
【００６１】
同様に、ステップＳ６でＹｅｓの判定の場合、ステップＳ２３において、弁制御装置５Ｃは、オイル温度センサ５３の検出温度ＯＴが、検出温度ＯＴ＜閾値温度ＯＴＳであるか否かを判定して、Ｎｏの場合には、ステップＳ９で、三方弁３を第３切換位置に切換えて排ガスジャケット２への排ガス導入を遮断して、ＥＧＲ回路５０だけへの供給とする。Ｙｅｓの場合には、ステップＳ７に進んで、三方弁３を第２切換位置に切換える。
【００６２】
第２実施形態によると、低負荷、中負荷トルク状態であっても長期間の運転時においてはオイル温度が上昇し過ぎてオイル粘度が過度に低下するおそれがあるが、それが防止され、各摺動部の摺動抵抗の増大による燃費悪化を確実に防止できる。さらに、各摺動部の焼付きのおそれに対しても確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
車両における内燃機関の暖機を促進するための内燃機関の暖機装置と排ガス浄化装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１        エンジン（内燃機関）
２        排ガスジャケット
３        三方弁
５        制御装置
５Ａ      エンジン制御装置
５Ｂ、５Ｃ  弁制御装置
１１      シリンダブロック
１１ａ    ウォータジャケット
１２      クランクケース
１２ａ    環状の壁部
１３      シリンダヘッド
１５      触媒コンバータ（マニホールド触媒コンバータ）
１５ｃ    上流側排気管
１８      クランクシャフト
２２      排ガス導出管
２３      蓋部材
２３ａ    パッキン
２４      低圧ＥＧＲ配管（ＥＧＲ配管）
２４ａ    排ガス取入口
２４ｂ    傾斜開口部
５０      ＥＧＲ回路
５１      負荷トルクセンサ
５２      回転数センサ
５３      オイル温度センサ
５５      オイル温度判定部
５６      第1切換制御部
５７      第２切換制御部
５８      第３切換制御部
５９      第４切換制御部
２４１    上流側低圧ＥＧＲ配管
２４２    下流側低圧ＥＧＲ配管
ＣＣ      燃焼室
ＥＨ      廃熱暖機空間部
【図１】
0006440015.tif 000002
【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】
0006440015.tif 000007
【図７】
0006440015.tif 000008
【図８】
0006440015.tif 000009
【図９】
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