(57)【要約】【課題】燃料噴射量の上限を上げることができ、内燃機関をより高負荷で暖機できる内燃機関の暖機方法及び暖機装置を提供する。【解決手段】複数の気筒を有する内燃機関１をアイドル運転させて暖機する内燃機関１の暖機方法において、内燃機関１の単数又は複数の気筒に気筒の排気バルブ５を圧縮行程中に開くと共に膨張行程前に閉じて圧縮開放ブレーキを行う圧縮開放ブレーキ機構１５を設け、アイドル運転中、一部の気筒で圧縮開放ブレーキ機構１５を作動させて圧縮開放ブレーキを行うものである。【選択図】図１
2016186274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関をアイドル運転させて暖機する内燃機関の暖機方法において、
前記内燃機関の単数又は複数の気筒に前記気筒の排気バルブを圧縮行程中に開くと共に膨張行程前に閉じて圧縮開放ブレーキを行う圧縮開放ブレーキ機構を設け、
アイドル運転中、一部の気筒で前記圧縮開放ブレーキ機構を作動させて圧縮開放ブレーキを行うことを特徴とする内燃機関の暖機方法。
【請求項２】
前記圧縮開放ブレーキ機構を作動させる前記一部の気筒への燃料噴射を停止すると共に、設定アイドル回転数となるように前記他の気筒への燃料噴射量を調節する請求項１に記載の内燃機関の暖機方法。
【請求項３】
複数の気筒を有する内燃機関をアイドル運転させて暖機する内燃機関の暖機装置において、
前記内燃機関の単数又は複数の気筒に設けられ前記気筒の排気バルブを圧縮行程中に開くと共に膨張行程前に閉じて圧縮開放ブレーキを行う圧縮開放ブレーキ機構と、アイドル運転中、一部の気筒で前記圧縮開放ブレーキ機構を作動させて圧縮開放ブレーキを行う制御装置とを備えたことを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記圧縮開放ブレーキ機構を作動させる前記一部の気筒への燃料噴射を停止すると共に、設定アイドル回転数となるように前記他の気筒への燃料噴射量を調節する請求項３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】
本発明は、内燃機関の暖機方法及び暖機装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を暖機する方法としては、アイドル運転中に排気管内に設けたシャッターバルブを閉じてエキゾーストブレーキを作動させるものが知られている。アイドル運転中にエキゾーストブレーキが作動されることでエンジン負荷が高くなり、制御装置がアイドル回転数を維持するように燃料噴射量を増やし、暖機が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３７７３２号公報
【特許文献２】特開平８−２８４７０１号公報
【特許文献３】特開平８−１５８８９８号公報
【特許文献４】特開平７−９７９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エキゾーストブレーキ使用時は燃焼室内の吸入空気の体積効率が低下し、エキゾーストブレーキ不使用時の最大燃料噴射量まで燃料を噴射すると空気が不足して過大なスモークを発生させる虞があった。このため、燃料噴射量の上限が制限され、エンジン負荷の上限が制限され、暖機にかかる時間も長くなってしまうという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、燃料噴射量の上限を上げることができ、内燃機関をより高負荷で暖機できる内燃機関の暖機方法及び暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関をアイドル運転させて暖機する内燃機関の暖機方法において、前記内燃機関の単数又は複数の気筒に前記気筒の排気バルブを圧縮行程中に開くと共に膨張行程前に閉じて圧縮開放ブレーキを行う圧縮開放ブレーキ機構を設け、アイドル運転中、一部の気筒で前記圧縮開放ブレーキ機構を作動させて圧縮開放ブレーキを行うものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料噴射量の上限を上げることができ、内燃機関をより高負荷で暖機できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関の暖機装置の説明図である。
【図２】図１の暖機装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、内燃機関１は複数の気筒＃１〜＃６を有するディーゼルエンジンからなり、車両に搭載される。具体的には、内燃機関１は、直列に配置された６個のシリンダ２と、各シリンダ２内に摺動自在に設けられたピストン３と、各シリンダ２内に形成される燃焼室２ａを開閉するための吸気バルブ４及び排気バルブ５と、各燃焼室２ａ内に燃料を噴射するインジェクタ６と、各シリンダ２に吸気を供給する吸気マニホールド７と、各シリンダ２からの排ガスを受ける排気マニホールド８とを備える。
【００１１】
吸気マニホールド７には、吸気管９が接続されている。吸気管９には、ターボチャージャ１０のコンプレッサ１０ａが接続されている。コンプレッサ１０ａは、後述するタービン１０ｂからの回転力で駆動されるようになっており、吸気マニホールド７への吸気を圧縮する。排気マニホールド８には排気管１１が接続されている。排気管１１には、ターボチャージャ１０のタービン１０ｂが接続されている。タービン１０ｂは、排ガスの流れる力で回転駆動される。
【００１２】
インジェクタ６はそれぞれコモンレール１２に接続されると共に制御装置（以下、ＥＣＵ）１３に電気的に接続されており、ＥＣＵ１３からの命令でコモンレール１２からの燃料を燃焼室２ａ内に噴射する。
【００１３】
吸気バルブ４は、スプリング４ａによって常時閉方向（上方）に付勢されると共に図示しない吸気動弁機構から下方に押されることで開くようになっている。
【００１４】
排気バルブ５は、スプリング５ａによって常時閉方向（上方）に付勢されると共に、排気動弁機構１４又は後述する圧縮開放ブレーキ機構１５から下方に押されることで開くようになっている。排気動弁機構１４は、図示しないクランクシャフトと同期して回転する第１カム１４ａと、一端が第１カム１４ａの外周に当接され第１カム１４ａのカムプロフィールに応じて他端を揺動させて排気バルブ５を下方に押すロッカアーム１４ｂとを備える。
【００１５】
圧縮開放ブレーキ機構１５は、排気バルブ５を圧縮行程中に開くと共に膨張行程前に閉じて圧縮開放ブレーキを行うものであり、内燃機関１の全気筒＃１〜＃６に設けられる。なお、圧縮開放ブレーキ機構１５は内燃機関１の単数又は複数の気筒に設けられるものとしてもよい。
【００１６】
圧縮開放ブレーキ機構１５は、上記クランクシャフトと同期して回転する第２カム１６と、第２カム１６のカムプロフィールに応じて駆動されるマスターシリンダ１７と、マスターシリンダ１７に連結配管１８を介して接続されロッカアーム１４ｂの他端を下方に押して排気バルブ５を開くためのスレーブシリンダ１９と、連結配管１８に分岐配管２０を介して接続され圧縮開放ブレーキを作動させるときに連結配管１８内に作動油を供給すると共に、圧縮開放ブレーキを非作動にするときに連結配管１８内から作動油をリークさせる油圧給排部２１とを備える。第２カム１６は、圧縮行程中（特に上死点付近）でマスターシリンダ１７を押し、膨張行程前にマスターシリンダ１７の伸長を許容するように設定されている。マスターシリンダ１７は、伸縮自在に形成されると共にバネ１７ａで伸長方向に付勢されている。スレーブシリンダ１９は、伸縮自在に形成されると共にバネ１９ａで縮退方向に付勢されている。スレーブシリンダ１９は、連結配管１８内に油圧が供給されることでマスターシリンダ１７と同期して伸縮するようになっている。
【００１７】
油圧給排部２１は、コントロールバルブ２２と、ＥＣＵ１３に電気的に接続され図示しないポンプからコントロールバルブ２２への油圧の供給をオンオフするソレノイドバルブ２３とを備える。コントロールバルブ２２は、中空のケーシング２４と、ケーシング２４内に上下摺動自在に設けられたピストン状の弁体２５と、ケーシング２４内に設けられ弁体２５を下方に付勢するスプリング２６とを備える。ケーシング２４の下端には、ソレノイドバルブ２３側の分岐配管２０と接続される油圧供給口２４ａが形成されており、ケーシング２４の側面には、連結配管１８側の分岐配管２０と接続される油圧給排口２４ｂが形成されている。また、ケーシング２４の上端には、ケーシング２４内の油圧を解放して逃がすためのドレン孔２４ｃが形成されている。コントロールバルブ２２の弁体２５は、ソレノイドバルブ２３が開いたとき、ポンプからの油圧で上方に移動して油圧供給口２４ａを開くと共にドレン孔２４ｃを塞ぎ、油圧供給口２４ａと油圧給排口２４ｂを接続するようになっている。また、コントロールバルブ２２の弁体２５は、ソレノイドバルブ２３が閉じたとき、下方に移動して油圧供給口２４ａを閉じると共にドレン孔２４ｃを開き、油圧給排口２４ｂとドレン孔２４ｃを接続するようになっている。
【００１８】
ＥＣＵ１３は、一部の気筒で圧縮開放ブレーキの制御を行う圧縮開放ブレーキ制御部２８と、一部の気筒で圧縮開放ブレーキを行っているときに他の気筒でアイドル運転を行うアイドル制御部２９とを備える。また、ＥＣＵ１３には、暖機スイッチ２７が接続されている。暖機スイッチ２７は、暖機モードのオンオフが選択できると共に強弱が選択できるようになっている。
【００１９】
ＥＣＵ１３は、圧縮開放ブレーキを用いた暖機運転を行うとき、以下の暖機条件（Ａ〜Ｆ）を全て満たしているかを判定する。
暖機条件Ａ：内燃機関１がアイドリング状態
暖機条件Ｂ：内燃機関１を始動後、予め任意に定めた時間を経過した
暖機条件Ｃ：圧縮開放ブレーキによる負荷で燃料噴射量が任意に定めた値を超えない
暖機条件Ｄ：内燃機関１の冷却水の温度が要暖機温度（例えば７０℃未満）
暖機条件Ｅ：故障診断フラグが立っていない
暖機条件Ｆ：暖機スイッチ（ＱＷＳスイッチ）２７がオンである
【００２０】
圧縮開放ブレーキ制御部２８は、上記の暖機条件（Ａ〜Ｆ）を全て満たしているとき、一部の気筒で圧縮開放ブレーキ機構１５を作動させて圧縮開放ブレーキを行う。具体的には、圧縮開放ブレーキ制御部２８は、一部の気筒で圧縮開放ブレーキを行うとき、前記一部の気筒で燃料の噴射を停止すると共に圧縮開放ブレーキ機構１５のソレノイドバルブ２３を開く。これにより、コントロールバルブ２２の弁体２５が上方に移動され、コントロールバルブ２２の油圧供給口２４ａと油圧給排口２４ｂが接続されて連結配管１８に油圧が供給される。連結配管１８内に油圧が供給されることにより、スレーブシリンダ１９がマスターシリンダ１７と同期して駆動される。スレーブシリンダ１９が伸長されると、ロッカアーム１４ｂが押され、排気バルブ５が第１カム１４ａのカムプロフィールとは無関係に開かれる。
【００２１】
また、圧縮開放ブレーキ制御部２８は、内燃機関１がアイドル運転中ではないとき、或いは、暖機スイッチ２７で暖機モードのオフが選択されているときは全気筒＃１〜＃６で圧縮開放ブレーキ機構１５を非作動とする。具体的には、圧縮開放ブレーキ制御部２８は、圧縮開放ブレーキ機構１５を非作動とするとき、圧縮開放ブレーキ機構１５のソレノイドバルブ２３を閉じる。これにより、コントロールバルブ２２の弁体２５が下方に移動され、コントロールバルブ２２の油圧給排口２４ｂとドレン孔２４ｃとが接続されて連結配管１８内の油圧が解放される。スレーブシリンダ１９は縮退された状態となり、圧縮開放ブレーキ機構１５が非作動となる。
【００２２】
またさらに、圧縮開放ブレーキ制御部２８は、暖機モードの強さに応じて圧縮開放ブレーキを作動させる気筒の数を増やす。例えば、弱では１つの気筒でのみ圧縮開放ブレーキ機構１５を作動させ、強では２つの気筒で圧縮開放ブレーキ機構１５を作動させる。
【００２３】
アイドル制御部２９は、一部の気筒で圧縮開放ブレーキ機構１５が作動されているとき、他の気筒でアイドル運転を行う。アイドル運転は、エンジン回転数が予め設定された設定アイドル回転数となるようにインジェクタ６からの燃料噴射量を調節することで行う。
【００２４】
一部の気筒で圧縮開放ブレーキを行う場合、全気筒＃１〜＃６でアイドル運転を行う場合より負荷が高いため、他の気筒で噴射する燃料の量は多くなり、より大きな熱が発生する。このとき、一部の気筒では燃料を噴射しないため、当該気筒からは熱が発生しないこととなるが、圧縮開放ブレーキによって負荷をかけられた他の気筒から発生する熱量は圧縮開放ブレーキによって発熱しなくなった気筒の熱減少量より遙かに大きいため問題とならない。このため、圧縮開放ブレーキ機構１５を作動させる気筒の数を増やして負荷を高くするほど大きな熱量が発生し、より早く内燃機関１を暖機できる。また、エキゾーストブレーキを用いた暖機よりも燃料噴射量の上限を上げることができるため、より高負荷まで内燃機関１の負荷を増加させることができる。
【００２５】
なお、圧縮開放ブレーキ機構１５を作動させる気筒は、固定とせず、ローテーションさせることが好ましい。この場合、内燃機関１の全ての気筒に圧縮開放ブレーキ機構１５を設け、各気筒の条件を同じにするとよい。また、ローテーションは、例えばアイドル運転中に圧縮開放ブレーキとして使用した気筒の番号（１〜６）等をＥＣＵ１３に記憶させておき、圧縮開放ブレーキとして使用される回数が各気筒で均等となるように管理するとよい。
【００２６】
また、圧縮開放ブレーキを複数の気筒で行う場合、内燃機関１の振動が小さくなる気筒の組み合わせを予めＥＣＵ１３に記憶しておき、その記憶した気筒の組み合わせで圧縮開放ブレーキを行うとよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  内燃機関
５  排気バルブ
１３  ＥＣＵ（制御装置）
１５  圧縮開放ブレーキ機構
【図１】
2016186274.tif 000003
【図２】
2016186274.tif 000004