特開 2022-174420 ガスヒートポンプエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174420

(43)【公開日】2022-11-24

(54)【発明の名称】ガスヒートポンプエンジン

(51)【国際特許分類】

   F01M 5/00 20060101AFI20221116BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20221116BHJP

   F01N 5/02 20060101ALI20221116BHJP

【ＦＩ】

F01M5/00 D

F01M5/00 N

F01P7/16 504C

F01N5/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080205

(22)【出願日】2021-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣岡 哲夫

【テーマコード（参考）】

3G313

【Ｆターム（参考）】

3G313BB14

3G313BB35

3G313DA09

3G313EA06

3G313EA20

3G313EA24

3G313FA08

(57)【要約】

【課題】始動時及び再始動時の潤滑油の油温を冷却水の水温以上に上げることが可能となり、熱効率を上げることができるガスヒートポンプエンジンを提供する。
【解決手段】排気通路の途中に配置されて、冷却水がエンジン本体へ流入する流入通路を流れる冷却水と排気通路を流れる排気ガスとの間で熱交換させる排気熱交換器と、排気通路の排気熱交換器よりも上流側から分岐した後、再度、排気熱交換器よりも上流側の排気通路に接続されるバイパス通路と、バイパス通路に配置されて、オイルポンプから吐出された潤滑油を循環させてバイパス通路を流れる排気ガスとの間で熱交換させるオイル熱交換器と、バイパス通路を開閉可能な電磁式弁装置と、潤滑油温検出装置を介して検出した潤滑油温に基づいて、電磁式弁装置を開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する弁切替制御装置と、を備えるように構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン本体の外部に配置されて、前記エンジン本体からラジエータへ冷却水を循環させる冷却水回路に設けられた電動ウォータポンプと、
前記エンジン本体に内蔵されて、エンジン回転数に応じた吐出量で潤滑油を循環させるオイルポンプと、
前記エンジン本体から排出された排気ガスを大気に放出する排気通路と、
前記冷却水回路の前記冷却水が前記エンジン本体へ流入する流入通路と、
前記排気通路の途中に配置されて、前記流入通路を流れる前記冷却水と前記排気通路を流れる前記排気ガスとの間で熱交換させる排気熱交換器と、
前記排気通路の前記排気熱交換器よりも上流側から分岐した後、再度、前記排気熱交換器よりも上流側の前記排気通路に接続されるバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置されて、前記オイルポンプから吐出された前記潤滑油を循環させて前記バイパス通路を流れる前記排気ガスとの間で熱交換させるオイル熱交換器と、
前記バイパス通路を開閉可能な電磁式弁装置と、
前記潤滑油の潤滑油温を検出する潤滑油温検出装置と、
前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温に基づいて、前記電磁式弁装置を開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する弁切替制御装置と、
を備えた、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項2】

請求項１に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
前記弁切替制御装置は、
エンジン運転時に、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温が、所定の目標油温よりも低い温度であるか否かを判定する第１温度判定部と、
前記第１温度判定部を介して前記潤滑油温が、所定の前記目標油温よりも低い温度であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する第１弁制御部と、
を有する、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項3】

請求項２に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
冷房運転の運転指示を受け付ける冷房運転指示受付装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記冷房運転指示受付装置を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けているか否かを判定する冷房運転判定部と、
前記冷房運転判定部を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第１温度判定部を介して前記潤滑油温が、所定の前記目標油温以上の温度であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する第２弁制御部と、
を有する、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項4】

請求項３に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
前記弁切替制御装置は、
エンジン運転時に、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温が、前記目標油温よりも高い所定の潤滑油許容温度を超えたか否かを判定する第２温度判定部と、
前記冷房運転判定部を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第２温度判定部を介して前記潤滑油温が前記潤滑油許容温度を超えたと判定された場合には、前記電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御し、
前記冷房運転判定部を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第２温度判定部を介して前記潤滑油温が前記潤滑油許容温度を超えていないと判定された場合には、前記電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する第３弁制御部と、
を有する、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項5】

請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
暖房運転の運転指示を受け付ける暖房運転指示受付装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記暖房運転指示受付装置を介して前記暖房運転の運転指示を受け付けているか否かを判定する暖房運転判定部と、
前記暖房運転判定部を介して前記暖房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第１温度判定部を介して前記潤滑油温が、所定の前記目標油温以上の温度であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する第４弁制御部と、
を有する、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
前記弁切替制御装置は、
エンジン停止中であるか否かを判定するエンジン停止判定部と、
前記エンジン停止判定部を介してエンジン停止中であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する第５弁制御部と、
を有する、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
前記電磁式弁装置は、
前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも上流側に配置されて、前記バイパス通路を開閉可能な入口側電磁弁と、
前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも下流側に設けられて、前記バイパス通路を開閉可能な出口側電磁弁と、
のうちの少なくとも一方を有し、
前記弁切替制御装置は、
前記入口側電磁弁と前記出口側電磁弁とを開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する、
ガスヒートポンプエンジン。

【請求項8】

請求項１に記載のガスヒートポンプエンジンにおいて、
前記電磁式弁装置は、
前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも上流側に配置されて、前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変可能な入口側流量調整電磁弁と、
前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも下流側に設けられて、前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変可能な出口側流量調整電磁弁と、
のうちの一方を有し、
前記弁切替制御装置は、
前記開弁状態及び前記閉弁状態の切り替え設定に替えて、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温に基づいて、前記入口側流量調整電磁弁又は前記出口側流量調整電磁弁を介して前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変設定するように制御する、
ガスヒートポンプエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスヒートポンプエンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスヒートポンプエンジンに関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載される内燃機関の油水熱交換システムでは、エンジンに冷却水を供給するウォータポンプと、冷却水を循環させて冷却するラジエータと、ラジエータを迂回して冷却水を循環させるバイパス通路と、エンジンに潤滑油を供給するオイルポンプと、潤滑油を循環させてバイパス通路を循環する冷却水との間で熱交換を促す熱交換通路と、冷却水温度Ｔが所定値Ｔａより低い運転状態と、所定値Ｔｃより高い運転状態でバイパス通路をそれぞれ開き、かつ、冷却水温度Ｔが所定値ＴａとＴｃの間にある運転状態でバイパス通路を閉じるサーモスタットと、から構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－１６５９１３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、エンジンの始動、停止の間隔時間が短いガスヒートポンプエンジンにおいて、冷却水温度Ｔが所定値Ｔａより低い運転状態でバイパス通路を開くサーモスタットが設けられているため、再始動時に、熱交換通路を循環する潤滑油の油温を、冷却水の水温以上の温度に上昇させることできない。その結果、ガスヒートポンプエンジンの熱効率を上げることが難しいという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、始動時及び再始動時の潤滑油の油温を冷却水の水温以上に上げることが可能となり、熱効率を上げることができるガスヒートポンプエンジン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】

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、エンジン本体の外部に配置されて、前記エンジン本体からラジエータへ冷却水を循環させる冷却水回路に設けられた電動ウォータポンプと、前記エンジン本体に内蔵されて、エンジン回転数に応じた吐出量で潤滑油を循環させるオイルポンプと、前記エンジン本体から排出された排気ガスを大気に放出する排気通路と、前記冷却水回路の前記冷却水が前記エンジン本体へ流入する流入通路と、前記排気通路の途中に配置されて、前記流入通路を流れる前記冷却水と前記排気通路を流れる前記排気ガスとの間で熱交換させる排気熱交換器と、前記排気通路の前記排気熱交換器よりも上流側から分岐した後、再度、前記排気熱交換器よりも上流側の前記排気通路に接続されるバイパス通路と、前記バイパス通路に配置されて、前記オイルポンプから吐出された前記潤滑油を循環させて前記バイパス通路を流れる前記排気ガスとの間で熱交換させるオイル熱交換器と、前記バイパス通路を開閉可能な電磁式弁装置と、前記潤滑油の潤滑油温を検出する潤滑油温検出装置と、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温に基づいて、前記電磁式弁装置を開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する弁切替制御装置と、を備えた、ガスヒートポンプエンジンである。

【0007】

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るガスヒートポンプエンジンにおいて、前記弁切替制御装置は、エンジン運転時に、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温が、所定の目標油温よりも低い温度であるか否かを判定する第１温度判定部と、前記第１温度判定部を介して前記潤滑油温が、所定の前記目標油温よりも低い温度であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する第１弁制御部と、を有する、ガスヒートポンプエンジンである。

【0008】

次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係るガスヒートポンプエンジンにおいて、冷房運転の運転指示を受け付ける冷房運転指示受付装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記冷房運転指示受付装置を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けているか否かを判定する冷房運転判定部と、前記冷房運転判定部を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第１温度判定部を介して前記潤滑油温が、所定の前記目標油温以上の温度であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する第２弁制御部と、を有する、ガスヒートポンプエンジンである。

【0009】

次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係るガスヒートポンプエンジンにおいて、前記弁切替制御装置は、エンジン運転時に、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温が、前記目標油温よりも高い所定の潤滑油許容温度を超えたか否かを判定する第２温度判定部と、前記冷房運転判定部を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第２温度判定部を介して前記潤滑油温が前記潤滑油許容温度を超えたと判定された場合には、前記電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御し、前記冷房運転判定部を介して前記冷房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第２温度判定部を介して前記潤滑油温が前記潤滑油許容温度を超えていないと判定された場合には、前記電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する第３弁制御部と、を有する、ガスヒートポンプエンジンである。

【0010】

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明乃至第４の発明のいずれか１つに係るガスヒートポンプエンジンにおいて、暖房運転の運転指示を受け付ける暖房運転指示受付装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記暖房運転指示受付装置を介して前記暖房運転の運転指示を受け付けているか否かを判定する暖房運転判定部と、前記暖房運転判定部を介して前記暖房運転の運転指示を受け付けていると判定され、且つ、前記第１温度判定部を介して前記潤滑油温が、所定の前記目標油温以上の温度であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する第４弁制御部と、を有する、ガスヒートポンプエンジンである。

【0011】

次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明乃至第５の発明のいずれか１つに係るガスヒートポンプエンジンにおいて、前記弁切替制御装置は、エンジン停止中であるか否かを判定するエンジン停止判定部と、前記エンジン停止判定部を介してエンジン停止中であると判定された場合には、前記電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する第５弁制御部と、を有する、ガスヒートポンプエンジンである。

【0012】

次に、本発明の第７の発明は、上記第１の発明乃至第６の発明のいずれか１つに係るガスヒートポンプエンジンにおいて、前記電磁式弁装置は、前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも上流側に配置されて、前記バイパス通路を開閉可能な入口側電磁弁と、前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも下流側に設けられて、前記バイパス通路を開閉可能な出口側電磁弁と、のうちの少なくとも一方を有し、前記弁切替制御装置は、前記入口側電磁弁と前記出口側電磁弁とを開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する、ガスヒートポンプエンジンである。

【0013】

次に、本発明の第８の発明は、上記第１の発明に係るガスヒートポンプエンジンにおいて、前記電磁式弁装置は、前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも上流側に配置されて、前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変可能な入口側流量調整電磁弁と、前記バイパス通路の前記オイル熱交換器よりも下流側に設けられて、前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変可能な出口側流量調整電磁弁と、のうちの一方を有し、前記弁切替制御装置は、前記開弁状態及び前記閉弁状態の切り替え設定に替えて、前記潤滑油温検出装置を介して検出した前記潤滑油温に基づいて、前記入口側流量調整電磁弁又は前記出口側流量調整電磁弁を介して前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変設定するように制御する、ガスヒートポンプエンジンである。

【発明の効果】

【0014】

第１の発明によれば、排気通路の排気熱交換器よりも上流側から分岐した後、再度、排気熱交換器よりも上流側の排気通路に接続されるバイパス通路が設けられている。そして、オイルポンプから吐出された潤滑油は、バイパス通路に配置されたオイル熱交換器を循環して、バイパス通路を流れる排気ガスとの間で熱交換される。また、弁切替制御装置は、バイパス通路を開閉可能な電磁式弁装置を開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する。

【0015】

これにより、ガスヒートポンプエンジンの始動時及び再始動時において、弁切替制御装置が電磁式弁装置を開状態に設定して、バイパス通路に排気ガスを流すように制御することによって、潤滑油の油温を冷却水の水温以上に上げることが可能となり、熱効率を上げることができる。また、冷却水の水温が低水温時においても、ガスヒートポンプエンジンの再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。また、弁切替制御装置が電磁式弁装置を閉状態に設定して、バイパス通路に排気ガスを流さないように制御することによって、潤滑油の油温上昇を抑え、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【0016】

第２の発明によれば、弁切替制御装置は、第１温度判定部を介して潤滑油温が所定の目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であると判定された場合には、電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する。これにより、ガスヒートポンプエンジンの始動時及び再始動時において、潤滑油温が目標油温よりも低い温度の場合には、バイパス通路に排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ガスヒートポンプエンジンの始動時及び再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0017】

第３の発明によれば、弁切替制御装置は、冷房運転指示受付装置を介して冷房運転の運転指示を受け付けており、且つ、第１温度判定部を介して潤滑油温が、所定の目標油温以上の温度であると判定された場合には、電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する。これにより、冷房運転の運転指示を受け付けている場合には、暖機運転を終了した後においても、オイル熱交換器を介して潤滑油温を目標油温以上の温度まで上昇させることができ、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0018】

第４の発明によれば、弁切替制御装置は、冷房運転指示受付装置を介して冷房運転の運転指示を受け付けており、且つ、第２温度判定部を介して潤滑油温が、目標油温よりも高い所定の潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）を超えたと判定された場合には、電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する。これにより、電磁式弁装置を閉弁状態に設定して、バイパス通路に排気ガスを流さないように制御することによって、オイル熱交換器に循環される潤滑油の排気ガスによる加熱を停止させ、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【0019】

また、弁切替制御装置は、冷房運転指示受付装置を介して冷房運転の運転指示を受け付けており、且つ、第２温度判定部を介して潤滑油温が、目標油温よりも高い所定の潤滑油許容温度以下の温度であると判定された場合には、電磁式弁装置を開弁状態に設定するように制御する。これにより、冷房運転の運転指示を受け付けている場合には、オイル熱交換器を介して潤滑油温を潤滑油許容温度以下の温度まで上昇させることができ、潤滑油の劣化を抑止しつつ、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0020】

第５の発明によれば、弁切替制御装置は、暖房運転指示受付装置を介して暖房運転の運転指示を受け付けており、且つ、第１温度判定部を介して潤滑油温が、所定の目標油温以上の温度であると判定された場合には、電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する。これにより、暖房運転の運転指示を受け付けている場合には、オイル熱交換器を介して潤滑油温を目標油温以上の温度まで上昇させた後は、排気ガスの全量を排気熱交換器に流して、冷却水の水温上昇を高くすることができ、暖房効率を高くすることができる。

【0021】

第６の発明によれば、弁切替制御装置は、エンジン停止判定部を介してエンジン停止中であると判定された場合には、電磁式弁装置を閉弁状態に設定するように制御する。これにより、ガスヒートポンプエンジンの停止中における、オイル熱交換器内の潤滑油の温度低下を抑制することができる。その結果、ガスヒートポンプエンジンの再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0022】

第７の発明によれば、バイパス通路のオイル熱交換器よりも上流側に配置されて、バイパス通路を開閉可能な入口側電磁弁と、バイパス通路のオイル熱交換器よりも下流側に設けられて、バイパス通路を開閉可能な出口側電磁弁とのうちの少なくとも一方が設けられている。そして、弁切替制御装置は、入口側電磁弁と出口側電磁弁とを開弁状態又は閉弁状態に切り替え設定するように制御する。

【0023】

これにより、弁切替制御装置は、入口側電磁弁と出口側電磁弁とを開弁状態に設定することによって、バイパス通路に排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器を介して潤滑油との間で熱交換させることができる。一方、弁切替制御装置は、入口側電磁弁と出口側電磁弁とを閉弁状態に設定することによって、バイパス通路における排気ガスの流れを停止して、オイル熱交換器内の潤滑油の温度低下を抑制することができる。その結果、ガスヒートポンプエンジンの再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0024】

第８の発明によれば、バイパス通路のオイル熱交換器よりも上流側に配置されて、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変可能な入口側流量調整電磁弁と、バイパス通路のオイル熱交換器よりも下流側に設けられて、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変可能な出口側流量調整電磁弁と、のうちの一方が設けられている。そして、弁切替制御装置は、潤滑油温検出装置を介して検出した潤滑油温に基づいて、入口側流量調整電磁弁又は出口側流量調整電磁弁を介して、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を可変設定するように制御する。

【0025】

これにより、入口側流量調整電磁弁又は出口側流量調整電磁弁を介して、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を多くすることによって、オイル熱交換器に循環される潤滑油の温度上昇を早めることができる。その結果、ガスヒートポンプエンジンの始動時及び再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。また、潤滑油温が目標温度以上の場合においては、入口側流量調整電磁弁又は出口側流量調整電磁弁を介して、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を少なくすることによって、オイル熱交換器に循環される潤滑油の温度上昇を抑え、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施形態に係るガスヒートポンプエンジンの概略構成の一例を説明する図である。

【図2】本実施形態に係る制御装置が実行する弁切替制御処理の一例を示す第１フローチャートである。

【図3】本実施形態に係る制御装置が実行する弁切替制御処理の一例を示す第２フローチャートである。

【図4】弁切替制御における冷房運転時の電磁弁の開閉設定の一例を示すタイムチャートである。

【図5】弁切替制御における暖房運転時の電磁弁の開閉設定の一例を示すタイムチャートである。

【図6】他の第１実施形態に係るガスヒートポンプエンジンの概略構成の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明に係るガスヒートポンプエンジンを具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るガスヒートポンプエンジン１の概略構成について図１に基づいて説明する。 図１は、本実施形態に係るガスヒートポンプエンジン１の概略構成の一例を示している。ガスヒートポンプエンジン１は、例えば、空調設備等に用いられるガスヒートポンプ等の動力源として搭載される。

【0028】

図１に示すように、ガスヒートポンプエンジン（以下、「ＧＨＰエンジン」という。）１は、例えば、都市ガスやＬＰＧ等の気体燃料を用いて作動するエンジン本体１１と、空冷又は水冷のラジエータ１２と、エンジン本体１１の外部に配置された電動ウォータポンプ１３と、電動ウォータポンプ１３によって冷却水がエンジン本体１１からラジエータ１２へ循環する冷却水回路１５と、エンジン本体１１内に内蔵されたオイルポンプ１６と、制御装置（以下、「ＥＣＵ」という。）５０等から構成されている。

【0029】

ＧＨＰエンジン１は、例えば、空調設備等に用いられるガスヒートポンプ等の動力源として搭載される。例えば、エンジン本体１１の回転駆動力は、圧縮機６１に伝達される。圧縮機６１は、エンジン本体１１により駆動されて冷媒を冷媒回路６２から吸入すると共に、この吸入した冷媒を圧縮して再度、冷媒回路６２に吐出する。この冷媒回路６２には、室内空気と冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器６３等が設けられている。圧縮機６１は、空調として指令された温度と、現在の空調対象室内の温度等に応じた負荷をＥＣＵ５０に出力している。

【0030】

エンジン本体１１には、各気筒や燃焼室の回りに冷却水を循環させるウォータジャケット１８が設けられている。電動ウォータポンプ１３から吐出される冷却水は、破線で示す冷却水回路１５を経てラジエータ１２を循環した後、エンジン本体１１に設けられたウォータジャケット１８へ流れる。ウォータジャケット１８を循環した冷却水は、エンジン本体１１から冷却水回路１５を経て、電動ウォータポンプ１３に吸い込まれる。

【0031】

冷却水回路１５には、ラジエータ１２を循環した冷却水が、エンジン本体１１内のウォータジャケット１８に流入する流入通路１５Ａが設けられている。また、冷却水回路１５には、ウォータジャケット１８を循環した冷却水が、エンジン本体１１から流出して電動ウォータポンプ１３に流入する流出通路１５Ｂが設けられている。従って、ウォータジャケット１８を循環した冷却水は、エンジン本体１１から流出通路１５Ｂを経て、電動ウォータポンプ１３に吸い込まれる。

【0032】

エンジン本体１１の排気側には、排気マニホールド３１の流入側が接続されている。排気マニホールド３１の流出側には、２点鎖線で示す排気通路３２の流入側が接続されている。排気通路３２の途中には、排気熱交換器３３と排気ガス浄化装置３５と不図示のマフラーが、この順で設けられている。排気熱交換器３３は、ラジエータ１２から流出して冷却水回路１５の流入通路１５Ａを流れる冷却水と排気通路３２を流れる排気ガスとの間で熱交換を行う。そして、排気熱交換器３３において、排気ガスによって暖められた冷却水は、冷却水回路１５の流入通路１５Ａを流れてエンジン本体１１のウォータジャケット１８へ流入する。

【0033】

また、排気通路３２の排気熱交換器３３よりも上流側には、排気ガスの一部が分岐されて流れる２点鎖線で示すバイパス通路３２Ａの入口側が接続されている。そして、排気通路３２から分岐されたバイパス通路３２Ａの出口側は、再度、排気通路３２の排気熱交換器３３よりも上流側で、且つ、バイパス通路３２Ａの入口側が接続された箇所よりも下流側の排気通路３２に接続されている。従って、排気マニホールド３１から排気通路３２に流入した排気ガスの一部が、バイパス通路３２Ａの入口側に流入する。そして、バイパス通路３２Ａの入口側から流入した排気ガスは、再度、排気通路３２の排気熱交換器３３よりも上流側に吐出される。

【0034】

このバイパス通路３２Ａには、オイルポンプ１６から吐出された潤滑油を循環させて、バイパス通路３２Ａを流れる排気ガスとの間で熱交換させるオイル熱交換器２２が配置されている。オイル熱交換器２２は、例えば、エンジン本体１１の側壁部に設けられている。また、バイパス通路３２Ａのオイル熱交換器２２よりも上流側には、バイパス通路３２Ａを開閉可能な電磁弁（入口側電磁弁）２５が設けられている。電磁弁（入口側電磁弁）２５は、バイパス通路３２Ａの入口側にできるだけ近い位置に設けられるのが好ましい。

【0035】

電磁弁（入口側電磁弁）２５は、ＥＣＵ５０からの制御信号に基づいて、バイパス通路３２Ａを開放する開弁状態とバイパス通路３２Ａを閉塞する閉弁状態とに切り替え可能に構成されている。従って、電磁弁（入口側電磁弁）２５が開弁状態に設定された場合には、排気通路３２を流れる排気ガスの一部がバイパス通路３２Ａに流入して、オイル熱交換器２２を循環する潤滑油が排気ガスによって暖められる。一方、電磁弁（入口側電磁弁）２５が閉弁状態に設定された場合には、排気通路３２を流れる排気ガスは、バイパス通路３２Ａに流入せず、オイル熱交換器２２を循環する潤滑油は、排気ガスによって暖められない。

【0036】

エンジン本体１１に内蔵されるオイルポンプ１６は、エンジン本体１１を駆動源とする機械式オイルポンプであって、エンジン回転数に応じた吐出量（油圧）で潤滑油を循環させる。具体的には、エンジン回転数が高いほど吐出量が大きくなり（発生する油圧が高くなり）、エンジン回転数が低いほど吐出量が小さくなる（発生する油圧が低くなる）ように動作する。

【0037】

オイルポンプ１６から吐出された潤滑油は、一点鎖線で示すオイル回路２８を経て、エンジン本体１１の、例えば、側壁部に配置されたオイル熱交換器２２を循環して、再度、エンジン本体１１内に流入する。そして、潤滑油は、不図示の動弁系の潤滑部、不図示のクランクシャフト系の潤滑部等に供給された後、不図示のオイルパンを経てオイルポンプ１６により吸い上げられる。また、ウォータジャケット１８を介して、エンジン本体１１内のオイル回路２８を流れる潤滑油と、ウォータジャケット１８内を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。

【0038】

排気ガス浄化装置３５は、各種触媒であって、例えば、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、及び、窒素酸化物を浄化する機能を有する三元触媒を含むようにしてもよい。排気マニホールド３１から排気通路３２に排出された排気ガスは、排気熱交換器３３、排気ガス浄化装置３５及び不図示のマフラーを経由して大気に排気（放出）される。

【0039】

また、エンジン本体１１には、冷却水温検出装置３７と、潤滑油温検出装置３８と、回転検出装置３９等が設けられている。冷却水温検出装置３７は、例えば、冷却水温センサであり、ウォータジャケット１８を循環する冷却水の冷却水温に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力する。冷却水温検出装置３７は、例えば、ウォータジャケット１８から流出する冷却水の冷却水温を検出して、冷却水温に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するのが好ましい。

【0040】

潤滑油温検出装置３８は、例えば、潤滑油温センサであり、エンジン本体１１内を循環する潤滑油の潤滑油温に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力する。潤滑油温検出装置３８は、例えば、オイルポンプ１６に吸い込まれる潤滑油の潤滑油温を検出して、潤滑油温に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力するのが好ましい。回転検出装置３９は、例えば、回転センサであり、エンジン本体１１のクランクシャフトの回転角度に応じた検出信号（例えば、回転角度１５度毎に１パルスの検出信号）をＥＣＵ５０に出力する。

【0041】

ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０は、ＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、不図示のバックアップＲＡＭ等を備えた公知のものであり、ＧＨＰエンジン１の全体を制御する。ＣＰＵは、ＥＥＰＲＯＭに記憶された各種プログラムや各種パラメータに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、ＥＥＰＲＯＭ、及び、バックアップＲＡＭは、例えば、エンジン本体１１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。

【0042】

ＥＣＵ５０には、冷却水温検出装置３７、潤滑油温検出装置３８、回転検出装置３９が電気的に接続され、それぞれから検出信号が入力される。ＥＣＵ５０には、電磁弁（入口側電磁弁）２５が電気的に接続され、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態と閉弁状態に設定することができる。ＥＣＵ５０には、圧縮機６１が電気的に接続され、圧縮機６１から負荷に応じた負荷信号が入力される。また、ＥＣＵ５０には、空調設備の不図示の操作パネルに設けられた暖房スイッチ４１と冷房スイッチ４２が電気的に接続され、それぞれの押下信号が入力される。

【0043】

ＥＣＵ５０は、冷却水温検出装置３７からの検出信号に基づいて、エンジン本体１１内を循環する冷却水の冷却水温を検出することができる。ＥＣＵ５０は、潤滑油温検出装置３８からの検出信号に基づいて、エンジン本体１１内を循環する潤滑油の潤滑油温を検出することができる。ＥＣＵ５０は、回転検出装置３９からの検出信号に基づいて、エンジン回転数やエンジン始動とエンジン停止、つまり、エンジン運転中か否かを検出することができる。

【0044】

暖房スイッチ４１は、暖房運転の運転指示を受け付ける暖房運転指示受付装置の一例として機能する。冷房スイッチ４２は、冷房運転の運転指示を受け付ける冷房運転指示受付装置の一例として機能する。ＥＣＵ５０は、暖房スイッチ４１から押下信号が入力された場合には、不図示の空調設備を暖房運転で駆動するように制御すると共に、ＲＡＭから暖房フラグを読み出して、「ＯＮ」に設定した後、再度ＲＡＭに記憶する。また、ＥＣＵ５０は、冷房スイッチ４２から押下信号が入力された場合には、不図示の空調設備を冷房運転で駆動するように制御すると共に、ＲＡＭから冷房フラグを読み出して、「ＯＮ」に設定した後、再度ＲＡＭに記憶する。尚、暖房フラグ及び冷房フラグは、ＥＣＵ５０の起動時に「ＯＦＦ」に設定されて、ＲＡＭに記憶されている。

【0045】

尚、バイパス通路３２Ａを開閉可能な電磁弁（入口側電磁弁）２５に替えて、例えば、図１に点線で示すように、バイパス通路３２Ａのオイル熱交換器２２よりも下流側に、バイパス通路３２Ａを開閉可能な電磁弁（出口側電磁弁）２６を設けるようにしてもよい。電磁弁（出口側電磁弁）２６は、バイパス通路３２Ａの出口側にできるだけ近い位置に設けられるのが好ましい。この電磁弁（出口側電磁弁）２６は、ＥＣＵ５０からの制御信号に基づいて、バイパス通路３２Ａを開放する開弁状態とバイパス通路３２Ａを閉塞する閉弁状態とに切り替え可能に構成されている。

【0046】

また、電磁弁（入口側電磁弁）２５と電磁弁（出口側電磁弁）２６を、バイパス通路３２Ａのオイル熱交換器２２よりも上流側と下流側のそれぞれに設けるようにしてもよい。この場合には、各電磁弁２５、２６は、バイパス通路３２Ａの入口側と出口側にできるだけ近い位置にそれぞれ設けられ、同時に開弁状態と閉弁状態に切り替えられるのが好ましい。

【0047】

次に、上記のように構成されたＧＨＰエンジン１において、ＥＣＵ５０が実行する電磁弁（入口側電磁弁）２５の開弁状態と閉弁状態を切替制御して潤滑油の潤滑油温を制御する弁切替制御処理の一例について図２乃至図５に基づいて説明する。ＥＣＵ５０は、起動されると所定時間間隔（例えば、数ミリ秒～数１０ミリ秒間隔）にて、図２及び図３に示す処理を起動し、ステップＳ１１へと処理を進める。尚、図２及び図３にフローチャートで示されるプログラムは、ＥＣＵ５０のＥＥＰＲＯＭに予め記憶されている。

【0048】

図２に示すように、先ず、ステップＳ１１において、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１がエンジン運転中であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、回転検出装置３９から入力される検出信号に基づいて、エンジン本体１１のエンジン回転数を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１のエンジン回転数が所定下限閾値（例えば、２～３［ｒｐｍ］）以下の場合には、エンジン本体１１がエンジン停止中であると判定する。また、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１のエンジン回転数が所定上限閾値（例えば、１０～１５［ｒｐｍ］）以上の場合には、エンジン本体１１がエンジン運転中であると判定する。

【0049】

そして、エンジン本体１１がエンジン停止中であると判定された場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２の処理に進む。ステップＳ１２において、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して再度、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１３の処理に進む。

【0050】

ステップＳ１３において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを閉塞した後、当該処理を終了する。これにより、ＧＨＰエンジン１の停止中における、オイル熱交換器２２内の潤滑油の温度低下を抑制することができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。尚、定常運転フラグは、ＥＣＵ５０の起動時に「ＯＦＦ」に設定されて、ＲＡＭに記憶されている。

【0051】

一方、上記ステップＳ１１で、エンジン本体１１がエンジン運転中であると判定された場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１４の処理に進む。ステップＳ１４において、ＥＣＵ５０は、不図示の空調設備を暖房運転で駆動している暖房運転中であるか否か、つまり、暖房スイッチ４１を介して暖房運転の運転指示を受け付けているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、暖房フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。

【0052】

そして、暖房運転中であると判定した場合、つまり、暖房フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１５の処理に進む。ステップＳ１５において、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。

【0053】

そして、定常運転フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合、つまり、暖機運転が終了して定常運転状態に移行したと判定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、上述のステップＳ１３以降の処理を実行する。具体的には、ステップＳ１３において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを閉塞した後、当該処理を終了する。

【0054】

これにより、暖房運転の運転指示を受け付けている場合には、後述のように、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度まで上昇させた後は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定することができる（ステップＳ１７：ＮＯ～ステップＳ２０参照）。その結果、暖機運転が終了した後は、排気ガスの全量を排気熱交換器３３に流して、冷却水の水温上昇を高くすることができ、暖房効率を高くすることができる。

【0055】

一方、上記ステップＳ１５で定常運転フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合、つまり、暖機運転が終了していないと判定された場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１６の処理に進む。ステップＳ１６において、ＥＣＵ５０は、潤滑油温検出装置３８から入力される検出信号に基づいて、エンジン本体１１内を循環する潤滑油の潤滑油温を検出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１７の処理に進む。

【0056】

ステップＳ１７において、ＥＣＵ５０は、上記ステップＳ１６で検出した潤滑油温をＲＡＭから読み出す共に、暖機運転時における潤滑油の目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）をＥＥＰＲＯＭから読み出す。続いて、ＥＣＵ５０は、この潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であるか否かを判定する。そして、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であると判定された場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１８の処理に進む。尚、暖機運転時における潤滑油の目標油温は、実験等により予め計測されて、ＥＣＵ５０のＥＥＰＲＯＭに予め記憶されている。

【0057】

ステップＳ１８において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを開放した後、当該処理を終了する。これにより、ＧＨＰエンジン１の始動時及び再始動時において、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度の場合には、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の始動時及び再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0058】

一方、上記ステップＳ１７で潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度であると判定された場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１９の処理に進む。ステップＳ１９において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞した後、ステップＳ２０の処理に進む。ステップＳ２０において、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度、ＲＡＭに記憶した後、当該処理を終了する。

【0059】

これにより、暖房運転の運転指示を受け付けている場合には、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度まで上昇させた後は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定することができる。その結果、排気ガスの全量を排気熱交換器３３に流して、冷却水の水温上昇を高くすることができ、暖房効率を高くすることができる。

【0060】

他方、上記ステップＳ１４で、暖房運転中でないと判定した場合、つまり、暖房フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２１の処理に進む。即ち、ＥＣＵ５０は、冷房スイッチ４２を介して冷房運転の運転指示を受け付けて、不図示の空調設備を冷房運転で駆動している冷房運転中であると判断して（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ２１の処理に進む。

【0061】

図３に示すように、ステップＳ２１において、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。そして、定常運転フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合、つまり、暖機運転が終了していないと判定された場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２２の処理に進む。ステップＳ２２において、ＥＣＵ５０は、潤滑油温検出装置３８から入力される検出信号に基づいて、エンジン本体１１内を循環する潤滑油の潤滑油温を検出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２３の処理に進む。

【0062】

ステップＳ２３において、ＥＣＵ５０は、上記ステップＳ２２で検出した潤滑油温をＲＡＭから読み出すと共に、暖機運転時における潤滑油の目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）をＥＥＰＲＯＭから読み出す。続いて、ＥＣＵ５０は、この潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であるか否かを判定する。そして、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であると判定された場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２４の処理に進む。ステップＳ２４において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを開放した後、当該処理を終了する。

【0063】

これにより、ＧＨＰエンジン１の始動時及び再始動時において、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度の場合には、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の始動時及び再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0064】

一方、上記ステップＳ２３で潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度であると判定された場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２５の処理に進む。ステップＳ２５において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを開放した後、ステップＳ２６の処理に進む。ステップＳ２６において、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度、ＲＡＭに記憶した後、当該処理を終了する。

【0065】

これにより、冷房スイッチ４２を介して、冷房運転の運転指示を受け付けている場合には、暖機運転を終了した後においても、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度まで上昇させることができる。その結果、ＥＣＵ５０は、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0066】

他方、上記ステップＳ２１で、定常運転フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合、つまり、暖機運転が終了して定常運転状態に移行したと判定された場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０はステップＳ２７の処理に進む。ステップＳ２７において、ＥＣＵ５０は、潤滑油温検出装置３８から入力される検出信号に基づいて、エンジン本体１１内を循環する潤滑油の潤滑油温を検出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２８の処理に進む。

【0067】

ステップＳ２８において、ＥＣＵ５０は、上記ステップＳ２７で検出した潤滑油温をＲＡＭから読み出す共に、潤滑油が劣化しない最高温度である潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）をＥＥＰＲＯＭから読み出す。続いて、ＥＣＵ５０は、この潤滑油温が潤滑油許容温度よりも低い温度であるか否か、つまり、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）を超えていないか否かを判定する。尚、潤滑油が劣化しない最高温度である潤滑油許容温度は、実験等により予め計測されて、ＥＣＵ５０のＥＥＰＲＯＭに予め記憶されている。

【0068】

そして、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）よりも低い温度である、つまり、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）を超えていないと判定された場合には（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２９の処理に進む。ステップＳ２９において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを開放した後、当該処理を終了する。

【0069】

これにより、冷房スイッチ４２を介して、冷房運転の運転指示を受け付けている場合には、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）以下の温度まで上昇させることができ、潤滑油の劣化を抑止しつつ、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0070】

一方、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）以上の温度である、つまり、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、約９０℃～９５℃である。）を超えたと判定された場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０の処理に進む。ステップＳ３０において、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞した後、当該処理を終了する。

【0071】

これにより、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａに排気ガスを流さないように制御することによって、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油の排気ガスによる加熱を停止させ、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【0072】

［冷房運転時の一例］
ここで、上述した弁切替制御処理における、不図示の空調設備を冷房運転で駆動する際のエンジン本体１１と電動ウォータポンプ１３の運転状態と、電磁弁（入口側電磁弁）２５の開閉設定の一例を図４に基づいて説明する。図４に示すように、時間Ｔ１において、エンジン本体１１が始動されると共に、電動ウォータポンプ１３が始動される。そして、時間Ｔ２において、潤滑油温が暖機運転時における潤滑油の目標油温（例えば、７０℃～８０℃）に達している。その後、時間Ｔ３において、空調対象室内の温度が設定室内温度に達したため、エンジン本体１１が停止された後、所定時間（例えば、約１分～２分）経過した時間Ｔ４において、電動ウォータポンプ１３が停止される。

【0073】

また、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ１～時間Ｔ２の間は、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であるため（Ｓ２３：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ２４）。これにより、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0074】

そして、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２において、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上になったため（Ｓ２３：ＮＯ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを開放する。また、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグを「ＯＮ」に設定する（Ｓ２５、Ｓ２６）。

【0075】

これにより、暖機運転を終了した後においても、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度まで上昇させることができる。その結果、ＥＣＵ５０は、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0076】

その後、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２～時間Ｔ３において、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）より低い温度であるため（Ｓ２８：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ２９）。そして、時間Ｔ３において、空調対象室内の温度が設定室内温度に達して、エンジン本体１１が停止するため（Ｓ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、定常運転フラグを「ＯＦＦ」に設定した後、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ１２、Ｓ１３）。その後、所定時間（例えば、約１分～２分）経過した時間Ｔ４において、電動ウォータポンプ１３が停止される。

【0077】

これにより、時間Ｔ２において、暖機運転を終了した後、時間Ｔ２～時間Ｔ３においても、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも高い潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）以下の温度まで上昇させることができ、潤滑油の劣化を抑止しつつ、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0078】

また、時間Ｔ２～時間Ｔ３においても、冷却水が電動ウォータポンプ１３によって吐出されてラジエータ１２を循環するため、目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い冷却水温（例えば、約７０℃である。）に設定することができ、ＧＨＰエンジン１の信頼性を向上させることができる。また、時間Ｔ３～時間Ｔ４の間は、冷却水が電動ウォータポンプ１３によって吐出されてラジエータ１２を循環するため、冷却水温が急激に低下し、潤滑油もウォータジャケット１８を介して冷却される。

【0079】

時間Ｔ４～時間Ｔ５の間は、冷却水温と潤滑油温は、緩やかに低下する。そして、時間Ｔ５において、エンジン本体１１と電動ウォータポンプ１３が再始動される。その結果、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ５～時間Ｔ６の間は、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であるため（Ｓ２３：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ２４）。

【0080】

これにより、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の再始動時に、潤滑油温が冷却水温よりも高い状態で、潤滑油温と冷却水温は共に急激に上昇するため、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0081】

そして、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ６において、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上になったため（Ｓ２３：ＮＯ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを開放する。また、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグを「ＯＮ」に設定する（Ｓ２５、Ｓ２６）。

【0082】

その後、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ６～時間Ｔ７において、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）より低い温度であるため（Ｓ２８：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ２９）。これにより、暖機運転を終了した後においても、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも高い潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）以下の温度まで上昇させることができ、潤滑油の劣化を抑止しつつ、潤滑油温を確実に冷却水温以上の温度に上昇させ、熱効率を更に上げることができる。

【0083】

そして、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ７において、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）以上になったため（Ｓ２８：ＮＯ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ３０）。これにより、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａに排気ガスを流さないように制御することによって、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油の排気ガスによる加熱を停止させ、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【0084】

時間Ｔ７～時間Ｔ８の間は、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）よりも高い温度であるため（Ｓ２８：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ３０）。その結果、オイル熱交換器２２を循環する潤滑油は排気ガスによって加熱されないため、ウォータジャケット１８を介して冷却される。

【0085】

そして、時間Ｔ８において、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）よりも低い温度になるため（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を再度、開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ２９）。続いて、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ８～時間Ｔ９において、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）より低い温度であるため（Ｓ２８：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ２９）。

【0086】

これにより、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温を目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも高い潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）以下の温度まで再度、上昇させることができる。その結果、潤滑油の劣化を抑止しつつ、潤滑油温を確実に目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度に上昇させ、熱効率を上げることができる。

【0087】

その後、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ９において、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）以上になったため（Ｓ２８：ＮＯ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を再度、閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ３０）。そして、時間Ｔ９～時間Ｔ１０の間は、潤滑油温が潤滑油許容温度（例えば、９０℃～９５℃である。）よりも高い温度であるため（Ｓ２８：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ３０）。

【0088】

これにより、ＥＣＵ５０は、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａに排気ガスを流さないように制御することによって、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油の排気ガスによる加熱を停止させ、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【0089】

そして、時間Ｔ１０において、空調対象室内の温度が設定室内温度に達して、エンジン本体１１が停止されるため（Ｓ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、定常運転フラグを「ＯＦＦ」に設定した後、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ１２、Ｓ１３）。その後、所定時間（例えば、約１分～２分）経過した時間Ｔ１１において、電動ウォータポンプ１３が停止される。

【0090】

これにより、時間Ｔ７～時間Ｔ１０の間は、冷却水が電動ウォータポンプ１３によって吐出されてラジエータ１２を循環するため、目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い冷却水温（例えば、約７０℃である。）に設定することができ、ＧＨＰエンジン１の信頼性を向上させることができる。また、時間Ｔ１０において、ＧＨＰエンジン１が停止された後、時間Ｔ１０～時間Ｔ１１の間は、冷却水が電動ウォータポンプ１３によって吐出されてラジエータ１２を循環するため、冷却水温が急激に低下し、潤滑油もウォータジャケット１８を介して冷却される。

【0091】

［暖房運転時の一例］
次に、上述した弁切替制御処理における、不図示の空調設備を暖房運転で駆動する際のエンジン本体１１と電動ウォータポンプ１３の運転状態と、電磁弁（入口側電磁弁）２５の開閉設定の一例を図５に基づいて説明する。図５に示すように、時間Ｔ２１において、エンジン本体１１が始動されると共に、電動ウォータポンプ１３が始動される。そして、時間Ｔ２２において、潤滑油温が暖機運転時における潤滑油の目標油温（例えば、７０℃～８０℃）に達している。その後、時間Ｔ２３において、空調対象室内の温度が設定室内温度に達したため、エンジン本体１１が停止された後、所定時間（例えば、約１分～２分）経過した時間Ｔ２４において、電動ウォータポンプ１３が停止される。

【0092】

また、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２１～時間Ｔ２２の間は、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であるため（Ｓ１７：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ１８）。これにより、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0093】

そして、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２２において、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上になったため（Ｓ１７：ＮＯ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞する。また、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグを「ＯＮ」に設定する（Ｓ１９、Ｓ２０）。

【0094】

これにより、暖機運転を終了した後は、つまり、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度まで上昇させた後は、排気ガスの全量を排気熱交換器３３に流して、冷却水の水温上昇を高くすることができ、暖房効率を高くすることができる。

【0095】

そして、時間Ｔ２３において、空調対象室内の温度が設定室内温度に達して、エンジン本体１１が停止するため（Ｓ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、定常運転フラグを「ＯＦＦ」に設定した後、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞する（Ｓ１２、Ｓ１３）。これにより、時間Ｔ２３～時間Ｔ２４の間は、冷却水が電動ウォータポンプ１３によって吐出されてラジエータ１２を循環するため、冷却水温が急激に低下し、潤滑油もウォータジャケット１８を介して冷却される。その後、時間Ｔ２４～時間Ｔ２５の間は、冷却水温と潤滑油温は、緩やかに低下する。

【0096】

そして、時間Ｔ２５において、エンジン本体１１と電動ウォータポンプ１３が再始動される。その後、時間Ｔ２６において、潤滑油温が暖機運転時における潤滑油の目標油温（例えば、７０℃～８０℃）に達している。そして、時間Ｔ２７において、空調対象室内の温度が設定室内温度に達したため、エンジン本体１１が停止された後、所定時間（例えば、約１分～２分）経過した時間Ｔ２８において、電動ウォータポンプ１３が停止される。

【0097】

また、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２５～時間Ｔ２６の間は、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度であるため（Ｓ１７：ＹＥＳ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を開弁状態に設定して、バイパス通路３２Ａを開放する（Ｓ１８）。これにより、バイパス通路３２Ａに排気ガスの一部を流して、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油を排気ガスによって加熱し、潤滑油温を上昇させることができる。その結果、ＧＨＰエンジン１の再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0098】

そして、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２６において、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上になったため（Ｓ１７：ＮＯ）、電磁弁（入口側電磁弁）２５を閉弁状態に設定してバイパス通路３２Ａを閉塞する。また、ＥＣＵ５０は、エンジン本体１１の暖機運転が終了して定常運転状態に移行した旨を表す定常運転フラグを「ＯＮ」に設定する（Ｓ１９、Ｓ２０）。

【0099】

これにより、ＥＣＵ５０は、時間Ｔ２６において、暖機運転を終了した後は、つまり、オイル熱交換器２２を介して潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）以上の温度まで上昇させた後は、時間Ｔ２６～時間Ｔ２７において、排気ガスの全量を排気熱交換器３３に流して、冷却水の水温上昇を高くすることができ、暖房効率を高くすることができる。また、時間Ｔ２７において、ＧＨＰエンジン１が停止された後、時間Ｔ２７～時間Ｔ２８の間は、冷却水が電動ウォータポンプ１３によって吐出されてラジエータ１２を循環するため、冷却水温が急激に低下し、潤滑油もウォータジャケット１８を介して冷却される。

【0100】

ここで、電磁弁（入口側電磁弁）２５と電磁弁（出口側電磁弁）２６は、電磁式弁装置の一例として機能する。ＥＣＵ５０は、弁切替制御装置、第１温度判定部、第１弁制御部、冷房運転判定部、第２弁制御部、第２温度判定部、第３弁制御部、暖房運転判定部、第４弁制御部、エンジン停止判定部、第５弁制御部の一例として機能する。

【0101】

尚、前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。

【0102】

本発明のＧＨＰエンジンは、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図１～図５のＧＨＰエンジン１等と同一符号は、前記ＧＨＰエンジン１等と同一あるいは相当部分を示すものである。

【0103】

［他の第１実施形態］
（Ａ）例えば、図６に示すように、他の第１実施形態に係るＧＨＰエンジン７１では、電磁弁（入口側電磁弁）２５に替えて、バイパス通路３２Ａのオイル熱交換器２２よりも上流側に、バイパス通路３２Ａを流れる排気ガスの流量を可変可能な入口側流量調整電磁弁７２を設けるようにしてもよい。入口側流量調整電磁弁７２は、バイパス通路３２Ａの入口側にできるだけ近い位置に設けられるのが好ましい。入口側流量調整電磁弁７２は、ＥＣＵ５０からの制御信号に基づいて、バイパス通路３２Ａの入口側から下流側へ流入する排気ガスの流量を、全閉状態から全開状態の間で可変可能に構成されている。

【0104】

若しくは、図６に示すように、電磁弁（入口側電磁弁）２５に替えて、バイパス通路３２Ａのオイル熱交換器２２よりも下流側に、バイパス通路３２Ａを流れる排気ガスの流量を可変可能な出口側流量調整電磁弁７３を設けるようにしてもよい。出口側流量調整電磁弁７３は、バイパス通路３２Ａの出口側にできるだけ近い位置に設けられるのが好ましい。出口側流量調整電磁弁７３は、ＥＣＵ５０からの制御信号に基づいて、バイパス通路３２Ａから排気通路３２へ流出する排気ガスの流量を、全閉状態から全開状態の間で可変可能に構成されている。

【0105】

従って、ＥＣＵ５０は、潤滑油温に基づいて、入口側流量調整電磁弁７２又は出口側流量調整電磁弁７３を介して、バイパス通路３２Ａの入口側から出口側へ流れる排気ガスの流量を全閉状態から全開状態の間で可変設定することができる。例えば、上記ステップＳ１８、ステップＳ２４及びステップＳ２５において、ＥＣＵ５０は、潤滑油温が目標油温（例えば、約７０℃～８０℃である。）よりも低い温度の場合には、入口側流量調整電磁弁７２又は出口側流量調整電磁弁７３を介して、バイパス通路３２Ａを流れる排気ガスの流量を多くするように設定する（例えば、全開状態に設定する）ようにしてもよい。これにより、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油の温度上昇を早めることができる。その結果、ＧＨＰエンジン７１の始動時及び再始動時に、潤滑油温の上昇を早めて、潤滑油の粘性を低下させることができ、燃費を向上させることができる。

【0106】

また、例えば、上記ステップＳ２９において、ＥＣＵ５０は、潤滑油温と潤滑油許容温度との差が小さくなるに従って、入口側流量調整電磁弁７２又は出口側流量調整電磁弁７３を全開状態から全閉状態へ連続的、又は、段階的に可変設定するようにして、排気ガスの流量が連続的、又は、段階的に少なくなるように制御するようにしてもよい。また、ＥＣＵ５０は、潤滑油温と潤滑油許容温度との差が大きくなるに従って、入口側流量調整電磁弁７２又は出口側流量調整電磁弁７３を全閉状態から全開状態へ連続的、又は、段階的に可変設定するようにして、排気ガスの流量が連続的、又は、段階的に多くなるように制御するようにしてもよい。

【0107】

これにより、ＥＣＵ５０は、オイル熱交換器２２を介して、潤滑油温が目標油温と潤滑油許容温度との間で変化するように制御することが可能となる。その結果、オイル熱交換器２２に循環される潤滑油の温度上昇を潤滑油許容温度以下になるように抑え、潤滑油の劣化を抑止することができる。

【0108】

［他の第２実施形態］
（Ｂ）また、例えば、オイル熱交換器２２に替えて、バイパス通路３２Ａをエンジン本体１１内の潤滑油が存在する場所（例えば、オイルパンなど）に通し、バイパス通路３２Ａを流れる排気ガスと潤滑油との熱交換を行うように構成してもよい。これにより、オイル熱交換器２２をエンジン本体１１の外部（例えば、側壁部）に設ける必要がなく、部品点数の削減化を図ることができる。

【0109】

［他の第３実施形態］
（Ｃ）また、例えば、ＥＣＵ５０は、潤滑油の潤滑油温をエンジン本体１１の運転状態（エンジン回転数、負荷トルク、外気温、運転時間など）から推定するようにしてもよい。これにより、潤滑油温検出装置３８を削減して、部品点数の削減化を図ることができる。

【符号の説明】

【0110】

１、７１ ガスヒートポンプエンジン（ＧＨＰエンジン）
１１ エンジン本体
１２ ラジエータ
１３ 電動ウォータポンプ
１５ 冷却水回路
１５Ａ 流入通路
１６ オイルポンプ
２２ オイル熱交換器
３２ 排気通路
３２Ａ バイパス通路
３３ 排気熱交換器
２５ 電磁弁（入口側電磁弁）
２６ 電磁弁（出口側電磁弁）
３７ 冷却水温検出装置
３８ 潤滑油温検出装置
３９ 回転検出装置
４１ 暖房スイッチ
４２ 冷房スイッチ
５０ 制御装置（ＥＣＵ）
７２ 入口側流量調整電磁弁
７３ 出口側流量調整電磁弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】