特開 2024-37462 エンジンのブリーザ装置

(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】P2024037462

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】エンジンのブリーザ装置

(51)【国際特許分類】

   F01M 13/00 20060101AFI20240312BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

F01M13/00 L

F02D43/00 301T

F02D43/00 301Z

F01M13/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142344

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092794

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 正道

(72)【発明者】

【氏名】竹▲崎▼ 直人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 礼

(72)【発明者】

【氏名】大久保 真司

(72)【発明者】

【氏名】足立 憲司

(72)【発明者】

【氏名】福山 尚尋

(72)【発明者】

【氏名】金野 晃大

(72)【発明者】

【氏名】森本 宏

(72)【発明者】

【氏名】坪田 健一

【テーマコード（参考）】

3G015

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G015BD10

3G015BD28

3G015CA17

3G015EA37

3G015FB06

3G015FC04

3G384AA03

3G384BA34

3G384BA36

3G384BA42

3G384EB01

3G384ED07

(57)【要約】

【課題】本発明は、エンジンのブリーザへのブローバイガス経路が氷結してエンジン起動を困難にすることを防ぐことを技術課題とする。
【解決手段】エンジンにブローバイガスの内圧上昇を防ぐブリーザ３を設け、該ブリーザ３の近くを巡る暖気回路６を設け、エンジンの起動時に暖気回路６へ排気ガスを流してブリーザ３を暖めることを特徴とするエンジンのブリーザ装置とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンにブローバイガスの内圧上昇を防ぐブリーザ（３）を設け、該ブリーザ（３）の近くを巡る暖気回路（６）を設け、エンジンの起動時に暖気回路（６）へ排気ガスを流してブリーザ（３）を暖めることを特徴とするエンジンのブリーザ装置。

【請求項2】

エンジンの排気ガス路（５）に排気バルブ（７）を設け、該排気バルブ（７）の開閉で暖気回路（６）に流す排気ガスの量を調整することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのブリーザ装置。

【請求項3】

ブリーザ（３）のガス入路（１）とガス出路（２）のガス圧差を検出する差圧センサ（１０）を設け、該差圧センサ（１０）が所定圧以上を検出すると排気バルブ（７）を閉じて排気ガスを暖気回路（６）に流すことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのブリーザ装置。

【請求項4】

排気バルブ（７）を制御する制御装置（８）を設け、差圧センサ（１０）の圧検出で排気バルブ（７）を開閉制御する請求項２に記載のエンジンのブリーザ装置。

【請求項5】

エンジンにブローバイガスの内圧上昇を防ぐブリーザ（３）を設け、該ブリーザ（３）の近くを巡る暖気回路（６）を設け、エンジンの冷却水循環路からの暖気回路（６）に感温バルブ（１３）を設け、所定の低温で感温バルブ（１３）を開きブリーザ（３）に冷却水を流すことを特徴とするエンジンのブリーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのクランクケース内で生じるブローバイガスを処理するエンジンのブリーザ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンのクランクケース内にはシリンダーから漏れるブローバイガスが充満するので、このブローバイガスの内圧上昇をブリーザで逃がしながらブローバイガスをエンジンの吸気路に合流する技術がある。

【0003】

特許第４５９７１０１号公報には、シリンダーケースの上部を覆うシリンダーヘッド上にブリーザを設ける構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４５９７１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ブローバイガスには水蒸気で含まれているために、冬季にエンジンを長時間停止していると水蒸気が水に戻り凍結してブリーザへのガス通路を詰まらせてブローバイガスの内圧上昇でエンジン起動が不調になることがある。

【0006】

本発明は、エンジンのブリーザへのブローバイガス経路が氷結してエンジン起動を困難にすることを防ぐことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

【0008】

請求項１の発明は、エンジンにブローバイガスの内圧上昇を防ぐブリーザ３を設け、該ブリーザ３の近くを巡る暖気回路６を設け、エンジンの起動時に暖気回路６へ排気ガスを流してブリーザ３を暖めることを特徴とするエンジンのブリーザ装置とする。

【0009】

請求項２の発明は、エンジンの排気ガス路５に排気バルブ７を設け、該排気バルブ７の開閉で暖気回路６に流す排気ガスの量を調整することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのブリーザ装置とする。

【0010】

請求項３の発明は、ブリーザ３のガス入路１とガス出路２のガス圧差を検出する差圧センサ１０を設け、該差圧センサ１０が所定圧以上を検出すると排気バルブ７を閉じて排気ガスを暖気回路６に流すことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのブリーザ装置とする。

【0011】

請求項４の発明は、排気バルブ７を制御する制御装置８を設け、差圧センサ１０の圧検出で排気バルブ７を開閉制御する請求項２に記載のエンジンのブリーザ装置とする。

【0012】

請求項５の発明は、エンジンにブローバイガスの内圧上昇を防ぐブリーザ３を設け、該ブリーザ３の近くを巡る暖気回路６を設け、エンジンの冷却水循環路からの暖気回路６に感温バルブ１３を設け、所定の低温で感温バルブ１３を開きブリーザ３に冷却水を流すことを特徴とするエンジンのブリーザ装置とする。

【発明の効果】

【0013】

請求項１の発明で、冬季にエンジンを長時間停止させて始動する際は、ブリーザ３の内部で水が凍結してブローバイガスを逃がさず内圧が上昇してエンジン起動が困難になるが、その際は暖気回路６に排気ガスを流してブリーザ３を暖めることでブリーザ機能を回復してエンジンの起動が滑らかに行えるようになる。

【0014】

請求項２の発明で、ブリーザ３が凍結している可能性がある場合に排気バルブ７を閉じて排気ガスを暖気回路６に多く流すことでブリーザ３を暖めてブリーザ機能を回復してエンジンの起動が滑らかに行えるようになる。

【0015】

請求項３の発明で、請求項２の効果に加えて、ブリーザ３の凍結よる詰りをガス入路１とガス出路２のガス圧差を検出する差圧センサ１０で検出して排気ガスを暖気回路６に流してブリーザ３を暖めるので、冬季のエンジン起動が容易になる。

【0016】

請求項４の発明で、請求項２の効果に加えて、制御装置８が差圧センサ１０の圧検出で排気バルブ７を自動で開閉制御するので、手間を要しない。

【0017】

請求項５の発明で、冬季には感温バルブ１３が水温の低下を検出して開き、エンジンの冷却水を暖気回路６に流してブリーザ３を暖めるので、ブリーザ機能を回復してエンジンの起動が滑らかに行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態におけるブリーザを排気ガスで暖める回路の説明図である。

【図2】排気ガス路に排気バルブを設けた回路の説明図である。

【図3】ブリーザ出入差圧センサを設けた回路の説明図である。

【図4】暖気回路に感温バルブを設けた回路の説明図である。

【図5】ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンで点検を促す表示を行うフローチャート図である。

【図6】ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンで点検を促す表示を行うフローチャート図である。

【図7】ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンで点検を促す表示を行うフローチャート図である。

【図8】ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンで点検を促す表示を行うフローチャート図である。

【図9】ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンで点検を促す表示を行うフローチャート図である。

【図10】ＤＰＦ処理装置の制御タイムチャート図である。

【図11】ＤＰＦ処理装置の制御タイムチャート図である。

【図12】ＤＰＦ処理装置の制御タイムチャート図である。

【図13】ＤＰＦ処理装置のスート推定における酸素濃度比較判定図である。

【図14】吸入空気量を計測する手段の比較図である。

【図15】圃場の管理システムの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。

【0020】

図１は、エンジン排気ガスの一部をブリーザ３の周囲に流して暖める回路図で、ブリーザ３は入路１を通ってブローバイガスが入り、ガス出路２を通ってエンジンの吸気路に流れ、排気ガス浄化装置４を通って排気ガス路５に流れる排気ガスの一部が暖気回路６を通ってブリーザ３を暖めている。

【0021】

図２は、前記回路図で排気ガス路５に設ける排気バルブ７をブリーザ３に設けた詰りセンサ９の詰り検出信号で制御装置８が排気バルブ７を閉じて排気ガスの多くを暖気回路６に流すようにした回路図である。

【0022】

図３は、前記詰りセンサ９の代わりにブリーザ３のブローバイガス入路１とガス出路２のガス圧の差を検出する差圧センサ１０を設けた回路図で、差圧センサ１０の圧が所定圧以上で排気バルブ７を閉じて排気ガスの多くをブリーザ３側に流して暖める。

【0023】

図４は、ブリーザ３の周囲に冷却水入路１１から冷却水を流して冷却水出路１２に戻す回路図で、冷却水入路１１に設ける感温バルブ１３は所定以下の水温で開いて冷却水をブリーザ３に流して凍結を解消する。なお、冷却水は不凍液を含み、冬季にも循環してブリーザ３の凍結を防ぐ。

【0024】

図５は、ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンにおいて、大気圧と吸入空気温度とエンジン回転数により算出される基準空気量Ａを算出し、堆積スートが少ない状態（例えば２０％以下）で、現在のエアーフロー空気量とＡとを比較し、ずれが認められる場合、エアーフローセンサ、吸気温度センサ、大気圧センサのいずれかの異常か、エアエレメント異常が疑われるため、点検を促す表示を行う制御で、エンジンに致命的なトラブルが発生してしまうことを防ぐことが出来る。

【0025】

図６は、ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンにおいて、大気圧と吸入空気温度とエンジン回転数により算出される基準空気量Ａを算出し、現在のエアーフロー空気量とＡとを比較し、ずれが認められる場合に、エアーフローセンサ、吸気温度センサ、大気圧センサのいずれかの異常か、エアエレメント異常が疑われるため、点検を促す表示を行う制御で、エンジンに致命的なトラブルが発生してしまうことを防ぐことが出来る。

【0026】

図７は、ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンにおいて、ＤＰＦ処理装置に堆積されたスート量が少ない時（例えば堆積量２０％以下）に、大気圧とエンジン回転数により算出される基準空気量Ａに対して、現在のエアーフロー空気量がＡに対して１５％以上下回っている時、エアークリーナ・あるいはエアーフローセンサに異常が発生していると判断し、オペレータに点検を促す表示を行う制御で、エンジンに致命的なトラブルが発生してしまうことを防ぐことが出来る。

【0027】

図８は、ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンにおいて、大気圧とエンジン回転数により算出される基準空気量Ａに対して、ＤＰＦ処理装置に堆積されたスート量によって決定される係数ＢをＡに乗じた値であるＸが、現在のエアーフロー空気量よりも上回っているときに、エアークリーナが詰まっていると判断し、オペレータに点検を促す表示を行う制御で、エアークリーナを含めた吸気系の点検を促すことで、トラブルを防ぐことが出来る。

【0028】

図９は、ＤＰＦ処理装置を設けるディーゼルエンジンにおいて、ＤＰＦ処理装置に堆積されたスート量が少ない時（例えば堆積量２０％以下）に、大気圧とエンジン回転数により算出される基準空気量Ａに対して、現在のエアーフロー空気量が１５％以下である時、エアークリーナ、あるいはエアーフローセンサに異常が発生していると判断し、オペレータに点検を促す表示を行う制御で、エンジンに致命的なトラブルが発生してしまうことを防ぐことが出来る。

【0029】

図１０は、ＤＰＦ処理装置の制御タイムチャート図で、再生のため吸入空気流量、ポスト燃料量を段階的最適値に調整することで排気ガス温度を高める。

【0030】

最初に、吸気スロットルを用いてエンジン回転、噴射量などから算出される第１の目標空気量に調整する。その後、ポスト噴射を第１の上限量まで噴射しＤＰＦを通過する排気温度を調整する。規定時間のちに排気温度が規定値まで上昇しておらず、ＤＰＦ入口温度とＤＰＦ出口温度を比較し、DPF出口温度が規定値以下の場合は、ポスト噴射量を第２の上限量まで増加させる制御を行う。また、ＤＰＦ入口温度とＤＰＦ出口温度を比較し、ＤＰＦ出口温度が規定値より大きくなった場合は、目標吸入空気量を第２の閾値まで徐々に減少させ、減少中にエンジン回転、燃料噴射量の変動を判定する。

【0031】

この制御で、ポスト燃料量、吸気量を段階的に最適値に調整して、排気温度を効果的に上げることが出来る。

【0032】

図１１は、ＤＰＦ処理装置の制御タイムチャート図で、ＤＰＦ処理装置の再生中における吸入空気流量を調整する。

【0033】

ＤＰＦ処理装置の再生制御中は、吸気スロットルを用いてエンジン回転、噴射量などから算出される第１の目標空気量に調整する。その状態でポスト噴射を行ってＤＰＦを通過する排気温度を調整する。規定時間のちに排気温度が規定値まで上昇しておらず、ＤＰＦ入口温度とＤＰＦ出口温度を比較し、ＤＰＦ出口温度が規定値より上昇している場合は、ポスト噴射を一時的に停止、もしくは減少させた状態で、目標吸入空気量を第２の閾値まで徐々に減少させる制御を行う。空気量の減少中はエンジン回転、燃料噴射量の変動を判定する制御を行い、その後、ポスト噴射を再度再開する。

【0034】

この制御で、段階的に吸入空気量を減らすことで、排気温度を安定して上げることが出来る。

【0035】

図１２は、ＤＰＦ処理装置の制御タイムチャート図で、ＤＰＦの再生中における吸入空気流量を調整する。

【0036】

ＤＰＦ処理装置の再生制御中は、吸気スロットルを用いてエンジン回転、噴射量などから算出される第１の目標空気量に調整する。その状態でポスト噴射量を調整することでＤＰＦを通過する排気温度を調整する。ポスト噴射量が１００％になっているにも関わらず、規定時間ののちに排気温度が規定値まで上昇しない場合は、目標吸入空気量を第２の閾値まで徐々に減少させる制御を行う。減少中はエンジン回転、燃料噴射量の変動を判定する。これで、排気温度を効果的に上げることが出来る。

【0037】

図１３は、ＤＰＦ処理装置のスート推定における酸素濃度比較判定図で、エンジンの排気Ｏ２濃度をラムダセンサにより計測するエンジンで、エンジン始動後の暖機過程の凝縮水が発生しやすい期間に、ラムダセンサの破損防止のため、センサの駆動を停止する。停止期間中は、ＥＧＲを停止とし、Ｏ２濃度を、空気量と噴射量より算出する。

【0038】

図１４は、吸入空気量を計測する手段の比較図で、１．吸入空気量をエアーフローセンサにより計測する手段と、２．エンジンの過給圧力を計測するブースト圧センサで計測する手段と、３．エンジンの排気Ｏ２濃度をラムダセンサにより計測する手段で、それらの値を４．の基準で比較することで、各センサから算出される吸入空気量を相互判定する。ＥＧＲバルブが停止するエンジン始動後の暖機過程において実施することで、計測値の異常を判定し、吸入空気量を精度よく求めることが出来る。

【0039】

図示を省略するが、各種センサを備えたトラクタ等の作業車で、出力制限解除用のスイッチ（又は他のスイッチを兼用）し、センサの異常で出力制限をした場合に、出力制限解除の確認として、メータパネルにスイッチ押下の点滅表示をし、スイッチを押してパーキングブレーキを作動させた後にエンジンを停止させてブザーを鳴らして出力解除を行うことで、気付かずに出力制限が解除されることによる急加速や急発進による事故を防ぐことが出来る。

【0040】

また、ＤＰＦ処理装置の再生処理をラムダセンサで制御する場合に、吸気スロットルバルブを閉じて吸気流量を抑制して運転条件で、吸気圧を計測し、エアーフローセンサからの空気流量、燃料噴射量、吸気圧のマップを事前に準備し、そのマップと排ガス出力値を比較し、排ガス中の吸気圧が閾値から外れた場合、センサ異常と判定し、警告灯もしくは警報によりオペレータに知らせるようにすると良い。

【0041】

図１５は、圃場の管理システムの説明図で、圃場１９の横に作物を監視する赤外線カメラ２０を設け、その赤外線カメラ２０の画像をパソコン２１に送信し、画像処理を行い、圃場１９の近くにドローン２３の待機場を設け、画像処理にて圃場１９内に鳥獣が侵入してきたことが確認された場合、ユーザのスマホ２２にリアルタイムのカメラ映像を送信し、ドローン２３を飛ばしてマイクでユーザの声を発声したり音や光を発したりして鳥獣を脅し、威嚇効果を高める。

【符号の説明】

【0042】

１ ガス入路
２ ガス出路
３ ブリーザ
６ 暖気回路
７ 排気バルブ
１０ 差圧センサ
１３ 感温バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】