JP2016513040A - 内燃エンジン用の燃料を加熱するための方法および装置 - Google Patents

内燃エンジン用の燃料を加熱するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

ハイブリッド車両の燃焼エンジン（１）の始動時に燃料を加熱するための方法において、燃料の温度（Ｔ＿ＧＯ）および車両の外部の温度（Ｔ＿ｅｘｔ）が、それより低いと車両の始動が禁じられる第１の閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍｌ）に対して、および、それより高いと燃料が加熱されずにエンジンが始動されることになる、第１の閾値より高い第２の閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）に対して、比較され、外部温度（Ｔ＿ｅｘｔ）が、この２つの閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍｌ，Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）間にある場合に、燃料は、車両のバッテリ（６）の冷却回路（８）と熱交換を行って加熱されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃エンジンで使用される燃料を加熱することに関する。
より詳細には、本発明は、車両の燃焼エンジンの始動時に燃料を加熱するための方法に関するものであり、ここで、燃料の温度および車両の外部の温度が、それより低いと車両の始動が妨げられる第１の閾値に対して、および、それより高いと燃料が加熱されずにエンジンが始動される、第１の閾値より高い第２の閾値に対して、比較される。
また、本発明は、車両の燃料タンクと燃焼エンジンとの間の燃料加熱装置、およびこのような装置を装着したハイブリッド車両に関する。
本発明は、電気モータを燃焼エンジンと組み合わせたハイブリッド車両に使用されるのが好ましいが、これに限定されない。
燃焼エンジンの低温始動時に、燃料を加熱して、車両の始動を容易にするために、燃料に熱量を供給する必要があるかもしれない。この加熱要件は、圧縮点火エンジンで使用される燃料などの、直接噴射型ディーゼルエンジンの燃料に関係する。
燃料ワックスを制限し、ディーゼルフィルタの目詰まりを防止するためには、エンジンの始動時に、十分な熱量が提供される必要があり、これにより、供給マニホルド内の圧力低下が引き起こされ、結果として、不安定になり、失速して始動に失敗する場合がある。
既知の第１の解決策によれば、ディーゼルの加熱は、噴射システムによって提供される熱量の回復に基づくことができる。その原理は、燃料がディーゼルフィルタの入口に向かう短いループに流れるようにすることに関係する。
別の既知の解決策は、燃料回路に設置された電気加熱器を介した熱量の供給に基づいている。その原理は、導電性材料に電流を供給することによって熱エネルギーを発生させることに関係する。
燃料供給回路上に本物の加熱装置を設けることが、すでに提案されている。エンジンのポンプと噴射システムとの間の車両のバッテリによって電力供給される燃料加熱装置を備えたディーゼルエンジンのための燃料供給ネットワークが、仏国特許出願公開第２４８１７５１号明細書に特に記載されている。
一般に、ＣＯ２排出量の削減のために車両の電力消費の最適化が必要とされている。したがって、ディーゼルの加熱による解決策は、車両の始動段階の間に消費に悪影響を及ぼすことなく、効果的である必要がある。引用された刊行物に記載された解決策は、電力を大量に消費するという欠点を有している。さらに、新しい始動戦略を可能にするハイブリッド車両の構成には適していない。
仏国特許出願公開第２４８１７５１号明細書
本発明は、その始動段階の間に燃焼エンジンの加熱を補助するために、ハイブリッド車両用のトラクションバッテリによる動作中に放出されるかなりの量の熱を利用することを意図している。
この目的のために、本発明は、外部温度が２つの温度閾値間にある場合に、燃料が、車両のバッテリの冷却回路と熱交換を行うことによって加熱されることを提案している。
外部温度や燃料の温度が第２のより高い閾値を超えると、燃料の加熱が停止されるのが好ましい。
本発明によれば、燃料は、車両のバッテリの冷却水回路が横切る熱交換器を通過することによって加熱される。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、その非限定的な実施形態の以下の説明を読めば明らかになり、この単一の図は、提案されるシステムの一般的な構成を示している。
図のハイブリッド構成は、燃焼エンジン１およびその燃料供給回路２を含んでいる。電気トラクション機械３は、燃焼エンジン１および車両の変速機４に連結されており、そうでなければ（図示されていない）連結手段を用いて連結される。電気トラクションバッテリ６は、電気機械３に電力を供給している。これは、冷却回路８により熱交換器７に接続されている。この構成の構成要素のアセンブリは、監視手段９によって制御される。燃料タンク１１と燃焼エンジン１との間にある主燃料回路は、熱交換器７を通過する。これは、熱交換器７の周りにバイパス部２ａを有している。
装置は、燃料温度センサ、外部温度センサ、およびバッテリ冷却水用温度センサを含むセンサ（図示せず）を複数有している。監視手段９により、すべてのセンサからの信号が受信される。
通常動作において、燃焼エンジン１と、電気トラクション機械３と、それぞれの燃料およびその電気用品とが、監視手段９によって制御される方法で、アセンブリは制御される。
始動段階において、測定された外部温度Ｔ＿ｅｘｔが第１の閾値Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ１より低い場合（Ｔ＿ｅｘｔ＜Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ１）、燃料が遮断されるため、燃焼エンジンを始動することはできない。車両は、電気機械の影響下で移動することができる。車両は、電気モードで移動する必要がある。
また、監視手段は、外部温度よりも高い第２の燃料温度閾値Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２を設定する。外部温度がこの２つの閾値の間にある場合（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ１＜Ｔ＿ｅｘｔ＜Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）には、２つの状況が存在する。
燃料の温度Ｔ＿ＧＯが第２の閾値未満である場合（Ｔ＿ＧＯ＜Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）、監視手段および他の動作条件によって下される判断に応じて、電動モードまたは燃焼モードのいずれかで、車両を駆動することができる。バッテリの冷却水は、関連する冷却回路を通って流れる。冷却は、例えば、水温センサにより制御される。燃料温度センサは、燃焼エンジンの燃料供給回路内の燃料の温度を測定する。車両の始動時に、燃料の温度は原理的には外部温度と同じであるため、この領域では、通常、始動するために燃料を加熱する必要がある。この場合、交換器は、動作中であり、熱量は、冷却回路と燃料供給回路との間で交換される。燃料は、この熱交換により加熱され、これにより燃焼エンジンの始動を容易にする。
外部温度や燃料の温度が第２の閾値を超えると、燃料の加熱が停止される。
ａ）燃料の温度が第２の閾値を超える場合（Ｔ＿ＧＯ＞Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）、燃料は十分に温かい。これ以上、燃料を加熱する必要はない。交換器をバイパスすることができる。
ｂ）外部温度が第２の閾値を超える場合（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２＜Ｔ＿ｅｘｔ）、燃料は、始動するのに十分温かく、加熱される必要はない。交換器をバイパスすることができる。
要するに、燃料の温度および車両の外部の温度は、それより低いと車両の始動が妨げられる第１の閾値に対して、および、それより高いと燃料が加熱されずにエンジンが始動される、第１の閾値より高い第２の閾値に対して、比較される。この２つの閾値間で、燃料は、車両のバッテリの冷却回路と熱交換を行って加熱される。
最後に、バッテリ冷却回路と燃焼エンジン用の燃料供給回路との間の交換器は、燃料回路の熱い部分（不図示）と熱交換することもでき、これは、燃料タンクへのリターン回路となる。次に、燃料のリターン回路は、熱交換器を通過するため、この熱交換器を、噴射器またはタンクへの高圧ポンプから戻る燃料の加熱を制限するために使用することができる。
本発明の利点は多数あり、特に外部温度に応じて燃焼エンジンを始動する利点、バッテリ冷却回路の使用により、始動時の燃料の加熱を助け、燃焼エンジンの始動の質を高める利点を含んでいる。
非限定的な例として図に示されている、少なくとも１つの燃焼エンジン１および冷却水回路を備えたトラクションバッテリにより電力供給される電気機械３を有するハイブリッド車両のケースでは、燃料の温度が第２の閾値より低い場合に、その電気駆動源３のみを使用して移動することができる。燃焼エンジンは、その後、燃料の温度がこの閾値に達すると、車両が移動しているときに始動される。

Claims (10)

  1. 車両の燃焼エンジン（１）の始動時に燃料を加熱するための方法であって、
    前記燃料の温度（Ｔ＿ＧＯ）および前記車両の外部の温度（Ｔ＿ｅｘｔ）が、それより低いと前記車両の始動が妨げられる第１の閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ１）に対して、およびそれより高いと前記燃料が加熱されずに前記エンジンが始動される、前記第１の閾値より高い第２の閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）に対して、比較され、
    前記外部温度（Ｔ＿ｅｘｔ）が前記２つの閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ１，Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）間にある場合に、前記燃料は、前記車両のバッテリ（６）の冷却回路（８）と熱交換により加熱されることを特徴とする、方法。
  2. 前記外部温度（Ｔ＿ｅｘｔ）または前記燃料の温度（Ｔ＿ＧＯ）が、前記第２の閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）を超えると、前記燃料の前記加熱が停止されることを特徴とする、請求項１に記載の燃料加熱方法。
  3. 前記バッテリの前記冷却回路（８）が、タンク（９）への前記燃料のリターン回路を介して、前記エンジンの噴射器または高圧ポンプから戻る前記燃料の前記加熱を制限するために使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の燃料加熱方法。
  4. 前記燃料の温度（Ｔ＿ＧＯ）が前記第２の閾値（Ｔ＿ＧＯ＿ｌｉｍ２）より低い場合に、前記車両が、電気駆動源（３）のみを使用して移動することを特徴とする、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の燃料加熱方法。
  5. 前記燃焼エンジン（１）は、前記燃料の温度（Ｔ＿ＧＯ）が前記第２の閾値に達すると、前記車両が移動しているときに始動されることを特徴とする、請求項４に記載の燃料加熱方法。
  6. 燃料温度センサおよび外部温度センサを有する、車両の燃料タンク（９）と燃焼エンジン（１）との間の燃料加熱装置であって、前記燃料が、前記車両のバッテリ（６）の冷却水回路（８）が横切る熱交換器（７）を通過することによって加熱されることを特徴とする、燃料加熱装置。
  7. 燃料回路（２）が、前記熱交換器（７）用のバイパス部（２ａ）を有することを特徴とする、請求項６に記載の燃料加熱装置。
  8. 前記燃料のリターン回路が、前記エンジン（１）から前記タンク（９）へ戻る前記燃料の温度（Ｔ＿ＧＯ）を制限することを可能にするように、前記熱交換器（７）をさらに通過することを特徴とする、請求項６または７に記載の燃料加熱装置。
  9. バッテリ冷却水用温度センサを含むことを特徴とする、請求項６、７または８に記載の燃料加熱装置。
  10. 少なくとも１つの燃焼エンジンおよび冷却水回路（８）を備えたトラクションバッテリ（６）により電力供給される電気機械（３）を有するハイブリッド車両であって、請求項６から９のいずれか一項に記載の燃料加熱装置を有することを特徴とする、ハイブリッド車両。
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