WO2016148082A1 - エンジン - Google Patents

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WO2016148082A1
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temperature
control device
refrigerant
electronic expansion
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秀志 岡田
宏年 鬼原
Original Assignee
ヤンマー株式会社
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    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units

Definitions

  • the present invention relates to an engine.
  • the engine of Patent Document 1 prevents the engine from being cooled by stopping the cooling water pump in the initial operation. In this way, by promoting the temperature rise of the engine, the cooling of the blow-by gas is suppressed and the generation of blow-by condensed water is suppressed.
  • the cooling water pump is stopped at the initial stage of operation. Therefore, hot spots may be locally generated around the combustion chamber of the engine at the initial stage of operation, which may cause thermal degradation.
  • an object of the present invention is to provide an engine that can suppress the generation of blow-by condensed water without stopping the cooling water pump during engine operation.
  • An engine temperature specifying unit for specifying the engine temperature
  • a controller for executing engine control based on the engine temperature specified by the engine temperature specifying unit;
  • the control device receives a stop signal indicating engine stop and when the control device determines that the engine temperature is lower than a predetermined temperature, the engine operation is continued.
  • the generation of blow-by condensed water can be suppressed without stopping the cooling water pump during engine operation.
  • FIG. 2 is a simplified refrigerant circuit diagram of a heat pump driven by the engine of FIG. 1. It is a flowchart showing the procedure of control by the control apparatus 90 until an engine stops after a control apparatus receives a stop signal.
  • An engine includes an engine temperature specifying unit that specifies an engine temperature, and a control device that executes engine control based on the engine temperature specified by the engine temperature specifying unit.
  • the device receives a stop signal indicating engine stop and when the control device determines that the engine temperature is lower than a predetermined temperature, the engine operation is continued.
  • the engine operation is continued when the control device receives a stop signal instructing engine stop and when the control device determines that the engine temperature is lower than a predetermined temperature. To do. Therefore, when the control device receives a stop signal instructing to stop the engine, the temperature from the blow-by gas can be suppressed by the heat from the engine, and the liquefaction of water vapor in the blow-by gas can be suppressed.
  • the cooling water pump can be driven whenever the engine is operating. Therefore, the local hot spot based on the stop of the cooling water pump does not occur in the engine.
  • the engine temperature specifying unit includes a cooling water temperature sensor that detects the temperature of the engine cooling water.
  • the engine temperature can be detected easily and accurately.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a part of an engine according to an embodiment of the present invention.
  • This engine is a gas engine using a gaseous fuel gas such as natural gas.
  • This engine is mounted on an engine-driven heat pump.
  • the engine includes an air supply path 1, an exhaust path 2, a fuel gas supply path 3, and an engine body 4.
  • the air supply path 1 includes an air supply pipe 11, a venturi 12, and a throttle valve 13.
  • the intake pipe 11 supplies an air-fuel mixture generated by mixing air taken in from the outside and fuel gas.
  • the venturi 12 generates a differential pressure between the fuel gas and the air in the fuel gas supply path.
  • the throttle valve 13 adjusts the supply amount of the air-fuel mixture.
  • the exhaust path 2 is constituted by an exhaust pipe 21, and the exhaust pipe 21 guides the exhaust gas generated when the air-fuel mixture burns in a combustion chamber 41 described later to the outside of the engine.
  • the fuel gas supply path 3 includes a fuel gas supply pipe 31 and a fuel gas supply amount adjustment valve 32.
  • the fuel gas supply pipe 31 guides the fuel gas to the air supply path 1.
  • the fuel gas supply amount adjustment valve 32 plays a role of adjusting the amount of fuel gas contained in the air-fuel mixture.
  • the engine body 4 includes a combustion chamber 41, a cylinder head 42, an air supply valve 43, a spark plug 45, a piston 46, a crankshaft 47, and an exhaust valve 48.
  • the combustion chamber 41 is a chamber for burning the air-fuel mixture.
  • the air supply valve 43 opens or closes the cylinder head 42 to communicate or block the air supply pipe 11 and the combustion chamber 41.
  • the spark plug 45 generates a spark to burn the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 41.
  • the piston 46 reciprocates in the vertical direction when the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 41 combusts and expands, and the crankshaft 47 rotates by the reciprocating motion of the piston 46.
  • the exhaust valve 48 opens or closes the cylinder head 42 to communicate or block the exhaust pipe 21 and the combustion chamber 41.
  • the engine further includes an engine speed sensor 71, an exhaust gas temperature sensor 76, and a control device 90.
  • the engine speed sensor 71 detects the engine speed by detecting the number of gear teeth provided on the crankshaft 47.
  • the exhaust temperature sensor 76 is provided in the exhaust pipe 21 and detects the exhaust gas temperature.
  • the control device 90 receives signals from the various sensors 71 and 76 and signals from the operation unit 60 including a remote controller, for example. Although not described in detail, the control device 90 appropriately controls the opening degree of the throttle valve 13 and the like based on signals from the various sensors 71 and 76 and signals from the operation unit 60, thereby rotating the engine speed. Control and the like are performed.
  • the control device 90 performs not only engine control but also heat pump control described later.
  • the control device 90 can also be composed of a plurality of parts spaced apart from each other.
  • the engine further includes a cooling water pump 80 and a cooling water temperature sensor 81.
  • the cooling water pump 80 is operated when the engine is operated under the control of the control device 90 and circulates the cooling water in the cooling water passage 82 to suppress thermal deterioration of each device of the engine.
  • the cooling water temperature sensor 81 detects the temperature of the engine by measuring the temperature of cooling water in a water jacket (not shown) provided in the cylinder head 42.
  • a winding belt (not shown) is wound around a flywheel, a first electromagnetic clutch, and a second electromagnetic clutch that rotate synchronously with the crankshaft 47 (see FIG. 1) of the gas engine.
  • the rotational power of the gas engine is transmitted to the first electromagnetic clutch and the second electromagnetic clutch via the flywheel and the winding belt, and is transmitted from the first electromagnetic clutch to the compressor of the heat pump described below.
  • FIG. 2 is a simplified refrigerant circuit diagram of a heat pump driven by the engine.
  • the heat pump includes an outdoor unit 150, an indoor unit 200, a gas refrigerant pipe 110, and a liquid refrigerant pipe 120.
  • the dotted line shown with the reference number 180 in FIG. 2 has shown the package of the outdoor unit 150.
  • each of the gas refrigerant tube 110 and the liquid refrigerant tube 120 connects the outdoor unit 150 and the indoor unit 200.
  • the outdoor unit 150 includes a first compressor 101, a second compressor 102, an oil separator 103, a four-way valve 104, a first check valve 111, a second check valve 112, a third check valve 113, and a fourth check valve. It has a valve 114, a receiver 117 and a supercooling heat exchanger 118.
  • the outdoor unit 150 includes a first electronic expansion valve 120, a second electronic expansion valve 121, a first outdoor heat exchanger 123, a second outdoor heat exchanger 124, an accumulator 126, a refrigerant auxiliary evaporator 127, and a third electronic expansion.
  • the indoor unit 200 includes an indoor heat exchanger 108 and a fifth electronic expansion valve 109. Note that a plurality of indoor units 200 may be connected to the outdoor unit 150 in parallel.
  • the control device 90 includes a first compressor 101, a second compressor 102, a four-way valve 104, a first electronic expansion valve 120, a second electronic expansion valve 121, a third electronic expansion valve 135, Control signals are output to the fourth electronic expansion valve 136, the fifth electronic expansion valve 109, and the electromagnetic valve 138 to control these devices.
  • the control device 90 is electrically connected to each of these devices via a signal line (not shown).
  • This heat pump performs air conditioning operation as follows. First, in the heating operation, the control device 90 controls the four-way valve 104 to connect the first port 130 and the second port 131 of the four-way valve 104 and to connect the third port 132 and the fourth port 133. .
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressors 101 and 102 first flows into the oil separator 103.
  • the oil separator 103 separates the lubricating oil of the compressors 101 and 102 from the gas refrigerant.
  • the lubricating oil separated from the gas refrigerant by the oil separator 103 is returned to the compressors 101 and 102 via a line (not shown).
  • the gas refrigerant passes through the oil separator 103 and the four-way valve 104 in this order, and flows into the indoor heat exchanger 108.
  • the gas refrigerant liquefies itself to give a liquid refrigerant by applying heat to the indoor heat exchanger 108.
  • the fifth electronic expansion valve 109 is controlled to be fully opened by the control device 90.
  • the liquid refrigerant that has been liquefied by applying heat to the indoor heat exchanger 108 flows into the receiver 117 via the first check valve 111.
  • the receiver 117 has a role of storing the liquid refrigerant. Thereafter, the liquid refrigerant exits from the bottom of the receiver 117, passes through the supercooling heat exchanger 118, passes through the fourth check valve 114, and toward the first and second electronic expansion valves 120 and 121. To flow.
  • the pressure of the liquid refrigerant coming out of the bottom of the receiver 117 depends on the path pressure loss, the pressure of the liquid refrigerant on the outflow side of the second check valve 112, and the liquid on the outflow side of the first and third check valves 111 and 113 The pressure is lower than the refrigerant pressure.
  • the liquid refrigerant that has come out from the bottom of the receiver 117 does not flow to the second check valve 112 or the third check valve 113, but the first and second electronic expansion valves 120, 121 from the fourth check valve 114. It flows toward.
  • the liquid refrigerant is expanded by the first and second electronic expansion valves 120 and 121 and sprayed to form a mist.
  • the opening degree of the first and second electronic expansion valves 120, 121 can be freely controlled by the control device 90, and the opening degree of the first and second electronic expansion valves 120, 121 is controlled by the control device 90 in the line 177.
  • the gas refrigerant is controlled so as to have a predetermined degree of superheat. Note that the pressure of the refrigerant is high before passing through the first and second electronic expansion valves 120 and 121, and becomes low after passing through the first and second electronic expansion valves 120 and 121.
  • the mist-like wet liquid refrigerant exchanges heat with the outside air by the first and second outdoor heat exchangers 123 and 124, and heats the outside air to gasify it.
  • the refrigerant gives heat to the indoor heat exchanger 108 while being given heat from the outdoor heat exchangers 123 and 124.
  • the gasified refrigerant passes through the four-way valve 104 and reaches the accumulator 126.
  • the accumulator 126 separates the gas refrigerant into a mist refrigerant. If the refrigerant in the mist state returns to the compressors 101 and 102, the sliding portions of the compressors 101 and 102 may be damaged.
  • the accumulator 126 is a buffer container that temporarily stores liquid refrigerant in order to prevent such a situation. Thereafter, the gas refrigerant that has passed through the accumulator 126 flows into the suction ports of the compressors 101 and 102.
  • the third electronic expansion valve 135 When the third electronic expansion valve 135 is opened by the control from the control device 90, a part of the liquid refrigerant that has passed through the supercooling heat exchanger 118 is atomized by the third electronic expansion valve 135. Then, it flows into the refrigerant auxiliary evaporator 127. Gas engine cooling water (cooling water at 60 ° C. to 90 ° C.) is introduced into the refrigerant auxiliary evaporator 127.
  • the control device 90 controls the four-way valve 104 to connect the first port 130 and the third port 132 of the four-way valve 104 and connect the second port 131 and the fourth port 133.
  • the heat flow will be briefly described.
  • the gas refrigerant discharged from the first and second compressors 101 and 102 passes through the oil separator 103 and then passes through the four-way valve 104, so that the first and second outdoor heat exchangers 123, 124 is reached.
  • the refrigerant since the temperature of the refrigerant is high, the refrigerant is cooled by the first and second outdoor heat exchangers 123 and 124 even in hot summer air (30 to 40 ° C. air).
  • the gas refrigerant is deprived of heat by the first and second outdoor heat exchangers 123 and 124 and becomes liquid refrigerant.
  • the control device 90 controls the opening degree of the first and second electronic expansion valves 120 and 121 to an appropriate opening degree, and controls the electromagnetic valve 138 to be fully opened.
  • the liquid refrigerant that has passed through the first and second outdoor heat exchangers 123 and 124 mainly passes through the electromagnetic valve 138 and the check valve 139 and reaches the receiver 117. Thereafter, the liquid refrigerant exits from the bottom of the receiver 117, passes through the supercooling heat exchanger 118, and enters the fifth electronic expansion valve 109 from between the second check valve 112 and the first check valve 111. Flowing into.
  • the opening degree of the fifth electronic expansion valve 109 can be freely controlled by the control device 90. During cooling, the opening degree of the fifth electronic expansion valve 109 is determined by the control device 90 so that the gas refrigerant in the line 177 is a predetermined value. It is controlled to be over the superheat degree.
  • the liquid refrigerant that has reached the fifth electronic expansion valve 109 is expanded by the fifth electronic expansion valve 109, sprayed, and atomized, and then flows into the indoor heat exchanger 108.
  • the mist-like and low-temperature liquid refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 108 takes heat from the indoor heat exchanger 108 and cools indoor air, while being given heat from the indoor heat exchanger 108 and vaporized.
  • the refrigerant removes heat from the indoor heat exchanger 108 while releasing heat to the first and second outdoor heat exchangers 123 and 124. Thereafter, the vaporized gas refrigerant passes through the four-way valve 104 and the accumulator 126 in this order, and flows into the suction ports of the compressors 101 and 102.
  • the control device 90 when the control device 90 receives a signal from the operation unit 60 (see FIG. 1) when the summer is hot, the control device 90 controls the opening degree of the fourth electronic expansion valve 136 to an appropriate opening degree. To do. Then, a part of the liquid refrigerant that has passed through the receiver 117 and the supercooling heat exchanger 118 is cooled by the passage of the fourth electronic expansion valve 136 and flows into the supercooling heat exchanger 118. In this way, the liquid refrigerant that has flowed from the receiver 117 into the supercooling heat exchanger 118 without passing through the fourth electronic expansion valve 136, and the liquid refrigerant that has flowed through the fourth electronic expansion valve 136 into the supercooling heat exchanger 118.
  • Heat exchange is performed with the liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant sent to the indoor heat exchanger 108 is further cooled, while the liquid refrigerant that has passed through the fourth electronic expansion valve 136 is warmed and gasified to flow toward the compressors 101 and 102.
  • the heat pump further includes a bypass path 157 and a sixth electronic expansion valve 162.
  • the bypass path 157 short-circuits the oil separator 103 and the accumulator 126.
  • the sixth electronic expansion valve 162 is provided in the bypass path 157.
  • the opening degree of the sixth electronic expansion valve 162 is freely controlled by the control device 90.
  • the sixth electronic expansion valve 162 plays a role of adjusting the flow rate of the gas refrigerant passing through the bypass path 157.
  • the heat pump further includes a pressure sensor 140 and a temperature sensor 141.
  • the pressure sensor 140 is provided in a line 161 for returning the gas refrigerant from the four-way valve 104 to the accumulator 126, and detects the pressure of the gas refrigerant passing through the line 161.
  • the temperature sensor 141 is provided in a line 177 for returning the gas refrigerant from the accumulator 126 to the compressors 101 and 102, and detects the temperature of the gas refrigerant passing through the line 177.
  • Each of the pressure sensor 140 and the temperature sensor 141 outputs a signal to the control device 90.
  • the control device 90 calculates the saturated vapor pressure temperature of the gas refrigerant passing through the line 161 based on the signal from the pressure sensor 140. Then, the degree of superheat is calculated from the saturated vapor pressure temperature and the temperature of the gas refrigerant passing through the line 177 detected based on the signal from the temperature sensor 141. Then, the opening degree of the first and second electronic expansion valves 120 and 121 is controlled during heating so that the degree of superheat becomes a predetermined value or more, and the opening degree of the fifth electronic expansion valve 109 is controlled during cooling. Be controlled.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure by the control device 90 from when the control device 90 receives the stop signal until the engine stops.
  • thermo signal is a signal indicating that the room temperature has reached a set temperature, and is a signal issued for the purpose of stopping the compressors 101 and 102.
  • step S2 the control device 90 determines whether or not the operation time after starting the engine is equal to or shorter than a first predetermined time based on information from the timer 88 (see FIG. 1). Here, if it is determined that the operation time after starting the engine is longer than the first predetermined time, it is determined that the temperature of the engine is equal to or higher than a predetermined temperature, and the process proceeds to step S3.
  • the first predetermined time can be 10 minutes, for example, but the first predetermined time may vary from 10 minutes to any time based on the engine specifications.
  • 59 ° C. can be adopted as the predetermined temperature, but the predetermined temperature varies from 59 ° C. to any temperature based on the engine specifications, the installation position of the cooling water temperature sensor, and the like. Also good.
  • the relationship between the duration of engine operation and the rough engine temperature is often known. Therefore, it is possible to infer the existence range of the engine temperature only with the timer.
  • step S3 the control device 90 controls various devices so that the heat pump performs a pump-down operation.
  • the pump-down operation is an operation performed to accommodate the liquid refrigerant in the receiver 117 when the heat pump is stopped, and the third electronic expansion valve 135 and the fourth electronic expansion valve 136 are completely closed.
  • the fifth electronic expansion valve 109 is completely closed, and the liquid refrigerant from the first and second outdoor heat exchangers 123 and 124 stays in the receiver 117.
  • the first and second The electronic expansion valves 120 and 121 are completely closed, and the liquid refrigerant from the indoor heat exchanger 108 stays in the receiver 117.
  • step S4 the control device 90 performs control to stop the supply of power to the spark plug 45. In this way, the engine is stopped and the control ends.
  • step S5 a self-sustained operation using the bypass route 157 is performed. Specifically, in step S5, the control device 90 continues to supply power to the spark plug 45 and maintain the engine operating state. Further, the control device 90 adjusts the opening degree of the sixth electronic expansion valve 162 (see FIG. 2) to an appropriate opening degree so that the gas refrigerant discharged from the compressors 101 and 102 is supplied to the oil separator 103 and the bypass path. 157 (see FIG. 1), the operation of returning to the compressors 101 and 102 via the accumulator 126 is performed until the condition of step S6 is satisfied.
  • step S6 based on the signals from the coolant temperature sensor 81, the pressure sensor 140, and the temperature sensor 141, the control device 90 determines that the engine coolant temperature is equal to or higher than the predetermined temperature and the refrigerant superheat degree is equal to or higher than the predetermined temperature. Judge whether there is. Then, when the control device 90 determines that the engine coolant temperature is equal to or higher than the predetermined temperature and the refrigerant superheat degree is equal to or higher than the predetermined temperature, the process proceeds to step S3. Perform pump down operation. On the other hand, when the control device 90 determines that the state is other than that, the process proceeds to step S5 and the autonomous operation is continued. As the predetermined temperature of the engine cooling water, for example, 59 ° C.
  • the second predetermined time is measured by the timer 88 and is, for example, 1 minute, but may be set to any time other than 1 minute.
  • Step S3 and Step S4 constitute stop control for executing engine stop by the control device 90
  • Step S1, Step S2, Step S5 and Step S6 are for operation control for executing engine operation by the control device 90. included.
  • the control device 90 when the control device 90 receives a stop signal instructing engine stop and when the control device 90 determines that the engine temperature is lower than a predetermined temperature, the engine operation is performed. continue. In other words, the operation control is continued until the control device 90 determines that the engine temperature is equal to or higher than a predetermined temperature when receiving a stop signal instructing to stop the engine. Therefore, when the control device 90 receives a stop signal for instructing to stop the engine, the temperature from the blow-by gas can be suppressed by the heat from the engine, and the liquefaction of water vapor in the blow-by gas can be suppressed. Therefore, according to this embodiment, when the engine is not warmed up sufficiently, the engine can be prevented from repeating starting and stopping at short intervals, and the generation of blow-by condensed water can be suppressed.
  • the cooling water pump 80 can be driven whenever the engine is operating. Therefore, the local hot spot based on the stop of the cooling water pump 80 does not occur in the engine.
  • the engine temperature specifying unit includes the cooling water temperature sensor 81 that detects the temperature of the engine cooling water, the engine temperature can be detected easily and accurately.
  • the refrigerant superheat degree is included in the determination criterion in step S6.
  • step S6 only the coolant temperature may be used as the determination criterion without using the refrigerant superheat degree as the determination criterion.
  • the timer 88 and the cooling water sensor 81 are configured as the engine temperature specifying unit.
  • the engine temperature specifying unit may be configured with only a timer, and the engine operation time from the start of the engine is judged by the timer, and the engine is stopped when the engine operation time exceeds a predetermined time. While the stop control is performed, the operation control for executing the engine operation may be continued when the operating time of the engine is less than a predetermined time.
  • the engine temperature specifying unit may be configured by only the cooling water temperature sensor 81. And the temperature of the cooling water is detected by the cooling water temperature sensor 81, and when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the predetermined temperature, stop control is executed to stop the engine, while the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature. In this case, the operation control for executing the engine operation may be continued.
  • the engine temperature specifying part may be constituted by the exhaust gas temperature sensor 76. Then, the exhaust gas temperature sensor 76 detects the temperature of the exhaust gas, and when the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than a predetermined temperature, stop control is performed to stop the engine, while the temperature of the exhaust gas is lower than the predetermined temperature. In this case, the operation control for executing the engine operation may be continued.
  • the engine temperature specifying unit may be composed of one or more devices that can specify whether the engine is above or below a predetermined warm-up.
  • the stop signal showing an engine stop was a thermo signal, but the stop signal showing an engine stop is a signal which instruct
  • the engine is a gas engine.
  • the engine may be other than a gas engine, for example, a gasoline engine or a diesel engine.
  • the engine may be any engine that produces blowby gas.
  • the engine was an engine which drives a heat pump, the engine may not be an engine for driving a heat pump, and may be an engine for driving a vehicle or a ship. .

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Abstract

　制御装置がエンジン停止を指示する停止信号を受けた場合に、制御装置がタイマからの信号に基づくか、または、タイマおよび冷却水温度センサからの信号に基づいて、エンジン温度が予め定められた温度未満であると判断すると、制御装置が、エンジン温度が予め定められた温度以上であると判断するまで運転制御を持続するようにする。これにより、エンジン運転中に冷却水ポンプを停止させずにブローバイ凝縮水の生成を抑制できるエンジンを提供する。

Description

エンジン
　本発明は、エンジンに関する。
　従来、エンジンの発停を繰り返した場合に、エンジンの暖機が十分に行われないことに基づいて、燃焼室から漏れ出るブローバイガス中の水蒸気が液化する現象が知られている。また、この液化によって生成されたブローバイ凝縮水が、エンジンオイルに混入することによって、エンジンオイルが劣化することも知られている（例えば、特許文献１参照）。
　これに対し、特許文献１のエンジンは、運転初期に、冷却水ポンプを停止することによって、エンジンを冷却しないようにしている。このようにして、エンジンの昇温を促進することによって、ブローバイガスの冷却を抑制して、ブローバイ凝縮水の生成を抑制している。
特許２８２５２０７号公報
　しかしながら、上記従来のエンジンでは、運転初期に冷却水ポンプを停止するので、運転初期にエンジンの燃焼室周辺で局所的にホットスポットが発生して、熱劣化が起こる虞がある。
　そこで、本発明の課題は、エンジン運転中に冷却水ポンプを停止させずにブローバイ凝縮水の生成を抑制できるエンジンを提供することにある。
　上記課題を解決するため、この発明の一の態様のエンジンは、
　エンジン温度を特定するエンジン温度特定部と、
　上記エンジン温度特定部が特定した上記エンジン温度に基づいてエンジン制御を実行する制御装置と
を備え、
　上記制御装置がエンジン停止を表す停止信号を受けた場合で、かつ、上記制御装置が上記エンジン温度が予め定められた温度未満であると判断した場合に、エンジン稼働を継続するものである。
　本発明によれば、エンジン運転中に冷却水ポンプを停止させずにブローバイ凝縮水の生成を抑制できる。
本発明の一実施形態のエンジンの一部を示す模式構成図である。 図１のエンジンによって駆動されるヒートポンプの簡略化した冷媒回路図である。 制御装置が停止信号を受けてからエンジンが停止するまでの制御装置９０による制御の手順を表すフローチャートである。
　本発明の第１の態様のエンジンは、エンジン温度を特定するエンジン温度特定部と、上記エンジン温度特定部が特定した上記エンジン温度に基づいてエンジン制御を実行する制御装置と、を備え、上記制御装置がエンジン停止を表す停止信号を受けた場合で、かつ、上記制御装置が上記エンジン温度が予め定められた温度未満であると判断した場合に、エンジン稼働を継続するものである。
　このような構成によれば、制御装置がエンジン停止を指示する停止信号を受けた場合で、かつ、制御装置がエンジン温度が予め定められた温度未満であると判断した場合に、エンジン稼働を継続する。したがって、制御装置が、エンジン停止を指示する停止信号を受けた場合に、エンジンからの熱によってブローバイガスの温度低下を抑制できて、ブローバイガス中の水蒸気の液化を抑制できる。
　また、このような構成によれば、エンジンが運転しているときはいつでも、冷却水ポンプを駆動できる。したがって、エンジンに冷却水ポンプの停止に基づく局所的なホットスポットが生じることもない。
　また、本発明の第２の態様のエンジンは、第１の態様において、上記エンジン温度特定部が、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを含むものである。
　このような構成によれば、簡易かつ正確にエンジン温度を検出できる。
　以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施形態のエンジンの一部を示す模式構成図である。
　このエンジンは、天然ガス等の気体状の燃料ガスを用いるガスエンジンである。このエンジンは、エンジン駆動式ヒートポンプに搭載されている。このエンジンは、給気経路１、排気経路２、燃料ガス供給経路３およびエンジン本体４を備える。
　給気経路１は、給気管１１、ベンチュリ１２およびスロットル弁１３を備える。吸気管１１は、外部から取り込む空気と燃料ガスとを混合して生成した混合気を供給する。ベンチュリ１２は、燃料ガス供給経路内の燃料ガスと空気との間に差圧を生じさせる。スロットル弁１３は、混合気の供給量を調整している。
　排気経路２は、排気管２１によって構成され、排気管２１は、後述する燃焼室４１で混合気が燃焼することにより生成する排気ガスをエンジンの外部に案内する。燃料ガス供給経路３は、燃料ガス供給管３１および燃料ガス供給量調整弁３２を備える。燃料ガス供給管３１は、燃料ガスを給気経路１に案内する。また、燃料ガス供給量調整弁３２は、混合気に含まれる燃料ガス量を調整する役割を担っている。
　エンジン本体４は、燃焼室４１、シリンダヘッド４２、給気バルブ４３、点火プラグ４５、ピストン４６、クランク軸４７および排気バルブ４８を備える。燃焼室４１は、混合気を燃焼させるための室である。また、給気バルブ４３は、シリンダヘッド４２において開閉動作を行うことにより給気管１１と燃焼室４１とを連通又は遮断する。点火プラグ４５は、燃焼室４１に供給された混合気を燃焼させるために火花を発生させる。ピストン４６は、燃焼室４１に供給された混合気が燃焼し、膨張することにより上下方向に往復し、クランク軸４７は、ピストン４６の往復運動により回転運動を行う。また、排気バルブ４８は、シリンダヘッド４２において開閉動作を行うことにより排気管２１と燃焼室４１とを連通又は遮断する。
　エンジンは、更に、エンジン回転数センサ７１、排気ガス温度センサ７６および制御装置９０を備える。エンジン回転数センサ７１は、クランク軸４７に設けられた歯車の歯数を検出することでエンジン回転数を検出する。一方、排気温度センサ７６は、排気管２１に設けられ、排気ガス温度を検出している。
　制御装置９０には、上記各種センサ７１,７６からの信号や、例えば、リモートコントローラ等で構成される操作部６０からの信号が入力される。詳述しないが、制御装置９０は、上記各種センサ７１,７６からの信号や、操作部６０からの信号に基づいて、スロットル弁１３の開度等を適切に制御することにより、エンジンの回転数制御等を行うようになっている。尚、制御装置９０は、エンジンの制御だけでなく、後述のヒートポンプの制御も行っている。制御装置９０は、互いに離間配置された複数の部分で構成されることもできる。
　図１に示すように、このエンジンは、更に、冷却水ポンプ８０および冷却水温度センサ８１を有する。冷却水ポンプ８０は、制御装置９０からの制御によって、エンジンの運転時に稼働し、冷却水を冷却水経路８２内を循環させることによって、エンジンの各機器の熱劣化を抑制している。また、冷却水温度センサ８１は、シリンダヘッド４２に設けられたウォータジャケット（図示せず）内の冷却水の温度を測定することによって、エンジンの温度を検出している。
　また、図示しない巻回ベルトが、ガスエンジンのクランク軸４７（図１参照）と同期回転するフライホイールと、第１電磁クラッチと、第２電磁クラッチとにかけ回されている。ガスエンジンの回転動力を、フライホイール、巻回ベルトを介して、第１電磁クラッチおよび第２電磁クラッチに伝達し、第１電磁クラッチから、以下に説明するヒートポンプの圧縮機に伝達している。
　図２は、上記エンジンによって駆動されるヒートポンプの簡略化した冷媒回路図である。
　図２に示すように、このヒートポンプは、室外機１５０、室内機２００、ガス冷媒管１１０および液冷媒管１２０を備える。尚、図２に参照番号１８０で示す点線は、室外機１５０のパッケージを示している。図２に示すように、ガス冷媒管１１０および液冷媒管１２０の夫々は、室外機１５０と室内機２００とを接続している。
　室外機１５０は、第１圧縮機１０１、第２圧縮機１０２、オイルセパレータ１０３、四方弁１０４、第１逆止弁１１１、第２逆止弁１１２、第３逆止弁１１３、第４逆止弁１１４、レシーバ１１７および過冷却熱交換器１１８を有する。また、室外機１５０は、第１電子膨張弁１２０、第２電子膨張弁１２１、第１室外熱交換器１２３、第２室外熱交換器１２４、アキュムレータ１２６、冷媒補助蒸発器１２７、第３電子膨張弁１３５、第４電子膨張弁１３６、電磁弁１３８および第５逆止弁１３９を有する。一方、室内機２００は、室内熱交換器１０８および第５電子膨張弁１０９を有する。なお、室内機２００は、室外機１５０に対して複数台並列に接続される場合もある。
　制御装置（図１および図２参照）９０は、第１圧縮機１０１、第２圧縮機１０２、四方弁１０４、第１電子膨張弁１２０、第２電子膨張弁１２１、第３電子膨張弁１３５、第４電子膨張弁１３６、第５電子膨張弁１０９および電磁弁１３８に制御信号を出力し、それらの機器を制御する。制御装置９０は、図示しない信号線を介してこれらの機器の夫々と電気接続されている。
　このヒートポンプは、次のように冷暖房運転を行う。先ず、暖房運転では、制御装置９０が、四方弁１０４を制御して、四方弁１０４の第１ポート１３０と第２ポート１３１とを接続し、第３ポート１３２と第４ポート１３３とを接続する。
　暖房運転において、圧縮機１０１,１０２から吐出された高圧のガス冷媒は、先ず、オイルセパレータ１０３に流入する。オイルセパレータ１０３は、ガス冷媒から圧縮機１０１,１０２の潤滑油を分離する。オイルセパレータ１０３でガス冷媒から分離された潤滑油は、図示しないラインを介して圧縮機１０１,１０２に戻される。
　ガス冷媒は、オイルセパレータ１０３、四方弁１０４を、この順に通過して、室内熱交換器１０８に流入する。ガス冷媒は、室内熱交換器１０８に熱を与えることにより、自らは液化して液冷媒となる。暖房運転時には、第５電子膨張弁１０９は制御装置９０によって全開に制御されている。室内熱交換器１０８に熱を与えて、自らは液化した液冷媒は、第１逆止弁１１１を経由して、レシーバ１１７に流入する。
　レシーバ１１７は、液冷媒を、貯留する役割を担っている。その後、液冷媒は、レシーバ１１７の底部から出て、過冷却熱交換器１１８を通過して、第４逆止弁１１４を、通り抜けて、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の方に流動する。
　尚、レシーバ１１７の底部から出た液冷媒の圧力は、経路圧損により、第２逆止弁１１２の流出側の液冷媒の圧力や、第１および３逆止弁１１１,１１３の流出側の液冷媒の圧力よりも低圧になる。これにより、レシーバ１１７の底部から出た液冷媒は、第２逆止弁１１２や第３逆止弁１１３には流れずに第４逆止弁１１４から第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の方に流れる。
　その後、液冷媒は、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１で膨張されて、噴霧され、霧状になる。第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の開度は、制御装置９０によって自在に制御可能であり、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の開度は、制御装置９０によってライン１７７のガス冷媒が所定の過熱度以上となるように制御されている。尚、冷媒の圧力は、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の通過前には、高圧である一方、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の通過後には、低圧になる。
　その後、霧状の湿った液冷媒は、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４によって外気と熱交換して、外気から熱をもらってガス化する。このように、冷媒は、室内熱交換器１０８に熱を付与する一方、室外熱交換器１２３,１２４から熱を付与される。その後、ガス化した冷媒は、四方弁１０４を通過して、アキュムレータ１２６に到達する。アキュムレータ１２６は、ガスの冷媒と、霧状の冷媒とに分離する。仮に、霧状のままの冷媒が、圧縮機１０１,１０２に戻ると、圧縮機１０１,１０２の摺動部が、損傷する虞がある。アキュムレータ１２６は、そのような事態を防止するために液冷媒を一時的に貯留する緩衝容器である。その後、アキュムレータ１２６を通過したガス冷媒は、圧縮機１０１,１０２の吸込口に流入する。
　制御装置９０からの制御によって、第３電子膨張弁１３５が開いている場合には、過冷却熱交換器１１８を通過した液冷媒の一部が、第３電子膨張弁１３５で霧状になった後、冷媒補助蒸発器１２７に流入する。冷媒補助蒸発器１２７には、ガスエンジン冷却水（６０℃から９０℃の冷却水）が導入される。
　冷媒補助蒸発器１２７に流入した霧状の液冷媒は、上記エンジン冷却水と熱交換して、気体となり、その後、アキュムレータ１２６に到達する。このようにして、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４と対比して熱交換性能を高くしている。尚、暖房運転を行っているときには、第４電子膨張弁１３６は、通常は全閉に制御される。
　次に冷房運転を説明する。冷房運転では、制御装置９０が、四方弁１０４を制御して、四方弁１０４の第１ポート１３０と第３ポート１３２を接続し、第２ポート１３１と第４ポート１３３を接続する。以下、冷房の場合については、熱の流れを簡潔に述べる。
　冷房運転の場合、第１および第２圧縮機１０１,１０２から吐出されたガス冷媒は、オイルセパレータ１０３を通過した後、四方弁１０４を通過して、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４に到達する。この際、冷媒の温度は、高温であるので、冷媒は、夏場の酷暑の空気（３０～４０℃の空気）でも、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４によって冷却される。そして、ガス冷媒は、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４で熱を奪われて、液冷媒となる。
　冷房運転時には、制御装置９０は、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の開度を適切な開度に制御し、電磁弁１３８を全開に制御する。第１および第２室外熱交換器１２３,１２４を通過した液冷媒は、主として、電磁弁１３８および逆止弁１３９を通過して、レシーバ１１７に到達する。その後、液冷媒は、レシーバ１１７の底部から出て、過冷却熱交換器１１８を経由して、第２逆止弁１１２と第１逆止弁１１１との間から第５電子膨張弁１０９の方に流れる。
　第５電子膨張弁１０９の開度は、制御装置９０によって自在に制御可能であり、冷房時においては、第５電子膨張弁１０９の開度は、制御装置９０によってライン１７７のガス冷媒が所定の過熱度以上となるように制御されている。第５電子膨張弁１０９に到達した液冷媒は、第５電子膨張弁１０９で膨張されて、噴霧され、霧状になった後、室内熱交換器１０８に流入する。室内熱交換器１０８に流入した霧状で低温の液冷媒は、室内熱交換器１０８から熱を奪って、室内の空気を冷却する一方、室内熱交換器１０８から熱を付与されて気化する。このように、冷媒は、室内熱交換器１０８から熱を奪う一方、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４に熱を放出する。その後、気化したガス冷媒は、四方弁１０４、アキュムレータ１２６を、この順に通過して、圧縮機１０１,１０２の吸入口に流入する。
　また、夏場の暑い時等に、制御装置９０が、操作部６０（図１参照）からの信号を受けると、制御装置９０が、第４電子膨張弁１３６の開度を適切な開度に制御する。そうすると、レシーバ１１７および過冷却熱交換器１１８を通過した液冷媒の一部が、第４電子膨張弁１３６の通過によって冷却されて、過冷却熱交換器１１８に流入する。このようにして、レシーバ１１７から第４電子膨張弁１３６を経ずに過冷却熱交換器１１８に流入した液冷媒と、第４電子膨張弁１３６を通過して過冷却熱交換器１１８に流入した液冷媒とで、熱交換を行う。そして、室内熱交換器１０８に送られる液冷媒を更に冷却する一方、第４電子膨張弁１３６を通過した液冷媒を温めて、ガス化して、圧縮機１０１,１０２側に流動させる。
　図２に示すように、このヒートポンプは、更に、バイパス経路１５７と、第６電子膨張弁１６２とを有する。バイパス経路１５７は、オイルセパレータ１０３と、アキュムレータ１２６とを短絡している。第６電子膨張弁１６２は、バイパス経路１５７中に設けられている。第６電子膨張弁１６２の開度は、制御装置９０によって自在に制御されるようになっている。第６電子膨張弁１６２は、バイパス経路１５７を通過するガス冷媒の流量を調整する役割を担っている。
　また、図２に示すように、このヒートポンプは、更に、圧力センサ１４０と、温度センサ１４１とを有する。圧力センサ１４０は、四方弁１０４からアキュムレータ１２６にガス冷媒を戻すライン１６１に設けられ、ライン１６１を通過するガス冷媒の圧力を検出している。また、温度センサ１４１は、アキュムレータ１２６から圧縮機１０１,１０２にガス冷媒を戻すライン１７７に設けられ、ライン１７７を通過するガス冷媒の温度を検出している。圧力センサ１４０および温度センサ１４１の夫々は、制御装置９０に信号を出力するようになっている。制御装置９０は、圧力センサ１４０からの信号に基づいてライン１６１を通過するガス冷媒の飽和蒸気圧温度を算出している。そして、この飽和蒸気圧温度と、温度センサ１４１からの信号に基づいて検出したライン１７７を通過するガス冷媒の温度とから過熱度を算出している。そして、この過熱度が所定値以上となるように、暖房時は、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１の開度が制御され、冷房時は、第５電子膨張弁１０９の開度が制御される。
　図３は、制御装置９０が停止信号を受けてからエンジンが停止するまでの、制御装置９０による制御の手順を表すフローチャートである。
　図３を参照して、ステップＳ１で、制御装置９０が、室内機２００に設置された温度センサ（図示せず）から停止信号の一例としてのサーモ信号を受けると、制御がスタートして、ステップＳ２に移行する。尚、サーモ信号とは、室内温度が、設定の温度に到達したことを示す信号であり、圧縮機１０１,１０２を停止させることを目的として発される信号である。
　ステップＳ２では、制御装置９０がタイマ８８（図１参照）からの情報を基に、エンジンの起動後の運転時間が第１所定時間以下であるか否かを判断する。ここで、エンジンの起動後の運転時間が第１所定時間よりも長いと判断すると、エンジンの温度が、予め定められた温度以上であると判断して、ステップＳ３に移行する。
　尚、第１所定時間としては、例えば、１０分を採用できるが、第１所定時間は、エンジンの仕様に基づいて１０分から如何なる時間に変動してもよい。また、予め定められた温度としては、例えば、５９℃を採用できるが、予め定められた温度は、エンジンの仕様や冷却水温度センサの設置位置等に基づいて５９℃から如何なる温度に変動してもよい。エンジンの運転の継続時間と、大まかなエンジン温度との関係は、わかっている場合が多い。したがって、タイマのみでエンジン温度の存在範囲を推察することができるのである。
　ステップＳ３では、制御装置９０が、ヒートポンプがポンプダウン運転をするように各種機器を制御する。ここで、ポンプダウン運転とは、ヒートポンプを停止するとき、液冷媒をレシーバ１１７に収容するために行われる運転であり、第３電子膨張弁１３５および第４電子膨張弁１３６は、完全に閉じられ、冷房時は、第５電子膨張弁１０９が完全に閉じられて、第１および第２室外熱交換器１２３,１２４からの液冷媒がレシーバ１１７に滞留し、暖房時は、第１および第２電子膨張弁１２０,１２１が完全に閉じられて、室内熱交換器１０８からの液冷媒がレシーバ１１７に滞留する。ポンプダウン運転が終わると、ステップＳ４に移行する。
　ステップＳ４では、制御装置９０が、点火プラグ４５への電力の供給を停止する制御を行う。このようして、エンジンを停止させ、制御が終了する。
　一方、ステップＳ２で、エンジンの起動後の運転時間が第１所定時間以下であると判断すると、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、バイパス経路１５７を用いた自立運転を行う。詳しくは、ステップＳ５では、制御装置９０が、点火プラグ４５への電力の供給等を継続してエンジンの運転状態を維持する。また、制御装置９０は、第６電子膨張弁１６２（図２参照）の開度を適切な開度に調整することによって、圧縮機１０１,１０２が吐出したガス冷媒を、オイルセパレータ１０３、バイパス経路１５７（図１参照）、アキュムレータ１２６を経由して、圧縮機１０１,１０２に戻す運転をステップＳ６の条件が成立するまで行う。
　ステップＳ６では、冷却水温度センサ８１、圧力センサ１４０および温度センサ１４１からの信号に基づいて、制御装置９０が、エンジン冷却水温度が、所定温度以上で、かつ、冷媒過熱度が所定温度以上であるか否かを判断する。そして、制御装置９０が、エンジン冷却水温度が所定温度以上で、かつ、冷媒過熱度が所定温度以上であることを第２所定時間以上継続していると判断すると、ステップＳ３に移行して、ポンプダウン運転を行う。一方、制御装置９０が、それ以外の状態であると判断すると、ステップＳ５に移行して、自立運転を継続する。尚、エンジン冷却水の所定温度としては、例えば、５９℃を採用できるが、所定温度は、エンジン（エンジン本体を４で示す）の仕様や冷却水温度センサの設置位置等に基づいて５９℃から如何なる温度に変動してもよい。また、冷媒過熱度としては、例えば、３℃を採用できるが、冷媒過熱度は、圧縮機１０１,１０２の仕様に基づいて３℃から如何なる温度に変動してもよい。また、第２所定時間は、タイマ８８で計測され、例えば、１分であるが、１分以外の如何なる時間に設定されてもよい。
　この実施形態では、タイマ８８および冷却水温度センサ８１は、エンジン温度特定部を構成している。また、ステップＳ３およびステップＳ４は、制御装置９０によるエンジン停止を実行する停止制御を構成する一方、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ５およびステップＳ６は、制御装置９０によるエンジン運転を実行する運転制御に含まれる。
　上記実施形態によれば、制御装置９０がエンジン停止を指示する停止信号を受けた場合で、かつ、制御装置９０がエンジン温度が予め定められた温度未満であると判断した場合に、エンジン稼働を継続する。換言すれば、制御装置９０が、エンジン停止を指示する停止信号を受けた場合にエンジン温度が予め定められた温度以上と判断するまで運転制御を持続する。したがって、制御装置９０が、エンジン停止を指示する停止信号を受けた場合に、エンジンからの熱によってブローバイガスの温度低下を抑制できて、ブローバイガス中の水蒸気の液化を抑制できる。したがって、この実施形態によれば、エンジンの暖機が十分でないときに、エンジンが短い間隔で発停を繰り返すことを抑制できて、ブローバイ凝縮水の発生を抑制できる。
　また、上記実施形態によれば、エンジンが運転しているときはいつでも、冷却水ポンプ８０を駆動できる。したがって、エンジンに冷却水ポンプ８０の停止に基づく局所的なホットスポットが生じることもない。
　また、上記実施形態によれば、エンジン温度特定部が、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ８１を含むから、簡易かつ正確にエンジン温度を検出できる。
　尚、上記実施形態では、ステップＳ６で、冷媒過熱度を判断基準に含めたが、ステップＳ６では、冷媒過熱度を判断基準とせずに、冷却水温度だけを判断基準としてもよい。
　また、上記実施形態では、エンジン温度特定部を、タイマ８８と冷却水センサ８１とを構成した。しかし、エンジン温度特定部を、タイマのみで構成してもよく、タイマでエンジンの起動時からのエンジンの稼働時間を判断して、エンジンの稼働時間が所定時間以上の場合に、エンジン停止を実行する停止制御を行う一方、エンジンの稼働時間が、所定時間未満の場合に、エンジン運転を実行する運転制御を継続してもよい。
　また、エンジン温度特定部を、冷却水温度センサ８１のみで構成してもよい。そして、冷却水温度センサ８１で冷却水の温度を検出して、冷却水の温度が、所定温度以上の場合に、エンジン停止を実行する停止制御を行う一方、冷却水の温度が、所定温度未満の場合に、エンジン運転を実行する運転制御を継続してもよい。
　また、エンジン温度特定部を、排気ガス温度センサ７６で構成してもよい。そして、排気ガス温度センサ７６で排気ガスの温度を検出して、排気ガスの温度が、所定温度以上の場合に、エンジン停止を実行する停止制御を行う一方、排気ガスの温度が、所定温度未満の場合に、エンジン運転を実行する運転制御を継続してもよい。
　エンジン温度特定部は、エンジンが所定の暖機以上か未満であるかを特定できる一以上の如何なる機器で構成してもよい。
　また、上記実施形態では、エンジン停止を表す停止信号が、サーモ信号であったが、エンジン停止を表す停止信号は、ユーザが、操作部を介して入力した（発信した）エンジン停止を指示する信号であってもよい。
　尚、上記実施形態では、エンジンが、ガスエンジンであったが、エンジンは、ガスエンジン以外であってもよく、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等であってもよい。エンジンは、ブローバイガスが生じる如何なるエンジンであってもよい。
　また、上記実施形態では、エンジンが、ヒートポンプを駆動するエンジンであったが、エンジンは、ヒートポンプを駆動するためのエンジンでなくてもよく、車両や船舶を駆動するためのエンジンであってもよい。
　また、上記実施形態および変形例で説明した全ての構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を構築できることは、勿論である。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　２０１５年３月１７日に出願された日本特許出願第２０１５－５３１８０号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。
　８１　冷却水温度センサ
　８８　タイマ
　９０　制御装置

Claims (2)

  1. 　エンジン温度を特定するエンジン温度特定部と、
    　上記エンジン温度特定部が特定した上記エンジン温度に基づいてエンジン制御を実行する制御装置と
    を備え、
    　上記制御装置がエンジン停止を表す停止信号を受けた場合で、かつ、上記制御装置が上記エンジン温度が予め定められた温度未満であると判断した場合に、エンジン稼働を継続する、エンジン。
  2. 　請求項１に記載のエンジンにおいて、
    　上記エンジン温度特定部が、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを含むことを特徴とするエンジン。
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