JP2020101103A - 内燃機関の排気熱回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気熱回収装置を利用して後処理部材の上流側の位置における排気温度を低下させる。【解決手段】内燃機関１の排気熱を回収するための排気熱回収装置は、内燃機関の排気通路４における後処理部材２４の上流側の位置で排気熱を回収すると共に、回収した排気熱を冷却水に伝達する排気熱回収器２３と、排気熱回収器を制御するように構成された制御部１００とを備える。制御部は、後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超えたときに排気熱回収器を作動させる。【選択図】図１

Description

本開示は内燃機関の排気熱回収装置に係り、特に、内燃機関の排気熱を回収するための排気熱回収装置に関する。

排気熱回収装置により内燃機関の排気熱を回収し、回収した排気熱を内燃機関の冷却水に伝達し、冷却水を加熱して、内燃機関の冷間始動後の暖機を促進する場合がある。

特開２０１０−１３３３４９号公報

ところで、内燃機関の排気通路には、排気後処理を行う触媒等の後処理部材が設置されている。後処理部材の上流側の位置における排気温度については、後処理部材が排気中の有害成分を比較的高い浄化率で除去できるような好ましい温度域がある。

しかし、排気温度がそのような温度域を超えてしまうと、後処理部材の浄化率が低下し、有害成分の排出量が増大する虞がある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、排気熱回収装置を利用して後処理部材の上流側の位置における排気温度を低下させることにある。

本開示の一の態様によれば、
内燃機関の排気熱を回収するための排気熱回収装置であって、
前記内燃機関の排気通路における後処理部材の上流側の位置で排気熱を回収すると共に、回収した排気熱を冷却水に伝達する排気熱回収器と、
前記排気熱回収器を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超えたときに前記排気熱回収器を作動させる
ことを特徴とする内燃機関の排気熱回収装置が提供される。

好ましくは、前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超え、かつ、前記排気熱回収器を作動させても冷却水温度が許容限度を超えて上昇しないような所定の許可条件が成立した場合に、前記排気熱回収器を作動させる。

好ましくは、前記許可条件は、冷却水温度が所定の閾値未満であるという第１の予備条件が成立することを、成立条件に含む。

好ましくは、前記許可条件は、前記内燃機関が搭載された移動体の速度が所定の閾値以上であるという第２の予備条件が成立することを、成立条件に含む。

好ましくは、前記許可条件は、ラジエータの通過風を発生するファンの回転速度が所定の閾値未満であるという第３の予備条件が成立することを、成立条件に含む。

好ましくは、前記排気温度の閾値は、前記後処理部材が所定値以上の効率で作動する温度域の上限温度に等しく設定される。

本開示によれば、排気熱回収装置を利用して後処理部材の上流側の位置における排気温度を低下させることができる

本開示の実施形態の構成を示す概略図である。 ＮＯｘ触媒の浄化率特性を示すグラフである。 冷却水温度制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 排気熱回収器の制御ルーチンを示すフローチャートである。 排気熱回収器の他の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１に本実施形態の構成を概略的に示す。本実施形態において、動力源としての内燃機関（エンジン）１が、移動体としての車両（図示せず）に搭載されている。車両はトラック等の大型車両であり、エンジン１はディーゼルエンジンである。しかしながら、車両および内燃機関の種類、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン１はガソリンエンジンであってもよい。

なお、移動体は車両に限定されず、船舶等の他の移動体であってもよい。またエンジンは、移動体に搭載されたものでなくてもよく、定置式のものであってもよい。

図中、吸気の経路を細い破線矢印で示し、排気の経路を細い一点鎖線矢印で示し、エンジン冷却水の経路を太い実線矢印で示す。

エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３および排気通路４とを備える。エンジン本体２は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。エンジン本体２には複数（本実施形態では４つ）のシリンダ５と気筒毎の燃料噴射弁（図示せず）とが設けられる。またエンジン本体２には、その内部で冷却水を循環させるためのエンジン内水路６が設けられる。エンジン内水路６は、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部に形成されたウォータジャケットを含む。

吸気通路３は、エンジン本体２に接続された吸気マニホールド１０と、吸気マニホールド１０の上流側に接続された吸気管１１とにより主に画成される。吸気管１１には、上流側から順に、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃとインタークーラ１５とが設けられる。

排気通路４は、エンジン本体２に接続された排気マニホールド２０と、排気マニホールド２０の下流側に接続された排気管２１とにより主に画成される。排気管２１には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。またタービン１４Ｔより下流側の排気管２１には、上流側から順に、前段後処理装置２２、排気熱回収器２３および後段後処理装置２４が設けられる。

前段後処理装置２２は、上流側から順に直列に接続された酸化触媒（DOC: Diesel Oxidation Catalyst）とフィルタ（DPF: Diesel Particulate Filter）を備える。酸化触媒は、排気中の未燃成分（炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯ）を酸化除去すると共に、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温し、また排気中のＮＯをＮＯ₂に酸化する。フィルタは、所謂連続再生式の触媒付きフィルタからなり、排気中に含まれる粒子状物質（PM: Particulate Matter）を捕集すると共に、捕集したＰＭを連続的に燃焼除去する。

排気熱回収器２３は、排気ガスと冷却水の間で熱交換を行う熱交換器であって、排気ガスの熱すなわち排気熱を回収し、回収した排気熱を冷却水に伝達する。排気熱回収器２３は、排気管２１に取り付けられて実質的な熱回収および熱交換を行う回収器本体２５と、排気熱回収器２３の作動と停止（オンとオフ）を切り替える切替弁２６とを備える。

回収器本体２５は、これに導入された排気ガスと冷却水の間で熱交換を行う熱交換器を含む。切替弁２６は、開のとき回収器本体２５に冷却水を導入して排気熱回収器２３を作動状態（オン）とし、閉のとき回収器本体２５への冷却水導入を禁止して排気熱回収器２３を停止状態（オフ）とする。このように本実施形態では、冷却水の導入を制御して排気熱回収器２３の作動状態を切り替えているが、代替的または付加的に、排気ガスの導入を制御して排気熱回収器２３の作動状態を切り替えてもよい。

後段後処理装置２４は、選択還元型ＮＯｘ触媒（SCR: Selective Catalytic Reduction）と、その上流側に設置された尿素添加弁とを備える。尿素添加弁から排気管２１内に添加された尿素水は加水分解してアンモニアを生成する。ＮＯｘ触媒は、このアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを連続的に還元除去する。なお後段後処理装置２４におけるＮＯｘ触媒の下流側に、ＮＯｘ触媒から排出された余剰アンモニアを酸化除去するアンモニア酸化触媒を追加で設けてもよい。

以上の酸化触媒、フィルタ、ＮＯｘ触媒およびアンモニア酸化触媒は、それぞれ排気後処理を実行するための後処理部材をなす。特に本実施形態ではＮＯｘ触媒が、後述する過昇温抑制のための対象の後処理部材をなす。

エンジン１は排気再循環（以下、ＥＧＲ）装置３０をも備える。ＥＧＲ装置３０は、排気通路４内（特に排気マニホールド２０内）の排気ガスの一部（ＥＧＲガスという）を吸気通路３内（特に吸気マニホールド１０内）に還流させるためのＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３２と、ＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁３３とを備える。

一方、エンジン１の冷却システムについては、エンジン本体２における冷却水の入口部にウォータポンプ４０が設けられる。ウォータポンプ４０から排出された冷却水は、太線矢印で示すように三方に分岐され、一つはエンジン内水路６に、一つはオイルクーラ７に、一つはＥＧＲクーラ３２に送られる。

またＥＧＲクーラ３２から排出された冷却水は、車内暖房用のヒータコア４１を通過した後、二方に分岐され、一方は前述の切替弁２６に送られる。他方は、エンジン本体２における冷却水の出口部に設けられた調整弁４２に送られる。この調整弁４２にはエンジン内水路６の下流端も接続される。

切替弁２６に送られた冷却水は、切替弁２６が開のとき、回収器本体２５に送られて排気熱により加熱される。そして回収器本体２５から排出された後、調整弁４２に送られる。

調整弁４２は、エンジン内水路６、ヒータコア４１および回収器本体２５から送られてきた冷却水を、ラジエータ４３と、ラジエータ４３をバイパスするバイパス通路４４との一方または両方に送る。すなわち調整弁４２は、ラジエータ４３とバイパス通路４４を流れる冷却水の流量割合を調整する。本実施形態の場合、調整弁４２の開度が大きくなるほどラジエータ４３の流量割合が多くなるものとする。例えば、調整弁４２の開度が１００％のときラジエータ４３の流量割合は１００％（すなわちバイパス通路４４の流量割合は０％）である。逆に、調整弁４２の開度が０％のときラジエータ４３の流量割合は０％（すなわちバイパス通路４４の流量割合は１００％）である。調整弁４２の開度は連続的に可変である。

本実施形態の場合、調整弁４２は電動バルブまたは電磁弁により形成され、その開度が電気的に制御される。そしてエンジン本体２の冷却水出口部には水温センサ４５が設けられ、この水温センサ４５で検出された水温に基づいて調整弁４２の開度が制御されるようになっている。但し調整弁４２は、感温型サーモスタットのような機械式であってもよい。

ラジエータ４３から排出された冷却水と、バイパス通路４４を流れた冷却水とは、いずれもウォータポンプ４０に送られる。

他方、エンジン１には、ラジエータ４３の通過風を発生させるためのファン４６が設けられている。ファン４６は車両におけるラジエータ４３の後側、かつエンジン本体２の前側に設置される。なお図１の左側が車両の前側である。ファン４６は、回転時にラジエータ４３の後側から空気を吸引してラジエータ４３を通過する通過風を発生させる。但し、空気を吐出して通過風を発生させるようファンを配置および構成してもよい。

本実施形態の場合、ファン４６の回転速度（具体的には単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ））、ひいてはファン４６の風量（ファン４６を通過する風量）を、エンジン回転数等に拘わらず任意に制御できるよう、電動式ファンによりファン４６を構成している。しかしながらより一般的な、クラッチを介してクランクシャフトにより駆動される機械式ファンによりファン４６を構成してもよい。

一方、車両には、車両およびエンジンを制御するための制御装置が搭載されている。制御装置は、制御ユニット、回路要素（circuitry）もしくはコントローラとしての電子制御ユニット（ECU: Electronic Control Unitという）１００を含む。ＥＣＵ１００は、演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶媒体であるＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート、ならびにＲＯＭおよびＲＡＭ以外の記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、前述の尿素添加弁、切替弁２６、ＥＧＲ弁３３、調整弁４２およびファン４６を制御するように構成され、プログラムされている。

また制御装置は、センサ類として、前述の水温センサ４５と、排気温センサ２７と、速度センサ２８とを含む。排気温センサ２７は、排気通路４における後段後処理装置２４（具体的にはＮＯｘ触媒）の上流側の位置に設置され、当該位置における排気温度を検出する。速度センサ２８は、移動体である車両の速度、すなわち車速を検出する。

本実施形態の場合、回収器本体２５の下流側の位置に排気温センサ２７を設置している。こうすると、回収器本体２５での排気熱回収により温度が低下した後の排気ガスの温度を検出でき、制御上有利である。但し、排気温センサ２７は回収器本体２５の上流側の位置に設置することも可能である。

次に、本実施形態の制御について説明する。

上記構成において、ＮＯｘ触媒の上流側の位置の排気温度、言い換えればＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの温度については、ＮＯｘ触媒が排気中のＮＯｘを比較的高い浄化率で除去できるような好ましい温度域がある。

図２に、ＮＯｘ触媒の浄化率特性を示す。横軸は、排気温センサ２７の位置における排気温度であり、便宜上、触媒入口温度Ｔｅと称す。縦軸は、ＮＯｘ触媒の効率すなわちＮＯｘ浄化率ηである。見られるように、ＮＯｘ浄化率ηはある温度で最大となるピーク特性を有し、ＮＯｘ触媒には、ＮＯｘ浄化率ηが比較的高い所定値η１以上となる触媒入口温度Ｔｅの温度域、すなわち活性温度域ΔＴｅが存在する。活性温度域ΔＴｅの下限温度はＴｅ１、上限温度はＴｅ２である。例えばＴｅ１＝１５０℃、Ｔｅ２＝３５０℃であるが、数値はそれらに限られない。この活性温度域ΔＴｅが、上述の好ましい温度域に相当する。

しかし、実際の触媒入口温度Ｔｅはエンジン運転状態等に応じて大きく変動し、触媒入口温度Ｔｅが活性温度域ΔＴｅを超えてしまうこともある。そうなると、点ａで示すようにＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率ηが、好適なＮＯｘ浄化率の下限値η１よりも低下し、ＮＯｘの排出量が増大する虞がある。

そこで本実施形態では、排気熱回収装置を利用して触媒入口温度Ｔｅを低下させる。具体的にはＥＣＵ１００は、触媒入口温度Ｔｅが所定の閾値を超えたとき、切替弁２６を開とし、排気熱回収器２３を作動させる。ここで閾値は、活性温度域ΔＴｅの上限温度Ｔｅ２と等しく設定される。

排気熱回収器２３を作動させると、回収器本体２５に冷却水が導入され、回収器本体２５内で排気熱が冷却水に伝達される。これにより、排気ガスから熱を奪って排気ガスの温度を低下させることができる。そして点ｂで示すように、触媒入口温度Ｔｅを上限温度Ｔｅ２以下に低下させ、活性温度域ΔＴｅ内に入れることができ、ＮＯｘ触媒を高効率で作動させ、ＮＯｘの排出を抑制できる。

ところで、こうすると冷却水が排気熱で加熱されるので、冷却水の温度上昇が問題となる。すなわち、冷却水温度が所定の目標温度に一致するよう、調整弁４２とファン４６が制御されているが、冷却水の温度が目標温度に対しあまりに高くなると、許容できないほどにファン４６の回転数が高くなり、ファン駆動損失が増大する。これは燃費悪化の原因となる。

そこで本実施形態では、触媒入口温度Ｔｅが閾値すなわち上限温度Ｔｅ２を超えた場合、排気熱回収器２３を作動させても冷却水温度が許容限度を超えて上昇しないような所定の許可条件が成立した場合に限って、排気熱回収器２３を作動させる。言い換えれば、現状の冷却水温度と許容限度との間に比較的余裕がある場合に限って、排気熱回収器２３を作動させる。これにより、冷却水温度が許容限度を超えて上昇すると許可条件非成立のときに、排気熱回収器２３の作動を禁止でき、冷却水温度上昇に起因するファン回転数の増大ひいてはファン駆動損失の増大を抑制できる。

なお、この説明から理解されるように、冷却水温度の許容限度とは、ファン回転数およびファン駆動損失が許容範囲内での最大値となるような冷却水温度をいい、実験的に求めることが可能である。以下、冷却水温度が許容限度を超えることを便宜上、冷却水温度が過剰上昇するともいう。

本実施形態において、許可条件が成立する条件（成立条件）は、次の予備条件１〜３の少なくとも一つが成立することである。

予備条件１：冷却水温度が所定の閾値未満である。具体的には、水温センサ４５により検出された、エンジン本体２の冷却水出口部の水温Ｔｗが所定の閾値Ｔｗ２未満であるとき、予備条件１が成立する。水温Ｔｗが閾値Ｔｗ２以上だと、排気熱回収器２３を作動させたときに冷却水温度が許容限度を超えて上昇する可能性がある。そのため、水温Ｔｗが閾値Ｔｗ２未満の場合に限って排気熱回収器２３の作動を許可している。なお閾値Ｔｗ２は、冷却水温度の許容限度に等しいかその付近の値に設定することが可能であり、実験的に求めることが可能である。

予備条件２：車速が所定の閾値以上である。具体的には、速度センサ２８により検出された車速Ｖが所定の閾値Ｖ１以上であるとき、予備条件２が成立する。車速Ｖが閾値Ｖ１未満だと、ラジエータ４３に供給される車両前方からの走行風量が少ないため、排気熱回収器２３を作動させたときにラジエータ４３の放熱不足により冷却水温度が許容限度を超えて上昇する可能性がある。そのため、車速Ｖが閾値Ｖ１以上の場合に限って排気熱回収器２３の作動を許可している。閾値Ｖ１は実験的に求めることが可能である。

予備条件３：ファン４６の回転数が所定の閾値未満である。具体的には、ＥＣＵ１００により検出されたファン４６の回転数Ｎｆが所定の閾値Ｎｆ１未満であるとき、予備条件３が成立する。ここでファン４６の回転数ＮｆはＥＣＵ１００が制御しているので、ＥＣＵ１００自身、ファン４６の回転数Ｎｆを検出することが可能である。ファン回転数Ｎｆが閾値Ｎｆ１以上ということは、後述の冷却水温度制御において冷却水温度が既にある程度上昇していることを意味する。このため、この状態から排気熱回収器２３を作動させると、冷却水温度がさらに上昇して許容限度を超える可能性がある。そのため、ファン回転数Ｎｆが閾値Ｎｆ１未満の場合に限って排気熱回収器２３の作動を許可している。なお閾値Ｎｆ１は、ファン回転数の許容範囲内での最大値と等しいかその付近の値に設定することが可能であり、実験的に求めることが可能である。また閾値Ｎｆ１は比較的低い値である。

これら予備条件１〜３は、単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。

次に、本実施形態における制御ルーチンを説明する。なお後述するいずれのルーチンも、ＥＣＵ１００により所定の演算周期τ（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。

図３は、基本的な冷却水温度制御の制御ルーチンを示す。まずステップＳ１０１で、ＥＣＵ１００は、水温センサ４５により検出された水温Ｔｗの値を取得する。

次にステップＳ１０２で、ＥＣＵ１００は、検出水温Ｔｗを所定の目標温度Ｔｗｔに近づけるよう、調整弁４２とファン４６を制御する。この制御は様々な方法で実行可能であるが、以下に一例を述べる。

かかる基本水温制御は、できるだけファン４６を作動させないような態様で実行される。従って基本的にはファン４６をオフにした状態で、調整弁４２の開度調整だけで水温の調節を行う。検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより低い場合、ＥＣＵ１００は調整弁４２の開度を減少してラジエータ４３を流れる冷却水の流量（ラジエータ流量）を低下させると共に、バイパス通路４４を流れる冷却水の流量（バイパス流量）を増加させる。これにより検出水温Ｔｗを上昇させることができる。検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより高い場合は逆の操作を行う。

調整弁４２の開度を１００％とし、冷却水の全量をラジエータ４３に流した場合でもなお検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより高い場合は、ファン４６を作動させ、ラジエータ通過風量を増大させる。検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより高くなるほど、ファン回転数Ｎｆを増大し、ラジエータ通過風量を増大させる。これにより検出水温Ｔｗを低下させて目標温度Ｔｗｔに近づけることが可能である。

こうした調整弁４２とファン４６の制御に際しては、検出水温Ｔｗと目標温度Ｔｗｔの差に応じたフィードバック制御を行うことが可能である。

次に図４を参照して、排気熱回収器２３の制御ルーチンを説明する。

ステップＳ２０１で、ＥＣＵ１００は、水温センサ４５により検出された水温Ｔｗと、排気温センサ２７により検出された触媒入口温度Ｔｅと、速度センサ２８により検出された車速Ｖとの値を取得する。

次にステップＳ２０２で、ＥＣＵ１００は、水温Ｔｗを所定の閾値（第１閾値）Ｔｗ１と比較する。この第１閾値Ｔｗ１は、前述の閾値（第２閾値）Ｔｗ２と異なり、第２閾値Ｔｗ２よりも低い値であって、エンジンの暖機完了を判定するための温度である。例えばＴｗ１＝８０℃であるが、数値は任意に設定可能である。

水温Ｔｗが第１閾値Ｔｗ１より低い場合、ＥＣＵ１００は、暖機完了前とみなしてステップＳ２０３に進み、切替弁２６を開にして排気熱回収器２３を作動させる。これにより、冷間始動後に回収した排気熱で冷却水を加熱することができ、エンジンの暖機を促進することができる。

他方、水温Ｔｗが第１閾値Ｔｗ１以上の場合、ＥＣＵ１００は暖機完了後とみなしてステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４でＥＣＵ１００は、触媒入口温度Ｔｅが閾値Ｔｅ２を超えているか否かを判断する。閾値Ｔｅ２を超えてない場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０７に進んで切替弁２６を閉にし、排気熱回収器２３を停止させる。

他方、閾値Ｔｅ２を超えている場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０５，Ｓ２０６で許可条件の成立の是非を判断する。ここでは、ステップＳ２０５で前述の予備条件１（水温条件）の成立を判断し、ステップＳ２０６で前述の予備条件２（車速条件）の成立を判断する。すなわち予備条件１と予備条件２の組み合わせを用いている。しかしながら組み合わせはこれに限らず、また予備条件１〜３を単独で使用してもよい。

ステップＳ２０５でＥＣＵ１００は、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２未満か否かを判断する。水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２未満でない場合（第２閾値Ｔｗ２以上である場合）、ＥＣＵ１００は、許可条件不成立とみなしてステップＳ２０７に進み、排気熱回収器２３を停止させる。これにより、排気熱回収による冷却水温度の過剰上昇、ひいてはこれに起因するファン回転数およびファン駆動損失の増大を未然に防止することができる。

他方、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２未満である場合、ＥＣＵ１００はステップＳ２０６に進み、車速Ｖが閾値Ｖ１以上か否かを判断する。車速Ｖが閾値Ｖ１以上でない場合（閾値Ｖ１未満である場合）、ＥＣＵ１００は、許可条件不成立とみなしてステップＳ２０７に進み、排気熱回収器２３を停止させる。これにより、排気熱回収時の走行風不足による冷却水温度の過剰上昇、ひいてはこれに起因するファン回転数およびファン駆動損失の増大を未然に防止することができる。

他方、車速Ｖが閾値Ｖ１以上である場合、ＥＣＵ１００は許可条件成立とみなしてステップＳ２０３に進み、切替弁２６を開にし、排気熱回収器２３を作動させる。これにより、冷却水温度の過剰上昇が生じないことを確認した上で排気熱回収器２３を作動させることができ、排気熱回収時のファン駆動損失増大および燃費悪化を未然に防止することができる。

この制御では、ステップＳ２０５とステップＳ２０６の両方がイエスのとき、すなわち予備条件１と予備条件２の両方が成立したとき、排気熱回収器２３を作動させている。これにより、許可条件を厳しくして排気熱回収時の冷却水温度過剰上昇を確実に防止できる。その一方で代替的に、予備条件１と予備条件２のいずれか一方が成立したとき排気熱回収器２３を作動させてもよい。この場合、許可条件を緩くして排気熱回収の機会を増やすことができる。

前者は予備条件１と予備条件２をアンド条件（ＡＮＤ）で結んだ例、後者は予備条件１と予備条件２をオア条件（ＯＲ）で結んだ例である。予備条件１〜３は、任意に組み合わせてアンドまたはオア条件で結ぶことが可能である。

次に図５を参照して、排気熱回収器２３の他の制御ルーチンを説明する。本ルーチンは、予備条件２の代わりに予備条件３を用いた点が前記制御ルーチンと相違する。

本ルーチンのステップＳ３０２〜Ｓ３０５，Ｓ３０７は前記制御ルーチンのステップＳ２０２〜Ｓ２０５，Ｓ２０７と同様である。本ルーチンのステップＳ３０１，Ｓ３０６が前記制御ルーチンのＳ２０１，Ｓ２０６と相違する。

本ルーチンのステップＳ３０１において、ＥＣＵ１００は、水温Ｔｗおよび触媒入口温度Ｔｅに加え、自身で把握しているファン回転数Ｎｆの値を取得する。

また本ルーチンのステップＳ３０６において、ＥＣＵ１００は、予備条件３（ファン回転数条件）の成立を判断する。具体的には、ファン回転数Ｎｆが閾値Ｎｆ１未満か否かを判断する。ファン回転数Ｎｆが閾値Ｎｆ１未満でない場合（閾値Ｎｆ１以上である場合）、ＥＣＵ１００は、許可条件不成立とみなしてステップＳ３０７に進み、切替弁２６を閉にし、排気熱回収器２３を停止させる。これにより、排気熱回収時のファン回転数の増大、ひいてはファン駆動損失の増大を未然に防止することができる。

他方、ファン回転数Ｎｆが閾値Ｎｆ１未満である場合、ＥＣＵ１００は許可条件成立とみなしてステップＳ３０３に進み、切替弁２６を開にし、排気熱回収器２３を作動させる。

本ルーチンでは、予備条件１と予備条件３をアンド条件で結び、両者が成立したときに許可条件成立として排気熱回収器２３を作動させる。

以上の説明で分かるように、本実施形態のＥＣＵ１００は、特許請求の範囲にいう制御部に相当する。また本実施形態の予備条件１〜３は、特許請求の範囲にいう第１〜第３の予備条件に相当する。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は他にも様々考えられる。

（１）例えば前記実施形態では、切替弁２６を、回収器本体２５の冷却水流れ方向上流側に設置したが、代替的または付加的に、冷却水流れ方向下流側に設置してもよい。

（２）前記実施形態では、温度上昇抑制対象の後処理部材をＮＯｘ触媒としたが、酸化触媒等の他の後処理部材としてもよい。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 内燃機関（エンジン）
４ 排気通路
２３ 排気熱回収器
２４ 後段後処理装置
２５ 回収器本体
２６ 切替弁
２７ 排気温センサ
２８ 速度センサ
４３ ラジエータ
４５ 水温センサ
４６ ファン
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (6)

1. 内燃機関の排気熱を回収するための排気熱回収装置であって、
   前記内燃機関の排気通路における後処理部材の上流側の位置で排気熱を回収すると共に、回収した排気熱を冷却水に伝達する排気熱回収器と、
   前記排気熱回収器を制御するように構成された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超えたときに前記排気熱回収器を作動させる
   ことを特徴とする内燃機関の排気熱回収装置。
2. 前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超え、かつ、前記排気熱回収器を作動させても冷却水温度が許容限度を超えて上昇しないような所定の許可条件が成立した場合に、前記排気熱回収器を作動させる
   請求項１に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
3. 前記許可条件は、冷却水温度が所定の閾値未満であるという第１の予備条件が成立することを、成立条件に含む
   請求項２に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
4. 前記許可条件は、前記内燃機関が搭載された移動体の速度が所定の閾値以上であるという第２の予備条件が成立することを、成立条件に含む
   請求項２または３に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
5. 前記許可条件は、ラジエータの通過風を発生するファンの回転速度が所定の閾値未満であるという第３の予備条件が成立することを、成立条件に含む
   請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
6. 前記排気温度の閾値は、前記後処理部材が所定値以上の効率で作動する温度域の上限温度に等しく設定される
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。

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