DE10005520A1 - Ansaugluft-Heizsystem - Google Patents

Ansaugluft-Heizsystem

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DE10005520A1
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Toshio Morikawa
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ansaugluftheizsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffverbrennungsheizer (11). Der Verbrennungsheizer (11) wird betätigt, bevor der Motor (1) angekurbelt wird, um Verbrennungsgas zu erzeugen und um einen Teil des Verbrennungsgases dem Motorluftansaugkrümmer (2) zuzuführen und um den Rest des Verbrennungsgases in das Motorabgasrohr (3) auszutragen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugluft-Heizsystem für einen Verbrennungsmotor, der einen Verbrennungsheizer umfaßt.
Dieses ist wirksam, um Ansaugluft aufzuheizen bzw. zu erwärmen, um die Motorstartfähigkeit eines Verbrennungsmotors zu verbessern, der Ansaugluft verdichtet, um Kraftstoff zu verbrennen.
Die JP-A-61-157419 und JP-B2-8-492 schlagen den Gedanken vor, Verbrennungsgas eines Heizers für eine Fahrgastzelle der Ansaugluftseite eines Motors zuzuführen, wenn dieser gestartet wird, wodurch die Motorstartbarkeit verbessert wird. Da das gesamte Verbrennungsgas die Luftansaugseite des Motors füllt, kann ein Teil des Verbrennungsgases zurück zum Heizer strömen. Dadurch kann die Kraftstoffverbrennung des Heizers unbeabsichtigt unterbrochen werden; was dazu führt, daß die Motorstartbarkeit verschlechtert ist.
Eine primäre Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu verhindern, daß ein Verbrennungsheizer die Kraftstoff­ verbrennung unterbricht bzw. beendet, wenn der Verbrennungs­ heizer sein Verbrennungsgas einem Motor zuführt.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Ansaugluft-Heizsystem für ein Fahrzeug, bei welchem ein Verbrennungsheizer betätigt wird, bevor der Motor gestartet wird, um Verbrennungsgas zu erzeugen. Ein Teil des Verbrennungsgases wird dem Motoransaugrohr bzw. -krümmer zugeführt, und der Rest des Verbrennungsgases wird in ein Motorabgasrohr ausgetragen. Infolge davon wird verhindert, daß das Verbrennungsgas zurück in den Verbrennungsheizer strömt.
Bevor der Motor angekurbelt wird, bis der Motor startet, wird sämtliches Verbrennungsgas des Verbrennungsheizers dem Luftansaugkrümmer zugeführt. Die Motoransaugluft kann damit in ausreichendem Umfang erwärmt werden.
Weil eine überschüssige Luftmenge dem Verbrennungsheizer zugeführt wird, bis der Motor startet, kann eine ausreichende in dem Verbrennungsgas enthaltene Sauerstoffmenge dem Motor zugeführt werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Luftansaugsystem zu schaffen, welches durch den Verbrennungsheizer erzeugten Kohlenwasserstoff reduzieren kann. Zu diesem Zweck wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung Kraftstoff in den Motor zu einem vorgegebenen Zeitpunkt eingespritzt, nachdem der Motor angekurbelt wurde. Der Kraftstoff wird damit nicht in dem Motorzylinder in übermäßiger Menge angesammelt, so daß die Erzeugung von Kohlenwasserstoff unterdrückt bzw. verhindert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ansaugluftsystem zu schaffen, welches die Motorstartzeit zu verringern vermag.
Zu diesem Zweck wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung ein erstes Mittel zum Zuführen von Verbrennungsgas zum Aufwärmen von Ansaugluft bereitgestellt, bevor Motorkühlwasser erwärmt wird, ein zweites Mittel zum Zuführen des Verbrennungsgases zu dem warmen Motorkühlwasser nach Erwärmen der Ansaugluft, und ein Umschaltmittel zum Umschalten zwischen den ersten und zweiten Mitteln.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer Ausführungsform derselben unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen; in diesen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ansaugluft- Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Beziehung zwischen der Betätigung von Steuerventilen, der Betätigung des Verbrennungsheizers des Ansaugluft-Kühlsystems in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform und Motorbedingungen bzw. -zuständen;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ansaugluft- Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Ansaugluft- Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Ansaugluft- Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Ansaugluft-Kühlsystems in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform;
Fig. 7(a) eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel eines Drosselklappenventils und der Motordrehzahl, Fig. 7(b) eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel eines EGR- Ventils und der Motordrehzahl;
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Ansaugluft- Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine Kurvendarstellung des Betriebs eines Schaltventils eines Ansaugluft-Kühlsystems in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform;
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Ansaugluft- Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 eine Kurvendarstellung des Betriebs eines Schaltventils des Ansaugluft-Kühlsystems in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform;
Fig. 12 ein Flußdiagramm des Betriebs eines Ansaugluftsystems in Übereinstimmung mit einer siebten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 13 ein Zeitdiagramm von Änderungen verschiedener Bedingungen bzw. Zuständen des Ansaugluft-Heizsystems in Übereinstimmung mit der siebten Ausführungsform;
Fig. 14 Ein Zeitdiagramm von Änderungen verschiedener Bedingungen bzw. Zuständen des Ansaugluft-Heizsystems in Übereinstimmung mit einer achten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 Betriebszustände bzw. -stufen eines Ansaugluftsystems in Übereinstimmung mit einer neunten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16 ein schematisches Diagramm des Ansaugluft-Heizsystems in Übereinstimmung mit der neunten Ausführungsform, und
Fig. 17 eine schematische Ansicht eines Hauptteils eines Ansaugluft-Heizsystems in Übereinstimmung mit einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.
Ein Ansaugluft-Heizsystem für einen wassergekühlten Dieselmotor in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform wird nunmehr unter bezug auf Fig. 1 erläutert. Das Ansaugluft-Heizsystem umfaßt einen wassergekühlten Dieselmotor 1, einen Ansaugkrümmer 2, einen Luftreiniger A/C, ein Motorabgasrohr 3, einen Dreiwege-Katalysator 4, einen Schalldämpfer 5, einen Kühler 6, einen Umgehungsdurchlaß 7, ein Thermostatschaltventil 8, eine Wasserpumpe 9, einen Fahrgast-Heizerkern 10, einen Verbrennungsheizer 11, eine Heizerkraftstoffpumpe 12, ein erstes Rohr bzw. ein Kraftstoffzuführrohr 13, ein zweites Rohr bzw. ein Verbrennungsgaszuführrohr 14, ein drittes Rohr bzw. ein Verbrennungsgasaustragrohr 15, ein Verbrennungsgassteuerventil 16, ein Turbogebläse 17, eine Wasserpumpe 18, eine ECU (elektronische Steuereinheit) 19, einen Umgehungsdurchlaß 20 und ein Absperrventil 21.
Ein Wasserkühlkreislauf ist mit einer durchbrochenen Linie gezeigt. Der Luftansaugkrümmer 2 verbindet den Luftreiniger A/C mit dem Motor derart, daß in den Motor 1 gereinigte Luft zugeführt wird. Der Kühlwasserumgehungsdurchlaß 7 verbindet den Motor 1 mit dem Kühler 6 derart, daß Kühlwasser aus dem Motor durch den Kühler 6 zurück zum Motor 1 strömt. Das Thermostatschaltventil 8 schaltet die Zufuhr des Kühlwassers des Motors 1 von dem Kühler 6 zu dem Umgehungsdurchlaß 7 um und umgekehrt. Der Verbrennungsheizer 11 wird durch eine (nicht gezeigte) Glühkerze gezündet, um Kraftstoff in eine Verbrennungskammer 11a zu verbrennen, wodurch das Kühlwasser erhitzt wird, welches in den Fahrgastheizerkern 10 strömt. Die Kraftstoffpumpe 12 pumpt Kraftstoff in einen Kraftstofftank (in Fig. 5 gezeigt) und führt den Kraftstoff dem Verbrennungsheizer 11 zu. Das Luftzuführrohr bzw. das erste Rohr 13 verbindet den Ansaugkrümmer 2 mit der Luftansaugseite der Verbrennungskammer 11a. Das Verbrennungsgaszuführrohr bzw. das zweite Rohr verbindet die Abgasseite der Verbrennungskammer 11a mit dem Luftansaugkrümmer 2. Das Verbrennungsgasaustragrohr bzw. das dritte Rohr 15 verbindet die Abgasseite der Verbrennungskammer 11a mit dem Abgasrohr 3. Das Verbrennungsgassteuerventil 16 steuert die Verbindung der zweiten und dritten Rohre 14 und 15. Das Turbogebläse, wie etwa ein Zentrifugalgebläse, ein Mischluftgebläse oder ein Axialstromgebläse, erzeugt kinetische Energie, durch Drehen von Lüfterlaufschaufeln, um dem Verbrennungsheizer 11 Luft zuzuführen. Die Wasserpumpe 18 wälzt das Kühlwasser in dem Wasserdurchlaß, welcher den Verbrennungsheizer 11 mit dem Heizerkern 10 verbindet, um. Die ECU 19 steuert die Heizerkraftstoffpumpe 12, das Verbrennungsgassteuerventil 16, das Gebläse 17 und die Wasserpumpe 18. Der Umgehungsdurchlaß 20 leitet das Kühlwasser, welches aus dem Motor 1 ausströmt, zu dem Verbrennungsheizer 11 durch die Wasserpumpe 18. Das Absperrventil 21 verhindert, daß Kühlwasser zurückströmt.
Wenn ein (nicht gezeigter) Motorzündschalter gedreht wird, werden Kraftstoffeinspritzdüsen, verschiedene Meßgeräte und verschiedene elektrische Vorrichtungen mit Strom versorgt. Gleichzeitig wird der Verbrennungsheizer 11 gezündet, um Kraftstoff zu verbrennen. Bevor der Motor 1 angekurbelt wird, wird das Verbrennungsgassteuerventil 16 so betrieben, daß ein Teil des Verbrennungsgases des Heizers 11 dem zweiten Rohr 14 zugeführt werden kann, während der Rest des Verbrennungsgases durch das dritte Rohr 15 ausgetragen wird. Das Verbrennungsgas, welches den Luftansaugkrümmer 2 füllt, wird dadurch daran gehindert, zurückzuströmen.
In diesem Zustand wird eine (nicht gezeigte) Anzeigelampe eingeschaltet, um einen Fahrer darüber zu informieren, daß ein Teil des Verbrennungsgases des Verbrennungsheizers 11 zugeführt wird, um die Motoransaugluft zu erwärmen bzw. zu heizen. Die Anzeigelampe ist in einem Instrumentenbrett (beispielsweise in einem Tachometer) vorgesehen.
Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, eine bestimmte Zeit zum Heizen der Ansaugluft abgelaufen ist, wird die Anzeigelampe ausgeschaltet, um den Fahrer zu informieren, daß dieser den Starterschalter einschaltet. Sobald der Starterschalter eingeschaltet ist, wird das Steuerventil 16 betätigt, damit das gesamte Verbrennungsgas der Luftansaugseite des Motors zugeführt wird. Wenn der Motor 1 ohne Unterstützung eines Starters startet, wird der Verbrennungsheizer ausgeschaltet. Der Verbrennungsheizer 11 kann jedoch betätigt werden, falls es erforderlich ist, um das Heizen der Fahrgastzelle zu unterstützen.
Während das Verbrennungsgas dem Ansaugkrümmer 2 zugeführt wird, bis der Motor startet, wird eine überschüssige Luftmenge dem Verbrennungsheizer 11 derart zugeführt, daß der Motor 1 problemlos mit einer ausreichenden Sauerstoffmenge zu starten vermag, die in dem Verbrennungsgas enthalten ist.
Wenn der Verbrennungsheizer 11 kontinuierlich betrieben wird, nachdem der Motor 1 gestartet ist, wird die Luftmenge, die dem Verbrennungsheizer 11 zugeführt wird, allmählich auf eine Menge verringert, die ausreicht, daß der Verbrennungsheizer 11 den Kraftstoff mit einem angemessenen Luftkraftstoffverhältnis verbrennt. Da das Verbrennungsgas des Verbrennungsheizers 11 dem Ansaugkrümmer 2 zugeführt wird, können NOx (Stickoxide), die in dem Verbrennungsgas enthalten sind, in derselben Weise wie in einem EGR(Abgas-Recycling)-System verringert werden.
In der nachfolgend erläuterten zweiten Ausführungsform werden für dieselben Teile wie bei der ersten Ausführungsform dieselben Bezugsziffern verwendet.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Verbrennungsgassteuerventil 16 gemäß der ersten Ausführungsform einer zweiten Ausführungsform weggelassen und ein Teil des Verbrennungsgases des Verbrennungsheizers 11 wird dem Abgasrohr 3 durch den EGR- Durchlaß 22 eines EGR-Systems zugeführt. Das EGR-Ventil 23 wird derart gesteuert, daß ein Teil des Heizerverbrennungsgases dem Luftansaugrohr 2 zugeführt und der Rest in das Abgasrohr 3 ausgetragen wird.
Nach dem Ankurbeln des Motors 1, bevor dieser startet, wird das EGR-Ventil 23 geschlossen, um das gesamte Verbrennungsgas dem Ansaugkrümmer 2 zuzuführen. Nachdem der Motor 1 gestartet ist, wird das EGR-Ventil in an sich bekannter Weise abhängig von der Motorleistung, der Motordrehzahl, der Motortemperatur und dergleichen gesteuert.
Unter bezug auf Fig. 4 wird nunmehr eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugluftheizsystems erläutert. Der Verbrennungsheizer 11 weist einen Wassermantel bzw. einen Wärmetauscher 11b auf, welcher die zylindrische Verbrennungskammer 11a des Verbrennungsheizers 11 umgibt bzw. umschließt. Der Verbrennungsgasauslaß- bzw. -abgasdurchlaß 11c ist zwischen dem Wassermantel 11b und der Verbrennungskammer 11a gebildet. Verbrennungsgas wird durch das Kühlwasser abgekühlt, wenn es den Abgasdurchlaß 11c durchsetzt, so daß seine Temperatur auf 300°C oder eine niedrigere Temperatur fällt. Das Verbrennungsgas durchsetzt das Verbrennungsgasaustragrohr 24 zu einer Öffnung des Luftansaugkrümmers 2, bei der es sich um einen Luftdurchlaßstrom abwärts von einem Zwischenkühler 25 handelt. Der Zwischenkühler 25 dient dazu, die Ansaugluft in dem Durchlaß stromabwärts von dem Turbolader 25a abzukühlen.
Es ist notwendig, Luft in den Verbrennungsheizer 11 von einem Teil einzuleiten, dessen Druck derselbe ist wie derjenige des Verbrennungsgases. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform wird die Luft aus einem Teil des Ansaugrohrs 2 zwischen demjenigen Teil von ihm entnommen, der mit dem Verbrennungsgasaustragrohr 24 verbunden ist, und dem Zwischenkühler 25.
Die Verbrennungsgasaustragöffnung 26 ist im unteren Ende der Heizerverbrennungskammer 11a gebildet, um Hochtemperaturverbrennungsgas mit einer Temperatur von 300°C oder höher zuzuführen, welches nicht dazu verwendet wurde, das Kühlwasser zu heizen, das durch, den Wassermantel 11b hindurchtritt, in das Verbrennungsgasaustragrohr 24. Gase aus der Verbrennungsgasaustragöffnung 26 und dem Austragrohr 24 werden durch das Austragventil 27 ausgetragen, welches durch die ECU 19 gesteuert wird. Das Austragventil 27 umfaßt erste bis vierte Ventilkörper 27a bis 27d, ein erstes Betätigungsorgan 27e, wie etwa einen Schrittmotor um Antreiben der ersten und zweiten Ventilkörper 27a, 27b und ein zweites Betätigungsorgan 27f, wie etwa einen Schrittmotor zum Antreiben der dritten und vierten Ventilkörper 27c, 27d.
Bevor der Motor 1 angelassen, oder bevor der Motor angekurbelt wird, werden der Verbrennungsheizer 11 und die motorgetriebene Wasserpumpe 18 gestartet. Gleichzeitig werden die ersten und vierten Ventilkörper 27a, 27d geschlossen und die zweiten und dritten Ventilkörper 27b, 27c werden geöffnet. Das Verbrennungsgas wird dadurch aus dem Verbrennungsheizer 11 ausgetragen, um das Kühlwasser zu heizen, welches den Wassermantel 11b durchsetzt und zu der Außenseite durch das Austragrohr 3 ausgetragen. Andererseits strömt das erwärmte Kühlwasser in dem Motor 1, um die (nicht gezeigten) Motorzylinder und die (nicht gezeigten) Zylinderköpfe zu erwärmen.
Während der Motor angekurbelt wird, wird die Wasserpumpe 18 gestoppt, der erste Ventilkörper 27a wird geöffnet, der zweite Ventilkörper 27b wird geschlossen und die dritten und vierten Ventilkörper 27c, 27d werden halb geöffnet. Ein Teil des Verbrennungsgases wird dadurch der Luftansaugseite des Motors 1 zugeführt, und der Rest von ihm wird in das Motorabgasrohr 3 ausgetragen.
Nachdem der Motor 1 gestartet ist, werden die ersten und dritten Ventilkörper 27a, 27c geschlossen, und die zweiten und vierten Ventilkörper werden geöffnet. Das aus dem Verbrennungsheizer 11 ausgetragene Verbrennungsgas erhitzt dadurch Kühlwasser, welches den Wassermantel 11b durchsetzt und wird in das Abgasrohr 2 ausgetragen. Wenn das Kühlwasser ausreichend erwärmt worden ist (beispielsweise auf eine Temperatur höher als 80°C), wird der Verbrennungsheizer 11 gestoppt bzw. abgeschaltet.
Der Verbrennungsheizer 11 kann so modifiziert sein, daß er Luft direkt erwärmt, die in die Fahrgastzelle geblasen wird, anstatt das Kühlwasser zu heizen, welches durch den Heizerkern 10 strömt.
Ein Ansaugluft-Heizsystem in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform wird nunmehr unter bezug auf Fig. 5, 6 und 7 erläutert.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt das Ansaugluft-Heizsystem in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform einen wassergekühlten Dieselmotor 1 vom Common-Rail-Typ, einen Luftansaugkrümmer 2, einen Luftreiniger A/C, ein Motorabgasrohr 3, einen Dreiwege-Katalysator 4, einen Schalldämpfer 5, einen Kühler 6, einen Umgehungsdurchlaß 7, ein Thermostatschaltventil 8, eine Wasserpumpe 9, einen Fahrgastheizerkern 10, einen Verbrennungsheizer 11, eine Heizerkraftstoffpumpe 12, ein Luftzuführrohr bzw. ein erstes Rohr 13, ein Verbrennungsgaszuführrohr bzw. ein zweites Rohr 14, eine ECU 19, einen EGR-Durchlaß 22, ein EGR-Ventil 23, einen Zwischenkühler 25, einen Motordrehzahlsensor 28, einen Kühlwassertemperatursensor 29, einen Auflader 30 und ein Drosselklappenventil 31.
Dem Motor 1 wird Kraftstoff bzw. Leichtgasöl durch elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzdüsen und eine Hochdruckpumpe HP aus dem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffpumpe FP, einen Kraftstoffilter FF und ein Kraftstoffrohr bzw. einen Kraftstoffschlauch zugeführt.
Dem Verbrennungsheizer 11 wird ebenfalls durch die Kraftstoffpumpe 12 Kraftstoff aus dem Kraftstofftank durch den Kraftstoffilter FF und die Kraftstoffpumpe FP und das Kraftstoffrohr zugeführt. Der Kraftstoffilter FF ist mit einem batterieversorgten elektrischen Heizer EH versehen, der in ihm vorgesehen ist. Der Verbrennungsheizer 11 kann so gesteuert werden, daß er Wärme mit zwei Niveaus bzw. auf zwei Höhen erzeugt, auf einem Niedrigniveau und einem Hochniveau (vorliegend als Lo-Niveau und Hi-Niveau bezeichnet). Diese Steuerung erfolgt durch Steuern eines eingebauten Gebläsemotors (beispielsweise des Gebläsemotors 17 in Fig. 4).
Das Drosselklappenventil 31 ist in einem Teil des Luftansaugkrümmers 2 stromabwärts von dem Zwischenkühler 25 zwischen der Verbindung von diesem mit dem ersten Rohr 13 und der Verbindung von diesem mit dem zweiten Rohr 14 angeordnet, welches stromabwärts von der Verbindung mit dem ersten Rohr 13 angeordnet ist.
Die ECU 19 steuert die Heizerkraftstoffpumpe 12, das Drosselklappenventil 31 und den Verbrennungsheizer 11 in Übereinstimmung mit Signalen von dem Motordrehzahlsensor 28 und dem Kühlwassertemperatursensor 29.
In Fig. 6 wird ein Starterschalter eingeschaltet, um den Motor 1 im Schritt S100 anzukurbeln. Gleichzeitig wird die Motordrehzahl Ne, die durch den Motordrehzahlsensor 28 ermittelt wird, im Schritt S110 ausgelesen.
Daraufhin wird im Schritt S120 überprüft, ob die Drehzahl Ne kleiner als die Leerlaufdrehzahl N2 ist.
Wenn das Ergebnis JA lautet, wird im Schritt S130 geprüft, ob die Drehzahl Ne kleiner als eine erste Referenzdrehzahl N1 ist, die kleiner als die Leerlaufdrehzahl N2 ist. Die Referenzdrehzahl N1 entspricht einer Motordrehzahl, bei welcher eine ausreichende Luftmenge durch den Luftansaugkrümmer 2 zugeführt werden kann, um den Heizer 11 auf Lo-Niveau zu betreiben, und außerdem sämtliches Verbrennungsgas, das durch den Verbrennungsheizer 11 erzeugt wird, kann dem Motor 1 zugeführt werden. Die Referenzdrehzahl N1 ist üblicherweise niedriger als die Motorankurbeldrehzahl.
Wenn die Motordrehzahl Ne kleiner als die Referenzdrehzahl N1 ist, wird das Drosselklappenventil 31 vollständig geschlossen, wie in Fig. 7 gezeigt, das EGR-Ventil 23 wird vollständig geöffnet, und der Verbrennungsheizer 11 wird außerdem im Schritt S140 auf Lo-Niveau derart betrieben, daß Verbrennungsgas, erzeugt durch den Verbrennungsheizer 11, zu dem Motorabgasrohr 3 durch den EGR-Durchlaß 22 ausgetragen werden kann, ohne den Luftansaugkrümmer 2 zu füllen. Der Lo- Niveau-Betrieb des Verbrennungsheizers 11 verhindert, daß der Motor aufgrund einer Abnahme des Sauerstoffs, der in dem Verbrennungsgas enthalten ist, Fehlzündungen ausführt.
Wenn andererseits die Motordrehzahl Ne gleich oder größer als die Referenz N1 wird, wird das Drosselklappenventil 31 vollständig geöffnet, das EGR-Ventil 23 wird vollständig geschlossen und der Verbrennungsheizer 11 wird im Schritt S150 auf Lo-Niveau betrieben. Wenn die Motordrehzahl Ne größer als N1 ist, wird eine ausreichende Luftmenge dem Verbrennungsheizer 11 zugeführt, um bei Lo-Niveau betrieben werden zu können. Da das Drosselklappenventil vollständig geöffnet ist, wird jedoch die Luftmenge nicht zu groß, um die Kraftstoffverbrennung aufrechtzuerhalten.
Wenn andererseits das Ergebnis des Schritts S120 NEIN lautet, d. h., wenn mit anderen Worten die Drehzahl Ne als gleich der Drehzahl N2 oder größer ermittelt wird, wird das EGR-Ventil 23 vollständig geschlossen gehalten, bis die Kühlwassertemperatur T größer als die Bezugstemperatur T0 (z. B. 60°C) wird, und außerdem wird das Drosselklappenventil 31 vollständig geöffnet gehalten, während der Verbrennungsheizer 11 auf Hi-Niveau in den Schritten S160 und S170 betrieben wird. Wenn die Kühlwassertemperatur T größer als die Referenztemperatur T0 wird, wird davon ausgegangen, daß der Motor 1 sich erwärmt hat. Die Steuerung des Ansaugluftheizsystems wird deshalb beendet und das EGR-Ventil 23 und das Drosselklappenventil 31 werden durch ein EGR-Steuersystem gesteuert.
Die Menge des verbrannten Gases bzw. der kalorische Wert des Verbrennungsheizers 11, die dem Motor 1 zugeführt wird, wird im Vergleich zu der Ansaugluftmenge des Motors 1 gering. Die Ansaugluftmenge kann damit ausreichend erwärmt werden.
Eine fünfte Ausführungsform des Ansaugluftheizsystems in Übereinstimmung mit der Erfindung wird nunmehr unter bezug auf Fig. 8 erläutert.
Das Ansaugluftheizsystem in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform umfaßt zusätzlich zu dem ersten Rohr bzw. dem Heizerluftzuführrohr 13, das mit einem Teil des Ansaugkrümmers 2 stromabwärts von demjenigen Teil verbunden ist, der mit dem Auflader 13 verbunden ist, ein Zusatzluftzuführrohr 13b, das zwischen dem Verbrennungsheizer 11 und einem Teil des Ansaugrohrs 2 stromabwärts von diesem und dem Schaltventil 13c in Verbindung gebracht ist, welches die Verbindung mit dem Verbrennungsheizer 11 von dem einen zum anderen zwischen dem Luftzuführrohr 13 und dem Hilfsluftzuführrohr 13b umschaltet. Das Drosselklappenventil 31 ist weggelassen.
Wenn, wie in Fig. 7(b) und Fig. 9 gezeigt, der Motor 1 startet und sich mit einer Drehzahl Ne dreht, die kleiner als N1 ist, wird das EGR-Ventil 23 geöffnet. Gleichzeitig verbindet das Schaltventil 13c das Luftzuführrohr 13 mit dem Verbrennungsheizer 11 und trennt das Hilfsluftzuführrohr 13b von diesem, so daß der Verbrennungsheizer auf Lo-Niveau betrieben wird. Wenn andererseits die Motordrehzahl 1 sich mit einer Drehzahl gleich oder größer als Ne dreht, wird das EGR- Ventil 23 geschlossen. Das Schaltventil 13c verbindet gleichzeitig das Hilfsluftzuführrohr 13b mit dem Verbrennungsheizer 11 und trennt das Luftzuführrohr 13 von diesem, so daß der Verbrennungsheizer 11 auf Lo-Niveau betrieben wird.
Dem Verbrennungsheizer 11 kann dadurch ausreichend Luft selbst dann zugeführt werden, wenn der Motor 1 sich mit geringer Drehzahl dreht.
Unter bezug auf Fig. 10 und 11 wird eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugluftheizsystems erläutert.
Das Ansaugluftheizsystem in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform umfaßt zusätzlich zu dem zweiten Rohr bzw. dem Verbrennungsgaszuführrohr 14 ein Heizerhilfsabgasrohr 14b, welches direkt mit dem Motorabgasrohr 3 verbunden ist und ein Schaltventil 14c, welches die Verbindung mit dem Verbrennungsheizer 11 von einem zum andern zwischen dem Verbrennungsgaszuführrohr 14 und dem Hilfsverbrennungs­ gaszuführrohr 14b umschaltet. Das Drosselklappenventil 16a ist weggelassen.
Wenn, wie in Fig. 11 gezeigt, der Motor 1 startet und sich mit einer Drehzahl Ne kleiner als N1 dreht, verbindet das Schaltventil 14c das Hilfsverbrennungsgaszuführrohr 14b mit dem Verbrennungsheizer 11 und trennt das Verbrennungsgaszuführrohr 14 von diesem, so daß der Verbrennungsheizer auf Lo-Niveau betrieben wird. Wenn andererseits der Motor 1 sich mit einer Drehzahl gleich oder höher als N1 dreht, verbindet das Schaltventil 14c das Verbrennungsgaszuführrohr 14 mit dem Verbrennungsheizer 11 und trennt das Hilfszuführrohr 14b von diesem, so daß der Verbrennungsheizer 11 auf Lo-Niveau betrieben wird.
Dem Verbrennungsheizer 11 kann dadurch frische Luft selbst dann zugeführt werden, wenn der Motor 1 sich mit niedriger bzw. geringer Drehzahl dreht oder das Motorankurbeln gestoppt bzw. unterbrochen wird. Der Verbrennungsheizer 11 erwärmt den Motor 1 nicht, wenn der Motor sich mit einer Drehzahl niedriger als N1 dreht. Die Motordrehzahl übertrifft jedoch bald die Drehzahl N1, sobald er angekurbelt wird, so daß der Verbrennungsheizer die Ansaugluft zu erwärmen vermag.
Diese Erfindung ist auch auf einen Benzinmotor anwendbar.
Eine siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugluftheizsysstems wird nunmehr unter bezug auf Fig. 3, 12 und 13 erläutert.
Wenn in Fig. 12 und 13 ein Fahrer den Motorzündschalter (nicht gezeigt) einschaltet, wird der Motor 1 durch den Starter in Schritt 100 und zum Zeitpunkt t31 in Fig. 13(a) angekurbelt. Die ECU 19 startet den Betrieb der Heizerkraftstoffpumpe 12 und schaltet die Zündkerze ein, die in einer Verbrennungskammer 11a des Verbrennungsheizers 11 angeordnet ist, und zwar im Schritt S102. Folglich verbrennt der Verbrennungsheizer 11 Kraftstoff auf Hi-Niveau.
Die Ansauglufttemperatur, die durch einen Thermistor ermittelt wird, wird in Schritt S112 ausgelesen. Im nächsten Schritt S114 wird ermittelt, ob die Ansauglufttemperatur T höher als eine erste Referenztemperatur T1 (beispielsweise 50°C) ist oder nicht.
Wenn das Ergebnis des Schritts S114 NEIN lautet, kehrt der nächste Schritt zum Schritt S112 zurück.
Wenn andererseits das Ergebnis im Schritt S114 JA lautet, instruiert die ECU 119 im Schritt S116 die Kraftstoffeinspritzpumpe, Kraftstoff zum Zeitpunkt t32 gemäß Fig. 13(c) einzuspritzen. Nachdem eine vorbestimmte Zeit im Schritt S118 abgelaufen ist, folgt der Schritt S120, in welchem geprüft wird, ob die Motordrehzahl Ne höher als eine vorbestimmte Drehzahl N2 (beispielsweise 800 UpM) ist oder nicht. Wenn das Ergebnis des Schritts S120 NEIN lautet, folgt der Schritt S126 zum Stoppen des Verbrennungsheizers 11 durch Abschalten der Heizerglühkerze einer Gebläsemotortreiber­ schaltung und einer Heizerkraftstoffpumpentreiberschaltung. Wenn andererseits das Ergebnis JA lautet, folgt der Schritt S122, so daß die ECU 19, die die Gebläsemotortreiberschaltung und die Heizerkraftstoffpumpentreiberschaltung steuert, den Kraftstoffheizer 11 auf Lo-Niveau betreibt. Dadurch erwärmt der Verbrennungsheizer 11 die Ansaugluft, wodurch die Verbrennung des Motors eingeleitet wird (zum Zeitpunkt t34 in Fig. 13(a)).
Im Schritt S130 wird die Motordrehzahl Ne erneut überprüft, und wenn die Motordrehzahl Ne niedriger bzw. kleiner als N2 ist (JA), folgt der Schritt S132. Wenn andererseits das Ergebnis NEIN lautet, wird die Glühkerze im Schritt S134 ausgeschaltet, um den Verbrennungsheizer 11 zu stoppen.
Ob oder ob nicht die Ansauglufttemperatur T noch niedriger als eine zweite Referenztemperatur T2 (beispielsweise 55°C) ist wird im Schritt S132 geprüft. Wenn das Ergebnis des Schritts S132 JA lautet, steuert die ECU 19 die Gebläsemotortreiberschaltung und die Heizerkraftstoffpumpe, um den Verbrennungsheizer 11 auf Hi-Niveau zu betreiben. Wenn das Ergebnis im Schritt S132 NEIN lautet, kehrt der nächste Schritt zum Schritt S130 zurück.
Der Kraftstoff wird deshalb daran gehindert, sich im Zylinder anzusammeln, da der Motor zum Zeitpunkt t31 angekurbelt wird, bis die Motorverbrennung zum Zeitpunkt t34 eingeleitet wird, wodurch die Menge des Kohlenwasserstoffs verringert wird, die in den Motorabgasen enthalten ist.
Da die Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, wenn die Ansauglufttemperatur höher als die erste Referenztemperatur T1 (zum Zeitpunkt t32) ist, kann der Motor glatt bzw. gleichmäßig bzw. problemlos gestartet werden.
Wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem die Kraftstoffeinspritzung gestartet wurde, wird der Verbrennungsheizer 11 auf Lo-Niveau bei eingeschalteter Glühkerze betrieben. Dies minimiert die Verringerung des Sauerstoffs, der in der Ansaugluft enthalten ist, so daß der Motor gleichmäßig betrieben werden kann.
Unter bezug auf Fig. 1 und 14 wird nunmehr eine achte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugluftheizsystems erläutert.
Wenn der Motor 1 bei kalter Temperatur (bei einer Temperatur niedriger als 50°C) angekurbelt wird, wird das Verbrennungsgas durch das Verbrennungsgaszuführrohr 14 in den Motoransaugkrümmer 2 ausgetragen. Wenn die Ansaugluft­ temperatur höher als die erste Referenztemperatur T1 (beispielsweise 50°C) wird, und eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 15 Sekunden) daraufhin abgelaufen ist, wird das Verbrennungsgas derart geleitet bzw. umgeschaltet, daß es durch das dritte Rohr 15 zu dem Motorabgasrohr 2 ausgetragen wird, bis die Ansauglufttemperatur auf einen Wert niedriger als die erste Referenztemperatur fällt oder der Motor vollständig startet und sich mit einer Drehzahl höher als 800 UpM dreht.
Der Kraftstoff wird deshalb daran gehindert, sich im Zylinder anzusammeln, weil der Motor zum Zeitpunkt t31 angekurbelt wird, bis die Motorverbrennung zum Zeitpunkt t34 eingeleitet wird, wodurch der Kohlenwasserstoff verringert wird, der in den Motorabgasen enthalten ist.
Da die Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, wenn die Ansauglufttemperatur höher als die erste Referenztemperatur T1 (zum Zeitpunkt t32) wird, kann der Motor glatt bzw. gleichmäßig gestartet werden.
Wenn die Ansaugluft für eine vorbestimmte Zeit aufgewärmt wurde, wird das Verbrennungsgas durch das Verbrennungsgas­ steuerventil 16 so geleitet bzw. umgeschaltet, daß es in das Motorabgasrohr 2 ausgetragen wird, es sei denn, die Ansauglufttemperatur fällt auf einen niedrigeren Wert als die erste Referenztemperatur oder der Motor startet vollständig. Dies erbringt ausreichend Sauerstoff in der Ansaugluft, so daß der Motor glatt gestartet werden kann. Da der Verbrennungs­ heizer 11 kontinuierlich arbeitet, bis der Motor vollständig arbeitet bzw. seinen Betrieb vollständig erreicht hat, kann der Umschaltvorgang des Verbrennungsgassteuerventils 16 problemlos bzw. gleichmäßig gemacht werden.
In Abwandlung hiervon, kann die Ansauglufttemperatur, die verwendet wird, um den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt im Schritt S114 zu ermitteln, ersetzt sein durch die Kühlwasser­ temperatur, die Motoröltemperatur oder die Verbrennungsgas­ temperatur. Der Zeitablauf des Motorkurbelns bzw. -ankurbelns steht außerdem zur Verfügung.
Unter bezug auf Fig. 15 und 16 wird nunmehr eine neunte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugluftkühlsystems erläutert.
Der Verbrennungsheizer 11 umfaßt ein Luftzuführrohr 13, ein Verbrennungsgaszuführrohr 14 als Hochtemperatur(höher als 300°C)zuführrohr und ein Austragrohr 24 als Niedrigtemperatur(niedriger als 300°C)zuführrohr. Das Austragrohr 24a führt das Verbrennungsgas von der Verbrennungskammer 11a durch den Abgasdurchlaß 11c, der zwischen dem Wassermantel 11b und der Verbrennungskammer 11a angeordnet ist, dem Motoransaugkrümmer 2 zu.
Das Austragrohr 24a ist mit einem Teil eines Motorluftansaugkrümmers 2 stromabwärts von dem Luftzuführrohr 13 und stromaufwärts von dem Verbrennungsgaszuführrohr 14 verbunden, das mit einem Teil des Luftansaugrohrs verbunden ist, der in unmittelbarer Nachbarschaft zum Motor 1 liegt, um die Motoransaugluft effektiv zu erwärmen. Das Drosselklappenventil 31 ist in dem Teil des Luftansaugkrümmers 2 angeordnet, wo das Austragrohr 24a angeschlossen ist.
Das Austragventil 27 ist zwischen die Verbrennungskammer 11a und das Verbrennungsgaszuführrohr 14 in Verbindung gebracht. Das Austragventil 27 wird durch ein elektromagnetisches Betätigungsorgan, wie etwa einen Schrittmotor, über ein wärmeisolierendes Element, wie etwa eine Keramikstange, angetrieben. Das Entladeventil 27 wird in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur geöffnet bzw. geschlossen. Das Entladeventil 27 kann jedoch entsprechend der Temperatur innerhalb des Entladeventils 27 gesteuert werden. Es ist bevorzugt, ein Bimetall-Betätigungsorgan oder ein Element mit Formgedächtnis in einem derartigen Fall einzusetzen. Das Entladeventil 27 kann auch abhängig davon gesteuert werden, ob der Motor 1 angekurbelt wird oder nicht.
Die Länge des Brenngaszuführrohrs 14 ist so kurz wie möglich gewählt, um den Wärmeverlust des Verbrennungsgases zu verringern. Es ist bevorzugt, daß der Verbrennungsheizer 11 in dem Motoransaugkrümmer 2 angeordnet ist. Dadurch können das Verbrennungsgaszuführrohr 14, das Austragrohr 24a und das Luftzuführrohr 13 entfallen.
Wenn der Motor 1 durch einen Anlaß- bzw. Startermotor (nicht gezeigt) angekurbelt wird, wird der Verbrennungsheizer 11 betätigt oder gezündet, und zwar bei geöffnetem Austragventil 27, wie in Fig. 15(a) gezeigt. In diesem Zustand bzw. in dieser Stufe ist das Drosselklappenventil 31 nach rechts geneigt, um den Teil des Luftansaugkrümmers 2 zwischen dem Austragrohr 24a und dem Verbrennungsgaszuführrohr 14 zu verschließen. Luft wird dem Verbrennungsheizer 11 durch das Luftzuführrohr 13 und das Austragrohr 24a zugeführt, und Verbrennungsgas wird durch das Austragventil 27 und das Verbrennungszuführrohr dem Motorluftansaugkrümmer 2 zugeführt.
Hochtemperatur-Verbrennungsgas wird dadurch dem Luftansaugrohr 2 zugeführt, während der Motor 1 angekurbelt wird. Wenn das Ankurbeln gestoppt wird, bevor der Motor 1 vollständig gestartet ist, wird das EGR-Ventil 23 so gesteuert, daß es geöffnet ist, so daß das Verbrennungsgas in das Motorabgasrohr 3 ausgetragen wird.
Wenn der Motor 1 vollständig startet und die Temperatur des Motorkühlwassers höher als ein vorbestimmter Wert wird, schließt das Auslaßventil 27. In diesem Zustand ist das Drosselklappenventil 31 horizontal positioniert, wie in Fig. 15(b) gezeigt, so daß lediglich das Verbrennungsgas, welches das Kühlwasser erwärmt hat, dem Motoransaugkrümmer 2 durch das Austragrohr 24a zugeführt werden kann. Lediglich Niedrigtem­ peratur-Verbrennungsgas wird damit dem Luftansaugkrümmer 2 zugeführt, nachdem der Motor 1 vollständig gestartet hat.
Wenn der Verbrennungsheizer betätigt wird, während der Motor 1 nicht gestartet ist, ist das Austragventil 27 geschlossen. Gleichzeitig ist das Drosselklappenventil 31 nach links geneigt, um den Teil des Motoransaugkrümmers 2 zwischen dem Luftzuführrohr 13 und dem Austragrohr 24a zu verschließen und das EGR-Ventil 23 wird geöffnet. Luft strömt damit durch das Luftzuführrohr 13 in den Verbrennungsheizer 11 und das Niedrigtemperatur-Verbrennungsgas, welches das Kühlwasser erwärmt hat, strömt durch das Austragrohr 24a, das Luftansaugrohr 2 und den EGR-Durchlaß 22 zu dem Auslaßrohr 3.
Unter bezug auf Fig. 17 wird eine zehnte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugheizsystems erläutert. Das Verbren­ nungsgaszuführrohr 14 erstreckt sich demnach einwärts ausgehend von der Innenwand des Luftansaugkrümmers 2, um zu verhindern, daß Wärme von dem Verbrennungsgas durch die Wand des Luftansaugrohrs 2 abgegeben wird. Folglich kann der Motor 1 in vergleichsweise kurzer Zeit gestartet werden.

Claims (18)

1. Ansaugluftheizsystem für ein Fahrzeug mit einem Kraftstoffverbrennungsheizer (11), dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsheizer (11) betätigt wird, bevor der Motor (1) angekurbelt wird, um Gas zu verbrennen und um zumindest einen Teil des Verbrennungsgases dem Motoransaugkrümmer (2) zuzuführen, und der Rest des Verbrennungsgases in das Motorabgasrohr (3) ausgetragen wird.
2. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte durch den Verbrennungsheizer (14) erzeugte Verbrennungsgas dem Ansaugkrümmer (2) zugeführt wird, bevor bzw. nachdem der Motor angekurbelt wurde, bis der Motor startet.
3. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überschußluftmenge dem Verbrennungsheizer (11) zugeführt wird, bis der Motor startet, so daß dem Motor (1) eine ausreichende Sauerstoffmenge zugeführt werden kann, die in dem Verbrennungsgas enthalten ist.
4. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Luftmenge einem Verbrennungsheizer (11) zugeführt wird, bis der Motor (1) startet, als eine Luftmenge, die dem Verbrennungsheizer (11) zugeführt wird, nachdem der Motor gestartet ist.
5. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:
Einen Luftansaugkrümmer (2),
ein Luftzuführrohr (13), welches mit dem Luftansaugkrümmer (2) verbunden ist, um Luft aus dem Luftansaugkrümmer (2) dem Verbrennungsheizer (11) zuzuführen,
ein Verbrennungsgaszuführrohr (14), welches mit einem ersten Verbindungsteil des Luftansaugkrümmers (2) stromabwärts von einem zweiten Verbindungsteil desselben verbunden ist, der mit dem Luftzuführrohr zum Leiten von Verbrennungsgas des Verbrennungsheizers (11) zu dem Luftansaugkrümmer (2) zu leiten,
ein Drosselklappenventil (16a), das in dem Ansaugkrümmer (2) zwischen den ersten und zweiten Verbindungsabschnitten zum Ändern eines Öffnungswinkels desselben angeordnet ist,
ein EGR-Durchlaß (22), der mit einem Abschnitt des Luftansaugkrümmers (2) stromabwärts von dem Drosselklappenventil (16a) zum Leiten von Motorabgasen in dieses verbunden ist,
ein EGR-Ventil (23) zum Steuern der Zufuhr des EGR- Durchlasses (22),
einen Motordrehzahlsensor (28),
eine erste Steuereinrichtung (S140), die das EGR-Ventil (23) öffnet, das Drosselklappenventil (16a) steuert und den Verbrennungsheizer (11) betätigt, wenn der Motor startet und sich mit einer Drehzahl (Ne) dreht, die niedriger als eine erste Drehzahl (N1) ist, und
ein zweites Steuermittel (S150), welches das EGR-Ventil (23) schließt, das Drosselklappenventil (16a) öffnet und den Verbrennungsheizer (11) betätigt, wenn der Motor (1) startet und sich mit einer Drehzahl (Ne) gleich oder größer als eine erste Drehzahl (N1) dreht.
6. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein drittes Steuermittel (S160), welches das EGR-Ventil (23) schließt, das Drosselklappenventil (16a) öffnet und den kalorischen Wert des Verbrennungsheizers (11) erhöht, wenn der Motor (1) sich mit einer Drehzahl (Ne) größer als eine zweite Drehzahl (N2) dreht, die größer als die erste Drehzahl (N1) ist.
7. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Motor (1) aufgewärmt ist, die ersten, zweiten und dritten Steuermittel (S140, S150, S160) gestoppt werden.
8. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß es aufweist:
Den Luftansaugkrümmer (2),
einen Auflader (30), der in dem Luftansaugkrümmer (2) angeordnet ist und der arbeitet, wenn der Motor (1) sich in Betrieb befindet,
ein erstes Luftzuführrohr (13), das mit einen Teil des Luftansaugkrümmers (2) stromaufwärts von dem Auflader (30) verbunden ist, um Luft aus dem Luftansaugkrümmer (2) dem Verbrennungsheizer (11) zuzuführen,
ein zweites Luftzuführrohr (13b), das mit einem Teil des Ansaugkrümmers (2) stromabwärts von dem Auflader (30) verbunden ist, um Luft aus dem Ansaugkrümmer (2) in den Verbrennungsheizer (11) zu leiten,
ein Ventil (13c) zum Steuern des Zuführens der ersten und zweiten Zuführrohre (13, 13b)
ein Verbrennungsgaszuführrohr (14) zum Leiten von Verbrennungsgas von dem Verbrennungsheizer (11) in den Ansaugkrümmer (2),
einen EGR-Durchlaß (22) zum Leiten von Motorabgasen in den Ansaugkrümmer (2),
ein EGR-Ventil (23) zum Steuern des Zuführens des EGR- Durchlasses (22),
einen Motordrehzahlsensor (28), wobei dann, wenn der Motor startet und sich mit einer Drehzahl (Ne) kleiner als die erste Drehzahl (N1) dreht, das EGR- Ventil (23) geöffnet wird und das erste Zuführrohr (13) mit dem Verbrennungsheizer (11) verbunden wird, um diesen zu betätigen, und
wenn der Motor (1) startet und sich mit einer Drehzahl (Ne) gleich oder größer als eine erste Drehzahl (N1) dreht, das EGR-Ventil (23) geschlossen ist, und das zweite Zuführrohr (13b) mit dem Verbrennungsheizer (11) verbunden wird, um diesen zu betätigen.
9. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß es aufweist:
Den Luftansaugkrümmer (2),
ein erstes Luftzuführrohr (13), das mit dem Luftansaugkrümmer (2) verbunden ist, um Luft aus dem Luftansaugkrümmer (2) dem Verbrennungsheizer (11) zuzuführen,
ein erstes Verbrennungsgaszuführrohr (14), das mit einem Teil des Ansaugkrümmers (2) verbunden ist, der mit dem ersten Luftzuführrohr (13) verbunden ist, um Verbrennungsgas von dem Verbrennungsheizer (11) in den Ansaugkrümmer (2) zu leiten,
ein zweites Verbrennungsgaszuführrohr (14b) zum Leiten von Verbrennungsgas von dem Verbrennungsheizer (11) in das Motorabgasrohr (3),
ein Ventil zum Steuern des Zuführens der ersten und zweiten Zuführrohre (14, 14b), und
einen Motordrehzahlsensor (28), wobei
wenn der Motor startet und sich mit einer Drehzahl (Ne) kleiner als die erste Drehzahl (N1) dreht, das zweite Verbrennungsgaszuführrohr (14b) mit dem Verbrennungsheizer (11) verbunden ist, um diesen zu betätigen, und
wenn der Motor (1) startet und sich mit einer Drehzahl (Ne) gleich oder größer als eine erste Drehzahl (N1) dreht, das erste Verbrennungsgaszuführrohr (14b) mit dem Verbrennungsheizer (11) verbunden wird, um diesen zu betätigen.
10. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftstoff in den Motor (1) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt eingespritzt wird, nachdem der Motor (1) angekurbelt ist.
11. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftstoff nicht in den Motor (1) eingespritzt wird, bis die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl wird.
12. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftstoff nicht in den Motor (1) eingespritzt wird, bis die Temperatur der Ansaugluft größer als eine vorbestimmte Temperatur wird.
13. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsheizer (11) eine Verbrennungskammer (11a), eine Kraftstoffpumpe (12), eine Glühkerze zum Zünden des Kraftstoffs und ein Gebläse (17) zum Zuführen von Luft zu der Verbrennungskammer (11a) aufweist.
14. Ansaugluftheizsystem nach einem der Ansprüche 1 und 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsheizer (11) so gesteuert ist, daß er den kalorischen Wert verringert, bis der Motor (1) vollständig startet.
15. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsheizer (11) so gesteuert ist, daß er den kalorischen Wert verringert, während die Glühkerze für eine vorbestimmte Zeit eingeschaltet wird, nachdem der Kraftstoff in die Motorzylinder eingespritzt ist, bis der Motor (1) vollständig startet.
16. Ansaugluftheizsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgaszuführrohr (14b) von dem Luftansaugkrümmer (2) zu dem Motorabgasrohr (3) für eine vorbestimmte Zeitdauer umgeschaltet wird, oder bis der Motor (1) vollständig startet, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft, nachdem der Kraftstoff in die Motorzylinder eingespritzt ist.
17. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Mittel zum Zuführen des Verbrennungsgases zum Aufwärmen der Ansaugluft, bevor das Motorkühlwasser erwärmt wird, ein zweites Mittel zum Zuführen des Verbrennungsgases zum Aufwärmen des Motorkühlwassers nach dem Aufwärmen der Ansaugluft, und ein Schaltmittel zum Umschalten von einem zum andern zwischen den ersten und zweiten Mitteln.
18. Ansaugluftheizsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel ein Verbrennungsgaszuführrohr aufweist, welches sich einwärts ausgehend vom Ansaugkrümmer erstreckt.
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Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03467499A JP3630001B2 (ja) 1999-02-12 1999-02-12 吸気加熱システム
JP11174130A JP2001003823A (ja) 1999-06-21 1999-06-21 吸気加熱装置
JP29876499A JP2001123866A (ja) 1999-10-20 1999-10-20 エンジン始動補助システム
JP30872799A JP2001132560A (ja) 1999-10-29 1999-10-29 吸気加熱システム

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10143462A1 (de) * 2001-09-05 2003-07-03 Webasto Thermosysteme Gmbh Zusatzheizgerätanordnung mit einem Schalldämpfer
DE102004047636A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-06 Webasto Ag Verfahren zum Abführen von Abgas aus einem Zusatzheizgerät, Zusatzheizgerät und Auspuffanlage
WO2008068203A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit einem verbrennungsmotor für ethanol enthaltende kraftstoffe und einer standheizung
DE102007001907A1 (de) * 2007-01-12 2008-07-17 Audi Ag Vorrichtung zum Abführen von Abgas aus einem Zusatzheizsystem
DE102010023082A1 (de) 2010-06-08 2011-12-08 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Verfahren zum Ansaugen von Umgebungsluft für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor
CN110080916A (zh) * 2019-06-04 2019-08-02 高庆伟 驻车加热器高压共轨输油装置
DE102018127624A1 (de) * 2018-11-06 2020-05-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Standheizungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10143462A1 (de) * 2001-09-05 2003-07-03 Webasto Thermosysteme Gmbh Zusatzheizgerätanordnung mit einem Schalldämpfer
DE102004047636A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-06 Webasto Ag Verfahren zum Abführen von Abgas aus einem Zusatzheizgerät, Zusatzheizgerät und Auspuffanlage
WO2008068203A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit einem verbrennungsmotor für ethanol enthaltende kraftstoffe und einer standheizung
US8371274B2 (en) 2006-12-06 2013-02-12 Robert Bosch Gmbh Vehicle with an internal combustion engine for ethanol-containing fuels, and an auxiliary heater
DE102007001907A1 (de) * 2007-01-12 2008-07-17 Audi Ag Vorrichtung zum Abführen von Abgas aus einem Zusatzheizsystem
DE102007001907B4 (de) * 2007-01-12 2017-06-22 Audi Ag Vorrichtung zum Abführen von Abgas aus einem Zuheizsystem
DE102010023082A1 (de) 2010-06-08 2011-12-08 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Verfahren zum Ansaugen von Umgebungsluft für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor
DE102018127624A1 (de) * 2018-11-06 2020-05-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Standheizungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102018127624B4 (de) 2018-11-06 2022-10-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Standheizungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs
CN110080916A (zh) * 2019-06-04 2019-08-02 高庆伟 驻车加热器高压共轨输油装置

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