DE19926964A1

DE19926964A1 - Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungsheizung

Info

Publication number: DE19926964A1
Application number: DE19926964A
Authority: DE
Inventors: Makoto Suzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2019-06-15
Also published as: DE19926964B4; FR2779776B1; JP2000002169A; JP3528603B2; FR2779776A1

Abstract

Ein Verbrennungsmotor 1, der eine Verbrennungsheizung 17 hat, ist so konstruiert, daß eine latente Flamme (F) für die Verbrennungsheizung zuverlässig sichergestellt wird, und daß er ein Abgas gut reinigt, während eine Verschlechterung der Reinigungsemission verhindert wird. Die Verbrennungsheizung 17 des Motors 1 arbeitet, wenn sich der Motor in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, um eine Temperatur des Kühlwassers zu erhöhen. Die Verbrennungsheizung 17 ist im Bypass durch einen Luftbelieferungsdurchgang 33, eine Verbrennungskammer 17e und einen Verbrennungsgasauslaßdurchgang 35 mit einem Ansaugrohr 23 des Motors 1 verbunden. Eine Ansaugdrosselklappe 20 ist an einem Abschnitt in dem Ansaugrohr 23 vorgesehen, der sich mehr stromabwärts als ein Verbindungspunkt c2 befindet, der das Ansaugrohr 23 mit dem Ansaugrohr 33 der Verbrennungsheizung verbindet. Ein katalytischer Umwandler 39 ist in einem Abgassystem des Motors 1 vorgesehen. Wenn eine Anforderung zur Erhöhung einer Temperatur eines Katalysators des katalytischen Umwandlers 39 vorliegt, wird die Ansaugdrosselklappe 20 gedrosselt und zumindest dann arbeitet die Verbrennungsheizung 17, wenn die Ansaugdrosselklappe 20 gedrosselt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Ver brennungsmotor, der eine Verbrennungsheizung besitzt. Insbeson dere bezieht sie sich auf einen Verbrennungsmotor, der eine Verbrennungsheizung zur Einführung eines Verbrennungsgases in ein Ansaugsystem des Verbrennungsmotors besitzt, um das Aufwär men des Verbrennungsmotors zu beschleunigen.

Beispielsweise offenbart die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 62-75069 eine Technologie zur Aufwärmung des Kühlwassers durch Verwendung der Verbrennungs wärme, die von einer Verbrennungsheizung abgegeben wird, die an einer Ansaugleitung des Verbrennungsmotors befestigt ist, wo durch die Starteigenschaft des Verbrennungsmotors und das Be schleunigen der Aufwärmung des Motors zu einer kalten Zeit ver bessert wird.

Die Verbrennungsheizung, die in der oben genannten Veröffentli chung offenbart ist, ist durch eine Ansaugrohrleitung und eine Auslaßrohrleitung an der Ansaugleitung befestigt. Anschließend wird die zur Verbrennung notwendige Luft über die Ansaugrohr leitung von der Ansaugleitung geliefert und das Verbrennungsgas wird über die Auslaßrohrleitung zur Ansaugleitung ausgestoßen. Das hochtemperierte Verbrennungsgas, das von der Verbrennungs heizung abgegeben wird, strömt durch die Ansaugleitung, gelangt anschließend bald zu dem Motorblock des Verbrennungsmotors und heizt das Kühlwasser in einem Wassermantel auf. Des weiteren ist ein Öffnungs-/Schließventil, d. h. eine sogenannte Luftan saugdrosselklappe zur Öffnung und Schließung der Ansaugleitung in der Ansaugleitung zwischen einem Verbindungspunkt, der die Ansaugleitung mit der Ansaugrohrleitung verbindet, und einen Verbindungspunkt, der die Ansaugleitung mit der Auslaßrohrlei tung verbindet, vorgesehen. Diese Ansaugdrosselklappe wird vor dem Start des Verbrennungsmotors vollständig geschlossen und ist für eine kurze Zeitdauer nach dem Start des Motors halb ge schlossen (halb geöffnet) oder vollständig geöffnet, wodurch eine Liefermenge an Luft für die Verbrennung in der Verbren nungsheizung gesteuert wird. Mit dieser Steuerung kann das Auf wärmen des Verbrennungsmotors beschleunigt werden und die Starteigenschaft des Motors kann ferner verbessert werden.

Andererseits kann, obwohl es in der obigen Veröffentlichung nicht ausdrücklich beschrieben ist, angenommen werden, daß ein katalytischer Umwandler als Abgasreinigungsvorrichtung im Ab gassystem des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. In diesem Fall ist es notwendig, eine Temperatur des Katalysators ausreichend zu erhöhen, um einen Katalysator des katalytischen Umwandlers wirksam funktionieren zu lassen. Anschließend wird der Verbren nungsmotor bspw. in einen Leerlaufzustand versetzt. Zu jener Zeit wird eine Temperatur des Abgases, das von dem Verbren nungsmotor abgegeben wird, erhöht und eine Temperatur der Ab gasleitung steigt entsprechend. Folglich arbeitet der Katalysa tor dementsprechend viel früher und das Abgas vom Verbrennungs motor kann bald gereinigt werden.

Eine große Kraftstoffmenge kann in der Verbrennungskammer ein fach verbrannt werden, um die Temperatur des Abgases, das von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, zu erhöhen. Um es für den Fall des Leerlaufs zu beschreiben, wird jedoch normalerweise die große Kraftstoffmenge nicht während des Leerlaufs ver brannt, und statt dessen wird eine Luftansaugmenge durch Erhö hen eines Drosselgrades der Ansaugdrosselklappe reduziert. Die Kraftstoffmenge wird nämlich relativ zur Luftmenge, die an die Zylinder des Verbrennungsmotors geliefert wird, erhöht. Wenn sie somit erhöht wird, wird jedoch ein Widerstand der Ansaug luft in der Ansaugleitung größer, was in einer Zunahme eines Differenzdrucks zwischen der Ansaugseite und der Auslaßseite der Verbrennungsheizung resultiert. Deshalb nimmt eine Ge schwindigkeit der Luftströmung in der Verbrennungsheizung zu, und, wie im Falle eines Feuerzeugs für eine Zigarette und eines Streichholzes, für die es schwer ist, Feuer zu fangen, wenn ein starker Wind bläst, besteht eine Möglichkeit, bei der die la tente Flamme in der Verbrennungsheizung schwer erzeugt werden kann, und, wenn sie erzeugt wird, wird sie umgehend gelöscht. Wenn es ferner schwierig ist, die latente Flamme in der Ver brennungsheizung zu erzeugen, und wenn sie ferner sofort ge löscht wird, sobald sie erzeugt wurde, kann ein Luft-/Kraft stoffverhältnis A/F der Verbrennungsheizung, das für jede Fahr zeugart oder jeden Verbrennungsmotor festgelegt ist, stark von einem vorbestimmten Wert abweichen, was einen unerwünschten Aspekt darstellt.

Darüber hinaus nimmt die Menge der Ansaugluft, die in die Zy linder des Verbrennungsmotors gelangt, ab, wenn die Luftansaug drosselklappe gedrosselt wird, und daher nimmt eine Luftdichte, d. h., eine Masse an Sauerstoff, ab. Folglich ist es einfach, Rauchwolken zu erzeugen, wenn in dem Verbrennungsmotor eine Verbrennung stattfindet. Es könnte nämlich die Möglichkeit be stehen, bei der die Reinigung der Emission verschlechtert wird.

Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die unter solchen Umständen getätigt wurde, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der eine Verbrennungsheizung besitzt, die in der Lage ist, den Verbrennungsmotor schnell aufzuwärmen und dessen Starteigenschaft zu verbessern. Der Verbrennungsmotor, der die Verbrennungsheizung hat, ist in der Lage, die folgenden Effekte darzustellen. (1) Die Erzeugung einer latenten Flamme für die Verbrennungsheizung kann zuverlässig gewährleistet werden. (2) Die Verschlechterung der Reinigung der Emission kann verhindert werden. (3) Eine optimale Reinigung des Abgases kann vorgesehen werden.

Um das obige Ziel zu erreichen, benutzt ein Verbrennungsmotor, der eine Verbrennungsheizung besitzt, gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Konstruktionen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verbrennungsmotor, der eine Verbrennungsheizung enthält, eine Verbrennungskammer auf, einen Luftversorgungsdurchgang zur Be lieferung der Verbrennungskammer mit der Luft für die Verbren nung, einen Kraftstoffbelieferungsdurchgang zur Belieferung der Verbrennungskammer mit einem Verbrennungskraftstoff, eine Zünd vorrichtung zur Zündung des Verbrennungskraftstoffes, der durch den Kraftstoffbelieferungsdurchgang in die Verbrennungskammer geliefert wurde, und einen Verbrennungsgasausstoßdurchgang zum Ausstoßen eines Verbrennungsgases aus der Verbrennungskammer, das von dem Verbrennungskraftstoff erzeugt wurde, der in der Verbrennungskammer mit der Zündung durch die Zündvorrichtung verbrannt wurde. Die Verbrennungsheizung erhöht die Temperatu ren der dem Motor zugehörigen Bauteile, indem die Verbrennungs heizung arbeitet, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem vor bestimmten Betriebszustand befindet. Die Verbrennungsheizung ist in einem Bypaß durch den Luftbelieferungsdurchgang, die Verbrennungskammer und den Verbrennungsgasausstoßdurchgang mit einem Ansaugdurchgang des Verbrennungsmotors verbunden, und in dem Ansaugdurchgang ist an einem bestimmten Abschnitt, der mehr stromabwärts als einen Verbindungspunkt, der den Ansaugdurch gang mit der Verbrennungsheizung verbindet, angeordnet ist, ei ne Ansaugdrosselklappe zur Steuerung einer Menge der Ansaug luft, die durch den Ansaugdurchgang strömt, vorgesehen.

Hier bedeutet (1) die "Zeit, in der sich der Verbrennungsmotor in dem vorbestimmten Betriebszustand befindet" eine Zeit wäh rend einem Betrieb des Verbrennungsmotors oder nach dem Start des Verbrennungsmotors, wenn eine exotherme Menge des Verbren nungsmotors selbst klein ist (wenn bspw. der Verbrauch an Kraftstoff gering ist), und, wenn eine Wärmemenge, die durch das Kühlwasser aufgenommen wurde, aufgrund der geringen exo thermen Quantität des Verbrennungsmotors selbst gering ist. Die kalte Zeit bedeutet eine Temperatur von ca. -10°C bis ca. 15°C, und eine extrem kalte Zeit bedeutet eine Temperatur von -10°C oder niedriger.

(2) "Die zum Motor gehörenden Bauteile" können das Kühlwasser enthalten, und den Verbrennungsmotor selbst, in den das Ver brennungsgas der Verbrennungsheizung in die Ansaugluft einge führt wird.

In dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor, der die Verbren nungsheizung hat, ist die Ansaugdrosselklappe zur Steuerung ei ner Ansaugluftströmungsrate, die durch den Ansaugdurchgang strömt, an dem Abschnitt des Ansaugdurchgangs vorgesehen, der sich mehr stromabwärts als der Verbindungspunkt des Ansaug durchgangs befindet, der mit der Verbrennungsheizung verbunden ist. Deshalb existiert keine Ansaugdrosselklappe zwischen den Verbindungspunkten des Ansaugdurchlasses, die mit dem Luftver sorgungsdurchlaß und mit dem Verbrennungsgasausstoßdurchgang verbunden sind. Daher wird kein Differenzdruck erzeugt, unab hängig davon, ob die Ansaugdrosselklappe zwischen den Verbin dungspunkten des Ansaugdurchgangs, die mit dem Luftversorgungs durchgang und mit dem Verbrennungsgasausstoßdurchgang verbunden sind, arbeitet. Deshalb passiert es niemals, daß eine Luftge schwindigkeit in dem Verbrennungsheizungskörper, der über den Luftbelieferungsdurchgang und den Verbrennungsgasausstoßdurch gang mit dem Ansaugdurchgang verbunden ist, übermäßig zunimmt. Demgemäß tritt keine Luftströmung in der Verbrennungskammer auf, die stark genug wäre, um die Erzeugung der latenten Flamme zu verhindern, und daher kann die latente Flamme für die Ver brennungsheizung zuverlässig sichergestellt werden.

Da die latente Flamme ferner zuverlässig gewährleistet werden kann, tritt niemals der Fall ein, daß ein Luft-/Kraftstoff verhältnis A/F der Verbrennungsheizung, das für jeden Fahrzeug typ oder jeden Motor festgelegt ist, von einem vorbestimmten Wert abweicht.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ansaugdrosselklappe in dem Verbrennungsmotor gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, der die Verbrennungsheizung enthält, eine Drosselklappe zur Steuerung einer Ausgangsleistung des Verbren nungsmotors sein.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ansaugdrosselklappe in dem Verbrennungsmotor gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, der die Verbrennungsheizung enthält, eine Drosselklappe zur Steuerung eines Zustandes des Verbrennungsmo tors sein.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in dem Verbrennungsmotor, der die Verbrennungsheizung enthält, ge mäß einem der ersten bis dritten Aspekte der Erfindung von Vor teil, wenn ein Verbindungspunkt des Luftbelieferungsdurchgangs zum Ansaugdurchgang mehr stromaufwärts angeordnet ist, als ein Verbindungspunkt des Verbrennungsgasausstoßdurchgangs mit dem Ansaugdurchgang. Der Luftbelieferungsdurchgang und der Verbren nungsgasausstoßdurchgang der Verbrennungsheizung sind zur Atmo sphäre hin nicht direkt geöffnet und deshalb kann eine Auswir kung hinsichtlich der Geräuschreduzierung erwartet werden.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Verbrennungsmotor gemäß dem ersten oder vierten Aspekt der Er findung, der die Verbrennungsheizung enthält, des weiteren ei nen Katalysator aufweisen, der in einem Abgassystem vorgesehen ist. Es ist ferner vorzuziehen, wenn die Ansaugdrosselklappe gedrosselt wird, wenn der Bedarf besteht, eine Temperatur des Katalysators zu erhöhen, und die Verbrennungsheizung arbeitet zumindest dann, wenn die Ansaugdrosselklappe gedrosselt wird.

Hier bedeutet "die Zeit, bei der die Anhebung der Temperatur des Katalysators angefordert wird", daß eine CPU (zentrale Ver arbeitungseinheit), die eine Zentraleinheit eines Computers darstellt, d. h., eine ECU (Motorsteuerungseinheit) zur Steue rung des gesamten Verbrennungsmotors, beurteilt, daß es erfor derlich ist, die Katalysatortemperatur zu erhöhen, in Abhängig keit von einem Zustand, unter dem der Verbrennungsmotor steht. Genauer gesagt geschieht dies während dem Betrieb des Verbren nungsmotors oder nach dem Start des Verbrennungsmotors zu einer kalten Zeit, wenn die Temperatur zwischen ca. -10°C und ca. + 15°C liegt, und zu einer extrem kalten Zeit, wenn die Tempe ratur -10°C oder weniger beträgt, oder wenn die exotherme Men ge des Verbrennungsmotors selbst gering ist (bspw. wenn ein Kraftstoffverbrauch gering ist), und wenn eine Wärmemenge, die von dem Kühlwasser aufgenommen wird, aufgrund der geringen exo thermen Menge des Verbrennungsmotors selbst, bspw. wenn der Mo tor 1 im Leerlauf dreht, gering ist.

In diesem Fall wird in dem Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung, der die Verbrennungsheizung enthält, die Ansaugdros selklappe gedrosselt, wenn eine Anforderung zur Erhöhung der Katalysatortemperatur abgegeben wird, und zumindest zu dieser Zeit arbeitet die Verbrennungsheizung. Daher besteht keine Not wendigkeit zur Anhebung der Temperatur des Abgases, indem le diglich die Ansaugdrosselklappe gedrosselt wird, und das hoch temperierte Abgas aus der Verbrennungsheizung und das Einströ men in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors wärmt die Innenräume der Zylinder des Verbrennungsmotors ausreichend auf. Da eine Innenraumtemperatur des Zylinders des Verbrennungsmo tors ohne beträchtliches Erhöhen eines Drosselungsgrades der Ansaugdrosselklappe erhöht werden kann, besteht demgemäß keine Notwendigkeit, die Ansaugdrosselklappe so stark zu drosseln, wie im Fall des Standes der Technik. Daher wird die Menge der Ansaugluft, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors gelangt, nicht stark reduziert und es kann verhindert werden, daß Rauch ausgestoßen wird. Folglich wird die Reinigung der Emission nicht verschlechtert.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Verbrennungsheizung in dem Verbrennungsmotor gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung, der die Verbrennungsheizung enthält, vor dem Schließen der Ansaugdrosselklappe betrieben werden.

Da die Verbrennungsheizung arbeitet, bevor die Ansaugdrossel klappe geschlossen wird, erfaßt ein Kühlwassertemperatursensor die Temperatur des Verbrennungsmotors durch das Verbrennungs gas, das von der Verbrennungsheizung ausgegeben wird. Wenn die Ventilschließsteuerung der Ansaugdrosselklappe entsprechend der obigen Temperaturerfassung ausgeführt wird, kann die Ventil schließsteuerung der Ansaugdrosselklappe in einem Zustand aus geführt werden, in dem eine Rauchemissionsmenge minimiert wird.

Dies, zusammen mit anderen Aufgaben und Vorteilen, die nachfol gend offensichtlich werden, liegt in den Details der Konstruk tion und der Funktion, wie sie nachfolgend vollständig be schrieben und beansprucht wird, wobei auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil davon bilden, Bezug genommen wird, wobei gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile durchgehend bezeich nen.

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Diskussion in Verbindung mit den beigefüg ten Zeichnungen offensichtlich.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konstruktion des Verbrennungsmotors, der eine Verbrennungsheizung enthält, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die die Verbrennungsheizung in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die die Verbrennungsheizung zeigt, geschnitten durch einen imaginären Schnitt, der die Li nie III-III in Fig. 2 enthält, betrachtet in einer Richtung des Pfeils.

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionssteuerungs start-Ausführungsroutine einer Ansaugdrosselklappe in dem Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel Motor 1

Ein Motor 1 ist ein Verbrennungsmotor mit Wasserkühlung. Der Motor 1 enthält einen Motorblock 3, der mit einem nicht darge stellten Wassermantel ausgestattet ist, durch den das Kühlwas ser, das eines der zum Motor gehörigen Teile ist, zirkuliert, und er enthält eine Luftansaugvorrichtung 5, zur Belieferung von mehreren, nicht dargestellten, Zylindern des Motorblocks 3 mit der für die Verbrennung notwendigen Luft, eine Abgasvor richtung 7 zum Ausstoßen von Abgas, das nach dem Verbrennen des Luft-/Kraftstoffgemisches erzeugt wurde, in die Umgebungsluft ausgestoßen wird, wobei das Luft-/Kraftstoffgemisch aus der Luft aus der Ansaugvorrichtung 5 und einem Kraftstoff, der von einer nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzvorrichtung einge spritzt wurde, zusammengesetzt ist, und er enthält des weiteren eine Fahrzeugraumheizung 9 zur Aufwärmung des Innenraums eines Fahrzeugs, in den der Motor 1 eingebaut ist.

Ansaugvorrichtung 5

Die Luftansaugvorrichtung 5 beginnt strukturell mit einem Luft reiniger 13, der als Filter zur Filterung der Frischluft für die Zylinder dient und an einer nicht dargestellten Ansaugöff nung des Motorblocks 3 endet. Zwischen dem Luftreiniger 13 und der Ansaugöffnung sind entlang der Luftansaugvorrichtung 5 ein Luftmesser 14 und als Bauteile eines Ansaugsystems, ein Kom pressor 15a eines Turboladers 15, eine Verbrennungsheizung 17 zur Verbrennung unter einem Atmosphärendruck, ein Zwischenküh ler 19 und ein Ansaugkrümmer 21 vorgesehen.

Diese Bauteile des Ansaugsystems gehören zu einer Ansaugleitung 23, die mehrere Rohre enthält und die als Ansaugdurchgang als ein anderes Bauteil des Ansaugsystems dient.

Ansaugrohr 23

Das Ansaugrohr 23, das den Kompressor 15a als Grenze hat, wird grob in ein stromabwärtsseitiges Verbindungsrohr 27, das in ei nen komprimierten Zustand gebracht wird, weil die Außenluft, die in die Luftansaugvorrichtung 5 gelangt, zwangsweise in den Kompressor 15a eingeführt wird, und in ein stromaufwärtsseiti ges Verbindungsrohr 25, das nicht in den komprimierten Zustand gebracht wird, unterteilt.

Stromaufwärtsseitiges Verbindungsrohr 25

Das stromaufwärtsseitige Verbindungsrohr 25 ist aus einem stab ähnlichen Hauptströmungsrohr 29, das sich von dem Luftreiniger 13 gerade zu dem Kompressor 15a erstreckt, und aus einem Ver zweigungsrohr 31 für die Heizung, das als Nebenrohr für eine Verbindung im Bypaß mit dem Hauptströmungsrohr 29 dient, aufge baut.

Hauptströmungsrohr 29

Das Hauptströmungsrohr 29 enthält einen Luftmesser 14 und einen Außenlufttemperatursensor 32, die jeweils an einem mittigen Ab schnitt des Hauptströmungsrohrs 29 und an einem Abschnitt des Hauptströmungsrohrs 29, der sich näher an dem Luftreiniger 13 befindet, vorgesehen sind. Der Luftmesser 14 wird später be schrieben und der Außenlufttemperatursensor 32 wird nachfolgend beschrieben.

Außenlufttemperatursensor 32

Der Außenlufttemperatursensor 32 ist in der Nähe eines stromab wärtsseitigen Luftreinigers 13 an einem Abschnitt des Haupt strömungsrohrs 29 befestigt. Die Außenluft A, die von dem Luft reiniger 13 in das Hauptströmungsrohr 29 gelangt, ist die Frischluft für die Verbrennungsheizung 17, ebenso wie für den Motor 1, und der Außenlufttemperatursensor 32 erfaßt eine Tem peratur der Außenluft A.

Verzweigungsrohr 31 für die Heizung

Das Verzweigungsrohr 31 für die Heizung nimmt im wesentlichen eine "U"-Gestalt in der Gesamtkonfiguration ein und umgreift die Verbrennungsheizung 17, die in der Mitte dieses Rohrs 31 angeordnet ist. Das Verzweigungsrohr 31 für die Heizung hat als andere konstruktive Bauteile dieses Verzweigungsrohrs 31 ein Luftversorgungsrohr 33 zur Verbindung eines stromaufwärtsseiti gen Abschnittes der Verbrennungsheizung 17 in einer Luftströ mungsrichtung mit dem Hauptströmungsrohr 29 und dient als Ver sorgungsdurchgang zur Belieferung der Verbrennungsheizung 17 mit der Frischluft von dem Hauptströmungsrohr 29, d. h. mit der Frischluft (vorverbrannte Luft) a1, die für eine Verbrennung in der Verbrennungsheizung 17 verwendet wird, und sie enthält ein Verbrennungsgasausstoßrohr 35 zur Verbindung eines stromab wärtsseitigen Abschnittes der Verbrennungsheizung 17 in der Luftströmungsrichtung mit dem Hauptströmungsrohr 29 und dient als Verbrennungsgasausstoßdurchgang zum Ausstoßen eines Ver brennungsgases (Nachverbrennungsluft) a2, das von der Verbren nungsheizung 17 in das Hauptströmungsrohr 29 abgegeben wurde. Daher dient das Verzweigungsrohr 31 für die Heizung dazu, die Luft über das Luftversorgungsrohr 33 und das Verbrennungsgas ausstoßrohr 35 in die Verbrennungsheizung 17 zu liefern und auszustoßen. Ferner werden der Luftversorgungsdurchgang 33 und der Verbrennungsgasausstoßdurchgang 35 ausschließlich für die Verbrennungsheizung 17 verwendet und deshalb können sie als Bauteile bezeichnet werden, die zur Verbrennungsheizung 17 ge hören.

Verbindungspunkte c1 und c2

In Bezug auf die einzelnen Verbindungspunkte c1, c2 des Haupt strömungsrohrs 29 sind diese jeweils mit dem Luftversorgungs rohr 33 und dem Verbrennungsgasausstoßrohr 35 verbunden. Der Verbindungspunkt c1 ist mehr stromaufwärts von dem Hauptströ mungsrohr 29 als der Verbindungspunkt c2 angeordnet. Deshalb wird die Außenluft (die Frischluft) A von dem Luftreiniger 13 in die divergierende Luft a1 (auf die im folgenden einfach als "die Luft a1" Bezug genommen wird), die am Verbindungspunkt c1 zum Verzweigungsrohr 31 für die Heizung divergiert, und in die Luft a1', die durch das Hauptströmungsrohr 29 ohne Divergieren zum Verbindungspunkt c2 strömt, aufgeteilt.

Die am Verbindungspunkt c1 divergierte Luft a1 strömt über eine Strecke von der Luftversorgungsleitung 33 → die Verbrennungs heizung 17 → das Verbrennungsgasausstoßrohr 35 und strömt als Verbrennungsgas a2 vom Verbindungspunkt c2 zum Hauptströmungs rohr 29 zurück. Ferner wird das Verbrennungsgas a2 am Verbin dungspunkt c2 mit der Luft al' konfluent und kommt als eine mit einem Verbrennungsgas gemischte Luft a3 heraus. Die mit dem Verbrennungsgas vermischte Luft a3 wird als die Luft für die Verbrennung in den Zylindern des Motorblocks 3 verwendet. Es soll betont werden, daß das Verbrennungsgas von der Verbren nungsheizung im allgemeinen im normalen Verbrennungszustand fast keinen Rauch abgibt, in anderen Worten, daß es keinen Koh lenstoff enthält, und das Verbrennungsgas von der Verbrennungs heizung in diesem Ausführungsbeispiel ist das gleiche wie oben. Daher gibt es kein Problem bei der Verwendung des Verbrennungs gases a2 von der Verbrennungsheizung 17 als Ansaugluft für den Verbrennungsmotor.

Stromabwärtsseitiges Verbindungsrohr 27

Das stromabwärtsseitige Verbindungsrohr 27 ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, ein Rohr zur Verbindung des Kompressors 15a mit dem Ansaugkrümmer 21 und hat in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen eine L-Gestalt. Ferner sind jeweils an einem mit tigen Abschnitt und an einem Abschnitt des stromabwärtsseitigen Verbindungsrohrs 27, der sich näher am Ansaugkrümmer 21 befin det, der Zwischenkühler 19 und eine Luftansaugdrosselklappe 20 angeordnet.

Zwischenkühler 19

Der Zwischenkühler 19 ist so aufgebaut, um eine Abnahme der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors zu verhindern, die durch einen Anstieg der Ansauglufttemperatur hervorgerufen wird, indem die Kompressionswärme, die erzeugt wird, wenn die Ansaugluft mit dem Kompressor 15a komprimiert wird, abgekühlt wird.

Ansaugdrosselklappe 20

Die Ansaugdrosselklappe 20 ist, wie oben beschrieben, an dem Abschnitt befestigt, der sich näher am Ansaugkrümmer 21 befin det, und ist deshalb mehr stromabwärtsseitig als der Verbin dungspunkt der Verbrennungsheizung 17 zum Ansaugrohr 23 ange ordnet, genauer gesagt, mehr als der Verbindungspunkt c2, der den Verbrennungsgasausstoßdurchgang 35 mit dem Ansaugrohr 23 verbindet. Ferner ist die Ansaugdrosselklappe 20 ein Ansaug luftmengensteuerventil zur Steuerung einer Menge der Ansaug luftströmungsrate, die durch das Ansaugrohr 23 strömt. Die An saugdrosselklappe 20 steuert die Menge der Ansaugluft, wodurch eine Ausgangsleistung des Motors 1 gesteuert wird, oder wodurch ein Betriebszustand des Motors 1 wie bspw. das Stoppen des Mo tors 1 usw. gesteuert wird. Wenn darüber hinaus verlangt wird, daß eine Katalysatortemperatur eines katalytischen Umwandlers 39, der zur Abgasvorrichtung 7 gehört und später beschrieben wird, angehoben wird, d. h. wenn eine CPU als Zentraleinheit ei ner ECU 46, d. h. ein Computer zur Steuerung des gesamten Motors 1, beurteilt, daß die Katalysatortemperatur des katalytischen Umwandlers 39 in Abhängigkeit von einem Zustand angehoben wer den soll, in dem sich der Motor 1 befindet, wird das Ansaug drosselklappeventil 20 gedrosselt. Der Fall, in dem die Notwen digkeit zur Anhebung der Katalysatortemperatur ansteigt, tritt während eines Betriebes des Verbrennungsmotors oder nach dem Start des Verbrennungsmotors zu einer kalten Zeit und zu einer extrem kalten Zeit auf, oder wenn eine exotherme Menge des Ver brennungsmotors selbst gering ist (bspw. wenn ein Verbrauch von Kraftstoff gering ist) und wenn eine Wärmemenge, die von dem Kühlwasser aufgenommen wird, aufgrund der geringen exothermen Menge des Verbrennungsmotors selbst gering ist, bspw. wenn sich der Motor 1 in einem Leerlaufzustand befindet. Ferner bedeutet die kalte Zeit eine Temperatur von ca. -10°C bis ca. 15°C und die extrem kalte Zeit bedeutet eine Temperatur von -10°C oder darunter. Auf den Fall, in dem die Notwendigkeit zur Anhebung der Katalysatortemperatur zum Zwecke des Komforts ansteigt, wird als ein Fall Bezug genommen, bei dem eine "Abgastempe raturanstiegssteuerung" verlangt wird. Ferner kann der Fall der beantragten Abgastemperaturanstiegssteuerung bedeuten, daß sich der Motor 1 in einem Betriebszustand befindet, in dem die Not wendigkeit zum Betreiben der Verbrennungsheizung 17 vorliegt.

Abgasvorrichtung 7

Andererseits beginnt die Abgasvorrichtung 7 konstruktiv mit ei ner nicht dargestellten Auslaßöffnung des Motorblocks 3 und en det mit einem Schalldämpfer 41. Zwischen der Auslaßöffnung und dem Schalldämpfer 41 ist die Abgasvorrichtung 7 mit einem Ab gaskrümmer 38, einer Turbine 15b des Turboladers 15 und einem katalytischen Umwandler 39 entlang eines Abgasrohrs 42 als Strukturen des Abgassystems vorgesehen, was eine Konstruktion des Abgassystems darstellt. Die durch die Abgasvorrichtung 7 strömende Luft wird mit dem Bezugszeichen a4 als ein Abgas des Motors 1 bezeichnet.

Verbrennungsheizung 17

Als nächstes wird eine schematische Konstruktion der Verbren nungsheizung 17 in den Fig. 2 und 3 gezeigt.

Ein Verbrennungszustand der Verbrennungsheizung 17 wird durch die CPU gesteuert, und, wenn es erforderlich ist, die Ansaug drosselklappe 20 zu drosseln, nämlich, wenn es erforderlich ist, die wirksame Fläche des stromabwärtsseitigen Verbindungs rohrs 27 zu verringern, wird die Verbrennungsheizung 17 vor dieser Drosselung betrieben.

Die Verbrennungsheizung 17 ist mit dem Wassermantel des Motor blocks 3 verbunden und enthält einen Motorkühlwasserdurchgang 17a, durch den das Kühlwasser von dem Wassermantel hindurch strömen soll. Das Motorkühlwasser (durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 dargestellt), das durch den Kühlwasserdurchgang 17a strömt, geht während der Zeit, in der das Kühlwasser die Wärme von der Verbrennungskammer 17d aufnimmt und somit aufgewärmt wird, durch eine Verbrennungskammer 17d, die im Inneren der Verbrennungsheizung 17 ausgebildet ist.

Verbrennungskammer 17d

Die Verbrennungskammer 17d ist aus einem Verbrennungszylinder 17b aufgebaut, aus dem Flammen abgegeben werden, und aus einer zylindrischen Trennwand 17c zur Abdeckung des Verbrennungszy linders 17b, um zu verhindern, daß die Flammen nach draußen lecken. Da der Verbrennungszylinder 17b mit der Trennwand 17c abgedeckt ist, wird die Verbrennungskammer 17d im Inneren durch die Trennwand 17c definiert. Anschließend wird auch die Trenn wand 17c mit einer externen Wand 43a der Verbrennungsheizung 17 abgedeckt, mit einem Zwischenraum dazwischen. Mit diesem Zwi schenraum wird der Kühlwasserdurchgang 17a zwischen einer inne ren Oberfläche der äußeren Wand 43a und einer äußeren Oberflä che der Trennwand 17c erzeugt.

Ferner hat die Verbrennungskammer 17d eine Luftversorgungsöff nung 17d1 und eine Abgasausstoßöffnung 17d2, die jeweils direkt mit dem Luftversorgungsdurchgang 33 und dem Verbrennungsgasaus stoßdurchgang 35 verbunden sind.

Anschließend strömt die Luft a1. die von dem Luftversorgungs durchgang 33 geliefert wird, infolge des Eintretens in die Ver brennungskammer 17d über die Luftversorgungsöffnung 17d1 hin durch und gelangt zur Abgasausstoßöffnung 17d2. Danach strömt die Luft a1, wie vorstehend beschrieben wurde, über den Ver brennungsgasausstoßdurchgang 35 als Verbrennungsluft a2 in das Hauptströmungsrohr 29. Daher nimmt die Verbrennungskammer 17d die Gestalt eines Luftdurchgangs ein, der es erlaubt, daß die Luft a1 in der Verbrennungsheizung 17 in die Luft a2 geändert wird.

Anschließend ist die Luft a2, die über den Verbrennungsgasaus stoßdurchgang 35 nach der Verbrennung in der Verbrennungshei zung 17 zum Hauptströmungsrohr 29 zurückströmt, sozusagen das Verbrennungsgas, das von der Verbrennungsheizung 17 ausgestoßen wird und deshalb die Wärme hält. Anschließend strömt die Luft a2, die die Wärme hält, aus der Verbrennungsheizung 17 in den Verbrennungsgasausstoßdurchgang 35, wobei während der Zeit die Wärme, die von der Luft a2 gehalten wird, über die Trennwand 17c auf das Motorkühlwasser übertragen wird, das durch den Mo torkühlwasserdurchgang 17a strömt und somit das Motorkühlwasser wie vorstehend erläutert wurde, aufgewärmt wird.

Das erwärmte Motorkühlwasser strömt zum Wassermantel des Motors 1 und wärmt den Motorblock 3 auf.

Verbrennungszylinder 17b

Ferner enthält der Verbrennungszylinder 17b ein Kraftstoffver sorgungsrohr 17e, das mit einer nicht dargestellten Kraftstoff pumpe verbunden ist, und ein Kraftstoff zur Verbrennung wird infolge der Aufnahme eines Pumpendrucks der Kraftstoffpumpe, davon zum Verbrennungszylinder 17b geliefert. Die Kraftstoff pumpe und das Kraftstoffversorgungsrohr 17e können als Kraft stoffversorgungsvorrichtung klassifiziert werden. Eine Kraft stoffversorgungsmenge wird auf der Basis des Betriebes der Kraftstoffpumpe zeitweise als integrierter Wert der Kraftstoff versorgungsmengen vom Zeitpunkt des Start des Betriebes der Kraftstoffpumpe in einen RAM (Random-Zugangsspeicher) der ECU 46 zur Steuerung des Verbrennungszustandes der Verbrennungshei zung 17 gespeichert und wird von der CPU, die die zentrale Ein heit der ECU darstellt, bei Bedarf abgerufen.

Verflüssigter Kraftstoff 18

Der zu liefernde Verbrennungskraftstoff ist verflüssigter Kraftstoff 18, der gemäß Fig. 3 an eine Kraftstoffverdampfungs einheit 17f geliefert wird, wobei der verflüssigte Kraftstoff 18 in einen verdampften Kraftstoff 18' verdampft wird. Dieser verdampfte Kraftstoff 18' wird durch eine Zündvorrichtung, d. h. durch eine Glühkerze 17g, zur Erzeugung der Wärme gezündet, wenn sie von einer nicht dargestellten Batterie gespeist wird. Infolge der Erzeugung der Wärme durch die Glühkerze 17g zählt ein Timer Tim (siehe Fig. 1) eine tatsächliche Verstreichzeit vom Beginn der Stromversorgung der Glühkerze 17g und ein Zähl wert davon wird zeitweise in dem RAM gespeichert. Anschließend wird der Zählwert von der CPU bei Bedarf abgerufen.

Ionensensor 17h und Kraftstofferwärmungsverdampfungsplatte 17i

Ferner sind die Elemente, die in Fig. 3 durch die Bezugszeichen 17h und 17i bezeichnet sind, ein Ionensensor, der als Zündsen sor dient, und eine Kraftstofferwärmungsverdampfungsplatte. Der verdampfte Kraftstoff 18' wird in der Nähe der Kraftstofferwär mungsverdampfungsplatte 17i entzündet, wodurch eine latente Flamme F' erzeugt wird, die sich zu Flammen F entwickelt. Ein Luftgebläse 45 läßt die latente Flamme F' zu Flammen anwachsen.

Luftgebläse 45

Das Luftgebläse 45 ist stromabwärts von der Verbrennungskammer 17d angeordnet und nimmt die Gestalt des Luftströmungsdurch gangs ein. Anschließend steuert die CPU der ECU 46 den Betrieb des Luftgebläses 45, wodurch die Ausgangsleistung gesteuert wird. Eine Menge der Luft, die durch die Verbrennungskammer 17d strömt, wird unter dieser Ausgangssteuerung verändert. Daher kann die Menge der Luft, die durch die Verbrennungskammer 17d strömt, durch Steuern der Ausgangsleistung des Luftgebläses 45 gesteuert werden.

Zirkulation des Kühlwassers

Als nächstes wird eine Zirkulation des Motorkühlwassers durch den Motorkühlwasserdurchgang 17a unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Motorkühlwasserdurchgang 17a

Der Motorkühlwasserdurchgang 17a hat eine Kühlwassereinlaßöff nung 17a1, die mit dem Wassermantel des Motorblocks 3 verbunden ist, und eine Kühlwasserauslaßöffnung 17a2, die mit der Fahr zeugraumheizung 9 verbunden ist.

Wasserleitungen W1-W3

Zwischen der Kühlwassereinlaßöffnung 17a1 und dem Motorblock 3 ist eine Wasserleitung W1 vorgesehen und die Kühlwasserauslaß leitung 17a2 ist durch eine Wasserleitung W2 mit der Fahrzeug raumheizung 9 verbunden.

Die Verbrennungsheizung 17 ist über diese Wasserleitungen W1, W2 mit dem Wassermantel des Motorblocks 3 und ebenso mit der Fahrzeugraumheizung 9 verbunden. Ferner ist die Fahrzeugraum heizung 9 über eine Wasserleitung W3 mit dem Motorblock 3 ver bunden.

Dementsprechend strömt das Kühlwasser in dem Wassermantel des Motorblocks 3 in der folgenden Strömungssequenz. (1) Es strömt durch die Wasserleitung W1 und gelangt über die Motorkühlwas sereinlaßöffnung 17a1 in die Verbrennungsheizung 17 und wird dort erwärmt. (2) Das erwärmte Kühlwasser strömt aus der Kühl wasserauslaßöffnung 17a2 der Verbrennungsheizung 17 aus und ge langt durch die Wasserleitung W2 in die Fahrzeugraumheizung 9. (3) Anschließend strömt das Motorkühlwasser, dessen Temperatur beim Wärmeaustausch in der Fahrzeugraumheizung 9 abgenommen hat, danach über die Wasserleitung W3 zurück zum Wassermantel. Es soll darauf hingewiesen werden, daß der Wassermantel mit ei nem Wassertemperatursensor 47 zur Erfassung einer Temperatur des Motorkühlwassers versehen ist.

Auf diese Weise zirkuliert das Motorkühlwasser zwischen dem Mo torblock 3, der Verbrennungsheizung 17 und der Fahrzeugraumhei zung 9 über die Wasserleitungen W1, W2, W3.

Elektrische Verbindungen verschiedener Sensoren zur ECU 46

Darüber hinaus ist die ECU 46 elektrisch mit dem Ionensensor 17h, dem Außenlufttemperatursensor 32, dem Wassertemperatursen sor 47, dem Timer Tim, dem Luftgebläse 45 und der Kraftstoff pumpe verbunden. Anschließend steuert die CPU in geeigneter Weise einen Verbrennungszustand der Verbrennungsheizung 17 in Abhängigkeit von Ausgangswerten der Sensoren 17h, 32, dem Timer Tim und dem Luftgebläse 45 und von Parametern der Kraftstoff pumpe und dergleichen, wodurch ein optimaler Zustand einer Kraft und einer Größe und einer Temperatur der Flammen in der Verbrennungsheizung 17 erhalten wird. Ferner steuert die CPU auf diese Weise den Verbrennungszustand der Verbrennungsheizung 17, wobei eine Temperatur des Abgases von der Verbrennungshei zung 17 und das Luft-/Kraftstoffverhältnis gesteuert werden. Ferner steuert die CPU einen Grad der Drosselung der Ansaug drosselklappe 20 ebenso wie die Steuerung des Verbrennungshei zung 17.

Luftströmungsmesser 14

Ferner ist ein Luftströmungsmesser 14, der an dem Hauptströ mungsrohr 29 angebracht ist, zwischen den Verbindungspunkten c1 und c2 des Hauptströmungsrohrs 29, die jeweils mit dem Ansaug luftversorgungsdurchgang 33 und dem Verbrennungsgasauslaßdurch gang 35 verbunden sind, angeordnet.

Der Luftströmungsmesser wird im allgemeinen als Luftwider standskonstruktion bezeichnet, die die Strömung der Luft, die durch den Ansaugdurchgang strömt, behindert und deshalb ist ein Druck der Luft aus dem Luftströmungsmesser geringer als ein Druck der Luft, die in den Luftströmungsmesser gelangt. Der Luftströmungsmesser erzeugt nämlich einen Differenzdruck zwi schen seiner Einlaßseite und seiner Auslaßseite. Der Luftströ mungsmesser als Einlaßluftwiderstandskonstruktion, die den Dif ferenzluftdruck zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite davon erzeugt, ist an einem Abschnitt 29m der Hauptleitung vor gesehen, d. h. des Hauptströmungsrohrs 29 in Bezug zur Verbren nungsheizung 17, die im Bypaß mit dem Hauptstrom 29 verbunden ist, zwischen dem Verbindungspunkt c1, der den Luftversorgungs durchgang 33 mit dem Hauptströmungsrohr 29 verbindet, und dem Verbindungspunkt c2, der den Verbrennungsgasauslaßdurchgang 35 mit dem Hauptströmungsrohr 29 verbindet. In diesem Fall könnte ein großer Differenzdruck zwischen den Verbindungspunkten c1 und c2 vorliegen, d. h. zwischen der Einlaßseite des Luftversor gungsdurchgangs 33 und der Auslaßseite des Verbrennungsgasaus laßdurchgangs 35, und daher wird eine Luftströmungsgeschwindig keit in der Verbrennungskammer 17d der Verbrennungsheizung 17, die sich zwischen dem Luftversorgungsdurchgang 33 und dem Ver brennungsgasauslaßdurchgang 35 befindet, übermäßig, mit dem Er gebnis, daß eine Zündeigenschaft abnehmen könnte.

Wenn dies der Fall ist, ist es vorteilhaft, wenn der Luftströ mungsmesser bspw. als Luftströmungsmesser der Heißdrahtbauart oder der Filmbauart aufgebaut ist, die einen geringeren Diffe renzdruck zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite erzeu gen.

Betriebssteuerungsausführungsroutine der Ansaugdrosselklappe 20

Als nächstes wird eine Betriebssteuerungsausführungsroutine der Ansaugdrosselklappe 20 unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Diese Routine ist ein Teil eines nicht dargestellten normalen Ablaufdiagramms zum Betreiben des Motors 1 und besteht aus den Schritten S101-S103, die im nachfolgenden beschrieben werden. Ein ROM der ECU 46 speichert ein Ablaufdiagramm, das aus diesen Schritten besteht. Anschließend werden alle die Prozesse in den jeweiligen Schritten in den Ablaufdiagrammen durch die CPU der ECU 46 ausgeführt. In der nachfolgenden Diskussion wird ein Schritt 101 bspw. als S101 unter Verwendung des Symbols "S" ab gekürzt.

Nachdem der Motor 1 gestartet wurde, bewegt sich der Prozeß zu dieser Routine, um in S101 damit zu beginnen, zu beurteilen, ob ein Flag zum Anfordern der Abgastemperaturerhöhungssteuerung bereits gesetzt wurde oder nicht, d. h. ob sich der Motor 1 in dem Betriebszustand befindet, in dem die Verbrennungsheizung 17 arbeiten muß. In diesem Fall wird ein Fall, in dem die Verbren nungsheizung 17 arbeiten muß, beispielhaft beschrieben, wobei eine Temperatur des Motorkühlwassers natürlicherweise niedrig ist, d. h. sie ist niedriger als eine vorbestimmte Temperatur, bspw. 60°C.

Ein Wassertemperatursensor 47 des Wassermantels des Motorblocks 3 erfaßt eine Temperatur des Motorkühlwassers. Wenn in S101 ei ne bestätigende Antwort vorliegt, schreitet der Prozeß zu S102.

In S102 wird beurteilt, ob sich die Verbrennungsheizung 17 in Betrieb befindet oder nicht, d. h., ob die flammenartige Ver brennung stattfindet oder nicht.

Wenn die Temperatur des Motorkühlwassers höher als die vorbe stimmte Temperatur von bspw. 60°C ist, zeigt dies ferner an, daß sich der Motor 1 in dem Betriebszustand befindet, in dem kein Bedarf an der Verbrennungsheizung 17 besteht, und deshalb erfolgt eine negative Beurteilung in S101. Anschließend wird die Routine beendet.

In S103 wird die Steuerung des Schließens der Ansaugdrossel klappe 20 ausgeführt.

Die vorhergehende Beschreibung erläutert den Motor 1, der die Verbrennungsheizung 17 des Ausführungsbeispiels der vorliegen den Erfindung aufweist.

Betrieb und Auswirkungen des Ausführungsbeispiels

Als nächstes wird der Betrieb und die Auswirkungen des Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Im Motor 1 ist die Ansaugdrosselklappe 20 an dem Abschnitt vor gesehen, der mehr stromabwärts angeordnet ist, als die Stelle der Ansaugleitung 23, an der die Verbrennungsheizung 17 befe stigt ist. Daher gibt es keine Ansaugdrosselklappe 20 an dem Abschnitt 29m zwischen den Verbindungspunkten c1 und c2 des Hauptströmungsrohrs 29 der Ansaugleitung 23, die jeweils mit dem Luftversorgungsdurchgang 33 und mit dem Verbrennungsgasaus laßdurchgang 35 verbunden sind. Folglich wird kein Differenz druck zwischen dem Luftversorgungsdurchgang 33 und dem Verbren nungsgasauslaßdurchgang 35, die jeweils mit dem Ansaugrohr 23 verbunden sind, erzeugt, unabhängig davon, ob die Ansaugdros selklappe 20 arbeitet oder nicht. Deshalb passiert es nie, daß dort eine Luftströmungsgeschwindigkeit in der Verbrennungskam mer 17d der Verbrennungsheizung 17, die mit dem Ansaugrohr 23 über den Luftversorgungsdurchgang 33 und dem Verbrennungsgas auslaßdurchgang 35 verbunden ist, übermäßig ansteigt. Demgemäß tritt keine Luftströmung in der Verbrennungskammer 17d auf, die stark genug ist, um es unmöglich zu machen, die latente Flamme F' für die Verbrennungsheizung 17 zu erzeugen, und daher kann die latente Flamme F' für die Verbrennungsheizung 17 zuverläs sig gewährleistet werden.

Da die latente Flamme F' zuverlässig sichergestellt werden kann, passiert es ferner niemals, daß das Luft-/Kraftstoffver hältnis A/F der Verbrennungsheizung, das für jede Fahrzeugart oder jeden Fahrzeugmotor eingestellt ist, von dem vorbestimmten Wert abweicht.

Vielmehr sind der Luftversorgungsdurchgang 33 und der Verbren nungsgasauslaßdurchgang 35 der Verbrennungsheizung 17 nicht di rekt zur Umgebungsluft hin geöffnet und deshalb kann eine Aus wirkung hinsichtlich einer Reduzierung von Geräuschen erwartet werden.

Ferner wird in dem Motor 1 dann, wenn eine Anforderung für die Abgastemperaturerhöhungssteuerung vorliegt, die Ansaugdrossel klappe 20 gedrosselt und wenigstens zu dieser Zeit arbeitet die Verbrennungsheizung 17. Daher besteht keine Notwenigkeit zur Erhöhung der Temperatur des Abgases des Motors 1 durch Drosseln der Ansaugdrosselklappe 20 und das hochtemperierte Abgas, das von der Verbrennungsheizung 17 in die Verbrennungskammer des Motors 1 strömt, wärmt das Innere der Verbrennungskammer des Motors 1 ausreichend auf. Da die Innenraumzylindertemperatur des Motors 1 ohne großes Drosseln der Ansaugdrosselklappe 20 erhöht werden kann, ist es demgemäß nicht notwendig, die Innen raumzylindertemperatur durch großes Reduzieren der Ansaugluft menge zu erhöhen. Daher wird die Emissionsreinigung nicht ver schlechtert, da es möglich ist, den Ausstoß von Rauch aus dem Motor 1 zu verhindern.

Anschließend arbeitet die Verbrennungsheizung 17 vor der Ven tilschließsteuerung der Ansaugdrosselklappe 20. Demgemäß erfas sen die verschiedenen Temperatursensoren die Temperaturen der verschiedenen Elemente bugl. des Motors 1, die auf dem von der Verbrennungsheizung 17 abgegebenen Verbrennungsgas basieren. Wenn die Ventilschließsteuerung der Ansaugdrosselklappe ent sprechend der obigen Temperaturerfassung ausgeführt wird, kann der Grad des Schließens der Ansaugdrosselklappe 20 in einem Zu stand gesteuert werden, in dem eine Rauchabgabemenge minimiert ist.

Wie vorstehend diskutiert kann die latente Flamme für die Ver brennungsheizung in einem Verbrennungsmotor, der die Verbren nungsheizung gemäß der vorliegenden Erfindung hat, zuverlässig gewährleistet werden, und es ist einfach, das Abgas gut zu rei nigen, während die Verschlechterung der Reinigung der Emission verhindert wird.

Ein Verbrennungsmotor 1, der eine Verbrennungsheizung 17 hat, ist so konstruiert, daß eine latente Flamme (F) für die Ver brennungsheizung zuverlässig sichergestellt wird, und daß er ein Abgas gut reinigt, während eine Verschlechterung der Reini gungsemission verhindert wird. Die Verbrennungsheizung 17 des Motors 1 arbeitet, wenn sich der Motor in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, um eine Temperatur des Kühlwassers zu erhöhen. Die Verbrennungsheizung 17 ist im Bypaß durch einen Luftbelieferungsdurchgang 33, eine Verbrennungskammer 17e und einen Verbrennungsgasauslaßdurchgang 35 mit einem Ansaugrohr 23 des Motors 1 verbunden. Eine Ansaugdrosselklappe 20 ist an ei nem Abschnitt in dem Ansaugrohr 23 vorgesehen, der sich mehr stromabwärts als ein Verbindungspunkt c2 befindet, der das An saugrohr 23 mit dem Ansaugrohr 33 der Verbrennungsheizung ver bindet. Ein katalytischer Umwandler 39 ist in einem Abgassystem des Motors 1 vorgesehen. Wenn eine Anforderung zur Erhöhung ei ner Temperatur eines Katalysators des katalytischen Umwandlers 39 vorliegt, wird die Ansaugdrosselklappe 20 gedrosselt und zu mindest dann arbeitet die Verbrennungsheizung 17, wenn die An saugdrosselklappe 20 gedrosselt wird.

Claims

1. Verbrennungsmotor (1), der eine Verbrennungsheizung (17) enthält, die die folgenden Bauteile aufweist:
eine Verbrennungskammer (17d);
einen Luftversorgungsdurchgang (33) zur Belieferung der Verbrennungskammer (17d) mit der Verbrennungsluft;
einen Kraftstoffversorgungsdurchgang (17e) zur Belieferung der Verbrennungskammer (17d) mit einem Verbrennungskraftstoff;
eine Zündvorrichtung (17g) zur Zündung des Verbrennungs kraftstoffes, der durch den Kraftstoffversorgungsdurchgang (17e) in die Verbrennungskammer (17d) geliefert wurde; und
ein Verbrennungsgasauslaßdurchgang (35) zum Ausstoßen ei nes Verbrennungsgases aus der Verbrennungskammer (17d), das aus dem Verbrennungskraftstoff erzeugt wurde, der in der Verbren nungskammer (17d) mit der Zündung durch die Zündvorrichtung (17g) verbrannt wurde, wobei die Verbrennungsheizung (17) die Temperaturen von zum Motor gehörigen Bauteilen, erhöht, indem die Verbrennungsheizung arbeitet, wenn sich der Verbrennungsmo tor (1) in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet,
wobei die Verbrennungsheizung im Bypaß durch den Luftver sorgungsdurchgang (33), die Verbrennungskammer (17d) und den Verbrennungsgasauslaßdurchgang (35) mit einem Ansaugdurchgang (29) des Verbrennungsmotors (1) verbunden ist, und wobei
eine Ansaugdrosselklappe (20) zur Steuerung einer Menge der Ansaugluft, die durch den Ansaugdurchgang strömt, in dem Ansaugdurchgang (27) an einem Abschnitt vorgesehen ist, der sich mehr stromabwärts als ein Verbindungspunkt (c2) befindet, der den Ansaugdurchgang (27) mit der Verbrennungsheizung (17) verbindet.

2. Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungsheizung gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdrosselklappe (20) ein Drosselventil zur Steuerung einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors (1) ist.

3. Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungsheizung gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdrosselklappe (20) ein Drosselventil zur Steuerung eines Zustandes des Ver brennungsmotors (1) ist.

4. Verbrennungsmotors mit einer Verbrennungsheizung gemäß ei nem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Verbindungspunkt (c1) des Ansaugdurchgangs (27), der mit dem Luftversorgungsdurchgang (33) verbunden ist, mehr stromaufwärts befindet als ein Verbindungspunkt (c2) des Ansaugdurchgangs (27), der mit dem Abgasauslaßdurchgang (35) verbunden ist.

5. Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungsheizung gemäß An spruch 1 oder 4, des weiteren gekennzeichnet durch einen Kata lysator (39), der in einem Abgassystem davon vorgesehen ist, wobei die Ansaugdrosselklappe (20) gedrosselt wird, wenn eine Anforderung zur Anhebung einer Temperatur des Katalysators (39) erfolgt, und wobei die Verbrennungsheizung (17) wenigstens dann arbeitet, wenn die Ansaugdrosselklappe (20) gedrosselt ist.

6. Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungsheizung gemäß An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsheizung (17) vor dem Schließen der Ansaugdrosselklappe (20) arbeitet.