JP2003056419A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、車両などに搭載される内燃機関に
おいて、内燃機関の始動性や暖機運転時における燃焼安
定性を向上させ、排気エミッションの向上に寄与するこ
とを課題とする。 【解決手段】 本発明に係る内燃機関は、燃焼式ヒータ
１４から排出されるガスを内燃機関１の吸気通路２へ導
入するよう構成された内燃機関において、燃焼式ヒータ
１４から内燃機関１へ気化燃料を供給する場合に、内燃
機関１の運転状態およびまたは使用環境に応じて燃焼式
ヒータ１４の作動状態を変更することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両などに搭載さ
れる内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車などに搭載される内燃機関
では、冷間時における室内用暖房装置の性能向上や暖機
促進などを目的として、燃焼式ヒータが併設される技術
が提案されている。

【０００３】上記したような燃焼式ヒータとしては、例
えば、内燃機関と独立した燃焼室と、前記燃焼室へ内燃
機関の燃料の一部を供給するポンプ機構と、前記燃焼室
へ空気を供給する送風ファンと、前記ポンプ機構により
燃焼室へ供給された燃料を加熱して気化させる気化グロ
ープラグと、気化グロープラグによって気化された燃料
及び送風ファンにより供給された空気の混合気を更に加
熱して燃焼させる点火グロープラグと、燃焼室内で発生
した燃焼熱を所定の熱媒体（機関冷却水や暖房用空気な
ど）へ伝達させる熱交換部と、燃焼室内で燃焼されたガ
スを内燃機関の吸気通路へ導く燃焼ガス供給通路とを備
えた燃焼式ヒータが知られている。

【０００４】このような燃焼式ヒータが内燃機関に併設
された場合には、内燃機関の冷間時に燃焼式ヒータで燃
焼されたガスを内燃機関の吸気通路へ供給することによ
り、内燃機関の吸気温度や気筒内の雰囲気温度を高める
ことが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな燃焼式ヒータは、効率の高い燃焼、言い換えれば完
全燃焼に近い燃焼を行うことが可能であるため、燃焼式
ヒータから排出される燃焼ガスには、少量の酸素と多量
の二酸化炭素が含まれることになる。

【０００６】従って、内燃機関が冷間状態にあるときに
燃焼式ヒータから内燃機関の吸気通路へ燃焼ガスが供給
されると、燃焼ガスの熱によって吸気温度や気筒内の雰
囲気温度を高めることが可能となるものの、内燃機関に
吸入される酸素量が減少すると同時に二酸化炭素量が増
加してしまい、内燃機関における燃料の着火性や燃焼安
定性が損なわれ、それにより排気エミッションの悪化を
招く虞がある。

【０００７】本発明は、上記したような種々の事情に鑑
みてなされたものであり、内燃機関において、内燃機関
における燃料の着火性や燃焼安定性を高めることができ
る技術を提供することにより、排気エミッションの悪化
防止に寄与することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した目的
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関は、燃料を加熱して気化させ
る燃料気化機構と、前記燃料気化機構により気化された
燃料を燃焼させることなく内燃機関の吸気通路へ導く気
化燃料供給手段と、前記燃料気化機構により気化された
燃料を前記内燃機関の吸気通路へ供給するときに、前記
内燃機関の運転状態およびまたは使用環境に応じて前記
燃料気化機構の作動状態を制御する気化燃料供給制御手
段と、を備えることを特徴としている。

【０００９】この発明は、燃料気化機構から内燃機関へ
気化燃料を供給する場合に、内燃機関の運転状態や使用
環境に応じて燃料気化機構の作動状態を制御することを
最大の特徴としている。

【００１０】かかる内燃機関では、燃料気化機構から内
燃機関の吸気通路へ気化燃料を供給する場合に、気化燃
料供給制御手段が内燃機関の運転状態およびまたは使用
環境に応じて燃料気化機構の作動状態を変更する。

【００１１】この場合、燃料気化機構は、内燃機関の運
転状態や使用環境に適した作動状態となるため、燃料気
化機構から内燃機関の吸気通路へ供給される気化燃料の
状態も内燃機関の運転状態や使用環境に適した状態とな
る。

【００１２】この結果、内燃機関が如何なる運転状態お
よびまたは如何なる使用環境下にあっても、それらの運
転状態や使用環境に適した状態の気化燃料が内燃機関へ
供給されることになるため、内燃機関の燃焼室内に可燃
性の高い混合気が形成されるようになる。

【００１３】また、本発明に係る内燃機関は、以下のよ
うな手段を採用してもよい。すなわち、本発明に係る内
燃機関は、内燃機関と独立した燃焼室を具備する燃焼式
ヒータと、前記燃焼室内のガスを前記内燃機関の吸気通
路へ導くガス供給通路と、前記燃焼式ヒータから前記吸
気通路へ気化燃料を供給する際に、前記内燃機関の運転
状態およびまたは使用環境に応じて前記燃焼式ヒータの
作動状態を制御する気化燃料供給制御手段と、を備える
ことを特徴としている。

【００１４】この発明は、燃焼式ヒータから排出される
ガスを内燃機関の吸気通路へ導入するよう構成された内
燃機関において、燃焼式ヒータから内燃機関の吸気通路
へ気化燃料を供給する際に、内燃機関の運転状態や使用
環境に応じて燃焼式ヒータの作動状態を制御することを
最大の特徴としている。

【００１５】かかる内燃機関では、燃焼式ヒータから内
燃機関の吸気通路へ気化燃料を供給する場合に、気化燃
料供給制御手段が内燃機関の運転状態およびまたは使用
環境に応じて燃焼式ヒータの作動状態を変更することに
なる。

【００１６】この場合、燃焼式ヒータは、内燃機関の運
転状態や使用環境に適した作動状態となるため、燃焼式
ヒータから内燃機関の吸気通路へ供給される気化燃料の
状態も内燃機関の運転状態や使用環境に適した状態とな
る。

【００１７】この結果、内燃機関が如何なる運転状態お
よびまたは如何なる使用環境下にあっても、それらの運
転状態や使用環境に適した状態の気化燃料が内燃機関へ
供給されることになるため、内燃機関の燃焼室内に可燃
性の高い混合気が形成されるようになる。

【００１８】本発明に係る内燃機関において、燃焼式ヒ
ータとしては、内燃機関と独立した燃焼室と、その燃焼
室へ燃料を供給する燃料供給機構と、前記燃焼室へ供給
される燃料を加熱して気化させる加熱機構と、前記燃焼
室へ空気を供給する送風機構とを具備した燃焼式ヒータ
を例示することができる。

【００１９】この場合、気化燃料供給制御手段は、内燃
機関の運転状態およびまたは使用環境に従って燃料供給
機構と加熱機構と送風機構との少なくとも一つの作動状
態を制御するようにすればよい。

【００２０】例えば、気化燃料供給制御手段は、内燃機
関の機関回転数が高くなるほど又は吸入空気量が多くな
るほど、燃焼式ヒータから吸気通路へ供給される気化燃
料量が多くなるよう燃料供給機構と加熱機構と送風機構
との少なくとも一つを制御するようにしてもよい。

【００２１】これは、燃焼式ヒータから吸気通路へ供給
される気化燃料量が機関回転数に関わらず一定である
と、機関回転数の上昇により吸入空気量が増加した時に
吸入空気量に対する気化燃料量が過剰に少なくなり、又
は、機関回転数の低下により吸入空気量が減少した時に
吸入空気量に対する気化燃料量が過剰に多くなる虞があ
るからである。

【００２２】また、気化燃料供給制御手段は、燃料の温
度が低くなるほど加熱量が多くなるよう加熱機構を制御
するようにしてもよい。これは、燃料温度が低くなるほ
ど、燃料の気化に要する熱量が増加するからである。

【００２３】尚、外気温度や機関冷却水が低くくなる環
境下では、それに応じて燃料温度も低くなるため、気化
燃料供給制御手段は、燃料温度の変わりに外気の温度や
機関冷却水の温度をパラメータとして加熱機構を制御す
るようにしてもよい。

【００２４】また、本発明に係る内燃機関において、燃
焼式ヒータを構成する燃料供給機構と加熱機構と送風機
構とがバッテリの電圧を駆動源として作動する機構であ
る場合には、気化燃料供給制御手段は、バッテリの出力
電圧が低くなるほど、加熱機構の印加電圧を高めるとと
もに燃料供給機構及び送付機構の印加電圧を低下させる
ようにしてもよい。

【００２５】また、本発明に係る内燃機関は、ガス供給
通路を流れるガスの空燃比を検出する空燃比検出手段を
更に備え、気化燃料供給制御手段は、空燃比検出手段の
検出値が所望の目標空燃比と一致するように燃料供給機
構と加熱機構と送風機構との少なくとも一つをフィード
バック制御するようにしてもよい。

【００２６】ここで、燃焼式ヒータから内燃機関へ気化
燃料を供給する場合には、燃焼式ヒータにおいて加熱機
構により気化された燃料と送風機構により供給された空
気との混合気（以下、気化燃料ガスと称する）がガス供
給通路を介して内燃機関の吸気通路へ供給されることに
なる。

【００２７】その際、前記した気化燃料ガスの空燃比が
過剰に高くなると、内燃機関で燃焼に供される混合気の
空燃比が過剰に高くなる虞がある。一方、前記した気化
燃料ガスの空燃比が過剰に低くなると、内燃機関で燃焼
に供される混合気の空燃比が過剰に低くなる虞がある。

【００２８】これに対し、ガス供給通路を流れる気化燃
料ガスの空燃比を検出するとともに、検出された空燃比
が所望の目標空燃比と一致するように燃料供給機構と加
熱機構と送風機構との少なくとも一つをフィードバック
制御することにより、内燃機関で燃焼に供される混合気
の空燃比が過剰に高く又は低くなることを防止すること
が可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の具
体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

【００３０】＜第１の実施の形態＞先ず、本発明に係る
内燃機関の第１の実施の形態について図１〜図１３に基
づいて説明する。

【００３１】図１は、本発明を適用する内燃機関の概略
構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの
気筒１ａを備えた水冷式の筒内噴射型ディーゼルエンジ
ンである。この内燃機関１には、図示しないクランクシ
ャフトが所定角度回転する度にパルス信号を出力するク
ランクポジションセンサ３１と、図示しないウォーター
ジャケットを流れる冷却水の温度に対応した電気信号を
出力する水温センサ３２が取り付けられている。

【００３２】前記内燃機関１の各気筒１ａには、その噴
孔が燃焼室に臨むよう燃料噴射弁１ｂが取り付けられて
いる。各燃料噴射弁１ｂは、蓄圧室（コモンレール室）
１ｃと連通している。蓄圧室１ｃは、燃料タンク３６に
取り付けられた図示しない機関用燃料ポンプから供給さ
れる燃料を所定の圧力となるまで蓄えるよう構成されて
いる。

【００３３】このような燃料噴射系では、燃料ポンプか
ら吐出された燃料が蓄熱室にて所定圧力に達するまで蓄
圧される。蓄圧室１ｃにて所定圧力まで蓄圧された燃料
は、各気筒１ａの燃料噴射弁１ｂに印加され、各燃料噴
射弁１ｂが開弁した際に各気筒１ａの燃焼室へ噴射され
る。

【００３４】次に、前記内燃機関１には、吸気枝管２が
接続され、その吸気枝管２の各枝管が各気筒１ａの燃焼
室と図示しない吸気ポートを介して連通している。前記
吸気枝管２は、吸気管３に接続され、吸気管３は、エア
フィルタを内装したエアクリーナボックス４に接続され
ている。

【００３５】前記吸気管３における前記エアクリーナボ
ックス４の直下流の部位には、該吸気管３内を流れる吸
気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメー
タ２９と、吸気の温度に対応した電気信号を出力する吸
気温度センサ３０が取り付けられている。

【００３６】前記吸気管３における前記エアフローメー
タ２９より下流の部位には、遠心過給機（ターボチャー
ジャ）５のコンプレッサハウジング５ａが設けられてい
る。コンプレッサハウジング５ａ内には、図示しないコ
ンプレッサホイールが回転自在に支持されている。この
コンプレッサホイールの回転軸は、後述するタービンハ
ウジング５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイー
ルの回転軸と連結され、コンプレッサホイールとタービ
ンホイールとが一体で回転するようになっている。

【００３７】続いて、前記コンプレッサハウジング５ａ
下流の吸気管３には前記コンプレッサハウジング５ａに
て圧縮された際に高温となった吸気を冷却するためのイ
ンタークーラ６が設けられている。前記インタークーラ
６下流の吸気管３には、該吸気管３内の吸気流量を調節
する吸気絞り弁７が設けられ、この吸気絞り弁７には、
該吸気絞り弁７を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエー
タ８が取り付けられている。

【００３８】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス４に流入した新気がエアフィルタにて埃
や塵を除去された後、吸気管３を経てコンプレッサハウ
ジング５ａに導かれ、コンプレッサハウジング５ａ内で
圧縮される。コンプレッサハウジング５ａ内で圧縮され
て高温となった新気は、インタークーラ６にて冷却され
る。インタークーラ６で冷却された吸気は、必要に応じ
て吸気絞り弁７によって流量を調節された後、吸気枝管
２を経て各気筒１ａの燃焼室に分配される。各気筒１ａ
の燃焼室へ分配された吸気は、燃料噴射弁１ｂから噴射
される燃料とともに燃焼される。

【００３９】また、内燃機関１には、排気枝管９が接続
され、この排気枝管９の各枝管が各気筒１ａの燃焼室と
図示しない排気ポートを介して連通している。前記排気
枝管９は、遠心過給器５のタービンハウジング５ｂを介
して排気管１０に接続され、排気管１０は、下流にて図
示しないマフラーに接続されている。

【００４０】前記タービンハウジング５ｂには、前述し
たコンプレッサホイールと連結されたタービンホイール
が回転自在に内装されており、そのタービンホイールが
排気の熱エネルギを利用して回転するようになってい
る。

【００４１】前記排気管１０の途中には、排気中の有害
ガス成分を浄化する排気浄化触媒１１が配置されてい
る。この排気浄化触媒１１は、該排気浄化触媒１１の床
温が所定の温度以上であるときに活性して排気中の有害
ガス成分を浄化可能となる触媒である。

【００４２】上記したような排気浄化触媒１１として
は、酸化触媒、選択還元型リーンＮＯＸ触媒、吸蔵還元
型リーンＮＯＸ触媒、ディーゼル・パティキュレート・
フィルタ（ＤＰＦ）、ディーゼル・パティキュレート・
ＮＯx・リダクション（ＤＰＮＲ）触媒等を例示するこ
とができる。

【００４３】前記排気管１０において排気浄化触媒１１
の直上流の部位には、該排気管１０を流通する排気の空
燃比に対応した電気信号を出力する機関用空燃比センサ
３８が設けられている。

【００４４】このように構成された排気系では、各気筒
１ａの燃焼室で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポ
ートを介して排気枝管９へ排出され、次いで排気枝管９
から遠心過給器５のタービンハウジング５ｂ内に流入す
る。タービンハウジング５ｂ内に流入した排気は、該排
気が持つ熱エネルギを利用してタービンホイールを回転
させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前
述したコンプレッサハウジング５ａのコンプレッサホイ
ールへ伝達され、コンプレッサハウジング５ａが吸気を
圧縮するための駆動源として作用する。

【００４５】前記タービンハウジング５ｂから排出され
た排気は、排気管１０を介して排気浄化触媒１１に流入
する。その際、排気浄化触媒１１の床温が温度浄化ウィ
ンド内にあれば、排気浄化触媒１１において排気中の有
害ガス成分が除去又は浄化される。排気浄化触媒１１に
て有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、マフラー
を介して大気中に放出される。

【００４６】また、前記した排気枝管９と吸気枝管２と
は、排気枝管９内を流れる排気の一部を吸気枝管２へ還
流させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation:排気再循
環）通路１２を介して連通されている。このＥＧＲ通路
１２の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大
きさに応じて前記ＥＧＲ通路１２内を流れる排気（以
下、ＥＧＲガスと称する）の流量を変更するＥＧＲ弁１
３と、該ＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るＥＧＲクーラ１２０が設けられている。

【００４７】このように構成された排気再循環機構で
は、ＥＧＲ弁１３が開弁されると、ＥＧＲ通路１２が導
通状態となり、排気枝管９内を流れる排気の一部がＥＧ
ＲガスとしてＥＧＲ通路１２へ流入する。ＥＧＲ通路１
２に流入したＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２０を経て
吸気枝管２へ導かれる。

【００４８】その際、ＥＧＲクーラ１２０では、ＥＧＲ
通路１２内を流れるＥＧＲガスと所定の冷媒との間で熱
交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却されることになる。

【００４９】ＥＧＲ通路１２を介して排気枝管９から吸
気枝管２へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管２の上流
から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒１ａの燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁１ｂから噴射される燃料を着火
源として燃焼される。

【００５０】ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ₂Ｏ）や
二酸化炭素（ＣＯ₂）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有された場合
には、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物
（ＮＯx）の発生量が抑制される。

【００５１】更に、ＥＧＲクーラ１２０においてＥＧＲ
ガスが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下する
とともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガ
スが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温
度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内
に供給される空気の量（空気の体積）が不要に減少する
こともない。

【００５２】次に、内燃機関１には、燃焼式ヒータ１４
が併設されている。燃焼式ヒータ１４は、図２に示すよ
うに、外筒１４０と、外筒１４０に内装される中間筒１
４１と、中間筒１４１に内装される燃焼筒１４２とを備
えている。

【００５３】前記外筒１４０と前記中間筒１４１との間
には、内燃機関１の冷却水を流すためのヒータ内冷却水
路２００が形成されている。前記外筒１４０には、前記
ヒータ内冷却水路２００内に冷却水を取り入れるための
冷却水導入ポート１４３と、前記ヒータ内冷却水路２０
０内の冷却水を排出するための冷却水排出ポート１４４
とが形成されている。

【００５４】前記冷却水導入ポート１４３には、冷却水
導入管２２が接続され、前記冷却水排出ポート１４４に
は、冷却水排出管２３が接続されている。冷却水導入管
２２と冷却水排出管２３は、図１に示すように、内燃機
関１の図示しないウォータジャケットと接続されてい
る。

【００５５】前記冷却水導入管２２の途中には、電動式
のウォータポンプ２４が設けられ、内燃機関１のウォー
タジャケット内を流れる冷却水を冷却水導入ポート１４
３へ送り込むことが可能になっている。

【００５６】前記冷却水排出管２３の途中には、室内用
暖房装置のヒータコア２５が配置され、該冷却水排出管
２３を流れる冷却水の持つ熱が暖房用空気へ伝達される
ようになっている。

【００５７】前記した燃焼筒１４２の基端部には、燃料
蒸発部（ウィック）１５１が設けられている。このウィ
ック１５１には、燃料導入管２７が接続され、燃料導入
管２７は、図１に示すように、燃料タンク３６に取り付
けられたヒータ用燃料ポンプ３９に接続されている。前
記ヒータ用燃料ポンプ３９は、印加電圧の大きさに応じ
て燃料の吐出量を変更可能な電動ポンプである。

【００５８】前記燃焼筒１４２内における前記ウィック
１５１の近傍には、前記燃料導入管２７からウィック１
５１へ供給された燃料を加熱して気化させる燃料気化用
グロープラグ１５２と、前記燃料気化用グロープラグ１
５２によって気化された燃料を更に加熱して燃焼させる
燃料点火用グロープラグ１５３とが配置されている。

【００５９】前記した燃料気化用グロープラグ１５２及
び燃料点火用グロープラグ１５３は、印加電圧の大きさ
に応じて加熱量を変更することができるよう構成されて
いる。尚、燃料気化用グロープラグと燃料点火用グロー
プラグとは、単一のグロープラグで兼用されるようにし
てもよい。

【００６０】前記外筒１４０には、前記燃焼筒１４２へ
空気を送り込むための送風ファン１４９と、この送風フ
ァン１４９を回転駆動するファンモータ１５０とを内装
したハウジング１４８が取り付けられている。

【００６１】前記ハウジング１４８には、該ハウジング
１４８内に空気を取り込むための吸気ポート１４６が形
成されている。前記吸気ポート１４６には、図１に示す
ように、吸気導入通路１５が接続され、この吸気導入通
路１５は、吸気管３におけるインタークーラ６と吸気絞
り弁７との間の部位に接続されている。

【００６２】前記燃焼筒１４２の周壁における複数箇所
には、該燃焼筒１４２内と前記ハウジング１４８内とを
連通させる貫通孔１４２ａが設けられ、前記ハウジング
１４８内において前記送風ファン１４９によって送り出
された空気が前記貫通孔１４２ａを介して燃焼筒１４２
内へ流入するようになっている。

【００６３】ここで、前記した複数の貫通孔１４２ａの
うち燃焼筒１４２の基端部寄りに形成された貫通孔１４
２ａは、主に混合気形成用の空気を燃焼筒１４２内へ送
り込むよう機能し、前記した複数の貫通孔１４２ａのう
ち燃焼筒１４２の先端部寄りに形成された貫通孔１４２
ａは、主に燃焼筒１４２内のガスを該燃焼筒１４２外へ
送り出すよう機能するようになっている。

【００６４】前記中間筒１４１と燃焼筒１４２との間に
は、前記燃焼筒１４２で発生した燃焼ガスを流すための
燃焼ガス通路２０１が形成されている。前記中間筒１４
１の適当な部位には、前記燃焼ガス通路２０１と前記外
筒１４０の外部とを連通する燃焼ガス排出ポート１４５
が形成されている。

【００６５】前記燃焼ガス排出ポート１４５には、図１
に示すように、燃焼ガス排出通路１７が接続され、この
燃焼ガス排出通路１７は、三方切換弁３７に接続されて
いる。この三方切換弁３７には、上記の燃焼ガス排出通
路１７に加え、吸気側排出通路１７ａと排気側排出通路
１７ｂとが接続されている。

【００６６】前記した三方切換弁３７は、吸気側排出通
路１７ａと排気側排出通路１７ｂとの何れか一方を選択
的に遮断することにより、燃焼ガス排出通路１７と吸気
側排出通路１７ａの導通又は燃焼ガス排出通路１７と排
気側排出通路１７ｂの導通を選択的に成立させるよう構
成されている。前記三方切換弁３７は、ステップモータ
などからなるアクチュエータによって駆動されるように
なっている。

【００６７】前記吸気側排出通路１７ａは、前記吸気管
３における前記吸気絞り弁７より下流の部位に接続さ
れ、前記排気側排出通路１７ｂは、前述した排気管１０
におけるタービンハウジング５ｂと排気浄化触媒１１と
の間の部位に接続されている。前記燃焼ガス排出通路１
７には、該燃焼ガス排出通路１７内を流れるガスの空燃
比に対応した電気信号を出力するヒータ用空燃比センサ
４２が取り付けられている。

【００６８】このように構成された燃焼式ヒータ１４で
は、ヒータ用燃料ポンプ３９、ファンモータ１５０、燃
料気化用グロープラグ１５２、燃料点火用グロープラグ
１５３、及び電動ウォーターポンプ２４に駆動電圧が印
加されると、ヒータ用燃料ポンプ３９が燃料タンク３６
内の燃料を吸い上げて前記燃焼筒１４２のウィック１５
１へ供給するとともに、ファンモータ１５０が送風ファ
ン１４９を作動させて吸気管３内を流れる空気の一部を
ハウジング１４８内へ取り込むとともに燃焼筒１４２内
へ向けて送り出すことになる。送風ファン１４９によっ
て送り出された空気は、貫通孔１４２ａを通って燃焼筒
１４２内へ流入する。

【００６９】続いて、前記ウィック１５１に供給された
燃料が燃料気化用グロープラグ１５２によって加熱され
て気化し、その気化燃料と送風ファン１４９によって供
給された空気とが混合気を形成する。前記混合気は、燃
料点火用グロープラグ１５３によって更に加熱されて点
火される。

【００７０】前記燃焼筒１４２内で点火されて燃焼した
燃焼ガスは、送風ファン１４９によって送り出される空
気の圧力によって燃焼筒１４２内から燃焼ガス通路２０
１へ押し出され、次いで燃焼ガス通路２０１から燃焼ガ
ス排出ポート１４５へ排出される。

【００７１】燃焼ガス排出ポート１４５へ排出された燃
焼ガスは、燃焼ガス排出通路１７へ流入し、三方切換弁
３７を介して吸気管３又は排気管１０へ導かれる。

【００７２】一方、電動ウォーターポンプ２４は、内燃
機関１のウォータジャケット内の冷却水を燃焼式ヒータ
１４の冷却水導入ポート１４３へ圧送する。冷却水導入
ポート１４３へ圧送された冷却水は、前記冷却水導入ポ
ート１４３からヒータ内冷却水路２００へ導かれ、ヒー
タ内冷却水路２００を通った後に冷却水排出ポート１４
４へ排出される。

【００７３】その際、燃焼ガス通路２０１を流れる燃焼
ガスの熱が中間筒１４１の壁面を介してヒータ内冷却水
路２００内を流れる冷却水に伝達され、冷却水の温度が
上昇する。

【００７４】このようにして昇温された冷却水は、冷却
水排出ポート１４４から冷却水排出管２３へ排出され、
ヒータコア２５を経て内燃機関１のウォータジャケット
内へ戻され、ウォータジャケット内を循環する。ヒータ
コア２５では、冷却水が持つ熱の一部が暖房用空気に伝
達され、暖房用空気を昇温させる。

【００７５】ここで図１に戻り、上記したように構成さ
れた内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電
子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）
２８が併設されている。このＥＣＵ２８は、内燃機関１
の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状
態を制御するユニットである。

【００７６】ＥＣＵ２８には、前述したエアフローメー
タ２９、吸気温度センサ３０、クランクポジションセン
サ３１、水温センサ３２、機関用空燃比センサ３８、及
びヒータ用空燃比センサ４２に加え、図示しないアクセ
ルペダルの操作量（アクセル開度）に対応した電気信号
を出力するアクセルポジションセンサ３３、イグニッシ
ョンスイッチ３４、スタータスイッチ３５、燃料タンク
３６に取り付けられ該燃料タンク３６内の燃料の温度に
対応した電気信号を出力する燃料温度センサ４０等の各
種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種セ
ンサの出力信号がＥＣＵ２８に入力されるようになって
いる。更に、ＥＣＵ２８には、前述した燃料噴射弁１
ｂ、電動ウォーターポンプ２４、ヒータ用燃料ポンプ３
９、ファンモータ１５０、燃料気化用グロープラグ１５
２、燃料点火用グロープラグ１５３等に駆動電力を供給
するためのバッテリ４１が電気的に接続され、該バッテ
リ４１の出力電圧をセンシングできるようになってい
る。

【００７７】また、ＥＣＵ２８には、燃料噴射弁１ｂ、
吸気絞り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、電動ウォ
ーターポンプ２４、三方切換弁３７、ヒータ用燃料ポン
プ３９、ファンモータ１５０、燃料気化用グロープラグ
１５２、燃料点火用グロープラグ１５３等が電気配線を
介して接続され、ＥＣＵ２８が上記した各種センサの出
力信号値をパラメータとして、燃料噴射弁１ｂ、吸気絞
り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、電動ウォーター
ポンプ２４、三方切換弁３７、ヒータ用燃料ポンプ３
９、ファンモータ１５０、燃料気化用グロープラグ１５
２、及び燃料点火用グロープラグ１５３を制御すること
が可能となっている。

【００７８】ここで、ＥＣＵ２８は、図３に示すよう
に、双方向性バス２８０によって相互に接続された、Ｃ
ＰＵ２８１と、ＲＯＭ２８２と、ＲＡＭ２８３と、バッ
クアップＲＡＭ２８４と、入力ポート２８６と、出力ポ
ート２８７とを備えるとともに、前記入力ポート２８６
に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２８５を備え
ている。

【００７９】前記入力ポート２８６は、クランクポジシ
ョンセンサ３１、イグニッションスイッチ３４、スター
タスイッチ３５等のようにデジタル信号形式の信号を出
力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号を
ＣＰＵ２８１やＲＡＭ２８３へ送信する。

【００８０】前記入力ポート２８６は、エアフローメー
タ２９、吸気温度センサ３０、水温センサ３２、アクセ
ルポジションセンサ３３、機関用空燃比センサ３８、燃
料温度センサ４０、バッテリ４１、ヒータ用空燃比セン
サ４２等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセ
ンサのＡ／Ｄ２８５を介して入力し、それらの出力信号
をＣＰＵ２８１やＲＡＭ２８３へ送信する。

【００８１】前記出力ポート２８７は、燃料噴射弁１
ｂ、吸気絞り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、電動
ウォーターポンプ２４、三方切換弁３７、ヒータ用燃料
ポンプ３９、ファンモータ１５０、燃料気化用グロープ
ラグ１５２、燃料点火用グロープラグ１５３等と電気配
線を介して接続され、ＣＰＵ２８１から出力される制御
信号を、前記した燃料噴射弁１ｂ、吸気絞り用アクチュ
エータ８、ＥＧＲ弁１３、電動ウォーターポンプ２４、
三方切換弁３７、ヒータ用燃料ポンプ３９、ファンモー
タ１５０、燃料気化用グロープラグ１５２、あるいは燃
料点火用グロープラグ１５３へ送信する。

【００８２】前記ＲＯＭ２８２は、燃料噴射弁１ｂを制
御するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁７を制
御するための吸気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁１３を制
御するためのＥＧＲ制御ルーチン、燃焼式ヒータ１４と
三方切換弁３７と電動ウォーターポンプ２４を統括して
制御するヒータ制御ルーチン等のような既知のアプリケ
ーションプログラムに加え、燃焼式ヒータ１４から内燃
機関１へ気化燃料を供給するための気化燃料供給制御ル
ーチンを記憶している。

【００８３】前記ＲＯＭ２８２は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状
態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
内燃機関１の運転状態と吸気絞り弁７の目標開度との関
係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運転
状態と目標ＥＧＲガス量との関係を示すＥＧＲガス量制
御マップ、目標ＥＧＲガス量とＥＧＲ弁１３の目標開度
との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マップ等である。

【００８４】前記ＲＡＭ２８３は、各センサからの出力
信号やＣＰＵ２８１の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ３１がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ３１がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。

【００８５】前記バックアップＲＡＭ２８４は、内燃機
関１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。

【００８６】前記ＣＰＵ２８１は、前記ＲＯＭ２８２に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射制御、吸気絞り制御、ＥＧＲ制御、燃焼式
ヒータ制御に加え、本発明の要旨となる気化燃料供給制
御を実行する。

【００８７】以下、本発明の要旨となる気化燃料供給制
御について述べる。内燃機関１が冷間状態にあるとき、
言い換えれば、内燃機関１が暖機運転状態にあるとき
は、気筒１ａ内の雰囲気温度も低くなるため、燃料噴射
弁１ｂから気筒１ａ内へ噴射された燃料が気化し難く、
可燃性の高い混合気を形成し難い。

【００８８】これに対し、内燃機関１が暖機運転状態に
ある場合は、燃焼式ヒータ１４において燃料の燃焼を行
わずに燃料の気化のみを行い、その気化燃料を含むガス
（以下、気化燃料ガスと称する）を内燃機関１へ供給す
る方法が考えられる。

【００８９】この場合、燃焼式ヒータ１４から内燃機関
１へ供給される気化燃料ガスは、未燃のガスとなるた
め、十分な量の酸素を含むガスとなる。更に、燃焼式ヒ
ータ１４において気化された燃料は蒸発し易く且つ着火
し易い軽質な燃料成分となる上、そのような軽質燃料成
分が圧縮行程において圧縮されると冷炎反応を伴って遊
離基（ラジカル）を生成する。この結果、内燃機関１の
気筒１ａ内には、可燃性の高い混合気が形成されること
になる。

【００９０】ところで、気筒１ａ内において気化燃料が
占める割合が過剰に少なくなると混合気の可燃性が低下
し、逆に気筒１ａ内において気化燃料が占める割合が過
剰に高くなると混合気の空燃比が過剰に低下して未燃燃
料成分や黒煙の排出量が増加してしまうため、燃焼式ヒ
ータ１４から内燃機関１へ供給される気化燃料量を最適
化する必要がある。

【００９１】例えば、内燃機関１の機関回転数が高くな
ると、内燃機関１の吸入空気量が増加するため、それに
応じて燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ供給される気
化燃料量を増加させる必要がある。

【００９２】そこで、本実施の形態における気化燃料供
給制御では、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ気化燃
料を供給する場合に、内燃機関１の機関回転数に応じて
燃焼式ヒータ１４の作動状態を制御するようにした。

【００９３】具体的には、ＣＰＵ２８１は、図４〜図６
に示されるように、内燃機関１の機関回転数が高くなる
ほど、ファンモータ１５０、ヒータ用燃料ポンプ３９、
及び燃料気化用グロープラグ１５２の駆動電圧を高くす
る。尚、図４〜図６に示されるような機関回転数とファ
ン駆動電圧との関係、機関回転数とポンプ駆動電圧との
関係、及び、機関回転数とグロープラグ駆動電圧との関
係は、予めマップ化してＲＯＭ２８２に記憶しておくよ
うにしてもよい。

【００９４】内燃機関１の機関回転数が高く吸入空気量
が多いときに、ヒータ用燃料ポンプ３９、ファンモータ
１５０、及び燃料気化用グロープラグ１５２の駆動電圧
が高くされると、燃焼式ヒータ１４において気化される
燃料量が増加し、それに応じて燃焼式ヒータ１４から内
燃機関１へ供給される気化燃料量が増加することにな
る。

【００９５】この結果、内燃機関１の各気筒１ａ内に
は、増加した吸入空気量に相応する量の気化燃料が供給
されることになり、気筒１ａ内において気化燃料が占め
る割合が過剰に少なくなることがない。

【００９６】一方、内燃機関１の機関回転数が低く吸入
空気量が少ないときに、ヒータ用燃料ポンプ３９、ファ
ンモータ１５０、及び燃料気化用グロープラグ１５２の
駆動電圧が低くされると、燃焼式ヒータ１４において気
化される燃料量が減少し、それに応じて燃焼式ヒータ１
４から内燃機関１へ供給される気化燃料量が減少するこ
とになる。

【００９７】この結果、内燃機関１の各気筒１ａ内に
は、減少した吸入空気量に相応する量の気化燃料が供給
されることになり、気筒１ａ内において気化燃料が占め
る割合が過剰に多くなることがない。

【００９８】更に、ＣＰＵ２８１は、気化燃料供給制御
において、気化燃料ガスの空燃比を所定の目標空燃比と
すべくファン駆動電圧、ポンプ駆動電圧、及びグロープ
ラグ駆動電圧をフィードバック制御するヒータ用空燃比
フィードバック制御を実行する。

【００９９】ヒータ用空燃比フィードバック制御では、
ＣＰＵ２８１は、ヒータ用空燃比センサ４２の出力信号
（気化燃料ガスの空燃比）を入力し、その出力信号値が
所望の目標空燃比と一致するようにヒータ用燃料ポンプ
３９、ファンモータ１５０、及び燃料気化用グロープラ
グ１５２の印加電圧を補正する。前記した目標空燃比
は、内燃機関１の燃料噴射弁１ｂからの噴射量を決定す
る際に用いられる目標空燃比と一致するようにしてもよ
い。

【０１００】例えば、ヒータ用空燃比センサ４２の出力
信号値が所望の目標空燃比より高い場合には、ＣＰＵ２
８１は、ヒータ用燃料ポンプ３９と燃料気化用グロープ
ラグ１５２の駆動電圧を所定量高め、およびまたは、フ
ァンモータ１５０の駆動電圧を所定量低くする。

【０１０１】一方、ヒータ用空燃比センサ４２の出力信
号値が所望の目標空燃比より低い場合には、ＣＰＵ２８
１は、ファンモータ１５０の駆動電圧を所定量高め、お
よびまたは、ヒータ用燃料ポンプ３９と燃料気化用グロ
ープラグ１５２の駆動電圧を所定量低くする。

【０１０２】このようなヒータ用空燃比フィードバック
制御によれば、気化燃料ガスの空燃比が過剰なリッチ空
燃比又はリーン空燃比になることがなくなる。

【０１０３】尚、上記したような気化燃料供給制御が実
行される場合には、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ
供給される気化燃料量に応じて、内燃機関１の燃料噴射
量を補正するようにしてもよい。

【０１０４】次に、本実施の形態における気化燃料供給
制御について図７のフローチャートに沿って説明する。

【０１０５】図７に示すフローチャートは、気化燃料供
給制御ルーチンを示すフローチャートである。前記気化
燃料供給制御ルーチンは、予めＲＯＭ２８２に記憶され
ているルーチンであり、ＣＰＵ２８１によって所定時間
毎（例えば、クランクポジションセンサ３１がパルス信
号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンであ
る。

【０１０６】この気化燃料供給制御ルーチンでは、ＣＰ
Ｕ２８１は、先ずＳ７０１において水温センサ３２の出
力信号値（冷却水温度）：THWを入力する。

【０１０７】Ｓ７０２では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ７
０１で入力された冷却水温度：THWが所定温度（たとえ
ば、内燃機関１の暖機完了後の水温）未満であるか否か
を判別する。

【０１０８】前記Ｓ７０２において前記冷却水温度：TH
Wが所定温度以上であると判定された場合は、ＣＰＵ２
８１は、内燃機関１が暖機完了状態にあるとみなし、Ｓ
７０８へ進む。ＣＰＵ２８１は、Ｓ７０８において通常
の制御を実行する。

【０１０９】一方、前記Ｓ７０２において前記冷却水温
度：THWが所定温度未満であると判定された場合は、Ｃ
ＰＵ２８１は、内燃機関１の運転状態が暖機運転領域に
あるとみなし、Ｓ７０３へ進む。

【０１１０】Ｓ７０３では、ＣＰＵ２８１は、クランク
ポジションセンサ３１がパルス信号を出力する時間的間
隔に基づき内燃機関１の機関回転数：Neを算出する。

【０１１１】Ｓ７０４では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ７
０３で算出された機関回転数：Neをパラメータとして前
述した図４〜図６に示すようなマップへアクセスし、前
記機関回転数：Neに対応したファン駆動電圧：Vf、ポン
プ駆動電圧：Vp、及びグロープラグ駆動電圧：Vgを算出
する。

【０１１２】Ｓ７０５では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ７
０４で算出されたファン駆動電圧：Vfとポンプ駆動電
圧：Vpとグロープラグ駆動電圧：Vgをそれぞれファンモ
ータ１５０とヒータ用燃料ポンプ３９と燃料気化用グロ
ープラグ１５２に印加するとともに、排気側排出通路１
７ｂを遮断させるべく三方切換弁３７を制御する。

【０１１３】この場合、燃料ポンプから吐出された燃料
が燃料導入管２７を介して燃焼式ヒータ１４のウィック
１５１へ供給されるとともに、ファンモータ１５０が送
風ファン１４９を作動させて吸気管３内を流れる空気の
一部を燃焼筒１４２へ供給する。

【０１１４】続いて、前記ウィック１５１に供給された
燃料が燃料気化用グロープラグ１５２によって加熱され
て気化する。前記燃焼筒１４２内で気化した燃料は、送
風ファン１４９によって送り出される空気とともに燃焼
筒１４２内から燃焼ガス通路２０１へ押し出され、次い
で燃焼ガス通路２０１から燃焼ガス排出ポート１４５へ
排出される。燃焼ガス排出ポート１４５へ排出された気
化燃料及び空気（以下、気化燃料ガスと総称する）は、
燃焼ガス排出通路１７、三方切換弁３７、及び吸気側排
出通路１７ａを介して吸気管３へ導かれる。

【０１１５】吸気管３へ導かれた気化燃料ガスは、吸気
管３の上流から流れてきた空気と混ざり合いつつ吸気枝
管２へ到達し、次いで吸気枝管２から各気筒１ａの燃焼
室へ分配される。

【０１１６】ここで、燃焼式ヒータ１４において気化さ
れた燃料は、蒸発し易く且つ気化し易い軽質な燃料とな
るため、吸気通路の壁面等に付着することなく空気と混
ざり合って可燃性の高い混合気を形成する。

【０１１７】更に、各気筒１ａの燃焼室へ分配された気
化燃料ガスと空気との混合気は、圧縮行程において圧縮
されて昇温するため、その昇温過程において気化燃料が
冷炎反応を伴って部分酸化し、反応性に富んだ遊離基
（ラジカル）を生成する。

【０１１８】その際、各気筒１ａの燃焼室へ供給される
気化燃料量は、内燃機関１の機関回転数、言い換えれば
内燃機関１の吸入空気量に相応した量となるため、各気
筒１ａ内において可燃性の高い混合気が好適に形成され
ることになる。

【０１１９】従って、各気筒１ａの圧縮行程上死点近傍
において燃料噴射弁１ｂから燃料が噴射されると、ラジ
カルによって燃料の燃焼（酸化反応）が促進され、その
結果、各気筒１ａにおいて燃料が燃焼し易くなり、以て
内燃機関１の燃焼が安定するようになる。

【０１２０】ここで図７のフローチャートに戻り、ＣＰ
Ｕ２８１は、Ｓ７０６へ進み、ヒータ用空燃比センサ４
２の出力信号（気化燃料ガスの空燃比）：ｈafを入力す
る。

【０１２１】Ｓ７０７では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ７
０６で入力した気化燃料ガス空燃比：ｈafと所定の目標
空燃比とを比較する。

【０１２２】その際、前記気化燃料ガス空燃比：ｈafが
目標空燃比より高ければ、ＣＰＵ２８１は、ポンプ駆動
電圧及びグロープラグ駆動電圧を所定量高めるととも
に、必要に応じてファン駆動電圧を所定量低くする。

【０１２３】また、前記気化燃料ガス空燃比：ｈafが目
標空燃比より低ければ、ＣＰＵ２８１は、ファン駆動電
圧を所定量高くするとともに、必要に応じてポンプ駆動
電圧及びグロープラグ駆動電圧を所定量低くする。

【０１２４】この場合、燃焼式ヒータ１４から内燃機関
１へ供給される気化燃料ガスの空燃比が過剰なリッチ空
燃比やリーン空燃比となることがなく、それに応じて各
気筒１ａの燃焼室において混合気が過剰なリッチ空燃比
やリーン空燃比になることもなくなる。

【０１２５】前記したＳ７０７の処理を実行し終えたＣ
ＰＵ２８１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

【０１２６】以上述べたようにＣＰＵ２８１が前記した
気化燃料供給制御ルーチンを実行することにより、内燃
機関１が暖機運転状態にある場合には、内燃機関１の機
関回転数に応じた量の気化燃料が内燃機関１へ供給され
ることになるため、機関回転数が如何なる回転数となっ
ても各気筒１ａの燃焼室内に可燃性の高い混合気を好適
に形成することが可能となる。

【０１２７】従って、本実施の形態に係る内燃機関によ
れば、内燃機関１の機関回転数が如何なる回転数であっ
ても内燃機関１の燃焼安定性を向上させることが可能と
なり、以て冷間時における内燃機関１の排気エミッショ
ンを向上させることが可能となる。

【０１２８】尚、内燃機関１の機関回転数が所定回転数
以上となる場合には、吸気絞り弁７を所定量閉弁させる
ことにより、内燃機関１へ吸入される新気の量を減少さ
せるとと同時に燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ供給
される気化燃料ガスの量を増加させるようにしてもよ
い。

【０１２９】また、本実施の形態では、内燃機関１の機
関回転数をパラメータとして燃焼式ヒータ１４の作動状
態を制御する例について述べたが、エアフローメータ２
９の出力信号（吸入空気量）をパラメータとして燃焼式
ヒータ１４の作動状態を制御するようにしてもよく、若
しくは、機関回転数と吸入空気量の二つをパラメータと
して燃焼式ヒータ１４の作動状態を制御するようにして
もよい。

【０１３０】機関回転数をパラメータとして燃焼式ヒー
タ１４の作動状態を制御する場合は、ＣＰＵ２８１は、
図８〜図１０に示されるように、吸入空気量が多くなる
ほど、ファンモータ１５０、ヒータ用燃料ポンプ３９、
及び燃料気化用グロープラグ１５２に印加すべき駆動電
圧を高くすればよい。

【０１３１】機関回転数と吸入空気量の二つをパラメー
タとして燃焼式ヒータ１４の作動状態を制御する場合
は、ＣＰＵ２８１は、図１１〜図１２に示されるよう
に、機関回転数が高く且つ吸入空気量が多くなるほど、
ファンモータ１５０、ヒータ用燃料ポンプ３９、及び燃
料気化用グロープラグ１５２に印加すべき駆動電圧を高
くすればよい。

【０１３２】また、本実施の形態における内燃機関１の
ような圧縮着火式のディーゼルエンジンでは、アクセル
開度（アクセルポジションセンサ３３の出力信号値）を
パラメータとして内燃機関１の燃料噴射量が決定される
ため、機関回転数又は吸入空気量の代わりにアクセル開
度を用いて燃焼式ヒータ１４の作動状態が制御されるよ
うにしてもよい。

【０１３３】＜第２の実施の形態＞次に、本発明に係る
内燃機関の第２の実施の形態について図１４〜図２０に
基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施の形
態と異なる構成について説明し、同様の構成については
説明を省略する。

【０１３４】前述した第１の実施の形態では、燃焼式ヒ
ータ１４から内燃機関１へ気化燃料を供給する場合に、
内燃機関１の運転状態に応じて燃焼式ヒータ１４の作動
状態を変更する例について述べたが、本実施の形態で
は、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ気化燃料を供給
する場合に、内燃機関１の運転状態に加え使用環境も考
慮して燃焼式ヒータ１４の作動状態を変更する例につい
て述べる。

【０１３５】内燃機関１が極低温下で使用される場合に
は、外気温度、燃料温度、及び冷却水温度が低くなると
ともに、バッテリ４１の出力電圧も低くなることが想定
される。

【０１３６】外気温度、燃料温度、及び冷却水温度が低
くい場合は、燃料が気化し難くなるため、そのような状
況下で燃料を気化させるためには燃料気化用グロープラ
グ１５２の駆動電圧を通常時よりも高くする必要があ
る。

【０１３７】これは、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１
へ気化燃料を供給する場合に、燃焼式ヒータ１４におい
て燃料が十分に気化されていないと、吸気通路の壁面な
どに液化した燃料が付着してしまい、内燃機関１で燃焼
に供される混合気の空燃比を所望の目標空燃比とするこ
とが困難となるからである。

【０１３８】また、バッテリ４１の出力電圧が低い場合
は、燃料気化用グロープラグ１５２に所望の駆動電圧を
印加することができなくなる虞があるため、燃料気化用
グロープラグ１５２に対して所望の駆動電圧を印加する
ためにはヒータ用燃料ポンプ３９及びファンモータ１５
０に印加される駆動電圧を低下させて燃料気化用グロー
プラグ１５２の駆動電圧を確保する必要がある。

【０１３９】そこで、本実施の形態に係る気化燃料供給
制御では、ＣＰＵ２８１は、先ず、機関回転数に基づい
て燃料気化用グロープラグ１５２、ヒータ用燃料ポンプ
３９、及びファンモータ１５０の駆動基準電圧を算出
し、次いでそれらの駆動基準電圧を吸気温度センサ３０
の出力信号（吸気温度）と燃料温度センサ４０の出力信
号（燃料温度）と水温センサ３２の出力信号（冷却水温
度）とバッテリ４１の出力電圧との少なくとも一つに基
づいて補正することにより、燃料気化用グロープラグ１
５２とヒータ用燃料ポンプ３９とファンモータ１５０の
各々の駆動電圧を決定するようにした。

【０１４０】ここで、燃料気化用グロープラグ１５２、
ヒータ用燃料ポンプ３９、及びファンモータ１５０の各
々の駆動電圧を決定する方法について具体的に述べる。

【０１４１】（１）燃料気化用グロープラグ１５２の駆
動電圧を決定する方法 ＣＰＵ２８１は、内燃機関１の機関回転数をパラメータ
として燃料気化用グロープラグ１５２の駆動基準電圧
（以下、グロープラグ駆動基準電圧と称する）：Vgsを
決定する。このグロープラグ駆動基準電圧：Vgsの決定
方法としては、前述した第１の実施の形態におけるグロ
ープラグ駆動電圧：Vgの決定方法と同様の方法を例示す
ることができる。

【０１４２】続いて、ＣＰＵ２８１は、吸気温度センサ
３０、水温センサ３２、燃料温度センサ４０、及びバッ
テリ４１の出力信号値を読み込み、各々の出力信号値に
対応した補正電圧を決定する。

【０１４３】吸気温度センサ３０の出力信号値（吸気温
度）をパラメータとして補正電圧を決定する場合には、
ＣＰＵ２８１は、例えば、図１４に示されるように、吸
気温度が所定温度：ｔ1（例えば、０℃）より高い場合
には、吸気温度対応のグロープラグ駆動補正電圧：△Vg
intakeを“０”に設定し、吸気温度が前記所定温度：ｔ
1以下である場合には、吸気温度が低くなるほど吸気温
度対応のグロープラグ駆動補正電圧：△Vgintakeを高く
設定する。

【０１４４】水温センサ３２の出力信号値（冷却水温
度）をパラメータとして補正電圧を決定する場合には、
ＣＰＵ２８１は、例えば、図１５に示されるように、冷
却水温度が所定温度：ｔ2（例えば、０℃）より高い場
合には、冷却水温度対応のグロープラグ駆動補正電圧：
△Vgthwを“０”に設定し、冷却水温度が前記所定温
度：ｔ2以下である場合には、冷却水温度が低くなるほ
ど冷却水温度対応のグロープラグ駆動補正電圧：△Vgth
wを高く設定する。

【０１４５】燃料温度センサ４０の出力信号値（燃料温
度）をパラメータとして補正電圧を決定する場合には、
ＣＰＵ２８１は、例えば、図１６に示されるように、燃
料温度が所定温度：ｔ3より高い場合には、燃料温度対
応のグロープラグ駆動補正電圧：△Vgfuelを“０”に設
定し、燃料温度が所定温度：ｔ3以下である場合には、
燃料温度が低くなるほど燃料温度対応のグロープラグ駆
動補正電圧：△Vgfuelを高く設定する。

【０１４６】バッテリ４１の出力電圧をパラメータとし
て補正電圧を決定する場合には、ＣＰＵ２８１は、図１
７に示されるように、バッテリ４１の出力電圧が所定電
圧：Vsより高い場合には、バッテリ電圧対応のグロープ
ラグ駆動補正電圧：△Vgbatを“０”に設定し、バッテ
リ４１の出力電圧が前記所定電圧：Vs以下である場合に
は、バッテリ４１の出力電圧が低くなるほどバッテリ電
圧対応のグロープラグ駆動補正電圧：△Vgbatを高く設
定する。

【０１４７】上記した方法により、グロープラグ駆動基
準電圧：Vgs、吸気温度対応のグロープラグ駆動補正電
圧：△Vgintake、冷却水温度対応のグロープラグ駆動補
正電圧：△Vgthw、燃料温度対応のグロープラグ駆動補
正電圧：△Vgfuel、及びバッテリ電圧対応のグロープラ
グ駆動補正電圧：△Vgbatが決定されると、ＣＰＵ２８
１は、グロープラグ駆動基準電圧：Vgsに前記した全て
の補正電圧を加算して燃料気化用グロープラグ１５２の
駆動電圧（以下、グロープラグ駆動電圧と称する）：Vg
（＝Vgs＋△Vgintake＋△Vgthw＋△Vgfuel＋△Vgbat）
を算出する。以下では、吸気温度対応のグロープラグ駆
動補正電圧：△Vgintake、冷却水温度対応のグロープラ
グ駆動補正電圧：△Vgthw、燃料温度対応のグロープラ
グ駆動補正電圧：△Vgfuel、及びバッテリ電圧対応のグ
ロープラグ駆動補正電圧：△Vgbatを総称してグロープ
ラグ駆動補正電圧：△Vgと記す。

【０１４８】（２）ファンモータ１５０の駆動電圧を決
定する方法 ＣＰＵ２８１は、内燃機関１の機関回転数をパラメータ
としてファンモータ１５０の駆動基準電圧（以下、ファ
ン駆動基準電圧と称する）：Vfsを決定する。このファ
ン駆動基準電圧：Vfsの決定方法としては、前述した第
１の実施の形態におけるファン駆動電圧：Vfの決定方法
と同様の方法を例示することができる。

【０１４９】続いて、ＣＰＵ２８１は、バッテリ４１の
出力信号値を読み込み、そのバッテリ電圧をパラメータ
としてファン駆動補正電圧：△Vfbatを決定する。

【０１５０】その際、ＣＰＵ２８１は、図１８に示され
るように、バッテリ電圧が所定電圧：Vsより高い場合に
は、ファン駆動補正電圧：△Vfbatを“０”に設定し、
バッテリ電圧が前記所定電圧：Vs以下である場合には、
ファン駆動補正電圧：△Vfbatを負の値に設定すると同
時にバッテリ電圧が低くなるほどファン駆動補正電圧：
△Vfbatを低く設定する。

【０１５１】上記した方法により、ファン駆動基準電
圧：Vfsとファン駆動補正電圧：△Vfbatが決定される
と、ＣＰＵ２８１は、ファン駆動基準電圧：Vfsにファ
ン駆動補正電圧：△Vfbatを加算してファンモータ１５
０の駆動電圧（以下、ファン駆動電圧と称する）：Vf
（＝Vfs＋△Vfbat）を算出する。

【０１５２】（３）ヒータ用燃料ポンプ３９の駆動電圧
を決定する方法 ＣＰＵ２８１は、内燃機関１の機関回転数をパラメータ
としてヒータ用燃料ポンプ３９の駆動基準電圧（以下、
ポンプ駆動基準電圧と称する）：Vpsを決定する。この
ポンプ駆動基準電圧：Vpsの決定方法としては、前述し
た第１の実施の形態におけるポンプ駆動電圧：Vpの決定
方法と同様の方法を例示することができる。

【０１５３】続いて、ＣＰＵ２８１は、バッテリ４１の
出力信号値を読み込み、そのバッテリ電圧をパラメータ
としてポンプ駆動補正電圧：△Vpbatを決定する。

【０１５４】その際、ＣＰＵ２８１は、図１９に示され
るように、バッテリ電圧が所定電圧：Vsより高い場合に
は、ポンプ駆動補正電圧：△Vpbatを“０”に設定し、
バッテリ電圧が前記所定電圧：Vs以下である場合には、
ポンプ駆動補正電圧：△Vpbatを負の値に設定すると同
時にバッテリ電圧が低くなるほどポンプ駆動補正電圧：
Vpbatを低く設定する。

【０１５５】上記した方法により、ポンプ駆動基準電
圧：Vpsとポンプ駆動補正電圧：△Vpbatが決定される
と、ＣＰＵ２８１は、ポンプ駆動基準電圧：Vpsにポン
プ駆動補正電圧：△Vpbatを加算してヒータ用燃料ポン
プ３９の駆動電圧（以下、ポンプ駆動電圧と称する）：
Vp（＝Vps＋△Vpbat）を算出する。

【０１５６】前述した（１）〜（３）の方法により、グ
ロープラグ駆動電圧：Vg、ファン駆動電圧：Vf、及びポ
ンプ駆動電圧：Vpが決定されると、外気温度、燃料温
度、及び冷却水温度が低い環境、言い換えれば、燃料が
気化し難い環境下で内燃機関１が使用される場合には、
燃料気化用グロープラグ１５２の駆動電圧が高められる
ため、燃焼式ヒータ１４において確実に燃料を気化させ
ることが可能となる。

【０１５７】更に、バッテリ４１の出力電圧が低い環境
下では、ファンモータ１５０及びヒータ用燃料ポンプ３
９の駆動電圧が低く設定されるため、燃料気化用グロー
プラグ１５２の駆動電圧を確保することが可能となる。

【０１５８】以下、本実施の形態における気化燃料供給
制御について図２０のフローチャートに沿って説明す
る。

【０１５９】図２０に示すフローチャートは、気化燃料
供給制御ルーチンを示すフローチャートである。前記気
化燃料供給制御ルーチンは、予めＲＯＭ２８２に記憶さ
れているルーチンであり、ＣＰＵ２８１によって所定時
間毎（例えば、クランクポジションセンサ３１がパルス
信号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンであ
る。

【０１６０】この気化燃料供給制御ルーチンでは、ＣＰ
Ｕ２８１は、先ずＳ２００１において水温センサ３２の
出力信号値（冷却水温度）：THWを入力する。

【０１６１】Ｓ２００２では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２００１で入力された冷却水温度：THWが所定温度（た
とえば、内燃機関１の暖機完了後の水温）未満であるか
否かを判別する。

【０１６２】前記Ｓ２００２において前記冷却水温度：
THWが所定温度以上であると判定された場合は、ＣＰＵ
２８１は、内燃機関１が暖機完了状態にあるとみなし、
Ｓ２００８へ進む。Ｓ２００８では、ＣＰＵ２８１は、
通常の制御を実行する。

【０１６３】一方、前記Ｓ２００２において前記冷却水
温度：THWが所定温度未満であると判定された場合は、
ＣＰＵ２８１は、内燃機関１の運転状態が暖機運転領域
にあるとみなし、Ｓ２００３へ進む。

【０１６４】Ｓ２００３では、ＣＰＵ２８１は、クラン
クポジションセンサ３１がパルス信号を出力する時間的
間隔に基づき内燃機関１の機関回転数：Neを算出する。

【０１６５】Ｓ２００４では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２００３で算出された機関回転数：Neをパラメータとし
てグロープラグ駆動基準電圧：Vgs、ファン駆動基準電
圧：Vfs、及びポンプ駆動基準電圧：Vpsを算出する。

【０１６６】Ｓ２００５では、ＣＰＵ２８１は、吸気温
度センサ３０の出力信号値（吸気温度）と水温センサ３
２の出力信号値（冷却水温度）と燃料温度センサ４０の
出力信号値（燃料温度）とバッテリ４１の出力電圧とを
ＲＡＭ２８３から読み出す。

【０１６７】Ｓ２００６では、ＣＰＵ２８１は、前述し
た（１）〜（３）の方法に基づいて、グロープラグ駆動
補正電圧：△Vg、ファン駆動補正電圧：△Vfbat、及び
ポンプ駆動補正電圧：△Vpbatを算出する。

【０１６８】Ｓ２００７では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２００４で算出されたグロープラグ駆動基準電圧：Vgs
に前記Ｓ２００６で算出されたグロープラグ駆動補正電
圧：△Vgを加算してグロープラグ駆動電圧：Vg（＝Vgs
＋△Vg）を算出する。ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ２００４
で算出されたファン駆動基準電圧：Vfsに前記Ｓ２００
６で算出されたファン駆動補正電圧：△Vfbatを加算し
てファン駆動電圧：Vf（＝Vf＋△Vfbat）を算出する。
更に、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ２００４で算出されたポ
ンプ駆動基準電圧：Vpsに前記Ｓ２００６で算出された
ポンプ駆動補正電圧：△Vpbatを加算してポンプ駆動電
圧：Vp（＝Vps＋△Vpbat）を算出する。

【０１６９】Ｓ２００８では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２００７で算出されたグロープラグ駆動電圧：Vgとファ
ン駆動電圧：Vfとポンプ駆動電圧：Vpをそれぞれ燃料気
化用グロープラグ１５２とファンモータ１５０とヒータ
用燃料ポンプ３９に印加するとともに、排気側排出通路
１７ｂを遮断させるべく三方切換弁３７を制御する。

【０１７０】この場合、燃焼式ヒータ１４の作動状態
は、内燃機関１の機関回転数及び使用環境に適した作動
状態となるため、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ所
望量の気化燃料が供給されることになり、その結果、各
気筒１ａの燃焼室において可燃性の高い混合気が好適に
形成され、内燃機関１の燃焼が安定する。

【０１７１】ここで図２０のフローチャートに戻り、Ｃ
ＰＵ２８１は、Ｓ２００９へ進み、ヒータ用空燃比セン
サ４２の出力信号（気化燃料ガスの空燃比）：ｈafを入
力する。

【０１７２】Ｓ２０１０では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２００７で入力した気化燃料ガス空燃比：ｈafと所定の
目標空燃比とを比較する。

【０１７３】その際、前記気化燃料ガス空燃比：ｈafが
目標空燃比より高ければ、ＣＰＵ２８１は、ポンプ駆動
電圧及びグロープラグ駆動電圧を所定量高めるととも
に、必要に応じてファン駆動電圧を所定量低くする。

【０１７４】また、前記気化燃料ガス空燃比：ｈafが目
標空燃比より低ければ、ＣＰＵ２８１は、ファン駆動電
圧を所定量高くするとともに、必要に応じてポンプ駆動
電圧及びグロープラグ駆動電圧を所定量低くする。

【０１７５】この場合、燃焼式ヒータ１４から内燃機関
１へ供給される気化燃料ガスの空燃比が過剰なリッチ空
燃比やリーン空燃比となることがなく、それに応じて各
気筒１ａの燃焼室において混合気が過剰なリッチ空燃比
やリーン空燃比になることもなくなる。

【０１７６】前記したＳ２０１０の処理を実行し終えた
ＣＰＵ２８１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

【０１７７】以上述べたようにＣＰＵ２８１が前記気化
燃料供給制御ルーチンを実行することにより、燃焼式ヒ
ータ１４から内燃機関１へ気化燃料を供給する場合に
は、燃焼式ヒータ１４の作動状態が機関回転数及び使用
環境に応じた作動状態となる。その結果、如何なる機関
回転数及び使用環境においても、燃焼式ヒータ１４から
内燃機関１へ所望量の気化燃料が確実に供給されること
になる。

【０１７８】従って、本実施の形態に係る内燃機関によ
れば、内燃機関１の運転状態及び使用環境が如何なる状
態及び環境にあるときであっても、内燃機関１の燃焼安
定性を向上させることが可能となり、以て冷間時におけ
る内燃機関１の排気エミッションを向上させることが可
能となる。

【０１７９】尚、本実施の形態では、内燃機関１の使用
環境に応じて燃料気化用グロープラグ１５２の駆動電圧
の値を補正する例について述べたが、燃料気化用グロー
プラグ１５２に対する駆動電圧の印加時間を補正するよ
うにしてもよい。その場合、吸気温度、冷却水温度、及
び燃料温度が低くなるほど燃料気化用グロープラグ１５
２に対する駆動電圧の印加時間を長くするとともに、バ
ッテリ４１の出力電圧が低くなるほど燃料気化用グロー
プラグ１５２に対する駆動電圧の印加時間を長くすれば
よい。

【０１８０】＜実施の形態３＞次に、本発明に係る内燃
機関の第３の実施の形態について図２１〜図２７に基づ
いて説明する。ここでは、前述した第１の実施の形態と
異なる構成について説明し、同様の構成については説明
を省略する。

【０１８１】前述した第１の実施の形態では、内燃機関
１が暖機運転状態にあるときに燃焼式ヒータ１４から内
燃機関１へ気化燃料を供給する例について述べたが、本
実施の形態では、内燃機関１の始動時に燃焼式ヒータ１
４から内燃機関１へ気化燃料を供給する例について述べ
る。

【０１８２】内燃機関１が冷間始動される場合は、吸気
管３、吸気枝管２、及び図示しない吸気ポート内の雰囲
気温度が低く、且つ各気筒１ａ内の温度も低くなるた
め、燃料噴射弁１ｂから噴射された燃料が気化し難く、
可燃性の高い混合気を形成することが困難となる。

【０１８３】これに対し、内燃機関１のクランキング開
始時から完爆発生までの期間において燃焼式ヒータ１４
から内燃機関１へ気化燃料が供給されると、内燃機関１
の各気筒１ａ内、つまり燃焼室内に可燃性の高い混合気
を形成し易くなるため、内燃機関１を早期に完爆させる
ことが可能となる。

【０１８４】ところで、内燃機関１のクランキング開始
時点において外気温度、燃料温度、又は冷却水温度が高
ければ、燃焼式ヒータ１４において燃料を気化させ易い
が、内燃機関１のクランキング開始時点において外気温
度、燃料温度、又は冷却水温度が低ければ、燃焼式ヒー
タ１４において燃料を気化させ難くなる。

【０１８５】更に、内燃機関１のクランキング開始時点
において、バッテリ４１の出力電圧が低くなると、燃焼
式ヒータ１４の燃料気化用グロープラグ１５２に対して
十分な駆動電圧を印加することが困難となる場合があ
る。

【０１８６】そこで、本実施の形態では、内燃機関１の
冷間始動時に燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ気化燃
料を供給する場合は、内燃機関１の使用環境に応じて燃
焼式ヒータ１４の作動状態を制御するようにした。

【０１８７】具体的には、ＣＰＵ２８１は、イグニッシ
ョンスイッチ３４がオフからオンへ切り換えられたとき
に、吸気温度センサ３０と水温センサ３２と燃料温度セ
ンサ４０のうちの少なくとも一つのセンサの出力信号値
を読み込むとともに、バッテリ４１の出力電圧を読み込
む。

【０１８８】ＣＰＵ２８１は、吸気温度センサ３０の出
力信号値（吸気温度）と水温センサ３２の出力信号値
（冷却水温度）と燃料温度センサ４０の出力信号値（燃
料温度）の何れか一つをパラメータとして、燃料気化用
グロープラグ１５２の駆動基準電圧（グロープラグ駆動
基準電圧：Vgs）を決定する。

【０１８９】その際、ＣＰＵ２８１は、図２１〜図２３
に示されるように、吸気温度、冷却水温度、又は燃料温
度が所定温度（ｔ1、ｔ2、又はｔ3）より低いことを条
件に、それらの温度が低くなるほどグロープラグ駆動基
準電圧：Vgsが高くなるようにする。

【０１９０】続いて、ＣＰＵ２８１は、前記したバッテ
リ電圧をパラメータとしてグロープラグ駆動補正電圧：
△Vgbatを決定する。その際、ＣＰＵ２８１は、図２４
に示されるように、バッテリ電圧が所定電圧：Vsより高
ければグロープラグ駆動補正電圧：△Vgbatを“０”に
設定し、バッテリ電圧が所定電圧：Vs以下であればバッ
テリ電圧が低くなるほどグロープラグ駆動補正電圧：△
Vgbatを高く設定する。

【０１９１】ＣＰＵ２８１は、前記グロープラグ駆動基
準電圧：Vgsに前記グロープラグ駆動補正電圧：△Vgbat
を加算して、グロープラグ駆動電圧：Vg（＝Vgs＋△Vgb
at）を算出する。

【０１９２】また、ＣＰＵ２８１は、前記したバッテリ
電圧をパラメータとして、ファンモータ１５０の駆動電
圧（ファン駆動電圧：Vf）及びヒータ用燃料ポンプ３９
の駆動電圧（ポンプ駆動電圧：Vp）を決定する。

【０１９３】その際、ＣＰＵ２８１は、図２５及び図２
６に示されるように、バッテリ電圧が所定電圧：Vs以下
であることを条件に、バッテリ電圧が低くなるほどファ
ン駆動電圧：Vf及びポンプ駆動電圧：Vp電圧が低くなる
ようにする。

【０１９４】このようにして決定された駆動電圧により
燃焼式ヒータ１４が作動された場合には、吸気温度、冷
却水温度、又は燃料温度が低くなるほど燃料気化用グロ
ープラグ１５２の駆動電圧が高くなるため、燃料が気化
し難い低温下においても燃料気化用グロープラグ１５２
が確実に燃料を気化させることが可能になる。

【０１９５】更に、バッテリ４１の出力電圧が低い場合
には、ファンモータ１５０及びヒータ用燃料ポンプ３９
の駆動電圧が低くされると同時に、燃料気化用グロープ
ラグ１５２の駆動電圧が高くされるため、燃料気化用グ
ロープラグ１５２の駆動電圧を確保し易くなり、以て燃
料気化用グロープラグ１５２が燃料を確実に気化させる
ことができる。

【０１９６】以下、本実施の形態に係る気化燃料供給制
御について図２７のフローチャートに沿って説明する。
ここでは、燃料温度センサ４０の出力信号値をパラメー
タとしてグロープラグ駆動基準電圧：Vgsを決定する場
合を例に挙げて説明する。

【０１９７】図２７に示すフローチャートは、気化燃料
供給制御ルーチンを示すフローチャートである。前記気
化燃料供給制御ルーチンは、予めＲＯＭ２８２に記憶さ
れているルーチンであり、イグニッションスイッチ３４
がオフからオンへ切り換えられたことをトリガにしてＣ
ＰＵ２８１が実行するルーチンである。

【０１９８】気化燃料供給制御ルーチンでは、ＣＰＵ２
８１は、先ずＳ２７０１において、水温センサ３２の出
力信号値（冷却水温度）：THWを入力する。

【０１９９】Ｓ２７０２では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２７０１で入力された冷却水温度：THWが所定温度（た
とえば、内燃機関１の暖機完了後の水温）未満であるか
否かを判別する。

【０２００】前記Ｓ２７０２において前記冷却水温度：
THWが所定温度以上であると判定された場合は、ＣＰＵ
２８１は、内燃機関１が冷間状態にないとみなし、Ｓ２
７１０へ進む。ＣＰＵ２８１は、Ｓ２７１０において燃
焼式ヒータ１４を作動停止状態とし、本ルーチンの実行
を終了する。

【０２０１】一方、前記Ｓ２７０２において前記冷却水
温度：THWが所定温度未満であると判定された場合は、
ＣＰＵ２８１は、内燃機関１が冷間状態にあるとみな
し、Ｓ２７０３へ進む。

【０２０２】Ｓ２７０３では、ＣＰＵ２８１は、燃料温
度センサ４０の出力信号値（燃料温度）とバッテリ４１
の出力電圧とを読み込む。

【０２０３】Ｓ２７０４では、ＣＰＵ２８１は、先ず、
前記Ｓ２７０３で読み込まれた燃料温度をパラメータと
してグロープラグ駆動基準電圧：Vgsを算出するととも
に、バッテリ電圧をパラメータとしてグロープラグ駆動
補正電圧：△Vgを算出する。次いで、ＣＰＵ２８１は、
前記グロープラグ駆動基準電圧：Vgsに前記グロープラ
グ駆動補正電圧：△Vgを加算してグロープラグ駆動電
圧：Vgを算出する。更に、ＣＰＵ２８１は、前記バッテ
リ電圧をパラメータとしてファン駆動電圧：Vfとポンプ
駆動電圧：Vpを算出する。

【０２０４】Ｓ２７０５では、ＣＰＵ２８１は、スター
タスイッチ３５がオフからオンへ切り換えられたか否か
を判別する。

【０２０５】前記Ｓ２７０５においてスタータスイッチ
３５がオフからオンへ切り換えられていないと判定され
た場合は、ＣＰＵ２８１は、前述したＳ２７０１以降の
処理を再度実行する。

【０２０６】一方、前記Ｓ２７０５においてスタータス
イッチ３５がオフからオンへ切り換えられたと判定され
た場合、すなわち内燃機関１のクランキングが開始され
た場合には、ＣＰＵ２８１は、Ｓ２７０６へ進み、前記
Ｓ２７０４で算出されたグロープラグ駆動電圧：Vgとフ
ァン駆動電圧：Vfとポンプ駆動電圧：Vpをそれぞれ燃料
気化用グロープラグ１５２とファンモータ１５０とヒー
タ用燃料ポンプ３９に印加するとともに、排気側排出通
路１７ｂを遮断させるべく三方切換弁３７を制御する。

【０２０７】この場合、燃焼式ヒータ１４の作動状態
は、クランキング開始時の環境に適した作動状態となる
ため、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ所望量の気化
燃料が確実に供給されることになる。

【０２０８】ここで、燃焼式ヒータ１４において気化さ
れた燃料は、蒸発し易く且つ気化し易い軽質な燃料とな
るため、吸気通路の壁面などに付着することなく空気と
混ざり合って可燃性の高い混合気を形成する。

【０２０９】更に、各気筒１ａの燃焼室へ分配された気
化燃料ガスと空気との混合気は、圧縮行程において圧縮
されて昇温するため、その昇温過程において気化燃料が
冷炎反応を伴って部分酸化し、反応性に富んだ遊離基
（ラジカル）を生成する。

【０２１０】従って、その後の圧縮行程上死点近傍にお
いて燃料噴射弁１ｂから燃料が噴射されると、ラジカル
によって燃料の燃焼（酸化反応）が促進され、その結
果、各気筒１ａにおいて燃料が燃焼し易くなり、以て内
燃機関１の始動性が向上する。

【０２１１】ここで図２７のフローチャートに戻り、Ｃ
ＰＵ２８１は、Ｓ２７０７において、クランクポジショ
ンセンサ３１がパルス信号を出力する時間的間隔に基づ
いて内燃機関１の機関回転数：Neを算出する。

【０２１２】Ｓ２７０８では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ
２７０７で算出された機関回転数：Neが所定回転数（例
えば、通常時のアイドル回転数）以上であるか否かを判
別する。

【０２１３】前記Ｓ２７０８において前記機関回転数：
Neが前記所定回転数未満であると判定された場合は、Ｃ
ＰＵ２８１は、内燃機関１が完爆していないとみなし、
前述したＳ２７０６以降の処理を再度実行する。

【０２１４】一方、前記Ｓ２７０８において前記機関回
転数：Neが前記所定回転数以上であると判定された場合
は、ＣＰＵ２８１は、内燃機関１が完爆したとみなし、
Ｓ２７０９へ進む。

【０２１５】Ｓ２７０９では、ＣＰＵ２８１は、燃焼式
ヒータ１４から内燃機関１への気化燃料の供給を停止す
べく燃焼式ヒータ１４を制御し、本ルーチンの実行を終
了する。

【０２１６】以上述べたようにＣＰＵ２８１が前記気化
燃料供給制御ルーチンを実行することにより、内燃機関
１の冷間始動時に燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ気
化燃料ガスを供給する場合に、燃焼式ヒータ１４が使用
環境に適した状態で作動することになるため、燃焼式ヒ
ータ１４から内燃機関１へ所望量の気化燃料を確実に供
給することが可能となり、以て内燃機関１の始動性を向
上させることが可能となる。

【０２１７】尚、本実施の形態に係る気化燃料供給制御
が極低温下で実行される場合には、クランキング期間の
初期において燃焼式ヒータ１４から内燃機関１の吸気通
路へ比較的高温の燃焼ガスを供給した後に、気化燃料の
供給を開始するようにしてもよい。

【０２１８】これは、外気温度が極低温である場合は、
それに応じて吸気通路内の雰囲気温度も極低温となるた
め、そのような状況下で気化燃料を吸気通路へ供給する
と、吸気通路内で気化燃料が液化して吸気通路壁面など
に付着することが考えられるが、予め燃焼ガスによって
吸気通路内の雰囲気温度を高めておくことにより、気化
燃料が吸気通路壁面などに付着することなく内燃機関１
の燃焼室へ供給されるようになるからである。

【０２１９】

【発明の効果】本発明に係る内燃機関では、燃料気化機
構から内燃機関へ気化燃料を供給する場合に、燃料気化
機構の作動状態が内燃機関の運転状態およびまたは使用
環境に応じた作動状態とされるため、内燃機関が如何な
る運転状態およびまたは如何なる使用環境下にあるとき
であっても、燃料気化機構から内燃機関へ確実に気化燃
料が供給されるようになる。

【０２２０】この結果、内燃機関の運転状態や使用環境
が如何なる運転状態や使用環境であっても、内燃機関の
燃焼室内に可燃性の高い混合気が形成されることになる
ため、内燃機関の燃焼状態が安定するようになる。

【０２２１】従って、本発明に係る内燃機関によれば、
如何なる運転状態や使用環境においても内燃機関の燃焼
状態を安定させることが可能となり、以て内燃機関の排
気エミッションを向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す
図

【図２】 燃焼式ヒータの内部構成を示す図

【図３】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図

【図４】 ファン駆動電圧と機関回転数との関係を示す
図

【図５】 ポンプ駆動電圧と機関回転数との関係を示す
図

【図６】 グロープラグ駆動電圧と機関回転数との関係
を示す図

【図７】 第１の実施の形態における気化燃料供給制御
ルーチンを示すフローチャート図

【図８】 ファン駆動電圧と吸入空気量との関係を示す
図

【図９】 ポンプ駆動電圧と吸入空気量との関係を示す
図

【図１０】 グロープラグ駆動電圧と吸入空気量との関
係を示す図

【図１１】 ファン駆動電圧と吸入空気量と機関回転数
との関係を示す図

【図１２】 ポンプ駆動電圧と吸入空気量と機関回転数
との関係を示す図

【図１３】 グロープラグ駆動電圧と吸入空気量と機関
回転数との関係を示す図

【図１４】 グロープラグ駆動補正電圧と吸気温度との
関係を示す図

【図１５】 グロープラグ駆動補正電圧と冷却水温度と
の関係を示す図

【図１６】 グロープラグ駆動補正電圧と燃料温度との
関係を示す図

【図１７】 グロープラグ駆動補正電圧とバッテリ電圧
との関係を示す図

【図１８】 ファン駆動補正電圧とバッテリ電圧との関
係を示す図

【図１９】 ポンプ駆動補正電圧とバッテリ電圧との関
係を示す図

【図２０】 第２の実施の形態における気化燃料供給制
御ルーチンを示す図

【図２１】 グロープラグ駆動基準電圧と吸気温度との
関係を示す図

【図２２】 グロープラグ駆動基準電圧と冷却水温度と
の関係を示す図

【図２３】 グロープラグ駆動基準電圧と燃料温度との
関係を示す図

【図２４】 グロープラグ駆動補正電圧とバッテリ電圧
との関係を示す図

【図２５】 ファン駆動電圧とバッテリ電圧との関係を
示す図

【図２６】 ポンプ駆動電圧とバッテリ電圧との関係を
示す図

【図２７】 第３の実施の形態における気化燃料供給制
御ルーチンを示す図

【符号の説明】

１・・・・内燃機関 ２・・・・吸気枝管 ３・・・・吸気管 １０・・・排気管 １１・・・排気浄化触媒 １４・・・燃焼式ヒータ １５・・・吸気導入通路 １７・・・燃焼ガス排出通路 １７ａ・・吸気側排出通路 １７ｂ・・排気側排出通路 ２８・・・ＥＣＵ ２９・・・エアフローメータ ３０・・・吸気温度センサ ３２・・・水温センサ ３９・・・ヒータ用燃料ポンプ ４０・・・燃料温度センサ ４１・・・バッテリ ４２・・・ヒータ用空燃比センサ １４９・・送風ファン １５０・・ファンモータ １５２・・燃料気化用グロープラグ １５３・・燃料点火用グロープラグ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA05 BA09 BA11 BA13 BA14 BA24 BA26 BA29 CA02 DA01 DA02 DA05 DA09 DA10 EA11 EB01 EB02 EB06 EB11 EB12 EC03 FA02 FA07 FA10 FA11 FA13 FA20 FA26 FA33 FA36 FA37 3G092 AA01 AA06 AA17 AB02 AB06 AB11 BA01 BA03 BA06 BB01 BB02 BB08 BB20 DC01 DC08 DD03 DE03S DE15S DF03 DF05 DF09 DF10 DG07 EA01 EA09 EA11 EC01 EC02 FA01 FA03 FA31 GA02 GA16 HA01Z HA04Z HB04Z HD07Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 JA03 KA02 KA06 KA23 LA01 LB04 LB11 LC01 LC03 LC10 MA01 MA11 NB20 ND01 ND02 ND03 ND04 NE01 NE17 PA01Z PA10Z PA11Z PB01Z PB02Z PE01Z PE08Z PF03Z PG02Z

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を加熱して気化させる燃料気化機構
   と、 前記燃料気化機構により気化された燃料を燃焼させるこ
   となく内燃機関の吸気通路へ導く気化燃料供給手段と、 前記燃料気化機構により気化された燃料を前記内燃機関
   の吸気通路へ供給するときに、前記内燃機関の運転状態
   およびまたは使用環境に応じて前記燃料気化機構の作動
   状態を制御する気化燃料供給制御手段と、を備えること
   を特徴とする内燃機関。
2. 【請求項２】 内燃機関と独立した燃焼室を具備する燃
   焼式ヒータと、 前記燃焼室内のガスを前記内燃機関の吸気通路へ導くガ
   ス供給通路と、 前記燃焼式ヒータから前記吸気通路へ気化燃料を供給す
   るときに、前記内燃機関の運転状態およびまたは使用環
   境に応じて前記燃焼式ヒータの作動状態を制御する気化
   燃料供給制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機
   関。
3. 【請求項３】 前記燃焼式ヒータは、前記燃焼室へ燃料
   を供給する燃料供給機構と、前記燃焼室へ供給される燃
   料を加熱して気化させる加熱機構と、前記燃焼室へ空気
   を供給する送風機構とを具備し、 前記気化燃料供給制御手段は、前記内燃機関の運転状態
   およびまたは使用環境に従って前記燃料供給機構と前記
   加熱機構と前記送風機構との少なくとも一つの作動状態
   を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機
   関。
4. 【請求項４】 前記気化燃料供給制御手段は、前記内燃
   機関の機関回転数が高くなるほど、前記燃焼式ヒータか
   ら前記吸気通路へ供給される気化燃料量が多くなるよう
   前記燃料供給機構と前記加熱機構と前記送風機構との少
   なくとも一つを制御することを特徴とする請求項３に記
   載の内燃機関。
5. 【請求項５】 前記気化燃料供給制御手段は、前記内燃
   機関の吸入空気量が多くなるほど、前記燃焼式ヒータか
   ら前記吸気通路へ供給される気化燃料量が多くなるよう
   に前記燃料供給機構と前記加熱機構と前記送風機構との
   少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項３に
   記載の内燃機関。
6. 【請求項６】 前記気化燃料供給制御手段は、燃料の温
   度が低くなるほど加熱量が多くなるよう前記加熱機構を
   制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
7. 【請求項７】 前記気化燃料供給制御手段は、外気の温
   度が低くなるほど加熱量が多くなるよう前記加熱機構を
   制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
8. 【請求項８】 前記気化燃料供給制御手段は、前記内燃
   機関の冷却水温度が低くなるほど加熱量が多くなるよう
   前記加熱機構を制御することを特徴とする請求項３に記
   載の内燃機関。
9. 【請求項９】 前記燃料供給機構、前記加熱機構、及び
   前記送風機構は、バッテリから出力される電圧を駆動源
   として作動する機構であり、 前記気化燃料供給制御手段は、前記バッテリの出力電圧
   が低くなるほど、前記加熱機構の印加電圧を高めるとと
   もに前記燃料供給機構及び前記送付機構の印加電圧を低
   下させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
10. 【請求項１０】 前記ガス供給通路を流れるガスの空燃
    比を検出する空燃比検出手段を更に備え、 前記気化燃料供給制御手段は、前記空燃比検出手段の検
    出値が所望の目標空燃比と一致するように前記燃料供給
    機構と前記加熱機構と前記送風機構との少なくとも一つ
    をフィードバック制御することを特徴とする請求項３に
    記載の内燃機関。