JP2004108256A - Engine warm up device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に車両等における内燃機関いわゆるエンジンの暖機を促進するためのエンジンの暖機装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、冷間時のエンジンの始動から暖機するまでにある程度の時間がかかる。したがって、エンジンの暖機性が悪いと、エンジンの始動から暖機までの時間が長くかかるため、暖機時に比べ、ピストン等のフリクションロスが大きく、燃費の悪化やHCの増加等の問題が生じる。また、排気ガスは、排気管の触媒コンバータを通じて浄化されてから外部へ排出されているだけであり、排気ガスの熱エネルギーが有効に利用されていなかった。
【0003】
そこで、排気マニホールドにエンジン冷却水が通る冷却水路を設け、その排気マニホールドを通る排気ガスの熱によってエンジン冷却水を加熱するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
実開昭62−28060号公報(第1−2頁、第1−3図参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記した特許文献1のものでは、排気マニホールドを通る排気ガスの熱によってエンジン冷却水を加熱し、そのエンジン冷却水によってエンジンのシリンダブロックが間接的に加熱される。このため、エンジンの暖機性が促進されるとともに排気ガスの熱エネルギーを有効利用することができる。しかし、排気ガスの熱でエンジン冷却水の温度を上昇するまでにはある程度時間を要し、そのエンジン冷却水でシリンダブロックを間接的に加熱するにも時間を要することになるため、エンジンの暖機性の促進に不満が残った。
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、エンジンの暖機性を促進することのできるエンジンの暖機装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするエンジンの暖機装置により解決することができる。すなわち、請求項1に記載されたエンジンの暖機装置によると、エンジンの冷間始動時には、シリンダブロック内の排気通路を通るエンジンの排気ガスの熱によって、シリンダブロックが内部から直接的に加熱されるとともに、該シリンダブロック内の冷却水路を通るエンジン冷却水が加熱される。したがって、シリンダブロックの温度が早期に上昇されることによって、エンジンの暖機性を促進することができる。
【0008】
また、請求項2に記載されたエンジンの暖機装置によると、排気通路を通る排気ガスの熱によって、エンジン冷却水を効果的に加熱することができる。
【0009】
また、請求項3に記載されたエンジンの暖機装置によると、エンジンの排気ガスは、排気マニホールドから排気管及び触媒コンバータを通じて外気へ放出される。また、前記排気ガスの一部は、排気マニホールドからシリンダブロックの排気通路を経由して、排気管の触媒コンバータの上流側部分に合流される。したがって、エンジンの排気ガスは、シリンダブロックを経由する排気ガスを含め、排気管の触媒コンバータによって全て浄化される。また、エンジンの排気ガスの全てをシリンダブロックの排気通路に通す場合に比べて、排気管の触媒コンバータの暖機性を向上することができる。
【0010】
また、請求項4に記載されたエンジンの暖機装置によると、エンジン冷却水の温度が所定温度以下のときには、水温センサからの検出信号に基づいて弁開閉手段が排気開閉弁を開くことによって、エンジンの暖機が促進される。また、前記エンジン冷却水の温度が所定温度を超えたときには、水温センサからの検出信号に基づいて弁開閉手段が排気開閉弁を閉じることにより、シリンダブロック内の排気通路への排気ガスの流通が停止される。したがって、暖機後のエンジン停止時における排気ガスの余熱によるシリンダブロックの加熱を回避し、その加熱によるシリンダブロック内のエンジン冷却水の局所沸騰を防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面にしたがって説明する。図2に示すように、車両1には、例えば4気筒の水冷式のエンジン2が搭載されている。エンジン2は、図3に示すように、シリンダブロック4とシリンダヘッド5とオイルパン12等を備えている。シリンダブロック4の気筒毎のシリンダ4a内には、ピストン3が往復動可能に設けられている。シリンダブロック4内には、エンジン冷却水が通る冷却水路(いわゆるウォータジャケット)13が各気筒毎のシリンダ4aの周囲を取り囲むように形成されている。また、シリンダヘッド5は、シリンダブロック4上に設置され、各気筒毎の吸気バルブ9によって開閉される吸気ポート6を備えているとともに、各気筒毎の排気バルブ10によって開閉される排気ポート7を備えている。シリンダヘッド5には、点火プラグ14が燃焼室15に臨んだ状態で配置されている。シリンダヘッド5には、シリンダブロック4の冷却水路13に連通する冷却水路5aが形成されている。また、オイルパン12は、シリンダブロック4の下面側に装着され、エンジンオイル(図示省略)を貯留する。
【0012】
前記シリンダブロック4の冷却水路13は、図1に示すように、シリンダブロック4に対しシリンダ4a列を取り囲むほぼU字状に形成されている。冷却水路13(前記シリンダヘッド5の冷却水路5aを含む)は、周知のように、ラジエータ22、ヒータ23、ウォータポンプ24、ワックス式サーモスタット25等を含む冷却経路21に組込まれている。エンジン冷却水は、シリンダブロック4の冷却水入口13aから冷却水路13を通って冷却水出口13bへ向かって流れる。
【0013】
前記エンジン2のシリンダヘッド5(図3参照)の排気側には、排気マニホールド16が接続されている(図2参照)。排気マニホールド16には、図2に示すように、車両1のフロアの下面側に沿う排気管17が接続されている。排気管17には、その上流側から下流側に向かって、例えば三元触媒コンバータ等の触媒コンバータ18、サブマフラー19、メインマフラー20等が組込まれている。排気管17は、車両1のフロアの下面側に沿って装備されている。
【0014】
図3に示すように、前記シリンダブロック4内には排気通路27が形成されている。排気通路27は、図1に示すように、前記冷却水路13の外側においてシリンダ4a列を取り囲みかつ冷却水路13と逆U字状をなすように形成されている。排気ガスは、排気入口27aから排気通路27を通って排気出口27bへ向かって流れるが、その流れ方向は冷却水路13におけるエンジン冷却水の流れ方向と逆方向になっている。また、前記排気通路27の排気入口27aには排気導入管28の一端が連通され、排気通路27の排気出口27bには排気導出管29の一端が連通されている。図2に示すように、排気導入管28の他端は前記排気マニホールド16の途中に連通され、排気導出管29の他端は前記排気管17の触媒コンバータ18の上流側部分に連通されている。排気導入管28と排気導出管29は、排気通路27を含む排気経路26を形成している。したがって、排気マニホールド16から排気管17を通じて排出される排気ガスの一部は、排気導入管28、排気通路27、排気導出管29を含む排気経路26を経由するようになっている。
【0015】
図1に示すように、前記シリンダブロック4には、前記冷却水路13を通るエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ30が取付けられている。水温センサ30の検出信号は、自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるECU(符号、32を付す)に入力される。
【0016】
また、前記排気経路26の排気導入管28には、その管路を開閉する電磁弁式の排気開閉弁34が組込まれている。排気開閉弁34は、前記ECU32によってオン(ON)、オフ(OFF)制御すなわち開閉制御されるようになっている。すなわち、ECU32は、前記水温センサ30からの検出信号に基づいてエンジン冷却水の温度が所定温度(例えば80℃)以下のときに排気開閉弁34をオンすることにより開き、エンジン冷却水の温度が前記所定温度(例えば80℃)を超えたときに排気開閉弁34をオフすることにより閉じる。
【0017】
前記ECU32は、エンジン2の始動開始時毎に実行されるフローチャート(図4参照)の処理によって排気開閉弁34を開閉制御する。すなわち、図4に示すステップS1で、水温センサ30(図1参照)からの検出信号に基づいて、エンジン冷却水の温度(水温ともいう)Teが所定温度(例えば、80℃)以下か否かが判定される。水温Teが所定温度(例えば、80℃)以下であれば、ステップS2で排気開閉弁34を開いて、ステップS1に戻る。また、ステップS1で、水温Teが所定温度(例えば、80℃)を超えたならば、ステップS3で、排気開閉弁34を閉じて処理を終了する。なお、上記した処理を行なうECU32は本明細書でいう「弁開閉手段」に相当する。
【0018】
また、図5には、エンジン2の始動開始からの時間tと水温Teとの関係が示されている。図5において、横軸が時間t(min)、縦軸が温度Te(℃)であり、本実施の形態の特性線が実線Aで、暖機装置をもたない場合の特性線が点線Bで示されている。暖機装置をもたない場合の特性線(点線B参照)の暖機に要する時間t2に比べ、本実施の形態(実線A参照)によれば、暖機が早期に完了するため暖機に要する時間t1が短くなっている。
【0019】
上記したエンジン2(図1参照)の暖機装置によると、エンジン2の冷間始動時には、排気経路26を経由するエンジン2の排気ガスがシリンダブロック4内の排気通路27を通る。これによって、排気ガスの熱でシリンダブロック4が内部から直接的に加熱されるとともに、シリンダブロック4内の冷却水路13を通るエンジン冷却水が加熱される。したがって、シリンダブロック4の温度が早期に上昇されることによって、エンジン2の暖機性を促進することができる。さらには、ピストン3等のフリクションが低減されることにより、燃費の向上、HCの低減といった効果を期待することができる。
【0020】
また、図1及び図3に示すように、排気通路27をシリンダブロック4の冷却水路13に沿って設けたものであるから、排気通路27を通る排気ガスの熱によって、エンジン冷却水を効果的に加熱することができる。
【0021】
また、図1において、エンジン2の排気ガスは、排気マニホールド16から排気管17を通じて外気へ放出される。その排気ガスの一部は、前にも述べたように、排気マニホールド16からシリンダブロック4の排気通路27を経由して、排気管17の触媒コンバータ18の上流部分に合流される。したがって、エンジン2の排気ガスは、シリンダブロック4を経由する排気ガスを含め、排気管17の触媒コンバータ18によって全て浄化される。また、エンジン2の排気ガスの全てをシリンダブロック4の排気通路27に通す場合に比べて、排気管17の触媒コンバータ18の暖機性を向上することができる。
【0022】
また、図1において、シリンダブロック4の冷却水路13を通るエンジン冷却水の温度が所定温度以下のときには、水温センサ30からの検出信号に基づいてECU32が排気開閉弁34を開くことによって、エンジン2の暖機が促進される。また、前記エンジン冷却水の温度が所定温度を超えたときには、水温センサ30からの検出信号に基づいて弁開閉手段が排気開閉弁34を閉じることにより、シリンダブロック4内の排気通路27への排気ガスの流通が停止される。したがって、暖機後のエンジン停止時における排気ガスの余熱によるシリンダブロック4の加熱を回避し、その加熱によるシリンダブロック4内のエンジン冷却水の局所沸騰を防止することができる。
【0023】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、排気通路は、シリンダブロック4の他、シリンダヘッド5及びオイルパン12内に設けることができる。また、排気通路27は、冷却水路13に沿わない位置に形成してもよい。また、排気通路27は、シリンダブロック4に対し複数本形成することができる。また、排気開閉弁34は、排気導出管29に代えて、排気導入管28、あるいはシリンダブロック4等に組込むことができる。また、水温センサ30は、シリンダブロック4以外の部位に配置してもよい。
【0024】
【発明の効果】
本発明のエンジンの暖機装置によれば、エンジンの排気ガスの熱によりシリンダブロックを内部から直接的に加熱するものであるから、該シリンダブロックの温度が早期に上昇されることによって、エンジンの暖機性を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態にかかるエンジンの暖機装置を示す構成図である。
【図2】車両に搭載されたエンジンの暖機装置を示す概略図である。
【図3】エンジンのシリンダブロックの周辺部を示す断面図である。
【図4】ECUの処理を示すフローチャートである。
【図5】エンジンの暖機にかかる時間とエンジン冷却水の水温との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
2 エンジン
4 シリンダブロック
13 冷却水路
16 排気マニホールド
17 排気管
18 触媒コンバータ
26 排気経路
27 排気通路
27a 排気入口
27b 排気出口
30 水温センサ
34 排気開閉弁
32 ECU(弁開閉手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine warm-up device for promoting warm-up of an internal combustion engine in a vehicle or the like.
[0002]
[Prior art]
In general, it takes some time from the start of the engine in a cold state to the warm-up of the engine. Therefore, if the warm-up property of the engine is poor, it takes a long time from the start of the engine to the warm-up, so that the friction loss of the piston and the like is large as compared with the warm-up time, and problems such as deterioration of fuel efficiency and increase of HC occur. . Further, the exhaust gas is merely purified through the catalytic converter of the exhaust pipe and then discharged to the outside, and the thermal energy of the exhaust gas has not been effectively used.
[0003]
Therefore, there has been proposed an exhaust manifold having a cooling water passage through which engine cooling water passes, and heating the engine cooling water by heat of exhaust gas passing through the exhaust manifold (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-28060 (see page 1-2 and FIG. 1-3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In
[0006]
The problem to be solved by the present invention is to provide an engine warm-up device capable of promoting warm-up of the engine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above problem can be solved by a warm-up device for an engine whose gist is the configuration described in the claims. That is, according to the engine warming device of the first aspect, when the engine is cold started, the cylinder block is directly heated from the inside by the heat of the engine exhaust gas passing through the exhaust passage in the cylinder block. At the same time, the engine cooling water passing through the cooling water passage in the cylinder block is heated. Therefore, the warm-up property of the engine can be promoted by increasing the temperature of the cylinder block early.
[0008]
Further, according to the engine warming device described in
[0009]
According to the engine warming device of the third aspect, the exhaust gas of the engine is discharged from the exhaust manifold to the outside air through the exhaust pipe and the catalytic converter. Further, a part of the exhaust gas is joined from the exhaust manifold to an upstream portion of the catalytic converter of the exhaust pipe via the exhaust passage of the cylinder block. Therefore, the exhaust gas of the engine, including the exhaust gas passing through the cylinder block, is all purified by the catalytic converter in the exhaust pipe. Further, the warm-up property of the catalytic converter in the exhaust pipe can be improved as compared with the case where all of the exhaust gas of the engine is passed through the exhaust passage of the cylinder block.
[0010]
According to the engine warm-up device described in
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, the
[0012]
As shown in FIG. 1, the
[0013]
An
[0014]
As shown in FIG. 3, an
[0015]
As shown in FIG. 1, a
[0016]
In addition, a solenoid-operated exhaust on-off
[0017]
The
[0018]
FIG. 5 shows the relationship between the time t from the start of the start of the
[0019]
According to the above-described warm-up device for the engine 2 (see FIG. 1), when the
[0020]
Since the
[0021]
In FIG. 1, the exhaust gas of the
[0022]
In FIG. 1, when the temperature of the engine cooling water passing through the cooling
[0023]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, the exhaust passage can be provided in the
[0024]
【The invention's effect】
According to the engine warm-up device of the present invention, the cylinder block is directly heated from the inside by the heat of the exhaust gas of the engine. Warm-up properties can be promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an engine warm-up device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a warm-up device for an engine mounted on a vehicle.
FIG. 3 is a sectional view showing a peripheral portion of a cylinder block of the engine.
FIG. 4 is a flowchart showing processing of an ECU.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the time required for warming up the engine and the temperature of the engine cooling water.
[Explanation of symbols]
2
Claims (4)
前記排気通路の排気入口を前記排気マニホールドに連通し、
前記排気通路の排気出口を前記排気管の触媒コンバータより上流側部分に連通したことを特徴する請求項1又は2に記載のエンジンの暖機装置。An exhaust pipe having a catalytic converter is connected to an exhaust side of the engine via an exhaust manifold,
An exhaust inlet of the exhaust passage communicates with the exhaust manifold,
3. The engine warm-up device according to claim 1, wherein an exhaust outlet of the exhaust passage communicates with a portion of the exhaust pipe upstream of a catalytic converter.
前記排気通路を含む排気経路を開閉する排気開閉弁と、
前記水温センサからの検出信号に基づいて前記エンジン冷却水の温度が所定温度以下のときに前記排気開閉弁を開きまた前記エンジン冷却水の温度が所定温度を超えたときに前記排気開閉弁を閉じる弁開閉手段と
を備えたことを特徴とする請求項3に記載のエンジンの暖機装置。A water temperature sensor for detecting a temperature of the engine cooling water,
An exhaust on-off valve for opening and closing an exhaust path including the exhaust passage;
The exhaust valve is opened when the temperature of the engine coolant is equal to or lower than a predetermined temperature based on a detection signal from the water temperature sensor, and is closed when the temperature of the engine coolant exceeds a predetermined temperature. The engine warm-up device according to claim 3, further comprising a valve opening / closing means.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002272161A JP2004108256A (en) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | Engine warm up device |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2004108256A true JP2004108256A (en) | 2004-04-08 |
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JP (1) | JP2004108256A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020153258A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | ダイハツ工業株式会社 | Cylinder block |
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JPH07119455A (en) * | 1993-10-26 | 1995-05-09 | Aisin Seiki Co Ltd | Exhaust heat utilizing device for internal combustion engine |
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-
2002
- 2002-09-18 JP JP2002272161A patent/JP2004108256A/en active Pending
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