JP2004218506A - Internal-combustion engine with combustion heater - Google Patents
Internal-combustion engine with combustion heater Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004218506A JP2004218506A JP2003006070A JP2003006070A JP2004218506A JP 2004218506 A JP2004218506 A JP 2004218506A JP 2003006070 A JP2003006070 A JP 2003006070A JP 2003006070 A JP2003006070 A JP 2003006070A JP 2004218506 A JP2004218506 A JP 2004218506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion engine
- combustion
- internal combustion
- heater
- type heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼式ヒータを有する内燃機関に関し、特に燃焼式ヒータの燃焼室が内燃機関の吸気系およびまたは排気系と連通した内燃機関に関する。
【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内燃機関の暖機促進などを目的として、燃焼式ヒータを併設する技術が提案されている。
【0003】
このような燃焼式ヒータを備えた内燃機関としては、内燃機関の始動時(クランキング時)には燃焼式ヒータの排気を内燃機関の吸気管に導くことにより内燃機関の吸気を加熱し、クランキングが停止又はクランキングが不連続に行われた時には燃焼式ヒータの排気が内燃機関の吸気管へ流入しないよう構成された内燃機関が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−3823号公報
【特許文献2】
特開2000−234567号公報
【特許文献3】
特開2000−257416号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関のクランキング停止時又はクランキングが不連続に行われた時に燃焼式ヒータの排気が内燃機関の吸気管へ流入しなくなると、燃焼式ヒータが失火し難くなるものの、内燃機関の吸気を加熱することができなくなり、内燃機関の始動性が低下する可能性がある。
【0006】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の吸気等の加熱対象を加熱する燃焼式ヒータを備えた内燃機関において、内燃機関の運転時に該内燃機関の運転状態が変化する状況下であっても所望の加熱対象を加熱しつつ燃焼式ヒータを好適に運転させることができる技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、燃焼式ヒータを有する内燃機関において、内燃機関の運転時に該内燃機関の運転状態が急激に変化する場合には、燃焼式ヒータの点火装置を作動させ、燃焼式ヒータの失火を防止するようにした。
【0008】
すなわち、本発明にかかる燃焼式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関の運転時に該内燃機関の運転状態の変化率を検出する変化率検出手段と、前記状態変化検出手段により検出された変化率が一定値以上となる場合に燃焼式ヒータの点火装置を作動させる点火制御手段と、を備えるようにした。
【0009】
かかる燃焼式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関及び燃焼式ヒータが運転されており、且つ、内燃機関の運転状態の変化率が一定値以上になるときには、燃焼式ヒータの点火装置を作動させる。
【0010】
内燃機関の運転状態の変化率が一定値以上となる場合、言い換えれば、内燃機関の運転状態が急激に変化する場合には、内燃機関の吸入空気量、排気量、あるいは燃料噴射量が急変し、それに応じて燃焼式ヒータに吸入される空気量およびまたは燃焼式ヒータに供給される燃料が急変する可能性がある。
【0011】
燃焼式ヒータに吸入される空気量およびまたは燃焼式ヒータに供給される燃料量が急変する場合には、燃焼式ヒータにおける燃焼が不安定となり易く、燃焼式ヒータが失火する場合がある。
【0012】
これに対し、内燃機関の運転状態が急変するときに燃焼式ヒータの点火装置が作動させられると、点火装置により燃料が強制的に燃焼させられるため、燃焼式ヒータの失火が防止されることとなる。この結果、燃焼式ヒータは所望の加熱対象を加熱し続けることが可能となる。
【0013】
尚、上記した加熱対象としては、内燃機関の吸気、内燃機関の排気、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒などを例示することができる。
【0014】
本発明にかかる燃焼式ヒータを有する内燃機関において、内燃機関の運転状態の変化率を表すパラメータとしては、燃料噴射量の変化率、吸入空気量の変化率、機関回転数の変化率等を例示することができるが、それら燃料噴射量、吸入空気量、又は機関回転数の変化率が大きくなる予兆として、アクセル開度の変化率が大きくなるため、変化率検出手段は、アクセル開度の変化率を検出することが好適と言える。
【0015】
次に、本発明は、内燃機関の吸気系およびまたは排気系に連通した燃焼室を具備する燃焼式ヒータにおいて、内燃機関の運転時に該内燃機関の運転状態の変化率が一定値以上となる場合には、前記燃焼室へ供給される燃料に点火する点火装置を備えるようにしてもよい。
【0016】
このように構成された燃焼式ヒータでは、内燃機関の運転状態の変化率が一定値以上となるとき、すなわち内燃機関の運転状態が急変するときに、点火装置が該燃焼式ヒータの燃焼室へ供給される燃料に強制的に点火するため、失火し難くなる。この結果、燃焼式ヒータは、所望の加熱対象を加熱し続けることが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
<第1の実施例>
以下、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の具体的な実施の形態について添付した図面に基づいて説明する。
【0018】
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。
【0019】
図1に示す内燃機関1は、4つの気筒1aを備えた水冷式の圧縮着火式ディーゼル機関である。
【0020】
この内燃機関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、図示しない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蓄圧室(コモンレール室)1cと連通している。
【0021】
前記内燃機関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100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101が取り付けられている。
【0022】
次に、前記内燃機関1には、吸気通路2が接続されている。前記吸気通路2はエアクリーナボックス3が接続されている。前記吸気通路2の途中には、該吸気通路2内の空気流量を調整する吸気絞り弁4が設けられている。前記吸気絞り弁4には、該吸気絞り弁4を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ40が取り付けられている。
【0023】
前記内燃機関1には、排気通路5が接続されている。前記排気通路5は、下流にて図示しない排気浄化触媒やマフラーなどと連通している。
【0024】
また、内燃機関1には、燃焼式ヒータ6が併設されている。燃焼式ヒータ6は、図2に示すように、外筒60と、外筒60に内装される中間筒61と、中間筒61に内装される燃焼筒62とを備えている。
【0025】
前記外筒60と前記中間筒61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60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63と、前記ヒータ内冷却水路200内の冷却水を排出するための冷却水排出ポート64とが形成されている。
【0026】
前記冷却水導入ポート63には、冷却水導入管7が接続され、前記冷却水排出ポート64には、冷却水排出管8が接続されている。冷却水導入管7と冷却水排出管8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。冷却水導入管7の途中には、電動式のウォーターポンプ9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が冷却水導入ポート63へ強制的に送り込まれるようになっている。一方、冷却水排出管8の途中には、室内用暖房装置のヒータコア10が配置され、該冷却水排出管8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。
【0027】
前記した燃焼筒62の基端部には、燃料蒸発部(ウィック)65が設けられている。このウィック65には、内燃機関1用の燃料ポンプから吐出された燃料の一部を該ウィック65に導く燃料導入管66が接続されている。前記燃焼筒62内における前記ウィック65の近傍には、前記燃料導入管66からウィック65へ供給された燃料を気化するための燃料気化用グロープラグ67と、前記燃料気化用グロープラグ67によって気化された燃料に点火するための燃料点火用グロープラグ68とが配置されている。
【0028】
前記した燃料気化用グロープラグ67及び燃料点火用グロープラグ68は、本発明にかかる点火装置に相当するものである。尚、燃料気化用グロープラグ67と燃料点火用グロープラグ68とは単一のグロープラグにより兼用されるようにしてもよい。
【0029】
前記外筒60には、前記燃焼筒62へ燃焼用の空気を送り込むための送風ファン70と、この送風ファン70を回転駆動するファンモータ71とを内装したハウジング72が取り付けられている。
【0030】
前記ハウジング72には、該ハウジング72内に燃焼用空気を取り込むための吸気ポート73が形成されている。前記吸気ポート73には、図1に示すように、吸気導入通路11が接続され、この吸気導入通路11は、吸気通路2におけるエアクリーナボックス3より下流の部位に接続されている。
【0031】
前記燃焼筒62の周壁における複数箇所には、該燃焼筒62内と前記ハウジング72内とを連通させる貫通孔62aが設けられ、前記ハウジング72内において前記送風ファン70によって送り出された空気が前記貫通孔62aを介して燃焼筒62内へ流入することが可能になっている。
【0032】
前記中間筒61と燃焼筒62との間には、前記燃焼筒62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61の適当な部位には、前記燃焼ガス通路201と前記外筒60の外部とを連通する燃焼ガス排出ポート74が形成されている。
【0033】
前記燃焼ガス排出ポート74には、図1に示すように、燃焼ガス排出通路12が接続され、この燃焼ガス排出通路12は、前記吸気通路2において吸気絞り弁4より上流且つ吸気導入通路11の接続部位より下流の部位に接続されている。
【0034】
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や燃焼式ヒータ6の運転状態を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)13が併設されている。このECU13は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどから構成される算術論理演算回路である。
【0035】
ECU13には、クランクポジションセンサ100、及び水温センサ101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14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ECU13に入力されるようになっている。
【0036】
また、ECU13には、燃料噴射弁1b、吸気絞り用アクチュエータ40、電動ウォーターポンプ9、ファンモータ71、燃料気化用グロープラグ67、燃料点火用グロープラグ68等が電気配線を介して接続され、ECU13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40、電動ウォーターポンプ9、ファンモータ71、燃料気化用グロープラグ67、燃料点火用グロープラグ68等を制御することが可能となっている。
【0037】
例えば、ECU13は、内燃機関1の始動時や始動後の冷間時などに、燃焼式ヒータ6を運転させる。燃焼式ヒータ6の運転を開始する場合には、ECU13は、ファンモータ71、燃料気化用グロープラグ67、燃料点火用グロープラグ68、及び燃料ポンプを作動させる。
【0038】
燃料ポンプは、燃料タンク内の燃料を吸い上げて前記燃焼筒62のウィック65へ供給する。ファンモータ71は、送風ファン70を作動させて吸気通路2内を流れる空気の一部をハウジング72内へ取り込むとともに燃焼筒62内へ向けて送出する。
【0039】
前記送風ファン70によって送り出された空気は、貫通孔62aを通って燃焼筒62内へ流入する。前記燃料ポンプにより前記ウィック65へ供給された燃料は燃料気化用グロープラグ67によって加熱されて気化する。前記した気化燃料と空気とは互いに混ざり合って混合気を形成する。前記混合気は、燃料点火用グロープラグ68により更に加熱されて着火し火炎を伴って燃焼する。
【0040】
このようにして燃焼式ヒータ6において一旦火炎が発生すると、ECU13は、ファンモータ71及び燃料ポンプの作動を継続させつつ燃料気化用グロープラグ67及び燃料点火用グロープラグ68の作動を停止させる。
【0041】
また、前記燃焼筒62内で燃焼したガス(既燃ガス)は、送風ファン70によって送り出される空気の圧力によって燃焼筒62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74へ導かれる。
【0042】
燃焼ガス排出ポート74へ導かれた既燃ガスは、燃焼ガス排出通路12を介して吸気通路2へ排出される。この場合、前記した既燃ガスが持つ熱より吸気通路2内の空気(吸気)が暖められることになる。
【0043】
この結果、内燃機関1の各気筒1a内に高温な吸気が導入されることとなり、燃料噴射弁1bから噴射される燃料の気化、圧縮端温度(圧縮行程上死点近傍における気筒1a内の温度)の上昇などを図ることが可能となり、以て内燃機関1の始動性の向上、燃焼安定性の向上、排気エミッションの向上などが図られる。
更に、燃焼式ヒータ6が運転されているときに電動ウォーターポンプ9が作動されると、内燃機関1のウォータジャケット内の冷却水が燃焼式ヒータ6の冷却水導入ポート63へ圧送されることになる。冷却水導入ポート63へ圧送された冷却水は、前記冷却水導入ポート63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64へ排出される。
【0044】
その際、燃焼ガス通路201を流れる燃焼ガスの熱が中間筒61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。
【0045】
このようにして昇温された冷却水は、冷却水排出ポート64から冷却水排出管8へ排出され、ヒータコア10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。
【0046】
この場合、ヒータコア10において冷却水が持つ熱の一部が暖房用空気に伝達されて暖房用空気が昇温するとともに、内燃機関1のウォータージャケットにおいて冷却水が持つ熱が内燃機関1に伝達されて内燃機関1の暖気が促進される。
【0047】
ところで、内燃機関1が運転され、且つ、燃焼式ヒータ6が運転されているときに内燃機関1の運転状態が急速に変化すると、内燃機関1の機関回転数が急速に変化し、それに応じて吸気通路2を流れる吸気の流量、流速、圧力、温度などが急速に変化するとともに内燃機関1の燃料噴射量が急速に変化することが想定される。
【0048】
吸気通路2を流れる吸気の流量、流速、圧力、温度などが急速に変化するとともに内燃機関1の燃料噴射量が急速に変化する場合には、燃焼式ヒータ6へ供給される空気の量や温度、およびまたは燃焼式ヒータ6へ供給される燃料量が急速に変化するため、燃焼式ヒータ6へ供給される空気と燃料との比(空燃比)が不規則に変化する虞がある。
【0049】
従って、内燃機関1の機関回転数が急速に変化する場合には、図3に示すように、燃焼式ヒータ6へ供給される空気と燃料の空燃比が不規則に変化するため、燃焼式ヒータ6の燃焼が不安定となり、以て、燃焼式ヒータ6が失火してしまう虞がある。
【0050】
これに対し、本実施の形態における燃焼式ヒータを有する内燃機関では、ECU13は、内燃機関1及び燃焼式ヒータ6の運転時に内燃機関1の運転状態が急速に変化する場合には、燃料点火用グロープラグ68を作動させるようにした。
【0051】
ここで、内燃機関1の運転状態が急速に変化したか否かを判別する方法としては、燃料噴射量の変化率、吸入空気量の変化率、機関回転数の変化率、或いはアクセルポジションセンサ14の出力信号値(アクセル開度)の変化率が一定値以上である場合に内燃機関1の運転状態が急速に変化したと判定する方法を例示することができる。
【0052】
但し、内燃機関1の燃料噴射量、吸入空気量、或いは機関回転数は、アクセル開度(アクセルポジションセンサ14の出力信号値)の変化に追従して変化するため、アクセルポジションセンサ14の出力信号値の変化率を監視することにより、内燃機関1の燃料噴射量、吸入空気量、或いは機関回転数の変化率を予測することが可能となる。
【0053】
そこで、本実施の形態では、ECU13は、図4に示すように、アクセルポジションセンサ14の出力信号値(アクセル開度)の変化率(一定時間:△t当たりのアクセル開度の変化量:△accp)が一定値以上となった場合に、燃料点火用グロープラグ68の作動信号を出力するようにした。
【0054】
アクセルポジションセンサ14の出力信号値の変化率が一定値以上となった場合に燃焼式ヒータ6の燃料点火用グロープラグ68が作動させられると、燃焼筒62へ供給された燃料が燃料点火用グロープラグ68によって強制的に着火及び燃焼させられるようになるため、燃焼式ヒータ6へ供給される空気と燃料の空燃比が不規則に変化しても燃焼式ヒータ6の失火が防止される。
【0055】
尚、燃焼式ヒータ6へ供給される空気量が急速に且つ大幅に増加するような場合には、燃焼筒62内の温度が低下して燃料が気化し難くなることも想定されるため、燃料点火用グロープラグ68に加えて燃料気化用グロープラグ67も作動させられるようにしてもよい。
【0056】
以下、本実施の形態における燃焼式ヒータ6の制御手順について図5に基づいて説明する。
【0057】
図5は、燃焼式ヒータ制御ルーチンを示すフローチャート図である。この燃焼式ヒータ制御ルーチンは、内燃機関1が運転されている条件下で一定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ100がパルス信号を出力する度)にECU13が実行するルーチンである。
【0058】
燃焼式ヒータ制御ルーチンでは、ECU13は、先ずS501において燃焼式ヒータ6が運転中であるか否かを判別する。
【0059】
前記S501において燃焼式ヒータ6が運転停止中であると判定された場合は、ECU13は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0060】
前記S501において燃焼式ヒータ6が運転中であると判定された場合は、ECU13は、S502へ進み、アクセル開度の変化率、すなわちアクセルポジションセンサ14の出力信号値(アクセル開度):accpの一定時間:△t当たりの変化量(=△accp/△t)を演算する。
【0061】
S503では、ECU13は、前記S502において算出されたアクセル開度の変化率(=△accp/△t)が一定値:α以上であるか否かを判別する。前記した一定値:αは、燃焼式ヒータ6の失火を誘発し得るアクセル開度の変化率に相当する値であり、予め実験的に求められた値である。
【0062】
前記S503においてアクセル開度の変化率(=△accp/△t)が一定値:α以上であると判定された場合は、ECU13は、内燃機関1の運転状態が急速に変化するとみなし、S504において燃料点火用グロープラグ68を作動させる。
【0063】
S505では、ECU13は、該ECU13のバックアップRAM等に予め設定されているグロープラグ作動フラグ記憶領域に“1”を書き込む。前記グロープラグ作動フラグ記憶領域は、燃料点火用グロープラグ68の作動開始時に“1”がセットされ、燃料点火用グロープラグ68の作動停止時に“0”がリセットされる記憶領域である。
【0064】
S506では、ECU13は、カウンタ:Cを起動させる。このカウンタ:Cは、燃料点火用グロープラグ68の作動開始時からの経過時間を計測するカウンタである。ECU13は、上記したS506の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0065】
一方、前記S503においてアクセル開度の変化率(=△accp/△t)が一定値:α未満であると判定された場合は、ECU13は、S507へ進み、グロープラグ作動フラグ記憶領域に“1”が記憶されているか否か、言い換えれば、燃料点火用グロープラグ68が作動中であるか否かを判別する。
【0066】
前記S507においてグロープラグ作動フラグ記憶領域に“1”が記憶されていないと判定された場合、すなわちグロープラグ作動フラグ記憶領域に“0”が記憶されている場合は、ECU13は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0067】
前記S507においてグロープラグ作動フラグ記憶領域に“1”が記憶されていると判定された場合は、ECU13は、燃料点火用グロープラグ68が運転中であるとみなし、S508へ進む。
【0068】
S508では、ECU13は、カウンタ:Cの計測時間が一定時間:T以上であるか否かを判別する。前記一定時間:Tは、内燃機関1の運転状態が急変した時点から燃焼式ヒータ6の空燃比が安定する時点までの所要時間に相当する時間であり、予め実験的に求められた時間である。
【0069】
前記S508においてカウンタ:Cの計測時間が前記一定時間:T未満であると判定された場合は、ECU13は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0070】
前記S508においてカウンタ:Cの計測時間が前記一定時間:T以上であると判定された場合は、ECU13は、燃焼式ヒータ6の空燃比が安定したとみなし、S509において燃料点火用グロープラグ68の作動を停止させる。
【0071】
続いて、ECU13は、S510においてグロープラグ作動フラグ記憶領域に“0”をリセットした後、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0072】
このようにECU13が燃焼式ヒータ制御ルーチンを実行することにより、内燃機関1の運転状態が急速に変化する場合には燃焼式ヒータ6の燃料点火用グロープラグ68が作動されることとなり、以て燃焼式ヒータ6の失火が防止される。 この結果、内燃機関1の運転状態が急速に変化する場合であっても、燃焼式ヒータ6が内燃機関1の吸気や冷却水を加熱し続けることが可能となる。
【0073】
尚、本実施の形態では、本発明を適用するハードウェア構成として、燃焼式ヒータの吸気導入通路及び燃焼ガス排出通路が内燃機関の吸気通路に接続される構成を例に挙げたが、燃焼式ヒータの吸気導入通路が内燃機関の吸気通路に接続され且つ燃焼式ヒータの燃焼ガス排出通路が内燃機関の排気通路に接続される構成、燃焼式ヒータの吸気導入通路が大気開放端に接続され且つ燃焼式ヒータの燃焼ガス排出通路が内燃機関の吸気通路又は排気通路に接続される構成、燃焼式ヒータの吸気導入通路が内燃機関の吸気通路に接続され且つ燃焼式ヒータの燃焼ガス排出通路が内燃機関の吸排気通路以外に接続される構成であってもよく、要は燃焼式ヒータの燃焼筒(燃焼室)が内燃機関の吸気通路又は排気通路と連通する構成であればよい。
【0074】
<第2の実施例>
先述の内燃機関の燃焼式ヒータ6における別の制御手順を、図6に基づいて説明する。図6は、燃焼式ヒータ制御ルーチンを示すフローチャート図である。この燃焼式ヒータ制御ルーチンは、内燃機関1が運転されている条件下で一定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ100がパルス信号を出力する度)にECU13が実行するルーチンである。尚、既に図5に示した燃焼式ヒータ制御ルーチンと同一のステップについては、図5と同一の参照番号を付することで、その説明を省略する。
【0075】
図6に示す燃焼式ヒータ制御ルーチンは、図5に示す燃焼式ヒータ制御ルーチンにおいてステップS506が削除されるとともにステップS511およびS512が追加されたものである。
【0076】
ここで、前記S507においてグロープラグ作動フラグ記憶領域に“1”が記憶されていると判定された場合は、ECU13は、燃料点火用グロープラグ68が運転中であるとみなし、S511へ進む。
【0077】
S511では、ECU13は、カウンタ:Cが起動済みであるか否かを判別する。ここでいうカウンタ:Cとは、先述のS506で述べたカウンタと同一である。
【0078】
前記S511においてカウンタ:Cが起動済みであると判定された場合は、S508へ進む。また、前記S511においてカウンタ:Cが起動していないと判定された場合は、S512へ進み、ECU13は、カウンタ:Cを起動させた後に、S508へ進む。
【0079】
このようにECU13が燃焼式ヒータ制御ルーチンを実行することにより、アクセル開度の変化率が一定値:α未満となってから一定時間Tが経過した後に、燃料点火用グロープラグ68の作動を停止することで、より確実に燃焼式ヒータ6の失火を防止することが可能となる。この結果、燃焼式ヒータ6が内燃機関1の吸気や冷却水を加熱し続けることが可能となる。
【0080】
【発明の効果】
本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関によれば、内燃機関及び燃焼式ヒータの運転時に内燃機関の運転状態が急速に変化する場合であっても、燃焼式ヒータの失火を防止することができるため、所望の加熱対象を加熱しつつ燃焼式ヒータを運転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とその吸排気系の概略構成を示す図
【図2】燃焼式ヒータの概略構成を示す図
【図3】機関回転数の変化と燃焼式ヒータの空燃比の変化との関係を示す図
【図4】アクセル開度の変化率と燃料点火用グロープラグに対する作動信号との関係を示す図
【図5】第1の燃焼式ヒータ制御ルーチンを示すフローチャート図
【図6】第2の燃焼式ヒータ制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
1・・・・内燃機関
6・・・・燃焼式ヒータ
11・・・吸気導入通路
12・・・燃焼ガス排出通路
13・・・ECU
14・・・アクセルポジションセンサ
62・・・燃焼筒
67・・・燃料気化用グロープラグ
68・・・燃料点火用グロープラグ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine having a combustion heater, and more particularly to an internal combustion engine in which a combustion chamber of the combustion heater communicates with an intake system and / or an exhaust system of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, a technique in which a combustion-type heater is additionally provided has been proposed for the purpose of improving the performance of an indoor heating device in a cold state and promoting warm-up of the internal combustion engine.
[0003]
As an internal combustion engine equipped with such a combustion type heater, when starting the internal combustion engine (during cranking), the exhaust of the combustion type heater is guided to the intake pipe of the internal combustion engine to heat the intake air of the internal combustion engine, and 2. Description of the Related Art There is known an internal combustion engine configured such that exhaust of a combustion heater does not flow into an intake pipe of the internal combustion engine when ranking is stopped or cranking is discontinuously performed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-3823 A [Patent Document 2]
JP 2000-234567 A [Patent Document 3]
JP 2000-257416 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the exhaust of the combustion type heater does not flow into the intake pipe of the internal combustion engine when the cranking of the internal combustion engine is stopped or when the cranking is discontinuously performed, the combustion type heater hardly misfires, The intake air cannot be heated, and the startability of the internal combustion engine may be reduced.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an internal combustion engine provided with a combustion-type heater that heats a heating target such as intake air of the internal combustion engine, the operation state of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine It is an object of the present invention to provide a technique capable of suitably operating a combustion-type heater while heating a desired object to be heated even in a situation where the temperature changes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-described problems, the present invention provides an internal combustion engine having a combustion type heater, which activates the ignition device of the combustion type heater when the operating state of the internal combustion engine changes rapidly during operation of the internal combustion engine. Thus, the combustion type heater is prevented from misfiring.
[0008]
That is, the internal combustion engine having the combustion type heater according to the present invention has a change rate detecting means for detecting a change rate of the operating state of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine, and a change rate detected by the state change detecting means. And ignition control means for activating the ignition device of the combustion type heater when the value becomes equal to or more than a predetermined value.
[0009]
In an internal combustion engine having such a combustion type heater, when the internal combustion engine and the combustion type heater are operated and the rate of change of the operating state of the internal combustion engine becomes a certain value or more, the ignition device of the combustion type heater is activated.
[0010]
When the rate of change of the operating state of the internal combustion engine is equal to or higher than a certain value, in other words, when the operating state of the internal combustion engine changes rapidly, the intake air amount, exhaust amount, or fuel injection amount of the internal combustion engine changes suddenly. Accordingly, the amount of air taken into the combustion heater and / or the fuel supplied to the combustion heater may change abruptly.
[0011]
When the amount of air sucked into the combustion type heater and / or the amount of fuel supplied to the combustion type heater suddenly changes, combustion in the combustion type heater tends to be unstable, and the combustion type heater may misfire.
[0012]
On the other hand, when the ignition device of the combustion type heater is operated when the operation state of the internal combustion engine changes suddenly, the fuel is forcibly burned by the ignition device, so that the combustion type heater is prevented from misfiring. Become. As a result, the combustion heater can continue to heat a desired heating target.
[0013]
In addition, examples of the heating target include an intake air of the internal combustion engine, an exhaust gas of the internal combustion engine, an exhaust purification catalyst provided in an exhaust system of the internal combustion engine, and the like.
[0014]
In the internal combustion engine having the combustion heater according to the present invention, examples of the parameter representing the change rate of the operating state of the internal combustion engine include a change rate of a fuel injection amount, a change rate of an intake air amount, a change rate of an engine speed, and the like. However, since the rate of change of the accelerator opening increases as a sign that the rate of change of the fuel injection amount, the amount of intake air, or the engine speed increases, the change rate detecting means detects the change in the accelerator opening. It can be said that it is preferable to detect the rate.
[0015]
Next, the present invention relates to a combustion type heater having a combustion chamber communicating with an intake system and / or an exhaust system of an internal combustion engine, wherein a change rate of an operation state of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine becomes a certain value or more. May be provided with an ignition device for igniting the fuel supplied to the combustion chamber.
[0016]
In the combustion type heater configured as described above, when the rate of change of the operation state of the internal combustion engine becomes a certain value or more, that is, when the operation state of the internal combustion engine changes suddenly, the ignition device moves to the combustion chamber of the combustion type heater. Since the supplied fuel is forcibly ignited, it is difficult to misfire. As a result, the combustion heater can continue to heat a desired heating target.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
Hereinafter, specific embodiments of an internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied.
[0019]
The
[0020]
A fuel injection valve 1b is attached to each
[0021]
The
[0022]
Next, an intake passage 2 is connected to the
[0023]
An exhaust passage 5 is connected to the
[0024]
The
[0025]
Between the
[0026]
The cooling water introduction port 7 is connected to the cooling
[0027]
A fuel evaporator (wick) 65 is provided at the base end of the combustion cylinder 62. The
[0028]
The glow plug 67 for fuel vaporization and the
[0029]
A
[0030]
The
[0031]
At a plurality of locations on the peripheral wall of the combustion tube 62, through
[0032]
Between the
[0033]
As shown in FIG. 1, the combustion
[0034]
Returning to FIG. 1, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 13 for controlling the operating state of the
[0035]
Various sensors such as an accelerator position sensor 14 that outputs an electric signal corresponding to the operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) in addition to the crank
[0036]
The fuel injection valve 1b, the
[0037]
For example, the
[0038]
The fuel pump sucks up the fuel in the fuel tank and supplies it to the
[0039]
The air sent out by the
[0040]
Once the flame is generated in the combustion type heater 6 in this way, the
[0041]
The gas (burned gas) burned in the combustion tube 62 is pushed out of the combustion tube 62 into the
[0042]
The burned gas guided to the combustion
[0043]
As a result, high-temperature intake air is introduced into each
Further, when the electric water pump 9 is operated while the combustion type heater 6 is operating, the cooling water in the water jacket of the
[0044]
At this time, the heat of the combustion gas flowing through the
[0045]
The cooling water whose temperature has been increased in this way is discharged from the cooling
[0046]
In this case, a part of the heat of the cooling water in the
[0047]
By the way, when the operating state of the
[0048]
When the flow rate, flow velocity, pressure, temperature, etc. of the intake air flowing through the intake passage 2 change rapidly and the fuel injection amount of the
[0049]
Therefore, when the engine speed of the
[0050]
On the other hand, in the internal combustion engine having the combustion type heater according to the present embodiment, when the operation state of the
[0051]
Here, as a method of determining whether or not the operating state of the
[0052]
However, since the fuel injection amount, the intake air amount, or the engine speed of the
[0053]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
[0054]
When the rate of change in the output signal value of the accelerator position sensor 14 becomes equal to or greater than a certain value, when the fuel
[0055]
If the amount of air supplied to the combustion type heater 6 increases rapidly and greatly, it is assumed that the temperature in the combustion cylinder 62 may decrease and the fuel may not be easily vaporized. The fuel vaporizing glow plug 67 may be operated in addition to the
[0056]
Hereinafter, a control procedure of the combustion type heater 6 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0057]
FIG. 5 is a flowchart showing a combustion type heater control routine. This combustion type heater control routine is a routine executed by the
[0058]
In the combustion type heater control routine, the
[0059]
If it is determined in step S501 that the operation of the combustion type heater 6 is stopped, the
[0060]
If it is determined in step S501 that the combustion heater 6 is operating, the
[0061]
In step S503, the
[0062]
If it is determined in step S503 that the rate of change of the accelerator opening (= ccaccp / △ t) is equal to or greater than the fixed value α, the
[0063]
In S505, the
[0064]
In S506, the
[0065]
On the other hand, if it is determined in step S503 that the rate of change of the accelerator opening (= △ accp / △ t) is smaller than the constant value: α, the
[0066]
If it is determined in step S507 that "1" is not stored in the glow plug operation flag storage area, that is, if "0" is stored in the glow plug operation flag storage area, the
[0067]
If it is determined in step S507 that "1" is stored in the glow plug operation flag storage area, the
[0068]
In S508, the
[0069]
If it is determined in step S508 that the measurement time of the counter C is shorter than the predetermined time T, the
[0070]
If it is determined in step S508 that the measurement time of the counter C is equal to or longer than the predetermined time T, the
[0071]
Subsequently, after resetting “0” in the glow plug operation flag storage area in S510, the
[0072]
In this way, when the
[0073]
In the present embodiment, as an example of a hardware configuration to which the present invention is applied, a configuration in which the intake passage and the combustion gas discharge passage of the combustion heater are connected to the intake passage of the internal combustion engine has been described. A configuration in which an intake introduction passage of the heater is connected to an intake passage of the internal combustion engine and a combustion gas exhaust passage of the combustion type heater is connected to an exhaust passage of the internal combustion engine; the intake introduction passage of the combustion type heater is connected to an atmosphere open end; The combustion gas discharge passage of the combustion heater is connected to the intake passage or exhaust passage of the internal combustion engine, the intake introduction passage of the combustion heater is connected to the intake passage of the internal combustion engine, and the combustion gas discharge passage of the combustion heater is connected to the internal combustion engine. It may be configured to be connected to a part other than the intake and exhaust passages of the engine. In short, any structure may be used as long as the combustion cylinder (combustion chamber) of the combustion heater communicates with the intake passage or the exhaust passage of the internal combustion engine.
[0074]
<Second embodiment>
Another control procedure in the above-described combustion type heater 6 of the internal combustion engine will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a combustion type heater control routine. This combustion type heater control routine is a routine executed by the
[0075]
The combustion heater control routine shown in FIG. 6 is obtained by deleting step S506 and adding steps S511 and S512 in the combustion heater control routine shown in FIG.
[0076]
If it is determined in step S507 that "1" is stored in the glow plug operation flag storage area, the
[0077]
In S511, the
[0078]
If it is determined in step S511 that the counter C has been activated, the process proceeds to step S508. If it is determined in step S511 that the counter C has not been activated, the process proceeds to step S512. After the
[0079]
As described above, when the
[0080]
【The invention's effect】
According to the internal combustion engine having the combustion heater according to the present invention, even when the operation state of the internal combustion engine changes rapidly during operation of the internal combustion engine and the combustion heater, misfire of the combustion heater can be prevented. Therefore, the combustion type heater can be operated while heating a desired heating target.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a combustion type heater. FIG. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a change in fuel ratio and a diagram showing a relationship between a change rate of an accelerator opening and an operation signal for a glow plug for fuel ignition. FIG. 5 is a flowchart showing a first combustion type heater control routine. FIG. 6 is a flowchart showing a second combustion type heater control routine.
1 Internal combustion engine 6
14: accelerator position sensor 62: combustion cylinder 67: glow plug for fuel vaporization 68: glow plug for fuel ignition
Claims (3)
前記状態変化検出手段により検出された変化率が一定値以上となる場合に燃焼式ヒータの点火装置を作動させる点火制御手段と、
を備えることを特徴とする燃焼式ヒータを有する内燃機関。Change rate detection means for detecting a change rate of the operating state of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine,
Ignition control means for activating an ignition device of a combustion type heater when a change rate detected by the state change detection means is equal to or more than a certain value,
An internal combustion engine having a combustion heater, comprising:
前記点火制御手段は、前記変化率検出手段により検出されたアクセル開度の変化率が一定値以上となるときに燃焼式ヒータの点火装置を作動させることを特徴とする請求項1に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。The change rate detection means detects a change rate of the accelerator opening,
2. The combustion according to claim 1, wherein the ignition control means activates the ignition device of the combustion type heater when a change rate of the accelerator opening detected by the change rate detection means becomes a certain value or more. An internal combustion engine having a type heater.
内燃機関の運転時に該内燃機関の運転状態の変化率が一定値以上になる場合に、前記燃焼室へ供給される燃料に点火する点火装置を備えたことを特徴とする燃焼式ヒータ。A combustion type heater having a combustion chamber communicating with an intake system and / or an exhaust system of an internal combustion engine,
A combustion-type heater, comprising: an ignition device that ignites fuel supplied to the combustion chamber when a change rate of an operation state of the internal combustion engine becomes equal to or more than a certain value during operation of the internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003006070A JP2004218506A (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Internal-combustion engine with combustion heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003006070A JP2004218506A (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Internal-combustion engine with combustion heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004218506A true JP2004218506A (en) | 2004-08-05 |
Family
ID=32896566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003006070A Pending JP2004218506A (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Internal-combustion engine with combustion heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004218506A (en) |
-
2003
- 2003-01-14 JP JP2003006070A patent/JP2004218506A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH04183922A (en) | Direct cylinder injection spark ignition engine | |
EP1789668B1 (en) | A control system for controlling a dual fuel injector per cylinder fuel system during engine start | |
WO2012086059A1 (en) | Apparatus for controlling internal combustion engine | |
JP2005042723A (en) | Start-up fuel-control system for internal combustion engine | |
US6935312B2 (en) | Internal combustion engine and ignition control method | |
JP2006177189A (en) | Exhaust temperature controlling device for internal combustion engine | |
JP2004028046A (en) | Starting control device for internal combustion engine | |
CN105909405A (en) | Control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine | |
US8000883B2 (en) | Control apparatus and method for air-fuel ratio sensor | |
JP5249978B2 (en) | Fuel injection control device for vehicle internal combustion engine | |
JP2005042637A (en) | Heater control device of exhaust emission sensor | |
JP2004218506A (en) | Internal-combustion engine with combustion heater | |
JP2001073835A (en) | Control device of internal combustion engine of direct injection spark ignition type | |
JP2009091949A (en) | Gas sensor controlling device | |
JPH0868355A (en) | Fuel injection quantity control device for internal combustion engine | |
JP2001073912A (en) | Control device of direct injection spark ignition internal combustion engine | |
JP2006214272A (en) | Starting time control device of internal combustion engine | |
JP2019152200A (en) | Engine system | |
JP2011080399A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP4872793B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2004068707A (en) | Combustion control device for internal combustion engine and its method | |
JP2004197674A (en) | Catalyst temperature rise device for cylinder injection internal combustion engine | |
JP6065857B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2006009746A (en) | Control device for engine | |
JP4026371B2 (en) | Internal combustion engine having a combustion heater |