JP3551228B2 - 燃焼式ヒータの出力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼式ヒータの出力制御装置に関し、詳しくは内燃機関の暖機促進を図るため内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒータの出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼式ヒータで内燃機関の機関冷却水を加熱する技術は周知であり、例えば実開昭６０−１２１１５２号公報に記載されている。この公報では、内燃機関のウォータジャケットと燃焼式ヒータとの間において、機関冷却水を電動ポンプによって強制循環する技術を示している。このように電動ポンプを用いて内燃機関のウォータジャケットと燃焼式ヒータとの間で冷却水を循環する場合は、機関冷却水の循環量を内燃機関の運転状況に関わりなく一定にする、あるいは所定の範囲内に収まるようにできる。
【０００３】
一方、電動ポンプを用いることなく、クランクシャフトの回転力を駆動源とするポンプを用いて内燃機関のウォータジャケットと燃焼式ヒータとの間で機関冷却水を循環することも考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように電動ポンプを用いない技術にあっては、冷却水循環量は一定ではなく内燃機関の機関回転数によって変わる。このため、燃焼式ヒータから冷却水が受ける熱量は一定でも温度上昇は一定ではない。よって、冷却水の燃焼式ヒータからの受熱量による温度上昇を考慮せずに燃焼式ヒータの出力制御が為されたとすると機関暖機性能の低下を招来したり、あるいは燃焼式ヒータの出力が必要以上に高まって燃焼式ヒータの耐熱性を損なう虞れがある。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みて発明したものであって、その解決しようとする課題は、電動ポンプを用いることなく、クランクシャフトの回転力を駆動源とするポンプを用いて内燃機関本体と燃焼式ヒータとの間で機関冷却水を循環する内燃機関であって、内燃機関の暖機性を好適にできるばかりか燃焼式ヒータの耐熱性を損なうことがない燃焼式ヒータの出力制御装置を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の燃焼式ヒータの出力制御装置は、以下の構成とした。
【０００７】
すなわち、本発明の燃焼式ヒータの出力制御装置は、
（１）クランクシャフトの回転力を駆動源として冷却水循環通路に機関冷却水を流す冷却水ポンプを備えた内燃機関で用いるとともに前記冷却水循環通路上に配置して前記機関冷却水を暖める燃焼式ヒータの出力を制御する燃焼式ヒータの出力制御装置であって、この燃焼式ヒータ出力制御装置は、前記冷却水循環通路を流れる冷却水のうち前記燃焼式ヒータによる加熱前の冷却水および前記燃焼式ヒータによる加熱後の冷却水のそれぞれの温度に基づいて、前記燃焼式ヒータの出力を制御することを特徴とする。
【０００８】
ここで、「冷却水循環通路上に配置されて前記機関冷却水を暖める燃焼式ヒータ」とは、燃焼式ヒータの内部に冷却水の流れる冷却水通路を備え、冷却水がこの冷却水通路を通過する間に、燃焼式ヒータの燃焼室から熱を受けて冷却水を暖める構造のものである。
【０００９】
本発明の燃焼式ヒータの出力制御装置では、前記冷却水循環通路を流れる冷却水のうち前記燃焼式ヒータによる加熱前の冷却水および前記燃焼式ヒータによる加熱後の冷却水のそれぞれの温度に基づいて、前記燃焼式ヒータの出力を制御する。よって、燃焼式ヒータによる加熱後の冷却水の温度から燃焼式ヒータによる冷却水加熱状態を把握できるので、この加熱状態から燃焼式ヒータの出力制御ができる。このとき内燃機関の回転数によって冷却水の循環量が変化してしまうと前記加熱後の冷却水温度だけでは内燃機関の暖機状態を把握することはできない。しかし、本発明においては、燃焼式ヒータによる冷却水加熱前の温度も考慮し、この温度に基づいて燃焼式ヒータの出力を制御する。したがって、燃焼式ヒータによる冷却水の過不足ない加熱ができる。よって、機関暖機性能の低下を招来したり、あるいは燃焼式ヒータの出力が必要以上に高まって燃焼式ヒータの耐熱性を損なう虞れがない。
（２）前記加熱後の冷却水の温度が所定温度以上の場合には、前記燃焼式ヒータの出力を低下することを特徴とするようにしてもよい。
【００１０】
この場合、燃焼式ヒータの加熱防止ができる。
（３）前記加熱前の冷却水の温度が低い場合は、前記所定温度の値を高めることを特徴とすることもできる。
【００１１】
クランクシャフトの回転力を駆動源として冷却水循環通路に機関冷却水を流す冷却水ポンプを備えた内燃機関では、機関回転数が低いと冷却水の循環量が少ない。ところが冷却水の循環量に比して燃焼式ヒータの出力が高い場合には、燃焼式ヒータによる冷却水の加熱後温度は十分高い。しかし、だからといって冷却水の量が少なくては内燃機関の暖機は必ずしも促進されない。暖機促進には、十分な量の冷却水と、この冷却水が十分に受熱していることが必要だからである。
【００１２】
本発明では、冷却水量が十分でなくとも、その分を冷却水温度を高めることで補っているため、燃焼式ヒータによる冷却水の加熱前温度が低温状態にある場合には、加熱後の冷却水温度に係る所定温度を高めるようになる。よって、燃焼式ヒータの暖機促進が一層効果的に行われる。
（４）前記加熱前の冷却水の温度は、内燃機関本体に設けた冷却水通路の出口またはその近傍で測定することが好適である。
【００１３】
ここで、
▲１▼「内燃機関本体に設けた冷却水通路」とはウォータジャケットのことである。
【００１４】
▲２▼「内燃機関本体に設けた冷却水通路の出口の近傍」とは、内燃機関の冷却水循環通路のうち内燃機関本体の冷却水通路の出口から燃焼式ヒータの冷却水通路の入り口までの間の部分をいうものとする。
【００１５】
燃焼式ヒータによる加熱前の冷却水温度を内燃機関本体に設けた冷却水通路の出口またはその近傍で測定するので、内燃機関本体の温度、すなわち実際の暖機温度を正確に測定できる。
（５）前記加熱後の冷却水の温度は、前記燃焼式ヒータの出口またはその近傍で測定するようにしてもよい。
【００１６】
ここで、「燃焼式ヒータの出口の近傍」とは、内燃機関の冷却水循環通路のうち、燃焼式ヒータの冷却水通路の出口温度との誤差が小さい温度値を検出できる部分をいうものとする。
【００１７】
燃焼式ヒータによる加熱後の冷却水温度を燃焼式ヒータの出口またはその近傍で測定するので、燃焼式ヒータ内の実際の温度を正確に測定できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面に基いて説明する。
〈装置の全体説明〉
内燃機関としてのエンジン１は水冷式であって、エンジン本体３と、エンジン本体３の図示しない複数の気筒内に燃焼に必要な空気を送り込む吸気装置５と、前記気筒内で混合気が燃焼した後の排気ガスを大気中に放出する排気装置７と、エンジン１を搭載する車輌の室内を暖める車室用ヒータ９とを有する。また、エンジン１は、その図示しないクランクシャフトの回転力を駆動源として次の説明に出てくる冷却水循環通路１０に機関冷却水を流す図示しない冷却水ポンプを備えている。
〈装置構成部材の説明〉
（エンジン本体３）
エンジン本体３は、その内部に冷却水が循環する図示しない冷却水通路であるウォータジャケットを備えている。そして、ウォータジャケットを起点として、水管路Ｗ１，Ｗ２およびＷ３を介して、吸気装置５に属する燃焼式ヒータ１７およびエンジン本体３外部の車室用ヒータ９の間で循環する冷却水循環通路１０を形成する。
（吸気装置５）
吸気装置５は、気筒内に新鮮な空気を取り入れるエアクリーナ１３を吸気装置５の始端とする。そして、このエアクリーナ１３から吸気装置５の終端であるエンジン本体３の図示しない吸気ポートまでの間に、吸気系構造物であるターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａ，燃焼式ヒータ１７，インタークーラ１９およびインテークマニホールド２１を備えている。
【００１９】
これらの吸気系構造物は、複数の連結管を備える吸気管２３に属する。
（吸気管２３）
吸気管２３は、コンプレッサ１５ａを境に、吸気装置５に入って来る外気がコンプレッサ１５ａによって強制的に押し込んで加圧状態とする下流側連結管２７と、そうでない上流側連結管２５とに大別できる。
（上流側連結管２５）
上流側連結管２５は、エアクリーナ１３からコンプレッサ１５ａに向けてまっすぐ延びる棒状の本流管２９と、本流管２９に対してバイパス状に接続される支流管としてのヒータ用枝管３１とからなる。
（ヒータ用枝管３１）
ヒータ用枝管３１は、その途中に燃焼式ヒータ１７を含み、また燃焼式ヒータ１７の空気の流れ方向における上流側部位と本流管２９とを結ぶとともに本流管２９から燃焼式ヒータ１７に新気すなわち空気を供給する空気供給路３３と、燃焼式ヒータ１７の空気の流れ方向における下流側部位と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７から出る燃焼（排気）ガスを本流管２９に出す燃焼ガス排出路３５とを有する。なお、ヒータ用枝管３１に係る空気とは、エアクリーナ１３を経由してヒータ用枝管３１に入る新気ａ１のことだけを意味するのではなく、燃焼式ヒータから出る燃焼ガスａ２も意味する。焼式ヒータの燃焼ガスは、スモークのほとんどない、換言すればカーボンを含まないガスである。よって、内燃機関の吸気として使用するに支障ない。
【００２０】
また、空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５の本流管２９とのそれぞれの接続箇所ｃ１およびｃ２のうち、接続箇所ｃ１は接続箇所ｃ２よりも本流管２９の上流側に位置する。よって、エアクリーナ１３からの空気ａ１は、まず接続箇所ｃ１でヒータ用枝管３１に分岐する空気ａ１と分岐せずに本流管２９を接続箇所ｃ２に向かう空気ａ１’とに分かれる。また、接続箇所ｃ２では、接続箇所ｃ１で分岐して燃焼式ヒータ１７の燃焼に供されて燃焼ガスとなった空気ａ２とｃ１で分岐しなかった新気ａ１’とが合流し、燃焼ガス混入空気ａ３になる。
【００２１】
接続箇所ｃ１で分岐した空気ａ１は、空気供給路３３−燃焼式ヒータ１７−燃焼ガス排出路３５を経由して接続箇所ｃ２から本流管２９に空気ａ２となって戻る。この本流管２９に戻る空気ａ２は、燃焼式ヒータ１７の燃焼に供されて熱を持った燃焼ガスであるから、このガスが本流管２９に戻されて前記分岐しなかった空気ａ１’と接続箇所ｃ２で合流して燃焼ガス混入空気ａ３になると、その結果、この燃焼ガス混入空気ａ３がエンジン本体３に入る高温の吸気となる。
【００２２】
また、図１において、下流側連結管２７は、コンプレッサ１５ａとインテークマニホールド２１とを結ぶ管であり、図１で示すものはＬ字形をしている。また、インテークマニホールド２１寄りの箇所にはインタークーラ１９を配置してある。
【００２３】
（排気装置７）
一方、排気装置７は、エンジン本体３の図示しない排気ポートを排気装置７の始端とし、そこから排気装置７の終端のマフラ４１までの間に、エキゾーストマニホールド３７，ターボチャージャ１５のタービン１５ｂおよび排気触媒３９を排気管４２上に備えている。これらについては、周知であり、また本発明と直接関係しないので説明を省略する。排気装置７を流れる空気はエンジン１の排気ガスとして符号ａ４で示す。
（燃焼式ヒータ１７）
図２を用いて焼式ヒータ１７の構造を示す。
【００２４】
燃焼式ヒータ１７は、エンジン本体３の前記ウォータジャケットと水管路Ｗ１を介してつながっており、燃焼式ヒータ１７は、その内部に前記ウォータジャケットからの冷却水を通す冷却水通路１７ａを有する。
【００２５】
この冷却水通路１７ａを流れる冷却水（図に破線矢印で示す。）は、燃焼式ヒータ１７の内部に形成した燃焼部である燃焼室１７ｄの周りを巡るようにして通過し、その間に燃焼室１７ｄからの熱を受けて暖まる。これについては、順次詳しく述べる。
【００２６】
燃焼室１７ｄは、火炎を出す燃焼源としての燃焼筒１７ｂと、燃焼筒１７ｂを覆うことで火炎が外部に漏れないようにする円筒状の隔壁１７ｃとからなる。燃焼筒１７ｂを隔壁１７ｃで覆うことで、燃焼室１７ｄが隔壁１７ｃ内に画される。そして、この隔壁１７ｃも燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３の外壁４３ａで覆ってあり、両者間には間隔を空けてある。この間隔を空けることによって、外壁４３ａの内面と隔壁１７ｃの外面との間に前記冷却水通路１７ａができる。
【００２７】
また、燃焼室１７ｄは、前記空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５とそれぞれ直接つながる空気供給口１７ｄ１および排気排出口１７ｄ２を有している。
【００２８】
空気供給路３３から流れて来た空気ａ１は、空気供給口１７ｄ１から燃焼室１７ｄに入るとその中を伝って排気排出口１７ｄ２に至り、その後、燃焼ガス排出路３５を経由して、既述のように本流管２９に空気ａ２として流れ入る。よって、燃焼室１７ｄは、燃焼式ヒータ１７内において空気ａ２に燃焼によって変化する空気ａ１を通す空気通路の形態になっている。
【００２９】
そして、燃焼式ヒータ１７が燃焼した後、燃焼ガス排出路３５を経由して本流管２９に戻る空気ａ２は、燃焼式ヒータ１７から出る排気ガスのことであり、よって熱を持つ。この熱を持った空気ａ２が燃焼式ヒータ１７から出るまでの間において、この空気ａ２の持つ熱が、隔壁１７ｃを通して前記冷却水通路１７ａを流れる冷却水に伝わり、既述のように冷却水を暖める。したがって、燃焼室１７ｄは熱交換通路でもある。
【００３０】
なお、燃焼筒１７ｂは、図示しない燃料ポンプとつながっている燃料供給管１７ｅを備え、そこから前記燃料ポンプのポンプ圧を受けて燃焼用燃料を燃焼筒１７ｂに供給する。この供給した燃焼用燃料は、燃焼式ヒータ１７内で気化して気化燃料になり、この気化燃料は、図示しない着火源によって着火する。
【００３１】
なお、空気供給路３３と燃焼ガス排出路３５とは、燃焼式ヒータ１７のみに用いるものである。よって、これらは燃焼式ヒータ１７に属する。
（冷却水循環）
次に、冷却水の循環について説明する。
【００３２】
冷却水通路１７ａは、エンジン本体３の前記ウォータジャケットとつながる冷却水導入口１７ａ１と、車室用ヒータ９とつながる冷却水排出口１７ａ２とを有する。
【００３３】
冷却水導入口１７ａ１は、エンジン本体３のウォータジャケットと、水管路Ｗ１を介してつながっており、冷却水排出口１７ａ２は、水管路Ｗ２を介して車室用ヒータ９とつながっている。これらの水管路Ｗ１およびＷ２を介して、燃焼式ヒータ１７はエンジン本体３の前記ウォータジャケットおよび車室用ヒータ９とつながっている。また、車室用ヒータ９とエンジン本体３も水管路Ｗ３を介してつながっている。なお、水管路Ｗ１のウォータジャケットとの接続箇所および水管路Ｗ２の燃焼式ヒータ１７との接続箇所には、それぞれ水温センサ４０ａ，４０ｂを取付けてある。これらの水温センサ４０ａ，４０ｂは、エンジン全体の作動制御を行うエンジン電子制御装置（ＥＣＵ）４６と電気的に接続してある。
【００３４】
このように水管路Ｗ１，Ｗ２およびＷ３を用いてエンジン本体３，燃焼式ヒータ１７，車室用ヒータ９を接続することで、エンジン本体３のウォータジャケットにある冷却水が、ウォータジャケットを起点として、次の▲１▼から▲３▼の順次で流れ、再びウォータジャケットに戻り、これを繰り返す前記冷却水循環通路１０を形成する。
【００３５】
冷却水の循環を詳しく述べれば、
▲１▼冷却水は、ウォータジャケットから水管路Ｗ１を介して冷却水導入口１７ａ１から燃焼式ヒータ１７に至り、そこで暖められる。
【００３６】
▲２▼▲１▼で暖められた冷却水は、燃焼式ヒータ１７の冷却水排出口１７ａ２から水管路Ｗ２を介して車室用ヒータ９に至る。
【００３７】
▲３▼そして、冷却水は、これが車室用ヒータ９で熱交換されて温度が下がった後、あるいは車室用ヒータ９の作動が停止している場合には熱交換されずに素通りした後、水管路Ｗ３を介してウォータジャケットに戻る。
（燃焼室本体４３の他の構成部材）
また、燃焼室本体４３には、送風ファン４５および、エンジン電子制御装置（ＥＣＵ）４６とは分離した燃焼式ヒータ１７の作動制御を専ら行う中央処理制御装置（ＣＰＵ）４７を有する。なお、ＥＣＵ４６の図示しないＣＰＵによって燃焼式ヒータ１７を制御するようにすれば、燃焼式ヒータ１７のＣＰＵ４７はなくてもよい。
（ＥＣＵ４６およびこれと電気的に接続されている関連部材）
ＥＣＵ４６は、図示しない外気温センサ，燃焼ガス温度センサおよび回転数センサ等の各種センサと、ならびに送風ファン４５および図示しない燃料ポンプとＣＰＵ４７を介して電気的につながっている。
【００３８】
そして、各種センサの各パラメータに応じて燃焼式ヒータ１７のＣＰＵ４７が作動し、これによって燃焼式ヒータ１７の燃焼状態を制御する。換言すれば、ＣＰＵ４７によって、燃焼式ヒータ１７の火炎の勢いや大きさ，温度等を制御し、この制御によって燃焼式ヒータ１７の排気（燃焼ガス）の温度を制御する。
【００３９】
なお、水管路Ｗ１のウォータジャケットとの接続箇所、すなわちウォータジャケットの出口に設けた水温センサ４０ａが検出する温度、および水管路Ｗ２の燃焼式ヒータ１７との接続箇所、すなわち燃焼式ヒータの出口に設けた水温センサ４０ｂが検出する温度を、それぞれエンジン出口部水温および燃焼式ヒータ出口部水温ということとし、それぞれ符号Ｔ１およびＴ２で示す。これらの水温Ｔ１およびＴ２は、それぞれ燃焼式ヒータ１７によって加熱される前の冷却水温度および燃焼式ヒータ１７によって加熱された後の冷却水温度といえる。
【００４０】
冷却水循環通路１０を流れる冷却水のうち燃焼式ヒータ１７による加熱前の冷却水および燃焼式ヒータ１７による加熱後の冷却水のそれぞれの温度Ｔ１およびＴ２に基づいて、燃焼式ヒータ１７の出力を制御するものが、発明の実施の形態に係る燃焼式ヒータの出力制御装置である。
【００４１】
（作動制御ルーチン）
次に図３のフローチャートで燃焼式ヒータの出力制御装置の作動制御ルーチンを説明する。
【００４２】
このルーチンは、エンジン１を駆動する図示しない通常のフローチャートの一部であり、以下に述べるステップ１０１〜ステップ１０８からなる。また、以下の手順における動作はすべてＥＣＵ４６によるものである。そして、記号Ｓを用い、例えばステップ１０１であればＳ１０１と省略して示す。
【００４３】
エンジン１のスタート後、処理がこのルーチンに移行すると、Ｓ１０１ではエンジン出口部水温（燃焼式ヒータによる加熱前の温度）Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１以下であるかどうかを判定する。ここでいう完全暖機完了前温度ＴＴ１としては、例えば７５℃を挙げられる。なお、暖機完了時の温度としては例えば９０℃を挙げられる。
【００４４】
Ｓ１０１で肯定判定し、エンジン出口部水温Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１（前記例示の７５℃）以下ときには、次のＳ１０２に進み、否定判定し、エンジン出口部水温Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１（前記例示の７５℃）よりも高いときにはＳ１０３に進む。
【００４５】
Ｓ１０２では、燃焼式ヒータ１７の出力制御を行う上で必要な所定温度ＴＴをＴＴ２＋Ａに設定し、Ｓ１０３では前記所定温度ＴＴを固定値ＴＴ２に設定する。ここでＴＴ２は、本実施の形態では８５℃である。また、Ａも固定値であり、本実施の形態では１０℃である。よってＴＴ２＋Ａは固定値同士の加算値であるからこれも固定値となり、例えば９５℃である。ただし、Ａの値は変動値でもよい。
Ｓ１０２およびＳ１０３で所定温度ＴＴを設定した後は、次のＳ１０４に進む。
【００４６】
Ｓ１０４では、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２が所定温度ＴＴ以上であるかどうかを判定する。Ｓ１０４で肯定判定した場合はＳ１０５に進み、否定判定した場合はＳ１０６に進む。なお、所定温度ＴＴはＳ１０４でＴ２と比較するので、これを便宜上、比較温度ＴＴという。
【００４７】
Ｓ１０５では、燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗを低出力値Ｌｏあるいは０（ゼロ）を目標として、その後Ｓ１０８に進む。
【００４８】
Ｓ１０６では、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２が、比較温度ＴＴよりもＢだけ低い温度：ＴＴ−Ｂを基準とし、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２がそれ以下の値であるかどうかを判定する。ここでＢは固定値であり、本実施の形態では２０℃である。Ｓ１０６で肯定判定した場合は次のＳ１０７に進み、そこで燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗを今度Ｈｉに設定してＳ１０８に進む。一方、Ｓ１０６で否定判定した場合にはＳ１０７を介すことなくＳ１０８に進む。なお、燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗは、ＨｉまたはＬｏあるいは０を目標としたものであるから以降特に断らない限り燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗを以下「目標出力値Ｗ」という。
【００４９】
Ｓ１０８では、燃焼式ヒータ１７が、Ｓ１０５またはＳ１０７で設定した目標出力値Ｗで作動するように燃焼式ヒータ１７の出力を制御するものであり、目標出力値ＷにＳ１０５で設定した出力値Ｌｏあるいは０を設定した場合には、燃焼式ヒータ１７の実際の出力が低出力（あるいは停止）となる。また、目標出力値ＷにＳ１０７で設定した出力値Ｈｉを設定した場合には、燃焼式ヒータ１７の実際の出力は高出力となる。
【００５０】
次に図４に基づいて、図３のフローチャートを実行した場合の燃焼式ヒータ１７の出力制御状態を示す。
【００５１】
図４の縦軸は、燃焼式ヒータ１７の出力の度合いを示し、横軸は燃焼式ヒータの出口部水温Ｔ２を示す。また図４における破線は、エンジン出口部温度Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１（前記例示の７５℃）以下の場合（Ｓ１０１からＳ１０２に移行する場合）の燃焼式ヒータ１７の出力制御状態を示し、実線はエンジン出口部温度Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１（前記例示の７５℃）よりも高い場合（Ｓ１０１からＳ１０３に移行する場合）の燃焼式ヒータ１７の出力制御状態を示す。
【００５２】
前記破線が意味するところは、エンジン出口部温度Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１（前記例示の７５℃）よりも高い場合において、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２がＴＴ２＋Ａ（例えば９５℃）のときに、燃焼式ヒータ１７は、その出力が前記高出力から前記低出力に切り換わることを示す。そして、このように燃焼式ヒータ１７を低出力にすることで、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２がＴＴ２＋Ａ−Ｂ（例えば７５℃）になると、燃焼式ヒータ１７は、今度は低出力から高出力に切り換わることを意味する。ここで低出力から高出力に切り換わるときと、反対に高出力から低出力に切り換わるときとの間には、Ｂ（例えば２０℃）だけヒステリシスを設けてあり、これによって出力切換え時に生じる得るハンチングを防止している。
【００５３】
また、前記実線が意味するところは、エンジン出口部温度Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１（前記例示の７５℃）以下の場合において、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２がＴＴ２（例えば８５℃）のときに、燃焼式ヒータ１７は、その出力が高出力（縦軸のＨｉの位置のこと）から低出力（縦軸のＬｏあるいは０の位置のこと）に切り換わることを示す。そして、このように燃焼式ヒータ１７の出力が低出力になることで燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２がＴＴ２−Ｂ（例えば６５℃）になると、燃焼式ヒータ１７は、今度は前記低出力から前記高出力に切り換わることを意味する。ここで低出力から高出力に切り換わるときと、反対に高出力から低出力に切り換わるときとの間には、破線の場合と同様にＢ（例えば２０℃）だけヒステリシスを設けてあり、これによって出力切換え時に生じる得るハンチングを防止している。
【００５４】
このように、燃焼式ヒータ１７は、燃焼式ヒータ出口部水温Ｔ２が高くなると、実線の場合でも破線の場合でもその出力が高出力から低出力に切り換わり、これにより燃焼式ヒータ１７の耐久性の低下を防止する。
【００５５】
一方、実線で示すエンジン出口部水温Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１よりも高い場合の燃焼式ヒータ１７の高出力から低出力への切り換わり温度ＴＴ２に比べ、破線で示すエンジン出口部水温Ｔ１が完全暖機完了前温度ＴＴ１以下の場合の燃焼式ヒータ１７の高出力から低出力への切り換わり温度ＴＴ２＋Ａは高い。したがって、エンジン１の暖機が不十分でエンジン出口部水温Ｔ１が低いときには、燃焼式ヒータ１７の出力低下が抑制され、エンジン１の暖機性低下を防止できる。
〈実施の形態の作用効果〉
次に、実施の形態に係る燃焼式ヒータの出力制御装置の作用効果について説明する。
【００５６】
燃焼式ヒータの出力制御装置では、冷却水循環通路１０を流れる冷却水のうち燃焼式ヒータ１７による加熱前の冷却水および燃焼式ヒータ１７による加熱後の冷却水のそれぞれの温度に基づいて、燃焼式ヒータ１７の出力を制御する。よって、燃焼式ヒータ１７による加熱後の冷却水の温度から燃焼式ヒータ１７による冷却水加熱状態を把握できるので、この加熱状態から燃焼式ヒータ１７の出力制御ができる。このときエンジン１の回転数によって冷却水の循環量が変化してしまうと加熱後の冷却水温度だけではエンジン１の暖機状態を把握することはできない。しかし、この実施の形態に係るエンジン１では、その燃焼式ヒータ１７による冷却水加熱前の温度も考慮し、この温度に基づいて燃焼式ヒータ１７の出力を制御する。したがって、燃焼式ヒータ１７による冷却水の過不足ない加熱ができる。よって、機関暖機性能の低下を招来したり、あるいは燃焼式ヒータの出力が必要以上に高まって燃焼式ヒータ１７の耐熱性を損なう虞れがない。
【００５７】
また、エンジン１では、機関回転数が低いと前記図示しないとした冷却水ポンプの回転数も低いため、冷却水循環通路１０に流れる冷却水の循環量が少ない。ところが冷却水の循環量に比して燃焼式ヒータ１７の出力が高い場合には、燃焼式ヒータ１７による冷却水の加熱後温度は十分高い。しかし、だからといって冷却水の量が少なくてはエンジン１の暖機は必ずしも促進されない。暖機促進には、十分な量の冷却水と、この冷却水が十分に受熱していることが必要だからである。しかし、エンジン１では、燃焼式ヒータ１７による冷却水の加熱前温度が低温状態にある場合には、加熱後の冷却水温度に係る所定温度を高めるようになっているので、燃焼式ヒータ１７の暖機促進が一層効果的に行われる。
【００５８】
さらに、燃焼式ヒータ１７による加熱前の冷却水温度をエンジン本体３に設けたウォータジャケットの出口またはその近傍で測定するので、エンジン本体３の温度、すなわち実際の暖機温度を正確に測定できる。
【００５９】
そして、燃焼式ヒータ１７による加熱後の冷却水温度を燃焼式ヒータ１７の出口またはその近傍で測定するので、燃焼式ヒータ１７の実際の温度を正確に測定できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電動ポンプを用いることなく、クランクシャフトの回転力を駆動源とするポンプを用いて内燃機関本体と燃焼式ヒータとの間で機関冷却水を循環する内燃機関において、内燃機関の暖機性を好適にできるばかりか燃焼式ヒータの耐熱性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の概略構成図
【図２】燃焼式ヒータの概略断面図
【図３】本発明の実施の形態に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の作動制御ルーチンを示すフローチャート
【図４】図３のフローチャートを実行した場合の燃焼式ヒータ１７の出力制御状態を示す図
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）
３…エンジン本体（内燃機関本体）
５…吸気装置
７…排気装置
９…車室用ヒータ
１０…冷却水循環通路
１３…エアクリーナ
１５…ターボチャージャ
１５ａ…コンプレッサ
１５ｂ…ターボチャージャのタービン
１７…燃焼式ヒータ
１７ａ…燃焼式ヒータの冷却水通路
１７ａ１…冷却水導入口
１７ａ２…冷却水排出口
１７ｂ…燃焼筒
１７ｃ…円筒状隔壁
１７ｄ…燃焼室
１７ｄ１…空気供給口
１７ｄ２…排気排出口
１７ｅ…燃料供給管
１９…インタークーラ
２１…インテークマニホールド
２３…吸気管
２５…上流側連結管
２７…下流側連結管
２９…本流管
３１…ヒータ用枝管
３３…空気供給路
３５…燃焼ガス排出路
３７…エキゾーストマニホールド
３９…排気触媒
４０ａ…水温センサ
４０ｂ…水温センサ
４１…マフラ
４２…排気管
４３…燃焼室本体
４３ａ…外壁
４５…送風ファン
４６…ＥＣＵ
４７…ＣＰＵ
ｃ１…空気供給路３３と本流管２９との接続箇所
ｃ２…燃焼ガス排出路３５と本流管２９との接続箇所
Ｔ：エンジン出口部水温
Ｔ１…ウォータジャケットの出口に設けた水温センサ４０ａが検出する温度 （加熱前の冷却水の温度）
Ｔ２…燃焼式ヒータの出口に設けた水温センサ４０ｂが検出する温度（加熱後の冷却水の温度）
ＴＴ…比較温度（所定温度）
ＴＴ１…完全暖機前温度（設定温度）
ＴＴ２…固定値
ＴＴ２＋Ａ…固定値
Ａ…固定値
Ｂ…ヒステリシス
Ｗ…燃焼式ヒータ１７の目標出力値
Ｗ１…水管路
Ｗ２…水管路
Ｗ３…水管路
ａ１…エアクリーナ１３から本流管２９に入って来る外気（新気）
ａ１’…接続箇所ｃ１で分岐せず本流管２９を接続箇所ｃ２に向かう空気
ａ２…燃焼式ヒータ１７の燃焼に供されて燃焼ガスとなった空気
ａ３…燃焼ガス混入空気
ａ４…エンジン１の排気ガス

Claims (3)

1. クランクシャフトの回転力を駆動源として冷却水循環通路に機関冷却水を流す冷却水ポンプを備えた内燃機関で用いるとともに前記冷却水循環通路上に配置して前記機関冷却水を暖める燃焼式ヒータの出力を制御する燃焼式ヒータの出力制御装置であって、
   この燃焼式ヒータ出力制御装置は、前記冷却水循環通路を流れる冷却水のうち前記燃焼式ヒータによる加熱後の冷却水が所定温度以上の場合には、前記燃焼式ヒータの出力を低下し、さらに、前記冷却水循環通路を流れる冷却水のうち前記燃焼式ヒータによる加熱前の冷却水の温度が低い場合は、前記所定温度の値を高めることを特徴とする燃焼式ヒータの出力制御装置。
2. 前記加熱前の冷却水の温度は、内燃機関本体に設けた冷却水通路の出口またはその近傍で測定することを特徴とする請求項１記載の燃焼式ヒータの出力制御装置。
3. 前記加熱後の冷却水の温度は、前記燃焼式ヒータの出口またはその近傍で測定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼式ヒータの出力制御装置。

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