JPS62223460A - 内燃機関用吸気加熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の吸入空気の加熱を制御するための内
燃機関用吸気加熱制御装置に関するものである。

（従来の技術） 内燃機関の始動性の向上を図るため、内燃機関の吸入通
路中に燃焼器を設け、吸入空気を加熱するようにした種
々の吸気加熱装置が提案されている。例えば、実開昭５
５−１８００５７号公報には、内燃機関の吸気マニホー
ルド内に燃焼装置を設け、この燃焼装置の着火状況をフ
レームセンサによって検出しうるようにした装置が開示
されており、また、実開昭６０−７３８６６号公報には
、吸気管路の途中に設けられたバーナよりエンジン側の
吸気管路に熱交換器を配設し、該熱交換器に室内暖房用
被加熱媒体が流通する配管を接続し、該配管中に切換弁
を設けたエンジンの暖機装置が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前者の装置においては、加熱装置が燃焼状態にあるか否
かの判別をフレームセンサからの出力に基づいて判別す
ることができるが、機関に供給される吸入空気が機関の
燃焼に適しているか否かの判別は行なうことができず、
加熱装置の燃焼状態が強すぎると吸入空気中の酸素ン農
度が不足し始動性が却えって悪くなるという不具合を有
している。後者の装置に前者の装置を適用した場合も同
様の問題を生じることになる。

本発明の目的は、従来技術における上述の欠点を除去し
、吸入空気中の酸素量が不足することのないように吸入
空気の加熱を行なうことができるようにした内燃機関用
吸入空気加熱制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の内容は、吸入空気を
導びく通路中に設りられた燃焼器を含み内燃（人間に供
給される吸入空気の加熱状態を制御するための内燃機関
用吸気加熱制御装置において、上記通路内であって上記
燃焼器の下流測に酸素センサを設け、上記内燃機関に供
給される吸入空気中の酸素濃度が所定値以下とならない
ように吸入空気の加熱状態を制御する点に特徴を有する
。

（作　用） 吸入空気の少なくとも一部は、内燃機関に供給される前
に燃焼器において加熱され、この結果得られた加熱吸入
空気中の酸素濃度が酸素センサにより検出される。この
検出結果に応答し、内燃機関に供給される吸入空気中の
酸素濃度が所定値以下となることがないように燃焼器に
よる吸入空気の加熱状態が制御される。この結果、機関
に供給される吸入空気は、その酸素含有率が所定値以下
となることがなく、内燃機関の運転に支障を来たすこと
がない。

（実施例） 以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による吸気加熱制御装置を含んで成
る内燃機関用加熱装置の一実施例を示す概略構成図が示
されている。内燃機関用加熱装置１は、インテークバー
ナ２を有する燃焼器３を備えており、燃焼器３は主吸気
管４に対するバイパス通路として設けられた副吸気管５
内に配設されている。主吸気管４の一端部４ａにはエア
クリーナ６が設けられており、その他端部４ｂは吸入多
岐管７を介して、内燃機関８の各シリンダの吸気口に連
通している。第１図では、複数のシリンダのうらの１つ
のシリンダ９のみが示されている。

燃焼器３の上流側における主吸気管４と副吸気管５との
接続点には、モータ１０によって駆動される制御弁１１
が設けられて・いる。制御弁１１はモータ１０によって
位ｉδＡと位置Ｂとの間の任意の位置に位置決めされ、
これにより、副吸気管５内の燃焼器３を通って吸入多岐
管７に送られる空気量と、主吸気管４を通って直接吸入
多岐管７に送られる空気量との割合を任意に調節するこ
とができる。

燃焼器３の下流測における主吸気管４と副吸気管５との
接続点と吸入多岐管７との間の主吸気管４の周壁には、
酸素センサ１２が配設されており、吸入多岐管７に送ら
れる吸入空気中の酸素濃度を示す検出信号り、が酸素セ
ンサ１２から出力される構成となっている。なお、燃焼
器３のインテークバーナ２には、図示しない燃料タンク
中の燃料が送油ポンプ７０によって、後述する如くして
その時の運転状態に見合った所要の量だけ供給される構
成となっている。

第１図に示される内燃機関用加熱装置装置１は、燃焼２
Ｓ３により生じた燃焼熱を利用して空気調和装置１８に
も暖気を供給する目的で、ブロア１３を含んで成る暖気
送給系統１４が設けられている。

暖気送給系統１４は、副吸気管５内に設けられた燃焼器
３を囲むように副吸気管５の外周に設けられた断熱ケー
ス１５と、該断熱ケース１５と主吸気管４とを連通せし
めその途中にブロア１３が収納される室１６ａを有する
第１通路１６と、断熱ケース１５と空気調和装置１８の
ダクト１９とを連通させる第２通路１７とから成り、ブ
ロア１３を作動させることにより、エアクリーナ６を通
った吸入空気を断熱ケース１５と副吸気管５との間に形
成される空間２０内に導びき、ここで暖められた吸入空
気をダクト１９内に送り込むことができる。第２通路１
７の出口端は空気調和装置１８のヒータコア２０の下流
に位置する構成となっており、内燃機関８が始動した直
後の低冷却水温状態においても、第２通路１７内を介し
て供給される暖気を車室内に供給することができる。

吸入多岐管７を通って内燃機関８に供給される吸入空気
中の酸素濃度が所定値以下となることがないように燃焼
器３及び制御弁１１の制御などによる吸気加熱の制御杆
なうため、制御回路３０が設けられている。制御回路３
０には、酸素センサ１２からの検出信号りい制御弁１１
の制御位置を検出しその制御位置を示す位置信号Ｐを出
力する位置センサ３１からの位置信号Ｐ、内燃機関８の
冷却水温を検出し冷却水温を示す水温信号Ｔ。

を出力する水温センサ３２からの水温信号Ｔ８、内燃機
関８の回転速度を検出しその回転速度を示す回転信号Ｎ
を出力する回転センナ３３からの回転信号Ｎ、及び内燃
機関８に供給される燃料噴射量を検出しその噴射量を示
す噴射信号Ｑを出力する噴射量センサ３４からの噴射量
信号Ｑが夫々入力されている。制御回路３０はこれらの
入力信号に応答し、モータ１０の駆動制御を行なうため
の第１制御信号Ｃ１、インテークバーナ２の通電を制御
するだめの第２制御信号Ｃ２及び送油ポンプ７０の駆動
制御を行なうための第３制御信号Ｃ３を出力し、第１乃
至第３制御信号ＣＩ乃至Ｃ３により、内燃機関８に供給
される吸入空気中の酸素７二度が所定値以下とならない
ように燃焼器３を用いた吸入空気の加熱に対する制御が
行なわれる。

第２図には、第１図に示した制御回路３０の詳細ブロッ
ク図が示されている。制御回路３０は制御弁１１の位置
調節を行なうための第１回路４０と、インテークバーナ
２のｉｌｌ電を制御するだめの第２回路５０と、送油ポ
ンプ７０によるインテークバーナ２への燃料供給量を制
御するための第３回路６０とから成っている。

第１回路４０は、噴射量信号Ｑと回転信号Ｎとに応答し
内燃機関８に供給する吸入空気のその待時における目標
の酸素濃度を計算する目標酸素濃度演算回路４１を有し
、目標酸素濃度演算回路４１で計算された目標酸素ｌ農
度を示す目標酸素濃度信号ＴＯは検出信号り、と加算器
・１２において図示の極性で加算され、その加算結果を
示す加算信号ＡＤ、は変換回路４３に入力される。変換
回路４３は噴射量信号Ｑ１回転信号Ｎ及び加算信号ＡＤ
＋に応答し、加算信号ＡＤ、を、目標とする酸素濃度と
実際の酸素濃度との差分を零にするために必要な制御弁
１１の位置に変換するための回路であり、変換回路４３
からの目標位置信号ＴＰは加算器４４に入力され、位置
信号Ｐと図示の極性で加算される。その加算結果を示す
加算信号ＡＤ２は駆動回路４５に入力され、ここで制御
弁１１を目標位置信号ＴＰにより示される位置に位置せ
しめるための第１制御信号Ｃ１が出力されモータ１０に
印加される。この結果、制御弁１１はモータ１０によっ
て噴射量信号Ｑと回転信号Ｎとにより定められる酸素濃
度が得られる位置に位置決めされ、内燃機関８にはその
運転に支障をきたすことがない所定■以上の酸素が常に
供給されることになる。

すなわち、酸素センナ１２によって酸素濃度の低下が検
出されると、制御弁１１が位置Ａ側に移動し主吸気通路
４を通る空気量を増し、一方、酸素濃度が高くなると、
制御弁１１が位１ｉ７Ｂ側に移動し、副吸気通路を通る
空気量を増し、これにより内燃機関８に供給される吸気
中の酸素濃度が所定値に維持される。

第２回路５０は、回転信号Ｎと水温信号Ｔ、とに応答し
インテークバーナ２に通電する状態にあるか否かを判別
する判別回路５１を（ｉｆえている。

インテークバーナ２に通電して燃焼器３を作動させるの
は、機関速度が所定値以下で且つ冷却水温も所定値以下
のときである。インテークバーナ２に通電すべきである
という判別が行なわれた場合には、判別回路５１からは
通電信号に１が出力されて駆動回路５２に入力され、第
２１１１１　′４１１Ｉ信号Ｃ２が出力される。インテ
ークバーナ２は第２制御信号Ｃ２に応答しその通電が行
なわれる。

第３回路６０はインテークバーナ２へ供給する燃料の■
を制御するための回路であり、水温信号Ｔ、と位置信号
Ｐとに応答してインテークバーナ２への送油量の目標値
を演算する目標送油■演算回路６１を有し、目標送油量
演算回路６１の演算結果を示す目標送油量信号に２が出
力される。目標送油量信号に２は駆動回路６２に人力さ
れ、第３　；！ａ制御信号Ｃ３が出力される。送油ポン
プ７０は第３制御信号Ｃ３に応答し、目標送油量信号に
２によって示される目標送油量がインテークバーナ２に
供給されるように運転される。

このような構成によると、第２回路５０によって、吸入
空気の加熱が必要か否かの判別が行なわれ、加熱が必要
であると判別されると、インテークバーナ２に通電され
、第３回路６０によってその時の機関速度と制御弁１１
の位置とに応じた最適な送油量がインテークバーナ２に
送られる。さらに、主吸気管４に設けられた酸素センサ
１２により、内燃機関８に供給される吸入空気中の酸素
濃度が検出され、この酸素濃度が目標信号ＴＰによって
示される目標値に維持されるよう制御弁１１の位置がフ
ィードバック制御される。

この結果、内燃機関８に供給される吸入空気中の酸素濃
度を所定値以下にすることなく、吸入空気の加熱を確実
に行なうことができるので、加熱のしすぎによる酸素不
足状態の発生を未然に防止し、機関の始動特性を常に良
好に保つことができる。

上記説明から判るように、本発明は、内燃機関の種類を
問わず適用することができる。さらに、上記実施例では
、吸入空気中の酸素濃度の調節をａ、１＋御弁１１の位
置を調節するごとにより行なっているが、これは一実施
例にすぎず、本発明の構成はこの実施例に限定されるも
のではなく、例えば、インテークバーナ２への送油■を
酸素センサ１２からの信号に従って変化させ、これによ
り吸入空気中の酸素濃度の制御を行なってもよいし、そ
れらを併用してもよいことは上記説明から明らかである
。

（効　果） 本発明によれば、上述の如く、吸入空気中の酸素ン農度
が不足することがないように吸入空気の加熱を行なうこ
とができるため、吸入空気の加熱により酸素不足が生じ
機関の始動性を損なうことがなく、常に必要な酸素濃度
を確保することができ、機関の始動性を著しく改博する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による吸気加熱制御ｕ装置を適用した内
燃機関用加熱装置の一実施例を示す概略構成図、第２図
は第１図に示される制御回路の詳細ブロック図である。 ■・・・内燃機関用加熱装置、３・・・燃焼器、４・・
・主吸気管、５・・・副吸気管、１１・・・制御弁、１
２・・・酸素センサ、３０・・・制御回路、Ｔｗ・・・
水温信号、Ｎ・・・回転信号、Ｑ・・・噴射量信号、Ｔ
Ｏ・・・目標酸素濃度信号、ＴＰ・・・目標位置信号、
Ｄ・・・検出信号、■）・・・位置信号、Ｋ、・・・通
電信号、Ｋ２・・・目標送油量信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．吸入空気を導びく通路中に設けられた燃焼器を含み
   内燃機関に供給される吸入空気の加熱状態を制御するた
   めの内燃機関用吸気加熱制御装置において、前記通路内
   であって前記燃焼器の下流測に酸素センサを設け、前記
   内燃機関に供給される吸入空気中の酸素濃度が所定値以
   下とならないように前記吸入空気の加熱状態を制御する
   ことを特徴とする内燃機関用吸気加熱制御装置。