JPH0350370A - 暖気促進装置及び暖気促進方法 - 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、エンジンのシリンダ室内に吸入される混合気
の暖気を促進する装置及び方法に関する。

〈従来の技術〉 寒冷時のエンジン始動時には、エンジンをしばらくアイ
ドル回転して暖機を図っている。

暖機運転時は吸気管も冷えているために燃料が気化しに
＜（、燃料を多めに供給する必要があった。このため、
未燃の燃料が排出されて排気ガスが増大すると共に、燃
費が非常に悪くなっていた。

そこで、吸気通路内の混合気の暖気を行なって燃料の気
化を促進させるようにし、吸入される燃料を有効に燃焼
させて燃費の向上と排気ガス低減を図るようにしている
。

従来の暖気の方法として、（１）エンジンの冷却水を吸
気通路側に循環させて吸気通路を昇温させる、（２）セ
ラミックスヒータ等を吸気通路内に設けて混合気を直接
加熱する、（３）排気通路近傍の加熱空気を吸気の一部
として吸気通路内に導入する、といったものが採用され
ている。そして、これらの方法により混合気の暖気を行
なうことで、暖機運転時に燃料を有効に燃焼させて燃料
の過剰供給を抑えている。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述した（１）の方法による暖気では、冷却水温の上昇
に時間がかかり、エンジン始動直後からしばらくの間は
混合気の暖気効果が少なく、燃費向上及び排気ガス低減
は達成されにくいものであった。また、（２）の方法に
よる暖気では、混合気だけが加熱されて吸気通路内の壁
面に付着する大部分の燃料の気化が促進されなかった。

更に、ヒータの熱源として外部から大量のエネルギーを
得る必要があると共に、各気筒に対応した吸気通路に一
本ずつの燃料噴射弁を持つＭＰ　Ｉ　（Ｍｕｌｔｉ　Ｐ
ｏ１ｎｔ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式の場合に気筒数分
のヒータを必要として取付のレイアウトの問題が発生し
、コスト的に不利であった。また、（３）の方法による
暖気では、燃料は壁面に沿って流れるために壁面に付着
した燃料の気化が促進されず、また、気体（加熱空気）
と液体（燃料）の熱交換のために燃料が気化して拡散す
る速度が遅く効率が悪いものであった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、混合気の暖
気が瞬時に効率良く行なえる暖気促進装置及び暖気促進
方法を提供し、暖機運転時における燃料の燃焼を有効に
行ない大幅な燃費向上と排気ガス低減を図ることを目的
とする。

く課題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暖気促進装置は、吸
気通路外周を循環する循環路を排気通路に連通し、前記
排気通路から前記循環路内に導入される排気ガス量を制
御する流量制御弁を備えたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明の暖気促進方法
は、吸気通路外周に排気ガスを循環させて前記吸気通路
の昇温を行ない、冷却水温情報と燃料状況情報のうち少
なくとも一方の情報に基づいて前記排気ガスの循環量を
制御することを特徴とする。

− 〈作　　　用〉 循環路を通して排気ガスを吸気通路外周に循環させ、吸
気通路の内壁面の温度を上昇させて混合気の暖気を行な
う。流量制御弁により循環路内に導入される排気ガスの
量を調節し、吸気通路の昇温状態を制御する。排気ガス
の循環量は、冷却水温の情報と燃料状況の情報のうち少
なくとも一方の情報に基づいて制御される。

〈実　施　例〉 第１図には本発明の一実施例に係る暖気促進装置を備え
たエンジンのシリンダヘッド部を、第２図、第３図には
それぞれ第１図中の■−■線、　ＩＩ−ＩＮ線矢視を示
しである。

ピストン１が設けられたシリンダブロック２にはシリン
ダヘッド３が取付けられ、シリンダヘッド３には燃焼室
４に連通する吸気ポー　）　５　ト排ＬＩ？　−）　６
が設けられている。燃焼室４はクランク軸の軸方向に四
個並設されている。シリンダヘッド３には吸気管７及び
排気管８が設けられ、吸気管７及び排気管８はそれぞれ
吸気ボート５及び排気ボート６に連通している。つまり
、吸気管７内が吸気通路となり排気管８内が排気通路と
なっている。

シリンダヘッド３には吸気ボート５を開閉する吸気弁９
と排気ボート６を開閉する排気弁１０が設けられ、吸気
管７には吸気管７内に燃料を供給するインジェクタ１１
が取付けられている。尚、第１図中１２は燃料中のアル
コール１ｌｌｊｌ検出するアルコール濃度センサ、１３
はＥＣＵ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ
　Ｕｎｉｔ）であり、アルコール濃度センサ１２の検出
値はＥＣＵ１３に入力される。シリンダブロック２には
、冷却水温を検出する水温センサ１４、及びエンジンの
回転数を検出するエンジン回転数センサ１５が取付けら
れている。また、吸気管７には吸気圧センサ１６及び吸
気温センサ１７が取付けられ、水温センサ１４、エンジ
ン回転数センサ１５、吸気圧センサ１６、吸気温センサ
１７の検出値はＥＣＵ１３に入力される。

吸気管７の下部におけるシリンダヘッド３には加熱通路
１８が形成され、加熱通路１８の一端には入口ボート１
９が設けられ、加熱通路１８の他端には出口ボー）２０
が設けられている。一方、排気管８には出口孔２１が形
成され、出口孔２工の下流側における排気管８には入口
孔２２が形成されている。排気管８の出口孔２１と加熱
通路１８の入口ポート１９はエンジンの外部に配管され
た第一循環路２３によって連通され、排気管８の入口孔
２２と加熱通路１８の出口ポート２０はエンジンの外部
に配管された第二循環路２４によって連通されている。

つまり、加熱通路１８゜第一循環路２３及び第二循環路
２４によって循環路が形成されている。

出口孔２１と入口孔２２の間における排気管８内には流
量制御弁２５が開閉自在に設けられ、流量制卸弁２５は
ＤＣモータ２６によって開閉駆動される。ＤＣモータ２
６はＥＣＵ１３からの指令によって駆動されるようにな
っている。尚、第１図中２７は流量制御弁２５のポジシ
ョンセンサで、ポジションセンサ２７により流量制御弁
２５の開度を検出し、ポジションセンサ２７による検出
信号はＥＣＵ　１３に入力される。流量制御弁２５を閉
じることにより、排気ボート６から排出された排気ガス
は排気管８の出口孔２１から第一循環路２３、加熱通路
１８、第二循環略２４及び入口孔２２を経て再び排気管
８内に送られる。

尚、循環路として第４図に示すように、第一循環路２３
及び第二循環路２４をシリンダヘッド３内に形成し、エ
ンジン外部には配管を設けないようにしても良い。

上記構成の暖気促進装置を備えたエンジンにおける吸入
混合気の暖気方法を説明する。

第５図には冷却水温と流量制御弁２５の開度との関係を
、第６図には燃料中のアルコール濃度と流量制御弁２５
の開度との関係を示し、第７図には流量制御弁２５の駆
動フローチャートを示しである。

吸気はインジェクタ１１で噴射された燃料と混合されて
混合気となり、混合気は吸気管７及び吸気ボート５から
燃焼室４内に流入する。混合気は燃焼室４内で圧縮・膨
張（爆発）された後排気ボート６から排気管８に排出さ
れる。流量制御弁２５を閉じておくことで、排気管８に
排出された高温の排気ガスは、出口孔２１から第一循環
路２３、入口ポート１９、加熱通路１８、出口ボート２
０、第二循環路２４、入口孔２２を循環して再び排気管
８に流入される。

高温の排気ガスが加熱通路１８を介して吸気管７の回り
を循環することで、エンジン始動後瞬時に吸気管７の壁
面温度を上昇させることができる。これにより、吸気管
７の壁面に付着した燃料の気化が促進され、始動直後及
び暖機時における過濃度空燃比運転を理論空燃比運転に
することができる。特に、気化が困難なアルコール燃料
を使用する機関では冷態時や暖機時のドライバビリティ
が改善される。暖機が完了して吸気管７が十分に暖めら
れた後は、ＤＣモータ２６を駆動させて流量制御弁２５
を開き、排気ガスを加熱通路１８内に循環させないよう
にする。

次に排気ガスの循環量の制御を具体的に説明する。

第７図に示すように、エンジンの運転を開始した後、水
温センサ１４による冷却水温Ｔとアルコール濃度センサ
１２による燃料中のアルコール濃度ａとを読み込む。冷
却水温ＴＬＪとアルコール濃度αの情報に基づいて流量
制御弁２５の開度θを演算する（θ−ｆ　（Ｔ１．ｌ・
α））。

冷却水温Ｔｕと流量制御弁２５の開度との関係、及びア
ルコール濃度αと流量制御弁２５の開度との関係は第５
図、第６図に示す通りである。即ち、第５図に示すよう
に、アルコール濃度αが０％でエンジン始動後１分間で
は、冷却水温Ｔｕの上昇に伴って流量制御弁２５を開き
加熱通路１８への排気ガスの流入量を減らす。また、第
６図に示すように、冷却水温Ｔ、が０℃でエンジン始動
後１分間では、アルコール濃度αの増加に伴って流量制
御弁２５を閉じ加熱通路１８への排気ガスの流入量を増
やす。流量制御弁２５の開度の演算結果に基づきＤＣモ
ータ２６の駆動を行ない、所定開度に流量制御弁２５を
開閉する。流量制御弁２５の開度はポジシロンセンサ２
７で検出される。これらの処理はＥＣＵ１３の指令に基
づいて行なわれ、冷却水温Ｔ１．ｌ、アルコール濃度α
の状態に基づいて流量制御弁２５の開度が決定され、排
気ガスの循環量が制御される。

冷却水温Ｔ、及びアルコール濃度ａの状態に基づいて排
気ガスの循環量を制御するようにしたので、排気温度の
低下による触媒ライトオフ特性の悪化及び浄化効率の悪
化を最少に抑えることができる。

尚、上記一実施例では、冷却水温Ｔ１．ｌ及びアルコー
ル濃度αの状態に基づいて排気ガスの１１ 循環量を制御するようにしたが、どちらか−方の状態に
基づいて排気ガスの循環量を制御するようにしても良い
。また、混合気を直接加熱するヒータ等を合せて用いる
ことも可能で、−層の急速暖気が可能となる。

上述した暖気促進装置は、排気ガスを吸気管７の外周で
循環させる加熱通路１８を設けたので、吸気管７が排気
で直接加熱され瞬時に吸気管７の壁面温度を上昇させる
ことができ、始動直後及び暖機時に吸気の暖気が効率良
く行なえ燃料の気化が促進される。また、上述した暖気
促進方法は、排気ガスを吸気管７の回りで循環させるよ
うにし、冷却水温Ｔ１．ｌ及びアルコール濃度αの状況
に基づいて加熱通路１８への排気ガスの循環量を制御す
るようにしたので、吸気管７の加熱をエンジンの運転状
況に合わせて行なうことができる。

〈発明の効果〉 本発明の暖気促進装置は、排気ガスを吸気管の回りで循
環させる循環路を設け、排気ガ２ スによって吸気管を直接加熱するようにしたので、瞬時
に吸気管の壁面温度を上昇させることができ、始動直後
及び暖機時に混合気の暖気が効率良く行なえ燃料の気化
が促進される。この結果、始動直後及び暖機時に吸気管
の壁面に付着した燃料の気化が促進されて理論空燃比で
の運転が可能になり、大幅な燃費向上と排気ガス低減が
図れる。

また本発明の暖気促進方法は、排気ガスを吸気管の回り
で循環させるようにし、冷却水温情報と燃料状況情報の
うち少なくとも一方の情報に基づいて循環路への排気ガ
スの循環量を制御するようにしたので、吸気管の加熱を
エンジンの運転状況に合わせて行なうことができる。こ
の結果、排気温度低下による触媒ライトオフ特性、浄化
効率の悪化を最小に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る暖気促進装置を備えた
エンジンのシリンダヘッド部の断面図、第２図は第１図
中の■−■線矢視図、第３図は第１図中のＩ−Ｉ線矢視
図、第４図は本発明の第二実施例に係る暖気促進装置を
備えたエンジンのシリンダヘッド部の断面図、第５図は
冷却水温と流量制御弁の開度との関係を表わすグラフ、
第６図は燃料中のアルコール濃度と流量制御弁の開度と
の関係を表わすグラフ、第７図は流量制御弁の駆動フロ
ーチャートである。 図面中、 ４は燃焼室、 ７は吸気管、 ８は排気管、 １１はインジェクタ、 １２はアルコール濃度センサ、 １３はＥＣＵ。 １４は水温センサ、 １８は加熱通路、 ２３は第一循環路、 ２４は第二循環路、 ２５は流量制御弁である。 ト 匡 国 匡嬌−一一一−Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路外周を循環する循環路を排気通路に連通
   し、前記排気通路から前記循環路内に導入される排気ガ
   ス量を制御する流量制御弁を備えたことを特徴とするエ
   ンジンの暖気促進装置。
2. （２）吸気通路外周に排気ガスを循環させて前記吸気通
   路の昇温を行ない、冷却水温情報と燃料状況情報のうち
   少なくとも一方の情報に基づいて前記排気ガスの循環量
   を制御することを特徴とするエンジンの暖気促進方法。