(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼を行う燃焼室と、
この燃焼室に燃焼用空気を供給する空気供給路と、
前記燃焼室内で燃焼用燃料に着火する着火装置と、
前記燃焼室での燃焼によって出る燃焼ガスを前記燃焼室から排出する燃焼ガス排出路と、
を備え、内燃機関の所定運転状態時に作動することで機関関連要素の温度を上げる内燃機関用燃焼式ヒータにおいて、
前記燃焼ガス排出路を前記内燃機関の吸気通路に接続し、前記空気供給路から前記燃焼室に供給される空気量を調整する供給空気量調整手段と、前記内燃機関の回転数に応じて前記供給空気量調整手段の作動状態を制御する制御手段と、を有し、前記供給空気量調整手段は、燃焼室内に過剰な空気が入り込み着火性が悪化しないように前記機関回転数が大きいときは前記機関回転数が小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を減少することを特徴とする内燃機関用燃焼式ヒータ。
【請求項２】
燃焼を行う燃焼室と、
この燃焼室に燃焼用空気を供給する空気供給路と、
前記燃焼室内で燃焼用燃料に着火する着火装置と、
前記燃焼室での燃焼によって出る燃焼ガスを前記燃焼室から排出する燃焼ガス排出路と、
を備え、内燃機関の所定運転状態時に作動することで機関関連要素の温度を上げる内燃機関用燃焼式ヒータにおいて、
前記燃焼式ヒータは、内燃機関の吸気通路に対して、前記空気供給路および前記燃焼ガス排出路によってバイパス状に接続し、前記空気供給路から前記燃焼室に供給される空気量を調整する供給空気量調整手段と、前記内燃機関の回転数に応じて前記供給空気量調整手段の作動状態を制御する制御手段と、を有し、前記供給空気量調整手段は、前記機関回転数が大きいときは前記機関回転数が小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を増大することを特徴とする内燃機関用燃焼式ヒータ。
【請求項３】
前記燃焼室には、前記空気供給路を介して大気中から前記燃焼用空気を直接導入することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用燃焼式ヒータ。
【請求項４】
前記供給空気量調整手段は、空気吸引用ファンであることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用燃焼式ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用燃焼式ヒータに関し、詳しくは内燃機関の吸気通路に配置され機関関連要素を昇温する内燃機関用燃焼式ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関は、寒冷時における始動や暖機の促進が必要であり、例えば特開昭６２−７５０６９号公報では、内燃機関の吸気通路に取付けた気化式燃焼ヒータが出す燃焼熱の利用によって機関冷却水を暖め、それによって暖機促進や車室用ヒータのヒータ性能の向上を図る技術を示している。
【０００３】
この技術では、内燃機関の始動前に燃焼式ヒータを作動させると共に、始動後もしばらくの間は燃焼式ヒータの作動を継続することで暖機促進や内燃機関の始動性の向上を図っている。
【０００４】
この公報記載の技術では、燃焼式ヒータの燃焼室に吸気ダクトと排気ダクトとを備え、両ダクトは内燃機関の吸気管とつながっていて、吸気管を流れる空気は、吸気管−吸気ダクト−燃焼室−排気ダクト−吸気管という経路をたどりその途中で燃焼式ヒータに燃焼用空気を供給する。また、吸気管には、吸気ダクトと排気ダクトとが吸気管と接続する部位の間に吸気抵抗物である開閉弁が配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関は、周知のように機関本体の回転数によって吸気系の圧力や空気流量が変化する。このため、前記公報記載の燃焼式ヒータでは、吸気管から吸気ダクトを経由して燃焼室に供給される空気の流量は、内燃機関の回転数によって過大あるいは過小となる。そして、前記公報記載の技術で問題となるのは内燃機関の回転数が大きくて空気流量が過大となる場合である。なぜならば、空気流量が過大となると吸気ダクトから燃焼室に風が強く吹いている現象と同じであるから、空燃比がリーンになって燃焼式ヒータの着火が悪くなるからである。
【０００６】
一方、吸気管に開閉弁が配置されず、吸気ダクトと排気ダクトとが吸気管上で近接する設定で燃焼式ヒータを吸気系に設けた場合には、吸気ダクトと排気ダクトとの差圧が小さく、内燃機関が高回転の時でも、燃焼式ヒータの燃焼室内には過大流量は発生しない。よって、燃焼式ヒータの着火性は悪くない。しかし、高回転時には吸気系の圧力が低下する。よって、空気密度が低下して燃焼式ヒータの燃焼室での空燃比がリッチとなるため、燃焼式ヒータに煤が発生し易くなる。このため、燃焼式ヒータの燃焼性が悪化する虞れがある。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて発明されたものであって、内燃機関の運転中においても燃焼式ヒータの着火を確実に行うとともに燃焼性を良好にすることを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の内燃機関用燃焼式ヒータは、以下の構成とした。
燃焼を行う燃焼室と、
この燃焼室に燃焼用空気を供給する空気供給路と、
前記燃焼室内で燃焼用燃料に着火する着火装置と、
前記燃焼室での燃焼によって出る燃焼ガスを前記燃焼室から排出する燃焼ガス排出路と、
を備え、内燃機関の所定運転状態時に作動することで機関関連要素の温度を上げる内燃機関用燃焼式ヒータにおいて、
前記燃焼ガス排出路を前記内燃機関の吸気通路に接続し、前記空気供給路から前記燃焼室に供給される空気量を調整する供給空気量調整手段と、前記内燃機関の回転数に応じて前記供給空気量調整手段の作動状態を制御する制御手段と、を有し、前記供給空気量調整手段は、燃焼室内に過剰な空気が入り込み着火性が悪化しないように前記機関回転数が大きいときは前記機関回転数が小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を減少することを特徴とする。
【０００９】
また、前記課題を解決するために、本発明の内燃機関用燃焼式ヒータは、以下の構成としてもよい。
燃焼を行う燃焼室と、
この燃焼室に燃焼用空気を供給する空気供給路と、
前記燃焼室内で燃焼用燃料に着火する着火装置と、
前記燃焼室での燃焼によって出る燃焼ガスを前記燃焼室から排出する燃焼ガス排出路と、
を備え、内燃機関の所定運転状態時に作動することで機関関連要素の温度を上げる内燃機関用燃焼式ヒータにおいて、
前記燃焼式ヒータは、内燃機関の吸気通路に対して、前記空気供給路および前記燃焼ガス排出路によってバイパス状に接続し、前記空気供給路から前記燃焼室に供給される空気量を調整する供給空気量調整手段と、前記内燃機関の回転数に応じて前記供給空気量調整手段の作動状態を制御する制御手段と、を有し、前記供給空気量調整手段は、前記機関回転数が大きいときは前記機関回転数が小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を増大することを特徴としてもよい。
ここで、燃焼室には、火炎の出る燃焼筒が火炎源として備えられ、この燃焼筒には適宜の燃料供給路によって燃焼燃料が供給される。また、内燃機関の所定運転状態とは、略−１０℃から略１５℃の温度である寒冷時や略−１０℃以下の温度である極寒冷時における内燃機関の運転中、あるいは前記温度下における内燃機関を始動させた後、ならびに前記温度下とは無関係に内燃機関自身の発熱量が少ないときおよび内燃機関自身の発熱量が少
ないことにより冷却水の受熱量が少ないときのことである。
前記燃焼室には、前記空気供給路を介して前記吸気通路から、または前記空気供給路を介して大気中から前記燃焼用空気を直接導入してもよい。
【００１０】
前記着火装置は加熱プラグであることが好ましい。前記燃焼筒に燃焼用空気と燃焼燃料が供給された状態で加熱プラグから火花を飛ばすことで燃焼筒から火炎が出る。
【００１１】
前記燃焼ガス排出路は、前記燃焼室から出る燃焼ガスを前記吸気通路に導入する導入路であることが好適である。
【００１２】
前記機関関連要素とは、例えば、機関冷却水、燃焼式ヒータの燃焼ガスを吸気として導入する内燃機関自体のことである。
前記制御手段とは、コンピュータ、つまりエンジン制御装置（ＥＣＵ：エレクトロニック・コントロール・ユニット）の中枢部である中央情報処理装置（ＣＰＵ：セントラル・プロセッシング・ユニット）が挙げられる。しかし、ＣＰＵはＥＣＵに含まれるので、ＥＣＵを制御手段ということもできる。
【００１３】
前記供給空気量調整手段は、空気吸引用ファンであることを特徴としてもよい。
【００１４】
前記燃焼ガス排出路を前記吸気通路と連通し、前記供給空気量調整手段は、前記機関回転数が大きいときは前記機関回転数が小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を減少することを特徴とすることもできる。
【００１５】
前記燃焼式ヒータは、前記吸気通路に対して、前記空気供給路および前記燃焼ガス排出路によってバイパス状に接続され、前記供給空気量調整手段は、前記機関回転数が大きいときは前記機関回転数が小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を増大することを特徴としても構わない。
前記供給空気量調整手段に空気吸引用ファンを適用するとともに前記供給空気量を減少するには、前記制御手段によって前記空気吸引用ファンの回転数を減らすことが好適である。
前記供給空気量調整手段に空気吸引用ファンを適用するとともに前記供給空気量を増大するには、前記制御手段によって前記空気吸引用ファンの回転数を増やすことが好適である。
【００１６】
本発明の内燃機関用燃焼式ヒータでは、その空気供給路および燃焼ガス排出路のうち、少なくとも一方を内燃機関の吸気通路に接続し、前記空気供給路から前記燃焼室に供給される空気量を調整する供給空気量調整手段と、前記内燃機関の回転数に応じて前記供給空気量調整手段の作動状態を制御する制御手段と、を有するので、機関回転数に応じて供給空気量調整手段の作動状態が制御手段によって変えられる。すなわち、供給空気量調整手段は、前記回転数が大きいときにはこれが小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を減少する。この結果、内燃機関の回転数が大きい場合でも燃焼室には、前記空気供給路から前記燃焼室に供給される空気量が相対的に少なくなるので、着火装置により燃焼筒に着火する場合でも強風が吹かないので、燃焼式ヒータの着火性が悪くなることがない。
【００１７】
供給空気量調整手段は、空気吸引用ファンであるから、空気吸引量の調整をファンの回転でいかようにも調整できるので、便利である。
また、燃焼ガス排出路のみを前記吸気通路と連通した場合は、内燃機関の回転数が大きくなると空気供給路に対する燃焼ガス排出路での圧力は相対的に小さくなり、その結果、燃焼式ヒータの燃焼室内に風が強く吹いていると同じ現象となる。しかし、前記供給空気量調整手段は、前記機関回転数が大きいときにはこれが小さいときよりも前記制御手段によって前記供給空気量を減少するので、燃焼式ヒータの燃焼室内に過剰な空気が入り込まないようになる。よって、燃焼ガス排出路のみを前記吸気通路と連通した場合であっても、燃焼式ヒータの着火性が悪くなることはない。
【００１８】
前記燃焼式ヒータは、前記内燃機関の吸気通路に対して、前記空気供給路，前記燃焼室および前記燃焼ガス排出路によってバイパス状に接続した場合は、前記供給空気量調整手段は、前記機関回転数が大きいときにはこれが小さいときよりも前記制御手段により前記供給空気量を増大する。そして、吸気通路内の空気は、吸気通路−空気供給路−燃焼室−燃焼ガス排出路−吸気通路の順で流れ、このとき、内燃機関の回転数が大きいと、吸気通路の空気密度が低下して燃焼式ヒータの燃焼室での空燃比がリッチ化する可能性があり、燃焼室に煤が出て燃焼式ヒータの燃焼性が低下することが考えられる。しかし、前記制御手段が前記供給空気量を増大する制御を行うので、空気密度が増えてリッチ化を防止できる。
【００１９】
さらに、前記吸気通路に対して、燃焼式ヒータを前記空気供給路および前記燃焼ガス排出路によってバイパス状に接続した場合、空気供給路および燃焼ガス排出路は大気に直接開口していないので、騒音の低減効果も期待できる。
【００２０】
【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。
〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２１】
（エンジン１全体）
まず、図１に本発明に係る内燃機関用燃焼式ヒータを適用した内燃機関の概略全体像を示す。
内燃機関としてのエンジン１は水冷式である。エンジン１は、図１のほぼ中央に位置し冷却水が循環する図示しないウォータジャケットを有するエンジン本体３と、図１の左方上部に位置し、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、図１の右方に位置し、混合気が前記気筒内で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の左方下端部に位置し、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。
【００２２】
（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。
【００２３】
これらの吸気系構造物は、複数の連結管を備える吸気通路としての吸気管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まれて加圧状態となる下流側連結管２７と、そうでない上流側連結管２５とに大別できる。
【００２４】
（上流側連結管２５）
図１において、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に対する支流管としてのヒータ用枝管３１とからなる。
【００２５】
（本流管２９）
本流管２９のうちエアクリーナ１３の下流側近傍箇所には外気温センサ３２が取付けられている。エアクリーナ１３から本流管２９に入って来る外気Ａ２は、エンジン１に対する新気であって、その温度が外気温センサ３２によって検出される。
【００２６】
（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を含んでおり、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大気とを結ぶとともに大気中から燃焼式ヒータ１７に新気すなわち燃焼用の空気Ａ１を直接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に導入する導入路としての燃焼ガス排出路３５とを有する。なお、ヒータ用枝管３１に係る空気とは、外気Ａ１のことだけを意味するのではなく、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスａ１も意味する。燃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。
【００２７】
（燃焼ガス温度センサ３６）
燃焼ガス排出路３５のうち燃焼式ヒータ１７寄り箇所には、燃焼ガス温度センサ３６が取付けられている。燃焼ガス温度センサ３６によって燃焼式ヒータ１７から本流管２９に入る前の燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスの温度が検出される。
【００２８】
大気からの外気Ａ１は、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ａ１とエアクリーナ１３を経由して本流管２９を流れる外気Ａ２とが合流し、燃焼ガス混入空気ａ３となる。
【００２９】
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で示されるものは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が配置されている。
【００３０】
（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。
【００３１】
（燃焼式ヒータ１７）
次に本実施の形態に係る燃焼式ヒータ１７の構造を図２に概略示す。
燃焼式ヒータ１７は、エンジン１が、所定の運転状態、つまり寒冷時や極寒冷時においての運転中、あるいは前記温度下におけるエンジン１を始動させた後、ならびに前記温度下とは無関係にエンジン本体３自体から出る発熱量が少ないとき（例えば燃料消費が少ないとき）およびそれにより冷却水の受熱量が少ないときに作動する。そして、寒冷時とは、略−１０℃よりも高く略１５℃よりも低い位の温度範囲であり、極寒冷時とは略−１０℃以下とする。
【００３２】
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つながっており、燃焼式ヒータ１７は、その内部に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。この冷却水通路１７ａを流れる冷却水（図２に破線矢印で示す。）は、燃焼式ヒータ１７の内部に形成された、燃焼を行う燃焼室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。
【００３３】
（燃焼室１７ｄ）
燃焼室１７ｄは、火炎を出す火炎源としての燃焼筒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内に画成される。そして、この隔壁１７ｃも燃焼式ヒータ１７の外壁４３によって覆われており、両者間には間隔があけられてある。この間隔をおくことによって、外壁４３の内面と隔壁１７ｃの外面との間に前記冷却水通路１７ａが形成される。
【００３４】
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。空気供給路３３から送られて来た空気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ａ１として流れ入る。よって、燃焼室１７ｄは、空気Ａ１を燃焼式ヒータ１７内に通し、燃焼によって空気Ａ１を空気ａ１に変化させる空気通路の形態になっている。
【００３５】
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に戻される空気ａ１は、いわば燃焼式ヒータ１７から排出される排気ガスのことであるから熱を持つ。そして、この熱を持った空気ａ１が燃焼式ヒータ１７から排出されるまでの間において、この空気ａ１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。よって、燃焼室１７ｄは熱交換通路でもある。
【００３６】
（燃焼筒１７ｂ）
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。この供給された燃焼用燃料は、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、図示しない加熱プラグ等の着火装置によって着火される。
【００３７】
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のみに用いられるものであるから、これらは燃焼式ヒータ１７に属する部材といえる。
【００３８】
（冷却水循環）
次に、冷却水通路１７ａに対する冷却水の循環について説明する。
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っている冷却水導入口１７ａ1と、車室用ヒータ９とつながっている冷却水排出口１７ａ2とを有している。
【００３９】
冷却水導入口１７ａ1とエンジン本体３との間には水管路Ｗ１が介在され、冷却水排出口１７ａ2と車室用ヒータ９との間には水管路Ｗ２が連結されている。これらの水管路Ｗ１および水管路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。
【００４０】
したがって、エンジン本体３のウォータジャケットの冷却水は、その流れの順序として、▲１▼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。▲２▼この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。▲３▼そして、冷却水は、車室用ヒータ９で熱交換されて温度が下がった後、水管路Ｗ３を介してウォータジャケットに戻る。
【００４１】
このように、冷却水は、水管路Ｗ１と、水管路Ｗ２と、水管路Ｗ３を介して、エンジン本体３と、燃焼式ヒータ１７と、車室用ヒータ９との間を循環する。
また、燃焼式ヒータ１７の外壁４３内には、この他に空気吸引用ファン４５や、エンジン電子制御装置（ＥＣＵ）４６とは分離された燃焼式ヒータ１７の制御用の中央処理制御装置（ＣＰＵ）４７が備えられている。
【００４２】
（ＥＣＵ４６）
ＥＣＵ４６は、外気温センサ３２，燃焼ガス温度センサ３６および回転数センサ５９ならびに空気供給路３３から空気Ａ１を吸引するための空気吸引用ファン４５および前記図示しないとした燃料ポンプと電気的につながっている。そして、各センサ３２，３６および５９等の各パラメータは、ＥＣＵ４６のランダムアクセスメモリＲＡＭに暫時書き込まれ、必要に応じてＣＰＵ４７に取出される。ＲＡＭに記憶された前記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の燃焼状態が制御される。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，空気吸引用ファン４５の回転数等が制御され、この制御によって燃焼式ヒータ１７の排気（燃焼ガス）の温度が制御される。
【００４３】
（マップＭ１）
また、ＥＣＵ４６の図示しない読み出し専用メモリＲＯＭには、図３に示すようなマップＭ１が記憶されている。マップＭ１は、エンジン回転数Ｎｅを横軸に空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ１を縦軸にとったエンジン回転数−空気吸引用ファン回転数線図であり、マップＭ１よりエンジン回転数Ｎｅがわかればそれに応じて空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ１が決まる。また、マップＭ１が意味するところは、エンジン回転数Ｎｅが増えるに連れて空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ１が減少傾向にあるということである。したがって、エンジン回転数Ｎｅが大きい時は、エンジン回転数Ｎｅが小さい時よりも空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ１が小さくなるようにＣＰＵ４７（ＥＣＵ４６）が空気吸引用ファン４５を制御するので、燃焼室１７ｄに供給される空気量も減少する。反対にエンジン回転数Ｎｅが小さい時は、エンジン回転数Ｎｅが大きい時よりも空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ１が大きくなるようにＣＰＵ４７が空気吸引用ファン４５を制御するので、燃焼室１７ｄに供給される空気量も増大する。
【００４４】
（空気吸引用ファン４５の作動制御ルーチン）
次に、第１の実施の形態に係る空気吸引用ファン４５の実際の回転数Ｎ１の求め方について、図４の作動制御ルーチンを参照して説明する。
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ルーチンの一部を抜き出したものであり、以下に述べるステップ１０１および１０２からなる。また、以下の手順における動作はすべてＣＰＵ４７を含むＥＣＵ４６によるものである。なお、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。以下同様。
【００４５】
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ではエンジン回転数Ｎｅに基づいてマップＭ１から空気吸引用ファン４５の制御回転数Ｎ１を求める。なお、マップＭ１より求められた回転数Ｎ１は、ＥＣＵ４６のランダムアクセスメモリＲＡＭに暫時記憶され、必要に応じて適宜ＣＰＵ４７に呼び出される。
【００４６】
次にＳ１０２で空気吸引用ファン４５の実際の回転数がマップＭ１より求められた回転数Ｎ１になるように空気吸引用ファン４５を駆動するための電力量を制御すれば、空気吸引用ファン４５のエンジン回転数Ｎｅに応じた実際の空気吸引用ファン４５の回転数が求まる。
【００４７】
このように空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ１がマップＭ１より決まると、燃焼室１７ｄには、空気供給路３３から燃焼室１７ｄに供給される空気量が空気吸引用ファン４５によって調整されて供給されるので、この空気吸引用ファン４５は供給空気量調整手段といえる。
また、ＣＰＵ４７延てはＣＰＵ４７を含むＥＣＵ４６は、エンジン回転数Ｎｅに応じて空気吸引用ファン４５の作動状態を制御する制御手段といえる。
〈第１の実施の形態の作用効果〉
次に、第１の実施の形態の作用効果について説明する。
【００４８】
内燃機関用燃焼式ヒータ１７は、その空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５のうち、少なくとも燃焼ガス排出路３５を吸気管２３に接続する。そして、燃焼式ヒータ１７は、空気供給路３３から燃焼室１７ｄに供給される空気量を調整する空気吸引用ファン４５と、エンジン１の回転数Ｎｅに応じて空気吸引用ファン４５の作動状態を制御するＣＰＵ４７とを有するので、エンジン回転数Ｎｅに応じて空気吸引用ファン４５の作動状態がＥＣＵ４６（ＣＰＵ４７）によって変えられる（制御される）。すなわち、空気吸引用ファン４５は、エンジン回転数Ｎｅが大きいときには小さいときよりもＥＣＵ４６（ＣＰＵ４７）により空気供給路３３からの供給空気量を減少する。この結果、エンジン回転数Ｎｅが大きい場合でも燃焼室１７ｄには、空気供給路３３から燃焼室１７ｄに供給される空気量が少なくなるので、着火装置により燃焼筒１７ｂに着火する場合でも風が吹いてないかあるいは微風のある状態といえるので、燃焼式ヒータ１７の着火性が悪くなることがない。
【００４９】
また、空気吸引用ファン４５は、その空気吸引量の調整をファンの回転でいかようにも調整できるので、空気吸引用ファン４５を供給空気量調整手段として用いるには便利かつ好適である。
【００５０】
さらに、燃焼ガス排出路３５のみを吸気管２３と連通した場合は、エンジン回転数Ｎｅが大きくなると空気供給路３３に対する燃焼ガス排出路３５での圧力は相対的に小さくなり、その結果、燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄ内に風が強く吹いていると同じ現象となる。しかし、空気吸引用ファン４５は、エンジン回転数Ｎｅが大きいときにはこれが小さいときよりもＥＣＵ４６によって供給空気量を減少するので、燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄ内に過剰な空気が入り込まないようになる。よって、燃焼ガス排出路３５のみを吸気管２３と連通した場合であっても、燃焼式ヒータ１７の着火性が悪くなることはない。
【００５１】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態を図５および図６に基づいて説明する。
この第２の実施の形態に係るエンジン１Ａの全体像を図５に示す。
（エンジン１Ａのエンジン１との相違点）
エンジン１Ａが、第１の実施の形態に係るエンジン１と異なるのは、空気供給路３３が本流管２９と接続されていること、空気供給路３３と本流管２９との接続点ｃ１と燃焼ガス排出路３５と本流管２９との接続点ｃ２との間隔を狭め、これによって空気供給路３３と燃焼ガス排出路３５との間での差圧を小さくしたこと、および空気吸引用ファン回転数を求めるためのマップＭがＭ１からＭ２になった点だけである。よって、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
空気供給路３３を本流管２９とを接続することで本流管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３１Ａができる。そして、ヒータ用枝管３１Ａによって、燃焼式ヒータ１７への空気の供給の仕方が異なる。
【００５３】
エアクリーナ１３からの空気Ａ２は、まず接続箇所ｃ１でヒータ用枝管３１Ａ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、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となる。
【００５４】
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り、このガスａ２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となる。そして、この燃焼ガス混入空気ａ３がエンジン本体３に入る吸気となる。
（マップＭ２）
前記マップＭ２もマップＭ１と同様エンジン回転数−空気吸引用ファン回転数線図であって、やはり、読み出し専用メモリＲＯＭに記憶されている。また、横軸に示されている所定回転数とは、これ以上のエンジン回転数になると燃焼式ヒータの空燃比がリッチ化し、燃焼式ヒータから煤が発生することを示す限界値である。
マップＭ２が意味するところは、所定回転数を境に、エンジン回転数Ｎｅが増えるに連れて空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ２が増加するということである。したがって、エンジン回転数Ｎｅが大きい時はエンジン回転数Ｎｅが小さい時よりも空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ２が大きくなるようにＣＰＵ４７（ＥＣＵ４６）が空気吸引用ファン４５を制御するので、燃焼室１７ｄに供給される空気量も増大する。反対にエンジン回転数Ｎｅが小さい時はエンジン回転数Ｎｅが大きい時よりも空気吸引用ファン４５の回転数Ｎ２が小さくなるようにＣＰＵ４７が空気吸引用ファン４５を制御するので、燃焼室１７ｄに供給される空気量も減少する。
エンジン回転数に応じた空気吸引用ファン４５の回転数はＲＡＭに暫時記憶され、必要に応じて適宜ＣＰＵ４７に呼び出される。
【００５５】
（空気吸引用ファン４５の作動制御ルーチン）
次に、第２の実施の形態に係る空気吸引用ファン４５の実際の回転数Ｎ２の求め方について、図６の作動制御ルーチンを参照して説明する。
このルーチンは、エンジン１Ａを駆動する図示しない通常のルーチンの一部であり、以下に述べるステップ２０１〜２０４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。
【００５６】
エンジン１Ａのスタート後、処理がこのルーチンに移行すると、Ｓ２０１では燃焼式ヒータ１７の着火制御時ではないかどうかの判定をする。ここで燃焼式ヒータ１７の着火制御時とは、着火制御の開始時及び着火後燃焼が安定するまでの期間をいう。
【００５７】
Ｓ２０１で肯定判定すれば、つまり着火制御時でなければ次のＳ２０２へ進み、否定判定すれば、つまり着火制御時であればＳ２０４へ進む。Ｓ２０４では空気吸引用ファン４５の回転数が着火の妨げにならない程度の回転数Ｎ０になるように電力量を制御し、その後このルーチンを終了する。
【００５８】
Ｓ２０２ではエンジン回転数Ｎｅに基づいて図７に示すマップＭ２から空気吸引用ファン４５の制御回転数Ｎ２を求める。
【００５９】
次のＳ２０３で空気吸引用ファン４５の実際の回転数が、マップＭ２より求められた回転数Ｎ２になるように空気吸引用ファン４５を駆動するための電力量を制御すれば、エンジン回転数Ｎｅに応じた空気吸引用ファン４５の実際の回転数Ｎ２が求まる。
【００６０】
〈第２の実施の形態の作用効果〉
この第２の実施の形態に係る燃焼式ヒータ１７は、吸気管２３に対して、空気供給路３３，および燃焼ガス排出路３５によってバイパス状に接続され、空気吸引用ファン４５は、エンジン回転数Ｎｅが大きいときにはこれが小さいときよりもＣＰＵ４７（ＥＣＵ４６）により供給空気量が増大される。よって、吸気管２３内の空気は、吸気管２３（正確には吸気管２３の本流管２９）−空気供給路３３−燃焼室１７ｄ−燃焼ガス排出路３５−吸気管２３（正確には吸気管２３の本流管２９）の順で流れ、このとき、エンジン回転数Ｎｅが大きいと、吸気通路２３の空気密度が低下して燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄでの空燃比がリッチ化する可能性があり、燃焼性が低下することが考えられるが、ＣＰＵ４７（ＥＣＵ４６）が供給空気量を増大する制御を行うので、空気密度が増えてリッチ化を防止できる。よって、燃焼式ヒータ１７から煤も発生しない。
【００６１】
さらに、空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５は大気に直接開口していないので、騒音の低減効果も期待できる。
【００６２】
〈第３の実施の形態〉
図８を用いて第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態に係るエンジンは、符号１Ｂを用いて示す。
（エンジン１Ｂのエンジン１Ａとの相違点）
エンジン１Ｂが、第２の実施の形態に係るエンジン１Ａと異なるのは、本流管２９のうち、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の間に、換言すれば本流管２９のうち、燃焼ガス排出路３５と本流管２９との接続箇所ｃ２よりも上流箇所に、吸気抵抗物であるエアフロメータ７０を設けた点にある。よって、エンジン１Ａと同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
ところで、一般にエアフロメータは、吸気通路を流れる空気の流れを妨げる空気抵抗物であるから、エアフロメータから出る空気の圧力は、エアフロメータに入る空気の圧力よりも小さい。すなわち、エアフロメータは、その入口における空気圧と出口における空気圧に大きな差がある。よって、この第３の実施の形態は、本流管２９のうち、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の間では差圧が大きくなる。
【００６４】
このように入口と出口とで空気圧に差のある吸気抵抗物であるエアフロメータを、本流管２９および空気供給路３３の接続箇所ｃ１と、本流管２９および燃焼ガス排出路３５の接続箇所ｃ２との間の部分２９ｍに設けると、ｃ１とｃ２とで、すなわち空気供給路３３の入口と燃焼ガス排出路３５の出口とでは差圧が大きいため、空気供給路３３と燃焼ガス排出路３５との間に位置する燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄでの空気流速が過大となって燃焼式ヒータの着火性が悪くなる虞れがある。
【００６５】
〈第３の実施の形態の作用効果〉
しかし、第３の実施の形態のエンジン１Ｂに係る内燃機関用燃焼式ヒータにあっても、第１の実施の形態（第２の実施の形態ではない）に係る内燃機関用燃焼式ヒータと同様、エンジン回転数Ｎｅに応じて空気吸引用ファン４５の作動状態がＣＰＵ４７（ＥＣＵ４６）によって変えられる。すなわち、空気吸引用ファン４５は、エンジン回転数Ｎｅが大きいときには小さいときよりもＣＰＵ４７（ＥＣＵ４６）により空気供給路３３からの供給空気量が減少される。この結果、エンジン回転数Ｎｅが大きい場合でも燃焼室１７ｄには、空気供給路３３から燃焼室１７ｄに供給される空気量が少なくなるので、着火装置により燃焼筒１７ｂに着火する場合でも空気流速が過大とならず、風が吹いてないかあるいは微風のある状態といえるので、燃焼式ヒータ１７の着火性が悪くなることがない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の内燃機関用燃焼式ヒータは、内燃機関の運転中においても燃焼式ヒータの着火を確実に行うとともに燃焼性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関用燃焼式ヒータを適用した内燃機関の第１の実施の形態の概略構成図
【図２】燃焼式ヒータの概略断面図
【図３】第１の実施の形態に係るエンジン回転数−空気吸引用ファン回転数線図
【図４】第１の実施の形態に係る空気吸引用ファンの作動制御ルーチン
【図５】本発明に係る内燃機関用燃焼式ヒータを適用した内燃機関の第２の実施の形態の概略構成図
【図６】第２の実施の形態に係る空気吸引用ファンの作動制御ルーチン
【図７】第２の実施の形態に係るエンジン回転数−空気吸引用ファン回転数線図
【図８】本発明に係る内燃機関用燃焼式ヒータを適用した内燃機関の第３の実施の形態の概略構成図
【符号の説明】
１…第１の実施の形態に係るエンジン（内燃機関）
１Ａ…第２の実施の形態に係るエンジン（内燃機関）
１Ｂ…第３の実施の形態に係るエンジン（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
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…内燃機関用燃焼式ヒータ
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
３２…外気温センサ
３３…空気供給路
３５…燃焼ガス排出路（導入路）
３６…燃焼ガス温度センサ
３７…エキゾーストマニホールド
３９…排気触媒
４１…マフラ
４２…排気管
４３…外壁
４５…空気吸引用ファン（供給空気量調整手段）
４６…ＥＣＵ（制御手段）
４７…ＣＰＵ（制御手段）
５９…回転数センサ
７０…エアフロメータ
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
Ｎｅ…エンジン回転数（内燃機関の回転数）
Ｍ１…第１の実施の形態に係るエンジン回転数−空気吸引用ファン回転数線図
Ｍ２…第２の実施の形態に係るエンジン回転数−空気吸引用ファン回転数線図
ＲＯＭ…読み出し専用メモリ
ＲＡＭ…ランダムアクセスメモリ
Ｗ１…水管路
Ｗ２…水管路
Ｗ３…水管路
Ａ１…第１の実施の形態において空気供給路に入る外気（新気）
ａ１…第１の実施の形態において燃焼式ヒータ１７の燃焼に供されて燃焼ガスとなった空気
ａ１…第２および第３の実施の形態においてエアクリーナ１３から本流管２９に入って来る外気（新気）
ａ１’…接続箇所ｃ１で分岐せず接続箇所ｃ２に向かう空気
ａ２…第２および第３の実施の形態において燃焼式ヒータ１７の燃焼に供されて燃焼ガスとなった空気
ａ３…燃焼ガス混入空気
ａ４…排気ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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