(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入し、これにより前記燃焼ガスを前記内燃機関の気筒内に導いて暖機促進を図る燃焼式ヒータを有する内燃機関であって、前記燃焼式ヒータの作動を前記内燃機関本体に付属の機関回転手段の作動時に行うとともに、前記機関回転手段によって前記内燃機関を所定数回転した後に、または前記機関回転手段による前記内燃機関の回転後この回転開始から所定時間経過した後に、初めて前記内燃機関の燃焼室での燃焼用燃料を噴射する燃料噴射手段を備えたことを特徴とする燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項２】
前記機関回転手段はスタータモータであ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。
【請求項３】
前記内燃機関の排気系には排気浄化手段としての触媒コンバータを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項４】
前記機関回転手段による前記内燃機関の所定回転数は、または機関回転手段による前記内燃機関の回転後この回転開始からの所定経過時間は、機関関連要素の温度が高い場合には少なく、低い場合には多く設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【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、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を有する内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関は、寒冷時における始動性の向上や暖機の促進を図ることが必要である。そこで、例えば特開昭６２−７５０６９号公報は、多気筒の内燃機関の吸気通路に取付けた気化式燃焼ヒータを利用した技術を示している。この技術によれば、内燃機関の始動前、すなわち、内燃機関の作動行程のうち爆発行程で得たピストンの往復運動によってクランクシャフトの回転を開始する前においては、この始動に先立って燃焼式ヒータを作動し、そのときに出る燃焼ガスの持つ熱で機関冷却水を暖めている。一方、内燃機関の始動後は、吸気通路に備えられかつ内燃機関の始動前には閉じているが、内燃機関の始動後は開く開閉弁を開くことで、燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の気筒に供給し、これにより気筒を暖めている。なお、内燃機関の作動行程のうち、爆発行程で得たピストンの往復運動によってクランクシャフトを回転することを、以下、特に断らない限り「内燃機関が自ら回転する」または「エンジンがかかる」といい、内燃機関本体に付属の機関回転手段によってクランクシャフトを回転する場合の内燃機関の回転と区別する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多気筒の内燃機関の場合、内燃機関の始動前に各気筒に向けてたとえ燃焼ガスの供給があったにしても、そのときに全部の気筒の吸気ポートが開いているわけではなく、また吸気弁と排気弁とのオーバラップが小さい場合には排気通路と気筒内とが連通していないため、気筒内部に燃焼ガスが流れ込まない。よって、燃焼ガスがほとんど気筒内に導入されない。たとえ燃焼ガスが気筒内に導入されたとしても、燃焼ガスが導入される気筒と導入されない気筒とができるので、燃焼ガス導入の有無による暖機は期待できないか、燃焼ガスの導入があったとしても特定の気筒に限られる。気筒ごとに暖機に差があると、燃焼状態および作動部分でのフリクションの程度にも差がでる。
【０００４】
このような理由から、気筒ごとに暖機に差がある状態で各気筒に燃焼用の燃料を噴射したとすると、内燃機関の始動性特に低温時における始動性が悪かったり、または内燃機関が出す排気ガスの浄化十分でなかったりするいわゆるエミッションの問題が生じる。
【０００５】
また、内燃機関の排気系に排気浄化手段として触媒コンバータを備えることが考えられる。この触媒コンバータに使用する触媒が有効に機能するには、前記触媒が有効に機能するに適した温度にする必要がある。したがって、排気通路における部材温度が早く高まれば、それだけ早くに触媒が機能し、内燃機関の排気ガス浄化も良好にすることができる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて発明されたものであって、燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気系に導入することで暖機促進を図るようにした内燃機関において、始動性の向上と排気ガス浄化を良好にできる燃焼式ヒータを有する内燃機関を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため、本発明の燃焼式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入し、これにより前記燃焼ガスを内燃機関の気筒内に導いて暖機促進を図る燃焼式ヒータを有する内燃機関であって、以下の構成とした。
（１）燃焼式ヒータの作動を前記内燃機関本体に付属の機関回転手段の作動時に行うとともに、前記機関回転手段によって前記内燃機関を所定数回転した後に、または前記機関回転手段による前記内燃機関の回転後この回転開始から所定時間経過した後に、初めて前記内燃機関の燃焼室での燃焼用燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた。
【０００８】
ここで、内燃機関としては多気筒の内燃機関が好適である。そして、内燃機関本体に付属の機関回転手段による内燃機関の回転とは、内燃機関の作動行程のうち爆発行程で得たピストンの往復運動によらずにクランクシャフトを回転し、これにより各気筒内をピストンが往復動するという意味である。したがって、このピストンの往復運動にともなって各気筒の吸気ポートと排気ポートとが交互に開閉する。
【０００９】
そして、本発明の燃焼式ヒータを有する内燃機関では、機関回転手段の作動時に、すなわち内燃機関が自ら回転する前に、燃焼式ヒータが作動する。そして、このときに燃焼式ヒータから出る燃焼ガスは、機関回転手段によるクランクシャフトの回転によって気筒内におけるピストンが往復運動することに伴って、内燃機関が自ら回転する前から各気筒の中にその吸気ポートから入り、その後、各気筒の外にその排気ポートから内燃機関の排気系に向けて流れる。そして、燃焼ガスの持つ熱によって気筒内壁温度および排気系に流れた燃焼式ヒータの燃焼ガスのもつ熱によって排気通路における排気系部材の温度を高める。
【００１０】
このように、内燃機関本体に付属の機関回転手段によってクランクシャフトを回転し、これに伴って燃焼式ヒータの燃焼ガスが内燃機関が自ら回転する前から各気筒に流れ込むので、内燃機関が自ら回転する前にすでに全ての気筒が均等に暖められた状態になる。よって、内燃機関が自ら回転する前にどの気筒も等しく気筒内壁温が高くなり燃焼が安定する。またフリクションが低下するため、寒冷時等、外気温が低くその結果機関冷却水が冷えているときでも内燃機関の始動性を高められる。
【００１１】
そして、内燃機関の燃焼室への燃料供給を行う時期の最初は、機関回転手段によって内燃機関を所定数回転した後、または前記機関回転手段による前記内燃機関の回転後この回転開始から所定時間を経過した後であり、よって、すべての気筒が燃焼式ヒータの燃焼ガスで十分に暖まってから内燃機関の燃焼が開始する。この結果、排出ガスの浄化を良好にできる、すなわちエミッションの低減が可能である。
（２）前記（１）項において、機関回転手段は、スタータモータであることが好適である。
（３）前記（１）項または（２）項において、前記内燃機関の排気系には排気浄化手段としての触媒コンバータを有するようにしてもよい。
【００１２】
本発明の燃焼式ヒータを有する内燃機関では、前記のように燃焼式ヒータの燃焼ガスが排気系に至ると、排気通路における構成部材の温度が高まり、その結果、触媒コンバータの触媒温度も高まる。よって、触媒がその機能を発揮し得るに十分な温度に達するまで機関回転手段が作動し、これにより気筒の全部が燃焼式ヒータの燃焼ガスの持つ熱によって十分に暖められるように、機関回転手段による内燃機関の回転数や回転継続時間を設定するようにすれば、内燃機関が自ら回転するときには、触媒はすでに十分に機能し得る状態になっている。したがって、排出ガスの浄化をさらに良好にできる。
（４）前記（１）項〜（３）項のいずれかにおいて、前記機関回転手段による前記内燃機関の所定回転数は、または機関回転手段による前記内燃機関の回転後この回転開始からの所定経過時間は、機関関連要素の温度が高い場合には少なく、低い場合には多く設定するとよい。ここで、機関関連要素とは、例えば機関冷却水が挙げられる。
【００１３】
このようにすることで、寒冷時であればあるほど長い期間、燃焼式ヒータの燃焼ガスが各気筒に十分に行き渡るようになるため、内燃機関が自ら回転する前の各気筒の暖機をそれだけ十分なものにできる。よって機関回転手段を再度掛け直すようなことがなくなり始動性が向上する。また、寒くないときには、燃焼式ヒータの燃焼ガスが各気筒に行き渡る割合は少ないので、必要以上に機関回転手段を作動させないでもよい。したがって、エネルギーの無駄がない。
【００１４】
【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。
〈装置構成部材の説明〉
（エンジン本体３）
エンジン本体３は、その内部にクランクシャフトを備え、図示しない気筒内でのピストンの往復運動によってクランクシャフトを回転する。また、クランクシャフトは、内燃機関が自ら回転する前は、付属の機関回転手段としてのスタータモータによって回転する。
【００１５】
また、前記気筒の燃焼室には、燃料噴射手段としての図示しないインジェクタによって燃焼用燃料を噴射する。そして、インジェクタから前記燃焼室への最初の燃料噴射は、スタータモータにてクランクシャフトを所定数回転した後に、またはスタータモータによるクランクシャフトの回転後この回転開始から所定時間経過した後に、行われる。換言すれば、スタータモータにてクランクシャフトを所定数回転するか、所定時間経過するまでは、インジェクタによる燃料噴射は為されない。なお、この実施の形態では、前者、すなわちスタータモータにてクランクシャフトを所定数回転した後に、初めて燃料噴射を行うものを示した。
【００１６】
さらに、エンジン本体３の内部には、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、この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。また、前記ウォータジャケットには、そこを流れる機関冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ４０ａを取り付けてある。この実施の形態では水管路Ｗ１とウォータジャケットとの接合部分に取付けたものとして示してある。
（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。
【００１７】
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に入って来る外気をコンプレッサ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してあ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を含んでいる。また、ヒータ用枝管３１は、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。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
（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および排気触媒を有する触媒コンバータ３９を排気管４２上に備えている。また、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、以下、順次述べる。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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火が着く。
【００２７】
このような燃焼式ヒータ１７は、その作動を少なくとも前記スタータモータの作動時、すなわちスタータモータによってエンジン１がかかる前から行うようになっている。よって、排気装置７を流れる空気ａ４は、スタータモータによってエンジン１がかかる前と後とでは、その中味が異なり、前者のエンジン１がかかる前にあっては、少なくとも燃焼式ヒータ１７の燃焼ガス（正確には、エンジン１がかかる前に気筒の暖機に供してエンジン本体３に入る前よりも温度が下がった状態の空気ａ３）のみを意味し、後者のエンジン１がかかった後にあっては、エンジン１の燃焼によって生じる排気ガスを意味する。
（冷却水循環）
次に、冷却水の循環について説明する。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
▲２▼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。
【００３３】
▲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、およびエンジン全体の作動制御を行うエンジン電子制御装置（ＥＣＵ）４６から分離され燃焼式ヒータ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、エンジン水温センサ４０ａ以外に図示しない燃焼ガス温度センサ，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。
【００３４】
また、ＥＣＵ４６に含まれる図示しないランダムアクセスメモリＲＡＭには、スタータモータによりエンジン１をかける前に、エンジン水温センサ４０ａが検出した検出値に基づいてクランクシャフトをどれだけ回転するか、すなわちスタータモータによるクランクシャフトの所定回転数をどれだけにするかを決めるための、図３に示すようなマップＭを入れてある。マップＭは、その縦軸がクランクシャフトの所定回転数を示し、横軸がエンジン水温を示す。このマップＭからエンジン水温が決まれば所定回転数を決定することができ、エンジン水温が高い場合にはスタータモータによるクランクシャフトの所定回転数を少なくし、低い場合には多くするようになっていることがわかる。また、エンジン水温から求めたクランクシャフトの所定回転数は、クランクシャフトがこの所定数回転している間に空気ａ４によって触媒がその機能を発揮し得るに十分な温度に達することを満足できる数であることを意味する。マップＭについては、作動制御ルーチンの項でも述べる。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、エンジン水温センサ４０ａ等の各種センサのパラメータは、ＥＣＵ４６の図示しない読み出し専用メモリＲＯＭに一時的に記憶しておき、必要に応じて呼び出される。
（燃料噴射制御ルーチン）
次に図４のフローチャートでインジェクタによる燃料噴射制御ルーチンを説明する。
【００３７】
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最初の部分であり、以下に述べるステップ１０１〜ステップ１０７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。
【００３８】
Ｓ１０１ではエンジン始動制御開始条件が成立しているかどうかを判定する。エンジン始動制御開始条件とは、スタータＯＮ信号がイグニッションスイッチを入れることで出ることをいう。Ｓ１０１で肯定判定した場合は次のＳ１０２に進み、反対に否定判定した場合は、このルーチンを終了する。
【００３９】
Ｓ１０２では、エンジン水温センサ４０ａによる検出値から機関冷却水温度を読み込み、図３のマップＭからスタータモータによるクランクシャフトの所定回転数を求める。この所定回転数は、読み出し専用メモリＲＯＭに一時的に記憶する。
【００４０】
Ｓ１０３では燃焼式ヒータ１７がＯＦＦ状態にあるかどうかを判定する。肯定判定すれば次のＳ１０４に進み、否定判定すればＳ１０６に進む。
【００４１】
Ｓ１０４ではスタータモータが駆動しているかどうかを判定する。肯定判定すれば次のＳ１０５に進み、否定判定すればＳ１０６に進む。
【００４２】
Ｓ１０５では、燃焼式ヒータ１７を作動する。
【００４３】
Ｓ１０６では、スタータモータによるクランクシャフトの回転が前記ＲＯＭに記憶しておいた所定回転数に達したかどうかを判定し、肯定判定した場合は次のＳ１０７に進み、否定判定した場合にはこのルーチンを終了する。
【００４４】
Ｓ１０７では、インジェクタによる気筒内への燃料噴射を行う。
〈実施の形態の作用効果〉
次に、実施の形態に係るエンジン１の作用効果について説明する。
【００４５】
エンジン１では、スタータモータの作動時に、すなわちエンジン１が自ら回転する前に、燃焼式ヒータ１７が作動する。よって、このときに燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガス、すなわち空気ａ２（実際は、空気ａ１’と接続箇所ｃ２で合流した燃焼ガス混入空気ａ３）は、スタータモータによるクランクシャフトの回転によって気筒内におけるピストンが往復運動することに伴って、エンジン１が自ら回転する前から各気筒にその吸気ポートから入り、その後、各気筒の排気ポートからエンジン１の排気系に空気ａ４として流れる。そして、この排気系に流れた空気ａ４のもつ熱によって排気通路における部材温度を高める。
【００４６】
このように、エンジン本体３に付属しているスタータモータによってクランクシャフトを回転し、これに伴って燃焼式ヒータ１７の燃焼ガス（空気ａ３）がエンジン１が自ら回転する前から各気筒に流れ込むので、エンジン１が自ら回転する前にすでに全ての気筒が均等に暖められるようになる。よって、エンジン１が自ら回転する前にどの気筒も等しく壁温が上昇し、またフリクションも低下するため、寒冷時等、外気温が低くその結果機関冷却水が冷えているときでもエンジン１の始動性を高めることができる。
【００４７】
そして、エンジン１の燃焼室への燃料供給を行う時期の最初は、スタータモータによってクランクシャフトを所定数回転した後であるから、すべての気筒が空気ａ３のもつ熱によって十分に暖まってからエンジン１の燃焼は開始する。この結果、未燃ガスを極めて少なくできるので、内燃機関の排気ガスである空気ａ４の浄化を良好にできる。
【００４８】
また、エンジン１がかかる前、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガス（空気ａ４）が排気系に至ると、排気通路における部材温度が高まり、その結果、触媒コンバータ３９の触媒温度も高まる。そして、エンジン水温から求めたクランクシャフトの回転数は、空気ａ４によって触媒コンバータ３９の触媒がその機能を発揮するに十分な温度に達することを満足するに足る数であるから、エンジン１が自ら回転するときには、触媒はすでに十分に機能し得る状態になっている。したがって、排出ガスの浄化をさらに良好にできる。
【００４９】
さらに、スタータモータによるエンジン１の所定の回転数はエンジン水温が高い場合には少なく設定し、低い場合には多く設定できるので、寒冷時であればあるほど長い期間、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが各気筒に十分に行き渡るようになる。よって、エンジン１が自ら回転する前の各気筒の暖機をそれだけ十分なものにできる。したがって、スタータモータを再度掛け直すようなことがないので、始動性が向上する。また、寒くないときには、それに応じてスタータモータによるエンジン１の所定回転数が減り、その結果、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが各気筒に行き渡る割合が少なくなるので、必要以上にスタータモータを作動させないでもよい。このため、エネルギーの無駄がない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気系に導入することで暖機促進を図るようにした内燃機関において、その始動性の向上と排気ガス浄化を良好にすることができる。
【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】スタータモータによるクランクシャフトの所定回転数をエンジン水温か
ら求めるためのマップ
【図４】インジェクタによる燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート
【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（吸気系）
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…触媒コンバータ
４０ａ…エンジン水温センサ
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
Ｍ…マップ
ＲＡＭ…ランダムアクセスメモリ
ＲＯＭ…読み出し専用メモリ
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、またはエンジン１がかかる前に気筒の暖機に供してエンジン本体３に入る前よりも温度が下がった状態の空気ａ３
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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