(57)【要約】【課題】  自動車の空調の暖機性能を向上でき、かつ、構造上の信頼性を確保できる、エンジンのヒータ配管の提供。【解決手段】（１）エアインジェクション付きエンジンのヒータ配管５であって、エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５で、エアインジェクション配管１５とヒータ配管５を併設したエンジンのヒータ配管。（２）エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５が、エアインジェクション配管のリードバルブ１４からエキゾーストマニホールド１２までの配管部分である。【選択図】        図１
2006069255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアインジェクション付きエンジンのヒータ配管であって、エアインジェクション配管の排気脈動部分で、エアインジェクション配管とヒータ配管を併設したエンジンのヒータ配管。
【請求項２】
前記エアインジェクション配管の排気脈動部分が、エアインジェクション配管のリードバルブからエキゾーストマニホールドまでの配管部分である請求項１記載のエンジンのヒータ配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンのヒータ配管に関し、空調の暖機性能を向上できるエンジンのヒータ配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の空調システムでは、たとえば特開平７−３０４３２４号公報に開示されているように、エンジン冷却水を暖房の熱源に利用している。すなわち、エンジンで温まったエンジン冷却水をヒータ配管を介してヒータコアに循環させ、ヒータコアでエンジン冷却水と空気との熱交換を行い、空気を所定温度に昇温している。
【特許文献１】特開平７−３０４３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、近年の燃費が向上された車両には、燃料を使う量が少ないので、始動時のエンジンの暖機、空調の車室内温度の上昇が遅いという課題がある。
車室内温度の上昇速度を上げるためにヒータ配管を排気管に併設することによりエンジン始動直後のエンジン冷却水の温度の上昇に排気管の熱を利用しようとすると、ヒータ配管と排気管の温度差が大き過ぎるため、構造上の信頼性の確保が困難になるという課題が生じる。
本発明の目的は、自動車の空調の暖機性能を向上でき、かつ、構造上の信頼性を確保できる、エンジンのヒータ配管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明はつぎの通りである。
（１）  エアインジェクション付きエンジンのヒータ配管であって、エアインジェクション配管の排気脈動部分で、エアインジェクション配管とヒータ配管を併設したエンジンのヒータ配管。
（２）  前記エアインジェクション配管の排気脈動部分が、エアインジェクション配管のリードバルブからエキゾーストマニホールドまでの配管部分である（１）記載のエンジンのヒータ配管。
【発明の効果】
【０００５】
上記（１）、（２）のエンジンのヒータ配管によれば、エアインジェクション配管の排気脈動部分で、エアインジェクション配管とヒータ配管を併設したので、エンジン始動後、排気脈動で適度の温度に速やかに昇温するエアインジェクション配管の熱をヒータ配管の加熱に利用でき、空調の暖機性能を向上できる。
また、エアインジェクション配管の排気脈動部分は、排気管ほどには高温にならないので、エアインジェクション配管とヒータ配管を併設しても熱膨張差などによって破損を生じることがなく、構造上の信頼性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、本発明のエンジンのヒータ配管を図１、図２を参照して説明する。
本発明のエンジンのヒータ配管は、エアインジェクション付きエンジン１のヒータ配管５である。図１では、エンジン１がＶ型エンジンのの左右のバンクの一方のバンクにヒータ配管５が設けられた場合を示すが、エンジンはＶ型に限るものではなく、また、Ｖ型であっても、ヒータ配管が両方のバンクに設けられてもよい。
エンジン１に接続される冷却水系は、エンジン１とラジエータ（図示せず）とを含むエンジン冷却水回路（図示せず）と、エンジン１とヒータユニット４を含む空調冷却水回路２を有する。エンジン冷却水回路と空調冷却水回路２とには、共通のウォータポンプ３により、エンジン冷却水が循環される。
【０００７】
空調冷却水回路２は、冷却水流れ方向に順に、ウォータポンプ３、エンジン１内ウォータジャケット、往きのヒータ配管５、ヒータユニット４、戻りのヒータ配管６を含む。ヒータ配管５の中には、エンジン１で温められたエンジン冷却水が、エンジンシリンダヘッドからヒータユニット４に向かって流れ、ヒータユニット４のヒータコアでエンジン冷却水と空気との熱交換が行われる。
【０００８】
エアインジェクション付きエンジンでは、エンジン始動直後で、触媒が十分に暖機されるまでの間（エンジン始動直後の、たとえば、約２０秒間）、エンジンの排気系に二次空気が注入され、排気中の未燃ＨＣ，ＣＯを酸化し、無害化する。
エアインジェクション付きエンジンのエアインジェクションシステムは、エアインジェクションポンプ１０、二次空気をエアインジェクションポンプ１０からエンジン排気系（たとえば、エキゾーストマニホールド１２）に導くエアインジェクション配管１１を有する。エアインジェクション配管１１の途中には、二次空気の流れ方向に順に、エアスイッチングバルブ１３、リードバルブ１４が設けられている。エアスイッチングバルブ１３、リードバルブ１４は、何れか一方のバルブが設けられるだけでもよい。
【０００９】
エアインジェクション中は、エアインジェクションエアポンプ１０が駆動され、エアスイッチングバルブ１３、リードバルブ１４が開弁され、暖機後（エンジン始動直後の、たとえば、約２０秒間経過後）はエアインジェクションが停止され、エアインジェクションエアポンプ１０が停止され、エアスイッチングバルブ１３、リードバルブ１４が閉弁される。
【００１０】
エアインジェクション配管１１は、排気系側の端部で、排気系（たとえば、エキゾーストマニホールド１２）に開口しており、排気系側の端部（エキゾーストマニホールド１２）から二次空気流れ方向と逆方向に最初のバルブ（図示例ではリードバルブ１４）までの間の部分は、排気系が脈動するとその影響を受けて脈動する、排気脈動部分１５を構成している。
エアインジェクションが停止している時には、エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５には、排気の脈動により排気が流入、流出するので、エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５の配管温度は約３００〜５００℃になる。しかし、排気流れに直接には晒されないので、排気管の温度６００〜８００℃までにはならない。
【００１１】
エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５の少なくとも一部分で、エアインジェクション配管１１とヒータ配管５を併設してある。１６はエアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５の、ヒータ配管５との併設部を示し、８はヒータ配管５の、排気脈動部分１５との併設部を示す。
エアインジェクション配管１１とヒータ配管５の併設部分１６、８では、エアインジェクション配管１１の併設部分１６とヒータ配管５の併設部分８とは、熱伝導が可能なように、図２に示すように、エアインジェクション配管１１の併設部分１６の外面とヒータ配管５の併設部分８の外面とで、互いに接触している。
【００１２】
ヒータ配管５は、望ましくは、エンジン１とヒータユニット４との間の部分に、本管５ａとそれをバイパスするバイパス通路５ｂを有しており、バイパス通路５ｂを流れるエンジン冷却水量を調整できるように、本管５ａまたはバイパス通路５ｂに（図示例の場合は本管５ａに）切替バルブ７が設けられている。
そして、本管５ａとバイパス通路５ｂの何れか一方の通路（図示例ではバイパス通路５ｂ）の一部（併設部８）を、エアインジェクション配管１１の併設部１６と併設してある。
【００１３】
つぎに、本発明のエンジンのヒータ配管の作用・効果を説明する。
燃費のよい自動車では、燃料を使う量が少ないので、エンジン始動時の車室内温度の温まりが遅い。排気管温度を利用しようとすると、ヒータ配管５（約１１５℃）と排気管（約３００〜６００℃）との温度差が大きすぎて熱膨張差など構造上の問題が生じるので、排気管よりは温度が低く、ヒータ配管５よりは温度が高い熱源を、エンジン始動時のヒータ配管５の加熱に利用したい。
【００１４】
本発明では、その熱源として、エアインジェクション付きエンジンのエアインジェクション配管１１（約２００〜３００℃）が利用される。エンジン始動後、触媒が暖機されるまでの間（約２０秒間）は、エアインジェクションポンプ１０が作動するとともに、エアスイッチングバルブ１３が開となり、エアインジェクションポンプ１０からの二次空気がエアスイッチングバルブ１３、リードバルブ１４を通って、エキゾーストマニホールド１２に注入される。その時は、二次空気が通るので、エアインジェクション配管１１の温度はあまり上がらない。
【００１５】
しかし、エンジン始動後、触媒が暖機された後（約２０秒を過ぎた後）は、エアインジェクションポンプ１０が停止され、エアスイッチングバルブ１３が閉となるので、排気管内の排気脈動により、エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５は、比較的速やかに温度が上昇していき、約２００〜３００℃となる。この温度は、排気管温度よりは低く、冷却水温度よりは高いので、熱膨張差などの問題を起こさないでヒータ配管５を通るエンジン冷却水を加熱するのに適した温度である。しかも、エンジン始動直後一定の短時間（約２０秒）を過ぎれば利用できる温度である。
【００１６】
本発明のエンジンのヒータ配管５では、エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５で、エアインジェクション配管１１とヒータ配管５を、エアインジェクション配管１１の併設部分１６と、ヒータ配管５の併設部８で、併設したので、エンジン始動後、排気脈動で適度の温度に速やかに昇温するエアインジェクション配管１１の熱をヒータ配管５の加熱に利用でき、空調の暖機性能（エンジン始動後の車室内温度の上昇性能）を向上できる。
【００１７】
ただし、エンジン始動後、車室内温度が温まるまでの所定時間は、ヒータ配管５の切替バルブ７は、エンジンシリンダヘッドからヒータユニット４に流れるエンジン冷却水を、本管５ａとバイパス通路５ｂのうち併設部８が設けられている方の通路に流すように、切り替わっている。そして、エンジン冷却水は、併設部８を通る間に、エアインジェクション配管１１の併設部１６からの熱で加熱され、ヒータユニット４で、空気と熱交換して、車室内空気を速やかに上昇させる。
【００１８】
この場合、エアインジェクション配管１１の排気脈動部分１５は、排気管ほどには高温にならないので、エアインジェクション配管１１とヒータ配管５を併設しても熱膨張差などによって破損を生じることがなく、構造上の信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のエンジンのヒータ配管とエアインジェクションシステムの概略系統図である。
【図２】図１のII−II線での断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  エンジン
２  空調冷却水回路
３  ウォータポンプ
４  ヒータユニット
５  ヒータ配管
５ａ  本管
５ｂ  バイパス通路
６  戻りのヒータ配管
７  切替バルブ
８  併設部
１０  エアインジェクションポンプ
１１  エアインジェクション配管
１２  エキゾーストマニホールド
１３  エアスイッチングバルブ
１４  リードバルブ
１５  排気脈動部分
１６  併設部
【図１】
2006069255.tif 000003
【図２】
2006069255.tif 000004