(57)【要約】【課題】冷間始動時に内燃機関の暖機を行っている間であっても空調装置の熱交換効率を低下させることがなく、簡素な構成で内燃機関を効率的に暖機することができる暖機アシスト機構を提供する。【解決手段】内燃機関を搭載した車両の冷間始動時の暖機アシスト機構であって、内燃機関に供給される燃料を導入する導入口と、前記燃料を排出する排出口とを備える加熱部と、前記加熱部に収納される発熱剤と、前記導入口及び前記排出口に取り付けられた逆流防止手段と、を備え、前記加熱部は、内燃機関、冷却液用配管及び空調用ダクトの少なくともいずれか１箇所に近接配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を搭載した車両の冷間始動時の暖機アシスト機構であって、
内燃機関に供給される燃料を導入する導入口と、前記燃料を排出する排出口とを備える加熱部と、
前記加熱部に収納される発熱剤と、
前記導入口及び前記排出口に取り付けられた逆流防止手段と、
を備え、
前記加熱部は、内燃機関、冷却液用配管及び空調用ダクトの少なくともいずれか１箇所に近接配置されることを特徴とする暖機アシスト機構。
【請求項２】
請求項１に記載の暖機アシスト機構において、
前記逆流防止手段は、逆止弁であることを特徴とする暖機アシスト機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の暖機アシスト機構において、
前記逆流防止手段は、温度又は圧力の少なくともいずれか一方に応じて閉弁する閉弁手段を備えることを特徴とする暖機アシスト機構。
【請求項４】
請求項３に記載の暖機アシスト機構において、
前記閉弁手段は、前記導入口側に取り付けられた導入側閉弁部と、前記排出口側に取り付けられた排出側閉弁部とを備え、
前記導入側閉弁部の閉弁温度又は閉弁圧力は、前記排出側閉弁部の閉弁温度又は閉弁圧力よりも大きく設定されることを特徴とする暖機アシスト機構。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の暖機アシスト機構において、
前記発熱剤は、活性炭であることを特徴とする暖機アシスト機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や自動二輪車等の車両に搭載された内燃機関の冷間始動時の暖機アシスト機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や自動二輪車等の車両に搭載された内燃機関は、内燃機関が冷えた状態での始動時（以下、冷間始動時という）にその始動性が低下し、これによって内燃機関及び駆動期間の摺動損失の増大に伴う燃費の悪化が生じるという悪影響を与えることが知られている。
【０００３】
この冷間始動時の内燃機関の暖機を効果的に促進するシステムとして、種々の方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４１４８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−９３３３８号公報
【０００５】
特許文献１に記載されたエンジン暖機促進システムは、媒体の吸着により発熱すると共に媒体の脱離により再生する吸着発熱部とを有すると共に吸着発熱部の発熱作用により熱エネルギーを取得して空調空気を加熱する空調装置と、媒体とエンジンオイルとの熱交換を行う熱交換部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このように特許文献１に記載されたエンジン暖機促進システムは、吸着発熱部における媒体の吸着熱を用いて媒体が加熱され、この媒体の熱エネルギーを用いてエンジン冷却水が加熱されて高温となり、この加熱されたエンジン冷却水がエンジンに供給されて循環することで常温のエンジン冷却水が用いられる構成と比較して、エンジンの暖機が効果的に促進され、既存の吸着発熱部を用いて媒体の加熱が行われるので、新たな吸着発熱部を設ける必要がなく、暖機システムの簡素化も図ることができる。なお、特許文献１では、媒体として、水や不凍液を用いることが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２に記載された自動車用暖機装置は、自動車空調用回路を流動する熱媒体を用いて、始動時に自動車の所定の暖機部位を加熱する自動車用暖機装置であって、熱媒体を流動させる暖機回路と、熱媒体を吸着させる吸着媒と、熱媒体が吸着媒に吸着されることにより生じる吸着熱を暖機部位に作用させて加熱する暖機手段と、暖機回路を流れる熱媒体を制御する熱媒体制御手段とを備えている。
【０００８】
このように特許文献２に記載された自動車用暖機装置は、熱媒体の圧縮機やコンデンサを自動車用空調装置と共用できるので、暖機装置をコンパクトかつ安価に構成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来の暖機アシスト機構の構成によると、特許文献１および２に記載された構成はいずれも空調装置の熱交換手段を用いて暖機を行っている。したがって、暖機運転を空調装置を介して行っているため、空調装置が十分に作動するまでの間は内燃機関を十分に暖機することができず、暖機の時間を短縮することが難しいという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、冷間始動時に内燃機関の暖機運転の時間を短縮することができ、簡素な構成で内燃機関を効率的に暖機することができる暖機アシスト機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る暖機アシスト機構は、内燃機関を搭載した車両の冷間始動時の暖機アシスト機構であって、内燃機関に供給される燃料を導入する導入口と、前記燃料を排出する排出口とを備える加熱部と、前記加熱部に収納される発熱剤と、前記導入口及び前記排出口に取り付けられた逆流防止手段と、を備え、前記加熱部は、内燃機関、冷却液用配管及び空調用ダクトの少なくともいずれか１箇所に近接配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る暖機アシスト機構において、前記逆流防止手段は、逆止弁であると好適である。
【００１３】
また、本発明に係る暖機アシスト機構において、前記逆流防止手段は、温度又は圧力の少なくともいずれか一方に応じて閉弁する閉弁手段を備えると好適である。
【００１４】
また、本発明に係る暖機アシスト機構において、前記閉弁手段は、前記導入口側に取り付けられた導入側閉弁部と、前記排出口側に取り付けられた排出側閉弁部とを備え、前記導入側閉弁部の閉弁温度又は閉弁圧力は、前記排出側閉弁部の閉弁温度又は閉弁圧力よりも大きく設定されると好適である。
【００１５】
また、本発明に係る暖機アシスト機構において、前記発熱剤は、活性炭であると好適である。
【００１６】
上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る暖機アシスト機構は、内燃機関に供給される燃料を用いて内燃機関、冷却液用配管及び空調用ダクトの少なくともいずれか１箇所に近接配置された加熱部を加熱するので、内燃機関の暖機運転の時間を短縮することができる。
【００１８】
また、本発明に係る暖機アシスト機構は、逆止弁を備えているので、燃料を用いることによる安全性の確保を図ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る暖機アシスト機構は、温度又は圧力の少なくともいずれか一方に応じて閉弁する閉弁手段を備えているので、暖機アシスト機構において何らかの異常が生じた場合でも安全性の確保を図ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る暖機アシスト機構は、導入側閉弁部の閉弁温度又は閉弁圧力が、排出側閉弁部の閉弁温度又は閉弁圧力よりも大きく設定されるので加熱部内に燃料が過剰に供給されることがなく、安全性の確保を図ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る暖機アシスト機構は、発熱剤として活性炭を用いているので発熱効率が高く、より短期間に内燃機関の暖機を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係る暖機アシスト機構の構成図。
【図２】第１の実施形態に係る暖機アシスト機構に用いられる加熱部の斜視図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】第２の実施形態に係る暖機アシスト機構の構成図。
【図５】第２の実施形態に係る暖機アシスト機構に用いられる加熱部の斜視図。
【図６】加熱部の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る暖機アシスト機構の構成図であり、図２は、第１の実施形態に係る暖機アシスト機構に用いられる加熱部の斜視図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る暖機アシスト機構は、加熱部１０が内燃機関Ｅやラジエータに接続された冷却液用配管３０などに近接配置されている。
【００２６】
加熱部１０は、逆流防止手段としての逆止弁２１，２２を介して燃料タンクＴからガソリンなどの燃料Ｆが導入および排出自在に供給されている。燃料Ｆは、燃料ポンプＰによってタンクＴより排出され、燃料供給管Ｌｅを経由して燃料噴射弁Ｉから内燃機関Ｅに供給され、また、燃料供給管Ｌｅと別経路の暖機アシスト管Ｌｗを経由して加熱部１０に供給される。また、加熱部１０から排出された燃料Ｆは、燃料タンクＴに還流する。
【００２７】
図２及び３に示すように、冷却液用配管３０に近接配置された加熱部１０は、内部に発熱剤１６が収納された有底箱状のケース１４と、ケース１４の開口部を閉塞する蓋体１５とを備えている。また、加熱部１０には、ケース１４の内部と連通する導入口１１，排出口１２及び大気開放口１３が形成されている。ケース１４と蓋体１５とは、振動溶着によって溶着されることで一体に組み付けられている。
【００２８】
ケース１４は、軸線方向に貫通して冷却液通路４０が形成されており、両端に冷却液用配管３０とそれぞれ接続される冷却液流入口４１及び冷却液排出口４２が形成されている。このように構成することで、加熱部１０は、発熱剤１６が冷却液通路４０の外周面を覆うように配置される。したがって、発熱剤１６が燃料Ｆを吸着して発熱すると、冷却液通路４０を流れる冷却液Ｌが暖められ、暖められた冷却液Ｌが内燃機関Ｅを循環することで、暖機運転時の熱量を補助することができる。また、ケース１４及び蓋体１５は、共に合成樹脂によって形成されており、具体的には、夫々ポリプロピレン系樹脂やポリアミド系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂が好適に用いられる。
【００２９】
発熱剤１６は、粒状の活性炭が好適に用いられ、所定の圧力で圧縮されて加熱部１０内に充填されている。なお、発熱剤１６は具体的には、メソポーラスシリカやゼオライトが好適に用いられる。また、発熱剤１６は、雰囲気温度が−１０℃で７２℃程度、−２０℃で６８℃程度の吸着温度となると好適であり、燃料の吸着開始から約２分程度でピーク温度となるように選択すると好適である。
【００３０】
図１に示すように、逆止弁２１，２２は、圧力センサを備えた所謂圧力弁が好適に用いられ、該構成によって閉弁手段を構成している。なお、加熱部１０の導入口１１側に取り付けられた逆止弁２１としての導入側閉弁部の閉弁圧力は、排出口１２側に取り付けられた逆止弁２２としての排出側閉弁部の閉弁圧力よりも大きく設定されている。このように構成することで、加熱部１０内に過剰に燃料Ｆが供給されることを防止することができ、安全性を確保することができる。
【００３１】
また、逆止弁２１，２２は、温度センサを備え、加熱部１０が所定の温度に達した場合には閉弁手段２４によって加熱部１０への燃料の供給を遮断するように構成しても構わない。このように温度センサによって燃料の供給を制御することで、暖機終了後に燃料が加熱部１０に供給され続けることがなく、安全性を確保することができる。
【００３２】
なお、加熱部１０に供給された燃料は、内燃機関Ｅや冷却用配管３０が暖機によって温まった際に該熱によって発熱剤１６から脱離して排出口１２から排出されて燃料タンクＴに還流する。したがって、暖機が終了した後も燃料を無駄にすることなく内燃機関Ｅの駆動を行うことができる。
【００３３】
このような本実施形態に係る暖機アシスト機構によれば、空調装置とは独立した暖機アシスト機構を備えているので、直接冷却液用配管３０内を流れる冷却液を温めることで効率良く内燃機関の暖機時間を短縮することができる。
【００３４】
以上、説明した本実施形態に係る暖機アシスト機構は、冷却液用配管３０に近接して加熱部１０を配置した例について説明を行ったが、加熱部は冷却液用配管３０に近接して配置することに限られない。そこで次に、第２の実施形態に係る暖機アシスト機構について説明を行う。
【００３５】
［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係る暖機アシスト機構の構成図であり、図５は、第２の実施形態に係る暖機アシスト機構に用いられる加熱部の斜視図であり、図６は、加熱部の変形例を示す断面図である。なお、上述した第１の実施形態と同一または類似の部材については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態に係る暖機アシスト機構は、内燃機関Ｅのシリンダブロックに近接して加熱部１０ａが配置されている。図５に示すように、加熱部１０ａは、上述した第１の実施形態に係る暖機アシスト機構と同様に、燃料Ｆを導入及び排出することができるように導入口１１及び排出口１２が燃料経路Ｌｗに接続されており、燃料Ｆを吸着して発熱する発熱剤を封入している。
【００３７】
このように、内燃機関Ｅの冷間始動時に、直接内燃機関Ｅを加熱するように加熱部１０ａを配置しているので、冷却液を温めることで間接的に内燃機関Ｅの暖機を促進することに比べて直接的に暖機運転のアシストを可能とする。また、内燃機関Ｅの暖機後は、内燃機関Ｅの発熱によって、加熱部１０ａが効果的に温められるので、発熱剤が吸着した燃料Ｆの離脱を促進することができる。
【００３８】
以上説明した第１の実施形態に係る暖機アシスト機構は、加熱部に導入口１１と排出口１２を形成した場合について説明を行ったが、図６に示すように、導入口１１には、加熱部１０ｂ内で燃料Ｆが霧化することを促進させるために、ジェット１７を備えても構わない。加熱部１０ｂ内で燃料Ｆが霧化することで、発熱剤１６の吸着効率が向上し、発熱効率を向上させることができる。
【００３９】
また、大気開放口１３は、第１の実施形態に係る加熱部１０のように、導入口１１側に形成しても構わないし、図６に示すように、排出口１２側に形成しても構わない。さらに、第１の実施形態に係る加熱部１０は、軸線方向に貫通する冷却液通路４０と、冷却液通路４０の外周面を覆うように配置された発熱剤１６を備えた例について説明を行ったが、軸線方向に沿って発熱剤１６を配置し、その外周側に冷却液通路を形成して冷却液を温めるように構成しても構わない。
【００４０】
以上、説明した第１及び第２の実施形態に係る暖機アシスト機構は、加熱部を内燃機関Ｅに近接させた場合について説明を行ったが、加熱部は例えば空調用ダクトに近接配置しても構わない。この場合、冷間時には空調用ダクト内の温度が低下しているので、これを加熱することで空調から排出される空気の温度をより迅速に高めることができ、冷たい空気が排出されることによる乗員の不快感を減少させることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０ａ  加熱部，    １１  導入口，    １２  排出口，    １３  大気開放口，    １４  ケース，    １５  蓋体，    １６  発熱剤，    ２１，２２  逆止弁，    ３０  冷却液用配管，    Ｅ  内燃機関，    Ｔ  燃料タンク，    Ｐ  燃料ポンプ，    Ｌ  冷却液。
【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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