(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と独立した燃焼室を具備する燃焼式ヒータと、
前記内燃機関の吸気通路に配置され、前記吸気通路を流れる空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段より下流の吸気通路から前記燃焼式ヒータへ燃焼用の空気を導く空気導入手段と、
前記燃焼式ヒータで消費される空気量を算出する空気消費量算出手段と、
前記空気消費量算出手段が算出した空気消費量に基づいて前記吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量を補正する吸入空気量補正手段と、
前記吸気量補正手段によって補正された吸入空気量に従って前記内燃機関の運転状態を制御する機関制御手段と、
を備える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】
前記空気消費量算出手段は、前記燃焼式ヒータで消費される燃料量をパラメータとして空気消費量を算出す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】
前記機関制御手段は、前記吸入空気量補正手段によって補正された吸入空気量をパラメータとして前記内燃機関の燃料噴射量を制御す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４】
前記内燃機関の排気の一部を該内燃機関の燃焼室に再循環させる排気再循環機構を更に備え、
前記機関制御手段は、前記吸入空気量補正手段によって補正された吸入空気量に従って前記排気再循環機構による排気の再循環量を制御す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５】
前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを前記内燃機関の吸気通路へ導く燃焼ガス導入通路と、
前記内燃機関の排気の一部を該内燃機関の燃焼室に再循環させる排気再循環機構と、
前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスに含まれる不活性ガス成分量を算出する不活性ガス成分量算出手段と、
前記不活性ガス成分量算出手段が算出した不活性ガス成分量に基づいて前記排気再循環機構による排気の再循環量を補正する排気再循環量補正手段と、
を更に備え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６】
前記排気再循環機構は、前記内燃機関の排気通路から吸気通路へ排気を導く排気再循環通路と、前記排気再循環通路を流れる排気の流量を調節する流量調整弁とを備え、
前記排気再循環量補正手段は、前記不活性ガス成分量算出手段が算出した不活性ガス成分量に基づいて前記流量調整弁の開度を制御することを特徴とする請求項５に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項７】
前記不活性ガス成分は、二酸化炭素であり、
前記不活性ガス成分量算出手段は、前記燃焼式ヒータで消費される燃料量をパラメータとして前記燃焼式ヒータから排出される二酸化炭素の量を算出することを特徴とする請求項６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、車両などに搭載される内燃機関に関し、特に、内燃機関と独立した燃焼室を具備した燃焼式ヒータが併設された内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などに搭載される内燃機関では、機関冷間時における室内用暖房装置の性能向上や内燃機関の暖機促進などを目的として、燃焼式ヒータが併設される技術が提案されている。
【０００３】
上記したような燃焼式ヒータが併設された内燃機関としては、例えば、特開平１１−２２９９７８号公報に記載されたような「燃焼式ヒータを有する内燃機関」が知られている。
【０００４】
上記した公報には、内燃機関と独立した燃焼室を有する燃焼式ヒータと、内燃機関の吸気通路におけるエアフロメータより下流の部位から燃焼式ヒータへ燃焼用空気を導入する空気供給路と、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを内燃機関の吸気通路へ導く燃焼ガス排出路とを備えた燃焼式ヒータを有する内燃機関が開示されている。
【０００５】
このように構成された燃焼式ヒータを有する内燃機関では、内燃機関の冷間時などに燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気通路へ供給することにより、吸気や混合気の温度を高め、以て暖機の促進や燃焼の安定化等を図ることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の技術のように内燃機関の吸気通路におけるエアフロメータより下流の部位から燃焼式ヒータへ燃焼用空気を導入する場合には、エアフロメータを通過した空気の一部が燃焼式ヒータに供給されるため、内燃機関に吸入される空気量はエアフロメータの検出量より少なくなる。
【０００７】
ここで、マス・フロー方式の内燃機関ではエアフロメータの検出量をパラメータとして燃料噴射量やＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）ガス量等が制御されるため、上記したようにエアフロメータの検出量と内燃機関に実際に吸入される空気量との間に誤差が生じると、燃料噴射量やＥＧＲガス量を精度良く制御することが困難となる。
【０００８】
例えば、内燃機関に吸入される空気量がエアフロメータの検出量より少なくなった場合に、エアフロメータの検出量に基づいて燃料噴射量が決定されると、混合気の空燃比が不要に低くなり、機関出力の変動や排気エミッションの悪化などが誘発される虞がある。
【０００９】
また、内燃機関に吸入される空気量がエアフロメータの検出量より少なくなった場合に、エアフロメータの検出量に基づいてＥＧＲガス量がフィードバック制御されると、内燃機関の燃焼室において空気量に対するＥＧＲガス量の割合が不要に高くなり、機関出力の低下や運転状態の悪化などが誘発される虞がある。
【００１１】
本発明は、上記したような種々の事情に鑑みてなされたものであり、燃焼式ヒータを有する内燃機関、特に内燃機関の吸気の一部を燃焼用空気として燃焼式ヒータへ導入するよう構成された内燃機関において、燃焼式ヒータで消費される空気量を検出可能な技術を提供し、以て内燃機関の制御精度を向上させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
すなわち、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関は、
内燃機関と独立した燃焼室を具備する燃焼式ヒータと、
前記内燃機関の吸気通路に配置され、前記吸気通路を流れる空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段より下流の吸気通路から前記燃焼式ヒータへ燃焼用の空気を導く空気導入手段と、
前記燃焼式ヒータで消費される空気量を算出する空気消費量算出手段と、
前記空気消費量算出手段が算出した空気消費量に基づいて前記吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量を補正する吸入空気量補正手段と、
前記吸気量補正手段によって補正された吸入空気量に従って前記内燃機関の運転状態を制御する機関制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１３】
この燃焼式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関と独立した燃焼室を具備する燃焼式ヒータと、内燃機関の吸気通路に配置された吸入空気量検出手段と、その吸入空気量検出手段より下流の吸気通路から燃焼式ヒータへ燃焼用の空気を導く空気導入手段とを備えた内燃機関において、燃焼式ヒータによって消費される空気量に基づいて吸入空気量検出手段の検出量を補正し、補正後の吸入空気量に従って内燃機関の運転状態を制御することを最大の特徴としている。
【００１４】
かかる燃焼式ヒータを有する内燃機関では、燃焼式ヒータが作動状態にあるときは、吸入空気量検出手段を通過した空気の一部が燃焼式ヒータにより消費される。
【００１５】
その際、空気消費量算出手段は、燃焼式ヒータが消費した空気量を算出する。吸入空気量補正手段は、空気消費量算出手段によって算出された空気消費量に基づいて吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量を補正する。機関制御手段は、吸入空気量補正手段によって補正された後の吸入空気量をパラメータとして内燃機関の運転状態を制御する。
【００１６】
この場合、内燃機関は、吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量から燃焼式ヒータの空気消費量を差し引いた空気量、すなわち当該内燃機関に実際に吸入された空気量に基づいて制御されることになる。
【００１７】
この結果、内燃機関の運転状態は、該内燃機関に実際に吸入された空気量に応じた運転状態となる。
【００１８】
本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関において、空気消費量算出手段は、燃焼式ヒータで消費される燃料量をパラメータとして空気消費量を算出するようにしてもよい。
【００１９】
この場合、燃焼式ヒータで消費される燃料量をパラメータとすることにより、その燃料量の燃焼に供される空気量を特定することが可能となる。
【００２０】
尚、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関において、機関制御手段としては、内燃機関の燃料噴射量を制御する手段や、内燃機関の排気の一部を該内燃機関の燃焼室に再循環させる排気再循環機構による排気の再循環量を制御する手段などを例示することができる。
【００２１】
例えば、機関制御手段が内燃機関の燃料噴射量を制御する手段である場合には、吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量から燃焼式ヒータの空気消費量を差し引いた吸入空気量、すなわち内燃機関に実際に吸入された空気量をパラメータとして燃料噴射量が制御されることになる。この場合、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比が不要に低下することがない。
【００２２】
また、機関制御手段が排気再循環機構による排気の再循環量を制御する手段である場合においても、内燃機関に実際に吸入された空気量をパラメータとして排気の再循環量が制御されることになる。この場合、内燃機関の燃焼室において空気量に対するＥＧＲガス量の割合が過剰に高くなることがない。
【００２３】
次に、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関は、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを内燃機関の吸気通路へ導く燃焼ガス導入通路と、内燃機関の排気の一部を該内燃機関の燃焼室に再循環させる排気再循環機構と、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスに含まれる不活性ガス成分量を算出する不活性ガス成分量算出手段と、不活性ガス成分量算出手段が算出した不活性ガス成分量に基づいて排気再循環機構による排気の再循環量を補正する排気再循環量補正手段と、を更に備えるようにしてもよい。
【００２４】
すなわち、本発明に係わる燃焼式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関の排気の一部を該内燃機関の燃焼室に再循環させる排気再循環機構（ＥＧＲ機構）と、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを内燃機関の吸気通路へ導く燃焼ガス導入通路とを更に備える場合において、燃焼式ヒータの燃焼ガス中に含まれる不活性ガス成分量に基づいて排気の再循環量を補正するようにしてもよい。
【００２５】
かかる燃焼式ヒータを有する内燃機関では、燃焼式ヒータが作動状態にあるときは、燃焼式ヒータから排出された燃焼ガスが内燃機関の吸気通路へ供給され、次いで吸気通路を流れる空気とともに内燃機関の燃焼室へ吸入されることになる。
【００２６】
ここで、燃焼式ヒータの燃焼ガスには内燃機関の排気と同様に不活性ガス成分が含まれているため、前記の燃焼ガスが内燃機関の燃焼室へ供給されると、排気再循環機構によって排気が再循環される場合と同様に、内燃機関における燃焼温度の低下と窒素酸化物（ＮＯx）の発生量抑制等が促されることになる。すなわち、燃焼式ヒータの燃焼ガスは、排気再循環機構によって再循環される排気と同様の機能を有することになる。
【００２７】
従って、燃焼式ヒータが作動されているときに、排気再循環機構が作動されると、内燃機関の燃焼室に供給される不活性ガス成分の量が過剰に増加し、機関出力の低下や排気エミッションの悪化などが誘発される場合がある。
【００２８】
これに対し、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関では、不活性ガス成分量算出手段が燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスに含まれる不活性ガス成分量を算出するとともに、排気再循環量補正手段が不活性ガス成分量算出手段により算出された不活性ガス成分量に基づいて排気再循環機構による排気の再循環量を補正する。
【００２９】
この場合、排気再循環機構によって再循環される排気の量は、燃焼式ヒータから内燃機関の燃焼室へ供給される不活性ガス成分の量を考慮した量となり、その結果、内燃機関の燃焼室に供給される不活性ガス成分の量が過剰に増加することがなくなる。
【００３０】
尚、排気の再循環量を補正する方法としては、燃焼式ヒータの非作動時に排気再循環機構が再循環させるべき排気量から不活性ガス成分量算出手段が算出した不活性ガス成分量に相当する排気量を減算する方法を例示することができる。
【００３１】
また、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関において、排気再循環機構としては、内燃機関の排気通路から吸気通路へ排気を導く排気再循環通路と、その排気再循環通路を流れる排気の流量を調節する流量調整弁とを備えた排気再循環機構を例示することができる。この場合、排気再循環量補正手段は、不活性ガス成分量算出手段が算出した不活性ガス成分量に基づいて流量調整弁の開度を補正するようにしてもよい。
【００３２】
また、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関において、不活性ガス成分としては、二酸化炭素を例示することができる。この場合、不活性ガス成分量算出手段は、燃焼式ヒータで消費される燃料量をパラメータとして燃焼式ヒータから排出される二酸化炭素の量を算出するようにしてもよい。
【００３３】
尚、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関が、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを内燃機関の吸気通路へ導く燃焼ガス導入通路に加え、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを内燃機関の排気通路へ燃焼ガス導入通路と、これら２つの燃焼ガス導入通路の何れか一方を択一的に導通させる通路切換手段とを備えている場合は、排気の再循環を行う必要がないときは燃焼式ヒータの燃焼ガスが内燃機関の排気通路へ導かれるように通路切換手段が動作するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００３５】
＜第１の実施の形態＞
先ず、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第１の実施の形態について図１〜図４に基づいて説明する。
【００３６】
図１は、燃焼式ヒータを有する内燃機関の一実施態様を示す図である。
図１に示す内燃機関１は、４つの気筒１ａを備えた水冷式の筒内噴射型ディーゼルエンジンである。この内燃機関１には、図示しないクランクシャフトが所定角度回転する度にパルス信号を出力するクランクポジションセンサ３０と、図示しないウォータージャケットを流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ３１が取り付けられている。
【００３７】
前記内燃機関１の各気筒１ａには、その噴孔が燃焼室に臨むよう燃料噴射弁１ｂが取り付けられている。各燃料噴射弁１ｂは、図示しない燃料ポンプから供給される燃料を所定の圧力となるまで蓄える蓄圧室（コモンレール室）１ｃと連通している。
【００３８】
このような燃料噴射系では、燃料ポンプから吐出された燃料が蓄圧室１ｃにて所定圧力に達するまで蓄圧される。蓄圧室１ｃにて所定圧力まで蓄圧された燃料は、各気筒１ａの燃料噴射弁１ｂに印加され、各燃料噴射弁１ｂが開弁した際に各気筒１ａの燃焼室へ噴射される。
【００３９】
次に、前記内燃機関１には、吸気枝管２が接続され、その吸気枝管２の各枝管が各気筒１ａの燃焼室と図示しない吸気ポートを介して連通している。前記吸気枝管２は、吸気管３に接続され、吸気管３は、エアフィルタを内装したエアクリーナボックス４に接続されている。
【００４０】
前記吸気管３における前記エアクリーナボックス４の直下流の部位には、該吸気管３内を流れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフロメータ２９が取り付けられている。このエアフロメータ２９は、本発明に係る吸入空気量検出手段に相当するものである。
【００４１】
前記吸気管３における前記エアフロメータ２９より下流の部位には、遠心過給機（ターボチャージャ）５のコンプレッサハウジング５ａが設けられている。コンプレッサハウジング５ａ内には、図示しないコンプレッサホイールが回転自在に支持されている。このコンプレッサホイールの回転軸は、後述するタービンハウジング５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイールの回転軸と連結され、コンプレッサホイールとタービンホイールとが一体で回転するようになっている。
【００４２】
続いて、前記コンプレッサハウジング５ａ下流の吸気管３には前記コンプレッサハウジング５ａにて圧縮された際に高温となった吸気を冷却するインタークーラ６が設けられている。前記インタークーラ６下流の吸気管３には、吸気管３内の吸気流量を調節する吸気絞り弁７が設けられ、この吸気絞り弁７には、該吸気絞り弁７を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ８が取り付けられている。
【００４３】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス４に流入した空気がエアフィルタにて埃や塵を除去された後、吸気管３を経てコンプレッサハウジング５ａに導かれ、コンプレッサハウジング５ａ内で圧縮される。コンプレッサハウジング５ａ内で圧縮されて高温となった空気は、インタークーラ６にて冷却される。インタークーラ６で冷却された吸気は、必要に応じて吸気絞り弁７によって流量を調節された後、吸気枝管２を経て各気筒１ａの燃焼室に分配され、燃料噴射弁１ｂから噴射される燃料を着火源として燃焼される。
【００４４】
また、内燃機関１には、排気枝管９が接続され、この排気枝管９の各枝管が各気筒１ａの燃焼室と図示しない排気ポートを介して連通している。前記排気枝管９は、遠心過給器５のタービンハウジング５ｂを介して排気管１０に接続され、排気管１０は、下流にて図示しないマフラーに接続されている。
【００４５】
前記タービンハウジング５ｂには、前述したコンプレッサホイールと連結されたタービンホイールが回転自在に内装されており、そのタービンホイールが排気の熱エネルギを利用して回転するようになっている。
【００４６】
前記排気管１０の途中には、排気中の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒１１が配置されている。この排気浄化触媒１１は、該排気浄化触媒１１の床温が所定の温度以上であるときに活性して排気中の有害ガス成分を浄化可能となる触媒である。
【００４７】
上記したような排気浄化触媒１１としては、酸化触媒、選択還元型リーンＮＯX触媒、吸蔵還元型リーンＮＯX触媒、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）、ディーゼル・パティキュレート・ＮＯx・リダクション（ＤＰＮＲ）触媒等を例示することができる。
【００４８】
前記排気管１０において排気浄化触媒１１の直上流の部位には、該排気管１０を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ３８が設けられている。
【００４９】
このように構成された排気系では、各気筒１ａの燃焼室で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポートを介して排気枝管９へ排出され、次いで排気枝管９から遠心過給器５のタービンハウジング５ｂ内に流入する。タービンハウジング５ｂ内に流入した排気は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング５ａのコンプレッサホイールへ伝達される。
【００５０】
前記タービンハウジング５ｂから排出された排気は、排気管１０を介して排気浄化触媒１１に流入する。その際、排気浄化触媒１１の床温が温度浄化ウィンド内にあれば、排気浄化触媒１１において排気中の有害ガス成分が除去又は浄化される。排気浄化触媒１１にて有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、マフラーを介して大気中に放出される。
【００５１】
また、前記した排気枝管９と吸気枝管２とは、排気枝管９内を流れる排気の一部を吸気枝管２へ還流させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation:排気再循環）通路１２を介して連通されている。このＥＧＲ通路１２の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ通路１２内を流れる排気（以下、ＥＧＲガスと称する）の流量を変更するＥＧＲ弁１３と、該ＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２０が設けられている。
【００５２】
このように構成された排気再循環機構では、ＥＧＲ弁１３が開弁されると、ＥＧＲ通路１２が導通状態となり、排気枝管９内を流れる排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１２へ流入する。ＥＧＲ通路１２に流入したＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２０を経て吸気枝管２へ導かれる。
【００５３】
その際、ＥＧＲクーラ１２０では、ＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスと所定の冷媒との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却されることになる。
【００５４】
ＥＧＲ通路１２を介して排気枝管９から吸気枝管２へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管２の上流から流れてきた空気と混ざり合いつつ各気筒の燃焼室へ導かれ、燃料噴射弁１ｂから噴射される燃料を着火源として燃焼される。
【００５５】
ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯx）の発生量が抑制される。
【００５６】
更に、ＥＧＲクーラ１２０においてＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下するとともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に供給される空気の量（空気の体積）が不要に減少することもない。
【００５７】
次に、内燃機関１には、燃焼式ヒータ１４が併設されている。燃焼式ヒータ１４は、図２に示すように、外筒１４０と、外筒１４０に内装される中間筒１４１と、中間筒１４１に内装される燃焼筒１４２とを備えている。
【００５８】
前記外筒１４０と前記中間筒１４１との間には、内燃機関１の冷却水を流すためのヒータ内冷却水路２００が形成されている。前記外筒１４０には、前記ヒータ内冷却水路２００内に冷却水を取り入れるための冷却水導入ポート１４３と、前記ヒータ内冷却水路２００内の冷却水を排出するための冷却水排出ポート１４４とが形成されている。
【００５９】
前記冷却水導入ポート１４３には、冷却水導入管２２が接続され、前記冷却水排出ポート１４４には、冷却水排出管２３が接続されている。冷却水導入管２２と冷却水排出管２３は、図１に示すように、内燃機関１の図示しないウォータジャケットと接続されている。冷却水導入管２２の途中には、電動式のウォータポンプ２４が設けられ、内燃機関１のウォータジャケット内を流れる冷却水が冷却水導入ポート１４３へ強制的に送り込まれるようになっている。一方、冷却水排出管２３の途中には、室内用暖房装置のヒータコア２５が配置され、該冷却水排出管２３を流れる冷却水の持つ熱が暖房用空気へ伝達されるようになっている。
【００６０】
前記した燃焼筒１４２には、内燃機関１用の燃料ポンプから吐出された燃料の一部を該燃焼筒１４２へ導く燃料導入管２７が接続されている。更に、燃焼筒１４２は、図示はしていないが、前記燃料導入管２７によって供給された燃料を気化するための気化グロープラグと、前記気化グロープラグによって気化された燃料に着火するための点火グロープラグとを具備している。尚、気化グロープラグと点火グロープラグとは、単一のグロープラグで兼用されるようにしてもよい。
【００６１】
前記外筒１４０には、前記燃焼筒１４２へ燃焼用の空気を送り込むための送風ファン１４９と、この送風ファン１４９を回転駆動するモータ１５０とを内装したハウジング１４８が取り付けられている。
【００６２】
前記ハウジング１４８には、該ハウジング１４８内に燃焼用空気を取り込むための吸気ポート１５１が形成されている。前記吸気ポート１５１には、図１に示すように、吸気導入通路１５が接続され、この吸気導入通路１５は、吸気管３におけるエアフロメータ２９とコンプレッサハウジング５ａとの間の部位に接続されている。
【００６３】
前記中間筒１４１と燃焼筒１４２との間には、前記燃焼筒１４２で発生した燃焼ガスを流すための燃焼ガス通路２０１が形成されている。前記中間筒１４１の適当な部位には、前記燃焼ガス通路２０１と前記外筒１４０の外部とを連通する燃焼ガス排出ポート１４５が形成されている。
【００６４】
前記燃焼ガス排出ポート１４５には、図１に示すように、燃焼ガス排出通路１７が接続され、この燃焼ガス排出通路１７は、排気管１０におけるタービンハウジング５ｂと排気浄化触媒１１との間の部位に接続されている。
【００６５】
また、前記燃焼ガス排出通路１７の途中には、吸気側排出通路３６が接続され、その吸気側排出通路３６は、前述した吸気枝管２に接続されている。ここで、燃焼ガス排出通路１７における吸気側排出通路３６との接続部位より燃焼式ヒータ１４側の部位を第１の燃焼ガス排出通路１７ａと称し、前記吸気側排出通路３６との接続部位より排気管１０側の部位を第２の燃焼ガス排出通路１７ｂと称するものとする。
【００６６】
前記した第１の燃焼ガス排出通路１７ａと第２の燃焼ガス排出通路１７ｂと吸気側排出通路３６との接続部位には、三方切換弁３７が設けられている。この三方切換弁３７は、第２の燃焼ガス排出通路１７ｂと吸気側排出通路３６との何れか一方を択一的に遮断することにより、第１の燃焼ガス排出通路１７ａと吸気側排出通路３６の導通又は第１の燃焼ガス排出通路１７ａと第２の燃焼ガス排出通路１７ｂの導通を選択的に成立させるよう構成されている。前記三方切換弁３７は、ステップモータなどからなるアクチュエータによって駆動されるようになっている。
【００６７】
このように構成された燃焼式ヒータ１４では、モータ１５０が送風ファン１４９を作動させて吸気管３内を流れる吸気の一部を燃焼式ヒータ１４の燃焼筒１４２へ供給し、燃料ポンプが図示しない燃料タンク内の燃料を吸い上げて燃焼式ヒータ１４の燃焼筒１４２へ供給し、更にウォータポンプ２４が作動して内燃機関１のウォータジャケット内の冷却水を燃焼式ヒータ１４の冷却水導入ポート１４３へ圧送する。次いで、燃焼筒１４２のグロープラグが通電されて、前記送風ファン１４９によって供給された吸気と前記燃料ポンプによって供給された燃料との混合気が燃焼筒１４５内で燃焼される。
【００６８】
前記燃焼筒１４５内で燃焼された燃焼ガスは、送風ファン１４９によって送り出される吸気の圧力によって燃焼筒１４５内から燃焼ガス通路２０１へ押し出され、次いで燃焼ガス通路２０１から燃焼ガス排出ポート１４５へ排出される。
【００６９】
燃焼ガス排出ポート１４５へ排出された燃焼ガスは、燃焼ガス排出通路１７へ流入し、三方切換弁３７を介して吸気枝管２又は排気管１０へ導かれる。
【００７０】
一方、ウォータポンプ２４によって燃焼式ヒータ１４の冷却水導入ポート１４３へ圧送された冷却水は、前記冷却水導入ポート１４３からヒータ内冷却水路２００へ導かれ、ヒータ内冷却水路２００を通った後に冷却水排出ポート１４４へ排出される。
【００７１】
その際、燃焼ガス通路２０１を流れる燃焼ガスの熱が中間筒１４４の壁面を介してヒータ内冷却水路２００内を流れる冷却水に伝達され、冷却水の温度が上昇する。
【００７２】
このようにして昇温された冷却水は、冷却水排出ポート１４４から冷却水排出管２３へ排出され、ヒータコア２５を経て内燃機関１のウォータジャケット内へ戻され、ウォータジャケット内を循環する。ヒータコア２５では、冷却水が持つ熱の一部が暖房用空気に伝達され、暖房用空気を昇温させる。
【００７３】
ここで図１に戻り、上記したように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２８が併設されている。このＥＣＵ２８は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００７４】
ＥＣＵ２８には、前述したエアフローメータ２９、クランクポジションセンサ３０、水温センサ３１、及び空燃比センサ３８に加え、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ３３、イグニッションスイッチ３４、スタータスイッチ３５等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ２８に入力されるようになっている。
【００７５】
また、ＥＣＵ２８には、燃料噴射弁１ｂ、吸気絞り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、燃焼式ヒータ１４、電動ウォーターポンプ２４、三方切換弁３７等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２８が上記した各種センサの出力信号値をパラメータとして、燃料噴射弁１ｂ、吸気絞り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、燃焼式ヒータ１４、電動ウォーターポンプ２４、及び三方切換弁３７を制御することが可能となっている。
【００７６】
ここで、ＥＣＵ２８は、図３に示すように、双方向性バス２８０によって相互に接続された、ＣＰＵ２８１と、ＲＯＭ２８２と、ＲＡＭ２８３と、バックアップＲＡＭ２８４と、入力ポート２８６と、出力ポート２８７とを備えるとともに、前記入力ポート２８６に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２８５を備えている。
【００７７】
前記入力ポート２８６は、クランクポジションセンサ３０、イグニッションスイッチ３４、スタータスイッチ３５等のように、デジタル信号形式の信号を出力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰＵ２８１やＲＡＭ２８３へ送信する。
【００７８】
前記入力ポート２８６は、エアフロメータ２９、水温センサ３１、アクセルポジションセンサ３３、空燃比センサ３８等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサのＡ／Ｄ２８５を介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ２８１やＲＡＭ２８３へ送信する。
【００７９】
前記出力ポート２８７は、燃料噴射弁１ｂ、吸気絞り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、燃焼式ヒータ１４、三方切換弁３７、電動ウォーターポンプ２４等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ２８１から出力される制御信号を、前記した燃料噴射弁１ｂ、吸気絞り用アクチュエータ８、ＥＧＲ弁１３、燃焼式ヒータ１４、三方切換弁３７、あるいは電動ウォーターポンプ２４へ送信する。
【００８０】
前記ＲＯＭ２８２は、燃料噴射弁１ｂを制御するための燃料噴射弁制御ルーチン、吸気絞り弁７を制御するための吸気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁１３を制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、燃焼式ヒータ１４と三方切換弁３７と電動ウォーターポンプ２４を一括制御するヒータ制御ルーチン等の各種アプリケーションプログラムに加え、燃焼式ヒータ１４作動時におけるエアフロメータ２９の出力信号値（吸入空気量）を補正するための吸入空気量補正制御ルーチンを記憶している。
【００８１】
前記ＲＯＭ２８２は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と基本燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気絞り弁７の目標開度との関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運転状態と目標ＥＧＲガス量との関係を示すＥＧＲガス量制御マップ、目標ＥＧＲガス量とＥＧＲ弁１３の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃焼式ヒータ１４の運転状態との関係を示すヒータ制御マップ等である。
【００８２】
前記ＲＡＭ２８３は、各センサからの出力信号やＣＰＵ２８１の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ３０がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ３０がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【００８３】
前記バックアップＲＡＭ２８４は、内燃機関１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。
【００８４】
前記ＣＰＵ２８１は、前記ＲＯＭ２８２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、ＥＧＲ制御、燃焼式ヒータ制御に加え、本発明の要旨となる吸入空気量補正制御を実行する。
【００８５】
ここで、内燃機関１のようなディーゼルエンジンの燃料噴射制御では、ＣＰＵ２８１は、クランクポジションセンサ３０がパルス信号を出力する時間的間隔に基づき機関回転数を算出するとともに、アクセルポジションセンサ３３の出力信号（アクセル開度）を入力する。
【００８６】
ＣＰＵ２８１は、機関回転数とアクセル開度とをパラメータとしてＲＯＭ２８２の燃料噴射量制御マップにアクセスし、機関回転数とアクセル開度に応じた基本噴射量：Ｑbaseを算出する。
【００８７】
続いて、ＣＰＵ２８１は、エアフロメータ２９の出力信号（吸入空気量）をパラメータとして前記の基本噴射量：Ｑbaseを補正することで、最終の燃料噴射量を決定する。これは、内燃機関１の各気筒１ａに供給される空気量（酸素量）に対し、燃料噴射弁１ｂから各気筒１ａ内へ噴射される燃料量が過剰に多くなると、酸素不足による燃料の不完全燃焼が発生し、その結果、各気筒１ａから黒煙が排出されることになるからである。
【００８８】
基本噴射量：Ｑbaseの補正方法としては、例えば、各気筒１ａの吸入空気量に対して黒煙の発生を抑制し得る範囲内で最大の燃料噴射量（最大噴射量：Ｑfull）を算出し、その最大噴射量：Ｑfullと基本噴射量：Ｑbaseとのうち少ない方を最終の燃料噴射量とする方法を例示することができる。
【００８９】
このように最大噴射量：Ｑfullによる燃料噴射量の制限が行われることで、黒煙の発生を許容範囲内に抑制することが可能となる。
【００９０】
ところで、本実施の形態における内燃機関１では、吸気管３におけるエアフロメータ２９より下流の部位に燃焼式ヒータ１４の吸気導入通路１５が接続されているため、燃焼式ヒータ１４が作動状態にあるときは、エアフロメータ２９下流の吸気管３から燃焼式ヒータ１４へ燃焼用の空気が供給されることになる。つまり、燃焼式ヒータ１４が作動状態にあるときは、エアフロメータ２９を通過した吸気の一部が燃焼式ヒータ１４によって消費されることになる。
【００９１】
エアフロメータ２９を通過した吸気の一部が燃焼式ヒータ１４によって消費されると、内燃機関１に実際に吸入される空気量（以下、実吸入空気量と称する）は、エアフロメータ２９が検出した吸入空気量より少なくなる。
【００９２】
このような状況下で、エアフロメータ２９の出力信号をパラメータとして最大噴射量：Ｑfullが算出されると、その最大噴射量：Ｑfullが内燃機関１の実吸入空気量に対して過剰な量となる。この過剰な最大噴射量：Ｑfullにより基本噴射量：Ｑbaseｇが補正されると、最終の燃料噴射量が黒煙の発生を抑制し得る範囲より多くなり、排気エミッションの悪化を招く場合がある。
【００９３】
また、内燃機関１のＥＧＲ制御では、ＣＰＵ２８１は、機関回転数とアクセル開度とをパラメータとしてＲＯＭ２８２のＥＧＲガス量制御マップへアクセスし、前記機関回転数と前記アクセル開度に対応した目標ＥＧＲガス量を算出する。続いて、ＣＰＵ２８１は、ＲＯＭ２８２のＥＧＲ弁開度制御マップへアクセスし、前記目標ＥＧＲガス量に対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出する。
【００９４】
ＣＰＵ２８１は、前記目標ＥＧＲ弁開度に対応した駆動電力をＥＧＲ弁１３に印加するとともに、エアフロメータ２９の出力信号（吸入空気量）をパラメータとしてＥＧＲ弁１３の開度をフィードバック制御する。
【００９５】
ＥＧＲ弁開度フィードバック制御では、例えば、ＣＰＵ２８１は、アクセル開度や機関回転数等をパラメータとして内燃機関１の目標吸入空気量を決定する。その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気量との関係を予めマップ化しておき、そのマップとアクセル開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出されるようにしてもよい。
【００９６】
上記した手順により目標吸入空気量が決定されると、ＣＰＵ２８１は、エアフローメータ１１が検出した吸入空気量と目標吸入空気量とを比較する。
【００９７】
エアフロメータ２９によって検出された吸入空気量が目標吸入空気量より少ない場合は、ＣＰＵ２８１は、ＥＧＲ弁１３を所定量閉弁させる。この場合、ＥＧＲ通路１２から吸気枝管２へ流入するＥＧＲガス量が減少し、それに応じて内燃機関１の各気筒１ａ内へ吸入されるＥＧＲガス量が減少することになる。その結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される空気の量は、ＥＧＲガスが減少した分だけ増加する。
【００９８】
一方、エアフロメータ２９によって検出された吸入空気量が目標吸入空気量より多い場合は、ＣＰＵ２８１は、ＥＧＲ弁１３を所定量開弁させる。この場合、ＥＧＲ通路１２から吸気枝管２へ流入するＥＧＲガス量が増加し、それに応じて内燃機関１の各気筒１ａ内に吸入されるＥＧＲガス量が増加する。この結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される空気の量は、ＥＧＲガスが増加した分だけ減少することになる。
【００９９】
ところで、本実施の形態における内燃機関１では、前述したように、吸気管３におけるエアフロメータ２９より下流の部位に吸気導入通路１５が接続されているため、燃焼式ヒータ１４が作動状態にあるときは、内燃機関１の実吸入空気量がエアフロメータ２９によって検出された吸入空気量より少なくなる。
【０１００】
このような状況下で、エアフロメータ２９の出力信号をパラメータとしてＥＧＲ弁開度フィードバック制御が実行されると、ＥＧＲ弁１３の開度は、エアフロメータ２９によって検出された吸入空気量に対応した開度となるが、実吸入空気量に対しては過剰な開度となる。このようにＥＧＲ弁１３の開度が実吸入空気量に対して過剰な開度になると、内燃機関１の各気筒１ａに供給される空気量に対し、各気筒１ａに供給されるＥＧＲガス量の割合が高くなるため、燃料の不完全燃焼が誘発され、排気エミッションの悪化や機関出力の低下が誘発される場合がある。
【０１０１】
そこで、本実施の形態に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関では、燃焼式ヒータ１４が作動状態にあるときは、エアフロメータ２９によって検出された吸入空気量を、燃焼式ヒータ１４が消費する空気量（以下、ヒータ消費空気量と称する）に基づいて補正する、吸入空気量補正制御を行うようにした。
【０１０２】
以下、本実施の形態における吸入空気量補正制御について述べる。
ＣＰＵ２８１は、吸入空気量補正制御を実行するにあたり、図４に示すような吸入空気量補正制御ルーチンを実行する。この吸入空気量補正制御ルーチンは、予めＲＯＭ２８２に記憶されているルーチンであり、ＣＰＵ２８１によって所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ３０がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【０１０３】
吸入空気量補正制御ルーチンにおいて、ＣＰＵ２８１は、先ず、Ｓ４０１において、エアフロメータ２９の出力信号値（吸入空気量）：Ｇaを入力する。
【０１０４】
Ｓ４０２では、ＣＰＵ２８１は、燃焼式ヒータ１４が作動状態にあるか否かを判別する。
【０１０５】
前記Ｓ４０２において燃焼式ヒータ１４が非作動状態にあると判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、エアフロメータ２９を通過した空気の全てが内燃機関１に供給されるとみなし、Ｓ４０７へ進む。
【０１０６】
Ｓ４０７では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ４０１で入力された吸入空気量：Ｇaを実吸入空気量としてＲＡＭ２８３に記憶させ、本ルーチンの実行を終了する。
【０１０７】
一方、前記Ｓ４０２において燃焼式ヒータ１４が作動状態にあると判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、エアフロメータ２９を通過した空気の一部が燃焼式ヒータ１４により消費されるため、エアフロメータ２９により検出された吸入空気量を補正する必要があるとみなし、Ｓ４０３へ進む。
【０１０８】
Ｓ４０３では、ＣＰＵ２８１は、別途の燃焼式ヒータ制御ルーチンにより算出された燃料供給量を読み込む。ここでいう燃料供給量とは、燃料ポンプから燃焼式ヒータ１４へ供給される燃料の量を示すものとする。
【０１０９】
Ｓ４０４では、ＣＰＵ２８１は、燃焼式ヒータ１４にて燃焼可能な混合気の空燃比（例えば、理論空燃比：１４）と前記Ｓ４０３で読み込まれた燃料供給量とに基づき、燃焼式ヒータ１４で消費される空気量（ヒータ消費空気量）：Ｈairを算出する。具体的には、前記の空燃比と燃料供給量とを積算してヒータ消費空気量：Ｈairを算出する。
【０１１０】
Ｓ４０５では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ４０１で入力された吸入空気量：Ｇaから前記Ｓ４０４で算出されたヒータ消費空気量：Ｈairを減算して実吸入空気量（＝Ｇa−Ｈair）を算出する。
【０１１１】
Ｓ４０６では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ４０５で算出された実吸入空気量をＲＡＭ２８３に記憶させ、本ルーチンの実行を終了する。
【０１１２】
この場合、ＣＰＵ２８１は、燃料噴射制御及びＥＧＲ弁開度フィードバック制御において、上記の吸入空気量補正制御ルーチンにより算出された実吸入空気量をパラメータとして、最大噴射量：Ｑfullの算出とＥＧＲ弁開度の制御とを行うことになる。
【０１１３】
その結果、最大噴射量：Ｑfull及びＥＧＲ弁開度は、内燃機関１に実際に吸入空気量される空気量に適した値になるため、黒煙の発生や不完全燃焼が防止され、排気エミッションの悪化や機関出力の低下等が防止されることになる。
【０１１４】
従って、本実施の形態に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関によれば、エアフロメータ２９を通過した空気の一部を燃焼式ヒータ１４の燃焼用空気として利用する場合に、内燃機関１に実際に吸入される空気量に基づいて該内燃機関１の運転状態を制御することが可能となり、以て内燃機関１の制御精度を高めることが可能となる。
【０１１５】
尚、本実施の形態では、ＥＧＲガスの量を調整する手段としてＥＧＲ弁を例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、吸気絞り弁７であってもよい。これは、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量は排気枝管９内と吸気枝管２内との圧力差に応じて変化するため、吸気絞り弁７の開度を変更することにより、吸気枝管２内の圧力が変化するとともに吸気枝管２内と排気枝管９内の圧力差が変化し、以てＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスの流量が変化するからである。
【０１１６】
また、本実施の形態では、本発明に係る内燃機関として圧縮着火式のディーゼルエンジンを例に挙げたが、点火式のガソリンエンジンであっても構わないことは勿論である。
【０１１７】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第２の実施の形態について図５〜図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１１８】
前述した第１の実施の形態では、燃料噴射制御やＥＧＲ弁開度フィードバック制御のパラメータとして用いられるエアフロメータ２９の出力信号を、燃焼式ヒータ１４にて消費される空気量に基づいて補正する例について述べたが、本実施の形態では、燃焼式ヒータ１４からの燃焼ガスに含まれる不活性ガス成分量に基づいてＥＧＲガス量を制御する例について述べる。
【０１１９】
本実施の形態における燃焼式ヒータ１４は、内燃機関１と共通の燃料を使用しているため、燃焼式ヒータ１４から排出される燃焼ガスには内燃機関１の排気と同様に、二酸化炭素（ＣＯ2）や水（Ｈ2０）等の不活性ガス成分が含まれることになる。また、実施の形態に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関は、燃焼式ヒータ１４から排出される燃焼ガスを吸気枝管２と排気管１０との何れか一方に択一的に供給するよう構成されている。これらの点に着目すると、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが吸気枝管２へ供給された場合には、前記の燃焼ガスがＥＧＲガスと同様の機能を有することになる。
【０１２０】
従って、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが吸気枝管２へ供給されている状況下でＥＧＲ制御が実行されると、内燃機関１の各気筒１ａに供給される不活性ガス成分の量が過剰に多くなり、不完全燃焼による黒煙の発生や機関出力の低下などが誘発される虞がある。
【０１２１】
例えば、燃焼式ヒータ１４が非作動状態にある状況下でＥＧＲ制御が実行される場合には、ＥＧＲ通路１２及びＥＧＲ弁１３（以下、ＥＧＲ機構と総称する）によるＥＧＲガスのみが内燃機関１の各気筒１ａへ供給されるため、機関回転数とアクセル開度に基づいて目標ＥＧＲ弁開度が決定され、且つ、その目標ＥＧＲ弁開度を基準にしてＥＧＲ弁１３の開度がフィードバック制御されると、内燃機関１へ実際に供給されるＥＧＲガスの量は、図５に示すように、所望の目標ＥＧＲガス量に略収束する。
【０１２２】
これに対し、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが吸気枝管２へ供給されている状況下でＥＧＲ制御が実行される場合には、ＥＧＲ機構によるＥＧＲガスに加え、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスがＥＧＲガスとして内燃機関１の各気筒１ａへ供給されることになるため、燃焼式ヒータ１４が非作動状態にあるときと同様の方法によりＥＧＲ機構が制御されると、内燃機関１へ実質的に供給されるＥＧＲガスの量は、図６に示すように、所望の目標ＥＧＲガス量より多くなってしまう。
【０１２３】
そこで、本実施の形態に係るＥＧＲ制御では、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが吸気枝管２へ供給されている状況下でＥＧＲ制御が実行される場合には、燃焼式ヒータ１４から排出される不活性ガス成分の量を算出し、その不活性ガス成分の量を考慮してＥＧＲ機構によるＥＧＲガス量を制御するようにした。
【０１２４】
具体的には、ＣＰＵ２８１は、燃焼式ヒータ１４の消費燃料量と燃焼式ヒータ１４にて燃焼可能な混合気の空燃比（例えば、理論空燃比＝１４）とに基づいて燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスに含まれる不活性ガス成分量：Ｈexを算出するとともに、機関回転数とアクセル開度とＥＧＲガス量制御マップとに基づいて目標ＥＧＲガス量：Ｅtargetを算出する。
【０１２５】
尚、燃焼式ヒータ１４の消費燃料量と燃焼式ヒータ１４で燃焼可能な混合気の空燃比と不活性ガス成分量：Ｈexとの関係は、予め実験的に求められてマップ化されているようにしてもよい。
【０１２６】
続いて、ＣＰＵ２８１は、前記不活性ガス成分量：Ｈexに基づいて前記目標ＥＧＲガス量：Ｅtargetを補正する。具体的には、ＣＰＵ２８１は、前記目標ＥＧＲガス量：Ｅtargetから前記不活性ガス成分量：Ｈexを減算して新たな目標ＥＧＲガス量：Ｅegrを算出し、その新たな目標ＥＧＲガス量：ＥegrをＥＧＲ機構用の目標ＥＧＲガス量として設定する。以下では、目標ＥＧＲガス量：Ｅtargetを目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetと称し、目標ＥＧＲガス量：ＥegrをＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrと称するものとする。
【０１２７】
このようにしてＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrが決定されると、ＣＰＵ２８１は、前記ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：ＥegrをパラメータとしてＲＯＭ２８２のＥＧＲ弁開度制御マップへアクセスし、前記ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrに対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出し、その目標ＥＧＲ弁開度に従ってＥＧＲ弁１３を制御する。
【０１２８】
一方、ＥＧＲ弁開度フィードバック制御では、ＣＰＵ２８１は、目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに基づいて目標吸入空気量を決定し、内燃機関１に実際に吸入される空気量が前記目標吸入空気量と一致するようにＥＧＲ弁１３の開度をフィードバック制御する。その際、内燃機関１に実際に吸入される空気量としては、前述した第１の実施の形態で述べた実吸入空気量を用いるものとする。
【０１２９】
上記したようにＥＧＲ弁１３の開度が制御されると、ＥＧＲ機構により内燃機関１へ供給されるＥＧＲガス量がＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrに収束するとともに、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ供給される不活性ガス成分の量が前記の不活性ガス成分量：Ｈexとなるため、内燃機関１に実際に供給されるＥＧＲガスの量は、前記ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrと前記不活性ガス成分量：Ｈexとを加算した量、つまり目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに収束するようになる（図７参照）。
【０１３０】
以下、本実施の形態に係るＥＧＲ制御について図８に沿って説明する。
図８は、ＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート図であり、このＥＧＲ制御ルーチンは、ＣＰＵ２８１によって所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ３０がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【０１３１】
ＥＧＲ制御ルーチンにおいて、ＣＰＵ２８１は、先ず、Ｓ８０１において、ＥＧＲ制御実行条件が成立しているか否かを判別する。このＥＧＲ制御実行条件としては、例えば、水温センサ３１の出力信号（冷却水温度）が所定温度以上にある、内燃機関１が始動時から所定時間以上連続して運転されている、アクセルポジションセンサ３３の出力信号（アクセル開度）の変化量が正値である等の条件を例示することができる。
【０１３２】
上記したようなＥＧＲ制御実行条件が成立していないと判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、ＥＧＲ弁１３を全閉状態に保持すべく制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１３３】
尚、上記したＥＧＲ制御実行条件が成立しない状況下で燃焼式ヒータ１４を作動させる場合には、吸気側排出通路３６を遮断し且つ第１の燃焼ガス排出通路１７ａと第２の燃焼ガス排出通路１７ｂを導通させるべく三方切換弁３７を制御し、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが吸気枝管２へ流れないようにすることが好ましい。
【０１３４】
これは、ＥＧＲ制御実行条件が成立していない状況下で燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが吸気枝管２へ供給されると、前記の燃焼ガス中に含まれる不活性ガス成分が内燃機関１の各気筒１ａへ供給されることになるため、不完全燃焼による機関出力の低下や黒煙の発生などを招く虞があるからである。
【０１３５】
前記のＳ８０１においてＥＧＲ制御実行条件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８０２へ進み、燃焼式ヒータ１４が作動状態にあるか否かを判別する。
【０１３６】
前記Ｓ８０２において燃焼式ヒータ１４が非作動状態にあると判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８１４へ進み、前述した図５の説明で述べたような通常のＥＧＲ制御を実行する。
【０１３７】
また、前記Ｓ８０２において燃焼式ヒータ１４が作動状態にあると判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８０３へ進み、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１の吸気枝管２へ供給されているか否か、すなわち三方切換弁３７が第２の燃焼ガス排出通路１７ｂを遮断し且つ第１の燃焼ガス排出通路１７ａと吸気側排出通路３６を導通させている否かを判別する。
【０１３８】
前記Ｓ８０３において燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１の吸気枝管２へ供給されていると判定された場合は、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８０４へ進み、別途の燃焼式ヒータ制御ルーチンにより算出された燃料供給量を読み込む。
【０１３９】
Ｓ８０５では、ＣＰＵ２８１は、燃焼式ヒータ１４にて燃焼可能な混合気の空燃比（例えば、理論空燃比：１４）と前記Ｓ８０４で読み込まれた燃料供給量とに基づき、燃焼式ヒータ１４から排出される不活性ガス成分量：Ｈexを算出する。
【０１４０】
Ｓ８０６では、ＣＰＵ２８１は、ＲＡＭ２８３からアクセルポジションセンサ３３の出力信号（アクセル開度）と機関回転数を読み出すとともに、ＲＯＭ２８２のＥＧＲガス量制御マップへアクセスし、前記の機関回転数とアクセル開度に対応した目標ＥＧＲガス量（目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtarget）を算出する。
【０１４１】
Ｓ８０７では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ８０６で算出された目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetから前記Ｓ８０５で算出された不活性ガス成分量：Ｈexを減算して、ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegr（＝Ｅtarget−Ｈex）を算出する。
【０１４２】
Ｓ８０８では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ８０７で算出されたＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：ＥegrをパラメータとしてＲＯＭ２８２のＥＧＲ弁開度制御マップへアクセスし、前記ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrに対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出する。そして、ＣＰＵ２８１は、前記目標ＥＧＲ弁開度に従ってＥＧＲ弁１３を制御する。
【０１４３】
続いて、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８０９〜Ｓ８１１においてＥＧＲ弁１３のフィードバック制御を実行する。
【０１４４】
具体的には、ＣＰＵ２８１は、先ずＳ８０９において、前記Ｓ８０６で算出された目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに対応した目標吸入空気量を算出する。
【０１４５】
Ｓ８１０では、ＣＰＵ２８１は、内燃機関１に実際に吸入される空気量（実吸入空気量）を算出する。実吸入空気量の算出方法は、前述した第１の実施の形態と同様に、エアフロメータ２９の出力信号：Ｇaからヒータ消費空気量：Ｈairを減算して実吸入空気量（＝Ｇa−Ｈair）を算出する方法を例示することができる。
【０１４６】
Ｓ８１１では、ＣＰＵ２８１は、前記Ｓ８１０で算出された実吸入空気量（＝Ｇa−Ｈair）が前記Ｓ８０９で算出された目標吸入空気量と一致するようにＥＧＲ弁１３の開度を制御する。
【０１４７】
具体的には、ＣＰＵ２８１は、前記実吸入空気量と前記目標吸入空気量とを比較し、前記実吸入空気量が前記目標吸入空気量より多い場合にはＥＧＲガス量を所定量増加させるべくＥＧＲ弁１３の開度を開弁方向へ補正し、前記実吸入空気量が前記目標吸入空気量より少ない場合にはＥＧＲガス量を所定量減少させるべくＥＧＲ弁１３の開度を閉弁側へ補正する。
【０１４８】
この場合、ＥＧＲ機構の目標ＥＧＲガス量（ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegr）は、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ供給される不活性ガス成分量：Ｈexを目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetから減算して得られた量（＝Ｅtarget−Ｈex）とされるため、内燃機関１に実際に供給されるＥＧＲガスの総量は、ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrと不活性ガス成分量：Ｈexとを加算した量、つまり目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに収束するようになる。
【０１４９】
また、前記のＳ８０３において燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１の吸気枝管２へ供給されていないと判定された場合、つまり燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１の排気管１０へ供給されている場合には、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８１２へ進み、前述のＳ８０６と同様の手順で目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetを算出する。
【０１５０】
続いて、ＣＰＵ２８１は、Ｓ８１３において、前記Ｓ８１２で算出された目標ＥＧＲガス量最終値：ＥtargetをパラメータとしてＲＯＭ２８２のＥＧＲ弁開度制御マップへアクセスし、前記目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出する。そして、ＣＰＵ２８１は、前記目標ＥＧＲ弁開度に従ってＥＧＲ弁１３を制御する。
【０１５１】
前記Ｓ８１３の処理を実行し終えたＣＰＵ２８１は、Ｓ８０９以降のフィードバック制御を実行する。
【０１５２】
この場合、ＥＧＲ機構によって内燃機関１へ供給されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに収束するようになるが、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１へ供給されないため、内燃機関１に実際に供給されるＥＧＲガス量は目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに収束する。
【０１５３】
以上述べたようにＣＰＵ２８１がＥＧＲ制御ルーチンを実行すると、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１の吸気枝管２へ供給される状況下でＥＧＲ制御を実行する必要が生じた場合には、ＥＧＲ機構の目標ＥＧＲガス量（ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegr）は、燃焼式ヒータ１４から内燃機関１へ供給される不活性ガス成分量：Ｈexを目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetから減算して得られた量（＝Ｅtarget−Ｈex）とされるため、内燃機関１に実際に供給されるＥＧＲガスの総量は、ＥＧＲ機構用目標ＥＧＲガス量：Ｅegrと不活性ガス成分量：Ｈexとを加算した量、つまり目標ＥＧＲガス量最終値：Ｅtargetに収束するようになる。
【０１５４】
この結果、燃焼式ヒータ１４の燃焼ガスが内燃機関１の吸気枝管２へ供給される場合であっても、内燃機関１に実際に供給される不活性ガス成分の量を所望の量とすることが可能となり、以て機関出力の低下や排気エミッションの悪化などを防止することが可能となる。
【０１５５】
【発明の効果】
本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関によれば、内燃機関の吸気の一部を燃焼用空気として燃焼式ヒータへ導入するよう構成された内燃機関において、燃焼式ヒータで消費される空気量を検出することが可能となるため、内燃機関に実際に吸入される空気量を把握することが可能となる。
【０１５６】
この結果、吸入空気量をパラメータとする内燃機関の制御精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態における燃焼式ヒータを有する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】  燃焼式ヒータの内部構成を示す図
【図３】  ＥＣＵの内部構成を示すブロック図
【図４】  吸入空気量補正制御ルーチンを示すフローチャート図
【図５】  ＥＧＲ制御におけるＥＧＲ弁の開度と内燃機関に導入されれるＥＧＲガス量との関係を示す図（１）
【図６】  ＥＧＲ制御におけるＥＧＲ弁の開度と内燃機関に導入されれるＥＧＲガス量との関係を示す図（２）
【図７】  ＥＧＲ制御におけるＥＧＲ弁の開度と内燃機関に導入されれるＥＧＲガス量との関係を示す図（３）
【図８】  ＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・吸気枝管
３・・・吸気管
１０・・排気管
１１・・排気浄化触媒
１２・・ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁
１４・・燃焼式ヒータ
１５・・吸気導入通路
１７・・燃焼ガス排出通路
２８・・ＥＣＵ
２９・・エアフロメータ
３６・・吸気側排出通路
３７・・三方切換弁
【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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