JP6202275B2 - Engine system with combustion heater - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼式ヒータ付エンジンシステムに係わり、特に、エンジンに取り付けられ、燃焼熱によってエンジンを暖機する燃焼式ヒータを有する、燃焼式ヒータ付エンジンシステムに関する。 The present invention relates to a combustion heater-equipped engine system, and more particularly to a combustion heater-equipped engine system having a combustion heater that is attached to an engine and warms the engine by combustion heat.
従来、冷間始動直後のエンジンを迅速に暖機するために、ヒータを用いることが知られている。例えば、特許文献1には、車両用暖房装置の加熱装置として用いられる燃焼式ヒータを、エンジンの暖機装置としても併用することが開示されている。この特許文献1の燃焼式ヒータは、燃料タンクから供給された燃料を、燃焼式ヒータに内蔵されたウィックやグロープラグにより気化させ、その気化した燃料を燃焼させることによりエンジンの冷却水を加熱する。 Conventionally, it is known to use a heater in order to quickly warm up an engine immediately after a cold start. For example, Patent Document 1 discloses that a combustion heater used as a heating device for a vehicle heating device is also used as an engine warm-up device. The combustion heater disclosed in Patent Document 1 vaporizes fuel supplied from a fuel tank by a wick or glow plug built in the combustion heater, and heats the engine coolant by burning the vaporized fuel. .
しかしながら、上述した特許文献1の燃焼式ヒータでは、燃料タンクから供給された液体燃料を使用しているので、液体燃料を気化させるためにウィックやグロープラグ等の気化装置を設ける必要があり、燃焼式ヒータの構造が複雑になりコストの上昇を招いている。 However, since the above-described combustion heater disclosed in Patent Document 1 uses liquid fuel supplied from a fuel tank, it is necessary to provide a vaporizer such as a wick or a glow plug in order to vaporize the liquid fuel. The structure of the type heater is complicated, leading to an increase in cost.
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構造の燃焼式ヒータによりエンジンの暖機を行うことができる燃焼式ヒータ付エンジンシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a combustion heater-equipped engine system capable of warming up the engine with a combustion heater having a simple structure. Objective.
上記の目的を達成するために、本発明の燃焼式ヒータ付エンジンシステムは、エンジンに取り付けられ、燃焼熱によってエンジンを暖機する燃焼式ヒータを有する、燃焼式ヒータ付エンジンシステムであって、エンジンに供給される燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料タンクの内部において発生した燃料蒸気を吸着するキャニスタと、キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通させるキャニスタ連通路と、エンジンのクランク室と吸気通路とを連通させるクランク室連通路と、キャニスタ連通路と燃焼式ヒータとを接続し、キャニスタ連通路から燃焼式ヒータへ燃料蒸気を供給する燃料蒸気供給通路、及び/又は、クランク室連通路と燃焼式ヒータとを接続し、クランク室連通路から燃焼式ヒータへブローバイガスを供給するブローバイガス供給通路と、燃料タンクと燃焼式ヒータとを接続し、燃料タンクから燃焼式ヒータへ液体燃料を供給する液体燃料供給通路と、液体燃料供給通路と、燃料蒸気供給通路及び/又はブローバイガス供給通路との、燃焼式ヒータへの接続を切り替える切替手段と、燃焼式ヒータが暖機されているか否かを判定し、燃焼式ヒータが暖機されていない場合、切替手段により燃料蒸気供給通路及び/又はブローバイガス供給通路を燃焼式ヒータに接続して燃料蒸気及び/又はブローバイガスを燃焼式ヒータで燃焼させ、燃焼式ヒータが暖機されている場合、切替手段により液体燃料供給通路を燃焼式ヒータに接続して液体燃料を燃焼式ヒータで燃焼させるヒータ制御手段と、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ヒータ制御手段は、燃焼式ヒータが暖機されていない場合、既に気化している燃料蒸気及び/又はブローバイガスを燃焼式ヒータで燃焼させ、燃焼式ヒータが暖機されている場合、液体燃料を燃焼式ヒータで燃焼させるので、燃焼式ヒータが暖機されていない場合には気化装置を用いる必要がなく、燃焼式ヒータが暖機されている場合には、気化装置を用いなくても燃焼式ヒータ自体が持つ熱エネルギによって液体燃料を気化させて燃焼させることができ、これにより、気化装置を用いなくても燃焼式ヒータを作動させることができる。即ち、簡易な構造の燃焼式ヒータによりエンジンの暖機を行うことができる。
In order to achieve the above object, an engine system with a combustion heater according to the present invention is a combustion heater-equipped engine system that includes a combustion heater that is attached to an engine and warms the engine by combustion heat. A fuel tank that stores fuel supplied to the fuel tank, a canister that adsorbs fuel vapor generated inside the fuel tank, a canister communication passage that connects the canister and the intake passage of the engine, a crank chamber and an intake passage of the engine, Connecting the crank chamber communication passage, the canister communication passage, and the combustion type heater, the fuel vapor supply passage for supplying fuel vapor from the canister communication passage to the combustion type heater, and / or the crank chamber communication passage and the combustion type Blow-by gas that connects the heater and supplies blow-by gas from the crankcase communication passage to the combustion heater A liquid fuel supply passage, a liquid fuel supply passage, a fuel vapor supply passage, and / or a blow-by gas supply passage for connecting the supply passage, the fuel tank, and the combustion heater to supply liquid fuel from the fuel tank to the combustion heater Switching means for switching the connection to the combustion heater, and whether or not the combustion heater is warmed up . If the combustion heater is not warmed up, the switching means switches the fuel vapor supply passage and / or Alternatively, when the blow-by gas supply passage is connected to the combustion heater and fuel vapor and / or blow-by gas is burned by the combustion heater and the combustion heater is warmed up, the liquid fuel supply passage is connected to the combustion heater by the switching means. And a heater control means for combusting liquid fuel with a combustion heater.
In the present invention configured as described above, when the combustion heater is not warmed up, the heater control means burns the already vaporized fuel vapor and / or blow-by gas with the combustion heater, and the combustion heater When the combustion heater is not warmed up, the liquid fuel is combusted by the combustion heater, so there is no need to use a vaporizer when the combustion heater is not warmed up. The liquid fuel can be vaporized and burned by the thermal energy of the combustion heater itself without using the vaporizer, and the combustion heater can be operated without using the vaporizer. That is, the engine can be warmed up by a combustion heater having a simple structure.
また、本発明において、好ましくは、燃焼式ヒータ付エンジンシステムは、燃料蒸気供給通路、及び、ブローバイガス供給通路を有し、切替手段は、液体燃料供給通路と、燃料蒸気供給通路及びブローバイガス供給通路との、燃焼式ヒータへの接続を切り替え、ヒータ制御手段は、燃焼式ヒータが暖機されていない場合、切替手段により燃料蒸気供給通路及びブローバイガス供給通路を燃焼式ヒータに接続して燃料蒸気及びブローバイガスを燃焼式ヒータで燃焼させる。
このように構成された本発明においては、ヒータ制御手段は、燃焼式ヒータが暖機されていない場合、燃料蒸気及びブローバイガスを燃焼式ヒータで燃焼させるので、燃焼式ヒータが暖機されていない場合に燃焼式ヒータに供給される気化燃料の量を増大させることができ、燃焼式ヒータを早期に暖機することができる。従って、エンジンをより早期に暖機することができる。
In the present invention, preferably, the engine system with a combustion heater includes a fuel vapor supply passage and a blow-by gas supply passage, and the switching means includes a liquid fuel supply passage, a fuel vapor supply passage, and a blow-by gas supply. When the combustion heater is not warmed up, the heater control means connects the fuel vapor supply passage and the blow-by gas supply passage to the combustion heater by the switching means when the combustion heater is not warmed up. Steam and blow-by gas are burned with a combustion heater.
In the present invention configured as described above, when the combustion heater is not warmed up, the heater control means burns the fuel vapor and blow-by gas with the combustion heater, so the combustion heater is not warmed up. In this case, the amount of vaporized fuel supplied to the combustion heater can be increased, and the combustion heater can be warmed up early. Therefore, the engine can be warmed up earlier.
また、本発明において、好ましくは、エンジンは、所定の第1運転領域で混合気の自着火による燃焼である圧縮自己着火燃焼が行われ、第1運転領域よりも高負荷又は高回転数の第2運転領域で火花点火による強制燃焼である火花点火燃焼が行われるように構成された圧縮自己着火式ガソリンエンジンであり、燃焼式ヒータは、エンジンのエンジンブロックに取り付けられ、このエンジンブロックの内部を流れる冷却水を加熱することによりエンジンを暖機する。
このように構成された本発明においては、第1運転領域において圧縮自己着火燃焼による運転を行えるようにするために、冷間始動されたエンジンをできる限り早期に暖機してエンジンブロックのシリンダの壁面温度を上昇させることが要求される圧縮自己着火式ガソリンエンジンにおいて、燃焼式ヒータはエンジンブロックに取り付けられているので、燃焼式ヒータにより発生した燃焼熱をエンジンブロックの内部を流れる冷却水に効率よく伝達させることができ、これにより、エンジンブロックのシリンダの壁面温度を早期に上昇させ、第1運転領域における燃焼形態を早期に圧縮自己着火燃焼に移行することができる。
In the present invention, preferably, the engine is subjected to compression self-ignition combustion, which is combustion by self-ignition of the air-fuel mixture in a predetermined first operation region, and has a higher load or higher rotation speed than the first operation region. A compression self-ignition gasoline engine configured to perform spark ignition combustion, which is forced combustion by spark ignition in two operating regions, and a combustion heater is attached to an engine block of the engine, The engine is warmed up by heating the flowing cooling water.
In the present invention configured as described above, in order to perform the operation by the compression auto-ignition combustion in the first operation region, the engine that has been cold-started is warmed up as early as possible so that the cylinder of the engine block In a compression self-ignition gasoline engine that is required to raise the wall temperature, the combustion heater is attached to the engine block, so the combustion heat generated by the combustion heater is efficiently used as cooling water flowing inside the engine block. Thus, the wall surface temperature of the cylinder of the engine block can be raised early, and the combustion mode in the first operation region can be shifted to compression self-ignition combustion at an early stage.
また、本発明において、好ましくは、燃焼式ヒータ付エンジンシステムは、さらに、燃焼式ヒータと吸気通路とを接続し、燃焼式ヒータで発生した燃焼ガスを吸気通路に排出させる燃焼ガス排出通路を有する。
このように構成された本発明においては、燃焼式ヒータで発生した燃焼ガスにより、シリンダに導入される吸気の温度が上昇するので、より効率的にエンジンの暖機を行うことができる。また、燃焼式ヒータで発生した燃焼ガスを、エンジン自体の排気と共に処理することができるので、燃焼式ヒータ専用の排気処理装置を設けなくても必要なエミッション性能を確保することができ、これにより、簡易な構造の燃焼式ヒータによりエンジンの暖機を行うことができる。
In the present invention, preferably, the engine system with a combustion heater further includes a combustion gas discharge passage that connects the combustion heater and the intake passage and discharges combustion gas generated by the combustion heater to the intake passage. .
In the present invention configured as above, the temperature of the intake air introduced into the cylinder rises due to the combustion gas generated by the combustion heater, so that the engine can be warmed up more efficiently. In addition, since the combustion gas generated by the combustion heater can be processed together with the exhaust of the engine itself, the necessary emission performance can be ensured without providing an exhaust treatment device dedicated to the combustion heater. The engine can be warmed up by a combustion heater having a simple structure.
本発明による燃焼式ヒータ付エンジンシステムによれば、簡易な構造の燃焼式ヒータによりエンジンの暖機を行うことができる。 According to the engine system with a combustion heater according to the present invention, the engine can be warmed up by the combustion heater having a simple structure.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による燃焼式ヒータ付エンジンシステムを説明する。
まず、図1により、本発明の実施形態による燃焼式ヒータ付エンジンシステムの全体構成を説明する。図1は、本発明の実施形態による燃焼式ヒータ付エンジンシステムのシステム構成図である。
Hereinafter, an engine system with a combustion heater according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, the overall configuration of an engine system with a combustion heater according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine system with a combustion heater according to an embodiment of the present invention.
図1において符号1は、本発明の実施形態による燃焼式ヒータ付エンジンシステムを示す。この図1に示すように、燃焼式ヒータ付エンジンシステム1は、エンジン2と、このエンジン2に供給される燃料を貯蔵する燃料タンク4とを有している。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a combustion heater-equipped engine system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the combustion heater-equipped engine system 1 includes an
エンジン2は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、特に本実施形態では、火花点火(SI:Spark Ignition)燃焼及び予混合圧縮自己着火(HCCI:Homogeneous-Charge Compression Ignition)燃焼が行われるように構成されたHCCIガソリンエンジンである。
このエンジン2は、燃料と吸気との混合気を燃焼させて動力を取り出すシリンダ6を備えたエンジンブロック8と、シリンダ6内を往復するピストン10と、ピストン10の往復運動を回転運動に変換するクランク12と、クランク12を収容するクランク室14とを備えている。また、エンジン2には、吸気をシリンダ6に導入する吸気通路16と、シリンダ6において発生した排気を大気中に排出する排気通路18とが接続されている。
The
The
エンジン2のクランク室14と吸気通路16との間には、これらのクランク室14と吸気通路16とを連通させるクランク室連通路20が接続されている。エンジン2のピストン10とシリンダ6との間隙からクランク室14に漏れたブローバイガスは、このクランク室連通路20を通ってエンジン2の吸気通路16に導入され、エンジン2のシリンダ6で燃焼される。
A crank
また、エンジンブロック8には、シリンダ6内に燃料を噴射するインジェクタ22が取り付けられており、このインジェクタ22には、燃料タンク4から送出された燃料をインジェクタ22へ導入する燃料通路24が接続されている。さらに、エンジンブロック8の内部には、エンジン2を冷却する冷却水が循環する冷却水通路(図示せず)が形成されている。
The
燃料タンク4には、燃料通路24が接続されていると共に、燃料タンク4から燃料を送出する燃料ポンプ26が設けられている。燃料タンク4に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ26により燃料タンク4から送出され、燃料通路24を通ってエンジン2のインジェクタ22へ導入される。
A
燃料タンク4の内部には、液体燃料28(本実施形態ではガソリン)と共に、その液体燃料28が気化した燃料蒸気30が存在している。そこで、この燃料蒸気30が大気中に放出されないようにするために、燃料蒸気30を吸着するキャニスタ32が設けられている。
キャニスタ32と燃料タンク4との間には、これらのキャニスタ32と燃料タンク4とを連通させる燃料蒸気通路34が接続されており、燃料タンク4の内部において発生した燃料蒸気30は、燃料蒸気通路34を通ってキャニスタ32へ導かれ、このキャニスタ32に吸着される。
また、キャニスタ32と吸気通路16との間には、これらのキャニスタ32と吸気通路16とを連通させるキャニスタ連通路36が接続されている。キャニスタ32に吸着された燃料蒸気30は、エンジン2の運転中、吸気通路16の負圧によりキャニスタ32から分離され、キャニスタ連通路36を通ってエンジン2の吸気通路16へ導入され、エンジン2のシリンダ6で燃焼される。
Inside the
Between the
Further, between the
さらに、燃焼熱によってエンジン2を暖機する燃焼式ヒータ38が、エンジンブロック8に取り付けられている。燃焼式ヒータ38とキャニスタ連通路36との間には、これらの燃焼式ヒータ38とキャニスタ連通路36とを連通させる燃料蒸気供給通路40が接続されている。キャニスタ連通路36を通る燃料蒸気30の一部は、キャニスタ連通路36から燃料蒸気供給通路40を通って燃焼式ヒータ38へ供給される。また、燃焼式ヒータ38とクランク室連通路20との間には、これらの燃焼式ヒータ38とクランク室連通路20とを連通させるブローバイガス供給通路42が接続されている。クランク室連通路20を通るブローバイガスの一部は、クランク室連通路20からブローバイガス供給通路42を通って燃焼式ヒータ38へ供給される。さらに、燃焼式ヒータ38と燃料通路24との間には、これらの燃焼式ヒータ38と燃料通路24とを連通させる液体燃料供給通路44が接続されている。燃料通路24を通る液体燃料28の一部は、燃料通路24から液体燃料供給通路44を通って燃焼式ヒータ38へ供給される。
Further, a
燃料蒸気供給通路40には、燃焼式ヒータ38へ供給される燃料蒸気30の流量を調整するコントロールバルブ46が設けられている。また、ブローバイガス供給通路42には、燃焼式ヒータ38へ供給されるブローバイガスの流量を調整するコントロールバルブ48が設けられている。また、液体燃料供給通路44には、燃焼式ヒータ38へ供給される液体燃料28の流量を調整するコントロールバルブ50が設けられている。これらのコントロールバルブ46、48、50は、液体燃料供給通路44と、燃料蒸気供給通路40及びブローバイガス供給通路42との、燃焼式ヒータ38への接続を切り替える切替手段として機能する。
The fuel
燃焼式ヒータ38の作動時には、燃料蒸気30、ブローバイガス、又は液体燃料28が燃焼式ヒータ38の燃焼室(図示せず)に供給され、点火装置(図示せず)により点火されて燃焼する。この燃焼熱が、エンジンブロック8の内部を循環する冷却水に伝達されることにより、エンジン2が暖機される。
When the
さらに、燃焼式ヒータ38と吸気通路16との間には、燃焼ガス排出通路52が接続されている。燃焼式ヒータ38で燃料蒸気30、ブローバイガス、又は液体燃料28が燃焼することにより発生した燃焼ガスは、燃焼式ヒータ38から燃焼ガス排出通路52を通って吸気通路16に導入される。
Further, a combustion
また、燃焼式ヒータ38には、この燃焼式ヒータ38の燃焼室の壁面温度や発生した燃焼ガスの温度等を測定する温度センサ54が設けられている。この温度センサ54による検出値は、ECU56に出力される。
The
ECU56(ヒータ制御手段)は、温度センサ54から出力された検出値や、このECU56のメモリに格納されている制御マップ等の各種データに基づき、コントロールバルブ46、48、50の開度及び燃焼式ヒータ38の点火装置を制御する。
The ECU 56 (heater control means) determines the opening and combustion type of the
次に、図2及び図3により、本発明による燃焼式ヒータ38の動作を説明する。図2は、本発明の実施形態によるエンジン2において圧縮自己着火燃焼が行われる運転領域と火花点火燃焼が行われる運転領域とを示す線図であり、図3は、本発明の実施形態による燃焼式ヒータ38の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
まず、図2を参照して、本実施形態によるHCCIガソリンエンジン2において圧縮自己着火燃焼が行われる運転領域と火花点火燃焼が行われる運転領域とについて説明する。図2において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はエンジン負荷を示している。この図2に示すように、圧縮自己着火燃焼が行われる運転領域(HCCI燃焼領域)は、火花点火燃焼が行われる運転領域(SI燃焼領域)と比べて低負荷(図2では負荷がL1以上L2未満)且つ低回転数(図2ではエンジン回転数がR1未満)の運転領域となっている。
しかしながら、冷間始動直後でエンジン2が暖機されていない状態では、シリンダ6の壁面温度が低く熱損が大きいため、HCCI燃焼を行おうとしても着火しない可能性がある。従って、エンジン2が暖機されるまでは、エンジン2の運転領域がHCCI燃焼領域内であってもSI燃焼による運転を行わざるを得ず、HCCI燃焼による燃費向上やNOx低減等の効果を得ることができない。そこで、冷間始動されたエンジン2をできる限り早期に暖機してシリンダ6の壁面温度を上昇させることにより、HCCI燃焼領域においてHCCI燃焼による運転を行えるようにすることが要求される。
First, with reference to FIG. 2, an operation region in which compression self-ignition combustion is performed and an operation region in which spark ignition combustion is performed in the
However, in a state where the
次に、図3の処理は、車両のイグニッションがオンにされ、ECU56に電源が投入された場合に起動される。図3に示すように、処理が開始されると、ステップS1において、ECU56は、エンジン2が冷間始動されたか否かを判定する。例えば、ECU56は、エンジン2始動時の冷却水温度が40℃未満の場合に、エンジン2が冷間始動されたと判定する。
その結果、エンジン2が冷間始動されていない場合、例えばエンジン2始動時の冷却水温度が40℃以上であり、既にエンジン2が暖機されている場合、燃焼式ヒータ38によるエンジン2の暖機を行う必要はないので、ECU56は処理を終了する。
Next, the process of FIG. 3 is started when the ignition of the vehicle is turned on and the
As a result, when the
一方、エンジン2が冷間始動された場合、ステップS2に進み、ECU56は、燃焼式ヒータ38が未暖機か否かを判定する。例えば、ECU56は、温度センサ54により検出された燃焼式ヒータ38の燃焼室の壁面温度が250℃未満の場合に、燃焼式ヒータ38が未暖機であると判定する。
On the other hand, when the
その結果、燃焼式ヒータ38が未暖機である場合、ステップS3に進み、ECU56は、燃料蒸気供給通路40及びブローバイガス供給通路42のコントロールバルブ46、48を開き、これらの燃料蒸気供給通路40及びブローバイガス供給通路42を燃焼式ヒータ38に接続すると共に、液体燃料供給通路44のコントロールバルブ50を閉じる。これにより、キャニスタ連通路36を通る燃料蒸気30の一部は、キャニスタ連通路36から燃料蒸気供給通路40を通って燃焼式ヒータ38へ供給され、クランク室連通路20を通るブローバイガスの一部は、クランク室連通路20からブローバイガス供給通路42を通って燃焼式ヒータ38へ供給される。即ち、既に気化している燃料が燃焼式ヒータ38へ供給される。
As a result, when the
次に、ステップS4に進み、ECU56は、ステップS3で燃焼式ヒータ38に供給された燃料蒸気30及びブローバイガスを燃焼させることにより、燃焼式ヒータ38を作動させる。例えば、ECU56は、点火装置を作動させ、燃焼式ヒータ38に供給された燃料蒸気30及びブローバイガスを点火する。
上述のステップS3において燃焼式ヒータ38へ供給された燃料蒸気30及びブローバイガスは既に気化しているので、燃料の気化装置を用いる必要はなく、点火装置を作動させれば着火する。
そして、燃焼式ヒータ38に供給された燃料蒸気30及びブローバイガスが燃焼することにより発生した燃焼熱が、エンジンブロック8の内部を循環する冷却水に伝達されることにより、エンジン2が暖機される。また、燃料蒸気30及びブローバイガスが燃焼することにより発生した燃焼ガスは、燃焼式ヒータ38から燃焼ガス排出通路52を通って吸気通路16に導入される。
Next, in step S4, the
Since the
The combustion heat generated by the combustion of the
また、ステップS2において、燃焼式ヒータ38が未暖機ではない(暖機されている)場合、ステップS5に進み、ECU56は、燃料蒸気供給通路40及びブローバイガス供給通路42のコントロールバルブ46、48を閉じると共に、液体燃料供給通路44のコントロールバルブ50を開き、この液体燃料供給通路44を燃焼式ヒータ38に接続する。これにより、燃料通路24を通る液体燃料28の一部は、燃料通路24から液体燃料供給通路44を通って燃焼式ヒータ38へ供給される。
In step S2, if the
次に、ステップS6に進み、ECU56は、ステップS5で燃焼式ヒータ38に供給された液体燃料28を燃焼させることにより、燃焼式ヒータ38を作動させる。この場合、燃焼式ヒータ38は暖機されている(燃焼室が十分高温になっている)ので、燃焼式ヒータ38に供給された液体燃料28は、気化装置を用いなくても気化し、点火装置を作動させなくても自然に着火する。
そして、燃焼式ヒータ38に供給された液体燃料28が燃焼することにより発生した燃焼熱が、エンジンブロック8の内部を循環する冷却水に伝達されることにより、エンジン2が暖機される。また、液体燃料28が燃焼することにより発生した燃焼ガスは、燃焼式ヒータ38から燃焼ガス排出通路52を通って吸気通路16に導入される。
Next, in step S6, the
Then, the combustion heat generated by the combustion of the
ステップS4又はS6の後、ステップS7に進み、ECU56は、エンジン2の暖機が完了したか否かを判定する。例えば、ECU56は、エンジン2の冷却水の温度が50℃以上となった場合、エンジン2の暖機が完了したと判定する。あるいは、エンジン2の始動後所定時間が経過した場合に、エンジン2の暖機が完了したと判定する。
After step S4 or S6, the process proceeds to step S7, where the
その結果、エンジン2の暖機が完了していない場合、ステップS2に戻る。以降、エンジン2の暖機が完了するまで、ステップS2からS5の処理を繰り返す。
As a result, when the warm-up of the
一方、ステップS7において、エンジン2の暖機が完了した場合、ステップS8に進み、ECU56は燃焼式ヒータ38の作動を停止させる。具体的には、ECU56は、燃料蒸気供給通路40、ブローバイガス供給通路42、及び液体燃料供給通路44のコントロールバルブ46、48、50を閉じ、燃焼式ヒータ38における燃焼を停止させる。ステップS8の後、ECU56は処理を終了する。
On the other hand, when warming up of the
次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
まず、上述した実施形態では、燃料蒸気供給通路40、ブローバイガス供給通路42、及び、液体燃料供給通路44のそれぞれに、コントロールバルブ46、48、50が設けられていると説明したが、液体燃料供給通路44と、燃料蒸気供給通路40及びブローバイガス供給通路42との、燃焼式ヒータ38への接続を切り替える切替バルブを燃焼式ヒータ38の内部に設けるようにしてもよい。
Next, further modifications of the embodiment of the present invention will be described.
First, in the above-described embodiment, it has been described that the
また、上述した実施形態では、燃焼式ヒータ38が暖機されていない場合、燃料蒸気供給通路40及びブローバイガス供給通路42を燃焼式ヒータ38に接続して燃料蒸気30及びブローバイガスを燃焼式ヒータ38で燃焼させると説明したが、燃料蒸気供給通路40又はブローバイガス供給通路42の一方を燃焼式ヒータ38に接続し、燃料蒸気30又はブローバイガスの一方を燃焼式ヒータ38で燃焼させるようにしてもよい。この場合、ブローバイガスよりも燃料蒸気30の方が使用可能な量が多いので、燃料蒸気供給通路40を燃焼式ヒータ38に接続し、燃料蒸気30を燃焼式ヒータ38で燃焼させる方が好ましい。
In the above-described embodiment, when the
次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例による燃焼式ヒータ付エンジンシステム1の作用効果を説明する。 Next, the operation and effect of the above-described embodiment of the present invention and the engine system 1 with the combustion heater according to the modification of the embodiment of the present invention will be described.
まず、ECU56は、燃焼式ヒータ38が暖機されていない場合、既に気化している燃料蒸気30及び/又はブローバイガスを燃焼式ヒータ38で燃焼させ、燃焼式ヒータ38が暖機されている場合、液体燃料28を燃焼式ヒータ38で燃焼させるので、燃焼式ヒータ38が暖機されていない場合には気化装置を用いる必要がなく、燃焼式ヒータ38が暖機されている場合には、気化装置を用いなくても燃焼式ヒータ38自体が持つ熱エネルギによって液体燃料28を気化させて燃焼させることができ、これにより、気化装置を用いなくても燃焼式ヒータ38を作動させることができる。即ち、簡易な構造の燃焼式ヒータ38によりエンジン2の暖機を行うことができる。
First, when the
特に、ECU56は、燃焼式ヒータ38が暖機されていない場合、燃料蒸気30及びブローバイガスを燃焼式ヒータ38で燃焼させるので、燃焼式ヒータ38が暖機されていない場合に燃焼式ヒータ38に供給される気化燃料の量を増大させることができ、燃焼式ヒータ38を早期に暖機することができる。従って、エンジン2をより早期に暖機することができる。
In particular, the
また、HCCI燃焼領域においてHCCI燃焼による運転を行えるようにするために、冷間始動されたエンジン2をできる限り早期に暖機してエンジンブロック8のシリンダ6の壁面温度を上昇させることが要求されるHCCIガソリンエンジン2において、燃焼式ヒータ38はエンジンブロック8に取り付けられているので、燃焼式ヒータ38により発生した燃焼熱をエンジンブロック8の内部を流れる冷却水に効率よく伝達させることができ、これにより、エンジンブロック8のシリンダ6の壁面温度を早期に上昇させ、HCCI燃焼領域における燃焼形態を早期にHCCI燃焼に移行することができる。
Further, in order to be able to perform the operation by HCCI combustion in the HCCI combustion region, it is required to warm up the cold-started
また、燃焼式ヒータ38で発生した燃焼ガスは、燃焼ガス排出通路52を通って吸気通路16に排出されるので、燃焼式ヒータ38で発生した燃焼ガスにより、シリンダ6に導入される吸気の温度を上昇させることができ、これにより、一層効率的にエンジン2の暖機を行うことができる。また、燃焼式ヒータ38で発生した燃焼ガスを、エンジン2自体の排気と共に処理することができるので、燃焼式ヒータ38専用の排気処理装置を設けなくても必要なエミッション性能を確保することができ、これにより、簡易な構造の燃焼式ヒータ38によりエンジン2の暖機を行うことができる。
Further, since the combustion gas generated in the
1 燃焼式ヒータ付エンジンシステム
2 エンジン
4 燃料タンク
8 エンジンブロック
14 クランク室
16 吸気通路
20 クランク室連通路
24 燃料通路
28 液体燃料
30 燃料蒸気
32 キャニスタ
34 燃料蒸気通路
36 キャニスタ連通路
38 燃焼式ヒータ
40 燃料蒸気供給通路
42 ブローバイガス供給通路
44 液体燃料供給通路
46、48、50 コントロールバルブ
52 燃焼ガス排出通路
56 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine system with a
Claims (4)
上記エンジンに供給される燃料を貯蔵する燃料タンクと、
上記燃料タンクの内部において発生した燃料蒸気を吸着するキャニスタと、
上記キャニスタと上記エンジンの吸気通路とを連通させるキャニスタ連通路と、
上記エンジンのクランク室と上記吸気通路とを連通させるクランク室連通路と、
上記キャニスタ連通路と上記燃焼式ヒータとを接続し、上記キャニスタ連通路から上記燃焼式ヒータへ燃料蒸気を供給する燃料蒸気供給通路、及び/又は、上記クランク室連通路と上記燃焼式ヒータとを接続し、上記クランク室連通路から上記燃焼式ヒータへブローバイガスを供給するブローバイガス供給通路と、
上記燃料タンクと上記燃焼式ヒータとを接続し、上記燃料タンクから上記燃焼式ヒータへ液体燃料を供給する液体燃料供給通路と、
上記液体燃料供給通路と、上記燃料蒸気供給通路及び/又は上記ブローバイガス供給通路との、上記燃焼式ヒータへの接続を切り替える切替手段と、
上記燃焼式ヒータが暖機されているか否かを判定し、上記燃焼式ヒータが暖機されていない場合、上記切替手段により上記燃料蒸気供給通路及び/又は上記ブローバイガス供給通路を上記燃焼式ヒータに接続して上記燃料蒸気及び/又は上記ブローバイガスを上記燃焼式ヒータで燃焼させ、上記燃焼式ヒータが暖機されている場合、上記切替手段により上記液体燃料供給通路を上記燃焼式ヒータに接続して上記液体燃料を上記燃焼式ヒータで燃焼させるヒータ制御手段と、を有することを特徴とする燃焼式ヒータ付エンジンシステム。 A combustion heater-equipped engine system having a combustion heater attached to the engine and warming the engine by combustion heat,
A fuel tank for storing fuel supplied to the engine;
A canister that adsorbs fuel vapor generated inside the fuel tank;
A canister communication passage for communicating the canister and the intake passage of the engine;
A crank chamber communication passage for communicating the crank chamber of the engine and the intake passage;
The canister communication passage and the combustion heater are connected, and a fuel vapor supply passage for supplying fuel vapor from the canister communication passage to the combustion heater, and / or the crank chamber communication passage and the combustion heater are provided. A blowby gas supply passage for connecting and supplying blowby gas from the crank chamber communication passage to the combustion heater;
A liquid fuel supply passage connecting the fuel tank and the combustion heater, and supplying liquid fuel from the fuel tank to the combustion heater;
Switching means for switching the connection between the liquid fuel supply passage, the fuel vapor supply passage and / or the blow-by gas supply passage to the combustion heater;
It is determined whether or not the combustion heater is warmed up. When the combustion heater is not warmed up, the fuel vapor supply passage and / or the blow-by gas supply passage is connected to the combustion heater by the switching means. The fuel vapor and / or the blow-by gas is combusted by the combustion heater, and when the combustion heater is warmed up, the liquid fuel supply passage is connected to the combustion heater by the switching means. And a heater control means for combusting the liquid fuel with the combustion heater.
上記切替手段は、上記液体燃料供給通路と、上記燃料蒸気供給通路及び上記ブローバイガス供給通路との、上記燃焼式ヒータへの接続を切り替え、
上記ヒータ制御手段は、上記燃焼式ヒータが暖機されていない場合、上記切替手段により上記燃料蒸気供給通路及び上記ブローバイガス供給通路を上記燃焼式ヒータに接続して上記燃料蒸気及び上記ブローバイガスを上記燃焼式ヒータで燃焼させる請求項1に記載の燃焼式ヒータ付エンジンシステム。 The fuel vapor supply passage and the blow-by gas supply passage;
The switching means switches the connection of the liquid fuel supply passage, the fuel vapor supply passage, and the blowby gas supply passage to the combustion heater,
When the combustion heater is not warmed up, the heater control means connects the fuel vapor supply passage and the blow-by gas supply passage to the combustion heater by the switching means so as to supply the fuel vapor and the blow-by gas. The engine system with a combustion heater according to claim 1, wherein combustion is performed by the combustion heater.
上記燃焼式ヒータは、上記エンジンのエンジンブロックに取り付けられ、このエンジンブロックの内部を流れる冷却水を加熱することにより上記エンジンを暖機する請求項1又は2に記載の燃焼式ヒータ付エンジンシステム。 The engine is subjected to compression self-ignition combustion, which is combustion by self-ignition of an air-fuel mixture in a predetermined first operation region, and by spark ignition in a second operation region having a higher load or higher rotation speed than the first operation region. A compression self-ignition gasoline engine configured to perform spark ignition combustion, which is forced combustion,
The engine system with a combustion heater according to claim 1 or 2, wherein the combustion heater is attached to an engine block of the engine, and the engine is warmed up by heating cooling water flowing inside the engine block.
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