JPH11311145A - 燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関 - Google Patents
燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関Info
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- JPH11311145A JPH11311145A JP10117360A JP11736098A JPH11311145A JP H11311145 A JPH11311145 A JP H11311145A JP 10117360 A JP10117360 A JP 10117360A JP 11736098 A JP11736098 A JP 11736098A JP H11311145 A JPH11311145 A JP H11311145A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気系
に導入する内燃機関において、内燃機関の燃焼後、内燃
機関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を
低減することができる燃焼式ヒータを有する圧縮着火式
内燃機関を提供すること。 【解決手段】エンジン１の吸気系を構成する本流管２９
に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒータ１７を有する圧縮着
火式内燃機関において、エンジン１のインジェクタ１０
による燃料噴射タイミングの時期を燃焼式ヒータ１７の
出力が大きいほど早める。
に導入する内燃機関において、内燃機関の燃焼後、内燃
機関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を
低減することができる燃焼式ヒータを有する圧縮着火式
内燃機関を提供すること。 【解決手段】エンジン１の吸気系を構成する本流管２９
に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒータ１７を有する圧縮着
火式内燃機関において、エンジン１のインジェクタ１０
による燃料噴射タイミングの時期を燃焼式ヒータ１７の
出力が大きいほど早める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼式ヒータを有
する圧縮着火式内燃機関に関し、詳しくは内燃機関の吸
気系に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒータを有する圧縮着
火式内燃機関に関する。
する圧縮着火式内燃機関に関し、詳しくは内燃機関の吸
気系に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒータを有する圧縮着
火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】寒冷時には、内燃機関の暖機促進が必要
である。
である。
【０００３】そこで、例えば特開昭６２−７５０６９号
公報は、吸気系に内燃機関本体とは別に燃焼式ヒータを
設け、この燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを吸気系に導入
し、その燃焼熱の利用によって暖機促進を図るようにし
た技術を示している。
公報は、吸気系に内燃機関本体とは別に燃焼式ヒータを
設け、この燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを吸気系に導入
し、その燃焼熱の利用によって暖機促進を図るようにし
た技術を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、燃
焼式ヒータは、これを普通の状態で使用する分には、内
燃機関、特に圧縮着火式内燃機関の排気ガスに比べ、二
酸化炭素濃度の高い燃焼ガスを出す。このため、前記公
報記載のように、吸気系に燃焼式ヒータの燃焼ガスを導
入する内燃機関にあっては、その燃焼に二酸化炭素濃度
の高い吸気が供されることになる。したがってこの場
合、二酸化炭素を生成する炭化水素と一酸化炭素の酸化
反応が進行しにくくなり、その結果、内燃機関の出す排
気ガスには、炭化水素と一酸化炭素とが遊離状態で多め
に存在するようになる。
焼式ヒータは、これを普通の状態で使用する分には、内
燃機関、特に圧縮着火式内燃機関の排気ガスに比べ、二
酸化炭素濃度の高い燃焼ガスを出す。このため、前記公
報記載のように、吸気系に燃焼式ヒータの燃焼ガスを導
入する内燃機関にあっては、その燃焼に二酸化炭素濃度
の高い吸気が供されることになる。したがってこの場
合、二酸化炭素を生成する炭化水素と一酸化炭素の酸化
反応が進行しにくくなり、その結果、内燃機関の出す排
気ガスには、炭化水素と一酸化炭素とが遊離状態で多め
に存在するようになる。
【０００５】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
系に導入する内燃機関において、内燃機関の燃焼後、内
燃機関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量
を低減することができる、燃焼式ヒータを有する圧縮着
火式内燃機関を提供することを技術的課題とする。
のであって、燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気
系に導入する内燃機関において、内燃機関の燃焼後、内
燃機関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量
を低減することができる、燃焼式ヒータを有する圧縮着
火式内燃機関を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関
は、内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒー
タを有する圧縮着火式内燃機関において、以下の構成と
した。 （１）前記内燃機関の燃料噴射装置による燃料噴射タイ
ミングの時期を前記燃焼式ヒータの作動状態に応じて制
御する。
に、本発明の燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関
は、内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒー
タを有する圧縮着火式内燃機関において、以下の構成と
した。 （１）前記内燃機関の燃料噴射装置による燃料噴射タイ
ミングの時期を前記燃焼式ヒータの作動状態に応じて制
御する。
【０００７】ここで、圧縮着火式内燃機関とは、ディー
ゼルエンジンのことである。そして、ディーゼルエンジ
ンの場合、その点火方式は、圧縮熱による自着火方式を
採用する。このため、燃料噴射装置による燃料噴射タイ
ミングの時期を変えることで、気筒内での燃焼状態を変
えられる。
ゼルエンジンのことである。そして、ディーゼルエンジ
ンの場合、その点火方式は、圧縮熱による自着火方式を
採用する。このため、燃料噴射装置による燃料噴射タイ
ミングの時期を変えることで、気筒内での燃焼状態を変
えられる。
【０００８】また、本発明に係る燃焼式ヒータを作動す
ると、燃焼式ヒータの出す燃焼ガスが吸気系に入る。こ
の燃焼ガスは二酸化炭素濃度が高いので、内燃機関の燃
焼には二酸化炭素濃度の高い吸気が供される。すると、
炭化水素から一酸化炭素へ、また一酸化炭素から二酸化
炭素への反応がしにくくなる。これは吸気中に二酸化炭
素が多いので、すなわち極論すれば、二酸化炭素が飽和
状態にあれば二酸化炭素を生成する二酸化炭素を生成す
る炭化水素と一酸化炭素の酸化反応が進行しにくくなる
ので、内燃機関の出す排気ガスには、炭化水素と一酸化
炭素とが遊離状態で多めに存在するようになる。しか
し、本発明の燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関
では気筒内の酸素は理論空燃比より多く、燃料噴射タイ
ミングの時期を燃焼式ヒータの作動状態に応じて制御す
るようになっているので、燃料噴射タイミングの時期を
うまく調整して酸化反応を促進すれば、二酸化炭素の多
い燃焼式ヒータの燃焼ガスが内燃機関の吸気系に入って
も、内燃機関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭
素とは低減するようになる。 （２）前記（１）項において、前記燃焼式ヒータの出力
が大きいほど前記燃料噴射タイミングの時期を早めるよ
うにすると好適である。
ると、燃焼式ヒータの出す燃焼ガスが吸気系に入る。こ
の燃焼ガスは二酸化炭素濃度が高いので、内燃機関の燃
焼には二酸化炭素濃度の高い吸気が供される。すると、
炭化水素から一酸化炭素へ、また一酸化炭素から二酸化
炭素への反応がしにくくなる。これは吸気中に二酸化炭
素が多いので、すなわち極論すれば、二酸化炭素が飽和
状態にあれば二酸化炭素を生成する二酸化炭素を生成す
る炭化水素と一酸化炭素の酸化反応が進行しにくくなる
ので、内燃機関の出す排気ガスには、炭化水素と一酸化
炭素とが遊離状態で多めに存在するようになる。しか
し、本発明の燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関
では気筒内の酸素は理論空燃比より多く、燃料噴射タイ
ミングの時期を燃焼式ヒータの作動状態に応じて制御す
るようになっているので、燃料噴射タイミングの時期を
うまく調整して酸化反応を促進すれば、二酸化炭素の多
い燃焼式ヒータの燃焼ガスが内燃機関の吸気系に入って
も、内燃機関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭
素とは低減するようになる。 （２）前記（１）項において、前記燃焼式ヒータの出力
が大きいほど前記燃料噴射タイミングの時期を早めるよ
うにすると好適である。
【０００９】この場合、燃焼式ヒータの出力が大きいほ
ど気筒内への燃料噴射が早くから為されるので、それだ
け燃焼が速くなって酸化反応が進む。このため、内燃機
関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量は、
燃焼式ヒータの出力が小さいときに比べて低減する。 （３）前記（２）項において、内燃機関の排気系にはリ
ーンＮＯｘ触媒を設けてもよい。リーンＮＯｘ触媒は、
その還元剤に炭化水素や一酸化炭素を用いることで内燃
機関の排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する触媒で
ある。よって、この場合、内燃機関の排気ガス中に含ま
れる炭化水素と一酸化炭素は、リーンＮＯｘ触媒の還元
剤として用いられる。したがって、さらに内燃機関の排
気ガス中に含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を減らす
ことができるとともに、併せて内燃機関の排気ガス中に
含まれる窒素酸化物の量も減らすことができる。
ど気筒内への燃料噴射が早くから為されるので、それだ
け燃焼が速くなって酸化反応が進む。このため、内燃機
関の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量は、
燃焼式ヒータの出力が小さいときに比べて低減する。 （３）前記（２）項において、内燃機関の排気系にはリ
ーンＮＯｘ触媒を設けてもよい。リーンＮＯｘ触媒は、
その還元剤に炭化水素や一酸化炭素を用いることで内燃
機関の排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する触媒で
ある。よって、この場合、内燃機関の排気ガス中に含ま
れる炭化水素と一酸化炭素は、リーンＮＯｘ触媒の還元
剤として用いられる。したがって、さらに内燃機関の排
気ガス中に含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を減らす
ことができるとともに、併せて内燃機関の排気ガス中に
含まれる窒素酸化物の量も減らすことができる。
【００１０】
【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〉図１に示すように、内燃機関として
のディーゼルエンジン１（以下「エンジン１」とい
う。）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、その図示しない
気筒内に燃焼用燃料を噴射する燃料噴射装置としてのイ
ンジェクタ１０を備えている。 （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，大気圧下で燃焼する燃焼式ヒータ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。
した図面に基いて説明する。 〈装置の全体説明〉図１に示すように、内燃機関として
のディーゼルエンジン１（以下「エンジン１」とい
う。）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、その図示しない
気筒内に燃焼用燃料を噴射する燃料噴射装置としてのイ
ンジェクタ１０を備えている。 （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，大気圧下で燃焼する燃焼式ヒータ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。
【００１１】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に入って来る外気がコンプレッサ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
接続した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を含み、また燃焼式ヒータ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。燃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、
本流管２９に戻る空気ａ２は、大気圧下で燃焼する燃焼
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、二酸化炭素を多めに含む。
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に入って来る外気がコンプレッサ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
接続した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を含み、また燃焼式ヒータ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。燃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、
本流管２９に戻る空気ａ２は、大気圧下で燃焼する燃焼
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、二酸化炭素を多めに含む。
【００１２】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ａ
３になる。
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ａ
３になる。
【００１３】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。
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。
【００１４】本流管２９に戻る空気ａ２は、前記のよう
に大気圧下で燃焼する燃焼式ヒータ１７の燃焼に供され
て熱を持つ燃焼ガスであるから、二酸化炭素を多量に含
む。このガスａ２が前記空気ａ１’と接続箇所ｃ２で合
流して燃焼ガス混入空気ａ３となると、その結果、この
燃焼ガス混入空気ａ３が二酸化炭素を多量に含んだ状態
でエンジン本体３に入る吸気となる。なお、燃焼式ヒー
タ１７の燃焼状態は、コンピュータ、つまりＥＣＵ４６
の中枢部であるＣＰＵで制御される。そして、この制御
によって燃焼式ヒータ１７の空燃比を調整すれば、二酸
化炭素の濃度を自在にできる。
に大気圧下で燃焼する燃焼式ヒータ１７の燃焼に供され
て熱を持つ燃焼ガスであるから、二酸化炭素を多量に含
む。このガスａ２が前記空気ａ１’と接続箇所ｃ２で合
流して燃焼ガス混入空気ａ３となると、その結果、この
燃焼ガス混入空気ａ３が二酸化炭素を多量に含んだ状態
でエンジン本体３に入る吸気となる。なお、燃焼式ヒー
タ１７の燃焼状態は、コンピュータ、つまりＥＣＵ４６
の中枢部であるＣＰＵで制御される。そして、この制御
によって燃焼式ヒータ１７の空燃比を調整すれば、二酸
化炭素の濃度を自在にできる。
【００１５】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。そして、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および触媒コンバータ３９を排気管４２上に備
えている。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。 （触媒コンバータ３９）触媒コンバータ３９は、その内
部にリーンＮＯｘ触媒を三元触媒として使用しており、
排気系が特に酸素過剰な雰囲気状態、すなわちリーン状
態にあるときに排気ガス中の窒素酸化物を還元剤を用い
て浄化する。リーンＮＯｘ触媒は選択還元式と吸蔵還元
式があるが、この実施の形態では吸蔵還元式のリーンＮ
Ｏｘ触媒を用いることとする。 （燃焼式ヒータ１７）燃焼式ヒータ１７には、図示しな
い送風ファンおよび、エンジン電子制御装置（以下「Ｅ
ＣＵ」という。）４６とは分離した燃焼式ヒータ１７の
作動制御を専ら行う中央処理制御装置（以下「ＣＰＵ」
という。）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、図示しない外気温センサ，燃焼ガ
ス温度センサおよび回転数センサ，水温センサ等の各種
センサと、ならびに前記送風ファン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。その他にＥＣＵ４６には、図示しないアクセルペダ
ルの開度、エンジン吸気量，スタータモータの始動が入
力信号となって入り、それらを総合的にＥＣＵ４６が判
断する。この判断に基づいて燃焼式ヒータ１７の出力を
制御する出力制御信号をＥＣＵ４６から燃焼式ヒータ１
７に送る。さらに、ＥＣＵ４６は、インジェクタ１０と
も電気的につながっており、インジェクタ１０による燃
料噴射の量やその噴射タイミングを最適に図るための出
力信号をインジェクタ１０に出す。
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。そして、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および触媒コンバータ３９を排気管４２上に備
えている。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。 （触媒コンバータ３９）触媒コンバータ３９は、その内
部にリーンＮＯｘ触媒を三元触媒として使用しており、
排気系が特に酸素過剰な雰囲気状態、すなわちリーン状
態にあるときに排気ガス中の窒素酸化物を還元剤を用い
て浄化する。リーンＮＯｘ触媒は選択還元式と吸蔵還元
式があるが、この実施の形態では吸蔵還元式のリーンＮ
Ｏｘ触媒を用いることとする。 （燃焼式ヒータ１７）燃焼式ヒータ１７には、図示しな
い送風ファンおよび、エンジン電子制御装置（以下「Ｅ
ＣＵ」という。）４６とは分離した燃焼式ヒータ１７の
作動制御を専ら行う中央処理制御装置（以下「ＣＰＵ」
という。）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、図示しない外気温センサ，燃焼ガ
ス温度センサおよび回転数センサ，水温センサ等の各種
センサと、ならびに前記送風ファン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。その他にＥＣＵ４６には、図示しないアクセルペダ
ルの開度、エンジン吸気量，スタータモータの始動が入
力信号となって入り、それらを総合的にＥＣＵ４６が判
断する。この判断に基づいて燃焼式ヒータ１７の出力を
制御する出力制御信号をＥＣＵ４６から燃焼式ヒータ１
７に送る。さらに、ＥＣＵ４６は、インジェクタ１０と
も電気的につながっており、インジェクタ１０による燃
料噴射の量やその噴射タイミングを最適に図るための出
力信号をインジェクタ１０に出す。
【００１６】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、ＣＰＵ
４７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１
７の排気（燃焼ガス）の温度を制御する。
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、ＣＰＵ
４７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１
７の排気（燃焼ガス）の温度を制御する。
【００１７】そして、各センサの各パラメータに応じ
て、ＣＰＵが、リーンＮＯｘ触媒３９による窒素酸化物
の浄化を要すると判断すると、燃焼式ヒータ１７の燃焼
状態を適宜制御して、燃焼式ヒータ１７の火炎の勢いや
大きさ，温度等を最適状態に維持する。また、ＣＰＵに
よる燃焼式ヒータ１７の燃焼状態の制御によって、燃焼
式ヒータ１７の排気の温度や燃焼ガスに含まれる二酸化
炭素の量を調える。すなわち燃焼式ヒータ１７の出力を
調整する。
て、ＣＰＵが、リーンＮＯｘ触媒３９による窒素酸化物
の浄化を要すると判断すると、燃焼式ヒータ１７の燃焼
状態を適宜制御して、燃焼式ヒータ１７の火炎の勢いや
大きさ，温度等を最適状態に維持する。また、ＣＰＵに
よる燃焼式ヒータ１７の燃焼状態の制御によって、燃焼
式ヒータ１７の排気の温度や燃焼ガスに含まれる二酸化
炭素の量を調える。すなわち燃焼式ヒータ１７の出力を
調整する。
【００１８】また、「リーンＮＯｘ触媒３９による窒素
酸化物の浄化を要するとき」とは、窒素酸化物浄化のた
めに必要な特定の条件が揃ったときであり、特定の条件
とは、リーンＮＯｘ触媒３９が活性し、かつ、リーンＮ
Ｏｘ触媒３９は吸蔵還元式であり吸蔵したＮＯｘを浄化
する条件（例えば所定運転時間毎）を満たしたときであ
る。そして、リーンＮＯｘ触媒３９が活性するには触媒
自体がある程度の温度にならなければならない。よっ
て、リーンＮＯｘ触媒３９による窒素酸化物の浄化を要
するときは、リーンＮＯｘ触媒３９は、これが活性する
に十分な温度領域になければその機能を発揮しない。
酸化物の浄化を要するとき」とは、窒素酸化物浄化のた
めに必要な特定の条件が揃ったときであり、特定の条件
とは、リーンＮＯｘ触媒３９が活性し、かつ、リーンＮ
Ｏｘ触媒３９は吸蔵還元式であり吸蔵したＮＯｘを浄化
する条件（例えば所定運転時間毎）を満たしたときであ
る。そして、リーンＮＯｘ触媒３９が活性するには触媒
自体がある程度の温度にならなければならない。よっ
て、リーンＮＯｘ触媒３９による窒素酸化物の浄化を要
するときは、リーンＮＯｘ触媒３９は、これが活性する
に十分な温度領域になければその機能を発揮しない。
【００１９】また、ＥＣＵ４６の図示しないランダムア
クセスメモリＲＡＭには、図２および図３にそれぞれ示
すフローチャートを記憶してある。
クセスメモリＲＡＭには、図２および図３にそれぞれ示
すフローチャートを記憶してある。
【００２０】次にこれらのフローチャートに基づいて説
明する。 （燃焼式ヒータの出力制御用フローチャート）図２のフ
ローチャートは、燃焼式ヒータの出力制御を行うための
ものである。
明する。 （燃焼式ヒータの出力制御用フローチャート）図２のフ
ローチャートは、燃焼式ヒータの出力制御を行うための
ものである。
【００２１】このフローチャートは、ステップ１０１〜
ステップ１０８からなる。また、図３のフローチャート
の場合を含め、以下の手順における動作はすべてＥＣＵ
４６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。
ステップ１０８からなる。また、図３のフローチャート
の場合を含め、以下の手順における動作はすべてＥＣＵ
４６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。
【００２２】エンジン１のスタート後、処理がこのルー
チンに移行すると、まずＳ１０１で燃焼式ヒータ１７を
効かせる必要のある運転状態にエンジン１があるかどう
かを判定する。この判定には、燃焼式ヒータ１７を作動
させる判断の目安としているいくつかの因子のうち、例
えば機関冷却水の温度ＴＨＷがこの温度ＴＨＷとの比較
値である所定温度ＴＨＷ１よりも低いかどうかを不等式
記号「ＴＨＷ＜ＴＨＷ１？」を用いて判定する。Ｓ１０
１で否定判定すればＳ１０２に進み、肯定判定すればＳ
１０４に進む。なお、燃焼式ヒータ１７を効かせる必要
のある運転状態とは、例えばエンジン１が寒冷時や極寒
冷時においての運転中や内燃機関の始動後、ならびに内
燃機関自身の発熱量が少ないときおよびそれにより冷却
水の受熱量が少ないときである。
チンに移行すると、まずＳ１０１で燃焼式ヒータ１７を
効かせる必要のある運転状態にエンジン１があるかどう
かを判定する。この判定には、燃焼式ヒータ１７を作動
させる判断の目安としているいくつかの因子のうち、例
えば機関冷却水の温度ＴＨＷがこの温度ＴＨＷとの比較
値である所定温度ＴＨＷ１よりも低いかどうかを不等式
記号「ＴＨＷ＜ＴＨＷ１？」を用いて判定する。Ｓ１０
１で否定判定すればＳ１０２に進み、肯定判定すればＳ
１０４に進む。なお、燃焼式ヒータ１７を効かせる必要
のある運転状態とは、例えばエンジン１が寒冷時や極寒
冷時においての運転中や内燃機関の始動後、ならびに内
燃機関自身の発熱量が少ないときおよびそれにより冷却
水の受熱量が少ないときである。
【００２３】冷却水の温度ＴＨＷが所定温度ＴＨＷ１よ
りも高い否定判定の場合は、燃焼式ヒータ１７を効かせ
る必要のない運転状態にエンジン１がある場合であるか
ら、次のＳ１０２にて燃焼式ヒータ実行フラグＦの値を
「０」にセットし、その後Ｓ１０３で燃焼式ヒータ１７
の出力値Ｗを０（ゼロ）とし、その後このルーチンを終
了する。
りも高い否定判定の場合は、燃焼式ヒータ１７を効かせ
る必要のない運転状態にエンジン１がある場合であるか
ら、次のＳ１０２にて燃焼式ヒータ実行フラグＦの値を
「０」にセットし、その後Ｓ１０３で燃焼式ヒータ１７
の出力値Ｗを０（ゼロ）とし、その後このルーチンを終
了する。
【００２４】Ｓ１０４以下のステップは、燃焼式ヒータ
１７を作動する場合であって、かつ燃焼式ヒータ１７の
出力の度合いを判定する部分である。
１７を作動する場合であって、かつ燃焼式ヒータ１７の
出力の度合いを判定する部分である。
【００２５】Ｓ１０４では、前記機関冷却水の温度ＴＨ
Ｗが、所定温度ＴＨＷ２よりも低いかどうかを不等式記
号「ＴＨＷ＜ＴＨＷ２？」を用いて判定する。所定温度
ＴＨＷ２は前記所定温度ＴＨＷ１よりも低く設定した温
度である。Ｓ１０４で肯定判定すればＳ１０５に進み、
否定判定すれば処理はＳ１０６に進む。また、Ｓ１０４
で肯定判定する場合とは、機関冷却水の温度ＴＨＷが、
所定温度ＴＨＷ１よりも低い所定温度であるＴＨＷ２よ
りもさらに低い場合であり、否定判定する場合とは、機
関冷却水の温度ＴＨＷが、所定温度ＴＨＷ１よりも低い
が所定温度ＴＨＷ２よりは高い場合である。よって、肯
定判定の場合は燃焼式ヒータ１７の出力を高めに設定す
るための判定であり、否定判定の場合は燃焼式ヒータ１
７の出力を低めにするための判定である。
Ｗが、所定温度ＴＨＷ２よりも低いかどうかを不等式記
号「ＴＨＷ＜ＴＨＷ２？」を用いて判定する。所定温度
ＴＨＷ２は前記所定温度ＴＨＷ１よりも低く設定した温
度である。Ｓ１０４で肯定判定すればＳ１０５に進み、
否定判定すれば処理はＳ１０６に進む。また、Ｓ１０４
で肯定判定する場合とは、機関冷却水の温度ＴＨＷが、
所定温度ＴＨＷ１よりも低い所定温度であるＴＨＷ２よ
りもさらに低い場合であり、否定判定する場合とは、機
関冷却水の温度ＴＨＷが、所定温度ＴＨＷ１よりも低い
が所定温度ＴＨＷ２よりは高い場合である。よって、肯
定判定の場合は燃焼式ヒータ１７の出力を高めに設定す
るための判定であり、否定判定の場合は燃焼式ヒータ１
７の出力を低めにするための判定である。
【００２６】したがって、Ｓ１０４にて肯定判定の場合
に進むＳ１０５では、燃焼式ヒータ実行フラグＦを
「２」にセットし、次のＳ１０７にて燃焼式ヒータ１７
の出力値Ｗを高出力値Ｈｉに設定した後、このルーチン
を終了する。
に進むＳ１０５では、燃焼式ヒータ実行フラグＦを
「２」にセットし、次のＳ１０７にて燃焼式ヒータ１７
の出力値Ｗを高出力値Ｈｉに設定した後、このルーチン
を終了する。
【００２７】また、Ｓ１０４にて否定判定の場合に進む
Ｓ１０６では、燃焼式ヒータ実行フラグＦを「１」にセ
ットし、次のＳ１０８にて燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗ
を低出力値Ｌｏに設定した後、このルーチンを終了す
る。
Ｓ１０６では、燃焼式ヒータ実行フラグＦを「１」にセ
ットし、次のＳ１０８にて燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗ
を低出力値Ｌｏに設定した後、このルーチンを終了す
る。
【００２８】このように図２に示す燃焼式ヒータの出力
制御ルーチンにより、燃焼式ヒータ１７の出力制御は、
機関冷却水の温度ＴＨＷに基づいてかつ温度ＴＨＷの高
い順に、燃焼式ヒータ１７の出力を０にして行う場合、
低出力にして行う場合、高出力にして行う場合の３段階
に分けられる。 （インジェクタ１０による燃料噴射タイミングの時期演
算用フローチャート）次に、図３のフローチャートで、
インジェクタ１０による燃料噴射タイミングの時期θを
決める燃料噴射タイミング演算ルーチンを説明する。ま
た、燃料噴射タイミングの時期θは、クランク角で示
し、上死点前何度と示す。
制御ルーチンにより、燃焼式ヒータ１７の出力制御は、
機関冷却水の温度ＴＨＷに基づいてかつ温度ＴＨＷの高
い順に、燃焼式ヒータ１７の出力を０にして行う場合、
低出力にして行う場合、高出力にして行う場合の３段階
に分けられる。 （インジェクタ１０による燃料噴射タイミングの時期演
算用フローチャート）次に、図３のフローチャートで、
インジェクタ１０による燃料噴射タイミングの時期θを
決める燃料噴射タイミング演算ルーチンを説明する。ま
た、燃料噴射タイミングの時期θは、クランク角で示
し、上死点前何度と示す。
【００２９】このフローチャートは、ステップ２０１〜
ステップ２０６からなる。
ステップ２０６からなる。
【００３０】Ｓ２０１では図２で述べた燃焼式ヒータ実
行フラグＦが「０（ゼロ）」であるかどうか、すなわち
図２に示す燃焼式ヒータの出力制御ルーチンにより、燃
焼式ヒータ１７の出力を０（ゼロ）にして行う場合と判
定したかどうかを等式記号「Ｆ＝０？」を用いて判定す
る。否定判定すればＳ２０２に進み、肯定判定すればＳ
２０４に進む。
行フラグＦが「０（ゼロ）」であるかどうか、すなわち
図２に示す燃焼式ヒータの出力制御ルーチンにより、燃
焼式ヒータ１７の出力を０（ゼロ）にして行う場合と判
定したかどうかを等式記号「Ｆ＝０？」を用いて判定す
る。否定判定すればＳ２０２に進み、肯定判定すればＳ
２０４に進む。
【００３１】Ｓ２０４では、燃焼式ヒータ１７の出力を
０にして行う場合の燃料噴射タイミングの補正量を符号
θAを用いて示す。補正量θAは、エンジン負荷やエンジ
ン回転数から割り出した基準燃料噴射時期θ0を図示し
ない適宜のマップ等の演算手段から求め、燃焼式ヒータ
１７の作動状態に応じた好適な燃料噴射タイミングの時
期を前記基準燃料噴射時期θ0に対してどれだけ進角す
ればよいかを示すものである。よって、補正量θAは、
噴射時期進角補正量θAということができる。したがっ
て、この噴射時期進角補正量θAを考慮した上での最終
的な燃料噴射タイミングの時期θは、次の（１）式を用
いて求められ、この処理はＳ２０４の後のＳ２０６にて
行う。
０にして行う場合の燃料噴射タイミングの補正量を符号
θAを用いて示す。補正量θAは、エンジン負荷やエンジ
ン回転数から割り出した基準燃料噴射時期θ0を図示し
ない適宜のマップ等の演算手段から求め、燃焼式ヒータ
１７の作動状態に応じた好適な燃料噴射タイミングの時
期を前記基準燃料噴射時期θ0に対してどれだけ進角す
ればよいかを示すものである。よって、補正量θAは、
噴射時期進角補正量θAということができる。したがっ
て、この噴射時期進角補正量θAを考慮した上での最終
的な燃料噴射タイミングの時期θは、次の（１）式を用
いて求められ、この処理はＳ２０４の後のＳ２０６にて
行う。
【００３２】θ←θ0＋θA…………（１）式 なお、Ｓ２０４で述べた噴射時期進角補正量θAの概念
は、Ｓ２０３とＳ２０５で出てくる噴射時期進角補正量
θAと同じ概念であるが、その内容量が異なる。このこ
とについてはＳ２０３およびＳ２０５の各ステップの説
明で述べる。Ｓ２０１で肯定判定した場合の燃焼式ヒー
タ１７の出力は０であるから、Ｓ２０４では噴射時期進
角補正量θAは補正の必要が認められず、よってその補
正量は「０（ゼロ）」であり、噴射時期進角補正量θA
を０とする。そして、この内容の意味するところを記号
「θA←０」を用いて示す。Ｓ２０４の後はＳ２０６に
進む。
は、Ｓ２０３とＳ２０５で出てくる噴射時期進角補正量
θAと同じ概念であるが、その内容量が異なる。このこ
とについてはＳ２０３およびＳ２０５の各ステップの説
明で述べる。Ｓ２０１で肯定判定した場合の燃焼式ヒー
タ１７の出力は０であるから、Ｓ２０４では噴射時期進
角補正量θAは補正の必要が認められず、よってその補
正量は「０（ゼロ）」であり、噴射時期進角補正量θA
を０とする。そして、この内容の意味するところを記号
「θA←０」を用いて示す。Ｓ２０４の後はＳ２０６に
進む。
【００３３】Ｓ２０２では、燃焼式ヒータ実行フラグＦ
が「１」であるかどうか、すなわち図２に示す燃焼式ヒ
ータ１７の出力制御ルーチンにより、燃焼式ヒータ１７
の出力をＬｏにして行う場合と判定したかどうかを等式
記号「Ｆ＝１？」を用いて判定する。肯定判定して燃焼
式ヒータ１７の出力をＬｏにして行う場合と判定すれば
Ｓ２０３に進み、否定判定して燃焼式ヒータ１７の出力
をＨｉにして行う場合と判定すればＳ２０５に進む。
が「１」であるかどうか、すなわち図２に示す燃焼式ヒ
ータ１７の出力制御ルーチンにより、燃焼式ヒータ１７
の出力をＬｏにして行う場合と判定したかどうかを等式
記号「Ｆ＝１？」を用いて判定する。肯定判定して燃焼
式ヒータ１７の出力をＬｏにして行う場合と判定すれば
Ｓ２０３に進み、否定判定して燃焼式ヒータ１７の出力
をＨｉにして行う場合と判定すればＳ２０５に進む。
【００３４】Ｓ２０３では、燃焼式ヒータ１７の出力を
Ｌｏにして行う場合の噴射時期進角補正量θAの内容量
を「Ｂ」とする。そして、この内容の意味するところを
記号「θA←Ｂ」用いて示す。Ｓ２０３の後はＳ２０６
に進む。Ｓ２０５では、燃焼式ヒータ１７の出力をＨｉ
にして行う場合の噴射時期進角補正量θAの内容量を
「Ａ」とする。そして、この内容の意味するところを記
号「θA←Ａ」用いて示す。Ｓ２０５の後はＳ２０６に
進む。なお、Ｓ２０３で述べた内容量ＢおよびＳ２０５
で述べた内容量Ａは、ともに正の値であるとともにＢ＜
Ａの関係にある。
Ｌｏにして行う場合の噴射時期進角補正量θAの内容量
を「Ｂ」とする。そして、この内容の意味するところを
記号「θA←Ｂ」用いて示す。Ｓ２０３の後はＳ２０６
に進む。Ｓ２０５では、燃焼式ヒータ１７の出力をＨｉ
にして行う場合の噴射時期進角補正量θAの内容量を
「Ａ」とする。そして、この内容の意味するところを記
号「θA←Ａ」用いて示す。Ｓ２０５の後はＳ２０６に
進む。なお、Ｓ２０３で述べた内容量ＢおよびＳ２０５
で述べた内容量Ａは、ともに正の値であるとともにＢ＜
Ａの関係にある。
【００３５】Ｓ２０６では、燃焼式ヒータ１７の出力を
０にして行う場合、低出力Ｌｏにして行う場合、高出力
Ｈｉにして行う場合の燃料噴射タイミングの時期θを求
める。
０にして行う場合、低出力Ｌｏにして行う場合、高出力
Ｈｉにして行う場合の燃料噴射タイミングの時期θを求
める。
【００３６】図３の燃料噴射タイミング演算ルーチンに
より、燃料噴射タイミングの時期θが、燃焼式ヒータ１
７の出力を０にして行う場合，低出力にして行う場合お
よび高出力にして行う場合のそれぞれの場合で異なり、
燃焼式ヒータ１７の出力を０にして行う場合には、燃料
噴射タイミングの時期θは基準燃料噴射時期θ0と同じ
であり、燃焼式ヒータ１７の出力を低出力Ｌｏにして行
う場合は基準燃料噴射時期θ0よりもＢだけ進角であ
り、および燃焼式ヒータ１７の出力を高出力Ｈｉにして
行う場合は基準燃料噴射時期θ0よりもＡだけ進角であ
ることがわかる。すなわち、燃焼式ヒータ１７の出力を
０にして行う場合を除き，燃焼式ヒータ１７の出力を低
出力Ｌｏにして行う場合および高出力Ｈｉにして行う場
合は、燃料噴射タイミングの時期θは基準燃料噴射時期
θ0よりも進角に設定することになる。換言すれば、燃
焼式ヒータ１７は、その出力が大きいほど燃料噴射タイ
ミングの時期θを早める。 〈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。
より、燃料噴射タイミングの時期θが、燃焼式ヒータ１
７の出力を０にして行う場合，低出力にして行う場合お
よび高出力にして行う場合のそれぞれの場合で異なり、
燃焼式ヒータ１７の出力を０にして行う場合には、燃料
噴射タイミングの時期θは基準燃料噴射時期θ0と同じ
であり、燃焼式ヒータ１７の出力を低出力Ｌｏにして行
う場合は基準燃料噴射時期θ0よりもＢだけ進角であ
り、および燃焼式ヒータ１７の出力を高出力Ｈｉにして
行う場合は基準燃料噴射時期θ0よりもＡだけ進角であ
ることがわかる。すなわち、燃焼式ヒータ１７の出力を
０にして行う場合を除き，燃焼式ヒータ１７の出力を低
出力Ｌｏにして行う場合および高出力Ｈｉにして行う場
合は、燃料噴射タイミングの時期θは基準燃料噴射時期
θ0よりも進角に設定することになる。換言すれば、燃
焼式ヒータ１７は、その出力が大きいほど燃料噴射タイ
ミングの時期θを早める。 〈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。
【００３７】エンジン１では、燃料噴射タイミングの時
期を燃焼式ヒータ１７の作動状態に応じて制御するよう
になっているので、燃料噴射タイミングの時期をうまく
調整することによって、酸化反応を促進するようにすれ
ば、二酸化炭素の多い燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスがエ
ンジン１の吸気系を構成する本流管２９に入っても、燃
焼行程においてエンジン１から出る排気ガスに含まれる
炭化水素と一酸化炭素は低減することになる。
期を燃焼式ヒータ１７の作動状態に応じて制御するよう
になっているので、燃料噴射タイミングの時期をうまく
調整することによって、酸化反応を促進するようにすれ
ば、二酸化炭素の多い燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスがエ
ンジン１の吸気系を構成する本流管２９に入っても、燃
焼行程においてエンジン１から出る排気ガスに含まれる
炭化水素と一酸化炭素は低減することになる。
【００３８】具体的には、燃焼式ヒータ１７は、その出
力が大きいほど燃料噴射タイミングの時期θを早めるよ
うになっているので、燃焼式ヒータ１７の出力が大きい
ほど気筒内への燃料噴射が早くから為される。このた
め、それだけ燃焼が速くなって酸化反応が進む。このた
め、エンジン１の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化
炭素の量は、燃焼式ヒータ１７の出力が小さいときに比
べて低減する。
力が大きいほど燃料噴射タイミングの時期θを早めるよ
うになっているので、燃焼式ヒータ１７の出力が大きい
ほど気筒内への燃料噴射が早くから為される。このた
め、それだけ燃焼が速くなって酸化反応が進む。このた
め、エンジン１の排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化
炭素の量は、燃焼式ヒータ１７の出力が小さいときに比
べて低減する。
【００３９】また、排気装置７にはリーンＮＯｘ触媒３
９を設けるようにしてあるので、排気ガス中に含まれる
炭化水素と一酸化炭素は、リーンＮＯｘ触媒３９の還元
剤として用いられる。したがって、さらにエンジン１の
排気ガス中に含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を減ら
すことができるとともに、併せてエンジン１の排気ガス
中に含まれる窒素酸化物の量も減らすことができる。
９を設けるようにしてあるので、排気ガス中に含まれる
炭化水素と一酸化炭素は、リーンＮＯｘ触媒３９の還元
剤として用いられる。したがって、さらにエンジン１の
排気ガス中に含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を減ら
すことができるとともに、併せてエンジン１の排気ガス
中に含まれる窒素酸化物の量も減らすことができる。
【００４０】図４，図５および図６は、燃焼式ヒータが
ない、あるいはあっても作動させない場合、すなわち燃
焼式ヒータ１７の出力を０にした場合と、燃焼式ヒータ
１７の出力を高出力Ｈｉにした場合との違いを、窒素酸
化物，炭化水素および一酸化炭素の発生量の差で比較し
たものである。各図における実線グラフが燃焼式ヒータ
１７の出力を０にした場合を示し、破線グラフが燃焼式
ヒータ１７の出力を高出力Ｈｉにした場合を示す。
ない、あるいはあっても作動させない場合、すなわち燃
焼式ヒータ１７の出力を０にした場合と、燃焼式ヒータ
１７の出力を高出力Ｈｉにした場合との違いを、窒素酸
化物，炭化水素および一酸化炭素の発生量の差で比較し
たものである。各図における実線グラフが燃焼式ヒータ
１７の出力を０にした場合を示し、破線グラフが燃焼式
ヒータ１７の出力を高出力Ｈｉにした場合を示す。
【００４１】図４，図５および図６は、それぞれ炭化水
素，一酸化炭素および窒素酸化物の出ガスに占める割合
を示している。また、各図の縦軸は、各物質の発生量を
示しており、横軸は燃料の噴射タイミングの時期をクラ
ンク角で示している。横軸上に示される数値がクランク
角であり、数値０が上死点を意味する。よって、０より
も図面に向かって右側に進む程、いわゆる進角であり、
同じく左側に進む程、いわゆる遅角である。
素，一酸化炭素および窒素酸化物の出ガスに占める割合
を示している。また、各図の縦軸は、各物質の発生量を
示しており、横軸は燃料の噴射タイミングの時期をクラ
ンク角で示している。横軸上に示される数値がクランク
角であり、数値０が上死点を意味する。よって、０より
も図面に向かって右側に進む程、いわゆる進角であり、
同じく左側に進む程、いわゆる遅角である。
【００４２】図４および図５から次のことがいえる。す
なわち、両図における燃焼式ヒータ１７の出力を０にし
た場合を示す実線グラフよりも燃焼式ヒータ１７の出力
を高出力Ｈｉにした場合を示す破線グラフの方が、炭化
水素および一酸化炭素の発生量が多い。けれども、クラ
ンク角を進角にすればそれに比例して含有量を抑制でき
ることがわかる。
なわち、両図における燃焼式ヒータ１７の出力を０にし
た場合を示す実線グラフよりも燃焼式ヒータ１７の出力
を高出力Ｈｉにした場合を示す破線グラフの方が、炭化
水素および一酸化炭素の発生量が多い。けれども、クラ
ンク角を進角にすればそれに比例して含有量を抑制でき
ることがわかる。
【００４３】また、図６から、燃焼式ヒータ１７の出力
を０にした場合を示す実線グラフよりも燃焼式ヒータ１
７の出力を高出力Ｈｉにした場合を示す破線グラフの方
が、窒素酸化物の含有量が少なく、よって窒素酸化物の
浄化が極めて有効になされていることがわかる。
を０にした場合を示す実線グラフよりも燃焼式ヒータ１
７の出力を高出力Ｈｉにした場合を示す破線グラフの方
が、窒素酸化物の含有量が少なく、よって窒素酸化物の
浄化が極めて有効になされていることがわかる。
【００４４】さらに、エンジン１では、燃焼式ヒータ１
７から出る燃焼ガスａ２を吸気管２３に混入すること
で、吸気系にそれまで流れていた新気ａ１’は、燃焼ガ
スａ２の燃焼熱を含んだ燃焼ガス混入吸気ａ３となる。
よって、燃焼式ヒータ１７の燃焼熱の利用によって暖機
促進や車室用ヒータの性能向上を図れることになる。
７から出る燃焼ガスａ２を吸気管２３に混入すること
で、吸気系にそれまで流れていた新気ａ１’は、燃焼ガ
スａ２の燃焼熱を含んだ燃焼ガス混入吸気ａ３となる。
よって、燃焼式ヒータ１７の燃焼熱の利用によって暖機
促進や車室用ヒータの性能向上を図れることになる。
【００４５】そして、燃焼式ヒータ１７は、本来スモー
クのほとんどない、換言すれば、カーボンを含まない、
また、二酸化炭素の濃度の濃い燃焼ガスを出すので、そ
れをエンジン１の気筒に吸入すれば、従来より知られて
いるＮＯｘ低減装置といえるＥＧＲ装置に比して、内燃
機関の摩耗と腐食発生の心配がなく耐久性向上も期待で
き、低水温からの窒素酸化物の低減が可能となる。
クのほとんどない、換言すれば、カーボンを含まない、
また、二酸化炭素の濃度の濃い燃焼ガスを出すので、そ
れをエンジン１の気筒に吸入すれば、従来より知られて
いるＮＯｘ低減装置といえるＥＧＲ装置に比して、内燃
機関の摩耗と腐食発生の心配がなく耐久性向上も期待で
き、低水温からの窒素酸化物の低減が可能となる。
【００４６】加えて、二酸化炭素自体にもスモーク抑制
効果がある。これは次の理由による。すなわち、二酸化
炭素の熱解離（すなわち、雰囲気温度が１４００℃にお
いて、ＣＯ2→２ＣＯ＋Ｏ2）により生成した酸素がすす
を再燃焼し、かつ二酸化炭素が生成した炭素を酸化する
（すなわち、ＣＯ2＋Ｃ→２ＣＯ）ので、内燃機関が高
負荷のときでもスモークの抑制効果を期待できる。
効果がある。これは次の理由による。すなわち、二酸化
炭素の熱解離（すなわち、雰囲気温度が１４００℃にお
いて、ＣＯ2→２ＣＯ＋Ｏ2）により生成した酸素がすす
を再燃焼し、かつ二酸化炭素が生成した炭素を酸化する
（すなわち、ＣＯ2＋Ｃ→２ＣＯ）ので、内燃機関が高
負荷のときでもスモークの抑制効果を期待できる。
【００４７】そして、ディーゼルエンジンは、燃焼燃料
が少ないので冷却水への熱損失が元来少ないものであ
る。よって、ディーゼルエンジンでは、常温時でも暖機
性が悪化傾向にあるが、燃焼式ヒータ１７を必要時作動
することで暖機性を大幅に向上できる。この結果、暖機
時のエミッションを大幅に改善できる。しかも、燃焼式
ヒータ１７の排気熱は、エンジン本体３で回収するの
で、内燃機関側冷却水受熱量が増えてヒータ性能を向上
する。
が少ないので冷却水への熱損失が元来少ないものであ
る。よって、ディーゼルエンジンでは、常温時でも暖機
性が悪化傾向にあるが、燃焼式ヒータ１７を必要時作動
することで暖機性を大幅に向上できる。この結果、暖機
時のエミッションを大幅に改善できる。しかも、燃焼式
ヒータ１７の排気熱は、エンジン本体３で回収するの
で、内燃機関側冷却水受熱量が増えてヒータ性能を向上
する。
【００４８】さらにまた、燃焼式ヒータ１７の空気供給
路３３および燃焼ガス排出路３５は大気に直接開口して
いないので、騒音の低減効果も期待できる。
路３３および燃焼ガス排出路３５は大気に直接開口して
いないので、騒音の低減効果も期待できる。
【００４９】
【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内
燃機関において、内燃機関の燃焼後、内燃機関の排気ガ
スに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を低減すること
ができる。また、リーンＮＯｘ触媒を排気系に設けるこ
とで、内燃機関の排気ガス中に含まれる窒素酸化物の量
も減らすことができる。
焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気系に導入する内
燃機関において、内燃機関の燃焼後、内燃機関の排気ガ
スに含まれる炭化水素と一酸化炭素の量を低減すること
ができる。また、リーンＮＯｘ触媒を排気系に設けるこ
とで、内燃機関の排気ガス中に含まれる窒素酸化物の量
も減らすことができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る燃焼式ヒータを有す
る圧縮着火式内燃機関の概略構成図
る圧縮着火式内燃機関の概略構成図
【図２】燃焼式ヒータの出力制御ルーチンを説明するフ
ローチャート
ローチャート
【図３】燃料噴射タイミング演算ルーチンを説明するフ
ローチャート
ローチャート
【図４】炭化水素の発生量を抑制できることを説明する
図
図
【図５】一酸化炭素の発生量を抑制できることを説明す
る図
る図
【図６】窒素酸化物の発生量を抑制できることを説明す
る図
る図
１…ディーゼルエンジン（圧縮着火式内燃機関） ３…エンジン本体 ５…吸気装置 ７…排気装置 １０…インジェクタ（燃料噴射装置） 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 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…リーンＮＯｘ触媒 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 ＲＡＭ…ランダムアクセスメモリ 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 θ…燃料噴射タイミングの時期 θ0…基準燃料噴射時期 θA…噴射時期進角補正量 Ａ…燃焼式ヒータ１７の出力がＨｉの場合の進角量 Ｂ…燃焼式ヒータ１７の出力がＬｏの場合の進角量 ０（ゼロ）…燃焼式ヒータ１７の出力が０（ゼロ）の場
合の進角量 ＴＨＷ…機関冷却水温度 ＴＨＷ１…機関冷却水温度ＴＨＷとの比較値である所定
温度 ＴＨＷ２…機関冷却水温度ＴＨＷとの比較値である所定
温度 Ｆ…燃焼式ヒータ実行フラグ Ｗ…燃焼式ヒータ１７の出力値 Ｌｏ…燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗが低い場合の出力値 Ｈｉ…燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗが高い場合の出力値
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 θ…燃料噴射タイミングの時期 θ0…基準燃料噴射時期 θA…噴射時期進角補正量 Ａ…燃焼式ヒータ１７の出力がＨｉの場合の進角量 Ｂ…燃焼式ヒータ１７の出力がＬｏの場合の進角量 ０（ゼロ）…燃焼式ヒータ１７の出力が０（ゼロ）の場
合の進角量 ＴＨＷ…機関冷却水温度 ＴＨＷ１…機関冷却水温度ＴＨＷとの比較値である所定
温度 ＴＨＷ２…機関冷却水温度ＴＨＷとの比較値である所定
温度 Ｆ…燃焼式ヒータ実行フラグ Ｗ…燃焼式ヒータ１７の出力値 Ｌｏ…燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗが低い場合の出力値 Ｈｉ…燃焼式ヒータ１７の出力値Ｗが高い場合の出力値
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｎ 17/04 Ｆ０２Ｎ 17/04 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 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圧縮着火式内燃機関において、 前記内燃機関の燃料噴射装置による燃料噴射タイミング
の時期を前記燃焼式ヒータの作動状態に応じて制御する
ことを特徴とする燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃
機関。 - 【請求項２】 前記燃焼式ヒータの出力が大きいほど前
記燃料噴射タイミングの時期を早め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圧縮着火式内燃
機関。 - 【請求項３】 前記内燃機関の排気系にはリーンＮＯｘ
触媒を設け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圧縮着火式内燃機関。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11736098A JP3577946B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関 |
| US09/281,702 US6119660A (en) | 1998-04-27 | 1999-03-30 | Compression-ignition internal combustion engine having combustion heater |
| EP99107549A EP0953742B1 (en) | 1998-04-27 | 1999-04-15 | Compression-ignition internal combustion engine having combustion heater |
| DE69908858T DE69908858T2 (de) | 1998-04-27 | 1999-04-15 | Dieselbrennkraftmaschine mit Verbrennungsheizgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11736098A JP3577946B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11311145A true JPH11311145A (ja) | 1999-11-09 |
| JP3577946B2 JP3577946B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=14709762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11736098A Expired - Fee Related JP3577946B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 燃焼式ヒータを有する圧縮着火式内燃機関 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6119660A (ja) |
| EP (1) | EP0953742B1 (ja) |
| JP (1) | JP3577946B2 (ja) |
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| US6260545B1 (en) * | 1998-06-15 | 2001-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine having combustion heater |
| US7769526B2 (en) * | 2007-08-21 | 2010-08-03 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Diesel transient combustion control based on intake carbon dioxide concentration |
| JP6499951B2 (ja) * | 2015-09-25 | 2019-04-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジンシステムの制御装置 |
| CN112682228B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-04-01 | 清华大学 | 一种旁路进气加热装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US2290300A (en) * | 1940-01-08 | 1942-07-21 | Stewart Warner Corp | Automobile heater |
| FR1497428A (fr) * | 1966-10-25 | 1967-10-06 | Daimler Benz Ag | Procédé et équipement pour le fonctionnement d'un moteur diesel avec turbo-compresseur à gaz d'échappement |
| US3960121A (en) * | 1971-06-16 | 1976-06-01 | Backus Devices, Incorporated | Engine combustion system |
| US4122679A (en) * | 1973-08-10 | 1978-10-31 | Societe D'etudes De Machines Thermiques | Method and means for pre-heating the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine when operating at low load |
| DE2706696C2 (de) * | 1977-02-17 | 1982-04-29 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Verfahren zum Anlassen der Brennkammer einer Brennkraftmaschine |
| JPS5925871B2 (ja) * | 1977-02-21 | 1984-06-21 | 株式会社豊田中央研究所 | 定常燃焼機関 |
| GB1595060A (en) * | 1977-11-30 | 1981-08-05 | Lucas Industries Ltd | Air heater system |
| FR2531144A1 (fr) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Scoma Energie | Procede et alimentation de moteur a combustion interne et moteur faisant application de ce procede |
| JPS60244614A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-04 | Diesel Kiki Co Ltd | 自動車用空調装置 |
| JPS6246708A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-28 | Isuzu Motors Ltd | 急速暖房器の制御装置 |
| JPH0633755B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1994-05-02 | いすゞ自動車株式会社 | 暖機装置 |
| JPS6299414U (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-24 | ||
| JPH07115582B2 (ja) * | 1986-11-13 | 1995-12-13 | いすゞ自動車株式会社 | 車両用暖房装置 |
| JPS63127011A (ja) * | 1986-11-15 | 1988-05-30 | Isuzu Motors Ltd | 燃焼器の制御装置 |
| DE3726164A1 (de) * | 1987-08-06 | 1989-02-16 | Daimler Benz Ag | Einrichtung zum anheben der abgastemperatur eines dieselmotors auf die abbrenntemperatur eines in der abgasleitung angeordneten russabbrennfilters |
| JPH01159445A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Nippon Denso Co Ltd | ディーゼル機関の制御装置 |
| FR2703830B1 (fr) * | 1993-04-08 | 1997-07-04 | Motorola Semiconducteurs | Ensemble à transistor de commutation. |
| JPH09228882A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Hino Motors Ltd | 予混合圧縮着火式エンジン |
| EP0924399B1 (en) * | 1997-12-19 | 2003-07-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine having lean NOx catalyst |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP11736098A patent/JP3577946B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-30 US US09/281,702 patent/US6119660A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-15 DE DE69908858T patent/DE69908858T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-15 EP EP99107549A patent/EP0953742B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0953742A2 (en) | 1999-11-03 |
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| US6119660A (en) | 2000-09-19 |
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