特許 6202275 燃焼式ヒータ付エンジンシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202275

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】燃焼式ヒータ付エンジンシステム

(51)【国際特許分類】

   F01P 3/20 20060101AFI20170914BHJP

   F23D 5/18 20060101ALI20170914BHJP

   F02N 19/02 20100101ALI20170914BHJP

   F01M 13/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F01P3/20 E

   F23D5/18

   F02N19/02 C

   F01M13/00 P

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-136565(P2014-136565)

(22)【出願日】2014年7月2日

(65)【公開番号】特開2016-14349(P2016-14349A)

(43)【公開日】2016年1月28日

【審査請求日】2016年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100168871

【弁理士】

【氏名又は名称】岩上 健

(72)【発明者】

【氏名】養祖 隆

(72)【発明者】

【氏名】山川 正尚

(72)【発明者】

【氏名】飯田 晋也

(72)【発明者】

【氏名】神長 隆史

(72)【発明者】

【氏名】長津 和弘

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭４９−０３８２１８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００９−１０８７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４２０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２７３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８１３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−００３８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ３／２０

Ｆ０１Ｍ １３／００

Ｆ０２Ｎ １９／０２

Ｆ２３Ｄ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
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。

【請求項2】

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有し、
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。

【請求項3】

上記エンジンは、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、上記第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、
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。

【請求項4】

さらに、上記燃焼式ヒータと上記吸気通路とを接続し、上記燃焼式ヒータで発生した燃焼ガスを上記吸気通路に排出させる燃焼ガス排出通路を有する請求項１乃至３の何れか一項に記載の燃焼式ヒータ付エンジンシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２７０６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【発明の効果】

【0010】

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。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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。

【図2】本発明の実施形態によるエンジン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る。

【図3】本発明の実施形態による燃焼式ヒータの動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【符号の説明】

【0043】

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

【図1】

【図2】

【図3】