JP2000320408A - Intake heating system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼機を用いて内
燃機関の吸気を加熱する吸気加熱システムに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake air heating system for heating intake air of an internal combustion engine using a combustor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関は、周知のごとく、空気を吸入
圧縮して燃料を燃焼する（爆発させる）ものであるの
で、特にディーゼルエンジンのごとく、点火装置（点火
プラグ）を有していない内燃機関において、内燃機関の
始動性を向上させるには、内燃機関の吸気を加熱する手
段が有効である。2. Description of the Related Art As is well known, an internal combustion engine burns (explodes) fuel by sucking and compressing air. Therefore, an internal combustion engine having no ignition device (spark plug), such as a diesel engine, is particularly known. In the engine, means for heating the intake air of the internal combustion engine is effective in improving the startability of the internal combustion engine.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、車室内を暖房するヒータコア内を流通する流体（冷
却水）を加熱する燃焼機の燃焼ガスを、内燃機関の吸気
側に供給することにより吸気を加熱する吸気加熱システ
ムを検討したが、この吸気加熱システムは、以下のよう
な問題を有していることが判明した。By the way, the present inventors supply the combustion gas of a combustor for heating a fluid (cooling water) flowing in a heater core for heating a vehicle interior to an intake side of an internal combustion engine. An intake air heating system for heating the intake air was studied by using this method, but it was found that this intake air heating system had the following problems.
【０００４】すなわち、燃焼機は、燃焼ガスの有する熱
によりヒータコアを流通する流体を加熱するものである
から、流体を加熱した後の燃焼ガスは、温度が低いの
で、十分に吸気を加熱することができず、内燃機関の始
動性を十分に向上させることができない。[0004] That is, since the combustor heats the fluid flowing through the heater core by the heat of the combustion gas, the combustion gas after heating the fluid has a low temperature. And the startability of the internal combustion engine cannot be sufficiently improved.
【０００５】本発明は、上記点に鑑み、燃焼機を有する
車両において、内燃機関の始動性を向上させることを目
的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to improve the startability of an internal combustion engine in a vehicle having a combustor.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。The present invention uses the following technical means to achieve the above object.
【０００７】請求項１〜５に記載の発明では、内燃機関
（１）の始動時に燃焼機（１５）を稼働させるととも
に、燃焼機（１５）内で発生する燃焼ガスのうち、流体
を加熱する前、又は加熱する途中の高温燃焼ガスを内燃
機関（１）の吸気側に供給することを特徴とする。According to the first to fifth aspects of the present invention, the combustor (15) is operated when the internal combustion engine (1) is started, and the fluid is heated out of the combustion gas generated in the combustor (15). The high-temperature combustion gas before or during heating is supplied to the intake side of the internal combustion engine (1).
【０００８】これにより、高温の燃焼ガスを内燃機関
（１）の吸気側に供給することができるので、内燃機関
（１）の始動性を十分に向上させることができる。[0008] Thus, since the high-temperature combustion gas can be supplied to the intake side of the internal combustion engine (1), the startability of the internal combustion engine (1) can be sufficiently improved.
【０００９】因みに、特開平８−８０７２７号公報に
は、高温燃焼ガスを排出することができる燃焼機が記載
されているが、この公報に記載の発明では、高温燃焼ガ
スを内燃機関の吸気側に供給することなく、大気中に放
出しており、上記目的を達成することはできない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-80727 discloses a combustor capable of discharging high-temperature combustion gas. However, in the invention described in this publication, high-temperature combustion gas is supplied to the intake side of an internal combustion engine. Without being supplied to the atmosphere, the above-mentioned object cannot be achieved.
【００１０】なお、内燃機関（１）の始動後には、請求
項２に記載の発明のごとく、内燃機関（１）の吸気側に
供給する前記高温燃焼ガスの供給量を減少させることが
望ましい。After the internal combustion engine (1) is started, it is desirable to reduce the supply amount of the high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the internal combustion engine (1), as in the second aspect of the present invention.
【００１１】また、請求項３に記載の発明のごとく、内
燃機関（１）の吸気側に供給する高温燃焼ガスが流通す
る通路（１９）を開閉するバルブ（２０）を設けるとと
もに、通路（１９）内の雰囲気温度に基づいて通路（１
９）を開閉することが望ましい。According to a third aspect of the present invention, a valve (20) for opening and closing a passage (19) through which high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the internal combustion engine (1) flows is provided, and the passage (19) is provided. ) Based on the ambient temperature inside
It is desirable to open and close 9).
【００１２】また、バルブ（２０）は、請求項４に記載
の発明のごとく、温度によって形状が変化する形状記憶
合金からなる駆動部材（２０ｂ、２０ｃ）にて開閉作動
されるようにしてもよい。Further, the valve (20) may be opened and closed by a driving member (20b, 20c) made of a shape memory alloy whose shape changes with temperature, as in the invention according to claim 4. .
【００１３】また、バルブ（２０）は、請求項４に記載
の発明のごとく、燃焼機（１５）の始動した時から所定
時間が経過した後、内燃機関（１）の吸気側に供給する
前記高温燃焼ガスの供給量を減少させるようにしてもよ
い。The valve (20) is supplied to the intake side of the internal combustion engine (1) after a lapse of a predetermined time from the start of the combustor (15). The supply amount of the high-temperature combustion gas may be reduced.
【００１４】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本実施形
態に係る吸気加熱システムを模式図である。１はディー
ゼルエンジン（内燃機関）であり、２はディーゼルエン
ジン（以下、エンジンと略す。）に吸入される吸気が流
通する吸気管であり、３はエンジン１から排出される排
気が流通する排気管である。(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic view of an intake air heating system according to the present embodiment. 1 is a diesel engine (internal combustion engine), 2 is an intake pipe through which intake air taken into a diesel engine (hereinafter, abbreviated as engine) flows, and 3 is an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine 1 flows. It is.
【００１６】そして、吸気管２には、その上流側から順
に、吸気中の塵埃を除去するエアフィルタ４、排気の有
するエネルギにより稼働するターボ型のコンプレッサ
５、及びコンプレッサ５にて加圧された吸気を冷却する
インタークーラ６が配設されている。The intake pipe 2 is pressurized by an air filter 4 for removing dust in the intake air, a turbo-type compressor 5 operated by energy of exhaust gas, and a compressor 5 in order from the upstream side. An intercooler 6 for cooling the intake air is provided.
【００１７】一方、排気管３には、その上流側から順
に、排気の酸化還元反応を促進することにより排気を浄
化する三元触媒７、及び排気の騒音を低減するマフラー
８が配設されている。On the other hand, a three-way catalyst 7 for purifying the exhaust gas by promoting the oxidation-reduction reaction of the exhaust gas and a muffler 8 for reducing the noise of the exhaust gas are disposed in the exhaust pipe 3 in order from the upstream side. I have.
【００１８】なお、９は排気の一部を吸気管２に還流さ
せることにより、排気中の窒素酸化物を低減する排気再
循環管であり、１０はエンジン１の稼働状態に基づいて
排気再循環管９を開閉する、周知のＥＧＲバルブであ
る。Reference numeral 9 denotes an exhaust gas recirculation pipe which recirculates part of the exhaust gas to the intake pipe 2 to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas. Reference numeral 10 denotes an exhaust gas recirculation pipe based on the operating state of the engine 1. It is a well-known EGR valve that opens and closes the pipe 9.
【００１９】１１はエンジン１内を循環する冷却水を冷
却するラジエータであり、１２はエンジン１から駆動力
を得て冷却水を循環させるポンプであり、１３は冷却水
温度を所定範囲（約８０℃〜１００℃）に維持すべく、
ラジエータ１１を流通する冷却水量を調節するサーモス
タットである。Reference numeral 11 denotes a radiator for cooling the cooling water circulating in the engine 1, reference numeral 12 denotes a pump for circulating the cooling water by obtaining a driving force from the engine 1, and reference numeral 13 denotes a cooling water temperature in a predetermined range (about 80). ℃ ~ 100 ℃) to maintain
This is a thermostat for adjusting the amount of cooling water flowing through the radiator 11.
【００２０】１４はエンジン１内を循環する冷却水（流
体）を熱源として車室内を暖房するヒータコアであり、
１５は燃料（本実施形態では、軽油）を燃焼することに
よりヒータコア１４内を流通する冷却水を加熱する燃焼
機であり、この燃焼機１５は、エンジン１の上方側にて
エンジン１に固定されている。１６は燃焼機１５に燃料
を供給する燃料ポンプであり、１７は燃料が燃焼する燃
焼筒１５ｂに空気（酸素）を送風する軸流型のターボ送
風機である。Reference numeral 14 denotes a heater core for heating the vehicle interior by using cooling water (fluid) circulating in the engine 1 as a heat source.
Reference numeral 15 denotes a combustor that heats cooling water flowing in the heater core 14 by burning fuel (light oil in the present embodiment). The combustor 15 is fixed to the engine 1 above the engine 1. ing. Reference numeral 16 denotes a fuel pump that supplies fuel to the combustor 15, and reference numeral 17 denotes an axial-flow type turbo blower that blows air (oxygen) to a combustion cylinder 15b in which the fuel burns.
【００２１】ところで、燃焼機１５には、燃焼ガス等の
有する熱と冷却水とを熱交換し、冷却水を加熱するウォ
ータジャケット（熱交換器）１５ａが燃焼筒１５ｂの外
側を覆うように形成されている。Meanwhile, in the combustor 15, a water jacket (heat exchanger) 15a for exchanging heat between the heat of the combustion gas or the like and the cooling water and heating the cooling water is formed so as to cover the outside of the combustion tube 15b. Have been.
【００２２】また、ウォータジャケット１５ａと燃焼筒
１５ｂとの間には、燃焼ガスが流通する排気通路１５ｃ
が形成されており、排気通路１５ｃにて冷却水との熱交
換を終えて温度が（約３００℃以下まで）低下した低温
燃焼ガス（排気）は、燃焼機用排気管１８を流通して、
インタクーラ６より空気流れ下流側の部位から吸気管２
に流入する。An exhaust passage 15c through which combustion gas flows is provided between the water jacket 15a and the combustion cylinder 15b.
The low-temperature combustion gas (exhaust gas) whose temperature has been lowered (to about 300 ° C. or less) after completing the heat exchange with the cooling water in the exhaust passage 15 c flows through the exhaust pipe 18 for the combustor.
From the part downstream of the air flow from the intercooler 6 to the intake pipe 2
Flows into.
【００２３】なお、燃焼機１５の吸気は、燃焼ガスと略
同等の圧力を有する部位から吸入する必要があるので、
本実施形態では、吸気管２のうち燃焼機用排気管１８と
の接合部とインタクーラ６との間の部位から空気を吸入
している。Since the intake air of the combustor 15 needs to be taken in from a portion having substantially the same pressure as the combustion gas,
In the present embodiment, air is sucked from a portion of the intake pipe 2 between the junction with the combustor exhaust pipe 18 and the intercooler 6.
【００２４】また、燃焼機１５のうち燃焼筒１５ｂの軸
方向端部側には、排気通路１５ｃを迂回させて、ウォー
タジャケット１５ａを流通する冷却水を加熱する前の高
温燃焼ガス（約３００℃以上）を燃焼機用排気管１８に
導く排出通路１９が設けられており、この排出通路１９
は、バルブ２０により開閉制御されている。Further, the high-temperature combustion gas (about 300 ° C.) before heating the cooling water flowing through the water jacket 15a is bypassed to the exhaust end 15c on the axial end side of the combustion cylinder 15b of the combustor 15. Is provided to the exhaust pipe 18 for the combustor.
Is controlled by a valve 20 to open and close.
【００２５】因みに、バルブ２０は、ステッピングモー
タ等の電磁アクチュエータ２０ａにより駆動されてお
り、この電磁アクチュエータ２０ａは、セラミックス等
の熱伝導率の低い材質からなる連接棒（図示せず）を介
してバルブ２０を駆動する。Incidentally, the valve 20 is driven by an electromagnetic actuator 20a such as a stepping motor. The electromagnetic actuator 20a is connected to a valve via a connecting rod (not shown) made of a material having a low thermal conductivity such as ceramics. 20 is driven.
【００２６】また、ウォータジャケット１５ａの一部を
電磁アクチュエータ２０ａの近傍まで設けることによ
り、電磁アクチュエータ２０ａを冷却して電磁アクチュ
エータ２０ａを高温燃焼ガスの熱から保護している。Further, by providing a part of the water jacket 15a to the vicinity of the electromagnetic actuator 20a, the electromagnetic actuator 20a is cooled to protect the electromagnetic actuator 20a from the heat of the high-temperature combustion gas.
【００２７】なお、高温燃焼ガスと低温燃焼ガスとは、
排出通路１９と燃焼機用排気管１８との接合部位で合流
するが、本実施形態では、接合部位に案内板１８ａを設
けることにより、低温燃焼ガスが接合部位（燃焼機用排
気管１８）のうち電磁アクチュエータ２０ａ側を流通す
るようにして、電磁アクチュエータ２０ａを高温からさ
らに保護している。The high-temperature combustion gas and the low-temperature combustion gas are:
Although the merging occurs at the junction between the discharge passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor, in the present embodiment, the provision of the guide plate 18a at the junction allows the low-temperature combustion gas to flow at the junction (the exhaust pipe 18 for the combustor). The electromagnetic actuator 20a is further protected from high temperatures by flowing through the electromagnetic actuator 20a side.
【００２８】因みに、２５はエンジン１が停止してポン
プ１２が停止しているときに、ウォータジャケット１５
ａ内に冷却水を循環させるための電動式のポンプであ
り、２６はポンプ２５から吐出される冷却水が、ウォー
タジャケット１５ａの流入側に流通してしまい冷却水が
ショートサーキットしてしまうことを防止する逆止弁で
ある。By the way, the reference numeral 25 denotes the water jacket 15 when the engine 1 is stopped and the pump 12 is stopped.
Reference numeral 26 denotes an electric pump for circulating the cooling water in a. The cooling water discharged from the pump 25 flows to the inflow side of the water jacket 15a, and the cooling water is short-circuited. It is a check valve to prevent.
【００２９】次に、本実施形態に係る吸気加熱システム
の特徴的作動を述べる。Next, the characteristic operation of the intake air heating system according to this embodiment will be described.
【００３０】エンジン１のクランクシャフト（図示せ
ず）をセルモータ（図示せず）にて回転させてエンジン
を始動する（以下、この行為をクランキング又はエンジ
ン始動と呼ぶ。）と同時に、排出通路１９を開いた状態
で燃焼機１５を着火（稼働）させる。The engine 1 is started by rotating a crankshaft (not shown) of the engine 1 by a starter motor (not shown) (hereinafter, this action is called cranking or engine start), and at the same time, the discharge passage 19 is provided. The combustor 15 is ignited (operated) in a state where is opened.
【００３１】そして、エンジン始動が完了し、クランキ
ングを停止した後は、排出通路１９を徐々に閉じてエン
ジン１の吸気側に供給する高温燃焼ガスの供給量を徐々
に減少させる。したがって、排出通路１９が全閉したと
きには、低温燃焼ガスのみが吸気管２内に流入する。After the start of the engine is completed and the cranking is stopped, the discharge passage 19 is gradually closed to gradually reduce the supply amount of the high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the engine 1. Therefore, when the exhaust passage 19 is fully closed, only the low-temperature combustion gas flows into the intake pipe 2.
【００３２】次に、本実施形態の特徴を述べる。Next, the features of this embodiment will be described.
【００３３】本実施形態によれば、エンジン１の始動時
に燃焼機１５を稼働させるとともに、高温燃焼ガスをエ
ンジン１の吸気側に供給するので、温度の高い燃焼ガス
をエンジン１の吸気側に供給することができ、エンジン
１の始動性を十分に向上させることができる。According to the present embodiment, since the combustor 15 is operated at the time of starting the engine 1 and high-temperature combustion gas is supplied to the intake side of the engine 1, high-temperature combustion gas is supplied to the intake side of the engine 1. And the startability of the engine 1 can be sufficiently improved.
【００３４】また、エンジン１の始動後には、エンジン
１の吸気側に供給する高温燃焼ガスの供給量を減少させ
るので、必要以上に高温の燃焼ガスをエンジン１の吸入
側に供給することを防止できるとともに、高温の燃焼ガ
スの熱を冷却水に与えることができるため、ヒータコア
１４での暖房能力が低下することを防止できる。After the engine 1 is started, the supply amount of the high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the engine 1 is reduced, so that the supply of the unnecessarily high-temperature combustion gas to the intake side of the engine 1 is prevented. In addition to this, since the heat of the high-temperature combustion gas can be given to the cooling water, it is possible to prevent a decrease in the heating capacity of the heater core 14.
【００３５】また、排出通路１９と燃焼機用排気管１８
とが連結されているので、高温燃焼ガス専用の配管を新
たに設ける必要がない。したがって、吸気加熱システム
の部品点数が増大することを防止することができるの
で、吸気加熱システムの製造原価低減を図ることができ
る。The exhaust passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor
Is connected, there is no need to newly provide a pipe dedicated to high-temperature combustion gas. Therefore, it is possible to prevent an increase in the number of parts of the intake air heating system, so that it is possible to reduce the manufacturing cost of the intake air heating system.
【００３６】ところで、電気ヒータにて吸気を加熱する
手段が知られているが、この手段では、車両に搭載され
たバッテリ（図示せず）の能力上の制限から一般的に１
ｋｗ以上発熱させることが困難であるため、「発明が解
決しようとする課題」の欄で述べた吸気加熱システムよ
りさらに吸気を加熱するが難しい。Means for heating the intake air with an electric heater is known. However, this means is generally one piece due to the limitation of the capacity of a battery (not shown) mounted on a vehicle.
Since it is difficult to generate heat of kw or more, it is more difficult to heat the intake air than the intake air heating system described in the section of “Problems to be Solved by the Invention”.
【００３７】これに対して、本実施形態では、排出通路
１９の連通状態をバルブ２０によって制御することによ
り、吸気に与える熱量を調節しながら、電気ヒータより
大きい熱量（最大５〜６ｋｗ程度）を吸気に与えること
ができる。On the other hand, in the present embodiment, by controlling the communication state of the discharge passage 19 by the valve 20, the amount of heat larger than the electric heater (up to about 5 to 6 kW) is adjusted while adjusting the amount of heat applied to the intake air. Can be given to inspiration.
【００３８】（第２実施形態）本実施形態は、図２に示
すように、燃焼機用排気管１８のうち排出通路１９との
連結部より低温燃焼ガス流れ上流側に、燃焼機用排気管
１８を開閉する第２バルブ２１を設けるとともに、エン
ジン始動時（クランキング中）には、第２バルブ２１を
閉じるようにしたものである。なお、以下、バルブ２０
を第１バルブ２０と呼ぶ。(Second Embodiment) In this embodiment, as shown in FIG. 2, the exhaust pipe 18 for the combustor is located on the upstream side of the flow of the low-temperature combustion gas from the connection with the discharge passage 19 in the exhaust pipe 18 for the combustor. A second valve 21 for opening and closing the valve 18 is provided, and the second valve 21 is closed when the engine is started (during cranking). Hereinafter, the valve 20 will be described.
Is referred to as a first valve 20.
【００３９】これにより、エンジン始動時に、高温燃焼
ガスと低温燃焼ガスとが混合してしまうことを防止でき
るので、エンジン１の吸入側に供給される高温燃焼ガス
の温度が低下してしまうことを防止できる。したがっ
て、温度の高い燃焼ガスを確実にエンジン１の吸入側に
供給することができる。This prevents the high-temperature combustion gas and the low-temperature combustion gas from being mixed at the time of starting the engine, so that the temperature of the high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the engine 1 is reduced. Can be prevented. Therefore, the combustion gas having a high temperature can be reliably supplied to the intake side of the engine 1.
【００４０】なお、本実施形態は、図３に示すように、
第１バルブ２０を廃止して吸気加熱システムの簡素化を
図ってもよい。In this embodiment, as shown in FIG.
The first valve 20 may be eliminated to simplify the intake heating system.
【００４１】（第３実施形態）上述の実施形態では、排
出通路１９を燃焼機用排気管１８の途中に連結させてい
たが、本実実施形態は、図４〜６に示すように、排出通
路１９及び燃焼機用排気管１８それぞれ独立に吸気管２
に連結したものである。(Third Embodiment) In the above-described embodiment, the discharge passage 19 is connected in the middle of the exhaust pipe 18 for the combustor. However, in the present embodiment, as shown in FIGS. Independently of the intake pipe 2
It is connected to.
【００４２】因みに、図４は図１に示す吸気加熱システ
ムにおいて排出通路１９及び燃焼機用排気管１８それぞ
れ独立に吸気管２に連結した例であり、図５は図２に示
す吸気加熱システムにおいて排出通路１９及び燃焼機用
排気管１８それぞれ独立に吸気管２に連結した例であ
り、図６は図３に示す吸気加熱システムにおいて排出通
路１９及び燃焼機用排気管１８それぞれ独立に吸気管２
に連結した例である。FIG. 4 shows an example in which the exhaust passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor are independently connected to the intake pipe 2 in the intake heating system shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an example in the intake heating system shown in FIG. FIG. 6 shows an example in which the exhaust passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor are independently connected to the intake pipe 2. FIG. 6 shows an example of the intake heating system shown in FIG.
This is an example of connection to.
【００４３】なお、排出通路１９は、高い温度の燃焼ガ
スをエンジン１の吸気側に供給すべく、吸気管２のうち
エンジン１の近傍に連結しているが、燃焼機１５の吸気
管２２及び燃焼機用排気管１８は、吸気管２のうちエン
ジン１から離れた部位にて連結されている。The exhaust passage 19 is connected to the intake pipe 2 near the engine 1 in order to supply high-temperature combustion gas to the intake side of the engine 1. The exhaust pipe 18 for the combustor is connected to a portion of the intake pipe 2 that is apart from the engine 1.
【００４４】ところで、上述の実施形態では、排出通路
１９を燃焼機用排気管１８の途中に連結させていたた
め、温度の高い燃焼ガスをエンジン１の吸気側に供給す
るためには、燃焼機１５をエンジン１の近傍に配設する
必要がある。In the above-described embodiment, the discharge passage 19 is connected to the middle of the exhaust pipe 18 for the combustor. Must be arranged near the engine 1.
【００４５】このため、上述実施形態では、燃焼機１５
をエンジン１に固定していたが、燃焼機１５をエンジン
１に固定すると、エンジン１の振動が燃焼機１５に伝わ
ってしまうので、燃焼機１５に対して振動対策を施す必
要があり、吸気加熱システムの製造原価上昇を招くおそ
れがある。For this reason, in the above-described embodiment, the combustor 15
Is fixed to the engine 1. However, if the combustor 15 is fixed to the engine 1, the vibration of the engine 1 is transmitted to the combustor 15. Therefore, it is necessary to take measures against the vibration of the combustor 15, There is a possibility that the production cost of the system will increase.
【００４６】これに対して、本実実施形態は、図４〜６
に示すように、排出通路１９及び燃焼機用排気管１８そ
れぞれ独立に吸気管２に連結したものであるので、燃焼
機１５を車両ボディに固定することができる。したがっ
て、燃焼機１５に対して振動対策を施す必要がないの
で、吸気加熱システムの製造原価上昇を抑制できる。On the other hand, in the present embodiment, FIGS.
As shown in FIG. 5, the exhaust passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor are independently connected to the intake pipe 2, so that the combustor 15 can be fixed to the vehicle body. Therefore, since it is not necessary to take measures against vibration for the combustor 15, an increase in the manufacturing cost of the intake air heating system can be suppressed.
【００４７】（第４実施形態）図２に示す第２実施形態
では、第１バルブ２０及び第２バルブ２１それぞれは、
独立に開閉制御されていたが、本実施形態は、図７に示
すように、１本の連接棒２０ｂにより第１、２バルブ２
０、２１を機械的に連動させて開閉作動するようにした
ものである。(Fourth Embodiment) In the second embodiment shown in FIG. 2, each of the first valve 20 and the second valve 21
Although the opening and closing were controlled independently, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the first and second valves 2 and 2 are connected by one connecting rod 20b.
0 and 21 are mechanically linked to each other to open and close.
【００４８】これにより、第１バルブ２０が開くとき
は、第２バルブ２１が閉じるので、高温燃焼ガスが吸気
管２に供給されるとともに、低温燃焼ガスの吸気管２へ
の供給が停止する。一方、第２バルブ２１が開くとき
は、第１バルブ２０が閉じるので、低温燃焼ガスが吸気
管２に供給されるとともに、高温燃焼ガスの吸気管２へ
の供給が停止する。As a result, when the first valve 20 is opened, the second valve 21 is closed, so that high-temperature combustion gas is supplied to the intake pipe 2 and supply of low-temperature combustion gas to the intake pipe 2 is stopped. On the other hand, when the second valve 21 is opened, the first valve 20 is closed, so that low-temperature combustion gas is supplied to the intake pipe 2 and supply of high-temperature combustion gas to the intake pipe 2 is stopped.
【００４９】なお、本実施形態では、電磁アクチュエー
タ２０ａを低温燃焼ガスが流通する燃焼機用排気管１８
の近傍に配設することにより、電磁アクチュエータ２０
ａを高温燃焼ガスの熱から保護するとともに、低温燃焼
ガスにより電磁アクチュエータａを冷却している。因み
に、本実施形態では、耐熱温度が約６００℃程度の電磁
アクチュエータを採用している。In this embodiment, the electromagnetic actuator 20a is connected to the exhaust pipe 18 for the combustor through which the low-temperature combustion gas flows.
, The electromagnetic actuator 20
a is protected from the heat of the high-temperature combustion gas, and the electromagnetic actuator a is cooled by the low-temperature combustion gas. Incidentally, in this embodiment, an electromagnetic actuator having a heat-resistant temperature of about 600 ° C. is employed.
【００５０】（第５実施形態）上述の実施形態では、排
出通路１９を開閉する第１バルブ２０を電磁アクチュエ
ータ２０ａにて作動させていたが、本実施形態は、図８
に示すように、温度によって形状が変化する形状記憶合
金からなるコイルバネ（駆動部材）２０ｂにより、第１
バルブ２０を開閉作動するようにしたものである。(Fifth Embodiment) In the above embodiment, the first valve 20 that opens and closes the discharge passage 19 is operated by the electromagnetic actuator 20a.
As shown in (1), the coil spring (drive member) 20b made of a shape memory alloy whose shape changes according to the temperature,
The valve 20 is opened and closed.
【００５１】これにより、低温状態では、排出通路１９
が開くようにコイルバネ２０ｂを設定しておけば、高温
燃焼ガスにより排出通路１９内の雰囲気温度が上昇する
と、これに呼応してコイルバネ２０ｂが次第に伸長して
いくので、雰囲気温度の上昇とともに排出通路１９が徐
々に閉じられていく。Thus, in a low temperature state, the discharge passage 19
If the coil spring 20b is set so as to open, the coil spring 20b gradually expands in response to the rise in the ambient temperature in the discharge passage 19 due to the high-temperature combustion gas. 19 gradually closes.
【００５２】したがって、冷間始動時（コールドスター
ト時）のごとく、エンジン１の始動性が低いときであっ
ても、温度の高い燃焼ガスをエンジン１に供給すること
ができるので、エンジン１の始動性を向上させることが
できる。Therefore, even when the startability of the engine 1 is low, such as at the time of a cold start (cold start), high temperature combustion gas can be supplied to the engine 1. Performance can be improved.
【００５３】また、電磁アクチュエータ２０ａを廃止で
きるので、吸気加熱システムの製造原価低減を図ること
ができる。Since the electromagnetic actuator 20a can be eliminated, the manufacturing cost of the intake air heating system can be reduced.
【００５４】なお、１５ｄは、燃料ポンプ１６から供給
される燃料を一時的に保持する金属メッショ状のウィッ
クであり、１５ｅはウィック１５ｄを加熱させて燃料を
気化させるとともに、燃料を着火させるグロープラグで
あり、１５ｆは送風口である。Reference numeral 15d denotes a metal mesh wick for temporarily holding the fuel supplied from the fuel pump 16, and 15e denotes a glow plug for heating the wick 15d to vaporize the fuel and ignite the fuel. And 15f is an air outlet.
【００５５】（第６実施形態）第５実施形態では、形状
記憶合金製のコイルバネ２０ｂにて排出通路１９内の雰
囲気温度に基づいて排出通路１９を開閉したが、本実施
形態は、図９に示すように、形状記憶合金製のコイルバ
ネ２０ｂに代えて、窒素ガス等の不活性ガスを封入した
ベロフラム２０ｃにて排出通路１９を開閉するようにし
たものである。(Sixth Embodiment) In the fifth embodiment, the discharge passage 19 is opened and closed based on the ambient temperature in the discharge passage 19 by the coil spring 20b made of a shape memory alloy. As shown, instead of the coil spring 20b made of a shape memory alloy, the exhaust passage 19 is opened and closed by a bellofram 20c filled with an inert gas such as nitrogen gas.
【００５６】なお、ベロフラム２０ｃは、雰囲気温度の
上昇と共に排出通路１９を閉じる向きの力を第１バルブ
２０に作用させるもので、コイルバネ（弾性部材）２０
ｄは排出通路１９を開く向きの力を第１バルブ２０に作
用させるものである。The bellow ram 20c applies a force for closing the discharge passage 19 to the first valve 20 as the ambient temperature rises.
d is a force for opening the discharge passage 19 acting on the first valve 20.
【００５７】（第７実施形態）第１実施形態では、排出
通路１９を燃焼筒１５ｂの軸方向端部に形成するととも
に、排出通路を１９と燃焼機用排気管１８とを燃焼機１
５の外部にて合流させていたが、本実施形態は、図１０
に示すように、排出通路１９を燃焼筒１５ｂの円筒側壁
に設けて排出通路を１９と燃焼機用排気管１８とを燃焼
機１５の内部にて合流させるとともに、燃焼筒１５ｂの
温度が所定以上となったときに排出通１９を閉じていく
ように、第１バルブ２０自体を形状記憶合金又はバイメ
タルにて構成したものである。(Seventh Embodiment) In the first embodiment, the discharge passage 19 is formed at the axial end of the combustion tube 15b, and the discharge passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor 1
5, but the present embodiment is different from FIG.
As shown in the figure, a discharge passage 19 is provided on the cylindrical side wall of the combustion tube 15b to join the discharge passage 19 and the exhaust pipe 18 for the combustor inside the combustor 15, and the temperature of the combustion tube 15b is higher than a predetermined value. The first valve 20 itself is made of a shape memory alloy or a bimetal so that the discharge passage 19 is closed when.
【００５８】これにより、冷却水を加熱する前、又は加
熱する途中の高温燃焼ガスをエンジン１の吸気側に供給
することができるので、温度の高い燃焼ガスをエンジン
１の吸気側に供給することができ、エンジン１の始動性
を十分に向上させることができる。Thus, the high-temperature combustion gas before or during the heating of the cooling water can be supplied to the intake side of the engine 1, so that the high-temperature combustion gas can be supplied to the intake side of the engine 1. Thus, the startability of the engine 1 can be sufficiently improved.
【００５９】（その他の実施形態）第１実施形態は、エ
ンジン始動時（クランキング時）であるか否かによって
第１バルブ２０を開閉制御したが、排出通路１９内の雰
囲気温度が所定温度（例えば４５０℃）以上となったと
きに、第１バルブ２０を閉じるようにしてもよい。(Other Embodiments) In the first embodiment, the opening and closing of the first valve 20 is controlled depending on whether or not the engine is started (at the time of cranking). For example, when the temperature reaches 450 ° C. or higher, the first valve 20 may be closed.
【図１】第１実施形態に係る吸気加熱システムの模式図
である。FIG. 1 is a schematic diagram of an intake air heating system according to a first embodiment.
【図２】第２実施形態に係る吸気加熱システムの模式図
である。FIG. 2 is a schematic diagram of an intake air heating system according to a second embodiment.
【図３】第２実施形態に係る吸気加熱システムの変形例
をを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a modification of the intake air heating system according to the second embodiment.
【図４】第３実施形態に係る吸気加熱システムの第１の
変形例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a first modification of the intake air heating system according to the third embodiment.
【図５】第３実施形態に係る吸気加熱システムの第２の
変形例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a second modification of the intake air heating system according to the third embodiment.
【図６】第３実施形態に係る吸気加熱システムの第２の
変形例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a second modification of the intake air heating system according to the third embodiment.
【図７】第４実施形態に係る吸気加熱システムの模式図
である。FIG. 7 is a schematic diagram of an intake air heating system according to a fourth embodiment.
【図８】第５実施形態に係る吸気加熱システムの燃焼機
を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a combustor of an intake air heating system according to a fifth embodiment.
【図９】第６実施形態に係る吸気加熱システムの燃焼機
を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a combustor of an intake air heating system according to a sixth embodiment.
【図１０】第７実施形態に係る吸気加熱システムの燃焼
機を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a combustor of an intake air heating system according to a seventh embodiment.
１…エンジン、２…吸気管、３…排気管、１４…ヒータ
コア、１５…燃焼機、１５ａ…ウォータジャケット（熱
交換器）、１５ｂ…燃焼筒、１８…燃焼機用排気管、１
９…排出口。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Intake pipe, 3 ... Exhaust pipe, 14 ... Heater core, 15 ... Combustor, 15a ... Water jacket (heat exchanger), 15b ... Combustion cylinder, 18 ... Combustor exhaust pipe, 1
9 ... outlet.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 肇 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 森川 敏夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 鈴木 誠 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hajime Ito 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Toshio Morikawa 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Denso Corporation (72) Inventor Makoto Suzuki 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation
Claims (5)
有するとともに、燃料を燃焼させることにより前記ヒー
タコア（１４）内を循環する流体を加熱する燃焼機（１
５）を備える車両に適用され、内燃機関（１）の吸気を
加熱する吸気加熱システムであって、 前記内燃機関（１）の始動時に前記燃焼機（１５）を稼
働させるとともに、前記燃焼機（１５）内で発生する燃
焼ガスのうち、前記流体を加熱する前、又は加熱する途
中の高温燃焼ガスを前記内燃機関（１）の吸気側に供給
することを特徴とする吸気加熱システム。A combustor (1) having a heater core (14) for heating a vehicle interior, and heating a fluid circulating in the heater core (14) by burning fuel.
5) An intake air heating system which is applied to a vehicle including the internal combustion engine (1) and heats the intake air of the internal combustion engine (1). 15) An intake air heating system characterized in that, of the combustion gas generated in 15), a high-temperature combustion gas before or during heating the fluid is supplied to the intake side of the internal combustion engine (1).
内燃機関（１）の吸気側に供給する前記高温燃焼ガスの
供給量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の
吸気加熱システム。2. The intake system according to claim 1, wherein a supply amount of the high-temperature combustion gas supplied to an intake side of the internal combustion engine (1) is reduced after the internal combustion engine (1) is started. Heating system.
前記高温燃焼ガスが流通する通路（１９）を開閉するバ
ルブ（２０）を設け、 前記バルブ（２０）は、前記通路（１９）内の雰囲気温
度に基づいて前記通路（１９）を開閉することを特徴と
する請求項１に記載の吸気加熱システム。3. A valve (20) for opening and closing a passage (19) through which the high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the internal combustion engine (1) flows, wherein the valve (20) is provided in the passage (19). The intake air heating system according to claim 1, wherein the passage (19) is opened and closed based on an ambient temperature in the inside.
状が変化する形状記憶合金からなる駆動部材（２０ｂ、
２０ｃ）にて開閉作動されることを特徴とする請求項３
に記載の吸気加熱システム。4. A driving member (20b, 20b, 20) made of a shape memory alloy whose shape changes according to temperature.
4. An opening and closing operation at 20c).
An intake air heating system according to claim 1.
５）の始動した時から所定時間が経過した後、前記内燃
機関（１）の吸気側に供給する前記高温燃焼ガスの供給
量を減少させることを特徴とする請求項３又は４に記載
の吸気加熱システム。5. The valve (20) is connected to the combustor (1).
The intake according to claim 3 or 4, wherein after a predetermined time has elapsed from the start of (5), the supply amount of the high-temperature combustion gas supplied to the intake side of the internal combustion engine (1) is reduced. Heating system.
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