JP2006063828A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料消費率の悪化を抑制しつつ冷却水の温度上昇を促進させて早期にヒータの性能を発揮させること。
【解決手段】燃焼室５ａ〜５ｄから排出された排気ガスが流れる排気通路７ａ〜７ｄの近傍に冷却水通路１８を設け、更に、ヒータＯＮ要求があり且つ冷却水の温度が所定温度よりも低いときに、直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄからの燃料の噴射割合をヒータＯＮ要求が無く又は／及び冷却水の温度が所定温度に達しているときの現状の噴射割合よりも大きくする制御装置１３を設けること。その際、排気通路７ａ〜７ｄの経路長を長くすると共に、冷却水通路１８を当該排気通路７ａ〜７ｄの周囲全体を覆う１つの通路又は複数本の通路群として形成することが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒータのＯＮ要求があり、その際に冷却水が低温の場合に、温風を早期に送風させ得る内燃機関に関する。

一般に、車輌には、その車室内における乗員の快適性を向上させる為にエアーコンディショナー（以下、「エアコン」という。）が搭載されている。この車輌のエアコンは、主として、車室内の温度が高いときには冷房として機能し、その温度が低いときには暖房として機能する。

ここで、このエアコンを暖房として機能させる為に、車輌にはヒータユニットが搭載されている。このヒータユニットは、内燃機関とラジエータとを繋ぐ冷却水配管上に配置される一方、車室内へ風を送り込む送風通路上に配置されており、これが為、その内燃機関からの高温の冷却水と送風通路を流れる空気とが熱交換されて温風が車室内へと送り込まれる。このようなことから、エアコンを暖房として機能させる為には冷却水の温度が高温である必要がある。

ところで、機関始動直後等の機関冷間時においては、内燃機関内を流れる冷却水の温度が低いので、その際にヒータＯＮ要求があったとしても、その冷却水がヒータユニットの機能を発揮させ得る（即ち、エアコンを暖房として機能させる）所定の温度に達するまでは温風を車室内に送ることができない。

そこで、冷却水が低温のときには、その温度を早期に上昇させる必要がある。

例えば、その冷却水の温度を早期に上昇させる為の技術としては、アイドル回転数の上昇や、吸気ポート内に燃料を噴射する方式の内燃機関にあっては点火時期の遅角制御等がある。

また、下記の特許文献１には、燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴用燃料噴射装置と吸気ポート内に燃料を噴射するポート用燃料噴射装置とを備え、冷却水が低温のときにポート用燃料噴射装置からの燃料噴射割合を大きくして冷却水の温度を上昇させる技術が開示されている。

特開２０００−８９１６号公報 特開２００１−３７８５号公報 特開平１０−２１２９４６号公報

しかしながら、アイドル回転数の上昇や点火時期の遅角制御を行うと燃料消費率が悪化してしまうので、これらを機関冷間時におけるヒータ性能を確保する為だけに行うことは好ましくない。

また、上記特許文献１に開示された技術にあっては、冷却水が低温の場合のヒータＯＮ要求の際に、ポート用燃料噴射装置からの燃料噴射割合を大きくすることで早期に冷却水温度を上昇させてヒータ性能を確保することができるが、その一方で、かかる場合にあっても燃料消費率が上昇してしまう、という不都合があった。即ち、この特許文献１の技術においては、機関冷間時におけるヒータ性能を確保する為だけに、あえて燃料消費率が悪化してしまうポート用燃料噴射装置からの燃料の噴射割合を大きくしており、燃料消費率の向上に優れる直噴用燃料噴射装置を備えた利点を損なってしまっている。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、燃料消費率の悪化を抑制しつつ冷却水の温度上昇を促進させて早期にヒータの性能を発揮させ得る内燃機関を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、燃焼室から排出された排気ガスが流れる排気通路の近傍に冷却水通路を設け、更に、ヒータＯＮ要求があり且つ冷却水の温度が所定温度よりも低いときに、直噴用燃料噴射装置からの噴射割合をヒータＯＮ要求が無く又は／及び冷却水の温度が所定温度に達しているときの現状の噴射割合よりも大きくする制御装置を設けている。

この請求項１記載の発明によれば、燃焼室からの排気ガスの排気熱が冷却水通路を流れる冷却水に伝熱され、これにより、その冷却水の温度を上昇させることができる。また、直噴用燃料噴射装置からの噴射割合を大きくすることによって排気通路での後燃え反応が増加するので、その排気通路を流れる排気ガスの温度が上昇し、例えば機関始動直後等の機関冷間時においても早期に冷却水通路の冷却水の温度を上昇させることができる。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の内燃機関において、排気通路の経路長を長くすると共に、冷却水通路を当該排気通路の周囲全体を覆う１つの通路又は複数本の通路群として形成している。

この請求項２記載の発明によれば、排気通路の排気熱をより有効に冷却水通路の冷却水へと伝熱させることができる。

本発明に係る内燃機関は、排気通路の近傍に冷却水通路を形成し、更に、ヒータＯＮ要求があり冷却水の温度が所定の温度よりも低い場合に、直噴用燃料噴射装置の燃料の噴射割合を大きくし、直噴燃料による混合気の後燃え反応を利用して排気熱を上昇させているので、冷却水の温度が早期に上昇し、これに伴って、機関始動直後等の低温時においても早い段階でエアコンを暖房として機能させることができる。また、早期にヒータ性能を発揮させる為に、アイドル回転数の上昇や点火時期の遅角制御等を行わずとも良いので、燃料消費率の悪化の抑制を図ることも可能になる。

以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る内燃機関の実施例１を図１から図３に基づいて説明する。

最初に、本実施例１における内燃機関の構成を図１及び図２に基づき説明する。

本実施例１の内燃機関は、シリンダヘッド１，シリンダブロック２，このシリンダブロック２のシリンダボア内に配設されたピストン３及びこのピストン３に連結されたコネクティングロッド４等により内燃機関本体が構成されており、そのシリンダヘッド１の下面，シリンダブロック２のシリンダボア壁面及びピストン３の頂面により囲まれた空間によって４つの第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄが形成されている。

先ず、上記シリンダヘッド１には、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄに夫々開口する第１から第４の吸気通路（吸気ポート）６ａ〜６ｄと第１から第４の排気通路（排気ポート）７ａ〜７ｄとが形成されている。これにより、吸気マニホルド８から流入した空気が第１から第４の吸気通路６ａ〜６ｄによって第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄに導入される一方、その第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出された夫々の排気ガスが排気マニホルド９に排出される。

その排気マニホルド９は第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄから流入した夫々の排気ガスを一箇所に集合させるものであって、本実施例１にあっては、その集合部分の直後に触媒装置１０が取り付けられている。

また、本実施例１のシリンダヘッド１には、第１から第４の吸気通路６ａ〜６ｄに夫々燃料を噴射する第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄと、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄに夫々燃料を直接噴射する第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄとが設けられている。これら第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄ及び第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄは、内燃機関の制御装置（機関ＥＣＵ）１３によって燃料の噴射量や噴射時期等が制御される。

更にまた、そのシリンダヘッド１には、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄの混合気に対して着火を行う図示しない点火プラグが設けられている。ここで、その点火プラグは、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄに一つずつ設けてもよい。また、第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄのポート噴射燃料からなる混合気への点火を行うポート噴射用点火プラグ、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの直噴燃料からなる混合気への点火を行う直噴用点火プラグとして、夫々第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄに設けてもよい。

ところで、車輌には、その車室内における乗員の快適性を向上させる為にエアコンが搭載されており、そのエアコンの一機能たる温風を車室内へと送出する為にヒータユニット１４が取り付けられている。

このヒータユニット１４は、内燃機関本体から排出された高温の冷却水の熱と車室内への送風通路（図示略）を流れる空気とを熱交換させる所謂熱交換器であり、その熱交換によって送風通路の空気を温めるものである。

ここで、シリンダブロック２には冷却水を還流させる冷却水通路１５が縦横に形成されており、内燃機関本体の冷却機能を果たした冷却水通路１５における高温の冷却水は、内燃機関本体の外部に排出された後、ラジエータ１６で冷却されて冷却水通路１５に戻される。

そこで、本実施例１にあっては、第１冷却水配管１７Ａを介して冷却水通路１５から排出された高温の冷却水をヒータユニット１４に流入させ、その高温の冷却水の熱と送風通路の空気とをヒータユニット１４で熱交換して温風を生成する。

その送風通路の空気と熱交換された冷却水は、第２冷却水配管１７Ｂから排出されてラジエータ１６に流入し、このラジエータ１６で冷却された後、第３冷却水配管１７Ｃを介してシリンダブロック２の冷却水通路１５に戻される。

このように、エアコンを暖房として機能させる為にヒータユニット１４は内燃機関本体から排出された高温の冷却水の熱を利用して温風を生成するが、前述したが如く、その冷却水の温度が低ければ、その温度が上昇するまではエアコンが暖房として機能しない。

そこで、本実施例１にあっては、先ず、シリンダヘッド１における第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄの近傍にシリンダブロック２の冷却水通路１５と連通する冷却水通路１８を形成する。これにより、その冷却水通路１８を流れる冷却水が第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出された高温の排気ガスで温められるので、その冷却水の温度を早期に上昇させることができる。

本実施例１の冷却水通路１８は、第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄの夫々の周囲における全体又は少なくとも一部を覆う１つの通路又は複数本の通路群として形成する。

更に、本実施例１にあっては、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出される排気ガスの温度自体を上昇させて、より効果的に冷却水の温度を早期に上昇させる。その為に、エアコンの制御装置（エアコンＥＣＵ）１９から機関ＥＣＵ１３に対してヒータＯＮ要求があったときに、水温センサ２０により計測された冷却水の温度が所定の温度よりも低ければ、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合を現状よりも大きくするよう本実施例１の機関ＥＣＵ１３を構成する。

具体的に説明すると、第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄからの燃料噴射よりも第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄからの燃料噴射の方が排気ガス中の未燃燃料の残存量が多くなり、後燃え反応が増加するので、第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄにおける排気ガスの温度を上昇させることができる。

そこで、本実施例１の機関ＥＣＵ１３は、ヒータＯＮ要求が無い状態又は／及び冷却水の温度が所定の温度に達している状態で運転しているときに、ヒータＯＮ要求があり且つ冷却水の温度が所定の温度よりも低いと判断した場合、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合を上記の状態において設定されている現状の噴射割合よりも大きくする一方、その噴射割合の増量分だけ第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄの燃料の噴射割合を小さくする。

ここで、ヒータＯＮ要求は、ヒータＯＦＦ状態において要求されるものもあれば、ヒータＯＮ状態の継続中に適宜要求されるものもある。

これが為、例えば、機関始動直後，又は冷却水の温度が一旦所定の温度に達した後に所定の温度よりも低くなった場合等のような冷却水の温度が所定の温度に達していない状況での継続運転中にヒータＯＮ要求があれば、機関ＥＣＵ１３は、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合をヒータＯＮ要求が無い状態（具体的にはヒータＯＮ要求が無く且つ冷却水の温度が所定の温度に達していない状態）での現状の噴射割合の設定値よりも大きくする。

また、冷却水の温度が所定の温度に達しており且つヒータＯＮ状態が継続している状況下において、冷却水の温度が所定の温度よりも低くなった際にヒータＯＮ要求があれば、機関ＥＣＵ１３は、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合を冷却水の温度が所定の温度に達している状態（具体的にはヒータＯＮ要求があり且つ冷却水の温度が所定の温度に達している状態）での現状の噴射割合の設定値よりも大きくする。

更にまた、冷却水の温度が所定の温度に達しており且つヒータＯＮ要求が無い状況下において、冷却水の温度が所定の温度よりも低くなった際にヒータＯＮ要求があれば、機関ＥＣＵ１３は、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合をヒータＯＮ要求が無く且つ冷却水の温度が所定の温度に達している状態での現状の噴射割合の設定値よりも大きくする。

例えば、上述したが如き状態において、第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄが７０％の噴射割合に設定され、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄが３０％の噴射割合に設定されている場合に、第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄの噴射割合を６０％まで小さくし、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの噴射割合を４０％まで大きくする。

ここで、上述した閾値たる冷却水の所定の温度は、例えば、暖機運転終了後の温度等の予め一定の値として定められた温度であってもよく、ヒータＯＮ要求と共に送られる車室内の設定温度に対応した温度であってもよい。この後者の場合にあっては、例えば、車室内の設定温度とヒータが当該設定温度まで車室内の温度を上昇させる為に要する冷却水の温度との対応関係を示すマップデータを予め用意しておき、このマップデータからヒータＯＮ要求の度に導くことができる。

また、上記水温センサ２０は、シリンダブロック２の冷却水通路１５に設けてもよく、シリンダヘッド１の冷却水通路１８に設けてもよい。

以下に、上述したが如く構成された本実施例１の内燃機関の動作を図３のフローチャートに基づき説明する。

先ず、機関ＥＣＵ１３は、エアコンＥＣＵ１９からのヒータＯＮ要求の有無により内燃機関の燃焼制御動作を変更する（ステップＳＴ１）。

ここで、そのヒータＯＮ要求は、例えば、設定温度，図１に示す外気温センサ２１が計測した車外の温度及び図１に示す内気温センサ２２が計測した車室内の温度に基づき、その車外の温度及び／又は車室内の温度が設定温度よりも低いときに機関ＥＣＵ１３へ送られる。また、エアコンが手動運転に設定されている場合にあっては、更に、ヒータスイッチを入れることによってもヒータＯＮ要求が機関ＥＣＵ１３に送られる。

機関ＥＣＵ１３は、このステップＳＴ１においてヒータＯＮ要求があれば、次に水温センサ２０の出力信号に基づいて冷却水の温度が所定の温度以下であるか否か判定する（ステップＳＴ２）。

そして、機関ＥＣＵ１３は、このステップＳＴ２において冷却水の温度が所定の温度以下であると判定した場合、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの噴射割合を現状よりも大きく設定する（ステップＳＴ３）。その際、その噴射割合の増量に伴って第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄの噴射割合を現状よりも小さく設定する。

これにより、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄからの燃料が増量するので、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出された排気ガス中の未燃燃料と高温の既燃ガスとの拡散混合による第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄにおける後燃え反応が増加して、その第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄを流れる排気ガスの温度が急激に上昇する。そして、その上昇した排気ガスの熱が冷却水通路１８の冷却水に伝熱され、内燃機関本体内を流れる冷却水を早期に温めることができる。

これが為、その温められた冷却水がヒータユニット１４へと流入することによって、早期にエアコンを暖房として機能させることができる。また、冷却水の温度を上昇させる為にアイドル回転数の上昇等を行わずともよいので、燃料消費率を悪化させずとも済む。

このように、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄから噴射される燃料の増量に伴い冷却水通路１８を流れる冷却水の温度をより早期に上昇させることができるが、その一方で、冷却水が低温である機関冷間時においては、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄから燃料を噴射させるよりも第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄから燃料を噴射させた方が、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄでの燃焼状態が安定する。

そこで、上記ステップＳＴ３における第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄと第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合は、燃焼状態の安定と冷却水の温度上昇とを両立し得るように設定することが好ましい。

例えば、機関ＥＣＵ１３は、機関負荷率及び機関回転数に基づいて燃焼状態を判断する。尚、機関負荷率はエアフロメータ２３の出力信号と内燃機関の排気量とから求められ、機関回転数はクランク角センサ２４の出力信号から求められる。

そして、この機関ＥＣＵ１３は、燃焼状態が不安定であれば、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合について、第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄの燃料の噴射割合よりも多くならない範囲内で大きくする。これにより、燃焼状態を安定させつつ冷却水の温度を上昇させることができる。

また、燃焼状態が安定していれば、この機関ＥＣＵ１３は、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄからのみ，又は第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄの噴射割合よりも第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの噴射割合を大きくして燃料を噴射させる。これにより、更に後燃え反応が多くなり、より早期に冷却水の温度を上昇させることができる。

ところで、上述した動作を一度行うことによって冷却水をヒータの設定温度に対応した温度まで上昇させることができる場合もあれば、その動作をある程度の時間継続させなければならない場合もある。そこで、機関ＥＣＵ１３は、上記ステップＳＴ３の処理動作を行って後に又はその処理動作の後、所定時間（例えば数秒）経過後に、上記ステップＳＴ２の判定処理を行って冷却水の温度の状態を確認することが好ましい。

次に、上記ステップＳＴ１にてヒータＯＮ要求がない場合、又は上記ステップＳＴ２にて冷却水の温度が所定の温度を超えていると判定した場合、機関ＥＣＵ１３は、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄでの燃焼状態等を考慮し、第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄと第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄとから最適な噴射割合で燃料を噴射させて燃焼制御を行う（ステップＳＴ４）。

例えば、冷却水の温度が低くてもヒータＯＮ要求がない場合には、低圧での燃料噴射が可能な第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄからのみ燃料を噴射させる，又は第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄよりも第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄの噴射割合を大きくして燃料を噴射させる。これにより、燃料の霧化が促進し、機関始動性の向上や燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、例えば燃焼状態が安定している場合においては、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄからのみ燃料を噴射させて燃料消費率の低減を図る。

ここで、機関始動直後以外の運転状況においても、その運転状況や周辺環境によって冷却水の温度が低下することがある。これが為、本実施例１の機関ＥＣＵ１３については、内燃機関が停止するまではヒータＯＮ要求があった場合に上記の如き処理動作を行うよう設定しておく。

以上示した如く、本実施例１の内燃機関においては、第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄの周囲に冷却水通路１８を形成することによって、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄからの排気ガスの排気熱が冷却水通路１８の冷却水に伝熱される。更に、ヒータＯＮ要求があり冷却水の温度が所定の温度よりも低い場合には、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合を大きくし、直噴燃料による混合気の後燃え反応を利用して排気熱を上昇させている。

そのようなことから、本実施例１にあっては、機関始動直後等の低温時においても早い段階でエアコンを暖房として機能させることができる。また、その為に、燃料消費率の悪化が懸念されるアイドル回転数の上昇や点火時期の遅角制御等を行わずとも良いので、燃料消費率の悪化の抑制を図ることも可能になる。

但し、極寒地等の外気温が極端に低い場合には、燃料消費率の悪化よりも乗員の快適性を優先し、車輌停止状態であればアイドル回転数の上昇制御も併用させて冷却水の温度の早期上昇を図ってもよく、また、点火時期の遅角制御も併用させて冷却水の温度の早期上昇を図ってもよい。

次に、本発明に係る内燃機関の実施例２を図４及び図５に基づいて説明する。

本実施例２の内燃機関は、前述した実施例１の内燃機関に対して以下の点を変更したものであり、それ以外は実施例１と同様に構成されている。

本実施例２にあっては、実施例１のシリンダヘッド１に替えて図４及び図５に示すシリンダヘッド３１を設けている。

このシリンダヘッド３１には、実施例１と同様に、第１から第４の吸気通路６ａ〜６ｄが形成されており、この第１から第４の吸気通路６ａ〜６ｄに夫々燃料を噴射する第１から第４のポート用燃料噴射装置１１ａ〜１１ｄが設けられている。更に、このシリンダヘッド３１には、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄの混合気に対して着火を行う図示しない点火プラグが設けられている。

ここで、冷却水の温度をより効率的に上昇させる為には、実施例１の如き第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄの周囲に形成された冷却水通路１８の経路長を長くして、排気熱の冷却水への伝熱経路を長くすることが好ましい。この為には、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出された排気ガスが流れる排気経路の経路長を長くすることが有効であり、その排気経路の近傍に冷却水通路を設けることによって効率的な冷却水の温度上昇を図ることができる。

そこで、本実施例２のシリンダヘッド３１にあっては、第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出された夫々の排気ガスを一箇所に集合させる排気通路３２を形成している。即ち、本実施例２にあっては、実施例１の第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄと排気マニホルド９を一体化したシリンダヘッド３１を構成することによって排気通路３２の経路長を長くしている。尚、本実施例１にあっては、その排気通路３２における集合部分の直後（即ちシリンダヘッド３１）に触媒装置１０が取り付けられている。

また、本実施例２のシリンダヘッド３１には、上述した排気通路３２の近傍にシリンダブロック２の冷却水通路１５と連通する冷却水通路３３が形成されている。本実施例２にあっても、その冷却水通路３３は、排気通路３２の周囲における全体又は少なくとも一部を覆う１つの通路又は複数本の通路群として形成する。

これにより、その冷却水通路３３を流れる冷却水が第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄから排出された高温の排気ガスで温められるので、その冷却水の温度を早期に上昇させることができる。特に、本実施例２にあっては、実施例１の第１から第４の排気通路７ａ〜７ｄと排気マニホルド９の一体化により排気通路３２の経路長が長くなり、更に、シリンダヘッド３１における排気側の冷却水通路３３の経路長も長くすることによって、実施例１の冷却水通路１８よりも有効に冷却水の温度の早期上昇を図ることができる。

尚、排気経路の延長形状は、必ずしも本実施例２のものに限定するものではない。例えば、実施例１の内燃機関において排気マニホルド９の周囲にシリンダヘッド１の冷却水通路１８と連通する新たな冷却水の経路を設けてもよく、これによっても本実施例２と同等に冷却水の温度の早期上昇を図ることができる。

ところで、本実施例２にあっては、実施例１と同様に、エアコンＥＣＵ１９から機関ＥＣＵ１３に対してヒータＯＮ要求があった際に冷却水の温度が所定の温度よりも低ければ、第１から第４の直噴用燃料噴射装置１２ａ〜１２ｄの燃料の噴射割合を現状よりも大きくするよう機関ＥＣＵ１３が構成されている。

これが為、直噴燃料による混合気の後燃え反応によって第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄからの排気ガスの排気熱が上昇し、冷却水通路３３を流れる冷却水の温度をより早期に上昇させることができる。

このように、本実施例２の内燃機関によれば、燃料消費率の悪化を抑制しつつ実施例１以上に早い段階で機関始動直後等の低温時にエアコンを暖房として機能させることができる。

尚、上述した各実施例１，２においては４つの第１から第４の燃焼室５ａ〜５ｄを具備した直列４気筒の内燃機関を例示したが、必ずしもその態様に限定するものではない。

以上のように、本発明に係る内燃機関は、冷却水を早期に温度上昇させる技術として有用であり、特に、その早期の冷却水の温度上昇によるヒータ性能の向上に適している。

本発明に係る内燃機関における実施例１の構成を示す上面図である。 実施例１の内燃機関の構成を示す側面図である。 実施例１の内燃機関の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る内燃機関における実施例２の構成を示す上面図である。 実施例２の内燃機関の構成を示す側面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッド
５ａ 第１燃焼室
５ｂ 第２燃焼室
５ｃ 第３燃焼室
５ｄ 第４燃焼室
６ａ 第１吸気通路
６ｂ 第２吸気通路
６ｃ 第３吸気通路
６ｄ 第４吸気通路
７ａ 第１排気通路
７ｂ 第２排気通路
７ｃ 第３排気通路
７ｄ 第４排気通路
９ 排気マニホルド
１１ａ 第１ポート用燃料噴射装置
１１ｂ 第２ポート用燃料噴射装置
１１ｃ 第３ポート用燃料噴射装置
１１ｄ 第４ポート用燃料噴射装置
１２ａ 第１直噴用燃料噴射装置
１２ｂ 第２直噴用燃料噴射装置
１２ｃ 第３直噴用燃料噴射装置
１２ｄ 第４直噴用燃料噴射装置
１３ 機関ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
１４ ヒータユニット
１８ 冷却水通路
１９ エアコンＥＣＵ（エアコンの制御装置）
２０ 水温センサ
３１ シリンダヘッド
３２ 排気通路
３３ 冷却水通路

Claims (2)

1. 吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射装置と燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴用燃料噴射装置とを備えた内燃機関において、
   前記燃焼室から排出された排気ガスが流れる排気通路の近傍に冷却水通路を設け、
   ヒータＯＮ要求があり且つ冷却水の温度が所定温度よりも低いときに、前記直噴用燃料噴射装置からの噴射割合をヒータＯＮ要求が無く又は／及び冷却水の温度が所定温度に達しているときの現状の噴射割合よりも大きくする制御装置を設けたことを特徴とする内燃機関。
2. 前記排気通路の経路長を長くすると共に、前記冷却水通路を当該排気通路の周囲全体を覆う１つの通路又は複数本の通路群として形成したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関。

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