Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4255182B2 - Combustion heater system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4255182B2 - Combustion heater system - Google Patents

Combustion heater system Download PDF

Info

Publication number
JP4255182B2
JP4255182B2 JP26823599A JP26823599A JP4255182B2 JP 4255182 B2 JP4255182 B2 JP 4255182B2 JP 26823599 A JP26823599 A JP 26823599A JP 26823599 A JP26823599 A JP 26823599A JP 4255182 B2 JP4255182 B2 JP 4255182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
exhaust
intake
amount
fuel pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26823599A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001088539A (en
Inventor
崇伴 楢原
孝治 森
鈴木  誠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP26823599A priority Critical patent/JP4255182B2/en
Publication of JP2001088539A publication Critical patent/JP2001088539A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4255182B2 publication Critical patent/JP4255182B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジン冷却水やエンジンへの吸気を加熱する燃焼式ヒータシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンなど燃焼効率の高いエンジンを搭載した車両では、車室内暖房の補助熱源や、冷間始動時におけるエンジンの暖機のための補機として燃焼式ヒータシステムが使用されている。
例えば、特公平6−13251号公報には、暖房器の燃焼器で発生する燃焼ガスを、エンジンの冷間始動時にエンジンの吸気管に送り込む車両用暖房装置(燃焼式ヒータシステム)が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記の車両用暖房装置では、エンジンの吸気管に燃焼ガスを送り込む必要がない場合には、別の吸気経路から燃焼用空気を燃焼器内へ取入れるとともに、燃焼ガスを大気に放出している。
暖機が必要な場合と必要でない場合とでは吸排気経路の圧力損失(流路抵抗)が異なるので、上記の車両用暖房装置では、図8〜図10に示す様に、吸排気経路の切り替えによって空燃比が変化して排気エミッションが増加(CO濃度の増加等)するという不具合が生じる。
【0004】
本発明の第1の目的は、吸排気経路の切り替えによって排気エミッションが増加しない燃焼式ヒータシステムの提供にある。
本発明の第2の目的は、各吸排気路に流す吸排気の流量割合を変えても排気エミッションが増加しない燃焼式ヒータシステムの提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
[請求項1について]
燃焼式ヒータシステムは、吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路を有する。
経路選択手段は、これらの吸排気経路を選択し、選択した経路を示す開度信号(開、閉)を制御器に出力する。
燃焼用空気や燃料を燃焼室へ供給するために、送風機や燃料ポンプが設けられ、これらは制御器により制御される。
【0006】
経路選択手段が吸排気経路を変更すると、選択した経路を示す開度信号を制御器に出力し、吸排気経路の圧力損失が変化するので、制御器は、開度信号(開、閉)を用いて、送風機への通電量と燃料ポンプの燃料供給能力、燃料ポンプの燃料供給能力、または送風機への通電量を変更する。
これにより、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気が燃焼室へ供給されるので、燃焼式ヒータシステムは、吸排気経路の切り替えによる排気エミッションの増加を防止することができる。
【0007】
[請求項2について]
燃焼式ヒータシステムは、吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路を有する。
流量割合設定手段は、各吸排気経路に流す吸排気の流量割合を設定し、流量割合設定手段が流量割合を変更すると、変更した流量割合に応じた開度信号を制御器に出力する。
燃焼用空気や燃料を燃焼室へ供給するために、送風機や燃料ポンプが設けられ、これらは制御器により制御される。
【0008】
流量割合設定手段が流量割合を変更すると、変更した流量割合に応じた開度信号を制御器に出力し、吸排気経路の圧力損失が変化するので、制御器は、開度信号を用いて、送風機への通電量と燃料ポンプの燃料供給能力、燃料ポンプの燃料供給能力、または送風機への通電量を変更する。
そして、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気を燃焼室へ供給する。
これにより、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気が燃焼室へ供給されるので、燃焼式ヒータシステムは、各吸排気経路に流す吸排気の流量割合の変更による排気エミッションの増加を防止することができる。
【0009】
[請求項3について]
燃焼室内での燃料の燃焼は、流体通路内を流れるとともに排気によって加熱される作動流体の検出温度から算出される目標燃焼量でなされるか、或いは、燃焼量設定器で設定した目標燃焼量でなされる。
【0010】
[請求項4について]
燃焼式ヒータシステムは、吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路を有する。
経路選択手段は、各吸排気経路に流す吸排気の流量割合を設定し、変更した流量割合に応じた開度信号を制御器に出力する。
燃焼用空気や燃料を燃焼室へ供給するために、送風機や燃料ポンプが設けられ、これらは制御器により制御される。
【0011】
制御器は、燃焼室内での燃焼量を設定するための燃焼量設定器で設定した目標燃焼量、または流体通路内を流れるとともに、燃焼により生じた高温の排気によって加熱される作動流体の検出温度から算出される目標燃焼量に基づいて、送風機への通電量および燃料ポンプの燃料供給能力を決定する。
【0012】
経路選択手段が吸排気経路を変更すると吸排気経路の圧力損失が変化するので、制御器が決定した送風器への通電量および燃料ポンプの燃料供給能力のうち、少なくとも一方を補正手段が補正する。
これにより、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気が燃焼室へ供給されるので、燃焼式ヒータシステムは、吸排気経路の切り替えによる排気エミッションの増加を防止することができる。
【0013】
[請求項5について]
燃焼式ヒータシステムは、吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路を有する。
流量割合設定手段は、各吸排気経路に流す吸排気の流量割合を設定し、流量割合設定手段が流量割合を変更すると、変更した流量割合に応じた開度信号を制御器に出力する。
燃焼用空気や燃料を燃焼室へ供給するために、送風機や燃料ポンプが設けられている。
【0014】
流量割合設定手段が流量割合を変更すると、選択した経路を示す開度信号を制御器に出力し、吸排気経路の圧力損失が変化するので、制御器は、開度信号(開、閉)を用いて、送風機への通電量燃料ポンプの燃料供給能力、燃料ポンプの燃料供給能力、または送風機への通電量を変更する。
これにより、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気が燃焼室へ供給されるので、燃焼式ヒータシステムは、各吸排気経路に流す吸排気の流量割合の変化による排気エミッションの増加を防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の第1実施例(請求項1、2、3に対応)に係る燃焼式ヒータシステムAは、図1、2に示す如く、吸排気経路1、2と、吸排気経路1、2の排気路10、20を切り替えるための排気路切替装置3と、送風機4と、燃料ポンプ5と、送風機4および燃料ポンプ5を制御する制御器6とを備える。
【0016】
吸排気経路1は、エンジン吸気管に連通する吸気口11→吸気路12→送風室13→ノズル14→燃焼室15→排気路10→排気口16に至る経路であり、圧力損失は大きい。
導入した空気(吸気)がこの吸排気経路1を通ると、エンジン冷却水71を加熱して室内暖房の能力を高める。
【0017】
排気路10は、高温の排ガスgを流して、エンジン冷却水路7内を流れるエンジン冷却水71を加熱するための通路である。
なお、エンジン冷却水路7内には、エンジン冷却水71の水温を検出するための水温センサ72が配設されている。
燃焼室15を包囲する様に排気路10が同軸状に設けられ、排気路10を包囲する様にエンジン冷却水路7が同軸状に設けられている。
【0018】
吸排気経路2は、エンジン吸気管に連通する吸気口11→吸気路12→送風室13→ノズル14→燃焼室15→排気路20→エンジン吸気管に連通する排気口17に至る経路であり、圧力損失は小さい。
導入した空気(吸気)がこの吸排気経路2を通ると、冷間始動時においては、エンジンの始動性を向上させることができる。
排気路20は、燃焼によって生じた高温の排ガスgをそのまま排気口17に導くための通路である。
【0019】
排気路切替装置3は、燃焼室15の後部へ通じる排気路20の入口を開閉する排気切替弁31と、アクチュエータ(図示せず)によって排気切替弁31を駆動するピストン32とを有する。
【0020】
この排気路切替装置3は、電装品制御ECU(図示せず)等から排気路切替信号が送出されると、アクチュエータが作動して排気切替弁31が動く。
また、アクチュエータの作動状態に対応して、排気路切替装置3から開度信号が出力される。
【0021】
送風機4は、送風室13内に配される羽根41と、羽根41を駆動するためのエアモータ42とにより構成される。
エアモータ42に通電が行われると羽根41が回転して、吸気口11から燃焼用空気が導入され、ノズル14から燃焼室15へ吹き出される。
【0022】
燃料ポンプ5は、燃焼室15内に軽油などの燃料をチューブ51を介して供給するためのものであり、駆動信号のレベルにより燃料供給能力を増減することができる。
なお、52は燃焼室15内に供給された燃料に点火するためのグロープラグである。
【0023】
制御器6は、マイクロコンピュータ61と、エアモータ駆動回路62と、燃料ポンプ駆動回路63とを有する。
本実施例では、図3に示す様に、マイクロコンピュータ61が、水温センサ72が出力するセンサ信号からエンジン冷却水の水温を求め、車室内暖房に必要とされる所定温度の水温と検出水温との差から目標燃焼量を算出して燃料ポンプ5の燃料供給能力を決定している。更に、算出された目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号とから、エアモータ42への印加電圧を決定している。
【0024】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した燃料供給能力が得られるレベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0025】
つぎに、燃焼式ヒータシステムAの作動を説明する。
寒冷時には、吸排気が吸排気経路1を流れる様に排気路切替信号を電装品制御ECU(図示せず)が出力し、排気切替弁31が閉弁状態を維持している(図1および図4の“閉”の状態)。
【0026】
マイクロコンピュータ61は、水温センサ72が出力するセンサ信号からエンジン冷却水の水温を求め、車室内暖房等に必要とされる所定温度の水温と検出水温との差から目標燃焼量を算出して燃料ポンプ5の燃料供給能力を決定する。更に、算出された目標燃焼量と、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路1を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られる印加電圧V1 を決定する。
【0027】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧V1 をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した燃料供給能力が得られるレベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0028】
排気切替弁31が閉弁状態(図1および図4の“閉”の状態)の場合には、エンジン吸気管から空気が吸気口11を経て導入され、吸気路12→送風室13→ノズル14を経て燃焼室15に至る。そして、燃焼により生じた高温の排気は、排気路10→排気口16に至る。
排気が排気路10を通過する際にはエンジン冷却水を加熱する。
【0029】
エンジンに、燃焼により生じた高温の排気を供給する必要が生じた場合には、吸排気が吸排気経路2を流れる様に排気路切替信号を電装品制御ECUが出力し、これにより、排気切替弁31が、閉から開(瞬時から数十秒)に変移(図4の“閉”→“開”の状態)し、排気路切替装置3から開度信号が出力される。
【0030】
エンジン冷却水の水温は直ぐには変わらないので、マイクロコンピュータ61は、同量の目標燃焼量を算出して、燃料ポンプ5の燃料供給能力を同能力に決定する。
更に、この目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号(閉→開)とに基づき、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路1、2を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られるエアモータ42への印加電圧Vを随時決定する。
【0031】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧V(徐々に低下)をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した同能力の燃料供給能力が得られる同レベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0032】
排気切替弁31が変移(“閉”→“開”)の場合には、エンジン吸気管から吸気口11を経て導入された空気は、吸気路12→送風室13→ノズル14を経て燃焼室15に至る。
そして、燃焼により生じた高温の排気の一部は、排気路10→排気口16に至る。また、高温の排気の残部は、排気路20→エンジン吸気管に連通する排気口17に至る。
【0033】
排気切替弁31が完全に変移(“開”)しても、エンジン冷却水の水温は直ぐには変わらないので、マイクロコンピュータ61は、同量の目標燃焼量を算出して、燃料ポンプ5の燃料供給能力を同能力に決定する。
更に、この目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号(開)とに基づき、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路2を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られるエアモータ42への印加電圧V2 を決定する。
【0034】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧V2 をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した同能力の燃料供給能力が得られる同レベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0035】
排気切替弁31が完全に開弁(図2および図4の“開”の状態)すると、エンジン吸気管から吸気口11を経て導入された空気は、吸気路12→送風室13→ノズル14を経て燃焼室15に至り、燃焼により生じた高温の排気は、排気路20→エンジン吸気管に連通する排気口17に至る。
排気が排気路20を通ってエンジン吸気管に送られると、冷間始動時においては、エンジンの始動性を向上させることができる。
【0036】
本実施例の燃焼式ヒータシステムAは、以下の利点を有する。
[ア]排気が、圧力損失が大きい排気路10を通る場合、圧力損失が小さい排気路20を通る場合、および排気路10から排気路20へ切り替わる途中の場合も、燃焼量に適した量の燃焼用空気が燃焼室15に送り込まれるので、空燃料比の変化を防ぐことができる。
このため、CO濃度の上昇が防止でき、排気エミッションの増加を抑えることができる。
【0037】
つぎに、本発明の第2実施例(請求項1、2、3に対応)に係る燃焼式ヒータシステムを、図1、図2、図4、および図5に基づいて説明する。
本実施例の燃焼式ヒータシステムBは、下記の点が燃焼式ヒータシステムAと異なる。
本実施例の燃焼式ヒータシステムBは、外部から燃焼量をコントロールするため、車室内の適所に設けた電装品操作用パネルに燃焼量設定器70を配設している。
【0038】
そして、図5に示す様に、マイクロコンピュータ61は、燃焼量設定器70から送出される燃焼量信号から目標燃焼量を算出して燃料ポンプ5の燃料供給能力を決定している。更に、算出された目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号とから、エアモータ42への印加電圧を決定している。
【0039】
つぎに、燃焼式ヒータシステムBの作動を説明する。
寒冷時には、吸排気が吸排気経路1を流れる様に排気路切替信号を電装品制御ECUが出力し、排気切替弁31が閉弁状態を維持している(図1および図4の“閉”の状態)。
【0040】
マイクロコンピュータ61は、燃焼量設定器70から送出される燃焼量信号から目標燃焼量を算出して燃料ポンプ5の燃料供給能力を決定する。更に、算出された目標燃焼量と、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路1を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られる印加電圧V1 を決定する。
【0041】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧V1 をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した燃料供給能力が得られるレベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0042】
排気切替弁31が閉弁状態(図1および図4の“閉”の状態)の場合には、エンジン吸気管から空気が吸気口11を経て導入され、吸気路12→送風室13→ノズル14を経て燃焼室15に至る。そして、燃焼により生じた高温の排気は、排気路10→排気口16に至る。
排気が排気路10を通過する際にはエンジン冷却水を加熱する。
【0043】
エンジンに、燃焼により生じた高温の排気で供給する必要が生じた場合には、吸排気が吸排気経路2を流れる様に排気路切替信号を電装品制御ECUが出力し、これにより、排気切替弁31が、閉から開(瞬時から数十秒)に変移(図4の“閉”→“開”の状態)し、排気路切替装置3から開度信号が出力される。
【0044】
燃焼量設定器で設定した燃焼量が変わらないので、マイクロコンピュータ61は、同量の目標燃焼量を算出して、燃料ポンプ5の燃料供給能力を同能力に決定する。
更に、この目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号(閉→開)とに基づき、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路1、2を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られるエアモータ42への印加電圧Vを随時決定する。
【0045】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧V(徐々に低下)をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した同能力の燃料供給能力が得られる同レベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0046】
排気切替弁31が変移(“閉”→“開”)の場合には、エンジン吸気管から吸気口11を経て導入された空気は、吸気路12→送風室13→ノズル14を経て燃焼室15に至る。
そして、燃焼により生じた高温の排気の一部は、排気路10→排気口16に至る。また、高温の排気の残部は、排気路20→エンジン吸気管に連通する排気口17に至る。
【0047】
排気切替弁31が完全に変移(“開”)しても、燃焼量設定器で設定した燃焼量が変わらないので、マイクロコンピュータ61は、同量の目標燃焼量を算出して、燃料ポンプ5の燃料供給能力を同能力に決定する。
更に、この目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号(開)とに基づき、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路2を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られるエアモータ42への印加電圧V2 を決定する。
【0048】
エアモータ駆動回路62は、マイクロコンピュータ61が決定した印加電圧V2 をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した同能力の燃料供給能力が得られる同レベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0049】
排気切替弁31が完全に開弁(図2および図4の“開”の状態)すると、エンジン吸気管から吸気口11を経て導入された空気は、吸気路12→送風室13→ノズル14を経て燃焼室15に至り、燃焼により生じた高温の排気は、排気路20→エンジン吸気管に連通する排気口17に至る。
排気が排気路20を通ってエンジン吸気管に送られると、冷間始動時においてはエンジンの始動性を向上させることができる。
本実施例の燃焼式ヒータシステムBは、燃焼式ヒータシステムAと同様の利点{[ア]に準じた利点}を有する。
【0050】
つぎに、本発明の第3実施例(請求項4、5に対応)に係る燃焼式ヒータシステムCを、図1、図2、図4、図6に基づいて説明する。
本実施例の燃焼式ヒータシステムCは、下記の点が燃焼式ヒータシステムBと異なる。
燃焼式ヒータシステムCは、図6に示す様に、マイクロコンピュータ61は、燃焼量設定器70から送出される燃焼量信号から目標燃焼量を算出し、この目標燃焼量に基づいて燃料ポンプ5の燃料供給能力およびエアモータ42への通電量を決定している。
更に、算出された目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号とから、エアモータ補正量を算出(補正量算出手段に相当)し、エアモータ42への通電量を補正している。
【0051】
つぎに、燃焼式ヒータシステムCの作動を説明する。
寒冷時には、吸排気が吸排気経路1を流れる様に排気路切替信号を電装品制御ECUが出力し、排気切替弁31が閉弁状態を維持している(図1および図4の“閉”の状態)。
【0052】
マイクロコンピュータ61は、燃焼量設定器70から送出される燃焼量信号から目標燃焼量を算出し、この目標燃焼量から燃料ポンプ5の燃料供給能力およびエアモータ42への印加電圧を決定している。
また、燃焼量設定器70から送出される燃焼量信号と、排気路切替装置3から出力される開度信号とから印加電圧の補正量を算出し、エアモータ42への印加電圧を補正している。この補正により、目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路1を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られる印加電圧V1 となる。
【0053】
エアモータ駆動回路62は、補正された印加電圧V1 をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した燃料供給能力が得られるレベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0054】
エンジンの排気ガス中のNOxを低減する必要が生じた場合には、吸排気が吸排気経路2を流れる様に排気路切替信号を電装品制御ECUが出力し、これにより、排気切替弁31が、閉から開(瞬時から数十秒)に変移(図4の“閉”→“開”の状態)し、排気路切替装置3から開度信号が出力される。
【0055】
燃焼量設定器で設定した燃焼量が変わらないので、マイクロコンピュータ61は、同量の目標燃焼量を算出して、燃料ポンプ5の燃料供給能力を同能力に決定し、印加電圧を同電圧に決定する。
更に、この目標燃焼量と、排気路切替装置3から出力される開度信号(閉→開)とから印加電圧の補正量を算出し、エアモータ42への印加電圧を補正している。この補正により、この目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路1、2を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られるエアモータ42への印加電圧Vとなる。
【0056】
エアモータ駆動回路62は、補正された印加電圧V(徐々に低下)をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した同能力の燃料供給能力が得られる同レベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0057】
排気切替弁31が完全に変移(“開”)しても、燃焼量設定器70で設定した燃焼量が変わらないので、マイクロコンピュータ61は、同量の目標燃焼量を算出して、燃料ポンプ5の燃料供給能力を同能力に決定し、エアモータ42への印加電圧を同電圧に決定する。
また、燃焼量設定器70から送出される燃焼量信号と、排気路切替装置3から出力される開度信号とから印加電圧の補正量を算出し、エアモータ42への印加電圧を補正している。この補正により、目標燃焼量で燃焼させる(吸排気は吸排気経路2を流れる)場合に必要な燃焼用空気量が燃焼室15に供給できる回転数が得られる印加電圧V2 となる。
【0058】
エアモータ駆動回路62は、補正された印加電圧V2 をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路63は、マイクロコンピュータ61が決定した燃料供給能力が得られるレベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
本実施例の燃焼式ヒータシステムCは、燃焼式ヒータシステムAと同様の利点{[ア]に準じた利点}を有する。
【0059】
つぎに、本発明の第4実施例(請求項1、2、3に対応)に係る燃焼式ヒータシステムDを図7に基づいて説明する。
本実施例の燃焼式ヒータシステムDは、下記の点が燃焼式ヒータシステムAと異なる。
燃焼式ヒータシステムDには、燃焼室15を包囲する様に排気路80が設けられ、この排気路80を包囲する様にエンジン冷却水路7が設けられている。
つまり、排ガスgが常に排気路80内を流れ、エンジン冷却水路7内を流れるエンジン冷却水71を加熱する構造である。
【0060】
また、燃焼式ヒータシステムDは、圧力損失が異なる吸排気経路(四種類)と、各吸排気路を切り替えるための吸排気路切替装置8とを燃焼式ヒータ本体100と別に設けている。
【0061】
吸気路81は、吸気口811をエンジン吸気管に連通する吸気路であり、圧力損失が小さい。
吸気路82は、吸気口821から車外の空気を導入するための吸気路であり、距離が長いため、圧力損失が大きい。
【0062】
排気路83は、排気口831をエンジン吸気管に連通する排気路であり、圧力損失が小さい。排気がこの排気路83を通ると、冷間始動時においては、エンジンの始動性を向上させることができる。
排気路84は、排気口841をエンジン排気管に連通する排気路であり、圧力損失が大きい。排気が排気路84を通過する場合には、触媒を加熱して触媒を活性化することができる。
【0063】
吸気路81、82および排気路83、84を切り替えるための吸排気路切替装置8は、吸気路81と吸気路82とが合流する吸気路12の上流側に配設される吸気路切替ドア85およびそのアクチュエータ851と、排気路83と排気路84とが合流する排気路80の下流側に配設される排気路切替ドア86およびそのアクチュエータ861とにより構成されている。
【0064】
この吸排気路切替装置8は、電装品制御ECU(図示せず)等から吸排気路切替信号が送出されると、アクチュエータ851、861が作動して吸気路切替ドア85、排気路切替ドア86が動く。
エンジンに、燃焼により生じた高温の排気を供給する場合には、排気路切替ドア86が図示実線位置に固定されている。また、触媒を再生する場合には、排気路切替ドア86がアクチュエータ861により図示二点鎖線位置に切り替えられる。
吸気路切替ドア85は、通常は図示実線位置に固定されているが、排気経路が排気路84に切り替えられた場合には、排気口841との圧力差を小さくするため、アクチュエータ851により図示二点鎖線位置に切り替えられる。
【0065】
そして、アクチュエータ851、861の作動状態に対応して、吸排気路切替装置8から二種類の開度信号が出力される。
【0066】
制御器6は、マイクロコンピュータと、エアモータ駆動回路と、燃料ポンプ駆動回路とを有する。
本実施例では、マイクロコンピュータが、水温センサ72が出力するセンサ信号からエンジン冷却水の水温を求め、車室内暖房等に必要とされる所定温度の水温と検出水温との差から目標燃焼量を算出して燃料ポンプ5の燃料供給能力を決定している。更に、算出された目標燃焼量と、吸排気切替装置8から出力される二種類の開度信号とから、エアモータ42への印加電圧を決定している。
【0067】
エアモータ駆動回路は、マイクロコンピュータが決定した印加電圧をエアモータ42に印加する。
燃料ポンプ駆動回路は、マイクロコンピュータが決定した燃料供給能力が得られるレベルの駆動信号を燃料ポンプ5に送出する。
【0068】
本実施例の燃焼式ヒータシステムDは、以下の利点を有する。
[イ]圧力損失が小さい吸気路81から吸気を導入しても、圧力損失が大きい吸気路82から導入しても、圧力損失が小さい排気路83から排気を排出しても、圧力損失が大きい排気路84から排出しても、また、これら吸排気路が切り替わる途中の場合も、燃焼量に適した量の燃焼用空気が燃焼室15に送り込まれるので、空燃料比の変化を防ぐことができる。
このため、CO濃度の上昇が防止でき、排気エミッションの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例〜第3実施例に係る燃焼式ヒータシステムの説明図(排気切替弁閉)である。
【図2】本発明の第1実施例〜第3実施例に係る燃焼式ヒータシステムの説明図(排気切替弁開)である。
【図3】本発明の第1実施例に係る燃焼式ヒータシステムのブロック図である。
【図4】本発明の燃焼式ヒータシステムにおいて、排気弁が閉から開になる場合の、排気弁開度、エアモータ電圧、および空気供給量の変移を示すグラフである。
【図5】本発明の第2実施例に係る燃焼式ヒータシステムのブロック図である。
【図6】本発明の第3実施例に係る燃焼式ヒータシステムのブロック図である。
【図7】本発明の第4実施例に係る燃焼式ヒータシステムの説明図である。
【図8】従来技術の燃焼式ヒータシステムにおいて、排気弁が閉から開になる場合の、排気弁開度、エアモータ電圧、および空気供給量の変移を示すグラフである。
【図9】従来技術および本発明に係る燃焼式ヒータシステムにおいて、排気弁が開の場合と閉の場合の、エアモータ電圧と空気供給量との関係を示すグラフである。
【図10】従来技術および本発明に係る燃焼式ヒータシステムにおいて、排気弁が開の場合と閉の場合の各CO濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
1、2 吸排気経路
3 排気路切替装置(経路選択手段、流量割合設定手段)
4 送風機
5 燃料ポンプ
6 制御器
8 吸排気切替装置(経路選択手段、流量割合設定手段)
11 吸気口
15 燃焼室
16、17 排気口
70 燃焼量設定器
A、B、C、D 燃焼式ヒータシステム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion heater system that heats engine coolant or intake air to the engine.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle equipped with an engine having high combustion efficiency, such as a diesel engine, a combustion heater system is used as an auxiliary heat source for heating the passenger compartment or as an auxiliary machine for warming up the engine during cold start.
For example, Japanese Patent Publication No. 6-13251 describes a vehicle heating device (combustion heater system) that sends combustion gas generated in a combustor of a heater to an intake pipe of the engine when the engine is cold-started. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above vehicle heating device, when it is not necessary to send combustion gas to the intake pipe of the engine, combustion air is taken into the combustor from another intake passage and the combustion gas is released to the atmosphere. .
Since the pressure loss (flow path resistance) of the intake / exhaust path is different between when warm-up is necessary and when it is not necessary, in the above vehicle heating device, as shown in FIGS. This causes a problem that the air-fuel ratio changes and the exhaust emission increases (CO concentration increases, etc.).
[0004]
A first object of the present invention is to provide a combustion heater system in which exhaust emission does not increase by switching between intake and exhaust paths.
A second object of the present invention is to provide a combustion heater system in which exhaust emission does not increase even if the flow rate ratio of intake and exhaust flowing in each intake and exhaust passage is changed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[About claim 1]
  The combustion heater system has two or more types of intake and exhaust passages having different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber.
  The route selection means selects these intake and exhaust routesThen, an opening signal (open / closed) indicating the selected route is output to the controller.
  In order to supply combustion air and fuel to the combustion chamber, a blower and a fuel pump are provided, and these are controlled by a controller.
[0006]
  When the route selection means changes the intake / exhaust route, Output the opening signal indicating the selected route to the controller,Since the pressure loss in the intake and exhaust passage changes, the controllerUsing the opening signal (open, closed)The energization amount to the blower and the fuel supply capability of the fuel pump, the fuel supply capability of the fuel pump, or the energization amount to the blower are changed.
  ThisGoalSince combustion air of an amount suitable for the combustion amount is supplied to the combustion chamber, the combustion heater system can prevent an increase in exhaust emission due to switching of the intake and exhaust paths.
[0007]
[Claim 2]
  The combustion heater system has two or more types of intake and exhaust passages having different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber.
  The flow rate ratio setting means sets the flow rate ratio of the intake / exhaust gas flowing through each intake / exhaust pathWhen the flow rate ratio setting means changes the flow rate ratio, an opening degree signal corresponding to the changed flow rate ratio is output to the controller.
  In order to supply combustion air and fuel to the combustion chamber, a blower and a fuel pump are provided, and these are controlled by a controller.
[0008]
  The flow rate setting means changes the flow rate.And output the opening signal according to the changed flow rate ratio to the controller,Since the pressure loss in the intake and exhaust passage changes, the controllerUsing the opening signal,The energization amount to the blower and the fuel supply capability of the fuel pump, the fuel supply capability of the fuel pump, or the energization amount to the blower are changed.
  AndGoalThe amount of combustion air suitable for the amount of combustionBurnSupply to the firing room.
  ThisGoalSince combustion air of an amount suitable for the combustion amount is supplied to the combustion chamber, the combustion heater system can prevent an increase in exhaust emission due to a change in the flow rate ratio of intake and exhaust flowing in each intake and exhaust passage.
[0009]
[Claim 3]
The combustion of the fuel in the combustion chamber is performed with the target combustion amount calculated from the detected temperature of the working fluid that flows in the fluid passage and is heated by the exhaust, or with the target combustion amount set by the combustion amount setting device. Made.
[0010]
[About claim 4]
  The combustion heater system has two or more types of intake and exhaust passages having different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber.
  The route selection meansThe flow rate ratio of intake / exhaust gas flowing through each intake / exhaust path is set, and an opening degree signal corresponding to the changed flow rate ratio is output to the controller.
  A blower and a fuel pump are installed to supply combustion air and fuel to the combustion chamber.These are controlled by a controller.
[0011]
The controller is a target combustion amount set by the combustion amount setting device for setting the combustion amount in the combustion chamber, or a detected temperature of the working fluid that flows in the fluid passage and is heated by the high-temperature exhaust gas generated by the combustion. Based on the target combustion amount calculated from the above, the energization amount to the blower and the fuel supply capability of the fuel pump are determined.
[0012]
  When the route selection means changes the intake / exhaust route, the pressure loss of the intake / exhaust route changes, so among the energization amount to the blower determined by the controller and the fuel supply capacity of the fuel pump,At least oneIs corrected by the correcting means.
  ThisGoalSince combustion air of an amount suitable for the combustion amount is supplied to the combustion chamber, the combustion heater system can prevent an increase in exhaust emission due to switching of the intake and exhaust paths.
[0013]
[About claim 5]
  The combustion heater system has two or more types of intake and exhaust passages having different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber.
  The flow rate ratio setting means sets the flow rate ratio of the intake / exhaust gas flowing through each intake / exhaust pathWhen the flow rate ratio setting means changes the flow rate ratio, an opening degree signal corresponding to the changed flow rate ratio is output to the controller.
  In order to supply combustion air and fuel to the combustion chamber, a blower and a fuel pump are provided.
[0014]
  When the flow rate setting means changes the flow rate,An opening signal indicating the selected route is output to the controller.Since the pressure loss in the intake / exhaust passage changes, the controllerUsing the opening signal (open, closed)Current flow to the blowerWhenFuel supply capacity of the fuel pumpChange the fuel supply capacity of the fuel pump or the energization amount to the blower.
  ThisGoalSince combustion air of an amount suitable for the combustion amount is supplied to the combustion chamber, the combustion heater system can prevent an increase in exhaust emission due to a change in the flow rate ratio of intake and exhaust flowing in each intake and exhaust passage.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The combustion heater system A according to the first embodiment of the present invention (corresponding to claims 1, 2, and 3) includes an intake / exhaust path 1, 2 and an intake / exhaust path 1, 2 as shown in FIGS. An exhaust path switching device 3 for switching the exhaust paths 10 and 20, a blower 4, a fuel pump 5, and a controller 6 that controls the blower 4 and the fuel pump 5 are provided.
[0016]
The intake / exhaust path 1 is a path from the intake port 11 communicating with the engine intake pipe → the intake path 12 → the air blowing chamber 13 → the nozzle 14 → the combustion chamber 15 → the exhaust path 10 → the exhaust port 16 and has a large pressure loss.
When the introduced air (intake air) passes through the intake / exhaust passage 1, the engine cooling water 71 is heated to enhance the capacity of room heating.
[0017]
The exhaust passage 10 is a passage for flowing the high-temperature exhaust gas g and heating the engine cooling water 71 flowing in the engine cooling water passage 7.
A water temperature sensor 72 for detecting the water temperature of the engine cooling water 71 is disposed in the engine cooling water passage 7.
An exhaust passage 10 is provided coaxially so as to surround the combustion chamber 15, and an engine cooling water passage 7 is provided coaxially so as to surround the exhaust passage 10.
[0018]
The intake / exhaust path 2 is a path leading to the intake port 11 communicating with the engine intake pipe → the intake path 12 → the air blowing chamber 13 → the nozzle 14 → the combustion chamber 15 → the exhaust path 20 → the exhaust port 17 communicating with the engine intake pipe. Pressure loss is small.
When the introduced air (intake air) passes through the intake / exhaust passage 2, the startability of the engine can be improved during cold start.
The exhaust passage 20 is a passage for guiding the high-temperature exhaust gas g generated by combustion to the exhaust port 17 as it is.
[0019]
The exhaust passage switching device 3 includes an exhaust switching valve 31 that opens and closes an inlet of the exhaust passage 20 that leads to the rear portion of the combustion chamber 15, and a piston 32 that drives the exhaust switching valve 31 by an actuator (not shown).
[0020]
In this exhaust path switching device 3, when an exhaust path switching signal is sent from an electrical component control ECU (not shown) or the like, the actuator is operated and the exhaust switching valve 31 moves.
Further, an opening degree signal is output from the exhaust path switching device 3 in accordance with the operating state of the actuator.
[0021]
The blower 4 includes a blade 41 disposed in the blower chamber 13 and an air motor 42 for driving the blade 41.
When the air motor 42 is energized, the blades 41 rotate, combustion air is introduced from the intake port 11, and blown out from the nozzle 14 to the combustion chamber 15.
[0022]
The fuel pump 5 is for supplying fuel such as light oil into the combustion chamber 15 via the tube 51, and the fuel supply capacity can be increased or decreased depending on the level of the drive signal.
Reference numeral 52 denotes a glow plug for igniting the fuel supplied into the combustion chamber 15.
[0023]
The controller 6 includes a microcomputer 61, an air motor drive circuit 62, and a fuel pump drive circuit 63.
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the microcomputer 61 obtains the temperature of the engine cooling water from the sensor signal output from the water temperature sensor 72, and calculates the water temperature at a predetermined temperature and the detected water temperature required for vehicle interior heating. The fuel supply capacity of the fuel pump 5 is determined by calculating the target combustion amount from the difference. Further, the applied voltage to the air motor 42 is determined from the calculated target combustion amount and the opening degree signal output from the exhaust passage switching device 3.
[0024]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage determined by the microcomputer 61 to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends a drive signal at a level at which the fuel supply capability determined by the microcomputer 61 is obtained to the fuel pump 5.
[0025]
Next, the operation of the combustion heater system A will be described.
In cold weather, an electrical component control ECU (not shown) outputs an exhaust path switching signal so that intake / exhaust air flows through the intake / exhaust path 1, and the exhaust switching valve 31 is maintained in a closed state (FIGS. 1 and 3). 4 in the “closed” state).
[0026]
The microcomputer 61 obtains the water temperature of the engine cooling water from the sensor signal output from the water temperature sensor 72, calculates the target combustion amount from the difference between the water temperature at a predetermined temperature required for vehicle interior heating and the like, and the detected water temperature. The fuel supply capacity of the pump 5 is determined. Further, the calculated target combustion amount and an applied voltage that provides a rotational speed at which the combustion air amount necessary for combustion with the target combustion amount (intake and exhaust flows through the intake and exhaust passage 1) can be supplied to the combustion chamber 15. V1To decide.
[0027]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage V determined by the microcomputer 61.1Is applied to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends a drive signal at a level at which the fuel supply capability determined by the microcomputer 61 is obtained to the fuel pump 5.
[0028]
When the exhaust gas switching valve 31 is in the closed state (the “closed” state in FIGS. 1 and 4), air is introduced from the engine intake pipe through the intake port 11, and the intake passage 12 → the blower chamber 13 → the nozzle 14. To reach the combustion chamber 15. The high-temperature exhaust gas generated by the combustion reaches the exhaust path 10 → the exhaust port 16.
When the exhaust passes through the exhaust passage 10, the engine coolant is heated.
[0029]
When it is necessary to supply high-temperature exhaust gas generated by combustion to the engine, the electrical component control ECU outputs an exhaust path switching signal so that intake / exhaust air flows through the intake / exhaust path 2, thereby The valve 31 changes from closed to open (several tens of seconds from the moment) (a state of “closed” → “open” in FIG. 4), and an opening degree signal is output from the exhaust path switching device 3.
[0030]
Since the engine coolant temperature does not change immediately, the microcomputer 61 calculates the same amount of target combustion and determines the fuel supply capability of the fuel pump 5 to be the same.
Further, based on this target combustion amount and the opening degree signal (closed → open) output from the exhaust path switching device 3, combustion is performed at this target combustion amount (intake and exhaust flow through the intake and exhaust paths 1 and 2). The voltage V applied to the air motor 42 at which the rotational speed at which the necessary combustion air amount can be supplied to the combustion chamber 15 is obtained is determined as needed.
[0031]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage V (gradual decrease) determined by the microcomputer 61 to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends to the fuel pump 5 a drive signal of the same level that provides the fuel supply capability of the same capability determined by the microcomputer 61.
[0032]
When the exhaust switching valve 31 is changed (“closed” → “open”), the air introduced from the engine intake pipe through the intake port 11 passes through the intake passage 12 → the blower chamber 13 → the nozzle 14 and the combustion chamber 15. To.
A part of the high-temperature exhaust gas generated by the combustion reaches the exhaust path 10 → the exhaust port 16. Further, the remainder of the high-temperature exhaust reaches the exhaust port 17 that communicates with the exhaust passage 20 → the engine intake pipe.
[0033]
Even if the exhaust gas switching valve 31 completely changes (“opens”), the temperature of the engine coolant does not change immediately. Therefore, the microcomputer 61 calculates the target combustion amount of the same amount and the fuel of the fuel pump 5. The supply capacity is determined to be the same capacity.
Further, on the basis of the target combustion amount and the opening degree signal (open) output from the exhaust passage switching device 3, the combustion required for combustion at this target combustion amount (intake and exhaust flows through the intake and exhaust passage 2). The applied voltage V to the air motor 42 at which the rotational speed at which the amount of air can be supplied to the combustion chamber 15 is obtained.2To decide.
[0034]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage V determined by the microcomputer 61.2Is applied to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends to the fuel pump 5 a drive signal of the same level that provides the fuel supply capability of the same capability determined by the microcomputer 61.
[0035]
When the exhaust switching valve 31 is completely opened (in the “open” state in FIGS. 2 and 4), the air introduced from the engine intake pipe through the intake port 11 passes through the intake passage 12 → the blower chamber 13 → the nozzle 14. After that, the combustion chamber 15 is reached, and the hot exhaust gas generated by the combustion reaches the exhaust port 17 → the exhaust port 17 communicating with the engine intake pipe.
When the exhaust gas is sent to the engine intake pipe through the exhaust passage 20, the startability of the engine can be improved during the cold start.
[0036]
The combustion heater system A of the present embodiment has the following advantages.
[A] When the exhaust gas passes through the exhaust passage 10 where the pressure loss is large, passes through the exhaust passage 20 where the pressure loss is small, and in the middle of switching from the exhaust passage 10 to the exhaust passage 20, the amount of the exhaust gas is appropriate. Since combustion air is sent into the combustion chamber 15, it is possible to prevent a change in the air-fuel ratio.
For this reason, an increase in CO concentration can be prevented, and an increase in exhaust emission can be suppressed.
[0037]
Next, a combustion type heater system according to a second embodiment of the present invention (corresponding to claims 1, 2, and 3) will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, and FIG.
The combustion heater system B of the present embodiment is different from the combustion heater system A in the following points.
In the combustion type heater system B of the present embodiment, a combustion amount setting device 70 is disposed on an electrical component operation panel provided at an appropriate position in the vehicle compartment in order to control the combustion amount from the outside.
[0038]
As shown in FIG. 5, the microcomputer 61 determines the fuel supply capability of the fuel pump 5 by calculating the target combustion amount from the combustion amount signal sent from the combustion amount setting device 70. Further, the applied voltage to the air motor 42 is determined from the calculated target combustion amount and the opening degree signal output from the exhaust passage switching device 3.
[0039]
Next, the operation of the combustion heater system B will be described.
In cold weather, the electrical component control ECU outputs an exhaust path switching signal so that intake / exhaust air flows through the intake / exhaust path 1, and the exhaust switching valve 31 is kept closed ("closed" in FIGS. 1 and 4). State).
[0040]
The microcomputer 61 calculates the target combustion amount from the combustion amount signal sent from the combustion amount setting unit 70 and determines the fuel supply capability of the fuel pump 5. Further, the calculated target combustion amount and an applied voltage that provides a rotational speed at which the combustion air amount necessary for combustion with the target combustion amount (intake and exhaust flows through the intake and exhaust passage 1) can be supplied to the combustion chamber 15. V1To decide.
[0041]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage V determined by the microcomputer 61.1Is applied to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends a drive signal at a level at which the fuel supply capability determined by the microcomputer 61 is obtained to the fuel pump 5.
[0042]
When the exhaust gas switching valve 31 is in the closed state (the “closed” state in FIGS. 1 and 4), air is introduced from the engine intake pipe through the intake port 11, and the intake passage 12 → the blower chamber 13 → the nozzle 14. To reach the combustion chamber 15. The high-temperature exhaust gas generated by the combustion reaches the exhaust path 10 → the exhaust port 16.
When the exhaust passes through the exhaust passage 10, the engine coolant is heated.
[0043]
When it is necessary to supply the engine with high-temperature exhaust gas generated by combustion, the electrical component control ECU outputs an exhaust path switching signal so that intake / exhaust air flows through the intake / exhaust path 2, thereby The valve 31 changes from closed to open (several tens of seconds from the moment) (a state of “closed” → “open” in FIG. 4), and an opening degree signal is output from the exhaust path switching device 3.
[0044]
Since the combustion amount set by the combustion amount setting device does not change, the microcomputer 61 calculates the same amount of target combustion and determines the fuel supply capability of the fuel pump 5 to be the same.
Further, based on this target combustion amount and the opening degree signal (closed → open) output from the exhaust path switching device 3, combustion is performed at this target combustion amount (intake and exhaust flow through the intake and exhaust paths 1 and 2). The voltage V applied to the air motor 42 at which the rotational speed at which the necessary combustion air amount can be supplied to the combustion chamber 15 is obtained is determined as needed.
[0045]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage V (gradual decrease) determined by the microcomputer 61 to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends to the fuel pump 5 a drive signal of the same level that provides the fuel supply capability of the same capability determined by the microcomputer 61.
[0046]
When the exhaust switching valve 31 is changed (“closed” → “open”), the air introduced from the engine intake pipe through the intake port 11 passes through the intake passage 12 → the blower chamber 13 → the nozzle 14 and the combustion chamber 15. To.
A part of the high-temperature exhaust gas generated by the combustion reaches the exhaust path 10 → the exhaust port 16. Further, the remainder of the high-temperature exhaust reaches the exhaust port 17 that communicates with the exhaust passage 20 → the engine intake pipe.
[0047]
Even if the exhaust gas switching valve 31 completely changes (“opens”), the combustion amount set by the combustion amount setting device does not change. Therefore, the microcomputer 61 calculates the same target combustion amount and calculates the fuel pump 5. The same fuel supply capacity will be determined.
Further, on the basis of the target combustion amount and the opening degree signal (open) output from the exhaust passage switching device 3, the combustion required for combustion at this target combustion amount (intake and exhaust flows through the intake and exhaust passage 2). The applied voltage V to the air motor 42 at which the rotational speed at which the amount of air can be supplied to the combustion chamber 15 is obtained.2To decide.
[0048]
The air motor drive circuit 62 applies the applied voltage V determined by the microcomputer 61.2Is applied to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends to the fuel pump 5 a drive signal of the same level that provides the fuel supply capability of the same capability determined by the microcomputer 61.
[0049]
When the exhaust switching valve 31 is completely opened (in the “open” state in FIGS. 2 and 4), the air introduced from the engine intake pipe through the intake port 11 passes through the intake passage 12 → the blower chamber 13 → the nozzle 14. After that, the combustion chamber 15 is reached, and the hot exhaust gas generated by the combustion reaches the exhaust port 17 → the exhaust port 17 communicating with the engine intake pipe.
When the exhaust gas is sent to the engine intake pipe through the exhaust passage 20, the startability of the engine can be improved during the cold start.
The combustion heater system B of the present embodiment has the same advantages {advantages according to [A]} as the combustion heater system A.
[0050]
Next, a combustion heater system C according to a third embodiment (corresponding to claims 4 and 5) of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4, and 6. FIG.
The combustion heater system C of the present embodiment is different from the combustion heater system B in the following points.
In the combustion heater system C, as shown in FIG. 6, the microcomputer 61 calculates the target combustion amount from the combustion amount signal sent from the combustion amount setting device 70, and the fuel pump 5 of the fuel pump 5 is based on this target combustion amount. The fuel supply capacity and the energization amount to the air motor 42 are determined.
Further, an air motor correction amount is calculated (corresponding to a correction amount calculating means) from the calculated target combustion amount and the opening degree signal output from the exhaust passage switching device 3, and the energization amount to the air motor 42 is corrected. Yes.
[0051]
Next, the operation of the combustion heater system C will be described.
In cold weather, the electrical component control ECU outputs an exhaust path switching signal so that intake / exhaust air flows through the intake / exhaust path 1, and the exhaust switching valve 31 is kept closed ("closed" in FIGS. 1 and 4). State).
[0052]
The microcomputer 61 calculates the target combustion amount from the combustion amount signal sent from the combustion amount setting device 70, and determines the fuel supply capability of the fuel pump 5 and the voltage applied to the air motor 42 from this target combustion amount.
Further, the correction amount of the applied voltage is calculated from the combustion amount signal sent from the combustion amount setting device 70 and the opening degree signal output from the exhaust passage switching device 3, and the applied voltage to the air motor 42 is corrected. . By this correction, an applied voltage V that provides a rotational speed at which the amount of combustion air necessary for combustion at the target combustion amount (intake and exhaust flow through the intake and exhaust passage 1) can be supplied to the combustion chamber 15 is obtained.1It becomes.
[0053]
The air motor drive circuit 62 uses the corrected applied voltage V1Is applied to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends a drive signal at a level at which the fuel supply capability determined by the microcomputer 61 is obtained to the fuel pump 5.
[0054]
When it is necessary to reduce the NOx in the exhaust gas of the engine, the electrical component control ECU outputs an exhaust path switching signal so that the intake and exhaust flows through the intake and exhaust path 2, whereby the exhaust switching valve 31 is Then, the state changes from closed to open (several tens of seconds from the moment) (a state of “closed” → “open” in FIG. 4), and an opening degree signal is output from the exhaust path switching device 3.
[0055]
Since the combustion amount set by the combustion amount setting device does not change, the microcomputer 61 calculates the target combustion amount of the same amount, determines the fuel supply capability of the fuel pump 5 to be the same capability, and sets the applied voltage to the same voltage. decide.
Further, the correction amount of the applied voltage is calculated from the target combustion amount and the opening degree signal (closed → open) output from the exhaust passage switching device 3, and the applied voltage to the air motor 42 is corrected. By this correction, the applied voltage to the air motor 42 that provides the number of revolutions required to supply the combustion air amount to the combustion chamber 15 when combustion is performed at this target combustion amount (intake and exhaust flow through the intake and exhaust passages 1 and 2). V.
[0056]
The air motor drive circuit 62 applies the corrected applied voltage V (gradual decrease) to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends to the fuel pump 5 a drive signal of the same level that provides the fuel supply capability of the same capability determined by the microcomputer 61.
[0057]
Even if the exhaust gas switching valve 31 is completely shifted (“open”), the combustion amount set by the combustion amount setting unit 70 does not change. Therefore, the microcomputer 61 calculates the target combustion amount of the same amount, and the fuel pump 5 is determined to be the same capacity, and the voltage applied to the air motor 42 is determined to be the same voltage.
Further, the correction amount of the applied voltage is calculated from the combustion amount signal sent from the combustion amount setting device 70 and the opening degree signal output from the exhaust passage switching device 3, and the applied voltage to the air motor 42 is corrected. . By this correction, an applied voltage V that provides a rotational speed at which the amount of combustion air necessary for combustion at the target combustion amount (intake and exhaust flow through the intake and exhaust passage 2) can be supplied to the combustion chamber 15 is obtained.2It becomes.
[0058]
The air motor drive circuit 62 uses the corrected applied voltage V2Is applied to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit 63 sends a drive signal at a level at which the fuel supply capability determined by the microcomputer 61 is obtained to the fuel pump 5.
The combustion heater system C of the present embodiment has the same advantages {advantages according to [A]} as the combustion heater system A.
[0059]
Next, a combustion heater system D according to a fourth embodiment of the present invention (corresponding to claims 1, 2, and 3) will be described with reference to FIG.
The combustion heater system D of the present embodiment is different from the combustion heater system A in the following points.
In the combustion heater system D, an exhaust passage 80 is provided so as to surround the combustion chamber 15, and an engine cooling water passage 7 is provided so as to surround the exhaust passage 80.
That is, the exhaust gas g always flows in the exhaust passage 80 and heats the engine coolant 71 flowing in the engine coolant passage 7.
[0060]
In addition, the combustion heater system D includes an intake / exhaust path (four types) having different pressure losses and an intake / exhaust path switching device 8 for switching each intake / exhaust path separately from the combustion heater main body 100.
[0061]
The intake passage 81 is an intake passage that connects the intake port 811 to the engine intake pipe, and has a small pressure loss.
The intake passage 82 is an intake passage for introducing air outside the vehicle from the intake port 821, and has a large pressure loss because the distance is long.
[0062]
The exhaust path 83 is an exhaust path that connects the exhaust port 831 to the engine intake pipe, and has a small pressure loss. When the exhaust passes through the exhaust passage 83, the startability of the engine can be improved during cold start.
The exhaust path 84 is an exhaust path that connects the exhaust port 841 to the engine exhaust pipe, and has a large pressure loss. When the exhaust passes through the exhaust path 84, the catalyst can be heated to activate the catalyst.
[0063]
The intake / exhaust path switching device 8 for switching between the intake paths 81 and 82 and the exhaust paths 83 and 84 is an intake path switching door 85 disposed on the upstream side of the intake path 12 where the intake path 81 and the intake path 82 merge. And the actuator 851, the exhaust path switching door 86 disposed on the downstream side of the exhaust path 80 where the exhaust path 83 and the exhaust path 84 merge, and the actuator 861.
[0064]
In the intake / exhaust path switching device 8, when an intake / exhaust path switching signal is sent from an electrical component control ECU (not shown) or the like, the actuators 851 and 861 are operated to operate the intake path switching door 85 and the exhaust path switching door 86. Moves.
When supplying high-temperature exhaust gas generated by combustion to the engine, the exhaust path switching door 86 is fixed at the position shown in the solid line in the figure. When the catalyst is regenerated, the exhaust path switching door 86 is switched to the two-dot chain line position by the actuator 861.
The intake path switching door 85 is normally fixed at the position indicated by the solid line in the figure, but when the exhaust path is switched to the exhaust path 84, the actuator 851 reduces the pressure difference with the exhaust port 841. Switch to the dotted line position.
[0065]
In response to the operating state of the actuators 851 and 861, two types of opening degree signals are output from the intake / exhaust passage switching device 8.
[0066]
The controller 6 has a microcomputer, an air motor drive circuit, and a fuel pump drive circuit.
In this embodiment, the microcomputer obtains the temperature of the engine cooling water from the sensor signal output from the water temperature sensor 72, and calculates the target combustion amount from the difference between the water temperature at the predetermined temperature required for vehicle interior heating and the detected water temperature. The fuel supply capacity of the fuel pump 5 is determined by calculation. Further, the applied voltage to the air motor 42 is determined from the calculated target combustion amount and the two kinds of opening degree signals output from the intake / exhaust switching device 8.
[0067]
The air motor drive circuit applies an applied voltage determined by the microcomputer to the air motor 42.
The fuel pump drive circuit sends to the fuel pump 5 a drive signal at a level at which the fuel supply capability determined by the microcomputer can be obtained.
[0068]
The combustion heater system D of the present embodiment has the following advantages.
[A] Even if the intake air is introduced from the intake passage 81 having a small pressure loss, introduced from the intake passage 82 having a large pressure loss, or exhausted from the exhaust passage 83 having a small pressure loss, the pressure loss is large. Even when exhausted from the exhaust path 84 or when these intake and exhaust paths are being switched, an amount of combustion air suitable for the amount of combustion is sent into the combustion chamber 15, thus preventing changes in the air-fuel ratio. it can.
For this reason, an increase in CO concentration can be prevented, and an increase in exhaust emission can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram (exhaust gas switching valve closed) of a combustion heater system according to first to third embodiments of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram (exhaust gas switching valve opened) of the combustion heater system according to the first to third embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a combustion heater system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing changes in the exhaust valve opening, the air motor voltage, and the air supply amount when the exhaust valve is opened from the closed state in the combustion heater system of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a combustion heater system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a combustion heater system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a combustion heater system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing changes in the exhaust valve opening, the air motor voltage, and the air supply amount when the exhaust valve is opened from the closed state in the conventional combustion heater system.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the air motor voltage and the air supply amount when the exhaust valve is open and when the exhaust valve is closed in the combustion heater system according to the prior art and the present invention.
FIG. 10 is a graph showing CO concentrations when the exhaust valve is opened and when the exhaust valve is closed in the conventional heater system and the combustion heater system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2 intake and exhaust route
3 Exhaust path switching device (path selection means, flow rate ratio setting means)
4 Blowers
5 Fuel pump
6 Controller
8 Intake / exhaust switching device (route selection means, flow rate setting means)
11 Inlet
15 Combustion chamber
16, 17 Exhaust port
70 Combustion amount setting device
A, B, C, D Combustion heater system

Claims (5)

吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路と、
これらの吸排気経路を選択するための経路選択手段と、
前記燃焼室へ燃焼用空気を供給するための送風機と、
前記燃焼室へ燃料を供給するための燃料ポンプと、
前記送風機および前記燃料ポンプを制御する制御器とを備える燃焼式ヒータシステムにおいて、
前記経路選択手段が前記吸排気経路を変更すると、選択した経路を示す開度信号を前記制御器に出力し、
前記制御器は、前記開度信号を用いて、前記送風機への通電量と前記燃料ポンプの燃料供給能力、前記燃料ポンプの燃料供給能力、または前記送風機への通電量を変更し、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気を前記燃焼室へ供給することを特徴とする燃焼式ヒータシステム。
Two or more intake and exhaust passages with different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber,
Route selection means for selecting these intake and exhaust routes;
A blower for supplying combustion air to the combustion chamber;
A fuel pump for supplying fuel to the combustion chamber;
In a combustion heater system comprising a controller for controlling the blower and the fuel pump,
When the route selection means changes the intake and exhaust route, an opening signal indicating the selected route is output to the controller,
The controller uses the opening degree signal to change an energization amount to the blower and a fuel supply capability of the fuel pump, a fuel supply capability of the fuel pump, or an energization amount to the blower , and a target combustion amount A combustion heater system, characterized in that an amount of combustion air suitable for the above is supplied to the combustion chamber.
吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路と、
これら各吸排気経路に流す吸排気の流量割合を設定するための流量割合設定手段と、
前記燃焼室へ燃焼用空気を供給するための送風機と、
前記燃焼室へ燃料を供給するための燃料ポンプと、
前記送風機および前記燃料ポンプを制御する制御器とを備える燃焼式ヒータシステムにおいて、
前記流量割合設定手段が流量割合を変更すると、変更した流量割合に応じた開度信号を前記制御器に出力し、
前記制御器は、前記開度信号を用いて、前記送風機への通電量と前記燃料ポンプの燃料供給能力、前記燃料ポンプの燃料供給能力、または前記送風機への通電量を変更し、目標燃焼量に適した量の燃焼用空気を前記燃焼室へ供給することを特徴とする燃焼式ヒータシステム。
Two or more intake and exhaust passages with different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber,
A flow rate ratio setting means for setting a flow rate ratio of intake and exhaust flowing through each of these intake and exhaust paths;
A blower for supplying combustion air to the combustion chamber;
A fuel pump for supplying fuel to the combustion chamber;
In a combustion heater system comprising a controller for controlling the blower and the fuel pump,
When the flow rate ratio setting means changes the flow rate ratio, an opening signal corresponding to the changed flow rate ratio is output to the controller,
The controller uses the opening degree signal to change an energization amount to the blower and a fuel supply capability of the fuel pump, a fuel supply capability of the fuel pump, or an energization amount to the blower , and a target combustion amount A combustion heater system, characterized in that an amount of combustion air suitable for the above is supplied to the combustion chamber.
燃焼室内での前記燃料の燃焼は、流体通路内を流れるとともに排気によって加熱される作動流体の検出温度から算出される目標燃焼量でなされるか、或いは、燃焼量設定器で設定した目標燃焼量でなされる請求項1または請求項2に記載の燃焼式ヒータシステム。The combustion of the fuel in the combustion chamber is performed at a target combustion amount calculated from the detected temperature of the working fluid that flows in the fluid passage and is heated by the exhaust, or a target combustion amount set by a combustion amount setting device The combustion type heater system according to claim 1 or 2 made in the above . 吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路と、
これらの吸排気経路を選択するための経路選択手段と、
前記燃焼室へ燃焼用空気を供給するための送風機と、
前記燃焼室へ燃料を供給するための燃料ポンプと、
燃焼量設定器で設定した目標燃焼量または流体通路内を流れるとともに排気によって加熱される作動流体の検出温度から算出される目標燃焼量に基づいて、前記送風機への通電量および前記燃料ポンプの燃料供給能力を決定する制御器とを備える燃焼式ヒータシステムにおいて、
前記経路選択手段が前記吸排気経路を変更すると、選択した経路を示す開度信号を前記制御器に出力し、
前記制御器が決定した前記送風機への通電量および前記燃料ポンプの燃料供給能力のうち、少なくとも一方を補正する補正手段を設け、燃焼量に適した量の燃焼用空気を前記燃焼室へ供給することを特徴とする燃焼式ヒータシステム。
Two or more intake and exhaust passages with different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber,
Route selection means for selecting these intake and exhaust routes;
A blower for supplying combustion air to the combustion chamber;
A fuel pump for supplying fuel to the combustion chamber;
Based on the target combustion amount set by the combustion amount setting device or the target combustion amount calculated from the detected temperature of the working fluid that flows in the fluid passage and is heated by the exhaust gas, the energization amount to the blower and the fuel of the fuel pump A combustion heater system comprising a controller for determining supply capacity;
When the route selection means changes the intake and exhaust route, an opening signal indicating the selected route is output to the controller,
Correction means for correcting at least one of the energization amount to the blower determined by the controller and the fuel supply capability of the fuel pump is provided, and an amount of combustion air suitable for the combustion amount is supplied to the combustion chamber. Combustion heater system characterized by that.
吸気口から燃焼室を経て排気口に至る、圧力損失が異なる二種類以上の吸排気経路と、
これら各吸排気経路に流す吸排気の流量割合を設定するための流量割合設定手段と、
前記燃焼室へ燃焼用空気を供給するための送風機と、
前記燃焼室へ燃料を供給するための燃料ポンプと、
燃焼量設定器で設定した目標燃焼量または流体通路内を流れるとともに排気によって加熱される作動流体の検出温度から算出される目標燃焼量に基づいて、前記送風機への通電量および前記燃料ポンプの燃料供給能力を決定する制御器とを備える燃焼式ヒータシステムにおいて、
前記流量割合設定手段が流量割合を変更すると、変更した流量割合に応じた開度信号を前記制御器に出力し、
前記制御器は、前記開度信号を用いて、前記制御器が決定した前記送風機への通電量および前記燃料ポンプの燃料供給能力のうち、少なくとも一方を補正する補正手段を設け、前記目標燃焼量に適した量の燃焼用空気を前記燃焼室へ供給することを特徴とする燃焼式ヒータシステム。
Two or more intake and exhaust passages with different pressure losses from the intake port to the exhaust port through the combustion chamber,
A flow rate ratio setting means for setting a flow rate ratio of intake and exhaust flowing through each of these intake and exhaust paths;
A blower for supplying combustion air to the combustion chamber;
A fuel pump for supplying fuel to the combustion chamber;
Based on the target combustion amount set by the combustion amount setting device or the target combustion amount calculated from the detected temperature of the working fluid that flows in the fluid passage and is heated by the exhaust gas, the energization amount to the blower and the fuel of the fuel pump A combustion heater system comprising a controller for determining supply capacity;
When the flow rate ratio setting means changes the flow rate ratio, an opening signal corresponding to the changed flow rate ratio is output to the controller,
The controller includes correction means for correcting at least one of the energization amount to the blower determined by the controller and the fuel supply capability of the fuel pump using the opening degree signal, and the target combustion amount A combustion heater system, characterized in that an amount of combustion air suitable for the above is supplied to the combustion chamber.
JP26823599A 1999-09-22 1999-09-22 Combustion heater system Expired - Fee Related JP4255182B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26823599A JP4255182B2 (en) 1999-09-22 1999-09-22 Combustion heater system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26823599A JP4255182B2 (en) 1999-09-22 1999-09-22 Combustion heater system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001088539A JP2001088539A (en) 2001-04-03
JP4255182B2 true JP4255182B2 (en) 2009-04-15

Family

ID=17455793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26823599A Expired - Fee Related JP4255182B2 (en) 1999-09-22 1999-09-22 Combustion heater system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4255182B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050069062A (en) * 2003-12-30 2005-07-05 기아자동차주식회사 Heater system for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001088539A (en) 2001-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960002349B1 (en) Air introduction control device in exhaust pipe of internal combustion engine
JP4157752B2 (en) Engine exhaust heat recovery device
US5814283A (en) Exhaust purifier of internal combustion engine
US4625910A (en) Heater system associated with engine
JP3630060B2 (en) Internal combustion engine having a combustion heater
JP4255182B2 (en) Combustion heater system
KR0173829B1 (en) Warm wind air conditioner
JP5003447B2 (en) Air-fuel ratio control device
JPS63113221A (en) Combustion control device of space heater
EP0931917B1 (en) Combustion heater for internal combustion engine
JP3843602B2 (en) Combustion device
KR20080027683A (en) Cooling water control system for vehicle exhaust gas recirculation system
JP3494016B2 (en) Internal combustion engine having a combustion heater
JPH0584407B2 (en)
KR0153711B1 (en) Combustion device
KR100384145B1 (en) Heating apparatus for diesel engine
KR100410773B1 (en) Heat accumulated type heater system in vehicle and its operation method thereof
JP3918306B2 (en) Vehicle heating system
JP2005120872A (en) Exhaust emission control device of engine
JPS5918009A (en) Heater for vehicle equipped with water-cooled engine
JPH11182391A (en) Apparatus for detecting combustion state of combustion heater for internal combustion engine
JP2001132560A (en) Inlet air heating system
JP3293574B2 (en) Vehicle heating system
JPH0252917A (en) Gas exhausting device for hot water supply apparatus
JPH1120457A (en) Controller of combustion heater

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080415

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090127

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090127

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees