JPH01315654A - 弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン冷却水の温度に感応して弁制御を行
う装置に係り、例えば、気化器のオートチョーク機構等
、エンジンの暖機状態に応じて弁の開度を調整する必要
があるものに適用して好適な弁制御装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、エンジンの気化器に組込まれる従来のオートチ
ョーク機構のうち、エンジン冷却水（以下、冷却水と略
する）に温度感応して作動する方式のもの（温水式オー
トチョーク）は、サーモワックス等の感温体とチョーク
弁、絞弁等をリンク機構を介して結合してなる。このオ
ートチョーク機構の動作は周知のように、冷却水の温度
に応じて感温体が変位し、この変位がリンク機構を介し
てチョーク弁、絞弁等に伝達される６そして、冷却水が
低温状態にある時は、絞弁が全開、チョーク弁が全開で
、その後暖機運転により冷却水の温度が次第に高まると
、絞弁が徐々に閉じ、一方チヨーク弁が徐々に開いて、
最終的に絞弁が全開、チョーク弁が全開の通常アイドル
状態に戻される。

ところで、暖機運転時の冷却水は徐々に上昇し。

これに応じた感温体の変位（ストローク）及びチョーク
弁、絞弁等の開度も冷却水の低温域（暖機始動）から高
温域（暖機完了）に至るまでリニアに変化する特性を有
する。

第３図に示すグラフのうち、実線が従来のオートチョー
ク機構を用いたときのチョーク弁動作特性及び絞弁動作
特性を示すものである。第３図の横軸に冷却水温度を、
縦軸の左側に絞弁開度を、縦軸の右側にチョーク弁開度
をとっている。同図のＴｏ（”Ｃ）は、暖機運転時にチ
ョーク弁を最も閉じた状態とすべき基準の冷却水温度、
Ｔ　１　ｔ　Ｔ　ｘ　（℃）は暖機途中過程の冷却水温
度、また、８０℃は暖機が完了した時の冷却水温度を表
わす。そして、従来のオートチョークは、実線に示すよ
うに。

暖機始まりの温度ＴＯから完了温度８０℃まで、チョー
ク弁動作特性及び絞弁動作特性がほぼリニアに変化する
。

ところで、チョーク弁、絞弁に要求される暖機時の実際
の特性は、必ずしも冷却水温度全ての全域においてリニ
アである必要はなく、かえってエンジンの要求空燃比に
合致させるためには、第３図の一点鎖線に示すように、
暖機の途中の冷却水温度Ｔ　ｓ　（例えば２０℃付近）
付近からチョーク弁開度及び絞弁開度の変化度合を大き
くして、暖機完了前のＴｚ（例えば５０〜６０℃）温度
付近でチョークが全開、絞弁が全開となるのが好ましい
。

そこで、従来は、特開昭５７−７９２３６号公報等に開
示されるように、暖機運転時にサーモワックスに与える
熱量を冷却水と電熱素子とを併用して供給し、冷却水の
上昇速度に要する熱量を電熱素子の熱量で補助する等の
技術が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の如く冷却水と電熱素子とを併用さ
せる方式によれば、冷却水が常にエンジンと感温体間を
循環しているので、感温体を通過する冷却水が電熱素子
で放熱された熱を奪った後、エンジン側に流れ去るので
、電熱素子の加熱効果が発揮されず、結局はチョーク弁
や絞弁等の動作特性を所望のかたちに変化させることが
困雅であった。また、冷却水に代わり電熱素子の通電制
御だけで感温体を変化させて、絞弁やチョーク弁の暖機
時の動作特性を設定する方式も考えられるが、実際には
制御メカニズムが複雑になり過ぎ、コスト等の問題から
して実用性に乏しい、なお、このような問題は、気化器
のオートチョーク機構に限らず、その他の弁制御装置で
あっても、暖機時の冷却水の温度に応じて弁の開度制御
を行ない得る対象物、例えば単点式燃料噴射方式（ＳＰ
Ｉ方式）の絞弁についても同様のことがいえる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり。

その目的とするところは、現行の温水式の弁制御機構の
利点である暖機始動時の弁動作特性をそのまま活かしつ
つ、暖機状態に応じて非制御対象となる弁体の弁動作特
性を要求特性に合せて途中で変化させることができる、
高精度にして且つ実用性に優れたこの種弁制御装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、冷却水を導入する冷却水導入部を有し、こ
の冷却水の温度に感応して変位する感温体と、前記感温
体の変位を被制御対象となる弁体に伝えて、この弁体の
開度を制御する動力伝達機構とを備えてなる弁制御装置
において。

前記感温体の冷却水導入部に導かれる冷却水の流量を制
御する流量制御機構と、 前記感温体を電気的に加熱する素子で、この感温体を加
熱するための熱量が暖機中の冷却水の熱量を上回るよう
設定される電熱素子と、暖機状態の冷却水が予め定めた
温度になると、前記流量制御機構及び電熱素子を所定の
動作モードに作動制御する回路とを設けることで達成さ
れる。

〔作用〕

このような構成よりなる本発明によれば、暖機状態の冷
却水の温度に応じて、流量制御機構及び電熱素子を所定
のモードに従って作動制御することができる。例えば、 （１）エンジンの暖機時で冷却水温度がＴ１に達する前
は、感温体の冷却水導入部に通常の冷却水流量（感温体
の温度感知に必要な流量）が導入されるように、流量制
御機構を作動制御すると共に、電熱素子を非通電制御し
。

（２）また、冷却水温度がＴｒに達すると、前記冷却水
導入部に導入される冷却水の流量を雰或いは極少流量に
絞るように、流量制御機構を作動制御し、且つ電熱素子
を通電制御し、 （３）また、冷却水温度が暖機完了前のＴｚ（Ｔ２＞Ｔ
１）に達すると、（２）の流量絞りを解除するように、
流量制御機構を作動制御し、且つ電熱素子を非通電制御
するようモード設定することができる。

そして、このようなモード設定によれば、（１）の状態
、すなわち冷却水の温度がＴｚに至っていない場合には
、感温体は専ら冷却水の温度に感応して変位し、感温体
の変位によって制御される弁体も冷却水温度に応じて開
度制御される。すなわち、Ｔｒに達するまでは、専ら冷
却水の熱量によって弁体が開度制御されるが、これは、
暖機の初期段階においては、通常、成るレベルＴｚに達
するまで、弁体（例えばオートチョーク機構のチョーク
弁、絞弁）を冷却水温度に対応して連動させるのが好ま
しいためである。

また、その後、（２）の状態、すなわち冷却水温度がＴ
Ｉに達すると、この時には、感温体に導入される冷却水
が零或いはこれに近い極少流量に絞られ、一方電熱素子
が通電するので、感温体は専ら電熱素子によって加熱さ
れる。この場合、感温体の冷却水導入部には、冷却水が
ほとんど流れないので、電熱素子の熱量は、冷却水によ
って尊われることなく感温体へ与えることができる。ま
た、電熱素子の熱量は、暖機中の冷却水の熱量を」二回
るよう予め設定されるので、感温体の変位度合、ひいて
は非制御対象（弁体）の弁開度の変化度合（弁動作特性
）も（１）の場合より大きくなる。従って、冷却水の熱
量のみで感温体を変位させる（１）の場合よりも、非制
御対象の動作速度を早めることができる。

また、（３）の状態、すなわち、冷却水温度がＴ２に達
すると、非制御対象の暖機時の最終動作を完了するので
、感温体の冷却水導入部に導入される流量の絞りも解除
され、且つ電熱素子が非通電状態となる。

従って、 本発明によれば、エンジンの暖機時に、感温体に冷却水
の熱量を与えたり、或いは冷却水の導入を停止して電熱
素子の熱を感温体に与えることができるので、感温体の
変化度合ひいては非制御対象（弁体）の動作特性も、冷
却水の熱量や電熱素子の熱量に合せて変えることができ
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の適用対象となる温水式オートチョーク
機構の構成図、第２図は本発明の一実施例たる弁制御装
置のシステム構成図である。

先ず、本実施例の要点を説明するに先立ち、温水式チョ
ーク機構の全体概要を第１図に基づき説明する。

１は１本機構の心臓部である感温体（サーモワックス）
で、昇温時にはストロークして、降温時にはばね力によ
って元に戻される。このばねは、ワックスリターンスプ
リング２で構成され、感温体１の上下運動を回転方向に
変換するファーストアイドルカム３と同軸上に設置しで
ある。また、ファーストアイドルカム３は、絞り弁９と
直結しているカムフオロレバー４を動作させて、ファー
ストアイドル開度を設定する。更にファーストアイドル
カム３と同一軸上には、コネクトレバー５があり、コネ
クトレバー５は、チョークレバー６とストランゲラ−ス
プリング７を組み込むワックスレバー８を係合保持する
。

このような構成において、感温体１の降温時には、感温
体１のサーモワックスがワックスリターンスプリング２
のばね力を受けて縮むため、ファーストアイドルカム３
は反時計回りに動作し、同時にコネクトレバー５も同方
向に進むので、チョーク弁１０は、閉じ方向に回転する
。同時に、ストランゲラ−スプリング７がチョークレバ
ー１５に荷重を印加し、チョーク弁１０に閉じモーメン
トを発生させる。また、絞弁９は、ファストアイドルカ
ム３及びカムフオロレバー４の力を受けて、開方向に回
転する。

昇温時の場合には、前述と逆の動作が行われる。

ここで、本実施例の要部について第２図に基づき説明す
る。

本実施例に用いる感温体は、サーモワックスを収容する
ケースＡと、ケースＡを収納するケースＢとを有し、ケ
ースＡとケースＢとの間の空間を冷却水導入部１ａとす
る。冷却水導入部１ａは。

エンジン（図示せず）側から冷却水を導く入口２２と、
冷却水をエンジン側に戻す出口１１を有する。入口２２
．出口１１はエンジン側に通じる配管１２．１３と接続
され、また、その、入口側配管１２と分岐してバイパス
配管１４が設けられ。

この配管１４が感温体１をバイパスして出口側配管１３
と合流して接続される。この各配管１２゜１３．１４に
は、ウォーターポンプ１９を駆動することで冷却水が流
れる。ケースＡには、電熱素子１５が設けられる。

電熱素子１５としては、ニクロム線のヒータ。

サーミスタ等が用いられ、また、その熱量は、暖機中の
冷却水の熱量を上回るよう設定される。また、ケースＢ
には、電熱素子１５の取付空間に通じる通気孔２０が形
成され、外気が導入される。

これは、電熱素子の加熱作用が極端であると、外気温と
無関係にサーモワックスがストロークしてしまうため通
風孔２０から外気を導入して、加熱作用を緩和するもの
である。

１６は電磁弁（流量制御機構）で、感温体１の入口側配
管１２に設置され、非通電時には第２図に示す如くプラ
ンジャ１６ａの体積の少ない部分が配管１２内に位置し
て管路を開き１通電時には、プランジャ１６ａの体積の
大きい部分が配管１２内に位置して管路面積を絞る。

１７は電磁弁１６及び電熱素子１５を所定のモードに作
動制御する電気回路で、電源２１と感温スイッチ１８等
を有する。感温スイッチ１８は。

第１の感温スイッチ１８ａと、第２の感温スイッチ１８
ｂを直列に接続してなり、このスイッチ１８ａ、１８ｂ
が冷却水バイパス配管工４の管路内に設置される。一方
の感温スイッチ１８ａは、暖機中の冷却水温度Ｔ１にな
るまでは、スイッチが開き、Ｔ１になると閉じる。他方
の感温スイッチ１８ｂは、冷却水温度Ｔｚ（Ｔｚ＞Ｔｚ
）になるまでは、スイッチが閉じ、Ｔ２になると開く。

次に本実施例のオートチョーク機構の暖機時の動作を説
明する。

本実施例では、エンジンが始動して冷却水の温度がＴ工
に達るまでは、感温スイッチ１８ａが開いているので、
電磁弁１６のコイル及び電熱素子１５には電流が流れな
い。従って、管路１２は開いており、感温体１の冷却水
導入部１ａには充分な流量の冷却水が流れる。また、電
熱素子１はオフ状態にあるので、この場合は、専ら感温
体１が冷却水の温度に応じてストロークし、従って、オ
ートチョークの非制御対象たる絞弁９及びチョーク弁１
０も、冷却水の温度に対応する開度特性で所定の弁動作
を行う。

次に冷却水の温度がＴ１に達すると、感温スイッチ１８
ａが閉じ、また感温スイッチ１８ｂは閉じた状態を続行
するので、電磁弁１６のコイル及び電熱素子１５が通電
する。従って、電磁弁１６は、そのプランジャの体積の
大きい部分が配管１２内に位置するので、配管１２の通
路面積が絞られ、感温体１に導入される冷却水流量は、
はとんど流れなくなる。一方、電熱素子１５は加熱され
るので、感温体は電熱素子１５で専ら加熱される。この
場合には、感温体１の冷却水導入部１ａには、冷却水が
ほとんど流れないので、電熱素子の熱量は、冷却水によ
って奪われることなく感温体１へ直接伝達される。また
、電熱素子１５の熱量は、暖機中の冷却水の熱量を充分
に上回るよう設定しであるので、感温体１のストローク
（変位）はＴ１以前よりも加速され、ひいては、絞り弁
９．チョーク弁１０の弁動作も早まる。換言すれば、こ
の場合の絞り弁やチョーク弁の弁動作特性の傾きをＴｓ
以前よりも大きくなる。従って、第３図の一点鎖線に示
すような弁動作特性を得ることができる。

更に暖機が進行し水温がＴ２に到達した時点で、感温ス
イッチ１８ｂがオフとなり回路１７は開放される。この
場合の電磁弁６はＴ１以前の状態に戻る。また電熱素子
１５もオフされる。１２時点でのチョーク弁開度は全開
又は全開付近であるが、Ｔ２を５０〜６０℃付近に設定
しておけば、もはやチョーク弁を全開にしても運転上の
支障がない。

ＴＩＴ２の領域は、エミッションからの要求混合比と暖
機時の要求混合比との妥協点を配慮して設定される。

以上のように、本実施例では、暖機時のチョーク弁動作
特性及び絞弁動作特性を要求空燃比に応じるよう途中で
変化させるので、暖機途中の混合比は最良の要求混合比
特性が得られる。

従って本実施例によればエミッション規制の厳しい地区
への輸出車輌でも十分対応し得る気化器となる。又、前
述の温度ＴｏからＴ２領域以外のチョーク機能としては
、先ず始動性は従来の温水式オートチョークの利点をそ
のまま活かせるため。

チョークの選定試験はさほど難しくない。更にシステム
としても高価な部品はなく、割安に実施可能である。

また応用範囲として、気化器装着の他、このリンク機構
を利用しているＳＰＩ方式の絞弁制御機構に適用しても
同様の効果が得られる。また、感温スイッチ１８は、感
温センサに代えてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、エンジンの暖機時に感温
体を冷却水で加熱したり、或いは冷却水に熱を奪われる
ことなく電熱素子により感温体を加熱することができる
。従って、これらの熱源を使い分けることで、現行の温
水式の弁制御機構の利点である暖機始動時の弁動作特性
をそのまま活かしつつ、暖機状態に応じて非制御対象た
る弁体の動作特性を途中で変化させることができ、弁制
御精度を高めると共に、且つシステム的にも高価な部品
を使用しないので実用性のあるこの種弁制御装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用対象となる弁制御装置（オートチ
ョーク機構）のシステム構成図、第２図は本発明の一実
施例を示すシステム構成図、第３図は上記オートチョー
ク機構のチョーク弁及び絞弁の動作特性を示し、従来例
と上記実施例の暖機時の動作特性を比較して表わす説明
図である。 １・・・感温体、１ａ・・・冷却水導入部、２，３，４
゜５．６，７．８・・・動力伝達機構（リンク機構）、
９．１０・・・非制御対象の弁体（絞弁、チョーク弁）
、１５・・・電熱素子、１６・・・流量制御機構（電磁
弁）、１７−・・回路、１８　（１８ａ　、　１８　ｂ
　）　−感温スイッチ、Ａ・・・ケース、Ｂ・・・ケー
ス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの冷却水を導入する冷却水導入部を有し、
   この冷却水の温度に感応して変位する感温体と、前記感
   温体の変位を被制御対象となる弁体に伝えて、この弁体
   の開度を制御する動力伝達機構とを備えてなる弁制御装
   置において、前記感温体の冷却水導入部に導かれる冷却
   水の流量を制御する流量制御機構と、前記感温体を電気
   的に加熱する素子で、この感温体を加熱するための熱量
   が暖機中の冷却水の熱量を上回るよう設定される電熱素
   子と、暖機状態のエンジン冷却水が予め定めた温度にな
   ると、前記流量制御機構及び電熱素子を所定の動作モー
   ドに作動制御する回路とを具備してなることを特徴とす
   る弁制御装置。 ２、第１請求項において、前記流量制御機構は、エンジ
   ン冷却水の温度が暖機中の所定の温度Ｔ＿１に至ると、
   前記感温体の冷却水導入部に導かれる冷却水の流量を零
   或いは極少流量となるよう絞り、更に温度が上昇して暖
   機完了前の温度Ｔ＿２に至ると前記流量絞りを解除する
   ように、その動作モードが設定され、一方、前記電熱素
   子は、冷却水温度がＴ＿１に至ると通電し、Ｔ＿２に至
   ると非通電状態となるように動作モードが設定される弁
   制御装置。 ３、第１請求項又は第２請求項において、前記感温体は
   、サーモワックス等の熱膨張部材を収納したケースＡと
   、ケースＡを収納するケースＢとを有し、前記冷却水導
   入部は、このケースＢとケースＡとの間の空間により形
   成され、且つ前記電熱素子は、ケースＡ側に配置してな
   る弁制御装置。 ４、第１請求項ないし第３請求項のいずれか１項におい
   て、前記流量制御機構は電磁弁よりなり、且つこの流量
   制御機構及び前記電熱素子を作動制御する回路は、エン
   ジン冷却水の温度を検出して、前記流量制御機構及び電
   熱素子のスイッチをオン、オフ制御する感温スイッチ回
   路で構成してなる弁制御装置。 ５、第１請求項ないし第４請求項のいずれか１項におい
   て、前記被制御対象たる弁体は、気化器のオートチョー
   ク機構に用いるチョーク弁と絞弁よりなる弁制御装置。 ６、第１請求項ないし第４請求項のいずれか１項におい
   て、前記被制御対象たる弁体は、単点燃料噴射方式の吸
   気筒に組込まれる絞弁よりなる弁制御装置。