JPH0454006Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は車両用暖房過給制御装置に関する。

〔従来の技術〕

排気ガスによつて駆動されるブロワを具備し、
ブロワの吐出口を空気通路を介して車室内に連結
し、空気通路内に熱交換器を配置し、車室内に温
風を供給したいときには熱交換器に機関冷却水又
は排気ガスを導き、車室内に冷風を供給したいと
きは熱交換器への冷却水又は排気ガスの導入を停
止するようにした車両用暖房装置が公知である
（実公昭50−8365号公報参照）。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような熱交換器を用いて温風
を作り出すようにした場合には冷却水温又は排気
ガス温が低い機関始動直後から温風を車室内に供
給することができないという問題がある。更にこ
の暖房装置ではブロワから吐出された空気を必要
に応じて過給のために使用するということに関し
ては何ら考慮されていない。

本考案の目的はターボヒータのブロワからの吐
出空気を本室の暖房として使用するときは、ブロ
ワの空気吸込口に可及的に温度の高い空気を供給
し、また、ブロワからの吐出空気を機関の過給用
として使用するときはブロワの空気吸込口に可及
的に温度の低い空気を供給することにより、暖房
効果及び過給効果を可及的に高めることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本考案によれば第１
図の考案の構成図に示されるように排気ガスによ
つて駆動されるブロワ８と、排気ガスによつて加
熱されるように配置された第１の副吸気通路１１
と、排気ガスにより加熱されないように配置され
た第２の副吸気通路１６と、ブロワ８の空気吸込
口１０ａを第１副吸気通路１１又は第２副吸気通
路１６に選択的に連結する第１の切換手段Ｄと、
車室１４内に温風を送り込むための温風通路１３
と、ブロワ８の吐出通路１２を機関シリンダに連
結された主吸気通路２又は温風通路１３に選択的
に連結する第２の切換手段８０と、ブロワ８の空
気吸込口１０ａを第１副吸気通路１１に連結した
ときにはブロワ８の吐出通路１２を温風通路１３
に連結しブロワ８の空気吸込口１０ａを第２副吸
気通路１６に連結したときはブロワ８の吐出通路
１２を主吸気通路２に連結するように第１および
第２の切換手段Ｄ，８０を制御する制御手段８１
とを具備している。

〔実施例〕

第２図を参照すると、１は機関本体、２は主吸
気通路、３は排気通路、４はターボヒータを夫々
示し、主吸気通路２の入口部にはエアクリーナ５
が取付けられる。ターボヒータ４は回転軸６を介
して互いに連結された排気タービン７とブロワ８
からなる。排気通路３内には制御弁Ａが配置さ
れ、排気通路３には制御弁Ａ上流の排気通路３と
制御弁Ａ下流の排気通路３とを連通するバイパス
通路９が連結される。このバイパス通路９内には
ターボヒータ４の排気タービン７が配置され、排
気タービン７はバイパス通路９内を流れる排気ガ
スによつて回転駆動せしめられる。一方、ターボ
ヒータ４のブロワ８の空気吸込口１０ａは空気吸
込通路１０、および排気通路３を包囲するように
配置された第１の副吸気通路１１を介してエアク
リーナ５に連結され、ブロワ８の吐出通路１２は
温風通路１３を介して車室１４内に連結される。
このターボヒータ４は一般的に使用されている過
給用のターボチヤージヤと比較してかなり小型で
あり、機関アイドリング運転時或いは機関低速運
転時に最も効率よく作動するように設定されてい
る。また、このターボヒータ４は過給よりもむし
ろ空気温度を上昇させることを目的としており、
従つて一般的な過給用ターボチヤージヤのインペ
ラよりもコンプレッサ効率のよくないブロワ８を
使用している。

温風通路１３内には制御弁Ｂが配置され、制御
弁Ｂ上流の温風通路１３は連通路１５を介して主
吸気通路２に連結される。この連通路１５と主吸
気通路２との連結部には制御弁Ｃが配置される。
この制御弁Ｃは第２図において破線で示すように
主吸気通路２を遮断しかつ温風通路１３を制御弁
Ｃ下流の主吸気通路２に連通する第１の位置と、
第２図において実線で示すように主吸気通路２を
開通させかつ温風通路１３と主吸気通路２の連通
を遮断する第２の位置とのいずれかの位置をとる
ように制御される。一方、ブロワ８の空気吸込通
路１０からは第２の副吸気通路１６が分岐され、
この第２の副吸気通路１６はエアクリーナ５に連
結される。この第２副吸気通路１６は排気ガスに
よる加熱作用を受けないように配置される。第２
副吸気通路１６と空気吸込通路１０との連結部に
は制御弁Ｄが配置される。この制御弁Ｄは第２図
において破線で示すように空気吸込通路１０を遮
断しかつ第２副吸気通路１６を制御弁Ｄ下流の空
気吸込通路１０に連結する第１の位置と、第２図
において実線で示すように空気吸込通路１０を開
通させかつ第２副吸気通路１６と空気吸込通路１
０の連通を遮断する第２の位置とのいずれかの位
置をとるように制御される。各制御弁Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは夫々対応とする負圧ダイアフラム装置１
７，１８，１９，２０に連結され、各負圧ダイア
フラム装置１７，１８，１９，２０の負圧室２
１，２２，２３，２４は夫々大気に連通可能な電
磁切換弁A₀，B₀，C₀，D₀を介して負圧タンク２
５に連結される。

電磁切換弁A₀には第３図に示すような駆動パ
ルスt_dが供給される。この駆動パルスt_dは一定の
周期t₀で発生せしめられ、以下t_d／t₀を駆動パル
スのデユーテイ比DTと称する。駆動パルスt_dが
発生すると電磁切換弁A₀の切換作用によつて負
圧室２１は負圧タンク２５に接続され、駆動パル
スt_dの発生が停止すると電磁切換弁A₀の切換作用
によつて負圧室２１は大気に開放される。従つて
駆動パルスt_dの発生している時間が長くなるほ
ど、即ちデユーテイ比DTが大きくなるほど負圧
室２１が負圧タンク２５に接続されている時間が
長くなるために負圧室２１内に発生する負圧は大
きくなり、従つて制御弁Ａの開度が大きくなる。
これに対してデユーテイ比DTが小さくなると負
圧室２１は大気に開放されている時間が長くなる
ために負圧室２１内の負圧は小さくなり、従つて
制御弁Ａの開度が小さくなる。

一方、電磁切換弁B₀の切換作用によつて負圧
室２２が大気に開放されると制御弁Ｂは開弁し、
負圧室２２が負圧タンク２５に接続されると制御
弁Ｂは全開する。また、電磁切換弁C₀の切換作
用によつて負圧室２３が大気に開放されると制御
弁Ｃは実線で示す第２の位置をとり、負圧室２３
が負圧タンク２５に接続されると制御弁Ｃは破線
で示す第１の位置をとる。また、電磁切換弁D₀
の切換作用によつて負圧室２４が大気に開放され
ると制御弁Ｄは破線で示す第１の位置をとり、負
圧室２４が負圧タンク２５に接続されると制御弁
Ｄは実線で示す第２の位置をとる。

第２図に示されるように車室１４内には機関発
熱利用ヒータ２６が配置される。この機関発熱利
用ヒータ２６へは機関本体１内の昇温冷却水が冷
却水供給導管２７を介して供給され、車室１４内
に熱を放出して温度低下した冷却水は冷却水返戻
導管２８を介して機関本体１に返戻される。な
お、機関本体１には冷却水温を検出するための温
度センサ２９が取付けられ、制御弁Ａ上流の排気
通路３内には排圧を検出するための排圧センサ３
０が配置される。

第４図に各電磁切換弁A₀，B₀，C₀，D₀を制御
するための電子制御ユニツト４０を示す。第４図
を参照すると電子制御ユニツト４０は、デジタル
コンピユータからなり、双方向性バイパス４１に
よつて相互に接続されたROM（リードオンリメ
モリ）４２、RAM（ランダムアクセスメモリ）
４３、CPU（マイクロプロセツサ）４４、入力ポ
ート４５および出力ポート４６を具備する。入口
ポート４５には水温センサ２９および排圧センサ
３０が夫々対応する。AD変換器４７，４８を介
して接続され、更に入口ポート４５には大気圧を
検出するための絶対圧センサ３１がAD変換器４
９を介して接続される。一方、出力ポート４６は
対応する駆動回路５０，５１，５２，５３を介し
て各電磁切換弁A₀，B₀，C₀，D₀接続される。

ターボヒータ４は制御弁Ａが開弁している場合
には機関アイドリング運転時および機関低速運転
時の全運転領域に亘つて作動せしめられ、しかも
このターボヒータ４は例えば機関回数が1600r.p.
mのときに最大能力を発揮する。機関回数が
1600r.p.mよりも高くなつて制御弁Ａ上流の排気
通路３内の排圧が上昇するとターボヒータ４の回
転数が許容回転数を越えてしまうためにターボヒ
ータ４が破損する危険性がある、そこで第２図に
示す実施例では制御Ａの開度を制御することによ
り排圧が高く成つた場合には排圧をターボヒータ
４が最大能力を発揮する排圧に維持し、それによ
つてできる限り広い機関運転領域に亘つてターボ
ヒータ４を最大能力で運転するようにしている。

第５図は本考案による暖房過給制御を実行する
ためのフローチヤートを示している。なお、第５
図に示されるルーチンは一定時間毎の割込みによ
つて行われる。

第５図を参照するとまず初めにステツプ60にお
いて排気センサ３０の出力信号から制御弁Ａ上流
の排圧通路３内の排圧Ｐが予め定められた設定排
圧P₀よりも高いか否かが判別される。この設定
排圧P₀は制御弁Ａが閉じている場合においてタ
ーボヒータ４が最大能力を発揮する排圧である。
Ｐ＞P₀であればステツプ61に進んで電磁切換弁
A₀に印加される駆動パルスのデユーテイ比DTが
一定値Ａだけ増大せしめられる。その結果、制御
弁Ａは開弁方向に回動せしめられるために排圧Ｐ
が低下する。ステツプ62でデユーテイ比DTが
100パーセントを越えたか否かが判別され、DT
100％であればステツプ63に進んでデユーテイ
比DT＝100％とした後にステツプ64に進む。一
方、ステツプ60においてＰP₀であると判別さ
れたときにはステツプ65に進んでデユーテイ比
DTが一定値Ａだけ減少せしめられる。その結
果、制御弁Ａは開弁方向に回動せしめられるため
に排圧Ｐが上昇する。ステツプ66ではデユーテイ
比DTが０パーセントよりも小さくなつたか否か
が判別され、DT０％であればステツプ67に進
んでデユーテイ比をDT＝０％とした後にステツ
プ64に進む。このようにして排圧Ｐが設定排圧
P₀となるように制御弁Ａの開度が制御され、斯
くしてターボヒータ４は最大能力で回転駆動せし
められることになる。その結果、ターボヒータ４
のブロワ８からは高温の加圧空気が吐出されるこ
とになる。

ステツプ64では絶対圧センサ３１の出力信号に
基いて大気圧Paが予め定められた標準大気圧Pa₀
よりも低いか否かが判別される。PaPa₀、即ち
車両が低地で運転されている場合にはステツプ68
に進んで水温センサ２９の出力信号から機関冷却
水温Ｔが予め定められた設定温度よりも高いか否
かが判別される。ＴT₀、即ち暖機完了前であ
ればステツプ69に進んで各電磁切換弁B₀，C₀，
D₀に制御信号を送り、制御弁Ｂを開弁すると共
に制御弁Ｃを第２図の実線で示す第２の位置に回
動せしめ、更に制御弁Ｄを第２図の実線で示す第
２位置に回動せしめる。従つてこのときには排気
通路３内の排気ガスによつて加熱された第１副吸
気通路１１内の空気が空気吸込通路１０を介して
空気吸込口１０ａからブロワ８内に吸込まれ、次
いでブロワ８において更に昇温された高温の加熱
空気が温風通路１３を介して車室１４内に送り込
まれる。このとき機関冷却水温はまだ低いので機
関発熱利用ヒータ２６による暖房作用はほとんど
行なわれておらず、従つてこのときには温風通路
１３から車室１４内に供給される高温の空気によ
つて車室１４内の暖房が行なわれる。前述したよ
うにターボヒータ４は機関回転数が低くても作動
せしめられるので機関始動後ただちに車室１４内
の暖房が行なわれることになる。

次いでＴ＞T₀になると、即ち暖機が完了する
とステツプ68からステツプ70に進んで制御弁Ｂが
閉弁せしめられ、制御弁Ｃが第２図において破線
で示す第１の位置に回動せしめられ、制御弁Ｄが
第２図において破線で示す第１の位置に回動せし
められる。従つてこのときには排気ガスによつて
加熱されない冷い空気が第２副吸気通路１６を介
して空気吸込口１０ａからブロワ８に吸込まれ、
次いでブロワ８から吐圧された加圧空気が連通路
１５および主吸気通路２を介して機関シリンダ内
に供給されて過給作用が行なわれる。過給を行な
う際に吸入空気の温度が高くなると機関シリンダ
内に供給される空気の重量が減少するので機関シ
リンダ内に供給される空気の重量を増大させるに
は吸入空気をできるだけ加熱しないことが必要で
あり、従つて過給を行なう際には排気ガスにより
加熱されない空気を第２副吸気通路１６からブロ
ワ８に送り込むことによつて機関シリンダ内に供
給される空気の重量をできるだけ増大せしめるよ
うにしている。またこのときはターボヒータ４は
最大能力で作動せしめられるために良好な過給作
用が確保でき、斯くして機関出力を向上すること
ができる。Ｔ＞T₀になれば機関発熱利用ヒータ
２６により車室１４内は十分に暖房されるので、
もはやターボヒータ４から温風を車室１４内に供
給する必要がなく、このときにはブロワ８から吐
出される加圧空気を機関シリンダ内に供給して機
関出力を向上せしめるようにしている。

一方、P_a＜P_apのとき、即ち車両が高地で運転
されているときには機関冷却水温Ｔにかかわらず
ステツプ64からステツプ70に進んで常時過給が行
われ、機関出力の低下を防止する。

なお、車両が高地で運転されている場合であつ
ても暖機完了前にはブロワ８から吐出された温風
を車室１４内に送り込むこともでき、この場合は
第５図においてステツプ64を省略するがよい。

〔考案の効果〕

車室内の暖房を行なうべきときには排気ガスに
よつて加熱された空気がブロワにより更に昇温さ
れて車室内に供給されるので車室内の良好な暖房
を行うことができ、過給を行なうべきときは排気
ガスにより加熱されない空気をブロワに送り込む
ようにしているので機関シリンダ内に供給される
空気の密度を高くすることができ、斯くして良好
な過給を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は考案の構成図、第２図は暖房過給制御
装置の全体図、第３図は駆動パルスを示す線図、
第４図は電子制御ユニツトのブロツク回路図、第
５図は暖房過給制御を実行するためのフローチヤ
ートである。 ２……主吸気通路、３……排気通路、４……タ
ーボヒータ、７……排気タービン、８……ブロ
ワ、９……バイパス通路、１０ａ……空気吸込
口、１１……第１副吸気通路、１２……吐出通
路、１３……温風通路、１４……車室、１５……
連通路、１６……第２副吸気通路、２６……機関
発熱利用ヒータ、２９……水温センサ、３０……
排圧センサ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ……制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気ガスによつて駆動されるブロワと、排気ガ
   スによつて加熱されるように配置された第１の副
   吸気通路と、排気ガスにより加熱されないように
   配置された第２の副吸気通路と、ブロワの空気吸
   込口を該第１副吸気通路又は第２副吸気通路に選
   択的に連結する第１の切換手段と、車室内に温風
   を送り込むための温風通路と、ブロワの吐出通路
   を機関シリンダに連結された主吸気通路又は該温
   風通路に選択的に連結する第２の切換手段と、ブ
   ロワの空気吸込口を第１副吸気通路に連結したと
   きにはブロワの吐出通路を温風通路に連結しブロ
   ワの空気吸込口を第２副吸気通路に連結したとき
   はブロワの吐出通路を主吸気通路に連結するよう
   に上記第１および第２の切換手段を制御する制御
   手段とを具備した車両用暖房過給制御装置。