JPS5923718A - 水冷エンジン搭載車の暖房装置 - 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】 本発明は、水冷エンジン搭載車の暖房装置に関し、更に
詳細にはアイドル運転や減速時等の特定運転状態におい
て、特定気筒の燃焼を停止し、残シ気筒で運転を行なう
気筒数制御装置をｌ１ｆｆｉえた水冷エンノン搭載車の
暖房装置に関する。

車両特に自動車において、冬期運行する際の居住性を良
好にするためには車室内の暖房が不可欠である。現在こ
の暖房用の装置としては、自動車が水冷エンシン搭載車
の場合には、エンノン冷却水のもつ熱を利用する温水式
のものが用いられている。しかし、従来の温水式暖房装
置においては、特にエンジンの冷機時に冷却水温度が十
分に高くならないので、暖房が十分に効かないという欠
点がある。

一方、一般的にエンジンは高負荷で運転するほど、燃費
率が良好となる傾向があるため１、近年特開昭５４−１
６０９２９号等において多気筒エンジンにおいて、エン
ジン負荷が小さいときには一部の気筒グループへの燃料
供給を停止し、これにより残シの作動気筒の負荷を相対
的に高め、低負荷域の燃費率を改善する気筒数制御装置
が提案されている。ところが、この気筒数制御装置によ
れば、低負荷域の燃費率が改善されるが、他方暖房装置
についてみると、例えば外気が低温時における低負荷運
転の際に、冷却水は、作動気筒においては加熱されるが
、休止気筒においては燃焼が行なわれていないので加熱
されず、反対に冷却される場合があり、全体として平均
化されて、冷却水の温度不足が更に助長されてしまうと
いう欠点がある。以上の従来の暖房装置の欠点は、燃焼
効率のよいディーゼルエンジンにおいて特に顕著となシ
、改良が望まれていた。

そこで本発明は、気筒数制御装置を備えた水冷エンジン
搭載車の暖房装置の上記欠点に鑑み、十分な暖房温度を
得ることができるようにした水冷エンジン搭載車の暖房
装＃を提供することを目的とするものである。

本発明は、特定運転状態において、特定気筒の燃焼を停
止し、残り気筒で運転を行なう気筒数側制御装置を備え
た水冷エンジン搭載車の暖房装置において、常時作動す
る気筒のみを囲む冷却水套からヒータ用冷却水を取り出
し、車室内暖房用ヒータコアに導びくヒータ用冷却水通
路を備えてなることを特徴とするものである。

以上の構造の本発明の水冷式エンジン搭載車の暖房装置
は、常時作動する気筒のみを囲む冷却水套からヒータ用
冷却水を取シ出すようにしたので、作動気筒によって高
温に力ロ熱された冷却水は、低温時におけるエンジンの
アイドル運転等の低負荷運転時に停止させられる休止気
筒の冷却水套からの低温冷却水によって冷却されず、高
温状６に維持したまま暖房用ヒータコアに送られ、従っ
てエンジン低温時における低負荷運転時においても十分
な暖房温度を得ることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例によ
る水冷エンジン搭載車の暖房装置について説明する。

図面は、本発明の実施例による水冷エンジン搭載車の暖
房装置の概略図である。

図において符号Ｅは、自動車（図示せず）に搭載される
４気筒水冷式エンジンを示し、このエンノンＥは、後に
詳細に説明するようにアイドル運転時や減速時等の低負
荷運転状ｄにおいて、中央気筒Ｅｃ　　のみが作動し、
外側気筒ＥＯが休止するように気筒Ｉ：！！制御が行な
われるようになっている。

このエンノンＥの燃焼室の外側には、冷却水套ｌが設け
られている。この冷却外套工ば、仕切壁Ｐ１、Ｐ２　　
により分割されて、中央気筒用水套１ａと外側気筒用水
套１ｂに分けられている。気筒数制御が行なわれている
とき、中央気筒用水套ｌａ内の冷却水のみが高温となり
、外側気筒用水套ｌｂ内の冷却水は低温のままである。

中央気筒用水套１ａには、冷却水の流入口２および流出
（］３が形成されている。この流入口２および流出口３
は、暖房用冷却水循環経路４によって連通されており、
この循環経路４には、熱交換器であるヒータコア５が介
設されている。このヒータコア５は、ブロワ６によって
送られてくる空気を、該ヒータコア“５内を通る加熱さ
れた冷却水との熱交換によって加熱するものである。こ
の力日熱された空気が、暖房用として車室内に導入され
る。上記ブロワ６は、ＯＦＦ、ＬＯＷ、Ｈｌのレンジを
有する手動のブロワスイッチ７によって操作される。

図において符号８は、排気マニホルドを示し、この排気
マニホルド８は、それぞれ独立した中央気筒用排気マニ
ホルド８ａと外側気筒用マニホルド８ｂからなっている
。マニホルド８ａには第１の排気通路９ａが、マニホル
ド８ｂには第２の排気通路」ｂが接続されている。この
第１の排気通路９ａの途中であって、循環経路４の流出
口３とヒータコア５の間には熱交換器１０が設けられて
おり、循環経路４を通ってヒータコア５に送られる冷却
水は、この熱交換器１０において排気ガスによって力１
熱される。第１の排気通路９ａには、熱交換器１０が設
けられた部分をバイパスするバイパス通路１１が形成さ
れている。このバイパス通路１１は、流出口３から循環
経路４内に流入して来る冷却水の温度が十分に高く、冷
却水を熱交換器１０によって加熱する必要がないときに
、排気力スを流すためのものである。このため、排気通
路９からのパイノ？ス通路１１の分岐部に切換バルブ１
２を設けて、排気ガスを、熱交換器１０が設けられてい
る第１の排気通路９ａの部分と、バイパス通路１１の間
で調節して流すようになっている。上記第２の排気通路
９ｂは、このバイパス通路１１に接続されて、このバイ
パス通路１１が・ぐルプ１２によって閉じられていると
き、この通路９ｂ内の冷たい排気ガスが熱交換器１０に
流れ込まないようになっている。

循環通路４のヒータコア５の下流側に開閉バルブ１３が
設けられており、この開閉バルブ１３は暖房装置が不要
のとき閉じて冷却水がヒータコア５に送りれないように
するためのものである。

循環経路４には、ヒータコア５および熱交換器１ｏをバ
イパスするバイパス通路１４が設けられている。このバ
イノぐス通路１４には、該バイパス通路１４を流れる冷
却水を冷却するラソエータ１５が設けられている。この
ペイ２９２通路１４は、暖房を行なわないときに冷却水
を熱交換器１０およびヒータコア５側の循環経路４に流
さないようにするためのものである。このため、循環経
路４とバイパス通路１４の分岐部に切換・マルブ１６を
設けて、冷却水を、熱交換器１０等が設けられている循
環経路４と、バイパス通路１４０間で調節して流すよう
になっている。

一方、外側気筒用水套１ｂにも、冷却水の流入口１７と
流出口１８が形成されている。この流入口１７と流出口
１８とは、ラソエータ用冷却水循環経路２０によって連
通されており、この１ｇ経路２０には、ラノエータ２１
が設けられている。

上記暖房用の循環経路４とこのラノエータ用の循環経路
２０は、それぞれ独立したものとなっている。従って、
循環経路４には第１のウォータポンプ２２が、循環経路
２０には第２のウォータポンプ２３が、それぞれ別個に
設けられている。第１のウォータポンプ２２はマイクロ
コンビュータカらなるヒータ系制御回路２４によって駆
動制御され、一方第２のウォータポンプ２３はエンジン
Ｅによって駆動されるものである。

循環経路２０には、ラノエ〜り２１にバイパスする・ぐ
イノ（ス通路２５が設けられている。このバイパス通路
２５は、エンノンの冷機状態等において冷却水をジノエ
ータ２１ｆｆ：通さずに環流させて、エンジンの暖機を
助けるだめのものである。このため、循環通路２０とバ
イパス通路２５の分岐部にサーモスタットバルブ２６＆
設けて、エンジンが十分な暖房状態となるまで、冷却水
をバイパス通路２５に流すようにしている。

高温部水套１ａには、この部分の冷却水の温度を検出す
る水温センサ２７が設けられておυ、この水温センサ２
７の出力端は、上記制御回路２４の１つの入力端に接続
されている。この制御回路２４の他の入力端には、プロ
ワスイッチ７が接続すしてお９、該制御回路２４は、プ
ロワスイッチ７からの暖房装置のＱＮ、ＯＦＦの信号Ｓ
１．水温センサ２７からの冷却水温を示す信号ｓ２　６
受けて、上記切換バルブ１２．１６および開閉バルブ１
３を制御する。

図において符号２８は吸気マニホルドを示し、この吸気
マニホルド２８の各分岐管２８　ａ、　２８ｂ。

２８Ｃ，２ｆ３ｄには、燃料噴射弁２９　ａ、　２９　
ｂ。

２９ｃ、２９ｄが配されている。中央気筒のための燃料
噴射弁２９ｂ、２９ｃと外側気筒のための燃料噴射弁２
９ａ、２９ｄは、互いに異なるラインｔ１、ｔ２　　に
よって燃料噴射量制御回路３０に接続され、該制御回路
３０からの制御信号によって制御された量の燃料を噴射
するようになっている。

外側気筒のためのラインｔ２　　の途中には、燃料噴射
量制御回路３０からの制御信号を遮断し、噴射弁２９ａ
、２９ｄによる燃料の噴射を停止するための信号遮断回
路３１が介設されている。

この信号遮断回路３１は、気筒数制御回路３２に接続さ
れており、この気筒数制御回路３２は、エンジン回転数
を検出する回転数センサ３３、および負荷を検出する負
荷センサ３４に接続されてお９、とのセンサ３３あるい
は３４によって検出されるエンノン回転数または負荷が
所定値よシ下ったとき、信号遮断回路３１によって燃料
噴射景制副回路３０からの制御信号を遮断し　これによ
って燃料噴射弁２９ａ、２９ｄの燃料噴射を停止する。

以上により例えば負荷が所定値より下ったとき、外側気
筒Ｅ、の燃焼を停止し、中央気筒Ｅｃについての相対的
負荷を高め、燃費の向上を図る。

なお、外側気筒ＥＯへの空気の供給も制御するため、分
岐管２８ａ、２８ｄの直ぐ手前に開閉弁３５．３６を設
けておき、気筒数制御回路３２によって燃料噴射弁２９
ａ、２９ｄの燃料の噴射を停止するとき同時にこれら開
閉弁３５．３６を閉じ、外側気筒Ｅｏへ空気が供給され
ないようにしておくことが望せしい。

以上の構造により、負荷の全域にわたってエンノンにお
いて効率のよい燃焼を行なわせることができるが、外気
温が低く、上記構成だけで必要な熱量が得られなり場合
、さらに冷却水温を高める必要がある。その場合、ＮＯ
ｘ低減のためのＥＧＲ装置を利用し１例えば暖房装置が
Ｈルンノの時、ＥＧＲを行ない燃焼性を悪化させ、燃料
供給量を増加させることにより発熱量を増加させるよう
にしてもよい。すなわちエンジンＥの排気マニホルド８
と吸気マニホルド２８の間をＥＧＲ通路（図示せず）で
連結し、このＥＧＲ通路にＥＧＲノ６ルブ３７を設ける
。ＥＧＲ／ぐルブ３７は、ＥＧＲ制御回路３８に接続さ
れており、このＥＧＲ制御回路３８は、通常は回転数セ
ンサ３３および負荷センサ３４に接続され、これらセン
サによって検出されるエンジンの回転数、負荷に基づい
てＥＧＲパルプ３７の開閉を制御してＥＧＲ制御を行な
う。

一方、暖房装置がＨｌのレンジで作動するときには、プ
ロワスイッチ７に電圧センサ３９を接続し、その接続点
における電圧が高ければ高いほど上記ＥＧＲバルブ３７
の開度を犬きくして、排気還流量を増大して燃焼効率を
悪化させ、燃料供給量を増加させ巻ようにする。

次に、以上の構造の気筒数制御装置を備えた水冷工／ジ
ン搭載車の暖房装置の作動を、低温時においてエンノン
Ｅがアイドル運転状態にあるときについて説明する。

アイドル運転状態であるのでエンジンＥには負荷がかか
つておらず、従って負荷セン＋ｊ３４はそのことを検出
して、エンジンが無負荷状態であることを示す信号を気
筒数制御回路３２に出力する。

気筒数制御回路３２ば、この負荷センサ３４がらの信号
に基づき信号遮断回路３１によって燃料噴射量制御回路
３０からの噴射量制御信号が燃料噴射弁２９２．２９ｄ
に供給されないようにし、これによって該噴射弁２９ａ
、２９ｄＫ：よる燃料の噴射を停止するとともに、開閉
弁３５．３Ｇを閉じ、外側気筒ＥＯを停止させ、中央気
筒ＥＣのみを作動させる。

エンジンＥが以上の状態において、暖房装置のプロワス
イッチ７がＯＦＦからＯＮ状態であるＬＯＷまたはＨｔ
のレンジに移動され、それを示す信号ｓ１．および水温
センサ２７からの信号Ｓ２が制御装＃２４に入力される
と、この制御回路２４は、切換パルプ１２をバイパス通
路１１を閉じる位置に設定し、開閉パルプ１３を開く。

また。

切換バルブ１６も、冷却水の温度が低いので、該冷却水
を循環経路４側に流すように制御回路２４により設定さ
れている。一方、サーモスタットバルブ２６は、冷却水
温度が低いので、該冷却水をパイ／？ス通路２５に流す
ように開いている。

また、制御回路２４は、プロワスイッチ７からの信号Ｓ
１　　によって第１のウォータポンプ２２を駆動して、
冷却水を循環経路４内に循環させる。

この循環経路４内に循環させられる冷却水は、中央気筒
用水套］ａにおいてエンジンＥの作動している中央気筒
Ｅ。によって加熱される。この中央気筒Ｅｃ　　で加熱
された冷却水は、流出口３から循環経路４内に流入し、
熱交換器１０において排気通路９を流れる排気ガスによ
って更に加熱される。

この更に加熱された冷却水がヒータコア５に送られる。

ヒータコア５は、ブロワ６から送られて来る空気を加熱
して車室内に送シ、車室内を暖房する。ヒータコア５を
通った冷却水は、ウォータポンプ２２によって再び流入
口２から中央気筒用水套１ａへ戻される。このように、
ヒータ用冷却水は、作動し高温となる中央気筒と熱交換
器１０によって十分に加熱されるので、エンノンＥの低
温時にも十分な暖房温度を得ることができる。

なおエンノ／Ｅの回転数が徐々に上昇し、中央気筒部水
套１ａ内の冷却水の温度が所定温度以上となったことを
水温上ンサ２７が検知すると、制御回路２４は、切換ス
イッチ１２をバイノ々ス通路１１を開き、排気通路９の
熱交換器１０側を閉じるように設定する。かくして、熱
交換器１０での排気ガスによる冷却水の加熱を停止し、
冷却水およびエンジンの過熱を防止する。このとき、制
御回路２４は、切換パルプ１６も徐々に冷却水をバイパ
ス通′路１４側に通すように設定する・バイパス通路１
４側に流、された冷却水は、ラジェータＪ５において冷
却され、循環経路４を通る冷却水と合流し、冷却水全体
の温度を下げる。かくして、この点からも冷却水および
エンジンＥの作動気筒の過熱が防止される。

一方、第２のウォータポンプ２３は、エンジンＥＫよっ
て駆動されて冷却水を循環経路２０に循環させるが、こ
の冷却水がヒータ用冷却水循環経路４に流入して、ヒー
タ用冷却水の温度企下げてしまうことはない。

なお、以上の実施例においては、燃焼性を悪化させて効
率を低下させ、発熱量の増大を図る手段をＥＧＲによ２
て制御するものについて説明したが・、よく知られてい
るように点火時期制御、またディーゼルエンジンにおい
ては燃料の噴射時期制御等によって達成するようにして
もよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例による水冷エンジン搭載車の暖
房装置の概略図である。 Ｅ・・・エンジン、ＥＣ・・・中央気筒、Ｅ、・・・外
側気筒、１・・・冷却水套、１ａ・・・中央気筒用冷却
水套、１ｂ・・・外側気筒用冷却水套、４・・・ヒータ
用冷却水循環経路、５・・・ヒータコア、２２・・・ウ
ォータポンプ、２４・・・ヒータ系制御回路。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 特定運転状態において、特定気筒の燃焼を停止し、残り
   気筒で運転を行なう気筒数制御装置を備えた水冷エンノ
   ン搭載車の暖房装置において、常時作動する気筒のみを
   囲む冷却水套からヒータ用冷却水を取υ出し、車室内暖
   房用ヒータコアに導びくヒータ用冷却水通路を備えてな
   る水冷エンジン搭載車の暖房装置。