JPS5929508A - 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
気筒数制御装置を備えた水冷エンジ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、自動車が水冷エンジン搭載車
の場合には、エンジン冷却水のもつ熱を利用する温水式
のものが用いらｉ、でいる。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、近年特開昭５４−１６
０９２９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、これにより残り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捷うと
いう欠点がある。壕だ、この気筒数制御装置付きエンジ
ンにおいては、エンジン負荷が小さいときに作動気筒が
少なくなシ、従って熱を発生する気筒が少なくなり、こ
のため発生熱量の絶対量も減少してしまうという欠点も
ある。

以上の従来の暖房装置の欠点は、燃焼助出のよいディー
ゼルエンジンにおいて特に顕著となシ、改良が望噛れて
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、効率よく十分な暖
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
車の暖房装置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、特定気筒の儒焼を停
止し、残シ気筒で運転を行々う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
、および暖房のための必要熱量に応じて前記常時作動す
る気筒による発生熱量を増大させるため、該気筒に付加
、的な負荷をかける負荷装置を備えたことを特徴とする
ものである。上記暖房のための必要熱量を検知するには
、例えばヒー夛レンジ、車室内温度温風温度等を検知す
ればよい。また上記作動気筒に負荷をかけるには、例え
ば休止気筒におけるピンピングロヌを増大して、この休
止気筒によシ作動気筒に負荷をかければよい。

以上の構成の本発明の水冷エンジン搭載車め暖房装置は
、常時作動する気筒のみを囲む冷却水套からヒータ用冷
却水を取り出すようにしだので、作動気筒によって高温
に加熱された冷却水は、低温時ニ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
態を維持したま寸暖房用ヒータコアに送られ、従って暖
房装置の効率がアップする。また、上記負荷装置によっ
て必要熱量に応じて作動気筒に付加的な負荷をかけ、こ
れによって発生熱量を増大させるようにしたので、冷却
水の温度も十分高い温度に加熱され、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０ 以下、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、このエンジン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
荷運転状態において、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数制御が行なわれるよう
になっている。

このエンジンＥの燃焼室の外側には、冷却水套１が設け
られている。この冷却外套１は、仕切壁ＰＨ，Ｐ２によ
シ分割されて、中央気筒用水套１ａと外側気筒用水套１
ｂ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ｉｔである。

中央気筒用水套１ａＫは、冷却水の流入口２および流出
口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。この加
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、ＣＩ　Ｆ　Ｆ、　　ＬＯＶＶＩ、、　Ｈ
ＩノＬ／ンジを有する手動のプロワスイッチ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ｒ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ｐＢｂ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の排気面路９ｂ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
おシ、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加熱
される。第１の排気通路９ａには、熱交換器１０が設け
られた部分をパイノＲヌするバイパス通路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
、排気ガスを流すだめのものである。このため、排気通
路９からのバイパス通路１１の分岐部に切換バルブ１２
を設けて、排気ガスを、熱交換器１ｏ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９
ｂ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がバルブ１２によって閉じられているとき、
この通路９ｂｌｌｑの冷たい排気ガスが熱交換器１ｏに
流れ込まないようになっている。

循環通路４のヒ〒タコア５の下流側に開閉バルブ１３が
設けられでおり、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に送られないように
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１０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
イパス通路１４には、該バイ／Ｆ２通路１４を流れる冷
却水を冷却するラジェータ１５が設けられている。この
バイパス通路１４は、暖房を行なわないときに冷却水を
熱交換器１ｏお・よびヒータコア５側の循環経路４に流
さないよう、　にするだめのものである。このため、循
環経路４とバイパス通路１４の分岐部に切換バルブ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１４の間で調節して流すよ
うになっている。循環経路４には、ウォータポンプ１７
が設けられておシ、このウォータポンプ１７は、マイク
ロコンピュータからなるヒータ系制御回路１８によって
駆動制御されるようになっている。

一方、外側気筒用水套１ｂにも、冷却水の流入口１ｃと
流出口１ｄが形成されている。この流入口１ｃと流出口
１ｄとは、図示していないラジェータ用冷却水循環経路
によって連通されておシ、この循環経路には、ラジェー
タおよび上記ウォータポンプ１７とは別個のウォータポ
ンプが設けられている。

上記熱交換器１０の出口近傍には、該熱交換器１０を流
出する冷却水の温度を検出する水温センサ１９が設けら
れておシ、この水温センサ１９の出力端は、上記制御回
路１８の１つの入力端に接続されている。この制御回路
１８の他の入力端には１ブロワスイツチ７が接続されて
おシ、該制御回路１８は、プロワスイッチ７からの暖房
装置のＯＮ、ＯＦＦの信号ｓｌ、水温センサ１９からの
冷却水温を示す信号ｓ２　　を受けて、上記切換バルブ
１２．１６および開閉バルブ１３を制御する。

図において符号２０は吸気マニホルドを示し、この吸気
マニホルド２０の各分岐管２０　ａ−２０ｂｓ２０ｃ１
２０ｄには、燃料噴射弁２１ａｓ　２１ｂｘ２１　Ｃ％
　２１　ｄが配されている。中央気筒のための燃料噴射
弁２１　ｂ１２１　ｃと外側気筒のだめの燃料噴射弁２
１ａ、２１ｄは、互いに異なるラインｔ１、ｔ２によっ
て燃料噴射量設定回路２２に接続され、該設定回路２２
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。

外側気筒のだめのラインｔ２　　ｏ途中には、燃料噴射
量設定回路２２からの制御信号を遮断し、噴射弁２１ａ
、２１ｄによる燃料の噴射を停止するための信号遮断回
路２３が介設されている。

この信号遮断回路２３は、気筒制御回路２４に接続され
ており、この気筒制御回路２４は、エンジン回転数を検
出する回転数センサ２５、および負荷を検出する負荷セ
ンサ２６に接続されており、このセンサ２５あるいは２
６によって検出されるエンジン回転数または負荷が所定
値より下ったとき、信号遮断回路２３によって燃料噴射
量設定回路２２からの制御、信号を遮断し、これによっ
て燃料噴射弁２１ａ１２１ｄ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シ下ったとき、外側気
筒ＥＯにおける燃焼を停止し、中央気筒ＥＣについての
相対的負荷を高め、燃費の向上を図ることができるが、
他方暖房装置側から見ると、低負荷運転時には、少数の
気筒のみが作動するので、絶対的発熱量が減少してしま
い暖房温度が低くなってし甘うおそれがある。そこで、
本実施例においては、ヒータレンジに応じて休止気筒Ｅ
Ｏにより作動気筒Ｅｃ　　に付加的な負荷をかけ、作動
気筒Ｅｃ　　における発生熱量を増大させるようにして
いる０ このため、気筒制御回路２４および電圧センサ２７には
、休止気筒Ｅｏ　　の吸、排気バルブｌＮ１ＥＸの開閉
の制御を行なうバルブ制御回路２８を設け、このバルブ
制御回路２８によシ、吸気バルブＩＮは通常面シ開閉さ
せ、排気バルブＥＸ　を通常より遅く開かせるようにし
、すなわち上死点位置となるまで開かないようにして、
排気行程における休止気筒Ｅｏ　　のピストンの運動に
抵抗を与え、これによって作動気筒ＥＣに負荷をかけて
、燃焼効率を向上させている。また、第２図に示すよう
に休止気筒の吸気管のみに制御回路３０ａ付絞り弁３０
を設けて、ヒータレンジに応じてこの吸気管を絞り、ポ
ンピングロスを大きくし、吸気行程における休止気筒Ｅ
Ｏのピストンの運動に抵抗を与え、これによって燃焼効
率を向上させるようにしてもよい。更に、また、直接逆
トルクをかけてエンジンＥに負荷をかけてもよい。

ｌ。

次に、以上の構造の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作動を、低温時においてエンジン
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、従って負荷センサ２６はそのことを捻出し
て、エンジンが無負荷状態であることを示す信号を気筒
制御回路２４に出力する。

気筒制御回路２４は、この負荷センサ２６からの信号に
基づき信号遮断回路２３によって燃料噴射量設定回路２
２からの噴射量設定信号が燃料噴射弁２１ａｓ　２１ｄ
に供給されないようにし１．これによって該噴射弁２１
ａ、２１ｄによる燃料の噴射を停止して外側気筒Ｅｏ　
　の作動を停止させ、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ＯＦ、ＦからＯＮ状態であるＬＯＷまたはＨ
ｌのレンジに移動され、それを示す信号Ｓ！、および水
温センサ１９からの信号Ｓ２が制御装置１８に入力され
ると、この制御回路１８は、切換バルブ１２をバイパス
通路１１を閉じる位置に設定し、開閉バルブ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１８によ
り設定されている。

また、制御回路１８は、プロワスイッチ７からの信号Ｓ
１　　によってウォータポンプ１７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１ａにおいてエン
ジンＥの作動している中央気筒ＥＣ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’７ｆヒータコア５に送られる。

゛ヒータコア５は、プロワ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
を通って冷却水は、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、エンジンＥの
低温時にも十分な暖房温度を得ること壜；できる。

以上の制御において、プロワスイツｆ７カＨｉレンジに
設定されているときは、電圧センサ２７が高電圧を検知
して、その信号Ｓ３　　をパルプ制御回路２８に供給す
る。するとバルブ制御回路２８は、燃料の供給が行なわ
れていない休止気筒ＥＯの排気バルブＥ×　を開くタイ
ミングを上死点位置まで遅らせて、排気行程における休
止気筒ＥＯのピストンの運動に抵抗を与え、これによっ
て作動気筒εＣに負荷を与えて該作動気筒ＥＣの発生熱
量を増大させ、以上によってより高温の暖房温度を得る
。捷た、第２図に示された装置においては、制御回路３
０ａがヒータのＨ＋　　レンジを示す信号Ｓ３を受け、
この信号Ｓ３に基づき絞シ弁３０をよシ閉じて、吸気行
程における休止気筒Ｅｏ　　のピストンの運動に抵抗を
与え、これによって作動気筒ＥＣに負荷を与えて、該作
動気筒における発生熱量を増大させ、以上により高温の
暖房温度を得ることができる。

なおエンジンＥの回転数が徐々に上昇し、中央気筒部水
套ｌａ内の冷却水の温度が所定温度以上となったことを
水温センサ１９が検知すると、制御回路１８は、切換ス
イッチ１２をバイパス通路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ｌＯ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１５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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１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、 第２図は１１本発明の第２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、ＥＯ・・・外
側気筒、ｌ・・・冷却水套、４・・・冷却水循環経路、
５・・・ヒータコア、９ａ・・・第１排気通路、９ｂ・
・・第２排気通路、１０・・・熱交換器 ４９

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υ
   気筒で運転を行なう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、および暖
   房のための必要熱量に応じて前記常時作動する気筒によ
   る発生熱量を増大させるため、該気筒に付加的な負荷を
   かける負荷装置を備えた水冷エンジン搭載車の暖房装置
   。