JPS598517A - 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ｂ」欠である。現在
この暖房用の装置としては、自動車が水冷エンノン搭載
車の場合には、エンノン冷却水の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ず、従って暖
房も十分には効かない、これは、エンジン冷機時におい
ては、エンノンのへ゛ノド部−１かなりの高温になって
いるが、プロ〜ツク部が低温の−ｉ寸であり、従ってエ
ンノン本体の冷却水套全体を流れる冷却水（は、全体と
して平均化されて低い温度となってしまうからであると
考えられる。

そこで、特開昭３１１−２０．２．ｌ１ｇ号においては
、エンノン冷機時には、冷却水を温度の高くなっている
ヘッド部のみに流して、冷却水をできるだけ高温に保つ
だめのエンシン冷却水の通水機構が提案されている。こ
の通水機構によれは、ある程度冷却水の温度を高めるこ
とができるが、これても十分な暖房温度を得ることがで
きない場合がある。

寸だ、水冷式エンノン搭載車においてに１、ある程度／
リノダて加熱された冷却水煮−１１井気ガスのもつ熱を
利用して更に加熱し、この史１／ｃ加熱１−７ｅ冷却水
をｊ廉房用に用いているものもあるが、こ第２によって
も十分な暖房温度が（Ｍらｉシない場合があった。以上
の従来の暖房装置の欠点は、燃焼効率のよいテ゛イーゼ
ルエンノンにおいて稍にｙ自著となり、改良が望１れて
いた。

そこで本発明は、冷却水のもつ熱を利用寸＜’−１’（
７＋ａ水式暖房装置の上記欠点に鑑み、／リング高扇部
てノノロ熱さ第１た冷却水を、排気ガスのもつ熱を利用
して更に加熱して、暖房用ヒータコアに送り、これによ
って十分な暖房温度を得ることができるようにした水冷
エンツノ搭載車の暖房装置を提供することを目的々する
ものである。

すなわち、本発明による水冷エンノン搭載車の暖房装置
は、エンノン本体の冷却水套の比較的高温部である排気
側水套のみから冷却水を取り出し、排気通路に設けられ
、排気ガスとの熱交換により、該冷却水を加熱する熱交
換器およＯ・車室内暖房用ヒータコアを経て、該冷却水
を上記排気側水套に戻ずヒータ用冷却水循環経路を備え
、少なくとも上ンノ７冷機時、該循環経路により冷却水
を循環さぜるようにしたことを特徴とするものである。

見、上の構造の本発明の水冷エンノン搭載車の暖房装置
（り１、エンノンの冷機時にあっても比較的高温となる
排気側水套から冷却水を取り出し、この冷却水をｇ気ガ
スの熱を利用して更に加熱し、この上う（／τ二して十
分に加〃１された冷却水を暖房用ヒータコ了ｆｃ送るよ
うにしたので、工／ノン冷機時においても十分な暖房温
度を得ることがてきる。

す、下添イー１図面を参照しつつ本発明による水冷エン
ジン搭載車の暖房装置について説明する。

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である。

第７図において符号Ｅは、自動車（図示せず）に搭載さ
れる水冷式エンノンを示し、このエンノンＥの燃焼室の
外側には、冷却水套１が設けられている。この冷却水套
１は、仕切壁Ｐにより左右に分けられで、排気側水套１
ａ、吸気側水套１ｂを構成している。

排気１則水套１ａには、首肩１水の流入ｌ−１２１Ｆ−
、ｉび流出口３が形成されている。この流入［１２↓・
・よひ流出口３、とは、暖房用冷却水循環経路４によつ
−（連通されており、この循環経路４には、熱交換体ン
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によって送られでくる空気を、該ヒータ
コア５内を１拝ｊる力［１執さｆｌ、：／こ（゛９去１
水との熱交換によって加シトするものである。このＪＪ
＋：寺、１・された空気が、暖房用として車室内に導入
さ）ｉる３、上記ブロワ６は、○ＦＦ、ＬＯＷ、ト（１
のし／／゛をイ１する手動のブロワスイッチ７（・でよ
って操ｆ′［される。

図において符号８１ｄ、排気マニホルドを示し、この排
気マニホル１゛８には排気ユ■η路９が接続されている
。この排気通路９の途中てあって、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−７５に送られる冷却
水は、この熱交換器１０において抽気ガスによって加熱
される。排気通路９には、熱交換器１０が設けられた部
分をバイパスするパイ／Ｆ２通路１１が形成されている
。このパイ・やス西路１１ｆｄ、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１１こ
、抽気ガスを流すだめのものである。このため、＋１１
気通路９からの・・イ・ぐス通路１１の分岐部（ｒ、：
切換バルブ１２を設けて、排気ガスを、熱交換器１０が
設けられている排気通路９と゛パイ・やス＋ｌｊ路１１
の間で調節し７て流すようになっている。

循環通路４のヒータコア５の下流側に開閉バルブ１３力
弓党けられており、この開閉バルブ１３は＋Ｗｔ刀装買
が不要のとき閉じて冷却水がヒータコア５に送らオしな
い」二つにするだめのものである。

循環経路４には、ヒータコア５およ０４熱交換器１０を
バイパスするパイ・モス通路１４が設けられている。こ
のバイパス通路１４には、該パイ・ぐス通路１４を流れ
る冷却水を冷却するラノエータ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５０１１．１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、パイ・ξス通路１４の間で調節し
て流すようになっている。

一方、吸気倶１水套１ｂにも、冷却水の流入［」１７と
流出口１８が形成されている。この流入口１７と流出］
」１８とは、ラノエータ用冷却水循環経路２０によって
連通されており、この循環経路２０には、ツノエータ２
１が設けられている。手。

記暖房用の循環経路４とこのツノエータ用の循環経路２
０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０２２が
、循環経路２０には第ユのウォータポンプ２３が、それ
ぞれ別個に設けられている。第１および第ユのウォータ
ポンプ２２．２３Ｈフイクロコンピユータからなる制御
回路２４によって駆動制御されるようになっている。

循環経路２０に目、ツノエータ２１をパイ・ぐスするバ
イパス通路２５が設けられている。この・ζイ・”ス通
路２５は、工５／ノンの冷機状態等において冷却水をツ
ノエータ２１を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。このだめ、循環通路２０とパ
イ・ぐス通路２５の分岐部にザーモスタソｉ・バルブ２
６を設けて、エンジンが４−分な暖機状態となる壕で、
冷却水を・ぐイ・ゼヌ通路２５に流ずようにしている。

抽気（＋１’ｌ水套１ａおよび吸気側水套１ｂには、そ
れぞれその部分の冷却水の温度を検出する水温センサ２
７．２８が設けられており、この水温センサ２７．２８
の出力端は、上記制御回路２４の別個の入力端に接続さ
れている。この制御回路２４の他の入力端には、プロ１
ノスイツチ７が接続されており、該制御回路２４は、プ
ロワスイッチ７からの暖房装置のＯＮ、ＯＦＦの信号Ｓ
／、水温センサ２７．２８からの冷却水温を示す信号Ｓ
、２、Ｓ３を受けて、上記切換スイッチ１２および開閉
スイッチ１３を制御する。

次に以−４−説明した構造の暖房装置の作動について説
明する。

寸ずエンツノＥが冷機運転状態にあるときの暖ツカ装置
の作動について説明する。暖房装置のプロワスイッチ７
が○［「がらＯＮ状態であるしＯＷ斗／ｃはＨｌのレン
ツに移動され、それを示ず信号Ｓ／、および水温センサ
２７がらの信号Ｓ、２が制御装置２４に入力されると、
この制御回路２４け、切換バルブ１２をバイパス通路１
１を閉じる位置Ｋ　ａ　定し、開閉バルブ１３を開く。

ツーモスタソトパルプ１６は、冷却水の温度が低いので
、該冷却水を循環経路４側に流すように開いている。一
方、ザーモスタノトパイプ２Ｇは、冷却水温度が低いの
で、該冷却水をバイパス通路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がらの信号Ｓ
／によって第１のウォータポンプ０２２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、排気側水
套１ａにおいてエンノン［の７リングヘツドによって加
熱される。この／リンダヘットゝで加熱された冷却水は
、流出口３がら循環経路４内に流入し、熱交換器１ｏに
おいてυＶ気連通路９流れる４１１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がら送られて来
る空気を加熱して車室内に送り、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０２２に
よって再び流入口２がらＪ−Ｊｌｌ鎖側水套１ａ戻され
る。このように、冷却水は、比較的高温の排気側部と熱
交換器１ｏに」：って十分に加熱されるので、エンツノ
Ｅの低温時にも十分な暖房温度を得ることができる。

エンノンＥの回転数が序々に上昇し、排気側水套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セン
サ２７が検知すると、制御回路２４は、切換スイッチ１
２をパイ・９ス通路１１　ヲ開くように、排気通路９の
熱交換器１ｏ側を閉じるように設定する。かくして、熱
交換器１ｏでの抽気ガスによる冷却水の加熱を停止し、
冷却水およびエンノンの過熱を防止する。このとき、上
記したように冷却水温度が高くなっているので、ザーモ
スタツトパルブ１６も除々に冷却水ヲバイパス通路１４
側に通すように設定される。パイノぐス通路１４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ノ／Ｅ
のシリングヘッド部の過熱が防止される。

一方、第一のウォータポンプ０２３も、制御回路２４に
よって駆動されて冷却水を循環経路２０に循環させるが
、」二記したようにエンノンＥの冷機時においてはザー
モスタットバルブ２６が冷却水をパイ・タス通路２５に
流すように設定されているので、冷却水はラジェータ２
１を介しては流れず、従って熱を放熱せず、かくしてエ
ンジンＥの暖機を促進する。エンジンＥの回転速度が序
々に上昇し、循環経路２０内を循環する冷却水の温度が
所定温塵取」−となると、ザーモスタノトバルブ２６は
序々にラジェータ２１にも冷却水を流すように開キ、か
くして冷却水はラジェータ２１において冷却され、冷却
水およびエンノンＥの７１）ングブロノク部の過熱を防
止する。

以上の暖房装置において、第１のウォータポンプ０２２
は、基本的には暖房装置作動時には一定の回転速度で回
転させればよく、暖房装置を使用しないときは、水温セ
ンサ２７で検出される冷却水の温度、あるいはエンノン
負荷捷たけ回転速度等に応じて回転を設定し、あるいは
クランキング時には該ウォータポンプ０２２を停止させ
てもよい。

例えば、暖房装置を使用しない時冷却水の温度に応じて
ウォータポンプ２２を制御する場合に１、第ユ図に示す
ように水温センサ２７で検出される冷却水の温度が第１
の所定温度Ｔ１　　になるまでは、つ」−夕醪ンプ２２
を一定の低速回転で運転して、局部的なオーバヒートを
防止しつつ、エンノンの暖機を促進させ次いで冷却水の
温度が温度Ｔ２に　　□なるまで、冷却水の温度上昇に
応じてウォータポンプ２２０回転数を上けるようになし
てエンノンの過熱を防止し、その後は一定回転数で運転
させる。以上、冷却水温度に応じてウォータポンプ０２
２の運転を制御する場合について説明したが、負荷が増
大する場合もエンノンＥの局部的過熱が発生ずる場合が
あるので、上記とほぼ同様にして負荷の増大に応じてウ
ォータポンプ０２２の回転数を制ｉｌｌすることが望寸
しい。捷だ、エンジン始動時、すなわちクランキング時
には、ウォータポンプ０２２の作動による電圧低下によ
る始動性悪化防止のだめ、Ｌ記したようにウォータポン
プ２２の作動を一時的に停止させるのが望外しい、以上
のａｊ］制御を行なうだめには、水温センサ２７の他に
、エンジン負荷センサ、エンジン回転数センサ、クラン
キングセンサを設け、これらのセンサの出力信号を上記
制御回路に入力するようになすことが必要である。

第２のウォータポンプ２３は、第３図に示すように、水
温センサ２８によって検出される吸気側水套１ｂ内の冷
却水の温度が第１の所定温度ｔ１から第一の所定温度ｔ
２　　となる捷で、その温度の上昇に比例して回転数が
上げられるように制御回路２４によって制御される。冷
却水の温度が第一の所定温度ｔ２　　となったとき、ウ
ォータポンプ０２３は一定回転数で運転される。このと
きザーモパルブ２６が開いて冷却水がラジェータ２１に
流れるようにする。なお、とのウォータポンプ２３は、
エンノンで駆動されるようにしてもよい。

以上の実施例の説明においては、暖房用冷却水循環経路
４とラジェータ用冷却水循環経路２０とが完全に独立し
たタイプのものを説明したが、第４図に示すように一部
を共用するタイプのものとしてもよい。この場合は、図
に示すように吸気側水套１ｂの流入口１７にザーモスタ
ソ］・バルブ２９を設ける必要があるが、ウォータポン
プＷｐが１つですむとともに、ラジェータ１５も不要と
なる。この場合、ウォータポンプＷｐはエンノンで駆動
されるタイプ０のものとし、上記ザーモヌタットバルブ
２９は、冷却水の温度がある所定の温度以上となったと
きに開いて、冷却水を吸気側水套１ｂに流すようにする
。

甘／こ、　仕切壁Ｐけ、第に図に示すように吸気ボート
壁ＩＮと排気前−ト壁ＥＸとを互いに連結するリブとし
て、／リンタ↓−ソド形成時に一体に形成ずれはよい。

史に、上述のように循環経路で冷却水を分流させずに、
第４図に示すように冷却水套１内で冷却水を分流、させ
るように（７てもよい。

以上の実施例においては、ウォータポンプ０２２の作動
の制御をマイクロコン上０ユータを用いた制御回路２４
によって行なうものを説明したが、この制御は第７図に
示すような電気回路で行なってもよい。

第７図に示す電気回路４０ば、ウォーボンフ０２２の駆
動制御回路であって、差動増幅器４１およびこの差動増
幅器４１の出力端にベースが接続された駆動用トランノ
スタ４２を備えている。差動増幅器４１の一方の入力端
には、水温センサ２７が接続されており、他方の入力端
には、定電圧ｒを発生する定電圧発生器４３が接続され
ている。差動増幅器４１は、上記定電圧Ｖｒと、水温セ
ンサ２７が排気側水套１ａ内の冷却水の温度を検知して
出力する信号Ｓ２　　とを比較して差信号Ｓ（ｊを出力
する。トランノスタ４２は、冷却水温が１４以上のとき
、この差信号Ｓｄに応じた電流でウオ・−タポンノ０２
２を第２図に示すように作動制御する。上述のように、
ポンプ０２２は、冷却水が第１の所定温度Ｔ１　　にな
る１で、一定の低速で回転していることが望ましいので
、該ボンｆ２２は一定の低電圧を発生する電源にも接続
さ、ｆｌでいる。

寸だ、暖房装置作動時には暖房装置の作動、例えばプロ
ワスイッチ７のＬＯＷまたはＨｌのＯＮ状態を検出して
スイッチ４４を閉じトランノスタ４２を、温度センサ２
７の出力に関係なく強制的にＯＮさせ、ウォータポンプ
２２を所定の高回転数で一定回転させるようにしている
。以上の構成によりウォータ７Ｉ？ンフ０２２は暖房装
置作動時には所定の高回転数で回転し、ヒータコアでの
放熱量を増大させて暖房性能を向上させ、一方、暖房装
置を使用しない時には、オーバヒートを防止しつつ早期
暖機を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例による暖房装置の概略
図、 第２図は、第１のウォータポンプの作動例を示すグラフ
、 第３図は、第スのウォータポンプの作動例を示すグラフ
、 第り図は、本発明の第ユの実施例による暖房装置の概略
図、 第Ｓ図は、ノリンダヘッド部の冷却水套の構成を示す平
面図、 第ろ図は、内部で分流するタイツ０のヅリンダヘッド部
の冷却水套を示す部分平面図、 第７図は、第１のウォータポンプを作動する電気回路の
一例を示す回路図である。 Ｅ・・エンノン　　　　１・・・冷却水套１ａ・抽気側
水套　　１ｂ・・・吸気側水套４・・暖房用冷却水循環
経路 ５、ヒータコア　　　９・・排気通路 １０・・・熱交換器 ２０　・ラノエータ用冷却水循環経路 ２２・・・第７のウォータポンプ ２３・・第λのウォータポンプ０ ２４・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. エンノン本体の冷却水套の比較的高温部である排気側水
   套のみから冷却水を取り出し、排気通路に設けられ、排
   気ガ′スとの熱交換により該冷却水を加熱す、る熱交換
   器および車室内暖房用ヒータコアを経て、該冷却水を前
   記排気側水套に戻すヒータ用冷却水循環経路を備え、少
   なくともエンジン冷機時、該循環経路により冷却水を循
   環させるようにした水冷エンジン搭載車の暖房装置。