JPS61207207A - 加熱暖房器の空気量制御装置 - Google Patents

加熱暖房器の空気量制御装置

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JPS61207207A
JPS61207207A JP4890985A JP4890985A JPS61207207A JP S61207207 A JPS61207207 A JP S61207207A JP 4890985 A JP4890985 A JP 4890985A JP 4890985 A JP4890985 A JP 4890985A JP S61207207 A JPS61207207 A JP S61207207A
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    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
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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) 本発明は内燃機関によって駆動される車両の室内を急速
暖房する加熱暖房器の空気量制御装置に関する。
(従来技術) 車両の室内暖房は従来より、内燃機関の冷却水を温水配
管で取出し、これをヒータコアやプロアなどにて橋成さ
れるヒータ本体に通じ、空気をヒータ本体に送り込んで
加熱して室内暖房を行なうもの、または、内燃機関とは
無関係に別のバーナにて燃料を燃焼させて発生する熱量
により室内暖房を行なうとともに、燃焼ガスそのものを
エンジ。
ンのインテークマニホールドに導くもの(特願昭59、
−106889号)が用いられている。
(従来技術の問題点) このような内燃機関の冷却水を室内暖房に利用する方法
においては、冷却水の温度上昇の速度が緩慢なため、ヒ
ータ本体が温風を送出するまでに時間を要し、その間に
はヒータの暖房機能は失われている。特に内燃機関が暖
房機能が完了するまでには、ガソリンエンジンで10分
以上、ディーゼルエンジンで20分以上を要する。この
間、寒冷地では車内は寒く防寒具を着けなければならず
、また車両の窓等の霜、氷等を除去するデフロスタは十
分に作動することができない等の不都合があった、また
車両が長い下り坂等を走行中は、冷却水温度が降下し暖
房用として供与できない等の欠点もある。特にディーゼ
ルエンジンは圧縮着火タイプのエンジンであるため、エ
ンジン負荷に対する排気ガス温度または冷却水温度に敏
感で上記欠点が顕著である。また、ディーゼルエンジン
は、寒冷時の燃焼に敏感で、不完全燃焼の結果である白
煙、臭気の発生も著しい。
また、後者の内燃機関とは別個に燃料を用いる暖房方法
のうち、前記の特願昭59−106869号による提案
は、燃料を加熱気化して点火装置にて燃焼させて暖房用
熱源とするものであり、早期に暖房用温風が得られる。
しかし、該提案の加熱暖房器にては、暖房器のONか、
またはOFFかの二方法の切換えのみであり、したがっ
て加熱暖房器への空気量調節の制御が行なえず、室内暖
房の調節の自由を欠く欠点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、上記の如き従来の欠点を解消し、車両
の室内を急速暖房する加熱暖房器への空気の流量を制御
可能な加熱暖房器の空気1制御装置を場供するにある。
(発明の概要) 上述の如き本発明の目的を達成するために、吸気管と並
列するバイパス通路に配設した燃焼器と熱交換器とを有
する加熱暖房器への空気量を、該吸気管の途中に配設し
た制御弁の上流、下流の空気流の差圧力を検出するアク
チェータにより前記空気量を制御する加熱暖房器の空気
量制御装置が提供される。また、本発明では空気流の差
圧力にて作動する複数個のアクチエータを用いた加熱暖
房器の空気量制御装置も提供される。
(実施例) つぎに1本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する
第1図は本発明に係る加熱暖房器の空気量制御装置の一
実施例の構成断面図であり、第2図は本実施例を用いた
車両用暖房装置のブロック図である。
図において明らかなように、ディーゼルエンジン、また
はガソリンエンジンlのエアークリーナ2より空気ダク
トとなる吸気管3の途中に、燃焼器4および熱交換器5
を有するバイパス通路6が設けられている。そして、該
バイパス通路6と並列の吸気管3の途中には、該吸気管
3およびバイパス通路6の空気流量を制御する制御弁7
が配設され、さらに、吸気管3を通過する空気流の圧力
を検出するため、制御弁7の上流方向に検出パイプ8.
下流方向に検出パイプ9が吸気管3の管壁に配設され、
検出パイプ8の他端は切換バルブ10に、検出パイプ9
の他端は切換バルブ11に導かれている。
12は二つの気室の空気圧の差をダイアフラム131が
検出して作動するアクチェータ13と。
同じ原理にて作動するダイアフラム141を禽するアク
チェータ14とを重ね合わせた2段式アクチェータであ
り、アクチェータ13.および14はそれぞれ上下二つ
の気室と、その隔壁となるダイアフラム131、および
141にて構成されている。そして、それぞれの下方気
室側には弾性材料よりなるスプリング132.および1
42が、ダイアフラム131.および141を支持する
如く配設され、上方気室側よりの空気圧にて下方に押圧
さ・れるダイアフラムをスプリングの弾性力にて受ける
ように構成されている。なお、アクチェータ13に装着
のスプリング132は、アクチェータ14に装着のスプ
リング142の弾性力より弱い弾性力であり、ダイアフ
ラム131の受圧部はダイアフラム141の受圧部より
広い面積となっている。また、それぞれのダイアプラム
中央部にはロッド・121が嵌着され、上方気室側より
の空気圧にてダイアフラムが圧下されると、ロッド12
1は下方に移動する。したがって、アクチェータ13と
アクチエータ14とのそれぞれの上方気室に同一圧力の
圧気を別個に送入すると、弱い弾性力のスプリング13
2を有するダイアプラム131の下方への移動量が、強
い弾性力のスプリング142を有するダイアフラム14
1の移動量より大となる。このため、ロッド121の下
方への移動量もアクチェータ13への送気の場合がアク
チエータ14への送気の場合より大となり、さらに1個
別にアクチエータ13への送気より、アクチェータ13
および14への同時に送気の場合には、ロッド121の
移動量はさらに大となる。
133はアクチェータ13のE男気室と切換バルブ10
とを接続する空気通路となるパイプであり、134はア
クチェータ13の下方気室と切換バルブ11とを接続す
る空気通路となるパイプであり、135は該下方気室と
バキュームタンク15とを接続する空気パイプである。
なお、アクチェータ14にも上記と同様に3種のパイプ
が配設され、アクチェータ14の上方気室と切換バルブ
10との間にはパイプ143.下方気室と切換バルブ1
1との間にはパイプ144、下方気室とバキュームタン
ク15との間にはパイプ145がそれぞれ配設されてい
る。
第3図、および第4図は切換バルブ10.および切換バ
ルブ11の構成を示す説明図であり1図において、第1
VAと同一の部分には同一の符号を付け、その説明は省
略する0図に示す101は電磁弁161.および162
に通電することにより切換バルブ10の内部にて移動す
る内部弁であり、電磁弁161.および162への通電
の組合わせや、電流の方向により、内部弁101は実線
りの位置、点IM、およびNの位置に移動する。そして
、内部弁101が実線りの位置に移動の場合は検出パイ
プ8は切換バルブlOを介してパイプ133、および1
43と接続し、アクチェータ13、および14の上方気
室が検出パイプ8と連通ずる(第1図)、また、内部弁
101が点線Mの位置に移動すると、検出パイプ8とア
クチェータ13の上方気室とがパイプ133を介して連
通し、さらに、内部弁101が点線Nの位置では、検出
パイプ8とアクチエータ14の上方気室とがパイプ14
3を介して連通ずることとなる。
第4図において、111は電磁弁171.および172
に所定の如゛く通電することにより、切換バルブ11の
内部に移動して、検出パイプ9をパイプ134.および
144の両方や1片方にのみ連通せしめる内部弁であり
、前記内部弁101と同様な構成となっており、電磁弁
171、および172への通電方法の選択にて、切換バ
ルブll内の所定の位置への移動が可能である。モして
図示の点線L′の位置は検出パイプ9とパイプ134.
144とが連通し、点線M′の位置は検出パイプ9とパ
イプ134とが連通し、実線N′の位置は検出パイプ9
とパイプ144とが連通ずる位置を示す、したがって、
電磁弁171、および172への通電の制御により、ア
クチェータ13、および14の下方気室と検出パイプ9
と所望の通り連通せしめることが可能である。
第1図に示す71はその一端を制御弁7に固着し、他端
をロッド121と係着せしめたレバーであり、前記ダイ
アフラム131.または141の作動により、制御弁7
を吸気管3の内部にて回動して開閉し、バイパス通路6
への空気量を制御するものである。
第2図において、1Bは燃焼器4へ燃料を供給する燃料
弁A181と燃料弁B182とを有する述するコントロ
ーラ19の指示による駆動源183により開閉を制御さ
れ、一方の燃料弁のみの開放、または、両方の燃料弁の
同時に開放も可能である。なお、燃料弁A181の燃料
流量は燃料弁8182の燃料流量より少ない。
つぎに、燃焼器4の内部には燃料供給装置18より供給
の燃料を加熱して気化せしめる気化プラグ41が配設さ
れ、さらに、該気化燃料に点火して燃焼せしめる点火プ
ラグ42が設けられている、そして、気化プラグ41と
点火プラグ42とはともに内部に加熱用抵抗線を有し、
気化プラグ41は燃料を気化せしめる所定温度を、点火
プラグ42は該気化燃料に点火して燃焼せしめる所定温
度を保持するように、コントローラ19にsttたブリ
ッジ回路19’2,193によりそれぞれ制御されてい
る。
第5図は吸気管3に配設した制御弁7の開度により変化
する検出パイプ8にて検出する空気圧力と、検出パイプ
9にて検出する空気圧力の差を示す曲線図である1図に
おいて、制御弁開itは畷気管3を通過する空気量を所
定の如く大とするので、縦軸の差圧力も比較的少なく、
したがってバイパス通路へ流入する空気量も少ないこと
を示している。また、制御弁開度3は吸気管3の空気量
を制限するので差圧力が大となることを示し、バイパス
通路へ流入する空気量が大きいことを示す、なお、制御
弁開度2は上記の制御弁開度lと制御弁開度3との中間
を示す、また、制御弁全開の場合は、点線Aに示す状態
であり、差圧力は生じないのでバイパス通路6への空気
流量は断となる第2図において、熱交換器5は暖房を要
する車両の室内に連通ずる吸入空気取入口20から新規
空気を取入れ、該新規空気が燃焼ガスから熱を奪って熱
交換を行なった後の温風を、吹出口21まで送風するブ
ロア22を備えている。なお、該吹出口21は室内暖房
のため別置されている冷却水ヒータコア23の出口部に
開口しており、吹出す温風の温度センナ24を出口部に
設けである。また図示のブロア25、エアコン用エバポ
レータ26、および温水通路27は冷却水利用の暖房装
置の各部材である。19は主制御部191.ブリッジ回
路192,193、スイッチ部194を有するコントロ
ーラであり、該主制御部191にはエンジン1により駆
動されるゼネレータ28よりの回転信号GTと、動作ス
イッチ29のON・OFF信号FSと、エンジン冷却水
温度の水温センサ30からの水温信号WSと、スタート
ポジション信号STと、アクセル開度信号Asと、エン
ジンlの負荷センサ32からの負荷信号ELと、前記吹
出口21の温度センサ24からの温度信号WAと、運転
者の操作する暖房スイッチ33からの暖房信号WPとが
入力される。そして、二段式アクチェータ12に付随す
る電磁弁161.162 。
171.172の制御、駆動源183を介しての燃料弁
A181、燃料弁B182の制御を行ない、さらにスイ
ッチ部194やブリッジ回路192.193を介して、
気化プラグ41、点火プラグ42の制御を行なうよう構
成されている。
ここで、本実施例の加熱暖房器の空気量制御装置の作動
を説明すると、まず、エンジンのスタート時に加熱暖房
器を作動させるため、燃焼器4に配設の気化プラグ41
、点火プラグ42にブリッジ回路192,193を介し
て通電を行ない、気化プラグ41、点火プラグ42をそ
れぞれ所定の温度に加熱を開始する。また同時に、駆動
源183を介して燃料供給装置18に設けた燃料弁A1
81を開いて気化プラグ41に燃料を供給し、さらに、
2段式アクチェータ12に付随する切換バルブ10の内
部弁101の位置をり、切換バルブ11の内部弁tti
の位置をL′に移動するため、電磁弁161,162、
および電磁弁171゜172に通電を行なう(第3図、
第4図)、そして、これらの電磁弁の作動により、内部
弁101がり、内部弁111がL′の位置に移動すると
、切換バルブ10においては、検出パイプ8とパイプ1
33.およびパイプ143が連通し、切換バルブ11に
おいては検出パイプ9とパイプ134、およびパイプ1
44が連通となる。したがって1カーに吐I−ヂ翻嘔謂
血フ^L冶 如1−Ff?冶^空気流の圧力の差がアク
チエータ13.14のそれぞれの上方気室と下方気室に
加わり5.ダイアフラム131と142とを同時に圧下
することとなり、ロッド121、およびレバー71を介
して制御弁7は開度lの状態となる。したがって、バイ
パス通路6には所定の空気量が送気され、燃焼器4の内
部にて気化プラグ41にて気化した燃料と混合して可燃
混合気を生じ、さらに、点火プラグ42にて点火されて
火炎となり、高温度の燃焼ガスとなって下流の熱交換器
5に送られ、室内暖房用の熱源となる。つぎに、室内暖
房の温度を上昇するため燃焼器4にての燃料の燃焼量を
増すときは、駆動源183を介して燃料供給装置18に
設けた燃料弁A181を閉じ、燃料流量の大きい燃料弁
B182を開く、そして同時に、切換バルブlO1およ
び11に設けた電磁弁161,162、および電磁弁1
71,172を介して内部弁lO1、および111をそ
れぞれM位置およびM′位置に移動する(第3図、第4
図)、そして1図示していないが開放バルブにてアクチ
エータi4のパイプ143とパイプ144を大気に開放
して、ロッド121へのアクチエータ14の影響を減す
るよう処置する。上記のそれぞれの電磁弁により、内部
弁101がM位置、内部弁111がM′位置に移動する
ことにより、検出バイブ8はパイプ133に、検出パイ
プ9はパイプ134に接続し、それぞれアクチェータ1
3の三方気室と下方気室へ連通ずるので、両検出パイプ
よりの差圧力によりダイアフラム131が作動して、ロ
ッド121の移動により制御弁7は開度2の状態となる
、このため、バイパス通路6への空気量は増加となり、
燃料弁Bを介して増加した燃料を燃焼室4にて十分燃焼
せしめるので、燃焼により生ずる熱量も大となり、熱交
換器5を介して熱せられる吸入空気も大きな熱量を得て
、高い温度の温風となり吹出口21より室内に吹出す。
つぎに、さらに大きな熱量を要するため燃焼器4にて燃
料の燃焼量を増大するときは、駆動源183を介して燃
料供給装置18に設けた燃料弁A181と燃料弁B18
2をともに開く、同時に。
切換バルブ10.および11に設けた電磁弁161.1
62、および電磁弁171.172を介して、内部弁l
otをN位置、内部弁111をN′位置に移動する。そ
して、開放弁(図示なし)にてパイプ133と134を
大気に開放して、ロッド121へのアクチエータ13の
影響をなくす。
内部弁101がN位置、内部弁illがN′位置に移動
することにより、検出パイプ8は143に、検出パイプ
9は144に接続されるので、アクチェータ14の内部
にて、両検出パイプよりの差圧力のため、ダイアフラム
t4tが作動してロッド12を移動させ、制御弁7は開
度3の状態となる。このため、差圧力が増加しバイパス
通路6への空気量もさらに増すので、燃料弁A181と
燃料弁B182よりの増加した燃料を燃焼室4にて十分
に燃焼せしめることができ、燃焼により生ずる熱量もさ
らに大となる。したがって、熱交換器5にて熱せられる
吸入空気もさらに大きな熱量が得られ所望の高い温度の
温風が吹出口21より得られる。
なお、エンジンの運転時間が経過して冷却水温度が上昇
し加熱暖房器の使用を中止するときは、駆動源183を
介して燃料弁A181と燃料弁B182をともに閉じる
。同時に、アクチェータ13よりのパイプ135、およ
びアクチェータ14よりのパイプ145をバキュームタ
ンク15に接続し、該バキュームタンク15を作動させ
るとアクチエータ14.15の前下方気室の負圧が大と
なり、ロッド121の移動により制御弁7は全開、即ち
第51図に示す点線Aの状態となる。このため、制御弁
7の上流、下流の差圧力が生じないので、バイパス通路
6への空気の流入はなくなり、燃料とともに空気も断と
なる。そして、上記の加熱暖房器の使用中止の操作と同
時に、プロア25を作動させ、冷却水利用の暖房に切換
えることにより室内暖房は継続される。
第、6図はアクチェータ13,14の作動にて制御され
る制御弁開度と、燃料弁A、Bの開閉の関連を示した説
明図である。
第7図は本発明に係る加熱暖房器の空気量制御装置の実
施例を用いた暖房装置の処理の一例を示すフロー図であ
り、つぎにその処理を説明する。
キースイッチ34をONにすると、コントローラ19の
主制御部191や他のアクセサリ回路に電源が供給さ、
れ、まず、水温センサ30よりの水温信号WSが主制御
部191にて、冷却水温度がlOoCに達しているかど
うか判断される。そして、冷却水温度がto’c以下の
場合には、エンジンの始動補助装置として加熱暖房器を
使用するので、主制御部191はブリッジ回路193を
介して点火プラグ42に通電し、ブロア22への通電を
スイッチ部194にて断とし、燃料供給装置18の駆動
源183に指令して燃料弁A181を開いて燃料を供給
し、さらにブリッジ回路192を介して気化プラグ41
に通電し、切換バルブ1O911に付随する4個の電磁
弁を制御して、アクチェータ13.14を作動せしめ、
制御弁開度lとする(ステップaまで)、。
つぎに、キースイッチ34よりのスタートボジシ璽ン信
号STをチェックして、スタート位置にあれば上記の作
動を継続し、キースイッチ34がONの位置でスタート
ポジションにないならば、スイッチ部194は予熱完了
ランプ36を数秒間点灯し、ステップaまでの操作にて
加熱暖房器の予熱の完rを表示する。また、ついで気化
プラグ41と点火プラグ42への通電をスイッチ部が断
とする。
キースイッチ34がスタートポジションにアリ、スター
タ31に通電されて回転していると、ゼネレータ28よ
りの回転信号GTが主制御部に受信され、該主制御部1
91は点火プラグ42の抵抗値変化より温度を検出する
。そして、点火プラグ42の温度PSが800’C以上
の場合には、燃料の燃焼が十分に行なわれていると判断
し、気化プラグ41と点火プラグ42への通電をスイッ
チ部194が断とする(ステップb)、そして。
この点火プラグ42の温度チェックは、所定のt時間後
にも反復し、800°Cより低い温度の場合は点火プラ
グ42、気化プラグ41をそれぞれONとするフローに
戻り、燃料の燃焼による熱風をエンジンに送ってその始
動を補助する。
つぎに、ゼネレータ28よりの回転信号GTの入力によ
り、エンジン1が自刃運転か否かを判定しくステー2プ
C)、自刃運転が行なわれていない場合は駆動源183
とアクチェータ13を操作する指令を発して、燃料弁B
182を開とし、制御弁開度2として、燃料とバイパス
通路6の空気量をともに大として燃料の燃焼量を増加さ
せ、エンジンlの始動を促進する。エンジン1が自刃運
転の場合には、暖房信号WPのポジションを確かめ、O
Nの場合にはさらにエンジンlの負荷ヲチェックあため
負荷信号ELを確かめ、エンジン負荷が軽負荷で1/2
以下であり、また水温信号WSがao’c以下の場合に
は、ブロア22に通電して熱交換器5にて熱交換を行な
った温風を吹出口21より吹出して暖房を開始する(ス
テップdまで)。
上記のステップCよりステップdまでの間にて、暖房信
号WPがOFFの場合や、エンジン負荷が全負荷の17
2以上の場合や、水温信号WSが80’ C以上の場合
には、加熱暖房器の使用を中止のため、開いている燃料
弁を閉じ、制御弁7を全開とする操作を行なう(ステッ
プf)。
つぎに、ステップdまでのフローにより、熱交換器5よ
りの温風の暖房を開始後、暖房信号WPが2ndポジシ
ヨンの場合は、燃料の燃焼量増加のたt燃料弁A181
を閉じて流量の大きい燃料弁B182を開き、制御弁開
度2としてバイパス通路6への空気量も増して、燃焼に
よる熱量を大とする。なお、暖房信号WPが3rdポジ
シヨンの場合には、ざらに燃焼量の増大のため、燃料弁
A181と燃料弁B182とをともに開いて燃料供給量
を大とし、制御弁開度3としてバイパス通路6への空気
量も大として、燃料の燃焼量を最大として、大量の熱量
が得られるようにする(ステップe)・ つぎに、上記のフローにて得られた吹出口21の温風の
温度信号WAが60°C以上の場合には、加熱暖房器の
作動を中止のため、燃料弁AI8てバイパス通路6への
送気を止め、点火プラグ42と気化プラグ41への通電
を断とする。そして、所定時間経過後、暖房信号WPを
検出するD点に進む、また、温度信号WAが606C以
下の場合には燃焼が継□続され、所定時下経過するとス
テップbめ点火プラグ42の温度チェックに戻り、燃焼
状態がチェックされてそれぞれのフローに進む。
以上のように、本発明を一実施例により説明したが、本
発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 本発明はエンジンの吸気管と並列するバイパス通路に燃
焼器と熱交換器とを有して車内暖房を行う加熱暖房器へ
送る空気量を、該吸気管の途中に制御弁を設け、該制御
弁の上流および下流の空気流の差圧力を検出して前記空
気量を制御するので、加熱暖房器への空気量の調節が可
能となり、しトバーイ 機桔51での機穆番11でま宕
内暖藩の暖気量や温度の調節の自由度が増大した。
また、本発明は制御弁のE流および下流の空気流の差圧
力を複数個のアクチェータに導き、該アクチェータの作
動により制御弁を作動してバイパス通路への空気量、即
ち加熱暖房器への空気量を調節できるので、複雑な機構
を用いることなく容易に制御が可能である。
また、燃焼室への燃料の供給量に応じた空気量を送気で
きるので、寒冷時にても早期よりの車内暖房や、エンジ
ンの始動補助装置としての使用が可能であり、なお、エ
ンジンの不完全燃焼も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る加熱暖房器の空気量制御装置の一
実施例の構成断面図、第2図はその実施例を用いた車両
用暖房装置のブロック図、第3図、第4図は切換バルブ
の構成を示す説明図、第5図は制御弁開度による吸入空
気量と空気圧の差出力との曲線図、第6図はアクチェー
タ作動による制御弁開度と燃料弁との関連の説明図、第
7図は本実施例を用いた暖房装置の処理の一例を示すフ
ロー図である。 3・・・吸気管、4・・・燃焼器、5・・・熱交換器、
6・・・バイパス通路、7・・・制御弁、8・・・検出
パイプ、9・・・検出パイプ、12・・・2段式アクチ
ェータ、13・・・アクチェータ、14・・・アクチェ
ータ。 特許出願人  いすC自動車株式会社 代  理  人   弁理士  辻      實第1
図 第6図 第7図(その1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 吸気管と並列するバイパス通路に配設した燃焼
    器と熱交換器とを有する加熱暖房器への空気量を、該吸
    気管の途中に配設した制御弁の上流、下流の空気流の差
    圧力を検出するアクチエータにより前記空気量を制御す
    ることを特徴とする加熱暖房器の空気量制御装置。
  2. (2) 空気流の差圧力にて作動する複数個のアクチエ
    ータを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項記載の加熱暖房器の空気量制御装置。
JP4890985A 1985-03-12 1985-03-12 加熱暖房器の空気量制御装置 Expired - Lifetime JPH075017B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS624413U (ja) * 1985-06-26 1987-01-12

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