KR100288057B1 - Vehicle preheater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드라이브 필링을 좋게 하고, 설치 스페이스의 문제를 해소하며, 구조상 작동 히스테리시스, 시간에 따른 열화(經時劣化) 및 성능열화를 없게 하고, 저(低)코스트로 하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims at improving drive filling, eliminating the problem of installation space, eliminating structural operational hysteresis, deterioration with time and deterioration in performance, and low cost.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 엔진에서 배출되는 배기가스의 배기유로중(排氣流路中)에 배치한 밸브체를 가지는 예열밸브(1)와, 유체압(流體壓)의 급배(給排)에 의해 밸브체를 개폐하는 액츄에이터(4)를 구비하며, 액츄에이터(4)에는 밸브체의 개폐시에 출입동작하는 출력로드(5)를 갖고, 밸브체를 닫아서 배기유로를 폐색(閉塞)시켜 엔진에 부하를 부여한 상태에서 예열을 촉진하며, 액츄에이터(4)의 하우징(10)에 밸브닫음시의 출력로드(5)의 움직임에 따라서 출력전압이 발생하는 변위변환기(20)를 설치하고, 출력전압을 받은 컨트롤러에서 출력되는 신호에 기초하여 유체압을 조정하여 밸브체 개방도(開度)의 조정을 수행한다.In order to achieve the above object, in the present invention, the preheating valve (1) having a valve body disposed in the exhaust passage of the exhaust gas discharged from the engine, and the rapid distribution of the fluid pressure (I) an actuator 4 for opening and closing the valve body, and the actuator 4 has an output rod 5 which moves in and out when the valve body opens and closes, and closes the valve body to close the exhaust flow path. Iv) to facilitate preheating in the state of applying the load to the engine, and to install the displacement converter 20 in which the output voltage is generated in accordance with the movement of the output rod 5 when the valve is closed in the housing 10 of the actuator 4. Then, the valve body opening degree is adjusted by adjusting the fluid pressure based on the signal output from the controller receiving the output voltage.
Description
본 발명은, 자동차 등의 엔진(engine)에서 베출되는 배기가스의 배기유로를 폐색(閉塞)시켜 예열을 촉진하기 위한 차량용 예열장치에 관계되는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vehicle preheater for blocking the exhaust flow path of exhaust gas emitted from an engine such as an automobile to promote preheating.
도 14는 종래 예열장치의 일예를 나타내는 단면도이다. 이 예열장치는, 도시하지 않은 엔진 배기관의 중간에 배기 브레이크 밸브로서의 기능을 겸비한 예열밸브(1)가 설치되고, 예열밸브(1)의 회동이 자유로운 밸브축(2)에 버터플라이(butterfly)형의 밸브체(3)를 장착하고 있으며, 액츄에이터(4)에 대한 유체압(流體壓)의 급배(給排)를 전자전환밸브의 여자(勵磁)·소자(消磁)에 따라서 행하고, 이로 인해 액츄에이터(4)의 출력로드(5)를 출입동작시키며, 출력로드(5)의 선단에 연결한 크레비스(crevice)(6)와, 밸브축(2)의 외단(外端)에 설치한 레버(lever)(7)를 개재하여 밸브체(3)를 개폐시킨다.14 is a cross-sectional view showing an example of a conventional preheater. This preheating device is provided with a preheating valve 1 having a function as an exhaust brake valve in the middle of an engine exhaust pipe (not shown), and a butterfly type in the valve shaft 2 free of rotation of the preheating valve 1. Valve body 3 is mounted, and the supply / discharge of the fluid pressure to the actuator 4 is performed in accordance with the excitation element of the electromagnetic switching valve. The output rod 5 of the actuator 4 is moved in and out, and a crevice 6 connected to the tip of the output rod 5 and a lever provided on the outer end of the valve shaft 2 ( The valve body 3 is opened and closed via the lever 7.
액츄에이터(4)는 출력로드(5)의 상단에 슬라이드 운동이 자유롭게 배치된 리테이너(retainer)(8)를 가지며, 밸브열림시에 출력로드(5)가 도 15에 나타내는 밸브열림위치와, 출력로드(5)가 이동하여 리테이너(8)의 플랜지(flange)(8a)가 하우징(10)의 내면에 닿는 밸브반(半) 닫음위치와, 출력로드(5) 자체의 머리부(5a)가 하우징(10)의 내면에 닿는 밸브닫음위치의 3위치를 취하는 것이 가능하다.The actuator 4 has a retainer 8 in which the slide movement is freely arranged on the upper end of the output rod 5, the valve opening position of the output rod 5 shown in FIG. (5) is moved, the valve plate closing position where the flange (8a) of the retainer (8) touches the inner surface of the housing (10), and the head (5a) of the output rod (5) itself It is possible to take three positions of the valve closing position in contact with the inner surface of (10).
도 16은 종래의 다른 예열장치를 나타내는 단면도이다. 이 예열장치는, 액츄에이터(4)의 출력로드(5)와, 도 14에 나타내는 밸브체(3)와 동일한 모양의 밸브체가 고정되어 있는 밸브축(2)에 고정한 레버(7)를 연결하는 링크(link)기구(11)를 구비하여, 밸브닫음시에 밸브체(3)의 상류측(上流側)에서 하류측으로 배기가스(gas)의 일부를 배출하는 릴리프(relief)식이다. 링크기구(11)는, 밸브축(2)에 고정한 레버(7)와, 출력로드(5)의 선단에 핀 접합한 크레비스(6)와, 밸브축(2)이 상대적으로 회동이 자유로운 상태에서 관통하는 플레이트(plate)(12)를 구비하며, 크레비스(6)의 자유단측을, 플레이트(12)에 설치한 핀(13)이 상대적으로 회동이 자유로운 상태에서 관통하고 있다. 또, 플레이트(12)에는 지지핀(pin)(14)이 설치되며, 이 지지핀(14)에 조인트(joint)부재(15)가 끼워져 장착되고, 조인트부재(15)와, 레버(7)에 고착된 스프링가이드(spring guide)(16) 사이에 압축스프링(17)이 설치되어, 예열시에는 압축스프링(17)의 부세력(付勢力)이 프리셋(pre-set) 힘으로서 밸브체를 닫는 방향으로 작용하고, 배압(排壓)과의 밸런스(balance)에 의한 기계식 조정으로 밸브체의 개방도를 조정하는 것이다.16 is a cross-sectional view showing another conventional preheater. This preheater is a link connecting the output rod 5 of the actuator 4 and the lever 7 fixed to the valve shaft 2 to which the valve body of the same shape as the valve body 3 shown in FIG. 14 is fixed. A link mechanism 11 is provided, which is a relief type that discharges a part of exhaust gas from the upstream side to the downstream side of the valve body 3 when the valve is closed. The link mechanism 11 has the lever 7 fixed to the valve shaft 2, the crevis 6 pin-bonded to the tip of the output rod 5, and the valve shaft 2 in a relatively free rotation state. The plate 12 which penetrates is provided, and the pin 13 provided in the plate 12 penetrates the free end side of the crevis 6 in the relatively free rotation state. In addition, a support pin 14 is provided on the plate 12, and a joint member 15 is fitted to the support pin 14, and the joint member 15 and the lever 7 are mounted. The compression spring 17 is installed between the spring guides 16 fixed to the spring guide 16. When preheating, the biasing force of the compression spring 17 is applied to the valve body as a preset force. It acts in a closing direction and adjusts the opening degree of a valve body by mechanical adjustment by balance with back pressure.
도 17은 종래의 또다른 예열장치의 일예를 나타내는 개략 구성도이다. 이 예열장치는, 연료분사식 엔진(E)으로부터의 배기가스(G)의 배출유로 중간에 예열밸브(1)가 설치되며, 예열밸브(1)의 밸브축(2)에 버터플라이형(形)의 밸브체(3)를 설치하고 있어, 액츄에이터(4)의 작동압실(作動壓室)(4a)에 대한 유체압의 급배(給排) 전환을 전자식 전환밸브(MV)로 수행하며, 액츄에이터(4)의 출력로드(5)를 출입동작시켜, 이 출력로드(5)의 출입동작으로, 밸브체(2)의 외단(外端)에 설치한 레버(7)를 회동시키며, 이 회동에 의해 밸브체(3)가 개폐한다.17 is a schematic configuration diagram showing an example of another conventional preheater. This preheater is provided with a preheating valve 1 in the middle of a discharge flow path of the exhaust gas G from the fuel injection engine E, and a butterfly type on the valve shaft 2 of the preheating valve 1. Valve body 3 is provided, and the supply / change of the fluid pressure to the working pressure chamber 4a of the actuator 4 is performed by the electromagnetic switching valve MV. The output rod 5 of 4) is made to go in and out, and the lever 7 provided in the outer end of the valve body 2 is rotated by the outgoing operation of this output rod 5, and by this rotation The valve body 3 opens and closes.
또, 예열장치는, 배기 브레이크로서의 기능과 예열촉진기능을 가지며, 배기브레이크용 회로(C1)와 예열용 회로(C2)를 구비하고 있다. 배기 브레이크용 회로(C1)는, 전원(S)으로부터 메인스위치(main switch)(MS), 액셀러레이터스위치(accelerator switch)(AS), 클러치스위치(clutch switch)(CS) 및 전환스위치(RS)를 개재하여 전환밸브(MV)에 접속되어 있다. 예열용 회로(C2)는, 전원(S)에서 메인 스위치(MS), 전환스위치(RS) 및 수온 검지스위치(TS)를 개재하여 전환밸브(MV)에 접속되어 있다. 전환스위치(RS)와 전환밸브(MV) 사이 및 수온 검지스위치(TS)와 전환밸브(MV) 사이에는, 램프(lamp)(L1,L2)가 각각 배설되어 있다. 전환밸브(MV)는, 제1 관로(P1)를 통해 부압원(負壓源)으로서의 진공펌프(pump)(26)에 접속되며, 제2관로(P2)를 통해 대기중에 연통하고, 제3관로(P3)를 통해 액츄에이터(4)의 작동압실(4a)에 접속되어 있다.The preheater also has a function as an exhaust brake and a preheating acceleration function, and includes an exhaust brake circuit C1 and a preheating circuit C2. The exhaust brake circuit C1 connects the main switch MS, the accelerator switch AS, the clutch switch CS and the changeover switch RS from the power supply S. It is connected to the switching valve MV via the intervening valve. The preheating circuit C2 is connected to the switching valve MV through the main switch MS, the switching switch RS, and the water temperature detection switch TS from the power supply S. Lamps L1 and L2 are disposed between the switching switch RS and the switching valve MV, and between the water temperature detection switch TS and the switching valve MV, respectively. The switching valve MV is connected to a vacuum pump 26 as a negative pressure source via the first pipe line P1, and communicates with the air in the air through the second pipe line P2. It is connected to the working pressure chamber 4a of the actuator 4 via the pipe line P3.
그리고, 이 예열장치는, 예열운전을 수행할 경우, 전환스위치(RS)를 예열용 회로(C2)측에 접속하면, 엔진(E)용 냉각수의 수온이 설정치 이하이면, 수온 검지 스위치(TS)가 닫혀져 있고, 램프(L2)가 점등하여 예열용 회로(C2)의 작동상태가 확인된다. 동시에 전환밸브(MV)가 온이 되고, 제1관로(P1)와 제3관로(P3)가 연통하여, 진공펌프(26)에서의 부압이 액츄에이터(4)의 작동압실(4a) 내로 도입되기 때문에, 대기압실(4b) 내의 대기압과의 차압(差壓)에 의해, 다이어프램(21), 출력로드(5)가 작동한다. 이 작동으로, 예열밸브(1)의 밸브체(3)가 거의 완전닫힘 상태로 유지된다.And when this preheating apparatus performs preheating operation, when switching switch RS is connected to the preheating circuit C2 side, if the water temperature of the coolant for engine E is below a predetermined value, the water temperature detection switch TS Is closed, the lamp L2 lights up and the operation state of the preheating circuit C2 is confirmed. At the same time, the switching valve MV is turned on, and the first pipe line P1 and the third pipe line P3 communicate with each other, so that the negative pressure in the vacuum pump 26 is introduced into the working pressure chamber 4a of the actuator 4. Therefore, the diaphragm 21 and the output rod 5 operate | operate by the differential pressure with the atmospheric pressure in the atmospheric pressure chamber 4b. In this operation, the valve body 3 of the preheating valve 1 is kept in a nearly completely closed state.
도 14에 나타내는 종래 예열장치의 경우, 예열시의 조정이 밸브닫힘과 밸브 반(半)닫힘의 2단계 뿐이기 때문에, 드라이브 필링(drive feeling)에는 한계가 있고, 그 때문에, 엔진에 노킹(knocking)이 생길 우려도 있어, 드라이브 필링에 영향을 미친다고 하는 문제점이 있었다. 또, 도 16도에 나타내는 예열장치에서는 압축스프링(17) 등의 설치 스페이스 확보의 곤란성과 코스트(cost)가 높은 문제와, 구조상 작동 히스테리시스(hysteresis)가 있을 뿐 아니라, 시간에 따른 열화(經時劣化) 및 성능열화가 있다고 하는 문제점이 있었다.In the conventional preheater shown in Fig. 14, since the adjustment during preheating is only two stages of valve closing and valve half closing, drive feeling is limited, and therefore knocking on the engine. ), There is a concern that it affects the drive filling. In addition, in the preheating device shown in FIG. 16, not only the problem of securing the installation space such as the compression spring 17 and the like, the cost is high, there is structural hysteresis in operation, and also deterioration with time. There was a problem of degradation and performance deterioration.
도 17에 나타내는 종래 예열장치의 경우, 예열작동중에, 액셀러레이터(accelerafor)를 급히 밟았을 때, 배기압이 급격히 고압으로 되고, 그것에 따라서 엔진(E)이 급히 고부하 상태가 된다. 이때, 예열밸브(1)를 열어서, 배기압을 저압으로 만들어 엔진(E)의 고부하 상태를 해제하지 않으면 안된다. 그러나, 전환밸브(MV) 및 여기에 연통하는 제3관로(P3)만으로는 작동압실(4a) 내로의 압축에어의 유입능력이 부족하여, 예열밸브(1)가 신속하게는 열림상태로 되지 않으며, 차량의 가속성능이 저하하고 매연이 발생하는 등의 문제점이 있었다.In the conventional preheater shown in FIG. 17, when the accelerator is pressed rapidly during the preheating operation, the exhaust pressure rapidly increases to a high pressure, whereby the engine E rapidly becomes a high load state. At this time, the preheating valve 1 must be opened to lower the exhaust pressure to release the high load state of the engine E. However, only the switching valve MV and the third pipe line P3 communicating therewith lack the inflow capacity of the compressed air into the working pressure chamber 4a, so that the preheating valve 1 does not open quickly. There was a problem that the acceleration performance of the vehicle is lowered and soot is generated.
본 발명은, 상기 종래의 결점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 드라이브 필링이 좋고, 설치 스페이스(space)의 문제를 해소하며, 구조상 작동 히스테리시스, 시간에 따른 열화 및 성능열화가 없고, 저(低) 코스트로 차량용 예열장치를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described drawbacks, and its object is to provide good drive filling, solve the problem of installation space, and there is no structural hysteresis, deterioration with time and performance deterioration, and Iii) to provide a vehicle preheater at cost.
또, 본 발명의 다른 목적은, 예열작동중에, 급격한 액셀러레이터의 밟음 조작에 대해서도, 예열밸브의 고(高)응답성이 얻어지며, 가속성능을 해친다든지 매연을 발생하는 일이 없는 차량용 예열장치를 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to obtain a high response of the preheat valve, even during a stepping operation of the accelerator during the preheating operation, a vehicle preheating device that does not impair the acceleration performance or generate soot To provide.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 차량용 예열장치(warm-up device)를 나타내는 개략구성도,1 is a schematic configuration diagram showing a warm-up device for a vehicle according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 액츄에이터(actuator)를 나타내는 종단면도,2 is a longitudinal sectional view showing the actuator of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 액츄에이터의 출력로드(rod)의 스트로크(stroke)와 변위변환기에서 발생하는 출력전압의 관계를 나타내는 그래프(graph),3 is a graph showing a relationship between a stroke of an output rod of an actuator according to the first embodiment of the present invention and an output voltage generated by a displacement converter;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 차량용 예열장치의 밸브체의 개폐동작 설명용 단면도,4 is a cross-sectional view for explaining the opening and closing operation of the valve body of the vehicle preheater according to the first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 예열장치의 예열동작의 일예를 설명하기 위한 타이밍 차트(timing chart),5 is a timing chart for explaining an example of a preheating operation of the preheating apparatus according to the first embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 예열장치를 배기 브레이크밸브(brake valve)로서 사용할 때의 동작 설명용 타이밍 차트,Fig. 6 is a timing chart for explaining the operation when using the preheater according to the first embodiment of the present invention as an exhaust brake valve.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 차량용 예열장치의 액츄에이터를 나타내는 종단면도,Fig. 7 is a longitudinal sectional view showing the actuator of the vehicle preheater according to the second embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 변위변환기를 나타내는 구성도,8 is a configuration diagram showing a displacement converter according to a second embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 예열밸브의 밸브각도와 변위변환기에서 발생하는 출력전압 및 액츄에이터 배압(排壓)의 관계를 나타내는 그래프,9 is a graph showing the relationship between the valve angle of the preheating valve and the output voltage generated by the displacement converter and the actuator back pressure according to the second embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 관계되는 차량용 예열장치의 일부를 파단하여 나타낸 개략 구성도,10 is a schematic configuration diagram showing a part of the vehicle preheating device according to the third embodiment of the present invention, broken away;
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 관계되는 차량용 예열장치를 구성하는 예열밸브의 측단면도,11 is a side cross-sectional view of a preheating valve constituting a preheating device for a vehicle according to a third embodiment of the present invention;
도 12는 도 10의 예열장치의 예열밸브 및 액츄에이터를 확대하여 나타낸 측면도,12 is an enlarged side view of the preheating valve and the actuator of the preheating apparatus of FIG. 10;
도 13은 도 12의 정면도,13 is a front view of FIG. 12,
도 14는 종래 예열장치의 일예를 나타내는 단면도,14 is a cross-sectional view showing an example of a conventional preheater;
도 15는 도 14의 예열장치에서의 예열밸브의 동작 설명용 부분 단면도,15 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the preheating valve in the preheating device of FIG. 14;
도 16은 종래의 다른 예열장치를 나타내는 단면도,16 is a cross-sectional view showing another conventional preheater;
도 17은 종래의 또다른 예열장치의 일예를 나타내는 개략 구성도.17 is a schematic configuration diagram showing an example of another conventional preheater.
〔도면 부호의 설명〕[Description of Drawing Reference]
ECU ... 컨트롤러(controller), MGV ... 전자(電磁)전환밸브,ECU ... controller, MGV ... electronic selector valve,
MVA ... 듀티(duty)비(比) 제어전환밸브,MVA ... duty ratio control switching valve,
MVB ... 온오프(on-off)전환밸브,MVB ... on-off switching valve,
1 ... 예열밸브, 2 ... 밸브축,1 ... preheat valve, 2 ... valve shaft,
3 ... 밸브체, 4,4A ... 액츄에이터,3 ... valve body, 4,4A ... actuator,
5 ... 출력로드, 5d ... 오목구면(凹球面),5 ... output rod, 5d ... concave spherical surface,
10 ... 하우징(housing), 18 ... 관로(대직경 통로),10 ... housing, 18 ... pipeline (large diameter passage),
19 ... 관로(소직경 통로), 20,20A ... 변위변환기,19 ... pipelines (small diameter passages), 20, 20 A ... displacement transducers,
21 ... 다이어프램(diaphragm),21 ... diaphragm,
24 ... 리턴스프링(return spring),24 ... return spring,
30 ... 하우징, 31 ... 제1 쉘(shell),30 ... housing, 31 ... first shell,
32 ... 제2 쉘, 37 ... 브라켓(bracket),32 ... second shell, 37 ... bracket,
40 ... 부압실(負壓室), 41 ... 부압급배관(負壓給排管),40 ... negative pressure chamber, 41 ... negative pressure supply pipe,
45 ... 제1 코일(coil), 46 ... 제2 코일,45 ... first coil, 46 ... second coil,
47 ... 가동자심(可動磁心), 48 ... 삽입부,47 ... movable core, 48 ... insert,
61 ... 센서바디(sensor body), 62 ... 센서로드(sensor rod),61 ... sensor body, 62 ... sensor rod,
62a ... 볼록구면(凸球面), 64 ... 통체(筒體),62a ... convex spherical surface, 64 ... cylinder,
70 ... 고정전극, 71 ... 카본(carbon)전극(저항체),70 ... fixed electrode, 71 ... carbon electrode (resistor),
72 ... 가동전극, 81 ... 밸브케이싱(valve casing),72 ... movable electrode, 81 ... valve casing,
82 ... 통체, 82a ... 오목구면,82 ... cylinder, 82a ... concave spherical surface,
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 엔진에서 배출되는 배기가스의 배기유로중에 배치한 밸브체를 가지는 예열밸브와, 유체압의 급배에 의해서 상기 밸브체를 개폐하는 액츄에이터를 구비하며, 이 액츄에이터에는 상기 밸브체의 개폐시에 출입동작하는 출력로드를 가지며, 상기 밸브체를 닫아서 상기 배기유로를 폐색(閉塞)시켜 엔진에 부하를 부여한 상태에서 예열을 촉진하는 차량용 예열장치에 있어서, 상기 액츄에이터의 하우징에는 밸브닫음시의 상기 출력로드의 움직임에 따라서 출력전압을 발생시키는 변위변환기를 설치하고, 상기 출력전압을 받은 컨트롤러에서 출력되는 신호에 기초하여 상기 유체압을 조정하여 상기 밸브체의 개방도의 조정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a preheating valve having a valve body disposed in an exhaust flow path of exhaust gas discharged from an engine, and an actuator for opening and closing the valve body by supply and discharge of fluid pressure. The vehicle preheater has an output rod which moves in and out when the valve body opens and closes, and closes the valve body to close the exhaust flow path to promote preheating while a load is applied to the engine. The housing is provided with a displacement transducer that generates an output voltage in response to the movement of the output rod when the valve is closed, and adjusts the fluid pressure based on a signal output from the controller receiving the output voltage to adjust the opening of the valve body. Characterized in that the adjustment is carried out.
본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 차량용 예열장치를 나타내는 개략 구성도, 도 2는 그 액츄에이터를 나타내는 단면도이다. 이 차량용 예열장치는, 예열밸브(1)와, 이 예열밸브(1)의 밸브축(2)에 고정되어 있는 밸브체(3)(도 4 참조)의 개폐조작용 액츄에이터(4)에 대해 유체압을 급배하는 동작을 수행하는 전자전환밸브(MGV)와, 전자전환밸브(MGV)의 동작을 제어하는 컨트롤러(ECU)와, 조작용 스위치류(類)(SWS)등을 구비하고 있다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle preheating apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an actuator thereof. The vehicle preheater is fluidized against the preheating valve 1 and the opening / closing actuator 4 of the valve body 3 (see FIG. 4) fixed to the valve shaft 2 of the preheating valve 1. An electromagnetic switching valve MGV for performing an operation of rapidly supplying pressure, a controller ECU for controlling the operation of the electromagnetic switching valve MGV, an operation switch SWS and the like are provided.
또, 예열장치는, 엔진에서 배출되는 배기가스의 배기유로중에 예열용 밸브체(3)를 배치하고, 액츄에이터(4)의 출력로드(5)를 출입동작시켜서 밸브체(3)를 개폐시키며, 예열시에 밸브체(3)를 닫아서 배기유로를 폐색시켜 엔진에 부하를 부여한 상태에서 예열을 촉진하기 위한 것이다. 그리고, 예열장치는, 밸브닫음시의 출력로드(5)의 움직임에 따라서 출력전압을 발생시키는 변위변환기(20)를 액츄에이터(4) 내에 설치하고, 그 출력전압을 받은 컨트롤러(ECU)에서 출력되는 스트로크 신호에 기초하여 유체압을 조정하여 밸브체(3) 개방도의 조정을 수행하여, 컨트롤러(ECU)가 예열조정을 수행하도록 되어 있다.Moreover, the preheater arrange | positions the valve body 3 for preheating in the exhaust flow path of the exhaust gas discharged | emitted from an engine, opens and closes the valve body 3 by making the output rod 5 of the actuator 4 move in and out, It is for accelerating preheating in a state where the valve body 3 is closed at the time of preheating to close the exhaust flow path and load is applied to the engine. The preheater is provided with a displacement converter 20 in the actuator 4 that generates an output voltage in response to the movement of the output rod 5 when the valve is closed, and is output from the controller ECU receiving the output voltage. The controller ECU is configured to perform preheating adjustment by adjusting the fluid pressure based on the stroke signal to adjust the valve body 3 opening degree.
예열밸브(1)는, 밸브체(3)(도 4 참조)와, 이 밸브체(3)를 개폐조작하기 위한 액츄에이터(4)를 구비하고 있다. 밸브체(3)는, 밸브축(2)에 고정되며, 이 밸브축(2)에 설치된 레버(7)를 액츄에이터(4)의 출력로드(5)의 출입동작으로 회동시킴으로써 개폐된다.The preheating valve 1 is provided with the valve body 3 (refer FIG. 4), and the actuator 4 for opening / closing this valve body 3. The valve body 3 is fixed to the valve shaft 2, and is opened and closed by rotating the lever 7 provided on the valve shaft 2 in the in / out operation of the output rod 5 of the actuator 4.
액츄에이터(4)는, 하우징(10) 내의 일단측에 고정한 변위변환기(20)와, 하우징(10) 내의 다이어프램(21)과, 이것을 협지하는 다이어프램 플레이트(22) 및 협지판(挾持板)(23)과, 리턴스프링(24)을 구비하며, 다이어프램(21)에 출력로드(5)가 연결되어 있고, 관로(25) 및 그 중간의 전환밸브(MGV)를 개재하여 하우징(10) 내에 부압원(負壓源)(26)이 연통가능하게 접속되어 있다.The actuator 4 includes a displacement transducer 20 fixed to one end side in the housing 10, a diaphragm 21 in the housing 10, a diaphragm plate 22 and a clamping plate 23 that hold the actuator. And a return spring 24, the output rod 5 is connected to the diaphragm 21, and a negative pressure source is provided in the housing 10 via a pipeline 25 and a switching valve MGV in the middle thereof. (26) are connected to communicate with each other.
하우징(10)은, 제1 쉘(31)과 제2 쉘(32)을 조립하여 구성되며, 제1 쉘(31)의 내면에 고정하여 받침판(33)이 설치되고, 이 받침판(33)에 변위변환기(20)가 설치됨과 동시에 이 받침판(33)으로 리턴스프링(24)의 일단을 받치며, 제2 쉘(32)측에 스토퍼(stopper)(34)가 설치되어 있고, 제2 쉘(32)이 브라켓에 복수의 볼트(bolt)(35)와 너트(nut)(36)로 설치되어 지지되고 있다.The housing 10 is constituted by assembling the first shell 31 and the second shell 32, and is fixed to the inner surface of the first shell 31 so that the support plate 33 is installed, and on the support plate 33. At the same time as the displacement converter 20 is installed, the support plate 33 receives one end of the return spring 24, and a stopper 34 is provided on the second shell 32 side, and the second shell ( 32 is attached to the bracket and supported by a plurality of bolts 35 and nuts 36.
또, 하우징(10)은, 다이어프램(21)에 의해서 내부에 부압실(40)을 형성하며, 제1 쉘(31)의 일단 쪽의 경사측면(31a)에 설치해 있는 부압급배관(負壓給排管)(41)에 관로(25)를 접속하고, 제2 쉘(32)의 중앙관통공(32a)에서 출력로드(5)가 출입이 자유롭게 돌출해 있으며, 양 쉘(31,32)의 상호 대향면으로 다이어프램(21)의 외주연(外周緣)(21a)을 협지하고 있다.In addition, the housing 10 has a negative pressure chamber 40 formed therein by the diaphragm 21, and is provided on the inclined side surface 31a of one end of the first shell 31, The conduit 25 is connected to the conduit 41, and the output rod 5 protrudes freely from the central through hole 32a of the second shell 32, so that both shells 31 and 32 are mutually free. The outer periphery 21a of the diaphragm 21 is sandwiched by the opposing surface.
변위변환기(20)는 인덕턴스(inductance)식이며, 인덕턴스가 동일한 제1 코일(45) 및 제2 코일(46)과, 출력로드(5)와 일체적으로 움직이는 봉상(棒狀)의 가동자심(可動磁心)(47)을 가지며, 출력로드(5)가 삽입되는 삽입부(48)를 형성하여 이 삽입부(48)의 주위로 받침판(33)에 제1 코일(45) 및 제2 코일(46)을 배설하고, 외부 스위치류(SWS)를 개재하여 코일 리드(coil lead)선(49)으로 제1 코일(45) 및 제2 코일(46)이 배터리(battery)(50)에 접속되어 있다. 그리고, 변위변환기(20)는, 가동자심(47)이 이동하면, 코일 인덕턴스가 변화하여, 서로 접속되어 있지 않은 제1 코일(45) 및 제2 코일(46)에 흐르는 전류 시간도 변화하고, 그 시간차를 검출하여 전압변환하는 것이다.The displacement converter 20 is of inductance type, and has a first magnetic coil 45 and a second coil 46 having the same inductance, and a movable magnetic core of a rod that moves integrally with the output rod 5. A first coil 45 and a second coil 46 formed on the support plate 33 around the insertion portion 48 by forming an insertion portion 48 into which the output rod 5 is inserted. ), The first coil 45 and the second coil 46 are connected to the battery 50 via coil lead wires 49 via external switches SWS. . When the movable magnetic core 47 moves, the displacement transducer 20 changes the coil inductance, and the current time flowing through the first coil 45 and the second coil 46 which are not connected to each other also changes. The time difference is detected and the voltage is converted.
스위치류(SWS)에는, 예열스위치(51)와, 여기에 직렬 접속된 코일스위치(53)가 있으며, 코일스위치(53)는 예열스위치(51)에 연동하여 온·오프된다.The switches SWS include a preheat switch 51 and a coil switch 53 connected in series thereto, and the coil switch 53 is turned on and off in conjunction with the preheat switch 51.
다이어프램(21)은, 다이어프램 플레이트(22)와 협지판(23) 사이에 중심쪽 부분이 협지되며, 다이어프램 플레이트(22)와 협지판(23)을 개재하여 출력로드(5)의 머리부(5a) 및 목부(5b)가 연결되어 있다. 다이어프램 플레이트(22)는, 중앙에 출력로드(5)가 관통하는 투공(透孔)(22a)이 형성되며, 외주측 부분을 안쪽으로 구부려서 내(內) 플랜지(22b)를 형성하여, 출력로드(5)의 목부(5b)에 빠지지 않게 감착한 협지판(23) 사이에 다이어프램(21)의 중심쪽 부분을 협지하고 있다.The diaphragm 21 has a center part sandwiched between the diaphragm plate 22 and the pinching plate 23, and the head 5a of the output rod 5 via the diaphragm plate 22 and the pinching plate 23. ) And the neck 5b are connected. The diaphragm plate 22 is formed with a through hole 22a through which the output rod 5 penetrates in the center thereof, and forms an inner flange 22b by bending an outer peripheral side portion inward to form an output rod. The center part of the diaphragm 21 is sandwiched between the pinching plates 23 which did not fall into the neck part 5b of (5).
그리고, 다이어프램(21)은, 도 2에 나타내는 상태에서, 부압원(26)으로부터 부압이 공급되어 부압실(40)의 압력이 저하하면, 리턴스프링(24)의 부세력에 대항하여 부압실(40)을 축소시키도록 변형하여, 출력로드(5)를 진입 동작시키고, 이로 인해 예열용 밸브(3)가 닫혀져, 부압실(40)에서 부압이 배제되면, 리턴스프링(24)의 부세력에 의해 도 2에 도시하는 상태로 되돌아가고, 이로 인해 예열용 밸브체(3)가 열린다.In the state shown in FIG. 2, when the negative pressure is supplied from the negative pressure source 26 and the pressure in the negative pressure chamber 40 decreases, the diaphragm 21 opposes the negative pressure of the return spring 24. 40 is deformed to reduce the load, and the output rod 5 is operated to enter, thereby closing the preheating valve 3 so that the negative pressure is excluded from the negative pressure chamber 40, the negative pressure of the return spring 24 This returns to the state shown in FIG. 2, and the valve body 3 for preheating opens by this.
출력로드(5)는, 하우징(10) 내에 있어서의 플랜지(5c) 중심에서 돌출시켜 가동자심(47)이 고착되며, 하우징(10) 밖으로 돌출한 선단부가 핀(54)을 사용해서 레버(7)에 핀 접합되어 있고, 밸브닫힘시에 가동자심(47)이 코일(45,46) 중심의 삽입부(48)에 끼워진다. 또, 출력로드(5)는, 브라켓(37)에 설치된 스토퍼 볼트(stopper bolt)(38)에 레버(7)가 닿음으로써, 밸브닫음시의 움직임이 규제되고 있다.The output rod 5 protrudes from the center of the flange 5c in the housing 10 so that the movable magnetic core 47 is fixed, and the lever 7 protrudes out of the housing 10 using the pin 54. ), The movable magnetic core 47 is fitted into the insertion portion 48 at the center of the coils 45 and 46 when the valve is closed. Moreover, since the lever 7 contacts the stopper bolt 38 provided in the bracket 37, the output rod 5 is restrict | limited the movement at the time of valve closing.
전환밸브(MGV)는 3포지션(position) 전자식이며, 부압원(26)과 액츄에이터(4) 사이에 개재하고 있어 관로(25)로 이들에 접속되어 있으며, 컨트롤러(ECU)에서 송출되는 전압으로 제어되고, 통전시의 포지션 A에서 개방되어 부압원(26)으로부터의 부압을 부압실(40)에 공급하며, 포지션 B에서 닫히고, 비통전시의 포지션 C에서 부압실(40)로부터의 부압을 배출하는 동작을 수행한다.The switching valve MGV is a three position electronic type, interposed between the negative pressure source 26 and the actuator 4, connected to them by a pipe line 25, and controlled by the voltage transmitted from the controller ECU. Opening at position A during energization to supply negative pressure from negative pressure source 26 to negative pressure chamber 40, closing at position B, and discharging negative pressure from negative pressure chamber 40 at position C at non-energization. Perform the action.
컨트롤러(ECU)는, 변위변환기(20)에 신호선(57) 및 전선(59)으로 접속됨과 동시에, 전환밸브(MGV)에 전선(60)으로 접속되어 있고, 예열스위치(51)가 온이 되면, 변위변환기(20)의 코일(45,46)을 통해서 전류를 흘리며, 엔진의 회전수에 관계되는 회전수 검출신호 및 냉각수온에 관계되는 수온 검출신호 등을 받아, 이들 신호에 기초하여 연산하며, 적절한 밸브 개방도를 얻기 위한 전압 V을 전환밸브(MGV)에 출력한다. 또, 컨트롤러(ECU)는, 액츄에이터(4)가 작동하여 가동자심(47)을 삽입부(48)에 삽입함으로써, 도 3에 도시하는 바와 같이, 출력로드(5)의 스트로크(S)에 따라서 변위변환기(20)에 출력전압 Vo가 발생하면, 이 출력전압 Vo을 받아서 상기 적절한 밸브 개방도를 얻기 위한 전압 V과 비교한다. 출력전압 Vo은, 가동자심(47)이 삽입부(48)에 완전히 들어가 있지 않은 상태에서는 O이며, 출력로드(5)의 스트로크(S1)에 의해 가동자심(47)이 삽입부(48)에 들어가, 삽입 깊이에 거의 비례한 크기가 된다.When the controller ECU is connected to the displacement converter 20 by the signal line 57 and the wire 59, and is connected to the switching valve MGV by the wire 60, the preheat switch 51 is turned on. Current flows through the coils 45 and 46 of the displacement converter 20, and receives a rotation speed detection signal related to the engine speed and a water temperature detection signal related to the coolant temperature, and calculates the data based on these signals. The voltage V is output to the switching valve MGV to obtain an appropriate valve opening degree. In addition, the controller ECU operates the actuator 4 to insert the movable magnetic core 47 into the insertion portion 48, so that the controller ECU is driven in accordance with the stroke S of the output rod 5 as shown in FIG. When the output voltage Vo occurs in the displacement converter 20, the output voltage Vo is received and compared with the voltage V for obtaining the appropriate valve opening. The output voltage Vo is O in a state where the movable magnetic core 47 is not completely inserted into the insertion portion 48, and the movable magnetic core 47 is connected to the insertion portion 48 by the stroke S1 of the output rod 5. In size, approximately proportional to the insertion depth.
그리고, 컨트롤러(ECU)는, 전압 Vo와 V의 비교결과에 의해서, 전압 Vo와 V가 같으면 통전시켜 전환밸브(MGV)를 포지션 B로 하여 닫고, Vo가 V보다 크면 비통전에 의해 전환밸브(MGV)를 포지션 C로 하여 부압배출(負壓排出)을 수행하며, Vo가 V보다 작으면 통전시켜 전환밸브(MGV)를 포지션 A의 개방으로하여 부압공급을 수행하여, 엔진의 회전에 따른 적절한 밸브 개방도를 얻도록 듀티 제어를 수행하는 것이다. 그리고, 도 4에 나타내는 것처럼, 예열밸브(1)의 밸브체(3)는, 완전열림과 완전닫힘의 중간인 반닫힘상태의 위치와, 완전닫힘상태의 위치 사이의 개방도 조정 각도범위θ내에서 무단계적(無段階的)으로 개방도 조정이 가능하다.The controller ECU, based on the comparison result of the voltages Vo and V, energizes the voltage Vo and V equal to and closes the switching valve MGV to position B. If Vo is larger than V, the controller ECU deactivates the switching valve MGV. N) at position C to perform negative pressure discharge, and if Vo is less than V, energize it to supply negative pressure supply by opening the switching valve (MGV) to position A and supply the appropriate valve according to engine rotation. It is to perform the duty control to obtain the opening degree. And as shown in FIG. 4, the valve body 3 of the preheating valve 1 is in the opening degree adjustment angle range (theta) between the position of the half-closed state which is halfway between a fully open state and a fully closed state, and a position of a fully closed state. It is possible to adjust the degree of opening steplessly at.
이어서, 본 발명의 상기 실시예에 관계되는 예열장치의 동작에 대해서 설명한다. ① 예열스위치(51)를 온으로 하면, 코일스위치(53)가 연동하여, 코일(45,46)을 통해 컨트롤러(ECU)에 배터리(50)가 접속된다. ② 컨트롤러(ECU)는, 엔진의 회전수, 냉각수온의 검출결과에 기초하여 연산하고, 적절한 밸브 개방도를 얻기 위한 전압 V을 산정하여 이것을 전환밸브(MGV)에 출력한다. ③ 전환밸브(MGV)가 포지션 A에서, 부압력이 부압실(40)에 공급되고, 액츄에이터(4)가 작동하여 출력로드(5)가 진입 동작하며, 가동자심(47)이 변위변환기(20)의 삽입부(48)에 삽입된다. ④ 변위변환기(20)의 코일(45,46)에는, 도 3에 나타내는 것처럼, 출력로드(5)의 스트로크 양에 따라 삽입되는 가동자심(47)의 삽입 깊이에 따른 출력전압 Vo이 발생하고, 이 출력전압 Vo이 컨트롤러(ECU)에 피드백(feed back)된다. ⑤ 컨트롤러(ECU)는 피드백된 출력전압 Vo과 상기 전압 V을 비교한다. ⑥ 전압 Vo과 V의 비교결과에 의해서, 컨트롤러(ECU)는, 전압 Vo와 V가 같으면 통전시켜 전환밸브(MGV)를 포지션 B로 하여 닫고, Vo가 V보다 크면 비통전에 의해 전환밸브(MGV)를 포지션 C로 하여 부압배출을 수행하며, Vo가 V보다 작으면 통전에 의해 전환밸브(MGV)를 포지션 A의 열림으로하여 부압공급을 수행하여, 엔진의 회전에 따른 적절한 밸브 개방 정도를 얻도록 듀티 제어한다.Next, the operation of the preheater according to the embodiment of the present invention will be described. (1) When the preheat switch 51 is turned on, the coil switch 53 is interlocked, and the battery 50 is connected to the controller ECU via the coils 45 and 46. (2) The controller ECU calculates the voltage V for obtaining an appropriate valve opening degree and calculates the voltage V to output the switching valve MGV based on the detection result of the engine speed and the cooling water temperature. (3) When the switching valve MGV is in position A, the negative pressure is supplied to the negative pressure chamber 40, the actuator 4 is operated so that the output rod 5 enters and the movable magnetic core 47 is displaced by the displacement transducer 20. ) Is inserted into the insertion portion 48 of. (4) The coils 45 and 46 of the displacement converter 20 generate an output voltage Vo corresponding to the insertion depth of the movable magnetic core 47 inserted according to the stroke amount of the output rod 5, as shown in FIG. This output voltage Vo is fed back to the controller ECU. ⑤ The controller ECU compares the fed back output voltage Vo with the voltage V. (6) As a result of the comparison between the voltages Vo and V, the controller ECU energizes the voltages Vo and V equal to and closes the switching valve MGV to position B. If Vo is larger than V, the switching valve MGV is turned off by non-energization. To discharge the negative pressure at position C, and if Vo is less than V, supply the negative pressure by opening the switching valve (MGV) to position A by energization to obtain an appropriate valve opening degree according to the engine rotation. Duty control.
도 5는 본 발명의 상기 실시예에 관계되는 예열장치의 예열동작의 일예를 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 예를들면, 엔진의 회전수 N과 피드백 전압의 관계는, 예열스위치(51)가 온에서 아이들링(idling)시의 전압을 VC, 예열스위치(51)가 오프에서 아이들링시의 전압을 V1, N이 800∼1200rpm미만시의 전압을 V3, N이 1200rpm 이상이 되었을 때의 전압을 V2로 한다.5 is a timing chart for explaining an example of the preheating operation of the preheater according to the embodiment of the present invention. For example, the relationship between the rotational speed N of the engine and the feedback voltage is VC for the voltage when the preheat switch 51 is on and idling, and V1, N for the voltage when the preheat switch 51 is off and idling. The voltage at the time of less than 800-1200 rpm is set to V2, and the voltage at the time when N becomes 1200 rpm or more is set to V2.
시각 T1에서 예열스위치(51)를 오프에서 온으로 하면, 코일스위치(53)가 연동하여 온이 되고, 엔진회전수 N가 아이들링 상태에서 주행개시하여 800rpm에서는, 컨트롤러(ECU)로부터의 출력지령에 의한 전압이 V1에서 V3로, 전환밸브(MGV)가 열리게 되며, T2까지의 동안에, 부압공급이 이루어져 부압실(40)(차트중에서 이것을 파워챔버(powen chamber)의 약호(略號)로서 「PWC」로 표현한다.)의 공급부압이VacO에서 Vac3이 되며, 출력로드(5)가 진입 동작하여 예열밸브(1)가 반닫힘2의 상태가 되고, 변위변환기(20)의 코일(45,46)의 출력전압이 V1에서 V3로 상승하여, T2에서 전환밸브(MGV)가 닫힌다. 전환밸브(MGV)의 닫힘이 유지되고 있는 T3까지의 동안은, 밸브 개방도가 반닫힘2의 상태로 유지되고 있다.When the preheating switch 51 is turned off to on at time T 1 , the coil switch 53 is turned on in conjunction with the engine, and the engine speed N starts running in the idling state, and at 800 rpm, the output command from the controller ECU is obtained. voltage to V3 from V1, and open the switching valve (MGV) by, during up to T 2, consisting of a negative pressure is supplied as the negative pressure chamber 40 (abbreviated (略號) of the power chamber (powen chamber) this in chart The supply negative pressure of " PWC " becomes from VacO to Vac3, the output rod 5 enters and the preheat valve 1 becomes half-closed 2, and the coil 45 of the displacement converter 20 , 46) and the output voltage is raised to V3 from V1, closes the switching valve (MGV) at T 2. The valve opening degree is maintained in the half-closed state 2 until the closing of the switching valve MGV is maintained until T 3 .
T3에서 주행중의 엔진회전수가 1200rpm에 도달하면, 컨트롤러(ECU)에서의 출력지령에 의한 전압이 V2로 떨어진다. 이로 인해, 전환밸브(MGV)가 포지션 C가 되며, T4까지의 동안에 부압배출되어 부압실(40)의 부압력이 Vac2가 되고, 이로 인해 출력로드(5)가 나옴 동작하여 밸브 개방도가 반닫힘1이 된다. T4에서 피드백 전압이 V2가 되며, 전환밸브(MGV)가 닫힌다.When the engine speed while running at T 3 reaches 1200 rpm, the voltage due to the output command from the controller ECU drops to V2. Thus, the switching valve MGV becomes the position C, and the negative pressure is discharged until T 4 , so that the negative pressure in the negative pressure chamber 40 becomes Vac 2, which causes the output rod 5 to come out to operate the valve opening degree. It becomes half-closed 1. At T 4 the feedback voltage is at V2 and the switching valve (MGV) is closed.
T5에서, 정차하여 엔진회전수가 아이들링 상태가 되면, 컨트롤러(ECU)에서의 출력지령에 의한 전압이 VC가 되어 전환밸브(MGV)가 열리며, T6까지의 동안에 부압실(40) 내의 공급부압이 Vac가 되어 밸브 개방도가 완전닫힘이 된다. 또한, T7에서 예열스위치(51)가 오프가 되면, 전환밸브(MGV)를 통해서 부압배출이 이루어져, T8까지의 동안에서, 부압실(40)의 부압이 VacO이 되고, 예열밸브(1)가 완전열림이 된다.Fed in at T 5, when stopping the engine speed is the idling state, the controller is the voltage VC of the output reference selector valve (MGV) at (ECU) are opened, the negative pressure chamber 40 during the up to T 6 The negative pressure becomes Vac and the valve opening is completely closed. When the preheating switch 51 is turned off at T 7 , the negative pressure is discharged through the switching valve MGV, and the negative pressure of the negative pressure chamber 40 becomes VacO until T 8 , and the preheating valve 1 ) Is fully open.
도 6은 본 발명의 상기 실시예에 관계되는 예열장치를 배기 브레이크 밸브로 서 사용할 때의 동작설명용 타이밍 차트이다. 이 경우, 스위치류(SWS)에는, 도 1에서 2점쇄선으로 나타내는 것처럼, 선택적으로 온·오프되는 예열스위치(51)에 대해 병렬접속된 배기 브레이크 스위치(52)를 설치하고, 코일스위치(53)는 예열스위치(51) 또는 배기 브레이크 스위치(52)에 연동하여 온·오프된다. 여기서 예를 들면, 엔진의 회전수 N과 피드백 전압의 관계는, 아이들링시의 전압 및 배기 브레이크 밸브가 오프 때의 전압을 V1, N이 1200rpm을 초과했을 때의 전압을 Vclose로 한다.Fig. 6 is a timing chart for explaining the operation when using the preheater according to the embodiment of the present invention as an exhaust brake valve. In this case, as shown by the dashed-dotted line in FIG. 1, the switches SWS are provided with exhaust brake switches 52 connected in parallel with the preheat switches 51 that are selectively turned on and off, and the coil switches 53. ) Is turned on and off in conjunction with the preheating switch 51 or the exhaust brake switch 52. Here, for example, the relationship between the engine speed N and a feedback voltage makes Vclose the voltage at the idling time, and the voltage at the time of exhaust brake valve turning off when V1 and N exceed 1200 rpm.
시각t1에서 배기 브레이크 스위치(52)를 온으로 하면, 코일스위치(53)가 연동하여 온이 되고, 엔진회전수가 아이들링 상태에서 주행개시하여 800rpm이하에서는, 컨트롤러(ECU)로부터의 출력지령에 의한 전압이 Vclose로, 전환밸브(MGV)가 열리고, t2까지의 동안에, 부압공급이 이루어져 부압실(40)의 부압이 VacO에서 Vac가 되며, 출력로드(5)가 진입 동작하여 밸브체(3)가 완전닫힘상태가 되고, 변위변환기(20)의 코일(45,46)의 출력전압이 V1에서 Vclose로 상승한 시점에서, t2에서 전환밸브(MGV)가 닫힌다. 그후 엔진회전수가 t3에서 1200rpm으로 상승한다든지, t4에서 아이들링 상태가 되는 등의 변화를 하여도 t5까지의 동안은 밸브 개방도의 완전닫힘상태가 유지된다.When the exhaust brake switch 52 is turned on at time t 1 , the coil switch 53 is turned on in conjunction with the engine, and the engine speed starts to run in an idling state, and at 800 rpm or less, an output command from the controller ECU is generated. When the voltage is Vclose, the selector valve MGV opens, and during t 2 , the negative pressure is supplied so that the negative pressure of the negative pressure chamber 40 becomes VacO to Vac, and the output rod 5 enters and operates the valve body 3. ) Is in the fully closed state, and the switching valve MGV is closed at t 2 when the output voltage of the coils 45 and 46 of the displacement converter 20 rises from V1 to Vclose. After that, even if the engine speed rises from t 3 to 1200 rpm or becomes idling at t 4 , the valve opening degree is fully closed for up to t 5 .
t5에서, 배기 브레이크 스위치(52)를 오프로 하면, 코일스위치(53)가 연동하여 오프가 되며, 컨트롤러(ECU)로부터의 출력지령에 의한 전압이 V1이 되어 전환밸브(MGV)가 포지션 C에서 부압실(40) 내의 부압이 배출되고, t6까지의 동안에 부압실(40)내의 부압이 VacO이 되어서 밸브 개방도가 완전열림이 되며, 배기 브레이크가 움직이지 않은 상태가 된다. 이와 같이 컨트롤러가 예열조정과 배기 브레이크 조정을 행하도록 함으로써, 한층 더 코스트 저감을 도모할 수 있다.At t 5 , when the exhaust brake switch 52 is turned off, the coil switch 53 is interlocked to turn off, the voltage according to the output command from the controller ECU becomes V1, and the switching valve MGV is in position C. The negative pressure in the negative pressure chamber 40 is discharged, the negative pressure in the negative pressure chamber 40 becomes VacO until t 6, and the valve opening degree is fully opened, and the exhaust brake is not moved. In this way, the controller makes the preheating adjustment and the exhaust brake adjustment further reduce the cost.
본 발명의 상기 실시예에 의하면, 변위변환기(20)의 코일(45,46) 및 자심(47)이 액츄에이터(4)의 하우징(10) 내에 있으므로, 설치 스페이스적으로 유리하며, 배기 브레이크 밸브로서의 역할을 겸하고 있으며, 릴리프식이 아닌 종래의 것과 거의 동일한 형상으로 밸브체(3)의 상류측에서 하류측으로 배기가스의 일부를 배출하는 릴리프 기능을 갖도록 하는 것이 가능하고, 또 변위변환기(20)가 액츄에이터(4) 내에 있기 때문에, 열의 영향이 대단히 작고, 스트로크의 전기적 검출기로서는 염가이며, 정밀도도 높고, 컨트롤러(ECU)측의 제어에 의해서는, 대단히 미세한 개방도 조정이 가능하게 된다고 하는 이점이 있다.According to the above embodiment of the present invention, since the coils 45 and 46 and the magnetic core 47 of the displacement converter 20 are in the housing 10 of the actuator 4, it is advantageous in terms of installation space and serves as an exhaust brake valve. It is also possible to have a relief function of discharging a part of the exhaust gas from the upstream side to the downstream side of the valve body 3 in the same shape as that of the conventional non-relief type, and the displacement converter 20 has an actuator. Since it is in (4), it has the advantage that the influence of heat is very small, it is inexpensive as an electrical detector of a stroke, high precision, and very fine opening degree adjustment is possible by the control of the controller ECU side.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 차량용 예열장치의 액츄에이터를 나타내는 단면도로서 도 2와 동일 또는 대응하는 부분에 동일부호를 붙여서 동일부분의 중복설명을 생략한다. 이 예열장치에서는, 도 1에서, 도 2에 나타낸 액츄에이터(4) 대신에 도 7에 나타내는 액츄에이터(4A)를 이용하며, 이 액츄에이터(4A)의 하우징(10)의 머리부에 출력로드(5)의 위치를 검출하는 포텐셔미터(potentiometer)식의 변위변환기(20A)가 설치되어 있다. 이 변위변환기(20A)는, 플랜지(61a)를 가지는 통형(筒形)의 센서바디(61)와, 출력로드(5)의 축선 연장상에서 센서바디(61)에 대하여 슬라이드 운동이 자유로운 센서로드(62)를 구비하고 있다.7 is a cross-sectional view showing the actuator of the vehicle preheater according to the second embodiment of the present invention, with the same reference numerals as those in FIG. In this preheater, in FIG. 1, instead of the actuator 4 shown in FIG. 2, the actuator 4A shown in FIG. 7 is used, and the output rod 5 is attached to the head of the housing 10 of this actuator 4A. A potentiometer type displacement transducer 20A for detecting the position of is provided. The displacement transducer 20A includes a cylindrical sensor body 61 having a flange 61a, and a sensor rod free of slide motion with respect to the sensor body 61 on an axial extension of the output rod 5 ( 62).
센서바디(61)는 하우징(10) 내에 있는 통체(64)와, 여기에 연통하여 하우징(10) 밖으로 돌출한 파이프상의 부압급배관(41)을 일체로 가지며, 플랜지(61a)의 일단에 컨넥터(connector)(65)가 설치되어 있고, 볼트(66)로 이 플랜지(61a)가 하우징(10)에 고정되어 있다. 통체(64) 내에는, 도 8에 나타내는 것처럼, 구리제의 고정전극(70)과 저항체인 카본전극(71)이 일직선으로 연속해서 평행하게 병설되어 있다. 각 전극의 일단은 컨넥터(65) 내의 단자(端子)를 개재하여 5V의 전원에 접속되어 있다. 그리고, 고정전극(70)은 전원에서 가동전극(72) 및 카본전극(71)을 통해 접지되어 있다.The sensor body 61 integrally has a cylinder 64 in the housing 10 and a negative pressure supply pipe 41 on the pipe which communicates with and protrudes out of the housing 10, and has a connector at one end of the flange 61a. A connector 65 is provided, and this flange 61a is fixed to the housing 10 by bolts 66. In the cylinder 64, as shown in FIG. 8, the copper fixed electrode 70 and the carbon electrode 71 which is a resistor are provided in parallel and continuously parallel. One end of each electrode is connected to a 5V power supply via a terminal in the connector 65. The fixed electrode 70 is grounded through the movable electrode 72 and the carbon electrode 71 at the power source.
센서로드(62)는, 통체(64) 내의 일단에 구리제의 가동전극(72)이 장착되고, 가동전극(72)이 고정전극(70) 및 카본전극(71)과 직교 배치되어서 항상 접촉하고 있으며, 하우징(10) 내에 돌출해 있는 쪽의 단부의 소직경 반구상(半球狀)의 볼록구면(62a)이 출력로드(5)의 대직경 반구상의 오목구면(5d)에 대향하고 있다. 그리고, 센서로드(62)는, 예열밸브(1)의 밸브닫힘시에, 출력로드(5)로 압압되어 이동하며, 출력로드(5)의 압압이 해제되면, 도시하지 않은 스프링 등에 의해서 도 7에 나타내는 상태로 복귀하도록 되어 있다.The sensor rod 62 is provided with a copper movable electrode 72 at one end of the cylinder 64, and the movable electrode 72 is always orthogonal to the fixed electrode 70 and the carbon electrode 71 so as to be in contact with each other. The small diameter hemispherical convex surface 62a of the end part which protrudes in the housing 10 opposes the large diameter hemispherical concave surface 5d of the output rod 5. The sensor rod 62 is pressed by the output rod 5 when the valve of the preheating valve 1 is closed and moves. When the pressure of the output rod 5 is released, the sensor rod 62 is moved by a spring not shown in FIG. 7. It returns to the state shown in.
또, 변위변환기(20A)는, 예열밸브(1)의 밸브닫힘시에, 출력로드(5)의 이동에 따라서 가동전극(72)이 양 전극(70,71) 위를 슬라이드 이동하며, 출력로드(5)의 위치 즉 예열밸브(1)의 밸브각도에 따른 가동전극(72)의 위치에 의해, OV에서 최고 5V까지의 범위에서 양 전극의 일단으로부터의 거리에 거의 비례한 출력전압이 발생하고, 이 출력전압을 컨트롤러(ECU)에 피드백하도록 되어 있다. 변위변환기(20A)의 검출범위는, 예열밸브(1)의 전(全)작동범위의 밸브각도를 검출할 필요는 없고, 전 작동각의 1/3 정도로 충분하다.In addition, in the displacement converter 20A, when the valve of the preheat valve 1 is closed, the movable electrode 72 slides on both electrodes 70 and 71 in accordance with the movement of the output rod 5, and the output rod By the position of (5), that is, the position of the movable electrode 72 according to the valve angle of the preheating valve 1, an output voltage is generated which is almost proportional to the distance from one end of both electrodes in the range from OV up to 5V. This output voltage is fed back to the controller ECU. The detection range of the displacement transducer 20A does not need to detect the valve angle of the entire operating range of the preheating valve 1, and is sufficient at about one third of the previous operating angle.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 예열밸브의 밸브각도θ와 변위변환기에서 발생하는 출력전압 v 및 액츄에이터의 제2 쉘 측의 배압 p과의 관계를 나타내는 그래프이다. 예열밸브(1)가 반열림이 되는 밸브각도 θ2의 위치에서 출력로드(5)가 센서로드(62)를 압압하기 시작하고, 이 밸브각도 θ2에서 밸브각도 θ1까지의 범위 즉, 밸브각도 θ2및 θ1을 지나는 수직선의 교점 사이의 수직방향의 거리에 의해서, 각각 출력전압 v가 Δv의 범위에서, 액츄에이터(4A)의 제2 쉘(32)측의 배압 p이 ΔP의 범위에서, 컨트롤러(ECU)에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다. 전 작동각을 검출하도록 하면, 센서로드(62)가 쉽게 구부려진다든지, 변위변환기(20A)가 길어져 비경제적으로 되기 때문이다.Fig. 9 is a graph showing the relationship between the valve angle θ of the preheating valve according to the second embodiment of the present invention and the output voltage v generated by the displacement converter and the back pressure p on the second shell side of the actuator. At the position of the valve angle θ 2 where the preheating valve 1 is half-opened, the output rod 5 begins to press the sensor rod 62, and the valve angle θ 2 to the valve angle θ 1 , that is, the valve By the distance in the vertical direction between the intersections of the vertical lines passing through the angles θ 2 and θ 1 , the output voltage v is in the range of Δv, respectively, and the back pressure p on the side of the second shell 32 of the actuator 4A is in the range of ΔP. It is preferable to control by the controller ECU. This is because when the full operating angle is detected, the sensor rod 62 is easily bent, or the displacement converter 20A becomes long and uneconomical.
제1 실시예의 경우도 전 작동각을 검출할 필요는 없다.Also in the case of the first embodiment, it is not necessary to detect the entire operating angle.
컨트롤러(ECU)는, 링크계의 거터와 마모에 의한 출력전압의 변화를 억제하기 위하여, 운전개시 때마다, 예열밸브(1)의 완전열림시 및 완전닫힘시에 있어서의 변위변환기(20A)의 출력전압 값을 기준치로서 기억하고, 이 기준치에 기초하여 밸브각도와 출력전압의 관계를 계산하는 학습기능을 지닌 전자회로를 구비하고 있다. 학습기능을 작동시키는 시기는, 예열스위치(51)가 온이 되었을 때, 엔진이 시동되었을 때, 예열밸브(1)가 작동하기 직전의 언제라도 좋다. 컨트롤러(ECU)의 상기 학습기능은 제1 실시예의 경우에도 적용할 수 있다.In order to suppress the change in the output voltage due to the gutter and abrasion of the link system, the controller ECU of the displacement converter 20A at the full opening and the full closing of the preheat valve 1 at each start of operation. An electronic circuit having a learning function for storing the output voltage value as a reference value and calculating the relationship between the valve angle and the output voltage based on the reference value is provided. The time for starting the learning function may be any time immediately before the preheat valve 1 is operated when the preheat switch 51 is turned on, when the engine is started. The learning function of the controller ECU can also be applied to the case of the first embodiment.
매끄러운 필링을 얻기 위해서는, 배기관 내의 압력이 엔진의 부하에 따라서 변화하는 것이 필요하다. 그 때문에, 변위변환기(20A)를 개재하여 검출되는 밸브각도에 따른 액츄에이터(4A)의 부압실(40)의 부압을 얻기 위해, 밸브각도에 비례한 출력전압을 컨트롤러(ECU)에 출력하여, 전자전환밸브(MGV)를 온·오프시켜서 부압실(40)의 부압을 듀티 제어하는 것이 바람직하다.In order to obtain smooth filling, the pressure in the exhaust pipe needs to change according to the load of the engine. Therefore, in order to obtain the negative pressure of the negative pressure chamber 40 of the actuator 4A according to the valve angle detected through the displacement converter 20A, an output voltage proportional to the valve angle is output to the controller ECU, It is preferable to duty-control the negative pressure of the negative pressure chamber 40 by turning on / off the switching valve MGV.
이 제2 실시예에 의하면, 변위변환기(20A)에 저항체인 카본전극(71)을 이용하여 전원으로부터 저항체를 통해 접지하고, 저항체가 있는 위치에서는 전원전압에 비례한 출력전압이 되어, 그 위치에서 출력전압을 출력하고 있으므로, 사용온도 범위가-40℃∼180℃인 넓은 범위에서도, 출력전압이 온도의 영향을 받지 않으며, 센서바디(61)에 부압급배관(41)을 일체로 형성하고 있으므로, 부품수를 삭감하여 코스트 저감을 도모할 수 있다.According to this second embodiment, the displacement transducer 20A is grounded from the power supply through the resistor using the carbon electrode 71 which is the resistor, and at the position where the resistor is located, the output voltage is proportional to the power supply voltage, Since the output voltage is output, the output voltage is not affected by the temperature even in the wide range of the operating temperature range of -40 ° C to 180 ° C, and the negative pressure supply pipe 41 is integrally formed on the sensor body 61. The cost can be reduced by reducing the number of parts.
또, 학습기능을 지니고 있으므로, 링크계의 거터와 마모에 의한 예열밸브(1)의 개폐 정밀도에의 영향을 제거할 수 있고, 예를 들면, 출력전압이 정확히 4.0V에서 예열밸브(1)가 열리고, 1.0V에서 닫히게 해야 할 때, 링크계의 거터와 마모에 의해 3.9V에서 열리고, 0.9V에서 닫히게 되어 버릴 때에도, 이 학습기능에 의해, 정확히 꼭 4.0V에서 열리고, 1.0V에서 닫히게 되도록 하는 것이 가능하다. 또한, 출력로드(5)에 형성한 오목구면(5d)에 센서로드(62)의 볼록구면(62a)이 닿도록 되어 있으므로, 출력로드(5)가 다소 요동하여 작동해도, 직선적인 움직임을 하는 센서로드(62) 사이에서 간섭이 없다고 하는 이점이 있다.Moreover, since it has a learning function, the influence on the opening-and-closing precision of the preheating valve 1 by gutter and abrasion of a link system can be eliminated, for example, when the output voltage is exactly 4.0V, the preheating valve 1 is When it is necessary to open and close at 1.0V, when it is opened at 3.9V and closed at 0.9V by the gutter and abrasion of the link system, this learning function ensures that it opens exactly at 4.0V and closes at 1.0V. It is possible. In addition, since the convex spherical surface 62a of the sensor rod 62 is brought into contact with the concave spherical surface 5d formed on the output rod 5, even if the output rod 5 is slightly swung and operated, linear movement is performed. There is an advantage that there is no interference between the sensor rods 62.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 관계되는 차량용 예열장치를 나타낸 개략 구성도이다. 이 차량용 예열장치에서는 예열밸브(1)와, 이 예열밸브(1)의 밸브축(2)에 고정되어 있는 밸브체(3)(도 11 참조)의 개폐조작용 액츄에이터(4)를 구비하고 있다. 또, 이 예열장치는, 액츄에이터(4)의 작동압실(4a)과 유체압원(流體壓源)인 진공펌프(26) 사이에 개재하여 밸브체(3)의 밸브 개방도를 조정하기 위한 듀티비 제어전환밸브(MVA)와, 예열밸브(1)의 닫힘상태로부터 열림상태로의 전환을 단순한 온 오프 동작으로 수행하는 온 오프 전환밸브(MVB)를 설치하고 있으며, 듀티비 제어전환밸브(MVA)는 컨트롤러(ECU)에 의해서 듀티비 제어된다.10 is a schematic configuration diagram showing a vehicle preheating apparatus according to a third embodiment of the present invention. This vehicle preheating apparatus is provided with the preheating valve 1 and the actuation opening / closing actuator 4 of the valve body 3 (refer FIG. 11) fixed to the valve shaft 2 of this preheating valve 1. . Moreover, this preheating apparatus is a duty ratio for adjusting the valve opening degree of the valve body 3 via the operating pressure chamber 4a of the actuator 4 and the vacuum pump 26 which is a fluid pressure source. A control switching valve (MVA) and an on-off switching valve (MVB) for switching from the closed state of the preheating valve 1 to the open state by simple on-off operation are provided, and the duty ratio control switching valve (MVA) is provided. The duty ratio is controlled by the controller ECU.
또한, 예열장치는, 온 오프 전환밸브(MVB)측에는 압력손실을 작게 하기 위하여 유통면적이 큰 대직경 통로의 관로(18)를 이용하며, 듀티비(比) 제어전환밸브(MVA)측에는 컨트롤러(ECU)의 헌팅(hunting)을 방지하기 위하여 유통면적이 작은 소직경 통로의 관로(19)를 이용하고, 듀티비 제어전환밸브(MVA)와 온 오프 전환밸브(MVB)를 서로 병렬적으로 작동압실(4a)에 접속시키고 있다.In addition, the preheating apparatus uses a large diameter passage line 18 having a large flow area on the on-off switching valve (MVB) side, and a controller (on the duty ratio control switching valve (MVA) side). In order to prevent hunting of the ECU, the pipeline 19 of the small diameter passage having a small flow area is used, and the duty ratio control switching valve (MVA) and the on-off switching valve (MVB) are operated in parallel with each other. It is connected to (4a).
그리고, 예열장치는, 엔진에서 배출되는 배기가스(G)(도 11 참조)의 배출유로중에 예열용 밸브체(3)를 배치하고, 액츄에이터(4)의 출력로드(5)를 동작시켜서 밸브체(3)를 개폐시키며, 예열시에 밸브체(3)를 닫아 배출유로를 폐색시켜 엔진에 부하를 부여한 상태에서 예열을 촉진하기 위한 것이다.The preheater arranges the preheating valve body 3 in the exhaust passage of the exhaust gas G (see FIG. 11) discharged from the engine, and operates the output rod 5 of the actuator 4 to operate the valve body. (3) is opened and closed and the valve body 3 is closed during preheating to close the discharge flow path to promote preheating in a state in which a load is applied to the engine.
도 11은 본 발명에 관계되는 예열밸브를 나타내는 측단면도이다. 예열밸브(1)는, 밸브케이싱(81)에 회동이 자유롭게 지지된 밸브축(2)과, 이 밸브축(2)에 고정된 밸브체(3)를 구비하며, 도 12에 나타내는 것처럼, 밸브축(2)의 단부에 장착된 레버(7)를 액츄에이터(4)의 출력로드(5)의 동작으로 회동시킴으로써 밸브체(3)가 개폐된다. 밸브축(2)을 지지하는 밸브케이싱(81)은, 중심의 통체(82)와, 이 통체(82) 직경의 연장선을 따라서 돌출한 축받이 통부(83,83)(도 13 참조)를 일체로 가지며, 통체(82)의 내주(內周)에는 원형 밸브체(3)의 외주면의 이동에 의한 궤적에 대응하는 오목구면(82a)이 형성되어 있다.Fig. 11 is a side sectional view showing a preheating valve according to the present invention. The preheating valve 1 is provided with the valve shaft 2 by which rotation was supported by the valve casing 81 freely, and the valve body 3 fixed to this valve shaft 2, As shown in FIG. The valve body 3 is opened and closed by rotating the lever 7 mounted at the end of the shaft 2 in the operation of the output rod 5 of the actuator 4. The valve casing 81 supporting the valve shaft 2 integrally integrates a central cylinder 82 and bearing cylinders 83 and 83 (see FIG. 13) protruding along an extension line of the diameter of the cylinder 82. In the inner circumference of the cylindrical body 82, a concave spherical surface 82a corresponding to the trajectory by the movement of the outer circumferential surface of the circular valve body 3 is formed.
또, 밸브케이싱(81)은, 밸브축(2)에서 가장 멀리 떨어진 위치에서의 통체(82)의 일부를 외측으로 팽출시켜서 형성한 후육부(厚肉部)(86)를 가지며, 이 후육부(86)의 내면 일부를 삭제한 슬릿(87)이 설치되어 있다. 이 슬릿(87)은, 닫을 때에 배기가스(G)의 하류측에서 상류측으로 이동하여 완전닫힘상태가 되는 밸브체(3)의 밸브 본체부분에 대해, 하류측에 위치하는 밸브체(3)의 부분에만 있고, 통체(82)의 단면에 가까울수록 깊이가 깊어지고, 거의 수직인 자세의 완전닫힘상태의 밸브체(3)의 위치에 없으며, 밸브체(3)의 경사각도가 크게 될수록 배기가스(G)의 통과 단면적이 크게 되도록 경사저면(傾斜底面)(87a)이 형성되어 있다. 이 경사저면(87a)의 경사각도는, 완만하게 또는 급하게 변경함으로써, 예열밸브(1)의 밸브특성을 조정 가능하게 하는 것이다.In addition, the valve casing 81 has a thick portion 86 formed by expanding a portion of the cylinder 82 at the position farthest from the valve shaft 2 to the outside. The slit 87 which removed the internal part of the meat part 86 is provided. When the slit 87 is closed, the slit 87 moves from the downstream side to the upstream side of the exhaust gas G so as to be in a fully closed state. Only in the portion, the closer to the cross section of the cylinder 82, the deeper the depth is, and not in the position of the valve body 3 in the fully closed state in a substantially vertical posture, and the greater the inclination angle of the valve body 3, the greater the exhaust gas. The inclined bottom surface 87a is formed so that the passage cross-sectional area of (G) may become large. The angle of inclination of the inclined bottom surface 87a is changed so that the valve characteristic of the preheating valve 1 can be adjusted gently or abruptly.
또한, 밸브케이싱(81)은, 도 13에 나타내는 것처럼, 긴 쪽의 축받이 통부(83)의 양측에 이것과 평행한 결합통부(43,43)와, 이 통부에 대해 수직방향으로 돌출한 결합통부(44)를 가지며, 각 결합통부(43,44)의 중심에 나사구멍(43a,44a)를 구비하여, 각 결합통부(43,44)의 나사구멍(43a,44a)에 나사결합하는 볼트(28)를 이용하여 액츄에이터(4)가 장착되어 있다.In addition, as shown in FIG. 13, the valve casing 81 has coupling cylinder parts 43 and 43 parallel to this on both sides of the long bearing barrel 83, and a coupling cylinder part projecting in a direction perpendicular to the cylinder part. A bolt (44) having screw holes (43a, 44a) in the center of each coupling cylinder (43, 44), and screwed into the screw holes (43a, 44a) of each coupling cylinder (43, 44); The actuator 4 is mounted using 28).
액츄에이터(4)는, 도 12에 나타내는 것처럼, 하우징(30) 내의 다이어프램(21)과, 리턴스프링(24)을 구비하며, 다이어프램(21)에 출력로드(5)가 연결되어 있고, 도 10에 나타내는 듀티비 제어전환밸브(MVA)가 소직경 통로인 관로(19)를 통하여, 온 오프 전환밸브(MVB)가 대직경 통로인 관로(18)를 통하여, 하우징(30) 내의 작동압실(4a)에 병력적으로 접속되어 있다. 또, 액츄에이터(4)는 하우징(30)의 머리부에 출력로드(5)의 위치를 검출하는 포텐셔미터식의 변위변환기(20A)가 설치되어 있다.As shown in FIG. 12, the actuator 4 includes a diaphragm 21 and a return spring 24 in the housing 30, and an output rod 5 is connected to the diaphragm 21. The operating pressure chamber 4a in the housing 30 through the conduit 19 whose duty ratio control switching valve MVA is a small diameter passage and the conduit 18 whose on-off switching valve MVB is a large diameter passage. It is connected in history. The actuator 4 is provided with a potentiometer-type displacement transducer 20A for detecting the position of the output rod 5 at the head of the housing 30.
출력로드(5)는, 선단부(5a)가 핀(54)을 사용해서 레버(7)에 핀 결합되어 있으며, 브라켓 부분(37)에 돌설된 스토퍼(34)에 레버(7)의 단부(7a)가 닿음으로써 밸브열림시의 움직임이 규제되며, 브라켓 부분(37)에 나사결합된 스토퍼 볼트(38)에 레버(7)의 단부(7a)가 닿음으로써, 밸브닫힘시의 움직임이 규제되고 있다.As for the output rod 5, the tip part 5a is pin-connected to the lever 7 using the pin 54, and the edge part 7a of the lever 7 is connected to the stopper 34 which protrudes in the bracket part 37. ), The movement at the time of valve opening is regulated, and the end 7a of the lever 7 comes into contact with the stopper bolt 38 screwed to the bracket portion 37, thereby restricting the movement at the time of valve closing. .
하우징(30)은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제1 쉘(31)과, 제2 쉘(32)을 조립하여 이루어지며, 제1 쉘(31)의 내면으로 리턴스프링(24)의 일단을 받치며, 다이어프램(21)과 제1 쉘(31)로 내부에 작동압실(4a)을 형성하고 있다. 제2 쉘(32)은, 내면에 일체로 형성한 칸막이(91)와 다이어프램(21)으로 대기압실(4b)을 형성하며, 둘레에 복수의 냉각용 핀(fin)(92)을 가진다.As shown in FIG. 12, the housing 30 is formed by assembling the first shell 31 and the second shell 32, and ends one end of the return spring 24 to the inner surface of the first shell 31. The working pressure chamber 4a is formed inside the diaphragm 21 and the first shell 31. The 2nd shell 32 forms the atmospheric pressure chamber 4b by the partition 91 and the diaphragm 21 integrally formed in the inner surface, and has the some fins 92 for cooling around it.
또, 하우징(30)은, 제1 쉘(31)의 일단 쪽의 경사측면(31a)에 설치해 있는 대기도입구(大氣導入口)(30a)에 관로(18)를 접속하고, 제2 쉘(32)측의 칸막이벽(91)에 일체 형성한 가이드(93)로 출력로드(5)를 안내하고 있으며, 양 쉘(31,32)의 상호 대향면으로 다이어프램(21)의 외주연(21a)을 협지하고 있다. 하우징(30)의 제2 쉘(32)은, 다이캐스팅(die casting)으로 일체 성형한 브라켓 부분(37)을 가지며, 이 일체성형은 알루미늄(aluminum)과 아연 등의 비철금속 재료로 수행된다In addition, the housing 30 connects the conduit 18 to the air inlet port 30a provided on the inclined side surface 31a of one end of the first shell 31, and the second shell ( The output rod 5 is guided to the guide 93 integrally formed on the partition wall 91 on the 32 side, and the outer circumferential edge 21a of the diaphragm 21 faces the mutually opposing surfaces of the shells 31 and 32. Is intervening. The second shell 32 of the housing 30 has a bracket portion 37 integrally formed by die casting, which is performed with a nonferrous metal material such as aluminum and zinc.
브라켓 부분(37)은, 긴 쪽의 축받이 통부(83) 및 밸브축(2)의 칼날모양부(2a)를 덮는 통형 커버(cover)(94)와, 밸브케이싱(81)의 결합통부(43)에 대향하는 결합기판부(95)와, 선단이 결합통부(44)에 대향하는 결합돌출판부(96)를 일체로 가지며, 결합기판부(95)와 결합돌출판부(96)의 선단에 형성한 투공(95a,96a)에 각각 칼라(collar)(98)가 장착되어 있다. 그리고, 브라켓 부분(37)은, 결합통부(43,44)의 나사구멍(43a,44a)에 나사결합하여 칼라(98)의 구멍에 삽통되는 볼트(28)를 이용하여, 밸브케이싱(81)의 직교하는 2면을 따라서 체결고착되어 있다.The bracket portion 37 includes a tubular cover 94 covering the long bearing barrel 83 and the blade portion 2a of the valve shaft 2, and a coupling cylinder portion 43 of the valve casing 81. Perforations formed at the distal end of the engaging substrate portion 95 and the engaging projection plate portion 96 opposing the engaging cylinder portion 44, and the distal end of the engaging substrate portion 95 opposing the engaging cylinder portion 44. Collar 98 is attached to 95a and 96a, respectively. The bracket portion 37 is screwed into the screw holes 43a and 44a of the coupling cylinder portions 43 and 44, and the valve casing 81 is formed by using the bolt 28 inserted into the hole of the collar 98. It is fastened along two orthogonal surfaces of.
변위변환기(20A)는, 부압급배관(41)이 듀티비 제어전환밸브(MVA)에 연통하는 관로(19)에 접속되어 있으며, 그 외에 대해서는, 제2 실시예의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.The displacement converter 20A is connected to a conduit 19 in which the negative pressure supply pipe 41 communicates with the duty ratio control switching valve MVA. Others are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted. .
다이어프램(21)에 대해서도, 제1 실시예의 것과 큰 차이가 없으므로, 대응하는 부분에 동일한 부호를 붙여서 나타내고, 중복 설명을 생략한다.Also about the diaphragm 21, since there is no big difference with the thing of 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected to the corresponding part, and duplication description is abbreviate | omitted.
듀티비 제어전환밸브(MVA)는, 솔레노이드(solenoid)(75)를 가지는 전자식으로, 진공펌프(26)와 액츄에이터(4) 사이에 개재해 있고, 소직경 통로의 관로(19)에 의해 작동압실(4a)에 접속되며, 관로(77)를 통해서 진공펌프(26)에 연통 가능하게 접속되고, 관로(78)를 거쳐 대기에 개방 가능하다.The duty ratio control switching valve (MVA) is an electromagnetic type having a solenoid (75), interposed between the vacuum pump (26) and the actuator (4) and operating pressure chamber by a pipe (19) of a small diameter passage. It is connected to (4a), is connected to the vacuum pump 26 via the pipeline 77 so that communication is possible, and is openable to the atmosphere via the pipeline 78.
그리고, 듀티비 제어전환밸브(MVA)는, 컨트롤러(ECU)에서 솔레노이드(75)에 출력되는 듀티 구동전력으로 제어되며, 작동시의 포지션에서 진공펌프(26)로부터의 부압을 작동압실(4a)에 공급하고, 비작동시의 포지션에서 작동압실(4a)로부터의 부압을 대기중에 배출하는 동작을 수행한다.The duty ratio control switching valve MVA is controlled by the duty driving power output from the controller ECU to the solenoid 75, and the negative pressure from the vacuum pump 26 is operated in the operating pressure chamber 4a at the position during operation. And discharge the negative pressure from the working pressure chamber 4a to the atmosphere at the non-operational position.
온 오프 전환밸브(MVB)는, 솔레노이드(76)를 가지는 전자식으로, 대직경 통로의 관로(18)로 작동압실(4a)에 접속되고, 배관(77)을 거쳐 대기에 개방 가능하며, 컨트롤러(ECU)로부터 솔레노이드(76)에 출력되는 신호에 의해, 온이 될 때에는 작동압실(4a)을 배관(77)에 연통시켜서 대기를 작동압실(4a)에 도입시키고, 오프 될 때에는 작동압실(4a)을 배관(77)에 대하여 차단한다.The on-off switching valve (MVB) is an electromagnetic type having a solenoid 76, connected to the working pressure chamber 4a through a pipe 18 of a large diameter passage, and can be opened to the atmosphere via a pipe 77. By the signal output from the ECU to the solenoid 76, when it is turned on, the working pressure chamber 4a is connected to the pipe 77 to introduce air into the working pressure chamber 4a, and when it is turned off, the working pressure chamber 4a. To the pipe 77.
컨트롤러(ECU)는, 변위변환기(20A)에 전선(WO) 및 신호선(WI)으로 접속됨과 동시에, 듀티비 제어전환밸브(MVA)의 솔레노이드(75) 및 온 오프 전환밸브(MVB)의 솔레노이드(76)에 각각의 전선(W2,W3)으로 접속되어 있으며, 예열스위치(51) 및 전선(W5)를 개재하여 전원(ES)에 접속가능하게 되어 있다.The controller ECU is connected to the displacement converter 20A by the wires WO and the signal lines WI, and at the same time, the solenoids 75 of the duty ratio control switching valve MVA and the solenoids of the on-off switching valve MVB. Each of the electric wires W2 and W3 is connected to 76, and the electric power source ES can be connected via the preheating switch 51 and the electric wire W5.
그리고, 예열스위치(51)가 온이 되면, 컨트롤러(ECU)는, 전원(ES)에서 전류를 공급받고, 엔진의 회전수에 관계되는 회전수 검출신호 N, 냉각수온에 관계되는 수온 검출신호 T 및 액셀러레이터 개방도 신호 A 등을 받아, 이들 신호에 기초하여 연산하고, 적절한 밸브 개방도를 얻기 위한 듀티 구동전력을 듀티비 제어전환밸브(MVA)의 솔레노이드(75)에 출력하여, 듀티비 제어전환밸브(MVA)의 듀티비 제어를 수행한다.Then, when the preheating switch 51 is turned on, the controller ECU receives a current from the power source ES, and the rotation speed detection signal N related to the engine speed, and the water temperature detection signal T related to the coolant temperature. And an accelerator opening degree signal A, etc., calculated on the basis of these signals, and outputting a duty driving power for obtaining an appropriate valve opening degree to the solenoid 75 of the duty ratio control switching valve MVA, and switching the duty ratio control. The duty ratio control of the valve MVA is performed.
이어서, 본 발명의 상기 제3 실시예에 관계되는 예열장치의 동작에 관하여 설명한다. ① 예열스위치(84)를 온으로 하면, 컨트롤러(ECU)에 전원(86)이 접속된다. ② 컨트롤러(ECU)는, 엔진의 회전수 N 및 냉각수온 T 등의 검출결과와, 변위변환기(20A)에서의 출력전압에 기초하여 연산하고, 적절한 밸브 개방도를 얻기 위한 듀티 구동전력을 산정하여 이것을 듀티비(比) 제어전환밸브(MVA)의 솔레노이드(75)에 출력한다. ③ 듀티비 제어전환밸브(MVA)가 작동상태의 포지션에서, 부압력이 관로(19)를 통해 작동압실(4a)에 공급되고, 액츄에이터(4)가 작동하여 출력로드(5)가 진입 동작하며, 밸브체(3)를 닫힘방향으로 회동시킨다. 듀티비 제어전환밸브(MVA)가 비작동상태의 포지션에서, 작동압실(4a)로부터 부압배출을 수행하고, 적절한 밸브 개방도를 얻도록 듀티비 제어가 수행된다. 그리고, 예열밸브(1)의 밸브체(3)는, 도 11에 있어서, 수평인 완전열림과 수직인 완전닫힘의 중간의 이점쇄선으로 나타나는 반닫힘상태의 위치와, 완전닫힘상태의 위치와의 사이의 개방도 조정각도범위 θ내에서 듀티비 제어에 의해 무단계적으로 개방도 조정이 가능하다. 또, 밸브체(3)를 급속하게 열 필요가 있을 때에는, 컨트롤러(ECU)로부터의 지령에 의해, 온 오프 전환밸브(MVB)가 온이 되어, 관로(18)를 통해 원활하게 대기가 작동압실(4b)에 도입된다.Next, the operation of the preheater according to the third embodiment of the present invention will be described. (1) When the preheat switch 84 is turned on, the power supply 86 is connected to the controller ECU. (2) The controller ECU calculates the duty driving power for obtaining an appropriate valve opening degree based on detection results such as engine speed N and cooling water temperature T and the output voltage from the displacement converter 20A. This is output to the solenoid 75 of the duty ratio control switching valve MVA. ③ At the position where the duty ratio control switching valve (MVA) is in an operating state, the negative pressure is supplied to the working pressure chamber 4a through the conduit 19, the actuator 4 is operated, and the output rod 5 enters and operates. The valve body 3 is rotated in the closing direction. In the position where the duty ratio control switching valve MVA is in the non-operational state, the duty ratio control is performed so as to perform negative pressure discharge from the operating pressure chamber 4a and obtain an appropriate valve opening degree. The valve body 3 of the preheating valve 1 is, in FIG. 11, the position of the half-closed state indicated by the double-dotted dashed line between the horizontal full open and the vertical full close, and the position of the full closed state. Opening degree adjustment is possible steplessly by duty ratio control within the opening degree adjustment angle range (theta) between. Moreover, when it is necessary to open the valve body 3 rapidly, the on-off switching valve MVB turns on by the instruction | command from the controller ECU, and atmospheric air is operated smoothly through the pipeline 18. It is introduced in 4b.
본 발명의 상기 실시예에 관계되는 예열밸브(1)에서는, 변위변환기(20A)로부터 컨트롤러(ECU)에 전기신호를 출력하고, 컨트롤러(ECU)에서 전환밸브(MVA)의 솔레노이드(75)에 듀티 구동전력을 출력함으로써, 액츄에이터(4)의 동작을 제어하여, 예열밸브(1)의 밸브 개방도를 최적으로 조정하므로, 소망의 배기압으로 확실히 되도록 할 수 있으며, 예열성능과 주행 필링이 대단히 양호하게 된다고 하는 이점이 있다.In the preheating valve 1 according to the above embodiment of the present invention, the electrical signal is output from the displacement converter 20A to the controller ECU, and the duty of the solenoid 75 of the switching valve MVA is controlled by the controller ECU. By outputting the driving power, the operation of the actuator 4 is controlled to optimally adjust the valve opening of the preheat valve 1, so that the desired exhaust pressure can be assured, and the preheating performance and the traveling filling are very good. There is an advantage to doing so.
또, 밸브케이싱(81)의 통체(82)의 내주(內周)에, 원형 밸브체(3)의 외주면이 이동했을 때의 궤적에 대응하는 오목구면(82a)이 형성되어 있으므로, 밸브각도가 크게 변화해도 배기가스의 통과면적부의 변화가 작으므로, 출력로드(5) 선단의 스트로크가 크게 되어, 피드백 제어하기 쉬운 출력전압을 얻을 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 제2 쉘(32)은, 다이케스팅으로 일체 성형한 브라켓 부분(37)을 가지며, 이 일체성형이 알루미늄과 아연 등의 비철금속 재료로 수행됨으로써, 강판을 프레스 가공하여 제작하는 경우에 비교해서, 강성이 향상하여 공진(共振)하기 어렵고, 필요부품수가 감소한다.Moreover, since the concave spherical surface 82a corresponding to the trajectory when the outer circumferential surface of the circular valve body 3 is moved is formed in the inner circumference of the cylindrical body 82 of the valve casing 81, the valve angle Even if it changes large, since the change of the passage area of exhaust gas is small, the stroke of the front-end | tip of the output rod 5 becomes large, and there exists an advantage that the output voltage which is easy to control feedback can be obtained. In addition, the second shell 32 has a bracket portion 37 integrally formed by die casting, and this integral molding is performed by using a nonferrous metal material such as aluminum and zinc, so as to compare the case where the steel sheet is pressed and fabricated. The rigidity is improved, making it difficult to resonate, and the required number of parts is reduced.
또한, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않으며, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 액츄에이터로서 에어실린더 형식의 것을 이용해도 되고, 전환밸브(MGV)의 작동은 엔진의 회전수 대신에 배기압 센서에 의하여 수행하도록 할 수 있으며, 부압에서 작동하는 액츄에이터 대신에 정압(正壓)에서 작동하는 것으로 적용할 수 있고, 제2 실시예에 있어서 출력로드측에 볼록구면을 형성하고 센서로드측에 오목구면을 형성해도 된다.In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. For example, an actuator of an air cylinder type may be used as the actuator, and the operation of the switching valve MGV can be performed by the exhaust pressure sensor instead of the engine speed, and the positive pressure is used instead of the actuator operating at the negative pressure. In the second embodiment, the convex spherical surface may be formed on the output rod side and the concave spherical surface may be formed on the sensor rod side.
본 발명은, 액츄에이터의 하우징에는 밸브닫힘시의 출력로드의 움직임에 따라서 출력전압을 발생시키는 변위변환기를 설치하며, 출력전압을 받은 컨트롤러에서 출력되는 신호에 기초하여 유체압을 조정하고 예열밸브의 밸브체 개방도의 조정을 수행함으로써, 드라이브 필링을 좋게 하고, 구조상 작동 히스테리시스, 시간에 따른 열화(劣化) 및 성능열화를 없게 하며, 저 코스트로 차량용 예열장치를 제공할 수 있고, 변위변환기가 인덕턴스식이고 액츄에이터의 하우징 내에 설치되어 있음으로써, 설치 스페이스의 문제를 해소할 수 있다고 하는 효과를 본다. 또, 변위변환기가 포텐셔미터식이고, 병설한 저항체를 가지며, 전원에서 이 저항체를 거쳐 접지함으로써, 출력전압이 온도의 영향을 받지 않도록 할 수 있고, 변위변환기의 바디에는 액츄에이터에의 유체압의 공급을 수행하기 위한 파이프상의 공급구를 일체로 가짐으로써, 부품수를 삭감하여 코스트 저감을 도모할 수 있다. 또한, 컨트롤러에는 출력전압의 무용(無用)한 변동에 기초한 예열밸브의 개폐오차를 억제하기 위한 학습기능을 구비함으로써, 링크계의 거터와 마모에 의한 예열밸브의 개폐정밀도에의 영향을 제거할 수 있고, 변위변환기의 검출범위가 예열밸브의 전 작동각도 중의 일부 각도범위이므로, 변위변환기가 길어지는 것을 억제하는 것이 가능하게 되며, 경제적이면서 동시에 변위변환기의 손상을 방지하기 쉽고, 변위변환기에는 출력로드로부터 압압을 받는 센서로드를 가지며, 이 센서로드와 출력로드의 상호 접촉면의 적어도 한쪽에 볼록구면이 형성되어 있으므로, 출력로드가 다소 요동하여 작동해도, 직선적인 움직임을 하는 센서로드에 간섭이 없다고 하는 이점이 있다.The present invention, the actuator housing is provided with a displacement transducer for generating an output voltage according to the movement of the output rod when the valve is closed, adjusts the fluid pressure based on the signal output from the controller receiving the output voltage and the valve of the preheat valve By adjusting the sieve opening, it is possible to improve drive filling, eliminate structural hysteresis, deterioration with time and deterioration of performance, and provide a vehicle preheater at a low cost. In this case, the effect of the installation space can be solved by being installed in the housing of the actuator. In addition, the displacement transducer has a potentiometer type and has a resistor connected to it, and the power supply is grounded through the resistor to prevent the output voltage from being influenced by temperature, and the body of the displacement transducer is configured to supply fluid pressure to the actuator. By having the supply port on the pipe for performing integrally, the number of parts can be reduced and cost reduction can be aimed at. In addition, the controller is equipped with a learning function for suppressing the opening and closing error of the preheating valve based on the useless variation of the output voltage, thereby eliminating the influence on the opening and closing precision of the preheating valve due to the gutter and abrasion of the link system. In addition, since the detection range of the displacement transducer is a partial angle range of the whole operating angle of the preheating valve, it is possible to suppress the displacement transducer from becoming long, and it is economical and easy to prevent damage of the displacement transducer. It has a sensor rod that is pressed by the pressure sensor, and a convex spherical surface is formed on at least one of the mutual contact surfaces of the sensor rod and the output rod, so that even if the output rod is slightly swinged and operated, there is no interference with the linear sensor rod. There is an advantage.
그리고, 본 발명은, 액츄에이터의 작동압실과 유체압원과의 사이에 개재하여, 예열용 밸브체의 밸브 개방도를 조정하기 위하여 컨트롤러에 의해서 듀티비제어 되는 듀티비 제어전환밸브와, 예열밸브의 작동상태에서 비작동상태로의 전환을 단순한 온 오프 동작으로 수행하는 온 오프 전환밸브를 설치하며, 이 온 오프 전환밸브측에는 압력손실을 작게 하기 위하여 유통면적이 큰 대직경 통로를 이용하고, 듀티비 제어전환밸브측에는 컨트롤러의 헌팅을 방지하기 위하여 대직경 통로보다도 유통면적이 작은 소직경 통로를 이용하여, 듀티비 제어전환밸브와 온 오프 전환밸브를 병렬적으로 작동압실에 접속시킴으로써, 예열용 밸브체를 완전히 열리게 할 때 온 오프 전환밸브를 열게 하여 유통면적이 큰 대직경 통로를 거쳐서 대기를 작동압실에 급속히 도입하고, 급격한 악셀 밟음조작에 대하여 예열밸브의 응답성을 양호하게 하며, 엔진으로부터의 매연 발생을 억제할 수 있고, 가속성능을 해치는 일이 없으며, 예열운전시 듀티비 제어전환밸브의 온 오프 시간비(比)를 컨트롤러로 제어하여, 예열밸브의 제어성을 양호하게 할 수 있으며, 예열성능과 가속성능인 엔진부하의 적정을 도모할 수 있다고 하는 효과를 본다.In addition, the present invention is a duty ratio control switching valve which is duty-controlled by the controller to adjust the valve opening degree of the preheating valve element between the operating pressure chamber of the actuator and the fluid pressure source, and the operation of the preheating valve. An on-off switching valve is installed to perform the transition from the non-operating state to the simple on-off operation. A large diameter passage having a large flow area is used on the on-off switching valve side to reduce the pressure loss, and the duty ratio is controlled. In order to prevent hunting of the controller, a preheating valve body is connected by connecting a duty ratio control switching valve and an on / off switching valve to a working pressure chamber in parallel by using a small diameter passage having a smaller flow area than a large diameter passage in order to prevent hunting of the controller. When fully opened, the on-off switching valve is opened to rapidly flow the atmosphere into the working pressure chamber through a large diameter passage with a large flow area. It improves the responsiveness of the preheating valve to abrupt stepping of the accelerator, suppresses the generation of soot from the engine, does not impair the acceleration performance, and the on / off time of the duty ratio control switching valve during the preheating operation. By controlling the ratio by the controller, the controllability of the preheating valve can be improved, and the optimum load of the engine load, which is the preheating performance and the acceleration performance, can be achieved.
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ID=65900025
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980020914A KR100288057B1 (en) | 1997-06-13 | 1998-06-05 | Vehicle preheater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100288057B1 (en) |
-
1998
- 1998-06-05 KR KR1019980020914A patent/KR100288057B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990006702A (en) | 1999-01-25 |
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Legal Events
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