JPH01208217A - 車両用暖房過給制御装置 - Google Patents

車両用暖房過給制御装置

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JPH01208217A
JPH01208217A JP63031732A JP3173288A JPH01208217A JP H01208217 A JPH01208217 A JP H01208217A JP 63031732 A JP63031732 A JP 63031732A JP 3173288 A JP3173288 A JP 3173288A JP H01208217 A JPH01208217 A JP H01208217A
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JP
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engine
control valve
completion
warm
operating
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JP63031732A
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Hiromichi Yanagihara
弘道 柳原
Sumio Ito
伊藤 純雄
Kazuhiro Sakurai
桜井 計宏
Koichi Akita
浩市 秋田
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Toyota Motor Corp
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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〕 本発明は車両用暖房過給制御装置に関する。
C従来の技術〕 機関暖機完了前には過給機により昇温昇圧された空気を
車室内に導びいて車室を暖房し、機関暖機完了後には過
給機により昇温昇圧された空気を機関シリンダ内に供給
するようにした内燃機関が公知である(実開昭58−1
00222号公報参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら排気タービンとブロワからなるターボヒー
タを用いて機関回転数の低い暖機運転時に良好な暖房を
行なおうとすると機関回転数が低いときにターボヒータ
が最大能力を発揮するようにする必要があり、従ってこ
のようなターボヒータを用いて機関暖機完了後に過給を
行なわせようとした場合には機関回転数が高くなるとタ
ーボヒータが破損してしまうという問題がある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために本発明によれば第1図の発明
の構成図に示されるように排気タービン7および空気昇
温用ブロワ8からなるターボヒータ4と、排気タービン
7への排気ガスの流入を制御する制御弁Aと、車室14
内に温風を送り込むための温風路13と、ブロワ8の吐
出側を温風通路13又は機関吸気通路21、゛選択的に
連結する切換手段70と、機関暖機が完了したか否かを
判断する暖機完了判断手段71と、ターボヒータ4が作
動限界とする機関運転状態であるか否かを判断する運転
状態判断手段72と、暖機完了判断手段71および1転
状態判断u段72の判断結果に基いて暖機完了前には排
気タービン7排気ガスを流入させる位置に制御弁Aを位
置せしめると共に切換手段70によりブロワ8の吐出側
を温風通路13に連結し暖機完了後であってターボヒー
タ4が作動限界に達しない機関運転状態のときには排気
タービン7へ排気ガスを流入させる位置に制御弁Aを位
置せしめると共に切換手段70によりブロワ8の吐出側
を機関吸気通路2に連結し暖機完了後であってターボヒ
ータ4が作動限界を越える機関運転状態のときには排気
タービン7への排気ガスの流入を停止する位置に制御弁
Aを位置せしめる制御手段73とを具備している。
〔実施例〕
第2図を参照すると、1は機関本体、2は吸気通路、3
は排気通路、4はターボヒータを夫々示し、吸気通路2
の人口部にはエアクリーナ5が取付けられる。ターボヒ
ータ4は回転軸6を介して互いに連結された排気タービ
ン7とブロワ8からなる。排気通路3内には制御弁Aが
配置され、排気通路3には制御弁A上流の排気通路3と
制御弁A下流の排気通路3とを連通ずるバイパス通路9
が連結される。このバイパス通路9内にはターボヒータ
4の排気タービン7が配置され、排気タービン7はバイ
パス通路9内を流れる排気ガスによって回転駆動せしめ
られる。一方、ターボヒータ4のブロワ8の空気吸込通
路10は排気通路3を包囲するように配置された副吸気
通路11を介してエアクリーナ5に連結され、ブロワ8
の吐出通路12は温風通路13を介して車室14内に連
結される。このターボヒータ4は一般的に使用されてい
る過給用のターボチャージャと比較してかなり小型であ
り、機関アイドリング運転時或いは機関低速運転時に最
も効率よく作動するように設定されている。また、この
ターボヒータ4は過給よりもむしろ空気温度を上昇させ
ることを目的としており、従って一般的な過給用ターボ
チャージャのインペラよりもコンプレッサ効率のよくな
いブロワ8を使用している。
温風通路13内には制御弁Bが配置され、制御弁B上流
の温風通路13は連通路15を介して吸気通路2に連結
される。この連通路15と吸気通路2との連結部には制
御弁Cが配置される。この制御弁Cは第2図において破
線で示すように吸気通路2を遮断しかつ温風通路13を
制御弁C下流の吸気通路2に連通ずる第1の位置と、第
2図において実線で示すように吸気通路2を開通させか
つ温風通路13と吸気通路2の連通を遮断する第2の位
置とのいずれかの位置をとるように制御される。各制御
弁A・B・Cは夫々対応する負圧ダイアフラム装置16
.17.18に連結され、各負圧ダイアフラム装置16
.17.18の負圧室19.′lO,21は夫々大気に
連通可能な電磁切換弁A。、BO,Coを介して負圧タ
ンク22に連結される。電磁切換弁Aoの切換作用によ
って負圧室19が大気に開放されると制御弁Aは閉弁し
、負圧室19が負圧タンク22に接続されると制御弁A
は全開する。同様に電磁切換弁B。の切換作用によって
負圧室20が大気に開放されると制御弁Bは閉弁し、負
圧室20が負圧タンク22に接続されると制御弁Bは全
開する。また、電磁切換弁C8の切換作用によって負圧
室21が大気に開放されると制御弁Cは実線で示す第2
の位置をとり、負圧室21が負圧タンク22に接続され
ると制御弁Cは破線で示す第1の位置をとる。
第2図に示されるように車室14内には機関発熱利用ヒ
ータ23が配置される。この機関発熱利用ヒータ23へ
は機関本体1内の昇温冷却水が冷却水供給導管24を介
して供給され、車室14内に熱を放出して温度低下した
冷却水は冷却水返戻導管25を介して機関本体1に返戻
される。機関本体1には冷却水温を検出するための水温
センサ26が取付けられ、制御弁A上流の排気通路3内
には排圧センサ27が配置される。また、制御弁C下流
の吸気通路2内に吸気圧センサ28が配置される。
第3図に各電磁切換弁A。、 B On COを制御す
るための電子制御ユニット31を示す。第3図を参照す
ると電子制御ユニット31は、ディジタルコンピュータ
からなり、双方向性バス32によって相互に接続された
ROM(リードオンリメモリ)33、RAM (ランダ
ムアクセスメモリ)34、CPU(マイクロプロセッサ
)35、人力ポート36および出力ポート37を具備す
る。人力ポート36にはスタータモータを駆動するため
のスタータスイッチ29が接続され、更に入力ポート3
6には水温センサ26がAD変換器38を介して接続さ
れる。また、入力ポート36には排圧センサ27および
吸気圧センサ28が夫々対応するAD変換器39.40
を介して接続され、更に入力ポート36には機関回転数
を検出する回転数センサ30が接続される。一方、出力
ポート37は対応する駆動回路41,42.43を介し
て各電磁切換弁A o、 B o、 Co に接続され
る。
次に第4図および第5図に示すフローチャートを参照し
つつ本発明による暖房過給制御について説明する。第4
図は機関始動から暖機が完了するまでの間に行なわれる
暖機暖房制御を示しており、第5図は暖機完了後に行な
われる過給制御を示している。従ってまず初めに第4図
に示す暖機暖房制御について説明する。
第4図を参照するとまず初めにステップ50においてス
タータスイッチ29がオンであるか否かが判別される。
スタータスイッチ29がオンであればステップ51に進
んでタイマが作動せしめられる。次いでステップ52で
は各電磁切換弁A。。
Bo、Coに制御信号が送られて制御弁Aおよび制御弁
Bが閉弁せしめられ、制御弁Cが第2図において破線で
示す第1の位置に回動せしめられる。
次いでステップ53ではタイマに基いてスタータスイッ
チ29がオンとなってからの経過時間tが予め定められ
た設定時間t。を越えたか否かが判別され、1<1゜で
あれば再びステップ52に戻る。従って機関始動後一定
時間は制御弁A、Bが閉弁状態に保持され、制御弁C第
1の位置に保持される。
このようにスタータスイッチ29がオンにされると制御
弁Aが閉弁せしめられるので機関から排出された全ての
ガスがバイパス通路9内に送り込まれる。その結果、機
関がスタータモータによって回転せしめられるとただち
にターボヒータ4が回転駆動せしめられる。ターボヒー
タ4が回転を開始するとブロワ8の吐出通路12にはブ
ロワ8によって昇温された高温の空気がただちに排出さ
れる。一方、このとき制御弁Bは閉弁しており、制御弁
Cは第2図において破線で示す第1の位置にあるのでブ
ロワ8から吐出された高温の空気は連通路15および吸
気通路2を介して機関シリンダ内に供給される。このよ
うに機関が回転し始めるとただちに高温の空気が機関シ
リンダ内に供給されるので機関回転数はただちに立上り
、早期に機関の暖機が得られることになる。機関が始動
すると副吸気通路11内の空気は排気ガスによって次第
に加熱され、従って機関シリンダ内に供給される空気の
温度が次第に上昇する。
第4図のステップ53において1.>18であると判別
されるとステップ54に進んで制御弁Aは閉弁状態に保
持され、制御弁Bは開弁せしめられ、制御弁Cが第2図
において実線で示す第2の位置へ回動せしめられる。従
ってこのときブロワ8から吐出された高温の空気は温風
通路13を介して車室14内に送り込まれる。このとき
機関冷却水温はまだ低いので機関発熱利用ヒータ23に
よる暖房作用はほとんど行なわれておらず、従ってこの
ときには温風通路13から車室14内に供給される高温
の空気によって車室14内の暖房が行なわれる。従って
機関始動後の早い時期から車室14内が暖房されること
になる。第4図のステップ55では水温センサ26の出
力が信号から冷却水温Tが予め定められた設定温度T。
よりも高くなったか否かが判別され、”ro>’rであ
ればステップ54に戻る。
次いでT≧Toになるとステップ56に進んで制御弁A
が開弁せしめられ、制御弁Bが閉弁せしめられ、制御弁
Cが第2の位置に保持される。制御弁Aが開弁するとバ
イパス通路9内への排気ガスの供給が停止され、しかも
吐出通路12は制御弁B・Cにより閉塞されるのでター
ボヒータ4は停止することになる。冷却水温Tが設定温
度T。
以上になれば機関発熱利用ヒータ23により車室14内
は十分に暖房されるので上述のように温風通路13から
の高温の空気の供給が停止せしめられる。
次いでステップ57において暖房完了フラグがセットさ
れ、処理サイクルを完了する。
次に第5図に示す過給制御について説明する。
なお、第5図に示すルーチンは一定時間毎に割込みによ
って行なわれる。
第゛5図を参照するとまず初めにステップ60において
暖機完了フラグがセットされているか否が、即ちターボ
ヒータ4による車室14の暖房が完了したか否かが判別
される。暖機完了フラグがセットされている場合にはス
テップ61に進んで制御弁Aが閉弁しているか否かが判
別される。制御弁Aが開弁じている場合にはステップ6
2に進んで例えば排圧センサ27により検出された排圧
Pが予め定められた一定値Bよりも低いか否かが判別さ
れる。PCBの場合には処理ルーチンを完了し、従って
このときには制御弁Aは開弁状態に保持される。一方、
P<Bの場合にはステップ63に進んで制御弁へが閉弁
され、制御弁Cが第2図において破線で示す第1の位置
に回動せしめられる。
なお、制御弁Bは閉弁し続ける。従ってこのときにはタ
ーボヒータ4が回転駆動せしめられ、ブロワ8から吐出
された高温の加圧空気が機関シリンダ内に送り込まれる
。一方、制御弁Aが開弁せしめられるとステップ61か
らステップ64に進んで排圧Pが予め定められた一定値
A (A>B)よりも高いか否かが判別される。PfA
であれば制御弁Aは閉弁され続け、従ってブロワ8から
吐出された高温の加圧空気が機関シリンダ内に供給され
続ける。一方、P>Aになると、即ち排圧Pが高くなる
とステップ65に進んで制御弁Aが開弁せしめられ、制
御弁Cが第2図において実線で示す第2の位置に回動せ
しめられる。従ってこのときにはターボヒータ4が停止
せしめられ、機関シリンダ内に高温の加圧空気が供給さ
れるのが停止される。
このように本発明では排圧Pが一定値B以下になると機
関シリンダ内に高温の加圧空気が供給され、排圧Pが一
定値A以上になると機関シリンダ内への高温の加圧空気
の供給が停止される。云いかえると排圧が低いときのみ
機関シリンダ内に高温の加圧空気が供給される。このよ
うに暖機完了後には排圧が低いとき、例えば機関低速運
転時や車両発進時に機関シリンダ内に高温の加圧空気が
供給されるので噴射燃料の霧化蒸発が促進され、着火お
くれのない良好な燃焼が行なわれるために出力トルクが
向上し、しかも燃焼騒音が低減せしめられる。
一方、排圧が高くなったときに制御弁Aを閉弁しておく
と排気通路3が絞られた形となるために益々排圧が高く
なって燃料消費率が悪化し、しかもターボヒータ4が能
力限界を越えるためにターボヒータ4が破損する危険性
がある。そこで本発明ではターボヒータ4が能力の限界
を越える前に制御弁Aを開弁じてターボヒータ4が破損
するのを防止し、同時に燃料消費率が悪化するのを阻止
するようにしている。
なお、ターボヒータ4が能力限界にあるか否かを判断で
きる他のパラメータとしては吸気通路2内の圧力上昇、
および機関回転数がある。従って第5図に示す過給制御
は吸気通路2内の圧力、又は機関回転数に基いて行なう
こともできる。第5図に示す過給制御を吸気通路2内の
圧力に基いて行なう場合にはステップ62.64におい
て吸気圧センサ28により検出された圧力PをA、Bと
比較すればよく、また第5図に示す過給制御を機関回転
数に基いて行なう場合にはステップ62.64において
回転数センサ30により検出された機関回転数PをA、
Bと比較すればよい。
また、制御弁Aを全開したときにバイパス通路9内を排
気ガスが流れ続けるとターボヒータ4の回転が停止せず
、ターボヒータ4の耐久性に悪影響を与える。そこで第
2図に示す実施例では制御弁A周りの排気通路3の断面
積S。を制御弁Aの上流の排気マニホルド集合部の断面
S1よりも大きく、或いは等しくしている。こうするこ
とによって制御弁Aの全開時に制御弁A周りが絞り部と
ならず、従って制御弁Aの上流と下流とで圧力差を生じ
ないために排気ガスがバイパス通路9内に流入するのを
阻止することができる。また、バイパス通路9の出口開
口9bを制御弁Aから下流側に遠く離すと排気通路3内
の圧力降下によってバイパス通路90人口開口9aと出
ロ開ロ9b間で圧力差を生じ、斯くしてバイパス通路4
内を排気ガスが流れることになる。従って制御弁Aが全
開したときに排気ガスが直ちにバイパス通路9内を流れ
ないようにするにはバイパス通路4の人口開口9aと出
口開口9bとをできるだけ制御弁Aの近傍に位置せしめ
ることが好ましい。
〔発明の効果〕
暖機運転中に車室内を良好に暖房しつつ暖機完了後の機
関低速運転時或いは車両発進時に高温の加圧空気を機関
シリンダ内に供給することによって機関の出力トルクを
向上することができ、しかも着火遅れが短かくなるので
燃焼騒音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は発明の構成図、第2図は暖房過給装置の全体図
、第3図は電子制御ユニットのブロック回路図、第4図
は暖機暖房制御を実行するためのフローチャート、第5
図は過給制御を実行するためのフローチャートである。 2・・・吸気通路、     3・・・排気通路、4・
・・ターボヒータ、   7・・・排気タービン、訃・
・ブロワ、     9・・・バイパス通路、10・・
・空気吸込通路、 12・・・吐出通路、13・・・温
風通路、   14・・・車室、15・・・連通路、 23・・・機関発熱利用ヒータ、 26・・・水温センサ、   27・・・排圧センサ、
28・・・吸気圧センサ、 A、B、C・・・制御弁。 第1図 8・・・ブ。ワ       A・・・制御弁第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  排気タービンおよび空気昇温用ブロワからなるターボ
    ヒータと、排気タービンへの排気ガスの流入を制御する
    制御弁と、車室内に温風を送り込むための温風路と、ブ
    ロワの吐出側を該温風通路又は機関吸気通路に選択的に
    連結する切換手段と、機関暖機が完了したか否かを判断
    する暖機完了判断手段と、ターボヒータが作動限界とな
    る機関運転状態であるか否かを判断する運転状態判断手
    段と、上記暖機完了判断手段および運転状態判断手段の
    判断結果に基いて暖機完了前には排気タービンへ排気ガ
    スを流入させる位置に上記制御弁を位置せしめると共に
    上記切換手段によりブロワの吐出側を温風通路に連結し
    暖機完了後であってターボヒータが作動限界に達しない
    機関運転状態のときには排気タービンへ排気ガスを流入
    させる位置に上記制御弁を位置せしめると共に上記切換
    手段によりブロワの吐出側を機関吸気通路に連結し暖機
    完了後であってターボヒータが作動限界を越える機関運
    転状態のときには排気タービンへの排気ガスの流入を停
    止する位置に上記制御弁を位置せしめる制御手段とを具
    備した車両用暖房過給制御装置。
JP63031732A 1988-02-08 1988-02-16 車両用暖房過給制御装置 Pending JPH01208217A (ja)

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JP63031732A JPH01208217A (ja) 1988-02-16 1988-02-16 車両用暖房過給制御装置
US07/299,417 US4925091A (en) 1988-02-08 1989-01-23 Vehicle engine warming and passenger compartment heating device

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JP63031732A JPH01208217A (ja) 1988-02-16 1988-02-16 車両用暖房過給制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0540065U (ja) * 1991-07-31 1993-05-28 學 舩田 自動車のバツクミラー装置

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JPH0540065U (ja) * 1991-07-31 1993-05-28 學 舩田 自動車のバツクミラー装置

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