JPH0810663Y2 - 内燃機関の暖機装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は内燃機関の暖機装置に係かり、詳しくはア
イドルアップ機能と暖機を促進するための排気絞り機能
とを備え、暖機中のアイドリング時にアイドルアップ及
び排気絞りを行うようにした内燃機関の暖機装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、暖機の開始に際して、まず先にアイドルアップ
機構（例えば燃料噴射ポンプ等）を作動させて供給燃料
の増量を図った後に、排気絞り弁機構（例えば排気リタ
ーダ）を作動させて排気絞りを行い暖機を促進するよう
にした暖機装置が提案されている（実開昭59−190951号
公報）。これは、車両走行中に暖機装置が働いた時、燃
料増量よりも排気絞りが先に行われ、エンジン回転数が
急激に落ち込んで、運転者にショックを与える事を防止
するための装置である。

一方、前記とは反対に暖機の解除に際して、即ちアイ
ドルアップと排気絞りの解除に際して、特殊な解除条件
（例えば、実開昭55−165834号公報で示すようにエンジ
ンを通常のアイドリング状態に復帰させるのではなく、
アクセルペダルの操作量に相対してエンジン回転数を上
げて車両を直ちに発進させるような場合）を除いて、例
えば暖機の解除のタイミングは車速と冷却水温とがそれ
ぞれ予め定められた値になった時点に設定され、同解除
タイミングによってエンジンを通常のアイドリング状態
に戻すと同時に排気リターダ等を開いて排気圧を下げる
ようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の暖機装置では、排気絞り弁機構
において、例えばその機構を構成する排気リターダの公
差又は劣化等の原因によって、排気絞りの解除に動作遅
れが生じるといったことが問題になっている。

このため、暖機の解除が行われる際に、排気絞りの解
除動作に遅れが生じることによって、排気絞りの解除よ
りも先にアイドルアップの解除が行われた場合には、即
ち排気リターダが未だ閉じているのにアイドルアップが
解除されてエンジンへの供給燃料が減少し、その回転数
が大幅に低下して通常のアイドリング状態になった場合
には、エンジンが排気負荷によってエンストを起こすと
いう虞があった。特に、実開昭59−190951号公報に開示
されたものでは、排気絞り弁の開閉が共に遅くなるの
で、この問題が顕著である。

この考案は前述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、暖機の解除に際して、排気リターダ等
の排気絞り弁機構に公差又は劣化等によって動作遅れが
生じても、排気絞りの解除前にアイドルアップが解除さ
れてエンスト等が起きるということを確実に防止し得る
内燃機関の暖機装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この考案は第１図に示
すように、内燃機関M1の排気管路M2途中に設けた排気絞
り弁機構M3と、内燃機関M1への供給燃料を増量してアイ
ドルアップを図るアイドルアップ機構M4と、排気絞り弁
機構M3の作動を解除させると共に、アイドルアップ機構
M4の作動を解除させる作動解除手段M5とを備え、内燃機
関M1の暖機中に排気絞り弁機構M3を作動させると共にア
イドルアップ機構M4を作動させてアイドルアップを行う
内燃機関M1の暖機装置において、内燃機関M1の暖機を解
除して通常のアイドリングへ戻すために作動解除手段M5
を駆動させた時に、排気絞り弁機構M3の作動解除の完了
を検知し、その検知に基いてアイドルアップ機構M4の作
動解除を開始させる検知手段M6を設けている。

［作用］ 従って、この考案の内燃機関の暖機装置は、第１図に
示すように、内燃機関M1の暖機を解除して通常のアイド
リングへ戻すために、作動解除手段M5によって排気絞り
弁機構M3の解除動作が直ちに行われる。そして、検知手
段M6は排気絞り弁機構M3の作動解除の完了を検知し、そ
の検知に基いてアイドルアップ機構M4の作動解除を開始
させる。

即ち、排気絞り弁機構M3の作動解除によって排気管路
M2の排気流通が許容されて内燃機関M1の排気負荷が確実
に低下するまで、アイドルアップが保持される。

［実施例］ 以下、この考案を排気ブレーキ（排気リターダ）を装
備したディーゼルエンジン車に具体化した一実施例を図
面に基いて詳細に説明する。

第２図はこの実施例における暖機装置の電気的構成を
示すブロック図である。この暖機装置は概略的には、図
示しないエンジンの排気管路途中に設けた排気絞り弁機
構を構成するリターダソレノイド１と、エンジンへの供
給燃料を増量してアイドルアップを図るアイドルアップ
機構を構成するアイドルアップ用バキュームスイッチン
グバルブソレノイド（以下単に「VSVソレノイド」とい
う）２と、各種スイッチ及びセンサからの信号に基いて
前記各ソレノイド1,2を作動させると共にその作動を解
除させる作動解除手段を構成する駆動回路３とを備えて
いる。

ここで、リターダソレノイド１は排気管路41の途中に
設けた排気絞り弁42を開閉させるために図示しないVSV
に内蔵されたものである。そして、その排気絞り弁42、
リターダソレノイド１を含むVSV、同VSVの作動に基いて
伸縮されるロッド43を備えたダイヤフラムアクチュエー
タ44、そのロッド43の伸縮に連動して排気絞り弁42を閉
開させるリンク45等により排気絞り弁機構としての周知
の排気リターダが構成されている。

従って、そのリターダソレノイド１が通電されること
により、前記VSVが作動してダイヤフラムアクチュエー
タ44に負圧が供給され、そのロッド43が収縮される。こ
れによって、リンク45を介して排気絞り弁42が閉じら
れ、排気管路41における排気ガスの流れが制限されてエ
ンジンの排気負荷が増大され、エンジンの暖機が促進さ
れると共に、エンジンブレーキがかけられる。一方、リ
ターダソレノイド１が無通電状態となることにより、前
記VSVが作動して大気圧がダイヤフラムアクチュエータ4
4に供給され、そのロッド43が伸長される。これによっ
て、リンク45を介して排気絞り弁42が開かれ、排気管路
41における排気ガスの流れが許容されてエンジンの排気
負荷が低減される。

又、VSVソレノイド２は、第３図に示すようにエンジ
ンへの供給燃料を増大させるべく、燃料噴射ポンプ４か
らの噴射量を調節するために作動されるVSV5に内蔵され
たものである。そして、そのVSVソレノイド２を含むVSV
5、同VSV5の作動に基いて伸縮されるロッド６を備えた
ダイヤフラムアクチュエータ７、燃料噴射ポンプ４に設
けられたスロットル（図示しないアクセルペダルに連動
している）８、そのスロットル８を前記ロッド６の伸縮
によって回動させる作動プレート９等によりアイドルア
ップ機構が構成されている。

従って、VSV5に内蔵されたVSVソレノイド２が通電さ
れることにより、VSV5が作動して図示しないバキューム
ポンプからの負圧がダイヤフラムアクチュエータ７に供
給され、そのロッド６が収縮される。これによって、ロ
ッド６の先端が作動プレート９に係合して同プレート９
が回動される。作動プレート９が回動されると、その先
端に取着されたボルト10がスロットル８を回動させて燃
料噴射ポンプ４からの噴射量が増量される。即ち、エン
ジンのアイドルアップが開始される時には、前記バキュ
ームポンプからの負圧がダイヤフラムアクチュエータ７
に直ちに導入されて、噴射量が迅速に増量される。一
方、VSVソレノイド２を無通電状態にすることにより、V
SV5が作動して大気開放側から大気圧がダイヤフラムア
クチュエータ７に供給され、そのロッド６が伸長され
る。これによって、ロッド６が作動プレート９から離れ
てそのボルト10を介してスロットル８が回動復帰され、
燃料噴射ポンプ４からの噴射量が減量されてアイドルア
ップが解除される。つまり、通常のアイドリング状態へ
戻される。

次に、各種スイッチ及びセンサ等について説明する
と、第２図に示すように車載バッテリ11のプラス端子側
には、キースイッチ12がヒューズ13を介して接続されて
いる。このキースイッチ12はスタート位置端子12a、運
転位置端子12b及びオフ位置端子12cの３つの位置に切換
え可能になっている。又、キースイッチ12のスタート位
置端子12aは駆動回路３の入力端子14Aに接続されてい
る。

スタータリレー15は図示しないエンジンスタータを作
動させるためのリレーであって、その一端がキースイッ
チ12のスタート位置端子12aに接続され、他端が車載バ
ッテリ11のマイナス端子側に接続されている。

アクセルスイッチ16は図示しないアクセルペダルが踏
まれた状態でオフし、アクセルペダルが踏まれていない
状態でオンするスイッチである。ニュートラルスイッチ
17は図示しない変速機がニュートラル状態のときにオン
し、ニュートラル状態でないときにオフするスイッチで
ある。リターダメインスイッチ18は排気絞りを行うとき
にオン操作され、排気絞りを行わないときにオフ操作さ
れるスイッチである。

そして、これら各スイッチ16〜18の一端はヒューズ19
を介してキースイッチ12の運転位置端子12b及びスター
ト位置端子12aにそれぞれ接続されている。又、アクセ
ルスイッチ16及びニュートラルスイッチ17の他端は駆動
回路３の入力端子14B,14Cにそれぞれ接続され、リター
ダメインスイッチ18の他端は、そのオン操作を表示する
ためのメインインジケータ20を介して車載バッテリ11の
マイナス端子側に接続されている。

MAXウォームスイッチ21は、エンジン熱を利用した図
示しない車内暖房用ヒータの温度設定スイッチに連動す
るスイッチであり、その設定温度スイッチによる設定温
度がMAXウォームのときにオンし、MAXウォーム以外のと
きにオフするようになっている。このMAXウォームスイ
ッチ21の一端はヒューズ22を介してキースイッチ12の運
転位置端子12bに接続され、他端は駆動回路３の入力端
子14Dに接続されている。

又、ヒータスイッチ23は同じく車内暖房用のヒータを
オン・オフさせるためのスイッチであり、その一端がヒ
ータリレー24を介してヒューズ22に接続されている。ま
た、同ヒータスイッチ23の他端は車載バッテリ11のマイ
ナス端子側に接続されている。更に、そのヒータスイッ
チ23とヒータリレー24との間が駆動回路３の入力端子14
Eに接続さている。

クラッチスイッチ25は図示しないクラッチペダルが踏
まれている状態でオフし、クラッチペダルが踏まれてい
ない状態でオンするスイッチであり、その一端はリター
ダメインスイッチ18とメインインジケータ20との間に接
続され、他端は駆動回路３の入力端子14Fに接続されて
いる。又、車速センサ26は図示しないスピードメータケ
ーブルによって回転される磁石に近接して配置されたリ
ードスイッチからなり、車両が所定距離走行する毎にオ
ン・オフされる信号、即ち車速に比例した周期のオン・
オフ信号を出力する。この車速センサ26の一端は車載バ
ッテリ11のマイナス端子側に接続され、他端は駆動回路
３の入力端子14Gに接続されている。

更に、検知手段としてのリミットスイッチ38は排気絞
り弁42の開閉に連動して回動されるリンク45に係脱可能
に設けられ、排気絞り弁42が開かれた状態、即ち排気絞
りが解除された状態でオンし、それ以外の状態でオフす
る。このリミットスイッチ38は駆動回路３の入力端子14
Hに接続されている。

次に、駆動回路３の構成について説明する。車速検出
回路27は車速センサ26からの信号を入力する回路であ
り、その電源端子の一端は電源端子28A、ヒューズ19、
キースイッチ12及びヒューズ13を介して車載バッテリ11
のプラス端子側に接続され、他端は電源端子28Bを介し
て車載バッテリ11のマイナス端子側に接続されている。
この車速検出回路27は所定のヒステリシスを持った回路
であり、車速センサ26からの信号に基いて車速が上昇す
る場合には、例えば時速15kmを境に論理値「０（ロ
ウ）」が論理値「１（ハイ）」となる信号を出力し、車
速が下降する場合には、例えば時速10kmを境に論理値
「１」が論理値「０」となる信号を出力する。

第１のアンド回路29は車速検出回路27からの出力信号
と、クラッチスイッチ25のオン・オフ信号と、ノット回
路30を介して入力されるニュートラルスイッチ17のオン
・オフ信号と、アクセルスイッチ16のオン・オフ信号と
をそれぞれ入力する。

又、第２のアンド回路31はノット回路32を介して入力
されるヒータスイッチ23のオン・オフ信号と、MAXウォ
ームスイッチ21のオン・オフ信号と、遅延回路33を介し
て入力されるニュートラルスイッチ17のオン・オフ信号
と、ノット回路34を介して入力されるキースイッチ12の
スタート位置端子12aのオン・オフ信号とをそれぞれ入
力する。

第３のアンド回路35は第２のアンド回路31の出力信号
と、アクセルスイッチ16からの信号を入力し、その出力
信号を第１のオア回路36へ出力する。

第１のオア回路36は第３のアンド回路35及び第１のア
ンド回路29の各出力信号を入力し、その出力信号を出力
端子37Aを介してリターダソレノイド１に出力する。

又、第２のオア回路39は第２のアンド回路31の出力信
号と、ノット回路40を介して入力されるリミットスイッ
チ38からの出力信号をそれぞれ入力し、その出力信号を
出力端子37Bを介してVSVソレノイド２に出力する。

次に、上記のように構成した内燃機関の暖機装置の作
用について説明する。

今、停車中の車両において、暖機を促進するために排
気リターダを作動させて排気絞り弁42を閉じて排気絞り
を行いながら車内暖房用ヒータを作動させると共に、車
内の急速暖房を行うべくエンジンのアイドルアップを行
っている状態では、キースイッチ12が運転位置端子12b
に切換えられており、アクセルスイッチ16、MAXウォー
ムスイッチ21、ニュートラルスイッチ17、リターダメイ
ンスイッチ18、クラッチスイッチ25及びヒータスイッチ
23がそれぞれオン状態となっており、リミットスイッチ
38はオフ状態となっており、更には車速センサ26はオン
・オフされず、車速に比例する信号が出力されていな
い。

従って、この状態では、車速検出回路27からの信号、
同じくクラッチスイッチ25からの信号、及びニュートラ
ルスイッチ17からノット回路30を介して入力される信号
はそれぞれ論理値「０」となり、アクセルスイッチ16か
らの信号は論理値「１」となり、第１のアンド回路29の
出力は論理値「０」となっている。

又、ノット回路32を介して入力されるヒータスイッチ
23からの信号、MAXウォームスイッチ21からの信号、遅
延回路33を介して入力されるニュートラルスイッチ17か
らの信号、ノット回路34を介して入力されるキースイッ
チ12からの信号はそれぞれ論理値「１」となり、第２の
アンド回路31の出力は論理値「１」となっている。

よって、第２のオア回路39の出力は理論値「１」とな
り、出力端子37Bを介してVSVソレノイド２が通電状態と
なっている。この時、第２図に実線で示すように、排気
絞り弁42が閉じられて排気絞りが行われた状態となって
いるため、ノット回路40を介して第２のオア回路39に入
力されるリミットスイッチ38からの信号は理論値「１」
となっている。

一方、第３のアンド回路35は第２のアンド回路31の論
理値「１」の出力信号と、アクセルスイッチ16の論理値
「１」の信号とに基いて次段のオア回路36に論理値
「１」の出力信号を出力している。その結果、オア回路
36は第１のアンド回路29の出力論理値が「０」であって
も、第３のアンド回路35の論理値「１」の出力に基いて
リターダソレノイド１を通電状態にしている。つまり、
第３図に示すVSV5及びダイヤフラムアクチュエータ７等
を介して燃料噴射ポンプ４からの噴射量が増大されてア
イドルアップが行われた状態となっている。

そして、この状態で、暖機運転条件の一つを解除する
と、即ち例えば車内の暖房が充分に行われたとして、運
転者が暖房を停止するためにヒータスイッチ23をオフ操
作すると、ノット回路32を介して第２のアンド回路31に
入力される信号の論理値が「１」から「０」となり、第
２のアンド回路31の出力論理値は「１」から「０」とな
る。従って、第２のオア回路39への出力論理値が「０」
になると同時に、第３のアンド回路35への出力論理値が
「０」となる。

その結果、第１のオア回路36の出力論理値は直ちに
「０」となり、第４図に時間t1にて示すようにリターダ
ソレノイド１が直ちに無通電状態となる。

一方、第２のオア回路39は、ノット回路40を介して入
力されるリミットスイッチ38からの信号の論理値が
「１」のままであるので、この時点（時間t1）ではVSV
ソレノイド２が通電状態を保持している。

そして、リターダソレノイド１が無通電状態となっ
て、VSVを介してダイヤフラムアクチュエータ44のロッ
ド43が伸長して排気絞り弁42が開放されると、そのロッ
ド43に連動するリンク45がリミットスイッチ38に係合
し、同スイッチ38がオンされる。このため、ノット回路
40介して第２のオア回路39に入力される信号の論理値が
「０」となり、同回路39の出力論理値が「０」となって
VSVソレノイド２が無通電状態となる。即ち、第４図に
示すようにリターダソレノイド１が無通電状態になった
時間t1の後、排気絞り弁42が閉じられた状態から開かれ
た状態になるまでの所定時間Ｔだけ経過した時間t2にお
いてVSVソレノイド２が無通電状態となる。この結果、V
SV5及びダイヤフラムアクチュエータ７等を介して燃料
噴射ポンプ４からの噴射量が減量されてアイドルアップ
の解除が行われる。

つまり、排気リターダの作動が解除されて排気絞り弁
42が開かれるまでの間は、アイドルアップの状態が保持
され、排気絞り弁42が確実に開かれて排気絞りが確実に
解除された後に、直ちにアイドルアップの解除が行われ
る。

従って、例えば排気リターダを構成するダイヤフラム
アクチュエータ44等の公差や劣化等の原因によって排気
絞り弁42の開閉動作に若干の遅れが生じるような場合で
も、排気リターダの作動解除後、即ち排気絞り弁42が確
実に開かれた後にアイドルアップの解除が行われて通常
のアイドリング状態へ戻され、エンジンの暖機解除が行
われる。つまり、排気管路41の排気流通が許容されてエ
ンジンの排気負荷が低下した後に、アイドルアップが解
除される。このため、排気リターダの排気絞り弁42が閉
じたままでアイドルアップが解除されてエンジンにかか
る排気負荷が増大するということを防止することがで
き、エンストを起こすことなくエンジンを円滑に通常の
アイドリング状態へ戻すことができる。

又、前記の場合には運転者がヒータスイッチ23をオフ
操作した場合に暖機の解除が行われることについて説明
したが、MAXウォームスイッチ21がオフ状態となった場
合にも、暖機の解除を同様に行うことができる。

尚、この考案は前記実施例に限定されるものではな
く、考案の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を
適宜に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、排気絞り弁42の開閉に連動して
オン・オフされるリミットスイッチ38を検出手段とした
が、これに限られるものではなく、排気絞り弁42の開閉
量を検知するセンサや、排気管路41の圧力を検知するセ
ンサ等を検知手段としてもよい。

（２）前記実施例では、エンジンの暖機解除をヒータス
イッチ23のオフ操作や、MAXウォームスイッチ21がオフ
状態となったときに行うように構成したが、暖機解除の
タイミングをエンジンの冷却水温等が予め定められた値
になった時点に設定し、その暖機解除のタイミングが到
来したときに、排気絞りを解除して排気負荷を下げるよ
うにすると共に、それに遅れてアイドルアップの状態か
ら通常のアイドリング状態に戻すように構成してもよ
い。

（３）前記実施例では、走行中に使用する排気ブレーキ
としての排気リターダを装備したディーゼルエンジン車
において、その排気リターダを暖機促進にも利用するよ
うに具体化したが、排気ブレーキとは別に暖機の際のみ
に使用する専用の排気絞り弁機構を設けたディーゼルエ
ンジンに具体化してもよい。

（４）前記実施例では、暖機装置をディーゼルエンジン
車に具体化したが、ディーゼルエンジン以外の内燃機関
を備えた車両に具体化してもよい。

［考案の効果］ 以上詳述したようにこの考案の内燃機関の暖機装置に
よれば、排気リターダ等の排気絞り弁機構の作動解除の
完了を検知し、その検知に基いてアイドルアップ機構の
作動解除を開始させる検知手段を設けたので、暖機の解
除に際して、排気絞り弁機構に公差又は劣化等によって
動作遅れが生じても、排気絞りの解除前にアイドルアッ
プが解除されてエンスト等が起きるということを確実に
防止することができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の内燃機関の暖機装置の基本的構成を
示す基本構成図、第２図はこの考案を具体化した一実施
例における暖機装置の電気的構成を示すブロック図、第
３図はアイドルアップ機構の構成を示す図、第４図はリ
ターダソレノイドの通電解除とVSVソレノイドの通電解
除のタイミングのずれを説明するタイムチャートであ
る。 図中、M1は内燃機関、M2は排気管路、M3は排気絞り弁機
構、M4はアイドルアップ機構、M5は作動解除手段、M6は
検知手段、１はリターダソレノイド、42は排気絞り弁、
44はダイヤフラムアクチュエータ、45はリンク（1,42,4
4,45等は排気絞り弁機構を構成している）、41は排気管
路、３は作動解除手段としての駆動回路、２はVSVソレ
ノイド、４は燃料噴射ポンプ、５はVSV、６はロッド、
７はダイヤフラムアクチュエータ、８はスロットル、９
は作動プレート、10はボルト（2,4〜10はアイドルアッ
プ機構を構成している）、38は検知手段としてのリミッ
トスイッチである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気管路途中に設けた排気絞り
   弁機構と、 前記内燃機関への供給燃料を増量してアイドルアップを
   図るアイドルアップ機構と、 前記排気絞り弁機構の作動を解除させると共に、前記ア
   イドルアップ機構の作動を解除させる作動解除手段と を備え、前記内燃機関の暖機中に前記排気絞り弁機構を
   作動させると共に前記アイドルアップ機構を作動させて
   アイドルアップを行う内燃機関の暖機装置において、 前記内燃機関の暖機を解除して通常のアイドリングへ戻
   すために前記作動解除手段を駆動させた時に、前記排気
   絞り弁機構の作動解除の完了を検知し、その検知に基い
   て前記アイドルアップ機構の作動解除を開始させる検知
   手段を設けたことを特徴とする内燃機関の暖機装置。