JPH1193706A - 車両用の暖気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖気性能と走行フィーリングを良くし、取付
けスペースの問題を解消し、構造上作動ヒステリシス及
び経時劣化をなくし、低コストにする。 【解決手段】 暖気バルブ２０の排気圧を直接感知する
圧力センサ３４をアクチュエータ２４のハウジング３０
の一部であるブラケット部分３３に設け、圧力センサ３
４で感知した結果を受けてコントローラから出力される
信号に基づいてアクチュエータ２４の動作を制御し弁体
３の開度の調整を行い、圧力センサ３４に冷却用フィン
３５を設け、該冷却用フィンの周囲を通じてアクチュエ
ータ２４の大気室に対してエアを流通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のエンジ
ンから排出される排気ガスの排出流路を閉塞させて暖気
を促進するための車両用の暖気装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の暖気装置の一例を示す断面
図である。この暖気装置は、図示しないエンジンの排気
管の途中に排気ブレーキバルブとしての機能を兼ねた暖
気バルブ１が設けられ、暖気バルブ１の弁軸２にバタフ
ライ形の弁体３を取付けてあり、アクチュエータ４に対
する流体圧の給排を電磁切換弁の励磁・消磁によって行
い、これによりアクチュエータ４の出力ロッド５を出入
動作させ、出力ロッド５の先端に連結したクレビス６
と、弁軸２の外端に取付けたレバー７とを介して弁体３
を開閉させる。

【０００３】アクチュエータ４は、出力ロッド５の上端
に摺動自在に配置されたリテーナ８を有し、開弁時に出
力ロッド５が図６に示す開弁位置と、出力ロッド５が移
動してリテーナ８のフランジ８ａがハウジング１０の内
面に当たる半閉弁位置と、出力ロッド５自体の頭部５ａ
がハウジング１０の内面に当たる閉弁位置との３位置を
とることが可能である。

【０００４】図７は従来の別の暖気装置を示す断面図で
ある。この暖気装置は、アクチュエータ４の出力ロッド
５を有し、図５に示す弁体３と同様の弁体が固定されて
いる弁軸２と該弁軸２に固定したレバー７とを連結する
リンク機構１１を備え、閉弁時に弁体３の上流側から下
流側へ排気ガスの一部を逃がすリリーフ式である。リン
ク機構１１は、出力ロッド５の先端にピン接合したクレ
ビス６と、弁軸２が相対的に回動自在な状態で貫通する
プレート１２とを備え、クレビス６の自由端側を、プレ
ート１２に設けたピン１３が相対的に回動自在な状態で
貫通している。また、プレート１２には支持ピン１４が
設けられ、この支持ピン１４にジョイント部材１５が係
着され、ジョイント部材１５と、レバー７に固着された
スプリングガイド１６との間に圧縮スプリング１７が設
けられ、暖気時には圧縮スプリング１７の付勢力がプリ
セット力として弁体を閉じる方向に作用し、排圧とのバ
ランスによる機械式調整によって弁体の開度を調整する
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の暖気
装置の場合、暖気時の調整が閉弁と半閉弁との２段階だ
けであるため、走行フィーリングには限界があり、その
ために、エンジンにノッキングが生じるおそれもあり、
走行フィーリングに影響するという問題点があった。ま
た、図７に示す暖気装置では、圧縮スプリング等の取付
けスペース確保の困難性やコスト高の問題と、構造上作
動ヒステリシスがあるのみならず、経時劣化及び性能劣
化があるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の欠点にかんがみなさ
れたものであって、その目的は、暖気性能及び走行フィ
ーリングが良く、取付けスペースの問題を解消し、構造
上作動ヒステリシス、経時劣化及び性能劣化がなく、低
コストで車両用の暖気装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンから排出される排気ガスの排出
流路中に配置した弁体を有する暖気バルブと、流体圧の
給排により前記弁体を開閉するアクチュエータとを備
え、前記弁体を閉じて前記排気流路を閉塞させエンジン
に負荷を与えた状態で暖気を促進する車両用の暖気装置
において、前記アクチュエータのハウジングには前記暖
気バルブの排気圧を直接感知する圧力センサを設け、該
圧力センサで感知した排気圧を受けてコントローラが演
算した結果に基づいて前記アクチュエータの動作を制御
し前記弁体の開度の調整を行うことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態に係る車両用の暖気装置の要部を破断して示した
正面図である。この車両用の暖気装置は、暖気バルブ２
０と、該暖気バルブ２０の弁軸２に固定されている弁体
３の開閉操作用アクチュエータ２４（図４参照）と、該
アクチュエータ２４に対し負圧力を給排する動作を行う
切換弁ＭＧＶと（図３参照）、切換弁ＭＧＶの動作を制
御するコントローラＥＣＵ等を備えている。

【０００９】また、暖気装置は、エンジンから排出され
る排気ガスＧ（図２参照）の排出流路中に暖気用の弁体
３を配置し、アクチュエータ２４の出力ロッド２５（図
４参照）を出入動作させて弁体３を開閉させ、暖気時に
弁体３を閉じて排出流路を閉塞させエンジンに負荷を与
えた状態で暖気を促進するためのものである。

【００１０】そして、暖気装置は、暖気バルブ２０の排
気圧を直接感知する圧力センサ３４をアクチュエータ２
４のハウジング３０の一部であるブラケット部分３３に
設け、該圧力センサ３４で感知した排気圧を受けてコン
トローラＥＣＵが演算した結果に基づいてアクチュエー
タ２４の動作を制御し弁体３の開度の調整を行い、冷却
用フィン３５の周囲を通じて、アクチュエータ２４の大
気室４８（図４参照）に対してエアを流通させ、圧力セ
ンサ３４を熱害に対し保護するようになっている。

【００１１】暖気バルブ２０は、回動自在な弁軸２と、
該弁軸２に固定された弁体３とを備え、弁軸２に取付け
られたレバー７をアクチュエータ２４の出力ロッド２５
の出入り動作で回動させることによって弁体３が開閉さ
れる。弁軸２を支持するバルブケーシング２１は、中心
の筒体２２と、該筒体２２の直径の延長線に沿って突出
した軸受筒部２３，２３とを一体に有し、筒体２２の内
周には円形の弁体３の外周面の移動による軌跡に対応す
る凹球面２２ａが形成されている。

【００１２】また、バルブケーシング２１は、弁軸２か
ら最も離れた位置における筒体２２の一部を外側へ膨出
させて形成した厚肉部２６を有し、この厚肉部２６の内
面の一部を削除した切れ込み２７が設けられている。こ
の切れ込み２７は、閉じる時に排気ガスＧの下流側から
上流側へ移動して全閉状態となる弁体３に対し、下流側
に位置する弁体３の部分にのみあり、筒体２２の端面に
近づくにしたがって深さが深くなり、ほぼ垂直な姿勢の
全閉状態の弁体３の位置に無く、弁体３の傾斜角度が大
きくなるにしたがって、排気ガスＧの通過断面積が大き
くなるように傾斜底面２７ａが形成されている。この傾
斜底面２７ａの傾斜角度は、緩急変更することによっ
て、暖気バルブ２０のバルブ特性を調整可能とするもの
である。

【００１３】さらに、バルブケーシング２１は、長い方
の軸受筒部２３の両側にこれと平行な取付筒部３７及び
結合筒部３８と、これらの筒部に対し垂直方向に突出し
た結合筒部３９とを有し、各結合筒部３８，３９の中心
にねじ穴３８ａ，３９ａを備え、取付筒部３７の中心に
挿入孔３７ａが開けられ、この挿入孔３７ａに連通し筒
体２２の内面に開口する連通孔４０が開けられており、
各結合筒部３８，３９のねじ穴３８ａ，３９ａに螺合す
るボルト２８を用いてアクチュエータ２４が組付けられ
ている。

【００１４】アクチュエータ２４は、図４に示すよう
に、ハウジング３０内のダイアフラム４１と、リターン
スプリング４４とを備え、ダイアフラム４１に出力ロッ
ド２５が連結されており、図３に示す切換弁ＭＧＶ及び
管路４５を介してバキュームポンプ等の負圧源４６がハ
ウジング３０内の負圧室４７に連通可能に接続されてい
る。

【００１５】出力ロッド２５は、ブラケット部分３３内
へ突出した先端部５０がピン５４をもってレバー７にピ
ン接合されており、ブラケット部分３３に突設されたス
トッパ５７にレバー７の端部７ａが当たることによって
開弁時の動きが規制され、ブラケット部分３３に螺着さ
れたストッパボルト５８にレバー７の端部７ａが当たる
ことによって、閉弁時の動きが規制されている。

【００１６】ハウジング３０は、図４に示すように、第
１のシェル３１と、第２のシェル３２とを組み合わせて
なり、第１のシェル３１の内面によってリターンスプリ
ング４４の一端を受け、ダイアフラム４１と第１のシェ
ル３１とによって内部に負圧室４７を形成している。第
２のシェル３２は、内面に一体形成した仕切壁５１とダ
イアフラム４１とによって大気室４８を形成し、外周に
複数の冷却用フィン５３を有する。

【００１７】また、ハウジング３０は、第１のシェル３
１の一端寄りの傾斜側面３１ａに設けてある負圧供給口
３９に管路４５を接続し、第２のシェル３２側の仕切壁
５１に一体形成したガイド５２によって出力ロッド２５
を案内しており、両シェル３１，３２の相互対向面でダ
イアフラム４１の外周縁４１ａを挟持している。ハウジ
ング３０の第２のシェル３２は、ダイカストで一体成形
したブラケット部分３３を有し、この一体成形はアルミ
ニウムや亜鉛などの非鉄金属材料によって行われる。

【００１８】ブラケット部分３３は、取付筒部３７に対
向する箇所に大気室４８と連通するセンサ冷却室６０を
有し、このセンサ冷却室６０に連通し大気に開放された
エア呼吸筒６１が突設されており、センサ冷却室６０を
形成し取付筒部３７に対向する壁部６２には挿入孔３７
ａに通ずる取付座６２ａが形成されている。

【００１９】また、ブラケット部分３３は、長い方の軸
受筒部２３及び弁軸２の鍔形部２ａを覆う筒形カバー６
４と、バルブケーシング２１の結合筒部３８に対向する
結合基板部６５と、先端が結合筒部３９に対向する結合
突出板部６６とを一体に有し、結合基板部６５と結合突
出板部６６の先端とに開けた透孔６５ａ，６６ａにそれ
ぞれカラー６８が装着されている。そして、ブラケット
部分３３は、結合筒部３８，３９のねじ穴３８ａ，３９
ａに螺合しカラー６８の穴に挿通されるボルト２８を用
いて、バルブケーシング２１の直交する二面に亘って締
結固着されている。

【００２０】圧力センサ３４は、排気圧を感知する先端
側の感知部７１と中間の取付フランジ７２と冷却部７３
とを有し、取付フランジ７２をブラケット部分３３の取
付座６２ａに嵌合させ、先端面を連通孔４０に向けて感
知部７１を挿入孔３７ａに挿入し、冷却用フィン３５を
有する冷却部７３がセンサ冷却室６０に収納されてお
り、大気室４８に対してエアがセンサ冷却室６０及びエ
ア呼吸筒６１を通じて出入りし、エアによって冷却部７
３及びそのフィン３５が効率的に冷却され、熱害から保
護される。そして、圧力センサ３４は、図３に示すよう
に、コントローラＥＣＵから電線７６を通じて電圧が印
加され、感知部７１が排気圧を直接受け、該感知部７１
で感知した排気圧に対応する出力電圧を信号線７７によ
りコントローラＥＣＵへ送る。

【００２１】ダイアフラム４１は、ダイアフラムプレー
ト８２とリテーナ８３との間に中心寄り部分が挟持さ
れ、ダイアフラムプレート８２とリテーナ８３とを介し
て出力ロッド２５の頭部２５ａ及び首部２５ｂが連結さ
れている。ダイアフラムプレート８２は、中央に出力ロ
ッド２５が貫通する透孔８２ａが開けられ、外周側部分
を内向きに曲げて内フランジ８２ｂを形成し、出力ロッ
ド２５の首部２５ｂに抜け止め嵌着したリテーナ８３と
の間にダイアフラム４１の中心寄りの部分を挟んでい
る。

【００２２】そして、ダイアフラム４１は、図４に示す
状態で、負圧源４６から負圧が供給されて負圧室４７の
圧力が低下すると、リターンスプリング４４の付勢力に
抗して負圧室４７を縮小させるように変形し、出力ロッ
ド２５を入り動作させ、これにより暖気用の弁体３が閉
じられ、負圧室４７から負圧が排除されると、リターン
スプリング４４の付勢力により図４に示す状態に戻り、
これにより暖気用の弁体３が開く。

【００２３】切換弁ＭＧＶは、ソレノイド８５を有する
電磁式であり、負圧源４６とアクチュエータ２４との間
に介在していて、管路４５によりアクチュエータ２４の
大気室４８に接続されており、コントローラＥＣＵから
ソレノイド８５に送られるデューティ駆動電力によって
制御され、作動時のポジションで負圧源４６からの負圧
を負圧室４７へ供給し、非作動時のポジションで負圧室
４７からの負圧を大気中へ排出する動作を行う。

【００２４】コントローラＥＣＵは、圧力センサ３４に
電線７６及び信号線７７で接続されるとともに、切換弁
ＭＧＶのソレノイド８５に電線７９で接続されており、
暖気スイッチ８１がオンとされると、電線７８を介して
電源８０に接続されて電流を送られ、エンジンの回転数
に係る回転数検出信号Ｎ、冷却水温に関する水温検出信
号Ｔ及びアクセル開度信号Ａ等を受け、これらの信号に
基づいて演算し、適正なバルブ開度を得るためのデュー
ティ駆動電力を切換弁ＭＧＶのソレノイド８５に送り、
切換弁ＭＧＶのデューティ比制御を行う。

【００２５】そして、暖気バルブ２０の弁体３は、図２
において、水平な全開と垂直な全閉との中間の鎖線で示
す半閉状態の位置と、全閉状態の位置との間の開度調整
角度範囲θ内でデューティ比制御により無段階的に開度
調整が可能である。

【００２６】次に、本発明の上記実施の形態に係る暖気
装置の動作について説明する。暖気スイッチ８１をオ
ンにすると、コントローラＥＣＵへ電源８０が接続され
る。コントローラＥＣＵは、エンジンの回転数Ｎ及び
冷却水温Ｔ等の検出結果と、圧力センサ３４からの出力
電圧に基づいて演算し、適正なバルブ開度を得るための
デューティ駆動電力を算定しこれを切換弁ＭＧＶのソレ
ノイド８５に送る。切換弁ＭＧＶが作動状態のポジシ
ョンで、負圧力が負圧室４７へ供給され、アクチュエー
タ２４が作動して出力ロッド２５が入り動作して、弁体
３を閉方向に回動させ、切換弁ＭＧＶが非作動状態のポ
ジションで、負圧室４７から負圧排出を行い、適切なバ
ルブ開度を得るようにデューティ比制御が行われる。

【００２７】本発明の上記実施の形態に係る暖気バルブ
２０では、排気圧を直接感知する圧力センサ３４を設
け、該圧力センサ３４からコントローラＥＣＵへ電気信
号を送り、コントローラＥＣＵから切換弁ＭＧＶのソレ
ノイド８５にデューティ駆動電力を送って、アクチュエ
ータ２４の動作を制御し、暖気バルブ２０の弁開度を最
適に調整するので、所望の排気圧に確実になるようにす
ることができ、暖気性能と走行フィーリングが非常に良
くなり、冷却用フィン３５を有する冷却部７３がセンサ
冷却室６０に収納されており、エア呼吸筒６１及びセン
サ冷却室６０を通る大気室４８に対するエアの流通によ
って冷却部７３が冷却され、圧力センサ３４への熱の影
響が非常に小さく、圧力センサ３４が熱害から確実に保
護されるという利点がある。

【００２８】また、バルブケーシング２１の筒体２２の
内周に、円形弁体３の外周面が移動したときの軌跡に対
応する凹球面２２ａが形成されていることにより、弁体
３が大きく回動しなければ、排気ガスＧの通路面積が大
きくならず、従ってアクチュエータ２４の制御ストロー
ク量が大きくなり、通風量が多くなって、冷却用フィン
３５の放熱効果が高い。さらに、第２のシェル３２は、
ダイカストで一体成形したブラケット部分３３を有し、
この一体成形がアルミニウムや亜鉛などの非鉄金属材料
によって行われることにより、鋼板をプレス加工して製
作する場合に比較して、剛性が向上して共振し難く、必
要部品数が減少する。

【００２９】なお、本発明は上記実施の形態によって限
定されず、種々の変更が可能である。例えば、圧力セン
サ３４としては、渦電流を利用したものでも圧電方式の
ものでも良く、アクチュエータ２４としてエアシリンダ
形式のものを用いてもよく、負圧で作動するアクチュエ
ータ２４に代えて正圧で作動するアクチュエータに適用
することもできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、暖気バルブの排気圧を直接感
知する圧力センサをアクチュエータのハウジングに設
け、該圧力センサで感知した結果を受けてコントローラ
から出力される信号に基づいてアクチュエータの動作を
制御し暖気バルブの弁体の開度の調整を行うことによ
り、走行フィーリングを良くし、構造上作動ヒステリシ
ス、経時劣化及び性能劣化をなくし、低コストで車両用
の暖気装置を提供することができるという効果を奏す
る。また、冷却用フィンを圧力センサに設けることによ
り、圧力センサを保護することができ、冷却用フィンの
周囲を通じてアクチュエータの大気室に対してエアを流
通させることにより、圧力センサを熱害に対し一層確実
に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る車両用の暖気装置の
要部を破断して示した正面図である。

【図２】図１の暖気バルブの側断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る暖気装置の圧力セン
サとコントローラ等との関係を示す結合関係図である。

【図４】図４は図１のアクチュエータを破断して示した
側面図ある。

【図５】従来の暖気装置の一例を示す断面図である。

【図６】図５の暖気装置における暖気バルブの動作説明
用の部分断面図である。

【図７】従来の別の暖気装置を示す断面図である。

【符号の説明】

ＥＣＵ コントローラ ＭＧＶ 切換弁 ２ 弁軸 ３ 弁体 ２０ 暖気バルブ ２１ バルブケーシング ２２ 筒体 ２２ａ 凹球面 ２４ アクチュエータ ３０ ハウジング ３１ 第１のシェル ３２ 第２のシェル ３３ ブラケット部分 ３４ 圧力センサ ３５ 冷却用フィン ３７ 取付筒部 ３７ａ 挿入孔 ４０ 連通孔 ４１ ダイアフラム ４５ 管路 ４７ 負圧室 ４８ 大気室 ６０ センサ冷却室 ６１ エア呼吸筒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから排出される排気ガスの排出
   流路中に配置した弁体を有する暖気バルブと、流体圧の
   給排により前記弁体を開閉するアクチュエータとを備
   え、前記弁体を閉じて前記排気流路を閉塞させエンジン
   に負荷を与えた状態で暖気を促進する車両用の暖気装置
   において、前記アクチュエータのハウジングには前記暖
   気バルブの排気圧を直接感知する圧力センサを設け、該
   圧力センサで感知した排気圧を受けてコントローラが演
   算した結果に基づいて前記アクチュエータの動作を制御
   し前記弁体の開度の調整を行うことを特徴とする車両用
   の暖気装置。
2. 【請求項２】 前記圧力センサには冷却用フィンを設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の車両用の暖気装
   置。
3. 【請求項３】 前記冷却用フィンの周囲を通じて前記ア
   クチュエータの大気室に対してエアを流通させることを
   特徴とする請求項２に記載の車両用の暖気装置。