JP2000297906A - 燃焼式ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼式ヒータの着火性を向上させる。 【解決手段】 燃料ヒータ２１６を燃料ポンプ２２とグ
ロープラグ２１９との間に設る。これにより、グロープ
ラグ２１９には気化された燃料が供給されるので、グロ
ープラグ２１９の発熱温度を燃料の着火温度以上に維持
しても、グロープラグ２１９周りに気化した燃料の層が
発生することを防止できる。したがって、グロープラグ
２１９周りに新たな液体の燃料及び酸素（空気）がスム
ーズに供給されるので、燃料の着火性を向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を燃焼させる
燃焼式ヒータに関するもので、吸入空気を圧縮して燃料
を自己着火させるディーゼルエンジンを搭載する車両に
適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】一般的な燃焼式ヒータは、例えば特開平
８−１３５９２１号公報にごとく、グロープラグ等の発
熱体に所定時間（３０〜６０ｓｅｃ程度）通電してグロ
ープラグの周壁面及びウィックを加熱した後、燃料を燃
焼室に向けて供給することにより、燃料を着火燃焼させ
るている。

【０００３】なお、ウィックとは、周知のごとく、多数
個の孔を有して燃料を一時的に保持して燃料の気化を促
すものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、グロープラグ
にて燃料を加熱しても、燃料が直ぐに気化しないので、
上記公報に記載のごとく、１本のグロープラグにて燃料
を加熱気化させた後、着火させると、着火するまで時間
を要するという問題がある。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、燃焼式ヒータの
着火性を向上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。

【０００７】請求項１〜９に記載の発明では、燃料を加
熱して燃料を気化させる加熱手段（２１６、２１９ｂ、
２１６ａ）と、加熱手段（２１６、２１９ｂ、２１６
ａ）と独立して設けられ、加熱手段（２１６、２１９
ｂ、２１６ａ）にて気化した燃料を着火させる着火手段
（２１９、２１９ａ）とを備えることを特徴とする。

【０００８】これにより、着火手段（２１９、２１９
ａ）には気化された燃料が供給されるので、着火手段
（２１９、２１９ａ）の発熱温度を燃料の着火温度以上
に維持しても、着火手段（２１９、２１９ａ）周りに気
化した燃料の層が発生することを防止できる。

【０００９】したがって、着火手段（２１９、２１９
ａ）周りに新たな液体の燃料及び酸素（空気）がスムー
ズに供給されるので、燃料の着火性を向上させることが
できる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、燃焼室より小
さい空間を有する補助燃焼室（２１０ａ）を設け、この
補助燃焼室（２１０ａ）で燃料を着火させた後、前記燃
焼室にて燃料を燃焼させることを特徴とする。

【００１１】これにより、燃焼室より熱容量（ヒートマ
ス）が小さい補助燃焼室（２１０ａ）にて確実に着火さ
せることが可能なので、燃焼式ヒータをより確実に着火
燃焼させることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、着火手段（２
１９、２１９ａ）は、補助燃焼室（２１０ａ）内に設け
られていることを特徴とする。

【００１３】これにより、着火性をより向上させること
ができる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、加熱手段（２
１６）に直接に燃料が衝突するように、前記加熱手段
（２１６）に向けて燃料が供給されることを特徴とす
る。

【００１５】これにより、液体の燃料を確実に加熱気化
させることができる。

【００１６】請求項５に記載の発明では、加熱手段（２
１６）を収納するヒータ室（２１７）のうち、上方側に
は着火手段（２１９）に至る第１燃料通路（２２０）が
設けられ、下方側には燃焼室（２１０）に至る第２燃料
通路（２２１）が設けられていることを特徴とする。

【００１７】これにより、後述するように、燃料中のタ
ール成分が第２燃料通路（２２１）を経由して燃焼室
（２１０）側に供給されて、既に燃焼している高温の燃
焼熱により完全燃焼させられる。したがって、タール成
分がヒータ室（２１７）内に過度に溜まることを防止で
きるので、燃料を速やかに気化させることができ、燃焼
式ヒータの燃焼効率が低下してしまうことを防止でき
る。

【００１８】請求項６に記載の発明では、第１燃料通路
（２２０）は、第２燃料通路（２２１）より少ない量の
燃料が流通するように構成されていることを特徴とす
る。

【００１９】これにより、加熱手段（２１９）に過度に
燃料が供給されて加熱手段（２１９）の温度が過度に低
下してしまうことを防止できるので、気化した燃料を確
実に着火燃焼させることができる。

【００２０】請求項７に記載の発明では、ヒータ室（２
１７）には、多数個の孔を有するウィック（２２２）が
配設されていることを特徴とする。

【００２１】これにより、液体の燃料を確実に気化させ
ることができる。

【００２２】請求項８に記載の発明では、ウィック（２
２２）は、前記ヒータ室（２１７）の内壁と所定の隙間
を有して離隔した状態で、前記加熱手段（２１６）に接
触して配設されていることを特徴とする。

【００２３】これにより、ウィック（２２２）に保持さ
れた液体の燃料をウィック（２２２）と加熱手段（２１
６）との接触部において確実に気化させることができる
とともに、その気化した燃料をウィック（２２２）とヒ
ータ室（２１７）の内壁との隙間から第１燃料通路（２
２０）に向けて流通させることができる。したがって、
燃焼式ヒータの着火性をさらに向上させることができ
る。

【００２４】請求項９に記載の発明では、燃焼室（２１
０）内の温度変化が所定値以上のときには、加熱手段
（２１６）を稼働させ、前記温度変化が所定値未満のと
きには、加熱手段（２１６）を停止させることを特徴と
する。

【００２５】これにより、必要以上に加熱手段（２１
６）の消費エネルギが増加することを抑制することがで
きる。

【００２６】請求項１０に記載の発明では、燃料を加熱
する加熱手段（２１９）は、燃料の着火温度以上の発熱
温度まで発熱した時から所定時間が経過した後に、その
発熱温度を低下させるように構成されていることを特徴
とする。

【００２７】これにより、後述するように、着火時の初
期においては、加熱手段（２１９）の発熱温度の上昇に
応じて、燃料が気化・着火燃焼するとともに、その後
は、加熱手段（２１９）の発熱温度が低下するため、加
熱手段（２１９）が気化した燃料により覆われてしまう
ことを防止でき、燃焼式ヒータの着火性を向上させるこ
とができる。

【００２８】請求項１０に記載の発明では、燃焼室内で
燃料を燃焼することにより、室内を暖房する燃焼式ヒー
タであって、燃料を加熱して燃料を気化させる加熱手段
（２１６、２１９ｂ、２１６ａ）と、加熱手段（２１
６、２１９ｂ、２１６ａ）にて気化した燃料を着火させ
る着火手段（２１９、２１９ａ）と、着火手段（２１
９、２１９ａ）の近傍に設けられ、、多数個の孔を有す
る第１ウィック（２１４）と、加熱手段（２１６）の近
傍に設けられ、多数個の孔を有する第２ウィック（２２
２）とを備え、第２ウィック（２２２）は、第１ウィッ
ク（２１４）より小さいことを特徴とする。

【００２９】これにより、第１ウィック（２１４）より
熱容量の小さい第２ウィック（２２２）が加熱手段（２
１６）の近傍に設けられているので、確実に燃料を気化
させることができ、燃焼式ヒータの着火性を向上させる
ことができる。

【００３０】請求項１２に記載の発明では、ディーゼル
エンジン（１０）の始動時に、請求項１ないし１１のい
ずれか１つに記載の燃焼式ヒータ（２１）の排気をディ
ーゼルエンジン（１０）の吸気側に導く排気導入管（２
９）と、ディーゼルエンジン（１０）の始動時に、燃焼
式ヒータ（２１）が着火したことを乗員に表示する表示
手段（３１）とを備えることを特徴とする。

【００３１】これにより、ディーゼルエンジン（１０）
の始動性を向上させることができるとともに、後述する
ように、不必要なクランキングを抑制することが可能と
な。因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る燃焼式ヒータを車両用暖房装置に適用した
ものであり、図１は車両用暖房装置の模式図である。

【００３３】図１中、１０は車両走行用の水冷式ディー
ゼルエンジン（液冷式内燃機関）であり、１１は、エア
クリーナ１２にて塵埃が除去された（浄化された）空気
を水冷式ディーゼルエンジン（以下、エンジンと略
す。）の各気筒に導く吸気管であり、１３は各気筒から
排出される排気を集合させて、後述する触媒１４に導く
排気管である。

【００３４】１４は排気中の炭化水素や窒素酸化などの
酸化還元反応を促進することにより排気を浄化する三元
触媒（以下、触媒と略す。）であり、この触媒１４の排
気流れ下流側には、触媒１４から流出する排気の騒音
（排気音）を低減するマフラー（消音器）１５が配設さ
れている。

【００３５】また、１６はエンジン１０内を循環する冷
却水（冷却液）を冷却するラジエータであり、１７はエ
ンジン１０から駆動力を得て冷却水を循環させるウォー
タポンプである。１８はエンジン１０から流出した冷却
水を、ラジエータ１６を迂回させてエンジン１０に還流
させるパイパス通路であり、１９は冷却水温度に応じて
エンジン１０から流出した冷却水をラジエータ１６に流
通させる場合と、バイパス通路１８に流通させる場合と
を切り換える周知のサーモスタットである。

【００３６】因みに、ウォータポンプ１７及びバイパス
通路１８は、通常、エンジン１０内に内蔵されている。

【００３７】２０は冷却水を熱源として車室内に吹き出
す空気を加熱することにより、車室内を暖房するヒータ
コア（暖房手段）であり、２１はヒータコア２０より冷
却水流れ上流側に配設されてヒータコア２０に流入する
冷却水を加熱する燃焼式ヒータである。なお、燃焼式ヒ
ータ２１の詳細については、後述する。

【００３８】そして、燃焼式ヒータ２１の燃焼状態（停
止、着火又は燃焼式ヒータ２１の発熱量）、燃焼式ヒー
タ２１に燃料を圧送する燃料ポンプ（Ｆ／Ｐ）２２、及
び電動ウォータポンプ２３は、乗員が操作するタイマス
イッチ（図示せず）又はリモートコントロール装置（図
示せず）等の設定値及び水温センサ２４ａの検出信号
（検出温度）に基づいて電子制御装置（ＥＣＵ）２４に
より制御される。因みに、２４ａは、エンジン１０から
流出する冷却水温度を検出する水温センサ（温度検出手
段）である。

【００３９】また、２５はエンジン１０から流出した冷
却水を、電動ウォータポンプ２３を迂回させて燃焼式ヒ
ータ２１に導くバイパス通路であり、このバイパス通路
２５には、電動ウォータポンプ２３から吐出した冷却水
がバイパス通路２５を流通して電動ウォータポンプ２３
の吸入側に還流することを防止する逆止弁２６が配設さ
れている。

【００４０】２７は、エアクリーナ１２にて浄化された
空気をエンジン１０の吸気管１１から吸入して燃焼式ヒ
ータ２１に送風する電動送風機（以下、送風機と略
す。）であり、本実施形態では、ターボ送風機を採用し
ている。

【００４１】なお、ターボ送風機とは、羽根車の回転運
動によって気体に運動エネルギを与える機械を言い、具
他的には遠心式送風機、斜流送風機及び軸流送風機等を
言う（ＪＩＳ Ｂ ０１３２より）。

【００４２】そして、２８は燃焼式ヒータ２１から排出
される排気を触媒１４に導く第１排気ダクトであり、こ
の排気ダクト２８は触媒１４より排気流れ上流側の排気
管１３に接続されている。

【００４３】２９は燃焼式ヒータ２１の排気をエンジン
１０の吸気管１１に導く第２排気ダクト（排気導入管）
であり、両排気ダクト２８、２９との結合部位には、燃
焼式ヒータ２１の排気を第１排気ダクト２８に流通させ
る場合と、燃焼式ヒータ２１の排気を第２排気ダクト２
９に流通させる場合とを切り換える切換弁３０が設けら
れている。

【００４４】なお、切換弁３０は、本実施形態では、ス
テッピングモータにより弁体を作動させる電気式切換弁
であり、この切換弁３０は、ＥＣＵ２４により制御され
ている。

【００４５】次に、燃焼式ヒータ２１について述べる。

【００４６】図２は燃焼式ヒータ２１の模式図であり、
２１０は燃料が燃焼する第１燃焼室であり、この第１燃
焼室２１０には送風機２７から送風される空気が流入す
る送風口２１１が設けられている。

【００４７】また、送風口２１１は、先端側（紙面左
側）がノズル状に絞られた円筒状の覆い部材２１２によ
り覆われており、覆い部材２１２には、グロープラグ
（着火手段）２１９側に空気を供給する一次空気通路２
１１ａ、及び覆い部材２１２の外側に設けられた第１ウ
ィック２１４に送風空気を供給する二次空気通路２１２
ａが設けられている。

【００４８】そして、覆い部材２１２の外側で燃料と混
合された空気は、覆い部材２１２から第２燃焼室（燃焼
筒）２１３に向けて吹き出す空気と共に、第１ウィック
２１４から供給される（気体）燃料と一緒に燃焼する。

【００４９】なお、第１ウィック２１４及び後述する第
２ウィック２２２は、多数個の孔からなる金属メッシュ
製のもので、その多数個の孔に燃料を一時的に保持する
ことにより燃料の気化を促すものであり、第２ウィック
２２２は第１ウィック２１４より小さい。

【００５０】また、２１５は燃料ポンプ２２から第１燃
焼室２１０に供給される液体の燃料を気化させる燃料ガ
ス化装置（燃料気化手段）であり、この燃料ガス化装置
２１５は、液体の燃料を加熱して燃料を気化させる燃料
ヒータ（本実施形態では、ＰＴＣヒータ）２１６、及び
燃料ヒータ２１６を収納するヒータ室２１７を形成する
ケーシング２１８を有して構成されている。

【００５１】このとき、燃料ガス化装置２１５（ヒータ
室２１７）に供給される燃料は、燃料ヒータ２１６に直
接に衝突するように、燃料ヒータ２１６の上方側から燃
料ヒータ２１６に向けて供給される。

【００５２】また、ヒータ室２１７の上方側には、燃料
を着火温度以上まで加熱して燃料を着火させるグロープ
ラグ（着火手段）２１９に至る第１燃料通路２２０が設
けられ、下方側には、第１燃焼室２１０のうち第１ウィ
ック２１４に至る第２燃料通路２２１が設けられてい
る。そして、燃料ガス化装置２１５からグロープラグ２
１９に供給された燃料は、グロープラグ２１９の先端側
（図２の左側端部）周囲の空間（以下、補助燃焼室と呼
ぶ。）２１０ａにて着火した後、第１燃焼室２１０にて
燃焼する。

【００５３】そして、第１燃料通路２２０に第２燃料通
路２２１より少ない量の燃料を流通させるべく、第１燃
料通路２２０の通路断面積を第２燃料通路２２１の通路
断面積より小さくして、第１燃料通路２２０の圧力損失
（流通抵抗）が第２燃料通路２２１の圧力損失より大き
くしている。

【００５４】また、ヒータ室２１７内には、第２ウィッ
ク２２２がヒータ室２１７の内壁と所定の隙間を有して
離隔するとともに、棒状の燃料ヒータ２１６に巻き付け
らた状態で燃料ヒータ２１６に接触して配設されてい
る。

【００５５】なお、２２３は第２燃焼室２１３（燃焼
筒）から排出される排気を放出する排気口であり、２２
４は冷却水が流通するチューブ（熱交換器）である。

【００５６】次に、車両用暖房装置の作動を図３に示す
フローチャートに基づいて述べる。

【００５７】先ず、タイマスイッチ又はリモートコント
ロール装置からの信号がＥＣＵ２４に読み込みこまれ
（Ｓ１００）、その信号が燃焼式ヒータ２１を着火（稼
働）する（ＯＮ信号）か否か（ＯＦＦ信号か）を判定さ
れる（Ｓ１１０）。

【００５８】そして、信号がＯＦＦ信号であると判定さ
れた場合には、切換弁３０を、燃焼式ヒータ２１の排気
が第２ダクト２９に流通するような状態（以下、この状
態をポジションＡと呼ぶ。）として（Ｓ１２０）、燃焼
式ヒータ２１を停止させる（Ｓ１３０）。なお、既に燃
焼式ヒータ２１が停止している場合には、停止状態（Ｏ
ＦＦ状態）を維持する。

【００５９】また、Ｓ１１０にて信号がＯＮ信号である
と判定された場合には、燃料噴射装置等のエンジン電装
品（図示せず）への信号に基づいてエンジン１０が稼働
中（ＯＮ）であるか否（ＯＦＦ）かを判定し（Ｓ１４
０）、エンジン１０が稼働中であるときは、切換弁３０
をポジションＡとして（Ｓ１５０）、燃料ポンプ２２及
び送風機２７を稼働させて燃焼式ヒータ２１を稼働（着
火）させる（Ｓ１６０）。なお、既に燃焼式ヒータ２１
が稼働している場合には、稼働状態（ＯＮ状態）を維持
する。

【００６０】一方、エンジン１０が停止している場合に
は、切換弁３０を、燃焼式ヒータ２１の排気が第１ダク
ト２８に流通するような状態（以下、この状態をポジシ
ョンＢと呼ぶ。）として（Ｓ１７０）、燃料ポンプ２
２、電動ウォータポンプ２３及び送風機２７を稼働させ
て燃焼式ヒータ２１を稼働（着火）させる（Ｓ１６
０）。なお、既に燃焼式ヒータ２１が稼働している場合
には、稼働状態（ＯＮ状態）を維持する。

【００６１】なお、燃焼式ヒータ２１の稼働時にエンジ
ン１０が稼働したときには、エンジン１０は、吸入空気
と共に燃焼式ヒータ２１の排気を吸入して燃焼（爆発）
することとなるので、エンジン１０の燃料噴射装置（図
示せず）は、燃焼式ヒータ２１の排気が吸入空気中に混
入したことによる、吸入空気中の酸素量の低下を考慮し
て燃料噴射する必要がある。

【００６２】次に、本実施形態に係る燃焼式ヒータ２１
の特徴を述べる。

【００６３】本実施形態によれば、燃料ヒータ２１６が
燃料ポンプ２２とグロープラグ２１９との間に設けられ
ているので、グロープラグ２１９には、第１燃料通路２
２０を介して燃料ヒータ２１６により十分に気化された
燃料が供給される。

【００６４】このため、グロープラグ２１９には気化さ
れた燃料のみが供給されるので、グロープラグ２１９の
発熱温度を燃料の着火温度以上に維持しても、グロープ
ラグ２１９周りに気化した燃料の層が発生することを防
止できる。したがって、グロープラグ２１９周りに新た
な液体の燃料及び酸素（空気）がスムーズに供給される
ので、燃料の着火性を向上させることができる。

【００６５】また、燃料ガス化装置２１５（ヒータ室２
１７）に供給される燃料は、燃料ヒータ２１６に直接に
衝突するように供給されるので、液体の燃料を確実に加
熱気化させることができる。

【００６６】ところで、燃料（本実施形態では軽油）中
には、大きく分けて、比較的すぐに気化して完全燃焼し
てしまう成分（以下、この成分をガス化成分と呼ぶ。）
と、気化し難く不完全燃焼によりタールとなってしまう
成分（以下、この成分をタール成分と呼ぶ。）とが存在
する。

【００６７】そして、ヒータ室２１７内に過度にタール
成分が溜まると、燃料を速やかに気化させることができ
なくなり、燃焼式ヒータ２１の燃焼効率が低下を招くお
それがある。

【００６８】これに対して、本実施形態では、ヒータ室
２１７の上方側に第１燃料通路２２０を設け、下方側に
第２燃料通路２２１を設けているので、燃料のガス化成
分は第１燃料通路２２０を経て第１、２燃焼室２１０、
２１３にて燃焼し、一方、タール成分は、第２燃料通路
２２１を経由して第１、２燃焼室２１０、２１３側に供
給されて、既に燃焼しているガス化成分の高温の燃焼熱
により完全燃焼させられる。

【００６９】したがって、タール成分がヒータ室２１７
内に過度に溜まることを防止できるので、燃料を速やか
に気化させることができ、燃焼式ヒータ２１の燃焼効率
の低下を防止できる。

【００７０】また、第１燃料通路２２０に第２燃料通路
２２１より少ない量の燃料が流通するように構成されて
いるので、グロープラグ２１９に過度に燃料が供給され
てグロープラグ２１９の温度が過度に低下してしまうこ
とを防止できる。したがって、気化した燃料を確実に着
火燃焼させることができる。

【００７１】また、ヒータ室２１７内に第２ウィック２
２２が設けられているので、燃料ガス化装置２１５に供
給された液体の燃料を確実に気化させることができる。

【００７２】また、第２ウィック２２２がヒータ室２１
７の内壁と所定の隙間を有して離隔するとともに、棒状
の燃料ヒータ２１６に巻き付けらた状態で燃料ヒータ２
１６に接触して配設されているので、第２ウィック２２
２に保持された液体の燃料を第２ウィック２２２と燃料
ヒータ２１６との接触部において確実に気化させること
ができるとともに、その気化した燃料を第２ウィック２
２２とヒータ室２１７の内壁との隙間から第１燃料通路
２２０に向けて流通させることができる。したがって、
燃焼式ヒータ２１の着火性をさらに向上させることがで
きる。

【００７３】また、第１燃焼室２１０より小さい空間を
有する補助燃焼室２１０ａを設け、この補助燃焼室２１
０ａで燃料を着火させた後、第１燃焼室２１０にて燃料
を燃焼させるので、第１燃焼室２１０より熱容量（ヒー
トマス）が小さい補助燃焼室２１０ａにて確実に着火さ
せることが可能となり、燃焼式ヒータ２１をより確実に
着火燃焼させることができる。

【００７４】これにより、グロープラグ２１９を補助燃
焼室２１０ａ内に設けているので、第１燃焼室２１０よ
り熱容量（ヒートマス）が小さい補助燃焼室２１０ａに
て確実に着火させることが可能となり、燃焼式ヒータ２
１をより確実に着火燃焼させることができる。

【００７５】また、第１ウィック２１４より熱容量の小
さい第２ウィック２２２をが燃料ヒータ２１６の近傍に
設けているので、確実に燃料を気化させることができ、
燃焼式ヒータ２１の着火性を向上させることができる。

【００７６】（第２実施形態）第１実施形態では、ヒー
タ室２１７にて第１燃料通路２２０側に供給される燃料
と第２燃料通路２２１側に供給される燃料とを分岐して
いたが、本実施形態は、図４に示すように、燃料ポンプ
２２（以下、この燃料ポンプ２２を第１燃料ポンプ２２
と呼ぶ。）に加えて第２燃料ポンプ２２ａを設け、第１
燃料ポンプ２２によりヒータ室２１７（燃料ガス化装置
２１５）に燃料を供給し、第２燃料ポンプ２２ａにより
第２燃料通路２２１に燃料を直接供給するようにしたも
のである。

【００７７】このため、本実施形態も第１実施形態と同
様に、気化した燃料が第１燃料通路２２０からグロープ
ラグ２１９側に供給され、一方、液体燃料が第２燃料通
路２２１に供給される。

【００７８】（第３実施形態）第１実施形態では、ヒー
タ室２１７にて第１燃料通路２２０側に供給される燃料
と第２燃料通路２２１側に供給される燃料とを分岐して
いたが、本実施形態は、図５に示すように、ヒータ室２
１７を迂回して液体の燃料を第１燃焼室２１０に導くよ
うに第２燃料通路２２１を設けたものである。

【００７９】（第４実施形態）上述の実施形態では、気
化した燃料を着火する着火手段として、通電することに
より発熱するグロープラグ２１９を採用したが、本実施
形態は、図６に示すように、空隙を介して対極する電極
から高圧電流を放電するスパークプラグ２１９ａとした
ものである。

【００８０】（第５実施形態）上述の実施形態では、燃
料を加熱気化させる加熱手段として燃料ヒータ２１６を
採用したが、本実施形態は、図７（ｂ）に示すように、
グロープラグ２１９ｂを加熱手段とし、スパークプラグ
２１９ａを着火手段とするとともに、グロープラグ２１
９ｂとスパークプラグ２１９ａとを一体化して、図７
（ａ）に示すように、燃料ヒータ２１６を廃止したもの
である。なお、図７中、２２２ａはウィックである。

【００８１】これにより、第１実施形態と同様に、燃焼
式ヒータ２１の着火性を向上させることができる。

【００８２】（第６実施形態）本実施形態では、エンジ
ン１０の始動時に、燃焼式ヒータ２１の排気をエンジン
１０の吸気側に排出することにより、エンジン１０に吸
入される吸気を加熱することにより、エンジン１０の始
動性を向上させるべく、燃焼式ヒータ２１の着火性の向
上を図ったものである。

【００８３】そして、燃焼式ヒータ２１の着火性を向上
させるために、本実施形態では、図８に示すように、燃
料ヒータ２１５を廃止するとともに、グロープラグ２１
９の発熱温度を燃焼状態に応じて制御している。

【００８４】なお、ＥＣＵ２４には、図９に示すよう
に、車室外空気の温度を検出する外気温センサ２４ｂの
検出信号、及び第１燃焼室２１０内の温度（燃料の燃焼
温度）を検出するフレームセンサ（燃焼温度検出手段）
２４ｃの検出信号は入力されている。

【００８５】因みに、フレームセンサ２４ｃは、第１燃
焼室２１０内の温度（燃料の燃焼温度）が安定した（第
１燃焼室２１０内の温度（燃料の燃焼温度）変化が所定
値未満となった）ときに、燃焼式ヒータ２１が完全に着
火したものとみなしてＯＮ信号を発するものである。

【００８６】以下、図１０に示すフローチャートに基づ
いてグロープラグ２１９の制御を述べる。

【００８７】先ず、水温センサ２４ａ、外気温センサ２
４ｂ及びフレームセンサ２４ｃの検出信号を読み込むと
ともに（Ｓ１００）、イグニッションスイッチ（Ｉ／Ｇ
スイッチ）がＯＮ状態であるか否かを判定する（Ｓ１１
０）。ここで、Ｉ／ＧスイッチがＯＮ状態であるとは、
燃料噴射装置等の車両電装品に電力が供給され得る状態
になっていることを言う。

【００８８】次に、外気温センサ２４ｂの検出温度（外
気温）が所定外気温度（本実施形態では、１０℃）Ｔａ
以下か否かを判定し（Ｓ１２０）、外気温が所定外気温
度Ｔａ以下であるときには、水温センサ２４ａの検出信
号（水温）が第１所定水温（本実施形態では、６０℃）
Ｔｗ１以下か否かを判定する（Ｓ１３０）。

【００８９】そして、水温が第１所定水温Ｔｗ１以下で
あるときには、グロープラグ２１９に最大電圧（本実施
形態では１２Ｖ）を印加して、グロープラグ２１９の発
熱温度を燃焼式ヒータ２１の燃料の着火温度以上まで上
昇させる（Ｓ１４０）。なお、本実施形態では、燃焼式
ヒータ２１はエンジン１０の燃料（軽油）を気化させて
いる。

【００９０】その後、グロープラグ２１９の発熱温度が
燃料の着火温度以上の温度まで発熱した時から所定時間
（本実施形態では、約１０ｓｅｃ）が経過した後に、印
加電圧を６Ｖに低下させてその発熱温度を低下させると
ともに、フレームセンサ２４ｃからＯＮ信号が発せられ
まで、グロープラグ２１９に６Ｖの電圧を印加し続ける
（Ｓ１５０〜Ｓ１７０）。一方、Ｓ１３０にて水温が第
１所定水温Ｔｗ１より高いと判定されたときには、Ｓ１
７０を実行する。

【００９１】また、Ｓ１２０にて外気温が所定外気温度
Ｔａ未満であると判定されたときには、水温が第１所定
水温Ｔｗ１より低い第２所定水温（本実施形態では、約
４５℃）Ｔｗ２以下か否かを判定し（Ｓ１８０）、水温
が第２所定水温Ｔｗ２以下であるときにはＳ１４０を実
行し、一方、水温が第２所定水温Ｔｗ２より高いときに
は、Ｓ１７０を実行する。

【００９２】なお、Ｓ１１０にてＩ／ＧスイッチがＯＮ
状態でないと判定されたときにも、Ｓ１７０を実行す
る。

【００９３】次に、本実施形態の特徴をの述べる。

【００９４】グロープラグ２１９に通電すると、グロー
プラグ２１９の発熱温度は、時間と共に室温又は外気温
から燃料の着火温度以上まで上昇していくので、燃料も
グロープラグ２１９の発熱温度の上昇に応じて気化した
後、着火する。

【００９５】しかし、着火した後も、グロープラグ２１
９の発熱温度を燃料の着火温度以上に維持し続けると、
「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、
グロープラグ２１９が気化した燃料により覆われた状態
となってしまい、グロープラグ２１９周りに新たな液体
の燃料及び酸素（空気）が供給されないので、一旦は着
火するものの、その後すぐに失火してしまうおそれが高
い。

【００９６】これに対して、本実施形態によれば、燃料
の着火温度以上の発熱温度までグロープラグ２１９を発
熱させた時から所定時間が経過した後に、その発熱温度
を低下させるので、着火時の初期においては、グロープ
ラグ２１９の発熱温度の上昇に応じて、燃料が気化・着
火燃焼するとともに、その後は、グロープラグ２１９の
発熱温度が低下するため、グロープラグ２１９が気化し
た燃料により覆われてしまうことを防止できる。

【００９７】したがって、燃焼式ヒータ２１の着火性を
向上させることができるので、エンジン１０の始動性を
向上させることができる。

【００９８】（第７実施形態）本実施形態は、第６実施
形態において、乗員がエンジン１０を始動する際に、不
必要なクランキングを実行することを防止するために、
図１１に示すように、燃焼式ヒータ２１が確実に着火し
たことを乗員に向けて表示するインジケータ（表示手
段）３１を設けたものである。

【００９９】なお、クランキングとは、周知のごとく、
エンジン１０のクランクシャフト（図示せず）を電動モ
ータ等の駆動手段により回転させることにより、吸気を
吸入圧縮することを言う。

【０１００】以下、インジケータ３１のＯＮ−ＯＦＦ
（点灯・消灯）制御について、図１２に示すフローチャ
ートに基づいて述べる。

【０１０１】先ず、水温センサ２４ａ、外気温センサ２
４ｂ及びフレームセンサ２４ｃの検出信号を読み込むと
ともに（Ｓ２００）、Ｉ／ＧスイッチがＯＮ状態である
か否かを判定する（Ｓ２１０）。

【０１０２】次に、外気温が所定外気温度Ｔａ以下か否
かを判定し（Ｓ２２０）、外気温が所定外気温度Ｔａ以
下であるときには、水温が第１所定水温Ｔｗ１以下か否
かを判定する（Ｓ２３０）。

【０１０３】そして、水温が第１所定水温Ｔｗ１以下で
あるときには、インジケータ３１を点灯（ＯＮ）して乗
員に対してクランキングの停止を促すとともに（Ｓ２４
０）、燃焼式ヒータ２１を着火させる（Ｓ２５０）。そ
の後、フレームセンサ２４ｃからＯＮ信号が発せられて
燃焼式ヒータ２１が完全に着火したものと見なされたと
きには（Ｓ２６０）、インジケータ３１を消灯（ＯＦ
Ｆ）して乗員に対してクランキングを促す表示を行う
（Ｓ２７０）。一方、Ｓ２３０にて水温が第１所定水温
Ｔｗ１より高いと判定されたときには、Ｓ２７０を実行
する。

【０１０４】また、Ｓ２２０にて外気温が所定外気温度
Ｔａ未満であると判定されたときには、水温が第１所定
水温Ｔｗ１より低い第２所定水温（本実施形態では、約
４５℃）Ｔｗ２以下か否かを判定し（Ｓ２８０）、水温
が第２所定水温Ｔｗ２以下であるときにはＳ２４０を実
行し、一方、水温が第２所定水温Ｔｗ２より高いときに
は、Ｓ２７０を実行する。

【０１０５】なお、Ｓ２１０にてＩ／ＧスイッチがＯＮ
状態でないと判定されたときにも、Ｓ２７０を実行す
る。

【０１０６】（第８実施形態）第１実施形態では、燃焼
式ヒータ２１を着火する際には、常に燃料ヒータ２１６
に通電していたが、本実施形態は、図１３のフローチャ
ートに示すように、水温及び燃料の温度に基づいて燃焼
式ヒータ２１の通電を制御するものである。

【０１０７】なお、本実施形態では、ＥＣＵ２４には、
図１４に示すように、水温センサ２４ａの検出信号に加
えて、液体の燃料が蓄えられた燃料タンク（図示せず）
内の燃料温度を検出する燃料温度センサ２４ｄの信号が
入力されている。

【０１０８】以下、図１３について説明する。

【０１０９】先ず、水温センサ２４ａ、及び燃料温度セ
ンサ２４ｄの検出信号を読み込むとともに（Ｓ３０
０）、Ｉ／ＧスイッチがＯＮ状態であるか否かを判定す
る（Ｓ３１０）。

【０１１０】次に、水温が第１所定水温Ｔｗ１以下か否
かを判定し（Ｓ３２０）、水温が第１所定水温Ｔｗ１以
下であるときには、燃焼式ヒータ２１に要求されている
発熱量（以下、この発熱量を要求熱量Ｑｒと呼ぶ。）が
燃焼式ヒータ２１が発揮しうる最大発熱量Ｑｍａｘ未満
か否かを判定する（Ｓ３３０）。

【０１１１】そして、要求熱量がＱｒが最大発熱量Ｑｍ
ａｘ未満であるときには、燃料温度センサ２４ｄの検出
温度（燃料温度）が所定温度Ｔｆ以下か否かを判定し
（Ｓ３４０）、燃料温度が所定温度Ｔｆ以下であるとき
には、燃料ヒータ２１６に通通電して燃料ガス化装置２
１５にて液体の燃料を気化させる（Ｓ３５０）。

【０１１２】一方、燃料温度が所定温度Ｔｆより高いと
きには、燃料ガス化装置２１５にて液体の燃料を気化さ
せるまでもなく、グロープラグにて２１９にて液体の燃
料をい気化して着火させることができるものと見なし
て、燃料ヒータ２１６への通電を停止させる（Ｓ３６
０）。

【０１１３】なお、Ｓ３１０にてＩ／ＧスイッチがＯＮ
状態でないと判定されたとき、Ｓ３２０にて水温が第１
所定水温Ｔｗ１より高いと判定されたとき、及びＳ３３
０にて要求熱量がＱｒが最大発熱量Ｑｍａｘ以上である
と判定されたときには、燃料ヒータ２１６への通電を停
止させる（Ｓ３６０）。

【０１１４】以上に述べたように、本実施形態では、必
要以上に燃料ヒータ２１６への通電を抑制することがで
きるので、電力消費を抑制することができる。

【０１１５】（第９実施形態）第１実施形態では、燃焼
式ヒータ２１を着火する際には、常に燃料ヒータ２１６
に通電していたが、本実施形態は、着火直後から燃焼式
ヒータ２１が最大発熱量Ｑｍａｘを発揮して燃焼する間
での間、及び要求熱量がＱｒが所定の発熱量Ｑ１（＜Ｑ
ｍａｘ）以下である場合は、燃焼状態が不安定であるた
め、これらの場合のみ燃料ヒータ２１６へ通電を行うも
のである。

【０１１６】（第１０実施形態）本実施形態は、図１５
に示すように、棒状の燃料ヒータ２１６に代えて、円環
状の燃料ヒータ２１６ａとしたものである。なお、本実
施形態では、ヒータ室２１７は設けられておらず、燃料
ヒータ２１６ａは、第１燃焼室２１０の外壁側から燃料
及び第１ウィック２１４を加熱している。

【０１１７】（第１１実施形態）第１実施形態では、棒
状の燃料ヒータ２１６が鉛直方向に延びるようにヒータ
室２１７内に収納されていたが、第１実施形態は、燃料
ガス化装置２１５（ヒータ室２１７）に供給される燃料
が燃料ヒータ２１６に直接に衝突するように供給される
ものであるから、図１６に示すように、燃料ヒータ２１
６を水平又は傾けた状態でヒータ室２１７内に配設して
もよい。

【０１１８】（第１２実施形態）本実施形態は、フレー
ムセンサ２４ｃに基づいて燃料ヒータ２１６のＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御を行うものである。

【０１１９】具体的には、フレームセンサ２４ｃからＯ
Ｎ信号が発せられたときには、燃焼式ヒータ２１が完全
に着火し、燃料が安定的に燃焼しているものとみなし
て、燃料ヒータ２１６への通電を遮断して燃料ヒータ２
１６を停止させる。一方、フレームセンサ２４ｃからＯ
ＦＦ信号が発せられたとき（ＯＮ信号が発せられないと
き）には、燃焼状態が不安定であるか又は完全に着火し
ていないものとして、燃料ヒータ２１６に通電して燃料
ヒータ２１６をを稼働させる。

【０１２０】これにより、必要以上に燃料ヒータ２１６
への通電を抑制することができるので、電力消費を抑制
することができる。

【０１２１】ところで、上述の実施形態では、燃焼式ヒ
ータ２１の熱を冷却水に与えて車室内を暖房したが、燃
焼式ヒータ２１にて直接に車室内を加熱暖房してもよ
い。

【０１２２】また、本発明に係る燃焼式ヒータ２１は、
エンジン１０の排気が有するエネルギにてエンジン１０
の吸気を過給するターボチャージャ付きエンジンにも適
用することができる。

【０１２３】また、上述の実施形態では、着火手段とし
てグロープラグを用いたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、火打ち石やプラズマ発生手段等のその他
のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る車両用暖房装置の模式図で
ある。

【図２】第１実施形態に係る燃焼式ヒータの模式図であ
る。

【図３】車両用暖房装置の制御フローを示すフローチャ
ートである。

【図４】第２実施形態に係る燃焼式ヒータの模式図であ
る。

【図５】第３実施形態に係る燃焼式ヒータの模式図であ
る。

【図６】第４実施形態に係る燃焼式ヒータの模式図であ
る。

【図７】（ａ）は第５実施形態に係る燃焼式ヒータの模
式図であり、（ｂ）はＡ部の拡大図である。

【図８】（ａ）は第６実施形態に係る燃焼式ヒータの模
式図であり、（ｂ）はＢ部の拡大図である。

【図９】第７実施形態に係る車両用暖房装置の模式図で
ある。

【図１０】第８実施形態に係る燃焼式ヒータの制御フロ
ー示すフローチャートである。

【図１１】第９施形態に係る車両用暖房装置の模式図で
ある。

【図１２】第１０施形態に係る燃焼式ヒータの制御フロ
ー示すフローチャートである。

【図１３】第１１施形態に係る燃焼式ヒータの制御フロ
ー示すフローチャートである。

【図１４】第１０施形態に係る車両用暖房装置の模式図
である。

【図１５】第１１施形態に係る燃焼式ヒータの模式図で
ある。

【図１６】第１１施形態に係る燃焼式ヒータにおける、
燃料ヒータの配置を示す説明図である。

【符号の説明】

２１…燃焼式ヒータ、２２…燃料ポンプ、２１０…第１
燃焼室、２１１…送風口、２１２…覆い部材、２１３…
第２燃焼室、２１４…第１ウィック、２１５…燃料ガス
化装置、２１６…燃料ヒータ（加熱手段）、２１７…ヒ
ータ室、２１８…ケーシング、２１９…グロープラグ
（着火手段）、２２０…第１燃料通路、２２１…第２燃
料通路、２２２…第２ウィック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森川 敏夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3K052 AA01 AB06 AB08 AC01 AC05 CA04 CA12

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内で燃料を燃焼することにより、
   室内を暖房する燃焼式ヒータであって、 燃料を加熱して燃料を気化させる加熱手段（２１６、２
   １９ｂ、２１６ａ）と、 前記加熱手段（２１６、２１９ｂ、２１６ａ）と独立し
   て設けられ、前記加熱手段（２１６、２１９ｂ、２１６
   ａ）にて気化した燃料を着火させる着火手段（２１９、
   ２１９ａ）とを備えることを特徴とする燃焼式ヒータ。
2. 【請求項２】 前記燃焼室より小さい空間を有する補助
   燃焼室（２１０ａ）を設け、 前記補助燃焼室（２１０ａ）で燃料を着火させた後、前
   記燃焼室にて燃料を燃焼させることを特徴とする請求項
   １に記載の燃焼式ヒータ。
3. 【請求項３】 前記着火手段（２１９、２１９ａ）は、
   前記補助燃焼室（２１０ａ）内に設けられていることを
   特徴とする請求項２に記載の燃焼式ヒータ。
4. 【請求項４】 前記加熱手段（２１６）に直接に燃料が
   衝突するように、前記加熱手段（２１６）に向けて燃料
   が供給されることを特徴とする請求項３に記載の燃焼式
   ヒータ。
5. 【請求項５】 前記加熱手段（２１６）を収納するヒー
   タ室（２１７）のうち、上方側には前記着火手段（２１
   ９）に至る第１燃料通路（２２０）が設けられ、下方側
   には前記燃焼室（２１０）に至る第２燃料通路（２２
   １）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれか１つに記載の燃焼式ヒータ。
6. 【請求項６】 前記第１燃料通路（２２０）は、前記第
   ２燃料通路（２２１）より少ない量の燃料が流通するよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項５に記載の
   燃焼式ヒータ。
7. 【請求項７】 前記ヒータ室（２１７）には、多数個の
   孔を有するウィック（２２２）が配設されていることを
   特徴とする請求項５又は６に記載の燃焼式ヒータ。
8. 【請求項８】 前記ウィック（２２２）は、前記ヒータ
   室（２１７）の内壁と所定の隙間を有して離隔した状態
   で、前記加熱手段（２１６）に接触して配設されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の燃焼式ヒータ。
9. 【請求項９】 前記燃焼室（２１０）内の温度変化が所
   定値以上のときには、前記加熱手段（２１６）を稼働さ
   せ、前記温度変化が所定値未満のときには、前記加熱手
   段（２１６）を停止させることを特徴とする請求項１な
   いし８のいずれか１つに記載の燃焼式ヒータ。
10. 【請求項１０】 燃焼室（２１０）内で燃料を燃焼する
    ことにより、室内を暖房する燃焼式ヒータであって、 燃料を加熱する加熱手段（２１９）を有し、 前記加熱手段（２１９）は、燃料の着火温度以上の発熱
    温度まで発熱した時から所定時間が経過した後に、その
    発熱温度を低下させるように構成されていることを特徴
    とする燃焼式ヒータ。
11. 【請求項１１】 燃焼室内で燃料を燃焼することによ
    り、室内を暖房する燃焼式ヒータであって、 燃料を加熱して燃料を気化させる加熱手段（２１６、２
    １９ｂ、２１６ａ）と、 前記加熱手段（２１６、２１９ｂ、２１６ａ）にて気化
    した燃料を着火させる着火手段（２１９、２１９ａ）
    と、 前記着火手段（２１９、２１９ａ）の近傍に設けら
    れ、、多数個の孔を有する第１ウィック（２１４）と、 前記加熱手段（２１６）の近傍に設けられ、多数個の孔
    を有する第２ウィック（２２２）とを備え、 前記第２ウィック（２２２）は、前記第１ウィック（２
    １４）より小さいことを特徴とする燃焼式ヒータ。
12. 【請求項１２】 吸入空気を圧縮して燃料を自己着火さ
    せるディーゼルエンジン（１０）を搭載する車両に適用
    されるエンジン着火促進装置であって、 車室内を暖房する請求項１ないし１１のいずれか１つに
    記載の燃焼式ヒータ（２１）と、 前記ディーゼルエンジン（１０）の始動時に、前記燃焼
    式ヒータ（２１）の排気を前記ディーゼルエンジン（１
    ０）の吸気側に導く排気導入管（２９）と、 前記ディーゼルエンジン（１０）の始動時に、前記燃焼
    式ヒータ（２１）が着火したことを乗員に表示する表示
    手段（３１）とを備えることを特徴とするエンジン着火
    促進装置。