JP2819509B2

JP2819509B2 - 吸気加熱装置

Info

Publication number: JP2819509B2
Application number: JP63250610A
Authority: JP
Inventors: 松岡　　功; 雄二大井
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH0299754A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、車両等に搭載されるディーゼル機関の吸気
を加熱するための吸気加熱装置に関し、特に、搭載され
たバッテリが12Vの車両に用いて効果的である。

［従来の技術］車両等に搭載されたディーゼル機関では、機関始動時
の着火性を向上させるために、機関への吸気経路にヒー
タを設けて、始動前に吸気が加熱される。また始動後
に、吸気によって機関が冷却されてしまうと、失火、失
速することがある。これをなくすために、始動後にも吸
気を加熱する吸気加熱装置がある。この吸気加熱装置で
は、始動前と始動後に同じ容量で加熱するものと、始動
前には大容量で、始動後には小容量で加熱するものがあ
る。

［発明が解決しようとする課題］しかし、クランキング時には、スタータ・モータへの
通電に大電力を必要とするとともに、冷寒時の機関始動
後の加熱（アフターヒート）は、100秒前後必要であ
り、極冷寒時にあっては150秒以上必要となるため、12V
のバッテリを使用する機関においては、始動前と始動後
に同じ熱容量で加熱するものが用いられ、その際、バッ
テリの負担が多くならないように、大電流を必要としな
い小容量のヒータが通電される。

従って、機関の始動前の予熱には、長時間を必要とす
るという問題がある。

また、大容量と小容量とを切り替える後者のものは、
主にバッテリ電圧が24Vと高い場合に使用されるもので
あり、大容量を得るために、複数のヒータが直列接続さ
れているため、12Vのバッテリを使用する場合には、十
分な熱容量が得られないという問題がある。

本発明は、主に12Vのバッテリを備えたディーゼル機
関において、予熱時間を短縮して、その始動を速やかに
行うことができるとともに、始動後には、発進、走行に
対しても失火、失速することが少なく、機関の安定性を
向上させることができる吸気加熱装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、12Vバッテリを搭載した機関の冷却水温が
所定温度以下のとき前記機関への吸気を加熱するために
設けられ、それぞれ独立した２つのヒータ回路を備えた
吸気加熱装置において、キースイッチの予熱操作に応じ
て第１の所定時間だけ前記２つのヒータ回路を並列接続
して前記12Vバッテリによりともに通電させるととも
に、前記キースイッチのクランキング操作時および該ク
ランキング操作の終了後の第２の所定時間だけ前記２つ
のヒータ回路のうちの一方のヒータ回路のみを通電させ
る通電制御回路を具備することを技術的手段とする。

［作用］本発明の吸気加熱装置では、予熱操作時には、２つの
ヒータ回路が12Vバッテリによりともに第１の所定時間
だけ通電されて、それぞれのヒータ回路により発熱した
熱で吸気が加熱される。各ヒータ回路はそれぞれ独立し
ているため、各ヒータ回路がともに通電されることによ
り、予熱時には大加熱量で加熱することができる。

予熱のための通電が終わった後にクランキング操作を
行うとスタータ・モータが駆動され、このときには２つ
のヒータ回路のうちの一方のみが通電され、さらに、ク
ランキング終了後の第２の所定時間にも、一方のヒータ
回路のみが通電されて、一方のヒータ回路のみによる小
加熱量で加熱が行われる。

［発明の効果］本発明では、機関の始動前の予熱時には、大加熱容量
となるように通電される。従って、極冷寒時等において
も、短時間で十分な予熱を行うことができる。

また、２つのヒータ回路は、それぞれ独立した通電回
路により通電され、クランキング時には一方のヒータ回
路が通電されるのみであるため、スタータ・モータの駆
動に影響が少なく、始動性の悪化を招くことがないとと
もに、アフターヒート時においても一方のヒータ回路に
よる小電流の通電のみであり、長時間に及ぶアフターヒ
ートを行ってもバッテリの負担が増加することはなく、
さらに機関の回転数を容易に安定させることができる。

［実施例］次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に示す本実施例の吸気加熱装置１は、図示しな
いディーゼル機関の吸気管内に、空気流の方向に二重に
配設された２つの吸気加熱用のヒータ２、３と、これら
のヒータ２、３をそれぞれ通電するための第１リレー
４、第２リレー５と、ディーゼル機関の冷却水の温度を
検知するための水温センサ６と、制御装置10とからな
る。

制御装置10は、キースイッチSWの操作状態に応じて、
水温センサ６および機関の始動を知らせるレギュレータ
のＬ端子７からの信号に基づいて第１リレー４、第２リ
レー５を駆動制御する。制御装置10は、予熱中に知らせ
る予熱ランプ８と機関の始動を知らせるチャージランプ
９を備え、バッテリＢより供給される電力により作動す
る。

ヒータ２は、第１リレー４の接点4aを介して、またヒ
ータ３は、第２リレー５の接点5aを介して、それぞれバ
ッテリＢと接続され、各リレー４、５が各接点4a、5aを
それぞれ閉じると、バッテリＢからの電流が各ヒータ
２、３へ供給される。

ここでは、バッテリＢは、電源電圧12Vを示し、ま
た、各ヒータ２、３は、それぞれ600Wの容量を有する。

制御装置10は、第１リレー４および第２リレー５の作
動時間および作動条件等を設置するための第１タイマ1
1、第２タイマ12、水温カット部13、Ｌ端子判定部14
と、第１リレー４、第２リレー５をそれぞれ駆動するた
めのリレー駆動回路15、16と、作動時間および作動条件
に応じて各駆動部を制御する複数の論理回路からなり、
キースイッチSWがON位置あるいはST位置になるときバッ
テリＢからの電力が端子10aと端子10bにより供給され作
動する。

第１タイマ11は、機関の始動前の予熱（プリヒート）
時間を設定するためのタイマで、キースイッチSWがOFF
位置からON位置へ切り替えられると、入力される水温セ
ンサ６の検知温度に基づいて、第２図に示すとおり、約
１秒から約20秒の間で決定される所定時間T1、ハイレベ
ルを出力する。なお、第１タイマ11には、キースイッチ
SWのST位置からの信号も入力され、所定時間T1が経過す
る前にST位置へ切り替えられると、そのときハイレベル
の出力は停止する。

第１タイマ11の出力端子は、インバータ20の入力端子
とアンド回路21の一方の入力端子に接続される。インバ
ータ20は、ハイレベルの信号が入力されるとき、予熱ラ
ンプ８を点灯する。

第２タイマ12は、機関の始動後に加熱を行う時間を設
定するためのタイマで、キースイッチSWがST位置からON
位置へ切り替えられると、水温センサ６の検知温度に基
づいて、第３図に示すとおり、０秒から約180秒の間で
決定される所定時間T2、ハイレベルを出力する。

第２タイマ12の出力端子は、アンド回路22の一方の入
力端子に接続される。

水温カット部13は、水温センサ６の検知温度が10℃以
上のとき、ハイレベルを出力する。

水温カット部13の出力端子は、インバータ23の入力端
子に接続される。インバータ23の出力端子は、アンド回
路21の他方の入力端子と、アンド回路24の一方の入力端
子に接続される。

アンド回路21の出力端子は、リレー駆動回路15に接続
される。

リレー駆動回路15は、第１リレー４を駆動する回路
で、アンド回路21の出力がハイレベルのとき、第１リレ
ー４を駆動して接点4aを閉じる。

なお、アンド回路21の出力端子は、オア回路25の一方
の入力端子にも接続される。

Ｌ端子判定部14は、ディーゼル機関が始動して、オル
タネータの出力によりレギュレータのＬ端子７が閉から
開になったことを検知すると、ハイレベルを出力する。
Ｌ端子判定部14の出力端子は、アンド回路22の他方の入
力端子に接続される。

アンド回路22の出力端子は、オア回路26の一方の入力
端子に接続される。

オア回路26の他方の入力端子には、キースイッチSWの
ST位置からの信号が入力される。

オア回路26の出力端子は、アンド回路24の他方の入力
端子と接続される。

アンド回路24の出力端子は、オア回路25の他方の入力
端子に接続される。

オア回路25の出力端子は、リレー駆動回路16に接続さ
れる。

リレー駆動回路16は、第２リレー５を駆動する回路
で、オア回路25の出力がハイレベルのとき、第２リレー
５を駆動して接点5aを閉じる。

なお、チャージランプ９は、レギュレータのＬ端子７
が閉じているときに点灯する。

次に以上の構成からなる本実施例の吸気加熱装置１の
作動を、第４図および第５図に基づいて説明する。

ア）水温が10℃未満の場合時間t1で、運転者がキースイッチSWをOFF位置からON
位置にすると、第１タイマ11がハイレベルを出力し、そ
れに応じてインバータ20により予熱ランプ８が点灯され
る。

また、水温カット部13は、ローレベルの信号を出力
し、それに応じてインバータ23はハイレベルの信号を出
力する。

従って、アンド回路21には第１タイマ11とインバータ
23からともにハイレベルの信号が入力され、その出力は
ハイレベルとなり、リレー駆動回路15は、第１リレー４
を駆動して接点4aを閉じる。また、リレー駆動回路16に
も、オア回路25を介してハイレベルの信号が入力される
ため、第２リレー５が駆動され接点5aが閉じる。

このため、ヒータ２、３がそれぞれ通電され、合計12
00Wの大容量で吸気が加熱される。

時間t2に、所定時間T1が経過すると、第１タイマ11の
出力がローレベルに反転し、予熱ランプ８が消灯すると
ともに、各接点4a、5aが開いてヒータ２、３への通電が
停止する。

時間t3に、予熱ランプ８の消灯に応じて、運転者がキ
ースイッチSWをST位置へ操作すると、ディーゼル機関が
クランキングされる。このとき、オア回路26には、キー
スイッチSWのST位置からのハイレベルの信号が入力さ
れ、アンド回路24およびオア回路25を介してリレー駆動
回路16にハイレベルの信号が入力されるため、再び第２
リレー５が駆動されて接点5aが閉じ、ヒータ３は再び通
電され、クランキング中にも吸気は加熱される。

時間t4に、ディーゼル機関が始動して、Ｌ端子７が閉
から開になると、チャージランプ９が消灯し、Ｌ端子判
定部14にはハイレベルの信号が入力される。

時間t5は、運転者がキースイッチSWをST位置からON位
置へ戻すと、第２タイマ12の出力がハイレベルになり、
アンド回路22には、ともにハイレベルの信号が入力され
るため、第２リレー５が継続して駆動され、ヒータ３が
継続して通電される。

時間t6に、所定時間T2が経過すると接点5aが開き、ヒ
ータ３への通電が停止される。

あるいは、第２タイマ12の作動中であっても、ディー
ゼル機関の温度が上昇し、冷却水の温度が10℃以上にな
った場合にも、ヒータ３への通電は停止される。

あるいは、時間t5aに、誤って機関が停止するとレギ
ュレータのＬ端子７が閉じ、一点鎖線に示すとおり、第
２リレー５は接点5aを開くため、ヒータ３への通電が停
止される。

なお、機関がクランキングされず、キースイッチSWが
ON位置に放置された場合には、破線で示すとおり、時間
t2以降の通電は行われない。

イ）水温が10℃以上の場合このときは、第５図に示すとおり、予熱ランプ８が点
灯した後、直ちに消灯して、予熱不要を知らせ、各リレ
ー４、５は駆動されず、ヒータ２、３には、通電されな
い。

以上のとおり、本発明によれば、ディーゼル機関の始
動前には、吸気は大加熱容量で加熱され、十分に暖めら
れるため、極冷寒時において、短時間で予熱を行うこと
ができる。また、機関のクランキング中および機関の始
動後には、小加熱容量による加熱を行うため、バッテリ
の負担が少ないとともに、燃焼効率が上がり、機関の回
転数を容易に安定させることができ、機関が停止したり
することが少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸気加熱装置の実施例を示すブロック
図、第２図は本実施例における第１タイマの作動特性を
示す特性図、第３図は本実施例における第２タイマの作
動特性を示す特性図、第４図および第５図は本実施例の
作動説明のためのタイムチャートである。図中１……吸気加熱装置、２、３……ヒータ、４……
第１リレー（通電回路）、５……第２リレー（通電回
路）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−226262（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−140908（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 31/12 311 J

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】12Vバッテリを搭載した機関の冷却水温が
所定温度以下のとき前記機関への吸気を加熱するために
設けられ、それぞれ独立した２つのヒータ回路を備えた
吸気加熱装置において、キースイッチの予熱操作に応じ
て第１の所定時間だけ前記２つのヒータ回路を並列接続
して前記12Vバッテリによりともに通電させるととも
に、前記キースイッチのクランキング操作時および該ク
ランキング操作の終了後の第２の所定時間だけ前記２つ
のヒータ回路のうちの一方のヒータ回路のみを通電させ
る通電制御回路を具備することを特徴とする吸気加熱装
置。