JP2843177B2

JP2843177B2 - ロードヒーティング装置の運転制御方法

Info

Publication number: JP2843177B2
Application number: JP20705291A
Authority: JP
Inventors: 幸樹安藤; 伸洋佐々木
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH0551910A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、舗装体の路面などの融
雪や凍結を防止するロードヒーティング装置に係り、特
に、路面などの融雪効果や凍結防止効果を高めることが
できるロードヒーティング装置の運転制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】舗装体の路面などの融雪や凍結を防止す
るロードヒーティング装置の一例として、図５のフロー
チャートに示すように、降雪の有無を検出する降雪セン
サからの降雪情報の他に、路面積雪の有無や路面水分の
有無を検出する路面水分センサからの路面水分情報を取
り込み、外気温が設定温度（例えば５℃）以下で降雪セ
ンサが「降雪：有」と判定したときは融雪運転を行い、
また、降雪センサが「降雪：無」と判定し、かつ路面水
分センサが「路面水分：有」と判定したときは凍結防止
運転を行い、さらに、降雪センサが「降雪：無」と判定
し、かつ路面水分センサが「路面水分：無」と判定した
ときにロードヒーティング装置を停止させる運転制御機
能を備えたものが知られている。

【０００３】従来、このようなロードヒーティング装置
では、路面水分センサとして、その受雪部で受けた雪を
このセンサに設けたヒータで加熱して融かし、このとき
に生じる水分を受雪部に設けた電極間の電気的特性の変
化として検出することで、路面積雪や路面水分の有無を
検出する構成のものが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した路
面水分センサは、一般に降雪の有無にかかわらずヒータ
で受雪部を加熱しているため、雪が止んで暫くすると、
受雪部の水分が蒸発して電極間が乾燥状態となり、路面
に積雪や水分が残っていても「路面水分：無」と判定す
る。この結果、ロードヒーティング装置が停止するた
め、路面に積雪が残ったり、また、路面温度が結氷温度
以下になると、路面の積雪や水分が氷結して路面が凍結
するおそれがあるといった問題点があった。そこで、本
発明は、上記実情を考慮して成されたものであり、路面
の融雪効果や凍結防止効果を高めることができるロード
ヒーティング装置の運転制御方法を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、融雪によって生じた水分に基づいて路面
水分状態を検出する第１および第２の路面水分検出手段
を設け、前記第１の路面水分検出手段にのみ前記融雪を
促進する加熱手段を設け、前記第１の路面水分検出手段
が「水分：無」と判定した場合に、前記第２の路面水分
検出手段の出力に基づいて路面水分状態の判定を行な
い、前記第２の路面水分検出手段が「水分：有」と判定
した場合には、前記ロードヒータを駆動させることを特
徴とする。

【０００６】

【作用】本発明では、第１の水分検出手段の受雪部が乾
燥状態となって「水分：無」と判定しても、第２の水分
検出手段が「水分：有」と判定した場合には、ロードヒ
ータが駆動して路面を加熱し、路面の融雪を行なうとと
もに、路面水分の凍結を防止する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて説明する。図１は本発明の実施例に係るロードヒ
ーティング装置の構成図、図２は同ロードヒーティング
装置の電気的構成を示すブロック図である。図１におい
て、符号１は舗装体の路面を示し、この路面１には、ロ
ードヒータ２が所定の深さで埋設されている。また、符
号３は外気の温度を検出する外気温センサを示し、符号
４は路面１の表面近傍の温度を検出する路面温度センサ
を示しており、この路面温度センサ４は、路面１の表面
近傍に所定の深さで埋設されている。降雪センサ５は、
絶縁基板６の上面に櫛型電極７，８を備えるとともに、
絶縁基板６の背面に融雪用ヒータ（以下、「センサ用ヒ
ータ」という）９を備えて構成され、絶縁基板６の上面
に降った雪をセンサ用ヒータ９で加熱して融かし、この
とき生じる水分で櫛型電極７，８間の電気的特性を変化
させて降雪の有無を検出するものである。

【０００８】第１路面水分センサ１０は、絶縁基板１１
の上面に環状電極１２，１３を備えるとともに、絶縁基
板１１の背面に融雪用ヒータ（以下、「センサ用ヒー
タ」という）１４を備えて構成され、絶縁基板１１上面
の水分を環状電極１２，１３間の電気的特性の変化とし
て検出することで、路面１上の積雪や水分の有無を検出
するものである。第２路面水分センサ１５も路面１上の
積雪や水分の有無を検出するもので、絶縁基板１６の上
面に環状電極１７，１８を備えて構成されている。第２
路面水分センサ１５は、前記センサ用ヒータ１４を備え
ていない点のみ第１路面水分センサ１０と構成が異な
り、その他は同一の構成である。尚、第２路面水分セン
サ１５は、絶縁基板１６上に降った雪がロードヒータ２
の熱で融けて、絶縁基板１６上面が路面１と同様な水分
状態になる位置に設置することが望ましい。

【０００９】制御装置２０は、外気温センサ３、路面温
度センサ４、降雪センサ５、第１路面水分センサ１０お
よび第２路面水分センサ１５からの信号に基づいて、後
述する４つの運転モード（融雪運転ａ、融雪運転ｂ、凍
結防止運転、予備加熱運転）の自動切替え、各運転モー
ドでのロードヒータ２の温度制御およびセンサ用ヒータ
９，１４の温度制御を行うものであり、この制御装置２
０には、前記各センサの信号線、各ヒータへの給電線お
よび交流電源１９からの給電線がそれぞれ接続されてい
る。

【００１０】次に、図２に基づいてロードヒーティング
装置の電気的構成を説明する。本実施例のロードヒーテ
ィング装置は、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」とい
う）２１により制御される。このＣＰＵ２１には、外気
温センサ３、路面温度センサ４、降雪センサ５、第１路
面水分センサ１０および第２路面水分センサ１５が入力
インターフェース回路２２を介して接続されている。ま
た、ＣＰＵ２１には、ロードヒータ２への電力供給量を
ＰＷＭ方式により比例制御するロードヒータ制御部２３
と、センサ用ヒータ９，１４への通電をＯＮ・ＯＦＦ制
御するセンサ用ヒータ制御部２４が出力インターフェー
ス回路２５を介して接続されている。

【００１１】ＣＰＵ２１は、前記各センサからの信号を
演算処理してロードヒータ２、センサ用ヒータ９，１４
を制御する機能を有し、その制御プログラムを格納した
メモリ２６を備えている。また、このメモリ２６には、
図３に示すような外気温ｔと制御温度Ｔを対応させた３
種類の制御温度データ曲線（以下、「データ曲線」とい
う）Ａ，Ｂ，Ｃおよびその他のデータなどが格納されて
おり、路面１からの熱放散を考慮して、制御温度Ｔは、
外気温ｔが所定温度以上の範囲では外気温ｔが低い程、
高くなるように設定されている。

【００１２】尚、本実施例においてＣＰＵ２１は、
（１）外気温センサ３の出力信号に基づいて、センサ用
ヒータ制御部２４へ制御信号を出力する機能、（２）第
１路面水分センサ１０および第２路面水分センサ１５の
出力信号に基づいて、メモリ２６に格納されたデータ曲
線Ａ，Ｂ，Ｃから所定のデータ曲線を読み出す機能、
（３）第１路面水分センサ１０および第２路面水分セン
サ１５の出力信号に基づいて、制御温度Ｔを後述する如
く−１℃に決定する機能、（４）読み出されたデータ曲
線と外気温センサ３の出力信号に基づいて、制御温度Ｔ
を演算する機能および（５）制御温度Ｔと路面温度セン
サ４の出力信号に基づいて、ロードヒータ制御部２３へ
制御信号を出力する機能などの機能を備えている。

【００１３】次に、図４に基づいて本実施例のロードヒ
ーティング装置の動作を説明する。図４は同ロードヒー
ティング装置の動作を示すフローチャートであり、図中
のＰ５１〜Ｐ７２は、フローチャートの各ステップを示
している。まず、ステップＰ５１において、外気温セン
サ３の出力信号から外気温ｔを所定時間間隔（本実施例
では、２分間隔）で読み込み、続くステップＰ５２にお
いて、この外気温ｔが設定温度（本実施例では、５℃）
以下か否かの判定が行なわれ、「ＮＯ」と判定されると
ステップＰ５３に移行し、「ＹＥＳ」と判定されるとス
テップＰ５４に移行する。ステップＰ５３では、ＣＰＵ
２１からセンサ用ヒータ制御部２４に停止指令信号が出
力され、これによりセンサ用ヒータ９，１４が停止す
る。

【００１４】ステップＰ５４では、ＣＰＵ２１からセン
サ用ヒータ制御部２４へ駆動指令信号が出力され、これ
によりセンサ用ヒータ９，１４が駆動して、降雪センサ
５および第１路面水分センサ１０を加熱する。次に、ス
テップＰ５５において、降雪センサ５の出力信号から降
雪が有るか否かの判定が行われ、「ＹＥＳ」と判定され
るとステップＰ５６に移行し、また、「ＮＯ」と判定さ
れるとステップＰ５７に移行する。ステップＰ５６で
は、第１路面水分センサ１０の出力信号から路面１に水
分が有るか否か（路面１が濡れているか否か）の判定が
行われ、「ＹＥＳ」と判定されると続くステップＰ５９
に移行し、「ＮＯ」と判定されるとステップＰ５８に移
行する。ステップＰ５８では、第２路面水分センサ１５
の出力信号から路面１に水分が有るか否か（路面１が濡
れているか否か）の判定が行われ、「ＹＥＳ」と判定さ
れると続くステップＰ５９に移行し、「ＮＯ」と判定さ
れるとステップＰ６０に移行する。

【００１５】一方、ステップＰ５７では、ステップＰ５
６と同様に第１路面水分センサ１０の出力信号から路面
１に水分が有るか否か（路面１が濡れているか否か）の
判定が行われ、「ＹＥＳ」と判定されるとステップＰ６
１に移行し、「ＮＯ」と判定されるとステップＰ６２に
移行する。ステップＰ６２では、ステップＰ５８と同様
に第２路面水分センサ１５の出力信号から路面１に水分
が有るか否か（路面１が濡れているか否か）の判定が行
われ、「ＹＥＳ」と判定されるとステップＰ６１に移行
し、「ＮＯ」と判定されるとステップＰ６３に移行し、
このステップＰ６３では、制御温度Ｔ（Ｄ）を−１℃に
決定する。

【００１６】ステップＰ５９では、メモリ２６に格納さ
れたデータ曲線Ａ，Ｂ，Ｃからデータ曲線Ａを選択して
読み出し、ステップＰ６４では、このデータ曲線Ａと外
気温ｔから制御温度Ｔ（Ａ）を演算する。ステップＰ６
０では、メモリ２６からデータ曲線Ｂを選択して読み出
し、続くステップＰ６５において、このデータ曲線Ｂと
外気温ｔから制御温度Ｔ（Ｂ）を演算する。また、ステ
ップＰ６１では、メモリ２６からデータ曲線Ｃを選択し
て読み出し、続くステップＰ６６において、このデータ
曲線Ｃと外気温ｔから制御温度Ｔ（Ｃ）を演算する。こ
こで、路面温度（路面温度センサ４の検出温度）ｔ′を
制御温度Ｔ（Ａ）に制御する運転モードを融雪運転ａと
し、路面温度ｔ′を制御温度Ｔ（Ｂ）に制御する運転モ
ードを融雪運転ｂとし、路面温度ｔ′を制御温度Ｔ
（Ｃ）に制御する運転モードを凍結防止運転とし、路面
温度ｔ′を−１℃に制御する運転モードを予備加熱運転
とする。

【００１７】以下のステップＰ６７〜Ｐ７２は、融雪運
転ａの運転モードを選択した場合について説明する。ス
テップＰ６７において、路面温度センサ４の出力信号か
ら路面温度ｔ′を読み込み、続くステップＰ６８におい
て、この路面温度ｔ′が制御温度Ｔ（Ａ）以下か否かの
判定が行なわれ、「ＹＥＳ」と判定されると続くステッ
プＰ６９に移行し、「ＮＯ」と判定されると後述するス
テップＰ７２に移行する。ステップＰ６９では、ＣＰＵ
２１が制御温度Ｔ（Ａ）と路面温度ｔ′の温度差を演算
し、この温度差に基づく温度指令信号をロードヒータ制
御部２３に出力してロードヒータ２への電力供給量をＰ
ＷＭ方式により比例制御し、これによりロードヒータ２
が駆動して、路面１を加熱する。続くステップＰ７０で
は、ステップＰ５１における前回の外気温ｔの読み込み
から所定時間（２分間）経過したか否かの判定が行わ
れ、「ＹＥＳ」と判定されるとステップＰ５１に移行
し、再度外気温ｔの読み込みを行い、今回読み込んだ外
気温ｔに基づいて上述したステップＰ５２以下の処理が
実行される。

【００１８】一方、ステップＰ７０において、「ＮＯ」
と判定されると続くステップＰ７１に移行し、このステ
ップＰ７１において、路面温度ｔ′が制御温度Ｔ（Ａ）
に到達したか否かの判定が行われ、「ＹＥＳ」と判定さ
れると続くステップＰ７２に移行し「ＮＯ」と判定され
るとステップＰ６９に戻る。ステップＰ７２では、ＣＰ
Ｕ２１からロードヒータ制御部２３に停止指令信号が出
力され、これによりロードヒータ２が停止した後、ステ
ップＰ５１に戻り、上述したステップＰ５１以下の処理
が再度実行される。

【００１９】尚、ステップＰ５５，Ｐ５６およびＰ５８
における処理の結果、融雪運転ｂを選択した場合は、ス
テップＰ６８およびＰ７１での制御温度はＴ（Ｂ）とな
る。また、ステップＰ５５，Ｐ５７およびＰ６２におけ
る処理の結果、凍結防止運転を選択した場合は、ステッ
プＰ６８およびＰ７１での制御温度はＴ（Ｃ）となり、
同様の処理の結果、予備加熱運転を選択した場合には、
ステップＰ６８およびＰ７１での制御温度は−１℃とな
る。

【００２０】以上説明したように、本実施例では、路面
１上の積雪や水分の有無を検出する路面水分センサとし
て、センサ用ヒータ１４を備えた第１路面水分センサ１
０とセンサ用ヒータを有しない第２路面水分センサ１５
の２つのセンサを設け、第１路面水分センサ１０が乾燥
状態となって「路面水分：無」と判定した場合は、第２
路面水分センサ１５の出力に基づいて路面水分の判定を
行ない、第２路面水分センサ１５が「路面水分：有」と
判定した場合には、ロードヒータ２を駆動させるため、
従来のロードヒーティング装置のように、路面１に積雪
や水分が残っている場合にロードヒータ２が停止するこ
とがなく、以て、路面１の融雪効果や凍結防止効果を高
めることができる。

【００２１】尚、上述した実施例では、降雪が無く、か
つ第２路面水分センサ１５が「路面水分：無」と判定し
た場合でも、外気温ｔが所定温度以下の時には、ロード
ヒータ２を予備加熱運転し、路面の融雪効果および凍結
防止効果を一層高めることができるロードヒーティング
装置を例示したが、降雪が無く、かつ第２路面水分セン
サ１５が「路面水分：無」と判定した場合には、ロード
ヒータ２が停止するようにしてもよい。

【００２２】また、外気温ｔとメモリ２６に格納された
データ曲線Ａ，Ｂ，Ｃから制御温度Ｔ（Ａ），Ｔ
（Ｂ），Ｔ（Ｃ）を演算して路面１の温度を制御するロ
ードヒーティング装置を例示したが、メモリ２６に格納
されたデータ曲線Ａ，Ｂ，Ｃやデータ曲線Ａ，Ｂ，Ｃと
外気温ｔに基づく制御温度Ｔ（Ａ），Ｔ（Ｂ），Ｔ
（Ｃ）の演算処理は、本発明に必須のものではない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のロードヒ
ーティング装置の運転制御方法によれば、第１の水分検
出手段が乾燥状態となって「水分：無」と判定しても、
第２の水分検出手段が「水分：有」と判定した場合に
は、ロードヒータが駆動して路面を加熱するため、路面
の融雪効果や凍結防止効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るロードヒーティング装置
の構成図。

【図２】同ロードヒーティング装置の電気的構成を示す
ブロック図。

【図３】外気温ｔと制御温度Ｔを対応させたデータ曲線
を示す図。

【図４】同ロードヒーティング装置の動作を示すフロー
チャート。

【図５】従来のロードヒーティング装置の動作を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１………路面２………ロードヒータ５………降雪センサ１０……第１路面水分センサ１４……センサ用ヒータ１５……第２路面水分センサ２０……制御装置２３……ロードヒータ制御部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01C 11/26 E01H 5/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】降雪検出手段および路面水分検出手段の出
力に基づいてロードヒータの運転制御を行なうロードヒ
ーティング装置の運転制御方法において、前記路面水分検出手段は、融雪によって生じた水分に基
づいて路面水分状態を検出する第１および第２の路面水
分検出手段から成り、前記第１の路面水分検出手段にのみ前記融雪を促進する
加熱手段を設け、前記第１の路面水分検出手段が「水分：無」と判定した
場合に、前記第２の路面水分検出手段の出力に基づいて
路面水分状態の判定を行ない、前記第２の路面水分検出手段が「水分：有」と判定した
場合には、前記ロードヒータを駆動させることを特徴と
するロードヒーティング装置の運転制御方法。