JPH0275751A - 吸気加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に車両に搭載さ
れた場合には、極冷寒時において機関始動直後の車両の
発進性能、走行性能を大きく改善するものである。

［従来の技術］ 車両等に搭載されたディーゼル機関では、微開始動時の
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。また車両等では
、ディーゼル機関は、始動すると、その後は発進、走行
へと機関の回転数が増大するため、始動直後には、吸気
によって機関が冷却されてしまい、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。この吸気加熱装置としては、複数個のヒ
ータを設けて、始動前には大きな熱容量で、始動後には
小さな熱容量でそれぞれ加熱するものと、始動前および
始動後に同じ熱容量で加熱するものとがある。

［発明が解決しようとする課題１ しかし、極冷寒時には、前者のものでは、始動後の加熱
容量が小さいため、失火、失速を起こしやすい、また後
者のものでは、熱容量を大きくすることが考えられるが
、機関始動後の加熱は、通常では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、
その間に大電流を流すとバッテリの負担が極端に増加す
るため、熱容量を大きくして始動前と始動後に同じ熱容
量で加熱することは実施しにくい。

本発明は、ディーゼル機関の始動直後における発進、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。

し課題を解決するための手段］ 本発明は、機関への吸気を加熱するために設けられ、通
電状態に応じた大小二つの加熱容量を有するヒータと、
該ヒータの通電状態を切り替える通電切替手段を備え、
キースイッチの操作状態に応じて前記ヒータの通電状態
を切り替えて加熱容量を制御する加熱容量制御手段とか
らなる吸気加熱装置において、前記加熱容量制御手段は
、前記キースイッチがＯＦＦ位置からＯＮ位置になって
からの第１の所定時問と、前記キースイッチがＳＴ像位
置らＯＮ位置になってからの第２の所定時問には、前記
ヒータを大加熱容量に制御し、前記機関が始動し前記第
２の所定時問が経過した後の第３の所定時問には、前記
ヒータを小加熱容量に制御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、キースイッチがＯＦＦ位置
からＯＮ位置へ切り替えられると、ヒータは大加熱容量
となるように第１の所定時問通電される。第１の所定時
問の通電中あるいは通電終了後に、機関の始動操作とし
てキースイッチがＯＮ位置からＳＴ像位置切り替えられ
、その後、キースイッチがＳＴ像位置らＯＮ位置へ戻さ
れると、ヒータは、その後さらに第２の所定時問大加熱
容量となるように通電される。始動操作によって機関が
始動すると、ヒータは大加熱容量となるように第２の所
定時問通電された後に、第３の所定時問通電が行われ、
この第３の所定時問には、小加熱容量となるように通電
される。

［発明の効果］ 本発明では、機関の始動前の予熱時と、機関始動後の第
２の所定時問には、大加熱容量となるように通電される
。従って、極冷寒時においても、十分な予熱を行うこと
ができるとともに、機関始動直後に発進、走行によって
機関の回転数が増大した場合にも、吸気を１分に加熱す
ることができる。従って、機関の失火や車両の失速等が
起こりにくく、機関を安定させることができる。さらに
、機関始動後の第２の所定時問を経過した後には、さら
に小加熱容量で加熱が行われるため、さらに機関を安定
させることができる。このときには、加熱容量が少なく
設定されているため、十分な時間をかけて加熱しても、
バッテリの負担が増加することはない。

［実施例コ 次に本発明を実施例に基づい゛Ｃ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
ヒータを通電するための第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Ｗ１０とからなり、制御装置１０は
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
のし端子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、予熱中を知ら
ぜる予熱ランプ８と機関の始動を知らせるチャージラン
プ９を備え、キースイッチＳＷの操作状態に応じてバッ
テリＢより供給される電力により作動する。

ヒータ２およびヒータ３は直列接続されて第２リレー５
の接点５ａと接地極Ｅとの間に接続され、接点５ａが閉
じると、バッテリＢからの電流が二つのヒータ２．３へ
供給される。また、ヒータ２とヒータ３との接続部には
第１リレー４の接点４ａが接続されていて、接点４ａが
閉じると、バッテリＢからの電流は、ヒータ３のみへ供
給される。

従って、第１リレー４が駆動され接点４ａが閉じる場合
には、ヒータ３の抵抗値だけとなるため、電流値が増大
して、加熱容量が大きくなり、接点４ａが閉じないで、
接点５ａが閉じる場合には、直列接続されたヒータ２お
よびヒータ３の抵抗値となるため、電流値は減少し、加
熱容量が小さくなる。

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を設定するための第１タイマ１１
、第２タイマ１２、第３タイマ１３、水温カット部１４
、Ｌ端子判定部１５と、第１リレー４．５をそれぞれ駆
動す゛るためのリレー駆動回路１６．１７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Ｓ
Ｔ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Ｏ
ＦＦ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１４秒の１ｍで決定される所定時問１
゛１、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
、所定時問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２゜の入力端
子とオア回路２１の一方の入力端子に接続される。また
、オア回路２１の出力端子はアンド回路２２の一方の端
子に接続される。

第２タイマ１２は、機関の始動直後に加熱容量の大きな
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位置へ切り醤えられると、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
、約１秒から約１４秒の間で決定される所定時１ＳｒＩ
Ｔ２、ハイレベルを出力する。

第２タイマ１２の出力端子は、オア回路２１の他方の入
力端子に接続される。

第３タイマ１３は、機関が始動したあとに、加熱容量の
小さな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ＯＮ位置からＳＴ位置へ切り替えられる
とハイレベルを出力し、キースイッチＳＷがＳＴ位置が
らＯＮ位置へ切り替えられると、その後は、水温センサ
６の検知温度に基づいて、第４図に示すとおり、約５０
秒がら約２００秒の園で決定される所定時問Ｔ３、ハイ
レベルを出力する。

第３タイマ１３の出力端子は、アンド回路２３の３つの
入力端子のひとつに接続される。

水温カット部１４は、水温センサ６の検知温度が３０℃
以上、のとき、ハイレベルを出力する。

水温カット部１４の出力端子は、インバータ２４とイン
バータ２５の各入力端子に接続される。

インバータ２４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、インバータ２５の出力端子はアン
ド回路２６の一方の入力端子と、アンド回路２３の３つ
の入力端子のうちの他のひとつに接続される。なお、ア
ンド回路２６の他の入力端子には、キースイッチＳＷの
ＳＴ位置からの信号が入力され、その出力端子は、オア
回路２７の一方の入力端子に接続される。

Ｌ端子判定部１５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が閑から
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１５の出力端子は、アンド回路２３の３つ
の入力端子のうちの残りのひとつに接続される。

インバータ２０の出力端子は、予熱ランプ８に接続され
、インバータ２０がローレベルを出力するとき、予熱ラ
ンプ８が点灯する。

アンド回路２２は、その出力によりリレー駆動回路１６
を制御する。

リレー駆動回路１６は第１リレー４を駆動する回路で、
アンド回路２２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を閘じる。

アンド回路２３は、インバータ２５、第３タイマ１３、
し端子判定部１５からの各出力により論理積を実現し、
その出力端子はオア回路２７の他の入力端子に接続され
る。

オア回路２７は、その出力によりリレー駆動回路１７を
制御する。

リレー駆動回路１７は第２リレー５を駆動する回路で、
オア回路２７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を閏じる。

なお、チャージランプ９は、レギュレータのし端子７が
閉じたときに点灯する。

次に以１・、の構成からなる本実施例の吸気加熱装置１
の作動を第５図に基づいて説明する。

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
応じて予熱ランプ８が点灯するとともに第１リレー４が
駆動され、接点４ａが閏じてヒータ３が通電される。

ヒータ３には大電流が流れ、ヒータ３の温度は急速に上
昇する。

所定時問ＴＩが経過すると、接点４ａが開い゛〔ヒータ
３への通電が停止し、予熱ランプ８が消灯する。

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、第２リレー５が駆動
されて接点５ａが閏じる。すると、ヒータ２およびヒー
タ３には小電流が流れ、吸気は小加熱容量で加熱される
。

ディーゼル機関が始動して、し端子７が閉から開になる
と、チャージランプ９が消灯し、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、第１リレー４が再び駆動さ
れる。

従って、ヒータ２への通電は停止され、吸気はヒータ３
のみによる大加熱容量で加熱される。

この結果、ヒータ３の温度は、吸気による冷却の影響を
あまり受けず、温度の低下は少ない。

所定時問Ｔ２が経過して第２タイマ１２の出力がローレ
ベルになると、接点４ａが開き、ヒータ２．３へは、継
続して閏じられている接点５ａより電流が供給される。

その後、所定時問Ｔ３が経過すると接点５ａが開き、ヒ
ータ２．３への通電が停止される。

あるいは、第３タイマ１３の作動中であっても、ディー
ゼル機関の温度カ月−昇し、冷却水の温度が３０℃以上
になった場合にも、ヒータ２．３への通電は停止される
。

以上のとおり、本発明によれば、ディーゼル機関の始動
直後には、吸気は大加熱容量で加熱され、十分に暖めら
れるため、燃焼効率が上り、機関を安定させることがで
きる。従って、極冷寒時において、始動直後に車両を発
進させても、機関の吹き上がりが悪化したり、機関が停
止したりすることが少ない、また、機関の始動直後の大
加熱容量での加熱が終了した後には、小加熱容量による
加熱を行うため、さらに機関を安定させることができ、
また、バッテリの負担が増加することが少ない。

本実施例では、第１タイマと第２タイマとをそれぞれ独
立して設けたが、キースイッチＳＷにより第１タイマを
リセットして第２タイマとして使用するようにしてもよ
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図は本実施例における第３タ
イマの作動特性を示す特性図、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　２．３・・・ヒータ、４・・・第１リレー（通電
切替手段）、５・・・第２リレー（通電切替手段）、１
０・・・制御装置（加熱容量制御手段）、ＳＷ・・・キ
ースイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）機関への吸気を加熱するために設けられ、通電状態
   に応じた大小二つの加熱容量を有するヒータと、 該ヒータの通電状態を切り替える通電切替手段を備え、
   キースイッチの操作状態に応じて前記ヒータの通電状態
   を切り替えて加熱容量を制御する加熱容量制御手段とか
   らなる吸気加熱装置において、 前記加熱容量制御手段は、前記キースイッチがＯＦＦ位
   置からＯＮ位置になつてからの第１の所定時間と、前記
   キースイッチがＳＴ位置からＯＮ位置になってからの第
   ２の所定時間には、前記ヒータを大加熱容量に制御し、
   前記機関が始動し前記第２の所定時間が経過した後の第
   ３の所定時問には、前記ヒータを小加熱容量に制御する
   ことを特徴とする吸気加熱装置。