JPH03183804A - ロードヒーティング制御方法 - 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、路面の雪氷を融解し、また路面表面の水分凍
結防止を行うためのロードヒーティング制御方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、自動車交通の発達と共に、多くの舗装道路が建設
されているが、特に寒冷地においては、冬季に路面が凍
結したり積雪して走行危険、通行不能になることが多く
、十分にその機能が発揮されないことがある。

ロードヒーティングシステムはこのような場合に、道路
舗装面から一定深さに埋設された発熱電線に通電して路
面に熱を伝達し、融雪及び凍結防止等をするものである
が、このようなロードヒーティングシステムでは管理人
員と電力消費の節約のため路面温度の自動制御が不可欠
である。つまり、路面に雪氷のある場合には、路面温度
を高くしてこれらの融解を促進し、路面に液体水分があ
る場合には結氷温度より高い温度に保って凍結防止する
ことが望まれる。また、路面が乾燥している場合でも、
急激な天候変化に対処できるように、路面が過度の低温
にならないような予熱運転を行うことが望ましい。

従来では、このような路面状態を検知するためには、路
面に設置した水分電極により、路面状態を乾燥及び水濡
れ又は雪氷の２つの場合に区別している。この場合の水
分電極は路面に電極を露出し、水分の存在による極間電
気抵抗の変化を把えるものが最も一般的であり、電極に
内蔵されたヒータにより電極を加熱して、雪氷を融解し
た上で水分の存在を検出するものである。つまり、従来
の判断方法では水分電極で水分が検知されない場合は、
路面は乾燥状態と判断して例えば−２℃の予熱運転を行
い、一方で、水分が検知される場合には路面は雪氷又は
水濡れ状態であると判断して、例えば＋３℃の加熱運転
により雪氷の融解及び水分の凍結防止を行うようにされ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら−１このような従来の制御方法では路面が
雪氷で覆われているのか、それとも単に濡れているだけ
なのかは判別されない。従って、この何れの場合にも融
解に必要な量の通電がなされるので、凍結防止さえ行え
ばよい水濡れ状態の場合には、余計な電力が浪費されて
不経済である。

本発明の目的は、上述の従来方法の問題点な解消し、正
確な路面状態の判断により、的確な運転制御ができるロ
ードヒーティング制御方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明に係るロードヒー
ティング制御方法においては、路面下に埋設した発熱線
により路面を加熱する場合において、加熱すべき路面の
路面状態が雪氷、水濡れ、乾燥の何れであるかを検知し
、これらの各検知結果に対して、目標温度をそれぞれ融
解温度、凍結防止温度、予熱温度とし、路面温度を前記
目ＰＡ温度に一致させるように前記発熱線の発熱量を制
御することを特徴とするものである。

［作用］ 上記の構成を有するロードヒーティング制御方法は、雪
氷、水濡れ、乾燥の各路面状態を検知し、この検知結果
に基づいて路面目標温度をそれぞれ融解温度、凍結防止
温度、予熱温度に設定し、路面温度がこの目標温度に一
致するように発熱量を制御する。

［実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係るロードヒーティング制御方法を実
現するための制御ブロック図を示し、ロードヒーティン
グシステムへの供給電力を制御する制御器１には、制御
すべき路面Ａの温度を計測する放射温度計や埋込形路面
温度針等の路面温度計測手段２と、路面Ａに設置した路
面状態検出センサ３を接続する。ここで、路面状態検出
センサ３は雪氷、水濡れ、乾燥の各路面状態を区別して
検知できるものであり、例えば、第１図、第２図に示す
ような構造のものを用いることができる。

第２図は路面状態検出センサ３の一例を示す平面図、第
３図はこのセンサ３を路面Ａに設置した状態を示す断面
図である。路面状態検出センサ３は同心円上に配置され
た金属円筒体から成る外側電極３１ａと内側電極３２ａ
及びこれら電極対間を絶縁するエポキシ樹脂等から成る
対間絶縁体３３ａを具備する第１の検出子３ａと、同様
に外側電極３１ｂと内側電極３２ｂ及びその対間絶縁体
３３ｂを備えると共に、対間絶縁体３３ｂ内に埋設され
対間絶縁体３３ｂを加温するための電気ヒータ３４を具
備する第２の検出子３ｂとから成っている。なお、これ
らの他に第１の検出子３ａ、第２の検出子３ｂの各電極
及び電気ヒータ３４に電力を給電するためのリード線３
５と、各外側電極３１ａ、３１ｂの底面に底板３６ａ。

３６ｂが取り付けられている。

第１の検出子３ａの外側電極３１ａ、内側電極３２ａは
共にその周縁部は外部に露出されており、この電極露出
面は対間絶縁体３３ａを含めて平坦な面とされている。

そして、第３図に示すように第１の検出子３ａ、第２の
検出子３ｂの電極露出面が路面Ａと路面−となるように
地中に埋設されている。なお１面一に設置するのは、路
面Ａの表面と各検出子３ａ、３ｂの電極露出面とを同一
の条件とするためである。

このような構成の路面状態検出センサ３では、第１の検
出子３ａの外側電極３１ａと内側電極３２ａ、及び第２
の検出子３ｂの外側電極３１ｂと内側電極３２ｂとの間
に常にバイアス電圧を印加しておき、また第２の検出子
３ｂの対間絶縁体３３ｂ中に埋設されている電気ヒータ
３４にも通電し、発熱させておく。

ここで、先ず路面Ａ上が乾燥状態の場合、即ち各検出子
３ａ、３ｂの電極露出面が乾燥状態の場合は、各検出子
３ａ、３ｂの内外電極間抵抗は双方とも無限大に近くな
る。これに対し路面Ａ上が濡れている場合は、その電極
露出面において水の存在により導通状態となり、検出子
３ａ、３ｂの内外電極間は、その電極露出面において１
０にΩ〜２００にΩ程度の抵抗となる。

更に、路面Ａ上に雪氷が存在する場合には、第２の検出
子３ｂにおいては電気ヒータ３４の熱により、電極露出
面上の雪が融雪されて水となるため、外側電極３１ｂと
内側電極３２ｂとの間の抵抗は１０にΩ〜２００にΩ程
度となるが、第１の検出子３ａにおいては路面Ａと同様
に積雪が存在しているため、外側電極３１ａと内側電極
３２ａとの間の抵抗は第２の検出子３ｂのようには低下
しない。このような現象は、含有水分が少なく電極間抵
抗は無限大に近い所謂乾いた雪の場合に顕著であり、所
謂湿った雪或いは氷が電極面に存在する場合でも水より
は電導がかなり悪いため、少なくとも第２の検出子３ｂ
の電極間抵抗よりも高くなる。

また、路面Ａが濡れているものの乾き始めている場合に
は、第１の検出子３ａにおいては路面Ａとほぼ同時間で
電極露出面が乾燥してゆくので、路面Ａが乾燥するまで
電極間抵抗は１０にΩ〜２００にΩ程度である。これに
対し第２の検出子３ｂにおいては対間絶縁体３３ｂが電
気ヒータ３４により加温されているので、電極露出面上
の水分は路面Ａよりも速く乾燥してしまい、電極間抵抗
は第１の検出子３ａよりも速く無限大に近付く。

以上の説明から明らかな通り、検出子３ａ、３ｂの電極
間抵抗を測定し、これら測定値を比較することにより、
路面Ａの表面が乾燥しているのか、雪氷が存在している
のか、或いは水分が存在しているのかが検知できる。

制御器１では、上述の路面状態検出センサ３からの路面
状態のデータから、第４図のフローチャート図に例示す
るような処理方法に基づいて、路面温度の目標値を決定
する。そして、制御動作の際には決定された目標値と、
路面温度計測手段２で計測された路面温度の実測値とを
比較し、実際の路面温度が目標値に近付くようにロード
ヒーティングシステムへの供給電力を制御する。目標値
を決定する際の処理方法として、第１図に挙げた例にお
いては雪氷、水濡れ、乾燥の各路面状況に対し、それぞ
れ融解温度、凍結防止温度、予熱温度として目標路面温
度を例えばそれぞれ＋３℃、＋１℃、−２℃に設定する
。このようにして路面Ａの各状態に対し、的確な制御が
行われることになる。また、各運転状態での運転中にも
随時路面状態を再検知して監視し、運転状態を修正する
ことが望ましい。

また、この他に制御器１に任意に降雪センサ４、外気温
センサ５、風速計６等を接続し、また電話回線７等を経
由させて気象用データベース８を接続するなどして、更
に綿密な制御を行うこともできる。例えば、降雪センサ
４を別個に設けて降雪の有無の検出感度を良好にすれば
、降雪に即時に対応して運転状態を修正できることにな
るので、予熱温度を低めに設定してよい。また、降雪の
激しさにより融雪通電量を変化させる等の方法も可能と
なる。

更に、気象用データベース８の降雪確率のデータや風速
計６による風速データから、第５図のフローチャート図
に例示するように、例えば予熱運転時において目標予熱
温度を更に細かく設定してもよい。つまり、予熱運転時
に例えば３時間後の降雪確率が２０％未満である場合に
は、降雪の可能性は低いと判断して予熱は特に行わず、
降雪確率が２０％以上５０％未満の場合には一５℃の控
え目な予熱温度とし、また降雪確率が５０％以上の場合
では、更に風速計６のデータにより目檀温度を細分し、
風速が強い場合には路面からの熱の拡散が激しいと判断
して、目標温度を一１℃に、風速が中程度の場合には一
３℃に、更に風速が弱い場合には路面からの熱の拡散は
少ないと判断して、−５℃にそれぞれ予熱温度を設定す
る等が考えられる。このようにすれば、例えば降雪が少
ない寒冷地等において予熱運転の電力消費を極力押える
こともできる。また、この場合の風速計６の代替として
外気温センサ５からの外気温のデータを熱の散逸度の目
安として用いることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るロードヒーティング制
御方法は、雪氷、水濡れ、乾燥の各路面状態の何れの場
合にも的確な路面温度の制御を行えるので、経済的であ
りながらも設置路面の通行の安全性を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るロードヒーティング制御方法の実施
例を示し、第１図はブロック構成図、第２図、第３図は
路面状態検出センサの構成図、第４図、第５図は制御フ
ローチャート図である。 符号ｌは制御−器、２は路面温度測定手段、３は路面状
態検出センサ、４は降雪センサ、５は外気温センサ、６
は風速計、７は電話回線、８は気象用データペースであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、路面下に埋設した発熱線により路面を加熱する場合
   において、加熱すべき路面の路面状態が雪氷、水濡れ、
   乾燥の何れであるかを検知し、これらの各検知結果に対
   して、目標温度をそれぞれ融解温度、凍結防止温度、予
   熱温度とし、路面温度を前記目標温度に一致させるよう
   に前記発熱線の発熱量を制御することを特徴とするロー
   ドヒーティング制御方法。