JPH0643486Y2 - 直噴式ディーゼルエンジンにおけるインテークヒータ制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、直噴式ディーゼルエンジンにおいて、エンジ
ンの始動時に吸入空気を加熱するためのインテークヒー
タの制御装置に関する。

（従来の技術） 第５図は、従来のインテークヒータ７の制御回路を示し
たものである。水温センサー９により検出されるエンジ
ンの冷却水温度の設定域内において、キースイッチ１が
ONされると、ヒーティングコントロール用タイマ２を介
してプレヒートリレー３が作動してインテークヒータ７
に通電される。すなわち、この場合はインテークヒータ
７にはプレヒートリレー３を含むプレヒート回路４を経
て通電され、プレヒート作動となる。この状態において
キースイッチ１をST（スタート）位置の状態にすると、
スタータレギュレータ８がONとなり、スタータ（図示し
ない）が作動してエンジンが始動される。エンジンが始
動してから、再びキースイッチ１をONの状態に戻すと、
前記プレヒートリレー３が切られる一方、アフタヒート
リレー５が作動してインテークヒータ７に通電される。
すなわち、この場合のインテークヒータ７にはアフタヒ
ートリレー５を含むアフタヒート回路６を経て通電さ
れ、アフタヒート作動となる。そして、このようなアフ
タヒート作動は前記ヒーティングコントロール用タイマ
２によって設定された一定時間にわたって継続して行な
われるように制御される。

（考案が解決しようとする問題点） 上述した従来の制御方式による場合は、第６図に示すよ
うに、エンジン始動時におけるアフタヒート作動時間ｔ
は冷却水の温度Ｔが設定温度域内にある限り常に一定で
あり、また第７図に示すようにその作動時間ｔに関し
て、アフターヒート回路６を通してインテークヒータ７
に流れる電流値ｉもまた一定となっている。すなわち、
従来の制御方式ではインテークヒータ７のアフタヒート
作動時間ｔ及び電流値ｉは、冷却水温度Ｔが設定温度域
内にある限りにおいて常に一定であるため、仮に冷却水
温度が境界温度付近であっても極低温時と同じ条件で作
動することになって、余分な電力を消費し、かつ、バッ
テリに必要以上の負荷が作用するという欠点があった。

そこで本考案は、上述した従来の欠点を除去し得る直噴
式ディーゼルエンジンにおけるインテークヒータ制御装
置を提供することを、その目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するための技術的手段は、直噴式ディー
ゼルエンジンにおけるインテークヒータ制御装置を、エ
ンジンの吸入空気を加熱するインテークヒータと、エン
ジン冷却水の温度を検出する水温センサーと、エンジン
冷却水が設定温度範囲にあるとき、車両のエンジン始動
操作用のキースイッチがオンに操作されると、車両搭載
のバッテリから前記インテークヒータに所定時間プレヒ
ート用の電流を通電し、吸入空気の温度を上げるプレヒ
ート回路と、前記キースイッチがオンからスタートに切
り換え操作され、エンジンが始動されたあと前記キース
イッチがオンに復帰されたとき、前記バッテリから前記
インテークヒータに所定時間アフターヒート用の電流を
通電し、エンジン始動直後の排出ガスを浄化させるアフ
ターヒート回路と、前記インテークヒータに直列に接続
されて、そのインテークヒータに通電される前記アフタ
ーヒート用の電流を調整する可変抵抗器と、その可変抵
抗器を駆動し、その可変抵抗器の抵抗値を変化させるモ
ータと、前記アフターヒート回路作動時に前記水温セン
サーからの信号を入力し、その信号に対応した回転位置
に前記モータを駆動して前記インテークヒータに通電さ
れるアフターヒート用の電流を前記エンジン冷却水の温
度に対応した値に調整制御するモータ駆動回路とを備え
た構成にすることである。

（作用） 上記構成の直噴式ディーゼルエンジンにおけるインテー
クヒータ制御回路によれば、エンジンの冷却水が設定温
度範囲にあるとき、車両のキースイッチがオンに操作さ
れると、プレヒート回路がインテークヒータに所定時間
プレヒート用の電流をバッテリから通電し、吸入空気の
温度を上げた状態で、キースイッチがオンからスタート
に切り換え操作されるとエンジンが始動される。エンジ
ン始動後、キースイッチがオンに復帰されると、アフタ
ーヒート回路は、前記インテークヒータに所定時間アフ
ターヒート用の電流をバッテリから通電し、エンジン始
動直後の排出ガスを浄化させる。このアフターヒート回
路の作動時に、モータ駆動回路は水温センサーからの信
号を入力し、その信号に対応した回転位置にモータを駆
動してインテークヒータに通電されるアフターヒート用
の電流をエンジン冷却水の温度に対応した値に調整制御
する。その結果、エンジン冷却水が低温状態ではアフタ
ーヒート用の通電量が多くなり、エンジン冷却水の温度
が高くなるに従って次第に少なくなるため、バッテリの
電力消費が適正な状態にコントロールされる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。第１図に示すように、インテークヒータ７のアフタ
ヒート回路６には可変抵抗器10が直列に組込まれ、具体
的にはアフタヒートリレー５の接点の反電源側端子とイ
ンテークヒータ７との間に接続されている。そして、こ
の可変抵抗器10はステップモータ11の軸と連結され、該
ステップモータ11の回転によってその抵抗値が変化され
るようになっている。またステップモータ11は、エンジ
ンの冷却水温度を検出する水温センサー９から増幅回路
12を経て出力される検出信号に応答して機能するモータ
駆動回路13によって回転角度を制御されるようになって
いる。すなわち、ステップモータ11は設定基準水温に対
し、検出水温が低い場合には可変抵抗器10の抵抗値を低
くする方向に、また高い場合には抵抗値を高くする方向
に回転角度を制御されるものである。なお、その他の構
成に関しては第５図に示す従来の制御回路と同様である
ため、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施例は上述のように構成したものであり、以下その
作用を説明する。水温センサー９により検出されるエン
ジンの冷却水温度の設定域内において、キースイッチ１
の操作によって、プレヒートON、エンジン始動、アフタ
ーヒートONの順位で作動されることについては従来と同
様である。すなわち、キースイッチ１のON作動によりヒ
ーティングコントロール用タイマ２を介してプレヒート
リレー３が作動されると、インテークヒータ７に通電さ
れ、プレヒートが作動し、この状態においてキースイッ
チ１をST（スタート）位置の状態にすると、スタータレ
ギュレータ８がONとなり、エンジンが始動され、さらに
エンジンの始動後、再びキースイッチ１をONの状態に戻
すと、前記プレヒートリレー３が切られるとともに、ア
フタヒートリレー５が作動してインテークヒータ７に通
電され、アフタヒートが作動する。

しかして、このアフタヒートの作動時において、インテ
ークヒータ７に対する通電は前記ヒーティングコントロ
ール用タイマ２によって設定された一定時間にわたって
継続して行なわれるように制御されるが、そのときの電
流値ｉは可変抵抗器10の抵抗値ｒが変わることに伴って
順次変化することになる。

今、アフターヒートを必要とする上限温度をT2とし、そ
の時の電流値がi2＝０となるように可変抵抗器10の抵抗
値を設定する。この条件のもとで、アフタヒートが作動
された場合、そのとき、つまり作動時間がｔ＝t0のとき
の初期冷却水温度（水温センサー９による検出温度）を
T0とすると、インテークヒータ７にはその時点での可変
抵抗器10の抵抗値r0により決定される、i0＝V/（r0＋R
1）なる電流値が流れて発熱する。ここで、Ｖは供給電
圧であり、R1はインテークヒータ７の抵抗値である。そ
して、エンジンの運転を継続すると、冷却水温度は次第
に上昇し、インテークヒータ７の作動時間がｔ＝t1のと
き、冷却水温度がＴ＝T1となり、可変抵抗器10の抵抗値
はｒ＝r0となる。よってインテークヒータ７に流れる電
流値はi1＝V/（r1＋R1）となり、Ｖ（i0−i1）だけ消費
電力が低下することとなる。さらに、エンジンの運転を
継続すると、作動時間がｔ＝t2のときに冷却水温はＴ＝
T2となり、抵抗値はｒ≒∞となる。その結果、この時点
でインテークヒータ７に流れる電流値はｉ＝i2＝０とな
り、アフタヒートの作動は実質的に完了する（第２図，
第３図及び第４図参照）。

すなわち、アフタヒート作動は、冷却水温度Ｔに対応し
て作動されるステップモータ11を介して可変抵抗器10の
抵抗値ｒを変えることにより、インテークヒータ７に流
れる電流値ｉを順次減少しつつ行なわれ、そして水温セ
ンサ９によって検出される冷却水温度が設定上限温度T2
に達した時点で実質的に終了するものである。従って、
アフターヒート作動は前記ヒーティングコントロール用
タイマ２による設定時間内においても完了することがあ
り、この設定時間が経過すればアフタヒートリレー５が
OFFとなって、インテークヒータ７に対する通電作用そ
のものが終了する。

なお、本実施例ではアフタヒートリレー５とインテーク
ヒータ７との間に可変抵抗器10を介在する場合として説
明したが、インテークヒータ自体の抵抗値を可変式とす
ることによっても実施可能である。また、水温センサ９
の検出信号に対応して可変抵抗器10の抵抗値を変化させ
る手段については図示のステップモータ11に限定するも
のではなく、必要に応じて他の方式に変更しても差支え
ない。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案によれば、インテークヒー
タに流れる電流値をエンジンの冷却水温度に対応して変
化させることができ、また冷却水温度が設定上限温度に
達した時点でアフタヒートの作動を実質的に終了できる
ので、無駄な電力消費を抑え、かつバッテリ負荷を軽減
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す直噴式ディーゼルエンジ
ン用インテークヒータの制御回路図、第２図は本実施例
による冷却水温度Ｔとアフタヒート作動時間ｔとの関係
を示すグラフ、第３図は同じく可変抵抗器の抵抗値ｒと
冷却水温度Ｔとの関係を示すグラフ、第４図は同じくイ
ンテークヒータに流れる電流値ｉとアフタヒート作動時
間ｔとの関係を示すグラフ、第５図は従来のインテーク
ヒータの制御回路図、第６図従来装置によるアフタヒー
ト作動時間ｔと冷却水温度Ｔとの関係を示すグラフ、第
７図は同じくインテークヒータに流れる電流値ｉとアフ
タヒート作動時間ｔとの関係を示すグラフである。 ５……アフタヒートリレー、７……インテークヒータ ９……水温センサ、10……可変抵抗器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸入空気を加熱するインテーク
   ヒータと、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ
   ーと、エンジン冷却水が設定温度範囲にあるとき、車両
   のエンジン始動操作用のキースイッチがオンに操作され
   ると、車両搭載のバッテリから前記インテークヒータに
   所定時間プレヒート用の電流を通電し、吸入空気の温度
   を上げるプレヒート回路と、前記キースイッチがオンか
   らスタートに切り換え操作され、エンジンが始動された
   あと前記キースイッチがオンに復帰されたとき、前記バ
   ッテリから前記インテークヒータに所定時間アフターヒ
   ート用の電流を通電し、エンジン始動直後の排出ガスを
   浄化させるアフターヒート回路と、前記インテークヒー
   タに直列に接続されて、そのインテークヒータに通電さ
   れる前記アフターヒート用の電流を調整する可変抵抗器
   と、その可変抵抗器を駆動し、その可変抵抗器の抵抗値
   を変化させるモータと、前記アフターヒート回路作動時
   に前記水温センサーからの信号を入力し、その信号に対
   応した回転位置に前記モータを駆動して前記インテーク
   ヒータに通電されるアフターヒート用の電流を前記エン
   ジン冷却水の温度に対応した値に調整制御するモータ駆
   動回路とを備えた直噴式ディーゼルエンジンにおけるイ
   ンテークヒータ制御装置。