JPS601255Y2 - 電気式エアヒ−タの制御回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内ｇ！Ｓ機関の吸気通路に介装される電気式エ
アヒータの加熱時間を制御する・制御回路装置に関する
。

内熱機関特にテ、イーゼル機関にお、いて（よ寒冷時の
始動を容易に腰かつ始動直後の渾転悴能を高めるため吸
気を加熱するエアヒータを吸気通路に介装したものがあ
る。

一般に採用される電気式のエアヒータでは、機関始動前
の加熱時間（以下ブレヒート時間という）と、：始動後
の加熱時間（以下アフタヒート時間という）、、を適当
に設定して上記始動性及び始動直後の運転性を充分に満
足させると共に、バッテリの電力消費量を必要最小限に
抑える必要がある。

このため従来ではエアヒータの通電回路にプレヒート時
間に関係なくアフタヒート時間を一定としたり、或いは
機関始動に要したスタータモータの駆動時間に比例した
アフタヒート時間に制御したりする制御回路が設けられ
ている。

しかし：ながら、これらの制御方式では機関の始動性及
び始動直後の運転性に最も関連のある吸気温度を検出対
象としていないため、吸気の加熱が不充分てあ：つたり
１．必要以上の加熱が行なわれてバッテリ、−１の電力
を無駄に消費したりすることが多く制御方式として合理
的な構成ではなかった。

本考案はかかる従来の欠点に鑑み、エアヒータのプレヒ
・−・ト時間を吸気温度又は；れに関連した温度に応じ
て制御すると共に、アフタヒート時間を該プレヒート時
間に比例して制御するように構成し、もって始動性及び
始動直後の運転性能を満足させると共にバッテリの消費
電力を必要最小限とした電気式エアヒータの制御回路装
置を提供するものである。

このため本考案の制御回路ではキースイッチの予熱及び
細動位置でバッテリから供給された電荷をコンデンサに
蓄える蓄電回路と、該コンデンサから放電する電流によ
ってエアヒータを通電させるヒー・夕回路と、吸気温度
及び機関始動のＯＮ。

ＯＦＦ信号に応じて機関始動前のヒータ回路の通電時間
及びレギュレータ端子電圧の感知によりこれに比例した
機関始動後のヒータ回路の通電時間を設定するタイマ回
路とを含んで構成する。

以下に本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本考案の実施例の全体構成を示す電気回路図で
あり、第２図及び第３図は該実施例に使用される本考案
の主要部をなすタイマユニットの内部結線を示す。

第１図において、キースイッチ１はリレースイッチ１ａ
とメインスイッチ１ｂとが運動して切換操作されるよう
に構成してあり、ＯＦＦ位置を除く切換位ｔではリレー
スイッチ１ａを介してバッテリ２に接続したバッテリリ
レー３のコイル３ａが通電し、該リレー３の接点３ｂを
閉じてメインスイッチ１ｂをバッテリ２の陽極に接続す
るようになっている。

一方、図示しない機関吸気通路に分装されたエアヒータ
４はヒータリレー５の接点５ａを介してバッテリ２の両
極に接続し、該エアビータ４と並列してヒート表示ラン
プ６が接続しｔある。

そして、該エアヒー・夕４を通電して加熱させる電気回
路を本考案に係る加熱時間制御用のタイマユニット７を
介して次のように構成する。

タイマユニット７は例えば第２図に示すように内部結線
され、３個の入力端子７ ａ、 ｌ ７ ｂｙ ７
ｃと２個の出力端子７ｄ、７ｅを有しｔいる。

入力端子７ａはバッテリリレー３のコイル３ａの一端に
接続し、キースイッチ１の０ＦＦｉ置を除いてリレース
イッチ１ａを介してバッテリ２の陽極に接続する。

入力端子７ｂはキースイッチ１の予熱位置Ｐ、Ｈ，及び
始動位ＩＳでメインスイッチ１ｂを介してバッテリ２の
陽極に接続する。

入力端子７ｃは図示しないノ〈ツ亨り充電用回路のレギ
ュレータの出力端子に接続し、機関始動後ジェネレータ
によって発電されレギュレータによって調圧された電圧
を入力するようになっている。

一方、出力端子７ｄ、７ｅはヒータリレー５のコイル５
ｂの両端に接続している。

次にかかる構成の動作を説明する。

今、キースイッチ１をＯＦＦ位置から予熱位置Ｐ、Ｈ，
に切換え短時間でＢＲ他位置メインスイッチはＯＦＦさ
れるが、リレースイッチはリレーコイルに接続する切換
位置）に戻す。

この場合キースイッチ１が予熱位置Ｐ、Ｈ９にあるとき
にはタイマユニット７の入力端子７ａ及び７ｂに夫々リ
レースイッチ１ａ及びメインスイッチ１ｂを介してバッ
テリ２の端子電圧（通常２４Ｖ）が加わる。

このためタイマユニット７内部において入力端子７ｂか
ら抵抗Ｒ１を経由した電流がコンデンサＣに流れてこれ
を蓄電すると共に抵抗Ｒ２を経由してトランジスタＴ２
のコレクタ電流となり（該トランジスタＴ２ハ入力端子
７ａから抵抗Ｒ３を経由してベース電流を生じている）
、又、抵抗Ｒ１を経由してトランジスタＴ３のベース電
流となる二該ベース電流を生じたトランジスタＴ３には
入力端子７ａから抵抗Ｒ５゜Ｒ６を介してコレクタ電流
が流れる。

（以下、トランジスタにコレクタ電流を生じるとき該ト
ランジスタがＯＮとなるという）該コレクタ電流の流れ
る抵抗Ｒ５の電圧降下によって次段のトランジスタＴ、
にベース電流を生じ、ＯＮとなる。

以下同様にしてトランジスタＴ５．Ｔ６が順次ＯＮとな
り、トランジスタＴ６の増幅されたコレクタ電流が出力
端子７ｄからヒータリレー５のコイル５ｂに流れ接点５
ａを閉じるのでエアヒータ４が通電し加熱が開始される
と共にヒート表示ランプ６が点灯する。

但し、第１図に示したようにメインスイッチ１ｂに対応
する予熱端子を整流器８を介してコイル５ｂと接続すれ
ばタイマユニット７の故障時にも該整流器８を通じてコ
イル５ｂが通電されるのでエアヒータ４を加熱できる。

次いてキースイッチ１をＢＲ他位置戻した時には入力端
子７ｂとバッテリ２との接続は断たれるが、入力端子７
ａには続きバッテリ２の端子電圧が加えられる。

このためコンデンサＣに蓄えられた電流が放電し抵抗Ｒ
２を経由してトランジスタＴ２にコレクタ電流が流れる
と共に、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＴ３にベース電
流が流れるため前記同様トランジスタＴ４．Ｔ５．Ｔ６
を介して順次増幅された電流が出力端子７ｄからヒータ
リレー５のコイル５ｂに流れエアヒータ４の加熱が継続
される。

コンデンサＣからの放電が進むにつれて該コンデンサＣ
の端子電圧が低下し、これに伴なって図示Ａ点の電位が
低下して図示Ｂ点の一定の電位の下回るとトランジスタ
Ｔ３にベース電流が流れなくなり該トランジスタＴ３が
ＯＦＦとなる。

これに伴なってトランジスタＴ、、 Ｔ５． Ｔ６もＯ
ＦＦとなりヒータリレー５のコイル５ｂへの通電が断た
れて接点５ａ Ｍ開きエアヒータ４の加熱が停止する。

かかるコンデンサＣの放電によるエアヒータ４の加熱時
間即ちプレヒート時間は図示Ａ点と出力端子７ｅ（アー
ス端子）とを結ぶサーミスタＳＲの抵抗値によって定ま
る。

即ち、該サーミスタＳＲとして温度低下に対して抵抗値
の増大するものを使用すれば、寒冷降等大気温度従って
機関の吸気温度が低い時にはサーミスタＳＲの抵抗値が
大きく、従って放電開始時のＡ点の電位は高くＢ点との
電位差が大であると共に、コンデンサＣの同一端子電圧
における放電電流も小さくなるためＡ点の電位がＢ点の
電位に等しくなって放電が終了するまでの時間即ちエア
ヒータ４のプレヒート時間が大きくなる。

従ってエアヒータ４のプレヒート時間は第３図に示すよ
うに外気温度即ち吸気温度の低下に略々比例して増大す
る特性を有する。

この吸気温度は運転室内外気温及び機関の冷却水温を検
出しても同様の機能が得られる。

こうしてエアヒータ４の予熱が完了してヒータリレー５
の接点５ａが開かれると該エアヒータ４と並列に接続さ
れたヒート表示ランプ６への通電も断たれて該ランプ６
が消灯するから、これによって予熱の完了を検知し次に
キースイッチ１を始動位置Ｓに切換える。

該キースイッチ１の始動位置Ｓではメインスイッチ１ｂ
が始動用端子と予熱用端子に同時に接続するため図示し
ないスタータモータの起動回路が閉成されると共に前記
エアヒータ回路も閉成されるのでエアヒータ４が再び加
熱を開始する。

そしてスタータモータの駆動により機関が始動した後キ
ースイッチ１を走行位置に戻すと、機関駆動されたジュ
ネレータにより発電し、レギュレータによって調圧され
た電圧がタイマユニット７の入力端子７ｃに印加され、
該電圧が所定値以上に増大するとツェナダイオード和か
導通してトランジスタＴ１にベース電流を生じ、入力端
子７ａから抵抗Ｒ３を介して該トランジスタＴ１にコレ
クタ電流が流れる。

このため図示り点の電位が低下するのでトランジスタＴ
２にはベース電流が流れずＯＦＦとなる。

従って、キースイッチ１の始動位置において蓄電された
コンデンサＣからの放電電流は抵抗Ｒ４を経由してトラ
ンジスタＴ３のベースＴＩＦＥとして流れ予熱時と同様
トランジスタＴ４．Ｔ５．Ｔ６によって増幅されたコレ
クタ電流が出力端子７ｄからヒータリレー５のコイル５
ｂに流れてエアヒータ４の加熱を継続させるが、予熱時
の場合と異なり、前記したように抵抗Ｒ２、トランジス
タＴ２には放電電流が流れないためこの分だけ放電時間
即ちエアヒータ４の加熱時間が増大する。

そして、かかるコンデンサＣの放電時間は該コンデンサ
Ｃの両端を接続する抵抗値に比例し、機関始動前の放電
回路の抵抗値と機関始動後の放電回路の抵抗値とは一定
の比率を有するから、アフタヒート時間は第３図に示す
ようにプレヒート時間に比例する。

具体的にはアフタヒート時間をプレヒート時間の２倍程
度に設定すればよく、この場合サーミスタＳＲに流れる
電流を無視すれば抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１の抵抗値を等しく
すればよい。

第４図はタイマコニット内電気回路の第２の実施例を示
す。

キースイッチ１の予熱位置ではコンデンサＣ′が蓄電さ
れると共に、トランジスタＴ１１にベース電流が流れて
ＯＮとなる。

以下、トランジスタＴ１□はトランジスタＴ１１がＯＮ
となるためベース電流が流れずＯＦＦとなり、トランジ
スタＴ１．はトランジスタＴ１゜がＯＦＦのためＯＦＦ
となり、トランジスタＴ１５はトランジスタＴ０４がＯ
ＦＦのため抵抗Ｒ１３に電流が流れてエミッタ漬ベース
間に電位差を生じ、ベース電流が流れてＯＮとなる。

こうして該トランジスタＴ１５のコレクタ電流によって
ヒータリレー５の接点５ａが閉じられエアヒータ４の加
熱が開始される。

尚この場合レギュレータの出力端子と入力端子７Ｃツエ
ナダイオード和を介してベース端子に接続するトランジ
スタＴ１３は、機関始動前であるからレギュレータに端
子電圧を生せず従ってベース電流を生じないからＯＦＦ
とされる。

次いで、キースイッチ１をＢＲ位置に戻した時にはコン
デンサＣ′から放電された電流がトランジスタＴ１１の
ベース電流となってこれをＯＮと腰以下上記と同様にし
てトランジスタＴ、２． Ｔ、がＯＦＦ、 トランジス
タＴ１５がＯＮとなってエアヒータ４の加熱が継続する
が、放電と共にトランジスタＴ１１のベース電圧が図示
Ａ′点のエミッタ電圧以下に低下するとベース電流がス
トップし、トランジスタＴ１．はＯＦＦとなる。

以下前記とは逆の作用でトランジスタＴ１１がＯＦＦと
なることによりトランジスタＴ、２がＯＮ、従ってトラ
ンジスタＴＫもＯＮとなり、トランジスタＴ□、はエミ
ッタ・ベース間の電位差がなくなるのでＯＦＦとなりヒ
ータリレー５のコイル５ｂへの通電が断たれて接点５ａ
が開きエアヒータ４の加熱が停止する。

そして本実施例ではトランジスタＴ１１のコレクタ電流
回路に介装されたサーミスタＳＲの抵抗値が大気温度の
低下に従って増大し図示Ａ′点の電位が低下するためト
ランジスタＴ１．のコンデンサＣ′からの放電電流によ
る通電時間が増大してエアヒータ４の加熱時間を増大で
きるのである。

又、機関始動後はレギュレータからの端子電圧を入力し
てベース電流を生じてトランジスタＴ１３がＯＮとなる
ためコンデンサＣ′からの放電電流に伴なうトランジス
タＴ１１のコレクタ電流が抵抗Ｒ１□と共に抵抗Ｒ１１
、トランジスタＴ１３にも流れるので図示Ａ′点の電位
が機関始動前に比べて低下し、従ってアフタヒート時間
がプレヒート時間に比べて増大する。

該プレヒート時間とアフタヒート時間の比は、抵抗Ｒ１
１と抵抗Ｒ１□の値によって一定に定められる。

従って本実施例のタイマユニットを使用した場合の吸気
温度、加熱時間特性も第一実施例のタイマユニットの場
合と同様第３図に示したもののようになる。

尚、以上の実施例でキースイッチの一回の始動位置切換
操作で始動しない時はキースイッチを一旦始動位置より
走行位置に戻せば、プレヒートが又、始まる。

キースイッチは手をはなせば自動的に走行位置にもどる
構造となっているので手をはなせばよい。

この場合レギュレータの端子電圧が加わらない限り換言
すれば機関が始動されない限り、エアヒータの加熱時間
はプレヒート時間となるように構威しであるから、わざ
わざキーを予熱位置に切替えて予熱操作を行なう必要が
なく予熱−始動という一連の操作が簡便に行なえる。

以上説明したように、本考案によればキースイッチを予
熱位置及び始動位置にワンショット操作するだけで設定
されたプレヒート時間及びアフタヒート時間だけ自動的
に加熱を継続できるので操作が極めて簡単かつ迅速に行
え、かつ、バッテリの消費電力を必要最小限とした上で
、始動性及び始動後の運転性を十分に向上できる。

特に、始動直後の吸気温度に対応したアフタヒートによ
りアイドリング、暖機運転時間の短縮、燃費の向上、い
わゆる吹き上り性能の向上が図れると共に排気中に白煙
、青煙が発生することを防止でき、エンストも良好に防
止できる。

さらに回路の構成は従来の制御回路と比較しても特別な
素子を使用するものでもないから量産が行なえ低コスト
に実施できるものである。

又、始動に要したエアヒータの加熱時間によって運転者
が外気温度状態を認識できるため該状態に適応した運転
が行なえる等の利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る実施例の全体構成を示す回路図、
第２図及び第４図は第１図の回路で使用されるタイマユ
ニットの内部経線例を示す回路図、第３図は、かかる実
施例における吸気温度−加熱時間特性を示すグラフであ
る。 １・・・・・・キースイッチ、２・・・・・・バッテリ
、４・・・・・・エアヒータ、７・・・・・・タイマユ
ニット、Ｃ９Ｃ′・・・・・・コンデンサ、ＳＲ・・・
・◆・サーミスタ、Ｔ１．Ｔ２゜Ｔ３．Ｔ１．Ｔ５．Ｔ
６．Ｔ１４．Ｔ１゜、 Ｔ、３． Ｔ１４． Ｔ、、・
・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関吸気通路に介装された電気式エアヒータを通電して
   加熱させる制御回路装置において、キースイッチの予熱
   位置及び始動位置でバッテリから供給された電荷をコン
   デンサに蓄電する蓄電回路と、キースイッチの予熱位置
   又は始動位置から他位置への切換により前記コンデンサ
   から放電される電流の作用に応じてエアヒータを通電さ
   せるヒータ回路と、機関始動前におけるＯＮ、ＯＦＦ信
   号及び吸気温度又はこれに関連した温度の、検出値に応
   じて、該機関始動前のヒータ回路の通電時間を設定する
   と共に、機関始動後はレギュレータの端子電圧が所定値
   以上になったことを感知してヒータ回路の抵抗値を増大
   させることにより、、前記始動前の通電時間に：比例し
   、かつこれにより大きく通電時間を設寞するタイマ回路
   とを含ん１で構成したことを特徴とする電気式エアヒブ
   １夕の制御回路装置。