JPS63108155A - 暖房器の燃焼制御装置 - 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） 本発明は暖房熱源として燃料を燃焼させ、車室内を急速
に暖房する暖房器の燃焼制御装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の冷却水を利用して車室内の暖房を行う従来の
暖房装置は、寒冷地では冷却水温の上昇に時間を要して
急速暖房に不都合なため、車両用暖房装置として内燃機
関とは別に燃料を燃焼させ、発生する燃焼ガスの発熱量
を熱交換器にて回収して、暖房用温風を車室内に送風す
る提案が特願昭５９−２８１１５８号に示されている。

そしてこの種暖房装置の暖房器には大型で熱容量が大き
く、熱伝導率の小さい耐熱金属製の熱交換器が使用され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の暖房器では熱交換器の耐熱性が高く、その温度変
化が緩やかなため、燃焼制御は簡単でよいが熱容量が大
きいので暖房器の始動時には、温風を吹出すまでに時間
を要し、例えば５〜１０分程度の時間を要する欠点があ
る。

また、このような暖房器の燃焼制御は主としてオンφオ
フ制御であり、オフにした後の再着火時の各種グロープ
ラグの消費電力が大きいためにバッテリ電力の消耗が多
く、運転者がエンジンを停止して仮眠をとる場合などエ
ンジンを停止すると、バッテリへの充電がないため、暖
房器を使用することができないという不都合があった。

さらに、暖房器の燃焼制御をオン・万フ制す１のみでな
く、例えば強・中・弱の三段階制御を用いた場合におい
て、これらの強・中・弱の三段階のレンジ幅を第３図、
第４図の一点鎖線に示すように大にしたときの熱交換器
温度や吹出温風温度の変化は、始動初期のオーバーシー
ト現象は小となるがその後の温度変化は第５図（Ｂ）の
ように大きく変動して、温度制御が不十分な結果を生ず
る。また、強・中・弱の三段階のレンジ幅を破線に示す
ように小にした場合は、温度変動は小さくなって安定性
はよいが、第５図（Ｃ）のように始動初期のオーバーシ
ュート現象が大となり、そのピークは消火領域に到達し
、再着火のための電力消費が増大する問題が生ずる。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的は暖房器の運転初期の過渡的な熱交換器の過熱
を防止するとともに、定常時の温風温度を安定にしよう
とする暖房器の燃焼制御装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、吹出し温風温度に応じて燃焼室の燃焼
制御を行う暖房器の燃焼制御装置において、前記吹出し
温風温度の変化を基とする修正手段と、該修正手段を用
いて前記燃焼室内の燃焼状態を制御する制御手段とを備
えた暖房器の燃焼制御装置が提供される。

（作用） 本発明では、吹出す温風温度の変化に基づいた修正項を
用いて早めに燃焼制御のレンジを切換えるので、温風温
度の変化の激しい始動時にはオーバーシュート現象を防
止でき、温風温度の変化の緩やかな定常時には、温風温
度をさらに安定にする作用がある。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る暖房器の燃焼制御装置の一実施例
を示す構成ブロック図であり、第１図（ａ）はその暖房
器の構成図を示し、第１図（ｂ）はその電子制御装置の
送受する信号の経路を示すものである。

図において、１０は暖房器であり、燃焼空気取入口１１
より外気を取入れて燃料を燃焼室１４で燃焼させ、熱交
換器１８を介して排気通路１９より車外に排出させる燃
焼空気経路と、暖房ブロワ−３２を用い熱交換器１８に
より回収した熱を温風として温風吹出口３３から車内に
吹出させる温風経路とを有している。

燃焼空気経路には燃焼空気取入口１１から取入れた外気
を濾過して清浄にするエアーフィルタ１２、燃焼用空気
を燃焼室１４に送風する燃焼ブロワ−１３，燃料ポンプ
１５から送られた燃料を気化する気化グロープラグ１６
．気化燃料に着火して高熱の燃焼ガスとする点火グロー
プラグ１７、前記温風経路の空気に熱を与える熱交換器
１８などがそれぞれ設けられている。

なお、燃料ポンプ１５と燃焼ブロワ−１３とは燃焼室１
４内の燃料燃焼状態を強・中・弱の三段階に切換えて制
御するよう構成されている。そして、燃焼室１４にはそ
の内部温度を検出するフレームセンサ２１と、熱交換器
の温度を検出する熱交換器センサ２２と、熱交換後の排
気ガス温度を検出する排気センサ２３とが設けられ、そ
れぞれ検出した温度信号を後述する電子制御装置に送信
する。

温風経路にはエアーフィルタ３１を介して取入れた清浄
空気を送風する暖房ブロワ−３２が設けられ、熱交換器
１８の熱交換作用により清浄空気を温風として温風吹出
口３３より車内に吹出して車室内を暖房するとともに、
熱交換器１８の内部温度を低下させて異常な高温による
熱交換器１８の破損を防止している。なお、３４は室温
センサでエアーフィルタ３１から取入れる室内空気の温
度を検出するもの、３５は温風温度センサで温風吹出口
３３からの温風の温度を検出するもの、３６は暖房器温
度センサで暖房器内の温度を検出するものであり、これ
らの温度センサはそれぞれ検出した温度信号を電子制御
装置４０に送信する。

電子制御袋２１４０はマイクロコンピュータよりなり、
演算処理を行う中央制御装置、演算結果や暖房ｒｊ、１
０を効率よく作動させるための制御プログラムなどを格
納する各種メモリ、入／出力装置などを備えており、前
記の各種温度センサからの温度信号を入力して、燃料ヂ
ンブ１５、気化グロープラグ１６、点火グロープラグ１
７、燃焼ブロワ−１３、暖房ブロワ−３２などにそれぞ
れ制御信号を送出するものである。

第２図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、第２図にしたがって本実施例の作動を説明する。

まず暖房器の燃焼制御作動に際し、本実施例にて用いる
修正項ＭＴをステップａにて求める。

ＭＴ　＝　Ｋ　ａ（Ｔ　　Ｔｏ　）の式において、Ｔは
現時点の吹出温風温度、Ｔｏは１サイクル前の吹出温風
温度であり、には正の定数で暖房器の燃焼室の規模や熱
交換器の容量より定まり、最適値として実験により求め
た所定の設定値である。

ステップｂにおいては前ステップにて求めた修正項がＯ
より大か否かをチェックし、０より大きいときは吹出温
風温度が昇温時なのでステップＣに進み、吹出温風温度
Ｔと（Ｔ　Ｉ　Ｅ　−Ｍ　Ｔ）とを比較する。ここでＴ
１３は昇温時における燃焼制御のレンジを弱から消火に
切換える温度であり、この切換温度Ｔ１５より修正項Ｍ
Ｔを減じた温度値と現時点の吹出温風温度Ｔとを比較す
ることになる。そして、吹出温風温度Ｔが大きい場合は
ステップｄの消火に至るが、吹出温風温度Ｔが小さい場
合はステップｅに進んで（Ｔ１２　　ＭＴ）と比較する
。このＴ１２は昇温時における燃焼制御のレンジを中か
ら弱に切換える温度であり、この切換温度Ｔ１２より修
正項ＭＴを減じた温度値と吹出温風温度Ｔとを比較し、
吹出温風温度Ｔが大きい場合はステップｆに進んで燃焼
状態を弱とし、小さい場合はステップｇに進んで（Ｔ＋
　ｔ　−ＭＴ）と比較する。Ｔ１１は前記のＴ１３．”
Ｔ１２のように昇温時における燃焼制御のレンジの切換
温度であり、このＴｌｌは強から中への切換温度で、ス
テップｇでは切換温度ＴＩＩから修正項ＭＴを減じた温
度値と吹出温風温度Ｔとの比較をすることになる。そし
て、吹出温風温度Ｔが太きい場合はステップｈにて燃焼
制御を中とし、小さい場合はステップｉにて強として燃
焼室１４内部の燃焼状態を強めて熱交換器１８に燃焼ガ
スを送り、吹出温風温度Ｔを昇温させることになる。

このように、温風温度の上昇時にはステップｃ、ｅ、ｇ
における如く、燃焼制御の切換温度のＴ１５　　、”ｒ
、２　、Ｔ、Ｉ　より修正項ＭＴを減じた温度値の時点
で第５図（Ａ）に示すように早めに切換えを実施するの
で、始動直後のような激しい温度変化においてもオーバ
シュート現象の防止が可能となる。

つぎに、ステップｂにおいて修正項ＭＴがＯより小さい
ときは吹出温風温度が降温時なのでステップｊに進み、
吹出温風温度Ｔと（Ｔ２１−ＭＴ）とを比較する。ここ
でＴ２１は降温時における燃焼制御のレンジが中より強
への切換温度であり、後述するＴ２２．Ｔ２３はそれぞ
れ燃焼制御のレンジが弱より中、消火より弱への切換温
度を示すものである。

したがって、ステップｊにて降温時の中→強の切換温度
から修正項ＭＴを減じた温度値と吹出温風温度Ｔとを比
較して、吹出温風温度Ｔが低いとステップにで燃焼制御
を強とし、高いとステップ文に進む。ここでは（Ｔ２２
−ＭＴ）と比較して吹出温風温度Ｔが低いとステップｍ
にて燃焼制御を中とし、高いと（Ｔ２５　　ＭＴ）と比
較するステップｎに進む。ステップｎでは吹出温風温度
Ｔが低いと燃焼制御を弱にするステップ０に進み、高い
とステー２プｄで燃焼室１４内を消火することになる。

このように吹出温風温度の降温時にも燃焼制御の各レン
ジ切換温度より修正項ＭＴを減じた温度値と比較して切
換えるので、吹出温風温度はさらに安定となる。

なお、本発明を上記の実施例により説明したが本発明の
主旨の範囲内で例えば、修正項ＭＴを第２図ステップａ
にて示したＭＴ＝Ｋ・（ＴＴｏ）を用いずに、（Ｔ−Ｔ
ｏ）が所定値を超過したときのみＭＴを所定の一定値と
して用いたり、また暖ｍ蔦の始動初期のみ一定値の修正
項ＭＴを用いるなど種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、暖房器の燃焼制御をオン拳オフ制御で
なく、強・中・弱の段階制御を行い、吹出温風温度の変
化に対応する修正項を用いて早めにレンジを切換え燃焼
制御を行ったので、暖房器の運転初期における熱交換器
のオーバーシュート現象が防止でき、さらに過渡時後の
吹出温風温度が一層安定となる効果が得られる。

また、本発明によればオーバーシュート現象を抑制して
消火領域に到達させないので、再着火のための電力消費
をｍ減できる効果も生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る暖房器の燃焼制御装置の一実施例
を示す構成ブロック図、第２図は本実施例の作動の一例
を示す処理フロー図、第３図は暖房器の始動時より定常
時に至るまでの熱交換器温度と吹出温風温度の変化の一
例を示す曲線図、第４図は燃焼制御のレンジ幅と吹出温
風温度との関連の一例を示す関連図、第５図は燃焼制御
に係る吹出温風温度の変化を示す曲線図である。 １０・・・暖房器、１３・・・燃焼ブロワ−１１４・・
・燃焼室、１５・・・燃料ポンプ、１８・・・熱交換器
、３３・・・温風吹出口、３４・・・温風温度センサ、
４０・・・電子制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吹出し温風温度に応じて燃焼室の燃焼制御を行う暖房器
   の燃焼制御装置において、前記吹出し温風温度の変化を
   基とする修正手段と、該修正手段を用いて前記燃焼室内
   の燃焼状態を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
   する暖房器の燃焼制御装置。