JPH025905B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デイーゼル機関等の内燃機関の吸気
系に流通する吸気を加熱して機関の始動性を向上
させるためのインテーク・ヒータの断線検出装置
に係り、特に制御される印加電圧の対象を並列接
続のインテーク・ヒータとし、これに流れる電流
を検出してその検出出力で印加電圧を補正制御す
ることにより、インテーク・ヒータのうちの１部
が断線しても機関の始動を確保するとともに断線
の警告を発し得るようにしたインテーク・ヒータ
の断線検出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に内燃機関、殊にデイーゼル機関にあつて
は吸入される大気の温度が比較的低い環境（寒冷
地、寒冷時等）にあると、シリンダ内における吸
気の圧縮のみによつては自発着火を誘起すること
ができず円滑な機関始動を殆どなし得ない。

このような状況に対処するために、第１図に示
すごとく、機関１の吸気系２には、燃料が供給さ
れて吸気（図において白矢印）の一部を燃焼さ
せ、この燃焼熱により流通する吸気を加熱して機
関１の始動性を向上させるインテーク・ヒータ３
と称される始動補助装置が装着されている。

従来、この種インテーク・ヒータとしては第２
図に示すものが知られている。ニクロム線より成
る発熱抵抗体４がスチール製の金属鞘５内に挿入
され、更に金属鞘５内にマグネシウムの粉末６が
圧密に充填されている。そして、上記発熱抵抗体
４に電源７電圧を印加して金属鞘５を赤熱させ、
これに燃料を供給して蒸気化させるとともに着火
燃焼させるようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなインテーク・ヒータ
３には以下のごとき問題点があつた。

(1) ヒータ本体（金属鞘５）に金属を用い、これ
に直接燃料を懸け燃焼させているので、金属の
酸化及び溶融の点から加熱のための電圧値（電
流値）が制限を受ける。

(2) しかも、発熱抵抗体４は、燃焼を維持すべく
ヒータ３の熱容量を増大させるために充填した
マグネシウムの粉末６を介して金属鞘５を間接
的に加熱することになるため、加熱時間ひいて
は着火温度に達する時間が長引き、始動時間の
短縮化を達成できなかつた。因に、大型デイー
ゼル機関では12秒以上と長かつた。

(3) 電流制限を受けるため全体の温度を十分に高
くすることができず、しかも金属鞘５自体の熱
容量が小さいので、着火がおこつてもセルモー
タを駆動して機関を始動させようとすると、そ
れに伴う吸気量及び流速の増大により、金属鞘
５は冷却されて機関始動前に失火することが多
かつた。

(4) ヒータ３製作上、金属鞘５内にマグネシウム
の粉末６を圧密に充填するため、発熱抵抗体４
のピツチが不揃いになり的確なピツチを得られ
なかつたり、鞘５内で短絡してしまう場合があ
り、構造上ヒータ３に局所過熱や加熱不足を生
じ、吸気系２内の酸素を燃やし過ぎて酸欠状態
になつたり、ヒータ３全体を十分に加熱できな
かつた。しかも、発熱抵抗体４のピツチが不揃
いゆえに一様加熱ができず、このため勢い低電
圧一定印加になり、印加電圧を変えて温度を高
温に保持するという温度制御が基本的にできな
かつた。したがつて完爆期間の長期化や失火が
起りやすく円滑な始動性が得られなかつた。

そこで、本発明者は上述の問題点を解決すべく
ヒータ全体をセラミツクで形成するとともに、そ
のヒータ内にタングステンの発熱抵抗体を内設
し、さらにこのヒータ温度を検出して印加電圧を
制御する方式によるインテーク・ヒータの温度制
御装置（特願昭57−191120号（特開昭59−82561
号公報））を創案するに到つた。この温度制御装
置においては、温度が上がると抵抗が急激に上が
る性質を有するタングステンを発熱抵抗体として
用い、これを高耐熱性、高強度、高熱容量を有す
るセラミツク中に埋め込んでインテーク・ヒータ
を形成する。低抗発熱体の埋込みはホツトプレス
による圧着方式の採用によりプリント配線で行な
うことができるので、抵抗発熱体ピツチの不揃い
の全くないセラミツク・ヒータが形成される。か
かるヒータの形成は、電圧による温度制御に最も
適したものとなる。

そして、上記温度制御装置において、ヒータは
吸気を効率よく加熱するために複数本並列接続す
るように成し、このヒータに高電圧と低電圧とが
切換え可能に印加されるように電源を接続し、電
圧制御回路によつて上記両電圧を交互に切換え制
御する。この切換え制御は、電圧印加により昇温
するヒータの温度を検知すべく設けたヒータ温度
検知素子の監視下において行なわれる。ヒータ温
度検知素子はこれに連らなる回路とともに、ヒー
タ温度が燃料の着火温度に達する前は電圧制御回
路に高電圧印加指令を、着火温度に達すると直ち
に低電圧印加指令を送出する機能を有する。高電
圧とはその印加によつてもたらされる飽和温度が
セラミツクの耐熱限界温度を越えるに十分な電
圧、例えば大型自動車用バツテリの24Vをいう。
また低電圧とはその印加によつてもたらされるヒ
ータの飽和温度がセラミツクの耐熱限界温度に近
接し得る値、例えば9.5Vをいう。電圧制御回路
は上記指令を受けてインテーク・ヒータに始めに
高電圧を印加してヒータを急速昇温させるととも
に、続いて低電圧、高電圧というように印加電圧
を切換える機能を有する。したがつて、ヒータは
その温度検知素子の出力値に応じて高電圧と低電
圧とが交互に印加され、セラミツクの耐熱性を満
足しつつさらに着火温度も満足する一定の高温を
維持することができる。

しかしながら、このような急速昇温（始動時間
の短縮）を意図した上記インテーク・ヒータの温
度制御装置には次のような問題があることが判明
した。

上記ヒータ温度検出素子はインテーク・ヒータ
の温度を直接検出するのではなく、これに流れる
電流換算によつて検知しており、インテーク・ヒ
ータの並列回路に直列接続した検出抵抗（センシ
ング抵抗）によつて構成している。この抵抗値は
小さく設定するが、タングステンから成る発熱抵
抗体の値は、ヒータを急速昇温させることから、
上記検出抵抗値よりもさらに小さく設定してあ
る。したがつて、昇温開始時である電圧印加時に
はインテーク・ヒータに流れる電流値はほぼ検出
抵抗値により決定されることとなる。例えば、抵
抗値４Ωの２本のインテーク・ヒータを並列接続
し、これに10Ωの検出抵抗を接続した直並列回路
に、高電圧として24Vを印加した場合、高電圧印
加によりほぼ検出抵抗値で決定される初期電流
2Aが各ヒータに分流して、この分流電流1Aによ
つてヒータが昇温させられ、この昇温とともにヒ
ータ抵抗が急激に28Ω程度まで増加し分流電流が
0.5A程度まで減少して安定することになる。

ところが、ヒータの１本が断線した場合、残り
の１本には、高電圧印加時にはほぼ検出抵抗値で
決定される大電流1.71Aが分流されることなくそ
のまま流れ、昇温安定後も0.63Aが流れるので、
ヒータ電流の定格容量0.5Aをはるかに上回りそ
のまま通電し続けると焼損して作動不能となり機
関の始動が不可能となる虞れが大きかつた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は高電圧と低電圧とを交互に印加し
てインテーク・ヒータを並列急速加熱する温度制
御装置において、ヒータの一部が断線した場合に
は交互印加を停止して低電圧印加のみとすること
により、ヒータの残部を通常昇温させてその残部
の焼損を阻止し得るともにエンジンの始動を可能
とし、併わせて断線の警告を行ない得るようにし
たインテーク・ヒータの断線検出装置を提供する
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインテーク・ヒータの断線検出装置
は、機関吸気系に設けた並列接続のインテーク・
ヒータに検出抵抗を直列に接続した直並列回路
と、該検出抵抗の端子電圧より検知されるヒータ
検知温度が燃料の所定着火温度より低いときは上
記直並列回路に高電圧を印加し着火温度以上のと
きは低電圧を印加してヒータに高電圧と低電圧を
交互に印加しヒータを一定温度に発熱させる電圧
制御回路と、ヒータの一部が断線したとき上記検
出抵抗からの所定入力値に応じて信号を発生する
断線検出回路と、該信号を受け上記制御回路の高
電圧印加機能を停止させて低電圧印加とするゲー
ト回路と、上記信号を受けて警告するモニタラン
プとを備えた構成のものである。

［作用］ キースイツチを操作して電源を投入すると、検
出抵抗の端子電圧より検知されるヒータ検知温度
が燃料の所定着火温度より低いため、電圧制御回
路は、インテーク・ヒータと検出抵抗の直並列回
路に高電圧を印加し、ヒータは高電圧により急速
昇温される。ヒータ検知温度が燃料の所定着火温
度に昇温すると、電圧制御回路は高電圧印加から
低電圧印加に切換える。また、ヒータ検知温度が
燃料の所定着火温度より降下すると、電圧制御回
路は低電圧印加に切換える。

このように電圧制御回路はヒータに高電圧と低
電圧を交互に印加しヒータを一定温度に発熱させ
る。

複数本並列接続されているインテーク・ヒータ
の一部が断線した場合、ヒータ回路に流れる電流
が上記正常時の大きさと異なつた異常な値に変化
する。この断線時における検出抵抗からの所定入
力値に応じて、断線検出回路が信号を発生する。
この信号を受けて、ゲート回路が電圧制御回路の
高電圧印加機能を停止させ、低電圧印加のみとす
る。このため、インテーク・ヒータを定格容量一
杯で使用している場合でも、残りのヒータの焼損
が予防される。また、断線信号を受けてモニタラ
ンプが作動し警告を発する。

尚、本発明のインテーク・ヒータの断線検出装
置は、並列接続されているインテーク・ヒータが
上述の抵抗発熱体ピツチの不揃いのまつたくない
セラミツク・ヒータであることが好ましいが、必
ずしもこのようなセラミツク・ヒータである必要
はなく、ほぼ一様加熱が可能なインテーク・ヒー
タであれば、本発明所期の電圧制御および断線検
出ができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るインテーク・ヒータの断線
検出装置の好適一実施例を添付図面に従つて詳細
に説明する。この実施例では一様加熱が可能なイ
ンテーク・ヒータとしてセラミツクインテーク・
ヒータを取扱つているので、まずその構造及びこ
のヒータの温度制御装置について述べ、次いで断
線検出装置に言及していくこととする。

第３図は一様加熱が可能なインテーク・ヒータ
の一実施例を示す概略構造図である。

図示するごとく、ヒータ１０は棒状体に形成さ
れ、気化端１１側から燃焼端１２側に亘る筒体状
のホルダ１３に囲繞されている。このヒータ１０
は、全体がホツトプレスによりセラミツクで成形
されると共に、その内部にプリント配線等により
タングステンで成る発熱抵抗体１４が内設されて
構成される。セラミツクは、熱容量が大きく発熱
抵抗体１４により発生された熱をヒータ１０の外
周表面から放出しつつもそれ自体に多量の熱を保
持し常にヒータ１０全体を高温に維持して安定し
た燃焼を継続させる機能を備えている。また、こ
のセラミツクは、発熱抵抗体１４をその内側に保
護して、急速な昇温によるタングステンの酸化を
防止し、可及的にヒータ１０の加熱時間を向上さ
せ得る機能をも兼備している。他方、タングステ
ンは、温度上昇に伴つて自らの抵抗値を急激に増
加させて高熱を発生し得る性質を備えており、電
圧印加により熱容量の大きなセラミツクを迅速に
加熱してヒータ１０の表面温度を瞬時に昇温さ
せ、供給される燃料１５を蒸気化乃至着火させ得
る機能を有する。

第４図はかかるセラミツク製のインテーク・ヒ
ータ１０の昇温特性を示すものである。断面積16
mm²、長さ60mmの直方体に成形し、室温下において
測定した例である。これによれば、ヒータ１０に
大形自動車用のバツテリ電圧24Vを印加した場合
には、僅か1.9secで燃料の着火温度T_F800℃に達
し、そのままセラミツクの耐熱限界温度T_Lを突
き抜ける程の急峻な昇温特性を示すことがわか
る。一方、バツテリ電圧よりも低い9.5Vを印加
した場合には、飽和温度T_Sが986℃という耐熱限
界温度T_Lにきわめて近接した値をもち、かつ
24Vの場合と比較して緩慢な立上り特性を示し、
着火温度T_Fに至るまでに12.5secもかかる。この
ようにヒータ１０を急速昇温させる電圧を高電圧
V_Hと、また継続印加しても耐熱限界温度T_L以下
でこれに近接した値に飽和させる電圧を低電圧
V_Lという。

第５図は、インテーク・ヒータ１０に加える電
圧を制御するシステム回路１６を示す。

並列接続された２個のインテーク・ヒータ１０
には、リレーX₁接点とリレーX₂接点とから成る
並列回路が接続され、リレーX₁の励磁によりバ
ツテリ１７の高電圧V_Hが直接に印加され、また
リレーX₂の励磁によりドロツピング抵抗Ｄ／Ｒ
を介して低電圧V_Lが印加されるようになつてい
る。インテーク・ヒータ１０に直列に接続されて
いるセンシング抵抗Ｓ／Ｒはヒータ１０の表面温
度を感知するヒータ温度検知素子１８であり、発
熱抵抗体１４の温度に比例してその抵抗値が変化
し、この変化に対応して電流が変化することか
ら、この電流による上記抵抗Ｓ／Ｒの両端に生じ
る電圧を検知することによつて、等価的にヒータ
１０の温度を感知するようになつている。

バツテリ１７に接続された１９はキースイツチ
であり、ONポジシヨンでシステム回路１６の中
核となる制御回路２０に端子からバツテリ１７
電圧を供給し得るようになつている。また、ST
ポジシヨンでスタータリレーX₅を励磁しその接
点を閉じてセルモータ２１を駆動するようになつ
ている。端子に接続されたスイツチは内燃機関
の冷却水の温度を検知する水温検知素子２２であ
り、水温T_Wが所定温度T_WO、例えば５℃以下を
示すときにはONとなつて“０”を出力し、逆に
５℃以上を示すときはOFFとなつて“１”を出
力する。２３はエンジンの回転数検出器であり、
エンジンが所定の回転数N_S、例えば1000回転以
上になると“１”信号を、それ以下であると
“０”信号を出すように構成されている。なお、
Ｌは後述するモニタランプである。

上記制御回路２０を詳細に示したのが第６図で
あり、同図において制御回路２０は点線で囲まれ
た部分である。

図示するごとく、水温検知素子２２の出力に接
続された端子は、ゲートG₁、ゲート回路G₂、
ゲートG₃，G₄，G₅及びドライバG₆から成るリレ
ーX₁回路２４を経て端子に通じ、ここでリレ
ーX₁に接続されている。このリレーX₁回路２４
は水温検知素子２２が５℃以下を検知するとその
検知出力値が“０”となるので作動してドライバ
G₆をオンさせ、キースイツチ１９がONポジシヨ
ンにあるとリレーX₁を励磁させ得る機能を有す
る。そして、このリレーX₁の励磁によりその接
点x₁が閉じ、インテーク・ヒータ１０に高電圧
V_Hが印加されることとなる。以上によつて、リ
レーX₁回路２４、リレーX₁、バツテリ１７、リ
レー接点x₁からなる印加回路が形成されている。
尚、この印加回路は後述する切換回路と共に電圧
制御回路を構成する。

制御回路端子に接続されているモニタランプ
Ｌは、上記リレーX₁回路２４のゲートG₅出力に
接続されたゲートG₇，G₈及びドライバG₉から成
るランプ回路３２に通じており、基本的にはリレ
ーX₁の励磁・消磁に応じて点灯・消灯するよう
になつている。

センシング低抗Ｓ／Ｒの両端に接続された端子
、は、制御回路内で切換回路の一構成要素た
るシユミツト回路２５に接続され、その回路出力
は上記リレーX₁回路２４のゲート回路G₂に接続
されている。シユミツト回路２５はインテーク・
ヒータ１０の着火温度T_F800℃に相当する入力電
圧をセンシング抵抗Ｓ／Ｒより受けた場合、その
電圧値を境にそれより小さな電圧値（800℃以上）
では反転即ちONして“０”出力を、それより大
きい電圧値（800℃未満）ではOFFして“１”出
力を出すように構成されている。正確には、シユ
ミツト回路２５は、誤動作を防止するためにヒス
テリシスをもたせてあり、700℃に相当する入力
電圧でONし、その後800℃に達するとOFFし、
その後700℃に降下するとONする動作を繰り返
す。

しかして、センシング抵抗Ｓ／Ｒに生じた出力
値が700℃に達したらゲート回路G₂を閉じてリレ
ーX₁回路２４をOFFしリレーX₁を消勢するよう
になつている。また、出力値が800℃以下に降下
したら、その出力を“０”から“１”に変えてゲ
ートG₂を開くように働らく。従つてシユミツト
回路２５はリレーX₁回路２４をインテーク・ヒ
ータ１０の温度に応じてON・OFF制御する機能
を有する。

一方、キースイツチ１９のONポジシヨンは、
制御回路２０の端子介して、ゲート群への電源
Vccを供給する自動電圧調整器２６に接続される
とともに、リレーX₄を駆動するゲートG₁₀及びド
ライバG₁₁から成るリレーX₄回路のそのゲート
G₁₀入力及び端子を介してリレーX₂に通じてい
るリレーX₄の接点x₄に接続されている。従つて、
キースイツチ１９のON操作により制御回路２０
に電源Vccが供給されるとともに、リレーX₂が
励磁されその接点x₂が閉じてインテーク・ヒータ
１０にはドロツピング抵抗Ｄ／Ｒを介して低電圧
V_Lの印加が継続されることとなる。尤もリレー
接点x₂とドロツピング抵抗Ｄ／Ｒの直列回路はリ
レー接点x₁と並列接続されており、このリレー接
点x₁はONするとリレー接点x₂とドロツピング抵
抗Ｄ／Ｒの直列回路を短絡するので、リレー接点
x₁が閉じているときはインテーク・ヒータ１０に
は低電圧V_Lではなく高電圧V_Hが印加される。こ
のように、キースイツチ１９のON操作によりリ
レー接点x₁を常時ONとする構成にしたのは、低
電圧V_Lと高電圧V_Hとの切換りのインターバルに
インテーク・ヒータ１０が無電圧となるのを防止
するためである。このように、キースイツチ１９
がONポジシヨンにあればリレーX₁は常に励磁さ
れているので、上記シユミツト回路２５がリレー
X₁回路２４をOFFさせリレーX₁を消勢すれば、
インテーク・ヒータ１０には高電圧V_Hに代わつ
て低電圧V_Lが印加されることとなる。また、逆
に、リレーX₁を励磁すればインテーク・ヒータ
１０には高電圧V_Hが印加されることになる。以
上によつて、シユミツト回路２５、ゲートG₁₀，
G₁₁、リレーX₄、リレー接点x₄、リレーX₂、バツ
テリ１７及びリレー接点x₂から成る切換回路が形
成されている。なお、切換時間がきわめて速くそ
のインターバルが無視できるならば、低電圧V_L
を常時印加する方法を採用しないで、文字通り交
互に低電圧V_Lと高電圧V_Hとを切換えて印加する
ようにしてもよいことは勿論である。既述の印加
回路とこの切換回路とによつて電圧制御回路が形
成されている。以上の構成がインテーク・ヒータ
の温度制御装置の基本的構成例である。

本実施例のインテーク・ヒータの断線検出装置
は上記構成に、更に次の特徴的構成が有機的に付
加されて成るものである。

第６図中、３０は断線検出回路であり、電源
Vccが投入されてから一定時間tc経過後作動し、
入力電圧が所定値V_R以上のときは“１”出力を、
以下のときは一定時間tc経過前と同じく“０”出
力を出す機能を有している。この回路３０の入力
には、既述したシユミツト回路２５と入力を共通
にすべくセンシング抵抗Ｓ／Ｒの両端の電圧が加
わるようになつている。したがつて、断線検出回
路３０はセンシング抵抗Ｓ／Ｒに流れる電流の大
きさに応じて“１”、“０”の制御信号を発生す
る。断線検出回路３０の出力は上記リレーX₁回
路２４とともにランプ回路３２に接続されてい
る。リレーX₁回路２４にあつてはそのゲート回
路G₂に接続され、センシング抵抗Ｓ／Ｒに流れ
る電流が異常に少ないとリレーX₁回路２４を
OFFし、インテーク・ヒータ１０に高電圧V_Hを
印加しないように制御している。また、ランプ回
路３２へはゲートG₂₄を介してゲートG₇と、更に
ゲートG₃₀を介してゲートG₈とに接続されてい
る。このゲートG₃₀にはデユーテイサイクルを任
意に設定できる発振器４５の出力を、キースイツ
チ１９がONポジシヨンにあるときにそのまま送
出する機能を有するゲートG₂₅が接続されてい
る。従つて、断線検出回路３０はセンシング抵抗
Ｓ／Ｒに流れる電流が正常値である場合には、一
定時間tcだけゲートG₇を開いてリレーX₁回路２
４の信号をそそのままモニタランプＬに伝え、逆
に異常の場合にはモニタランプＬへ発振器４５の
出力をそのまま送出するようにしてランプ回路３
２を制御している。

なお、第６図中３１はインテーク・ヒータ１０
に供給される燃料を制御する燃料回路、リレー
X₃は燃料バルブ用のリレー、２６１は制御回路
２０全体を非作動とする解除回路、そして３３は
リレーX₁回路２４のみを非作動とする回路であ
る。

以上の構成よりなる本断線制御装置の作用につ
いて述べる。

第７図は第６図の回路構成によるタイムチヤー
トを示す。

先ず、キースイツチ１９はエンジンを始動させ
るに当つてOFFポジシヨンからONポジシヨンに
切換えられる。この切換により自動電圧調整器２
６が作動し、制御回路２０に電源Vccを供給す
る。この供給と同時にリレーX₄回路が作動して
リレーX₂を励磁する。ここで、内燃機関の冷却
水温度が所定値T_WOの５℃以下を示すとき、リレ
ーX₁回路２４のゲート回路G₂が開いて（当初シ
ユミツト回路２５の出力はインテーク・ヒータ１
０の温度が低いので“１”である）直ちにリレー
X₁を励磁しインテーク・ヒータ１０にその接点
x₁を介して高電圧V_Hの24Vを印加する。と同時
にランプ回路３２も応答してモニタランプＬが点
灯する。第７図に示す最初の24Vの印加時間Tm
は、タングステンを発熱抵抗体１４としたことに
より、既述のごとく、インテーク・ヒータ１０が
着火温度T_F800℃に達するまでの時間は極めて短
くその値は1.9〜2.0secであるが、この時間と等価
となる。すなわち、バツテリ１７の電圧がインテ
ーク・ヒータ１０に直接印加されることにより、
その表面温度は急激に上昇するも800℃に達する
と同時にセンシング抵抗Ｓ／Ｒによりその出力値
が検知されてシユミツト回路２５出力が反転し
“１”から“０”になる（正確には700℃で反転す
るも、ここでは便宜上800℃を切換点とする）。こ
の反転によりリレーX₁回路２４の電圧回路G₂が
閉じてリレーX₁が消磁され、そのリレー接点回
路がオープンとなり、既にONしているリレーX₂
のリレー接点回路が通電されて、インテーク・ヒ
ータ１０には高電圧V_Nの9.5Vが1.9〜2.0sec後に
高電圧V_H24Vに代わつて印加されることととな
る。この切換えによりインテーク・ヒータ１０が
セラミツク耐熱限界温度T_Lの1100℃になるのが
回避される。また、高電圧V_Hと異なり、低電圧
V_Lの電圧値は低いので、9.5V印加後吸気系の冷
たい空気に晒されたインテーク・ヒータ１０は熱
を奪われ温度が降下し始める。その降下が着火温
度T_Fの800℃に至つたとき、再びシユミツト回路
２５が作動してその出力を“０”から“１”に反
転させリレーX₁を励磁させる。このようにイン
テーク・ヒータ１０の温度に応じて、このヒータ
に印加される電圧は高電圧V_Hと低電圧V_Lとが交
互に切換えられる。この間、モニタランプＬは断
線検出回路３０の出力“１”によつてランプ回路
３２のゲートG₇が閉じられているので点灯しな
い。したがつて、モニタランプＬは当初１回だけ
一定時間tc点灯するだけとなる。この時間tcは望
ましくはインテーク・ヒータ１０が800℃に達す
る時間Tmと一致させるようにする。運転者に、
モニタランプＬの消灯の確認により機関の始動を
開始してもよいという情報を与えるためである。

このように高電圧V_Hと低電圧V_Nとがインテー
ク・ヒータ１０に交互に印加されるので、単に高
電圧をON・OFFした場合と異なり、高電圧V_Hを
OFFした場合にも低電圧で加熱されることから、
インテーク・ヒータ１０の温度を着火温度T_F以
上であつてセラミツク耐熱限界温度T_L以下のき
わめて高い温度範囲内に維持させることができ
る。かくして、インテーク・ヒータ１０に供給さ
れた燃料は蒸発気化するととともに着火し燃料が
継続して周囲の空気を加熱することとなる。

次に、インテーク・ヒータ１０のうちの１本が
断線した異常の場合について第８図を基に説明す
る。この第８図の例では、インテーク・ヒータ１
０の初期抵抗値は急速昇温させるためにかなり小
さく４Ωに設定してあり、センシング抵抗Ｓ／Ｒ
の値10Ωよりも小さい。したがつて、正常の場合
には高電圧V_H（24V）を印加した直後に各インテ
ーク・ヒータ１０に1Aが流れ、その後定格値
0.5A程度に減少して行き、センシング抵抗Ｓ／
Ｒ及びインテーク・ヒータ１０における電圧降下
V_S/R（20V）及びV_I/H（4V）は時間とともに実線で
示す曲線を描くことになる。しかし、異常時にあ
つてはまず高電圧V_H（24V）の印加時に略々正常
時の２本分の電流1.7Aがインテーク・ヒータ１
０に流れることとなるので、破線で示す変化の大
きい曲線を描き、正常時と異常時の曲線には顕著
な差異が出る。断線検出回路３０の入力所定値
V_Rは、一定時間tcにおける顕著な差異の出るセ
ンシング抵抗Ｓ／Ｒの各電圧降下V_S/RとV′_S/Rとの
間に来るように設定してあるので、ヒータが断線
すると断線検出回路３０は“０”制御信号を出力
する。このためゲート回路G₂が閉じられるので
シユミツト回路２５出力の如何に拘らずリレー
X₁回路２４は非動作となり、インテーク・ヒー
タ１０への高電圧V_H印加は解除される。と同時
にゲートG₃₀を開くのでランプ回路３２には発振
器４５出力が送出され、モニタランプＬをそのデ
ユーテイサイクルに基づく周期で点滅させる。

したがつて、インテーク・ヒータ１０には低電
圧V_Lが定常的に印加されることになるので、過
大電流による残存ヒータの焼損を阻止することが
できるとともに、温度上昇は緩慢ではあるが低電
圧V_Lの印加によつて確実に上昇し遅くとも
12.5sec後にはヒータ１０を着火温度T_Fに上げる
ことができる。また、モニタランプＬは、この
間、点滅による警告信号を運転者に知らせるの
で、運転者はインテーク・ヒータの断線を感知し
修理等の適正な措置を採ることができる。

なお、制御回路２０は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨内で変形実施し得る
ことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上、要するに本発明によれば次のような優れ
た効果を発揮する。

(1) インテーク・ヒータに高電圧と低電圧とを交
互に印加するのでヒータを破壊することなく極
めて急速に着火温度に昇温させるおとができ、
しかも一定温度に維持させることができるので
機関の始動性を可及的に向上し得る。また、イ
ンテーク・ヒータの断線時にあつては高電圧の
みの印加を停止させ低電圧の印加は継続させる
ように制御したので、残存ヒータの焼損を防止
しつつ機関の始動性を確保することができる。

(2) 断線検出回路の制御信号をモニタランプにも
送出するようにしたので、運転者にインテー
ク・ヒータの断線を報知することができ、異常
状態が継続するのを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインテーク・ヒータの取付位置を示す
機関の概略図、第２図は従来のインテーク・ヒー
タの概略断面図、第３図乃至第８図は本発明に係
るインテーク・ヒータの断線検出装置の好適一実
施例を示し、第３図はインテーク・ヒータの概略
断面図、第４図は同昇温特性図、第５図はシステ
ム回路図、第６図は同詳細図、第７図は第６図の
タイミングチヤート、第８図はインテーク・ヒー
タの正常時と断線時における電圧特性図である。 なお、図中１０はインテーク・ヒータ、１８は
抵抗検知素子の例示であるセンシング抵抗、３０
は断線検出回路、２４，X₁，１７，x₁は印加回
路、２５，G₁₀，G₁₁，X₄，x₄，X₂，１７，x₂は
切換回路であり、この印加回路と切換回路とで電
圧制御回路が構成され、G₂はヒータの一部断線
時に電圧制御回路の高電圧機能を停止させて低電
圧印加とするゲート回路である。また、V_Hは高
電圧、V_Lは低電圧、V_Rは所定出力値、Ｌはモニ
タランプである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関吸気系に設けた並列接続のインテーク・
   ヒータに検出抵抗を直列に接続した直並列回路
   と、該検出抵抗の端子電圧より検知されるヒータ
   検知温度が燃料の所定着火温度より低いときは上
   記直並列回路に高電圧を印加し着火温度以上のと
   きは低電圧を印加してヒータに高電圧と低電圧を
   交互に印加しヒータを一定温度に発熱させる電圧
   制御回路と、ヒータの一部が断線したとき上記検
   出抵抗からの所定入力値に応じて信号を発生する
   断線検出回路と、該信号を受け上記制御回路の高
   電圧印加機能を停止させて低電圧印加とするゲー
   ト回路と、上記信号を受けて警告するモニタラン
   プとを備えたことを特徴とするインテーク・ヒー
   タの断線検出装置。