JPH03118209A - 車両用燃焼式ヒータの燃焼制御装置 - 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） 本発明は車両用燃焼式ヒータの燃焼制御装置に関し、特
に該ヒータの異常を確実に検知する燃焼制御装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、燃焼器の周囲に熱交換器が配設され、ブロアによ
って前記熱交換器に導入された空気を前記燃焼器によっ
て加熱して車両の車室や荷室内へ供給する車両用燃焼式
ヒータの燃焼制御装置としては、前記熱交換器に温度セ
ンサを設置し、該温度センサにより検出した熱交換器温
度に応じて前記燃焼器への燃料供給量及び前記ブロアの
送風量を可変制御することによって、熱交換器のオーバ
ヒート等を防止するようにしたものが昇案されている（
特願昭６３−２９７４１８号）。

この提案に係る制御装置では、前記熱交換器温度が所定
値以上となった場合には前記熱交換器がオーバヒート状
態にあると判断して前記燃焼器への燃料供給を停止し、
その後熱交換器温度が下降し、前記所定温度以下となっ
たときに再び燃焼器への燃料供給を行っている。

ところが、ブロアが故障等により停止して送風が行われ
なかったり、又は送風量が異常に低下した場合には、前
記燃焼器への燃料供給を停止したときでも、前記熱交換
器温度が急上昇し、熱交換器がオーバヒート状態になる
ことがある。このような場合にも上記技術では制御装置
を作動させているが、安全性の面において問題がある。

一方、ブロアの故障を検知する車両用燃焼式ヒータの燃
焼制御装置としては、例えば特開昭６２１９４９２８号
公報によるものがある。この技術によれば、前記ブロア
のブロアモータの電流を抵抗により検知し、該ブロアモ
ータ電流が設定値の範囲外となった場合に前記燃焼器を
停止させる過熱防止手段を設けたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記特開昭６２−１９４９２８号公報に
よるブロアの故障検知方法では、前記抵抗による電力ロ
スやコスト高の不具合があり、更にはバッテリ電圧の変
動等によって検知精度が悪くなるといる問題がある。

更に上記従来技術によれば、例えばブロアの吸入口がゴ
ミ等により一時的に半閉塞状態となってその送風量が低
下した場合のオーバヒート状態のみを想定しており、ブ
ロアの作動が停止した場合を想定していないので、前述
した先願の技術と同様の安全性の問題がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、特別な
装置を設けることなく低コストで且っ簡単な手段により
ブロアの故障等の燃焼式ヒータの致命的な異常を検知し
、熱交換器のオーバヒート及び破損等を防止して安全性
を確保するようにした車両用燃焼式ヒータの制御装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明は、燃焼器と、該燃焼
器の周囲に設けられた熱交換器と、該熱交換器の温度を
検出する温度センサと、前記熱交換器に空気を導入する
ブロア手段と、前記燃焼器に燃料を供給する燃料供給手
段とを具備する車両用燃焼式ヒータの燃焼制御装置であ
って、前記燃料供給手段により供給される燃料供給量及
び前記ブロア手段の送風量を制御する燃焼制御装置にお
いて、前記温度センサにより検出された熱交換器温度が
第１の所定温度より高いときは前記熱交換器がオーバヒ
ート状態にあると判断して前記燃焼器への燃料供給を停
止し、前記熱交換器の検出温度が前記第１の所定温度よ
りも高い第２の所定温度以上となったときは燃焼式ヒー
タに異常があると判断して前記燃焼式ヒータの作動を停
止することを特徴とするものである。

（作用） 上記車両用燃焼式ヒータの燃焼制御装置は、第１図に示
すように、例えばブロアの送風量の低下により熱交換器
温度が上昇して、該温度が前記第１の所定温度以上とな
ったときに（ステップＳｌ）前記燃焼器の燃焼を停止す
る（ステップ３２）。

しかし、例えばブロアが故障して作動停止状態になった
場合には、その後、熱交換器温度が上昇して、前記第２
の所定温度以」二となる（ステップＳ３）が、このとき
、前記燃焼式ヒータの作動を停止する（ステップ８４）
。

（実施例） 以下、図面に基いて本発明の一実施例を説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る車両用燃焼式ヒータ
の燃焼制御装置全体を概略的に示している。この燃焼制
御装置は、パン等の食品等を温めた状態で配送する加温
配送車に搭載されてその保温庫を温めるために使用され
るものである。

車両用燃焼式ヒータの燃焼制御装置は、気化された液体
燃料と燃焼用空気との混合気を燃焼させて高温の燃焼ガ
スを発生する燃焼器１と、熱交換器２とから成る燃焼式
ヒータユニット３と、該ヒータユニット３の燃焼を制御
する制御ユニッ１〜４とを備えている。

燃焼式ヒータユニット３には、加温配送車の保温庫５内
から暖房用空気を導入口６ａを介してダケト６内に導入
し、該ダクト６内を前記熱交換器２に沿って保温庫５内
への吹出し口６ｂに送風する暖房用空気送風ブロア７が
設けられている。保温庫５内からの暖房用空気は、ブロ
ア７によりダクト６内を吹出し口６ｂに送風される間に
燃焼器ｌから導入される高温の燃焼ガスと熱交換器２に
より熱交換されて温められるようになっている。

燃焼器ｌの燃焼筒８内には燃焼室８ａが形成され、該燃
焼室８ａ内には供給される液体燃料が一時含浸される短
芯９が設けられている。この短芯９には、燃料タンク１
０内の液体燃料が燃料ポンプ＋１により配管１２を通っ
て供給される。この燃料ポンプ１１は、該燃料ポンプ１
１の駆動ソレノイドに通電される制御パルス信号の入力
毎に燃料を供給するものであり、制御パルス信号の周波
数を変化させることにより燃料供給が停止するＯＦＦ位
置、最小の燃料供給量が得られるＬＯ位置、及び最大の
燃料供給量が得られるＨ１位置の３段階に制御され得る
ように成っている。燃焼筒８には、短芯９に含浸された
液体燃料を気化すると共に気化された液体燃料と燃焼用
空気との混合気を着火して燃焼させるグロープラグ１３
と、着火を検知する着火センサ１４とが設けられている
。

燃焼用空気は、燃焼用空気供給ブロア１５により配管１
６及び燃焼筒８の周壁に穿設された多数の空気流入孔を
介して燃焼室８ａ内に供給される。

前記制御ユニット４には、マイクロコンピュータ２０、
マルチプレクサ２１、Ａ／Ｄ変換器２２、マイクロコン
ピュータ２０に指令を与える操作パネル２３等が設けら
れている。このマイクロコンピュータ２０には、演算処
理等を行なう中央制御部、制御プログラム等を格納する
ための各種メモリ一部、入出力部等が内蔵されている。

マルチプレクサ２１には、保温庫５からダクトＧ内に導
入される暖房用空気の温度を検知して保温庫５内の温度
を検知するために導入口６ａに配置された庫内温度セン
サ２４からの庫内温度信号、前記着火センサ１４からの
着火信号、及び熱交換器２のオーバヒートを防止するた
めに該熱交換器２の外面に取付けられた熱交換器温度セ
ンサ２５からの熱交換器温度信号が夫々入力されている
。

該マルチプレクサ２１に入力された各信号は、順次Ａ／
Ｄ変換器２２を介してマイクロコンピュータ２０の入力
部に供給される。

マイクロコンピュータ２０の各出ツノ部からの出力信号
は、駆動素子２６乃至２９、及び前記プロ７７等に故障
が生じた場合、それを乗員に知らせるインジケータ３０
に夫々出力される。

駆動素子２６は、マイクロコンピュータ２０からの出力
信号に応じた周波数のパルス信号を燃料ポンプ１．１の
駆動ソレノイドに与えることにより、燃料ポンプ１１に
よる燃料供給量を最大の燃料供給量１１１、最小の燃料
供給量ＬＯ及び停止ＯＦＦの３段階に切換え制御し得る
ように構成されている。すなわち、燃料ポンプ１１によ
る燃料供給量は、庫内温度センサ２４で検知される保温
庫５内の庫内温度及び熱交換器温度センサ２５により検
知される熱交換器２の温度に応じて前記最小の燃料供給
量ＬＯ１最大の燃料供給量ＨＩ、及び停止ＯＦＦの何れ
がかを選択作動するように制御され駆動素子２７は、起
動時にマイクロコンピュータ２０からの出力信号に応じ
てグロープラグ１３に所定の電圧を与えて着火させるよ
うに構成されている。

駆動素子２８は、マイクロコンピュータ２０で演算され
たデユーティ比（ここでは、１周期内でのオン時間の比
率）を持ったパルス信号を燃焼用空気供給ブロア１５の
モータに出力するように構成されている。該ブロア１５
は、該パルス信号のオン時間のみ不図示のトランジスタ
がオンしてそのモータに駆動力が与えられ回転し送風す
る。

駆動素子２９は、例えば駆動素子２６と同様に、マイク
ロコンピュータ２０からの出力信号に応じた周波数のパ
ルス信号を暖房用空気送風ブロア７の駆動モータに与え
て該モータの回転速度を制御することにより、該ブロア
７による暖房用空気の送風量を最大送風量ＨＩ、最小送
風量ＬＯ１停止ＯＦＦの３段階に切換え制御し得るよう
に構成されている。すなわち、暖房用空気送風ブロア７
による送風量は、前記燃料ポンプによる燃料供給量と熱
交換器温度とに応じて前記保温庫５内の庫内温度が設定
中心値を維持するように最大送風量ＨＩ、最小送風量Ｌ
Ｏ１及び停止ＯＦＦの何れかを選択作動するように制御
される。

以下第３図乃至第７図を参照して本実施例の車両用燃焼
式ヒータの燃焼制御装置の作動を説明する。

第３図は暖房用空気送風ブロア７が正常に作動している
ときの保温庫内温度Ｔｒｓの制御状態を示す図である。

同図（ｃ）に示すように、起動時には燃料供給量及びブ
ロア７の送風量は共にＨＩとなり、時間の経過と共に前
記熱交換器温度センサ２５の検知温度Ｓ（同図（ｂ））
及び保温庫内温度ＴＩＮ（同図（ａ））が上昇する（ｔ
ｏ〜ｔｔ間）。

ここで、同図（ｂ）の破線は熱交換器２の最も温度の高
い部位における温度を示し、一方、実線は温度センサ２
５による検知温度Ｓを示しており、これらは互いに対応
して変化する。保温庫内温度ＴＩＮが上昇し、設定温度
の中心値に達したときには（時刻Ｌ１）、燃料供給量及
びブロア送風量は共にＬＯとなり、更に庫内温度が上昇
して、設定温度の上限値に達した場合には（時刻シ２）
、燃料供給量をＯＦＦにする。一方、このときブロア送
風量は所定の短い時間だけＩＩＩとなり、その後はＬＯ
を維持する。そして庫内温度ＴＩＮが再び前記中心値ま
で低下したとき（時刻シ３）、燃料供給量、ブロア送風
量共にＬＯに制御され、以下、庫内温度Ｔｎｉの変化に
応じて時刻Ｌ１以後と同様の作動を繰り返し庫内温度の
制御を行う。

ところが、バッテリ電圧低下やブロア７の性能劣化等に
より風力が無視できない程度に低下し制御送風量をＨＩ
にしても十分な送風量が得られない場合には、ブロア７
からの空気が熱交換器２に十分な風量で供給されなくな
るので、熱交換器温度は上昇することになる。このとき
、保温庫内温度制御を前記庫内温度センサ２４による検
知のみで行った場合には、熱交換器温度が異常となる恐
れがある。従ってこれを防止するため、第４図に示す手
順により燃料供給量を制御する。即ち、庫内温度制御の
関係から燃料供給量がＨＩ設定のときブロア７の送風量
が低下し、熱交換器温度センサ２５の検知温度Ｓが上昇
して所定温度Ｔｃ　（例えば１５０℃）となったときは
（時刻ｔｃ１）　、燃料供給量を１−１１からＬＯにし
、その後Ｔｃより低い所定温度Ｔｃ’（例えば１４０℃
）まで下降したとき（時刻ｔ　Ｃ２）には再び燃料供給
量をｔｌ　１にし、以後、検知温度が少なくともＴｃ以
下の範囲内にあるように燃料供給量を制御する。

次に、上述したような状態よりも更にブロアの送風量が
低下した場合、即ちセンサ２５の検知温度Ｓが前記所定
温度Ｔｃとなって燃料供給量をＬＯとしても、更に温度
上昇を続けるような場合には、第５図に示す手順により
燃料供給量を制御する。

即ち、検知温度がＴｃとなり（時刻ｔｂｔ）　、燃料供
給量をｔｌ　ＩからＬＯにしても更に温度上昇を続け、
所定温度Ｔｂ　（例えば１６５℃）になったときには（
時刻ｔｂ２）　、燃料供給量を一時的にＯＦＦとする。

その後、温度が低下し所定温度Ｔｂ’（例えば１６０℃
）になったときは（時刻ｔｂ３）　、再び燃料供給量を
ＬＯにし、以後、検知温度Ｓが少なくともＴｂ以下の範
囲内にあるように燃料供給量を制御する。

次に、ブロア７の送風量がほぼ完全に零となった場合の
燃料供給制御方法を第６図に基づいて説明する。

ブロア７のモータのブラシの摩耗による停止やファンの
破損等によりほとんど送風量が得られないような場合に
は、熱交換器２の温度が異常に上昇する恐れがあり安全
性において問題が生じる。

従って、このような場合には、異常の検知と同時に制御
装置全体を停止させる（非復帰停止）させることが望ま
しい。即ち、センサ２５の検知温度Ｓが所定温度Ｔｃよ
り上昇しく時刻Ｌａ＋）　、燃料供給量をＬＯにしても
上昇を続け、所定温度Ｔｂに達して（時刻ｔａ２）　、
燃料供給量をＯＦＦ’にしても更に温度上昇を続けるよ
うな場合には、該温度が所定温度Ｔａ　（例えば２００
℃）となった時点（時刻ｔ　ａ３）でブロア７に送風量
が略零となるような異常が生じているものと判断して、
制御装置全体を非復帰の停止状態とする。該非復帰の停
止状態とは、例えば燃料ポンプ１１をＯＦＦにし、グロ
ープラグ１７への通電を遮断し、且つ暖房空気送風用ブ
ロア７及び燃料用空気供給ブロア１５を停止し、且つ庫
内温度ＴＩＮ、熱交換器温度が低下して、本来燃焼加温
すべき条件がそろった場合にも再燃焼せず停止を維持す
るものである。好ましくは、この非復帰の停止と同時に
、前記インジケータ３０を点滅させて乗員にヒータの燃
焼制御装置が異常であると警告する。

又、この非復帰の停止は不図示のリセットスイッチ（一
般にはユーザに操作されない）により解除される。

次に、上述した制御手順を行うマイクロコンピュータ２
０の具体的な作動を第７図のプログラムのフローチャー
トに基づいて説明する。

先ず、ステップＳｌでは、保温庫５の庫内温度ＴＩＮと
目標設定温度Ｔｓとの差ＴＩＮ−Ｔｓの値を判別する。

ここで設定温度Ｔｓを例えば１８℃とした場合、庫内温
度Ｔ＋ｓが低下して１７℃より低い温度（ＴＩＮ−’「
５（−１℃）となったとき、或は温度”「＋Ｎが１７℃
以下から上昇して未だ１８℃に達していないときは（状
態α）、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、熱交換器温度センサ２５の検知温度
Ｓが前記所定温度１゛Ｃ及びＴｃ’に対してどのような
値を執るかを判別する。先ず当該検知温度Ｓが下降して
所定温度１゛Ｃ′よりも低くなったと判別したときはく
Δ）、ステップＳ３へ進み、燃料供給量をＨＩとし、ス
テップＳｌへ戻る。

一方、ステップＳ２にて、センサ２５の検知温度Ｓが上
昇して所定温度′ｒＣよりも高くなったと判別したとき
は（１３）、ステップＳ５へ進む。

一方、ステップＳｌで、庫内温度ＴＩＮが上昇して上記
設定温度１８℃より＋４℃、即ち２２℃より高くなった
か或は２２℃より高い温度から下降して上記設定温度１
８℃になっていないと判別したとき（状態γ）は、ステ
ップＳ４へ進み、燃料供給を一時停止し、ステップＳｌ
へ戻る。

又、ステップＳｌでＴＩＮが１８℃より高く上昇中であ
るが２２℃以下であるとき或は１８℃以下で下降中であ
るが１７℃以上であると判別したとき（状態β）は、前
記ステップＳ５へ進み、センサ２５の検知温度Ｓが所定
値Ｔｂ及びＴｂ’に対してどのような値を執るかを判別
する、該検知温度ＳがＴｂ’より低いとき（Ａ）は、ス
テップＳ６へ進み燃料供給量をＬＯとし、ステップ３１
へ戻る。

一方、ステップＳ５にてセンサ２５の検知温度Ｓがｌ’
ｂより高いときは（Ｂ）ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７ではセンサ２５の検知温度Ｓが前記所定温
度Ｔａ以上であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ
）のときは、ステップＳ４へ進み燃料供給を一時停止し
てステップＳ】に戻る。答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、即
ち温度ＳがＴａ以上であるときは、前記ブロア７に送風
量が略零となるような異常が生じているものと判断して
車両用燃焼式ヒータの燃焼式制御装置全体を非復帰の停
止状態にしくステップＳ８）、インジケータ３０を点滅
させて乗員に警告する（ステップ９）。

従って、本発明に依れば、熱交換器温度センサ２５によ
って検知した温度Ｓだけでブロア７の故障等の燃焼式ヒ
ータにとって致命的な異常を検知することができ、故障
検知時に制御装置全体を非復帰の停止状態にすることに
より燃料の無駄な消費や、空炊きによるオーバヒートの
繰り返し等の危険な状態の再発を防止することができる
。

尚、」二連した実施例では、熱交換器温度センサ２５の
検知温度Ｓをブロア７の故障検知に利用したが、これに
限られず、該検知温度Ｓを例えばセンサ２５の断線や短
絡などの検出に適用してもよい。即ち、前記燃焼器にお
ける通常の燃焼では検知し得ないほどの高い温度を検知
温度Ｓが示した場合は、センサ２５が短絡しているもの
と判断し、反対に検知温度Ｓが通常の燃焼では検知し得
ないほどの異常に低い値を示した場合はセンサ２５が断
線しているものと判断する。これらの異常を発生したと
きにも、前記実施例同様に制御装置全体を非復帰の停止
状態にし、且つインジケータ３０によって乗員に警告す
るようにしてもよい。特にインジケータ３０の点滅パタ
ーンを変化させることにより異常の原因を判断すること
ができる。

また、上述した実施例では、燃焼式ヒータの異常として
暖房空気送風ブロアの異常についての場合を述べたが、
これに限られず、例えば燃料ポンプや燃焼用空気供給ブ
ロアが故障して過剰の燃料又は空気が燃焼室に供給され
て熱交換器温度が異常上昇する場合にも本発明を適用す
ることができる。

（発明の効果） 上述したように、本発明の車両用燃焼式ヒータの燃焼１
１ｉ１Ｊ御装置は、温度センサにより検出された熱交換
器温度が第１の所定温度より高いときは熱交換器がオー
バヒート状態にあると判断して燃焼器への燃料供給を停
止し、前記熱交換器の検出温度が前記第１の所定温度よ
りも高い第２の所定温度以上となったときは燃焼式ヒー
タに異常があると判断して前記燃焼式ヒータの作動を停
止するようにしたので、低コストで且つ簡単な手法によ
す燃焼式ヒータの軽度又は−時的な異常と致命的な異常
とを判別し且つその再発を防止できるので、燃料の無駄
な消費や、オーバヒート等を防止して安全性を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本制御装置の作用を説明するための図、第２図
は車両用燃焼式ヒータの燃焼制御装置、第３図はブロア
７が略正常な状態であるときの制御状態を示す図、同図
（ａ）は保ａｒＫｔ５内温度ＴＩＮの時間変化を表す図
、同図（ｂ）は熱交換器温度の時間変化を表す図、同図
（ｃ）は燃料供給量及びブロア７の送風量の作動を示す
波形図、第４図はブロア７の送風量が多少低下した場合
の制御状態を示す図、第５図は第４図よりもブロア７の
送風量が低下した場合のｆ１ガ御状態を示す図、第６図
はブロア７の送風量が略完全に零となった場合の制御状
態を示す図、ｆＪＳ７図はマイクロコンピュータ２０に
よる作動を示すプログラムのフローチャートである６ ■・・・燃焼器、２・・・熱交換器、４・・−制御ユニ
ット、７・・・暖房用空気送風ブロア（ブロア手段）、
２０・・マイクロコンピュータ、２５・・・温度センサ
、３０・・・インジケータ、　Ｔｂ・・・所定温度（第
１の所定温度）、Ｔａ・・・所定温度（第２の所定温度
）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃焼器と、該燃焼器の周囲に設けられた熱交換器と
   、該熱交換器の温度を検出する温度センサと、前記熱交
   換器に空気を導入するブロア手段と、前記燃焼器に燃料
   を供給する燃料供給手段とを具備する車両用燃焼式ヒー
   タの燃焼制御装置であって、前記燃料供給手段により供
   給される燃料供給量及び前記ブロア手段の送風量を制御
   する燃焼制御装置において、前記温度センサにより検出
   された熱交換器温度が第１の所定温度より高いときは前
   記熱交換器がオーバヒート状態にあると判断して前記燃
   焼器への燃料供給を停止し、前記熱交換器の検出温度が
   前記第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上とな
   ったときは燃焼式ヒータに異常があると判断して前記燃
   焼式ヒータの作動を停止することを特徴とする車両用燃
   焼式ヒータの燃焼制御装置。