JPH04179704A

JPH04179704A - ロードヒーティング装置の制御方式

Info

Publication number: JPH04179704A
Application number: JP30976990A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Sugawara; 菅原　宣義; Kazuo Hokari; 保苅　和雄; Toshio Kita; 利夫北; Takaaki Watabe; 渡部　孝昭; Yasujiro Minamizawa; 南沢　安次郎; Katsumi Osumi; 大角　勝美
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-06-26
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JP2582670B2

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、ロードヒーティング装置の加熱方法に関し、
特に、路面の状態と、外気温度、降雪の有無等の情報に
もとづいて、ロードヒーティング装置に対する加熱温度
の設定を正確に行い、省エネルギーの効果を奏し得るよ
うにするロードヒーティング装置の制御方式に関する。

（従来の技術）従来より、積雪地帯では、道路に融雪装置等を設けてお
き、路面の雪を溶かして、交通を良好に確保することが
行なわれている。前記道路の融雪手段としては、例えば
、道路に地下水を汲み上げて流すことや、路面に埋設し
たヒータ等を用いて、融雪すること等の手段が用いられ
ている。

また、積雪地帯での車に、スタッドレスタイヤを装着す
るような規制が行なわれることによって、従来のスパイ
クタイヤの場合とは黄なり、道路の除雪と融雪を行うこ
とが強く望まれることになる。

前述したように、路面の融雪を行うために、例えば、路
面から所定の深さの位置に、ヒーティングケーブル（以
下「発熱線」と呼ぶ）を埋設しておき、路面に雪がある
か、路面が濡れている場合、または、路面の温度が一定
の温度以下の場合等に、発熱線に通電を行う。そして、
路面を暖めることによって、融雪、または、路面の凍結
を防止する作用を行わせるようにする。また、路面の温
度に応じて発熱線に通電し、凍結防止運転を行う場合に
は、路面から所定の深さの位置に、温度検知用のセンサ
を設けておき、その温度センサーからの情報に応じて、
発熱線に対する通電の制御を行うような手段を用いる場
合もある。

前述したような発熱線に対する通電の制御方式の他に、
温度センサーと路面の水分の検知センサを用いて、路面
が濡れている場合に、発熱線に通電を行うような手段も
用いられる場合がある。

前記ロードヒーティング装置の制御方式においては、例
えば、第７図に示されるようなフローチャートにしたが
って制御を行うように、その制御装置が構成されている
。前記第６図に示されるフローチャートについて説明す
る。

まず、ステップｂ−１で任意の機構のもので構成される
水分検知センサからの情報により、路面の水分の有無が
判断され、路面に水分がある場合には、融雪運転モード
が設定されて、ステップｂ−２に移行し、路面温度ＴＳ
の検知情報に応じて、発熱線に対する給電のオン・オフ
の指令が出力される。　例えば、路面温度が３℃以上の
場合には、凍結の心配がないので、発熱線に対する給電
をオフにする。これに対して、前記路面温度が３℃未満
の場合には、凍結する可能性があるので、発熱線をオン
（給電を行う状態）にして、融雪運転を行わせるように
する。

前記ステップｂ＋−１で路面が乾燥している場合には、
予熱運転モードが設定され、ステップｂ−３で、設定温
度（Ｔｏ　＝Ｔｓ−２℃）が、０℃以上の場合には凍結
の恐れがないために、発熱線をオフにする。また、前記
設定温度が０℃未満の場合には、降雪により凍結する恐
れがあるので、発熱線をオンにして予熱運転を行わせる
ようにする。

前述したような制御を行うことにより、消費電力を節約
しながら、路面の凍結を防止し、融雪作用を良好に行わ
せることが出来るものとなる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述したような従来の融雪方法を用いる
場合に、路面温度を検知する手段が、例えば、路面から
１００程度下に埋設された温度ゼンサーを用いているた
めに、その温度の情報が正確に得られないという問題が
ある。

また、気温が急激に低下した場合でも、その状態が温度
センサーにより検知されるまでに、数時間を必要とする
ために、路面が完全に凍結した後で、温度センサーによ
り路面温度の低下を検知したりする問題が発生する。そ
して、完全に路面が凍結した後で、融雪運転を行う場合
には、路面の氷を溶かすために非常に多くのエネルギー
と、時間を必要とする等の問題がある。

前述したような問題を解決するために、道路パトロール
の人が、天気予報を聞いた情報と、路面状態を見た情報
とにより、前記第６図のフローチャートに追加して、融
雪運転と予熱運転とを手動でも行い得るような手段を追
加して用いる場合もあり、完全なロードヒーティング装
置の自動運転を行い得ない等の問題もあった。

（発明の目的）本発明は、上記したような従来のロードヒーティング装
置の欠点を解消するもので、外気温、降雪情報、路面の
表面温度、路面の水分の情報等を用いて、路面の状態と
凍結の可能性等を判断し、融雪、凍結防止、その他の制
御を正確に行い得るようにするとともに、消費するエネ
ルギーを少なくすることが出来るようなロードヒーティ
ング装置の制御方式を提供することを目的としている。

（３題を解決するための手段および作用）本発明は、道
路に発熱線を埋設し、該発熱線に対して給電を行うこと
によって路面を加熱し、該路面に堆積した雪を溶かす装
置に関する。

本発明においては、前記給電装置の制御装置に対して、
路面の乾燥状態での電極間抵抗値を検知するセンサ（ヒ
ータ付き濡れセンサ）と、路面の濡れ状態での電極間抵
抗値を検知するセンサ（ヒータなし濡れセンサ）、降雪
センサ、および、路面の温度検知センサからの情報を入
力し、前記路面の乾燥状態での抵抗値を検知するセンサ
と、路面の濡れ状態の検知センサとの２つのセンサから
入力される値を比較することにより、発熱線（ヒーティ
ングケーブル）に対する加熱温度の制御を行うようにし
ている。

また、本発明のロードヒーティング装置の制御方式にお
いては、前記制ｔａ装置から出力される発熱線に対する
制御を、融雪運転と、凍結運転のそれぞれに対する加熱
温度の強弱と、予熱運転との５つの情報として出力させ
、それぞれのモードに対応させて、発熱線に対する加熱
温度を変化させるようにする。

前述したように、Ｌｌ−ドヒーティング装置に対する制
御作用を行うことにより、路面の凍結防止と、融雪等の
それぞれの制御の作用をきめ細かく行うことが出来、ス
タッドレスタイヤに適応する路面状態を維持させること
が出来る。また、本発明においては、路面の水分の状態
を正確に検知するセンサを、ヒータを内蔵したものと、
ヒータを内蔵しないものとの２種類のものを用いて、そ
の路面の状態を正確に検知させることが出来る。

さらに、本発明においては、路面の状態と外気温度の情
報および、降雪センサを用いることにより、路面の加熱
状態を正確に設定することが出来、ロードヒーティング
装置における消費エネルギーを節約することが出来る。

（実施例）図示された例に従って、本発明のロードヒーティング装
置の制御方式を説明する。

第１図は、本発明に用いられる制ａｍ構を示している。

第１図に一例として図示されている制御機構は、マイク
ロコンピュータを制御装置１０として用いるものである
。前記制御装置１０に対して、外気温センサ１２と降雪
センサ１３とを、Ａ／Ｄ変換器１１を介して接続し、路
面温度センサ１４と、ヒータなし濡れセンサ３、ヒータ
付き濡れセンサ４等を、測定鼎１５および変換器１６．
１７を介して、それぞれ制御装置に接続している。

また、前記制御装置１０から出力される制御情報は、リ
レー１８を介して、発熱線２に接続され、制御装置から
出力される加熱温度の情報にもとづいて、発熱線２に対
する給電を行うようにする。

前記外気温センサ１２は、例えば、地上数ｍの高さにセ
ットされるもので、降雪センサ１３は少量の降雪をも正
確に検知出来るような装置を用いる。また、路面温度セ
ンサ１４は、路面温度を正確に検知出来るように、地表
面の人や車の通行に支障のない部分に配置される。

本発明に用いるヒータなし濡れセンサ３とヒータ付き濡
れセンサ４とは、第３図および第４図に示されるような
構成のものを用い、第２図に示されるように、路面１に
対して、センサ表面が露出される状態で埋設される。前
記第２図に示されるように、発熱線２は路面から深ざＤ
の位置に埋設されるもので、通常のロードヒーティング
装置に用いる発熱線ヒータまたは、ヒーティングケーブ
ルと呼ばれるものを用いることが出来る。

第３図には本発明に用いられるヒータなし濡れセンサ３
の構成を示している。前記ヒータなし濡れセンサ３は、
環状の外電極５と内電極６とを同心円状に配置し、その
間にエポキシ樹脂等の充填部材９を設け、前記２つの電
極からの引き出し線８を、変換器に向けて接続するよう
にしている。

そして、前記内外の電極の間隔を５〜８ｍ＋＋に設定し
、その電極間での抵抗値を測定することにより、路面の
濡れた場合と乾燥している場合との検知を行うようにす
る。

第４図に示されるヒータ付き濡れセンサ４は、前記ヒー
タなし濡れセンサ３に対して、その内部にヒータ７．７
を設けているもので、ヒータ７によりセンサの加熱を行
うようにしている。

前記本発明の実施例においては、ヒータなし濡れセンサ
３と、ヒータ付き濡れセンサ４として、それぞれ円筒状
外径を有するものを別体に構成しているものとして示し
ている。これに対して、本発明においては、これ等のセ
ンサ３．４を、それぞれ半円筒状に構成し、その２つの
センサの間に断熱剤を介在させて、筒状のものとして複
合し、一体構成したものを用いることが出来る。

また、前記電極の接続線と、ヒータに対する給電線とは
、それぞれ引出し線８を介して、変換器と電源とに接続
される。そして、画電極の間の濡れた車のタイヤ等が通
過して、電極間の抵抗値が小さくなった場合でも、その
水分を迅速に除去することが出来るようにされている。

前記２つのセンサにおいて、ヒータなし濡れセンサは、
電極対の対間絶縁体に加温手段を具ｌｌ１Ｌでいないの
で、路面が乾燥している場合や、雪等が存在している場
合は、電極間抵抗は高くなり、単に濡れている場合は、
電極間抵抗が低くなる。

これに対してヒータ付き濡れセン句は、対間絶縁体加温
手段を具備しているので、路面上が乾燥している場合に
のみ、電！間抵抗が高くなる。したがって、前記２つの
センサの電極間抵抗を対比し、各センサの電極間抵抗が
高い場合と、低い場合どの組合せから、路面状態を知る
ことが出来る。

前記２種類のセンサ、つまり、ヒータなし濡れセンサと
、ヒータ付き濡れセンサとによる検知情報は、例えば、
次の第１表に示されるような値として出力される。

第１表前記衣において、ＲＯ：ヒータなしセンサ３の抵抗値Ｒｈ：ヒータつきセンサ４の抵抗値前記ヒータなし濡れセンサとヒータ付き濡れセンサとに
おいて、内外の電極の間での抵抗値は、乾燥している場
合と、濡れている場合とでは、非常に大きな差があるが
、その２つの値の間では、制御装置があいまいな判断を
行うようにする。

前述したように構成した本発明の装置において、制御装
置では、第５図に示されるフローチャートにしたがって
、路面の状態の判断を行い、路面ヒータに対する加熱作
用の制御を行う。

前記第５図に示されるフローチャートにおいて、制御装
置に入力される検知情報は、前記外気温センサ１２、降
雪センサ１３および、ヒータなし濡れセンサ３、ヒータ
付き濡れセンサ４とからの情報を用いるようにする。な
お、第５図および第６図に示されるフローチャートにお
いて、ＭＳＤセンサ（Ｈｉｔｓｕｂｉｓｈｉ　Ｓｎｏｗ
　ａｎｄ　Ｄｒｙ　５ｅｎｓｏｒの略語で示している）
は、前記第３図および第４図に示された、ヒータ付き濡
れセンサおよび、ヒータなし濡れセンサを示すものであ
る。

前記フローチャートにおいて、ステップａ−１において
降雪センサ１３からの情報にしたがって、降雪の有無の
判断を行い、降雪がある場合には、ステップａ〜２に移
行する。そして、ステップａ−２において、ヒータなし
濡れセンサとヒータ付き濡れセンサとからの情報を用い
て判断し、融雪運転弱と融雪運転強との、いずれかの運
転モードを設定する。

前記ステップａ−２において、ヒータなし濡れセンサと
ヒータ付き濡れセンサとの測定値ＲＯおよびＲｈ≧３０
　ｋΩの場合には、融雪運転弱として、路面を１℃に維
持させるようにする。

また、前記ステップａ−２において、ＲＯおよびＲｈ≦３０　ｋΩの場合には、融雪運転強と
して、路面温度を１℃に維持させるようにする。前記ス
テップａ−１において、降雪なしの場合には、ステップ
ａ−３に移行し、ヒータなし濡れセンサとヒータ付き濡
れセンサとの情報が、ＲＯおよびＲｈ≧４０ＭΩの場合
には、路面が乾燥しているものと判断し、−３℃で予熱
運転のモードを選択させる。

また、前記ａ−３でＲＯおよびＲｈ≦４０１ｖｌΩの場
合には、ステップａ−４に移行し、該ステップにおいて
、ＲＯおよびＲｈ≦３０　ｋΩの条件との比較を行い、
ＹＥＳの場合には、ステップａ−６で外気温センサ１２
からの情報との比較を行う。

そして、外気温が３℃以上の場合には、予熱運転モード
を設定し、気温が３℃以下の場合には、凍結防止運転強
のモードを選択する。

さらに、前記ステップａ−４において、ＲＯおよびＲｈ
≧３０にΩの場合には、さらに、ステップａ−５に移行
し、該ステップにおいて、ＲＯまたはＲｈのいずれかが
≦３０　ｋΩの条件を満足させるかを判断する。

そして、前記ステップａ−５において、ＲＯおよびＲｈ
が≦３０にΩでない場合には、凍結防止運転弱として１
℃での加熱モードを設定する。

これに対して、前記ステップａ−５でＲＯまたは、Ｒｈ
のいずれかが≦３０にΩの条件を満たしている場合には
、ステップａ−６のＮｏの場合と同様に、凍結防止運転
強として２℃での運転モードを設定させるようにする。

なお、前記ステップａ−５での判断は、路面の濡れの状
態をあいまいに判断するステップとして設定されている
もので、ヒータなし濡れセンサとヒータ付き濡れセンサ
とのいずれかが乾燥状態であるか、または、測定値が小
さいことを判断して、凍結運転の強弱のモードの選択を
行わせるようにする。

前述したように、本発明においては、ヒータなし濡れセ
ンサとヒータ付き濡れセンサとの２種類の路面の濡れ状
態の検知手段と、外気温センサと降雪センサとによる検
知情報を、制御装置に入力するようにしているために、
路面が若干濡れている場合にも、そのぬれの原因が降雪
や雨によるものか、自動車が水を跳ねたことに起因する
ものかを正確に判断することが出来る。

そして、本発明においては、降雪があったら、直ちに路
面の温度を上げるようにするが、降雪の程度が弱い時に
は、路面を暖める程度の１℃に加熱し、本格的な降雪の
場合には、３℃に加熱するようなモードを設定し、融雪
の作用を行わせるようにする。

さらに、融雪や日照により、雪や氷が溶けて路面が濡れ
た状態を検知した場合には、外気温や路面の温度の程度
に応じて、凍結防止運転を強の２℃で路面を加熱するモ
ードに設定させる。

前述した２種類の路面状況の他に、乾燥以外の状況の時
にも、凍結防止運転弱の１℃で路面を加熱するモードを
設定する。さらに、路面が乾燥している時や、外気温お
よび路面の温度が高くて、凍結の危険がない時には、−
３℃での予熱運転モードを設定することが出来る。

前述したように、本発明においては、制御要素として、
外気温センサ１２と降雪センサ１３および、路面温度セ
ンサ１４と、ヒータなし濡れセンサ３、ヒータ付き濡れ
センサ４等を用いるようにしている。したがって、従来
のロードヒーティング装置の制御方式のように、道路の
中に埋め込んだ温度センサーのみを用いることと比較し
ても、制御の作用をきめ細かく行うことが出来るものと
なる。さらに、本発明においては、ロードパトロールの
人の判断等を補助させる必要がないために、自動的な制
御の動作を正確に行わせることが出来る。

（本発明の他の実施例）第６図に示されるフローチャートは、前記第５図に示さ
れたフローチャートとは、若干具なる制御を行う場合を
示している。第６図において、ステップｃ−１で降雪が
ある場合には、ステップＣ−２に移行し、外気温度がＴ
ａ≦＋２℃の場合には、ステップｃ−３に移行して、Ｍ
ＳＤセンサからの情報が、ＲｈおよびＲＯ≦３０　ｋΩ
の場合と、この条件を満たさない場合との比較を行い、
設定温度１℃での融雪運転を行うモードと、３℃で強融
雪運転を行うモードとをそれぞれ設定する。

また、前記ステップｃ−１でＮＯ（ｌｉＩ雪なし）の場
合と、ステップＣ−２でＮｏ（外気温度が２℃を越える
）の場合には、ステップｃ−４に移行し、降雪検知セン
サが、降雪の信号を出力された場合に、ステップＣ−４
での判断を行う。

そして、ステップｃ−４において、ヒータなし濡れセン
サとヒータ付き濡れセンサとからの情報が、ＲＯおよび
Ｒｈ≧４０ＭΩの値との比較を行い、Ｎｏの場合にはス
テップｃ−５に、ＹＥＳの場合にはｃ−８にそれぞれ移
行する。

前記ステップｃ−５において、ヒータなし濡れセンサと
ヒータ付き濡れセンサとの測定値ＲＯおよびＲｈ≧３０
　　ｋΩの条件を満足さゼない場合には、ステップｃ−
５に移行し、いずれかのセンサの検知値、ＲＯまたはＲ
ｈ≦３０にΩの条件を満たさない時には、１℃の凍結防
止の弱運転を行い、いずれかの条件を満たした場合には
、２℃の強凍結運転モードにする。前記ステップｃ−５
において、ＲＯおよびＲｈ≧３０　ｋΩの条件を満足さ
せている場合には、ステップＣ−７で外気温度との比較
を行い、外気温度Ｔａｕ２℃の場合に、２°Ｃの強凍結
運転モードにする。また、前記Ｃ−７のステップで、外
気温度が２℃以上の場合には、−３℃で予熱運転のモー
ドを選択する。また、前記ステップＣ−４でＲＯおよび
Ｒｈ　；４０〜１Ωの条件を満たしている場合には、ス
テップｃ−８に移行し、外気温度Ｔａ≦−５℃の条件と
の比較をイアい：ＮＯの場合には、前記ステップｃ−７
でのＮＯの場合と同様に、予熱運転弱のモードで、−３
℃に設定する。これに対して、外気温度Ｔａか一５℃以
下の場合には、−１°Ｃで予熱強のモードを選択する。

したがって、本発明の第２実施例では、凍結運転モード
と、凍結運転モード、および、予熱運転モードのそれぞ
れについて、強弱各２種類ずつのモードを選択すること
が出来る。そして、それらの道路の加熱モードを選択す
る際に、道路に積雪がある場合と、降雪をセンサが検知
した場合、および、外気の温度とのそれぞれのファクタ
ーに応じて、任意のモードを選択することが出来る。

なお、前記第６図の制御モードを設定する際にも、前記
第１図ないし第４図に示されたような、制御手段を用い
ることが出来るものであり、各ステップにおいて、２種
類のＭＳＤセンサによる検知情報を用いて、判断を行う
ようにすることが出来る。

（発明の効果）本発明の制御装置は、前述したような構成を有するもの
であるから、路面の温度や濡れの状態、気温や降雪の情
報を用いることによって、路面ヒータを加熱する作用と
、制御の作用をきめ細かく行うことが出来るものとなる
。

また、本発明においては、路面の水分の状態を正確に検
知するセンサを、ヒータを内蔵したものと、ヒータを内
蔵しないものとの２種類のものを用いることにより、そ
の路面の状態を正確に検知させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御機構の構成を示す説明図、第２図
は道路に対する路面ヒータと濡れセンサとの配置状態を
示す説明図、第３図はヒータなし濡れセンサの説明図、
第４図はヒータ付き濡れセンサの構成を示すもので、同
図（ａ）は平面図を、（ｂ）は断面図をそれぞれ示し、
第５図は本発明の制御装置における制御の動作を示すフ
ローチャート、第６図は本発明の制御装置における別の
実施例での制御の動作を示すフローチャートであり、第
７図は従来の制御装置における制御の動作を示すフロー
チャートである。図中の符号１・・・・・・道路面、２・・・・・・路面ヒータ、３
−・・・・ヒータなし濡れセンサ、４・・・・・・ヒー
タ付き濡れセンサ、５・・・・・・外電極、６・・・・
・・内電極、７・・・・・・内部ヒータ、９・・・・・
・充填部材、１０・・・・・・制御１１装置、１２・・
・・・・外気温センサ、１３・・・・・・降雪センサ、
１４・・・・・・路面温度センサ、１５・・・・・・測
定器、１６・１７・・・・・・変換器。代理人　高　橋　　　紘ぐ・′７で一；１″ 瓢　　　　　　　　鳴第７図

Claims

【特許請求の範囲】道路にヒーティングケーブルを埋設し、該ケーブルに対
して給電を行うことによって路面を加熱し、該路面に堆
積した雪を溶かす装置において、前記ケーブルに対する
給電装置の制御装置に対して、路面の乾燥状態での電極
間抵抗値を検知するヒータ付き濡れセンサと、路面の濡
れ状態での電極間抵抗値を検知するヒータなし濡れセン
サ、降雪センサ、および、路面の温度検知センサからの
情報を入力し、前記路面の乾燥状態と、路面の濡れ状態での電極間抵抗
値の検知を行う２つのセンサから入力される値を比較す
ることにより、ヒーティングケーブルに対する加熱温度
の制御を行うとともに、前記制御装置から出力されるヒ
ーティングケーブルに対する制御を、融雪運転と、凍結
運転のそれぞれに対する強弱と、予熱運転等の各々のモ
ードにしたがって、制御の作用を行うことを特徴とする
ロードヒーティング装置の制御方式。