JPH0478611A

JPH0478611A - 燃焼式ヒータの制御装置

Info

Publication number: JPH0478611A
Application number: JP18521290A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yagisawa; 研二八木澤
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3155543B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、燃焼式ヒータの制御装置に係り、特に構成部
品の特性変化や外気温度の変動等にかかわりなく常に確
実に着火させることができる燃焼式ヒータの制御装置に
関する。

（従来の技術）車室内の暖房を行うための熱源として、通常、エンジン
を冷却して高温となったエンジン冷却水が利用されてい
る。しかし、例えば、バス、ワンボックスカーなどのよ
うに車室内の容積が比較的大きく、暖房に多量の熱を要
する車両では、エンジン冷却水のみを熱源としたのでは
熱量か不足する場合があるため、ガソリン、灯油あるい
は軽油等を燃焼させることにより強制的にエンジン冷却
水を加熱する燃焼式ヒータが、補助的な熱源として用い
られている。このような燃焼式ヒータは、実開昭５７−
１２８５０６号公報等に開示されている。

第４図は、従来の燃焼式ヒータの一例を示すものであり
、この燃焼式ヒータ１は、エンジンの冷却系統内にあっ
て例えば図示しない自動車用空気調和装置のヒータコア
に直列に接続され、このヒ−タコアに流入する冷却水を
加熱する働きをするようになっている。

この燃焼式ヒータ１は、燃料ポンプ２により図示しない
燃料タンクから気化マット３に供給され気化された燃料
と、送風機４により空気吸入口５から供給された燃焼用
空気とを燃焼室６で混合し、この混合気をグロープラグ
７で点火し燃焼室６内で連続的に燃焼させるようになっ
ている。こうして燃焼室６内に高温の燃焼ガスが発生す
る。なお、混合気の燃焼時、燃焼室６内には火焔が生成
している。

燃焼室６内に発生した燃焼ガスは、燃焼筒８の先端で反
転し、燃焼筒８の外周壁と伝熱筒９の内周壁との間を通
り、排気口１０から外部に排出される。

一方、この燃焼式ヒータ１で加熱されるエンジン冷却水
は、ウォータポンプ１１により温水入口（エンジン側）
１２から外筒１３の内周壁と伝熱筒９の外周壁との間の
通路１４に導かれ、伝熱筒９を介して高温の燃焼ガスと
の間の熱交換により加熱されつつ温水出口（ヒータコア
側）１５から図示しないヒータコア内に導かれ、このヒ
ータコアを通過する空気との熱交換により車室内に吹き
出される空気を加熱するようになっている。これにより
、車室内を十分に暖房することができる。

また、この燃焼式ヒータ１には、燃焼室６内の温度を検
出するフレームセンサ２１と、冷却水の温度を検出する
水温センサ２２と、伝熱筒９の表面温度を検出するオー
バヒートセンサ２３とがそれぞれ所定の位置に配設され
、これらのセンサ２１〜２３からの各種情報は、燃焼式
ヒータ１を制御する制御装置２０に入力されるようにな
っている。

そして、この制御装置２０は、燃焼式ヒータ１の運転を
開始させる手動スイッチ２４＠＜ＯＮされると、前記各
種センサ２１〜２３からの情報に基づいて、例えば、第
５図に示すタイミングに従って、燃料ポンプ２、送風機
４、グロープラグ７及びウォータポンプ１１を制御し、
燃焼式ヒータ１により加熱されるエンジン冷却水の温度
が所定の温度範囲内になるように燃焼を制御するように
なっている。

この制御装置２０による制御のうち、着火時の制御（着
火シーケンス）は、第５図のタイミングチャートに示す
通りであって、制御装置２０は、手動スイッチ２４がＯ
Ｎされると、まず、約５秒間送風機４を掃気のため最高
出力たるフル状態で作動させ、その後約３０秒間グロー
プラグ７をＯＮして、その表面を着火に必要な温度まで
予め加熱させると共に、その余熱により気化マット３を
予熱させる（グロー予熱）。

そして、制御装置２０は、グロー予熱終了後、まず、約
５秒間燃料ポンプ２を最高出力たるフル状態で作動させ
、気化マット３で気化した燃料を燃焼室６内に供給する
。その後、着火を確実ならしめるため、燃料ポンプ２の
出力を一旦中間出力たるハーフ状態に落すと同時に、送
風機４を中間出力たるハーフ状態で作動させ燃焼用空気
を燃焼室６内に供給する。これにより、燃焼室６内の混
合気が着火し、燃焼が開始する。そして、この燃焼を確
実に持続させるため、燃料ポンプ２と送風機４がハーフ
状態になってから約３秒後に、燃料ポンプ２と送風機４
の各出力を同時にフル状態に切り替える。

その後、フレームセンサ２１により検出された燃焼室６
内の温度が所定温度以上に上昇して着火（ないし燃焼）
が確認されると、制御装置２０は、グロープラグ７をＯ
ＦＦする。

なお、従来の制御装置２０には、始動時に所定時間経過
しても着火されないといういわゆる着火ミスが生じた場
合に対処するため、着火ミスが検知されると自動的に再
度着火作動をするようグロープラグ７、燃料ポンプ２及
び送風機４を制御するようになっているものがある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の制御装置２０にあって
は、燃料ポンプ２と送風機４の各制御が、単にタイマに
基づく時間制御となっているため、燃料ポンプ２や送風
機４の耐久劣化に伴う特性変化や、外気温度の変動等の
影響を受けて、始動時に１回で着火する割合（着火率）
か低下する虞かある。また、このように着火が不安定と
なると、排気口１０から白煙か出る等の不具合か生じて
、ユーザに不快感を与えることもある。

すなわち、前述のように、着火時には、燃料ポンプ２と
送風機４をまずハーフ状態にして確実に１回着火させた
後、火焔がある程度成長した段階で燃料ポンプ２と送風
機４をフル状態に切り替えて燃焼を確実に持続させるよ
うにしているが、燃料ポンプ２と送風機４をハーフ状態
からフル状態に切り替えるタイミングは、火焔の成長状
態に対する関係において早すぎても遅すぎてもいけない
（早すぎると火焔が十分成長していないため空気で冷や
され消火してしまうし、遅すぎると逆に空気不足のため
火焔が退潮傾向にあるため火種か足りずやはり消火して
しまう）。この点、従来は、前述のように、燃料ポンプ
２と送風機４をハーフ状態にしてから所定時間（３秒）
が経過すると、−律にそれらの出力をフル状態に切り替
えていた。

しかし、燃料ポンプ２や送風機４は、その耐久劣化に伴
ってそれぞれ立上りの燃料供給歯やファンの立上り速度
が変化するため、たとえ所定時間経過後に制御装置２０
からの信号を受けたとしても、常に適切なタイミンクで
フル状態に移行できるとは限らない。また、そもそも外
気温度の高低により火焔の成長速度か変わるため、たと
え燃料ポンプ２や送風機４の特性変化か無視できる場合
でも、常に適切なタイミングになるとは限らない。いず
れにしろ、切り替えのタイミングを失すると、着火ミス
が発生することになる。そして、着火ミスが生じると、
不完全燃焼ガスが排気口１０から排出されることになる
。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、燃料ポンプや送風機の耐久劣化による
特性変化や外気温度の変動等にかかわりなく常に確実に
着火させることができる燃焼式ヒータの制御装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前記目的を達成するための本発明は、燃料ポンプにより
供給された燃料と送風機により供給された空気とを燃焼
室内で混合し、この混合気をグロープラグにより着火し
前記燃焼室内で連続燃焼させるようにした燃焼式ヒータ
の制御装置において、前記混合気の燃焼時に生成する火
焔の温度を検出する火焔温度検出手段と、この火焔温度
検出手段により検出された火焔温度が設定温度に達した
時、前記燃料ポンプ及び前記送風機を中間出力から最高
出力に切り替える出力切替手段とを有することを特徴と
する。

（作用）このように構成された燃焼式ヒータの制御装置は、以下
のように作用する。

出力切替手段は、火焔温度検出手段により検出された火
焔温度が設定温度に達すると、火焔がある程度成長して
いるものと判断して、燃料ポンプ及び送風機をそれぞれ
中間出力から最高出力に切り替える。

これにより、燃焼式ヒータは、燃料ポンプや送風機の耐
久劣化による特性変化や外気温度の変動等にかかわりな
く常に確実に着火され、燃焼を持続することになる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例に係る燃焼式ヒータの制御
装置の概略構成図であり、第４図に示す部材と同一の部
材には、同一の符号を付している。

なお、燃焼式ヒータの構成は、第４図に示す従来のもの
と同一であるので、その説明は省略する。

第１図に示すように、本発明の制御装置は、制御部３０
、メモリ３１及びタイマ３２を有し、制御部３０には、
入力側に手動スイッチ２４とフレームセンサ２１が、出
力側にグロープラグ７、燃料ポンプ２及び送風機４がそ
れぞれ接続されている。これらの内、フレームセンサ２
１により火焔温度検出手段が形成され、また、制御部３
０とメモリ３１により出力切替手段が形成されている。

なお、制御部３０、メモリ３１及びタイマ３２は、前述
した第４図に示す制御装置２０内に備えられている。

制御部３０は、各種人力信号を演算処理して、グロープ
ラグ７、燃料ポンプ２及び送風機４を作動させる信号を
これらに出力する。なお、本実施例では、制御部３０は
、後述する着火時における燃料ポンプ２及び送風機４の
出力切り替え制御以外は、燃焼式ヒータ１に対して従来
と同様の制御を行うものとする。

メモリ３１には、燃料ポンプ２と送風機４をそれぞれ中
間出力たるハーフ状態から最高出力たるフル状態に切り
替えるのに適切なタイミングを具現する火焔温度（例え
ば２００℃）が、予め設定温度として記憶されている。

前述のように、着火を確実ならしめるためには、火焔が
ある程度成長した段階（火焔温度で見ると、約２００９
Ｃ〜約４００ないし５００℃）で燃料ポンプ２と送風機
４をフル状態に切り替えるのが好ましく、本実施例では
、燃料ポンプ２と送風機４の耐久劣化に伴う立上りの遅
れの可能性を考慮して、切り替えのタイミングを下方の
火焔温度２００℃に設定しておく。

また、タイマ３２は、制御部３０が時間制御を行う上で
必要な時間を計測するためのものである。

フレームセンサ２１は、前述のように、従来、着火を確
認するための手段として、燃焼室６内の温度を検出する
ために使用されているものであるが、本実施例では、こ
れを火焔温度検出手段として代用し、燃焼時に生成する
火焔の温度を検出するためにも使用する。勿論、火焔温
度の検出をできるだけ正確に行うため、別のフレームセ
ンサを適切な位置に配置しても良い。また、火焔温度を
検出するためのセンサは、フレームセンサのような測温
抵抗体のほか、熱電対でも良く、任意の適当なセンサを
選択すれば良い。

第２図は、このように構成された制御装置の着火時のタ
イミングチャートである。

この制御装置は、第２図に示すように、始動約４０秒後
に燃料ポンプ２と送風機４の各出力を一旦ハーフ状態に
設定し、その後、火焔温度が２００℃に達した時に、燃
料ポンプ２と送風機４の各出力を最高出力のフル状態に
切り替えるような制御を行う。これ以外の部分の制御に
ついては、従来の制御と全く同様である（第５図を参照
）。

第３図は、このような制御を含む本制御装置の着火時の
動作フローチャートであって、前述した着火ミス防止シ
ステムを適用した場合を例示している。

まず、制御部３０は、手動スイッチ２４がＯＮされてい
るか否かを判断しくＳｌ）、その結果、手動スイッチ２
４がＯＮされていれば、最初の着火動作であることを記
憶するためメモリ３１内のカウンタｎに１を代入する（
＄２）と共に、掃気のため送風機４をフル状態で作動さ
せる（＄３）。

それから、制御部３０は、所定の掃気時間（例えば５秒
）が経過するまで待機しく＄４）　、その掃気時間が経
過すると、送風機４の作動を停止させると共に、グロー
予熱を行うためグロープラグ７に給電してこれを加熱さ
せる（＄５）。

それから、制御部３０は、所定の予熱時間（例えば約３
０秒）が経過するまで待機しく＄６）、その予熱時間が
経過すると、まず、燃料ポンプ２だけを例えば約５秒間
フル状態で作動させ（Ｓ７）、その後、燃料ポンプ２の
出力をハーフ状態に下げると同時に送風機４をハーフ状
態で作動させ（＄８）、燃焼を開始させる。

それから、制御部３０は、フレームセンサ２１により検
出された火焔温度を入力しく＄９）、この火焔温度が例
えば２００℃以上か否かを判断することによって、火焔
の成長状態を検知する（Ｓ１０）。その結果、火焔温度
が２００℃に達していなければ、＄８に戻ってそれが２
００℃に達するまで待機し、火焔温度が２００℃に達す
れば、制御部３０は、燃料ポンプ２と送風機４の各出力
をフル状態に切り替えるようこれらに信号を出力する（
Ｓ　１１）。これによって、燃焼が確実に成長し持続す
るようになる。

それから、制御部３０は、フレームセンサ２１からの燃
焼室内温度を入力し、この温度が所定時間（例えば、燃
料ポンプ２の始動後約９０秒）内に、燃焼が開始した燃
焼開始状態に相当する所定温度以上になったか否かを判
断することによって、着火の有無を確認する（Ｓ１２．
８１３）。

そして、制御部３０は、着火を確認すると、クロープラ
グ７への給電を停止し、カウンタｎをリセットして通常
の暖房制御モードに移行し、水温が所定の温度範囲内に
なるように燃焼を制御する（Ｓ１４）。

これに対して、制御部３０は、Ｓ１２、Ｓ１３において
着火しなかったと判断すると、再度の着火動作に備えて
、燃料ポンプ２の作動を停止させ（’５１５）、燃焼室
６内を掃気するために必要な所定の掃気時間経過後、送
風機４の作動を停止させる（Ｓ１６．５１７）。

それから、制御部３０は、メモリ３１のカウンタｎの値
を１だけインクリメントして着火ミスが発生したことを
記憶させ（Ｓ１８）、そのカウンタｎの値が２以下だと
、Ｓ５に戻って再度の着火動作を行わせる（Ｓ　１９）
。しかし、このカウンタｎの値が３になると、つまり、
以上２回の着火動作でも着火しなかった場合には、全動
作を終了させる。

従って、本実施例によれば、火焔の成長状態を火焔温度
を検出することによって検知し、火焔がある程度成長し
た時（火焔温度が約２００℃の時）に燃料ポンプ２と送
風機４の各出力をハーフ状態からフル状態に切り替える
ようにしたので、燃料ポンプ２や送風機４の耐久劣化に
よる特性変化や外気温度の変動等にかかわりなく、常に
、適切なタイミングで燃料ポンプ２と送風機４の各出力
を切り替えることが可能となり、燃焼式ヒータ１は確実
に着火するようになる。従って、その着火信頼性が向上
する。

また、本実施例によれば、火焔の温度を検出するセンサ
として、従来設けられていたフレームセンサ２１を代用
するようにしたので、従来の装置構成に何ら変更を加え
ることなく単にプログラムの変更だけで済むので、コス
トアップはほとんどない。仮に、火焔温度検出用のセン
サを別に設けたとしても、他の装置構成に変更はないの
でコストアップは最小限で済む。

［発明の効果］以上の説明により明らかなように、本発明によれば、燃
料ポンプや送風機の耐久劣化による特性変化や外気温度
の変動等にかかわりなく常に燃焼式ヒータを確実に着火
させることが可能となり、着火信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る燃焼式ヒータの制御
装置の概略構成図、第２図は、第１図の制御装置の着火時のタイミングチャ
ート、第３図は、第１図の制御装置の着火時の動作フローチャ
ート、第４図は、従来の燃焼式ヒータの概略構成図、第５図は
、第４図の制御装置のタイミングチャートである。２１・・・フレームセンサ（火焔温度検出手段）、３０
・・・制御部（出力切替手段）、３１・・・メモリ（出力切替手段）、３２・・・タイマ
。

Claims

【特許請求の範囲】

　燃料ポンプ（２）により供給された燃料と送風機（４
）により供給された空気とを燃焼室（６）内で混合し、
この混合気をグロープラグ（７）により着火し前記燃焼
室（６）内で連続燃焼させるようにした燃焼式ヒータ（
１）の制御装置において、前記混合気の燃焼時に生成す
る火焔の温度を検出する火焔温度検出手段（２１）と、
この火焔温度検出手段（２１）により検出された火焔温
度が設定温度に達した時、前記燃料ポンプ（２）及び前
記送風機（４）を中間出力から最高出力に切り替える出
力切替手段（３０，３１）とを有することを特徴とする
燃焼式ヒータの制御装置。