JPH05106835A - 車両用燃焼式暖房装置の火炎検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別なセンサを用いることなく、燃焼室内に
発生する火炎を確実に検知し得る車両用燃焼式暖房装置
の火炎検知装置を提供すること。 【構成】 流入口２８付近の水温を検出する入口側水温
センサ５０と、流出口２９付近の水温を検出する出口側
水温センサ５１と、電子制御手段３とを備え、電子制御
手段３は、出口側水温センサ５１で検出される水温が入
口側水温センサ５０で検出される水温より所定の温度差
以上高くなったとき、燃焼式ヒータ１の燃焼室８内に火
炎が発生していると判定するように構成されている。出
口側水温センサ５１で検出される流体通路２３の流出口
２９付近の水温が入口側水温センサ５０で検出される流
体通路２３の流入口２８付近の水温より所定の温度差以
上高くなったとき、電子制御手段３は燃焼室８内に火炎
が発生していると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼式ヒータを備えた
車両用燃焼式暖房装置、特に燃焼式ヒータの燃焼室内に
火炎が発生したことを検知する車両用燃焼式暖房装置の
火炎検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼式ヒータを備えた燃焼式暖房
装置の火炎検知装置としては、例えば、 燃焼式ヒー
タの燃焼室内にフレームロッドセンサーを入れ、火炎中
のイオンを捕らえることによってフレームロッドセンサ
ーに流れる電流を検出したとき、燃焼室内に火炎が発生
したことを検知するものが知られている（例えば、特開
昭６１ー２４３２１６号公報）と共に、 温度によっ
て抵抗値が変わるセラミックセンサを燃焼室内に入れ、
このセラミックセンサの抵抗値の変化から火炎を検知す
るものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従
来技術では、フレームロッドセンサーから得られる出力
電流は非常に小さいので、この出力電流から火炎を確実
に検知するのが難しい、特にこの燃焼式暖房装置を車両
に搭載した場合には、車両外部で発生する種々のノイズ
の影響を受け易く、小さな出力電流から火炎を確実に検
知するのがより一層難しくなってしまうという問題点が
あった。また、上記の従来技術では、セラミックを用
いるためセンサ自体が高価になってしまうと共に、温度
変化による抵抗値の変化から火炎を検知するので、火炎
が発生していないときでも、検知する場所によっては温
度が非常に高い場合もあるため、火炎を誤検知してしま
う虞れがあるという問題点があった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
して為されたもので、特別なセンサを用いることなく、
燃焼室内に発生する火炎を確実に検知し得る車両用燃焼
式暖房装置の火炎検知装置を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【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、燃焼室内で火炎を発生させ、供給される
空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、流体通路内をその
流入口から流出口へ流れる水を前記燃焼により発生する
燃焼ガスとの熱交換により加熱する熱交換器とを有する
燃焼式ヒータと、前記流入口及び流出口に配管を介して
接続され、前記ヒータから供給される温水を熱源として
空気を温めるヒータコアと、前記ヒータを制御する電子
制御手段とを備えた車両用燃焼式暖房装置の火炎検知装
置において、前記流入口付近の水温を検出する入口側水
温センサと、前記流出口付近の水温を検出する出口側水
温センサとを備え、前記電子制御手段は、前記出口側水
温センサで検出される水温が前記入口側水温センサで検
出される水温より所定の温度差以上高くなったとき、前
記ヒータの燃焼室内に火炎が発生していると判定するよ
うに構成されているものである。

【０００６】

【作用】電子制御手段は、前記出口側水温センサで検出
される水温が前記入口側水温センサで検出される水温よ
り所定の温度差以上高くなったとき、燃焼式ヒータの燃
焼室内に火炎が発生していると判定するように構成され
ているので、出口側水温センサで検出される熱交換器の
流体通路の流出口付近の水温が入口側水温センサで検出
される流体通路の流入口付近の水温より所定の温度差以
上高くなったとき、電子制御手段は燃焼室内に火炎が発
生していると判定する。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基いて本発明の一実施例を説明
する。

【０００８】図１は本発明の一実施例に係る車両用燃焼
式暖房装置の火炎検知装置の全体構成図であり、この暖
房装置は、温水式の燃焼式ヒータ１、空気調和装置２、
電子制御手段（以下、単にＥＣＵという）３、操作パネ
ル４及び配管５等から構成されている。

【０００９】燃焼式ヒータ１は、図１及び図２に示すよ
うに、燃焼器６と熱交換器７とから構成されている。

【００１０】燃焼器６には、一端側内部が燃焼室８とな
る燃焼筒９と、セラミック繊維で成形された円板状の燈
芯１０と、保持部材１１と、ケース１２とが設けられて
いる。

【００１１】燃焼筒９は、その外周に形成されたフラン
ジ９ｂを介して前記ケース１２に固定されている。燃焼
筒９の一端は燈芯１０で閉塞され、その他端側は熱交換
器７の内部まで延びてガス案内筒部９ａを形成してい
る。燃焼筒９の内周には、開口部１３ａを有する開口部
形成部材１３が固定されており、燃焼室８内で発生する
燃焼ガスが開口部１３ａを通ってガス案内筒部９ａ内に
入るようになっている。また、燃焼筒９の一端側周壁に
は多数の空気流入孔１４が穿設されており、燃焼筒９の
外側にある空気通路１５に導入される燃焼用空気が、空
気流入孔１４を通って燃焼室８内に導入されるようにな
っている。

【００１２】前記保持部材１１はケース１２の一端側に
固定されており、この保持部材１１に前記燈芯１０が固
定されている。この保持部材１１には、燃料通路１１ａ
が形成されている。

【００１３】ケース１２の一端側には別のケース１６が
固定されている。このケース１６には、液体燃料を燃料
供給管１７及び前記燃料通路１１ａを介して燈芯１０に
送る燃料ポンプ１８と、燃焼用空気をケース１６内の空
気通路１６ａを介して前記空気通路１５に送る燃焼用空
気供給用の渦流送風機１９とが設けられている。

【００１４】燃料ポンプ１８及び渦流送風機１９のモー
タ１９ａはそれぞれＥＣＵ３と電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ３からの制御信号によりそれぞれ燃料供給量
及び燃焼用空気供給量が制御されるようになっている。

【００１５】前記ケース１２の周壁にはグロープラグ２
０が着脱自在に設けられている。このグロープラグ２０
はＥＣＵ３と電気的に接続されており、ＥＣＵ３からの
制御信号によりグロープラグ２０に印加される電圧が制
御されるようになっている。

【００１６】燃焼式ヒータ１の前記熱交換器７には、燃
焼筒９のガス案内筒部９ａの外側に位置し且つ一端側が
ケース１２の他端側に固定された円筒状のガス導入管２
１と、ガス導入管２１の外側に位置し且つ一端がケース
１２の他端側に固定された外側ケース２２とが設けられ
ている。ガス導入管２１の外周面と外側ケース２２の内
周面との間には、流体通路２３が形成されている。

【００１７】ガス導入管２１の他端側には底壁２４が固
着されており、燃焼室８内で発生し且つ燃焼筒９のガス
案内筒部９ａ内を通ってくる燃焼ガスが底壁２４により
Ｕターンし、ガス案内筒部９ａとガス導入管２１との間
の燃焼ガス通路２５内に導入されるようになっている。
ガス導入管２１の内周面には、周方向に間隔をおいて多
数の吸熱フィン２６が突設されている。

【００１８】前記外側ケース２２には、配管５からのエ
ンジン冷却水を前記流体通路２３に圧送するウォータポ
ンプ２７が取付けられている。外側ケース２２には、配
管５からのエンジン冷却水を流体通路２３に流入させる
流入口２８と、流体通路２３内を通る間に受熱した水を
配管５へ流出させる流出口２９とが設けられている。ま
た、前記ケース１２には、前記燃焼ガス通路２５を通っ
た燃焼ガスを排出させる排出口３０が設けられている。

【００１９】空気調和装置２のダクト３１の上流側端部
には内外気切換ドア３２が設けられており、内外気切換
ドア３２の下流側にはブロワ３３が、ブロワ３３の下流
側にはエバポレータ３４が、更に、エバポレータ３４の
下流側にはヒータコア３５がそれぞれ設けられている。
ヒータコア３５とエバポレータ３４との間にはエアミッ
クスドア３６が回動自在に設けられている。ヒータコア
３５の下流側には吹出モード切換ドア３７，３８の切換
によりそれぞれ開閉する顔部吹出口３９、デフロスタ吹
出口４０及び足元吹出口４１が設けられている。

【００２０】前記配管５は、エンジン冷却水をエンジン
Ｅのウォータジャケット４２とヒータコア３５との間で
燃焼式ヒータ１を経由して循環させる流路である。この
配管５は、ウォータジャケット４２とヒータ側のウォー
タポンプ２７の冷却水流入口とを接続するパイプ５ａ
と、燃焼式ヒータ１の前記流出口２９とヒータコア３５
の入口とを接続するパイプ５ｂと、ヒータコア３５の出
口とウォータジャケット４２とを接続するパイプ５ｃと
から構成されている。また、エンジンＥには、その駆動
時に作動するエンジン側のウォータポンプ４３が設けら
れている。

【００２１】前記燃料ポンプ１８及びエンジンＥには、
燃料タンク４４より延出する燃料供給用パイプ４５が接
続されている。

【００２２】前記ＥＣＵ３には操作パネル４が電気的に
接続されている。この操作パネル４上には、操作スイッ
チ４ａ及び車室内温度を設定する温度設定部（図示略）
が設けられている。

【００２３】前記パイプ５ａの燃焼式ヒータ側端部外周
には前記流入口２８付近の水温を検出する入口側水温セ
ンサ５０が、前記パイプ５ｂの燃焼式ヒータ側端部外周
には前記流出口２９付近の水温を検出する出口側水温セ
ンサ５１がそれぞれ設けられている。この両水温センサ
５０，５１は、サーミスタである。また、各水温センサ
５０，５１はＥＣＵ３と電気的に接続されており、検出
された水温を表わす水温信号が各水温センサ５０，５１
からＥＣＵ３に出力されるようになっている。

【００２４】なお、ＥＣＵ３は、図３に示すように、入
口側水温センサ５０で検出される水温Ｔａが所定の低温
度ｔ₁（例えば、ｔ₁＝６０℃）以下になったとき、燃焼
式ヒータ１を高燃焼の燃焼運転モードで作動させ、高燃
焼中に水温Ｔａが所定の中温度ｔ₂（例えば、ｔ₂＝７０
℃）を越えたとき、燃焼式ヒータ１を高燃焼から低燃焼
の燃焼運転モードへ移行させ、低燃焼中に水温Ｔａが前
記低温度ｔ₁以下になったとき、燃焼式ヒータ１を低燃
焼から高燃焼の燃焼運転モードへ移行させ、且つ低燃焼
中に水温Ｔａが所定の高温度ｔ₃（例えば、ｔ₃＝８０
℃）を越えたとき、燃焼式ヒータ１を一時停止させよう
に構成されている。

【００２５】また、ＥＣＵ３は、出口側水温センサ５１
で検出される水温Ｔｂが入口側水温センサ５０で検出さ
れる水温Ｔａより所定の温度差ΔＴ（例えば、２度）以
上高くなったとき、燃焼式ヒータ１の燃焼室８内に火炎
が発生していると判定するように構成されている。この
ように車両燃焼式暖房装置の火炎検知装置が、ＥＣＵ
３、入口側水温センサ５０及び出口側水温センサ５１に
より構成されている。

【００２６】次に、上記構成を有する一実施例に係る車
両用燃焼式暖房装置の火炎検知装置を図４に基いて説明
する。図４は、ＥＣＵ４に記憶された制御プログラムを
示すフローチャートである。

【００２７】ＥＣＵ３は、スタート後、まずステップ４
０１で操作パネル４上の操作スイッチ４ａがオンか否か
を判定する。この答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、ステップ
４０２に進み、入口側水温センサ５０で検出される流入
口２８付近の水温Ｔａが所定の低温度ｔ₁（ｔ₁＝６０
℃）以下か否かを判定する。この答が肯定（Ｙｅｓ）の
とき、即ち水温Ｔａが所定の低温度ｔ₁以下のとき、ス
テップ４０３に進み、出口側水温センサ５１で検出され
る流出口２９付近の水温Ｔｂと前記水温Ｔａとの差（Ｔ
ｂ−Ｔａ）が所定の温度差ΔＴ（例えば、２度）以上か
否か、即ち前記燃焼室８内に火炎が発生しているか否か
を判定する。ステップ４０３の答が否定（Ｎｏ）、即ち
（Ｔｂ−Ｔａ）がΔＴより小さいとき、火炎が発生して
いないと判定してステップ４０４に進み、着火制御を行
なう。この着火制御の実行後、再びステップ４０３に進
む。このとき、（Ｔｂ−Ｔａ）が所定の温度差ΔＴ以上
となっていれば、火炎が発生していると判定してステッ
プ４０５に進み、燃焼式ヒータ１を高燃焼の燃焼運転モ
ードで作動させ、ステップ４０１に戻る。そして、前記
ステップ４０１，４０２及び４０３の答が全て肯定（Ｙ
ｅｓ）である間、燃焼式ヒータ１を高燃焼で作動させ続
ける。

【００２８】このように燃焼式ヒータ１が高燃焼で作動
中に、前記水温Ｔａが上がって所定の低温度ｔ₁を越え
ると、前記ステップ４０２の答が否定（Ｎｏ）となり、
ステップ４０６に進み、Ｔａが所定の中温度ｔ₂（ｔ₂＝
７０℃）以下か否かを判定する。この答が肯定（Ｙｅ
ｓ）のとき、即ち水温Ｔａが所定の中温度ｔ₂以下のと
き、ステップ４０７に進み、燃焼式ヒータ１の燃焼運転
モードが高燃焼か否かを判定する。このとき燃焼式ヒー
タ１は高燃焼で作動中であるので、ステップ４０７の答
が肯定（Ｙｅｓ）となって前記ステップ４０５に進み、
燃焼式ヒータ１を高燃焼で作動させ続ける。

【００２９】そして、上記高燃焼中に前記水温Ｔａが上
がって所定の中温度ｔ₂を越えると、前記ステップ４０
６の答が否定（Ｎｏ）となり、ステップ４０８に進んで
水温Ｔａが所定の高温度ｔ₃（ｔ₃＝８０℃）以下か否か
を判定する。この答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、即ち水温
Ｔａが所定の高温度ｔ₃以下のとき、ステップ４０９に
進み、燃焼式ヒータ１の燃焼運転モードが高燃焼か否か
を判定する。このとき燃焼式ヒータ１は高燃焼で作動中
であるので、ステップ４０９の答が肯定（Ｙｅｓ）とな
ってステップ４１０に進み、燃焼式ヒータ１の燃焼運転
モードを高燃焼から低燃焼へ移行させる。この移行後、
ステップ４０１に戻る。

【００３０】このような高燃焼から低燃焼への移行後又
は上記高燃焼中に、水温Ｔａが所定の高温度ｔ₃を越え
ると、前記ステップ４０８の答が否定（Ｎｏ）となって
ステップ４１２に進み、前記ステップ４０３と同様に、
（Ｔｂ−Ｔａ）が所定の温度差ΔＴ（２度）以上か否
か、即ち燃焼室８内に火炎が発生しているか否かを判定
する。このとき、低燃焼中又は高燃焼中であり火炎が発
生しているので、ステップ４１２の答が肯定（Ｙｅｓ）
となり、ステップ４１３に進んで消火制御を行ない、さ
らにステップ４１４に進んで燃焼式ヒータ１を一時停止
させる。

【００３１】上記低燃焼中又は一時停止中に、水温Ｔａ
が所定の低温度ｔ₁以下になると、前記ステップ４０２
の答が肯定（Ｙｅｓ）となり、前記ステップ４０３を経
て前記ステップ４０５に進み、燃焼式ヒータ１の燃焼運
転モードを低燃焼又は一時停止から高燃焼へ移行させ
る。

【００３２】上記低燃焼中又は一時停止中に、水温Ｔａ
が上がって所定の低温度ｔ₁を越えると、前記ステップ
４０２の答が否定（Ｎｏ）となり、ステップ４０６に進
んでＴａが所定の中温度ｔ₂（ｔ₂＝７０℃）以下か否か
を判定する。この答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、即ち水温
Ｔａが所定の中温度ｔ₂以下のとき、ステップ４０７に
進み、燃焼式ヒータ１の燃焼運転モードが高燃焼か否か
を判定する。このとき燃焼式ヒータ１の燃焼運転モード
は高燃焼ではないので、ステップ４０７の答が否定（Ｎ
ｏ）となってステップ４１１に進み、燃焼式ヒータ１の
燃焼運転モードが低燃焼か否かを判定する。このとき、
燃焼式ヒータ１が低燃焼で作動していれば、ステップ４
１１の答が肯定（Ｙｅｓ）となってステップ４１０に進
み、燃焼式ヒータ１を低燃焼で作動させ続ける。一方、
前記ステップ４１１の判定時に燃焼式ヒータ１が一時停
止していれば、このステップ４１１の答が否定（Ｎｏ）
となり、前記ステップ４１２に進み、（Ｔｂ−Ｔａ）が
所定の温度差ΔＴ（２度）以上か否か、即ち燃焼室８内
に火炎が発生しているか否かを判定する。このとき、ス
テップ４１２の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ち（Ｔｂ−Ｔ
ａ）が所定の温度差ΔＴ（２度）以上であれば、火炎が
発生していると判定してステップ４１３に進んで消火制
御を行ない、さらにステップ４１４に進んで燃焼式ヒー
タ１の一時停止を維持する。また、前記ステップ４１２
の判定時に、このステップ４１２の答が否定（Ｎｏ）、
即ち（Ｔｂ−Ｔａ）が所定の温度差ΔＴ（２度）より小
さければ、火炎が発生していないと判定し、前記ステッ
プ４１３を実行することなくステップ４１４に進んで燃
焼式ヒータ１の一時停止を維持する。

【００３３】燃焼式ヒータ１が低燃焼又は高燃焼で作動
中、或いは一時停止中であるとき、前記操作スイッチ４
ａがオフにされて前記ステップ４０１の答が否定（Ｎ
ｏ）になると、ステップ４１５に進む。ステップ４１５
の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ち（Ｔｂ−Ｔａ）が所定の温
度差ΔＴ（２度）以上であれば、火炎が発生していると
判定してステップ４１６に進んで消火制御を行ない、さ
らにステップ４１７に進んで燃焼式ヒータ１を停止させ
る。一方、前記ステップ４１５の判定時に、このステッ
プ４１５の答が否定（Ｎｏ）、即ち（Ｔｂ−Ｔａ）が所
定の温度差ΔＴ（２度）より小さければ、火炎が発生し
ていないと判定し、前記ステップ４１６を実行すること
なくステップ４１７に進んで燃焼式ヒータ１を停止させ
る。

【００３４】このように、上記一実施例によれば、出口
側水温センサ５１で検出される流出口２９付近の水温Ｔ
ｂが入口側水温センサ５０で検出される流入口２８付近
の水温Ｔａより所定の温度差ΔＴ（例えば、２度）以上
高くなったとき、即ち（Ｔｂ−Ｔａ）が所定の温度差Δ
Ｔ以上となったとき、ＥＣＵ３は、燃焼式ヒータ１の燃
焼室８内に火炎が発生していると判定するので、火炎が
発生しているか否かを確実に判定することができる。

【００３５】しかも、この一実施例によれば、車両燃焼
式暖房装置の火炎検知装置が、ＥＣＵ３と、共にサーミ
スタである入口側水温センサ５０及び出口側水温センサ
５１とにより構成されているので、上述したセラミック
センサやフレームロッドセンサのような特別なセンサを
用いる必要がなく、コスト面でも有利である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る車両
用燃焼式暖房装置の火炎検知装置によれば、電子制御手
段は、前記出口側水温センサで検出される水温が前記入
口側水温センサで検出される水温より所定の温度差以上
高くなったとき、燃焼式ヒータの燃焼室内に火炎が発生
していると判定するように構成されているので、出口側
水温センサで検出される熱交換器の流体通路の流出口付
近の水温が入口側水温センサで検出される流体通路の流
入口付近の水温より所定の温度差以上高くなったとき、
電子制御手段は燃焼室内に火炎が発生していると判定す
る。従って、特別なセンサを用いることなく、燃焼室内
に発生する火炎を確実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車両用燃焼式暖房装置
の火炎検知装置の全体構成図である。

【図２】燃焼式ヒータの縦断面図である。

【図３】水温Ｔａに基づく燃焼式ヒータの基本制御を示
す説明図である。

【図４】電子制御手段の制御プログラムを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 燃焼式ヒータ ３ 電子制御手段 ５ 配管 ６ 燃焼器 ７ 熱交換器 ８ 燃焼室 ２３ 流体通路 ２８ 流入口 ２９ 流出口 ３５ ヒータコア ５０ 入口側水温センサ ５１ 出口側水温センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内で火炎を発生させ、供給される
   空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、流体通路内をその
   流入口から流出口へ流れる水を前記燃焼により発生する
   燃焼ガスとの熱交換により加熱する熱交換器とを有する
   燃焼式ヒータと、前記流入口及び流出口に配管を介して
   接続され、前記ヒータから供給される温水を熱源として
   空気を温めるヒータコアと、前記ヒータを制御する電子
   制御手段とを備えた車両用燃焼式暖房装置の火炎検知装
   置において、前記流入口付近の水温を検出する入口側水
   温センサと、前記流出口付近の水温を検出する出口側水
   温センサとを備え、前記電子制御手段は、前記出口側水
   温センサで検出される水温が前記入口側水温センサで検
   出される水温より所定の温度差以上高くなったとき、前
   記ヒータの燃焼室内に火炎が発生していると判定するよ
   うに構成されていることを特徴とする車両用燃焼式暖房
   装置の火炎検知装置。