JPS5982562A - インテーク・ヒータの燃料制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ディ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サセるだめのイ
ンテーク・ヒータの燃料制御／ステムに係り、特にイン
テーク・ヒータに供給される燃料流量を制御することに
より、インテーク・ヒータの発熱前の供給による未燃化
と燃料供給の過剰によってもたらされる燃焼過多による
酸欠を防止して最適な燃焼を維持し、円滑な始動性を得
るようにしたインテーク−ヒータの燃料制御ノステムに
関する。

〔従来技術〕

一般に内燃機関、殊にディーゼル機関にあっては吸入さ
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って
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だめに、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、これにポンプにて圧送されて来る燃料１５
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
“しだものである。

〔従来技術の問題点〕

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った。

（１）　　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のピッチ
が不揃いになり的確なピッチを得られなかったり、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、ヒータ３全体を十分に加熱でき
なかった。

しかも、発熱抵抗体４のピッ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
的にできなかった。

したがって、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った。

（２）　　インテーク・ヒータに供給される燃料はポン
プ圧により定まり、供給時期・流量は全く制御されてい
ないので、インテーク・ヒータが着火温度に達する前に
供給されて未燃化を起したり或いは供給過剰による燃焼
過多のため酸欠を起す場合があり、最適な吸気加熱を行
なうことができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は−に述した問題点に鑑みて創案されたものであ
り、その目的はヒータ全体をセラミックで形成して電圧
制御ができるようにし、この電圧制御によりインテーク
・ヒータの温度を高温で且つ安定に維持させ、これを前
提としてインテーク・ヒータに供給される燃料の流量制
御を行なうことにより、過不足のない加熱吸気を内燃機
関に送り円滑な始動性を得ることができるインテーク・
ヒータの燃料制御システムを掃供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成すべく本発明は次のごとく構成されてい
る。

インテーク・ヒータが燃料の着火温度を安定に糸１１持
できるように、ヒータには電圧による温度制御が可能と
なる構造例えばセラミック構造が採用されている。セラ
ミックは絶縁体であると吉から発熱抵抗体が直かに埋め
込まれている。この埋め込みは発熱抵抗体をプリント配
線した分割セラミック体をホットプレスして圧着するこ
とにより行なわれるので、発熱抵抗体ピッチの不揃いの
全くないセラミック・ヒータが形成される。かがるセラ
ミックヒータを一定温度に加熱するために該ヒータは次
の機能を有する電圧制御回路によって制御されるように
なっている。内燃機関の冷却水の温度が一定温度以下で
ある場合にヒータには高電圧、すなわちその印加によっ
てもたらされる飽和温度がセラミックの耐熱限界温度を
越えるに十分な高電圧、例えば大型自動車用バッテリの
２４Ｖを印加してインテーク・ヒータを昇温させる。ヒ
ータが着火症１度に達したら、それ以上高電圧を印加し
続けるとセラミックを破壊することとなるから、高電圧
の印加を停止する。と同時にこの停止によりヒータを無
電圧にしたままにしておくと吸気による／）却がおこる
ので、ある値以上であって高電圧よりは低い低電圧、例
えば９５Ｖを代わりに印加する。この低電圧はその印加
によってもたらされるヒータの飽和温度がセラミックの
耐熱限界温度に近接し得る値のものが選択される。電圧
制御回路はさらに、低電圧に切換えだことにより高電圧
の印加と異なり吸気系内の低温の吸気に晒されるとヒー
タが着火温度よりも低■してしまうので、この低下した
温度を再び着火温度以上とすべく高電圧に切換える機能
を有している。しだがって、ヒータは高電圧と低電圧と
が交互に印加され、セラミックの耐熱性を満足しろつさ
らに着火温度も満足するはソ一定の安定した高温を維持
することかできるようになっている。

このように、インテーク・ヒ〜りが高温を安定に＃、ｌ
＃持することが可能になって、はじめてこれに供給され
る燃料の流量制御に意味がある。もし、イノテーク・ヒ
ータの温度が吸気量や燃料の供給量によって変化し不安
定であれば流量制御しても燃焼の実効がはかれないから
である。しだがって、本発明では、上記電圧制御回路の
ほかに燃料制御回路及び該回路によって制御される流量
制御弁が設けられている。この流量制御弁は、燃料タン
クから内燃機関の吸気系に取り付けられたインテーク・
ヒータへ燃料を導く燃料配管の下流側に設けられている
。そして、電圧制御回路による高電圧印加によってイン
テーク・ヒータが着火温度に達して低電圧印加に切換−
わったとき、はじめて流量制御弁を開くとともに、次の
高電圧印加のときは閉じるように同期制御信号を送出し
て流量制御弁が開閉操作するように燃料制御回路を設け
である。

流量制御弁の開閉周期は例えば別個に設けた発振器のデ
ユーティサイクルを変えることによって任意に設定でき
るように構成し、最適な流量制御ができるようになって
いる。

〔発明の実施例〕

以Ｆ１本発明に係るインチ〜り・ヒータの燃料制御／ス
テｌ、の好適一実施例を添付図面に従って詳細に説明す
る。

第３図は、本発明の一実施例を示すインテーク・ヒータ
の概略構造図である。

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側に巨る筒体状のホルダ１３に
囲繞されている。このヒータ１０ば、全体がホットプレ
スによりセラミッ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り／ゲステンで成る発熱抵抗体１４
が内設されて構成される。セラミックは、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敏の熱を保持し常
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、このセラミックは、発
熱抵抗体１４をその内側に保獲して、急速な昇温による
タングステンの酸化全防止し、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、温度上昇に伴っ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ックを迅速に加熱してヒ
ータ１００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１１図はかかるセラミック製のインテーク・ヒータ１
０の昇温特性を示すものである。断面積１６＋ｕ！、長
さ６０ｆｉの直方体に成形し、室温Ｆ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
バッテリ電圧２４Ｖを印加した場合には、僅か１．９　
ｓｅｃで燃料の着火温度ＴＦ８００℃に達し、そのまま
セラミックの耐熱限界温度ＴＬ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、バッテリ電圧より
も低い９、５　Ｖを印加した場合には、飽和温度’ｒｓ
が９８６℃という耐熱限界温度ＴＬＫ＠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−Ｆり
特性を示し、着火温度ＴＦに至るまでに１２．５　ｓｅ
ｃ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■□と、まだ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。

インテーク・ヒータ１０に供給される燃料１５の配管系
は第５図に示すごとく構成されている。

フィードポンプ４０を中継して、燃料タンク４１から燃
料フィルタ４２を介してインテーク・ヒータ１０に至る
燃料配管４３が配設され、フィートポノブ４０圧により
決まる一定量の燃料が始動時インテーク・ヒータ１０に
圧送されるようになっている。この燃料配管４３のイノ
テーク・ヒータ１０に近い下流側に電磁弁から成る流量
制御弁４４が、ここを流れる燃料流量を調節すべく介設
されている。こあ流量制御弁４４ｉ−１：、上記インテ
ーク・ヒータ１０と同じく次に説明する／ステム回路１
６によって制御される。

第６図は、インテーク・ヒータ１ｏに加える電圧並びに
流量制御弁４４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
ンーＸＩ接点とリレ−Ｘ２接点とから成る並列回路が接
続され、リレーＸ１の励磁によりバッテリ１７の高電圧
ＶＨが直接に印加され、またリレーＸ２の励磁によりド
ロッピング抵抗Ｄ／Ｒを介して低電圧ＶＬが印加される
ようになっている。

インテーク・ヒータ１０に直列に接続されているセンソ
ング抵抗Ｓ／４ｔ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って、等制約にヒ
ータ１０の温度を感知するようになっている。

バッテリ１７に接続された１９はキースイッチであり、
ＯＮボジンヨンでシステム回路１６の中核となる制御回
路シ０に端子■からバッテリ１７電圧を供給し得るよう
になっている。まだ、ＳＴデポジションスタータリレー
Ｘ、を励磁しその接点を閉じてセルモータ２１を駆動す
るようになっている。端子のに接続されたスイッチは内
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Ｔｗが所定温度Ｔｗｏ１例えば５℃以丁を示す
ときにはＯＮとなって′０″を出力し、逆に５℃以上を
示すときはＯＦＦとなってＩＩ　Ｉ　ＩＴ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Ｎ８、例えば１０００回転以上になると”　］
　　”信号を、それ以下であると゛Ｏ″信号を出すよう
に構成されている。また、Ｘ３は上記流量制御弁４４を
開閉作動するリレーであり、キースイッチ１９のＯＮに
より励磁可能となる。

上記制御回路２０を詳細に示したのが第７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
端子のは、ゲートＧ　Ｉ　　ｇ　Ｇ　２　１　Ｇ　３　
１Ｇ！　　＋　Ｇ６及びドライバＧ６から成るリレーＸ
　＋回路２４を経て端子■に通じ、ここでリレーＸＩに
接続されている。このリレーＸ＋　回路２４は水温検知
素子２２が５°Ｃ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
スイッチ１９がＯ−Ｎポジ／ジンにあるとリレー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×１が閉
じ、インテーク・ヒータ１０に高電圧ＶＨが印加される
こととなる。以上によって、リレＸ＋　回路２４、リレ
ーＸ１、バッテリ１７、リレー接点Ｘｌからなる印加回
路が形成されている。

制御回路端子Ｇ）に接続されているリレーＸ３は、ゲー
トＧ２５　ＨＧ２６　、　Ｇ２フ、０２ｇ、Ｇ１５及び
ドライバＧ２．から成る燃料制御回路３１に継がれてい
る。

ゲートＧ２．はデユーティサイクルを任意に設定できる
発振器４５の出力を、キースイッチ１９がＯＮボジノヨ
ンにあるときにその″！、″！、送出する機能を有する
。ゲートＧ２６　、　Ｇ２７はリレーＸ１回路２４のゲ
ートＧ、が”０″′のときにのみゲートＧ２．から送出
される発振器出力をゲートＧ２７より送出する機能を有
する。また、ゲートＧ２８はキースイッチ１９がＳＴボ
ジンヨ／にあるときにゲートＧ２７の出力に拘らずドラ
イバＧ２．を継続的にＯＮさせる機能を有する。したが
って、燃料制御回路３１全体の機能は、キースイッチ１
９がＯＮポジションにあり且つリレーＸ＋が消磁されて
いるときにリレーＸ３を発振器４５０周波数でＯＮ・Ｏ
ＦＦ　して流量制御弁４４を開閉さぜ、ＳＴポジ７ヨン
にある間はリレーＸＩのＯＮ　−ＯＦＦとは無関係にリ
レーｘ３を連続的に励磁して流量制御弁４４を開放する
。

センシング抵抗Ｓ／Ｒの両端に接続された端子■。

■は、制御回路２０内でツユミツト回路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Ｇ２
に接続されている。ツユミツト回路２５はインテーク・
ヒータ１０の着火温度ＴＦ８００°Ｃに相当する入力電
圧をセンシング抵抗Ｓ／Ｒより受けだ場合、その電圧値
を境にそれ以上ではＯＮして”　ｏ　”出力を、それ以
下でけＯＦＦ　して”　ｌ　　”出力を出すように構成
されている。また、誤動作を防止するために、ｓｏｏ’
ｃに相当する入力ｉＥ圧はＯＦＦ作動とし、７００°Ｃ
に相当する入力電圧をＯＮ作動としてヒステリシスをも
たせである。

しかして、セン／フグ抵抗Ｓ／Ｒに生じた出力値が７０
０°Ｃに達したらゲートＧ２を閉じてリレーＸ１回路２
４をＯＦＦ　ＬリレーＸ１を消勢するようになっている
。寸だ、出カイ直が８００℃以下に降下したら、その出
力を“′０″から”　ｉ　　”に変えてゲートＧ２を開
くように働らく。従ってンユミツト回路２５はリレーＸ
１回路２４をイノテーク・ヒータ１０の温度に応じてＯ
Ｎ　−ＯＦＦ制御する機能を有する。

一方、キースイッチ１９のＯＮポジションは、制御回路
２０の端子■を介して、ゲート群への電源Ｖｃｃ及び後
述するフリップ・フロップ回路のリセット出力を供給す
る自動電圧調整器２６に接続されるとともに、リレーＸ
、を駆動するゲートＧ＋６及びドライバＧ１１から成る
リレーＸ４回路のそのゲートＧＩＯ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×４に接
続されている。従って、キースイッチ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×２が閉じてインテーク
・ヒータ１０には低電圧ＶＬの印加が継続されることと
なる。尤もリレー接点Ｘ２回路はリレー接点Ｘ１回路と
並列接続されており、このリレー接点Ｘ１回路はＯＮす
るとリレー接点Ｘ２回路を短絡するので、リレー接点ｘ
１が閉じているときはインテーク・ヒータ１０には低電
圧ＶＬではなく高電圧■□が印加される。このように、
キースイッチ１９のＯＮ操作によりリレー接点Ｘ２回路
を常時０’Ｎとする構成にしたのは、低電圧ｖＬと高電
圧ＶＨ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、キースイッチ１９がＯＮポジションにあればリレー
Ｘ２は常に励磁されているので、上記シュミット回路２
５がリレーＸ１回路２４をＯＦＦさせリレーＸ＋　を消
勢すれば、インテーク・ヒータ１０には高電圧ＶＨに代
わって低電圧ＶＬが印加されることとなる。寸だ、逆に
、リレーＸ＋　を励磁すればインテーク・ヒータ１０に
は高電圧Ｖ１１が印加されることになる。以上によって
、／ユミツト回路２５、ゲートＧ＋ｏ　、　Ｇ＋＋、リ
レーＸ４、リレー接点Ｘ４、リレーＸ２、バッテリ１７
及びリレー接点×２から成る切換回路が形成されている
。この切換回路と既述の印加回路とで電圧制御回路が形
成される。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、電圧Ｖ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、と高電圧Ｖ１
１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。

制御回路２０全体を電源ＶＣＣを切ることなく非作動と
するだめに３つの系統から成る解除回路２６が制御回路
２０内に設けられている。第１の系統２６ａは端子のよ
りキースイッチ１９のＯＮ操作時に０．５ｓｅｃ間開く
ゲートＧＩ２、後縁作動型の微分器ＤＩ及びゲートＧ＋
ｓを経由して共通となるフリップフロップＦＦＩのセッ
ト入力に接続されたゲートＧＩ４に入るように結線され
ている。この共通のフリップフロップＦＦＩの出力ｄは
上記リレーＸ１回路２４のゲートＧ６、インテーク・ヒ
ータ１０への燃料の供給を制御するゲートい。

及びリレーＸ４回路のゲー）Ｇ＋ｏに接続されている。

従って、この第１系統２６ａは端子［株］からの入力値
が°′ｌ　″であると、キースイッチ１９をＯＮポジシ
ョンにしてから０．５ｓｅｃ経過後にフリップフロップ
ＦＦ１のセット信号を発生させる機能を有し、このセッ
ト信号により出力６が０′″となって、リレーＸＩ、Ｘ
２及びＸ４を消磁させ、制御回路２０の機能を非作動と
する。第２系統２６ｂはキースイッチ１９のＳＴボジシ
ョノニ接続されている端子■より後縁作動する：３　Ｑ
　ｓｅｃタイマ２７、同じく後縁作動型の微分器Ｄ２及
びゲートＧＩ’６を経由して共通のゲー１□Ｇ＋４に結
線されている。従って、キースイッチ１９をＳＴポジシ
ョンからＯＮポジションに戻してから３０　ｓｅｃ経過
後にフリップフロップＦＦＩをセットする機能を有する
。第３の系統解除回路２６ｃｉｄ、第２の系統と入力を
同じくする後縁作動型の微分器Ｄ３及びゲートＧ＋７か
ら成る回路の出力と、エンジン回転数検出器２３の出方
に接続されている端子０よりゲートｄ１８を介して得ら
れた出力とが共通ゲートＧＩ、に入力され、その共通ゲ
ート出力が、セ＼ ット入力を形成する共通のゲートｃ、、に結線されてい
る。従って、この第３の系統２６ｃはキースイッチ１９
をＳＴデポジションら戻したときに、エンジン回転数が
所定回転数Ｎ８に達している場合を除き、直にセット信
号を発生しフリップフロップＦＦｌへその七ット信号を
入力させる機能を有し、もって制御回路２０を非作動と
する。

すＶ　−Ｘ　、回路２４のゲートＧ４には、キースイッ
チ１９をＯＮポジ／ヨンにしてから一定時間経過後に、
所定の場合を除き、リレーＸＩ　を消磁させるだめのＸ
１消磁回路が接続されている。この回路は端子■から０
．５　ｓｅｃタイマ２８を介して、後縁作動の１０　ｓ
ｅｃタイマ２９、同じく後縁作動型の微分器Ｄ４、ゲー
トＧａｏ　、　Ｇ２＋を経由し、フリップフロップＦＦ
２のセット入力に至る主回路と、ＳＴデポジション通じ
る端子■及びエンジン回転数検出器２３出力に通じる端
子Ｏがらの２つの信号を入力とするゲートＧ２２　、　
Ｇ２３であって、その出力を上記フリップフロップＦＦ
２のセット入力に接続されているゲー）　Ｇ２１に接続
して成る禁止回路とを備えている。従って、このＸＩ消
磁回路ハ、キースイッチ１９をＯＮボジンヨンに切り換
えてから１０．５　ｓｅｃ経過後に、キースイッチ１９
がＳＴデポジションあるか、或いはエンジン回転数が所
定回転数ＮＳ以上に達している場合を除き、咥制的にゲ
ートＧ４を閉じてリレーＸ１の励磁を解除させる働きを
する。

なお、第７図中りはセルモータ２１の始動時期を知らせ
るモニタランプてあり、３２は該モニタランプＬを点灯
させるランプ回路である。

以上の構成よりなる本制御／ステムの作用について述べ
る。

第８図は第７図の回路構成によるタイムチャートを示す
。

先ず、キースイッチ１９はエンジンを始動させるに当っ
てＯＦＦポジションからＯＮポジ／ヨンに切り換えられ
る。この切換により自動電圧調整器２６が作動し、制御
回路２０に電源ＶＣＣを供給するとともに、２つのフリ
ップフロップにリセット信号を送りｄ出力を共にＩＩ　
Ｉ　ＩＩとする。また、同時にリレーＸ、回路が作動し
てリレーＸ２を励磁する。ここで、内燃機関の冷却水が
所定値５℃以上であれば、水温検知素子２２の出力値は
”　ｉ　”となり、リレーＸ１回路２４のゲートＧ２を
閉じるから、ゲートＧ３にはタイマ２８からの０５ｓｅ
ｃ幅のパルス信号が入り、そのままドライバＧ６をＯＮ
させ、リレーＸ＋　　、Ｘ２　　、Ｘ３及びＸ４を０．
５　ｓｅｅ間だけ励磁させる。０．５ｓｅｃ後にリレー
の全てが消磁されるのは、第１の系統ライン２６ａにセ
ット信号が形成され解除回路２６を作動してフリップフ
ロップＦＦＩをセットし、そのｄ出力を°′Ｊ　″から
”　ｏ　”にしてリレーＸ１回路２４、燃料制御回路３
１及びリレーＸ４回路の各ゲートＧ６　　＋　０１５及
びＧＩｏを閉じるからである。

従って、冷却水温が５℃以上の場合にはキースイッチ１
９のＯＮ信号が立ち上がった後（１，５ｓｅｃ間だけ全
リレーを励磁作動させ、以後制御回路２０を実質的に非
作動とする。このように、本来作動させる必要のないリ
レーを励磁させるのは、夏場では殆んど使用される機会
がないだめ、実際に要求される冬場において作動不良と
なるのを予め防ぐためであり、所謂「しふり」防止運転
に外ならない。これにより、運転者は０．５ｓｅｃ間待
った後、直にキースイッチ１９をＳＴポジ／ヨンに移シ
てエンジンを始動させることが可能となる。ｈ　加水の
水温が５°Ｃ以上であればインテーク・ヒータ１０の着
火による吸気加熱を必要とせず、しかも円滑な始動性が
確保できることは知られており、このだめ制御回路２０
を非作動とすることは省エネルギーの見地から望ましい
ことである。

内燃機関の冷却水温度が所定値Ｔｗｏの５℃以丁の場合
には、端子■に通じているゲートＧＩ２が閉じる代わり
にリレーＸ１回路２４のゲートＧ　２が開いて（当初シ
ュミット回路２５の出力はインテーク・ヒータ１０の温
度が低いので°゛　ｌ　″である）直ちにリレーＸＩを
励磁しインテーク・ヒータ１０にその接点×１を介して
高電圧ＶＩｌの２７Ｉ　Ｖを印加する。

第８図に示す最初の２４Ｖの印加時間１’ｌｌ＋は、タ
ノ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ＴＦ８００
°Ｃに達するまでの時間は極めて短くその値は１９〜２
．０ｓｅｃであるが、この時間と等価である。すなわち
、バッテリ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／フグ抵抗ｓ／ｋによ
りその出力値が検知されて／ユミット回路２５出力が反
転し”　Ｉ　　”から”　ｏ　”になる（正確には７０
０℃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接点回路２４のゲートＧ
２が閉じてリレーＸＩ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
低電圧ＶＬの９．５Ｖが１９〜２．０ｓｅｃ後に高電圧
ＶＨ２４Ｖに代わって印加されることとなる。この切換
えによυインテーク・ヒータ１０がセラミック耐熱限界
温度ＴＬの１１００℃になるのが回避される。また、高
電圧Ｖ）、と異なり、低電圧ｖＬの電圧値は低いので、
９、５　Ｖ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Ｆし始める。そ
の降下が着火温度ＴＦの８００℃に至ったとき、再びシ
ュミット回路２５が作動してその出力を０″から”　ｔ
　　”に反転させリレーＸ＋　を励磁させる。こＯ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Ｖｌ＋と低電圧■Ｌとが交互
に切換えられる。このとき、流量制御弁４４はヒータ１
０の印加電圧に同期して開閉制御される。すなわち、高
電圧ＶＩｌが印加されている期間はゲートＧ２７が閉じ
られるだめに、リレーＸ３は消勢され流量制御弁４４は
閉止される。特にこの閉止は、最初の高電圧■１．が印
加されている期間はインテーク・ヒータ１０が着火温度
ＴＦに達していないので有効であり、燃料の未燃化を防
止することができる。低電圧ＶＬが印加されている期間
はゲートＧ２７が開き燃料市１１ｉ卸回路３１が作動す
るので流量制御弁４４は開放する。この開放時間は最大
低電圧ＶＬが印加されている期間であるが、この期間内
で発振器４５のデューテイザイクルを変えることによっ
て自由に調整し得る。

このように高電圧■ｌｌと低電圧ＶＬとがインテーク・
ヒ〜り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■ｌｉをＯＦＦ
　Ｌだ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′ｒＦ以上であってセ
ラミック耐熱限界温度ＴＬ以下のきわめて高い一定範囲
内に維持させることができる。

加えて、インテーク・ヒータ１０への燃料はｓ　ｏ　ｏ
　’ｃ以上になって始めて供給され、かつそれ以後にお
いて、８００℃以上のときは停止されｓｏｏ’ｃ以下に
なったとき供給されて流１制御されるため蒸発気化及び
着火燃焼の適正化が行なえ燃焼過多の虞れがなく、しだ
がって酸欠状態を惹起することなく周囲の空気を継続的
に加熱する。

なお、キースイッチ１９をＳＴポジションに切換えるま
での間（第８図中のＴ８Ｔ期間）リレーＸ３を励磁させ
て燃焼加熱するのは、次のＳＴ段階で加熱空気を吸気し
て一気に内燃機関を暖めるためである。

次に、運転手は機関を始動させるべくキースイッチ１９
をＯＮポジノヨンからＳＴポジンヨノに切換える。この
切換えによってセルモータ２１が駆動し１幾関が動き始
めるため吸気系２の停止していた空気が流通し始め、そ
の吸気がインテーク・ヒータ１０からより多くの熱を奪
うこととなる。

しかし、この吸熱に対抗すべく切換回路の高電圧Ｖｌ＋
と低電圧旨との切換時間が、キースイッチ１９がＯＮポ
ジションにあったときよりも短くなるだけで、インテー
ク・ヒータ１０の温度は下降せず着火温度ＴＦは依然と
して保持されることになる。しかも、このＳＴ倍信号出
ている期間はゲート０２ｇの出力が”　３　　”になり
・燃料制御回路３１が１憂先的に作動するので、流量制
御弁４４は開放状態を維持する。したがって、最も加熱
吸気を必要とする一定時期に燃料が継続的に圧送されて
来るので、その要請を満足することができる。

この鳴合、最初の高電圧ＶＨの印加の解除後、すなわち
Ｔ…時間経過後、Ｉ　Ｏ，５ｓｅｃ間（これを’ｒｓＴ
時間という）経ってもキースイッチ１９がＳＴポジノヨ
ンに切換えられずＳＴ倍信号発生しないときには、Ｘ＋
　消磁回路が優先的に働らくのてリレーＸ＋は消磁され
インテーク・ヒータ１ｏには高電圧Ｖ、（が印加される
ことなく、単に低電、圧ＶＬが定常的に印加されること
となる。ＴＳＴ時間経過後ニ始めてＳＴボジンヨンに切
換えた場合にも、Ｘ１消磁回路の出力はセット状態を保
持しリレーＸ１は励磁されないので、インテーク・ヒー
タ１０の着火温度ＴＦは低電圧単独で保持されることに
なる。これは、ＴｓＴ時間内に機関の始動操作をしない
場合には、単にラジオを聴くためにキースイッチ１９を
ＯＮにしたが、或いは始動を急がないということであり
、この場合には上述のようにしても不都合はないと考え
られるからである。すなわち、］、　０．５　ｓｅｃ経
過後ＳＴ信号が入るまでの間、燃料制御回路３１はゲー
）Ｇ２６からの規制を受けないので発振器４５出カをそ
のまま出力してリレーＸ３を励磁し、発振器４５０周期
で流量制御弁４４を開閉することとなる。イノテーク・
ヒータ１０に高電圧ｖＨは印加されないので、印加され
る場合に比して流量を増加させても燃・暁過多が生じな
いからである。なお、ＳＴ倍信号入力された場合には、
前述したと同様に流量制御弁４４は開放状態を＆、ｆｌ
Ｉ持する。

もつとも、ＴｓＴ時間（１０，５ｓｅｃ　）経過前に既
に機関の始動がなされ（キースイッチ１９を既にＳＴポ
ジションからＯＮボジンヨ／に戻し）で、エツジ／の回
転数Ｎが１０００回転以」二になっているときには、工
／ジン回転数検出器２３の出方が′１″となるので、た
とえＳＴ倍信号出ていなくても、ゲートＧ２２　、　Ｇ
２３から一成る禁止回路が作動してフリップフロップＦ
Ｆ２にセント信号が入力されるのを禁止するから、Ｘ１
消磁回路は作動せず、しだがって第８図に示すＴＳＴ期
間中の作用と同じ作用をする。

このように、ＯＮポジンヨン操作後ＳＴポジ／ヨン操作
に移るまでの時間の長さを判断基準として完爆時間の長
期化を許容するか否かを決定するようにしだので、現実
の要請に適確に応えることができる。

第３にキースイッチ１９をＳＴポジションから再びＯＮ
ポジションに戻す、すなわち−日、セルモータ２１を駆
動した後にこれを解除した場合について述べる。この場
合、ＳＴ倍信号後縁により第２の系統解除回路２６ｂが
作動し、その後縁から３０　ｓｅｃ　ＴＨ経過後に制御
回路２０の出力系のすべてを非作動とする。このＴＨ期
間中は、ＳＴ倍信号°°Ｏ″となり燃料制御回路３１の
ゲー）０２８が前の状態に戻るので、第８図に示すごと
く流量制御弁４４はＴｓＴ期間と同様にインテーク・ヒ
ータ１０の電圧印加に同期して開閉する。このＴＩ期間
中においても流量制御するのは、内燃機関が未だ十分に
加熱されるに至らず、しかもエンジン回転数を十分に上
げるだめの空気を多酸に必要とするので、燃料の供給過
剰を排し酸欠が生じるのを防ぎつつ加熱吸気をエンジン
に送る必要があるからである。

したがって、それ以後はイノテーク・ヒータ１０は最早
加熱されないばかりか燃料の供給も停止Ｆされる。これ
は、ＴＨ時間経過後には既にアクセルも踏まれてエンジ
ン回転数が十分高くなり機関も十分温度が高くなってい
るとみることができ、自発着火に全く支障がなく、最早
インテーク・ヒータ１０の補助を必要としなくなったか
らであり、まだ仮にそれ以降もインテーク・ヒータ１０
による補助をしてもその補助が無意味になるからである
。したがって、ＳＴ倍信号後縁時にエンジン回転数が所
定回転数以下であれば、第３の系統解除回路２６ｃが作
動し、３０　ｓｅｃの経過を待つことなく、直ちにｊｌ
ｉ制御回路２０を非作動状態とするのである。ＳＴ倍信
号後縁時に１７２７回転数が低ケレばＳＴボジンヨン中
にアクセルペダルを踏まなかったことを意味し、そのよ
うな場合にはエンジン回転数が上る余地はなく、運転手
はエノジノ始動の意思を放棄したと考えられるからであ
る。

この第３の系統解除回路２６ｃが作動した場合に再度機
関始動を望む場合には、キースイッチ１９を一旦ＯＦＦ
ポジ／ヨンに戻す必要がある。

したがって、この解除回路２６は既述の第１の系統を含
めてインテーク・ヒータ１０による機関の始動補助を必
要としないか或いは全く不要とする場合に、制御回路２
０を非作動とするので適正な始動補助ができ無駄をなく
すことができる。

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し得ることはいうまでもな
い。また流量制御弁４４は開閉弁ではなく絞り弁とする
ことも可能であり、その場合には燃料制御回路３１によ
って弁開度を位相制御するように構成すればよい。

〔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。

（］）　　イインテークヒータを着火温度近くの高温に
維持させる電圧制御回路を設けたことにより、インテー
ク・ヒータを常に一定の温度範囲に保ち得るから、イノ
テーク・ヒータの温度変動を考慮に入れた燃料流量制御
を行なう場合と異なり、制御パラメータが流量／％ラメ
ータ１つて足りるので、燃焼媚を調節するための流計制
菌をきわめて容易且つ正確に行なうことができる。

（２）燃料配管に流量制御弁を設けてインテーク・ヒー
タへの流歌訓御をするようにしたことにより、燃料のは
給不足による吸気の加熱不足や、過剰供給による酸欠の
発生を防止できる。

（３）燃料制御回路によりインテーク・ヒータが着火温
度に達したら始めて流＄ｌ１ｉｌＩ御弁を開くようにし
たので、未燃化を防止することができる。

（４）流量７ｔｉ制御弁を任意の周期て開閉制御するよ
うにしだので、最適な流量を供給して最適な燃焼を可能
とし、もって理想的な熱補給と酸素供給ができ内燃機関
の始動性を確実に向」二し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はインテーク・ヒータの数句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
の温度制御装置の好適−実ｎｌｕ　ｆｌｌを示し、第３
図はインテーク・ヒータの概略１所面図、第４図は同昇
温特性図、第５図はインテーク・ヒータへの燃料供給系
統図、第６図は温度制御装置のシステム回路図、第７図
は同じくその制御回路をより詳細に示したシステム回路
図、第８図は同タイミングチャートである。 なお、図中１は内燃機関、２は吸気系、１０はインテー
クヒータ、３１は燃料制御回路、４０はフィードポンプ
、４１は燃料タンク、４３は燃料配ｔ＃、４４ｉｄ流量
制御弁、２４．Ｘ＋、１７゜Ｘｉは印加回路、２５　、
　Ｇ＋ｏ　、Ｇ目、　Ｘ４　　、　Ｘ４１Ｘ２１，１７
．ｘ２は切換回路であって電圧制御回路はこの切換回路
と印加回路とから成る。また、ＴＦは着火温度である。 特許出願人　いすソ自動車株式会社 代理人弁理士　　絹　谷　信　雄 ＝３５７ ｖ−Ａ−の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料タンクからフィードポンプにより燃料配管を経由し
   て内燃機関の吸気系に設けられたインテーク・ヒータへ
   燃料を供給し、この供給された燃料をインテーク・ヒー
   タの発熱で着火燃焼させて吸気系に流通する吸気を加熱
   するようにした内燃機関の始動補助装置において、上記
   インテーク・ヒータを電圧印加により燃料の着火温度近
   くの高温に維持させる電圧制御回路を設け、上記燃料配
   管の下流側に燃料の流量を制御する流量制御弁を設け、
   該流量制御弁を上記電圧制御回路によりインテーク・ヒ
   ータが着火温度に達したら開くとともに任意の周期で開
   閉制御する燃料制御回路を設けたことを特徴とするイン
   テーク・ヒータの燃料制御システム。