JPS6176756A - 内燃機関の吸気加熱装置 - 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、内燃別間の吸気加熱に用いられる吸気加熱に
係り、特にディーゼル機関に於てブレヒートとアフタヒ
ートとを行う吸気加熱装置に係る。

従来の技術 ディーゼル機関の冷間始動性の改善と白煙排出量の低減
のために、一般にインテークヒータと称されている吸気
通路の途中に設けられた吸気加熱装置によって吸気の加
熱を行うことが有効であることは従来より良く知られて
いる。従来一般に、ディーゼル機関に於て行われる吸気
加熱には、スタータによるディーゼル機関の始動に先立
って所定時間に亙って行うブレヒートと、機関始動後に
所定時間に亙って行うアフタヒートとがあり、始動待ち
時間の短縮のためにブレヒートは可及的に急速に短時間
にて行われることが好ましい。

電気ヒータを用いてブレヒートとアフタヒートとを行う
方法或いは装置は、実開昭５６−８１１５２号、実開昭
５７−８３４５号、実開昭５７−７６２６８号、実開昭
５７−１９３９５８号、実開昭５７−１９３９５９号、
実開昭５８−１６１１５７号、実開昭５９−６４４６３
号、実願昭５８−２６５８８号、特願昭５８−３４０７
０号に於て提案されている。

発明が解決しようとする問題点 従来、ブレヒート時間の短縮のために、金属線式の電気
ヒータに供給する電力を増大してそのヒータの発熱量を
増大することが行われている。しかし、ｎ開始動後のブ
レヒート時と同様に前記電気ヒータに大電力が供給され
てアフタヒートが行われると、前記電気ヒータの熱負荷
が増大し、金属線が溶断することが生じる。このため従
来は電気ヒータに供給する電力をブレヒート時とアフタ
ヒート時とで変化さＶたり、複数個の電気ヒータをプレ
ヒート時とアフタヒート時とで使い分けたり或いはその
複数個の電気ヒータの接続状態を直列と並列との間で切
換えて電気ヒータの発熱ｍを制御することが行われてお
り、これらのＺ制御には比較的少１な制御８霞が用いら
れている。

白煙の排出を抑制するために行われるアフタヒートは、
云うまでもなく白煙の発生の虞れがある時にのみ行われ
れば良く、これは排気ガス温度が低い時である。

本発明は複雑な制御装置を必要とすることなく吸気加熱
用電気ヒータに供給する電力をプレヒート時とアフタヒ
ート時とで適切に制御し、高速ブレヒートとヒータの溶
断を生じることなく排気ガス温度に応じた適切なアフタ
ヒートとを行う吸気加熱装置を提供することを目的とし
ている。

問題点を解決するための手段 本発明による吸気加熱装置は、吸気通路の途中に設けら
れた吸気加熱用電気ヒータと、排気通路の途中に設けら
れた正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）と、前記吸
気加熱用電気ヒータと前記正特性サーミスタとを電源回
路中に選択的に互いに直列に接続する電気回路切換手段
とを有していることを特徴としている。

発明の作用及び効果 正特性サーミスタは周知の（晶度−電気特性からして、
温度の上昇に伴い電気抵抗値を増大するから、排気通路
の途中に設けられた正特性サーミスタは排気ガスによっ
て加熱されてその温度に応じて電気抵抗値を増大し、こ
の正特性サーミスタが吸気加熱用電気ヒータと直列に電
源回路中に接続されることにより前記吸気加熱用電気ヒ
ータを流れる電流が排気ガス温度に応じて制御されるよ
うになる。即ち、排気ガス温度の上昇に伴ない前記電気
ヒータを流れる電流が制限され、白煙の発生の虞れがな
い排気ガス高温時には前記電気ヒータの発熱量が低減或
いは前記電気ヒータの発熱作動が停止され、前記電気ヒ
ータは白煙の排出量を低減するために必要な排気ガス低
温時にのみ排気ガス温度に応じて適切に有効に発熱作動
する。

尚、ブレ上−１一時には急速ブレヒートのために前記吸
気加熱用電気ヒータに最大電力が供給されるよう前記吸
気加熱用電気ヒータは前記正特性サーミスタを含むこと
なく電源回路中に接続されればよい。

実施例 第１図は本フヲ明による吸気加熱装置及びその制御系の
一つの実施例を示している。図に於て、１はディーゼル
機関を、２は吸気マニホールドを、３は吸気加熱装置を
、４は吸気管を、５はエアークリーナを各々示している
。

吸気加熱装置３は金属線ヒータ６を有しており、該金属
線ヒータはヒータハウジング７内の吸気通路８を横切っ
て設けられている。

ディーゼル機関１には排気マニホールド９と排気管１ｏ
とが順に接続されており、排気管１０の途中には正特性
サーミスタ１１が設けられている。

金属線ヒータ６と正特性サーミスタ１１とは、バッテリ
電源１２を含む電源回路中に互いに直列に接続され、第
一の電気スイッチ１３の開閉に応じてバッテリ電源１２
より電流を選択的に供給されるようになっている。また
前記電源回路中には金属線ヒータ６と正特性サーミスタ
１１との電気回路の途中を選択的にアース接続する第二
の電気スイッチ１４が設けられている。第一の電気スイ
ッチ１３が閉じていて第二の電気スイッチ１４が聞いて
いる時には金属線ヒータ６と正特性サーミスタ１１とが
バッテリ電源１２に対し互いに直列に接続されるが、第
一の電気スイッチ１３と第二の電気スイッチ１４とが共
に閉じられている時には金属線ヒータ６が正特性サーミ
スタ１１を含むことなくバッテリ電源１２に接続される
。

第−及び第二の電気スイッチ１３．１４とインジケータ
ランプ１５の電気スイッチ１６の開閉はマイクロコンピ
ュータを含む電気式の制（２１１装置１７により第２図
に示されている如きフローチャートに従って行われるよ
うになっている。

第２図に示されたフローチャートはエンジンキーがキー
ホールに差込まれたことによってキースイッチ１８がオ
ン状態になった時に開始される。

最初のステップ１に於ては、第−及び第二の電気スイッ
チ１３．１４とランプ用電気スイッチ１６とをそれぞれ
閉じることが行われる。これによりバッテリ電源１２の
電流が正特性サーミスタ１１を通過することな（金属線
ヒータ６に供給され、該金属線ヒータによってブレヒー
トが開始され、またインジケータランプ１５が点灯して
プレヒート中であることを運転者に知らせることが行わ
れる。

ステップ１の次はステップ２へ進み、ステップ２に於て
は、水温センサ１９により検出されたディーゼル機関１
の冷却水温度に応じてプレヒート時間Ｔｐとアフタヒー
ト時間Ｔａとを決定することが行われる。プレヒート時
間とアフタヒート時間とは共に冷却水温度が低いほど長
く設定される。

ステップ２の次はステップ３へ進む。

ステップ３に於ては、金属線ヒータ６に対する通電が開
始されてから、即ちプレヒートが開始されてから所定時
間（Ｔｐ−△Ｔ）が経過したか否かの判別が行われる。

ブレヒートが開始されてから所定時間（Ｔｐ−ΔＴ）が
経過した時、即ちプレヒート終了直前になるとステップ
４へ進み、そうでない時にはこのステップ３が繰返し実
行される。

ステップ４に於ては、第二の電気スイッチ１４を開くこ
とが行われる。これにより金属線ヒータ６と正特性サー
ミスタ１１とが互いに直列にバッテリ電源１２に接続さ
れ、金属線ヒータ６に加えて正特性サーミスタ１１に通
電が行われるようになる。

ステップ４の次はステップ５へ進み、ステップ５に於て
は、プレヒート開始後に所定時間Ｔｐが経過したか否か
の判別が行われる。所定時間Ｔｐが経過していない時に
はこのステップ５が繰返し実行され、これに対し所定時
間Ｔｐが経過した時には次のステップ６へ進む。

ステップ６に於ては、ランプ用電気スイッチ１６を開く
ことが行われる。これによりインジケータランプ１５が
消灯してブレヒートが終了したことを運転者に知らせる
ことが行われる。ステップ６の次はステップ７へ進む。

ステップ７に於Ｃは、スタータスイッチ２０のオンーオ
フイ言号よりスクータによるディーゼル機ＰＡ１の始動
が完了したか否かの判別が行われる。

機関始動が完了していない時にはこのステップ７が繰返
し実行され、間開始動が完了した時には次のステップ８
へ進む。

ステップ８に於ては、成開始動完了侵に所定時間Ｔａが
経過したか否かの判別が行われる。所定時間Ｔａが経過
していない時にはこのステップ８が繰返し実行され、所
定時間１”ａが経過した時には次にステップ９へ進む。

ステップ９に於ては、第一の電気スイッチ１３を聞くこ
とが行われる。これにより金属線ヒータ６及び正特性サ
ーぼスタ１１に対する通電が停止され、アフタヒートが
終了する。

アフタヒート中は金属線ヒータ６と正特性サーミスタ１
１とが互いに直列にバッテリ電源１２に接続されている
から、アフタヒート中の金属線ヒータ６のヒータ電流値
は正特性サーミスタ１０の温度に依存するようになる。

ディーゼル機関１が完爆すると、排気管１０内の温度が
上背し、これに伴い正特性サーミスタ１１が排気ガスに
よって加熱されるため、その電気抵抗圃は排気ガス温度
にほぼ比例し、排気ガス温度が高くなる高速運転時には
比較的高い電気抵抗１ｔａを示し、これに対し排気ガス
温度が低くなる低速運転時には比較的小さい抵抗値を示
す。これにより金属線ヒータ６を流れる電流が排気ガス
温度に応じてフィードバック式に制御され、排気ガス温
度が高くなって白煙の発生の虞れのない時には金属線ヒ
ータ６の発熱量が低減或いは金属線ヒータ６の発熱作動
が停止され、白煙の発生の虞れがある排気ガス温度が低
い時にのみ金属線ヒータ６にその時の排気ガス温度に応
じた電力が供給され、適切なアフタヒートが行われる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されろうのではなく、
本発明の範囲内にて種ツマの実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による吸気加熱装置及びその制御系を示
す概略構成図、第２図は本発明による吸気加熱装置の制
御要領の一例を示すフローチャートである。 １・・・ディーゼル機関、２・・・吸気マニホールド。 ３・・・吸気加熱装置、４・・・吸気管、５・・・エア
ークリーナ、６・・・金ｆｆ、　１１ヒータ、７・・・
ヒータハウジング。 ８・・・吸気通路、９・・・排気マニホールド、１０・
・・排気管、１１・・・正特性サーミスタ、１２・・・
バッテリ電源、１３・・・第一の電気スイッチ、１４・
・・第二の電気スイッチ、１５・・・インジケータラン
プ、１６・・・ランプ用電気スイッチ、１７・・・制御
装置１１８・・・キースイッチ、１９・・・水温センサ
、２０・・・スタータスイッチ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　吸気通路の途中に設けられた吸気加熱用電気ヒータと
   、排気通路の途中に設けられた正特性サーミスタと、前
   記吸気加熱用電気ヒータと前記正特性サーミスタとを電
   源回路中に選択的に互いに直列に接続する電気回路切換
   手段とを有している内燃機関の吸気加熱装置。