JPS6236128B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用エンジンの冷却水温が低いとき
に同水温を一定温度まで上昇させかつその一定温
度を保持するための液体燃料燃焼式エンジン予熱
機の制御装置に関する。

従来、この種の予熱機は、エンジンの低温時に
おけるエンジンオイルの作用の円滑化を計り、そ
の劣化を防止することにより、エンジンのシリン
ダ、ピストンリング等の摩耗等を防止するため
と、エンジンから冷却水に与えられる熱量だけで
は車室内暖房用ヒータの能力が不足するような場
合（例えばアイドリング等のエンジン負荷の少な
い場合）の補助熱源として使用されている。

そしてこの種の予熱機においては、自動点火、
自動温度制御、自動消火制御のための諸装置が取
り付けられている。従つて、メインスイツチ、ヒ
ータスイツチをオンにしておけば、目標とする一
定の水温を保つように、予熱機本体の熱交換器の
エンジン冷却水通路入口側に設けられた水温制御
用温水サーモスイツチによつて自動的に着火→燃
焼→停止を繰り返すように構成されている。ま
た、ヒータを停止する時には、ヒータスイツチを
オフにし、燃焼炉内の温度が低下するまで、掃気
運転を行ない、炉内温度を感知する炉内サーモス
イツチがオフになり、予熱機としての機能がすべ
て停止するのを確認した後メインスイツチ（キー
スイツチ）をオフにする構成になつている。

しかしながら従来装置において使用されていた
電気回路においては、燃焼炉内のサーモスイツチ
が故障した状態で掃気運転を継続し続けた場合に
は、バツテリ上りを起こす恐れがあつた。さらに
燃料バルブが異物等のかみ込みにより閉鎖不能に
なつた場合は、無人運転状態で燃焼を続けるため
予熱機は過熱し更には火災に発展する危険性もあ
つた。又燃焼中にメインスイツチをオフにする
と、高温の燃焼ガスが排気管の方へ排出されず、
吸気管側へ逆流し、燃焼空気用フアン、モータ、
燃料ポンプ等の機能部品を破損する恐れもあつ
た。

上記の理由により、従来装置の運転停止時に
は、掃気運転の終了を待ち、予熱機の機能がすべ
て停止したことを確認してからメインスイツチを
オフにした後、車両からはなれなければならない
というわずらわしさがあつた。

本発明は上記の従来装置の不具合を解消するこ
とを意図してなされたものである。

本発明は、車両用エンジン予熱機の制御装置に
おいて、熱膨張を利用しマイクロスイツチを作動
させる機械式の炉内サーモスイツチと、それと並
列に作動可能に配設された電子式タイマとを備
え、そのそれぞれの作動により、前記予熱機の液
体燃料燃焼装置のそれぞれへの給電用のリレーの
オンオフを制御し、あるいは、前記予熱機に異常
が発生したときは予熱機への給電をすべて遮断す
る構成とすることにより、前記の不具合点を解消
し、安全、確実な自動温度制御式車両用エンジン
予熱機の制御装置を提供することを目的とする。

以下本発明を添附図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明による制御装置が適用される車
両用エンジン予熱機の要部の構成を概略的に示し
ている。

第１図を参照すると、１００は本発明による制
御装置が適用される車両用エンジン予熱機本体を
示している。エンジン冷却水は、冷却水循環用電
動式水ポンプ５により送られ、温水入口より予熱
機内部に入り、温水出口より予熱機外部に出る。
その後ヒータとして示したエンジン冷却水の主加
熱装置（車室内暖房用放熱器）を経由してエンジ
ン内部を通り、前記水ポンプ５へと環流する。予
熱機本体１００については、外部より供給される
燃料は燃料フイルタを通つて過された後予熱機
本体１００の中の燃料ポンプ２２に入る。９はモ
ータ（電動機）であり、燃料ポンプ２２の駆動用
と燃焼空気送風フアン２８の駆動用との兼用のモ
ータである。モータ９により駆動される燃料ポン
プ２２により加圧された燃料は、燃料の供給の断
続を制御する燃料電磁弁１１を通り燃料供給管３
０を経て燃焼空気送風フアン２８の下流側の部分
に噴射される。送風フアン２８により送られる空
気と噴射された燃料との混合気は、モータ９によ
り一緒に回転される案内デイスク３２により導か
れて燃焼室２４の中に入るが、その導入部に設け
られた電気点火栓８により点火されて燃焼する。
燃焼ガスは、燃焼炉より出て燃焼炉を取り囲む水
ジヤケツト３４の中に設けられた通路を通り熱交
換を行ない、予熱機本体１００より排気管へ排出
される。

なお、第１図の中で、１２は燃焼炉の中の温度
を検知し、熱膨張を利用してマイクロスイツチを
オン、オフさせる炉内サーモスイツチを示し、温
度が上昇するとマイクロスイツチをオンにするよ
うに働く。１３は水温を検出するセンサであり、
設定温度になるとその接点が開き、水温を常に一
定に保つように働く水温制御用センサである。

１４はオーバーヒートセンサを示し、水温が異
常に上昇した場合にその接点が開き、予熱機制御
装置の電気制御回路の電源回路を開き予熱機の作
動を停止させるように働く。

第２図は本発明による車両用エンジン予熱機の
制御装置の一実施例の電気回路を示している。同
第２図において、２０は電気制御回路として機能
する制御用増幅器全体を示し、、、、、
、、、、、、、、は制御用増
幅器２０の入出力端子番号を示している。次に第
２図において、１はバツテリを、２はヒユーズを
示し、３は車両キースイツチでありそれは同時に
予熱機のメインスイツチを兼ねている。４はヒー
タスイツチであり、５は第１図図示の電動式水ポ
ンプである。６は水ポンプの作動を示す電源灯で
あるとともに異常が発生した場合には消灯して異
常の発生を知らせる異常警告灯の働きもする。７
は給電用の自己保持形のメインリレーであり、接
点７_a，７_b，７_c及びコイル７_dで構成されてい
る。８は第１図図示の電気点火栓を示し、９は同
じく第１図図示のモータを示している。

１０は電気点火栓８の電流値を制御する抵抗で
ある。１１は第１図図示の燃料電磁弁１１のコイ
ルを示している。１２，１３，１４はそれぞれ第
１図図示の炉内サーモスイツチ、水温制御用セン
サ、オーバーヒートセンサのスイツチの開閉接点
を示している。１５は、点火栓８に流れる電流を
オン、オフする点火栓制御用リレーであり、接点
１５_a，１５_b、及びコイル１５_cからなり、コイ
ル１５_cは制御用増幅器２０の端子から供給さ
れる信号によつて作動する。１６は、燃料ポンプ
兼燃焼空気送風フアンを駆動する燃焼用モータ９
をオン、オフ制御するリレーであり、接点１６
_a，１６_b及びコイル１６_cからなり、制御用増幅
器２０の端子から供給される信号によつてコイ
ル１６_cが付勢されるモータリレーである。１７
はランプを示し、予熱機が着火されて燃焼に入り
炉内サーモスイツチ１２がオンに切り替えられる
と点灯するランプであり、正常運転状態にあるこ
とを示す運転灯である。

制御用増幅器２０は、トランジスタ、ダイオー
ド等を組み合わせた電気回路からなり、３種類の
タイマ及び２個のリレーが組み込まれている。

次に、制御用増幅器２０の電気回路の構成を説
明する。

２０_aは燃料遅延タイマを示す。これはヒータ
スイツチ４をオンにすることによりコイル７_dを
付勢しメインリレー７を経てモータ９及び点火栓
８を付勢し点火栓を赤熱した後約20秒後に燃料バ
ルブ１１をオンにすることにより着火性能を向上
させる働きをするものである。その入力端２０_aa
から入つた信号が高レベルになつてから約20秒後
にその出力端２０_abを高レベルにする働きをする
ものであり、２０_acはその電源入力端である。

一方、遅延タイマ２０_bは燃料切れ等の場合に
点火栓８がオンの状態を続けた場合、点火栓８を
オフにする働きをするもので、入力端２０_baが高
レベルになると作動し、約３分後に出力端２０_bb
を高レベルにする働きをするものであり、２０_bc
はその電源入力端である。

遅延タイマ２０_cはヒータスイツチ４をオフに
した後モータ９のみを駆動する掃気運転時間を検
出するタイマであり、その入力端２０_caが高レベ
ルから低レベルに変わると作動し、約３分20秒後
にその出力端２０_cbを高レベルにする働きをする
ものであり、２０_ccはその電源入力端である。

２０_dはリレーであり、その接点２０_da，２０_db
及び接点を開閉するコイル２０_dcによつて構成さ
れている給電制御リレーである。

２０_eも制御リレー（ホールドリレー）であ
り、接点２０_ea，２０_eb，２０_ed及び接点を開閉
するコイル２０_ecによつて構成されており、制御
リレー２０_dがオンになつているとき、コイル２
０_ecが付勢されると接点２０_eaは接点２０_edと接
になり、自己保持される構成になつている。２０
_f及び２０_tは逆流阻止用ダイオード、２０_gはメイ
ンリレー７の自己保持用ダイオードである。

２０_hはインバータであり、その入力端２０_ha
から高レベル信号が入つたとき出力端２０_hbを低
レベルにし、反対に入力端２０_haが低レベルのと
きは出力端２０_hbを高レベルにする。２０_iは
AND回路であり、入力端２０_ia，２０_ibが高レベ
ル、入力端２０_ic，２０_idが低レベルのとき出力
端２０_ieを高レベルにし、又いずれかの入力端子
への印加信号が反対のレベルにある時出力端２０
_ieを低レベルにする。２０_jはNAND回路であり、
入力端２０_jaが高レベル、入力端２０_jbが低レベ
ルのとき出力端２０_jcを低レベルにし、又入力端
２０_ja及び２０_jbのいずれかが反対のレベルにあ
る時出力端２０_jcを高レベルにする。２０_kは前
記の２０_hと同一の働きをするインバータであ
り、２０_kaはその入力端を、２０_kbはその出力端
を示す。２０_sはAND回路であり、その入力端２
０_sa及び２０_sbのいずれもが高レベルのときその
出力端２０_scを高レベルにする。２０_nはOR回路
であり、その入力端２０_na，２０_nbのいずれかが
高レベルのときその出力端２０_ncを高レベルにす
る。２０_pはAND回路であり、その入力端２０_pa
及び２０_pbがともに高レベルのときその出力端２
０_pcを高レベルにする。２０_pはOR回路であり、
その入力端２０_pa，２０_pb，２０_pc，２０_pdのい
ずれかが高レベルのときその出力端２０_peを高レ
ベルにする。２０_qはAND回路であり、その入力
端２０_qa及び２０_qbのいずれもが高レベルのとき
その出力端２０_qcを高レベルにする。２０_rはOR
回路であり、その入力端２０_ra，２０_rbのいずれ
かが高レベルのときその出力端２０_rcを高レベル
にする。

上記の構成を有する制御用増幅器２０の作用に
ついて以下説明する。

まず３のキースイツチを閉じ、次にヒータスイ
ツチ４をオンにすると、制御用増幅器２０の端
子に電源電圧が供給されるので、端子から２０
_fのダイオードを通り端子を経てコイル７_dに通
電されメインリレー７の接点７_aは接点７_cと接続
されるので、接点７_aには電源電圧が印加され
る。接点７_aに印加された電源電圧はまず電動水
ポンプ５を作動させ予熱機内に循環水を送る。又
それと同時にAND回路２０_iの入力端２０_ia及び
２０_ibは低レベルから高レベルに変わる。さらに
水温制御用センサ１３及びオーバーヒートセンサ
１４の温水サーモスイツチは水温が低いため図示
のようにオン状態を保つため、AND回路２０_iの
入力端の２０_icが低レベルにあり、また入力端２
０_idがOR回路２０_pの出力端２０_peを経て低レベ
ルにされているのでAND回路２０_iの出力端２０_i
ｅは高レベルになり、従つてインバータ２０_hの出
力端２０_hbは低レベルになるのでリレー２０_dの
コイル２０_dcは付勢される。

リレー２０_dが作動するとリレー２０_dの接点２
０_dbと２０_daとは接になり、端子より、その時
接になつているリレー（ホールドリレー）２０_e
の接点２０_ea及び２０_eb、端子を経てリレー１
５のコイル１５_cが付勢される。コイル１５_cの作
動によりリレー１５の接点１５_a，１５_bが接続さ
れ点火栓８に通電され予熱機は加熱を開始する。
他方リレー２０_dの作動により端子にも通電さ
れるのでリレー１６のコイル１６_cが作動し、そ
の接点１６_a，１６_bが閉じモータ９に通電する。
従つてフアンモータ９と燃料ポンプ２２とが作動
する。さらにリレー２０_dが作動すると、リレー
２０_eの接点２０_ea，２０_ebは接になつているの
で、遅延タイマ２０_bの入力端２０_baが低レベル
から高レベルに変わり同タイマ２０_bが作動を開
始する。それと同時にAND回路２０_qの入力端２
０_qaは低レベルから高レベルに変るが、この瞬間
には入力端２０_qbは低レベルにあるため出力端２
０_qcは低レベルになる。従つてインバータ２０_u
を介して遅延タイマ２０_aの入力端２０_aaが高レ
ベルになり、同タイマ２０_aが作動を開始する。
又NAND回路２０_jの入力端２０_jaはAND回路２
０_iの入力端２０_ibとともに高レベルになつている
が、OR回路２０_pの出力端２０_peは低レベルにあ
るので、NAND回路２０_jの入力端２０_jbは低レベ
ルになり、その出力端２０_jcは低レベルとなり、
従つて電源灯６も点灯する。遅延タイマ２０_aの
作動開始後約20秒経過すると、遅延タイマ２０_a
の出力端２０_abが高レベルになるため、OR回路
２０_nの入力端２０_nb、従つて、その出力端２０_n
ｃが高レベルとなる。AND回路２０_sの入力端２０
_saは既にAND回路２０_iの出力端２０_ieにより高レ
ベルにされているので、AND回路２０_sの出力端
２０_scは高レベルになり、インバータ２０_kの出
力端２０_kbは低レベルにされる。そのため燃料電
磁弁のコイル１１が付勢され、燃料ポンプ２２に
より送られる燃料が燃焼室２４の中に入り、前述
の点火栓８により点火され燃焼が開始される。

燃焼が進み、燃焼炉内の温度が上昇すると、サ
ーモスイツチ１２がオンになり、運転灯１７を点
灯させ、また端子を経てOR回路２０_rの入力端
２０_raを低レベルにする。この時その入力端２０
_rbも低レベルにあるので、その出力端２０_rcは低
レベルになり、リレー２０_eのコイル２０_ecは付
勢される。従つてリレー２０_eの接点２０_eaは接
点２０_ebから離れて接点２０_edに接続され、それ
によりリレー２０_eは自己保持されるので、コイ
ル１５_cは除勢されてリレー１５はオフになり、
従つて点火栓８は除勢される。またこの時タイマ
２０_bも解除され、そのままの状態で運転され
る。

水温が上昇し、水温制御用センサの設定温度に
達すると、そのスイツチ１３がオフになりAND
回路２０_iの入力端２０_icが高レベルになり、その
出力端２０_ieは低レベルになる。従つてインバー
タ２０_hの出力端２０_hbは高レベルになるのでコ
イル２０_dcは除勢されリレー２０_dはオフにな
り、接点２０_daは接点２０_dbから離れる。このと
き同時に、AND回路２０_sの出力端２０_scが低レ
ベルになるのでインバータ２０_kの入力端２０_ka
が低レベルになりその出力端２０_kbは高レベルに
なり、燃料電磁弁のコイル１１は除勢される。燃
料電磁弁のコイル１１が除勢され燃料の供給が停
止された後は掃気運転となり、燃焼炉内の温度が
下がり炉内サーモスイツチ１２がオフになり、
端子、従つてOR回路２０_rの入力端２０_raは高レ
ベルとなり、前述とは反対の作用が行なわれて、
リレー２０_eのコイル２０_ecは除勢され、接点２
０_eaは接点２０_edから離れて接点２０_ebに接続さ
れるが、この時前述のようにリレー２０_dはオフ
状態にあるので、コイル１６_cは除勢されてモー
タ９はオフになり、運転灯１７は消灯する。

水温が下がり水温制御用センサのスイツチ１３
がオンになり端子の電位を低レベルにすると、
前記の制御用増幅器２０の動作開始時と同じ動作
を繰り返すことにより、予熱機はエンジン冷却水
の温度を一定に保つように働く。

水ポンプ５の故障あるいは水温制御用センサ１
３が故障した場合等において水温が異常に上昇し
た時は、オーバーヒートセンサが作動してそのス
イツチ１４がオフになり、端子、従つて、OR
回路２０_pの出力端２０_peが高レベルになるた
め、AND回路２０_iの出力端２０_ieが低レベル、
インバータ２０_hの出力端２０_hbが高レベルにな
り、リレー２０_dのコイル２０_dcは除勢されてリ
レー２０_dはオフになり、掃気運転の接続状態に
なる。その後しばらくして燃焼室内の温度が下降
し炉内サーモスイツチ１２がオフになり、端子
が高レベルになるか、あるいは遅延リレー２０_c
の入力端２０_caが高レベルから低レベルに変化す
るとその後約３分20秒経過後にはその出力端２０
_cbを低レベルから高レベルに変えることにより、
OR回路２０_rの出力端２０_rcは高レベルとなり、
コイル２０_ecを除勢しリレー２０_eをオフにする
のでモータ９は停止し、かつ、ダイオード２０_g
を通る自己保持電流は断されメインリレー７はオ
フになる。また運転灯１７も電源灯６も消灯し異
常を知らせる。なおオーバーヒートセンサのスイ
ツチ１４が再度オンになつても、AND回路２０_p
により自己ホールドされており、ヒータスイツチ
４をオフにしないかぎり解除されないので、第２
図図示の本発明の電気回路は再始動することなく
安全が確保される。

さらに、本発明による電気回路においては、点
火栓８がなんらかの原因で断線した場合には、ヒ
ータスイツチ４をオンにしても端子が高レベル
のままにとどまつているため作動しない。その理
由は、もし点火栓８が、予熱機が動作中に断線す
れば、AND回路２０_qの入力端２０_qbが高レベル
となるためその出力端２０_qcも高レベルとなり、
OR回路２０_pを介してAND回路２０_iの反転入力
端２０_idに高レベル入力を与えるため、リレー２
０_dをオフにする。また、予熱機の始動前より点
火栓８が断線しているときにヒータスイツチ４を
オンにするとする。この時より以前は、AND回
路２０_qの入力端２０_qaは上記の場合と異なり低
レベルにある。従つてその出力端２０_qcも低レベ
ルとなるので、OR回路２０_pの出力端２０_pe、従
つてAND回路２０_iの反転入力端２０_idは低レベ
ルとなつている。それゆえ、この状態でヒータス
イツチ４をオンにすれば、直ちにリレー２０_dは
作動してオンになり、リレー２０_eの接点２０_e
ａ，２０_ebを経てAND回路２０_qの入力端２０_qa
を高レベルにし、同時にコイル１５_cを付勢して
リレー１５をオンにし、それによりAND回路２
０_qの入力端２０_qbをも高レベルにするので、
AND回路２０_qの出力端２０_qcは高レベルに変
り、従つてOR回路２０_pの出力端２０_peを高レベ
ルにし、かつその高レベルを自己保持するので、
それ以後リレー２０_dは除勢された状態に保持さ
れる。かくして、いずれの場合においてもリレー
２０_dは付勢状態を保つことができないので、予
熱機は作動するに至らないのである。

又なんらかの原因で３分以上正常燃焼せず、炉
内サーモスイツチ１２が切り換わらない場合に
は、運転灯１７を点灯させず、また遅延タイマ２
０_bが働いてOR回路２０_pの出力端２０_peを高レ
ベルにするので、リレー２０_dをオフに保つとと
もに、電源灯６も消灯させて異常を知らせる。さ
らに、本発明の電気回路においては、車両のキー
スイツチ３とヒータスイツチ４とを直列に接続し
ているため、ヒータスイツチ４を切らないでキー
スイツチ３をオフにしても、ヒータスイツチ４を
切つたことと同一の効果が得られ、予熱機の作動
は完全に停止される。

本発明によれば、車両用エンジン予熱機の燃焼
炉内の温度に応答する炉内サーモスイツチと前記
予熱機の制御装置の電気制御回路に含まれた電子
式タイマの１つとを並列に作動可能に配設し、前
記車両のメインスイツチ（キースイツチ）と直列
に接続したヒータスイツチの回路とは別に、電源
に接続された給電用メインリレーと、それに直列
に接続され前記車両用エンジン予熱機の点火栓、
燃料ポンプ及び燃焼空気送風フアン駆動用モータ
及び燃料電磁弁を含む液体燃料燃焼装置のそれぞ
れへの給電のオン、オフ制御を行なう一組の給電
制御リレー及びホールドリレーとを設け、同ホー
ルドリレーのオン、オフ動作を前記の炉内サーモ
スイツチと電子式タイマとのいずれかの作動によ
り制御する構成を用いることにより、車両用エン
ジンの冷却水を一定温度に保持すると同時に、炉
内サーモスイツチその他の制御装置の部品の故障
に際しては、上記電子式タイマの作用により、安
全確実に前記液体燃料燃焼用装置のそれぞれへの
給電を遮断し前記車両用エンジン予熱機の異常な
過熱、バツテリ上りその他の事故の発生を防止す
ることができる信頼性の高い車両用エンジン予熱
機の制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置が適用される車
両用エンジン予熱機の要部の構成を示す概略図で
ある。第２図は本発明による車両用エンジン予熱
機の制御装置の一実施例の電気回路図である。 （符号の説明）、１……バツテリ、２……ヒユ
ーズ、３……キースイツチ、４……ヒータスイツ
チ、５……水ポンプ、６……電源灯、７……メイ
ンリレー、８……点火栓、９……モータ、１１…
…燃料電磁弁、１２……炉内サーモスイツチ、１
３……水温制御用センサのスイツチ、１４……オ
ーバーヒートセンサのスイツチ、１５，１６……
リレー、１７……運転灯、２０……制御用増幅
器、２２……燃料ポンプ、２４……燃焼室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの冷却水の定温度制御を行なうため
   の電気制御回路２０を含む液体燃料燃焼式車両用
   エンジン予熱機の制御装置であつて、 電源より前記電気制御回路２０への給電回路と
   して、前記車両の主電源スイツチ３と直列に接続
   した予熱機給電用ヒータスイツチ４を含む給電回
   路に加えて、前記電源に接続された給電用の自己
   保持形メインリレー７を含む別の給電回路と、 前記車両用エンジン予熱機の点火栓８、燃料ポ
   ンプ及び燃焼空気送風フアン駆動用モータ９及び
   燃料電磁弁１１を含む液体燃料燃焼用装置のそれ
   ぞれに対し前記メインリレー７を含む給電回路を
   通つて供給される駆動電流のオンオフ制御を行な
   うための一組の給電制御リレー２０_d及びホール
   ドリレー２０_eと、 前記電気制御回路２０の動作を制御するための
   制御信号を供給するために前記電気制御回路２０
   の信号入力端にそれぞれ接続された、炉内サーモ
   スイツチ１２、水温制御用センサのスイツチ１
   ３、及びオーバーヒートセンサのスイツチ１４と
   を備えており、 前記電気制御回路２０は、前記水温制御用セン
   サスイツチ１３と前記オーバーヒートセンサスイ
   ツチ１４との少なくとも一方より送られる制御信
   号に応答して始動する電子式タイマ２０_cを含ん
   でおり、 前記炉内サーモスイツチ１２と前記電子式タイ
   マ２０_cとは、前記炉内サーモスイツチ１２の作
   動により前記ホールドリレー２０_eの付勢又は除
   勢を制御し、かつ、前記電子式タイマ２０_cの作
   動により前記ホールドリレー２０_eを除勢しそれ
   とともに前記メインリレー７の自己保持動作を解
   除し前記制御装置への給電を遮断することができ
   るように、並列に作動可能に配設されており、 前記水温制御用センサスイツチ１３と前記オー
   バーヒートセンサスイツチ１４とは、その中の少
   なくとも一方の作動により前記給電制御リレー２
   ０_dと前記燃料電磁弁１１との両方の作動を制御
   するように、並列に作動可能に配設されている、 ことを特徴とする液体燃料燃焼式車両用エンジン
   予熱機の制御装置。