CN86105446A - 快速取暖器的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种快速取暖器的控制装置，在汽油发动机或柴油发动机的吸气管的中间设置燃料的燃烧器，同时在该燃烧器的下游设置热交换器。将从该热交换器中所得到的热量用于车辆的室内取暖，并通过电子控制装置监视这些燃烧器及热交换器的操作。当这些燃烧器及热交换器发生异常时就发出警报并使它们的工作停止。

Description

本发明是关于在以内燃机所驱动的车辆的室内，进行快速取暖的快速取暖器的控制装置。

本发明特别是关于监视这样的快速取暖器的各工作部份的工作状态，当工作部份发生异常时，检出其异常，停止取暖器的工作或发出警告的快速取暖器的控制装置。

一直以来，汽车的室内取暖是把内燃机的冷却水以温水配管取出，使它通过由发热器中心和鼓风机等构成的发热器主体，把空气送入发热器主体加热，进行室内取暖。还有，与内燃机无关系地以别的燃烧器将燃料燃烧，通过所发生的热量进行室内取暖的车辆用取暖装置亦有所提出。

原来的将内燃机的冷却水用于室内取暖的方法由于冷却水的温度上升时需要时间，所以，对于快速取暖是不适宜的，而使用与内燃机没有关系地燃烧燃料，利用燃烧气体进行取暖方法，在暖房用温风的控制方法上存在着问题点。后者的提案虽然可以快速地进行室内取暖，取暖用温风的控制方法也足够，可以根据所希望的取暖状态而获得室内的温度，但是，构成取暖装置的各部份异常时的检出及其指示方法是不充分的。

本发明的目的在于提供检出快速地对车辆进行室内取暖的取暖器各部份的异常，使取暖器的工作停止的快速取暖器。

本发明的其他目的在于提供检出快速地进行室内取暖的取暖器的各部份的异常，发出异常警告的快速取暖器的控制装置。

本发明另一个其他目的是在于提供检出快速地进行车辆室内取暖的取暖器的各部份异常，使取暖器的工作停止，同时发出异常警告的快速取暖器的控制装置。

根据本发明，在气化插头中将燃料气化，并把它与空气混合，通过点火插头进行点火燃烧，及快速加热燃烧器，以及从燃烧后的混合气体中，通过热交换，把热量供给取暖器的热交换器，在这种具有上述装置的快速的取暖器的控制装置中，与快速加热燃烧器及热交换器相关连地，具有检出这些部分的动作，发出检测信号的工作检出手段以及根据上述工作检测手段的检测信号，停止快速取暖器工作的停止手段，从而提供具有上述构造的快速取暖器的控制装置。

图1是根据本发明的快速取暖器的控制装置的一实施例的方块图。

图2A及图2B是表示其处理的一例的流程图。

其次，参照附图对本发明的实施例作详细说明。

在柴油发动机或汽油发动机的发动机1，通过放电清洁器2，在空气导管的吸气管3的管部中，设有将取暖用的燃料燃烧进行快速加热的燃烧器4及在其下游的热交换器5。还有，在吸气管3中，设有向发动机1供给燃烧用空气的旁路通道51。

在快速加热燃烧器4的内部设有燃料加热使它气化的气化装置6，将气化后的燃料混合，成为可燃性的混合气的空气吸入口的控制旁路阀7，使该可燃性混合气体点火燃烧的点火火花塞8。并且，在气化装置6中，设置了将燃料加热，使它气化的陶瓷材料的管状或棒状的气化火花塞61，在该气化火花塞61的中心部份镶入了具有正温度系数的电阻线62，通过对该电阻线62通电，将气化火花塞61加热。另外，点火火花塞8也是由氮化硅（Si₂NO₄）等的陶瓷材料的管状或棒状所构成，其中心部份设有电阻线81，通过对电阻线81通电，将点火火花塞8加热。

在气化装置6的一端，设有将用气化火花塞61加热而气化了的燃料向快速加热燃烧器4的内部喷出的喷出孔63，在另一端设有连通于具有燃料阀的燃料供给装置9的燃料取入口64。再者，控制与气化燃料混合的空气取入口的开闭以混合空气的供给手段即旁路阀7由下述的主控制部191的指令所控制。旁路阀7全开时，混合气用的空气不被取入，而旁通过快速加热燃烧器4，当旁路阀7的开度为1的时候，则取入所定的小量空气，开度2的时候取入所定的中量的空气量，开度3的时候，取入所定的大量的空气量，没有主控制部191的指令时，开度就设定为1。还有，在旁路阀7的空气流的下游设有检出由于旁路阀7的作动而引起的负压的检出手段即负压感测器31，将负压信号BS传送到主控制部191。

在将来自燃料泵10的原料向气化装置6供给的燃料供给装置9中，设有燃料通路91a和燃料通路91b的二***的燃料通路，它们分别具有使该通路开闭的燃料阀A和燃料阀B，燃料阀A和燃料阀B分别以驱动源93而能够作出开闭工作。于是，当燃料通路91b的燃料流量大于燃料通路91a的时候，将两方的燃料通路同时开放，以增大燃料的流量。此外，在燃料供给装置9的燃料入口，设有检测燃料通路的压力的检测手段即燃料压力感测器94，流压信号NS送到主控制部191。

这里说明有关快速加热燃烧器4的工作原理，来自燃料通路91a，或91b而被送到气化装置6的燃料，由于通过了该气化装置6被气化火花塞61所加热，从喷出口63成为气化燃料而喷出到快速加热燃烧器4的内部。于是，来自空气清洁器2而经过旁路阀7的空气与上述气化燃料混合而成为可燃性混合气体，通过设置于快速加热燃烧器4的点火火花塞8而被点火，发生火焰，成为高温的燃烧气体而被送到热交换器5。

热交换器5具有从连接需要取暖的汽车室内的空气吸入口11吸入新鲜空气，将该新鲜空气从燃烧气体中夺取热量，进行了热交换后的温风吹送到吹出口12的鼓风器13。再者，该吹出口12在为了室内取暖向另外设置冷却水加热中心14的出口部份有一开口，并在该开口处设有检测被吹送出的风的温度和风量的手段，即温风检测器15。还有，图示的鼓风器16、空调用蒸发器17及温水通路18构成了利用冷却水的取暖装置。

控制器19由以下的部件构成。

（1）主控制部191，该控制部把以下的信号输入：发于由发动机1所驱动的发电机20的发电信号GT、检测工作开关21是接通或断开的信号FS、检出来自发动机1的冷却水温度的水温开关22的水温信号WS、启动位置信号ST、来自检出起动马达23的旋转的旋转开关23a的旋转信号SM、加速器开度信号AS、来自检测设于快速加热燃烧器4的上游的负压感测器31的负压信号BS及来自检测发动机1的负荷状态的发动机负荷感测器24的负荷信号EL、来自检测燃料供给装置9的燃料入口的燃料流路压力的燃料压力感测器94的流压信号NS、来自设置在上述吹出口12的温风感测器15的温风信号WA及风量信号WB、来自操作者操作的取暖器位置开关25的取暖信号WP、来自检出点火火花塞8的温度及其电阻值的点火火花塞感测器26的点火火花塞温度信号PS及电阻信号PR、来自检出气化火花塞61的温度及其电阻值的气化火花塞感测器30的气化火花塞温度信号QS及电阻信号QR;

（2）将上述气化装置6的气化火花塞61控制在燃料气化温度的电桥电路192;

（3）将点火火花塞8控制在气化燃料与空气的混合气体的着火温度的电桥电路193;

（4）开关部194。

主控制部191是具有处理装置、存储装置及输入输出界面的计算机。

电桥电路192由将气化火花塞61加热的电阻线62为一边，惠斯登电桥为另一边的三个电阻体及检出该惠斯登电桥的平衡状态的比较器以及根据该比较器的输出而工作的继电器组成，该继电器通过将电阻线62的电源接通或切断，使气化火花塞61的温度保持在燃料的气化温度，例如在500℃左右。还有，电桥电路193由以加热点点火花塞8的电阻线81为一边，而以惠斯登电桥为另一边而构成的三个电阻体及检出该惠斯登改电桥的平衡状态的比较器以及根据该比较器的输出而工作的继电器所组成，该继电器通过将电阻线81的电流接通或切断，使点火火花塞8的温度保持在气化燃料与空气的混合气体的着火温度。

开关部194具有对鼓风器13的开关进行控制的开闭器194a控制向电桥电路192供给电源的开闭器194b、控制控向电桥电路193供给电源的开闭器194c、控制向预热完毕显示灯27供给电源的开闭器194d、控制向异常指示灯32供给电源的开闭器194e。此外，还设置了电源蓄电池28、键开关29。发出异常警告的异常指示灯32，当点火火花塞8、气化装置6、鼓风器13、旁路阀7、燃料阀A、B等发生异常时就点灯以警告异常。

图2A及图2B是表示根据本发明的快速加热燃烧器的控制处理的处理一例的流程图。以下参照图1对图2A及图2B所示的处理加以说明。

接通键开关29时，对控制器19的主控制部191及其他辅助电路供给电源，首先，来自水温开关22的水温信号WS通过主控制部191，判断冷却水温度是否已达到10℃（步骤a）。如果冷却水温度在10℃以下的话，就使用作为发动机的始动辅助装置的快速加热燃烧器，主控制部191接通开闭器194c，通过电桥电路193而对点火火花塞8通电。于是，藉着来自点火火花塞传感器26的电阻信号PR，这个通电被判断为正常时，就进到步骤c，把开闭器194a断开以切断鼓风器13的通电，对燃料装置9的驱动源93发出指令，使燃料阀A作动向气化装置6供给燃料，进而把开闭器194b接通，通过电桥电路192向气化火花塞61通电（步骤d）。再者，在步骤b中，藉着来自点火火花塞感测器26的电阻信号PR判断为异常时，则接通开闭器194e，将异常指示灯32点灯以警告异常，同时，进行停止使用快速加热燃烧器4的各个操作。

在步骤d中，当气化火花塞61通电时，如果来自气化火花塞感测器30的电阻信号QR是正常的话，则判断气化装置6为正常而进到步骤f，而在例如气化火花塞61断线时，由于电阻信号QR表示出异常，所以就把开闭器194e接通，点着异常指示灯，同时进行停止使用快速加热燃烧器4的各个操作。

在步骤f，检测来自键开关29的起动装置信号ST（步骤f），如果键开关29是处于起动位置的话，则继续上述的动作，如果键开关29处于接通状态而不在起动位置时，则接通开闭器194a数秒，把预热完毕灯点灯，向操作者表示预热完毕。然后将开闭器194b和194c断开，停止向气化火花塞61及点火火花塞8的通电。

键开关29处于起动位置，起动器马达23通电，该起动器马达23旋转时，旋转开关23a所发出的旋转信号SM被主控制部191所接收，该主控制部191检测点火火花塞8的温度（步骤g）。即点火火花塞8的温度在以电桥电路193的通电时，被保持在所定温度，例如800℃左右，但，如果快速加热燃烧器4的内部，燃料的燃烧充分地进行时，由于可能变为高于所定的高温，所以可从通过对具有正的温度系数的电阻线81的电阻值的检测就可以检出温度。因此，来自具有这个温度检测机能的点火火花塞感测器26的火花塞温度信号PS被输入到主控制部191中，当点火火花塞8的温度在800℃以上时，就判断为燃烧充分地进行，将通向点火火花塞8及气化火花塞61的通电，以开闭器194c及194b来加以切断。还有，在点火火花塞8的温度在800℃以下时，就设定设置于控制器19程序计时器，该计时器在没有达到所定的ts时间时，就返回问点火火花塞8通电的流程，对燃料的供给和气化火花塞61通电使燃料的燃烧再次进行，但是，点火火花塞8在800℃以下的状态在所定的时间ts时，就进行使快速加热燃烧器4停止的操作（步骤h）。

其次，根据来自发动机20的发电信号GT的输入以判断发动机1是否自力运行（步骤i），在不是自力运行的情形，就打开燃料流量大的燃料阀B92，同时，将旁路阀7的开度设定为2以增大空气量，使燃料的燃烧增加，并增大热风量，促进发动机1的起动。在发动机1自力运行的情形，就确认来自取暖位置开关25的取暖信号WP的位置（步骤j），在接通的时候，为了进一步检测发动机1的负荷，就确认来自负荷感测器24的负荷信号EL（步骤k），如果发动机的负荷是轻负荷，即1/2以下，还有，来自水温开关22的水温信号WS是80℃以下时，就通过开闭器194d向鼓风器13通电，将在热交换器5进行了热交换的温风从吹出口12吹出，开始取暖（步骤1）。这里，即使接通开闭器194a对鼓风器13通电，在设在吹出口12的温风感测器15的风向信号WB是表示异常的信号时，就判断鼓风器13***的异常，将异常指示灯32点着，指示异常的发生同时进行停止使用快速加热燃烧加热器4的各种操作（步骤m）。还有，在步骤j、k、l，取暖暖号WP是断开的情形及发动机负荷大，即全负荷的1/2以上时，以及冷却水温度80℃以上时，为了停止快速加热燃烧器4的工作，将燃料阀A和燃料阀B关闭，并将旁路阀7全开，使空气旁路通过，并切断对气化火花塞61和点火火花塞8的通电。于是，在冷却水温度高于80℃的情形，因为可以使用原来的冷却水加热器的***，所以就对鼓风器16通电，成为原来的取暖装置的使用。

其次，通过直至步骤L的流程，在开始了来自交换器5的温风取暖后当来自取暖位置开关25的取暖信号WP是第二位置时（步骤n），为了增加燃料的燃烧量，将燃料阀91关闭而打开流量大的燃料阀92，将旁路阀7的开度设定为2，使燃烧用空气也增加而增大燃烧量。此外，在取暖信号WP为第3位置时，为了进一步增大燃烧量，将燃料阀A91和燃料阀B92同时打开，并将旁路阀7的开道设定为3，使燃料的燃烧成为最大以获得大量的热量。

其次，来自检测在上述的流程中，所得到的吹风口12的温风温度的温风检测器15的温风信号WA为60℃以上时（步骤O或P），为了停止快速加热燃烧器4的工作，将燃料阀A和燃料阀B关闭，将旁路阀7全开关切断气化火花塞61和点火火花塞8的通电。再者，在步骤O或步骤P中，当温风信号WA为60℃以下时，就使燃烧继续，经过所定时间后，就返回上述步骤g的点火火花塞8的温度检测，检查快速加热燃烧器内的燃烧状态，然后进到在各自的流程。

还有，在步骤A，当水温信号WS为10℃以上时，就检测取暖信号WP，该取暖信号WP在取暖位置时（步骤g），就检测水温信号WS（步骤r），在冷却水温度为80℃以下时，就进到与步骤a的yes相同的流程，即是使快速加热燃烧器4作动的过程。另外，在步骤g当取暖信号WP不在取暖位置时，或在步骤r水温信号WS被判断为冷却水温度在80℃以上时，由于不需要快速加热燃烧器4的工作，所以就进行使快速加热燃烧器4的燃烧停止的各个操作。

于是，经过所定的时间后，进行到检出取暖信号WP的D点，在这期间，进到检出旁路阀7的作动步骤S和检出燃料阀A、B的作动的步骤t的程序。

步骤s是根据负压感测器31的负压信号BS判断旁路阀的开闭动作的步骤，如果旁路阀7根据主控制部191的指令，正常地进行工作的话，就可得到与旁路阀7的开度相对应的负压信号BS，当负压信号BS的异常情形就将开闭器194e接通，以点着异常指示灯32。

还有，步骤t是根据来自设置于燃料供给装置9的燃料压力感测器94的流压信号NS检测燃料阀A及B的作动的步骤，如果燃料阀A，燃料阀B进行正常的作动的话，由于可以得到对应于这些燃料阀的开度的流压信号NS，所以就能够判断燃料阀A及燃料阀B是否正常工作，因此，当流压信号NS为异常的情形就将异常指示灯32点着，作出异常警告。

于是，在步骤s和步骤t，如果都是正常的话，就进到D点，进到判断来自取暖位置开关25的暖房信号WP的步骤g。

上述的实施例，是把快速加热燃烧器与热交换器置设于汽油发动机或柴油发动机的吸气管中，但也可以将快速取暖器从发动机的吸气管中切离，而另外设置，将从热交换器取得的暖气导入到车辆的室内以进行车辆取暖。例如，将快速取暖器设置于发动机室以外，例如驾驶席下部，或者在牵引车的情形，将快速取暖器设置于牵引器的下面。

再者，虽然通过上述的一实施对本发明作了说明，但是，在本发明的精神的范围内，可以将作为燃料阀的异常的检出手段的气化火花塞的温度变化等作出种种的变形，这些变形都不可能从本发明的范围中被排除。

Claims (8)

1、一种设有在气化火花塞中将燃料气化并对此混入空气，通过点火火花塞而点火燃烧的快速加热燃烧器，以及从燃烧后的混合气体中将热量进行热交换以供给取暖器的热交换器，这样的快速取暖器的控制装置，其特征是具有以下的手段：与快速加热燃烧器及热交换器相关连，将这些部份的工作检出，并产生检出信号的作动检测手段，以及通过来自上述作动检测手段的检测信号，停止快速取暖器的工作的手段。

2、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，还设置了根据来自上述作动检测手段的检测信号，发出警告的手段。

3、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，上述作动检测手段含有检测点火火花塞的异常的手段。

4、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，上述作动检测手段含有检测气化火花塞的异常的手段。

5、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，上述作动检测手段含有检出对气化火花塞供给燃料的供给异常的手段。

6、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，上述作动检测手段含有检测向加热燃烧器供给空气量的异常的手段。

7、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，上述作动检测手段含有检出从热交换器而被供给的温风的流量异常的手段。

8、权利要求1所述的快速取暖器的控制装置，其特征是，将快速加热燃烧器和热交换器设置在发动机的吸气管的中间。

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