DE3842550A1

DE3842550A1 - Erreger-steuervorrichtung fuer gluehkerze

Info

Publication number: DE3842550A1
Application number: DE3842550A
Authority: DE
Inventors: Mitusuke Masaka; Koji Hatanaka; Minoru Masaki; Takashi Aota
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1989-06-29
Also published as: US4939347A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erreger- Steuervorrichtung für eine Glühkerze in einem Diesel motor.

Glühkerzen erstrecken sich jeweils in die Verbrennungs kammern eines Zylinderkopfes, um ein glattes bzw. ruhi ges Starten eines konventionellen Dieselmotors in kalter Jahreszeit zu erleichtern. Beim Beginn des Motorbetriebs wird die Glühkerze erregt bzw. mit Energie beaufschlagt und erwärmt, um die Temperatur der komprimierten Luft im Zylinderkopf zu erhöhen und damit das Starten des Diesel motors sicherzustellen. Um die Betriebsfähigkeit des Dieselmotors in einem Maße zu verbessern, daß er einem Verbrennungsmotor gleichkommt, hat sich die Forderung nach einer Glühkerze ergeben, die eine Vorwärmzeit von annähernd null Sekunden vor dem Starten des Motors hat. Allgemein wird bei solchen Glühkerzen die Energie über eine Erreger-Steuervorrichtung gesteuert, die nach Ver bindung eines Tastenschalters mit einer ON-Zustandsposi tion betätigt wird. Um eine schnelle Erwärmung zu erzie len, wird der Glühkerze eine hohe Energie zugeführt. Für einen bestimmten Zeitraum nach schneller Erhitzung wird der Glühkerze eine niedrige Energie zugeführt, um eine stetige Erwärmung zu erzielen. Allgemein wird stetiges Erwärmen der Glühkerze nach Starten des Motors als Nach glühbetrieb bezeichnet. Das Innere der Verbrennungskam mer kann durch den Nachglühbetrieb erwärmt werden, und zur gleichen Zeit kann ein Klopfen des Dieselmotors ver hindert werden. Außerdem kann die Erzeugung von Lärm und weißem Rauch und der Ausstoß der KW-Komponenten vermie den werden.

Der Energiezufuhr-Zyklus einer Glühkerze unter Verwen dung der obigen Erreger-Steuervorrichtung wird im allge meinen wie folgt durchgeführt. Im anfänglichen Erreger zeitraum wird eine Batteriespannung (normalerweise 8 bis 10 V) direkt an die Glühkerze angelegt, um die genannte hohe Energie für ein schnelles Erwärmen zu erreichen. Wenn die Glühkerzentemperatur durch schnelles Erwärmen eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wird die Glüh kerze in Reihe mit einem Spannungsabfall-Widerstand (d. h. einem Vorwiderstand) verbunden, um die an die Glüh kerze angelegte Spannung zu erniedrigen und dadurch die niedrigere Energie für den Nachglühvorgang zu erlangen. Fig. 19 ist eine Darstellung, die die Erreger-Steuer charakteristiken zeigt, wenn die niedrige Energie für den Nachglühbetrieb durch Verwendung des Vorwiderstandes erzielt wird. Zur Zeit P 1 nach Ablauf von 2 sec nach Starten der Erregung kann die an die Glühkerze angelegte Spannung durch Verbinden des Vorwiderstandes damit ver ringert werden.

Zusätzlich zu dem direkten Spannungsabfall mittels des Vorwiderstandes kann eine niedrige Energie für den Nach glühvorgang auch durch die folgende indirekte/mittelbare Vorgehensweise erreicht werden. Die Spannung zum Schnell erwärmen wird der Glühkerze intermittierend angelegt, und die intermittierende Zeit wird leistungsgesteuert, um eine RMS-Spannung zu verringern. Dieses Verfahren ist in der JP-OS (Kokai) 59-1 22 782 beschrieben. Eine Erreger-Steuervorrichtung für die Glühkerze bei diesem Stand der Technik erzeugt eine niedrige Energie, die der Glühkerze während gleichmäßiger Erwärmung durch intermit tierendes Anlegen einer Energiequellenspannung an die Glühkerze angelegt wird. Das heißt, es wird eine Spannung einer Hülle oder eines Mantels, erhalten durch Verbinden von ON-Spitzen der intermittierend an die Glühkerze ange legten Spannungen, erzeugt, um eine Referenzspannung zu erhalten, die kontinuierlich so geändert wird, daß die Größe der Referenzspannung für eine hohe Mantel- oder Hüllspannung klein und für eine niedrige Hüllspannung groß ist. Die mittlere Spannung der ON- und OFF-Zeiten der intermittierend an die Glühkerze angelegten Spannun gen wird ständig mit der Referenzspannung verglichen. Es wird eine negative Rückkopplungssteuerung ausgeübt, um zu bewirken, daß die Durchschnittsspannung mit der Refe renzspannung zusammenfällt, oder es wird die Durch schnittsspannung dazu ins Verhältnis gesetzt. Eine der Glühkerze angelegte RMS-Spannung wird ungeachtet der an die Glühkerze angelegten ON-Spannung konstant gehalten. Das heißt, daß die der Glühkerze zugeführte niedrige Energie ungeachtet von Schwankungen in der Energiequellenspan nung konstant gehalten wird. Daher kann die Glühkerzen temperatur während stetiger Erwärmung konstant gehalten werden.

Wie durch die Erreger-Steuercharakteristiken in Fig. 20 angedeutet, wird eine ON/OFF-Zeit der an die Glühkerze angelegten Spannung zur Zeit P 2 nach dem Starten der Erregung der Glühkerze leistungsgesteuert. Der RMS-Wert der der Glühkerze angelegten Spannung wird verringert, um die niedrige Energie für stetiges Erwärmen (Heizen) zu erhalten. Das Leistungsverhältnis wird entsprechend der der Glühkerze angelegten Spannung, wie in Fig. 21 gezeigt, variabel gesetzt. Daher wird die der Glühkerze zugeführte niedrige Spannung während der stetigen Erwär mung ungeachtet von Änderungen in den Werten der an die Glühkerze angelegten Spannung konstant gehalten.

Bei der herkömmlichen, oben beschriebenen Erreger- Steuervorrichtung für die Glühkerze wird, wenn ein Tastenschalter mit einer ON-Zustandsposition und zur gleichen Zeit einer Startzustandsposition verbunden ist, um ein Anlassen während der rauhen Winterjahreszeit, also unter kalten Witterungsbedingungen, zu erzielen, was einer Außenlufttemperatur von -10°C oder weniger entspricht (d. h. wenn ein Schnellstarten von fast null Sekunden durchzuführen ist), eine überschüssige Anlaß energie gefordert, und die Batteriespannung wird stark verringert (bis zu 6 bis 7 V bei normalen Betriebsbe dingungen). Daraus resultierend kann die der Glühkerze zur Erzielung einer Schnellerwärmung derselben zugeführ te Spannung nicht in genügendem Maße sichergestellt werden. Das heißt, da die Glühkerze zur Zeit des Startens des Motors nicht schnell genug erwärmt werden kann, sind ihre Starteigenschaften stark verschlechtert, und es ist außerordentlich schwierig, ein schnelles Starten von fast null Sekunden durchzuführen.

Die herkömmliche Erreger-Steuervorrichtung für die Glüh kerze hat jedoch einen Vorteil darin, daß die der Glüh kerze während stetiger Erwärmung zugeführte niedrige Energie konstant gehalten werden kann. Diese Vorrichtung kann jedoch nicht eine Verringerung der Glühkerzentem peratur gegen eine Treibstoffeinspritzungsverwirbelung, die in der Verbrennungskammer während des Anlassens des Motors erzeugt wird, kompensieren. Das heißt, daß die nega tive Rückkopplungssteuerung der der Glühkerze zugeführ ten niedrigen Energie durchgeführt werden kann, um eine Verminderung in der Energiequellenspannung während des Anlassens des Motors zu kompensieren. Ein Steuerwert ist als vorbestimmter Wert gegeben. Wenn die innerhalb der Verbrennungskammer erzeugte Treibstoffeinspritzungsver wirbelung während des Anlassens auf die Glühkerze ein wirkt, kann eine Verringerung der Temperatur der durch diese Treibstoffeinspritzungsverwirbelung gekühlten Glühkerze nicht ausgeglichen werden, wodurch die Start charakteristiken des Motors verschlechtert werden.

Zusätzlich wird, da die der Glühkerze während stetiger Erwärmung zugeführte niedrige Energie unverändert erhal ten wird und wenn die Umgebungstemperatur absinkt, die Glühkerzentemperatur entsprechend verringert. In rauher, kalter Winterszeit (harte Winterbedingungen), bei denen eine Umgebungstemperatur von weniger als einer vorbe stimmten Temperatur (z. B. -15°C) herrscht, sind die Starteigenschaften des Motors verschlechtert.

Entsprechend der herkömmlichen, oben beschriebenen Methode des Steuerns der Erregung der Glühkerze in einem äußerst niedrigen Temperaturzustand (d. h. unter schweren Winterbedingungen), wobei eine Außenlufttemperatur von -15°C oder weniger herrscht, werden, selbst wenn der Tastenschalter mit der ON-Zustand-Position verbunden ist und zur gleichen Zeit der Glühkerze eine hohe Energie zur Erzielung einer schnellen Erwärmung zugeführt wird, die Starteigenschaften des Motors nicht notwendigerweise verbessert. Das heißt, daß die Treibstoffviskosität (Leichtöl) unter solchen schweren Winterbedingungen er höht und auch die Größe der Einspritzpartikel vergrößert ist. Wenn der Tastenschalter mit der ON-Zustand-Position verbunden und zur gleichen Zeit die hohe Energie der Glühkerze zugeführt wird, so wird die Glühkerzentem peratur übermaßen beim Beginn der Treibstoffeinspritzung während des Anlassens erhöht, was in einer schlechten Zündung resultiert.

Nach dem Beginn des Anlassens wird die perfekte/günsti ge Verbrennungszeit, d. h. die "rev-up"-Zeit von der ersten Zündung bis zur perfekten vollständigen Zündung verlängert. Insbesondere wird die perfekte Verbrennungs zeit bei schwierigen Winterbedingungen weiter verlän gert.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein hauptsächliches Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Erreger-Steuervorrichtung für eine Glüh kerze zu schaffen, bei der ein stetiges Schnellstarten selbst unter ungünstigen Winterbedingungen durchgeführt werden kann.

Um das genannte Ziel der vorliegenden Erfindung zu er reichen, ist eine Erreger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze vorgesehen, die eine Batterie, eine Glühkerze mit niedriger Nennspannung, was eine schnelle Erwärmung bei niedriger Batteriespannung während des Anlassens eines Dieselmotors unter erschwerten Winterbedingungen ermöglicht, Energiesteuermittel, die zwischen der Bat terie und der Glühkerze angeordnet sind, zum Steuern der der Glühkerze zugeführten Energie, und Erreger-Steuer mittel zum Steuern der Energiesteuermittel zwecks Aus gleichens eines quadratischen Mittelwertes der der Glüh kerze angelegten Spannung als niedrige Nennspannung, wenn eine der Glühkerze angelegte Spannung beim Starten des Dieselmotors als höher als die niedrige Batterie spannung ermittelt wird, umfaßt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglich keiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschrei bung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Erreger-Steuer vorrichtung für eine Glühkerze nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Leistungsverhältnis- Charakteristiken in bezug auf Batterie spannungswerte, ausgewählt durch eine Lei stungssteuerungsschaltung bei der Erreger-Steuervorrichtung für die Glüh kerze, zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Glühkerzen-Schnell erwärmungscharakteristiken bei einer Erreger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze zeigt;

Fig. 4A bis 4D Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Erreger-Steuervorrichtung;

Fig. 5 ein Diagramm, das die Charakteristiken von an die Glühkerze angelegten Spannungen zum Zeitpunkt eines Null-sec-Startens eines Dieselmotors unter rauhen Winterbedingun gen zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm, das man durch Umschreiben dieser Spannungscharakteristiken durch Verwendung von RMS (quadratischer oder statistischer Mittelwert)-Niveaus (-Pegeln) erhält;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Charakteristiken von Spannungen zeigt, die an eine Glühkerze zum Zeitpunkt des Null-sec-Starts des Motors während des Aufwärmens wiedergibt;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Erreger-Steuer vorrichtung für eine Glühkerze nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9A bis 9I Zeitdiagramme zur Erläuterung des Basisbe triebs der Erreger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze nach Fig. 8;

Fig. 10A bis 10I Zeitdiagramme zur Erläuterung der Basis operation, wenn ein Diskriminierungsergeb nis einer Kühlwassertemperatur bei der Erreger-Steuervorrichtung nach Fig. 8 60°C oder mehr beträgt;

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Betriebsablaufs, wie er für die in Fig. 8 gezeigte Erreger-Steuervorrichtung typisch ist;

Fig. 12 ein Flußdiagramm, das ein Betriebs- bzw. Leistungssteuerungs-Unterprogramm wieder gibt;

Fig. 13 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Glühspannung (d. h. einer an die Glühkerze angelegten Spannung), die von einem Span nungsdetektor in der Erreger-Steuervorrichtung festgestellt wird, und dem Leistungsverhältnis eines PWM-modulierten Signals zeigt;

Fig. 14 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Motorgeschwindigkeit und den RMS-Wer ten der an die Glühkerze angelegten Span nungen wiedergibt;

Fig. 15 ein Blockschaltbild, das eine Erreger-Steuervorrichtung für eine Glüh kerze zeigt, wobei ein Verfahren zum Steuern der Beaufschlagung der Glühkerze gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einsatz ge langt;

Fig. 16A bis 16D Zeitdiagramme zur Erläuterung der Erreger-Steuerzustände der Glühkerze unter rauhen Winterbedingungen bei der Erreger-Steuervorrichtung nach Fig. 15;

Fig. 17A bis 17D Zeitdiagramme zur Erläuterung der Erreger-Steuerzustände der Glühkerze im Zu standsbereich des Normalbetriebs bei einer Erreger-Steuervorrichtung nach Fig. 15;

Fig. 18A bis 18D Zeitdiagramme zur Erläuterung der Erreger-Steuerzustände der Glühkerze bei der Erreger-Steuervorrichtung der Fig. 15 nach Starten des Motors;

Fig. 19 und 20 Diagramme, die die Erreger-Steuercharakte ristiken einer herkömmlichen Glühkerze wiedergeben; und

Fig. 21 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der an die Glühkerze angelegten Spannung und dem Leistungsverhältnis bei der Erreger-Steuervorrichtung zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Erreger- oder Energiezufuhrsteuervorrichtungen (im folgenden immer unter ersterem Begriff wiedergegeben) für Glühkerzen nach bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Erreger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet 1 eine Batterie;
2 einen Tasten- oder Schlüsselschalter;
3 eine Glühkerze (in dem Ausführungsbeispiel sind vier Glühkerzen dargestellt), die sich teilweise jeweils in eine Verbrennungskammer (nicht gezeigt) eines Zylinder kopfes eines Dieselmotors erstreckt,
4 einen Wassertemperaturfühler zum Unterscheiden (Diskri minieren) einer Kühlwassertemperatur des Motors;
5 einen Wassertemperatur-Diskriminator zum Unterscheiden (Diskriminieren) einer durch den Wassertemperaturfühler 4 festgestellten Kühlwassertemperatur; und
6 einen Konstantspannungsschaltkreis, geschaltet an einen ON-Anschluß 2 a des Tastenschalters 2.

Die in diesem Falle verwendete Glühkerze hat eine nied rige Nennspannung, wodurch ein schnelles Erwärmen bei niedriger Batteriespannung während des Anlassens des Dieselmotors unter rauhen Winterbedingungen möglich ist. Daher ist die niedrige Nennspannung niedriger als eine minimale Batteriespannung angesetzt, die während des Anlassens bei Betätigung eines Starters des Dieselmotors unter den erschwerten Winterbedingungen erzielt wird.

Eine dabei verwendete Glühkerze umfaßt einen keramischen Heizkörper, und der Aufbau ist in der US-PS 47 42 209 beschrieben. Ein widerstandsfähiges keramisches Heizmate rial ist β-SIALON von Hitachi Metal Ltd. oder ein Mate rial, das durch Mischen von Titannitrid mit einem SIALON, umfassend α-Phase oder β-Phase oder (α + β)-Phase, er zeugt wird. Jedes andere widerstandsfähige keramische Material kann aber ebenso verwendet werden, um den glei chen Effekt wie bei SIALON zu erreichen.

Die Konstantspannungsschaltung 6 empfängt eine Batterie spannung über den ON-Anschluß 2 a des Tastenschalters 2 und versorgt einen 1,5-sec-Zeitgeber 7, einen Nachglüh- Zeitgeber 8, einen Motor (ENG)-Signaldetektor 9, eine Referenzspannungsschaltung 10, eine Leistungs- oder Be triebssteuerschaltung 11, einen Antrieb 12, einen Dreieckwellen-Generator 13, einen Batterie-Spannung- Detektor 14 und den Wassertemperatur-Diskriminator 5 mit Antriebsspannung. Der 1,5-sec-Zeitgeber 7 und der Nach glüh-Zeitgeber 8 werden in Gang gesetzt, wenn ein beweg licher Kontakt 2 d des Tastenschalters 2 mit dem ON-An schluß 2 a verbunden wird. Der 1,5-sec-Zeitgeber 7 lie fert fortlaufend ein Zeitgebersignal eines "H"-Pegels, -Zustands bzw. -Niveaus an die Referenzspannungsschal tung 10, bis eine Zeitgeber-Zeit T 1 (T = 1,5 sec bei dieser Ausführungsform) abgelaufen ist. Der Nachglüh- Zeitgeber 8 liefert ein Zeitgebersignal eines "H"-Zu stands (-Niveaus) an die Leistungssteuerungsschaltung 11, bis eine Zeitgeber-Zeit T 2 (T 2 < T 1) abgelaufen ist. Die in dem Nachglüh-Zeitgeber 8 gesetzte Zeit wird ent sprechend einer ermittelten Kühlwassertemperatur, die durch den Temperatur-Diskriminator 5 dem Zeitgeber zuge führt ist, variabel vorgesehen. Die Zähloperation des Nachglüh-Zeitgebers 8 wird stets neu gesetzt, wenn der bewegliche Kontakt 2 d des Tastenschalters 2 von einem Starteranschluß 2 b getrennt wird, wodurch die Zählopera tion wieder gestartet wird.

Ein Startsignal eines "H"-Zustands wird an die Referenz spannung-Schaltung 10 angelegt, wenn der bewegliche Kon takt 2 d des Tastenschalters 2 mit dem Starteranschluß 2 b verbunden wird. Wenn das Startsignal auf "H"-Pegel und das von dem 1,5-sec-Zeitgeber 7 abgegebene Zeitgebersi gnal auf "L"-Niveau gehalten wird, so wird an die Lei stungssteuerungsschaltung 11 über die Referenzspannung- Schaltung 10 eine Referenzspannung Vb angelegt. Wenn das von dem 1,5-sec-Zeitgeber 7 abgegebene Zeitgebersignal auf "H"-Zustand gesetzt ist, wird der Leistungssteue rungsschaltung 11 über die Referenzspannung-Schaltung 10 eine Referenzspannung Va angelegt. Wenn das Zeitgebersi gnal des 1,5-sec-Zeitgebers 7 und das Startersignal auf "L"-Pegel gesetzt sind, wird der Leistungssteuerschal tung 11 über die Referenzspannung-Schaltung 10 eine Referenzspannung Vc angelegt. Momentane Potentiale am ON-Anschluß 2 a des Tastenschalters 2, d. h. momentane Batteriespannungswerte der Batterie 1, werden an die Leistungssteuerungsschaltung 11 über den Batteriespan nungsdetektor 14 angelegt. Die Leistungssteuerschaltung 11 wählt ein geeignetes Leistungsverhältnis auf Basis des Batteriespannungswerts, der über den Batteriespan nungsdetektor 14 eingegeben ist, und des Referenzspan nungswerts, der von der Referenzspannungsschaltung 10 abgegeben wird, nach den Kennlinien I bis III in Fig. 2 aus. Ein das selektierte Leistungsverhältnis aufweisen des Impulssignal wird durch Verwendung eines Dreieckwel leninputs aus dem Dreieckwellen-Generator 13 erzeugt. Das erzeugte Impulssignal wird an den Antrieb 12 abgege ben. Der ON/OFF-Antrieb eines Leistungstransistors Tr bei einer Leistungssteuerungseinheit 15 wird entspre chend dem Impulssignaleingang an den Antrieb 12 ausge führt. Der Emitter des Transistors Tr ist mit der positi ven Klemme der Batterie 1 verbunden, und die Glühkerze ist zwischen Erde und dem Kollektor des Transistors Tr geschaltet.

Ein Verfahren zum Selektieren des Leistungsverhältnisses mittels der Leistungssteuerungsschaltung 11 wird nachfol gend beschrieben. Wenn die Referenzspannung 2 a der Refe renzspannung-Schaltung 10 an der Leistungssteuerungs schaltung 11 anliegt, ergibt sich durch die Kennlinie I ein Leistungsverhältnis entsprechend einem Batteriespan nungswert, um so einen Betrieb schnellen Erwärmens zu setzen. Wenn die Referenzspannung Vb abgegeben wird, wird ein Leistungsverhältnis entsprechend einem Batterie spannungswert durch die Kennlinie II gegeben, um den Anlaßbetrieb zu setzen. Gleichermaßen wird, wenn die Referenzspannung Vc abgegeben wird, ein Leistungsverhält nis entsprechend einem Batteriespannungswert durch die Kennlinie III festgelegt, um einen Nachglühbetrieb fest zulegen.

Fig. 3 zeigt Schnellerwärmungskennlinien, wie sie bei der Erreger-Steuervorrichtung dieser Ausführungsform verwendet werden. Beispielsweise erhält man, wenn eine an die Glühkerze angelegte Spannung mit 6 V gegeben ist, eine Schnellerwärmungskennlinie IV, wie sie durch die ausgezogene Kurve angedeutet ist. Im einzelnen wird eine Hochleistungsglühkerze verwendet, so daß die Temperatur der Glühkerze innerhalb 1,5 sec 800°C erreichen kann, wenn die an die Glühkerze angelegte Spannung 6 V beträgt. Eine herkömmliche Glühkerze erfordert eine Spannung von beispielsweise 9 V, um die Schneller wärmungskennlinie IV zu erreichen. Wenn die Glühkerze 3, wie sie bei dieser Ausführungsform verwendet wird, zum Einsatz gelangt, erhält man eine Schnellerwärmungskenn linie V, wie sie durch die strichpunktierte Linie ge zeigt ist.

Bei der Erreger-Steuervorrichtung nach Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 16 ein Laderelais, dessen beweglicher Kontakt 16 a geerdet ist. Signale über den beweglichen Kontakt 16 a des Laderelais mit "L" und "H"-Pegel (Zu stand, Niveau) werden dem Motorsignaldetektor 9 als Motorsignale zugeführt. Wenn das Motorsignal nicht auf "H"-Zustand gesetzt ist, d. h. wenn der Motor nicht in Gang gesetzt wird, selbst wenn 10 Sekunden nach Verbin dung des beweglichen Kontaktes 2 d des Tastenschalters 2 mit dem ON-Anschluß 2 a abgelaufen sind, so gibt der Motorsignal-Detektor 9 ein Signal zum zwangsweisen Abbrechen des Zählens des Nachglüh-Zeitgebers 8 an den Nachglüh-Zeitgeber 8 aufgrund des durch das Laderelais 16 erhaltenen Motorsignals ab. Wenn das Zählen des Nach glüh-Zeitgebers 8 beendet oder zwangsweise abgebrochen ist, wird die Erzeugung des Impulssignals in der Lei stungsschaltung 11 unterbrochen. Der Transistor Tr in der Leistungssteuerungseinheit 15 wird abgeschaltet gehalten.

Im folgenden wird der Betrieb der Erreger-Steuervorrich tung für eine Glühkerze obiger Anordnung beschrieben. Es sei angenommen, daß der Tastenschalter 2 betätigt wird, um ein schnelles Starten von ungefähr null sec auszufüh ren, so daß der bewegliche Kontakt 2 d mit dem Starteran schluß 2 b verbunden ist, während er mit dem ON-Anschluß 2 a (d. h. Zeit a in Fig. 4A) verbunden ist. In diesem Fall werden, wenn der bewegliche Kontakt 2 d mit dem ON-Anschluß 2 a verbunden ist, an den 1,5-sec-Zeitgeber 7, den Nachglühzeitgeber 8, den Motorsignaldetektor 9, die Referenzspannung-Schaltung 10, die Leistungssteue rungsschaltung 11, den Antrieb 12, den Dreieckwellen- Generator 13, den Batteriespannung-Detektor 14 und Was sertemperatur-Diskriminator 5 Antriebsspannungen ange legt. Der 1,5-sec-Zeitgeber 7 und der Nachglühzeitgeber 8 werden gestartet, wenn der bewegliche Kontakt 2 d des Tastenschalters 2 mit dem ON-Anschluß 2 a verbunden ist. Ein Zeitgebersignal eines "H"-Pegels wird dem Referenz spannung-Schaltkreis 10 über den 1,5-sec-Zeitgeber 7 (Zeit a in Fig. 4B) zugeführt. Ein Zeitgebersignal eines "H"-Pegels wird der Leistungssteuerungsschaltung 11 über den Nachglühzeitgeber 8 (Zeit a in Fig. 4C) zugeführt. Wenn die Referenzspannung-Schaltung 10 das Zeitgebersi gnal des "H"-Zustands von dem 1,5-sec-Zeitgeber 7 emp fängt, so versorgt die Referenzspannung-Schaltung 10 die Leistungssteuerungsschaltung 11 (Zeit a in Fig. 4D) mit der Referenzspannung Va. Die Leistungssteuerungsschal tung 11 selektiert die Kennlinie I der in Fig. 2 gezeig ten Kennlinien I bis III auf der Basis der Referenzspan nung Va. Ein Leistungsverhältnis, das dem gegenwärtigen Batteriespannungswert entspricht, wird auf der Basis der Kennlinie I abgeleitet. Ein Impulssignal, das das erhal tene Leistungsverhältnis aufweist, wird dem Antrieb 12 zugeführt.

Wenn ein Schnellstarten des Motors von ungefähr null sec im rauhen Winter ausgeführt werden soll, ist eine hohe Anlaßenergie erforderlich, um den Spannungswert der Batterie 1 maßgeblich zu vermindern. Wenn beispielsweise ein verringerter Spannungswert der Batterie, der durch den Batteriespannungsdetektor 14 ermittelt wird, 6 V erreicht, beträgt das Leistungsverhältnis des durch die Leistungssteuerungsschaltung 11 erzeugten Impulssignals auf der Basis der Kennlinie I 100%. Der Transistor Tr wird infolge des Impulssignalausgangs über den Antrieb 12 im eingeschalteten Zustand gehalten. Das heißt, die Span nung von 6 V als ein verringerter Spannungswert wird über den Transistor Tr jeder Glühkerze 3 angelegt. Die Glühkerze 3 beginnt eine Schnellerwärmung entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Kennlinie IV. Wenn die in dem 1,5-sec-Zeitgeber 7 gesetzte Zeit T 1 (1,5 sec) abgelau fen ist, fällt (nimmt) ein der Referenzspannung-Schal tung 10 zugeführtes Zeitgebersigal ab (Zeit b in Fig. 4B). Deshalb wird die in der Leistungssteuerungsschal tung 11 über die Referenzspannung-Schaltung 10 gesetzte Referenzspannung Vb (Zeit b in Fig. 4D). Nachdem der Wert der Referenzspannung der Leistungssteuerungsschal tung 11 als Vb gesetzt ist, wird ein Leistungsverhält nis entsprechend dem gegenwärtigen Batteriespannungswert auf Basis der in Fig. 2 gezeigten Kennlinie II abgelei tet. Das das abgeleitete Leistungsverhältnis aufweisende Impulssignal wird dem Antrieb 12 zugeführt. Der RMS-Wert der der Glühkerze 3 angelegten Spannung wird durch den Transistor Tr, dessen Ein-/Aus-Zustand durch den Ausgang des Antriebs 12 betätigt wird, auf 4,5 V gesetzt. Des halb erreicht die Temperatur der Glühkerze 3 gemäß der Schnellerwärmungskennlinie IV 800°C. Während des Anlassens wird die RMS-Spannung von 4,5 V angelegt, und die Glühkerzentemperatur wird auf einer hohen Temperatur von z. B. 1000°C gehalten. Aus diesem Grund kann selbst dann, wenn ein Batteriespannungswert beim Starten des Motors unter harten Winterbedingungen stark verringert ist, ein Schnellstart von ungefähr null Sekunden vernünftig ausgeführt werden.

Wenn der bewegliche Kontakt 2 d des Tastenschalters 2 von dem Starteranschluß 2 b (Zeit c in Fig. 4A) gelöst wird, so wird das Startersignal auf "L"-Pegel gesetzt, und der Referenzspannungswert, der über den Referenzspannung- Schaltkreis 10 in der Leistungssteuerungsschaltung 11 gesetzt ist, wird Vc (Zeit c in Fig. 4D). Wenn der in der Leistungssteuerungsschaltung 11 gesetzte Referenz spannungswert Vc wird, wird ein dem gegenwärtigen Bat teriespannungswert entsprechendes Leistungsverhältnis auf der Basis der in Fig. 2 gezeigten Kennlinie III abge leitet. Der Wert der der Glühkerze 3 angelegten Spannung wird durch das Impulssignal auf 3 V gesetzt, was das abgeleitete Leistungsverhältnis aufweist. Auf diese Weise wird durch Vermindern der RMS-Spannung die Tempera tur der Glühkerze während des Nachglühbetriebs auf unge fähr 800°C gehalten, so daß die Lebensdauer der Glühkerze verlängert wird. Das Zählen des Nachglühzeit gebers 8 wird zur Zeit c in Fig. 4C neu gesetzt, und es wird neu gestartet. Wenn die Zeit T 2 zu einem Zeitpunkt d in Fig. 4C abgelaufen ist, fällt das Zeitgebersignal ab. Auf das Zeitgebersignal mit "L" durch den Nachglüh zeitgeber 8 wird die Erzeugung des Impulssignals durch die Leistungssteuerungsschaltung 11 unterbrochen. Durch diese Unterbrechung der Erzeugung des Impulssignals wird der Transistor Tr im Aus-Zustand gehalten, und die Ener giezufuhr an die Glühkerze 3 wird unterbrochen. Das heißt, daß während eines Zeitabschnitts zwischen Zeitpunkt c und Zeitpunkt d, d. h. der Zeit T 2, der RMS-Wert der an die Glühkerze 3 angelegten Spannung auf 3 V gehalten wird, und es kann eine stetig bzw. konstante Erwärmung nach Schnellerwärmung erreicht werden.

Während des Zeitabschnitts zwischen Zeit b und Zeit c in Fig. 4A bis 4D wird der RMS-Wert der an die Glühkerze 3 angelegten Spannung als 4,5 V gesetzt, da eine Verringe rung der Temperatur der Glühkerze 3 durch Leichtöl als Brennstoff und ein Druckluftfluß kompensiert werden müssen. Wenn selbst nach Ablauf von 10 sec in dem Motor signaldetektor 9 das Motorsignal von "H"-Pegel nicht ermittelt wird, d. h. wenn der bewegliche Kontakt 2 d des Tastenschalters 2 nicht mit dem Startanschluß 2 b nach Ablauf von 10 sec nach einer Verbindung des beweglichen Kontakts 2 d mit dem ON-Anschluß 2 a verbunden ist, wird das Zählen des Nachglühzeitgebers 8 zwangsweise beendet. Die Erzeugung des Impulssignals in der Leistungssteue rungsschaltung 11 wird unterbrochen. Der Transistor Tr in der Energiesteuerungseinheit 15 wird zwangsweise im Aus-Zustand gehalten, und deshalb wird die folgende Ver sorgung der Glühkerze 3 mit Energie unmittelbar unter brochen.

In der vorstehenden Beschreibung wird der bewegliche Kontakt 2 d des Tastenschalters 2 auf der Startbetrieb- Position verbunden gehalten, um ein Anlassen des Motors selbst nach Ablauf einer Zeit T 1 in dem 1,5-sec-Zeitge ber 7 auszuführen. Wenn jedoch das Anlassen des Motors während der Zeit T 1 des 1,5-sec-Zeitgebers 7 abgeschlos sen wird, wird der Tastenschalter 2 auf die ON-Betriebs position während eines Zeitabschnittes zwischen Zeit a bis Zeit b in Fig. 4A zurückgeführt. Wenn die Zeit T 1 des 1,5-sec-Zeitgebers 7 abgelaufen ist, wird der Refe renzspannungswert der Leistungssteuerungsschaltung 11 durch die Referenzspannung-Schaltung sofort auf Vc ge setzt. Der RMS-Wert der der Glühkerze 3 angelegten Span nung ist nicht auf 4,5 V als Booster-(Erhöhungs-)Span nungswert des Anlassens gesetzt, sondern wird sofort auf 3 V verringert. Fig. 5 zeigt Änderungscharakteristiken der bei dieser Betriebsweise der Glühkerze 3 angelegten Spannungen. Nach einer Zeit P 3 nach Ablauf von 1,5 sec wird eine der Glühkerze 3 angelegte Spannung intermit tierend gesteuert, so daß ihr RMS-Wert bei 3 V gehalten wird. Fig. 6 ist ein durch Wiederschreiben der Wechsel charakteristiken der Spannung durch RMS-Spannungspegel erhaltenes Diagramm. Nach Ablauf von 1,5 sec nach Start der Erregung wird der RMS-Spannungswert von 6 V auf 3 V verringert, und danach wird der RMS-Spannungswert von 3 V intermittierend der Glühkerze 3 angelegt, bis die Zeit T 2 des Nachglühzeitgebers 8 abgelaufen ist (T 2 = 600 sec in Fig. 6). Eine durch gestrichelte Linie angedeutete Kennlinie zeigt einen Wechsel des RMS-Werts der der Glühkerze angelegten Booster-Spannung von 4,5 V an. Eine durch die abwechselnd mit langen und kurzen Strichen in Fig. 6 angedeutete Kennlinie stellt die zwangsweisen Unterbrechungscharakteristiken bei Halten des Tasten schalters 2 in der ON-Betriebsposition dar.

Bei der vorstehenden Ausführungsform ist ein Beispiel eines Schnellstartens von ungefähr null Sekunden des Motors während rauher Winterbedingungen aufgezeigt. Hin gegen kann ein Schnellstarten von ungefähr null Sekunden in einer warmen Jahreszeit in folgender Weise ausgeführt werden. Im einzelnen ist während des Anlassens des Motors in der warmen Jahreszeit der Spannungsabfall der Batterie 1 gering, und ihre Spannung ist höher als 6 V. Während die Referenzspannung Vr in der Leistungssteue rungsschaltung 11 durch die Referenzsignal-Schaltung 10 gesetzt wird (d. h. für 1,5 sec nach Starten des Motors), wird das Leistungsverhältnis der der Glühkerze 3 angelegten Spannung selbst innerhalb der 1,5 sec nach Starten der Spannung entsprechend einem Impulssignal gesteuert, das ein auf der Basis der Kennlinie I abgelei tetes Leistungsverhältnis aufweist. Der RMS-Wert der der Glühkerze angelegten Spannung wird auf 6 V gehalten, wie dies durch Wechselcharakteristiken der der Glühkerze angelegten Spannung in Fig. 7 angedeutet ist. Wenn diese Wechselcharakteristiken durch RMS-Wertpegel dargestellt sind, können die gleichen Charakteristiken wie in Fig. 5 erzielt werden. Das heißt, daß dann, wenn eine Spannung von 6 V oder höher direkt der Glühkerze während des Motorstar tens zu warmer Jahreszeit angelegt wird, die Leistungs steuerung der der Glühkerze 3 angelegten Spannung so durchgeführt wird, daß ihr RMS-Wert auf 6 V gesetzt wird. Ein Überhitzen der Glühkerze 3 durch eine über mäßig hohe Energie kann vermieden werden. Ein durch schnellen Temperaturanstieg verursachtes Reißen kann verhindert werden. Da der RMS-Spannungswert der Glüh kerze 3 auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, sind die Erfordernisse bezüglich Temperaturanstiegsvariatio nen der verwendeten Glühkerze nicht so strikt. Man kann von einer Kostenreduzierung ausgehen.

Bei dieser Ausführungsform wird eine Hochleistungs-Glüh kerze verwendet, die eine Erreger- bzw. Beaufschlagungs zeit von 1,5 sec zum Erhitzen der Kerze auf 800°C bei einer Spannung von 6 V erfordert. Vorzugsweise liegt die zum Erwärmen der Kerze auf 800°C bei einer Spannung von 6 V erforderliche Beaufschlagungszeit in einem Bereich von 3 sec, um ein Schnellstarten von ungefähr null sec zu ermöglichen, was hinsichtlich der Start charakteristiken außergewöhnlich gut ist. Bei der Erre ger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze nach dieser Ausführungsform wird eine Hochleistungsglühkerze vorge sehen, die einen Minimalwert einer Schnellerwärmungsspan nung erfordert, der geringer als eine Batteriespannung ist, die beim Start des Dieselmotors in rauhen Winterbe dingungen erniedrigt bzw. abgesenkt wird. Die dieser Hochleistungsglühkerze angelegte Spannung wird über wacht. Wenn die der Glühkerze angelegte Spannung niedri ger als die abgesenkte Batteriespannung ist, wird der RMS-Wert dieser Spannung so verringert, daß er ungefähr gleich dem verringerten Batteriespannungswert ist. Selbst wenn während des Startens des Dieselmotors unter rauhen Winterbedingungen die Batteriespannung stark abgesenkt ist, kann die Schnellerwärmung der Glühkerze auf der Basis der abgesenkten Batteriespannung durchgeführt wer den. Deshalb kann ein Schnellstarten des Motors von unge fähr null-sec optimal durchgeführt werden. Wenn der Glüh kerze eine Spannung angelegt wird, die höher als die ver ringerte Batteriespannung ist, wird die der Glühkerze an gelegte Spannung so gesteuert, daß sie annähernd gleich der verringerten Batteriespannung ist. Ein Überhitzen der Glühkerze während des Startens des Motors zur warmen Jahreszeit kann vermieden werden, und das Reißen des Motors durch schnellen Temperaturanstieg kann ebenfalls vermieden werden. Da stets der RMS-Wert der Glühkerze angelegten Spannung konstant gehalten werden kann, sind die Erfordernisse der Temperaturanstiegsvariationen bei verwendeten Glühkerzen nicht so strikt. Somit kann mit einer kurzen Reduzierung gerechnet werden.

Fig. 8 zeigt eine Erreger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 8 bezeichnet Bezugszeichen 101 eine Batterie; 102 einen Tastenschalter; 103 eine sich teilweise jeweils in eine Verbrennungskammer (nicht gezeigt) eines Zylinderkopfes eines Dieselmotors erstreckende Glühkerze; 104 einen Wassertemperaturfühler zum Feststellen einer Kühlwasser temperatur des Motors; 105 einen Wassertemperatur-Diskri minator zum Ermitteln (Diskriminieren) einer durch den Wassertemperaturfühler 104 ermittelten Kühlwassertempera tur; und 106 eine Konstantspannungsschaltung, die mit einem ON-Anschluß 102 a des Tastenschalters 102 verbunden ist.

Die Konstantspannungsschaltung 106 nimmt eine Batterie spannung über den ON-Anschluß 102 a des Tastenschalters 102 auf und gibt Antriebsspannungen an den Wassertempe ratur-Diskriminator 105, einen Schnell-Vorerhitzungs- Zeitgeber 107, einen Nachglühzeitgeber 108, einen ON- Zustand-Zeitgeber 109, einen ST-Positions-Detektor 110, einen Spannungsdetektor 111, einen F/V (Frequenz/Span nung)-Konverter 112, einen Referenzspannung-Generator 113, einen Dreieckwellen-Generator 114 und einen Anzeig lampen-Zeitgeber 115 ab. Der Schnell-Vorerhitzungs-Zeit geber 107, der ON-Zustand-Zeitgeber 109 und der Anzeig lampen-Zeitgeber 115 werden in Gang gesetzt, wenn ein beweglicher Kontakt 102 d des Tastenschalters 102 mit dem ON-Anschluß 102 a verbunden ist. Der Schnell-Vorerwär mungs-Zeitgeber 107 gibt kontinuierlich ein Zeitgebersi gnal von "H"-Pegel an ein OR-Gate OR 1 und den Spannungs detektor 111 ab, bis seine Zeitgeber-Zeit T 1 beendet ist. Der ON-Zustand-Zeitgeber 109 gibt kontinuierlich ein Zeitgebersignal im "H"-Zustand an ein OR-Gate OR 2 ab, bis seine Zeitgeber-Zeit T 2 (T 2 = 10 sec; T 2 < T 1) abgelaufen ist. Der Anzeigelampen-Zeitgeber 115 gibt kontinuierlich ein Zeitgebersignal mit "H"-Pegel an die Basis eines npn-Transistors Tr 1 ab, bis seine Zeitgeber zeit T 4 (T 4 = 1,5 sec bei dieser Ausführungsform) been det ist. Der Transistor Tr 1 wird auf das Zeitgebersignal mit "H"-Pegel von dem Anzeigelampen-Zeitgeber 115 hin in Ein-Zustand versetzt, und eine Anzeigelampe 119, die zwischen dem Kollektor des Transistors Tr 1 und dem ON- Anschluß 102 a des Tastenschalters 102 geschaltet ist, wird eingeschaltet.

Auf ein von dem ST-Positionsdetektor 110 abgegebenes ST-Positions-Detektionssignal hin wird der Nachglühzeit geber 108 gestartet. Das Zählen des Nachglühzeitgebers 108 wird begonnen, wenn das ST-Positions-Detektionssi gnal abfällt. Der Nachglühzeitgeber 108 gibt kontinuier lich ein Zeitgebersignal mit "H"-Pegel an ein AND-Gatter AND 1 ab, bis seine vorbestimmte Zeitgeberzeit T 3 (T 3 = 10 min bei dieser Ausführungsform) abgelaufen ist. Der ST-Positions-Detektionssignaloutput durch den ST-Posi tionsdetektor 110 läuft hoch, wenn ein beweglicher Kon takt 102 d des Tastenschalters 102 mit einem Starteran schluß 102 b verbunden wird. Wenn der bewegliche Kontakt 102 d von dem Starteranschluß 102 b gelöst wird, sinkt (fällt) das ST-Positions-Detektionssignal ab. Der ST-Posi tion-Detektionssignalausgang aus dem ST-Positionsdetek tor 110 wird dem ON-Zustand-Zeitgeber 109 und dem OR-Gat ter OR 2 angelegt. Das Zeitgebersignal mit "H"-Pegelaus gang aus dem ON-Zustand-Zeitgeber 109 wird am vorauslau fenden Rand des ST-Position-Detektionssinals von einem "L"-Pegel auf einen "H"-Pegel zwangsweise unwirksam ge macht (umgewandelt). Der ST-Position-Detektionssignal ausgang aus dem ST-Positionsdetektor 110 wird ebenfalls dem F/V-Konverter 112 angelegt. Wenn das ST-Position- Detektionssignal auf "H"-Pegel gesetzt ist, gibt der F/V-Konverter 112 ein F/V-Umwandlungs (Konversions)-Si gnal an den Referenzspannung-Generator 113 ab. Im einzel nen empfängt ein Anschluß 112 a des F/V-Konverters 112 ein Motorgeschwindigkeitssignal. Der F/V-Konverter 112 gibt ein Spannungssignal als F/V-Umwandlungssignal ent sprechend der Motorgeschwindigkeit an den Referenzspan nung-Generator 113 auf der Basis des Eingangssignals ab.

Die der Glühkerze 103 angelegten Spannungen (die im folgenden als Glühspannungen bezeichnet werden) werden sequentiell zurückgeführt und durch den Spannungsdetek tor 111 überwacht. Ein Wert der in dem Schnell-Vorwärm- Zeitgeber 107 gesetzten Zeitgeberzeit T 1 wird variabel entsprechend der durch den Spannungsdetektor 111 über wachten Glühspannung gesetzt. Eine Referenzspannung, die im Verhältnis zu einem Anstieg in der durch den Span nungsdetektor 111 überwachten bzw. ermittelten Glühspan nung erhöht ist, wird dem invertierenden Eingangsan schluß eines Komparators 116 über der Referenzspannung 113 angelegt bzw. zugeführt. Von dem Dreieckwellen-Gene rator 114 wird ein Dreieckwellen-Spannungssignal dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 116 zugeführt. Der Dreieckwellen-Spannungssignaleingang von dem Dreieckwellen-Generator 114 wird mit dem Refe renzspannung-Eingang an den invertierenden Eingangsan schluß des Komparators 116 verglichen. Ein Vergleichsaus gang wird von dem Komparator 116 dem OR-Gate OR 1 ange legt. Ein Ausgang von dem OR-Gate OR 1 wird einem AND- Gate AND 3 angelegt. Ein Ausgang aus einem Inverter INV zum Invertieren eines Ausganges von dem AND-Gate AND 3 wird der Basis eines pnp-Leistungstransistors Tr 2 zuge führt. Wenn der Transistor Tr 2 in Ein-Zustand versetzt ist, wird eine Energiequellenspannung der Batterie 101 der Glühkerze 103 angelegt.

Ein Referenzpegel des durch den Dreieckwellen-Generator 114 erzeugten Dreieckwellen-Spannungssignals wird in zwei Schritten entsprechend einem Kühlwassertemperatur- Diskriminierungswert von dem Wassertemperatur-Diskri minator 105 geändert. Wenn eine Kühlwassertemperatur als geringer als -15°C ermittelt wird, wird der Refe renzpegel des Dreieckwellen-Spannungssignals auf einen höheren Pegel gesetzt. Wenn jedoch die Kühlwassertempera tur als -15°C oder höher diskriminiert wird, so wird der Referenzpegel des Dreieckwellen-Spannungssignals auf einen niedrigeren Pegel gesetzt. Während der Schnell-Vorwärm-Zeitgeber 107 kontinuierlich ein Zeit gebersignal mit "H"-Pegel an den Spannungsdetektor 111 abgibt, wird die auf der Basis der durch den Spannungs detektor 111 überwachten bzw. ermittelten Glühspannung gesetzte Referenzspannung nicht von dem Referenzspan nungsgenerator 113 an den Komparator 116 angelegt. Wenn das der Motorgeschwindigkeit entsprechende F/V-Konver sionssignal von dem F/V-Konverter 112 eingegeben wird, verringert der Referenzspannungsgenerator 113 den Refe renzspannungswert in Abhängigkeit von einem Anstieg der Motorgeschwindigkeit.

Wenn die Kühlwassertemperatur als 60°C oder weniger durch den Wassertemperatur-Diskriminator 105 ermittelt wird, wird ein Signal mit "H"-Pegel an das AND-Gate AND 1 angelegt. Ein Ausgang des AND-Gates AND 1 wird dem OR- Gate OR 2 angelegt. Ein Ausgang von dem OR-Gate OR 2 wird dem AND-Gate AND 3 angelegt. Signale mit "H"- und "L"- Pegeln über einen beweglichen Kontakt 117 d eines Lade relais 117 werden als Motorsignale an das AND-Gate AND 1 angelegt. Das heißt, daß ein normalerweise geschlossener Kon taktanschluß 117 a des Laderelais 117 normalerweise mit der Erdleitung verbunden ist. Ein normalerweise offener Kontaktanschluß 117 b des Laderelais 117 wird normaler weise mit dem ON-Anschluß 102 a des Tastenschalters 102 geschaltet. Der bewegliche Kontakt 117 d, der mit dem normalerweise geschlossenen Kontaktanschluß 117 a geschal tet ist, wird mit dem normalerweise offenen Kontaktan schluß 117 b nach Motorbetrieb geschaltet. Eine Ladere laislampe 118 wird zwischen dem normalerweise offenen Kontaktanschluß 117 b des Laderelais 117 und einem ge meinsamen Anschluß 117 c desselben geschaltet.

Der Betrieb der Erreger- bzw. Beaufschlagungssteuervor richtung für eine Glühkerze mit der vorstehend beschrie benen Anordnung wird im folgenden beschrieben. Wenn der Tastenschalter 102 betätigt wird, um seinen beweglichen Kontakt 102 d mit dem ON-Anschluß 102 a (Zeit a in Fig. 9A) zu verbinden, wird dem Wassertemperatur-Diskrimi nator 105, dem Schnell-Vorwärm-Zeitgeber 107, dem Nach glühzeitgeber 108, dem ON-Zustand-Zeitgeber 109, dem ST-Position-Detektor 110, dem Spannungsdetektor 111, dem F/V-Konverter 112, dem Referenzspannungsgenerator 113, dem Dreieckwellen-Generator 114 und dem Anzeigelampen- Zeitgeber 115 über eine Konstantspannungsschaltung 106 eine Batteriespannung angelegt. Der Anzeigelampen-Zeit geber 115, der Schnell-Vorwärm-Zeitgeber 107 und der ON-Zustand-Zeitgeber 109 werden gestartet (Zeit a in Fig. 9B, 9D und 9F), und zwar nach Empfang/Anlegen der Antriebsspannungen durch die Konstantspannungsschaltung 106. Zeitgebersignale mit "H"-Zustand werden von dem Anzeigelampen-Zeitgeber 115, dem Schnell-Vorwärm-Zeit geber 107 und dem ON-Zustand-Zeitgeber 109 an den Tran sistor Tr 1, das OR-Gate OR 1 und das OR-Gate OR 2 ange legt. Daher wird der Transistor Tr 1 in Ein-Zustand ver setzt, um die Anzeigelampe 119 einzuschalten. Ausgänge mit "H"-Pegel von OR-Gates OR 1 und OR 2 werden über das AND-Gate AND 3 vorgesteuert bzw. ausgeblendet. Der Transistor Tr 2 wird über den Inverter INV (Zeit a in Fig. 9H) angesteuert. Nach Ansteuerung des Transistors Tr 2 wird die Energiequellenspannung der Batterie 101 an die Glühkerze 103 angelegt, und die Temperatur der Glüh kerze 103 wird schnell erhöht (Zeit a in Fig. 9I). Die Ladelampe 118 wird nach Betätigung des Tastenschalters 102 und Verbindung des beweglichen Kontaktes 102 d mit dem ON-Anschluß 102 a durch einen Stromfluß(weg) einge schaltet, der aus dem ON-Anschluß 102 a, dem beweglichen Kontakt 117 d des Laderelais 117 und dem normalerweise ge schlossenen Kontaktanschluß 117 a des Laderelais 117 (Zeit a in Fig. 9C) besteht.

Wenn die Zeitgeberzeit T 1 des Schnell-Vorwärmzeitgebers 107 abgelaufen ist und sein Zeitgebersignal abfällt (Zeit b in Fig. 9D), wird die auf der von dem Spannungs detektor 111 überwachten Glühspannung basierende Refe renzspannung von dem Referenzspannungsgenerator 113 dem Komparator 116 angelegt. Der Referenzspannungseingang an dem Komparator 116 wird mit dem Dreieckwellen-Spannungs signal von dem Dreieckwellen-Generator 114 verglichen. Ein Vergleichsausgang von dem Komparator 116 wird dem OR-Gate OR 1 angelegt. Das heißt, es wird ein PWM-modu liertes Signal, das ein vorbestimmtes, auf Basis des Re ferenzspannungseingangs an den invertierenden Eingangs anschluß des Komparators 116 bestimmtes Leistungsverhält nis aufweist, dem OR-Gate OR 1 angelegt. Das Zeitgebersi gnal mit "H"-Pegel, das dem OR-Gate OR 1 und dem Schnell-Vorwärmzeitgeber 107 eingegeben ist, wird abge schaltet. Danach wird der PWM-modulierte Signalausgang von dem Komparator 116 über das OR-Gate OR 1 torgesteu ert. Das PWM-modulierte Signal über das OR-Gate OR 1 wird weiter durch das AND-Gate AND 3 torgesteuert. Der Ausgang von dem AND-Gate AND 3 wird durch den Inverter INV inver tiert, und das invertierte Signal steuert die ON/OFF-Ope ration des Transistors Tr 2 (Zeit b in Fig. 9H). Das heißt, zu diesem Zeitpunkt wird die Schnellerwärmung der Glühkerze 103 durch Verwendung einer hohen Energie ver vollständigt, und es wird ein stabiles Erwärmen mit nie driger Energie in Gang gesetzt.

Wenn die Zeitgeberzeit T 4 des Anzeigelampen-Zeitgebers abgelaufen ist (Zeit c in Fig. 9B), wird der Transistor Tr 1 abgeschaltet, und die Anzeigelampe 119 wird eben falls abgeschaltet. Wenn die Anzeigelampe 119 abgeschal tet ist, wird der bewegliche Kontakt 102 d des Tasten schalters 102 mit dem Starteranschluß 102 b verbunden, während der bewegliche Kontakt 102 d in Verbindung mit dem ON-Anschluß 102 a gehalten wird (Zeit d in Fig. 9A). Die Verbindung des beweglichen Kontakts 102 d des Tasten schalters 102 mit dem Starteranschluß 102 d wird durch den ST-Positionsdetektor 110 festgestellt. Während der bewegliche Kontakt 102 d mit dem Starteranschluß 102 b, verbunden gehalten wird, gibt der ST-Positionsdetektor 110 ein ST-Positions-Detektionssignal mit "H"-Pegel ab. Das Zeitgebersignal mit "H"-Pegel, das von dem ON-Zu stand-Zeitgeber 109 abgegeben wird, wird von der voraus laufenden Kante des ST-Positions-Detektionssignals vom "L"-Pegel auf "H"-Pegel auf der Basis des ST-Posi tions-Detektionssignalausgangs von dem ST-Positions-De tektor 110 abgeschaltet (Zeit d in Fig. 9F). Zu diesem Zeitpunkt blendet jedoch das OR-Gate OR 2 das ST-Posi tions-Detektionssignal mit "H"-Pegel, das über den ST-Po sitions-Detektor 110 eingegeben ist, ein. So wird das PWM-modulierte Signal, das über das OR-Gate OR 1 einge blendet ist, kontinuierlich über das AND-Gate AND 3 einge blendet. Der Ausgang von dem AND-Gate AND 3 steuert die ON/OFF-Ansteuerung des Transistors Tr 2 über den Inverter INV.

Wenn der Motor dreht, d. h., wenn die Ladelampe 118 abge schaltet ist (Zeit e in Fig. 9C), wird der bewegliche Kontakt 102 d des Tastenschalters 102 von dem Starteran schluß 102 b gelöst und mit dem ON-Anschluß 102 a (Zeit e in Fig. 9A) verbunden. Der ST-Position-Detektionssignal ausgang von dem ST-Positions-Detektor 110 fällt ab, und das Zählen des Nachglühzeitgebers 108 wird an der nach laufenden Kante des ST-Position-Detektionssignals begon nen. Ein Zeitgebersignal mit "H"-Pegel wird von dem Nach glühzeitgeber 108 an das AND-Gate AND 1 angelegt. In diesem Fall wird der zweite Eingang, d. h. einer der ver bleibenden Eingänge an dem AND-Gate AND 1, zu dem Motor signal mit "H"-Pegel nach Verbindung des beweglichen Kon takts 117 d des Laderelais 117 mit dem normalerweise offe nen Kontaktanschluß 117 b. Wenn der dritte Eingang als ein Signal mit "H"-Pegel von dem Wassertemperatur-Diskri minator 105 dem AND-Gate AND 1 angelegt wird, wird das Zeitgebersignal mit "H"-Pegel, das von dem Nachglühzeit geber 108 abgegeben ist, über das AND-Gate AND 1 torge steuert. Das heißt, wenn die Kühlwassertemperatur als 60°C oder weniger in dem Wassertemperatur-Diskriminator 105 ermittelt bzw. diskriminiert worden ist, wird das von dem Nachglühzeitgeber 108 abgegebene Zeitgebersignal mit "H"-Pegel durch das AND-Gate AND 1 (Zeit e in Fig. 9E) torgesteuert und dann dem OR-Gate OR 2 angelegt. In ande ren Worten wird, nachdem das ST-Position-Detektionssi gnal mit "H"-Pegel abgeschaltet ist, das von dem Nachglüh zeitgeber 108 abgegebene Zeitgebersignal mit "H"-Pegel ausgang durch das OR-Gate OR 2 torgesteuert. Das über das OR-Gate OR 1 PWM-modulierte Signal wird über das AND-Gate AND 3 intermittierend torgesteuert, und zwar entsprechend einem Zeitgebersignal mit "H"-Pegel, torgesteuert durch das OR-Gate OR 2. Das über den Inverter INV PWM-modulier te Signal steuert die ON/OFF-Operation des Transistors Tr 2. Wenn die Zeit T 3 des Nachglühzeitgebers 108 abge laufen ist, wird das Zeitgebersignal mit "H"-Pegel, das durch das AND-Gate AND 1 torgesteuert ist, abgeschaltet (Zeit f in Fig. 9E). Das PWM-modulierte Signal über das OR-Gate OR 1 wird gesperrt. Die ON/OFF-Ansteuerung des Transistors Tr 2 über den Inverter INV wird unterbrochen (Zeit f in Fig. 9H), und die Zufuhr einer niedrigen Ener gie an die Glühkerze 103 wird unterbrochen. Danach wird die Temperatur der Glühkerze 103 schnell von dem stetigen Zustand (Zeit f in Fig. 9I) verringert.

Wenn der Nachglühzeitgeber 108 beginnt, das Zeitgebersi gnal mit "H"-Pegel zu erzeugen, und wenn ein Ergebnis des Wassertemperatur-Diskriminators 105 60°C oder höher be trägt, so kann das Zeitgebersignal mit "H"-Pegel, das von dem Nachglühzeitgeber 108 abgegeben wird, nicht durch das AND-Gate AND 1 torgesteuert werden. Die Zufuhr von Energie zur Glühkerze 103 wird dann unterbrochen (Zeitdiagramme in Fig. 10A bis 10I). Zu Beginn des Be triebs wird, wenn der bewegliche Kontakt 102 d des Tasten schalters 102 mit dem ON-Anschluß 102 a verbunden gehal ten, d. h., wenn der bewegliche Kontakt 102 d nicht mit dem Starteranschluß 102 b verbunden ist, obwohl die Anzei gelampe 119 abgeschaltet ist, das Zeitgebersignal mit "H"-Pegel als Ausgang von dem ON-Zustand-Zeitgeber 109 während der Zeit T 2 erhalten. Wenn dieses Zeitgebersi gnal abgeschaltet wird (Zeit g in Fig. 9F und Zeit g in Fig. 10F), wird eine ON/OFF-Ansteuerung des Transistors Tr 2 über den Inverter INV unterbrochen, und die Energie zufuhr zur Glühkerze 103 wird unterbrochen.

Ein für die Erreger-Steuervorrichtung einzigartiger und typischer Betrieb, bei dem die obenerwähnten Basis schritte vollzogen werden, wird im folgenden unter Bezug nahme auf das Flußdiagramm in Fig. 11 erläutert.

Wenn der Tastenschalter 102 betätigt wird, um den beweg lichen Kontakt 102 d mit dem ON-Anschluß 102 a (Schritt 401) zu verbinden, wird das Zählen des Schnellvorwärm- Zeitgebers 107 und des ON-Zustand-Zeitgebers 109 begon nen (Schritte 402 und 403). In Schritt 404 wird be stimmt, ob der bewegliche Kontakt 102 d des Tastenschal ters 102 auf eine Verbindungsposition mit dem Star teranschluß 102 b (diese Position ist als Startzustand-Po sition bezeichnet) gesetzt. Wenn sich in Schritt 404 NO ergibt, d. h., wenn der bewegliche Kontakt 102 d des Tasten schalters 102 auf eine Verbindungsposition mit dem ON-An schluß 102 a (diese Position wird als ON-Zustand-Position bezeichnet) gesetzt ist, wird in Schritt 405 bestimmt, ob die ON-Zustand-Position des Tastenschalters gesetzt ist, nachdem der Schalter auf die Startzustand-Position gesetzt ist. Wenn in Schritt 405 NO angezeigt wird, wird ein Ablauf der Zeitgeberzeit T 1 in Schritt 402 erwartet. In Schritt 406 wird die Leistungssteuerung der intermit tierenden Zeit der der Glühkerze 103 angelegten Spannung ausgeführt.

Fig. 12 zeigt ein Unterbrechungsunterprogramm in Schritt 406. In Schritt 406-2 wird bestimmt, ob die Kühlwasser temperatur als -15°C oder weniger durch den Temperatur wasserdetektor 105 ermittelt wird. Wenn sich in Schritt 406-2 NO ergibt, wird festgestellt, daß der Motor nicht ungünstigen Winterbedingungen ausgesetzt ist, und es wird Schritt 406-3 ausgeführt. Im einzelnen bedeutet das, daß der Referenzpegel des Dreieckwellen-Spannungs signals von dem Dreieckwellen-Generator 114 auf einen niedrigeren Pegel gesetzt wird. Das Dreieckwellen-Span nungssignal und die Referenzspannung aus dem Referenz spannung-Generator 113 werden durch den Komparator 116 verglichen. Ein PWM-moduliertes Signal als Vergleichsaus gang aus dem Komparator 116 steuert den ON/OFF-Betrieb des Transistors Tr 2. Das heißt, daß dann die Referenz spannung, die von dem Referenzspannung-Generator 113 ge setzt ist, im Verhältnis zu einer Steigerung der der Glühkerze zugeführten Spannung erhöht wird. Das Lei stungsverhältnis des von dem Komparator 116 abgegebenen PWM-modulierten Signals wird im Verhältnis zu einer Stei gerung der der Glühkerze angelegten Spannung verringert. Fig. 13 zeigt eine Beziehung zwischen der der Glühkerze zugeführten und durch den Spannungsdetektor 111 modifi zierten Spannung und dem Leistungsverhältnis des von dem Komparator 116 abgegebenen PWM-modulierten Signal. Nach Ausführung des Schritts 406-3 wird ein RMS-Wert der der Glühkerze 103 angelegten Spannung ungeachtet von Schwan kungen in der der Glühkerze angelegten Spannung auf 5 V gehalten, und zwar auf der Basis der Kennlinie I (Fig. 13), die die Beziehung zwischen dem Leistungsverhältnis und der der Glühkerze angelegten Spannung darstellt.

Wenn jedoch in Schritt 406-2 festgestellt ist, daß das Diskriminierungsergebnis des Wassertemperatur-Diskrimina tors 105 -15°C oder weniger darstellt, wird festgestellt (diskriminiert), daß der Motor ungünstigen/schweren Win terbedingungen ausgesetzt ist, und es wird Schritt 406-4 ausgeführt. Das heißt, es wird der Referenzpegel des Dreieckwellen-Spannungssignals aus dem Dreieckwellen-Ge nerator 114 auf einen höheren Pegel gesetzt, und ein Un terschiedswert der Kennlinien, die die Beziehung zwi schen dem Leistungsverhältnis des von dem Komparator 116 abgegebenen (gelieferten) PWM-modulierten Signals und der der Glühkerze angelegten Spannung wird erhöht. Das heißt, daß nach Ausführung des Schritts 406-4 eine Kenn linie II (Fig. 13) verwendet wird, die die Beziehung zwi schen dem Leistungsverhältnis und der der Glühkerze ange legten Spannung wiedergibt und einen höheren Differenz- oder Unterschiedswert als der der Kennlinie I hat. Der RMS-Wert der der Glühkerze 103 angelegten Spannung wird auf 5,5 V entsprechend der Kennlinie II ungeachtet von Änderungen in der der Glühkerze eingelegten Spannung ge halten.

Die Leistungssteuerung der intermittierenden Zeit der der Glühkerze 103 angelegten Spannung in Schritt 406 wird wiederholt, bis die Zeitgeberzeit T 2 des ON-Zu stand-Zeitgebers 109 in Schritt 407 abgelaufen ist. Wenn der Tastenschalter 102 in Schritt 404 auf die Start-Zu standsposition geschaltet wird, bevor die Zeitgeberzeit T 2 beendet ist, wird in Schritt 408 das gleiche Lei stungssteuerungsunterprogramm wie in Schritt 406 ausge führt. Zusätzlich wird in Schritt 409 eine variable Steuerung ausgeführt, um den RMS-Wert der der Glühkerze 103 angelegten Spannung proportional zur Motorgeschwin digkeit zu machen. Im einzelnen wird das der Motorge schwindigkeit entsprechende F/V Konversions(Umwand lungs)-Signal von dem F/V-Konverter 112 dem Referenzspan nung-Generator 113 angelegt. Der in dem Komparator 116 über den Referenzspannung-Generator 113 gesetzte Refe renzspannung-Wert wird im Verhältnis zu der Motorge schwindigkeit verringert. Wenn nach dem Anlassen die Mo torgeschwindigkeit erhöht wird, so wird das Leistungsver hältnis des von dem Komparator 116 abgegebenen PWM-modu lierten Signals im Verhältnis zu der Motorgeschwindig keit erhöht. Daher wird der RMS-Wert der der Glühkerze 103 angelegten Spannung erhöht. Bei dieser Ausführungs form fällt eine Steigerung der RMS-Spannung in den Be reich von 0 bis 0,5 V im Verhältnis zu der Motorgeschwin digkeit von 0-2000 U/min. Wenn der Motor nicht den un günstigen Winterbedingungen ausgesetzt ist, wird der RMS-Wert der der Glühkerze 103 angelegten Spannung bei 5 V in bezug auf eine Motorgeschwindigkeit von 0 U/min, wie durch die Kennlinie III in Fig. 14 gezeigt, gehal ten. Der RMS-Wert wird im Verhältnis zu einem Anstieg der Motorgeschwindigkeit erhöht. Wenn die Motorgeschwin digkeit 2000 U/min erreicht, erreicht der RMS-Wert der der Glühkerze 103 angelegten Spannung 5,5 V. Wenn jedoch der Motor ungünstigen, d. h. rauhen Winterbedingungen aus gesetzt ist, wird der RMS-Wert der der Glühkerze 103 an gelegten Spannung bei 5,5 V gehalten, wenn die Motor geschwindigkeit 0 Umdrehungen beträgt. Dieser RMS-Span nungswert wird dann im Verhältnis zu einer Erhöhung der Motorgeschwindigkeit erhöht. Der RMS-Wert der der Glüh kerze 103 angelegten Spannung erreicht 6 V, wenn die Mo torgeschwindigkeit 2000 U/min erreicht.

Nach Vervollständigung bzw. Beendigung des Anlaßvorgan ges wird in Schritt 404, wenn der Tastenschalter auf die ON-Zustand-Position zurückgeführt ist, bestimmt, daß der Tastenschalter 102 nicht auf die Startzustand-Position gesetzt ist. Es wird dann in Schritt 405 bestimmt, daß der Tastenschalter 102 auf die ON-Zustand-Position ge setzt wird, nachdem der Schalter 102 auf die Startzu stand-Position gesetzt ist. In Schritt 410 wird der Nach glüh-Zeitgeber 106 gestartet. Es wird dann in Schritt 411 bestimmt, ob der Motor dreht. Wenn YES und ein Dis kriminierungsergebnis gegeben sind, das eine Kühlwasser temperatur von 60°C oder weniger darstellt, wird das gleiche Leistungssteuerungs-Unterprogramm wie in Schritt 406 in Schritt 412 ausgeführt. In diesem Fall wird das ST-Positions-Detektionssignal, das von dem ST-Positions- Detektor 110 dem F/V Konverter 112 angelegt wird, von "H"-Pegel auf den "L"-Pegel nach Schalten des Tasten schalters 102 auf die ON-Zustand-Position geschaltet. Das F/V-Umwandlungssignal wird nicht von dem F/V-Konver ter 112 an den Referenzspannungsgenerator 113 gegeben, und es wird keine variable Steuerung des RMS-Werts der der Glühkerze 103 angelegten Spannung im Verhältnis zu der Motorgeschwindigkeit ausgeführt. Das heißt, daß, wenn das Anlassen zu einer Zeit P 2 in Fig. 14 vollständig durchgeführt ist, die Leistungssteuerung der intermittie renden Zeit der der Glühkerze 103 angelegten Spannung auf der Basis der Kennlinie I oder II, in Fig. 13 ge zeigt, für die Motorgeschwindigkeit während einer steti gen Erwärmung nach der Zeit P 2 entsprechend einer gegebe nen Bedingung ausgeführt wird. Die Leistungssteuerung der der Glühkerze 103 angelegten Spannung in Schritt 412 wird wiederholt, bis die Zeitgeberzeit T 3 des Nachglüh zeitgebers 108 in Schritt 413 abgelaufen ist.

Wenn die Zeit T 2 in Schritt 407 abgelaufen ist, aber eine Motordrehung nicht in Schritt 411 bestätigt ist, schreitet der Fluß nach Ablauf der Zeitgeberzeit T 3 des Nachglühzeitgebers 108 nach Schritt 415 weiter. Die ON/OFF-Steuerung des Transistors Tr 1 in Schritt 415 wird unterbrochen, und es wird die Zufuhr der Energie an die Glühkerze 103 unterbrochen. Im nächsten Schritt 416 wird das Schalten des Tastenschalters 102 auf die Startzu stand-Position vorbereitet. Das heißt, daß, wenn ein An halten des Motors selbst nach Ablauf der Zeitgeberzeit T 3 des Nachglühzeitgebers 108 eintritt, der Tastenschal ter 102 wieder auf die Startzustand-Position gesetzt wird, wodurch die Leistungssteuerung der Glühkerze in Schritt 408 ausgeführt wird.

Bei der Erreger-Steuervorrichtung für eine Glühkerze nach dieser vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der RMS-Wert der an die Glühkerze angelegten Span nung im Verhältnis zu der Motorgeschwindigkeit erhöht. Eine Erhöhung des RMS-Spannungswerts kann eine Abnahme in der Glühkerzentemperatur während des Anlassens kompen sieren. Das heißt, daß die während des Anlassens in der Verbrennungskammer erzeugte Treibstoffeinspritzverwirbe lung mit einer Erhöhung der Motorgeschwindigkeit erhöht wird. In anderen Worten ist die Abnahme der Glühkerzen temperatur fast proportional zur Motorgeschwindigkeit. Wenn der RMS-Wert der an die Glühkerze angelegten Span nung erhöht wird, kann die durch die Treibstoffeinspritz verwirbelung verursachte Abnahme der Glühkerzentempera tur korrigiert werden, wodurch eine Verschlechterung der Starteigenschaften des Motors vermieden wird. Zusätzlich kann gemäß dieser Ausführungsform dann, wenn der Motor ungünstigen Winterbedingungen mit einer Kühlwassertempe ratur von -15°C oder weniger ausgesetzt ist, der RMS-Wert der an die Glühkerze angelegten Spannung von dem normalen RMS-Wert erhöht werden. Die Temperatur der Glühkerze kann relativ erhöht werden, und die Verschlech terung der Starteigenschaften des Motors kann vermieden werden. Insbesondere kann dieser Effekt während des An lassens maximiert werden. Zusätzlich zu einer Erhöhung des RMS-Werts der Spannung im Verhältnis zu einer Erhö hung der Motorgeschwindigkeit können die Starteigenschaf ten des Motors im Vergleich zu herkömmlichen Fällen stark verbessert werden.

Bei dieser Ausführungsform wird die Abnahme der Glühker zentemperatur, die durch Treibstoffeinspritzverwirbelung während des Anlassens verursacht wird, aufgrund der Mo torgeschwindigkeit festgestellt, die annähernd proportio nal zu dieser Temperaturabnahme ist. Die Proportional funktion zur Feststellung einer Abnahme der Glühkerzen temperatur ist nicht auf die Motorgeschwindigkeit be schränkt. Beispielsweise kann eine Glühkerze mit einem großen Widerstands-/Temperatur-Koeffizienten verwendet werden. In diesem Fall wird der durch diese Glühkerze ge führte Strom untersucht/gemessen, und eine Temperaturab nahme kann durch den untersuchten Strom festgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform ist, wenn der Motor winterlichen Bedingungen ausgesetzt ist, der RMS-Wert der der Glühkerze angelegten Spannung größer als der Wert bei normalem Betrieb über den Bereich stetigen Er wärmens hinweg. Dies kann jedoch nur auf das Anlassen beschränkt werden. Auf diese Weise kann, wenn der RMS-Wert der Spannung nur während des Anlassens erhöht wird, die Lebensdauer/Standzeit der Glühkerze verlängert werden.

Bei dieser Ausführungsform wird der RMS-Wert der an die Glühkerze angelegten Spannung im Verhältnis zur Motor geschwindigkeit während des Anlassens gesteigert, und zur selben Zeit wird der RMS-Wert der an die Glühkerze angelegten Spannung für einen Motor bei ungünstigen Win terbedingungen erhöht. Diese Operationen können jedoch unabhängig ausgeführt werden.

Bei der obigen Ausführungsform wird die niedrige Energie während des stetigen Erwärmens der Glühkerze durch Lei stungssteuerung der intermittierenden Zeit der angeleg ten Spannung erreicht. Die Leistungssteuerung zur Ener giezufuhr an die Glühkerze ist jedoch nicht auf die oben genannte Leistungssteuertechnik(-methode) beschränkt.

Bei der oben beschriebenen Erreger-Steuerungsvorrichtung für eine Glühkerze nach der vorliegenden Erfindung wird die der Glühkerze während stetiger Erwärmung zugeführte niedrige Energie, die auf einem fast konstanten Wert nach Überwachen der der Glühkerze angelegten Spannung aufrechterhalten wird, auf Basis einer Proportionalfunk tion erhöht, die fast proportional zu einer Abnahme in der Glühkerzentemperatur geändert wird. Daher kann die Temperaturabnahme der durch die in der Verbrennungskam mer erzeugten Treibstoffeinspritzverwirbelung gekühlten Glühkerze ausgeglichen bzw. kompensiert werden, und eine Verschlechterung der Starteigenschaften des Motors kann vermieden werden.

Die der Glühkerze während stetiger Erwärmung zugeführte und aufgrund von Überwachung der der Glühkerze angeleg ten Spannung auf einem fast konstanten Wert gehaltene niedrige Energie wird durch Überwachen bzw. Ermitteln einer rauhen Winterbedingung, die eine gegenüber einer vorbestimmten Temperatur niedrigere Temperatur hat, ge steigert. Die Temperatur der Glühkerze unter schwierigen Winterbedingungen kann relativ gesteigert werden, und die Verschlechterung der Starteigenschaften des Motors kann vermieden werden.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegen den Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15 bezeichnen Bezugszeichen 201 eine Batterie, 202 einen Tastenschalter; 203 eine sich teilweise jeweils in eine Verbrennungskammer (nicht gezeigt) eines Zylinderkopfes eines Dieselmotors (im fol genden kurz als Motor bezeichnet) erstreckende Glühker ze; 204 einen Wassertemperaturfühler zum Ermitteln der Kühlwassertemperatur des Motors; 205 einen Aufnehmer zum Messen/Ermitteln der Motorgeschwindigkeit; 206 ein Lade relais, dessen normalerweise offener Kontaktanschluß 206 a während der Motordrehung geschlossen ist und dessen gemeinsamer Anschluß 206 c ein Motorsignal mit "H"-Pegel während der Motordrehung erzeugt; 207 eine Ladelampe; 208 eine Anzeigelampe; 209 einen Energieregler, der mit der Energieversorgungsleitung der Glühkerze 203 geschal tet ist; und 210 eine Glühkerzen-Steuer- oder Regelein richtung.

Der Glühkerzenregler 210 empfängt am ON-Anschluß 202 a und am ST-Anschluß 202 b des Tastenschalters 202 auftre tende Spannungssignale sowie eine RMS-Spannung (Glühspan nung) VG, die an Glühkerze 203 angelegt ist, einen Kühl wassertemperatur-Signalausgang von dem Wassertemperatur sensor 204, einen Motorgeschwindigkeit-Signalausgang von dem Aufnehmer 205 und ein Motorsignal, das an dem gemein samen Anschluß 206 c des Laderelais 206 auftritt. Ein pulsbreiten-moduliertes Signal (PWM-moduliertes Signal) zum Steuern der ON/OFF-Zeit des Energiereglers 209 auf der Basis der Eingangssignale wird einem Basisanschluß 9 B des Energiereglers 209 angelegt, der aus Darlington- geschalteten npn-Transistoren Tr 1 und Tr 2 besteht. Die Glühkerze 203 ist eine Hochleistungsglühkerze, die schnell auf eine ausreichende Temperatur (z. B. 800°C) bei einer Spannung (z. B. 9 V) erwärmt werden kann, die niedriger als eine Nennspannung (12 V) der Batterie 201 ist.

Die Fig. 17A bis 17D sind Zeitdiagramme, die die Erre ger-Steuerungszustände der Glühkerze 203 durch den Glüh kerzenregler 210 in einem Temperaturbereich von -15°C < t < +60°C (normaler atmosphärischer Bereich), wenn man die Außenlufttemperatur als t definiert. Es sei angenom men, daß die Außenlufttemperatur in einem Bereich von -15°C < t < +60°C in dem Glühkerzenregler 210 aufgrund des Kühlwassers fallen, dessen Temperatur durch den Was sertemperatur-Sensor 204 ermittelt und überwacht wird. Wenn der bewegliche Kontakt des Tastenschalters 202 mit dem ON-Anschluß 202 a (Verbindung mit der ON-Zustand-Posi tion) verbunden ist, wird zur gleichen Zeit der Energie regler 209 bei 100% Leistungsverhältnis auf der Basis des PWM-modulierten Signals von dem Regler 210 (Zeit a in Fig. 17A) betrieben. Eine maximale Glühspanung VG 1, bestimmt durch den Batteriespannungswert bei 100% Lei stungsverhältnis, wird von dem Energieregler 209 an die Glühkerze 203 (Zeit a in Fig. 17B) angelegt. Die Glühker ze 203 wird schnell erwärmt (Zeit a in Fig. 17D). Zur Zeit b in Fig. 17A wird die Verbindung des Tastenschal ters 202 mit dem ST-Anschluß 202 b (Verbindung mit der ST-Zustand-Position) ausgeführt (Zeit b in Fig. 17A) und darauf wird das Anlassen des Motors begonnen (Zeit b in Fig. 17C). Wenn ein vorbestimmter, zur Erhöhung der Temperatur der Glühkerze 203 auf ungefähr 800°C erforder licher Zeitabschnitt abgelaufen ist, wird die der Glüh kerze 203 angelegte Spannung VG 1 auf eine Spannung VG 2 auf Basis des PWM-modulierten Signals von dem Glühkerzen regler 210 (Zeit c in Fig. 17B) verringert. Die Glühker ze tritt entsprechend der an sie angelegten Spannung VG 2 in einen stetigen Erwärmungsbereich ein. Nach der ersten Zündung wird die Anlaßgeschwindigkeit erhöht und er reicht 500 U/min. (Zeit d in Fig. 17C). In diesem Fall erreicht beim Beginn der Treibstoffeinspritzung während des Anlassens die Temperatur der Glühkerze 203 annähernd den letzten Zeitabschnitt des Temperaturanstiegs und stellt eine beachtlich hohe Temperatur dar. Die Viskosi tät des Treibstoffs und die Einspritzpartikelgröße werden im normalen atmosphärischen Bereich nicht ver schlechtert, und es tritt keinerlei Verschlechterung wie beispielsweise eine Verschlechterung der Zündung ein.

Unter schwierigen Winterbedingungen, bei denen die Außen lufttemperatur t -15°C oder weniger beträgt, wird, wenn der Tastenschalter 202 auf ON-Zustand-Position gesetzt ist und zur gleichen Zeit die Glühkerze 203 einer schnel len Erwärmung unterzogen wird, die Treibstoffviskosität am Beginn der Treibstoffeinspritzung während des Anlas sens erhöht, und die Größe der Einspritzpartikel wird ebenfalls erhöht. Da jedoch die Temperatur der Glühkerze 203 die vorerwähnte hohe Temperatur erreicht, tritt keine Verschlechterung der Zündung ein.

Fig. 16A bis 16D sind Zeitdiagramme, die Erreger-Steuer zustände der Glühkerze 203 unter schwierigen Winterbedin gungen bei t < -15°C zeigen. Im einzelnen ermittelt der Glühkerzenregler 210 eine schwierige Winterbedingung auf der Basis einer Kühlwassertemperatur, die von dem Wassertemperatur-Sensor 204 ermittelt wird. Selbst wenn der Tastenschalter auf ON-Zustand-Position zu einer Zeit a in Fig. 16A gesetzt ist, wird die Glühspannung VG 1 nicht der Glühkerze 203 angelegt. Wenn der Tastenschal ter auf die ST (Start)-Zustand-Position zur Zeit b in Fig. 16A gesetzt ist, wird die Glühspannung VG 1 der Glüh kerze 203 (Zeit b in Fig. 16B) angelegt. Nach Beaufschla gung der Glühspannung VG 1 wird die Glühkerze 203 schnell erwärmt (Zeit b in Fig. 16D). Zur gleichen Zeit wird das Anlassen des Motors begonnen (Zeit d in Fig. 16C). Die der Glühkerze 203 angelegte Glühspannung VG 1 wird auf die Spannung VG 2 aufgrund des PVM-modulierten Signals von dem Glühkerzenregler 210 abgesenkt, wenn ein vorbe stimmter Zeitabschnitt abgelaufen ist (in diesem Bei spiel ein Zeitablauf von 1,5 sec) (Zeit c in Fig. 16B). Die Glühkerze 203 tritt entsprechend der Glühspannung VG 2 in den stetigen Erwärmungsbereich ein. Nach erster Zündung wird die Anlaßgeschwindigkeit erhöht und er reicht 500 U/min (Zeit d in Fig. 16C). In diesem Fall wird bei Beginn der Treibstoffeinspritzung während des Anlassens die Temperatur der Glühkerze 203 auf einer niedrigen Temperatur in dem anfänglichen Zeitabschnitt des Temperaturanstiegs gehalten. Selbst wenn durch Treib stoffviskosität und Einspritzpartikelgröße Probleme ent stehen, wird die Zündung nicht verschlechtert.

In Fig. 16A bis 16D und Fig. 17A bis 17D steuert der Glühkerzenregler 210 zum Zwecke der Ermittlung eines Anstiegs der Anlaßgeschwindigkeit von 500 U/min oder mehr. Wenn die Anlaßgeschwindigkeit 500 U/min über steigt, wird die Glühspannung VG 2 in dem stetigen Erwär mungsbereich auf eine Spannung VG 3 erhöht. Die Versor gung mit der Glühspannung VG 3 an der Glühkerze 203 hält an, bis die Motorgeschwindigkeit 2000 U/min erreicht (Zeit e in Fig. 16C und 17C). Wenn die Motorgeschwindig keit 2000 U/min diskriminiert, wird zur Absicherung eine perfekte Zündung ermittelt, und es wird die stetige Erwärmung mit der Spannung VG 2 wieder hergestellt. Bis die Motorgeschwindigkeit nach Erreichen von 500 U/min dann 2000 U/min erreicht, wird die der Glühkerze 203 zugeführte niedrige Energie während der stetigen Erwär mung erhöht. Bis eine perfekte Zündung erreicht ist, nachdem die Motorgeschwindigkeit 500 U/min erreicht, wird eine Ziel(Soll-)temperatur während stetiger Erwär mung der Glühkerze 203 so gesetzt, daß sie geringfügig größer als die Normaltemperatur während stetiger Erwär mung ist. Die perfekte Verbrennungszeit von der ersten Zündung zur perfekten Zündung kann durch eine Kombina tion der Steigerung der Zieltemperatur und der Beschaf fenheit des Motors abgekürzt werden. Insbesondere kann unter schwierigen Winterbedingungen, wie in Fig. 16A bis 16D gezeigt, ein Abkürzungseffekt für die perfekte Ver brennungszeit maximiert werden.

Wenn die Kühlwassertemperatur 60°C erreicht, wird die Versorgung der Glühkerze 203 mit der Glühspanung VG 2 unterbrochen (Zeit f in Fig. 16B und 17B). Unter Bezugnahme auf Fig. 17A wird, wenn der Tastenschalter 202 nicht auf die ST-Zustand-Position gesetzt wird, nach dem er auf die ON-Zustand-Position gesetzt wurde, die Versorgung der Glühkerze 203 mit der Glühspannung VG 2 zwangsweise zu einem Zeitpunkt g nach Ablauf eines vorbe stimmten Zeitabschnitts (ungefähr 5 sec in dieser Ausfüh rungsform), wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 17B angedeutet, unterbrochen. Unter Bezugnahme auf Fig. 16A bis 16D und 17A bis 17D sei darauf hingewiesen, daß die Glühspannung VG 2 für stetiges Erwärmen nicht als Span nung VG 3 von Anfang an der Glühkerze angelegt wird, um ein Überhitzen der Glühkerze 203 vor dem Start des Motors zu vermeiden.

Fig. 18A bis 18D sind Zeitdiagramme, die Erreger-Steuer zustände der Glühkerze 203 unter Steuerung durch den Glühkerzenregler 210 nach einer Fahrt des Fahrzeuges in einem Zustand zeigen, in dem eine Kühlwassertemperatur +60°C übersteigt. Selbst in diesem Fall wird eine Erregersteuerung ähnlich der unter ungünstigen Winterbe dingungen durchgeführt. In diesem Falle wird jedoch stetiges Erwärmen, nachdem die Motorgeschwindigkeit 2000 U/min erreicht hat, nicht ausgeführt.

In Fig. 16A bis 16D und 18A bis 18D wird die Glühkerze 203 beaufschlagt, wenn der Tastenschalter auf die ST- Zustand-Position gesetzt ist. Der Glühkerze 203 kann je doch von dem Augenblick der Verbindung des Tastenschal ters mit der ON-Zustand-Position eine niedrige Energie zugeführt werden, wenn diese Energie keine hohe Energie für Schnellerwärmung ist. Gemäß Untersuchungen des Erfin ders kann, wenn die Glühkerzentemperatur 300°C oder weniger während der Treibstoffeinspritzung am Beginn des Anlassens ist, eine Verschlechterung der Zündung unter ungünstigen Winterbedingungen verhindert werden, und es können die Startcharakteristiken verbessert werden. Der Temperaturbereich der Glühkerze während der Treibstoff einspritzung variiert in Abhängigkeit von den Eigenschaf ten der verwendeten Glühkerzen. Bei dieser Ausführungs form wird die Glühspannung VG 2 während der stetigen Er wärmung auf die Spannung VG 3 (Zeit zum Schalten der Span nung auf eine gewünschte Spannung) geschaltet, wenn die Motorgeschwindigkeit 500 U/min erreicht. Es wird perfek te Zündung festgestellt, wenn die Motorgeschwindigkeit 2000 U/min erreicht. Die Energieschalt-Zeitgabe und die Motorgeschwindigkeiten für Detektionsreferenzen brauchen jedoch nicht auf 500 U/min und 2000 U/min definiert zu werden. Außerdem braucht die Motorgeschwindigkeit nicht als Detektionsreferenz zu dienen. Eine Batteriespannung, der Batteriestrom oder der Starterstrom können ebenso gut als Parameter entsprechend der Motorgeschwindigkeit dienen.

Nach dieser Ausführungsform wird die Zufuhr hoher Ener gie an die Glühkerze vom Beginn des Anlassens des Motors unter schwierigen Winterbedingungen, bei denen die Außen lufttemperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, gestartet. Zum Zeitpunkt der Treibstoffinjektion während des Anlassens ist die Glühkerze nicht überhitzt. Selbst wenn durch Treibstoffviskosität und Größe der Sprühpartikel einige Probleme entstehen, wird die Zün dung nicht beeinträchtigt, und die Startcharakteristiken unter schwierigen Winterbedingungen können verbessert werden.

Die Schaltzeitgabe der gewünschten Energiezufuhr nach Start des Anlassens wird ermittelt, und die niedrige Energie für ein stetiges Erwärmen wird erhöht. Wenn die Schaltzeitgabe für die Energiezufuhr optimal bestimmt ist, kann die perfekte Verbrennungszeit von der ersten Zündung zur perfekten Zündung abgekürzt werden. Insbeson dere kann die Verkürzung der perfekten Verbrennungszeit einen maximalen Effekt bei erschwerten Winterbedingungen schaffen.

Claims

1. Erreger- oder Energiebeaufschlagung-Steuervorrich tung für eine Glühkerze, umfassend

- eine Batterie;
- eine Glühkerze mit niedriger Nennspannung, die ein schnelles Erwärmen bei niedriger Batteriespan nung während des Anlassens eines Dieselmotors unter rauhen Winterbedingungen (kalter Witterung) erlaubt;
- Energiesteuermittel, die zwischen der Batterie und der Glühkerze angeordnet sind, zum Steuern einer der Glühkerze zugeführten Energie; und
- Erreger-Steuermittel zum Steuern der Energie steuermittel zum Aus-/Abgleichen eines quadrati schen Mittelwertes einer der Glühkerze angelegten Spannung als niedrige Nennspannung, wenn beim Start des Dieselmotors eine an die Glühkerze ange legte Spannung als höher als die niedrige Batte riespannung ermittelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger- Steuermittel ein Leistungsverhältnis zum Steuern eines ON/OFF-Betriebs der Energiesteuermittel steuern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger- Steuermittel

- erste und zweite Zeitgeber, die in Verbindung mit einem Tastenschalterbetrieb gestartet wer den, wobei der erste Zeitgeber eine Schnellheiz zeit in einem anfänglichen Erregerzeitraum setzt;
- Mittel zum Setzen einer Referenzspannung, die entsprechend einem Ausgang aus dem ersten Zeitge ber gesteuert werden;
- Batteriespannung-Detektormittel; und
- Leistungsverhältnissteuermittel zum Steuern des Leistungsverhältnisses zur Steuerung des ON/Off- Betriebs der Energiesteuermittel umfassen,
wobei der erste Zeitgeber eine Zeit zählt, die kürzer als die des zweiten Zeitgebers ist,
der zweite Zeitgeber eine Nachglühzeit setzt und
die Referenzspannung-Setzmittel die Referenzspan nung durch eine ON/OFF-Operation des ersten Zeit gebers ändern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Wassertemperatur-Detektionsmittel zum Ermitteln einer Kühlwassertemperatur des Dieselmotors umfas sen und daß der zweite Zeitgeber eine Zählzeit durch die (aufgrund der) von den Wassertempera tur-Detektionsmitteln ermittelte(n) Kühlwassertempe ratur ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Mittel zum Beenden oder Unterbrechen der Zählopera tion umfaßt, wenn der Motor nicht nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitabschnittes nach einer ON-Opera tion eines Tastenschalters gestartet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter Mittel zum Ermitteln eines einer Temperaturänderung der Glühkerze zugeordneten Elements (Größe) umfaßt und daß die Erreger-Steuermittel weiterhin Mittel zum Steuern der der Glühkerze zugeführten Energie durch Steuerung der Energiesteuermittel auf der Basis einer ermittelten Elementänderung während des Anlassens des Dieselmotors umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine Dieselmotorgeschwindigkeit ist und daß die Steuermittel die der Glühkerze zugeführte Energie entsprechend einem Ansteigen der Dieselmotorge schwindigkeit erhöhen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuermittel die der Glühkerze zugeführte Energie durch Erhöhen des Leistungsverhältnisses zum Steuern der ON/OFF-Opera tion der Energiesteuermittel steuern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Mittel zum Ermitteln eines einer Temperaturänderung der Glühkerze zugeordneten Elements umfaßt und daß die Erreger-Steuermittel Mittel zum Erhöhen der der Glühkerze zugeführten Energie durch Steuern der Energiesteuermittel umfassen, wenn durch eine Ele mentänderung eine rauhe Winter- bzw. Witterungsbe dingung festgestellt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Element die Kühlwassertemperatur des Dieselmotors ist und die Steuermittel die der Glühkerze zugeführte Energie in Verbindung mit einer Abnahme der Kühlwassertempe ratur erhöhen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter Mit tel zum Ermitteln eines einem Temperaturwechsel der Glühkerze zugeordneten Elements umfassen und daß die Erreger-Steuermittel vom Beginn des Anlassens des Dieselmotors eine hohe Energie durch Steuern der Energiesteuermittel liefern, wenn durch einen Wechsel in dem Element ein rauher Winterzustand festgestellt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger- Steuermittel eine niedrige Energie zur stetigen Er wärmung im Vergleich zu einer normalen niedrigen Energie zum stetigen Erwärmen unter einer vorbe stimmten Zeitgabe während des Anlassens erhöhen.