DE60219553T2

DE60219553T2 - Steuereinrichtung für die Glühkerze-Erregung

Info

Publication number: DE60219553T2
Application number: DE60219553T
Authority: DE
Inventors: Michiaki Fujisawa-shi Nishimoto
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP2003013833A; JP4821060B2; EP1270936A3; US6647937B2; US20030010306A1; EP1270936B1; DE60219553D1; EP1270936A2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Energiezuführung für eine Glühkerze bzw. mehrere Glühkerzen, welche für eine Vorheizeinrichtung eines Dieselmotors vorgesehen ist, wobei diese nicht nur während des Startvorgangs sondern ebenso auch während des Betriebs- bzw. während des Fahrens verwendet wird.
Stand der Technik
Dieselmotoren sind nicht nur für Fahrzeuge bzw. Kraftwagen sondern ebenso auch für Schiffe weit verbreitet, und wenn diese insbesondere für Schiffe verwendet werden, so werden diese Dieselmotoren im Allgemeinen Bootsmotoren genannt.
Um das Starten eines derartigen Dieselmotors einfach zu gestalten, sind verschiedene Arten von Vorheizvorrichtung erfunden worden und für die praktische Anwendung bereit gestellt worden. Eine Vorheizvorrichtung, welche eine Glühkerze verwendet, ist die am weitesten verbreitete Vorheizvorrichtung.
Diese Vorheizvorrichtung sieht eine Glühkerze in einer Verbrennungskammer eines Dieselmotors zum Einsatz vor, und wobei die Glühkerze zur Zeit des Startens mit Energie versorgt wird, zu welcher Zeit der Kraftstoff schwer zu entflammen ist. Wenn die Glühkerze durch die Energieversorgung rot glüht, wird der Kraftstoff, welcher durch das Drehen des Anlassers bzw. Starters eingespritzt wird, mittels der Glühkerze erhitzt und kann einfach entflammt werden, wodurch dadurch der Startvorgang in einfacher Art und Weise durchgeführt wird.
Die Steuerung der Energieversorgung der Glühkerze wird in Verbindung mit dem Betrieb eines Schlüsselschalters zur Zeit des Startens durchgeführt, und wenn der Startdurchgang abgeschlossen ist, wird üblicherweise die Energieversorgung der Glühkerze unterbrochen. Jedoch ist selbst wenn der Startvorgang abgeschlossen worden ist, der Kraftstoff nicht immer notwendigerweise einfach zu entflammen. Wenn die Einlasslufttemperatur niedrig ist, da die Umgebungstemperatur gering ist, oder wenn die Temperatur des Motors kaum während des Fahrens nach dem Starten ansteigt, verbessert sich der Verbrennungszustand nicht, und wobei ein Anstieg der Motorraddrehzahl nur langsam durchgeführt werden kann. Ferner werden dadurch Probleme verursacht, dass der Kraftstoff, welcher nicht vollständig verbrannt werden kann, als blau-weißer Rauch ausgestoßen wird, und wobei Kraftstoffdämpfe an dem Auspuffrohr anhaften und sich in dem Auspuff ansammeln können.
Beispielsweise kommt es in einem Fall häufig vor, in welchem ein Dieselmotor mit einem Abgasturbolader für ein Schiff verwendet wird, und wenn dabei das Verdichtungsverhältnis zu gering ausgelegt ist oder ähnliches, dass sich der Verbrennungszustand während des Betriebs- bzw. während des Fahrens weiter verschlechtert. Bei dem Versuch höhere Leistung bei einem derartigen Motor abzurufen, ist es notwendig, eine hohe Aufladung auszuführen, und dadurch muss das Verdichtungsverhältnis gering sein. Jedoch kommt es bei einem Motor mit einem geringen Verdichtungsverhältnis vor, dass selbst wenn die Motortemperatur ansteigt, die Temperatur der Verbrennungskammer nicht stark während der Zeit des Antriebs mit geringer Drehzahl bzw. geringer Last ansteigt, und wobei blau-weißer Rauch, Kraftstoffdampf und ein aggressiver Geruch erzeugt wird.
Bei dem Fall eines Schiffes oder ähnlichem wird es der Crew hierbei schlecht bzw. es entsteht ein Übelsein und der Kraftstoffdampf verunreinigt den Ozean, wenn ein blau-weißer Rauch ausgestoßen wird, oder ein bestimmter offensiver Geruch ausgestoßen wird.
Diesbezüglich ist zu erwähnen, dass der Betrieb während der Zeit mit geringer Drehzahl bzw. geringer Last und mit anderen Worten zu einer Zeit verwendet wird, wenn ein Fortbewegen mit geringer Drehzahl aufgrund der Leerlaufdrehzahl beim Treiben bzw. Segeln bzw. Cruisen durchgeführt wird.
Ein derartiger Zustand tritt beispielsweise auf, wenn ein Fischerboot sich mit einer extrem niedrigen Drehzahl bzw. geringer Geschwindigkeit oder in ähnlicher Art und Weise fortbewegt, nachdem ein gewünschter Bereich des Ozeans oder ähnlichem erreicht worden ist. Wenn die Betriebszeit lang ist, wird das Fortbewegen mit Leerlauf über einen langen Zeitraum durchgeführt. Bei einem Schiff, anders als bei einem Fahrzeug, gibt es eine Vielzahl von Fällen, in welchen das Kühlen eines Motors durch einen Wärmetauscher oder direkt mit Seewasser durchgeführt wird. Daher ist der Grad der Temperaturabsenkung der Verbrennungskammer groß und der Verbrennungszustand verschlechtert sich in einem größeren Ausmaß als bei dem Fall eines Fahrzeugs.
Während der Zeit des Antriebs im Leerlauf ohne Last (d.h. zur Zeit eines Anlegemanövers) verschlechtert sich ferner der Verbrennungszustand.
Aufgrund dessen wird natürlich ein Vorheizen eines Dieselmotors ausgeführt, um die Temperatur anzuheben und um das Starten einfacher in einer möglichst kurzen Zeit während des Startvorgangs durchzuführen. Während des Antriebs nach dem Starten ist es jedoch wünschenswert, dass die Temperatur auf einer Temperatur verbleibt, bei welcher die Verbrennung in ausreichender Art und Weise durchgeführt werden kann. Hierzu ist eine Struktur vorgeschlagen worden bzw. es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei ursprünglich die Glühkerzen parallel geschaltet sind und durch einen starken elektrischen Strom schnell aufgeheizt werden, welcher mit Batteriespannung zugeführt wird, und daraufhin wird nachdem eine Serie von Verbindungen geschaltet wurden, die gleiche Spannung angelegt und der geringe elektrische Strom für die Temperaturbeibehaltung wird zugeführt.
2 ist ein Diagramm, welches eine derartige herkömmliche Steuervorrichtung zur Energievorrichtung für Glühkerzen darstellt (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-240173 ). In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Batterie, das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Schlüsselschalter, das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Starter bzw. einen Anlasser, die Bezugszeichen 5a und 5b bezeichnen die Glühkerzen, das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Schaltrelay bzw. Schaltrelais, das Bezugszeichen 10-1 bezeichnet einen bewegbaren Kontakt, das Bezugszeichen 10-2 bezeichnet eine Relaiswicklung, die Bezugszeichen D und E bezeichnen feste Kontakte, das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Motordrehzahlsensor, das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Abgastemperatursensor und das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Glühkerzenanzeigelampe.
Die Glühkerzenanzeigelampe 16 ist eine Lampe, um anzuzeigen, ob die Glühkerzen 5A, 5B mit Energie versorgt werden oder nicht mit Energie versorgt werden.
Das Schaltrelais 10 ist ein Relais, um die Glühkerzen 5A, 5B, welche in zwei Gruppen unterteilt sind, parallel zu schalten und in Serie zu verbinden. Wenn die Relaiswicklung bzw. Relaisspule 10-2 nicht mehr mit Energie versorgt wird, kontaktiert der bewegbare Kontakt 10-1 den festen Kontakt D, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt, und wobei die Glühkerzen 5A, 5B parallel verbunden sind. Wenn die Relaisspule 10-2 mit Energie versorgt wird, kontaktiert der bewegbare Kontakt 10-1 den festen Kontakt E, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist und wobei die Glühkerzen 5A, 5B in Serie verbunden sind. Die Glühkerzen 5A, 5B sind zur Zeit des Startens parallel verbunden, und sind während des Antriebs in Serie während der Zeit der Energieversorgung verbunden.
Es ist zu erwähnen, dass für den Fall der Steuervorrichtung zur Energiezuführung für Glühkerzen gemäß 2 bei einem Bootsmotor als Glühkerzen 5A und 5B Glühkerzen nach Art von zwei Kabeln mit 24 V Spezifikationen für das schnelle Aufheizen verwendet werden. Diese Glühkerze ist jedoch nicht ein Massenprodukt (Standardprodukt) für Fahrzeuge, welches allgemein auf dem Markt erhältlich ist, sondern ein speziell designtes Produkt.
5 ist eine Ansicht, welche eine Glühkerze nach Art von zwei Kabeln darstellt. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Motorkörper, das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Glühkerze nach Art von zwei Kabeln; das Bezugszeichen 15-1 bezeichnet ein Leiterkabel, das Bezugszeichen 15-2 bezeichnet ein Metallgehäuse, das Bezugszeichen 15-3 bezeichnet eine Heizerspule, das Bezugszeichen 15-4 bezeichnet einen Isolator, das Bezugszeichen 15-5 bezeichnet einen Körper der Glühkerze und die Bezugszeichen 17-1 und 17-2 bezeichnen Verbinder.
Bei der Glühkerze 15 nach Art von zwei Kabeln sind beide Enden der Heizerspule 15-3 jeweils mit den Verbindern 17-1, 17-2 über das Leiterkabel 15-1 verbunden.
Obwohl die Relaisspule 10-2 des Schalterrelais 10 durch ein Signal von dem Kontroller 7 mit Energieversorgt wird, ist es während der Zeit des Startens nicht mit Energie versorgt. Die Steuerung der Energieversorgung und der Unterbrechung der Energieversorgung der Relaisspule 10-2 wird zu der Zeit des Antriebs nach dem Starten durchgeführt. Die Energieversorgung und Unterbrechung der Energieversorgung der Relaisspule 10-2 wird mittels eines Erfassungssignals von dem Motordrehzahlsensor 11 oder ähnlichem bestimmt.
Der Betrieb der Vorrichtung von 2 ist wie folgt.
(1) Während der Zeit des Startens
3 ist eine Tabelle der Verbindung des Schlüsselschalters zur Zeit des Startens. Wenn der Schlüsselschalter 3 sich in einer Vorheizposition befindet, ist ein Anschluss B mit der Batterie 1 an einem R₁-Anschluss verbunden. Da der R₁-Anschluss mit den Glühkerzen 5A, 5B parallel verbunden ist, liegt die Batteriespannung daran an.
Als nächstes dreht sich der Schlüsselschalter 3 über die „AUS"-Position und die "EIN"-Position zu der „Start"-Position. Dort ist der B-Anschluss mit einem R₂-Anschluss, einem C-Anschluss und einem ACC-Anschluss verbunden. Da der R₂-Anschluss gemeinsam mit dem R₁-Anschluss mit den Glühkerzen 5A, 5B parallel verbunden ist, liegt die Batteriespannung an den Glühkerzen 5A, 5B jeweils an. Während der Zeit des Startens ist es erforderlich, dass ein großer elektrischer Strom zu den Glühkerzen fließt und die Glühkerzen unmittelbar aufgeheizt werden.
Andererseits fließt der elektrische Strom von dem C-Anschluss zu dem Starter 4 bzw. der einem Anlasser 4, wobei das Drehen der Kurbelwelle durchgeführt wird. Zur selben Zeit fließt der elektrische Strom von dem C-Anschluss zu dem Controller 7 und eine Mitteilung wird gegeben, dass zur Zeit der Startvorgang durchgeführt wird. Während dieser Zeit, dass die Anzeige empfangen wird, behält der Controller 7 das Schaltrelais 10 in einem Zustand, in welchem die Energieversorgung unterbrochen ist. Das heißt, dass die Glühkerzen 5A, 5B in paralleler Verbindung beibehalten werden. Hierzu ist zu erwähnen, dass zu der Zeit der „EIN"-Position und der „Start"-Position, die Betriebsleistung des Controllers 7 von dem ACC-Anschluss zugeführt wird.
(2) Zur Zeit des Antriebs
Wenn der Schlüsselschalter 3 auf die "EIN"-Position gedreht wird, welches zur Zeit des Antriebs stattfindet, da der Schlüsselschalter 3 nicht länger mit dem R₁-Anschluss, dem R₂-Anschluss und dem B-Anschluss verbunden ist, wird die Energieversorgung von diesen Anschlüssen zu den Glühkerzen 5A, 5B gestoppt. Da andererseits der elektrische Strom von dem C-Anschluss zu dem Controller 7 abgeschnitten wird, stoppt der Controller 7 die Beibehaltung des Schalterrelais 10 in dem Zustand, in welchem die Energieversorgung unterbrochen wird.
Danach wird die Steuerung ausgeführt, welche das Erfassungssignal von dem Motordrehzahlsensor 11 oder dem Abgastemperatursensor 12 mit einem vorgegebenen Wert vergleicht, welcher später beschrieben werden wird und wobei das Schalterrelais 10 mit Energieversorgt wird oder nicht mit Energie versorgt wird. Wenn das Schalterrelais 10 mit Energie versorgt wird, sind die Glühkerzen 5A und 5B in Serie miteinander verbunden, und die Batteriespannung liegt von dem Anschluss B über das Schalterrelais 10 zu den in Serie verbundenen Glühkerzen an. Die Temperatur der Verbrennungskammer wird dadurch erhöht und der Verbrennungszustand verbessert sich somit.
Die Beschreibungen der festgelegten Werte, welche sich auf die Abgastemperatur und die Motordrehzahl beziehen, werden im folgenden durchgeführt.
Der Abgastemperatursensor 12 wird indirekt zur Erfassung der Temperatur der Verbrennungskammer des Motors verwendet. Eine Temperatur T (beispielsweise 300°C), wodurch erfasst werden kann, dass der Verbrennungszustand zufrieden stellend ist, wenn die Abgastemperatur diese Temperatur erreicht hat, oder höher ist, wurde zuvor durch Experimente oder ähnliches bestimmt und ist im Controller 7 festgelegt. Der Motordrehzahlsensor 11 wird zur Beurteilung verwendet, ob die Motordrehzahl sich in einem Antriebszustand in Leerlaufdrehzahl befindet, in welchem der Verbrennungszustand ungenügend ist, oder ob ein herkömmlicher Antriebszustand oder ein Segelzustand vorliegt.
Wenn die Abgastemperatur höher ist als die zuvor festgelegte Temperatur T während der Zeit des Antriebs, selbst wenn die Motordrehzahl gering ist, wird es beurteilt, dass bzw. ob der Verbrennungszustand ausreichend bzw. gut ist. Dies liegt daran, dass die Temperatur der Verbrennungskammer hoch ist und der Verbrennungszustand gut ist, wenn die Abgastemperatur höher ist als die festegelegte Temperatur T. Ein konkretes Beispiel für einen derartigen Fall ist der Fall, in welchem ein Schiff zum Halten gebracht wird oder mit einer sehr geringen Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Segeln mit hoher Geschwindigkeit vorliegt.
Obwohl die Motordrehzahl gering ist, ist die Abgastemperatur höher als die festgelegte Temperatur T.
In einem Fall, in welchem die Abgastemperatur geringer ist als die festgelegte Temperatur T, wird die Motordrehzahl in Betracht gezogen, welche von dem Motordrehzahlsensor 11 erfasst wird. Wenn die Abgastemperatur geringer ist als die festgelegte Temperatur T und die Motordrehzahl einen Wert innerhalb eines festgelegten Bereichs aufweist (welcher in Bezug auf 4 beschrieben werden wird), werden die Glühkerzen mit Energie versorgt und die Temperatur der Verbrennungskammer steigt an. In diesem Fall, wenn die Batteriespannung den Glühkerzen zugeführt wird, und diese in Parallelschaltung in der gleichen Art und Weise wie zu der Zeit des Startens verbunden sind, verringert sich die Lebensdauer der Glühkerzen.
Der Grund dafür ist darin zu sehen, dass die Glühkerzen derart gestaltet sind, dass große elektrische Ströme zu den Glühkerzen fließen, um in kurzer Zeit eine vorbestimmte Temperatur zur Zeit des Startens zu erreichen, und wenn zur Zeit des Antriebs ebenso die Batteriespannung in der gleichen Art und Weise anliegt, erhöht sich der Verschleiß, da der Fall der Energieversorgung lange anhält.
Um dies zu vermeiden, werden die Glühkerzen zu einer Verbindung in Serie umgeschaltet und die anliegende Spannung und der elektrische Strom zu den einzelnen Glühkerzen reduziert sich.
4 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Kontaktposition des Schalterrelais darstellt. Die Glühkerzen 5A, 5B sind zu der Zeit parallel verbunden, wenn die Kontaktposition D ist, und diese sind in Serie zu der Zeit verbunden, wenn die Kontaktposition E ist. Der Motordrehzahlbereich, in welchem auf eine Serienverbindung umgeschaltet wird, ist sozusagen ein festgelegter Bereich für eine ungünstige Verbrennung.
Eine Motordrehzahl N₄ (beispielsweise 1100 U/min) wird zuvor mittels Experimenten oder ähnlichem bestimmt und ist in dem Controller 7 festgelegt, bei welcher es beurteilt wird, dass bzw. ob sich der Motor in einem herkömmlichen Antriebszustand oder Cruisezustand befindet, wenn die Motordrehzahl nicht geringer ist als dieser vorgegebene Wert, selbst wenn die Abgastemperatur geringer ist als die festgesetzte Temperatur T.
Ferner wird eine Motordrehzahl N₂ (beispielsweise 400 U/min) im Controller 7 festgesetzt, welche etwas geringer ist als die Leerlaufdrehzahl. Bis der Motor die Motordrehzahl während des Startvorgangs erreicht, sind bei dem Motor die Glühkerzen parallel verbunden, wodurch das Starten des Motors vereinfacht wird. Nach dem der Motor diese Motordrehzahl erreicht hat (beispielsweise 400 U/min), startet der Motor in einfacher Art und Weise selbst.
Wenn ein Bootsgang von dem Leerlaufzustand (beispielsweise 500 U/min) eingelegt wird, um bei sehr geringer Geschwindigkeit zu Cruisen, die vorstehende Drehzahl N₂ ist ein Wert geringer als die Leerlaufdrehzahl, da Fälle existieren, in welchen die Motordrehzahl temporär abnimmt (beispielsweise 450 U/min).
Wenn die Motordrehzahl von einer hohen Drehzahl abnimmt, ist eine Motordrehzahl N₃ im Controller 7 derart festgelegt, dass auf eine Serienverbindung umgeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl die Drehzahl N₃ erreicht (beispielsweise 1000 U/min), was etwas geringer ist als die zuvor erwähnte Motordrehzahl N₄. Ferner schaltet die Serienverbindung auf eine parallele Verbindung in dem Zustand um, wenn die Motordrehzahl eine Drehzahl N₁ erreicht (beispielsweise 300 U/min), was geringer ist als die zuvor erwähnte Motordrehzahl N₂. Der Grund dafür ist, dass die Hysterese auf diese Art und Weise beibehalten wird, um ein Rattern des Schaltrelais 10 zu vermeiden.
Wenn die Motordrehzahl auf die Drehzahl N₁ zurückfällt, welche geringer ist als die zuvor erwähnte Motordrehzahl N₂ kann selbst ein Antrieb mit Leerlauf nicht aufrecht erhalten werden und es liegt ein Zustand vor, in welchem der Motor bald stoppen bzw. absterben wird.
Wenn die Energieversorgung zu den Glühkerzen nicht abgeschnitten wird, werden diese fortlaufend mit Energie versorgt, selbst nach dem der Motor stoppt. Daher wird durch das Schalten auf die Parallelverbindung bei der Motordrehzahl N₁ die Energieversorgung abgeschnitten.
Es treten jedoch die folgenden Probleme bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Beispiel auf.
Das erste Problem ist darin zu sehen, dass eine Glühkerze nach Art von zwei Kabeln als Glühkerze in einem Bootsmotor verwendet wird. Da dies nicht ein Massenprodukt auf dem Markt ist und somit speziell designed bzw. gestaltet wird, sind die Kosten hoch.
Das zweite Problem ist darin zu sehen, dass aufgrund der Art der Verbindung die Glühkerzen während des Startvorgangs und während der Zeit des Antriebs umgeschaltet werden, so dass die Struktur des Schaltkreises komplex wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung derartige Probleme zu lösen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Massenprodukt für ein Fahrzeug in Form von Glühkerzen für eine Vorheizvorrichtung eines Dieselmotors anzupassen und mit geringen Kosten herzustellen, wobei eine Struktur für eine Serien und parallelen Schaltung bzw. Umschaltung der Glühkerzen nicht erforderlich ist.
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen umfasst die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung zur Energiezuführung für eine Vorheizeinrichtung eines Dieselmotors, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glühkerzen vorgesehen sind, welche parallel miteinander verbunden sind, und welche über einen Schlüsselschalter mit einer Batterie verbunden sind sowie über ein Relais zu einem neutralen Punkt eines Generators verbunden sind, welcher durch den Dieselmotor anzutreiben ist, und wobei zu diesen die Batteriespannung zur Zeit des Startens zugeführt wird und die Spannung am neutralen Punkt zu der Zeit des Einschaltens des Relais anliegt, während der Antrieb nach dem Starten erfolgt, wobei ein Motordrehzahlsensor, ein Abgastemperatursensor (oder ein Kühlwassertemperatursensor) und ein Controller vorgesehen ist, um das Relais einzuschalten wenn, nachdem der Startvorgang beendet worden ist, eine Abgastemperatur geringer ist als eine festgelegte Temperatur und die Motordrehzahl innerhalb eines festgelegten Bereichs für eine ungünstige Verbrennung liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, welches eine Steuervorrichtung zur Energiezuführung für Glühkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Diagramm, welches eine herkömmliche Steuervorrichtung zur Energiezuführung für Glühkerzen darstellt.
3 ist eine Tabelle, welche den Betrieb und die Anschlüsse darstellt, welche über einen Schlüsselschalter miteinander verbunden sind.
4 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und der Kontaktposition eines Relais darstellt.
5 ist eine Ansicht, welche eine Glühkerze nach Art von zwei Kabeln darstellt.
6 ist eine Ansicht, welche eine Glühkerze nach Art eines einzelnen Kabels darstellt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Im folgenden werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Figuren beschrieben.
1 ist ein Diagramm, welches eine Steuervorrichtung für die Energieversorgung einer Glühkerze gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Bezugszeichen entsprechen den Bezugszeichen von 2. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Glühkerze, das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Abgastemperatursensor, das Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Generator bzw. eine Lichtmaschine, das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Erregerspule, das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Gleichrichterschaltkreis, das Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Regulator, das Bezugszeichen 24 bezeichnet einen Kondensator, das Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Ladelampe, das Bezugszeichen 26 bezeichnet ein Relais, das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Relaiskontakt und das Bezugszeichen 28 bezeichnet eine Relaisspule bzw. -wicklung.
Anstelle des Abgastemperatursensors 12 kann ein Kühlwassertemperatursensor verwendet werden.
Es ist zu erwähnen, dass der Betrieb und die Verbindungsanschlüsse eines Schlüsselschalters 3 ähnlich zu denjenigen von 3 sind, und da die Funktionsweisen bzw. der Betrieb zur Zeit des Startens ebenso ähnlich ist, wird die Beschreibung davon weggelassen.
Der Generator 20 ist an einem Fahrzeug, einem Schiff oder ähnlichem montiert bzw. angeordnet und wobei der Generator 20 eine Lichtmaschine bzw. ein Generator ist, welcher durch einen Dieselmotor angetrieben wird. Die Erregerwicklung bzw. die Erregerspule 21, der Gleichrichterschaltkreis 22, der Regulator 23, der Kondensator 24 und ähnliches weisen hilfsweise strukturelle Abschnitte auf, welche allgemein bekannt sind. Der Regulator 23 steuert die generierte Spannung durch Steuerung des Erregerstroms zu der Erregerspule 21.
Die Gleichspannung von einem Terminal B des Generators 20 liegt über ein Terminal B des Schlüsselschalters 3 zu einer Batterie 1 an, und wobei dadurch das Aufladen der Batterie durchgeführt wird (obwohl es nicht dargestellt wird, wird die Leistung ebenso zu weiteren elektrischen Verbrauchern zugeführt).
Die Ladelampe 25 ist zwischen einem Acc-Anschluss und einem L-Anschluss des Schlüsselschalters 3 geschaltet bzw. verbunden. Ursprünglich fließt der elektrische Strom von der Batterie zu dem Acc-Anschluss -> zu der Ladelampe 25 -> zu der Erregerspule 21, und wobei die Ladelampe 25 eingeschaltet ist. Wenn jedoch der Generator Strom erzeugt und wenn die Spannung zwischen dem L-Anschluss und dem E-Anschluss zu der Batteriespannung wird bzw. dieser entspricht (zwischen dem Acc-Anschluss und der Erdung) oder mehr wird, wird die Ladelampe 25 ausgeschaltet, und wobei es angezeigt wird, dass das Laden durchgeführt worden ist.
Bei dem herkömmlichen Beispiel gemäß 2 kann dies ebenso vorgenommen werden, wenn dies gewünscht ist, da der Generator 20 und die hilfsweisen strukturellen Abschnitte vorliegen, welche ähnlich zu denjenigen von 1 sind.
Wenn jedoch dies gegeben ist, dann wird dadurch lediglich ein allgemein bekannter Punkt gezeigt, nämlich dass die Batterie 1 durch die Ausgabe des Generators 20 geladen wird, und daher wird dies hinsichtlich 2 nicht dargestellt bzw. erläutert.
Andererseits wird der Grund, warum der Generator 20 und ähnliches ebenso in 1 dargestellt ist, durch die folgende Beschreibung klar, und die einzigartige Struktur der vorliegenden Erfindung abgesehen von der allgemein bekannten Struktur des Aufladens der Batterie wird ersichtlich.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der erste Punkt unterschiedlich von dem herkömmlichen Beispiel gemäß 2 darin zu sehen, dass Standardprodukte, welche in hoher Stückzahl in Form von Glühkerzen für Fahrzeuge hergestellt werden, als entsprechende Glühkerzen 5 angepasst werden bzw. verwendet werden können. Derartige Massenprodukte sind Glühkerzen nach Art eines einzelnen Kabels, und wobei die Kosten im Verhältnis zu den vorstehend erwähnten Glühkerzen nach Art von zwei Kabeln gering sind.
6 ist ein Diagramm, welches eine Glühkerze nach Einkabelart darstellt.
Gemäß 6 bezeichnet das Bezugszeichen 13 eine Glühkerze nach Einkabelart, das Bezugszeichen 13-1 bezeichnet ein Leiterkabel, das Bezugszeichen 13-2 bezeichnet ein Teilgehäuse, das Bezugszeichen 13-3 bezeichnet einen Isolator, das Bezugszeichen 13-4 bezeichnet eine Heizerspule, das Bezugszeichen 13-5 bezeichnet den Körper einer Glühkerze, das Bezugszeichen 14 bezeichnet den Motorkörper und das Bezugszeichen 17-1 bezeichnet einen Verbinder.
Bei der Glühkerze 13 nach Einkabelart ist ein Ende der Heizerspule 13-4 mit dem Metallgehäuse 13-2 verbunden und das andere Ende ist mit dem Verbinder 17-1 über das Leitungskabel 13-1 verbunden.
Der zweite unterschiedliche Punkt ist darin zu sehen, dass die Spannung bei dem neutralen Punkt N des Generators 20 als diejenige Spannung verwendet wird, welche an der Glühkerze 5 zur Zeit des Antriebs anliegt. Hierzu ist zu erwähnen, dass die Spannung an dem neutralen Punkt N halb so groß ist (12V) wie die Spannung, welche zwischen den Anschlüssen des Generators 20 abgenommen wird (die Spannung, welche für das Laden der Batterie verwendet wird).
Das Relais 26 ist ein Relais, welches an dem Kabel zwischen dem neutralen Punkt N des Generators 20 und einem Anschluss der Glühkerze 5 angeordnet ist, bei welchem die Spannung anliegt. Ferner wird dessen Relaisspule 28 durch die Ausgabe des Controllers 27 mit Energie versorgt und von der Energieversorgung abgekoppelt, und wobei der Relaiskontakt 27 eingeschaltet wird und ausgeschaltet wird. Auf der gleichen Art und Weise wie für den Fall von 2, zur Zeit des Antriebs nachdem der Dieselmotor gestartet worden ist, wenn es auf der Basis des Erfassungssignals von dem Motordrehzahlsensor 11, dem Abgastemperatursensor oder dem Kühlwassertemperatursensor 12 beurteilt wird, dass ein Heizen der Glühkerze 5 erforderlich ist, erzeugt der Controller 7 eine Ausgabe, welche die Relaisspule 28 mit Energie versorgt und den Relaiskontakt 28 einschaltet. Wenn es nicht erforderlich ist, unterbricht der Controller 7 die Energieversorgung zu der Relaisspule 27 und schaltet den Relaiskontakt 27 ab.
Ob die Motordrehzahl innerhalb eines festgelegten Bereichs für eine ungünstige Verbrennung befindet, wird im wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie gemäß 4 beurteilt, wenn die Abgastemperatur oder die Kühlwassertemperatur geringer ist als eine festgelegte Temperatur. Dementsprechend entspricht gemäß der vorliegenden Erfindung D von 4 dem Relaiskontakt 27, welcher ausgeschaltet ist, und E entspricht dem Relaiskontakt 27, welcher eingeschaltet ist.
Auf diese Art und Weise wird zur Zeit des Startens die Batteriespannung (24V), welches die bewertete Spannung davon ist, an die Glühkerze 5 angelegt, welche parallel geschaltet bzw. verbunden ist. Wenn der Relaiskontakt 27 zur Zeit des Antriebs nach dem Starten eingeschaltet wird, liegt die Spannung, welche von dem neutralen Punkt N des Generators 20 genommen wird, an der Glühkerze 5 an. Da die Spannung des neutralen Punkts die Hälfte (12V) der Batteriespannung ist und eine geringere Spannung als die Bemessung für die Glühkerze 5 ist, selbst wenn die Spannung über einen langen Zeitraum anliegt, besteht jedoch keine Gefahr, dass sich die Lebensdauer dadurch verkürzen würde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht kein Bedarf die Verbindung der Glühkerze 5 in Serie oder parallel umzuschalten, und wobei die Schaltkreisstruktur dadurch stark vereinfacht wird.

Claims

Steuervorrichtung zur Energiezuführung für eine Glühkerze, welche für eine Vorheizeinrichtung eines Dieselmotors vorgesehen ist und welche aufweist: eine Vielzahl von Glühkerzen, welche parallel zueinander verbunden sind und welche über einen Schlüsselschalter mit einer Batterie verbunden sind, und welche über ein Relay zu einem neutralen Punkt eines Generators verbunden sind, der von dem Dieselmotor anzutreiben ist, und wobei zu den Glühkerzen zur Zeit des Startens Batteriespannung zugeführt wird, und wobei die Spannung zur Zeit des Einschaltens des Relays zu dem neutralen Punkt während des Antriebs nach dem Starten zugeführt wird; einen Motordrehzahlsensor; dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgastemperatursensor; und ein Controller vorgesehen ist, um das Relay einzuschalten, wenn, nachdem der Startvorgang beendet worden ist, eine Abgastemperatur geringer ist als eine vorgegebene Temperatur und wenn die Motordrehzahl innerhalb eines festgelegten Bereichs für eine ungünstige Verbrennung liegt.
Steuervorrichtung zur Energiezuführung für eine Glühkerze, welche für eine Vorheizeinrichtung eines Dieselmotors vorgesehen ist und welche aufweist: eine Vielzahl von Glühkerzen, welche parallel zueinander verbunden sind und welche über einen Schlüsselschalter mit einer Batterie verbunden sind, und welche über ein Relay zu einem neutralen Punkt eines Generators verbunden sind, der von dem Dieselmotor anzutreiben ist, und wobei zu den Glühkerzen zur Zeit des Startens Batteriespannung zugeführt wird, und wobei die Spannung zur Zeit des Einschaltens des Relays zu dem neutralen Punkt während des Antriebs nach dem Starten zugeführt wird; einen Motordrehzahlsensor; dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlwassertemperatursensor; und ein Controller vorgesehen ist, um das Relay einzuschalten, wenn, nachdem der Startvorgang beendet worden ist, die Kühlwassertemperatur geringer ist als eine vorgegebene Temperatur und wenn die Motordrehzahl innerhalb eines festgelegten Bereichs für eine ungünstige Verbrennung liegt.