FR2737259A1

FR2737259A1 - DIESEL ENGINE GLOW PLUG CONTROL CIRCUIT

Info

Publication number: FR2737259A1
Application number: FR9509170A
Authority: FR
Inventors: Gerard Lanchec
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1997-01-31
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: DE69602895T2; EP0756083A1; EP0756083B1; FR2737259B1; ES2135190T3; DE69602895D1

Abstract

Le circuit de commande comporte un calculateur (1) et au moins un relais électronique (2) contrôlé par le calculateur (1). Il est prévu des moyens (5) pour relier le calculateur à une tension de référence (masse) à travers les bougies (31). L'invention facilite les opérations d'entretien chez les garagistes.The control circuit comprises a computer (1) and at least one electronic relay (2) controlled by the computer (1). Means (5) are provided for connecting the computer to a reference voltage (ground) through the spark plugs (31). The invention facilitates maintenance operations at garage owners.

Description

Circuit de commande de bougies de préchauffage de moteur diesel.Diesel engine glow plug control circuit.

Un moteur diesel nécessite, avant de démarrer, qu'on lui applique un certain préchauffage. Ce préchauffage est effectué par des bougies spécifiques qui sont commandées par un circuit alimenté par la batterie du véhicule. Le circuit de commande a une fonction de temporisateur, pour déterminer la durée d'application du courant de préchauffage, et une fonction de commutateur de puissance, pour assurer la commutation du courant intense traversant les Before starting a diesel engine, it needs to be preheated. This preheating is carried out by specific spark plugs which are controlled by a circuit supplied by the vehicle battery. The control circuit has a timer function, to determine the duration of application of the preheating current, and a power switch function, to ensure the switching of the intense current flowing through the

bougies, qui présentent une résistance de faible valeur. candles, which have a low resistance value.

Le circuit de commande fait appel au calculateur (microprocesseur) de gestion du moteur, qui est relié, par un premier connecteur amovible de puissance, aux bougies et, par un second connecteur amovible pour courants faibles, au The control circuit uses the engine management computer (microprocessor), which is connected, by a first removable power connector, to the spark plugs and, by a second removable connector for low currents, to the

faisceau de câblage du véhicule.vehicle wiring harness.

Pour réduire la taille du circuit de commande, la tendance actuelle consiste à utiliser, comme commutateurs de puissance, des relais statiques, ou électroniques, à la place de relais électromécaniques. En pratique, un relais statique comporte un transistor MOS de puissance, qui présente une chute de tension très faible et transfère ainsi toute la tension batterie sur un groupe de bougies. Il est alors apparu le problème suivant, lors d'opérations d'entretien chez les garagistes. Comme l'ordre relatif de connexion des deux connecteurs d'un microprocesseur n'est pas mécaniquement imposé, il peut se produire que les bougies soient connectées au microprocesseur alors que celui-ci n'est pas en To reduce the size of the control circuit, the current trend is to use, as power switches, solid state relays, or electronic relays, instead of electromechanical relays. In practice, a static relay includes a power MOS transistor, which has a very low voltage drop and thus transfers all the battery voltage to a group of spark plugs. The following problem then appeared, during maintenance operations at garage owners. As the relative order of connection of the two connectors of a microprocessor is not mechanically imposed, it may happen that the spark plugs are connected to the microprocessor while the latter is not in

état de fonctionner correctement.state to function properly.

Plus précisément, le connecteur de puissance présente trois bornes, à savoir une borne d'alimentation, reliée directement à la borne positive de la batterie, et deux bornes de sortie pour alimenter deux groupes de bougies reliées à la masse. Le microprocesseur est alimenté en tension batterie par le deuxième connecteur, pour courants faibles. De ce fait, quand ce dernier est déconnecté, le microprocesseur est en principe hors tension. Cela n'est cependant pas le cas, car l'interrupteur MOS laisse passer des courants de fuite, provenant de la More specifically, the power connector has three terminals, namely a supply terminal, connected directly to the positive terminal of the battery, and two output terminals for supplying two groups of spark plugs connected to ground. The microprocessor is supplied with battery voltage by the second connector, for low currents. Therefore, when the latter is disconnected, the microprocessor is in principle de-energized. This is not the case, however, because the MOS switch lets leakage currents from the

borne positive de la batterie.positive battery terminal.

Comme la masse, normalement fournie à travers le deuxième connecteur, est alors flottante, I'effet des courants parasites ne peut pas être neutralisé, si bien que ceux-ci provoquent l'accumulation de charges sur l'électrode de As the mass, normally supplied through the second connector, is then floating, the effect of the stray currents cannot be neutralized, so that these cause the accumulation of charges on the electrode.

commande de l'interrupteur MOS et entraînent sa conduction partielle. control of the MOS switch and cause its partial conduction.

Cependant, cette commande parasite n'est que partielle et le transistor MOS n'est alors pas totalement conducteur et offre une résistance de conduction. Il est de ce fait incapable de transférer aux bougies qu'il alimente la totalité de la tension batterie et, de ce fait, absorbe une partie de la puissance électrique qui devrait être appliquée aux bougies. N'étant pas dimensionné à cet effet, il est détruit. Pour résoudre ce problème, il est exclu d'empêcher le flottement de la masse du circuit de commande en ajoutant une borne de masse au connecteur de puissance, si l'on veut conserver une compatibilité avec le parc en service. Par ailleurs, étant donné les intensités commutées, il est tout autant exclu de However, this parasitic control is only partial and the MOS transistor is then not fully conductive and offers a conduction resistance. It is therefore unable to transfer to the spark plugs that it supplies the entire battery voltage and, therefore, absorbs part of the electrical power which should be applied to the spark plugs. Not being dimensioned for this purpose, it is destroyed. To solve this problem, it is impossible to prevent the floating of the control circuit mass by adding a ground terminal to the power connector, if one wishes to maintain compatibility with the fleet in service. In addition, given the switched intensities, it is just as excluded from

contrôler l'alimentation du connecteur de puissance par la clé de contact. check the power connector power supply with the ignition key.

De même, imposer aux garagistes un ordre d'intervention sur les deux Likewise, impose on garage owners an intervention order on both

connecteurs paraît illusoire.connectors seems illusory.

La demanderesse a alors eu l'idée d'utiliser le défaut présenté par le branchement incorrect pour résoudre le problème posé, c'est-à-dire d'utiliser la fausse référence de masse, présentée par les sorties allant aux bougies, comme une vraie référence de masse, de secours, pour un circuit inhibant le MOS interrupteur tant que le circuit de commande n'est pas relié directement à The Applicant then had the idea of using the defect presented by the incorrect connection to solve the problem posed, that is to say of using the false mass reference, presented by the outputs going to the candles, as a true ground reference, backup, for a circuit inhibiting the MOS switch as long as the control circuit is not directly connected to

la masse de la batterie par le connecteur pour courants faibles. the mass of the battery via the connector for low currents.

A cet effet, I'invention concerne un circuit de commande de bougies de préchauffage d'un moteur diesel, comportant un calculateur et au moins un relais électronique contrôlé par le calculateur, caractérisé par le fait qu'il est prévu des moyens pour relier le calculateur à une tension de référence To this end, the invention relates to a circuit for controlling glow plugs of a diesel engine, comprising a computer and at least one electronic relay controlled by the computer, characterized in that means are provided for connecting the computer at a reference voltage

(masse) à travers les bougies.(mass) through the candles.

Ainsi, et paradoxalement, ce sont les bougies qui contrôlent le circuit de commande lorsque celui-ci a un branchement incorrect, et qui le bloquent en Thus, and paradoxically, it is the spark plugs which control the control circuit when it has an incorrect connection, and which block it in

pareil cas, évitant ainsi toute destruction du relais de celui-ci. such a case, thus avoiding any destruction of the relay thereof.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme The invention will be better understood using the following description of a form

o10 de réalisation préférée du circuit de commande de l'invention, en référence à la o10 of preferred embodiment of the control circuit of the invention, with reference to the

figure unique du dessin annexé qui le représente. single figure of the attached drawing which represents it.

Le circuit de commande délimité par un trait d'axe sur la figure, est porté par une carte de circuit imprimé et est logé, dans un boîtier non représenté, à proximité du moteur diesel d'une voiture. Il comporte un calculateur 1 contrôlant un relais électronique 2 constitué ici d'un transistor MOS de puissance. Un connecteur amovible 3 relie en entrée le calculateur 1 à une lame 33 d'un relais commandé par la clé de contact de la voiture et à un capteur de régime The control circuit delimited by an axis line in the figure, is carried by a printed circuit board and is housed, in a housing not shown, near the diesel engine of a car. It includes a computer 1 controlling an electronic relay 2 here consisting of a power MOS transistor. A removable connector 3 connects, at the input, the computer 1 to a blade 33 of a relay controlled by the ignition key of the car and to a speed sensor

moteur 32. Le connecteur 3 relie le calculateur 1 à la masse. engine 32. The connector 3 connects the computer 1 to earth.

Un connecteur amovible 4, de puissance, relie respectivement, par des bornes d'entrée et de sortie de courant 41 et 42, le drain 21 et la source 23 du MOS 2 à la borne fournissant la tension + Vb de la batterie 30, et à une électrode d'une bougie 31 de préchauffage du moteur diesel, bougie reliée par ailleurs à la masse de la batterie 30. Le calculateur 1 est ainsi relié à la bougie 31 à travers le MOS 2 et le connecteur 4. Pour la clarté de l'exposé, il n'est A removable connector 4, of power, connects respectively, by current input and output terminals 41 and 42, the drain 21 and the source 23 of the MOS 2 to the terminal supplying the voltage + Vb of the battery 30, and to an electrode of a glow plug 31 for the diesel engine, plug connected in addition to the mass of the battery 30. The computer 1 is thus connected to the plug 31 through the MOS 2 and the connector 4. For clarity of the presentation it is not

représenté qu'une bougie et un seul relais 2 associe. shown that a candle and a single relay 2 associates.

Le calculateur 1 comporte un microprocesseur 11 commandant la grille 22 du MOS 2 à travers un circuit de commande 12, afin d'appliquer à la bougie 31 un chauffage de durée déterminée en réponse à l'actionnement de la clef de The computer 1 comprises a microprocessor 11 controlling the grid 22 of the MOS 2 through a control circuit 12, in order to apply to the spark plug 31 a heating of determined duration in response to the actuation of the key

contact ou le démarrage du moteur.ignition or starting the engine.

Un circuit de liaison 5, représenté entouré d'un cadre en pointillés, relie la grille 22 du MOS 2 à la borne 42 alimentant la bougie 31. Plus précisément, le drain 51 d'un transistor MOS 50 est relié à la grille 22, normalement commandée par la sortie du circuit 12, tandis que la source 53 du MOS 50 est reliée à la borne de sortie 42 à travers une diode série 54 fixant un seuil de commande. Un pont diviseur constitué de deux résistances 55-56 relie la borne 41, d'alimentation du MOS 2 en + Vb, à une liaison 61 de masse du calculateur 1, interne à la carte, polarisée, comme indiqué, par la borne de masse de la i0 batterie 30 à travers le connecteur 3. Le point milieu du pont 55-56 est relié à la grille 52 du transistor 50 ainsi qu'à une extrémité d'un condensateur 57 d'intégration, relié, par son extrémité opposée, à la source 53, à travers la A link circuit 5, shown surrounded by a dotted frame, connects the gate 22 of the MOS 2 to the terminal 42 supplying the spark plug 31. More specifically, the drain 51 of an MOS transistor 50 is connected to the gate 22, normally controlled by the output of circuit 12, while the source 53 of the MOS 50 is connected to the output terminal 42 through a series diode 54 setting a control threshold. A divider bridge consisting of two resistors 55-56 connects terminal 41, supplying MOS 2 with + Vb, to a ground link 61 of computer 1, internal to the card, polarized, as indicated, by the ground terminal of the battery i0 through the connector 3. The midpoint of the bridge 55-56 is connected to the gate 52 of the transistor 50 as well as to one end of an integration capacitor 57, connected by its opposite end, at source 53, across the

diode 54, et à la borne de sortie 42. diode 54, and to the output terminal 42.

Le fonctionnement du circuit de commande va maintenant être expliqué. The operation of the control circuit will now be explained.

Le concept de l'invention est d'utiliser le potentiel au niveau de la sortie 42 alimentant la bougie 31 comme référence de potentiel bas, à la place de la The concept of the invention is to use the potential at the output 42 supplying the spark plug 31 as a low potential reference, instead of the

masse (61) lorsqu'elle n'est pas fournie à la carte, afin de bloquer le MOS 2. ground (61) when not supplied to the card, in order to block the MOS 2.

On peut ainsi substituer, pour commander le MOS 2 commutateur de puissance, le circuit de liaison 5 au calculateur 1 lorsque le connecteur 3 est déconnecté et donc que la liaison de masse 61 est flottante. En pareil cas, le connecteur 4 étant en place, la tension +Vb de la borne d'alimentation 41 entraîne le passage de courants de fuite par le drain 21 jusqu'à la grille 22 qui, n'étant pas polarisée par le circuit de commande 12, se charge et tend à It is thus possible to substitute, for controlling the MOS 2 power switch, the link circuit 5 for the computer 1 when the connector 3 is disconnected and therefore that the ground link 61 is floating. In such a case, with the connector 4 in place, the voltage + Vb of the supply terminal 41 causes leakage currents to pass through the drain 21 to the gate 22 which, not being biased by the circuit of command 12, loads and tends to

débloquer le MOS 2.unlock the MOS 2.

Le circuit de liaison 5 se substitue au circuit 12 pour écouler vers la masse les charges parasites accumulées sur la grille 22, cet écoulement s'effectuant par The connecting circuit 5 replaces the circuit 12 to flow towards the ground the parasitic charges accumulated on the grid 22, this flow taking place by

le drain 51 et la source 53 du MOS 50, la diode 54, la borne 42 et la bougie 31. the drain 51 and the source 53 of the MOS 50, the diode 54, the terminal 42 and the spark plug 31.

Cette dernière, de faible résistance et parcouru par un courant faible, ramène The latter, of low resistance and traversed by a weak current, brings back

ainsi, sur la borne 42 une pseudo-masse. thus, on terminal 42 a pseudo-mass.

La liaison du circuit 5 avec la borne 42 de sortie de courant a une double fonction. D'une part, comme cela vient d'être expliqué, elle sert à écouler les charges parasites. D'autre part, elle peut être considérée comme une entrée d'information, puisqu'elle fournit une référence de tension qui est comparée à la tension de la liaison interne de masse 61. Tant que cette dernière est isolée The connection of the circuit 5 with the current output terminal 42 has a double function. On the one hand, as has just been explained, it serves to dispose of the parasitic charges. On the other hand, it can be considered as an information input, since it provides a voltage reference which is compared with the voltage of the internal ground link 61. As long as the latter is isolated

de la masse de la batterie 30, par le connecteur 3 ouvert, le pont diviseur 55- of the mass of the battery 30, via the open connector 3, the divider bridge 55-

56 n'a pas de référence de masse si bien que son point milieu présente un potentiel élevé qui entraîne la conduction du MOS 50. Celui-ci applique une résistance faible entre la grille 22 et la source 23 ce qui ramène vers la masse 56 does not have a mass reference so that its midpoint has a high potential which leads to the conduction of the MOS 50. The latter applies a low resistance between the gate 22 and the source 23 which brings back to ground

de la bougie 31 le potentiel de la grille 22, en bloquant nettement le MOS 2. of the spark plug 31 the potential of the grid 22, by clearly blocking the MOS 2.

Par contre, lorsque la liaison interne de masse 61 est correctement polarisée à la masse de la batterie 30 à travers le connecteur 3, le potentiel au point milieu 52 passe en dessous du seuil de conduction du MOS 50. La diode 54 sert à régler ce seuil à un niveau suffisamment haut pour compenser une éventuelle différence de potentiel conduite par le cablage et pouvant apparaître entre 61 !5 et 31 et pour que la valeur de la résistance 56 ne soit pas trop faible devant celle de la résistance 55. Ainsi, on évite que le condensateur 57 du circuit intégrateur RC: 55-56/57 n'ait une valeur trop élevée pour obtenir une constante de temps déterminée servant à filtrer les commutations lors des connexions/déconnection du Connecteur 3 ou lors des On the other hand, when the internal ground link 61 is correctly polarized to the ground of the battery 30 through the connector 3, the potential at the midpoint 52 goes below the conduction threshold of the MOS 50. The diode 54 is used to adjust this threshold at a level high enough to compensate for a possible difference in potential driven by the wiring and which can appear between 61! 5 and 31 and so that the value of the resistor 56 is not too low compared to that of the resistor 55. Thus, we prevents the capacitor 57 of the integrator circuit RC: 55-56 / 57 from being too high to obtain a determined time constant used to filter the switching operations during connections / disconnection of Connector 3 or during

activations/désactivations de commandes gérées par le calculateur 1. activation / deactivation of commands managed by the computer 1.

En bref, le circuit de liaison 5 comporte un comparateur de tension à deux entrées (61 et 42) et deux sorties (51, 42) pour bloquer le MOS 2 en appliquant In short, the link circuit 5 includes a voltage comparator with two inputs (61 and 42) and two outputs (51, 42) to block the MOS 2 by applying

un potentiel de blocage entre deux de ces électrodes (22, 23). a blocking potential between two of these electrodes (22, 23).

On comprendra que les fonctions, ci-dessus du circuit de liaison 5 peuvent être réalisées de diverses façons et que le relais de puissance commandé peut être autre que le MOS ici décrit. En particulier, le concept de l'invention pourrait It will be understood that the above functions of the link circuit 5 can be performed in various ways and that the power relay controlled can be other than the MOS described here. In particular, the concept of the invention could

être mis en oeuvre en intégrant le circuit 5 dans le circuit de commande 12. be implemented by integrating circuit 5 into control circuit 12.

Dans ce cas, le circuit 5 pourrait par exemple servir à référencer la liaison de masse (61) du circuit 12 à la pseudo-masse (42), c'est-à-dire que le circuit 5 ne se substituerait pas au circuit 12 mais qu'il assurerait le fonctionnement correct de celui-ci, à l'état repos, même en l'absence de la vraie masse (61). L'action du circuit 5, de blocage du MOS 2, aurait ainsi lieu à travers le circuit 12. Une commande séparée du circuit 5 sur une électrode spécifique de blocage du relais électronique est tout aussi envisageable. De même, on comprendra que la pseudo-référence de masse 42 assure le fonctionnement du circuit 5, mais que l'action de blocage de celui-ci sur le relais électronique consiste à assurer le maintien d'un potentiel de blocage sur une électrode de celui-ci, sans que ce In this case, circuit 5 could for example be used to reference the ground link (61) of circuit 12 to the pseudo-mass (42), that is to say that circuit 5 would not replace circuit 12 but that it would ensure the correct functioning of the latter, in the rest state, even in the absence of the real mass (61). The action of circuit 5, for blocking the MOS 2, would thus take place through circuit 12. Separate control of circuit 5 on a specific electrode for blocking the electronic relay is also possible. Similarly, it will be understood that the pseudo-ground reference 42 ensures the operation of the circuit 5, but that the blocking action of the latter on the electronic relay consists in ensuring the maintenance of a blocking potential on an electrode of this one, without it

potentiel doive obligatoirement être celui de la pseudo-masse. potential must necessarily be that of the pseudo-mass.

On notera que le rebouclage entre les deux bornes de la batterie, réalisé par le circuit 5, est indépendant de toute notion de mise à la masse de l'une ou l'autre It will be noted that the loopback between the two terminals of the battery, produced by the circuit 5, is independent of any notion of earthing of one or the other.

borne de celle-ci.terminal of this one.

Claims

1. A glow plug control circuit (31) of a diesel engine, comprising a computer (1) and at least one electronic relay (2) controlled by the computer (1), characterized in that it is provided means (5) for connecting the computer to a reference voltage (ground) through the spark plugs (31).

2. The circuit as claimed in claim 1, in which the computer (1) is connected to the glow plugs (31) and to preheating control means.

(33) respectively by two removable connectors (3, 4).

3. Circuit according to one of claims 1 and 2, wherein the relay

electronic is a MOS transistor (2) and the means (5) for connecting the computer (1) to the reference voltage are arranged to apply a

blocking voltage between the gate (22) and the source (23) of the MOS transistor.

4. Circuit according to one of claims 1 to 3, wherein the means for

link (5) comprise a second MOS transistor (50) whose gate (52) is controlled by a divider bridge (55-56) supplied between a terminal (21; 41) supplying the relay (2), intended to be connected to a power source (30) having said reference voltage, and an internal link (61) intended to be connected to the reference voltage terminal of the power source

(30).

5. The circuit of claim 4, wherein a timing capacitor (57) connects the gate (52) of the second MOS transistor (50) to its source (53).

6. Circuit according to one of claims 4 and 5, wherein a diode (54) is

connected in series with the source (53) of the second MOS transistor (50).