JP2014214908A - 発熱素子の表面温度制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発熱温度と電気抵抗とが相関を持つ発熱抵抗体を用いた発熱素子の発熱部の表面温度を制御するための本発明の方法は、特定条件において発熱素子に供給される電力とこれによって発熱する発熱素子の温度との関係を取得すると共に、特定条件において発熱素子の温度とその電気抵抗との関係を取得し、発熱素子の目標表面温度を設定し、発熱素子に電力を供給して発熱素子の発熱部の電気抵抗を算出し、算出した電気抵抗が目標表面温度に対応した電気抵抗となるように、発熱素子に対する供給電力を制御する。
【選択図】なし
Description
T=aR+b ・・・(1)
ただし、bはグロープラグ28の発熱部28aを構成する材料に固有の定数であり、温度Tは発熱部28aの中心部の温度であって、その表面温度ではなくことに注意すべきである。
P=Lλ(T−TF) ・・・(2)
先の(1)式をこの(2)式に代入して変形すると、以下のように表すことができる。
aR=(P/Lλ)−b+TF ・・・(3)
ここで、排気流量が0の場合、先の(3)式を以下のように表すことができる。
aR0=(P0/Lλ)−b+TF ・・・(4)
(4)式を変形して以下のように表すことができる。
TF=aR0−(P0/Lλ)+b ・・・(5)
この(5)式を先の(3)式に代入して整理すると、以下のように表すことができる。
R={(P−P0)/aLλ}+R0 ・・・(6)
ただし、aLλを定数Cとみなすとこができるので、(6)式は以下のように単純化して表すことができる。
R={(P−P0)/C}+R0 ・・・(7)
R=V/I ・・・(8)
P=C(R−R0)+P0 ・・・(9)
この場合、目標となる電力Pは算出される電気抵抗Rが(9)式を満たすように制御されることとなる。
RN=R0+{1−(Rn/R0)} ・・・(10)
10a 燃焼室
15a 運転状態判定部
15f 燃料添加設定部
15g 燃料添加弁駆動部
15h グロープラグ駆動部
15i 加熱温度設定部
15j 学習補正部
23a 排気通路
24 排気浄化装置
25 排気加熱装置
27 燃料添加弁
28 グロープラグ
28a 発熱部
29 電圧計
30 電流計
31 イグニッションキースイッチ
32 排気温センサー
T0 無風状態での発熱部の温度
R0 無風状態での発熱部を構成する材料の電気抵抗
P0 無風状態での発熱部への供給電力
Claims (9)
- 発熱温度と電気抵抗とが相関を持つ発熱抵抗体を用いた発熱素子の発熱部の表面温度を制御するための方法であって、
特定条件において発熱素子に供給される電力とこれによって発熱する発熱素子の温度との関係を取得するステップと、
前記特定条件において前記発熱素子の温度と電気抵抗との関係を取得するステップと、
前記発熱素子の目標表面温度を設定するステップと、
前記発熱素子に電力を供給して前記発熱素子の発熱部の電気抵抗を算出するステップと、
算出した電気抵抗が前記目標表面温度に対応した電気抵抗となるように、前記発熱素子に対する供給電力を制御するステップと
を具えたことを特徴とする発熱素子の表面温度制御方法。 - 前記特定条件において前記発熱素子に供給される電力をP0,前記発熱素子を構成する材料の温度抵抗係数および熱伝導率ならびに前記発熱素子の中心からその表面までの距離に関する定数をC,前記特定条件において前記発熱素子に供給される電力P0に対応した前記発熱素子の電気抵抗をR0とすると、前記電気抵抗Rと前記発熱素子に供給される電力Pとの関係が下式
R={(P−P0)/C}+R0
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の発熱素子の表面温度制御方法。 - 発熱温度と電気抵抗とが相関を持つ発熱抵抗体を用いた発熱素子の発熱部の表面温度を制御するための方法であって、
特定条件において発熱素子に供給される電力とこれによって発熱する発熱素子の温度との関係を取得するステップと、
前記特定条件において前記発熱素子の温度と電気抵抗との関係を取得するステップと、
前記発熱素子の目標表面温度を設定するステップと、
前記発熱素子に電力を供給してその電力を算出するステップと、
算出した電力が前記目標表面温度に対応した電力となるように制御するステップと
を具えたことを特徴とする発熱素子の表面温度制御方法。 - 前記特定条件において前記発熱素子に供給される電力をP0,前記発熱素子を構成する材料の温度抵抗係数および熱伝導率ならびに前記発熱素子の中心からその表面までの距離に関する定数をC,前記特定条件において前記発熱素子に供給される電力P0に対応した前記発熱素子の電気抵抗をR0とすると、前記電気抵抗Rと前記発熱素子に供給される電力Pとの関係が下式
P=C(R−R0)+P0
を満たすことを特徴とする請求項3に記載の発熱素子の表面温度制御方法。 - 前記発熱素子に電力を供給する前記ステップは、前記特定条件において前記発熱素子に供給される電力とこれによって発熱する発熱素子の温度との関係を利用して前記発熱素子に供給する初期電力を設定するステップを含むことを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の発熱素子の表面温度制御方法。
- 前記特定条件が前記発熱素子の周囲に介在する気体が流動しない状態であることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の発熱素子の表面温度制御方法。
- 前記発熱素子が前記特定条件にあるか否かを判定するステップと、
前記発熱素子が前記特定条件にある場合、前記発熱素子の周囲の雰囲気温度を検出するステップと、
検出した雰囲気温度が所定範囲にある場合、前記特定条件における前記発熱素子の電気抵抗R0に対応した電力P0を前記発熱素子に供給するステップと、
前記電力P0の供給に伴って変化する前記発熱素子の電気抵抗を求めるステップと、
変化が収束した時点での前記発熱素子の電気抵抗を取得し、これに基づいて前記特定条件において前記発熱素子に供給される電力P0に対応した前記発熱素子の電気抵抗R0を学習補正するステップと
をさらに具えたことを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の発熱素子の表面温度制御方法。 - 前記発熱素子が前記特定条件にあるか否かを判定するステップと、
前記発熱素子が前記特定条件にある場合、前記発熱素子の周囲の雰囲気温度を検出するステップと、
検出した雰囲気温度が所定範囲にある場合、前記発熱素子の電気抵抗が前記特定条件における前記発熱素子の電気抵抗R0となるように前記発熱素子に電力を供給するステップと、
前記発熱素子に供給される前記電力を求めるステップと、
変化が収束した時点での前記電力を取得し、これに基づいて前記特定条件において前記発熱素子の電気抵抗R0に対応した供給電力P0を学習補正するステップと
をさらに具えたことを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の発熱素子の表面温度制御方法。 - 前記発熱素子が内燃機関の燃焼室または排気通路に配されて燃料を着火・燃焼させるためのグロープラグであり、前記特定条件は、内燃機関が搭載された車両のイグニッションキースイッチがオン状態からオフに切り替わった以降であることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の発熱素子の表面温度制御方法。
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