JP2547757B2 - デイ−ゼル機関のグロ−制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関のグロ−制御装置

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JP2547757B2
JP2547757B2 JP62044202A JP4420287A JP2547757B2 JP 2547757 B2 JP2547757 B2 JP 2547757B2 JP 62044202 A JP62044202 A JP 62044202A JP 4420287 A JP4420287 A JP 4420287A JP 2547757 B2 JP2547757 B2 JP 2547757B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、副室式ディーゼル機関などにおけるグロ
ープラグの通電量を制御するグロー制御装置に関する。
従来の技術 副室式ディーゼル機関などでは、冷寒時の始動性を確
保するために、一般にグロープラグを用いた予熱が行わ
れるが、このグロープラグに常時一定の電流を供給した
のでは、温度の立ち上がりが遅く、また一旦十分な温度
に達した予熱完了後に不必要にバッテリ電力を消費する
ことになるので、近年、各シリンダに夫々設けられた複
数個のグロープラグを、リレースイッチを介して、電源
に対し並列接続及び直列接続に切り換え可能に構成し、
通電量つまり発熱量を二段階に制御するようにしたグロ
ー制御装置が実用に供されている。すなわち、予熱開始
時には各グロープラグを電源に対し並列接続として急速
予熱を行い、また予熱完了後は電源に対し各グロープラ
グを直列接続として通電量を抑制し、保温状態とするの
である。そして、この場合、機関クランキングは通常急
速予熱が完了した状態で行われるが、スタータモータの
作動に伴いグロープラグに供給される電源電圧が低下す
るので、クランキング中のグロープラグ温度の低下を防
止するために、単なる保温状態とせずに並列接続状態と
直列接続状態とを1〜2秒程度の間隔で交互に切り換え
て、グロープラグ温度を適当な範囲内に維持する構成と
なっていた。なお、上記機関クランキング中の並列,直
列接続の切り換えの間隔は、直列接続時間が固定的な値
として設定されており、並列接続時間は電源電圧によっ
て若干異なる値となる(特開昭60−166759号公報)。
発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のように機関クランキング時に一定の間
隔で並列接続状態と直列接続状態とに切り換えるように
した従来のグロー制御装置にあっては、機関冷却水温が
高く、始動に際してそれ程高いグロープラグ温度が必要
とされない状態でも、グロープラグ温度が相当に高くな
ってしまい、グロープラグの耐久性の上で不利となる。
またリレースイッチが頻繁に作動することから、やはり
その耐久性の上で不利であり、かつ不快な作動音が常時
発生することになる。なお、機関暖機後に燃料系のエア
抜きなど実際の始動を目的としないクランキングを行う
場合にも同様の不具合が発生する。
問題点を解決するための手段 この発明は、上記の問題点を解決するために、各シリ
ンダに夫々設けられた複数個のグロープラグと、この複
数個のグロープラグを電源に対し並列あるいは直列に選
択的に接続するリレースイッチと、を備え、機関クラン
キング時に上記リレースイッチを並列接続状態と直列接
続状態とに交互に切り換えてグロープラグの温度制御を
行うようにしたディーゼル機関のグロー制御装置におい
て、グロープラグに印加される電圧を積分してなるグロ
ープラグ疑似温度信号が信号の上限温度に達したときに
並列接続状態から直列接続状態へ切り換える第1のリレ
ー切換手段と、直列接続状態となってから所定の直列接
続時間が経過した時点で再び並列接続状態に切り換える
第2のリレー切換手段と、機関温度を検出する温度検出
手段と、この検出温度に応じて上記第2のリレー切換手
段の直列接続時間を設定する切換時間可変設定手段とを
設けたことを特徴としている。
作用 上記並列接続状態では各グロープラグの発熱量は比較
的大きく、また直列接続状態では各グロープラグの発熱
量は比較的小さくなるが、機関温度が低い場合には、ク
ランキング中の直列接続時間が短く設定される。これに
より、グロープラグ疑似温度信号により示されるグロー
プラグ温度は、比較的短い周期で、ひいては小さな振幅
でもって、上昇,下降を繰り返す。そのためグロープラ
グの平均温度は比較的高く保たれる。一方、機関温度が
高い場合には、直列接続時間が長く設定される。これに
より、グロープラグ疑似温度信号により示されるグロー
プラグ温度は、比較的長い周期で、ひいては大きな振幅
でもって、上昇,下降を繰り返す。ここで、並列接続状
態から直列接続状態へ切り換えられるときの上限温度
は、上述の機関温度が低い場合と変わりがないので、グ
ロープラグの平均温度が比較的低くなり、かつリレース
イッチの作動頻度が減少する。
実施例 第1図はこの発明に係るディーゼル機関のグロー制御
装置の一実施例を示す構成説明図であって、一例として
4気筒機関用のグロー制御装置を示している。
同図において、1は各シリンダに夫々設けられた合計
4個のグロープラグを示しており、このグロープラグ1
は、互いに並列に接続された2個の接地型グロープラグ
1aの組と、同じく互いに並列に接続された2個の二線型
グロープラグ1bの組とに大別される。上記接地型グロー
プラグ1aは、一方の端子が図示せぬシリンダヘッドを介
して接地されているもので、他方の端子は第1リレース
イッチ2のリレー接点を介してバッテリ3の+側に接続
可能となっている。上記二線型グロープラグ1bは、端子
の双方がシリンダヘッドに対し絶縁されているもので、
一方の端子がトランスファー型の第2リレースイッチ4
を介して接地側あるいはバッテリ3の+側に選択的に接
続可能となっている。そして、上記二線型グロープラグ
1bの他方の端子は、接地型グロープラグ1aの他方の端子
に結線されており、やはり第1リレースイッチ2を介し
てバッテリ3の+側に接続可能となっている。すなわ
ち、上記第1リレースイッチ2がオン,第2リレースイ
ッチ4がオフ(接地側)となっている状態では、各グロ
ープラグ1が全てバッテリ3に対し並列に接続され、各
グロープラグ1にはバッテリ電圧がそのまま印加され
る。そして、上記第1リレースイッチ2がオフ,第2リ
レースイッチ4がオンとなった状態では、2個の接地型
グロープラグ1aの組との2個の二線型グロープラグ1bの
組とが直列に接続された状態となり、各グロープラグ1
に印加される電圧は、バッテリ電圧の約1/2となる。
また5は、通常運転席に配設されるキースイッチを示
している。このキースイッチ5は、オン接点5aとスター
ト接点5bとを有しており、オン接点5a位置までキースイ
ッチ5が回されると燃料供給が許容される状態となり、
更にスタート接点5b位置まで回されると図示せぬスター
タモータが作動し機関のクランキングが行われるように
なっている。
また6は、機関温度例えば機関冷却水温を検出するサ
ーミスタ等からなる水温センサを示している。なお、こ
の水温センサ6は他のアイドル回転数制御などのために
備えられた既存のセンサを利用することができる。
7は、上記第1リレースイッチ2及び第2リレースイ
ッチ4の切り換え制御を行うマイクロコンピュータシス
テムからなるコントロールユニットを示しており、これ
は、入出力回路8,CPU9,安定化電源回路10,ROM11及びRAM
12などを主体として構成されている。このコントロール
ユニット7には、上記キースイッチ5からのオン信号a
及びスタート信号b、上記水温センサ6からの水温信号
cが夫々入力され、更にグロープラグ1から印加電圧信
号dが入力されている。そして上記第1リレースイッチ
2及び第2リレースイッチ4に対し夫々リレー制御信号
e,fを出力している。
次に第2図は、上記コントロールユニット7によって
実行されるグロー制御の概略を示すフローチャート、第
4図及び第5図は夫々低温時及び高温時における各部の
状態を示すタイムチャートであって、以下これらのフロ
ーチャート及びタイムチャートを参照して上記実施例の
作用を説明する。
キースイッチ5がオン操作されて制御が開始すると、
最初に第2図のステップ1に示すようにフラグ等が初期
化され、次にステップ2において急速予熱判定フラグFL
G1の判定が行われる。この急速予熱判定フラグFLG1は、
急速予熱が完了したか否かを示すもので、キースイッチ
5がオン操作された当初は「0」であるから、ステップ
2からステップ9へ進み、第1リレースイッチ2がオ
ン、第2リレースイッチ4がオフに夫々制御される。こ
れにより、グロープラグ1は並列接続され、各グロープ
ラグ1にバッテリ電圧がそのまま印加される。従って、
第4,5図に示すようにキースイッチ5のオン操作と同時
に急速予熱が開始され、グロープラグ温度は急激に上昇
する。
上記グロープラグ温度は、例えばグロープラグ1に印
加される端子電圧を抵抗やコンデンサ等の素子を用いて
積分することにより疑似温度信号として検出されるもの
で、このグロープラグ温度が所定の上限温度TGに達して
急速予熱完了と判断したら図示せぬ他のプログラムに従
って急速予熱判定フラグFLG1が1となる。そのためステ
ップ2からステップ3へ進み、ここでキースイッチ5の
スタート信号SSWが入力されているか否か判定される。
スタート信号SSWがオフつまりまだクランキングが開始
されていなければ、ステップ12へ進み第1リレースイッ
チ2をオフ、第2リレースイッチ4をオンに夫々制御す
る。これにより、グロープラグ1は直列接続状態とな
り、各グロープラグ1にはバッテリ電圧の約1/2の電圧
が印加されて保温状態となる。
一方、スタート信号SSWがオンとなってクランキング
が開始されると、ステップ4において直列接続時間TS
設定され、かつソフトウエアタイマTMR1がスタートす
る。ステップ10では、上記直列接続時間TSとタイマTMR1
の値とを比較し、タイマTMR1の値が直列接続時間TS以下
である間、直列接続状態(ステップ12)を継続する。そ
して、タイマTMR1の値が直列接続時間TSに達したら、接
続切換フラグFLG2をセットする(ステップ11)。従っ
て、以後は、ステップ5からステップ6へ進み、再び並
列接続状態(ステップ9)に切り換えられる。
グロープラグ温度(疑似温度)は、第4,5図に示すよ
うに直列接続とすることによって徐々に低下し、かつそ
の後並列接続に切り換えることによって再び上昇する
が、ステップ6では、このグロープラグ温度(疑似温
度)GTEMPを所定の上限温度TGと比較し、グロープラグ
温度GTEMPが所定の上限温度TGに達した時点で接続切換
フラグFLG2をリセットし(ステップ7)、かつタイマTM
R1をリセット(ステップ8)して並列接続を終了する。
これにより再び直列接続時間TSの間、直列接続(ステッ
プ12)に切り換えられる。
従って、第4,5図に示すように、クランキングが行わ
れている間、直列接続と並列接続とが交互に切り換えら
れ、グロープラグ1の実際の温度は両者の平均温度とし
て適当な温度に維持される。
ここでステップ4において設定される直列接続時間TS
は、水温センサ6が検出した冷却水温度に応じて可変的
に設定される。具体的には、第3図に示すような特性に
従って最適な直列接続時間TSが予め与えられており、冷
却水温に応じて最適値がテーブルルックアップされるの
である。この直列接続時間TSは、低温時ほど短く、かつ
高温時ほど長くなるように設定されており、従って低温
時には第4図に示すように比較的短い時間間隔で直列接
続と並列接続の切り換えが行われ、グロープラグ1の平
均温度TGMは比較的高く維持される。これに対し、高温
時には、第5図に示すように、比較的長い時間間隔で直
列接続と並列接続の切り換えが行われ、グロープラグ1
の平均温度TGMは比較的低くなる。
従って、高温時のクランキングでは、グロープラグ1
の温度が不必要に高くなることがなく、かつリレースイ
ッチ2,4の作動頻度も大幅に減少する。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係るディー
ゼル機関のグロー制御装置においては、機関温度に応じ
てリレー切換手段の直列接続時間を可変的に設定するよ
うにしたので、機関温度が比較的高く、始動に際してそ
れ程高いグロープラグ温度が必要とされない場合に、グ
ロープラグ温度が過度に高くなることがなく、その耐久
性の向上が図れる。そして、リレースイッチの作動頻度
が大幅に低減することから、不快な作動音を低減できる
とともに、同様に耐久性の向上が図れる。また、暖機後
にエア抜き等のためにクランキングを行った場合に、不
必要な接続の切り換えが頻繁に行われることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るディーゼル機関のグロー制御装
置の一実施例を示す構成説明図、第2図はこの実施例に
おける制御の概略を示すフローチャート、第3図は直列
接続時間TSと機関冷却水温との関係を示す特性図、第4
図は機関低温時における各部の状態を示すタイムチャー
ト、第5図は機関高温時における各部の状態を示すタイ
ムチャートである。 1……グロープラグ、2……第1リレースイッチ、3…
…バッテリ、4……第2リレースイッチ、5……キース
イッチ、6……水温センサ、7……コントロールユニッ
ト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 19/02 311 F02P 19/02 311Z

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各シリンダに夫々設けられた複数個のグロ
    ープラグと、この複数個のグロープラグを電源に対し並
    列あるいは直列に選択的に接続するリレースイッチと、
    を備え、機関クランキング時に上記リレースイッチを並
    列接続状態と直列接続状態とに交互に切り換えてグロー
    プラグの温度制御を行うようにしたディーゼル機関のグ
    ロー制御装置において、グロープラグに印加される電圧
    を積分してなるグロープラグ疑似温度信号が信号の上限
    温度に達したときに並列接続状態から直列接続状態へ切
    り換える第1のリレー切換手段と、直列接続状態となっ
    てから所定の直列接続時間が経過した時点で再び並列接
    続状態に切り換える第2のリレー切換手段と、機関温度
    を検出する温度検出手段と、この検出温度に応じて上記
    第2のリレー切換手段の直列接続時間を設定する切換時
    間可変設定手段とを設けたことを特徴とするディーゼル
    機関のグロー制御装置。
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