JP2690079B2 - グロープラグ温度制御装置 - Google Patents

グロープラグ温度制御装置

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JP2690079B2
JP2690079B2 JP62020517A JP2051787A JP2690079B2 JP 2690079 B2 JP2690079 B2 JP 2690079B2 JP 62020517 A JP62020517 A JP 62020517A JP 2051787 A JP2051787 A JP 2051787A JP 2690079 B2 JP2690079 B2 JP 2690079B2
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真市 山野
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富士通テン 株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンに用いられるグロープラ
グの温度制御装置に関する。 〔従来の技術〕 ディーゼルエンジンの冷間始動時には、エンジン始動
性を良くするため、グロープラグが使用される。このと
き、グロープラグに長時間連続的に通電すると、グロー
プラグは過熱し、破壊する。このため、グロープラグの
使用に当ってはその温度制御が必要である。 そこで、その構成を第5図に示す温度制御装置が従来
より提案されている。この従来装置においては、温度検
出回路55は、グロープラグ52の温度を検出し、検出した
値が予め設定されている上限値に達するとタイマ56に制
御信号を出力する。タイマ56は、この制御信号を入力す
ると、予め設定されている一定時間だけリレー53をオフ
させ、バッテリ51からグロープラグ52への給電を停止さ
せる。そして、その一定時間が経過すると、タイマ56
は、再びリレー53をオンさせ、グロープラグ52への給電
を再開させる。なお、温度検出回路55は、カレントセン
サ54を介してグロープラグ52の抵抗値を検出し、その温
度−抵抗特性よりグロープラグ52の温度を求める。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、上記従来装置の場合、グロープラグへの給
電停止時間が一定であるため、第6図に示すように、例
えば外気温の影響により、グロープラグが冷えやすい状
態にあるときにはその最低温度が低くなる(領域I)一
方、冷えにくい状態にあるときには最低温度が高くなる
(領域II)という問題があった。 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、グロー
プラグの最高温度のみならず、最低温度の制御精度をも
向上させた温度制御装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明によれば、第1図に
示すように、バッテリ1から給電されるグロープラグ2
の温度を制御する装置であって、該バッテリ1と該グロ
ープラグ2との間の給電路をオン・オフするスイッチン
グ手段Aと、該グロープラグ2の温度を検出する温度検
出手段Bと、該温度検出手段Bによって検出された該グ
ロープラグ2の検出温度値が所定の上限温度値未満の
間、該スイッチング手段Aをオンすると共にそのオン時
間を計時し、そして、該検出温度値が該所定上限温度値
に到達すると、計時したオン時間に基づいてオフ時間を
演算し、演算したオフ時間だけ該スイッチング手段Aを
オフする制御手段Cとを具備するグロープラグ温度制御
装置が提供される。 〔作用〕 グロープラグ2が冷えやすい場合には、すなわち放熱
が良いときにはスイッチング手段Aがオンしてからグロ
ープラグ2が上限温度値に達するまでの時間は長くな
り、冷えにくい場合には短くなる。従って、制御手段C
が、スイッチング手段Aのオン時間に基づいてオフ時間
を演算し、演算したオフ時間だけスイッチング手段Aを
オフすることにより、グロープラグ2の最低温度の制御
精度を向上させることが可能になる。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 第2図は本発明の一実施例を示す全体構成図である。
図中、1はバッテリ、2はグロープラグを示し、これら
の間には、第1図におけるスイッチング手段Aとしての
リレー3、及びカレントセンサ4が介装されている。本
実施例においては、4本のグロープラグ2が並列に接続
されている。なお、グロープラグ2の抵抗値は正の温度
特性を有する。 5はコンパレータを示し、このコンパレータ5の反転
入力端子と、リレー3及びカレントセンサ4の接続点と
の間には抵抗6が介装されており、また、この反転入力
端子は抵抗7を介して接地されている。他方、コンパレ
ータ5の非反転入力端子と、カレントセンサ4及びグロ
ープラグ2の接続点との間には抵抗8が介装されてお
り、また、この非反転入力端子は抵抗9を介して接地さ
れている。そして、コンパレータ5の出力信号は制御回
路10の入力インタフェース102に供給される。なお、カ
レントセンサ4、コンパレータ5及び抵抗6〜9が第1
図における温度検出手段Bに対応する。 制御回路10は、例えばマイクロコンピュータとして構
成され、グロープラグ2の印加電圧信号を供給されるA/
D変換器101、上述の入力インタフェース102、CPU103、R
OM104、RAM105及び出力インタフェース106が設けられて
おり、これらはバス107で接続されている。CPU103は、R
OM104の所定領域に格納されているプログラムに従っ
て、後述する温度制御ルーチンを実行する。 11は駆動回路を示し、この駆動回路11は、制御回路10
の出力インタフェース106から供給される制御信号に従
って、リレー3のコイルに励磁電流を供給する。なお、
制御回路10及び駆動回路11が第1図における制御手段C
に対応する。 以下、上記構成の動作について説明する。 ここで、グロープラグ2、カレントセンサ4、抵抗
6、抵抗7、抵抗8及び抵抗9の抵抗値をそれぞれ
RGP、RS、R6、R7、R8、及びR9とする。なお、抵抗値
R6、R7、R8及びR9のそれぞれは、抵抗値RGPあるいはRS
よりも十分大きい値に設定されている。また、第2図中
に示すように、リレー3とカレントセンサ4との接続点
の電位及びカレントセンサ4とグロープラグ2との接続
点の電位をそれぞれVB及びVB−VS(=VGP)とし、カレ
ントセンサ4を流れる電流をIとする。 まず、コンパレータ5の動作について説明する。今、
コンパレータ5の反転入力端子に印加されている電圧と
非反転入力端子に印加されている電圧とが等しいとする
と、次式(1)が成り立つ。 ここで、a=R7/(R6+R7),b=R9/(R8+R9)とする
と、上式(1)は a・VB=b・(VB−VS) ……(2) となる。また、 であるので、上式(3)及び(4)を(2)式に代入し
て整理すると次式(5)が得られる。 ところで、グロープラグ2の抵抗値は正の温度係数を
有しており、その抵抗値RGPからグロープラグ2の温度
を求めることができる。従って、コンパレータ5の入力
端子のそれぞれに印加されている電圧が等しいときは、
グロープラグ2の温度は、(5)式より、4(b−a)
・RS/aに対応する抵抗値の温度となる。従って、(5)
式に基づいて、RGPがグロープラグ2の制御上限温度値
に対応する値になるようにRS,R6〜R9を選択することに
より、コンパレータの出力信号レベルからグロープラグ
2が上限値に達したか否かを検出することができる。す
なわち、グロープラグ2の温度が上限値未満の場合には
コンパレータ5の出力信号は“L"レベルであり、上限値
に到達すると“H"レベルに反転する。 次に、第3図に示すフローチャートを用いて上記制御
回路10の動作を説明する。 第3図は温度制御ルーチンを示すフローチャートであ
り、このルーチンは50ミリ秒毎に実行される。 まず、ステップ301において、リレー3がオフ状態で
あることを示すオフフラグF2が“1"に設定されているか
否かを判別する。本プログラムの起動時にはオフフラグ
F2は“0"に設定されているので、ステップ301の判別結
果は否定(NO)になり、ステップ302に進む。 ステップ302においては、リレー3がオン状態である
ことを示すオンフラグF1が“1"に設定されているか否か
を判別するが、上記オフフラグF2と同様、本プログラム
の起動時にはオンフラグF1は“0"になるので、判別結果
は否定になり、ステップ303に進む。 ステップ303においては、上記オンフラグF1を“1"に
設定し、ステップ304に進み、CPU103内の内部アップカ
ウンタのカウント値C1を「0」にリセットし、ステップ
305において、CPU103はバス107及び出力インタフェース
106を介して駆動回路11にオン信号を出力する。そし
て、このオン信号に基づき、駆動回路11はリレー3のコ
イルに励磁電流を供給するので、リレー3はオンし、バ
ッテリ1からのグロープラグ2への給電が開始される。 次に、ステップ306において、カウント値C1を「1」
だけインクリメントし、ステップ307において、グロー
プラグ2の印加電圧VGPを読み込み、ステップ308に進
む。 ステップ308においては、コンパレータ5の出力信号
が“H"レベルであるか否かが判別され、判別結果が否定
の場合、すなわちコンパレータ5の出力信号が“L"レベ
ルのときはグロープラグ2の温度が上限値に達していな
いと判断し、リターンする。 次に、本プログラム起動後の2回目のルーチンが開始
されると、オフフラグF2は“0"のままであるので、ステ
ップ301の判別結果は否定であり、ステップ302に進む。 ステップ302においては、オンフラグF1が“1"か否か
が判別されるが、オンフラグF1は前回ルーチンで“1"に
設定されているので、判別結果は肯定(YES)になり、
ステップ306において、カウント値C1を「1」だけイン
クリメントし、ステップ307において、電圧VGPの値を更
新し、ステップ308に進む。 ステップ308においては、再びコンパレータ5の出力
信号が“H"レベルであるか否かが判別され、判別結果が
否定の場合には再びリターンし、オン信号の出力を継続
すると同時に、その継続時間すなわちオン時間TONをカ
ウント値C1を介して計時する。 他方、ステップ308の判別結果が肯定の場合には、グ
ロープラグ2の温度が上限値に達したと判断し、ステッ
プ309において、オン信号の出力を停止する。この結
果、駆動回路11は励磁電流の供給を停止するので、リレ
ー3はオフし、グロープラグ2への給電が停止される。 次に、ステップ310において、オンフラグF1に“0"を
設定し、ステップ311において、オフフラグF2に“1"を
設定し、ステップ312に進む。 ステップ312においては、カウント値C1を介して計時
されたオン時間TONに基づき、リレー3のオフ時間TOFF
すなわちグロープラグ2への給電の停止時間を演算す
る。 ここで、オン時間TONとオフ時間TOFFとの関係につい
て説明する。 今、グロープラグ2の放熱に使用されるエネルギーを
P′、印加電圧とオン時間で定まるグロープラグ2での
消費電力、すなわちグロープラグ2に印加されるエネル
ギーをPとすると、グロープラグ2を一定温度上昇させ
るためには次式(6)が成立する。 TON×(P−P′)=K ……(6) ここで、Kはディーゼルエンジンとグロープラグ2とに
よって決まる定数である。 また、TOFFの間に、TON時に上昇した温度と同じ一定
温度を下降させるためには次式(7)が成立する。 TOFF×P′=K=TON×(P−P′) ……(7) 更に、グロープラグ2の印加電圧はVGPであるので次
式(8)が成立する。 P=α×VGP 2 ……(8) ここで、αはグロープラグ2によって決まる定数であ
る。 従って、一定の温度範囲で制御されているときには、
オフ時間TOFFとオン時間TONとの関係は次式(9)によ
って表される。 ここで、定数K及びαは予め実験によって求めておく
ことができるので、オン時間TONと印加電圧VGPとを測定
し、それらの測定値を(9)式に代入して求めたオフ時
間TOFFだけグロープラグ2への給電を停止することによ
り、グロープラグ2の最低温度を上限値から一定温度だ
け低い下限値に制御することが可能になる。そして、ス
テップ312においては、今回ルーチンのステップ306にお
けるカウント値C1すなわちオン時間TONとステップ307に
おいて読み込んだ印加電圧値VGPとで(9)式を演算し
てオフ時間TOFFを求め、ステップ313に進む。 ステップ313においては、ステップ312で求めたオフ時
間TOFFに対応するカウント値C2をCPU103内の内部ダウン
カウンタにセットし、ステップ314に進む。 ステップ314においては、カウント値C2を「1」だけ
デクリメントし、ステップ315において、カウント値C2
が「0」か否かが判別される。そして、ステップ315の
判別結果が否定の場合、すなわちカウント値C2が「0」
でなければリターンし、オン信号の出力停止を継続す
る。そして、次回のルーチンでは、今回ルーチンでオフ
フラグF2に“1"を設定したので、ステップ301の判別結
果は肯定になり、ステップ314に進む。以下、カウント
値C2が「0」になるまでオフ信号の出力停止を継続す
る。そして、ステップ315の判別結果が肯定になると、
すなわちカウント値C2が「0」になるとステップ316に
おいてオフフラグF2に「0」を設定し、ステップ301に
リターンする。 以下、上述した動作を繰り返す。 第4図に、本発明装置における、リレー3のオン・オ
フ時間とグロープラグ2の温度との関係を示す。同図か
ら理解されるように、リレー3のオン時間TONが長いと
きはオフ時間TOFFは短くなり、オン時間TONが短いとき
はオフ時間TOFFは長くなる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、グロープラグ
への給電時間及びグロープラグへの印加電圧に応じて給
電停止時間を設定するようにしたので、グロープラグの
最高温度のみならず、最低温度の制御精度も向上する。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のブロック構成図、 第2図は本発明の一実施例を示す図、 第3図は温度制御ルーチンを示すフローチャート、 第4図はリレーのオン・オフ時間とグロープラグの温度
との関係を示す図、 第5図は従来例を示す図、及び 第6図は従来例におけるリレーのオン・オフ時間とグロ
ープラグの温度との関係を示す図である。 1……バッテリ、2……グロープラグ、3……リレー、
4……カレントセンサ、5……コンパレータ、10……制
御回路。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.バッテリから給電されるグロープラグの温度を制御
    する装置であって、 該バッテリと該グロープラグとの間の給電路をオン・オ
    フするスイッチング手段と、 該グロープラグの温度を該グロープラグの抵抗値より検
    出する温度検出手段と、 該温度検出手段によって検出された該グロープラグの検
    出温度値が所定の上限温度未満の間、該スイッチング手
    段をオンすると共にそのオン時間を計時し、そして、該
    検出温度値が該所定上限温度値に到達すると、計時した
    オン時間及び該グロープラグの印加電圧により定まる消
    費電力に基づいてオフ時間を演算し、演算したオフ時間
    だけ該スイッチング手段をオフする制御手段と、 を具備するグロープラグ温度制御装置。
JP62020517A 1987-02-02 1987-02-02 グロープラグ温度制御装置 Expired - Lifetime JP2690079B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5668719A (en) * 1979-11-09 1981-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Controlling device of combustion
JPS6125971A (ja) * 1984-07-16 1986-02-05 Fujitsu Ten Ltd デイ−ゼル機関用グロ−プラグの温度制御方式

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