JPH01267366A - Glow plug control device for diesel engine - Google Patents

Glow plug control device for diesel engine

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Publication number
JPH01267366A
JPH01267366A JP9423788A JP9423788A JPH01267366A JP H01267366 A JPH01267366 A JP H01267366A JP 9423788 A JP9423788 A JP 9423788A JP 9423788 A JP9423788 A JP 9423788A JP H01267366 A JPH01267366 A JP H01267366A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glow plug
temperature
load
glow
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP9423788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumihiko Saito
史彦 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH01267366A publication Critical patent/JPH01267366A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To always ensure a given glow plug temperature and to improve ignitability, by a method wherein a glow temperature is controlled in a stepped manner so that, in a low load region, the temperature of a glow plug is increased to a given high value and in a high load region, the temperature of the glow plug is decreased to a given low value. CONSTITUTION:First - fourth glow plugs 11 (11a-11d) mounted to cylinders A-D, respectively, are energized through common lead wire 16 and branch lead wires 17a-17d, and a heat generating amount thereof is controlled through a power transistor Tr23. The transistor Tr23 is controlled by a control box 22 according to a detecting result of a current flowing through a fixed resistor 30 located in the fourth branch lead wire 17d and a glow plug set temperature computed according to an engine load in a main controller 29. Namely, the transistor Tr23 is controlled in a way that a glow plug temperature is controlled in a stepped manner so that, in a low load region, the temperature of a glow plug 11 is increased to a given value and in a high load region, it is reduced to a given value.

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のグロープラグ制御装置に
関するものであり、とくに、メタノールなどの低セタン
燃料を用いるグローアシストディーゼルエンジンのグロ
ープラグ温度を制御するものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a glow plug control device for a diesel engine, and particularly for controlling the glow plug temperature of a glow assist diesel engine using low cetane fuel such as methanol. related to things.

(従来の技術) ディーゼルエンジンにおいては、通常、燃料を、吸気の
断熱圧縮に伴う温度上昇によって自己着火させて燃焼さ
せる関係上、エンジン始動時、冷間時等、エンジンの温
度が低いときには、圧縮時に吸気の温度が十分に高まら
ず、着火性能が悪化するといった問題があった。そこで
、所定の電気抵抗を有する発熱体を備えたグロープラグ
を燃焼室に臨設し、所定の運転領域ではグロープラグの
発熱体に通電し、その発熱により燃料の着火を助勢する
ようにした、いわゆるグローアシストディーゼルエンジ
ンが提案されている(例えば、実開昭57−44932
号公報参照)。
(Prior art) In a diesel engine, fuel is normally ignited and combusted due to the temperature rise associated with adiabatic compression of the intake air, so when the engine temperature is low, such as when starting the engine or when it is cold, the compression There was a problem in that the temperature of the intake air sometimes did not rise sufficiently, resulting in poor ignition performance. Therefore, a glow plug equipped with a heating element having a predetermined electrical resistance is installed in the combustion chamber, and in a predetermined operating range, the glow plug's heating element is energized, and the heat generated assists the ignition of the fuel. Glow-assist diesel engines have been proposed (for example, Utility Model Application No. 57-44932
(see publication).

そして、軽油を燃料とする普通のグローアシストディー
ゼルエンジンでは、例えば、第12図に示すように、イ
グニッションスイッチをオンした後、グロープラグを急
速に予熱し、グローブラグ温度が所定値T+℃となった
t5秒後にクランキングを開始し、エンジンが完爆する
までの間、グロープラグ温度を11℃に保ち、エンジン
が完爆したt8秒後にグロープラグ温度をTt’Cまで
ステップ状に低下させ、暖機が完了するし5秒までグロ
ープラグ温度をT’t’Cに保持し、暖機完了後はグロ
ープラグへの通電を停止して、グローアシストを終了す
るようにしている。
In a normal glow-assist diesel engine that uses light oil as fuel, for example, as shown in Figure 12, after the ignition switch is turned on, the glow plug is rapidly preheated, and the globe lug temperature reaches a predetermined value T+℃. Start cranking after t5 seconds, keep the glow plug temperature at 11℃ until the engine fully explodes, and stepwise lower the glow plug temperature to Tt'C after t8 seconds after the engine fully explodes. The glow plug temperature is maintained at T't'C until 5 seconds after the warm-up is completed, and after the warm-up is completed, the energization to the glow plug is stopped and the glow assist is completed.

(発明が解決しようとする課題) ところで、近年、エミッション性能が良好であって、と
くに、カーボンの発生量か低減され、かつ、石炭、天然
ガスなどから製造できて資源的に有利であることから、
メタノール等のアルコールを燃料と1.たり、あるいは
アルコールを混合した軽油を燃料とするディーゼルエン
ジンが提案されている。
(Problems to be Solved by the Invention) In recent years, carbon dioxide has been shown to have good emission performance, particularly because it reduces the amount of carbon generated, and it can be produced from coal, natural gas, etc., which is advantageous in terms of resources. ,
Using alcohol such as methanol as fuel 1. Diesel engines have been proposed that use diesel fuel or light oil mixed with alcohol as fuel.

そして、このようなメタノール等を燃料とするディーゼ
ルエンジンにおいても、グロープラグを設けて着火性能
の向上を図ったものが提案されているが、これらに対し
ても、軽油を燃料とする普通のグローアシストディーゼ
ルエンジンと同様、第12図に示すようなグロープラグ
制御が行われているのが現状である。
Diesel engines that use methanol as fuel have also been proposed to have glow plugs installed to improve ignition performance, but these engines are also equipped with glow plugs that use ordinary glow plugs that use light oil as fuel. At present, glow plug control as shown in FIG. 12 is performed, similar to assist diesel engines.

しかしながら、軽油と、メタノール等のアルコールとで
は、燃焼特性が明らかに異なり、軽油に対しては適切と
される上記グロープラグ制御が、着火性能、グロープラ
グの耐久性、あるいは消費電力の効率化等の観点から、
メタノール等の低セタン燃料を用いるディーゼルエンジ
ンに対しても適切であるか否かは疑問であるが、この点
については従来何ら検討されておらず、メタノール等を
燃料とするグローアシストディーゼルエンジンに適した
グロープラグ制御装置の開発が求められている。
However, the combustion characteristics of light oil and alcohols such as methanol are clearly different, and the glow plug control described above, which is considered appropriate for light oil, is not effective in improving ignition performance, durability of glow plugs, or efficiency in power consumption. From the point of view,
It is questionable whether it is also suitable for diesel engines that use low-cetane fuels such as methanol, but this point has not been studied in the past. There is a need for the development of a glow plug control device.

(課題を解決するだめの手段) そこで、本願発明者は、メタノール等を燃料とするグロ
ーアシストディーゼルエンジンについて、着火性能を良
好に保つために必要なグロープラグ温度(以下、グロー
プラグ要求温度という)を測定したところ、グロープラ
グ要求温度はエンジン負荷に依存し、このようなグロー
プラグ要求温度のエンジン負荷に対する依存性は、例え
ば、第13図に示すように、エンジン負荷が所定値Pd
+以下となる運転領域では、Td、’Cで一定となり、
エンジン負荷Pdi近傍でTd*’Cまで略ステップ状
に急激に低下し、それより高負荷域では負荷の増加とと
もに漸減するといった特性を示すという結果か得られた
(Means for Solving the Problem) Therefore, the inventor of the present application has determined the glow plug temperature required to maintain good ignition performance (hereinafter referred to as glow plug required temperature) for a glow-assist diesel engine that uses methanol, etc. as fuel. The required glow plug temperature depends on the engine load. For example, as shown in FIG. 13, the required glow plug temperature depends on the engine load. For example, as shown in FIG.
In the operating range below +, Td becomes constant at 'C,
The results show that the engine load rapidly decreases to Td*'C near the engine load Pdi in a stepwise manner, and then gradually decreases as the load increases in the higher load range.

本発明は上記事実に着目して、燃料の着火を助勢するグ
ロープラグを設けたディーゼルエンジンにおいて、エン
ジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、中負荷
以上の負荷領域までグロープラグに通電するとともに、
上記負荷検出手段によって検出されるエンジン負荷が所
定値以下の低負荷領域ではグロープラグが所定の高温と
なる一方、エンジン負荷が上記所定値を超える高負荷領
域ではグロープラグが所定の低温となるようなステップ
状にグロープラグ温度を制御するグロープラグ温度制御
手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの
グロープラグ制御装置を提供す(発明の作用・効果) 本発明によれば、グロープラグ温度を、所定の低負荷域
では高温となり、一方、高負荷域では低温となるように
、エンジン負荷に対してステップ状に変化させるように
し、グロープラグ温度を、第13図に示すような実際の
グロープラグ要求温度とほぼ一致するようにしているの
で、燃料の着火に必要なグロープラグ温度が確保され、
着火性能が向上する。かつ、グロープラグ温度はZ要最
小限となるので、過剰な電流がグロープラグに供給され
ず、グロープラグでの消費電力の低減が図られ、エンジ
ンの正味熱効率の向上を図ることができるとともに、グ
ロープラグの耐久性の向上を図ることができる。
The present invention focuses on the above facts, and provides a diesel engine equipped with a glow plug that assists in ignition of fuel. ,
In a low load region where the engine load detected by the load detection means is below a predetermined value, the glow plug becomes a predetermined high temperature, while in a high load region where the engine load exceeds the predetermined value, the glow plug becomes a predetermined low temperature. Provided is a glow plug control device for a diesel engine, characterized in that it is provided with a glow plug temperature control means for controlling the glow plug temperature in steps. The glow plug temperature is changed stepwise with respect to the engine load so that it becomes high temperature in a predetermined low load range and low temperature in a high load range, and the glow plug temperature is adjusted to the actual glow plug temperature as shown in Fig. 13. Since the glow plug temperature is almost the same as the required glow plug temperature, the glow plug temperature necessary for igniting the fuel is ensured.
Improves ignition performance. In addition, since the glow plug temperature is kept at a minimum, excessive current is not supplied to the glow plug, reducing the power consumption of the glow plug and improving the net thermal efficiency of the engine. The durability of the glow plug can be improved.

(実施例) 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。(Example) Examples of the present invention will be specifically described below.

第1図に示すように、メタノールを燃料とする4気筒デ
イーゼルエンジンDEに吸気を供給するために、共通吸
気通路lが設けられ、この共通吸気遣路lには上流から
順に、吸気中の塵を除去するエアクリーナ2と、吸気温
を検出する吸気温センサ3と、リンク機構4を介してア
クチュエータ5によって開閉される吸気絞り弁6と、該
吸気絞り弁6の開度を検出する絞り弁開度センサ7とが
設けられている。そして、共通吸気通路1は、絞り弁6
下流の分岐部8で、第1〜第4気筒A、B。
As shown in Fig. 1, a common intake passage 1 is provided to supply intake air to a four-cylinder diesel engine DE that uses methanol as fuel. an air cleaner 2 that removes air intake air, an intake temperature sensor 3 that detects intake air temperature, an intake throttle valve 6 that is opened and closed by an actuator 5 via a link mechanism 4, and a throttle valve opening sensor that detects the opening degree of the intake throttle valve 6. A degree sensor 7 is provided. The common intake passage 1 has a throttle valve 6
At the downstream branch part 8, the first to fourth cylinders A and B.

C,Dに夫々吸気を供給する、第1〜第4狐立吸気通路
98〜9dに分岐している。なお、本実施例では燃料と
してメタノールを用いているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他のアルコールを燃料としたり、あ
るいは、アルコールを混合した軽油を燃料とするディー
ゼルエンジン、さらには、軽油を燃料として低圧縮比で
運転されるディーゼルエンジン等に対しても適用できる
It branches into first to fourth vertical intake passages 98 to 9d, which supply intake air to C and D, respectively. Although methanol is used as the fuel in this example, the present invention is not limited to this, and may be applied to diesel engines that use other alcohols as fuel or light oil mixed with alcohol, and even diesel engines that use light oil mixed with alcohol as fuel. This can also be applied to diesel engines, etc., which are operated at low compression ratios using light oil as fuel.

そして、第1〜第4気筒A−Dには、夫々、燃料の着火
を助勢するための第1〜第4グロープラグIla〜Il
dが設けられている。これらの第1〜第4グロープラグ
Ila〜lidは、所定の電気抵抗を有する発熱体を備
えた普通のグロープラグであって、発熱体か通電される
とその電流の大小に応じて発熱し、この発熱によって燃
料の着火が助勢されるようになっている。なお、発熱体
の電気抵抗はその温度に対して所定の特性で変化するの
で、後で説明するように、発熱体の電気抵抗を測定する
ことによって、発熱体の温度を算出することができるよ
うになっている。
The first to fourth cylinders A to D are provided with first to fourth glow plugs Ila to Il for assisting in ignition of fuel, respectively.
d is provided. These first to fourth glow plugs Ila to lid are ordinary glow plugs equipped with a heating element having a predetermined electrical resistance, and when the heating element is energized, it generates heat depending on the magnitude of the current, This heat generation assists in igniting the fuel. Note that the electrical resistance of the heating element changes with a predetermined characteristic depending on its temperature, so as explained later, the temperature of the heating element can be calculated by measuring the electrical resistance of the heating element. It has become.

上記第1〜第4グロープラグIIa=IIdには、バッ
テリ15のプラス極から、共通導線16と、該共通導線
16から分岐して、夫々、第1〜第4グロープラグIl
a〜Ildに接続された第1〜第4分岐導線17a〜+
7dとを通して電流が供給されるようになっている。な
お、バッテリ15のマイナス極はアース!8に接続され
ている。上記共通導線16には電磁式開閉器21が介設
され、該電磁式開閉器2■は、後で詳説するコントロー
ルボックス22から通電されたときには閉じられ、共通
導線16を導通させる一方、通電が遮断されたときには
開かれ、共通導通16を遮断するようになっている。
A common conducting wire 16 is connected to the first to fourth glow plugs IIa=IId from the positive terminal of the battery 15, and a common conducting wire 16 is connected to the first to fourth glow plugs IIa and IId, respectively.
The first to fourth branch conductors 17a to 17a connected to a to Ild
Current is supplied through 7d. In addition, the negative terminal of the battery 15 is grounded! 8 is connected. An electromagnetic switch 21 is interposed in the common conductor 16, and the electromagnetic switch 2 is closed when energized from a control box 22, which will be explained in detail later. When it is cut off, it is opened and the common conduction 16 is cut off.

また、第1〜第4グロープラグjla=lIdにかけら
れる電圧(電流)、すなわち発熱量をコントロールする
ためにs pnp型のパワートランジスタ23が設けら
れ、該パワートランジスタ23のベース23bはベース
側導線24を介してコントロールボックス22に接続さ
れ、エミッタ23eはエミッタ側導線25を介して電磁
式開閉器21よリバッテリ15側の共通導線16に接続
され、コレクタ23cは第1〜第4分岐導線17a=1
7dに接続されている。上記パワートランジスタ23は
、ベース23bにかけられる電圧(ベース電圧)が、エ
ミッタ23eにかけられる電圧(エミッタ電圧)よりも
低いときには、ベース電圧に応じて、エミッタ23eか
らコレクタ23cに電流を流し、一方、ベース電圧かエ
ミッタ電圧より高いときには、エミッタ23eからコレ
クタ23cへは電流を流さないようになっている。した
がって、ベース電圧を調節することによって第1〜第4
グロープラグIla〜Ildへの通電量、すなわち発熱
量をコントロールできるようになっている。
Further, in order to control the voltage (current) applied to the first to fourth glow plugs jla=lId, that is, the amount of heat generated, an spnp type power transistor 23 is provided, and the base 23b of the power transistor 23 is connected to the base side conductor 24. The emitter 23e is connected to the common conductor 16 from the electromagnetic switch 21 to the battery 15 side via the emitter side conductor 25, and the collector 23c is connected to the first to fourth branch conductors 17a=1.
7d. When the voltage applied to the base 23b (base voltage) is lower than the voltage applied to the emitter 23e (emitter voltage), the power transistor 23 allows current to flow from the emitter 23e to the collector 23c in accordance with the base voltage. When the voltage is higher than the emitter voltage, no current flows from the emitter 23e to the collector 23c. Therefore, by adjusting the base voltage, the first to fourth
The amount of electricity supplied to the glow plugs Ila to Ild, that is, the amount of heat generated, can be controlled.

上記コントツールボックス22は、第1〜第4グロープ
ラグIla〜lidの温度がメインコントローラ29か
ら印加されるグロープラグ設定温度に追随するように、
第1〜第4グロープラグ11a〜Ildへの通電量を制
御する制御装置であり、メインコントローラ29ととも
に、本願特許請求の範囲に記載されたグロープラグ温度
制御手段を構成する。そして、コントロールボックス2
2は第4分岐導線17dに介設された固定抵抗30にか
かっている電圧を検出し、この電圧値と固定抵抗30の
抵抗値(既知)とから第4分岐導線17dを流れる電流
値を演算し、この電流値と固定抵抗30下流のY点の電
圧、すなわち第4グロープラグIldにかかっている電
圧とから第4グロープラグIldの電気抵抗を演算し、
この電気抵抗値から第4グロープラグlldの温度を演
算するようにしている。なお、グロープラグの温度と電
気抵抗値との関数関係は、コントロールボックス22内
に記憶されている。
The control tool box 22 is configured such that the temperatures of the first to fourth glow plugs Ila to lid follow the glow plug setting temperature applied from the main controller 29.
It is a control device that controls the amount of electricity supplied to the first to fourth glow plugs 11a to Ild, and together with the main controller 29, constitutes glow plug temperature control means described in the claims of the present application. And control box 2
2 detects the voltage applied to the fixed resistor 30 interposed in the fourth branch conductor 17d, and calculates the current value flowing through the fourth branch conductor 17d from this voltage value and the resistance value (known) of the fixed resistor 30. Then, calculate the electrical resistance of the fourth glow plug Ild from this current value and the voltage at point Y downstream of the fixed resistor 30, that is, the voltage applied to the fourth glow plug Ild,
The temperature of the fourth glow plug lld is calculated from this electrical resistance value. Note that the functional relationship between the temperature of the glow plug and the electrical resistance value is stored in the control box 22.

上記メインコントローラ29は、吸気温センサ3によっ
て検出される吸気温、絞り弁開度センサ7によって検出
される絞り弁開度、回転数センサ3!によって検出され
るエンジン回転数、クランクアングルセンサ32によっ
て検出されるクランクアングル、水温センサ33によっ
て検出される水温、油温センサ34によって検出される
油温、燃料ポンプ(F I P)35に対して設けられ
た負荷センサ36によって検出される負荷及び減速度等
を入力情報として、絞り弁6の開閉制御を行うとともに
、グロープラグ設定温度をコントロールボックス22に
印加するようになっている。
The main controller 29 controls the intake temperature detected by the intake temperature sensor 3, the throttle valve opening detected by the throttle valve opening sensor 7, and the rotation speed sensor 3! The engine speed detected by the engine speed, the crank angle detected by the crank angle sensor 32, the water temperature detected by the water temperature sensor 33, the oil temperature detected by the oil temperature sensor 34, and the fuel pump (F I P) 35. The load, deceleration, etc. detected by the provided load sensor 36 are used as input information to control the opening and closing of the throttle valve 6 and apply the glow plug set temperature to the control box 22.

以下、上記構成における作用を説明するエンジンDEが
始動されると、コントロールボックス22によって電磁
式開閉器21のコイルが通電され、電磁式開閉器21が
閉じられ、共通導線16を介して、第1〜第4グロープ
ラグlla〜lidは、夫々、最大限の電流が流され、
急速に加熱される。なお、前記したとおり、第4グロー
プラグlldの温度は、固定抵抗30の電圧を測定する
ことによって、常時コントロールボックス22で検出さ
れている。また、第1〜第3グロープラグ11a=ll
cの温度は上記第4グロープラグlldの温度とほぼ同
一であると考えられるので、第4グロープラグIldの
温度をもって、共通のグロープラグ温度とする。
The operation of the above configuration will be explained below. When the engine DE is started, the coil of the electromagnetic switch 21 is energized by the control box 22, the electromagnetic switch 21 is closed, and the first ~The maximum current is passed through the fourth glow plugs lla~lid, respectively,
heats up rapidly. As described above, the temperature of the fourth glow plug lld is constantly detected by the control box 22 by measuring the voltage across the fixed resistor 30. Moreover, the first to third glow plugs 11a=ll
Since the temperature of c is considered to be almost the same as the temperature of the fourth glow plug Ild, the temperature of the fourth glow plug Ild is taken as a common glow plug temperature.

そして、グロープラグ温度が、メインコントローラ29
からコントロールボックス22に印加された所定の設定
温度Tgo℃に達したときに、電磁開閉W21が開かれ
る一方、パワートランジスタ23のベース23bにベー
ス電圧がかけ始められ、グロープラグ温度の制御が開始
される。そして、クランキングが開始され、エンジンD
Eが完爆するまでは、グロープラグ温度がTgo℃で一
定となるように、コントロールボックス22によつ・て
パワートランジスタ23のベース電圧が、グロープラグ
温度を入力情報としてフィードバック制御される。なお
、この間の制御態様は、第12図に示すような、軽油を
燃料とするグローアシストディーゼルエンジンの制御態
様(0〜t3秒)と同様であるが、クランキング時のグ
ロープラグ設定温度は異なる。
Then, the glow plug temperature changes to the main controller 29.
When the predetermined set temperature Tgo°C applied to the control box 22 is reached, the electromagnetic switch W21 is opened, and a base voltage is started to be applied to the base 23b of the power transistor 23, and control of the glow plug temperature is started. Ru. Then, cranking is started and engine D
The base voltage of the power transistor 23 is feedback-controlled by the control box 22 using the glow plug temperature as input information so that the glow plug temperature remains constant at Tgo° C. until E is completely detonated. The control mode during this time is similar to the control mode (0 to t3 seconds) of a glow-assist diesel engine that uses light oil as fuel, as shown in Fig. 12, but the glow plug set temperature during cranking is different. .

エンジンDEの完爆後は、メインコントローラ29から
コントロールボックス22に、第2図中の折れ線F、で
示すような、エンジン負荷に応じたグロープラグ設定温
度が印加され、コントロールボックス22はグロープラ
グ温度が上記グロープラグ設定温度に追随するように、
パワートランジスタ23のベース電圧をフィードバック
制御する。上記折れ@F、で示すグロープラグ設定温度
は、エンジン負荷か所定値P1(以下、切替負荷という
)以下の領域ではT g + ’Cで一定であり、切替
負荷Plでステップ状に変化し、切替負荷P1を超える
領域ではT gt’cで一定となっている。このような
グロープラグ設定温度のエンジン負荷に対する特性は、
実測により求められた、折れ線F、で示すようなグロー
プラグ要求温度(第13図参照)とほぼ一致するような
特性となっている。なお、従来のものでは、グロープラ
グ設定温度は、直線F3で示すように、負荷の大小に関
係なくTg+’Cで一定となる特性となっている。した
がって、本発明にかかる上記グロープラグ温度制御によ
れば、グロープラグ温度がほぼグロープラグ要求温度と
一致するので、着火性能を良好に維持でき、さらにグロ
ープラグ温度を不必要に高温化することが防止できるの
でグロープラグの耐久性の向上を図ることができ、かつ
消費電力が必要最小限となるので、燃費性能の向上を図
ることができる。この場合、グロープラグの消費電力は
、第3図中の折れ線F4で示すように、折れ線F、で示
される従来のものの消費電力に比べて、大幅に減少して
おり、切替負荷P、で30%、最大負荷P maxで4
5%の消費電力の低減が図られる。
After the complete explosion of the engine DE, the glow plug set temperature corresponding to the engine load is applied from the main controller 29 to the control box 22, as shown by the polygonal line F in FIG. so that it follows the glow plug setting temperature above.
The base voltage of the power transistor 23 is feedback-controlled. The glow plug set temperature indicated by the above bend @F is constant at T g + 'C in the region below the engine load or a predetermined value P1 (hereinafter referred to as switching load), and changes stepwise with switching load Pl, In the region exceeding the switching load P1, T gt'c is constant. The characteristics of the glow plug setting temperature with respect to the engine load are as follows:
It has a characteristic that almost matches the required glow plug temperature (see FIG. 13), as shown by the polygonal line F, which was determined by actual measurements. In addition, in the conventional type, the glow plug set temperature has a characteristic of being constant at Tg+'C regardless of the magnitude of the load, as shown by the straight line F3. Therefore, according to the glow plug temperature control according to the present invention, the glow plug temperature almost matches the required glow plug temperature, so ignition performance can be maintained well, and furthermore, the glow plug temperature can be prevented from becoming unnecessarily high. Since this can be prevented, the durability of the glow plug can be improved, and since power consumption is kept to the minimum necessary, fuel efficiency can be improved. In this case, the power consumption of the glow plug, as shown by the polygonal line F4 in FIG. %, maximum load P max 4
A 5% reduction in power consumption is achieved.

ところで、実験結果によれば、上記切替負荷P、は固定
的なものではなく、エンジンの運転状態によって変化す
るので、本実施例では、切替負荷P、を種々の運転条件
に応じて補正するようにしているが、以下このような切
替負荷P、の補正方法について説明する。
By the way, according to the experimental results, the switching load P is not fixed but changes depending on the operating condition of the engine. Therefore, in this embodiment, the switching load P is corrected according to various operating conditions. However, a method of correcting such switching load P will be described below.

まず、切替負荷P+をエンジン回転数によって補正する
ようにしている。すなわち、高回転時には、エンジンD
Eが高温となり、着火性能が良くなるので、切替負荷P
、を低負荷側に移動させて、より低負荷域からグロープ
ラグ温度を低温側(Tgt℃)に切り替え、不必要にグ
ロープラグ温度を高めないようにしている。逆に、低回
転時には、エンジンDEの温度が低下して着火性能が低
下するので、切替負荷P1を高負荷側に移動させて、よ
り高負荷域までグロープラグ温度を高tFjL(T g
 +℃)に保ち、着火性を良好に保つようにしている。
First, the switching load P+ is corrected based on the engine speed. In other words, at high rotation, the engine D
Since E becomes high temperature and ignition performance improves, switching load P
, is moved to the low load side, and the glow plug temperature is switched to the low temperature side (Tgt° C.) from the lower load range to prevent the glow plug temperature from increasing unnecessarily. Conversely, at low engine speeds, the temperature of the engine DE decreases and the ignition performance decreases, so the switching load P1 is moved to the high load side and the glow plug temperature is increased to a high tFjL (T g
+°C) to maintain good ignitability.

具体的には、例えば第4図に示すように、グロープラグ
設定温度のエンジン負荷に対する特性を、高回転時には
折れ線G、で示すように設定し、通常時(折れ線G、)
より切替負荷を低負荷側に移動させ、−力紙回転時には
折れ線G、で示すように設定し、通常時(折れ線GI)
より切替負荷を高負荷側に移動させている。そして、切
替負荷P、は、第5図に示すように、エンジン回転数の
増加に対して直線的に減少するような特性となっている
Specifically, as shown in FIG. 4, for example, the characteristics of the glow plug set temperature with respect to the engine load are set as shown by the polygonal line G at high speeds, and as shown by the polygonal line G at normal times (the polygonal line G,).
Move the switching load to the lower load side, and set it as shown by the polygonal line G when the paper is rotating, and during normal operation (the polygonal line GI)
The switching load is moved to the higher load side. As shown in FIG. 5, the switching load P has a characteristic that it decreases linearly as the engine speed increases.

さらに、切替負荷P、を吸気温によって補正するように
している。すなわち、吸気温が高いときには圧縮によっ
て吸気が十分に高温となり着火性が良くなるので、切替
負荷P、をより低負荷側に移動させ、一方眼気温が低い
ときにはその逆にしている。本実施例では、切替負荷P
、のエンジン回転数に対する特性を、吸気温が低いとき
には、第6図中の直線G、で示すように、通常時(直線
CS)よりも高負荷側に移動させている。すなわち、よ
り高負荷域までグロープラグ温度を高くして、吸気温度
が低いことによる着火性能の低下を補うようにしている
。これに対して、吸気温が高いときには直線G、で示す
ように、低負荷側に移動させ、不必要にグロープラグ温
度を高めないようにしている。
Furthermore, the switching load P is corrected based on the intake air temperature. That is, when the intake air temperature is high, the intake air becomes sufficiently high in temperature due to compression and the ignitability improves, so the switching load P is moved to the lower load side, and vice versa when the eye air temperature is low. In this embodiment, the switching load P
When the intake temperature is low, the characteristics of , with respect to the engine speed are shifted to the higher load side than in normal times (straight line CS), as shown by straight line G in FIG. That is, the glow plug temperature is increased to a higher load range to compensate for the decrease in ignition performance due to the low intake air temperature. On the other hand, when the intake air temperature is high, the glow plug is moved to the low load side, as shown by straight line G, to prevent the glow plug temperature from increasing unnecessarily.

また、切替負荷P1をエンジンDEの暖機状態に応じて
補正するようにしている。すなわち、エンジンDEの暖
機完了前は、圧縮時に吸気温度が十分に高まらず、着火
性能が低下するので、切替負荷P1のエンジン回転数に
対する特性を、暖機完了前には第7図中の直線G8で示
すように、暖機完了後(直線G8)よりも高負荷側に移
動させ、着火性能の低下を補うようにしている。
Further, the switching load P1 is corrected according to the warm-up state of the engine DE. In other words, before the warm-up of the engine DE is completed, the intake air temperature does not rise sufficiently during compression and the ignition performance deteriorates. As shown by straight line G8, the load is moved to a higher load side than after completion of warm-up (straight line G8) to compensate for the decrease in ignition performance.

以上のようなグロープラグ温度制御を行うことによって
、基本的には着火性の向上と消費電力の低減とが図られ
るが、エンジン負荷が高負荷側から低負荷側に切替負荷
P1を越えて変化し、グロープラグ設定温度がT g*
’cからT g +℃に変更されたときには、グロープ
ラグが熱容量を有することによる過渡的現象によって若
干着火性能の低下が生じるので、本実施例においてはそ
の改善が図られているが、以下、これについて説明する
By controlling the glow plug temperature as described above, basically the ignitability is improved and the power consumption is reduced, but if the engine load changes from the high load side to the low load side beyond the switching load P1. and the glow plug set temperature is T g*
When changing from 'c to T g +°C, the ignition performance slightly deteriorates due to a transient phenomenon caused by the glow plug having a heat capacity, so this example is intended to improve this. This will be explained.

第8図に示すように、ある時期(t、)において、アク
セル開度が折れ線に、で示すように、開側から閉側に移
行し、これに伴ってエンジン負荷が、折れ線に4で示す
ように、高負荷側から低負荷側に変化して切替負荷P、
以下となったときには、グロープラグ設定温度がT g
t’cからT g + ℃にステップ状に上昇するが、
第1〜第4グロープラグl!a〜Ildは所定の熱容量
を有するため、実際のグロープラグ温度はステップ状に
は上昇せず、曲線に、で示すように、かなりの時間遅れ
を伴って、徐々にTL℃に到達する。この間実際のグロ
ープラグ温度が、K1で示すグロープラグ要求温度に達
していないので、着火性能が低下する。これを防止する
ために、本実施例では、エンジン負荷が高負荷側から低
負荷側に変化して切替負荷P1以下となり、グロープラ
グ設定温度がT g * ’Cから181℃にステップ
状に上昇したときには、折れ線に3で示すように、校り
弁6を所定時間Δtの間、ΔX%だけ開度を減少させて
吸気量を減少させ、第1〜第4グロープラグIIa=1
1dの放熱量を減らして、グロープラグ温度が早急にT
gt℃から181℃に上昇するようにしている。
As shown in Fig. 8, at a certain time (t), the accelerator opening changes from the open side to the closed side, as shown by the polygonal line, and the engine load accordingly changes, as shown by the polygonal line 4. As shown, the switching load P changes from the high load side to the low load side,
When the glow plug setting temperature is below T g
It increases stepwise from t'c to T g + °C,
1st to 4th glow plugs! Since a to Ild have a predetermined heat capacity, the actual glow plug temperature does not rise stepwise, but gradually reaches TL° C. with a considerable time delay, as shown by the curve. During this time, the actual glow plug temperature has not reached the required glow plug temperature indicated by K1, so the ignition performance deteriorates. In order to prevent this, in this embodiment, the engine load changes from the high load side to the low load side and becomes less than the switching load P1, and the glow plug set temperature increases stepwise from T g * 'C to 181 °C. In this case, as shown by 3 on the polygonal line, the opening degree of the calibration valve 6 is reduced by ΔX% for a predetermined time Δt to reduce the intake air amount, and the first to fourth glow plugs IIa=1
By reducing the amount of heat dissipated by 1d, the glow plug temperature will quickly decrease to T.
The temperature is set to rise from gt°C to 181°C.

この場合、切替負荷P、が低いときほど空気過剰率が大
きく、グロープラグ温度が上昇しにくいので、これを補
正するために、第9図に示すように、切替負荷P1が低
いとき程、絞り弁開度(絞り量)を大きくして吸気量を
減少させ、グロープラグ温度の上昇を迅速化するように
している。
In this case, the lower the switching load P1 is, the larger the excess air ratio is, making it difficult for the glow plug temperature to rise. To correct this, as shown in FIG. The valve opening degree (throttling amount) is increased to reduce the amount of intake air, thereby speeding up the rise in glow plug temperature.

また、エンジン回転数が高いときにはエンジンDEが高
温となっており、グロープラグ温度の上昇が速くなるの
で、第10図に示すように、エンジン回転数が高いとき
程、絞り弁の閉作動時間を短くしている。
Also, when the engine speed is high, the engine DE is at a high temperature, and the temperature of the glow plug increases quickly, so as shown in Figure 10, the higher the engine speed, the longer the throttle valve closes. I keep it short.

なお、グロープラグ設定温度がT g t ’Cから7
g+℃に変更されたときに、上記のように所定時間だけ
校り弁6を閉作動してグロープラグ温度の上昇を迅速化
しても、絞り弁6が再び全開されたときには、吸気量の
急増によりグロープラグ温度が一時的に低下するおそれ
がある。そこで、本実施例ではこれを防止するようにし
ている。すなわち、第11図中の折れ線L5で示すよう
に、絞り弁6が再び全開されたとき(し8)には、吸気
量の急増により、グロープラグ温度が折れ線し4で示す
ように一時的に低下する。これを防止するために、絞り
弁6が閉作動中はグロープラグ設定温度を本来のグロー
プラグ設定温度Tg+°C(折れ線り、)より所定値だ
け高めたTg3℃(折れ線L1)に設定し、上記絞り弁
6全開時のグロープラグ温度の低下を防止するようにし
ている。これによって、グロープラグ温度を、折れ線り
、で示すように、グロープラグ設定温度Tg1℃に一致
させることができ、着火性能の向上をより完全なものに
することができる。
In addition, the glow plug setting temperature is T g t 'C to 7
Even if the calibration valve 6 is closed for a predetermined period of time as described above to speed up the rise in glow plug temperature when the temperature is changed to g+℃, the intake air amount will suddenly increase when the throttle valve 6 is fully opened again. This may cause the glow plug temperature to drop temporarily. Therefore, this embodiment is designed to prevent this. That is, as shown by the line L5 in FIG. 11, when the throttle valve 6 is fully opened again (see 8), the glow plug temperature temporarily decreases as shown by the line 4 due to a sudden increase in the amount of intake air. descend. In order to prevent this, while the throttle valve 6 is closed, the glow plug set temperature is set to Tg3°C (broken line L1), which is higher than the original glow plug set temperature Tg+°C (broken line) by a predetermined value. The temperature of the glow plug is prevented from decreasing when the throttle valve 6 is fully opened. As a result, the glow plug temperature can be made to match the glow plug set temperature Tg1°C, as shown by the broken line, and the ignition performance can be improved more completely.

なお、同一のディーゼルエンジンにおいて、運転者の選
択によって、軽油とアルコールとを切り替えて使用する
ような場合には、第12図に示すような軽油を燃料とし
た場合のグロープラグ設定温度と、第2図に示すような
アルコールを燃料とした場合のグロープラグ設定温度の
両方をメインコントローラ29に記憶しておき、実際に
使用する燃料の種類に応じて、メインコントローラ29
からコントロールボックス22に印加されるグロープラ
グ設定温度を切り替えるようにするのが好ましい。ただ
し、軽油の場合はアルコールに比べて着火性が良いため
軽負荷域のみグロープラグに通電するようにしてもよい
In addition, in the case where the same diesel engine is used by switching between light oil and alcohol depending on the driver's choice, the glow plug setting temperature when using light oil as fuel and the glow plug setting temperature when using light oil as fuel as shown in Figure 12. The main controller 29 stores both of the glow plug set temperatures when alcohol is used as fuel as shown in Figure 2, and the main controller 29 is set according to the type of fuel actually used.
It is preferable to switch the glow plug setting temperature applied to the control box 22 from the above. However, since light oil has better ignitability than alcohol, the glow plug may be energized only in the light load range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかるグロープラグ制御装置を備えた
ディーゼルエンジンのシステム構成図である。 第2図は、第1図に示すエンジンの完爆後のグロープラ
グ設定温度のエンジン負荷に対する特性を示す図である
。 第3図は、第2図に示すグロープラグ設定温度でグロー
プラグ温度を制御した場合のグロープラグの消費電力と
、従来の制御方法による消費電力とをエンジン負荷に対
して示した図である。 第4図は、グロープラグ設定温度のエンジン負荷に対す
る特性を、エンジン回転数に応じて補正した例を示す図
である。 第5図は、第4図に示すようなエンジン回転数に応じた
補正を行う場合の、切替負荷のエンジン回転数に対する
特性を示す図である。 第6図は、切替負荷のエンジン回転数に対する特性を、
吸気温に応じて補正した例を示す図である。 第7図は、切替負荷のエンジン回転数に対する特性を、
エンジンの暖機塵に応じて補正した例を示す図である。 第8図は、エンジン負荷が高負荷側から低負荷側に変化
して切替負荷以下となったときに、絞り弁を閉作動して
グロープラグ温度の上昇を迅速化するように制御する場
合の、グロープラグ温度と、絞り弁開度と、エンジン負
荷と、アクセル開度の時間に対する特性を示す図である
。 第9図は、第8図に示すような絞り弁制御が行なわれる
場合の、絞り弁開度の切替負荷に対する特性を示す図で
ある。 第1O図は、第8図に示すような絞り弁制御が行なわれ
る場合の、校り弁閉作動時間のエンジン回転数に対する
特性を示す図である。 第11図は、絞り弁再開時のグロープラグ温度の低下を
防止するために、絞り弁閉作動中のグロープラグ設定温
度を高めるように制御する場合の、グロープラグ設定温
度と、グロープラグ温度と、絞り弁の作動状態とを示す
図である。 第12図は、軽油を燃料とする従来のグローアシストデ
ィーゼルエンジンの、始動時におけるグロープラグ設定
温度の時間に対する特性を示す図である。 第13図は、メタノール等を燃料とするグローアンスト
ディーゼルエンジンの、グロープラグ要求温度のエンジ
ン負荷に対する特性を示す図である。 DE・・・ディーゼルエンジン、A、[3,C,D・・
・第1〜第4気筒、Ila〜Ild・・・第1〜第4グ
ロープラグ、15・・・バッテリ、21・・・電磁開閉
器、22・・コントロールボックス、23・・・パワー
トランジスタ、29・・・メインコントローラ。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a diesel engine equipped with a glow plug control device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the glow plug set temperature after a complete explosion of the engine shown in FIG. 1 with respect to the engine load. FIG. 3 is a diagram showing the power consumption of the glow plug when the glow plug temperature is controlled at the glow plug setting temperature shown in FIG. 2 and the power consumption according to the conventional control method with respect to the engine load. FIG. 4 is a diagram showing an example in which the characteristics of the glow plug set temperature with respect to the engine load are corrected according to the engine speed. FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of the switching load with respect to the engine speed when correction is performed according to the engine speed as shown in FIG. Figure 6 shows the characteristics of the switching load with respect to the engine speed.
FIG. 7 is a diagram showing an example of correction according to intake air temperature. Figure 7 shows the characteristics of the switching load with respect to the engine speed.
It is a figure which shows the example which correct|amended according to the warm-up dust of an engine. Figure 8 shows the control in which the throttle valve is closed to speed up the rise in glow plug temperature when the engine load changes from a high load side to a low load side and becomes below the switching load. , is a diagram showing the characteristics of glow plug temperature, throttle valve opening, engine load, and accelerator opening with respect to time. FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of the throttle valve opening degree with respect to the switching load when the throttle valve control as shown in FIG. 8 is performed. FIG. 1O is a diagram showing the characteristics of the calibration valve closing operation time with respect to the engine rotation speed when the throttle valve control as shown in FIG. 8 is performed. Figure 11 shows the glow plug set temperature and the glow plug temperature when the glow plug temperature is controlled to be increased while the throttle valve is closed in order to prevent the glow plug temperature from decreasing when the throttle valve is restarted. , and the operating state of the throttle valve. FIG. 12 is a diagram showing the characteristics of the glow plug set temperature at the time of startup versus time of a conventional glow-assist diesel engine that uses light oil as fuel. FIG. 13 is a diagram showing the characteristics of the glow plug required temperature with respect to the engine load of a glow-instance diesel engine that uses methanol or the like as fuel. DE...Diesel engine, A, [3, C, D...
- 1st to 4th cylinders, Ila to Ild... 1st to 4th glow plugs, 15... Battery, 21... Electromagnetic switch, 22... Control box, 23... Power transistor, 29 ...Main controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)燃料の着火を助勢するグロープラグを設けたディ
ーゼルエンジンにおいて、 エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、中
負荷以上の負荷領域までグロープラグに通電するととも
に、上記負荷検出手段によって検出されるエンジン負荷
が所定値以下の低負荷領域ではグロープラグが所定の高
温となる一方、エンジン負荷が上記所定値を超える高負
荷領域ではグロープラグが所定の低温となるようなステ
ップ状にグロープラグ温度を制御するグロープラグ温度
制御手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジ
ンのグロープラグ制御装置。
(1) In a diesel engine equipped with a glow plug that assists in fuel ignition, an engine load detection means detects the engine load, and the glow plug is energized up to a load range of medium load or higher, and the load detection means detects the engine load. In a low load area where the engine load is below a predetermined value, the glow plug reaches a predetermined high temperature, while in a high load area where the engine load exceeds the predetermined value, the glow plug is heated to a predetermined low temperature. 1. A glow plug control device for a diesel engine, comprising glow plug temperature control means for controlling temperature.
JP9423788A 1988-04-15 1988-04-15 Glow plug control device for diesel engine Pending JPH01267366A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0638770A1 (en) * 1993-08-06 1995-02-15 Simmonds Precision Engine Systems, Inc. Temperature detector and control for an igniter
JP2009509084A (en) * 2005-09-22 2009-03-05 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Method for operating an internal combustion engine
JP2011106454A (en) * 2009-11-12 2011-06-02 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for calculating temperature of glow plug in internal combustion engine

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