JPH02149771A - 燃焼式ヒータのグロープラグ印加電圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃焼式ヒータのグロープラグ印加電圧制御装
置に関し、特に燃焼式ヒータのグロープラグに印加する
パルス電圧のデユーティ−比を変化させることができる
グロープラグ印加電圧制御装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来、
グロープラグにより燃料を着火するには、電圧印加開始
から所定時間経過するまでの間、定の電力を供給してい
た。また、グロープラグに内蔵しである抵抗線の断線を
防ぐ関係上、グロープラグに印加する電圧は余り大きく
することができなかった。したがって、第８図に示すよ
うに、電圧印加開始から着火に至るまでに相当時間がか
かり、グロープラグの温度上昇速度が遅いという問題が
あった。また、グロープラグの温度上昇によってようや
く着火したとしても、火力が弱いので、火炎の成長を補
助するために、火炎が安定するまで火炎成長補助期間ｄ
、一定電力を供給し続けるようにしていた。ところが、
−旦着火した後に、電圧印加開始時と同じ量の電力を供
給し続けることは、消ａｍ力が増大するだけでなく、グ
ロープラグの寿命を縮めるという問題がある。

また、上述のように電圧印加開始から所定時間経過する
までの閾電圧を印加したにも拘らず、着火に失敗した場
合、従来は電圧印加停止後から所定時間経過後に、再び
電圧を所定時ｕｎ印加することを、着火に成功するまで
何回も繰り返していた。

ところが、前回と同じ大きさの電圧を印加していたので
、グロープラグに供給される電力量は変わらず、確実に
着火を成功させることは困難であるという問題がある。

更に、グロープラグに内蔵した抵抗線の抵抗値は一様で
なく、第９図に示すように、ばらつきがある。抵抗値の
低いものｒｌと高いものｒｌとに同じ大きさの電圧を印
加した場合、抵抗値の低いものｒｌは、電流値が高くな
り供給電力も増え、グロープラグの温度上昇速度が速く
、着火性が良いが、省電力化の要請に応えることができ
ないとともに寿命が短かい。これに対し、抵抗値の高い
ものｒｌは、電流値が低いので消費電力量は少ないが、
グロープラグの温度上昇速度が遅く、着火性が悪い。し
たがって、グロープラグに印加する平均電圧を常に一定
にしておくと、良好な着火性、グロープラグの延命及び
省電力化を実現させることは困難である。

また、第７図に示すように、グロープラグの使用回数が
増えると、１氏抗線の表面が酸化して腐食し、その結果
抵抗値が増えて電流値が減少し、受電電力が減ってグロ
ープラグの温度上昇速度が遅くなり、第９図に示すよう
に、抵抗線の断線に至るかなりＯ；ｊに着火がきわめて
困難になる。したがって、グロープラグに一定電圧を印
加する限り、着火しずらくなった時点（不着火点）でグ
ロープラグの寿命が尽きることになり、その時点で翳々
とグロープラグの交換をしなければならないという問題
があった。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、迅
速かつ確実に着火することができ、着火に要する消費電
力を減らすことができ、しかもグロープラグの寿命を延
ばすことができる燃焼式ヒータのグロープラグ印加電圧
制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の目的を達成するため、グロープラグに所
定時間印加するパルス電圧のデューテ、イー比を変化さ
せる燃焼式ヒータのグロープラグ印加電圧制御装置にお
いて、電圧印加開始初期に前記デユーティ−比を大きく
しておき、このデユーティ−比を電圧印加開始から前記
所定時間経過するまでに徐々に小さくする。

また、前回の電圧印加後未だ燃料が着火しないとき、前
回の電圧印加のときの前記デユーティ−比を更に大きく
して電圧印加する制御を、燃料が実際に着火するまで繰
り返し行なわせる。

（作用） 電圧印加開始時期に前記デユーティ−比を大きくしてお
き、このデユーティ−比を電圧印加開始から前記所定時
間経過するまでに徐々に小さくするので１ｍ圧印加開始
初期にグロープラグに高い〜ＩＬ均電圧電圧加され、グ
ロープラグの温度上昇速度が速くなる。また、電圧印加
開始初期に高い平均電圧を印加するようにしたので、着
火後すぐに火炎が安定し、火炎成長の補助ル１間にはデ
ユーティ−比を小さくして低い平均電圧を印加すれば足
り、グロープラグに対する総供給電力量は従来に較べて
少なくなる。

０１ｊ回の電圧印加後未だ燃料が着火しないとき、前回
の電圧印加のときのデユーティ−比を更に大きくする制
御を、燃料が実際に着火するまで繰り返し行なわせる。

グロープラグに供給される電力量は徐々にアップする。

また、グロープラグの抵抗線の抵抗値にばらつきがあっ
たとしても、各抵抗値に応じた最小の供給電力により確
実な着火、省電力化及びグロープラグの延命を実現し得
る。

更に、グロープラグの使用回数の増加にともない抵抗値
が上昇したとしても、着火しなくなる度ごとにデユーテ
ィ−比をわずかに大きくしてを着火させるような制御が
繰り返されるので、着火しなくなる度ごとに着火させ得
る最小の供給電力がグロープラグに与えられることにな
るので、抵抗線の断線に至るまでグロープラグを使用す
ることができる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るグロープラグ印加電圧
制御装置を備えた燃焼式ヒータを示し、燃焼器ｌは気化
された液体燃料と燃焼用空気との混合気を燃焼筒２の内
部の燃焼室３内で着火して燃焼させ、高温の燃焼ガスを
発生するものである。

燃焼器ｌは、内部に燃焼室３を形成する燃焼筒２と、液
体燃料が含浸される燈心４と、この燈心４に液体燃料を
供給するための燃料通路５ａを有する通路形成部材５と
、気化された燃料に着火するだめのグロープラグ６と、
燃焼室３内で混合気が着火したか否かを検出するフレー
ムセンサ１２とを主要溝成要素としている。

燃焼筒２の外周壁には多数の空気流入孔２ａが！設され
、燃焼筒２の端部開口は例えばセラミック繊維で成形さ
れた円板状の燈心４で閉塞されている。燃焼筒２の周囲
を覆う燃焼器ケース１１にはグロープラグ６及びフレー
ムセンサ１２が取り（旧ｔであり、グロープラグ６及び
フレームセンサ１２の各先端部は燃焼室３内にそれぞれ
突き出ている。

図示しない空気供給口には空気供給ブロア（図示せず）
により燃焼用空気が供給され、燃焼室３にて生じた燃焼
ガスは燃焼室３の内周壁に設けられた多数のフィン８を
通過し、排出口９を介して外部にＩＦ出される。また、
燃焼式ヒータ本体の外周には送気カバー１３が設けられ
ており、この送気カバー１３の吹き込みロアには暖気送
気用ブロア（図示せず）が配設されており、この暖気送
気用ブロアからの空気は、燃焼式ヒータ本体の外周に設
けられ燃焼ガスにより熱せられた多数のフィン８を通過
して熱交換をした後送気カバー１３の吹き出し口１４か
ら例えば車室、温蔵室内に図示しないダクｉ・を介して
送気される。

グロープラグ印加電圧制御装置１５は、第２図に示すよ
うに、マイクロコンピュータ１６と、このマイクロコン
ピュータ１６に接続しであるＦＥＴ　（ｆｌｉ界効果ト
ランジスタ）１７とを備えている。

マイクロコンピュータ１６からの電圧印加開始信号によ
りゲート電圧を下げてバラチリからグロープラグ６に通
電し、マイクロコンピュータ１６からの電圧印加終了信
号によりゲート電圧を上げ、グロープラグ６への通電を
停止する。

また、本実施例の場合、第３図（ａ）に示すように、内
部にニクロム線や鉄クロム線等の抵抗線が埋め込んであ
るシースタイプのグロープラグ６を用いてあり、その加
熱部はステンレスを使用している。このグロープラグ６
に代え、加熱部にセラミックを使用し、抵抗線にタング
ステンを使用したグロープラグを使用してもよいし、あ
るいは第３図（ｂ）に示すように抵抗線が外周に巻き付
けであるオープンタイプのグロープラグを使用してもよ
い。

第４図は第１の実施例に係るグロープラグ印加電圧制御
装置におけるグロープラグの温度と印加電圧との関係を
示すグラフである。

電圧印加開始初期、すなわち電圧印加開始から時点ｔｌ
に至るまでは、パルス電圧のデユーティ−比を最も大き
くし、時点ｊ＋からｔ、２（着火点）までの間はデユー
ティ−比を小さくし、時点Ｌ２からＬ３までの間（火炎
成長の補助期間）ａは最もデユーティ−比を小さくしで
ある。したがって、グロープラグ６に印加される平均電
圧は、第４図の破線に示すように、０から時点Ｌ３に至
るに従って段階的に減少している。

第４図及び第８図に示すように、電圧印加開始から時点
し１に至るまでの間、グロープラグ６に印加される平均
電圧は従来例よりも本実施例の方が高いので、従来例の
場合グロープラグ６の温度がなだらかな曲線を描いて徐
々に上昇しているのに対し、本実施例の場合グロープラ
グ６の温度は急激なカーブを描いて上昇しており、着火
に至る時間が早い。また、着火後の火炎成長補助期間ａ
内においては、従来例に較べ本実施例のノｊがデユーテ
ィ−比を小さくしてあり、その分グロープラグ６に供給
される平均電圧も低くなるので、グロープラグ６の消耗
を防ぐことができるとともに、火炎成長補助期間ａ内の
平均電圧が相当低くなるため、電圧印加開始から終了ま
での総供給電力は従来例よりも少なくなるので、消費電
力を減少させることができる。

第５図は第２の実施例に係るグロープラグ印加電圧制御
装置によるリトライ着火制御を説明するためのタイミン
グチャートである。

電圧印加停止時Ｌ３、フレームセンサ１２が作動して着
火が成功したか否かを検出し、着火に失敗したとき、前
回の電圧印加開始初期のデユーティ−比を更に大きくし
ておき、このデユーティ−比を所定時間経過するまでに
（Ｌ９からｔｓ２までの間）徐々に小さくする。したが
って、第５図に示すように、前回の着火制御のときに較
ベグローブラグ６に印加される平均電圧は増加する。デ
ユーティ−比を大きくしたにも拘らず未だ着火しないと
きは、前回大きくしたデユーティ−比を更に大きくし、
このデユーティ−比を所定時間経過するまでに徐々に小
さくするりトライ着火制御を、実際に着火するまで繰り
返し行なわせる。

したがって、着火に失敗する度にグロープラグ６に印加
される平均印加電圧が高くなるので、迅速かつ確実に着
火させることができる。

第６図は第３の実施例に係るグロープラグ印加電圧制御
装置におけるグロープラグの使用回数とパルス電圧のデ
ユーティ−比との関係を示すグラフである。

電圧印加開始初期、第６図に示すように、パルス電圧の
デユーティ−比をｄｌに設定しておき、抵抗値の低いも
のｒｌに印加する。このデユーティ−比ｄ１で着火しな
いときは、デユーティ−比を予め設定しておいた増分Δ
ｄだけアップさせて印加し、着火させる。グロープラグ
６を繰り返し使用するに従ってその抵抗線が酸化、腐食
して抵抗値が次第に上昇するので、デユーティ−比ｄ２
ではＮ＋回口で着火しなくなる。このときデユーティ−
比ｄ２を更にΔｄだけアップさせてデユーティ−比ｄ３
のパルス電圧を印加し、着火させる。

以後、同様に着火しなくなる度（Ｎ２．Ｎ３．Ｎ４回目
）にデユーティ−比をその都度Δｄだけアップさせる動
作を繰り返すように制御される。

また、０；ｊ述したように同じ規格のグロープラグであ
っても、抵抗値にばらつきがある。したがって、例えば
抵抗値が高いもの「２の場合、デユーティ−比ｄ１では
着火しないので、実際に着火するまでデユーティ−比を
ｄｌがらｄ５まで順次Δｄずつアップさせる。以上のよ
うにすることにより、着火に必要な最小電圧が常にグロ
ープラグ６の上昇する抵抗値に応じて印加されることに
なるので、消費電力の削減を図ることができるとともに
、抵抗線の断線に至るまでグロープラグ６を使用するこ
とができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の燃焼式ヒータのグロープラ
グ印加電圧制御装置によれば、電圧印加開始初期に前記
デユーティ−比を大きくしておき、このデユーティ−比
を電圧印加開始から所定時間経過するまでに徐々に小さ
くするので、電圧印加開始初期にグロープラグに高い平
均電圧が印加され、グロープラグの温度上昇速度が速く
なり、電圧印加開始から着火に至るまでの時間が従来よ
りも短くなる。また、電圧印加開始初期に高い平均電圧
を印加するようにしたので、着火後すぐに火炎が安定し
、火炎成長の補助期間にはデユーティ−比を小さくして
低い平均電圧を印加すれば足り、グロープラグに対する
総供給電力量は従来に較べて少なくなる。その結果、消
費電力の低減を図ることができると同時に、グロープラ
グの寿命を延ばすことができる。

また、前回の電圧印加後未だ燃料が着火しないとき、前
回の電圧印加のときのデユーティ−比を更に大きくして
電圧印加する制御を、燃料が実際に着火するまで繰り返
し行なわせるので、グロープラグに供給される電力量は
徐々にアップし、確実に着火させることができる。また
、グロープラグの抵抗線の抵抗値にばらつきがあったと
しても、４゜ 各抵抗ｆ１ａに応じた最小の供給電力により確実な着火
、省電力化及びグロープラグの延命を実現し得る。更に
、グロープラグの使用回数の増加にともない抵抗１１α
が上昇したとしても、着火しなくなる度ごとにデユーテ
ィ−比をわずかに大きくして燃料を着火させるような制
御が繰り返されるので、着火しなくなる度ごとに着火さ
せ得る最小の０（給電力がグロープラグに与えられるこ
とになるので、抵抗線の断線に至るまでグロープラグを
使用することができ、グロープラグの寿命を大幅に延ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るグロープラグ印加電圧
制御装置を備えた燃焼式ヒータを示す断面図、第２図は
第１図のグロープラグ印加電圧制御装置を示す回路図、
第３図（ａ）及び（ｂ）はグロープラグを示す側面図、
第４図は請求項１記載の発明のグロープラグ印加電圧制
御装置における印加電圧とグロープラグの温度との関係
を示すグラフ、第５図は請求項２記載の発明のグロープ
ラグ印加電圧制御装置にょろりトライ着火制御を説明す
るためのタイミングヂャート、第６図は請求項２記載の
発明のグロープラグ印加電圧制御装置におけるパルス電
圧のデユーティ−比とグロープラグの抵抗線の抵抗値と
の関係を示すグラフ、第７図はグロープラグの抵抗線の
抵抗値とその抵抗線に流れる電流との関係を示すグラフ
、第８図は従来のグロープラグ印加電圧制御装置におけ
る印加平均電圧とグロープラグの温度とのＩＳ！１係を
示すグラフ、第９図は従来のグロープラグ印加電圧制御
装置におけるパルス電圧のデユーティ−比とグロープラ
グの抵抗線の抵抗（１！Ｔとの関係を示ずグラフである
。 ｌ・・・燃焼式ヒータの燃焼器、６・・・グロープラグ
、１５・・・グロープラグ印加電圧制御装置、１６・・
・マイクロコンピュータ、１７・・・Ｆ　Ｅ　Ｔ。 出願人　　ヂーゼル機器株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　１．グロープラグに所定時間印加するパルス電圧のデ
   ューティー比を変化させる燃焼式ヒータのグロープラグ
   印加電圧制御装置において、電圧印加開始初期に前記デ
   ューティー比を大きくしておき、このデューティー比を
   電圧印加開始から前記所定時間経過するまでに徐々に小
   さくすることを特徴とする燃焼式ヒータのグロープラグ
   印加電圧制御装置。
2. 　２．グロープラグに所定時間印加するパルス電圧のデ
   ューティー比を変化させる燃焼式ヒータのグロープラグ
   印加電圧制御装置において、前回の電圧印加後未だ燃料
   が着火しないとき、前回の電圧印加のときの前記デュー
   ティー比を更に大きくして電圧印加する制御を、燃料が
   実際に着火するまで繰り返し行なわせることを特徴とす
   る燃焼式ヒータのグロープラグ印加電圧制御装置。