JPH02153265A - グロープラグの制御方式 - 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、グロープラグが備えられた内燃機関、たとえ
ばディーゼル機関の始動時などに好適に実施されるグロ
ープラグの制御方式に関する。

従来の技術 従来のディーゼル機関のグロープラグの制御には、機械
リレーが用いられており、またグロープラグの通電時間
およびグロープラグの温度が、全気筒のグロープラグに
亘って一括して制御される。

したがって各気筒毎にグロープラグの制御状態を見ると
、ディーゼル機関の吸気行程、圧縮行程、燃焼行程およ
び排気行程には無関係にグロープラグの通電あるいは非
通電の制御を行っている。

発明が解決しようとする課題 グロープラグは、ディーゼル機関の吸気行程および圧縮
行程において通電状態とされるのが望ましい。しかし、
上述の従来技術においては、グロープラグの制御はディ
ーゼル機関の各行程には無関係に行われる。このためグ
ロープラグが排気行程で通電状態とされ、吸気行程およ
び圧縮行程で非通電状態とされるような不適切な制御状
態になる場合がある。

また上述のような不適切な制御を行うことによって無駄
な電力が消費されるという問題点がある。

本発明の目的は、複数の気筒がら成り、各気筒毎にグロ
ープラグが備えられた内燃機関において、複数のグロー
プラグをそれぞれ独立して最適な言様に制御することが
でき、かつ消費電力を低減することができるグロープラ
グの制御方式を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、複数の気筒から成り、各気筒毎にグロープラ
グが備えられた内燃機関に用いられ、該内燃機間のクラ
ンク角信号に基づいて、り゛ロープラグの通電周期とグ
ロープラグの第１通電時間とを算出し、 内燃機間の冷却水温度に基づいて、上記第１通電時間で
グロープラグを交番駆動するデユーティ比と、グロープ
ラグの通電開始時刻にグロープラグを予め定められた温
度とする予備加熱が行われる第２通電時間とを算出し、 内燃機関の回転数信号に基づいて前記第１通電時間を補
正した第３通電時間を算出して、グロープラグを通電駆
動する制御信号を構成し、該制御信号は、各気筒毎に吸
気行程および圧縮行程に亘って各気筒のグロープラグに
出力されるようにしたことを特徴とするグロープラグの
制御方式である。

作　　用 本発明に従えば、複数の気筒から成り、各気筒毎にグロ
ープラグが備えられた内燃機関において、グロープラグ
の通電開始時刻および第１通電時間が内燃機関のクラン
ク角信号に基づいて算出される。通電開始時刻は内燃機
関の吸気行程開始時刻に選ばれ、第１通電時間は内燃機
関の吸気行程および圧縮行程の所要時間に選ばれる。ま
たグロープラグを交番駆動するデユーティ比と、前記通
電開始時刻にグロープラグが予め定められた温度となる
ように予備加熱が行われる第２通電時間とが、内燃機関
の冷却水温度に基づいて算出される。

前記第１通電時間中は上記デユーティ比を有する交番信
号が出力され、該出力における第１通電時間が内燃機関
の回転数信号に基づいて第３通電時間に補正され、グロ
ープラグを通電駆動する制御信号が構成される。該制御
信号は、内燃機関の各気筒毎に吸気行程および圧縮行程
に亘−〕て各気筒のグロープラグに出力される。

したがって、グロープラグは、まず第２通電時間中に通
電駆動され、内燃機関の吸気行程開始時刻である通電開
始時刻に予め定められた温度となるように予備加熱が行
われる。通電開始時刻から第３通電時間中は、前記デユ
ーティ比を有する交番信号によって交番駆動される。こ
のようなグロープラグの制御は、各気筒毎に行われる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。グロープラグ制御回路７は、たとえばディーゼル
機関に用いられ、演算回路１〜５および半導体リレーＲ
１〜Ｒ４を含んで構成される。演算回路１は、第２図（
１）に示すクランク角信ｑ　ＣＡに基づいて、グロープ
ラグの基本通電開始時刻ｔ１および第１通電時間Ｔ１を
算出し、第２図く２）に示す信号Ｓ１を作成する。クラ
ンク角信号ＣＡの立上がり時が基本通電開始時刻ｔ１と
され、クランク角信号ＣＡの周期ＴＣＡの１／／２が第
１通電時間Ｔ１とされる。したがって基本通電開始時刻
し１はディーゼル機関の吸気行程開始時刻であり、第１
通電時間Ｔ１はディーゼル機関の吸気行程および圧縮行
程の所要時間となる。

演算回路２は、冷却水温度ＷＴに基づいて、第２通電時
間Ｔ２を算出する。第２通電時間Ｔ２は、グロープラグ
温度が前記基本通電開始時刻ｔ１において最適温度まで
上昇するように予備加熱を行う期間である。グロープラ
グ温度は冷却水温度ＷＴにほぼ比例しており、演算回路
２はまず冷却水温度ＷＴからグロープラグ温度を計算し
、該温度から最適温度までグロープラグ温度を上昇させ
るために必要な期間を計算する。

第３図には、グロープラグ温度と第２通電時間Ｔ２との
関係が示されている。たとえばグロープラグ温度Ｔ　Ｅ
　ａのときには第２通電時間Ｔ２に期間Ｔ　２　ａが選
ばれ、グロープラグ温度ＴＥｂのときは期間Ｔ２ｂが選
ばれる。つまり、グロープラグ温度が高ければ、第２通
電時間Ｔ２は短くなる。

演算回路３は、冷却水温度ＷＴに基づき機関温度を計算
し、該機関温度に基づいて、前記第１通電時間］゛１に
おいてグロープラグを交番駆動するだめの交番信号のデ
ユーティ比りを計算する。該デユーティ比りには、機関
温度が低いときには通電時間が長くなるように大きいデ
ユーティ比か選ばれ、機関温度が高いときには通電時間
が短くなるように小さいデユーティ比が選ばれる。

つまり機関温度が高ければグロープラグの通電時間の割
合が少なくなっても、すなわちクロープラグへ与えられ
る電力が少なくても、グロープラグ温度は最適温度付近
て維持される。逆に機関温度が低ければ、グロープラグ
へ多くの電力を与えねばならず、通電時間の割合が多く
なるように大きいデユーティ比が選ばれる。

演算回路４は、前述の基本通電開始時刻ｔ１、第１通電
時間Ｔ１、第２通電時間Ｔ２およびデユーティ比りに基
づいて、第４図に示されるグロープラグの制御信号を作
成する。第４図（１）にはグロープラグ温度Ｔ　Ｅ　＝
ｔの場合の制御信号が示されており、第４図（２）には
グロープラグ温度ＴＥ　ｂの場きの制御信号が示されて
いる。

したがってグロープラグは、第２通電時間Ｔ２で通電駆
動され、ディーゼル機関の吸気行程の開始時刻である基
本通電開始時刻ｔ１において最適温度付近まで上昇する
。第１通電時間Ｔ１では前記デユーティ比りを有する交
番信号によって交番駆動され、グロープラグの温度は最
適温度付近で維持される。

演算回路５は、演算回路４によって得られた制御信号と
ディーゼル機関の回転数とに基づいて第５図に示す制御
信号を作成する。第５図（１）は、グロープラグが低温
てディーゼル機関が低回転のときの制御信号であり、第
５図く２）は低温高回転のときの制御信号であり、第５
図（３）は高温低回転のときの制御信号てあり、第５図
（、＝１．　）は高温高回転のときの制御信号である。

り′ローブラグの制御信号は、ディーゼル機関の回転数
に応して第１通電時間Ｔ１が第３通電時間Ｔ３に変更さ
れる。このようにして得られた制御信号は、ディーゼル
機関の回転数によ−）て１１つの半導体リレーＲ１〜Ｒ
４に振分けられる。

半導体リレーＲ１〜Ｒ４にはそれぞれグロー１ラグＧ１
〜Ｇ４が接続されており、バッテリ６の電圧はそれぞれ
半導体リレーＲ１〜Ｒ４を介してグロープラグＧ１〜Ｇ
４に供給される。半導体リレーＲ１〜Ｒ４は、演算回路
５がらの制御信号によってグロープラグＧ１〜Ｇ４を駆
動する。

第６図は、グロープラグ制御口ｆｉ’８７の動作状態を
説明するためのフローチャーＩ・であり、第７図は、グ
ロープラグ制御回路７の動作状態を示すタイミングチャ
ートである。ステップｒ１１てイグニションスイッチが
導通されると、ステップｒ１２で急速グローが開始され
、ステップｎ　３て急速りＩ７−が終了する。つまり第
７図において、第７図（１）に示すように時刻子５でイ
グニションスイッチが導通されると、第７図（２）に示
すように時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間、急速グロー
が行われる。

ステップｒｒ　４てスタータスイッチが導通されると、
ステップｎ５でディーゼル機関は始動し、ステップｎ　
６でクランク角信号ＣＡの読込みを行う。

つまり第７図において、第７図（３）に示すように時刻
ｔ７から時刻ｔ８までの期間、スタータスイッチが導通
されると、ディーゼル機関はスタータモータによ−）で
回転駆動され、クランク角センサからは第７図（４）に
示されるようなりランク角信号ＣＡが出力される。該ク
ランク角信号ＣＡは演算回路１に与えられる。また時刻
ｔ７がら時刻ｔ８まての期間、リレーＲ１〜Ｒ４は通電
駆動される。

ステップｒＩ７ては第１通電時間Ｔ１および基本通電開
始時刻ｔ１が計算され、ステップｎ８で信号Ｓ１が作成
される。第７図（５）に信号Ｓ１が示されている。

ステップｎ９では冷却水温度ＷＴの読込みが行われ、ス
テップｒ＋　１０ではグロープラグ温度が最適温度まて
上昇するのに必要な第２通電時間Ｔ２が計算され、ステ
ップｒｒ　１１ではディーゼル機関の機関温度が計算さ
れる。ステップｒｒ　１　’２ては前記機関温度に基づ
いてデユーティ比りが計算され、ステップｒｒ　１３で
は第７図（６）に示される制御信号が作成される。

ステップ［１１４では第７図（１１）に示される回転数
信号ＥＲの読込みが行われ、ステップ［１１５では回転
数信号ＥＩ’ｉに応じて制御信号の第１通電時間Ｔ１が
第３通電時間Ｔ３に補正され、該制御信号が第７図（７
）〜（１０）に示されるように半導体リレーＲ１〜Ｒ４
に振分けられる。ステップｎ１６ではグロープラグＧ１
〜Ｇ４が制御信号によって駆動される。ステップ［１１
７ては冷却水温度ＷＴが基準温度を超えたかどうかが判
断され、基準温度を超えたならばステップ［１１８に進
み、ステップ０１８でアフターグローを終了させる。ス
テップｎ１７て冷却水温度ＷＴが基準温度を超えていな
ければステップｒ＋　６に戻る。すなわち、第７図（１
２）に示すようにグロープラグ温度が最適温度に近づく
に−）れて、第２通電時間Ｔ２は短くなり、交番信号の
デユーティ比りも小さくなり、グロープラグ温度が最適
温度になった時刻ｔ９以降は、アフタークローは行われ
ない。

以上のように本実施例によれば、ディーゼル機関の４つ
の気筒に設けられたグロープラグは、それぞれ独立に制
御可能であり、各気筒毎にグロープラグを吸気行程およ
び圧縮行程に亘って通電駆動さ仕ことができる。これに
よってグロープラグを最適な制御状態て駆動さぜること
ができ、無駄な電力消費が低減される。また本実施例に
おいては、演算回路１〜５をマイクロコンピュータに置
換えてもよい。

光明の効果 以上のように本発明によれば、複数の気筒から成り、各
気筒毎にグロープラグが備えられた内燃機関において、
各気筒毎のグロープラグはそれぞれ独立して制御可能で
あり、各気筒毎にグロープラグを吸気行程および圧縮行
程に亘って通電駆動させることができる。これによって
グロープラグを最適な制御状態で駆動させることができ
、無駄な電力消費が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は演算回路１の動作を説明するための図、第３図は
グロープラグ温度と第２通電時間Ｔ２との関係を示すグ
ラフ、第４［ｉｌは演算回路４の動作を説明するための
図、第５図は演算回路５から出力されるグロープラグの
制御信号の一例を示す図、第６図はグロープラグ制御回
路７の動ｆヤを説明するためのフローチャー１・、第７
図はグロープラグ制御回路７の動作を説明するためＪ）
タイミングチャートである。 Ｇ１−Ｇ４・・・グロープラク、ＣＡ・・・クランク角
信号、ＷＴ・・・冷却水温度、ＥＲ・・回転数信号、Ｔ
１・・第１通電時間、Ｔ２・・第２通電時間、１１通電
開始時刻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数の気筒から成り、各気筒毎にグロープラグが備え
   られた内燃機関に用いられ、 　該内燃機関のクランク角信号に基づいて、グロープラ
   グの通電周期とグロープラグの第１通電時間とを算出し
   、 　内燃機関の冷却水温度に基づいて、上記第１通電時間
   でグロープラグを交番駆動するデユーテイ比と、グロー
   プラグの通電開始時刻にグロープラグを予め定められた
   温度とする予備加熱が行われる第２通電時間とを算出し
   、 　内燃機関の回転数信号に基づいて前記第１通電時間を
   補正した第３通電時間を算出して、グロープラグを通電
   駆動する制御信号を構成し、 　該制御信号は、各気筒毎に吸気行程および圧縮行程に
   亘つて各気筒のグロープラグに出力されるようにしたこ
   とを特徴とするグロープラグの制御方式。