JPH04295181A - グロープラグの通電制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル機関にお
けるグロープラグの通電制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディーゼル機関においては、
寒冷時における起動を容易とするために、そのシリンダ
ヘッド内の燃焼室にグロープラグを配置している。すな
わち、機関の運転を開始する際、グロープラグへの通電
加熱を行って、シリンダヘッド内の圧縮空気温度を上昇
させ、その起動を確実としている。一般に、このような
グロープラグにおいては、キースイッチのオンモード位
置への接続と同時に作動する通電制御装置を介して、そ
の供給電力量の制御を行うようにしており、先ずグロー
プラグに大電力を供給しその急速加熱を図っている。そ
して、この急速加熱後、暫くの間、グロープラグに小電
力を供給するようになし、その安定加熱を図っている。 一般に、機関が始動した後のグロープラグの安定加熱を
アフターグローと呼び、このアフターグローによって機
関の暖機を促進すると共に、ディーゼルノックの発生を
防止し、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出等を抑制し
ている。このような動作を行う装置の一例として、実開
昭６０−３０３７１号公報に開示されたようなディーゼ
ルエンジンの予熱装置がある。このディーゼルエンジン
の予熱装置では、アフターグロー時における小電力の供
給を、グロープラグ（自己発熱制御型グロープラグ）へ
の通電を周期的に断続することによって行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たディーゼルエンジンの予熱装置においては、アフター
グロー時においてグロープラグへの通電を周期的に断続
しているものの、その１周期中の断続時間は変化しない
。このため、アフターグロー時においてバッテリ電圧が
変動すると、その供給小電力量が変動し、グロープラグ
の上下限温度が設定上下限温度に対して変化し、温度安
定性が悪化するという問題があった。また、バッテリ電
圧の変動により、グロープラグの温度が設定上限温度以
上に制御されることがあり、このような場合にはグロー
プラグの耐久性が落ちる。このため、従来にあっては、
長時間アフターグロー化が阻害されていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために提案されたもので、その１周期中の断
続時間をバッテリ電圧に応じて決定しつつ、グロープラ
グへの通電を周期的に断続して機関の始動後における安
定加熱すなわちアフターグローを図るようにしたもので
ある。

【０００５】

【作用】したがってこの発明によれば、１周期中の断（
オフ）時間および続（オン）時間が、バッテリ電圧に応
じて決定される。すなわち、バッテリ電圧が高い場合に
はオン時間を適当に短く、バッテリ電圧が低い場合には
オン時間を適当に長くすれば、バッテリ電圧の変動に拘
らず、全周期にわたって、グロープラグの温度を設定上
下限温度幅で制御することが可能となる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係るグロープラグの通電制御
装置を詳細に説明する。

【０００７】図１はこのグロープラグの通電制御装置の
一実施例を示すブロック回路構成図である。同図におい
て、１はバッテリ、２−１はオンモード位置へのキース
イッチ（図示せず）の接続によりオンとなる第１のキー
接点、２−２はスタートモード位置へのキースイッチの
接続によりオンとなる第２のキー接点、３はディーゼル
機関のシリンダヘッド内の燃焼室（図示せず）に配置さ
れたグロープラグ、４は水温センサ、５は水温センサ４
を介して機関の冷却水温度を検出する冷却水温検出部、
６は第１のキー接点２−１のオンに伴って供与されるバ
ッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出部、７はバッテ
リ電圧検出部６の検出するバッテリ電圧に基づきランプ
タイマ時間Ｔ１を決定し計時するランプタイマ、８はラ
ンプタイマ７でのランプタイマ時間Ｔ１の計時中点灯す
るインジケータランプである。

【０００８】９はランプタイマ時間Ｔ１を入力とし、Ｔ
１＋４ｓｅｃをグロータイマ時間Ｔ２として計時動作を
開始し、その計時中「Ｈ」レベルのタイマ出力を送出す
るグロータイマ、１０は第２のキー接点２−２のオン状
態を検出するＳＴ位置検出部、１１はＳＴ位置検出部１
０が第２のキー接点２−２のオン状態を検出している間
、すなわちキースイッチがスタートモード位置へ接続さ
れている間、「Ｈ」レベルの強制駆動信号を出力するＳ
Ｔ強制駆動部、１２はオルタネータ、１３はオルタネー
タ１２からの機関始動信号に基づき機関の始動完了を検
出する機関始動検出部、１４は機関始動検出部１３での
始動完了検出と同時にアフターグロータイマ時間Ｔ６の
計時動作を開始し、その計時中「Ｈ」レベルのタイマ出
力を送出するアフターグロータイマ、１５は機関始動検
出部１３での始動完了検出と同時にタイマ時間Ｔ３の計
時動作を開始し、その計時中「Ｈ」レベルのタイマ出力
を送出する断続制御遅延タイマ、１６は断続制御遅延タ
イマ１５からのタイマ出力を入力とし、そのタイマ出力
の立ち下がりエッジで作動する断続時間設定タイマ、１
７はアンドゲート、１８はオアゲート、１９はリレーで
ある。

【０００９】断続時間設定タイマ１６は、その作動と同
時に、図２（ａ）に示すようなタイマ出力を送出する。 すなわち、断続する（オンとオフとが交互する）タイマ
出力を、Ｔ５を１周期として、周期的に送出する。ここ
で、１周期Ｔ５中のオン時間ＴＯＮ（＝Ｔ４）は、バッ
テリ電圧検出部６の検出するバッテリ電圧に応じて、１
周期毎に定められる。すなわち、図３にそのタイマテー
ブルを例示するように、オン時間Ｔ４は、検出バッテリ
電圧が低い場合には適当に長く、高い場合には適当に短
く設定される。１周期毎の検出バッテリ電圧は次のよう
にして得る。すなわち、図２（ｂ）にその電圧サンプリ
ングタイムを示すように、設定されるであろうオン時間
Ｔ４の最短設定値Ｔ４’が経過する直前までバッテリ電
圧をサンプリングし、つまりでき得る限り数多くのデー
タをとり、このサンプリングしたデータを平均化して１
周期毎の検出バッテリ電圧を得る。このようにして得た
検出バッテリ電圧に基づき、図３に示したタイマテーブ
ルを参照して、１周期中のオン時間Ｔ４を決定する。一
方、１周期Ｔ５は、グロープラグ３の温度が９００℃（
上限設定温度）〜８００℃（下限設定温度）なる設定上
下限温度幅で制御されるような一定周期として定められ
、本実施例では５ｓｅｃ程度とされている。したがって
、１周期毎のオン時間Ｔ４が決定されれば、１周期毎の
オフ時間ＴＯＦＦは必然的に定まる。

【００１０】なお、図１において、グロータイマ９にお
けるグロータイマ時間Ｔ２の計時は、キースイッチのス
タートモード位置への接続と同時に、ＳＴ位置検出部１
０を介してキャンセルされるものとなっている。また、
冷却水温度検出部５の検出する機関の冷却水温度は、ラ
ンプタイマ７，グロータイマ９，ＳＴ強制駆動部１１，
アフターグロータイマ１４へ与えられ、機関の冷却水温
度が所定温度を越えた場合、これらのタイマでの計時動
作がキャンセルされるものとなっている。

【００１１】次にこのように構成された装置の動作を図
４に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。 先ず、オンモード位置へのキースイッチの操作により、
第１のキー接点２−１をオンとすると（図４（ａ）にお
けるｔ１点）、バッテリ電圧検出部６の検出するバッテ
リ電圧に基づきランプタイマ７がそのランプタイマ時間
Ｔ１を決定し、計時動作を開始する。これにより、イン
ジケータランプ８は、点灯を開始する。また、グロータ
イマ９も、Ｔ１＋４ｓｅｃをグロータイマ時間Ｔ２とし
て、計時動作を開始する。グロータイマ９は計時動作中
「Ｈ」レベルのタイマ出力を送出し、この「Ｈ」レベル
のタイマ出力がオアゲート１８を通してリレー１９へ与
えられる。これにより、リレー１９が作動し、その常開
接点を介してバッテリ電圧がグロープラグ３へ印加され
る。これにより、大電力供給による急速加熱が開始され
、グロープラグ３の温度は急速に上昇し始める（図４（
ｆ）に示すｔ１点）。

【００１２】ランプタイマ７におけるランプタイマ時間
Ｔ１が経過するとインジケータランプ８は消灯する。こ
のインジケータランプ８の消灯に促されてキースイッチ
をスタートモード位置へ接続すると、すなわち第２のキ
ー接点２−２をオンとすると（図４（ａ）に示すｔ２点
）、このキー接点２−２のオン状態をＳＴ位置検出部１
０が検出する。これにより、グロータイマ９での計時動
作がキャンセルされ、これに代わってＳＴ強制駆動部１
１が「Ｈ」レベルの強制駆動信号を送出し始める。これ
により、グロータイマ９での計時動作が中断されても、
キースイッチがスタートモード位置へ接続されている間
はグロープラグ３への給電が継続される。

【００１３】一方、キースイッチがスタートモード位置
へ接続されると、ラインＬ１を介して図示せぬスタータ
リレーへバッテリ電圧が供与され、機関の始動が開始さ
れる。機関の始動直後は、クランキング時のバッテリ電
圧低下およびピストンの上下運動による冷却により、グ
ロープラグ３の温度は低下する。機関の始動が完了する
と、オルタネータ１２からの機関始動信号に基づき、そ
の始動完了が機関始動検出部１３にて検出される（図４
（ｂ）に示すｔ３点）。機関始動検出部１３が機関の始
動完了を検出すると、アフターグロータイマ１４が計時
動作を開始し（図４（ｅ）に示すｔ３点）、これと同時
に断続制御遅延タイマ１５も計時動作を開始する（図４
（ｃ）に示すｔ３点）。これにより、キースイッチをオ
ンモード位置へ戻すことによりＳＴ強制駆動部１１から
の強制駆動信号が消失しても、断続制御遅延タイマ１５
の送出するタイマ出力がアンドゲート１７を通過し、オ
アゲート１８を介してリレー１９へ与えられ、グロープ
ラグ３への給電を継続する。そして、断続制御遅延タイ
マ１５においてＴ３時間が経過すると、断続制御遅延タ
イマ１５からのタイマ出力が消失し（図４（ｃ）に示す
ｔ４点）、このタイマ出力の立ち下がりエッジで断続時
間設定タイマ１６が作動し始める。すなわち、グロープ
ラグ３の温度は、始動直後にあっては前述したようにバ
ッテリ電圧の低下やピストン運動による冷却により低下
してしまう。このため、機関始動後のアフターグロー時
にあってもＴ３時間の間はバッテリ電圧に関係なくグロ
ープラグ３への連続通電を行うものとし、すなわちＴ３
時間の温度安定時間を設け、この温度安定時間を待って
断続時間設定タイマ１６の作動を開始するものとしてい
る。

【００１４】断続時間設定タイマ１６は、その作動と同
時に、図２を用いて説明したタイマ出力の周期的な送出
を開始する（図４（ｄ）に示すｔ４点）。すなわち、そ
の１周期Ｔ５中のオン時間Ｔ４を最短設定値Ｔ４’まで
の平均検出バッテリ電圧に応じて決定しつつ、断続する
タイマ出力を周期的に送出する。このタイマ出力はアン
ドゲート１７を通過し、オアゲート１８を介してリレー
１９へ与えられる。これにより、リレー１９の常開接点
がオン・オフし、グロープラグ３への通電が周期的に断
続され、グロープラグ３の小電力供給によるアフターグ
ローが図られる。このとき、１周期Ｔ５中のオン時間Ｔ
４は、図３に示したタイマテーブルを参照して、バッテ
リ電圧が高い場合には適当に短く、低い場合には適当に
長く設定されるので、バッテリ電圧の変動に拘らず、全
周期にわたって、グロープラグ３の温度が設定上下限温
度幅で制御されるものとなる（図４（ｆ）に示すｔ４点
以降参照）。

【００１５】このように本実施例によれば、アフターグ
ロー時にバッテリ電圧が変動しても、グロープラグ３の
上下限温度が設定上下限温度に対して変化することがな
く、バッテリ電圧の変動に対する温度安定性が良好とな
る。また、グロープラグ３が設定上限温度以上に制御さ
れることがないため、耐久性がアップし、長時間アフタ
ーグローの実現が可能となる。

【００１６】図５は上述した装置を例えばマイクロコン
ピュータで実現した場合の処理過程を示すフローチャー
トである。

【００１７】このフローチャートに従えば、先ず、ステ
ップ５０１にて機関の始動完了を確認する。ここで機関
の始動完了を確認すると、ステップ５０２へ進み、「Ｒ
ＬＹＯＮ」を「１」とする。そして、遅延時間Ｔ３のカ
ウントを開始し（ステップ５０３）、ステップ５０４に
おける「Ｔ３経過か？」の「Ｎ」に応じ、ステップ５１
９へ進む。そして、ステップ５１９において「ＲＬＹＯ
Ｎ」が「１」であることを確認し、ステップ５２０へ進
み、リレーをオンとしてグロープラグへの通電を図る。 そして、アフターグロー時間Ｔ６のカウントを開始し（
ステップ５２１）、ステップ５２３における「Ｔ６経過
か？」の「Ｎ」に応じ、ステップ５０３へ戻る。

【００１８】しかして、ステップ５０４にて「Ｔ３経過
か？」が「Ｙ」となれば、ステップ５０５における「Ｔ
４’経過か？」の「Ｎ」に応じ、「ＲＬＹＯＮ」を「１
」として保持したうえ（ステップ５０６）、バッテリ電
圧のサンプリングを開始する（ステップ５０７）。そし
て、サンプリング時間Ｔ４’のカウントを開始し（ステ
ップ５０８）、ステップ５０９における「Ｔ４’経過か
？」の「Ｎ」に応じステップ５１９へ進み、ステップ５
２０〜５２３を経てステップ５０３へ戻り、ステップ５
０７でのバッテリ電圧のサンプリングを繰り返す。そし
て、ステップ５０５での「Ｔ４’経過か？」の「Ｎ」を
経て、ステップ５０８でのカウントアップにより、ステ
ップ５０９にて「Ｔ４’経過か？」が「Ｙ」となれば、
ステップ５１０へ進み、ステップ５０７でサンプリング
したバッテリ電圧を平均化する。そして、このバッテリ
電圧の平均値を検出バッテリ電圧として、１周期Ｔ５に
おけるオン時間Ｔ４を求め、この求めたＴ４からＴ４’
を差し引いて残オン時間Ｔａを求める（ステップ５１１
）。そして、Ｔ５からＴ４を差し引いて１周期Ｔ５にお
けるオフ時間ＴＯＦＦを求めたうえ（ステップ５１２）
、残オン時間Ｔａのカウントを開始する（ステップ５１
３）。

【００１９】しかして、ステップ５１４にて「Ｔａ経過
か？」が「Ｙ」となれば、「ＲＬＹＯＮ」を「０」とし
（ステップ５１５）、オフ時間ＴＯＦＦのカウントを開
始する（ステップ５１６）。そして、ステップ５１７で
の「ＴＯＦＦ経過か？」の「Ｎ」に応じてステップ５１
９へ進み、「ＲＬＹＯＮ」が「０」であることを確認し
、ステップ５２２へ進み、リレーをオフとしてグロープ
ラグへの通電を遮断する。

【００２０】そして、ステップ５２１，５２３，５０３
〜５０５，５１３〜５１６の経路でステップ５１７へ戻
り、以降の動作を繰り返し、「ＴＯＦＦ経過か？」の「
Ｙ」に応じてステップ５１８へ進む。ステップ５１８で
バッテリ電圧のサンプリング結果とサンプリング時間Ｔ
４’をリセットする。そして、ステップ５１９，５２２
，５２１，５２３，５０３の経路でステップ５０５へ至
り、「Ｔ４’経過か？」の「Ｎ」に応じてステップ５０
６へ進み、次の周期へと移行する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によるグロープラグの通電制御装置によると、その
１周期中の断続時間をバッテリ電圧に応じて決定しつつ
、グロープラグへの通電を周期的に断続して機関のアフ
ターグローを図るようにしたので、バッテリ電圧が高い
場合にはオン時間を適当に短く、バッテリ電圧が低い場
合にはオン時間を適当に長くすることにより、バッテリ
電圧の変動に拘らず、全周期にわたって、グロープラグ
の温度を設定上下限温度幅で制御することが可能となり
、バッテリ電圧の変動に対する温度安定性が良好となる
。また、グロープラグが設定上限温度以上に制御されな
いようにして、耐久性をアップすることができ、これに
より長時間アフターグローの実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るグロープラグの通電制御装置の一
実施例を示すブロック回路構成図。

【図２】この通電制御装置における断続時間設定タイマ
からのタイマ出力および電圧サンプリングタイムを示す
図。

【図３】断続時間設定タイマにて使用されるタイマテー
ブルを例示する図。

【図４】この通電制御装置の特徴的な動作を説明するた
めのタイミングチャート。

【図５】この通電制御装置を例えばマイクロコンピュー
タで実現した場合の処理過程を示すフローチャート。

【符号の説明】

１　　　　バッテリ ３　　　　グロープラグ ６　　　　バッテリ電圧検出部 １３　　　　機関始動検出部 １４　　　　アフターグロータイマ １５　　　　断続制御遅延タイマ １６　　　　断続時間設定タイマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ディーゼル機関の運転開始時において
   グロープラグに大電力を供給しその急速加熱を図ると共
   に、この大電力の供給後前記グロープラグに小電力を供
   給することによってその安定加熱を図るグロープラグの
   通電制御装置において、その１周期中の断続時間をバッ
   テリ電圧に応じて決定しつつ、前記グロープラグへの通
   電を周期的に断続して前記機関の始動後における前記安
   定加熱を図る通電制御手段を備えたことを特徴とするグ
   ロープラグの通電制御装置。