JPS58210373A - デイ−ゼルエンジンの予熱装置 - 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】 本発明はディーゼルエンジンの始動時予熱用グロープラ
グの温度制御に関する。

従来、大きな抵抗温度係数を有するグロープラグをその
抵抗値変化を検出して上限温度、下限塩（１） 度の２点でプラグへの通電制御を行なう方式のグロープ
ラグ制御装置が知られているが温度立上り時間を短縮す
る目的でグロープラグ定格電圧を低くすると、通電初期
においてはプラグ発熱部は冷えているので熱伝導の影響
でプラグ発熱部の中央付近が集中的に温度が上りすぎる
ためプラグが断線しやすくなる。

そこで本発明は、前記上限温度（第１の制御温度）と下
限温度（第２の制御温度）の中間に第３の制御温度に相
当するグロープラグ抵抗の検出点を設け、キースイッチ
ＯＮ後第１回目の通電ＯＦＦのみ前記第３の検出点で行
ない、以後はスタータ作動時のみ前記第１と第２の制御
温度の間で制御を行なわせることにより、第１回目の通
電による部分的過熱を防止し、さらにキースイッチをＯ
Ｎして比較的長時間スタータ作動を行なわない場合等に
は発熱部中央に集中した熱を発熱部全体に拡散させる時
間を持たせた後安定予熱温度に達するようにし、不要時
の部分的過大発熱を防ぎグロープラグの寿命を延ばすこ
とを目的とする。

（２） 本発明を実施例について説明すると、第１図において、
１はバッテリ、２はキースイッチ、２ａはイグニッショ
ン接点、２ｂはスタータ接点、３−１〜３−４はグロー
プラグ、４ａ、４ｂはメインリレーのコイル及び接点、
５ａ、５ｂはサブリレーのコイル及び接点、６は電圧低
下用直列抵抗、７はセンシング抵抗、８はグロープラグ
温度制御回路、９はメインリレー駆動回路、１０はサブ
リレー駆動回路、１１は電圧安定化回路、１２は微分回
路、１３は１点を基準にしたセンシング抵抗の両端電圧
を増幅する増幅器、１４は増幅器１３の出力電圧を１点
に対する状況に応じた分割電圧と比較しその大小関係に
よりメインリレー駆動回路へＯＮ、ＯＦＦ信号を出力す
る比較回路、１５はコンパレータ、１６．１？、１８．
１９は１点の電圧を状況に応じて分割しコンパレータ１
５の一側゛　比較電圧を発生する抵抗、２０．　２１．
　２２゜２３．２４はトランジスタ、２５，２６．２７
゜２Ｂ、２９．３０は抵抗、３１，３２，３３゜３４は
ダイオード、３５はコンデンサ、３６はり（３） イマ回路である。

第１図においてキースイッチ２がイグニッション接点２
ａがＯＮの状態となると、微分回路１２の出力電圧がコ
ンパレータ１５の一入力端子に印加され、コンパレータ
１５の出力端子はローレベルとなるのでメインリレー駆
動回路がＯＮし、メインリレーコイル４ａに駆動電流が
供給される。

一方サブリレー駆動回路１０においてはイグニッション
スイッチＯＮによりタイマ回路３６の出力電圧がハイレ
ベルとなりサブリレー駆動回路１０はサブリレーコイル
５ａに電流を供給する。なお、このサブリレー駆動回路
１０はタイマ回路３６による所定時間が経過するまでは
コイル５ａへの通電を続は該所定時間が経過した後はコ
イル５ａへの通電を停止する。

上記の如く、コイル４ａおよびコイル５ａにそれぞれ駆
動電流が供給されると、対応する接点・４ａ及び４ｂが
共にＯＮＬ、バッテリ１の電圧がセンシング抵抗７を介
し、グロープラグ３−１〜３−４に印加され、グロープ
ラグ３−１〜３−４は発（４） 熱を開始する。

グロープラグ３−１〜３−４の発熱状態はグロープラグ
自体が正の抵抗温度係数をもつことから抵抗温度係数が
ほとんど０のセンシング抵抗７とグロープラグの接続点
の電圧１点の電圧に対する比により検出できる。このセ
ンシング抵抗７の両端電圧は比較的小さい値であるので
増幅器１３により変化幅を増幅し、コンパレータ１５の
（＋）入力端子に入力される。一方コンパレータ１５の
（−）入力端子には比較回路１４内で決まる基準電圧が
入力されている。

ここで比較回路１４にみいては、上述のごとくイグニッ
ション接点２′ａがＯＮされると、トランジスタ２０．
２１がそれぞれ抵抗２５．２６によってベースドライブ
されようとするが、トランジスタ２０のベース、エミッ
ダ間にはコンデンサ３５が接続されているため、そのベ
ース電圧上昇に遅れを生じることにより、必ずトランジ
スタ２１がＯＮする。このため抵抗２５を流れる電流は
ダイオード３２を介してトランジスタ２１のコレクタ（
５） に流れてしまいトランジスタ２０はＯＦＦを保つ。

トランジスタ２１がＯＮすることにより、コンパレータ
１５の（−）入力の端子電圧は１点の電圧を次の値、す
なわち抵抗１６，１７．１Ｂ。

１９の抵抗値をそれぞれＲ１６，Ｒ１７，Ｒ１８゜Ｒ１
９とすルト、第１の分割比（Ｒ１７／Ｒ１Ｂ／　（Ｒ１
６＋　（Ｒ１７／Ｒ１Ｂ）ｌ　に分割した値となる。こ
の比較電圧比はグロープラグの温度が７５０℃に相当す
る電圧比であり、トランジスタ２１がＯＮＬない時の第
２の分割比Ｒ１７／（Ｒ１７＋Ｒ１Ｂ）が８５０℃相当
の電圧比であるのに対し、低い値である。

この状態でグロープラグｆＪ＜、鰺していき、その抵抗
値が７５０℃相当の値となった段階で、コンパレータ１
５の出力はハイレベルからローレベルに転じるため、メ
インリレー駆動回路は０ＦＦＬ、メインリレーコイル４
ａに通電がなくなるので、メインリレー接点４ｂは０Ｆ
ＦＬ、グロープラグへの通電は直列抵抗６を介しての低
電圧印加により行なわれる。

（６） さて、ここでイグニッション接点２がＯＮ後はじめてグ
ロープラグの７５０℃相当の抵抗値に到達したというこ
とは実はグロープラグの表面温度は部分集中的に約８５
０℃程度に上っていることになる。なぜならばｇＪ１図
ａに示すようにグロープラグが冷え切っている状態から
の通電ではグロープラグの発熱線３８の熱はグロープラ
グを構成する外被部３７や電極３９により吸収されてい
くため、発熱体中央部付近に比べその両側では温度が非
常に低いためである。この一度目の通電の後、通電ＯＦ
Ｆ又は低電圧印加に切替えるなどしてグロープラグ温度
を少し下げた後に再通電した場合には熱拡散により同図
すのように発熱部外被全体にわたってほぼ均一に近い発
熱状態となる。

さて、コンパレータ１５の出力がノ１イレベルとなると
、メインリレーをＯＦＦすると同時にトランジスタ２０
のベースには抵抗２７、ダイオード３３を通して電流が
流れるためトランジスタ２０はＯＮＬ、そのためトラン
ジスタ２１はＯＦＦに反転する。トランジスタ２１がＯ
ＦＦすると抵抗（７） ２５を流れていた電流はトランジスタ２０のベース電流
になるので以後コンパレータ１５の出力に無関係にトラ
ンジスタ２１はＯＦＦを保つ。そして、トランジスタ２
１のＯＦＦにより抵抗１８はコンパレータの一側入力回
路から切り離される。

その代りそれまでＯＦＦしていたトランジスタ２２がＯ
Ｎするので、抵抗１８の代りに抵抗１９がコンパレータ
の（−）入力側に入ることになる。抵抗１９の抵抗値Ｒ
１９は抵抗１８の抵抗値Ｒ１８より小さく設定してあり
、コンパレータ１５の一入力端子電圧は第３の分割比（
Ｒ１７／Ｒ１９）／　（Ｒ１６＋　（Ｒ１７／Ｒ１９）
ｌ　　となリコノ比較電圧比はグロープラグ温度が７０
０℃相当の電圧比となる。一般に通常バッテリ電圧では
サブリレー接点５ｂのみＯｈＪした直列抵抗６を介して
のグロープラグ通電では、長時間通電しても前記第２の
分割比に相当する８５０℃と第３の分割比に相当する７
００℃の中間温度に落ちついているように直列抵抗７の
値が設定しであるが、キースイッチをスタータ接点ＯＮ
にして図示していないス（８） タータ回転等を行なうことにより、バッテリ電圧が低下
するとグロープラグ温度は７００℃以下となるため、前
記第３の比較レベルによりコンパレータ１５の出力は再
度ローレベルになりメインリレー４ａ、４ｂに通電が行
なわれ、今度のコンパレータ１５の（−）入力端子電圧
は前記第２の分割比（８５０℃）相当に切替り、グロー
プラグ温度はすみやかに８５０℃まで上昇し、以後この
第２、第３の分割比の切替わりにより８５０℃と７００
℃の間で制御されている。

以上述べた動作を示すのが第３図であり、同図中１点に
対する電圧比較レベルの８７５０は前記第１の分割比、
５８５０はｇＪ２の分割比、５７００は第３の分割比で
ある。第４図は従来制御方法による動作例であり、前記
第１の分割比の点が存在しないので１度集中的に８５０
度を大幅に超えてしまうことを示しており、その超える
量Ｈはグロープラグの加熱速度を早めるため低定格電圧
のグロープラグであるほど大きい。

第３図の本発明の実施例の場合では１度目のメ（９） インリレー通電ＯＦＦを行なうためのグロープラグ抵抗
値は、グロープラグ発熱部が平均的に加熱されている場
合の７５０℃相当という低い値に設定しであるため、一
部集中的に加熱された部分でも８５０℃程度におさえら
れ、メインリレー通電時後、グロープラグ外被等への熱
拡散により７００℃相当のグロープラグ抵抗値まで低下
した後再度メインリレーがＯＮして８５０℃に向かって
温度上昇する。しか−しこの２度目のメインリレー通電
時でも直前のメインリレーＯＦＦ期間はグロープラグ中
央の両側の温度がかなり低いため、熱拡散による平均温
度低下が早いため十分に熱が拡散しないうちにグロープ
ラグ抵抗値がＲ７００まで下ってしまうことになり、第
４図の従来例はどではないにしても２度目のメインリレ
ー通電時には多少なりとも部分的に８５０℃を超えるこ
とになる。

本発明の実施例ではさらにスタータスイッチをＯＮして
いないかぎりは前記第２の分割点５７００をＯ■にする
ことにより、不要時のメインリレー（１０） ＯＮ復帰を行なわないようにして極力グローブラグの寿
命を延ばすよう考慮している。すなわち第１図において
イグニソシ田ン接点２ａがＯＮになった後トランジスタ
２１がＯＮＬ、ている間のみはトランジスタ２３のコレ
クタがダイオード３４を介してトランジスタ２１により
、ローレベルになっているためトランジスタ２４はＯＦ
Ｆであるが、１度目のメインリレーＯＦＦが起ると同時
にダイオード３４は逆バイア２状態となるため、以後ト
ランジスタ２４はトランジスタ２３自体のＯＮ。

ＯＦＦつまりスタータ接点２ｂのＯＮ、ＯＦＦによりの
み制御されるようになり、スタータスイッチがＯＦＦの
場合は、トランジスタ２３がＯＦＦ。

トランジスタ２４がＯＮとなるためコンパレータ１５の
一入力端子電圧はＯ■となる。このことは１度目のメイ
ンリレーＯＦＦの後はスタータスイッチをＯＮＬないか
ぎり、１度目のグロープラグの部分集中的発熱が拡散し
てその抵抗値がＲ７００以下になっても無理にはメイン
リレー再通電を行なわず熱の自由拡散にまかせつつ、サ
ブリレー接点５ｂ、直列抵抗６を介しての電圧印加によ
りなだらかに発熱部全体を７００℃と８５０℃の中間の
安定温度に上昇させることにより、不要時のグロープラ
グの熱集中をさらに防止している。

第５図がその状態を示したものであり、スタータスイッ
チをＯＮしない期間では１度目のメインリレー再通電後
、グロープラグ抵抗、グロープラグ温度共−担低下する
が比較的短時間で７００℃と８５０℃の中間温度に安定
している。この後スタータスイッチをＯＮすれば電圧比
較レベルはすみやかにＯ■から５７００に変化するので
本来の温度制御を再開する。

なお、以上の実施例では１度目のバッテリ電圧直接通電
をＯＦＦした後で、かつスタータスインチＯＦＦの時の
温度検出点を従来のメインリレー復帰温度の代りに事実
上−閃度まで下げたがこの代りに７００度より低い温度
に相当する他の値にしてもよい。

上述のごとく本発明は、グロープラグの発熱を効果的に
行ない、しかもその寿命延長に効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気結線図、第２図は
グロープラグの発熱特性図、第３図は本発明装置の一つ
の作動例を示すタイムチャート、第４図は従来装置の作
動を示すタイムチャート、第５図は本発明装置の他の作
動例を示すタイムチャートである。 １・・・バッテリ、２・・・キースイッチ、３−１〜３
−４・・・グロープラグ、１４・・・比較回路。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 （１３） ２１ 限 疼゛　３　□’　　　　　　　　　　　　ｉｆ、　　４
　　［Ｅ４４０５− 竿５図 −◆晴間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗温度係数の大きな発熱体を持ったグロープラグの抵
   抗値を検出して上限温度設定値と下限温度設定値の間で
   通電制御を行なうグロープラグ温度制御装置において、
   上記下限温度設定値と下限温度設定値の中間の間の温度
   設定値を設け、予熱初期において上記上限温度設定値に
   代えて上記中間温度設定値を比較基準とするとともに、
   前記予熱初期期間後でかつエンジン始動用スタータの非
   作動時は前記下限温度設定値の代りにより低い温度設定
   値に代えることを特徴とするディーゼルエンジンの予熱
   装置。