JPS58222978A - グロ−プラグのような加熱体断線検出装置 - 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】 本発明は加熱体の断線検出装置に関し、ディーゼルエン
ジンのグロープラグを加熱制御するシステムと組み合さ
れて好適なものである。

自動車等におけるディーゼルエンジンは、空気を圧縮し
たときに発生する熱によって燃料を自己発火させ、これ
により爆発力を得て回転する。したがって寒冷時には特
にエンジンの始動が困難な状態になることがあるので、
そのために種々の型式の予熱装置を設け、エンジン始動
時にはその熱を利用して始動を容易にすることが広く行
われている。グロープラグは、このような予熱装置の二
つであって、一般に正の抵抗温度係数を有する抵抗体を
発熱要素として構成されているものが多く、また、これ
はディーゼルエンジンの中でも特に副燃焼室を備えた型
のものに使用され、各シリンダに１個づつ取り付けられ
る。そして、寒冷時においては、エンジンの始動に先立
って、あらかじめこのグロープラグに電流を流し、約１
０００°Ｃ程度の赤熱状態にし、しかる後にエンジンを
始動させると、容易に、かつ、確実にこれを行うことが
可能となる。このようにグロープラグな使用するディー
ゼルエンジンの予熱装置においては、その安定にして有
効な作動を確保するために、所定の正の温度係数を鳴し
、かつ、定格電圧の低いグロープラグ複数個を並列接続
し、このグロープラグ群と直列に接続されたセンシング
抵抗の両端の電圧変化を検出することにより、グロープ
ラグの温度、すなわち、その赤熱状態を感知し、かくし
て、バッテリから直接グロープラグに電流を流すための
メインリレーを０Ｎ＝ＯＦＦ　　させて、グロープラグ
の温度を約９００°Ｃ〜７５０００　（予熱時とクラン
キング時）となるように、グロープラグに給電する予熱
制御方式はすでに公知とされている。この種の公知技術
は次の基本原理に立脚するものである。すなわち、グロ
ープラグは正の温度係数を有するから、それに通電され
ることによる温度上昇につれて、その抵抗値は大となる
。他方、グロープラグ群に直列接続されているセンシン
グ抵抗は低抵抗（約１０ｍΩ）であるとともに、その温
度′　係数がきわめて小さいので、はぼ一定である。そ
こでセンシング抵抗の端子電圧と、これとグロープラグ
の直列接続の端子電圧との比を検出すれば、この電圧比
は温度上昇につれて小になるから、これか９００℃に相
当する値に達したら、上記メインリレーをＯＦＦシ、逆
に７５０００に相当する値になったら、再びメインリレ
ーをＯＮさせることにより、プラグ温度を９００°Ｃ〜
７５０℃にｆ！１÷できるわけである。

しかしながら、このような予熱制御方式においては、グ
ロープラグの温度が変化すればそれに応じてその抵抗値
が変わるので、単純に、グロープラグ群の合成抵抗のみ
からグロープラグの断線の　　１゛１有無を検出すると
いうわけにはいかず、この点が制御系の的確な作動を期
する上で、ひいては、予熱装置の働きを実効あらしめる
ことに関して、重大な支障となっていた。

本発明は、この種従来技術における叙上の問題点を解決
することに指向してなされたものであって、各シリンダ
に１本づつ取り付けられた所定数の、そして複数のグロ
ープラグのうちで、少くともその１本に断線があれば、
イグニ；ンションスイッチをＯＮにした直後にこれらプ
ラグ群を流れる最大電流が小になる、という事実に着眼
して、きわめて簡易な技術手段により、迅速に、かつ、
確実に、グロープラグ等の加熱体の断線の有無を検出で
きる装置を提供することを目的とする。

以下、本発明を具体化した実施例について説明すること
により、その技術内容を明らかにする。

で、これは下記の構成要素から成るものである。

ずなわち、第１図において、１はバッテリ、２はイグニ
ッションスイッチ、３はメインリレーコイル、４はサブ
リレーコイル、５はメインリレー接点、６はサブリレー
接点、７はセンシング抵抗、８は電圧降下用直列抵抗、
９はグロープラグ９　’　ｓ９ｂ、９ａ、９ｄより成る
グロープラグ群である。

また、１０はセンシング抵抗の■側端子入力、１１はセ
ンシング抵抗のｅ側端子入力、１２はセンシング抵抗７
とグロープラグ９０分割電圧比Ｖｓ／　（Ｖｐ−Ｉ−Ｖ
ｓ　）が第一の所定値以下になると出力０となるべく構
成されたコンパレータ、１３はＶｅ／（Ｖｐ＋Ｖりが第
２の所定値以下になると出力１を出すべく設定されたコ
ンパレータであり、その第２の所定値は前記第１のコン
パレータの所定値の■θ／（Ｖｐ＋Ｖりより大きい値で
ある。さらに、１４はヒステリシス発生用トランジスタ
、１５はヒステリシス発生用抵抗、１６．１７は端子１
０とアース間の電圧を前記第１の設定値に分割してコン
パレータ１２の基準電圧を作っている抵抗、１Ｂ、１９
は端子１０とアース間の電圧を前記第２の設定値に分割
してコンパレータ１３の基準電圧を作っている抵抗、２
０はコンパレータ１２，１３の入力に対する保護抵抗、
２１は抵抗２０に対し十分高い（例えば１００倍程度）
の抵抗値を持つ抵抗、２２はコンパレータ１３の出力力
ｆＨレベルとなった時ＯＮＬ、てコンパレータ１３の一
人力端子電圧をＯｖに落としコンパレータ１３の出力の
Ｈレベルを保持するためのホールド用トランジスタ、２
３はグローブ２グ温度検出回路、２４はグロープラグの
ピーク電流を検出する断線検出回路、２５はグロープラ
グが１本以上断線していた場合に出力りとなる断線検出
出力端子、２６は断線検出禁止回路、２γはコンパレー
タ、２８はコンデあり抵抗２９より大きな抵抗値をもつ
。３２はメインリレー駆動回路、３３はメインリレー初
期トリガ回路、３４はサシリレー駆動回路、３５はアフ
タグロータイマ回路であって、イグニッションスイッチ
ＯＮの時点から例えば数１０秒〜数分の間サシリレー駆
動回路をＯＮさせるべく働らく。

３６は安定化電圧を作るためのツェナーダイオードであ
り、例えば６．８ｖのもの、３７はツェナーダイオード
３６に対する電流制限用抵抗、３９はグロープラグ断線
を表示するための表示ランプ、４０は表示ランプ駆動回
路、４１は本発明の一実施例を含むグロープラグ制御装
置をそれぞれ示す。

また、第２図は第１図の電気結線図における、バッテリ
１からグロープラグ群９に対する主電気系統のみを摘出
して示すものである。

本発明の一実施例を示す、上記第１図及び第２図におい
て、イグニッションスイッチ２をＯＮにすると、トリガ
回路３３によりメインリレー駆動回路３２がメインリレ
ーコイル３をＯＮさせ、メインリレー駆動回路３４がサ
シリレーコイル４をＯＮさせ、サブリレー接点６もＯＮ
する。メインリレー接点５のＯＮにより、グロープラグ
９にはバッテリ電圧がセンシング抵抗７を介して直接的
に印加される。グロープラグ９は第６図に示すよ　　　
１・”うにその抵抗値は大きな正の温度係数を持ってい
るため、第２図における電圧比ＶＢ／　（Ｖｐ−１−Ｖ
ｓ）はグロープラグの加熱と共に小さくなり、この値に
よりグロープラグが４本並列時の抵抗値が９００℃相当
となった値（第３図おける：”ｏｏｏ）のとき温度検出
回路２３内のコンパレータ１２の出力はＨレベルとなり
、メインリレー駆動回路３２はメインリレーをＯＦＦシ
、グロープラグ９への通電はサシリレー接点６、直列抵
抗８を介しての電圧印加となり、グローブ２グにはほぼ
定格電圧しかかからなくなるので、８００℃程度の安定
して加熱状態となる。なお温度検出回路２３はコンパレ
ータ１２の出力がＨレベルになることによりトランジス
タ１４がＯＮするため、９００℃であった検出レベルは
ヒステリシスにより７５０　’Ｏ検出レベルに切り替わ
り、バッテリ電圧低下がおこらないかぎり、この状態を
継続しアフタグロータイマ回路３５がＬレベル信号を出
した時点でサブリレーもＯＦＦ　Ｌ、グロープラグ加熱
は終了する。

さてここで第６図のような抵抗温度特性をもつグロープ
ラグにメインリレー３のＯＮにより電圧が印加された後
のグロープラグに流れる電流の時間変化は第４図に示す
ようになり、この時の最大電流は当然、グロープラグが
断線するほど減少し、その値は残存プラグ数にほぼ比例
する。したがって第４図における４本並列時の最大電流
と６本並列時（１本断線時）の最大電流の中間の電流値
Ｉｃに相当する値の第２の電圧分割比Ｖｓ　／　（Ｖｐ
−１−Ｖｓ　）＝Ｄ２によりピーク電流検出を行なう断
線検出回路２４を設け、前記第２の電圧分割比が基準値
Ｄ２以下（すなわち、ピーク電流がＩｃ以下）の状態が
瞬間でも発生すれば、コンパレータ１３の出力はＨレベ
ルを出力し、このためトランジスタ２２がＯＮしてコン
パレータ１３の一人力は強制的にＯｖになるので、コン
パレータ１３の出力はＨレベルを保持し、ランプ駆動回
路はＯＦＦのため表示ランプ３９はＯＦＦを保つ。

一方、前記第２の分割比Ｄ２以下に達することがなけれ
ば、コンパレータ１３の出力はＬレベルのままの状態を
継続しランプは点灯をつづけグロープラグが断線してい
ることを示す。

しかしながらグロープラグのピーク電流はイグえている
場合、例えば、−たんイグニッションスイッチをＯＮに
してグロープラグを加熱開始後、スフにイグニッション
スイッチをＯＦＦにし、再度ＯＮにしたような場合や、
グロープラグに通電していなくてもエンジン回転を行な
った直後でグロープラグが外部加熱された場合等では、
グロープラグが４本共断線していないのに、イグニッシ
ョンしているという表示ケしてしまう。本発明のこの実
施例では、このような不具合を防ぐため、条件付きで断
線検出を禁止する断線検出禁止回路２６が設けである。

この回路の作動は第５図に示すように、コンパレータ２
７の＋側入力を基準電圧Ｖｃとし、イグニッションスイ
ッチ０８時点からコンデンサ２８に充電用抵抗２９及び
ダイオード３ｕを介して充電を行ない、このコンデンサ
の端子電圧をコンパレータの一人力に印加することによ
り、これが前記Ｖｃに達するまではコンパレータ２７の
出力はオープンであるので、コンパレータ１３の＋側入
力は抵抗１８．１９により分割される前とコンパレータ
２７の出力はＬレベルとなるので、断線検出禁止状態、
つまりコンパレータ１３の出力はＬレベルのままとなる
。第５図において１回ことか判明し、１回目のイグニッ
ションスイッチＯＦＦの時点ではコンデンサの電圧は抵
抗２９に比べ十分大きな値の抵抗３１を介してしか放電
されないため、しばらくはＶｃ以上を保つためしばらく
はＶｃ以上の電圧を保持する。この時点で２回目のイグ
ニ゛ンションスイ゛ンチＯＮを行なってもグロープラグ
ビーク電流は工０に達しないがコンデンサ電圧もＶｃ以
上のため、断線していないのに　　　　□断線出力を出
すようなことはない。２回目のイグニッションスイッチ
のＯＦＦから長時間（例えば５Ｖｃ以下に低下するので
、正規の断線検出可能状態にもどる。

以上の実施例で（′！、グロープラグの抵抗値変化を温
度変化に対応させて上限温度でメインリレーをＯＦＦさ
せる方式のグロープラグ制御装置に応用しているが、正
の温度係数を持ったグロープラグの割膜を用いてもよい
。

さらに断線表示ランプは１本実施例では個別に設けであ
るが、一般にこの種のグロープラグ制御装置では予熱表
示用としてイグニッションスイッチ０８時点から数秒間
点灯させるランプを持つことが多いため、このランプを
兼用するのも有効的である。また断線検出時には単なる
点灯でなく点滅にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加熱体の断線検出装置の一実施例にお
ける電気結線図を示し、第２図は同じくその主電気系統
のみを摘出して示したものである。 また、第６図は、第２図のごとく並列接続されたグロー
プラグの温度と電気抵抗値との関係を、グロープラグの
本数ごとに示した特性曲線図、第４図は、同じく第２図
のごとく並列接続されたグローブ２グについて、イグニ
ッション・スイッチＯＮ後の時間経過に対する、プラグ
電流の変化する状況を示すタイムチャートである。さら
に、第゛５図は、第１図示の実施例中に設けられた断線
検出禁止回路２６の動作を説明するためのタイムチャー
トである。 上記図面、特に第１図において、１・・−バッテリ、２
・・・イグニッション・スイッチ、３・・・メイン・リ
レー・コイル、５・・・同前の接点、４・・・サブ・リ
レー・コイル、６・・・同前の接点、７・・・センシン
グ抵抗、９・・・グロープラグ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｃ
ｌの並列接続して成るグロープラグ群、２３・・・温度
検出回路、２４・・・断線検出回路、２６・−・断線検
出禁止回路、３２・・・メインリレー駆動回路、３４・
・・サブリレー駆動回路、３９・・・断線表示ランプ、
４０・・・表示ランプ３９の駆動回路。 代理人　　浅　村　　　皓 外４名 牙１図 ０ 牙４　Ｉ”１ Ｏ℃

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）正の抵抗温度係数を有する、複数のグロープラグ
   を並列接続して電圧印加がなされる予熱制御系において
   、イグニッションスイッチをＯＮにした直後にグロープ
   ラグを流れる最大電流が、前記のグロープラグ数で定ま
   る所定値よりも大きいか、小さいかを比較検出すること
   によって、グロープラグの断線検出信号を出力するよう
   にしたことを特徴とする、加熱体の断線検出装置。
2. （２）　　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記最大電流が、グローブ２グへの印加電圧もしくはそ
   れに相関した電圧により自動的に変化せしめられる手段
   、を備えていることを特徴とする加熱体の断線検出装置
   。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記
   最大電流が前記のグロープラグ数で定才る所定値よりも
   大きいか、小さいかを比較検出するに際し、前記のイグ
   ニッションスイッチのＯＦＦ後、または、エンジンの回
   転停止後、所定時間のあいだは前記比較検出を事実上禁
   止せしめる断線検出禁止回路を備えていることを特徴と
   する、加熱体の断線検出装置。