JPS6053798B2 - グロ−プラグ予熱制御装置 - Google Patents

グロ−プラグ予熱制御装置

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JPS6053798B2
JPS6053798B2 JP56088294A JP8829481A JPS6053798B2 JP S6053798 B2 JPS6053798 B2 JP S6053798B2 JP 56088294 A JP56088294 A JP 56088294A JP 8829481 A JP8829481 A JP 8829481A JP S6053798 B2 JPS6053798 B2 JP S6053798B2
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glow plug
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capacitor
charging
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義昭 阿部
豊 西村
仁 杉本
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Diesel Kiki Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/025Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs with means for determining glow plug temperature or glow plug resistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグロープラグ予熱制御装置に関するものであ
る。
グロープラグの予熱制御を行なうため従来から用いら
れてきている装置は、ツェナーダイオード等により作ら
れた一定の基準電圧と、抵抗とコンデンサとから成る充
放電回路にバッテリからの電圧を印加することにより得
られたグロープラグ温度を示す検出電圧とを比較器にお
いて比較し、この比較結果に従つてグロープラグヘの通
電制御を行なうように構成されている。
したがつて、バッテリ電圧が低下した場合には予熱表示
ランプの点灯時間及び予熱時間が長くなるが、グロープ
ラグの電圧特性を完全に補償することができずグロープ
ラグの温度はバッテリ電圧が低下するにつれて低下する
傾向を有していた。また、バッテリ電圧が一定に保たれ
た場合においても、エンジンの冷却水温等によつて予測
されるエンジンの始動性の考慮がなされていないので実
際の運転状態に見合つた適切な予熱制御を行なうことが
できなかつた。更に、従来のこの種の装置では、比較器
の基準電圧入力側にトリガ信号を印加することによりキ
ースイッチをオンとした時に予熱制御動作が確実に実行
されるように構成されているが、このトリガ信号を印加
するための回路はバッテリ電圧の変動の影響を受けやす
く、誤動作を起しやすいという欠点を有している。本発
明の目的は、したがつて、従来技術の上述の欠点を除去
したグロープラグ予熱制御装置を提供することにある。
以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。
第1図には、本発明によるグロープラグ予熱制御装置の
一実施例の回路図が示されている。
このグロープラグ予熱制御装置1は、キースイッチ2が
0N位置又はST位置に切り換えられた時に、バッテリ
3からグロープラグ41,・・・4nに供給される加熱
電流の通電制御を行い、これらのグロープラグ41,・
・・4nが所望の温度に予熱されるよう制御するための
装置である。グロープラグ41,・・・4nの各一端は
バッテリ3の負極に共通に接続されてアースされ、各他
端はリレーコイル5により開閉されるスイッチ6を介し
てバッテリ3の正極に接続されている。キースイッチ2
の0N位置の接点2aはダイオード8を介し一て正導線
9に接続されており、この正導線9とアースとの間には
大容量のコンデンサ10が接続されている。符号11で
示されているのは、基準電圧発生回路であり、接点2a
とアースとの間に接続された抵抗器12,13により分
圧された電圧一V1が抵抗器14を介して演算増幅器1
5の一人力端子に印加されている演算増幅器15の十人
力端子には、ツェナーダイオード16、ダイオード17
、抵抗器18により作られたバッテリ3の端子電圧の変
動の影響を受けない電圧V2が抵抗器一19を介して印
加されている。演算増幅器15の出力端子は帰還抵抗器
20を介してその一人力端子に接続されており、したが
つて、バッテリ3の端子電圧が変動することにより電圧
V1のレベルのみが変化し、バッテリ3の端子電圧のレ
ベル変化に従つてレベル変化する出力電圧が演算増幅器
15から出力される。演算増幅器15からの出力電圧は
、ダイオード21及び抵抗器22から成る回路を介して
、コレクタが正導線9に接続されているトランジスタ2
4のベースに印加されている。トランジスタ24のエミ
ッタ回路には、抵抗器25,26,27が直列に挿入さ
れると共に、抵抗器27には、エンジンの冷却水温の変
化に応答して抵抗値の変化するサーミスタ28が並列に
接続されている。これにより、トランジスタ24のエミ
ッタ回路から、バッテリ3の端子電圧の変動に応答して
レベルが変化する第1基準電Jl:Vaと、バッテリ3
の端子電圧の変動及びエンジンの冷却水温の変化に応答
してレベルが変化する第2基準電圧Vb及び第3基準電
圧■Cがそれぞれ出力される。図示の実施例では、基準
電圧Va,Vb,Vcのレベルはバッテリ3の端子電圧
の低下に従つて増大し、基準電FEVb,Vcは更に冷
却水温の上昇に従つて低下する特性に設定されている。
第2基準電EEVbは、リレーコイル5の通電制御を行
なうための制御回路31に入力されている。第2基準電
EEVbは、ダイオード32と抵抗器33とにより出力
からの帰還がかけられている演算増幅器34の十人力端
子に抵抗器35を介して印加されており、その一人力端
子とアースとの間には、ダイオード36を介して比較的
容量の大きいコンデンサ37が設けられている。スイッ
チ6の開閉に従つて変化するグロープラグ41乃至4n
の温度を、コンデンサ37の充放電電圧特性でシユミレ
ートさせるため、コンデンサ37とスイッチ6との間に
は、抵抗器38,39,40、可変抵抗器41及びダイ
オード42,43とから成る充放電特性設定回路44が
設けられている。この充放電特性設定回路44は、スイ
ッチ6が閉じられた時に順方向にバイアされるダイオー
ド43、抵抗器40及び可変抵抗器41を介して充電さ
れるが、この時の充電力ーブがグロープラグ41乃至4
nの温度上昇カーブに一致するように調整されている。
一方、スイッチ6を開いた時にはダイオード42が順バ
イアス状態となり、コンデンサ37の充電電荷は抵抗器
39及びグロープラグを介して放電するが、この時の放
電力ーブはグロープラグの温度低下カーブに一致するよ
うに調整されている。また、キースイッチ2を0FF位
置から0N位置へ切り換えたときに、演算増幅器34の
出力レベルが確実に高レベルとなるようにトリガをかけ
る目的で、演算増幅器34の一人力端子には、比較的小
容量のコンデンサ45とダイオード46とから成るトリ
ガ回路47が設けられている。
コンデンサ45はその一人力端子とアースとの間に接続
され、ダイオード46は一人力端子と正導線9との間に
図示の極性に接続されており、このコンデンサ45によ
り、キースイッチ2を0N位置に切り換えた時、演算増
幅器34の出力レベルが確実に高レベルとなる。そして
、このコンデンサ45に充電された電荷は、キースイッ
チ2が0FF位置に切り換えられることによりダイオー
ド46を介して放電する。これにより極めて簡単な回路
で確実にトリガをかけることができる。演算増幅器34
の出力端子は、抵抗器48を介して正導線9に接続され
ると共に、抵抗器49,50及びダイオード51,52
を介してアースされている。
そして、抵抗器50の両端に発生した電圧は、コレクタ
回路にリレー53が設けられているトランジスタ54の
ベ−スーエミッタ間に印加されており、演算増幅器34
の出力が高レベルになつたことに応答してトランジスタ
54をオンしリレー53のコイル53aを付勢し、常開
スイッチ55を閉じる。スイッチ55の一端は接点2a
に接続されており、スイッチ55の他端はり゛レーコイ
ル5を介してアースされている。したがつてキースイッ
チ2が0N又はST位置にある場合にトランジスタ54
がオンとなると、リレーコイル5が付勢されて、スイッ
チ6が閉じられ、グロープラグ41乃至4nに通電され
ることになる。ここで、ダイオード56,57はトラン
ジスタ54の保護用ダイオード、ダイオード58はサー
ジ電圧吸収用のダイオードである。キースイッチ2が0
N位置にあつてスイッチ6がオフである場合に、コンデ
ンサ37に第2基準電圧■bより小さい所定の一定電位
を与える目的で、抵抗器59,60及びダイオード61
から成る定電圧印加回路62が設けられている。
定電圧印加回路62は、抵抗器59,60が直列に接続
されており、この直列接続回路がトランジスタ54のコ
レクタとアースとの間に接続されると共に、ダイオード
61のアノードが抵抗器59,60の接続点に接続され
、そのカソードがコンデンサ37の高圧側端子に接続さ
れて成つている。したがつて、トランジスタ54がオン
状態の場合にはダイオード61のアノード側は略アース
電位となつており、コンデンサ31の充放電動作に全く
寄与しないが、トランジスタ54がオフ状態にある場合
には、コンデンサ37の充電電圧は、ダイオード61に
おける電圧降下を無視した場合には、ダイオード61の
アノードの電位以下にはならない。このように、定電圧
印加回路62を設けておくと、グロープラグが所定温度
にまで加熱されたのち演算増幅器34の出力レベルが低
レベルに変化したとき、コンデンサ37はダイオード4
2、抵抗器39及びグロープラグ41乃至4nを介して
放電するが、定電圧印加回路62が設けられているので
、コンデンサ37の充電電圧は、この定電圧印加回路6
2により与えられる、電圧Vbよりわずかに低い所定の
一定電圧以下になることはない。コンデンサ37にはこ
の定電圧印加回路62によつて電圧■bよりわずかに低
い一定電圧が印加される。一方、演算増幅器34の十人
力端子の電位は、抵抗器33とダイオード32とから成
る帰還回路によつて、前述の定電圧印加回路62により
コンデンサ37に与えられる一定電圧よりも低レベル側
に引つ張られるので、結局演算増幅器34の出力は低レ
ベルに保持される。これにより、グロープラグが所定温
度より低下しても、もはや制御回路によつて再びグロー
プラグが1予熱されることはない。即ち、この定電圧印
加回路62は予熱阻止回路として働くことになる。さら
に、定電圧印加回路62により上述の如き電圧を印加し
ておくと、エンジンが作動してからキースイッチを切つ
たのちすぐにキースイッチを7再度ONとした場合にも
、コンデンサ37の電位は定電圧印加回路62により充
電された所定の高電位となつているから、このコンデン
サ37はこの所定の高電位から充電を開始することにな
り、エンジンの作動によりすでに高温となつているグj
ロープラグを過剰に与熱することが有効に防止できる。
制御回路31による予熱動作に関連して子熱動作表示ラ
ンプの点灯制御を行なうためのランプ制御回路64が更
に設けられている。
ランプ制御回路64は、一人力端子が演算増幅器34の
一人力端子と接続されている演算増幅器65を含み、そ
の十人力端子には、第3基準電圧Vc(〈■b)が抵抗
器66を介して入力されている。該演算増幅器65の出
力端子は抵抗器67とダイオード68とを介してその十
人力端子に接続されると共に、抵抗器69を介して正導
線9に接続されている。演算増幅器65の出力端子は抵
抗器70,71及びダイオード72を介してアースされ
ており、抵抗器71の両端に発生する電圧が、ダーリン
トン接続されたトランジスタ73,74から成る駆動回
路75に印加されており、トランジスタ73,74のコ
レクタ回路にランプ63が接続されている。したがつて
、演算増幅器65の一人力端子のレベルがVc以下であ
れば、その出力は高レベルとなつており、トランジスタ
73,74は共にオンとなりランプ63は点灯状態にあ
る。グロープラグの温度上昇に伴なつてその一人力端子
のレベルが増大し、Vcより大きくなるとランプ63が
消える。この場合、十人力端子に印加されている基準電
圧■CはVbより低いので、グロープラグの温度上昇に
より先ずランプ63が消え、その後、演算増幅器34の
一人力端子の電圧が更に上昇してVbより大きくなつた
ときにグロープラグの通電が遮断されることになる。グ
ロープラグ予熱制御装置1は、さらに、エンジンの冷却
水温が所定値以上になつている場合にグロープラグが予
熱されるのを防止するために使用される水温検出回路7
6を備えている。
水温検出回路76は、第1基準電圧■aが抵抗器77,
78、により分圧されてその一人力端子に印加されてい
る比較器79を有し、比較器79の十人力端子には第3
基準電圧Vcが印加されている。抵抗器77,78の値
は、冷却水温が所定値以上となつたときに一人力端子の
レベルが電圧■Cより大きくなるように設定されており
、これにより冷却水温が所定温度以上となると、比較器
79の出力レベルが低レベルとなり、演算増幅器34の
出力端子のレベルをダイオード80を介して強制的にほ
ぼアースレベルとし、演算増幅器34の作動状態のいか
んに拘らずトランジスタ54を強制的にオフにしてグロ
ープラグの予熱動作が行なわれないように制御する。ト
ランジスタ54のコレクタは、ダイオード81及び抵抗
器82を介して比較器79の一人力端子に接続されてお
り、トランジスタ54のコレクタの電位が上昇するど一
比較器79の出力レベルが低レベル状態にロックされる
。この場合、比較器79の両人力電圧はいずれもバッテ
リの電圧変動によりレベル変化するので、バッテリの電
圧変動の影響は除かれ、水温の変化にのみ応答して作動
する。次に、第2図を参照しながら第1図の回路の動作
について説明する。
時刻t=ちにおいてキースイッチ2を0FF位置から0
N位置に切り換えると、トリガ回路47の働きで演算増
幅器34,65の出力が確実に高レベル状態となり、ト
ランジスタ54をオンとするので、スイッチ6が閉じら
れグロープラグ41・・・・4nの通電、加熱が開始さ
れる。
なお、この場合、冷却水温が所定値以上であると、前述
の水温検出回路76の働きによりグロープラグの予熱動
作は強制的に停止される。この時、ランプ制御回路64
はランプ63を点灯し、現在グロープラグの予熱動作中
であることを操作者に知らせる。スイッチ6の閉成によ
り、コンデンサ37にはダイオード43を介して充電々
流が流入し、これにより、第2図dに示すグロープラグ
温度Tの変化に略一致してその充電々圧■Oが変化する
(第2図e参照)。コンデンサ37の充電電圧の値がV
cより大きくなると(t=T,)、ランプ63は消灯す
るが、グロープラグの予熱動作は更に継続される。t=
ちにおいてコンデンサ37の充電電圧の値がVbより大
きくなつた時に温度Tが所定の最適予熱温度TOに達す
るように充放電性制御回路44が調整されており、この
時トランジスタ54がオフとなつてスイッチ6が開かれ
、予熱が終了する。したがつて、t=T3以後、温度T
は徐々に低下しはじめる。この時、、コンデンサ37の
充電電荷はダイオード42を介して放電し、この温度低
下特性曲線に略一致した特性曲線に従つてその電圧が低
下する。既に説明したように、トランジスタ54が一旦
オンしたのちオフになると、定電圧印加回路62が作動
し、コンデンサ37の電圧が所定電圧以下になることは
ない。そして、抵抗器33とダイオード32とから成る
帰還回路によつて、演算増幅器34の十人力端子の電位
は定電圧加印加回路62によつて与えられる一定電位よ
り低く抑えられるので、キースイッチ2を0Nとしたま
ま放置しても、予熱動作が繰り返し行なわれることはな
い。上述の動作において、各演算増幅器34、65に印
加されている基準電圧Vb,Vcはいずれもバッテリの
電圧変動に従ってレベル変化するようになっているので
、もし、水温が一定であれば、バッテリ電圧が変動して
コンデンサ37の充電状態が影響を受けても、基準電圧
Vb,Vcのレベルが変化してこれを補償し、したがっ
て、ランプ63の消灯時点及び予熱終了時点におけるグ
ロープラグ温度はバッテリ電圧が変動しても一定に保た
れる。その上、上述の如く、定電圧印加回路62を設け
たので、t=!においてキースイッチ2を一旦OFF位
置に戻した後、t=T,において再びキースイッチ2を
0N位置にし、再始動をかけた場合には、コンデンサ3
7は零から充電されるのではく、所定の充電電圧値から
充電されるので、コンデンサ37の充電曲線は第2図d
に示す曲線とほぼ一致し、したがって、再始動時におい
てもランプ消灯時(t=T6)及び予熱終了時(t=T
7)の温度Tは水温が一定である限りほぼ所定の値とな
る。なお、t=T8においてキースイッチ2をST位置
に切り換えると、トランジスタ54のベースが抵抗器8
3を介してバッテリ3の正極に接続されるので、ダイオ
ード51,52が逆バイアス状態となり、トランジスタ
54はこれによりオンし、グロープラグの加熱が行なわ
れる。
次に、t=Tllにおいてエンジンが始動したのち、t
=T9においてキースイッチを一旦OFFにし、さらに
t=TlOにおいて再びキースイッチをONとした場合
の動作について説明する。
t=T9においては、定電圧印加回路62の動作により
、充電電圧■。の値は電圧Vbの値よりも低い値となつ
ており、またグロープラグの温度Tは、エンジンが運転
状態にあつたため、TOより低いある値となつている。
ちくt<TlOにおいては充電電圧V。及びグロープラ
グの温度Tは徐々に低下する傾向にある。この状態にお
いてキースイッチ2を再び0Nとすると、コンデンサ3
7は上述の如く所定値まで予め充電された状態にあるの
で、グロープラグの加熱時間は短く、すでにエンジンの
運転により高温状態にあるグロープラグを過剰に加熱す
ることを有効に防止することができる。さらに、各基準
電圧は冷却水温にも応答してレベルを変えるように構成
されているので、第3図に示すように、冷却水温Twが
上昇するにつれて、予熱所要時即゛rは減少する。
また、バッテリ電圧V8が低下するにつれて時間Trは
増大することになる。この結果、水温Twが高い場合に
は予熱のためのエネルギー供給量が減少し、水温Twが
低い場合には予熱のためのエネルギー供給量が増大し、
これにより水温Twが変化しても、グロープラグを常に
一定の温度に予熱することが可能である。また、第3図
中には、水温Twとランプの点灯時間Tpとの関係がバ
ッテリ電圧VBの値をパラメーターにとつて点線で示さ
れている。
本発明によれば、上述の如く、基準電圧のレベルがバッ
テリ電圧及び冷却水温に従つて制御されるようにしたの
で、任意の冷却水温時における所要の予熱温度をバッテ
リ電圧の変動に拘わらず一定に保つことができるほか、
再始動を行なう場合にグロープラグの過剰予熱を防止す
ることができる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図a乃至
第2図eは第1図に示した回路の動作を説明するための
タイムチャート、第3図は第1図に示す回路の予熱特性
曲線及びランプ点灯特性曲1線を示すグラフである。 1・・・・・・グロープラグ予熱制御装置、2・・・・
・・キースイッチ、3・・・・・・バッテリ、41,4
n・・・・・・グロープラグ、6・・・・・スイッチ、
11・・・・・・基準電圧発生回路、28・・・・・・
サーミスタ、31・・・・・制御回門路、34・・・・
・・演算増幅器、37・・・・・コンデンサ、44・・
・・・・充放電特性、47・・・・・・トリガ回路、5
3・・・リレー、54・・・・・・トランジスタ、62
・・・・・・定電圧印加回路、64・・・・・・ランプ
制御回路、76・・・・・水温検出回路、Va・・・・
・・第1基準電圧、Vb・・)第2基準電圧、Vc・・
・・・・第3基準電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 キースイッチの操作に応答して内燃エンジン用のグ
    ロープラグの予熱制御を行うためのグロープラグ予熱制
    御装置において、コンデンサを含みグロープラグの温度
    に相応したレベルの電圧が前記コンデンサの充放電電圧
    しとして取り出される第1回路と、所定の基準電圧と前
    記充放電電圧とのレベル比較を行うため前記基準電圧と
    前記充放電電圧とが夫々印加される入力端子を有し前記
    充放電電圧が前記基準電圧より高くなつた場合に前記入
    力端子のうち前記基準電圧に対応する入力端子のレベル
    を低下させる帰還回路を含んで成る電圧比較回路と、前
    記電圧比較回路からの出力に応答し前記充放電電圧のレ
    ベルが前記基準電圧のレベルより低い場合にのみ閉じら
    れこれにより前記予熱用電源から前記グロープラグへ流
    れる電流の通電制御を行うスイッチ手段と、前記充放電
    電圧が前記基準電圧より一旦高くなつた後に前記キース
    イッチがオン位置で前記スイッチ手段がオフである場合
    前記充電電圧のレベルが前記基準電圧に対応する入力端
    子のレベルより大きくなるよう前記第1回路に所定のレ
    ベルの充電電圧を印加する第2回路とを備えたことを特
    徴するグロープラグ予熱制御装置。 2 前記第1回路が、前記コンデンサに直列に接続され
    前記コンデンサに前記グロープラグ印加電圧による充電
    電流を供給するための充電路と、前記コンデンサに直列
    に接続され前記コンデンサの放電電流路を与えるための
    放電路とを別個に備えていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のグロープラグ予熱制御装置。
JP56088294A 1981-06-10 1981-06-10 グロ−プラグ予熱制御装置 Expired JPS6053798B2 (ja)

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DE19823221814 DE3221814A1 (de) 1981-06-10 1982-06-09 Schaltung zur steuerung der energiezufuhr zu einer zuendkerze
US06/386,911 US4516543A (en) 1981-06-10 1982-06-10 Circuit for controlling glow plug energization

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