JPS6151150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デイーゼルエンジンなど内燃機関の
始動を容易にするためのグロープラグとその通電
回路とからなる始動補助装置、特にそのグロープ
ラグとして非通電時には熱起電力を生ずるものを
用いた始動補助装置に関する。

〔従来の技術〕

従来よりデイーゼルエンジンの起動を容易にす
るため、エンジンの起動に際してグロープラグに
よりエンジンを予熱するデイーゼルエンジンの始
動補助装置が存在する。

しかるに、従来のデイーゼルエンジンの始動補
助装置は、グロープラグの予熱が短時間でなされ
ると共に昇温後も内燃機関の始動に必要な温度を
保持することが要求される。またグロープラグの
昇温に必要な時間は、グロープラグ端子の印加電
圧により大きく左右され、適切な温度制御がなさ
れないと過熱による発熱体の溶損などのトラブル
が生ずる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はかかるグロープラグを用いた内燃機関
の始動補助装置において、グロープラグをほぼ所
定温度まで急速に昇温させ、昇温後も内燃機関の
始動に必要な所定温度を保持すると共に急速な昇
温が得られるようにして行い、更には予めグロー
プラグの温度を検出して通電時間を制御すること
でグロープラグの過熱を防止する内燃機関の始動
補助装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の内燃機関の始動補助装置は、非通電時
に熱起電力を生ずるグロープラグと、該グロープ
ラグと電源との間に設けたスイツチ素子と、予熱
スイツチの投入により比較的長い設定時間だけ出
力して前記スイツチ素子をオンとする第１のタイ
マと、グロープラグの端子電圧の比較検出回路
と、前記グロープラグの端子電圧が比較用設定値
以下のとき前記比較検出回路からの入力により比
較的短い設定時間だけ出力して前記スイツチ素子
をオンとする第２のタイマと、前記グロープラグ
の通電開始前の熱起電力による通電時間調整回路
とからなり、前記グロープラグの通電開始前の温
度に応じて第１のタイマの設定時間を調整すると
もに、前記第１のタイマの時間だけグロープラグ
への最初の通電をしてほぼ所定温度に昇温し以後
は前記第２のタイマの時間だけ前記グロープラグ
へ断続的通電して前記グロープラグをほぼ前記所
定温度に保持させることを構成とする。

〔実施例〕

つぎに本発明を図に示す一実施例に基づき説明
する。

第１図は本実施例の内燃機関の始動補助装置の
概略を示す。

Ｖはバツテリ、Ｓは手動操作する予熱スイツチ
をかねたキースイツチで、Ｓ１はそのグロープラ
グ通電用接点、Ｓ２はスタータモータ通電回路用
接点、１ａはグローランプを。

１０はグロープラグである。グロープラグ１０
は第２図に示す如く、主体金具１０１の先端に、
炭化けい素（SiC）を主体とする導電性セラミツ
クス焼結体製で先端が閉じた管状の発熱チユーブ
１０２の開口端を嵌着し、これらの軸心部にタン
グステンなどの金属棒１０３を挿設して中心電極
として構造を有し、タングテン棒の先端１０３ａ
と発熱チユーブ１０２の底壁１０２ａとのカーボ
ン粉末を介した接合部１０４で構成される熱電対
により非通電時、第３図に示す熱起電力を有す
る。

１は上記グロープラグ１０に対し接点Ｓ１が
ONされ、バツテリＶの電圧が入力すると比較的
長めの一定時間Ｔ１の間ハイレベルの出力を発す
る第１のタイマ、２はグロープラグ１０の端子と
接続され、該端子電圧と設定値Ｖ_Sとの比較結果
を出力する端子電圧の比較検出回路、３は上記端
子電圧が設定値以下のとき、該検出回路２からの
入力により比較的短い一定時間Ｔ２の間ハイレベ
ルの出力を発する第２のタイマ、４はこれら第１
および第２のタイマの出力を入力とするオア回
路、６はグロープラグ１０への通電回路に設けた
接点６ａを閉じる電磁リレーである。なお、５は
上記オア回路４と電磁リレー８との間に適宜設け
た増幅回路である。

７は遅延回路であり、キースイツチＳの接続Ｓ
１を閉じた時それぞれ第１のタイマ１への通電回
路およびグロープラグ１０の端子電圧比較検出回
路２への通電回路を閉じるために設けた電磁リレ
ー８への通電を遅延せしめることにより、上記第
１のタイマ１の起動とスイツチ６のオン動作とを
遅延させる。９は電磁リレー８への通電が遅延せ
しめられている間にグロープラグ１０の初期起電
力状態を２つの電圧比較器によつて検出し、これ
を登録回路に加えて記録し、それにより第１のタ
イマの時定数を決定する回路定数を切換設定する
ようにする回路である。

第５図は第１図に示した始動補助装置のより具
体的に示した回路図を示す。

回路９は、基準設定電圧がそれぞれｅ１および
ｅ２（ｅ１＞ｅ２）の比較器１１および１２から
なる初期起電力状態検出回路９Ａと、それぞれ第
１のタイマ１の時定数を決定する例えばRC充電
回路１１の抵抗Ｒ１と並列接続した抵抗Ｒ２およ
びＲ３とを切換スイツチ素子１３および１４を導
通せしめることで切換設定するフリツプフロツプ
回路１５および１６を含んでなる登録回路９Ｂと
からなる。

なお、１７は登録回路９Ｂに通電とほぼ同時に
リセツト用パルスを生成する回路、１８と１９は
上記リセツトののち開となるゲート回路、２０と
２１は登録回路に通電後やや遅延して、上記ゲー
ト回路にゲート信号を入力する回路を示す。

本実施例の作動を図に基づき説明する。

キースイツチＳを操作して接点Ｓ１を閉じる
と、第４図アに示すバツテリＶの電圧Ｖ１が遅延
回路７に供給される。遅延回路７は、電磁リレー
８への通電を遅延せしめることにより、第１のタ
イマ１への通電回路およびグロープラグ１０の端
子電圧比較回路２への通電回路の通電を停止し、
上記第１のタイマ１の起動とスイツチ６のオン作
動とを遅延させる。

このとき回路９は、電磁リレー８への通電が遅
延せしめらている間にグロープラグ１０の初期起
電力状態を初期起電力状態検出回路９Ａの両比較
器１１および１２によつて検出し、これを登録回
路９Ｂに加えて記録し、それにより第１のタイマ
１の時定数を決定する回路定数を以下のごとく切
換設定する。

グロープラグ１０の通電開始前の初期起電力ｅ
０が、ｅ０≧ｅ１≧ｅ２のときは両比較器１１お
よび１２はともにローレベルの出力を発し、フリ
ツプフロツプ回路１５および１６はスイツチ１３
および１４の両方を導通し、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３を並列せしめる。ｅ１＞ｅ０≧ｅ２のときは、
比較器１１がハイレベルの出力を生じ比較器１２
はロウレベルのままの出力を生じ、フリツプフロ
ツプ回路１５のみが反転しスイツチ１３のみが開
とされ、抵抗Ｒ１とＲ３とが並列される。ｅ２＞
ｅ０のときは両比較器１１および１２がともに導
通されない。

これにより、第１のタイマ１のハイレベルの出
力時間Ｔ１は、 ａ）ｅ０≧ｅ１のとき最短 ｂ）ｅ２＞ｅ０のとき最長 ｃ）ｅ１＞ｅ０≧ｅ２のときが中間 となるよう３段階に変化する。

よつてエンジン停止後短時間で再始動する場合
などでグロープラグ１０の温度がすでに高いとき
は、第１のタイマ１の時間を決定するグロープラ
グ１０の通電にともなつて初期起電力状態検出回
路９Ａの出力状態が変つてもそれに影響されるこ
とはなく、第１のタイマ１の出力時間Ｔ１が第４
図イの如く短くなることで、グロープラグ１０の
通電時間が適切に短縮でき、グロープラグ１０の
昇温は第４図キの如くなるので過熱、溶断などの
トラブルの発生が防止できる。

なお、第１のタイマ１の出力時間Ｔ１の変化
は、初期起電力検出回路９Ａの比較器、フリツプ
フロツプ回路９Ｂ，スイツチおよび抵抗を増減す
るとで任意の段数にできることは当然である。

なお、第１のタイマ１の時定数の変更のための
切換回路素子は抵抗体に限られず適宜コンデンサ
インダクタンスなどの断続切換を行いうる。

第１のタイマ１は、第４図イに示す回路により
上述したごとくａ），ｂ），ｃ）いずれかに設定さ
れたハイレベルの出力をＴ１時間発する。

これにより電磁リレー６は接点６ａをＴ１時間
閉じ、グロープラグ１０は通電により第４図キに
示す如く昇温する。第４図ウはグロープラグ１０
の端子電圧の変動を示す。Ｔ１時間はグロープラ
グ１０が常温からエンジンの始動に適当な750℃
以上の一定温度、この場合は最高1350℃までの範
囲内の温度に昇温できるよう見はからつて予め決
定されている。Ｔ１時間経過後は電磁リレー６へ
の通電は停止され接点６ａが開き、グロープラグ
１０は通電が止まり降温していく。グロープラグ
１０への通電がなされていないときは検出回路２
が、グロープラグ１０の起電力ｅを入力し、起電
力ｅが設定値Ｖ_Sより低くなると該検出回路２は
第４図エに示す如くハイレベルを出力するに至
る。第２のタイマ３は該ハイレベルの出力を入力
して第４図オに示す出力を比較的短いＴ２時間出
力し、これによりグロープラグ１０はＴ２時間通
電されて第４図キに示す如く再び昇温する。以後
第２のタイマ３によるＴ２時間の通電が断続的に
なされ、グロープラグ１０は設定した温度近傍に
保持され、この状態で運転者はキースイツチＳを
回してスタータモータ通電回路の接点Ｓ２を閉じ
る。

気温が極めて低いとか、バツテリＶの電圧が低
いなどの理由により、第１のタイマ１によるＴ１
時間の通電ではグロープラグ１０が設定温度以上
に昇温できないときは、Ｔ１時間経過後ただちに
第２のタイマ３によるＴ２時間の通電がなされ、
グロープラグ１０は第４図ケに示す如く確実にエ
ンジン始動する予定の温度に昇温される。

第４図カは電磁リレー６の作動状態を示す。グ
ロープラグ１０として炭化けい素発熱抵抗体を用
いるときは、許容最高温度が1350℃位までとれる
ので、通電の断続回数を減らして荒い制御をして
も750℃以上の必要温度内の制御が可能であり、
有利となるのである。

なお、スイツチ素子６としてリレースイツチを
用いることは安価確実に大電流を制御するのに有
利である。

この発明において、非通電時に熱起電力を生じ
るグロープラグ１０とは、熱起電力を発生しうる
２種の導電材料で作つた導電体を電気的に接合し
少くともいづれか一方の導電体を発熱体となすこ
とにより、該接合部を熱接点としたグロープラグ
１０であり、実施例に示したように炭化けい素と
金属二けい化モリブデンと金属、アルメルとクロ
メルなどの２種の金属の組合せなどが好適に用い
られる。

〔発明の効果〕

本発明の内燃機関の始動補助装置は、次の効果
を奏する。

本発明はかかるグロープラグを用いた内燃機関
の始動補助装置において、 グロープラグをほぼ所定温度まで急速に昇温さ
せ、昇温後も内燃機関の始動に必要な所定温度を
保持すると共に急速な昇温が得られる。

予めグロープラグの温度を検出して通電時間を
制御することでグロープラグの過熱を防止できる
ので、発熱体の溶損が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の始動補助装置の概
略図、第２図はグロープラグの断面図、第３図は
その熱起電力特性の一例を示すグラフ、第４図は
作動状態を示す波形図、第５図は回路図である。 図中 １……第１のタイマ、２……端子電圧の
比較検出回路、３……第２のタイマ、４……オア
回路、５……増巾回路、６……電磁リレー、７…
…遅延回路、８……電磁リレー、９……回路、９
Ａ……初期起電力状態検出回路、９Ｂ……登録回
路、１０……グロープラグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非通電時に熱起電力を生ずるグロープラグ
   と、該グロープラグと電源との間に設けたスイツ
   チ素子と、予熱スイツチの投入により比較的長い
   設定時間だけ出力して前記スイツチ素子をオンと
   する第１のタイマと、グロープラグの端子電圧の
   比較検出回路と、前記グロープラグの端子電圧が
   比較用設定値以下のとき前記比較検出回路からの
   入力により比較的短い設定時間だけ出力して前記
   スイツチ素子をオンとする第２のタイマと、前記
   グロープラグの通電開始前の熱起電力による通電
   時間調整回路とからなり、 前記グロープラグの通電開始前の温度に応じて
   第１のタイマの設定時間を調整するとともに、前
   記第１のタイマの時間だけグロープラグへの最初
   の通電をしてほぼ所定温度に昇温し以後は前記第
   ２のタイマの時間だけ前記グロープラグへ断続的
   通電して前記グロープラグをほぼ前記所定温度に
   保持させることを特徴とする内燃機関の始動補助
   装置。 ２ 前記グロープラグの通電開始前に熱起電力に
   よる通電時間調整回路は、 予熱スイツチ投入後すくなくともスイツチ素子
   のオン作動を遅延させる遅延回路と、 ２つ以上の互いに異る基準値をもつ電圧比較器
   からなり、前記遅延回路の作動中に前記グロープ
   ラグの通電前起電力状態を検出する初期起電力状
   態検出回路と、 該初期起電力状態検出回路の出力を登録し前記
   第１のタイマの時定数を決定する回路要素を該出
   力に応じて切換設定するようにする登録回路とか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃機関の始動補助装置。