JPS6170171A - 発熱部へのエネルギー供給量制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は発熱部へのエネルギー供給量制御装置、さらに
詳細には発熱部と直列に接続され、制御回路により交互
にオン、オフされる切換回路を備え、すｊ検回路をオン
、オフすることにより発熱部に供給されるエネルギー酸
を制御する、特に内燃機関に用いられる発熱部へのエネ
ルギー供給量制御装置に関する。

［従来技術］ 従来から切換回路、例えばリレーなどを用いて内燃機関
に用いられる発熱部、例えばグロープラグへのエネルギ
ー供給量を制御することが行なわれている。グロープラ
グがオーバーヒートしないようにするために、適当な回
路を用いてグロープラグの温度特性を設定することが可
能である。この温度特性に従って切換回路をオン、オフ
し、グロープラグの動作特性が最適になるようにグロー
プラグへのエネルギー供給量が制御されている。

例えば切換回路のオン時間ならびにオフ時間はグロープ
ラグの上限温度ならびに下限温度を考慮して定めること
ができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このような従来の装置でグロープラグの温度特
性を設定することは問題である。このような方法は高度
な回路技術を必要とするとともに、装置を作動させる前
にキャリブレーションしなければならず、またこのよう
な手段にもかかわらず不正確であるという欠点がある。

従って従来の装置ではグロープラグの温度を最適に制御
することは困難である。

従って本発明はこのような点に鑑みなされたもので、発
熱部へ供給されるエネルギー量を最適に制御できる発熱
部へのエネルギー供給量制御装置を提供することを目的
とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点を解決するために、発熱部へ
の印加電圧が所望の電圧となるように切換回路のオンあ
るいはオフ時間を制御する構成を採用した。

［作　用］ このような構成において切換回路のオン時間あるいはオ
フ時間は発熱部への印加電圧が所望の電圧となるように
制御されるので、電源電圧の変動やその他不安定要素に
無関係に発熱部へのエネルギー供給量を最適に制御する
ことが可能になる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する
。

以下に述べる実施例は特に内燃機関に用いられる発熱部
、例えばグロープラグへのエネルギー供給量制御装置に
関するものであり、その場合本発明の装置は全ての内燃
機関のタイプに用いることが可能である。また本発明装
置は発熱部がどのような構成のものであるかに限定され
ることなく用いることができる。

図には本発明装置の制御装置を実現する回路図が図示さ
れている。同図において符号１０で示すものは任意の切
換回路であり、この切換回路ｌＯは発熱部、例えばグロ
ープラグ１１と直列に接続され、電源電圧Ｕｂａｔｔと
アース間に接続される。

切換回路１０は演算増幅器１５により駆動される。この
場合演算増幅器１５と切換回路１０間にさらに回路素子
を接続することもできる。抵抗２０．２１．２２．２３
からなる直列回路が電源電圧とアース間に接続される。

抵抗２０は可変抵抗であり、演算増幅器１５の反転入力
端子は抵抗２０．２１の接続点と接続される。また演算
増幅器工５の非反転入力端子はクロック発生器３０の出
力信号を受ける。クロック発生器３０は演算増幅器３１
から構成され、その出力は可変抵抗３２を介してその反
転入力端子と接続され、また抵抗３３を介して非反転入
力端子とも接続される。またクロック発生器３０は安定
化電圧Ｕｓｔａｂとアース間に接続される抵抗３４．３
５からなる直列回路を有する０両抵抗３４．３５の接続
点は演算増幅器３１の非反転入力端子と接続され、また
演算増幅器３１の反転入力端子とアース間にコンデンサ
３６が接続される。符号３７で示したクロック発生器３
０の出力信号は演算増幅器３１の反転入力端子から取り
出される。演算増幅器４０の出力信号は抵抗２１．２２
の接続点と接続され、また演算増幅器４１の出力信号は
抵抗２２．２３の接続点と接続される。また演算増幅器
４１の出力信号はそれぞれ抵抗を介して非反転入力端子
と接続される。すなわち演算増幅器４０は抵抗４３を介
して、また演算増幅器４１は抵抗４４を介してそれぞれ
の非反転入力端子に接続される。抵抗４５．４６からな
る直列回路が安定化電圧Ｕｓｔａｂとアース間に接続さ
れる０両抵抗４５．４６の接続点は演算増幅器４０．４
１の反転入力端子に接続される。また抵抗４７．４８．
４９からなる直列回路がアースと電源電圧間に接続され
ており、抵抗４７．４８の接続点は演算増幅器４０の非
反転入力端子に、また抵抗４８．４９の接続点は演算増
幅器４１の非反転入力端子に接続される。また抵抗２０
．４７の他方の端子は保護ダイオード５０のカソードに
接続され、またそのアノードは電源電圧Ｕｂａｔｔに接
続される。

クロック発生器３０は公知のマルチバイブレータであり
、その出力３７に三角形状の電圧を発生する。演算増幅
器１５の非反転入力端子には交互に大きく、また小さく
なる電圧が発生する。この電圧の周波数は可変抵抗３２
を用いて自由に調節できる。また演算増幅器１５の反転
入力端子には直流電圧が印加され、その大きさは電源電
圧Ｕｂａｔｔならびに可変抵抗２０の値に従って定めら
れる。演算増幅器１５は非反転入力端子に印加される交
流電圧と反転入力端子に印加される直流電圧とを比較す
る。交流電圧と直流電圧が交差するところで演算増幅器
１５の出力信号が反転する。

すなわち切換回路１０は演算増幅器１５に印加される両
型圧の比較結果に従って開放ないし閉鎖する。具体的に
は切換回路１０は交流電圧が直流電圧よりも大きくなっ
た時に閉じ、交流電圧が直流電圧より小さくなった時に
開放する。電源電圧が変化し、例えば小さくなると、演
算増幅器１５の反転入力に印加される電圧も減少する。

その結果交流電圧はより長い時間直流電圧よりも大きく
なり、切換回路ｌＯは前よりも長く閉じることになる。

このようにして電源電圧Ｕｂａｔｔが小さくなると切換
回路１０のオン時間が長くなることによって均衡が保た
れる。このようにしてグロープラグ１１に印加される平
均グロープラグ電圧ＵにＥＭは電源電圧が変動しても一
定に保持される。グロープラグに印加される上述した平
均グロープラグ電圧ＵＫ　Ｅ　Ｍは可変抵抗２０を用い
て所望の値に設定することができる。

上述した装置で電源電圧Ｕｂａｔｔは１２Ｖであり す、また平均グロープラグ電圧は例えば９■に設定され
る。クロック発生器の出力信号の繰返し周波数（周期）
は例えばｔｇ＝　１０００■Ｓに選ばれる。

Ｕ　Ｋ　Ｅ　Ｍ　＝　Ｕ　ｂａｔｔ　＊μ７７ｉａ）式
カＲｄ１１回ｊ！？）＊ン時間ｔｅ冨５ｆｌ１２．５ｍ
ｓになる。従って切換回路のオフ時間ｔδ−４３７，５
■Ｓとなる。使用にあたっては可変抵抗３２を用いて、
まず周波数ｔｇ＝　１０１００Ｏが設定され、その後可
変抵抗２０を調節して切換回路のオン時間ｔｅ＝５８２
．５ｍｓに設定される。使用者はこのとき電源電圧が調
節時に上述した１２Ｖからずれないように注意しておく
、電源電圧が改定後変動しても、上述した構成により切
換回路１０のオン、オフ時間が正確に制御され、グロー
プラグ１１に印加されるグロープラグ電圧ＵＫＩｉＭが
ほぼ９■になるように制御される。

上述したように、平均グロープラグ電圧ＵＫ　Ｅ　Ｍ　
＝ｕｂａｔｔｑ■７ｉとなるので、２乗の関係になる。

しかし上述した回路を用いると平均グロープラグ電圧Ｕ
にε閂と電源電圧Ｕｂａｔｔの関係は線形に変化するこ
とになる。電源電圧が」−述した１２Ｖからずれると、
切換回路１０のオン、オフ時間が変化し、グロープラグ
電圧が９ｖの値となるように制御が行なわれるが、切換
回路１０に対する作用は線形的であり、２乗の作用とな
らないので、常にある種の誤差が発生する。この誤差は
再演算増幅器４０．４１を用いて減少させることができ
る。

両抵抗４５．４６により演算増幅器４０．４１の切換点
が定められる。電源電圧が大きな値となると、抵抗４７
．４８．４９により演算増幅器４０．４１に供給される
電圧値は」二連したしきい値より大きくなるので、演算
増幅器４０．４１の出力電圧は大きな値となる。一方電
源電圧がだんだん小さくなると、演算増幅器４１の出力
は所定の時点でアースとなる。その結果抵抗２３では電
圧降下が発生せず、演算増幅器１５の反転入力端子に印
加される電位は大きくなる。この直流電圧の電圧変化に
よって切換回路ｌＯのオン、オフ特１１も同時に変化し
、オン時間は所定の値だけ増大し、平均グロープラグ電
圧ＵＫＥＭが調節され１す る。電源電圧がさらに減少すると、演算増幅器４０の出
力もまたアース電位に切換わり、それにより演算増幅器
１５の反転入力端子に印加される電圧はさらに上方に変
化する。それにより切換回路１０のオン時間は増大する
ことになる０両演算増幅器４０．４１の特性、とりわけ
その切換時点の選択は、平均グロープラグ電圧υにε門
が所定の値からできるだけはずれないように設定される
。このようにして演算増幅器４０．４１によりグロープ
ラグ電圧ＵＫＥＭと電源電圧Ｕ、ｂａｔｔ間の本来は線
形な関係を、２乗の関係に変化させることが可能になる
。

なお本発明の他の実施例として、例えば演算増幅器４０
．４１と同様な回路構成の他の演算増幅器をさらに付加
することが考えられる。演算増幅器の数が多ければ多い
ほど、電源電圧Ｕｂａｔｔに対する平均グロープラグ電
圧の関係をより２乗的にすることが可能になり、それに
より電源電圧が低下した場合でも平均グロープラグ電圧
より正確に保持することが可能になる。

またクロック発生器３０の繰返し周波数を本発明に係る
制御装置の作動中に変化させることも可能である。その
場合例えば周波数の変化は内燃機関の動作特性の量に応
じて行なわれる。特に電源電圧の変動幅ができるだけ小
さくなるようにクロック発生器３０の繰返し周波数を変
化させるのが好ましい。

−に述したように本発明は特定のグロープラグ、切換回
路、ならびに他の回路構成に限定されるものでなく、ま
た特定の内燃機関のタイプに限定されるものでもない。

原理的には本発明に係る制御装置は内燃機関がどのよう
な駆動状態にあるときでも用いることができるものであ
る。しかし、特に内燃機関の発熱部が灼熱した駆動状態
、すなわち内燃機関が作動している場合に用いるのが好
適である。

［発明の効果］ 以−Ｉ―説明したように本発明によれば、グロープラグ
が所定の温度となる所望のグロープラグ印加電圧に従っ
て切換回路のオン、オフ時間を制御し、それによりグロ
ープラグ、すなわち発熱部に供給されるエネルギー供給
量を制御するようにしているので、簡単で安価な構成で
しかも発熱部に供給されるエネルギー量を最適に制御す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に関わる制御装置の構成を示した電気回路図
である。 １０・・・切換回路　　　１１・・・グロープラグ３０
・・・クロック発生器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発熱部と直列に接続され、制御回路により交互にオ
   ン、オフされる切換回路を備え、前記切換回路をオン、
   オフすることにより発熱部に供給されるエネルギー量を
   制御する発熱部へのエネルギー供給量制御装置において
   、発熱部への印加電圧が所望の電圧となるように切換回
   路のオンあるいはオフ時間を制御することを特徴とする
   発熱部へのエネルギー供給量制御装置。 ２）装置全体に供給される電源電圧に従って切換回路の
   オンあるいはオフ時間を制御するようにした特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 ３）所定の繰返し周波数を有する信号に基づいて切換回
   路のオンあるいはオフ時間を制御するようにした特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４）電源電圧が減少したときオン時間を増大させるよう
   にした特許請求の範囲第２項または第３項に記載の装置
   。 ５）前記発熱部は内燃機関の燃焼室に配置されるグロー
   プラグである特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項に記載の装置。 ６）前記繰返し周波数を内燃機関の動作特性量に従って
   変えるようにした特許請求の範囲第１項から第５項まで
   のいずれか１項に記載の装置。 ７）前記所定の繰返し周波数を駆動電圧の変動が最小と
   なるようにした特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８）内燃機関が回転しているときにのみ切換回路のオン
   、オフ時間を制御するようにした特許請求の範囲第１項
   から第７項までのいずれか１項に記載の装置。 ９）一方の入力端子に前記所定の繰返し周波数を有する
   信号が入力され、また他方の入力端子に電源電圧ならび
   に発熱部への印加電圧に関係した直流電圧が印加される
   演算増幅器を用いて前記切換回路を制御するようにした
   特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０）前記繰返し周波数をもつ信号をマルチバイブレー
   タを用いて形成するようにした特許請求の範囲第９項に
   記載の装置。 １１）前記演算増幅器を用い、切換回路を制御する演算
   増幅器の直流電圧を電源電圧に従って飛躍的に減少させ
   るようにした特許請求の範囲第９項または第１０項に記
   載の装置。 １２）前記演算増幅器を用い、発熱部への所望の印加電
   圧の特性を設定できるようにした特許請求の範囲第１１
   項に記載の装置。