JPS63266172A - デイ−ゼルエンジンのグロ−プラグ制御装置 - 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〕 この発明は、温度検出手段を用いろことなく、プラグの
印加電圧を検出することにより、安定予熱時の上＠温度
を高精度に検出できるようにしたディーゼルエンジンの
グロープラグ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ディーゼルエンジンなどのためのグロープラグを
用いたエンジン予熱制御装置に関しては、たとえば、特
公昭５９−７０８号公報などにより知られている。この
公報の場合は、抵抗を介した安定予熱時の温度を検出す
る場合に、給電回路にグロープラグと直列に接続された
プラグ電流検出用抵抗器の両端の電圧をブリッジ回路で
比較し、プラグの温度相当抵抗値を検出するものである
。

これについてさらに説明を加える。所定の抵抗温度係数
を有する発熱体で形成されたエンジン予熱用のグロープ
ラグに直流電源から切換手段、安定予熱用抵抗を介して
所定の電圧を印加し、このグロープラグの通電路に検出
抵抗を挿入してグロープラグに流れる電流に比例した電
圧降下を生じさせるとともに、エンジン温度に比例した
電気信号を温度検出器で生じさせ、この温度検出器と工
ンジンの運転状態に応じた電気信号を発生する始動検出
手段からの電気信号および検出抵抗に生じる電圧降下を
制御手段に入力して、制御手段により切換手段を直流電
源から安定予熱用抵抗を介してグロープラグに通電する
第２通電状態と、安定予熱用抵抗を短絡して通電する第
１通電状態との切換制御を行うようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来例では、グロープラグの温度に基づく
抵抗値を検出するようにしているため、抵抗値のばらつ
きの少ない高精度な検出用抵抗器が必要であるばかりか
、制御手段への配線が複雑であり、上記検出用抵抗器は
通電損失となるなどの欠点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、安定予熱時の上限温度を精度よく検出できるとと
もに、実用電圧範囲を越える過大電圧が印加された場合
には、グロープラグを低く制御でき、しかも単純な構成
で安価にできるディーゼルエンジンのグロープラグ制御
装置を得ることを目的とずろ。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るディーゼルエンジンのグロープラグ制御
装置は、抵抗と開閉素子を直列に接続して急速予熱回路
と並列に接続した安定予熱回路と、この安定予熱回路の
開閉素子の閉期間中にグロープラグの印加電圧を検出す
る電圧検出手段と、乙の電圧検出手段の出力に対応して
安定予熱回路の開閉素子の駆動時間を決定する駆動信号
制御手段とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、安定予熱期間中はグロープラグの
印加電圧を常時電圧検出手段で検出し、この印加電圧が
グロープラグの所定の温度相当電圧になると、グロープ
ラグへの通電を禁止し、グロープラグの過熱を抑制する
とともに、グロープラグの温度を継続して確保する必要
がある場合には所定の時間経過後再度安定予熱回路を作
動させ、上限温度近傍にグロープラグ温度を制御する。

〔実施例〕

以下、この発明のディーゼルエンジンのグロープラグ制
御装置の実施例について図面に基づき説明する。第１図
はその一実施例の構成を示すブロック図である。この第
１図において、１はグロープラグであり、このグロープ
ラグ１は図示しないディーゼルエンジンに装備され、所
定の抵抗温度特性を有するもので、その一端はアースさ
れ、他端は開閉素子２を介してバッテリ３の正極に接続
されている。バッテリ３の負極はアースされている。

すなわち開閉素子２は直流電源であるバッテリ３からグ
ロープラグ１への給電回路に直列に挿入されている。

また、４は電流供給手段であり、開閉素子２の開期間中
にグロープラグ１へ検出用電流を供給するためのもので
あり、５はこの検出用電流によるグロープラグ１の電圧
降下に基づき、その温度を検出する温度検出手段である
。

この温度検出手段５の出力は駆動時間演算手段７に出力
するようになっている。この駆動時間演算手段７は温度
検出手段５の出力に応じてグロープラグ１を所定の温度
に昇温させるための通電時間を演算するもので、その演
算結果は開閉素子駆動４３号演算手Ｐｉ９に出力するよ
うになっている。

一方、６は前記開閉素子２の閉期間中にグロープラグ１
への印加電圧を検出する電圧検出手段である。この電圧
検出手段６の出力は電圧補正量演算手段８に出力するよ
うになっている。

電圧補正量演算手段８は電圧検出手段６の出力に応じた
グロープラグ１への通電時間の補正量を演算し、その演
算結果を開閉素子駆動信号演算手段７に出力するように
なっている。

開閉素子駆動信号演算手段９は駆動時間演算手段９と電
圧補正量演算手段８の出力に基づいて開閉素子２の駆動
時間を決定するものである。

さらに、開閉素子２に並列に、開閉素子１０と抵抗１１
との直列回路で構成された安定予熱回路が接続されてい
る。この開閉素子１０は駆動信号制卸手段１２の出力に
より決定された開閉時間により開閉されるようになって
いる。

この駆動信号制御手段１２は、電圧検出手段６の出力に
対応して開閉素子１０の駆動時間を決定するものである
。

このように構成されたグロープラグ制御装置は、まず、
グロープラグ１の温度を温度検出手段５で検出し、その
検出結果を駆動時間演算手段７に出力することにより、
この駆動時間演算手段７で基本駆動時間を演算する。

この基本ｗＡ駆動時間演算をした後、電流供給手段４は
グロープラグ１に給電し、その給電後はグロープラグ１
の印加電圧を電圧検出手段６で検出する。

この電圧検出手段６の検出出力は電圧補正量演算手段８
と駆動信号制御手段８に送出する。このうち、電圧補正
量演算手段８は電圧検出手段８の検出出力に応じてグロ
ープラグ１の基本駆動時間の電圧補正量を演算し、その
演算結果を開閉素子駆動信号演算手段９に出力する。

また、駆動時間演算手段７で演算された基本駆動時間は
開閉素子部ａ４：４号演算手段９に出力する。

これによ抄、乙の開閉素子駆動信号演算手段９は基本Ｍ
励時間に電圧補正量を加えて、グロープラグ１への通電
時間の演算決定を行い、その演算された通電時間の間、
開閉素子駆動信号演算手段９によりＤＦＪ閉素子２が閉
じられる。

したがって、バッテリ３から開閉素子２を通してグロー
プラグ１に通電され、急速予熱される。

第２図はこの発明のディーゼルエンジンのグロープラグ
制御装置の具体的な−′Ａ施例を示すブロック図である
。この第２図において、第１図と同一部分には同一符号
が付されている。

この第２図において、グロープラグ１、開閉素子である
グローリレー２Ａ、バッテリ３、抵抗１１、開閉素子ｌ
Ｏであるグローリレー１０Ａの回路構成は第１図と同様
である。

また、１３は第１図で示された電流供給手段４ないし開
閉素子駆動信号演算手段９および！ＪＡ！Ｘ１Ｉｌ信号
制御手段１２とにより構成される部分に相当するコント
ローラである。

このコントローラ１３は所定の＠御手順および制卸情報
を記憶するメモリ１４、入力を得る入力口ｇ８１５、出
力を与える出力回路１６、および情報入力に対応して制
御手順を実行する演算論理ユニット１７とを備えてなる
マイクロコンピュータ１８と、グローリレー２Ａ、ＩＯ
Ａおよび温度検出用電流を供給する定電流回路１９にマ
イクロコンピュータ１８の出力信号を与える出力インタ
ーフェイス２０と、定電流回路１９によって与えられた
検出電流により、グロープラグ１に発生する温度に対応
する抵抗値に基づいた電圧降下を所定のレベルまで増幅
する増幅回路２１と、この増幅回路２１の出力信号およ
びグローリレー２Ａの閉期間中の印加電圧をディジタル
信号に変換してマイクロコンピュータ１８に出力するＡ
Ｄ変換回路２２とが設けられている。

また、コントローラ１３のメモリ１４には、予め第３図
に示すような検出温度に対応した通電時間特性および第
４図に示すような印加電圧に対応した補正係数の特性が
入力して記憶されている。

次に、コント四−ラ１３の動作を第５図のフローチャー
トに基づいて説明する。まず、スタートステップＳ１に
おいて、コントローラ１３内の値をイニシャライズした
後、ステップＳ２において、マイクロフンピユータ１８
は出力インターフェイス２０を介して定電流回路１９を
オンさせ、この定電流回路１９が予め定められた一定電
流をグロープラグ１に供給し、このときのグロープラグ
１の温度に対応する抵抗値に基づく電圧降下を発生させ
る。

次に、ステップＳ３に移り、増幅回路２１はこの電圧降
下を増幅し、ＡＤ変換回路２２に伝え、ＡＤ変換回路２
２は与えられた電圧値をディジタル符号化してマイクロ
コンピュータ１８に伝える。

また、マイクロコンピュータ１８はこの与えられたグロ
ープラグ１の温度相当のディジクル値を入力回路１５を
介した後、メモリ１４内に定められたプラグ温度レジス
タにストアする。

次いで、ステップＳ４において、上記検出温度に基づい
て、グローリレー２Ａの駆動時間が算出される。この駆
動時間は第３図に示すように、パッテリ３の電圧が所定
の値（たと丸ば、１０．５Ｖ）おいて、グロープラグ１
を所定の制御目標温度に昇温させるための通電時間の特
性が予め入力し、記憶されているため、グロープラグ１
の初期温度、　　が異なる場合においても適正に演算決
定され、これがメモリ１４にストアされる。

次に、ステップＳ５において、定電流回路１９がオフさ
れ、ステップＳ６に移る。

このステップＳ６では、出力回路１６と出力インターフ
ェイス２０を介シてグローリレー２Ａをオンするととも
に、メモリ１４内に定められた予熱タイマ用カウンタが
ゼロにクリアされ、所定の基準時間毎にカウントアツプ
され、計数を開始する。

次に、ステップＳ７に移り、グローリレー２Ａのオンに
よって、グロープラグ１に印加された電圧をＡＤ変変換
格絡２２ディジタル値に変換して、メモリ１４内の電圧
レジスタにストアシ、ステップＳ８に移る。

このステップＳ８では、上記検出印加電圧に基づいてグ
ローリレー２Ａの駆動時間補正量を算出し、メモリ１４
にストアする。

また、ステップＳ４で得た駆動時間はバッテリ３の電圧
が所定の値として決定されるものであり、実際の印加電
圧は電気負荷の大小、バッテリ３の状態により変化する
ため、第４図に示す印加電圧に対応した補正係数が演算
決定される。

次に、ステップＳ９に移り、予熱タイマの電圧補正が行
われる。この予熱タイマは所定の基準時間毎にカウント
アツプされており、この基準時間を上記補正係数により
、印加電圧に反比例的に変化させ、電圧が高ければ基準
時間を類クシ、タイマを早くタイムアツプさせ、電圧が
低くければ、基準時間を長くし、タイマ時間を延長し、
異なる電圧に対してグロープラグ１の温度を所定の値に
過不足なく制御する。

次のステップ３１０では、予熱タイマの計数カウンタの
値をステップＳ４で定められた値と比較し、タイムアツ
プ判定が行われ、タイムアツプしない場合には、タイム
アツプするまでステップＳ７ないしステップ３１０の制
御が実行され、グ四−ブラグ１の温度が制御される。

次に、予熱タイマがタイムアツプずろと、ステップ３１
１に移り、グローリレー２Ａがオフされ、制御を終了す
る。

以上までの動作説明は急速予熱回路の部分の説明である
が、次に、この発明の特徴とする抵抗１１と開閉素子１
０とによる安定予熱回路の部の制御動作について説明す
る。

この安定予熱回路は、上記急速予熱回路によってグロー
プラグ１に定格値以上の過電圧を印加し、グロープラグ
１を所定温度に昇温させた後に、開閉素子２を開放する
とともに、開閉素子１ｏを閉じ、抵抗１１をグロープラ
グ１に直列に挿入することにより、グロープラグ１の印
加電圧を定格値近情に低下させ、グロープラグ１のプラ
グ温度を保持するものである。

第６図はグロープラグ１の温度抵抗値特性を示す。この
第６図中の３本の特性線はグロープラグのばらつき幅で
ある。

また、破線はグロープラグ１に一定の電圧を印加したと
きのプログラムの＞ＵＳ度を示す。プログラム温度を一
定に保った場合の温度制御幅の方が一定抵抗値を検出す
る方法よりも温度、制御幅が小さいことが確認されてい
る。

この発明はこの点に着目し、安定予熱期間中はグロープ
ラグ１の印加電圧を常時電圧検出手段６で検出し、この
印加電圧が所定の温度相当電圧に到達すると、グロープ
ラグ１への通電を禁止し、グロープラグ１の過熱を防止
するとともに、継続してグロープラグ１の温度を確認す
る必要がある場合には、所定の時間経過後、再び安定予
熱回路を作動させ、上記シーケンスを繰り返し、上限温
度近傍にグロープラグ温度を制御する。

この安定予熱回路の動作について、第７図のフ四−チヤ
ードを併用してさらに詳述する。まず、第７図のステッ
プ３２１において、安定予熱が実行でなければ、ステッ
プ３２７において、コントローラ１３のマイクロコンピ
ュータ１８から出力インターフェイス２０を通してグロ
ーリレー１０Ａをオフする信号を送り、グロープラグ１
への通電を断つ。

また、ステップ３２１において、安定予熱実行時には、
ステップＳ２２に移り、マイクロコンピュータ１８は出
力インターフェイス２０を介してグローリレー１０Ａを
オンさせ、抵抗１１がグロープラグ１とバッテリ３との
間に直列に挿入される。また、これと同時に、マイクロ
コンピュータ１８の出力は出力インターフェイス２０を
介して、グローリレー２人をオフさせる。

これによ抄、グローリレー２Ａのオフ後、一定期間メモ
リ１４内のタイマがカウントして、グローリレー１０Ａ
を継続してオンし、安定予熱に切口換え、グロープラグ
１の温度を保持する。

この間、ステップ３２３において、電圧検出手段６でグ
ロープラグ１の印加電圧を検出しており、この印加電圧
が所定の温度相当電圧が設定値以上になると、ステップ
Ｓ２４からステップ３２５に移り、また設定値以下であ
れば、ステップ３２４からステップ３２１に戻り、引き
続き、ステップ３２１からステップ３２３までの動作を
繰り返す。

ステップ３２４において、電圧検出手段６によるグロー
プラグ１の印加電圧の検出値が所定の温度相当電圧に達
すると、メモリ１４内の安定予熱禁止タイマがオンとな
り、タイムカウントを開始し、カウントタイムがステッ
プ３２６でタイムアツプでなければ、ステップ３２１〜
ステツプ８２５の動作を継続し、タイムアツプになると
、ステップ３２７に移る。

このステップ３２？で、マイクロコンビエータ１８は出
力インターフェイス２０を通して、グローリレー１０Ａ
Ｉζ出力して、このグローリレー１０Ａをオフする。こ
れにより、抵抗１１と開閉素子１０とによる安定予熱回
路の動作が停止し、グロープラグ１への通電が禁止され
、このグロープラグ１の過熱を防止することになる。

また、このグロープラグ１の温度を継続して確保する必
要のあるときは、所定時間経過後に再びマイクロコンピ
ュータ１８により、出力インターフェイス２０を介して
グローリレー１０Ａをオンさせて、安定予熱回路を作動
させ、上記ステップ３２１〜ステツプ３２７の一連のシ
ーケンスを繰り返すことにより、上限温度近傍にグロー
プラグ１の１度を制御する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明しなとおり、グロープラグを急速予
熱する急速予熱回路に並列に抵抗と開閉素子とからなる
安定予熱回路を接続し、この安定予熱回路を作ａさせて
グロープラグの安定予熱を行っているときに常時電圧検
出手段によりグロープラグの印加電圧を検出し、その印
加電圧が所定の温度相当電圧になると安定予熱回路の作
動を停止させるようにしたので、特別な温度検出手段を
用いることなく、安定予熱時の上限温度を精度よ（検出
できる。

また、実用電圧範囲を越える過大電圧が印加された場合
には、グロープラグ温度を低（制御でき、単純な構成で
安価にできる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のディーゼルエンジンのグロープラグ
制御装置の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は
同上実施例の具体的構成を示すブロック図、第３図およ
び第４図はそれぞれ同上実施例におけるコントローラの
記憶内容を示す特性図、第５図は同上コントローラの動
作を示すフローチャート、第６図は同上実施例における
グロープラグのプラグ抵抗値対温度の関係を示す特性図
、第７図は同上コントローラによるグロープラグの安定
予熱時の動作を示すフローチャートである。 １・・・グロープラグ、２．１０・・・開閉素子、２Ａ
。 １０Ａ・・・グローリレー、３・・・バッテリ、４・・
・電流供給手段、５・・・温度検出手段、６・・・電圧
検出手段、７・・・駆動時間演算手段、８・・・電圧補
正量演算手段、９・・・開閉素子駆動信号演算手段、１
２・・・駆動時間演算手段、ｘｓ・・・コントローラ、
１８・・・マイクロコンピュータ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ディーゼルエンジンに装備され所定の抵抗温度特性を
   有し印加電圧の定格値を電源電圧以下に設定されたグロ
   ープラグと、このグロープラグと電源との間に直列に接
   続された開閉素子からなる急速予熱回路と、抵抗と開閉
   素子を直列に接続して上記急速予熱回路と並列に接続さ
   れた安定予熱回路と、この安定予熱回路の開閉素子の閉
   期間中に上記グロープラグの印加電圧を検出する電圧検
   出手段と、前記電圧検出手段の出力に対応して前記安定
   予熱回路の開閉素子の駆動時間を決定する駆動信号制御
   手段とを備えてなるディーゼルエンジンのグロープラグ
   制御装置。