JP2009019778A - Temperature control system of heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃焼室に設けられた発熱体の温度を制御すべく、同発熱体への供給電力を制御する温度制御システムに関する。 The present invention relates to a temperature control system for controlling power supplied to a heating element in order to control the temperature of the heating element provided in a combustion chamber of an internal combustion engine.
従来から、ディーゼル機関の燃焼室に設けられた発熱体としてのグロープラグの温度を目標温度に制御する温度制御システムが周知である。この種の温度制御システムでは、バッテリからグロープラグへの通電を断続することにより、グロープラグへの供給電力を制御し、ひいては同プラグの温度を制御する（例えば、特許文献１参照）。この場合、グロープラグへの供給電力（グロープラグの温度）は、グロープラグへの通電量とバッテリからグロープラグへの電力供給経路の電圧とにより設定される。 Conventionally, a temperature control system for controlling the temperature of a glow plug as a heating element provided in a combustion chamber of a diesel engine to a target temperature is well known. In this type of temperature control system, the power supplied to the glow plug is controlled by intermittently energizing the glow plug from the battery, thereby controlling the temperature of the plug (for example, refer to Patent Document 1). In this case, the power supplied to the glow plug (the temperature of the glow plug) is set by the energization amount to the glow plug and the voltage of the power supply path from the battery to the glow plug.
そこで、この種の温度制御システムとしては、上記電力供給経路の電圧を加味してグロープラグへの通電量を制御することにより、バッテリ電圧の変化に起因するグロープラグの温度誤差（グロープラグの目標温度に対する実温度の差）を抑制するものが提案されている。例えば、ディーゼル機関を主体とするエンジンシステムの各部を制御する電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）により、同ＥＣＵに電源として供給されているバッテリ電圧（ＥＣＵの電源電圧）を取得しその電圧に基づいてグロープラグへの通電量を制御するものがある。また、グロープラグへの電力供給経路の電圧を取得しその電圧に基づいて同プラグへの通電量を制御するための専用ハードウェアを備えるものがある。
しかしながら、グロープラグへの通電量をＥＣＵの電源電圧に基づいて制御する温度制御システムでは、ＥＣＵの電源電圧と上記電力供給経路の電圧とが異なる場合においてグロープラグの温度誤差が生じる。特に、グロープラグの消費電力は、ＥＣＵの消費電力よりも相当に大きいことが考えられる。この場合、グロープラグや上記電力供給経路を構成するケーブルの電気抵抗が経年変化で変化すると、同電力供給経路の電圧変化は大きくなることから、ＥＣＵの電源電圧から上記電力供給経路の電圧を推定することは容易でない。すなわち、上記ケーブルの電気抵抗が経年変化で変化することにより、グロープラグの温度誤差が増大するおそれがある。また、専用ハードウェアを備える温度制御システムでは、部品点数の増加に伴うコスト増大が懸念される。 However, in the temperature control system that controls the energization amount to the glow plug based on the power supply voltage of the ECU, a temperature error of the glow plug occurs when the power supply voltage of the ECU and the voltage of the power supply path are different. In particular, it is conceivable that the power consumption of the glow plug is considerably larger than the power consumption of the ECU. In this case, if the electrical resistance of the glow plug or the cable constituting the power supply path changes due to aging, the voltage change of the power supply path increases, so the voltage of the power supply path is estimated from the power supply voltage of the ECU. It is not easy to do. That is, there is a possibility that the temperature error of the glow plug may increase due to the electrical resistance of the cable changing with aging. Moreover, in a temperature control system provided with dedicated hardware, there is a concern about an increase in cost due to an increase in the number of parts.
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、低コストかつ発熱体の温度誤差を抑制する温度制御システムを提供することを主たる目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its main object to provide a temperature control system that can reduce the temperature error of the heating element at low cost.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
請求項１に記載の発明では、内燃機関の燃焼室に設けられ供給電力に応じて発熱する発熱体と、その発熱体に電力を供給する電源と、その電源から発熱体への電力供給経路に設けられ同電力供給経路を経由する発熱体への通電を断続する発熱体駆動装置と、発熱体への供給電力を制御すべく発熱体駆動装置により発熱体への通電を断続させる制御装置とを備える。この構成によると、制御装置の制御で発熱体への通電が断続され、発熱体への供給電力が制御され、ひいては発熱体の温度が制御される。 According to the first aspect of the present invention, the heating element provided in the combustion chamber of the internal combustion engine generates heat according to the supplied power, the power supply for supplying power to the heating element, and the power supply path from the power supply to the heating element. A heating element driving device that interrupts energization to the heating element through the same power supply path, and a control device that interrupts energization to the heating element by the heating element driving device to control the power supplied to the heating element. Prepare. According to this configuration, the power supply to the heating element is intermittently controlled by the control of the control device, the power supplied to the heating element is controlled, and consequently the temperature of the heating element is controlled.
また、制御装置において、発熱体への電力供給経路の電圧を取得し、その取得した電圧に基づいて発熱体駆動装置を制御する。すなわち、発熱体への電力供給経路の電圧に基づいて、同発熱体への通電量を増減する。これにより、発熱体への供給電力を目標温度に応じた電力に精度よく制御することができ、発熱体の温度誤差を抑制することができる。また、発熱体駆動装置に、発熱体への電力供給経路の電圧に基づいて同発熱体への通電量を制御する専用ハードウェアを備える必要がないので、部品点数を削減し、コストを低減することができる。 Further, the control device acquires the voltage of the power supply path to the heating element, and controls the heating element driving device based on the acquired voltage. That is, the energization amount to the heating element is increased or decreased based on the voltage of the power supply path to the heating element. Thereby, the power supplied to the heating element can be accurately controlled to the power corresponding to the target temperature, and the temperature error of the heating element can be suppressed. Further, since it is not necessary to provide the heating element driving device with dedicated hardware for controlling the amount of power supplied to the heating element based on the voltage of the power supply path to the heating element, the number of parts is reduced and the cost is reduced. be able to.
請求項２に記載の発明では、発熱体駆動装置が制御装置に対して電気信号を出力する出力回路を有する。そして、その出力回路が電気信号に上記電力供給経路の電圧を重畳させ、制御装置が出力回路により電気信号に重畳された電力供給経路の電圧に基づいて発熱体駆動装置を制御する。このように発熱体駆動装置から制御装置に電送される電気信号がある場合には、その既存の電気信号に上記電力供給経路の電圧を重畳させることにより、新たなハードウェア（例えば、発熱体への電力供給経路の電圧を発熱体駆動装置から制御装置に電送するためのケーブルやそのケーブルを接続するためのコネクタ）の追加することなく、発熱体の温度誤差を抑制することができる。 In a second aspect of the present invention, the heating element driving device has an output circuit that outputs an electrical signal to the control device. The output circuit superimposes the voltage of the power supply path on the electric signal, and the control device controls the heating element driving device based on the voltage of the power supply path superimposed on the electric signal by the output circuit. When there is an electrical signal transmitted from the heating element driving device to the control device in this way, new hardware (for example, to the heating element) is created by superimposing the voltage of the power supply path on the existing electrical signal. The temperature error of the heating element can be suppressed without adding a cable for transmitting the voltage of the power supply path from the heating element driving device to the control device and a connector for connecting the cable.
例えば、発熱体への電力供給経路の電圧を電気信号に重畳させる方法として、電気信号がビット列を示す場合には、その電気信号のハイレベル時の信号レベルが上記電力供給経路の電圧を示すようにしてもよい（請求項３）。具体的には、発熱体駆動装置が同装置における異常の有無を判定する判定回路を備え出力回路がその異常の有無（判定結果）を示すビットをビット列に含める場合には、そのビット列を示す電気信号のハイレベル時の信号レベルが上記電力供給経路の電圧を示すようにしてもよい（請求項４）。 For example, as a method of superimposing the voltage of the power supply path to the heating element on the electric signal, when the electric signal indicates a bit string, the signal level at the time of the high level of the electric signal indicates the voltage of the power supply path. (Claim 3). Specifically, when the heating element driving device includes a determination circuit that determines whether there is an abnormality in the device and the output circuit includes a bit indicating the presence / absence (determination result) of the abnormality in the bit string, The signal level when the signal is at a high level may indicate the voltage of the power supply path (claim 4).
この場合、判定結果としては、正常を示すことが異常を示すことよりも多いと考えられる。そこで、判定結果を示す電気信号に上記電力供給経路の電圧を重畳させる場合には、判定結果が正常を示している場合にビット列の対応するビットをハイレベルとし、判定結果が異常を示している場合にビット列の対応するビットをローレベルとすることが望ましい（請求項５）。これにより、発熱体への電力供給経路の電圧が電気信号に重畳される期間を長くすることができる。 In this case, it is considered that the determination result is more normal than abnormal. Therefore, when the voltage of the power supply path is superimposed on the electric signal indicating the determination result, the corresponding bit of the bit string is set to the high level when the determination result indicates normality, and the determination result indicates an abnormality. In this case, it is desirable to set the corresponding bit of the bit string to a low level. Thereby, the period when the voltage of the power supply path to the heating element is superimposed on the electric signal can be lengthened.
さらに、ハイレベル時の信号レベルが同電力供給経路の電圧を示すビット列には、常時ハイレベルを示すビットを含めることが望ましい（請求項６）。これにより、制御装置において電気信号から発熱体への電力供給経路の電圧を確実に取得することができる。 Further, it is desirable that a bit string whose signal level at the high level indicates the voltage of the same power supply path includes a bit that always indicates the high level. Thereby, the voltage of the power supply path from the electric signal to the heating element can be reliably acquired in the control device.
また、ハイレベル時の信号レベルが同電力供給経路の電圧を示すビット列を出力する出力回路としては、次の回路が考えられる。すなわち、電気信号を電送する信号線が電力供給経路に接続されており、出力回路が信号線とグランドとの接続を開閉するスイッチング素子を有している。そして、スイッチング素子により信号線とグランドとの接続を開成することでビット列のビットをハイレベルとし、スイッチング素子により信号線とグランドとを閉成することでビット列のビットをローレベルとする（請求項７）。 As an output circuit that outputs a bit string whose signal level at the high level indicates the voltage of the same power supply path, the following circuit can be considered. That is, a signal line for transmitting an electric signal is connected to the power supply path, and the output circuit has a switching element that opens and closes the connection between the signal line and the ground. Then, the bit of the bit string is set to a high level by opening the connection between the signal line and the ground by the switching element, and the bit of the bit string is set to the low level by closing the signal line and the ground by the switching element. 7).
請求項８に記載の発明では、制御装置が、都度の電力供給経路の電圧を取得する際に、発熱体への電力供給経路の電圧が電気信号に重畳されていない場合には、前回取得した電力供給経路の電圧を今回の電力供給経路の電圧とする。このように発熱体への電力供給経路の電圧を補完することにより、同電力供給経路の電圧が電気信号に重畳されていない場合であっても、この補完された電力供給経路の電圧に基づいて発熱体の温度を制御することができる。 In the invention according to claim 8, when the control device acquires the voltage of the power supply path each time, if the voltage of the power supply path to the heating element is not superimposed on the electric signal, it is acquired last time. Let the voltage of the power supply path be the voltage of the current power supply path. Thus, by complementing the voltage of the power supply path to the heating element, even if the voltage of the power supply path is not superimposed on the electrical signal, it is based on the complemented voltage of the power supply path. The temperature of the heating element can be controlled.
請求項９に記載の発明では電源が二次電池である。二次電池の出力電圧は放電量又は充電量により大きく変化することから、本発明による効果が大きいことが考えられる。 In the invention according to claim 9, the power source is a secondary battery. Since the output voltage of the secondary battery varies greatly depending on the discharge amount or the charge amount, it is considered that the effect of the present invention is great.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、ディーゼル機関を主体とするエンジンシステムとして本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。はじめに、図１に基づいて本実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied as an engine system mainly composed of a diesel engine, and the detailed configuration thereof will be described below. First, the overall configuration of the engine system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図１に示すディーゼル機関１０の吸気通路１１は、吸気バルブ１２の開動作によって、シリンダブロック１３及びピストン１４で区画される燃焼室１５に連通するようになっている。燃焼室１５には燃料噴射弁１６の先端部が突出して配置され、燃焼室１５に燃料の噴射供給が可能となっている。燃料噴射弁１６により燃焼室１５に噴射された燃料が同燃焼室１５において圧縮されると、燃料が自己着火してエネルギが発生する。このエネルギは、ピストン１４を介して、ディーゼル機関１０の出力軸（クランク軸）１７の回転エネルギとして取り出される。一方、燃焼に供された気体は、排気バルブ１８の開動作によって排気通路１９に排出される。
The
また、燃焼室１５には、発熱手段としてのグロープラグ２０の先端が突出して配置されている。そして、グロープラグ２０にはハーネス２３を介してグロープラグ駆動ユニット（以下「ＧＤＵ」という）３０が接続され、ＧＤＵ３０にはハーネス２２を介してバッテリ２１が接続されている。ＧＤＵ３０はグロープラグ２０への通電を断続する。なお、電力供給経路にはハーネス２２，２３が含まれる。
Further, the tip of a
クランク軸１７近傍には同クランク軸１７の回転角度を検出するクランク角センサ２４が設けられ、シリンダブロック１３にはディーゼル機関１０の冷却水の温度を検出するための水温センサ２５が設けられている。上記燃料噴射弁１６、クランク角センサ２４、水温センサ２５、及びＧＤＵ３０は、ＥＣＵ４０に接続されている。
A
ＥＣＵ４０は、ハーネス２６を介してバッテリ２１に接続されており、このバッテリ２１から電力供給を受けている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、メモリ等を備えた周知のマイクロコンピュータを主体とする電子制ユニットであり、メモリは各種のプログラムやパラメータを記憶し、ＣＰＵはメモリに記憶されたプログラムを実行することによりディーゼル機関１０の各部を制御する。
The ECU 40 is connected to the
次に、図２に基づいてＧＤＵ３０の構成を説明する。なお、図２ではＧＤＵ３０以外の構成を一点鎖線で示している。ＧＤＵ３０は、通電制御信号を反転増幅する増幅回路３１と、バッテリ２１からグロープラグ２０への電力供給経路を開閉するスイッチ部３２と、そのスイッチ部において異常の有無を判定する異常検出部３３とを備えている。
Next, the configuration of the
詳しくは、ＥＣＵ４０の通電制御信号が入力される入力端子Ｔ１には増幅回路３１が接続され、その増幅回路３１にはスイッチ部３２を構成するパワートランジスタＴＲ1の制御電極が接続されている。パワートランジスタＴＲ1は、電源端子Ｔ２とプラグ接続用端子Ｔ３との間に設けられている。ここで、電源端子Ｔ２はハーネス２２を介してバッテリ２１を接続するための端子であり、プラグ接続用端子Ｔ３はハーネス２３を介してグロープラグ２０を接続するための端子である。これにより、ローレベルの通電制御信号が入力されると、パワートランジスタＴＲ1がオン状態になることで、グロープラグ２０への通電がなされる。一方、ハイレベルの通電制御信号が入力されると、パワートランジスタＴＲ1がオフ状態になることで、グロープラグ２０への通電が停止される。
Specifically, the
異常検出部３３は、プラグ接続用端子Ｔ３の電圧やパワートランジスタＴＲ1を流れる電流などの各種情報をスイッチ部３２から取得し、それらの情報に基づいてスイッチ部３２及びグロープラグ２０における異常の有無を判定し、その判定結果をダイアグ信号として出力端子Ｔ４に出力する。なお、異常検出部３３は、バッテリ２１からハーネス２６及び電源端子Ｔ５を介して電力供給を受けている。
The
ここで、ダイアグ信号について詳述すると、同信号は、図３に示すようにスタートビット、複数の情報ビット、及びストップビットを含む調歩同期方式の信号である。なお、図３では、２４ビットのダイアグ信号を例示している。 Here, the diagnosis signal will be described in detail. The signal is an asynchronous signal including a start bit, a plurality of information bits, and a stop bit as shown in FIG. FIG. 3 illustrates a 24-bit diagnostic signal.
スタートビットは、常時ローレベルを示すビットであり情報ビットの送信開始を示す。複数の情報ビットは、複数の判定項目に係る判定結果にそれぞれ対応する。また、ハイレベルの情報ビットは、対応する判定項目の判定結果が正常である旨を示し、ローレベルの情報ビットは、対応する判定項目の判定結果が異常である旨を示す。一方、ストップビットは、常時ハイレベルを示すビットであり、情報ビットの送信終了後から次にスタートビットが送信されるまで連続して送信される。 The start bit is a bit that always indicates a low level and indicates the start of transmission of an information bit. The plurality of information bits respectively correspond to determination results relating to a plurality of determination items. A high-level information bit indicates that the determination result of the corresponding determination item is normal, and a low-level information bit indicates that the determination result of the corresponding determination item is abnormal. On the other hand, the stop bit is a bit that always indicates a high level, and is continuously transmitted from the end of transmission of the information bit until the next start bit is transmitted.
上記エンジンシステムによると、ディーゼル機関１０の冷間始動時における燃料の着火性を向上させるべく、グロープラグ２０の温度のデューティ制御が実施される。すなわち、ＥＣＵ４０においてグロープラグ２０の目標温度に応じたデューティの通電制御信号が出力され、ＧＤＵ３０においてグロープラグ２０への通電が通電制御信号に応じて断続される。これにより、グロープラグ２０への通電量が制御され、グロープラグ２０への供給電力が制御され、ひいてはグロープラグ２０の温度が制御される。
According to the engine system, the duty control of the temperature of the
しかしながら、実際には、グロープラグ２０への供給電力は、バッテリ２１からグロープラグ２０への電力供給経路の電圧に応じて変化する。そこで、本実施形態では、ハーネス２２を介してＧＤＵ３０の電源端子Ｔ２に印加される電圧（以下「プラグ駆動電圧」という）に基づいて、ＥＣＵ４０において通電制御信号のデューティを制御するようになっている。
However, in reality, the power supplied to the
ところで、このような制御としては、ＥＣＵ４０のハーネス２６を介してＥＣＵ４０に印加されるバッテリ電圧（以下「ＥＣＵ４０の電源電圧」という）からプラグ駆動電圧を推定し、この推定したプラグ駆動電圧に基づいて通電制御信号のデューティを制御することが考えられる。しかしながら、この制御では、推定したプラグ駆動電圧と実際のプラグ駆動電圧とが異なる場合において、グロープラグ２０の温度誤差が生じる。特に、グロープラグ２０の消費電力はＥＣＵ４０の消費電力よりも相当に大きいことが考えられる。この場合、グロープラグ２０やハーネス２２の電気抵抗が経年変化で変化すると、プラグ駆動電圧の変化は大きくなることから、ＥＣＵ４０の電源電圧からプラグ駆動電圧を推定することは容易ではない。その結果、グロープラグ２０やハーネス２２の経年変化でそれらの電気抵抗が変化することにより、グロープラグ２０の温度誤差が増大するおそれがある。
By the way, as such control, a plug drive voltage is estimated from a battery voltage (hereinafter referred to as “power supply voltage of the
そこで、本実施形態では、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧に基づいて、ＥＣＵ４０において通電制御信号のデューティを制御するようになっている。これにより、グロープラグ２０やハーネス２２の電気抵抗の変化に起因するグロープラグ２０の温度誤差を抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
さらに、ＧＤＵ３０において既存の電気信号（ダイアグ信号）にプラグ駆動電圧を重畳し、ＥＣＵ４０においてその電気信号に重畳されたプラグ駆動電圧に基づいて通電制御信号のデューティを制御するようになっている。これにより、新たなハードウェア（例えば、プラグ駆動電圧をＧＤＵ３０からＥＣＵ４０に電送するハーネスや同ハーネスを接続するためのコネクタ）の追加を要しない。
Further, the
具体的には、ＧＤＵ３０の異常検出部３３は、図４に示すように、スイッチ部３２における異常の有無を示す判定信号を出力する判定回路３４と、判定信号に応じてオン又はオフするトランジスタＴＲ2を主体とする出力回路３５とを有している。この出力回路３５において、ダイアグ信号を電送する信号線３６が電源端子Ｔ２（図２参照）を介してグロープラグ２０への電力供給経路に接続されており、その信号線３６とグランドとの間にトランジスタＴＲ2が設けられている。この出力回路３５によれば、トランジスタＴＲ2がオフ状態である場合（ハイレベル時）には、その信号レベルはプラグ駆動電圧を示し、トランジスタＴＲ2がオン状態には、その信号レベルはハイレベル時よりも低い電圧を示す。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
次に、図５に基づいて、通電制御信号のデューティを算出する処理（以下「デューティ算出処理」という）を説明する。図５は、デューティ算出プログラムの流れを示すフローチャートである。このプログラムは、ＥＣＵ４０により所定周期（所定クランク角ごとに又は所定時間周期）で実行される。
Next, a process for calculating the duty of the energization control signal (hereinafter referred to as “duty calculation process”) will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the duty calculation program. This program is executed by the
はじめに、ステップＳ１０において、ＥＣＵ４０は通電制御信号の信号レベルが第１閾値ＴＨ1以下か否かを判定する。そして、ＥＣＵ４０は、通電制御信号の信号レベルが第１閾値ＴＨ1以下である旨を判定すると、続くステップＳ１１の処理に進み、通電制御信号の信号レベルが第１閾値ＴＨ1よりも大きい旨を判定すると、今回のデューティ算出処理を終了する。
First, in step S10, the
ステップＳ１１では、ＥＣＵ４０はダイアグ信号をサンプリングする。すなわち、ＥＣＵ４０は、その時点におけるダイアグ信号の電圧を、サンプル値としてメモリなどに格納する。
In step S11, the
ステップＳ１２では、ＥＣＵ４０は、ダイアグ信号のサンプル値が第２閾値ＴＨ2以上か否かを判定する。そして、ＥＣＵ４０は、ダイアグ信号のサンプル値が第２閾値ＴＨ2以上である旨を判定すると、ダイアグ信号が示すビット列のビット値が「１」である旨を判定する（ステップＳ１３参照）。一方、ＥＣＵ４０は、ダイアグ信号のサンプル値が第２閾値ＴＨ2よりも小さい旨を判定すると、ダイアグ信号が示すビット列のビット値が「０」である旨を判定する（ステップＳ１４参照）。
In step S12, the
ステップＳ１５では、ＥＣＵ４０は、ダイアグ信号のサンプル値が第３閾値ＴＨ3以上か否かを判定する。そして、ＥＣＵ４０は、ダイアグ信号のサンプル値が第３閾値ＴＨ3以上である旨を判定すると、ダイアグ信号のサンプル値を今回のプラグ駆動電圧の推定値（以下「推定プラグ駆動電圧という」）ＶＧ(i)とする（ステップＳ１６参照）。一方、ＥＣＵ４０は、ダイアグ信号のサンプル値が第３閾値ＴＨ3よりも小さい旨を判定すると、前回の推定プラグ駆動電圧ＶＧ(i-1)を今回の推定プラグ駆動電圧ＶＧ(i)とする（ステップＳ１７参照）。なお、第１閾値〜第３閾値は同一値でもよいし、それぞれ異なる値でもよい。
In step S15, the
ステップＳ１８では、ＥＣＵ４０は、通電制御信号のデューティのベース値を算出する。詳しくは、ＥＣＵ４０は、バッテリ電圧がその基準値（例えば「１２Ｖ」）を示すことを前提として、グロープラグ２０の温度を目標温度にするデューティを算出する。続くステップＳ１９では、ＥＣＵ４０は、推定プラグ駆動電圧ＶＧ(i)に基づいて、通電制御信号のデューティに係る補正量を算出する。続くステップＳ２０では、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１８で算出した補正量に基づいて、通電制御信号のデューティのベース値を補正することにより、通電制御信号のデューティの最終値を算出する。
In step S18, the
次に、図６のタイミングチャートに基づいて、エンジンシステムの作動を説明する。図６において、（ａ）は通電制御信号、（ｂ）はプラグ駆動電圧、（ｃ）はダイアグ信号、（ｄ）はダイアグ信号のサンプル値、（ｅ）はダイアグ信号が示すビット列のビット値、（ｆ）は推定プラグ駆動電圧、（ｇ）は通電制御信号のデューティに係る補正係数を示している。ここで、補正係数とは、推定プラグ駆動電圧がバッテリ２１の基準値ＶＢを示している場合には「１」を示し、推定プラグ駆動電圧がバッテリ２１の基準値ＶＢよりも小さい場合にはそれらの差に応じた「１」よりも大きい値を示し、推定プラグ駆動電圧がバッテリ２１の基準値ＶＢよりも大きい場合にはそれらの差に応じた「１」よりも小さい値を示す上記補正量である。ＥＣＵ４０は、この補正係数に通電制御信号のデューティのベース値を掛け合わせることにより、同信号のデューティの最終値を算出する。
Next, the operation of the engine system will be described based on the timing chart of FIG. 6, (a) is an energization control signal, (b) is a plug drive voltage, (c) is a diagnosis signal, (d) is a sample value of the diagnosis signal, (e) is a bit value of a bit string indicated by the diagnosis signal, (F) shows the estimated plug drive voltage, and (g) shows the correction coefficient related to the duty of the energization control signal. Here, the correction coefficient indicates “1” when the estimated plug drive voltage indicates the reference value VB of the
また、図６（ａ）において、破線で示すグラフはそのデューティがベース値である場合の通電制御信号を示し、実線で示すグラフはそのデューティが最終値（ベース値をプラグ駆動電圧に基づいて補正した値）である場合の通電制御信号を示している。さらに、図６では、通電制御信号のデューティのベース値が一定（グロープラグ２０の目標温度が一定）であることを想定しており、ダイアグ信号の情報ビットが全て０を示すことを想定している。また、タイミングｔ３以降に、プラグ駆動電圧が徐々に低下することを想定している。ただし、タイミングｔ３以降においても、プラグ駆動電圧は第２閾値ＴＨ2及び第３閾値ＴＨ3以上であるものとしている。
In FIG. 6A, a graph indicated by a broken line indicates an energization control signal when the duty is a base value, and a graph indicated by a solid line indicates that the duty is a final value (the base value is corrected based on the plug drive voltage). The energization control signal in the case of Further, in FIG. 6, it is assumed that the duty base value of the energization control signal is constant (the target temperature of the
タイミングｔ1では、プラグ駆動電圧がバッテリ電圧の基準値ＶＢを示し（図６（ｂ）参照）、ダイアグ信号がハイレベル（プラグ駆動電圧）を示している（図６（ｃ）参照）。そのため、ダイアグ信号のサンプル値はバッテリ電圧の基準値ＶＢを示す（図６（ｄ）参照）。その結果、ダイアグ信号が示すビット列のビット値は「１」と判定され（図６（ｅ）参照）、推定プラグ駆動電圧はバッテリ電圧の基準値ＶＢとされる（図６（ｆ）参照）。また、この場合、推定プラグ駆動電圧とバッテリ電圧の基準値ＶＢとの差が０となることから、通電制御信号のデューティに係る補正係数が１となる（図６（ｇ）参照）。 At timing t1, the plug drive voltage indicates the battery voltage reference value VB (see FIG. 6B), and the diagnosis signal indicates the high level (plug drive voltage) (see FIG. 6C). Therefore, the sample value of the diagnosis signal indicates the reference value VB of the battery voltage (see FIG. 6D). As a result, the bit value of the bit string indicated by the diagnosis signal is determined to be “1” (see FIG. 6E), and the estimated plug drive voltage is set to the battery voltage reference value VB (see FIG. 6F). In this case, since the difference between the estimated plug drive voltage and the battery voltage reference value VB is 0, the correction coefficient related to the duty of the energization control signal is 1 (see FIG. 6G).
タイミングｔ2〜ｔ4では、ダイアグ信号（スタートビット及び情報ビット）がローレベルを示す。そのため、プラグ駆動電圧に拘わらずダイアグ信号のサンプル値は第２閾値ＴＨ2及び第３閾値ＴＨ3よりも小さくなる。その結果、ダイアグ信号が示すビット列のビット値は「０」と判定され、推定プラグ駆動電圧はタイミングｔ1における推定プラグ駆動電圧により補完される。 At timings t2 to t4, the diagnosis signal (start bit and information bit) indicates a low level. Therefore, the sample value of the diagnosis signal is smaller than the second threshold value TH2 and the third threshold value TH3 regardless of the plug drive voltage. As a result, the bit value of the bit string indicated by the diagnosis signal is determined to be “0”, and the estimated plug drive voltage is complemented by the estimated plug drive voltage at timing t1.
タイミングｔ5以降、ダイアグ信号がハイレベルを示し、プラグ駆動電圧がバッテリ電圧の基準値ＶＢよりも低くなっている。そのため、ダイアグ信号のサンプル値は、バッテリ電圧の基準値ＶＢよりも小さくなる。その結果、通電制御信号のデューティに係る補正係数が１よりも大きな値を示し、その補正係数に基づいて通電制御信号のデューティのベース値が補正される（図６（ａ）参照）。 After timing t5, the diagnosis signal indicates a high level, and the plug drive voltage is lower than the battery voltage reference value VB. Therefore, the sample value of the diagnosis signal is smaller than the battery voltage reference value VB. As a result, the correction coefficient relating to the duty of the energization control signal shows a value larger than 1, and the base value of the duty of the energization control signal is corrected based on the correction coefficient (see FIG. 6A).
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
グロープラグ２０への電力供給経路の電圧に基づいて同プラグ２０への通電を断続するようにした。ここで、グロープラグ２０への供給電力は、同プラグ２０への通電量と同プラグ２０への電力供給経路の電圧に応じて設定される。また、グロープラグ２０の消費電力はＥＣＵ４０の消費電力よりも相当に大きいことが考えられる。この場合、グロープラグ２０やハーネス２２の電気抵抗が経年変化で変化すると、プラグ駆動電圧の変化が大きくなる。これに対して、上述の如くグロープラグ２０への電力供給経路の電圧に基づいて同プラグ２０への通電を断続するため、グロープラグ２０への供給電力を目標温度に応じた電力に精度よく制御することができ、ひいては同プラグ２０の温度誤差を抑制することができる。また、ＥＣＵ４０で上述の如くグロープラグ２０の温度を制御するため、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧に基づいてＧＤＵ３０のスイッチ部３２を制御する専用ハードウェアを備える必要がない。これにより、部品点数を削減し、コストを低減することができる。
Based on the voltage of the power supply path to the
また、ダイアグ信号にグロープラグ２０への電力供給経路の電圧を重畳させたので、新たなハードウェア（例えば、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧をＧＤＵ３０からＥＣＵ４０に電送するためのケーブルやそのケーブルを接続するためのコネクタ）の追加することなく、グロープラグ２０の温度誤差を抑制することができる。
In addition, since the voltage of the power supply path to the
また、スイッチ部３２又はグロープラグ２０が正常である旨を示している場合に、ダイアグ信号の情報ビットをハイレベルとし、スイッチ部３２又はグロープラグ２０が正常である旨を示している場合に、ダイアグ信号の情報ビットをローレベルとした。ここで、スイッチ部３２及びグロープラグ２０の判定結果は、正常を示すことが異常を示す場合よりも多いと考えられる。そのため、上述の如くダイアグ信号の情報ビットにスイッチ部３２及びグロープラグ２０の判定結果を割り当てることにより、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧が電気信号に重畳される期間を長くすることができる。
In addition, when the
また、常時ハイレベルを示すストップビットをダイアグ信号に含めた。これにより、ダイアグ信号のストップビットに対応する信号レベルから、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧を確実に取得することができる。
In addition, a stop bit that always indicates a high level is included in the diagnosis signal. Thereby, the voltage of the power supply path to the
また、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧がダイアグ信号に重畳されていない場合（ダイアグ信号のローレベル時）には、前回取得した上記電力供給経路の電圧（ダイアグ信号のハイレベル時のサンプル値）を今回の電力供給経路の電圧とする。このようにグロープラグ２０への電力供給経路の電圧を補完することにより、同電力供給経路の電圧が電気信号に重畳されていない場合であっても、この補完された電力供給経路の電圧に基づいてグロープラグ２０の温度を制御することができる。
Further, when the voltage of the power supply path to the
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
上記実施形態では、ＧＤＵ３０においてグロープラグ２０への電力供給経路の電圧をダイアグ信号に重畳させ、ＥＣＵ４０において信号線３６を介して上記電力供給経路の電圧を取得した。しかしながら、グロープラグ２０への電力供給経路の電圧は、同電力供給経路に接続された信号線や電源線を介して取得する限り、如何なる経路で取得してもよい。例えば、図７に示すように、グロープラグ２０への電力供給経路とＥＣＵ４０とを接続する専用ケーブル５０を設けて、同ケーブル５０を介して上記電力供給経路の電圧を取得してもよい。
In the above embodiment, the voltage of the power supply path to the
また、上記実施形態では、スイッチ部３２又はグロープラグ２０が正常である旨を示している場合に、ダイアグ信号の対応する情報ビットをハイレベルとし、スイッチ部３２又はグロープラグ２０が正常である旨を示している場合に、ダイアグ信号の対応する情報ビットをローレベルとした。しかしながら、スイッチ部３２又はグロープラグ２０が正常である旨を示している場合に、ダイアグ信号の対応する情報ビットをローレベルとし、スイッチ部３２又はグロープラグ２０が正常である旨を示している場合に、ダイアグ信号の対応する情報ビットをハイレベルとしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, when the
また、上記実施形態では、ダイアグ信号（ビット列を示す電気信号）に常時ハイレベルを示すストップビットは含めたが、ビット列に常時ハイレベルを示すビットを含めなくてもよい。また、常時ハイレベルを示すビットは、ストップビットに限定されず、例えば情報ビットに含めてもよい。 In the above-described embodiment, the stop bit that always indicates the high level is included in the diagnosis signal (electric signal indicating the bit string), but the bit string that always indicates the high level may not be included. Further, the bit that always indicates a high level is not limited to a stop bit, and may be included in, for example, an information bit.
また、上記実施形態では、通電制御信号のデューティのベース値をグロープラグ２０の電力供給経路の電圧に基づいて補正することで、その最終値を算出した。しかしながら、グロープラグ２０の電力供給経路の電圧から、通電制御信号のデューティの最終値を直接算出してもよい。
In the above embodiment, the final value is calculated by correcting the base value of the duty of the energization control signal based on the voltage of the power supply path of the
また、内燃機関はディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関に限定されない。すなわち、ガソリン機関等の火花点火式内燃機関であっても、低温状態での始動時に燃料の着火性の低下を補償するために燃焼室内に発熱体を設ける場合には、その温度制御に本発明を適用することは有効である。また、電源はバッテリに限定されず、例えば発電機や燃料電池でもよい。 The internal combustion engine is not limited to a compression ignition type internal combustion engine such as a diesel engine. That is, even in a spark ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine, when a heating element is provided in the combustion chamber in order to compensate for a decrease in the ignitability of the fuel at the start in a low temperature state, the present invention is applied to the temperature control. It is effective to apply The power source is not limited to a battery, and may be a generator or a fuel cell, for example.
１０…ディーゼル機関（内燃機関）、１１…吸気通路、１２…吸気バルブ、１４…ピストン、１５…燃焼室、１６…燃料噴射弁、１７…クランク軸、１８…排気バルブ、１９…排気通路、２０…グロープラグ（発熱体）、２１…バッテリ（電源、二次電池）、２２…ハーネス（電力供給経路）、２３…ハーネス（電力供給経路）、２４…クランク角センサ、２５…水温センサ、３０…ＧＤＵ（発熱体駆動装置）、３１…スイッチ部、３２…異常検出部、３７…判定回路、３８…出力回路、４０…ＥＣＵ（制御装置）、３９…信号線
ＴＲ2…トランジスタ（スイッチング素子）。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記制御装置は、前記電力供給経路の電圧を取得し、その取得した電圧に基づいて前記発熱体駆動装置を制御することを特徴とする発熱体の温度制御システム。 A heating element that is provided in the combustion chamber of the internal combustion engine and generates heat according to the supplied power, a power source that supplies power to the heating element, and a power supply path from the power source to the heating element that passes through the power supply path A temperature control system comprising: a heating element driving device for intermittently energizing the heating element; and a control device for intermittently energizing the heating element by the heating element driving device so as to control power supplied to the heating element. In
The said control apparatus acquires the voltage of the said electric power supply path | route, and controls the said heat generating body drive device based on the acquired voltage, The temperature control system of the heat generating body characterized by the above-mentioned.
前記出力回路は、前記電気信号に前記電力供給経路の電圧を重畳させ、
前記制御装置は、前記出力回路により前記電気信号に重畳された前記電力供給経路の電圧に基づいて、前記発熱体駆動装置を制御する請求項１に記載の発熱体の温度制御システム。 In the temperature control system, wherein the heating element driving device has an output circuit that outputs an electrical signal to the control device,
The output circuit superimposes the voltage of the power supply path on the electrical signal,
2. The temperature control system for a heating element according to claim 1, wherein the control device controls the heating element driving device based on a voltage of the power supply path superimposed on the electrical signal by the output circuit.
前記出力回路は、前記判定回路により判定された前記発熱体駆動装置における異常の有無を示すビットを前記ビット列に含める請求項３に記載の発熱体の温度制御システム。 The heating element driving device further includes a determination circuit for determining presence or absence of abnormality in the device,
4. The heating element temperature control system according to claim 3, wherein the output circuit includes a bit indicating whether or not there is an abnormality in the heating element driving device determined by the determination circuit in the bit string. 5.
前記出力回路は、前記信号線とグランドとの接続を開閉するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子により前記信号線とグランドとの接続を開成させることで前記ビット列のビットをハイレベルとし、前記スイッチング素子により前記信号線とグランドとを閉成させることで前記ビット列のビットをローレベルとする請求項３から６のいずれか一項に記載の発熱体の温度制御システム。 A signal line for transmitting the electrical signal is connected to the power supply path;
The output circuit includes a switching element that opens and closes a connection between the signal line and the ground, and opens a connection between the signal line and the ground by the switching element so that a bit of the bit string is set to a high level. The temperature control system for a heating element according to any one of claims 3 to 6, wherein a bit of the bit string is set to a low level by closing the signal line and the ground by an element.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011017312A (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Denso Corp | Energizing control system |
| JP2014534373A (en) * | 2011-10-28 | 2014-12-18 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | Method and apparatus for measuring the surface temperature of a sheathed glow plug of an internal combustion engine |
-
2007
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