JPH01174987A - Detection system for disconnection of heating element - Google Patents
Detection system for disconnection of heating elementInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、発熱体の断線を検出する方式に関し、特に、
ディーゼルエンジンのグロープラグなどの断線検出に好
適に実施される断線検出方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for detecting disconnection of a heating element, and in particular,
The present invention relates to a disconnection detection method that is suitably implemented to detect disconnections in glow plugs and the like of diesel engines.
背景技術
ディーゼルエンジンを円滑に始動させるためには、主燃
焼室の上部の予燃焼室と称される副室中に設けられてい
るグロープラグと称される発熱体を必要とする。噴射さ
れた燃料の一部が副室内で点火され、それによって生じ
た圧力により残りの燃料が主燃焼室内へ噴出し、空気と
混合して完全燃焼する。しかし、燃焼室表面積の多い副
室式撚ｖｔ室を持つエンジンにおいては、空気の圧縮熱
がシリンダおよびシリンダヘッドに吸収されて燃料を点
火させるに必要な高温が得られない、そこで燃焼室内の
温度を上昇させるために、グロープラグが設けられてい
る。BACKGROUND ART In order to smoothly start a diesel engine, a heating element called a glow plug is required, which is provided in an auxiliary chamber called a pre-combustion chamber above the main combustion chamber. A portion of the injected fuel is ignited within the subchamber, and the resulting pressure causes the remaining fuel to be injected into the main combustion chamber, where it mixes with air and is completely combusted. However, in engines with a pre-chamber type twisted VT chamber with a large combustion chamber surface area, the heat of compression of the air is absorbed by the cylinder and cylinder head, making it impossible to obtain the high temperature necessary to ignite the fuel. A glow plug is provided to raise the
従来のグロープラグの制御は温度制御が主であり、たと
えばすでに出願された特願昭６１−２９８９０９号に示
されるように、グロープラグ１本あたりの消費電力が一
定となるようにグロープラグに流れる電流をオン／オフ
制御し、グロープラグの温度を制御している。グロープ
ラグの断線を検出するためには、グロープラグに流入す
る電流値を検出する必要がある。しかし電流検出用の抵
抗器をグロープラグと直列に接続すると、不必要な電力
を消費するので、−ｍにグロープラグの断線検出は行わ
れていない。Conventional glow plug control mainly involves temperature control, and as shown in Japanese Patent Application No. 61-298909, which has already been filed, for example, the power that flows through the glow plug is kept constant so that the power consumption per glow plug is constant. It controls the on/off of the current and the temperature of the glow plug. In order to detect disconnection of the glow plug, it is necessary to detect the value of the current flowing into the glow plug. However, if a resistor for current detection is connected in series with the glow plug, unnecessary power will be consumed, so that disconnection of the glow plug is not detected in -m.
発明が解決すべき問題点
このような先行技術においては、グロープラグの断線は
、運転者にとって認識されに＜＜、断線が発生すると、
その断線した気筒の予熱が行われなくなり、始動性能の
低下や不完全燃焼による黒煙の発生が生じる。Problems to be Solved by the Invention In such prior art, when a glow plug disconnection occurs, the driver is not aware of it.
Preheating of the disconnected cylinder is no longer performed, resulting in poor starting performance and generation of black smoke due to incomplete combustion.
本発明の目的は、消費電力を増加させることなしに発熱
体の断線検出を行う検出方式を提供することにある。An object of the present invention is to provide a detection method that detects disconnection of a heating element without increasing power consumption.
問題点を解決するための手段
本発明は、電源にそれぞれ並列に接続され、それぞれが
一定電力であるようにデユーティ制御される複数の発熱
体の断線を検出する方式であって、ソースが前記複数の
発熱体に対して共通に接続される任意の数のトランジス
タからなる第１のトランジスタ群と、ソースが抵抗体を
介し、前記発熱体に対して共通に接続される任意の数の
トランジスタからなる第２のトランジスタ群を含み、該
第１および第２のトランジスタ群のドレインおよびゲー
トが全て共通に接続されている半導体電流制御素子とを
備え、
該抵抗体と前記発熱体とへの印加電圧の各平均値を比較
することによって該発熱体の断線を検出するようにした
ことを特徴とする発熱体の断線検出方式である。Means for Solving the Problems The present invention is a method for detecting disconnection of a plurality of heating elements connected in parallel to a power source and duty controlled so that each has a constant power, wherein the source is connected to the plurality of heating elements. a first transistor group consisting of an arbitrary number of transistors commonly connected to the heating element; and an arbitrary number of transistors whose sources are commonly connected to the heating element through a resistor. a semiconductor current control element including a second group of transistors, the drains and gates of the first and second groups of transistors are all connected in common; This is a method for detecting disconnection of a heating element, characterized in that disconnection of the heating element is detected by comparing respective average values.
作 用
本発明においては、電源に並列に接続された複数の発熱
体は、電源と発熱体との間に介在する半導体電流制御素
子によって各発熱体に与えられる電力がそれぞれ一定に
なるようにデユーティ制御される。Function In the present invention, the plurality of heating elements connected in parallel to the power source are set to a duty cycle so that the power given to each heating element is constant by the semiconductor current control element interposed between the power source and the heating element. controlled.
半導体電流制御素子は第１および第２のトランジスタ群
によって構成され、第１のトランジスタ群のソースは発
熱体へ直接接続され、一方、第２のトランジスタ群は抵
抗体を介して発熱体に接続されている。この抵抗体の両
端電圧の平均値と発熱体への印加電圧の平均値とが比較
され、その比較結果より発熱体の断線が検出される。The semiconductor current control element is constituted by first and second transistor groups, the source of the first transistor group is directly connected to the heating element, while the second transistor group is connected to the heating element via a resistor. ing. The average value of the voltage across the resistor and the average value of the voltage applied to the heating element are compared, and a disconnection of the heating element is detected from the comparison result.
実施例
第１図は本発明の一実施例を実現する構成を示す電気回
路図である。半導体電流制御素子１は後述するように第
１、第２のトランジスタ群からなるセンスＦＥＴによっ
て構成されており、そのドレインＤには、グロープラグ
ＧＰに電力を供給する電源２の正極が接続され、ソース
Ｓにはディーゼルエンジンの燃焼室の各副室に設けられ
ているグロープラグＧＰＩ〜ＧＰ４に接続されている。Embodiment FIG. 1 is an electrical circuit diagram showing a configuration for realizing an embodiment of the present invention. As will be described later, the semiconductor current control element 1 is constituted by a sense FET consisting of a first and second transistor group, and its drain D is connected to the positive electrode of a power source 2 that supplies power to the glow plug GP. The source S is connected to glow plugs GPI to GP4 provided in each auxiliary chamber of the combustion chamber of the diesel engine.
本実施例では、４気筒のディーゼルエンジンについて説
明しているが、他の気筒数の場きには、その気筒数のグ
ロープラグが設けられている。Although this embodiment describes a four-cylinder diesel engine, glow plugs for other cylinder numbers are provided.
半導体電流制御素子１のゲートＧは、デユーティ制御回
路３の出力が接続され、センスＭにはセンス抵抗Ｒｓが
接続されている。センス抵抗Ｒ。The gate G of the semiconductor current control element 1 is connected to the output of the duty control circuit 3, and the sense M is connected to the sense resistor Rs. Sense resistance R.
の両端は増幅回路４の抵抗４１．４２に接続され、抵抗
４１の他端は演算増幅回路４３の正入力端子に、抵抗４
２の他端は演算増幅回路４３の負入力端子に接続されて
いる。抵抗４１の他端は抵抗４４を介して接地されてい
る。また抵抗４２の他端は抵抗４５を介して演算増幅回
路４３の出力に接続されている。Both ends of the resistor 41 are connected to the resistors 41 and 42 of the amplifier circuit 4, and the other end of the resistor 41 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier circuit 43.
The other end of 2 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier circuit 43. The other end of the resistor 41 is grounded via a resistor 44. The other end of the resistor 42 is connected to the output of the operational amplifier circuit 43 via a resistor 45.
増幅回路４の出力、すなわち演算増幅回路４３の出力は
積分器５に入力される。増幅回路４の出力は、抵抗５１
に接続され、抵抗５１の他端はコンデンサ５２の正極に
接続されている。抵抗５１とコンデンサ５２とによって
積分回路が構成されている。抵抗５３はコンデンサ５２
に充電された電荷を放電する抵抗である。The output of the amplifier circuit 4, that is, the output of the operational amplifier circuit 43, is input to the integrator 5. The output of the amplifier circuit 4 is connected to the resistor 51
The other end of the resistor 51 is connected to the positive electrode of the capacitor 52. A resistor 51 and a capacitor 52 constitute an integrating circuit. Resistor 53 is capacitor 52
It is a resistor that discharges the electric charge that has been charged.
グロープラグＧＰに印加される電圧は、積分器６に与え
られる。積分器６は抵抗６１、コンデンサ６２、抵抗６
３によって構成されている。抵抗６１およびコンデンサ
６２によって積分回路が構成され、抵抗６３はコンデン
サ６２に充電された電荷を放電するための抵抗である。The voltage applied to the glow plug GP is applied to an integrator 6. Integrator 6 includes resistor 61, capacitor 62, and resistor 6.
It is composed of 3. The resistor 61 and the capacitor 62 constitute an integrating circuit, and the resistor 63 is a resistor for discharging the charge stored in the capacitor 62.
積分器５の出力と積分器６の出力とは、比較器７に入力
され、電圧が比較される。比較器７の出力は、出力端子
８に接続されている。The output of the integrator 5 and the output of the integrator 6 are input to a comparator 7, and the voltages are compared. The output of comparator 7 is connected to output terminal 8.
グロープラグＧＰに印加される電圧は、積分器６に与え
られるとともに、デユーティ制御回路３に与えられ、半
導体電流制御素子１を制傳するデユーティ比が演算され
る。The voltage applied to the glow plug GP is applied to an integrator 6 and also to a duty control circuit 3, where a duty ratio for controlling the semiconductor current control element 1 is calculated.
第２図は、半導体電流制御素子１の動作を説明するため
の等１ｉｉ電気回路図である。電界効果トランジスタＱ
Ｏ−Ｑｎは同一の半導体チップ上に構成されており、各
電界効果トランジスタＱＯ−Ｑｎは同一の電気的特性を
有している。ゲートＧは各電界効果トランジスタＱＯ〜
ＱｎのゲートＧＯ〜Ｇｎに接続されている。ドレインＤ
は各電界効果トランジスタＱ Ｏ−Ｑ ｎのドレインＤ
Ｏ〜Ｄｎに接続されている。センスＭは第２のトランジ
スタ群を構成する電界効果トランジスタＱＯのソースＳ
Ｏに接続され、ソースＳは第１のトランジスタ群を構成
する電界効果トランジスタＱ１〜Ｑｎのソースに接続さ
れている。FIG. 2 is an electrical circuit diagram for explaining the operation of the semiconductor current control device 1. As shown in FIG. Field effect transistor Q
O-Qn are constructed on the same semiconductor chip, and each field effect transistor QO-Qn has the same electrical characteristics. Gate G is each field effect transistor QO~
It is connected to the gates GO to Gn of Qn. Drain D
is the drain D of each field effect transistor Q O−Q n
Connected to O~Dn. Sense M is the source S of the field effect transistor QO that constitutes the second transistor group.
The source S is connected to the sources of field effect transistors Q1 to Qn constituting the first transistor group.
このように構成されている半導体電流制御素子１を用い
て、トレインＤに流入する電流■。を求める方法につい
て説明する。半導体電流制御素子１のセンスＭにセンス
抵抗Ｒ，を接続し、他端をソースＳとともにグロープラ
グＧＰに接続する。A current (2) flows into the train D using the semiconductor current control element 1 configured as described above. We will explain how to find it. A sense resistor R is connected to the sense M of the semiconductor current control element 1, and the other end is connected to the glow plug GP together with the source S.
半導体電流制御素子１のゲートＧにハイレベルの電圧を
印加すると、電界効果トランジスタＱＯ〜Ｑｎはオンし
、各ドレインＤ ｒｌとソースＳｎの間の抵抗値は極め
て小さくなる。When a high-level voltage is applied to the gate G of the semiconductor current control element 1, the field effect transistors QO to Qn are turned on, and the resistance value between each drain Drl and source Sn becomes extremely small.
ゲートＧにハイレベルの電圧を印加したときの半導体電
流制御素子１の等価電気回路図を第３図に示す、抵抗ｒ
Ｏ〜ｒｎはオン時におけるそれぞれドレイン・ソース間
抵抗を示し、電界効果トランジスタＱＯ〜Ｑｎは電気的
に等しく構成されているので、抵抗ｒＯ〜ｒｎの抵抗値
はすべて等しい、抵抗ｒ Ｏ−ｒ ｎの抵抗値をｒとし
、ドレインＤに流入するトレイン電流をＩｌ）とし、さ
らにセンスＭに接続されているセンス抵抗Ｒ，の抵抗値
をＲｓとすると、トランジスタＱＯとセンス抵抗Ｒとに
よる電圧降下と、トランジスタＱ１〜Ｑｎによる電圧降
下とは等しくなるので、第１式が成立する。An equivalent electric circuit diagram of the semiconductor current control element 1 when a high level voltage is applied to the gate G is shown in FIG.
O~rn indicate the resistance between the drain and source when on, and since the field effect transistors QO~Qn are electrically configured equally, the resistance values of the resistors rO~rn are all equal, and the resistance r O−r n If the resistance value of is r, the train current flowing into the drain D is Il), and the resistance value of the sense resistor R connected to the sense M is Rs, then the voltage drop due to the transistor QO and the sense resistor R is , and the voltage drops caused by the transistors Q1 to Qn are equal, so the first equation holds true.
−・（Ｉｎ Ｉｇ） ＝ （ｒ ＋Ｒｓ＞ ・Ｉｓ・
・・（１）
第１式からセンス電流Ｉ５を求め、センス抵抗Ｒ８の両
端電圧を■８とすると、センス電圧■、は第２式により
求められる。−・(In Ig) = (r + Rs> ・Is・
...(1) If the sense current I5 is found from the first equation and the voltage across the sense resistor R8 is 8, then the sense voltage (2) is found from the second equation.
エ
センス電圧■８は、増幅回路４で増幅され、積分器５に
入力される。積分器５の出力電圧■。は半導体電流制御
素子１をオン、／オフする割合であるデユーティ比をＡ
とすると、第３式により求められる。The essence voltage ■8 is amplified by the amplifier circuit 4 and input to the integrator 5. Output voltage of integrator 5■. is the duty ratio, which is the rate at which the semiconductor current control element 1 is turned on/off, is A
Then, it is determined by the third equation.
■。” Ａ ’ Ｖ ｓ ・・・
（３）グロープラグ１本に流れる電流をＩＬとし、グロ
ープラグがｍ本であると、ドレイン電流１．は第４式で
示される。■. ”A'Vs...
(3) Let IL be the current flowing through one glow plug, and if there are m glow plugs, the drain current is 1. is shown by the fourth equation.
Ｉ ｏ＝ｍ ＋ Ｉ Ｌ −（４）
ここで第４式を第２式に代入し、さらに第２式を第３式
に代入すると、積分器５の出力電圧である■ｏは第５式
により求められる。ここに係数Ｂは第６式に示されると
おりである。Io=m+IL-(4)
Here, by substituting the fourth equation into the second equation, and further substituting the second equation into the third equation, the output voltage of the integrator 5, ■o, can be obtained from the fifth equation. Here, the coefficient B is as shown in Equation 6.
Ｖｏ＝ｍ−Ｂ ・・・（５）次に
、グロープラグＧＰに与えられる供給電圧をＶ。Ｐとす
ると、積分器６の出力電圧■。は、デユーティ比がＡで
あるので、第７式により求められる。Vo=m-B (5) Next, let V be the supply voltage given to the glow plug GP. If P, the output voltage of the integrator 6 is ■. Since the duty ratio is A, it is determined by the seventh equation.
■。＝Ａ・■。２ ・・・（７）次
に、第８式に示される関係が成立するように増幅回路４
のゲインが調整され、第８式における定数Ｉくが設定さ
れる。■. =A・■. 2...(7) Next, the amplifier circuit 4 is adjusted so that the relationship shown in equation 8 holds.
The gain of is adjusted, and the constant I in the eighth equation is set.
ｒｎ −Ｂ ・ Ｋ ＞ Ｖｃ＞
（ｍ −１＞ ・ Ｂ −Ｋ・・・（８
）
グロープラグＧＰはデユーティ制御回路によって一定電
力が供給されており、その温度は一定であるため、その
抵抗値はほぼ一定となり、グロープラグＧＰがすべて正
常に動作している場合には、第８式の不等式が成立する
。グロープラグＧＰの１本以上が断線すると、第８式の
不等式が成立せず、第９式の不等式が成立する。rn-B・K>Vc>
(m −1> ・B −K...(8
) Since the glow plug GP is supplied with constant power by the duty control circuit and its temperature is constant, its resistance value is almost constant.If all the glow plugs GP are operating normally, the 8th The inequality in Eq. If one or more of the glow plugs GP is disconnected, the inequality in Equation 8 does not hold, and the inequality in Equation 9 does not hold.
■。く（ｍ−１） ・Ｂ−Ｋ ・・・（９）以
上のように、第８式の不等式の成立関係を求めることに
より、グロープラグの断線状態を検出することができる
。■. (m-1) ・B-K (9) As described above, by finding the relationship that holds the inequality of Equation 8, it is possible to detect the disconnection state of the glow plug.
比較器７は積分器５および積分器６からの出力電圧を比
較し、出力端子８に断線検出信号を送出する。Comparator 7 compares the output voltages from integrator 5 and integrator 6, and sends a disconnection detection signal to output terminal 8.
出力端子８は、たとえばスピーカあるいは点滅ランプな
どによって実現される警報手段（図示せず）に接続され
、運転者にグロープラグＧＰの断線を通報する。The output terminal 8 is connected to an alarm means (not shown) realized by, for example, a speaker or a flashing lamp, and notifies the driver of a disconnection of the glow plug GP.
以上のように本実施例が構成されているので、運転者は
ディーゼルエンジン内に設けられているグロープラグＧ
Ｐの断線検出を容易に、かつ迅速に認知することができ
る。Since this embodiment is configured as described above, the driver can use the glow plug G installed in the diesel engine.
Detection of disconnection of P can be easily and quickly recognized.
なお、本実施例では第２のトランジスタ群を１つの電界
効果トランジスタによって構成したが、複数個の電界効
果トランジスタによって構成してもよい。Although the second transistor group is composed of one field effect transistor in this embodiment, it may be composed of a plurality of field effect transistors.
効 果
以上のように本発明に従えば、第１および第２のトラン
ジスタ群から構成される半導体電流制御素子を用いて、
発熱体への供給電流値を検出するので、消！ｔ１！力を
増加させることなしに発熱体の断線を検出することがで
きる。Effects According to the present invention as described above, using the semiconductor current control element composed of the first and second transistor groups,
It detects the current value supplied to the heating element, so it turns off! t1! A break in the heating element can be detected without increasing force.
第１図は本発明の一実施例の電気回路図、第２図は半導
体電流制御素子１を説明するための等価電気回路図、第
３図は第２図の電界効果トランジスタがオンした場合の
等価電気回路図である。
１・・・半導体電流制御素子、２・・・電源、３・・・
デユーティ制御回路、４・・・増幅回路、５．６・・・
積分器、７・・・比較器FIG. 1 is an electric circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent electric circuit diagram for explaining the semiconductor current control device 1, and FIG. 3 is an electric circuit diagram of an embodiment of the present invention. It is an equivalent electric circuit diagram. 1... Semiconductor current control element, 2... Power supply, 3...
Duty control circuit, 4... Amplification circuit, 5.6...
Integrator, 7... comparator
Claims (1)
あるようにデューティ制御される複数の発熱体の断線を
検出する方式であつて、 ソースが前記複数の発熱体に対して共通に接続される任
意の数のトランジスタからなる第１のトランジスタ群と
、ソースが抵抗体を介し、前記発熱体に対して共通に接
続される任意の数のトランジスタからなる第２のトラン
ジスタ群を含み、該第１および第２のトランジスタ群の
ドレインおよびゲートが全て共通に接続されている半導
体電流制御素子とを備え、 該抵抗体と前記発熱体とへの印加電圧の各平均値を比較
することによつて該発熱体の断線を検出するようにした
ことを特徴とする発熱体の断線検出方式。[Claims] A method for detecting disconnection in a plurality of heating elements connected in parallel to a power source and duty-controlled so that each has constant power, the source being connected to the plurality of heating elements A first transistor group consisting of an arbitrary number of transistors connected in common, and a second transistor group consisting of an arbitrary number of transistors whose sources are commonly connected to the heating element through a resistor. and a semiconductor current control element in which the drains and gates of the first and second transistor groups are all connected in common, and each average value of the voltage applied to the resistor and the heating element is compared. A method for detecting disconnection of a heating element, characterized in that a disconnection of the heating element is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332321A JPH01174987A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Detection system for disconnection of heating element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332321A JPH01174987A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Detection system for disconnection of heating element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01174987A true JPH01174987A (en) | 1989-07-11 |
Family
ID=18253657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332321A Pending JPH01174987A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Detection system for disconnection of heating element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01174987A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756083A1 (en) * | 1995-07-27 | 1997-01-29 | Sagem Sa | Control circuit for glow plugs of diesel engine |
| JP2008286164A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug disconnection detection device and glow plug power supply control device with disconnection detection function |
| JP2008286166A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Glow plug energization control device with wire severance detecting function |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62332321A patent/JPH01174987A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2737259A1 (en) * | 1995-07-27 | 1997-01-31 | Sagem | DIESEL ENGINE GLOW PLUG CONTROL CIRCUIT |
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