JPS6011233B2

JPS6011233B2 - グロ−プラグの制御回路

Info

Publication number: JPS6011233B2
Application number: JP55031048A
Authority: JP
Inventors: 豊久保田; 仁杉本
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1985-03-23
Also published as: US4350876A; JPS56126673A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、グローブラグの印加電圧を制御する制御回路
に関する。

ディーゼルエンジンの冷寒始動時において、、始動を良
好にさせる目的で従来よりグローブラグによる燃焼室の
加熱が行われている。

グローブラグへの通電は、エンジン始動過程における各
段階、すなわち始動前、始動中、始動後の各段階でグロ
ーブラグの温度が一定になるように制御するのが望まし
いが、従釆のこの種の技術においては、必ずしも適切に
なされていなかった。例えば特関昭５４−１１２４２８
号公報に示されている技術では、始動前、始動中のみグ
ローブラグへ通電する構成となっているため、始動直後
における排気ガス対策等は何等考慮されていない。また
、実関昭５４一１４７３４び号公報に開示されている技
術は、一応前述の各段階においてグローブラグへ通電し
ているが、各段階におけるバッテリ電圧の変動によるグ
ローブラグ温度の変動は何等考慮されていない。すなわ
ち、始動前においてはグローブラグへ通電することによ
りバッテリ電圧が低下し、始動中においては、グローブ
ラグ及びスタータモータへの通電によりさらに低下し、
始動後においては、発電機によりバッテリが充電される
ため前述の２段階よりもバッテリ電圧はかなり上昇する
。従って、前記実開昭５４−１４７３４び号公報記載の
装置では、始動中の加熱不足あるいは始動後のグローブ
ラグの過熱、断線が起こる恐れがある。本発明は、前述
の従来装置の欠点に鑑みなされたもので、その目的は、
ディーゼルエンジンの始動過程におけるグローブラグの
印加電圧を各段階において制御し、グローブラグの温度
を最適に保持できるようにしたグローブラグの制御回路
を提供することにある。

本発明はこのような目的達成のために、グロ−プラグと
電源との間に接続された第１スイッチと、第２スイッチ
と抵抗体より成り前記第１スイッチに並列に接続された
直列回路と、グローブラグの温度を検出しこれが所定の
第１基準レベルより小さいとき前記第１スイッチをオン
し前記第１基準レベルより大きい所定の第２基準レベル
に達したとき前記第１スイッチをオフする急速通電回路
と、キースィッチがＳＴ位置のとき前記第２スイッチを
オンする回路と、キースイツチがＳＴ位置からＯＮ位置
に切換わったときに作動を開始し所定時間前記第２スイ
ッチをオンするアフターグロ‐回路と該アフターグロー
回路の作動中は前記急速通電回路を不作動とする回路と
を備えることを、特徴とするものである。

このような構成によると、始動前急速通電回路によりグ
ローブラグに電源電圧を印放して急速に始動可能な温度
（第２基準レベル）に到達させる。始動中においては、
電源より抵抗体を介してグローブラグに低電圧を印加し
てグローブラグを保温すると共に、グロ−プラグ温度が
所定の第１基準レベルより低下した場合は、前記急速通
電回路によりグローブラグに直接電源電圧を印加するよ
うにしてグローブラグの温度低下を抑え、ほぼ所定温度
に維持する。そして、始動後においては、電源より抵抗
体を介してグローブラグに所定時間通電し、排気ガスの
悪化を防止する。さらに本発明においては、始動後のグ
ローブラグへの通電を、少なくとも車両のギャがニュー
トラル以外に入れられたとき停止するように構成するこ
とにより、車両が運転されているときグローブラグへの
通電を停止し、グローブラグの過熱を有効に防止するこ
とができる。

さらにまた本発明においては、第１スイッチが関となる
グローブラグ温度の基準レベルを、始動前に小さく、始
動中に大きくなるように設定することにより、始動中グ
ローブラグに燃料が吹き付けられてグローブラグの放熱
が大きくなり、グローブラグの平均温度が低下して始動
性が悪化するのを防止できる。

以下本発明を図面に従って実施例で説明する。

第１図において、バッテリ１の（十）端子に接続した配
線２をキースィツチ３の一端と、常関のりレースイツチ
４の一端と、該リレースイッチ４のリレーコイル４ｃの
一端とに接続する。リレースイッチ４の他端は小さな抵
抗温度係数をもつ抵抗５を介してエンジンの燃焼室ごと
に設けられたグローブラグ６，７，８，９の各一方の様
子に接続し、グローブラグ６〜９の各他方の端子はバッ
テリ１の（一）端子に接続したアース配線１川こ後続す
る。リレーコイル４ｃの池端は常関のりレースィツチ１
１を介してアース配線１０に接続する。キースィッチ３
の他端はＯＦＦ位置、ＯＮ位置、ＳＴ位置に切換可能で
、ＯＮ接点及びＳＴ接点に共通の配線１２を接続し、別
のＳＴ接点に配線１３を接続する。

前記抵抗５の一端５ａとアース配線１０との間に抵抗１
６と１７とを直列に介挿し、抵抗１６，１７間の接続点
をコンパレータ１８の（一）側入力端子に接続する。抵
抗５の他端５ｂとアース配線１０との間には抵抗１９と
２０とを直列に介挿し、抵抗１９，２０間の接続点をコ
ンパレータ１８の（十）側入力端子に接続する。配線１
２とアース配線１０との間には抵抗２１と２２とを直列
に介挿し、抵抗２１，２２間の接続点をダイオード２３
を介してコンパレータ１８の（十）側入力端子に接続す
る。また、配線１２とコンパレータ１８の出力端子との
間に抵抗２４と２５とを直列に介挿し、抵抗２４，２５
間の接続点をトランジスタ２６のベース端子に接続する
。トランジスタ２６のコレクタ端子は前記リレ−スイッ
チ１１のリレーコイル１１ｃを介してアース配線１０に
接続する。そして、コンパレータ１８の（−）側入力端
子をダイオード２７と抵抗２８とを直列に介してトラン
ジスタ２６のコレクタ端子とりレーコイル１１ｃとの接
続点に接続する。さらに、配線１２とアース配線１０と
の間にダイオード２９と３０と抵抗３１とを直列に介挿
し、ダイオード３０と抵抗３１との接続点をトランジス
タ２６のェミツタ端子に接続する。ダイオード２９，３
０間の接続点はトランジスタ３２のェミッタ端子に接続
し、該トランジスタ３２のコレクタ端子は抵抗３３とコ
ンデンサ３４とを直列接続してなるトリガ回路３５を介
してアース配線１０１こ接続する。

そして、前記トランジスタ２６のベース端子と、トラン
ジスタ３２のコレクタ端子とトリガ回路３５との接続点
とを配線３６により短絡させる。また、配線１２とアー
ス配線１０との間に抵抗３７とダイオード３８と抵抗３
９と水温スイッチ４０とを直列に介挿し、抵抗３７とダ
イオード３８との接続点をトランジスタ３２のベース端
子に接続する。

水温スイッチ４０は機関冷却水温度が所定値以上のとき
オンとなるものである。そしてキースィッチ３のＳＴ接
点に接続した配線１３をダイオード４１を介してダイオ
ード３８と抵抗３９との接続点に接続する。接続点５ａ
には抵抗１５の一端を接続し、この抵抗１５の池端は、
リレー５０で制御される接点５０ａを介して、電源１の
（十）側に接続する。

リレー５川まベース側がＳＴ接点に接続されたトランジ
スタ５１に接続する。上記トランジスタ５１のベース側
は抵抗５２と５３との接続点に接続し、抵抗５２には抵
抗５９及びダイオード５４を介してキースィッチ３のオ
ン接点を接続する。抵抗５９とダイオード５４との接続
点にはそれぞれダイオード５５を介して車両のギヤスイ
ツチ７０、水温スイッチ４０、レギュレータスィツチ５
８を接続すると共に、タイマー５６の出力で制御される
トランジスタ５７を接続する。上記タイマー５６はキー
スィツチ３がＳＴ接点より離れてＯＮとなった時に始動
して所定時間Ｌレベルの信号を出力し、作動終了後はＨ
レベルの信号を出力してトランジスタ５１をオンする。
また、ギヤスイツチ７０は、車両のギヤがニュートラル
のときオフ、それ以外のときオンとなり、レギュレータ
スィッチ５８は、車両に付属の発電機が所定レベル以上
発電しているときにオフ、所定レベル以下のときオンと
なる。なお、８０はチャージランプである。次に、キー
スィッチ３のＳＴ接点はダイオード６０を介してトラン
ジスタ６１のベースに接続し、トランジスタ６１のコレ
クタ側には抵抗６２，６３を接続し、トランジスタ６４
のコレクタはダイオード６５と抵抗６６との接続点に接
続し、またトランジスタ６４のベースは抵抗６２と６３
との接続点に接続する。

ここで、トランジスタ６４がオンの場合実質的に抵抗６
６が無視されて、コンバレ−夕１８の動作レベルをグロ
ーブラグの温度の下限値を８０ぴ０程度に設定する如く
なされる。また、コンパレータ１８の（一）側入力様子
は抵抗６７を介してトランジスタ６８のコレクタに接続
し、このトランジスタ６８のベースはトランジスタ６９
のコレクタに接続する。上記トランジスタ６９のベース
はＳＴ接点に接続する。

ここで、上記抵抗２８，６６及び６７はコンパレータ１
８の（一）側の電位を所定レベルに設定する場合に用い
るもので、例えばリレーコイル１１ｃが励磁されていな
いときトランジスタ６４がオンするとダイオード６５が
オフとなることにより抵抗６６は除外されることに相当
して抵抗２８だけ接続されるのでコンパレータの（一）
側の基準電位が上昇し、またトランジスタ６４がオフと
なると（一）側の基準電位は低下する。かかる構成にお
いて、第２図ａ〜ｄの動作及び温度特性図を用いて動作
を説明すると、機関低温時（水温スイッチ・４０がオフ
のとき）は、キースイツチ３をＯＮ位置にすると、ダイ
オード２９，３０、トランジスタ２６のエミツタ、ベー
ス、トリガ回路３５の経路でトランジスタ２６のベース
電流が流れるため、トランジスタ２６がオンし、リレー
スイッチ１１のリレーコイル１１ｃに通電されて該スイ
ッチ１１がオンする。これにより、リレースイッチ４の
リレーコイル４ｃにも通電されて該スイッチ４がオンし
、グローブラグ６〜９に小さな抵抗温度係数をもつ抵抗
５を介してバツテリ電圧が印加される。ここで、グロー
ブラグ６〜９の発熱体は大きな正の抵抗温度係数をもつ
抵抗素子例えばＮｉで構成してあり、その抵抗値は常温
で０．１０／１本程度であり、抵抗５の抵抗値も０．０
０７０程度と４・さいため、グローブラグ６〜９は急速
に加熱され、発熱体の抵抗値もそれに従って増大する。

グローブラグ６〜９の温度が低いときにはグローブラグ
６〜９の通電電流が大きいため抵抗５による電圧降下が
大きく、コンパレータ１８の出力はＬレベルとなる。コ
ンパレータ１８の出力がＬレベルになることにより、ト
ランジスタ２６はオン状態を維持する。従ってトリガ回
路３５の時定数は、キースィッチ３をＯＮ位置にしてか
らコンパレータ１８の出力がＬレベルになるまでの間ト
ランジスタ２６をオン状態を維持するように設定される
。そして５ｂで示される点の電位が上昇し、グローブラ
グ６〜９の表面温度が約９００ｏｏに相当する発熱体の
抵抗値に達すると、今までＬレベルであったコンパレー
タ１８の出力がＨレベルに変化するよう抵抗１６，１７
，１９，２０が選定されているため、コンパレータ１８
の出力を受けてトランジスタ２６が強制的にオフされ、
その結果リレースイッチ１１がオフ、従ってリレースイ
ッチ４もオフとなり、グローブラグ６〜９への通電が阻
止されてグローブラグ６〜９の温度は徐々に低下する。
リレースイッチ４がオフとなることにより「コンパレー
タ１８の（一）側入力電圧はアース配線１０の電位と等
しくなるが、コンパレータ１８の（十）側入力端子には
抵抗２１，２２及びダイオード２３により所定電位が印
加されるため、キースィッチ３をＯＮ位置に放置した状
態でもコンパレ−夕１８の出力はＨレベルを保持し、従
ってトランジスタ２６も遮断状態を維持するため、再度
グローブラグ６〜９への通電が行われるようなことはな
い。次に、キースィッチ３をＳＴ位置に切換えると、図
外のスタータモータが駆動され始めると共に、トランジ
スタ５１がオンとなってリレー５０が励磁され、接点５
０ａがオンとなるので、グローブラグ６〜９には電源か
ら接点５０ａ、電圧降下用の抵抗１５を介して低電圧が
印加される。

これによりグローブラグ６〜９の温度の低下する速度は
小さくなる。グローブラグ６〜９への通電により、抵抗
５の両端５ａ，５ｂに電圧が発生するが、トランジスタ
２６がオフとなっているため、コンパレータ１８の（一
）側入力端子は、ダイオード２７、抵抗２８及びリレー
コイル１１ｃを介してアース配線１０と接続されている
。従って、コンパレータ１８の（一）側入力端子は所定
レベル低下させられる。このときのコンパレータ１８の
（一）側入力端子は、例えばグローブラグ温度が８００
ｑｏのときのコンパレータ１８の（十）側入力端子と等
しくなるように設定されている。なお、この場合ダイオ
ード６０を介してトランジスタ６１がオンで、これによ
りトランジスタ６４がオンとなっているので、ダイオー
ド６５がオフとなり実質的に抵抗６６は鱒視される。グ
ローブラグ６〜９が所定の温度（例えば８００００）ま
で低下すると、接続点５ｂの電位が低くなってコンパレ
−夕１８の出力がＬレベルとなり、リレースイッチ１１
がオンとなって、再びリレースイッチ４がオンとなり、
グローブラグ６〜９の発熱温度は急速に上昇する。この
場合、トランジスタ６９がオンとなっているのでトラン
ジスタ６８はオフであり、抵抗６７は無視される。従っ
てコンパレータ１８の（一）側入力電圧は、前述のキー
スィッチ３がＯＮ位置のときの電圧より所定レベル上昇
させられる。これはスタータモータが駆動されることに
より燃料がグローブラグ６〜９へ吹き付けられ、グ。ー
プラグ６〜９の放熱が大となってグローブラグ温度の平
均値が低下するのを防止するためである。発熱温度が上
昇してコンパレータ１８の（十）側入力電圧が（一）側
入力電圧よりも大きくなると、コンパレータ１８の出力
はＨレベルとなるので再びリレースイッチ４がオフとな
り、グローブラグ６〜９には抵抗１５を介して通電され
、発熱温度が低下する。

このような動作を繰返すことにより、キースィッチ３力
＄Ｔ接点にある間はグローブラグ６〜９の保温が行われ
る。

次にエンジンが始動したことによりキースィツチ３をＳ
Ｎ酸点よりＯＮ接点に切換えるとトランジスタ６１がオ
フとなりトランジスタ６４がオフとなるので実質的に抵
抗６６が抵抗２８に並列に接続されてコンパレータ１８
の（一）入力側の基準電圧が引き下げられる。

この電圧は、抵抗２１，２２及びダイオード２３により
与えられるコンパレータ１８の（十）側入力電圧よりも
低くなるように設定してあるので、コンパレー夕１８の
出力はＨレベル状態を保持し、リレースイッチ４を常に
オフとする。一方、エンジンが始動したため、レギュレ
ータスイツチ５８がオフとなり、トランジスタ５１には
抵抗５９、ダイオード５４及び抵抗５２を介してベース
電流が流れ、トランジスタ５１はオン状態を維持して、
グローブラグ６〜９は抵抗１５のみを介して通電され、
一定の温度、例えば６５０℃の温度を保持する。

このエンジン始動後のグ。−プラグへの通電は冷却水温
が低いときの燃焼状態を良好にし、黒煙の発生、異常振
動の発生等を抑えることができる。ここで、機関冷却水
温度が一定値以上となって水温スイッチ４０がオンとな
ることにより、または車両のギャを入れて走行する際ギ
ヤスイツチ７０がオンとなることによりトランジスタ５
１はオフとなるので、グローブラグ６〜９への通電が停
止され温度は降下する。

またキースィッチ３をＳｎ俊点よりＯＮ接点に切換えた
際に動作するタイマー５６の出力によっても時間が十分
経過した後にトランジスタ５１がオフされる。なお、キ
ースィッチ３をＳＴ接点よりＯＮ接点に切換えたとき、
エンジンが始動しなかった場合は、レギュレータスイッ
チ５８はオンのままであり、従ってトランジスタ５１を
オフにして、グローブラグ６〜９への不必要な通電を行
わないようにしている。第３図は本発明によるグローブ
ラグの制御回路の他の実施例を示す回路図であり、特に
主要部分を示すもので、この回路図において７１は（一
）入力側が抵抗７２と７３の接続点に接続され、（十）
入力側が抵抗７４と７５の接続点及びダイオード８０の
カソード側に接続され、出力側が抵抗７６と７７との直
列回路に接続された異常温度検出用のコンパレータであ
り、抵抗７２は第１図で示す接続点５ａに、抵抗７４は
接続点５ｂに接続し、抵抗７６と７７との接続則ま、コ
レクタ側がダイオード７９を介して第１図に示すダイオ
ード５４と抵抗５９との接続点に接続されたトランジス
タ７８のベースに接続する。また抵抗８１，８２の接続
点はダイオード８０のアノード‘こ接続され、、抵抗８
１の他端はキースィッチ３のＯＮ接点に接続される。以
上の構成によれば、グローブラグ６〜９が例えば１００
０００以上の異常温度となった場合、コンパレータ７１
の（十）入力側の電位が（一）入力側の基準電位よりも
上昇して、その出力がＨレベルとなるので、トランジス
タ７８がオンとされ、トランジス夕５１がオフとされグ
ローブラグ６〜９への入力供給が停止され温度が降下し
グローブラグ６〜９の耐久寿命が延長され得る。

以上説明したように本発明によれば、グローブラグが始
動に通した温度に達した後はキースィッチのスタート位
置で抵抗を介してグローブラグに通電するとともに、こ
の抵抗接続にもとづく温度低下を一定の値で抑えるよう
にするとともに、キースィツチがスタート位置より離れ
てオン状態となった場合、グローブラグの温度を上記抵
抗にのみ依存する値にまで低下せしめたので、保温効果
と過大な温度上昇によるグローブラグの断線を防止する
効果とを有する。

さらに始動後のグローブラグへの通電を、少なくとも車
両のギャがニュートラル以外になったとき停止するよう
にしたので、始動直後に車両を運転するような場合、グ
ローブラグが通電とエンジンの燃焼熱とにより過熱し、
断線するような不具合が防止される。また、グローブラ
グの最大加熱温度を始動前に低く、始動中に高くなるよ
うに設定したので、始動中グローブラグに燃料が吹き付
けられてグローブラグの放熱量が増大することによるグ
ローブラグの平均温度の低下を防ぐことができる。さら
にまた、キースィツチはオフ、オン、スタートの３位置
で済み、操作手順もガソリン車の場合に準ずるので、ガ
ソリン車の始動フィーリングに慣れた人にとっても違和
感がそれほどなく、ディーゼルエンジンの乗用車等への
搭載にあたって極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるグローブラグの制御回路の一実施
例を示す回路図、第２図ａはキ−スイッチ、第２図ｂは
リレー４、第２図ｃはリレー５０の動作特性、第２図ｄ
はグローブラグの温度特性、第３図は他の実施例を示す
回路図である。１……バツテリ、３……キースイツチ、４，１１……リ
レースイッチ、６〜９……グローブラグ、１５……抵抗
、１８・・・…コンパレータ、２６，３２……トランジ
スタ、３５……トリガ回路、４０・・・…水温スイッチ
。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１グロープラグと電源との間に接続された第１スイツ
チと、第２スイツチと抵抗体より成り前記第１スイツチ
に並列に接続された直列回路と、グロープラグの温度を
検出しこれが所定の第１基準レベルより小さいとき前記
第１スイツチをオンし前記第１基準レベルより大きい所
定の第２基準レベルに達したとき前記第１スイツチをオ
フする急速通電回路と、キースイツチがＳＴ位置のとき
前記第２スイツチをオンする回路と、キースイツチがＳ
Ｔ位置からＯＮ位置に切換わったときに作動を開始し所
定時間前記第２スイツチをオンするアフターグロー回路
と該アフターグロー回路の作動中は前記急速通電回路を
不作動とする回路とを備えたことを特徴とするグロープ
ラグの制御回路。２前記アフターグロー回路の作動を少なくとも車両の
ギヤがニユートラル以外に入れられたとき停止するよう
に構成した特許請求の範囲第１項記載のグロープラグの
制御回路。３前記第２基準レベルをキースイツチがＯＮ位置のと
き小さくキースイツチがＳＴ位置のとき大きくなるよう
に構成した特許請求の範囲第１項記載のグロープラグの
制御回路。