JPS5838385A - 機関予熱制御装置 - 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】 するための制御装置に関する。

急速予熱を実施するため運転席ドアの開放時とか閉成時
に予熱栓に通電を開始させることが提案されているが、
直ちに運転を開始する意志のないときにそのように通電
を開始することは省エネルギの観点から好ましくない。

そこで本発明は、切換スイッチを設けておき、このスイ
ッチを操作したときは、例えば開放で急速予熱を開始す
るが、非操作時はイグニッションスイッチ投入時から予
熱を行なうようにし、手動操作でもって、急速予熱の実
施有無を前もって設定でき、省エネに役立つ機関予熱制
御装置を提供することを目的とする。

以下本発明の実施例を図面を参照にして説明する。

図において、１は通電によシ発熱するグローブラグで、
図示しないディーゼル機関に公知の方法で装着され、電
気的には複数個が並列に接続されている。このグローブ
ラグの発熱体として、一定した正の抵抗温度係数を有し
、望ましくは定格電圧の約１　／　Ｂ程度の電圧で飽和
温度に達するものを用いて、目標加熱温度（例えば９０
０″Ｃ）に達する時間を数秒（約３秒）としである。

２はグローブフグｌに流れる電流の大きさを検出するた
めの検出抵抗で、抵抗温度係数が修小でしかも抵抗値が
微小の、電気容量が大きい抵抗器からなる。グローブフ
グを流れる電流は、この検出抵抗２を通って流れ、しか
もグローブフグ自体の温度の影響を受けるので、グロー
ブフグ温度は検出抵抗２に生じる電圧降下の大きさから
求めることができる。

８はメインリレーで、車載バッテリ６からグローブフグ
１および検出抵抗３に直接に電流を供給する電路に挿入
した電気接点を有する。４はサブリレーで、車載パッチ
ｇ６から電流制限抵抗５を介してグローブフグｌおよび
検出抵抗２に電流を供給する電路に挿入した電気接点を
有する。電流制限抵抗５社、グローブフグに直接に電流
を供給する場合よりもグローブフグの加熱速度を低下さ
せると同時にその飽和温度を低下する安定予熱作用を与
える。グローブフグｌへの給電はメインリレ一つてのみ
なされ、従ってグローブフグ電流は２段階に切シ換えら
れる。

以下このグローブフグ電流を制御するための図示した電
気制御回路について説明する。

フは差動増幅回路で、検出抵抗２の両方の端子の電位に
依存した信号電圧を生じる。８は比較回路で、その信号
電圧と、グローブフグ１および検出抵抗２に加わる電圧
を抵抗９，１０で分圧した基準電圧とを比較する。比較
回路８は抵抗１１およびダイオード１２によシヒステリ
シヌが付与され、グローブフグ温度が上限値９００でを
越えるとｒＬＪレベ〃、下限値７００ｔ−を下回るとｒ
ＨＪレベ／Ｉ／（オープンレベル）となる比較出力を生
じる。差動増幅回路７および比較回路８は、定電圧回路
１８から給電されて動作し、しかも給電電圧の立ち上シ
時には、コンデンサと抵抗とからなる起動回路１４によ
って比較回路８が直ちにｒＨＪレベμの出力を生じるよ
うに構成しである。

ここで、グローブフグｌの温度調節作用について説明す
る。いま、グローブフグＩ１１あたシの抵抗値をＲｏ、
個数をＮ、電流検出用抵抗２の抵抗値を１８、アース電
位を基準として電流検出用抵抗８の電ＩＩ＠の電位をＶ
ム、電流検出用抵抗２と一方グローブプグの目標温度９
００℃のときの抵抗値はその抵抗温度係数によって１！
まるから、分圧抵抗１１，１ｏＶＣよる設定抵抗値を上
式の比にしておけに、電流検出用抵抗３の抵抗値Ｒ，は
一定であるから、比較回路８はグローブフグ温度が９Ｏ
Ｏζに達したとき出力がｒＬＪレベルに反転する。電流
制限抵抗５を介して通電がなされる場合においては、比
較回路８に設けられたヒステリシスの働きによシ、グロ
ープラグ温度７００ｔ−相当のとき再び比較器１１の出
力はｒｌｉＪレベルに反転する。

ここにおいて、クランキング等のため電源電圧が変わル
、それによってグローブフグの温度が変動したとしても
、グロープラグｌの抵抗値すなわち電流検出用抵抗２の
両端電圧として検出され制御するため、グローブフグの
制御湿度幅は確実に高温状態に維持される。

１５はリレー駆動回路で、比較回路８の出力を受けてｒ
ＨＪレベルのときメインリレー３の％［接点を閉じ、「
′Ｊ４」レベ〜のときはこの接点を開く。１６は機関の
始動検出器で、機関によって駆動される図示しない交流
発電機の中性点電圧の立ち上りによ）閉じる接点１６ａ
を備えた公知の電圧調整器が利用される。しかして、機
関の始動後は比較回路８の出力に係わらず、リレー駆動
回路１５の入力をｒｌレベルに固定することにより、メ
インリレー８の電気接点を開いたままにする。

１フは機関温度検出回路で、例えば機関の冷却水ジャケ
ットに取シ付けられた感温抵抗素子１８と接続され、そ
の抵抗値に応答して、機関の低温時（冷却水温度が４０
ｔ″以下のとき）に（’　ＨＪレベル、機関の高温時（
冷却水温度が４０ｔ’を越えるとき）にｒＬＪレベμの
出力を生じる。１９はリレー駆動回路で、機関温度検出
回路１７の検出出力を受けてｒＨＪレベルのときサブリ
レー鴫の電気接点を閉じ、ｒＬＪレベルのときはこの接
点を開く。しかして、機関の始動後においても機関が充
分に暖まるまでは、サグリレー４の電気接点および電流
制限抵抗６を介してグローブフグｌに通電し、発熱状態
にしておく。

上述した回路は、エンジンキースイッチ２０または自己
保持スイッチ２１が閉じているときに、車載バッテリ６
より給電され動作する。すなわち、キースイッチｇｏは
イグニッション端子（１Ｇ）から他の車載電気負荷に給
電する一方、ダイオードｇｇを介して回路動作電圧＋Ｖ
を供給する。また自己保持スイッチ３１は、ダイオード
２８を介して回路動作電圧＋Ｖを供給する。ダイオード
２Ｂは自己保持スイッチｚ１から他の電気負荷に給電さ
れるのを阻止する役割を持ち、ダイオード２３はキース
イッチ８０から自己保持スイッチ２１の保持電流が供給
されるのを阻止する役割を持つ。

シカシて、エンジンキースイッチ２０はエンジンの稼働
中ずつと閉じている（ただし機関が始動し、かつ機関温
度が充分に高まった状態では回路動作は停止している。

）が、自己保持スイッチ２１はエンジンキースイッチ２
０を投入する前の運転準備動作に始まる特定の期間のみ
閉成状態を保持する。

自己保持スイッチ２１は保持コイル２４によって吸引さ
れる常開接点として構成され、その保持コ４１Ｖ２４を
流れる起動のための電流を運転準備検知スイッチｇ６で
与え、保持のための電流をリレー２６の電気接点と手動
スイッチ３５とで与える。運転準備検知スイッチｇ６は
、車両の運転席ドアーのキー穴に内蔵され、キーの回動
範囲の中間位置に配置した接点５１５Ａに可動接点が接
触したときに保持コイＡ／２４に通電し、自己保持スイ
ッチ２１を閉じる。自己保持スイッチ２１が一旦閉じる
と、リレー２６が付勢されその電気接点を介して保持コ
イル２４の保持電流が流れ続け、自己保持スイッチ２１
の閉成状態が保持される。

リレー８６のコイルはトランジスタ２？と接続されてお
り、このトランジスタ２７と接続されておす、このトラ
ンジスタ２７のオン、オフによって自己保持の有無が決
定される。さらにリレー２６の接点は手動スイッチ８５
と直列に接続されておりこのスイッチ８６を閉状匹に切
替えた状態でのみ、上記トランジスタ８７による自己保
持の有無の決定が可能になる。スイッチ３５は運転席計
器盤の近傍に設置され、運転者は降車時にこれを開。

閉の状態にすることによシ、上記の自己保有の有無を制
御することができる。

スイッチ８６を閉状態にした場合であってトランジスタ
２７において自己保持を決定する条件は（１１機関温度
、（２）機関の始動有無、（３）グローブフグｌの温度
、および（４）運転準備検知スイッチ２５が惜してから
の経過時間、０４条件である。これらの条件のうち、前
３者は（１）機関温度検出回路１７、（８）始動検出器
１６、および＠）比較回路８からの前述したレベル信号
が利用される。

最後者の（４）経過時間については、タイマ回路２８か
らのレベル信号が使用される。タイマ回路２８はＯＲ時
定数回路とから構成され、自己保持スイッチ２１（エン
ジンキースイッチ２０）の開成によって動作電圧＋■を
受ける定電圧回路３４の定電圧出力＋ｖｃによって動作
する。いま運転準備検知スイッチ２５の作動により、自
己保持スイッチ２１が閉じると、定電圧回路２９の定電
圧出力士ｖｏが立上シ、タイマ回路ｇ８は当初ｒＨＪレ
ベｐであるが数秒後にはｒＬＪレベμとなる出力を生じ
る。なお、タイマ回路２８において、ＯＲ時定数回路は
この数秒の充電時定数に対して、数十秒の放電時定数が
設定しである。

以上の、自己保持を決定するためトランジスタ２．７の
制御入力端子に与えられるレベル信号は、互いに干渉す
ることなく目的を果すだめ、電圧降下用抵抗！１９およ
びダイオード群３０，３１．８ｆｆｉを介して接続され
ている。

しかして、スイッチ８５を前吃って開状態としておくと
、仮にトランジスタ２７がオンするとしても、自己保持
電流はスイッチ８６において清新されるため、自己保持
は成立しない。

上記の構成、回路機能において装置全体の作動を説明す
る。いまスイッチ８５が閉状態にあり、長時間放置され
ていたこの車両を運転するために、キーをキー穴に挿入
し回動すると、自己保持スイッチｓ１が閉じて各回路へ
一時的に給電する。このとき、機関温度がグロー１フグ
ｌの加熱を必要とする程度（この例では４０℃以下）に
低く（従って機関温度検出回路１７の出力ａ　ｒｌレベ
ｆｉ７）、また当然にグローブフグｌ自体の温度が低温
であり（比較回路８の出力はｒＨＪレベル（ただしオー
プンレヘＡ／））、かつ機関が停止している（始動検出
１！１６の出力はｒＨＪレベ／Ｌ／（ただしオープンレ
ペ／Ｌ／））状態であると、トランジスタ２７は機関温
度検出回路１７から抵抗２９を介してバイアスが与えら
れてオンとなシ、リレーｚ６を付勢して自己保持スイッ
チ２１を閉成状１１に保持する。

しかして、比較回路８の出力がｒｌレベルであるので、
メインリレー８の電気接点か閉じられ、従ってグローブ
フグｌはエンジンキースイッチ２０が投入されていない
にも係わらず、急速に加熱され数秒程度で９００でに達
する。このとき機関温度検出回路１７の「Ｈ」レベル出
力によって、サブリレー４の電気接点も閉じるが、メイ
ンリレー８の電気接点が閉じている間は電流が流れない
。

グローブフグ温度が９００℃に達すると、比較回路８の
出力が反転しｒＬＪレベμとなる。このためトランジス
タ２７のバイアスはダイオード８１を介してｒＬＪレベ
ルに固定され、トランジスタ２７はオフする。この時点
で自己保持スイッチ！１は解放され、装置の動作が停止
する。

もし、グロープラグ温度が９００ｔに達する以前にエン
ジンキースイッチ２０が投入されるか、あるいはグロー
プラグ温度が９００ｔ’に達して一旦自己保持ヌイツチ
２１が解放した後に間もなくエンジンキースイッチ２０
が投入されると、回路は引き続いて、あるいは再開して
グローブフグ１への通電を制御する。この場合、機関が
始動するまでは、比較回路８はグロープラグ温度の９０
０ｔ″と？ＯＯｔの間で出力の反転をくシ返して、メイ
ンリレー３の電気接点を開閉して、グローブフグｌが高
温状態に維持されるように制御する。運転者は適当な頃
合を見計って、あるいは表示ランプｓ３の点灯に従って
キースイッチ２０を始動端子に投入することができる。

サブリレー令は機関温度が所定の値に達するまで機関を
余熱する。

本装置の利点は、エンジンキースイッチ２０が投入され
る以前に、この高温度制御を開始することによって、ニ
ンジンスイッチ２０が投入されてからグローブフグ温度
が所望の高温状態に達するまでの時間を、零にするかあ
るいはごく短かくできることである。この時間は、運転
者がドアキーを解錠してからエンジンキースイッチを操
作するまでの時間を、必要以上に長くとらないようにす
ることで、一層短縮され得る。

本発明の利点は、手動スイッチ８ｂを前もって開いてお
くことにより、運転準備動作によってもグローブフグｌ
の急速加熱を−切おこなわないことであり、このため運
転者は夏季あるいは降車後しばらくして再び機関を作動
する場合など等でそれほどの急速加熱を必要しないと判
断したときは、無用な動作をせず、電力浪費も防止でき
る。もちろん、この場合でも、エンジンキースイッチ２
６を投入すると、グローブフグｌへの通電、温度制御が
なされる、 さらにここで説明する装置は、運転者がドアキーを解錠
しても直ちにエンジンを始動させる意志がない場合や、
エンジン状態がグローブフグｌの急速加熱を必要としな
い場合には、無用な動作をしないようになっている。

第１Ｋ、グローブフグ温度が所望の高温状ａＫ一旦達す
ると、自己保持は解除され、エンジンキースイッチ２０
が投入されるまでは通電を停止して待機する。一旦加熱
されたグロープラグ１は熱的惰性によって徐々に冷えて
ゆくが、比較回路８およびその周辺回路は給電されない
ので、メインリレー８、サブリレー噛を作動させること
がない。

第２に、機関温度が予め高いときは、はじめから自己保
持することはしない。

第３に、機関が既に始動しているとき吃自己保持するこ
とけしない。

第４に、自己保持中、所定時間を経過してなおグロープ
ラグ温度が所定の高温状態に達しないと、タイマ回路３
８の１−Ｌ」レベル出力によって自己保持は解除され、
他の回路の故障が生じた場合、とくに比較回路８および
その前段に生じる故障で比較回路８が［ＬＪＶべμ出力
を生じ得なくなつ九ときの、フェイμセーフを果す。

以上本発明の一実施例について説明したが、次の変形を
付加して本発明を実施することもできる。

ｆｌ＋サブリレー４を制御するための機関温度と自己保
持を制御するための機関温度を変えるため、機関温度検
出回路１９は２つ用意してもよい。

偲）機関の始動電動機を自動的に駆動するため、比較回
路８のｒＬＪレベμ出力とエンジンキースイッチ２００
投入とを論理積条件として始動電動機の電気スイッチを
閉じる継電回路を付加することができる。

釦運転準備検知に従って、メインリレー８でなくサブリ
レー４を作動し、グロープラグ１を事前予熱してもよい
。このため、自己保持制御トフンジスタ２７の出力で、
自己保持スイッチ２１を閉じる一方、比較回路８の比較
基準電圧を与える分圧抵抗９，１０の分圧比を自己保持
の期間中のみ変更するようにし、グローブフグ温度が例
えば６００ｔ−程度に達したとき、比較回路８にＩＬ」
レベル出力を生じて、自己保持を解除するようにしても
−よい。

（４）運転準備を検知する手段として、ドアキーの操作
に応答するスイッチｇ５の代わ勺に、運転者の運転虐着
座に応答する座席スイッチなどを用いてもよい。

（５）運転準備の検知に基づいて、タイマ回路を作動さ
せ、そのタイマ出力でグｑ　−７”ラグの急速加熱を行
なう装置においても本発明を適用できる。

（ａｔ部分的にデジタルコンピュータ（マイクロコンピ
ュータ）を使用してもよい。

以上述べたように本発明においては、機関を始動させる
までの予熱時間を著しく短縮し、しかも運転の意志がな
い場合にはグロープラグへの不要な通電をすることがな
いという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す電気結線図である。 ｌ−グローブフグ、８・−電流検知のための抵抗、３・
−メインリレー（電気スイッチ）、８−比ｌ１１２回路
、１６−状態検知のための始動検出器、２１・・−自己
保持スイッチ、ｚ６−運転準備検知のためのスイッチ、
３６−手動スイッチ。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）・１機関の運転操作を検出する第１の手段と、機
   関の運転準備操作を検出する第２の手段と、上記第１．
   第２の手段に応答して機関に装着さｊ、ｉた予熱装置の
   作動を開始させる電気制御装置と、 前記第８の手段の検出動作を実質的に無効にするために
   設けられた手動スイッチと、を具備してなる機関予熱制
   御装置。 （８）　　前記電気制御装置が前記第９の手段に応答し
   て電気的な自己保持をなす保持回路を包含しており、前
   記手動スイッチによシその自己保持が禁止されるように
   構成されている特許請求の範囲第１項記載の機関予熱制
   御装置。