KR20130140865A - 글로 플러그의 통전제어장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그의 통전제어장치에 있어서, 접속된 글로 플러그의 단선의 검지를 가능하게 하는 수법을 제공한다. 전원장치와 복수의 글로 플러그의 사이에 접속되는 글로 플러그의 통전제어장치는, 글로 플러그로의 출력전압값과, 글로 플러그로의 출력전류값을 얻고, 또한, 글로 플러그로의 통전상태를 판별하면서, 그 판별한 상태에 적합한 임계값을 이용하여 글로 플러그에 단선이 발생한 것을 검출한다.

Description

글로 플러그의 통전제어장치{ELECTRIFICATION CONTROL DEVICE FOR GLOW PLUG}
본 발명은 디젤엔진의 시동이나 구동의 보조에 이용되는 글로 플러그의 통전제어장치에 관한 것이다.
종래, 디젤엔진의 시동보조나 안정구동 등을 위해 통전에 의해서 발열하는 발열저항체를 가지는 글로 플러그가 사용되고 있다. 글로 플러그에 대한 통전으로서, 엔진의 시동의 보조를 목적으로 한 예열을 위해 실행하는 프리 글로(pre-glow) 통전이나, 그 예열온도를 유지하는 대기상태의 통전(이후, 「보온통전」이라고도 한다)을 비롯해서, 엔진의 시동 후도 엔진구동에 있어서의 연소의 안정화를 목적으로 해서 통전 발열을 하기 위한, 이른바 애프터 글로(after-glow) 통전도 실행되고 있다. 이러한 다른 상황에 적합한 통전이 실행되도록 배터리 등의 외부전원으로부터 공급되는 전력을 제어하는 통전제어장치가 이용되고 있다. 더욱더 정밀도가 높은 통전제어를 실행하기 위해, 글로 플러그 1개 1개에 대해서 통전제어장치로부터의 통전하니스(harness)가 개별로 직접 접속되고, 개개의 글로 플러그에 대해서 다른 제어를 실행하는 일도 이루어져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
근래에는, 통전의 제어뿐만 아니라, 글로 플러그가 적정하게 기능할 수 있는 지 아닌지의 판단, 이른바 OBD(On-Board-Diagnosis)도 중요시되고 있다. 그 하나의 기능으로서 글로 플러그가 단선되어 있는지 아닌지의 판별을 실행할 수 있는 것이 통전제어장치에 요구되고 있다.
특히, 4기통이나 6기통 등 다기통의 디젤엔진의 경우, 각각의 기통에 탑재된 글로 플러그의 1개, 2개, 즉 탑재된 글로 플러그 전체 개수의 절반 이하의 글로 플러그에 단선이 발생하고 있었다고 해도, 차량의 제어장치(ECU)나 운전자가 단선 고장을 검지 혹은 판단하는 것은 어렵다. 다른 글로 플러그에 단선이 발생하고 있지 않으면 언뜻 보면 엔진은 정상 동작하고 있는 것처럼 보이기 때문이다. 그러나 이와 같은 상황에서 엔진이 구동하면, 그 배기가스 중의 미연소가스가 증가하거나 혹은 엔진 자체의 시동성이 악화되는 등의 문제점을 발생할 수 있다.
이러한 실정을 근거로 해서 단선검지수법이 공지이다. 예를 들면, 특허문헌 2에는 통전과 비통전을 전환하는 반도체스위치와 글로 플러그의 사이의 도전경로를 소정전압(구체적으로는 배터리의 공급전압)으로 풀업(pulled up)한 다음에, 상기 도전경로의 전압에 의거하여 글로 플러그의 단선을 검지하는 수법이 제안되어 있다. 이러한 수법은 다기통의 엔진에 탑재된 글로 플러그라도, 상기한 바와 같이, 통전제어장치로부터 개개로 통전하니스가 직접 접속되어 있는 경우에는 용이하게 실현될 수 있다.
특허문헌 1: 일본국 특개2004-190659호 공보 특허문헌 2: 일본국 특개평2-199274호 공보
그런데, 차량에 탑재되는 엔진이나 농업기계, 건설기계 등에 탑재되는 범용 엔진 등, 디젤엔진에서는 부품의 공용화나 구조의 단순화의 목적을 위해, 전극판을 이용하여 복수의 기통에 탑재된 개개의 글로 플러그와 통전제어장치를 전기적으로 병렬로 접속하는 일이 있다. 이러한 경우에 글로 플러그의 단선을 검지하는 것은 용이하지 않다.
본 발명은 상기 사정에 감안하여 복수의 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그의 통전제어장치에 있어서, 접속된 글로 플러그의 단선을 검지하는 것이 가능하게 되도록 그 수법을 제안하고, 단선검지기능을 구비하는 글로 플러그의 통전제어장치를 제공하려고 하는 것이다.
구성 1. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
엔진에 탑재된 글로 플러그로의 전력의 공급원인 전원장치와 상기 글로 플러그의 사이에 배치되고, 상기 글로 플러그로의 통전을 제어하는 글로 플러그의 통전제어장치로서,
복수의 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그 접속부와,
상기 전원장치의 공급전압과, 상기 글로 플러그 접속부의 출력전압 중 적어도 일측을 취득하는 전압취득부와,
상기 글로 플러그 접속부에서 상기 글로 플러그로 출력되는 전류값을 취득하는 전류취득부와,
상기 글로 플러그로의 통전의 상태를 판별하는 통전상태 판별부와,
상기 통전상태 판별부의 판별상태에 의거하여 단선을 판단하는 임계값을 설정하는 임계값 설정부와,
상기 전압취득부에서 취득된 전압값 및 상기 전류취득부에서 취득된 전류값에 의거하여 상기 글로 플러그 접속부에 접속된 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 저항값 취득부와,
상기 임계값을 설정했을 때의 통전상태시에 얻어진 상기 합성저항값과 상기 임계값의 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 단선검지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
글로 플러그는 탑재되는 엔진마다 그 사양이나 품번이 특정되어 있다. 따라서, 이용되는 글로 플러그가 특정되는 것에 의해 통전제어장치의 글로 플러그 접속부에 접속되는 글로 플러그의 합성저항값은 산출하는 것이 가능하며 기지(旣知)이다. 또, 글로 플러그는 다기통의 엔진에 전기적으로 병렬로 접속되어 있기 때문에 글로 플러그에 단선이 발생하면 합성저항값은 상승한다. 따라서, 상기 합성저항값과 소정의 임계값을 비교하고, 상기 합성저항값이 임계값을 초과하는 일이 있으면, 복수의 글로 플러그 중 어느 하나에 단선이 발생하고 있는 것을 판단할 수 있다.
상기 임계값의 설정 및 단선을 판단하는 타이밍이 중요하다. 상기한 바와 같이, 글로 플러그는 품번에 의해 저항값 등의 사양이 특정되어 있지만, 공업제품인 이상은 어느 정도의 편차{(variation)(공차)}를 가지고 있다. 따라서, 사양서 등에서 특정되는 글로 플러그의 저항값(저항값의 중심값)으로부터 단순히 임계값을 설정하는 것만으로는 현실에 들어맞지 않고, 올바른 단선검지를 실행하는 것은 곤란하다.
또, 단선의 판단을 실행할 때의 글로 플러그의 합성저항값은, 글로 플러그에 인가되는 전압(값)이나 흐르는 전류(값)로부터 취득(산출)되지만, 배터리나 얼터네이터(alternator)의 발전량 등, 전원장치의 출력은 변동한다. 더불어서, 글로 플러그를 구성하는 발열저항체의 저항값은, 자신의 발열이나 엔진으로부터 전해지는 열에 의해 상기 발열저항체를 구성하는 재료 고유의 온도저항계수에 의거하여 변동한다.
또, 글로 플러그 접속부에 접속되는 글로 플러그는, 양극측이 통전하니스나 전극판을 통하여 접합되고, 음극측은 글로 플러그가 고정되는 실린더 헤드나 엔진 블록 등을 경유하여 접지되어 있다. 따라서, 통전제어장치가 취득할 수 있는 글로 플러그의 합성저항값에는 이들의 저항값(이후, 총칭해서 편의적으로 「하니스저항값」이라고도 한다)이 가산되어 있고, 복수의 글로 플러그만의 합성저항값으로는 되지 않는다. 이러한 사정도 있어 상기 임계값의 설정이 중요시된다.
그래서, 본 발명에서는 글로 플러그로의 통전의 상태에 의거하여 임계값을 설정함과 아울러, 상기 임계값을 설정했을 때의 통전상태시에 글로 플러그의 합성저항값과 임계값의 비교를 실행하며, 글로 플러그의 단선의 유무를 판단한다. 예를 들면, 프리글로통전의 완료시이거나 보온통전의 개시부터 소정시간이 경과된 후, 혹은 엔진시동시의 크랭킹(cranking)의 직전, 혹은 애프터글로통전 중의 비교적 안정된 상태 등, 글로 플러그로의 통전상태에 대응한 임계값을 설정한다. 또한, 글로 플러그의 합성저항값과 상기 임계값을 비교하면, 상기 편차가 가미된 단선검지가 가능하게 된다. 또한, 글로 플러그로의 통전의 상태는, 글로 플러그의 온도에 영향을 주는 엔진파라미터(예를 들면, 엔진의 회전수, 냉각수의 온도, 연료분사량 등)에 의해서 여러 가지 존재하고, 예를 들면, 프리글로통전상태나 보온통전상태 등이 존재한다.
그래도 여전히 정확하게 단선을 판단할 수 없는 사태가 발생할 수 있는, 예를 들면 4기통 엔진을 상정하면, 1개의 글로 플러그에 단선이 발생했을 경우, 글로 플러그만의 합성저항값은 1.3배, 2개에 단선이 발생하고 있으면 2배가 된다. 그러나 품번에도 의존하지만, 글로 플러그의 저항값은, 냉간시에 예를 들면 250mΩ정도이며, 디젤엔진에서의 한창 사용하는 중에 있어서의 포화온도에서 예를 들면 600mΩ정도이다. 그 반면에, 상기의 하니스저항값은, 역시 엔진의 종류나 구성 등에 의존하지만, 일반적으로는 10mΩ∼50mΩ정도이다. 그러면, 상기의 편차나 엔진의 운전상태, 글로 플러그의 통전상태에 따라서는, 하니스저항값에 대한 글로 플러그만의 합성저항값의 변동이 과소이며, 글로 플러그 1개의 단선을 검지할 수 있는 적절한 임계값을 설정하는 것이 어렵다. 그와 같은 경우에는, 이미션(emission)이나 드라이버빌리티(drivability)에 영향을 주지 않는 정도의 복수개의 글로 플러그가 단선한 것을 상정해서 임계값을 설정하는 것에 의해, 「다수의 글로 플러그에 단선이 발생한 것」은 적어도 판단하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 3기통에서는 2개에, 4기통에서는 3개에, 6기통에서는 4개에 단선이 발생했을 때 등이다. 또한, 특히 6기통을 포함하여 이것보다 기통 수가 많은 디젤엔진에서는, 3개씩으로 분할하는 등, 분할된 통전경로가 구성될 수 있다. 그때에는, 분할된 통전경로에 병렬로 접속된 글로 플러그를 상기 탑재 개수로 간주하여 상기 단선판단을 실행하는 것이 가능하다.
구성 2. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 임계값 설정부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 임계값을 설정하고,
상기 저항값 취득부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 한다.
상기 구성 2에 따르면, 글로 플러그의 온도가 안정된 상태에 있어서 임계값을 설정함과 아울러 글로 플러그의 합성저항값을 얻기 때문에 글로 플러그의 단선의 유무를 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
구성 3. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 통전상태 판별부가 애프터글로통전이라고 판별된 경우,
상기 임계값 설정부는, 상기 엔진이 아이들(idle) 상태일 때에 상기 임계값을 설정하고,
상기 저항값 취득부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 한다.
애프터글로통전 중은, 엔진이 구동 중이기 때문에, 엔진의 운전조건의 변화에 대응하여 글로 플러그를 둘러싸는 환경조건이 연속적으로 또한 현저하게 변화하는 일이 있고, 엔진의 운전조건의 변화시에 글로 플러그의 단선의 유무를 정확하게 판단하는 것은 곤란하다. 그래서, 상기 구성 3과 같이, 애프터글로통전 중에 있어서 글로 플러그의 단선의 유무를 판단할 때, 글로 플러그를 둘러싸는 환경조건이 비교적 안정되어 있는 엔진의 아이들 상태일 때에 임계값을 설정함과 아울러 글로 플러그의 합성저항값을 얻도록 하면, 애프터글로통전 중이라도 글로 플러그의 단선의 유무를 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
구성 4. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 임계값 설정부는, 복수의 다른 통전상태에 대응한 복수의 상기 임계값을 설정하고,
상기 단선검지부는, 각 통전상태에 있어서 얻어진 상기 합성저항값과 상기 임계값의 각 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성 4에 따르면, 복수의 다른 통전상태(예를 들면, 프리글로통전시 및 애프터글로통전시)에 있어서 얻어진 합성저항값과 임계값의 각 비교결과에 의거하여 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하기 때문에, 글로 플러그의 단선의 유무를 더욱더 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
상기 구성 1∼4에 따르면, 다수의 글로 플러그에 단선이 발생한 것을 검지하는 것은 가능하지만, 보다 적은 개수의 글로 플러그가 단선한 것을 검지하고 싶은 요망도 있다. 이것에 대해서, 다음에 서술하는 구성을 부가, 혹은 대체적(代替的)으로 실시하는 것에 의해 이것을 실현하는 것이 가능하게 된다.
구성 5. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
엔진에 탑재된 글로 플러그로의 전력의 공급원인 전원장치와 상기 글로 플러그의 사이에 배치되고, 상기 글로 플러그로의 통전을 제어하는 글로 플러그의 통전제어장치로서,
복수의 상기 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그 접속부와,
상기 전원장치의 공급전압과, 상기 글로 플러그 접속부의 출력전압 중 적어도 일측을 취득하는 전압취득부와,
상기 글로 플러그 접속부에서 상기 글로 플러그로 출력되는 전류값을 취득하는 전류취득부와,
상기 글로 플러그로의 통전상태를 판별하는 통전상태 판별부와,
상기 글로 플러그로의 통전의 첫회에, 상기 전압취득부에서 취득된 전압값 및 상기 전류취득부에서 취득된 전류값에 의거하여 상기 글로 플러그 접속부에 접속된 글로 플러그의 합성저항값을 얻어 첫회저항값으로서 기억하는 기억부와,
상기 글로 플러그의 단선판단시에, 상기 전압취득부에서 취득된 전압값 및 상기 전류취득부에서 취득된 전류값에 의거하여 상기 글로 플러그 접속부에 접속된 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 저항값 취득부와,
상기 첫회저항값을 취득했을 때와 같은 통전상태시에 얻어진 상기 합성저항값과 상기 첫회저항값의 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 단선검지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 구성 5에서는, 디젤엔진에 탑재된 글로 플러그로의 첫회의 통전시에 취득하는 글로 플러그의 합성저항값을 기준으로 글로 플러그의 단선을 판단하는 수법이다. 또한, 상기 첫회란, 예를 들면, 제조라인에서 완성한 차량을 이동시킬 때에 자주(自走)할 때의 것으로 해도 좋고, 한편, 제조자인 메이커나 판매자인 딜러가 임의로 첫회를 설정하는 것으로 해도 좋다. 즉, 첫회저항값은 리셋하여 재취득하는 것이 가능하다. 따라서, 글로 플러그를 교환한 직후에는, 리셋을 실행하여 재차 첫회저항값을 설정하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같이, 하니스저항값은 엔진의 종류나 구성 등에 의존하고, 동일한 엔진구성이나 글로 플러그의 장착구성이면 대략 일의적으로 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 차종마다 사전에 실험을 하거나 분석 혹은 계산을 실행함으로써, 첫회저항값을 설정하는 것도 가능하다. 그러나, 엔진제조에 있어서의 개체차이거나, 통전하니스의 단자와의 접합의 형태, 전극판 등과 글로 플러그의 접촉저항 등, 엔진에 글로 플러그를 장착한 후에 실측에 의해 얻어지는 합성저항값과 사전에 얻어지는 합성저항값이 일치하지 않을 우려도 있다. 그래서, 실제로 글로 플러그가 엔진에 탑재된 후, 통상의 엔진구동이 실행되기 전에 글로 플러그의 합성저항값을 취득해서 기억하여 두고, 이것을 기준으로 단선을 판단함으로써, 글로 플러그의 단선을 개개의 엔진에 적합한 상태에서 판단할 수 있게 된다.
실측하여 기억하는 첫회저항값에 대해서 설명한다. 상기한 바와 같이, 글로 플러그로의 통전상태는 프리글로통전이나 보온통전 등, 각종 다른 상황이 존재한다. 통전상황이 다르다는 것은, 즉 온도를 비롯하는 글로 플러그의 환경이나 상태가 다른 것을 의미한다. 따라서, 글로 플러그의 합성저항값을 기준값인 첫회저항값과 비교할 때에는, 글로 플러그의 합성저항값의 취득을 첫회저항값으로서 기억했을 때와 같은 상황에 있어서 실행할 필요가 있다.
디젤엔진이 탑재되는 차량을 예로 설명한다. 차량은 제조라인에서 제조되고, 그 공정에 있어서, 소정의 수(예를 들면 4개)의 글로 플러그가 엔진에 장착된다. 글로 플러그에는 전극판 등의 공통 급전 부품이 접속되고, 각각의 글로 플러그는 전기적으로 병렬로 접속된다. 또, 글로 플러그의 통전제어장치는, 예를 들면 엔진 룸에 장착되고, 배터리와 접속되어 글로 플러그로의 통전이 가능하게 되는 도통경로가 형성된다.
이러한 공정을 거쳐서 제조된 차량은, 출하를 위해 소정의 주차장으로 자주에 의해 운반된다. 이때, 엔진을 시동하려고 글로 플러그로의 예열(프리글로통전)이 실행된다. 프리글로통전은, 예를 들면 1000℃로의 도달시간이 2초 정도의 단시간에 실행되고, 그 후, 키스위치가 스타트위치가 되면 엔진은 크랭킹을 개시한다. 또한, 프리글로통전의 완료 후, 바로 키스위치가 스타트위치로 되지 않을 경우에는, 그 후, 바로 크랭킹이 개시될 수 있도록 소정시간의 사이, 글로 플러그가 고온의 상태를 유지할 수 있도록 보온통전이 실행된다.
크랭킹에 의해 엔진이 시동하면, 엔진시동 직후의 연소개선이나 연료를 효율 좋게 연소해서 배기가스를 정화하려고 소정시간의 사이 글로 플러그로 통전이 실행되어 발열이 유지된다(애프터글로통전). 차량이 소정의 장소(주차장)로 운반되면, 키스위치를 오프로 하고 엔진은 정지된다. 이때, 소정의 시간이 경과되어 있으면 애프터글로통전은 이미 완료하고 있고, 애프터글로통전이 한창일 때라도, 엔진의 정지와 아울러 애프터글로통전은 중단된다. 일례이지만, 글로 플러그로의 첫회의 통전은 상기 일련의 과정을 겪는다.
이러한 과정 중에서 첫회저항값의 취득이 실행된다. 취득에 있어서의 바람직한 타이밍을 예시하면, 프리글로통전의 완료시점, 보온통전이 소정시간(예를 들면 5초) 이상 경과된 시점, 크랭킹이 개시되기 직전의 시점, 애프터글로통전이 한창일 때, 혹은 차량정지 후 등이다.
이들의 타이밍은, 각각의 상황에 대응한 제어에 의해 글로 플러그에 공급되는 전력이나, 그에 따른 글로 플러그의 발열온도가 비교적으로 안정된 상태인 공통점을 가진다. 본 구성에서는, 첫회저항값을 기준으로 글로 플러그의 단선판단을 실행하기 때문에, 첫회저항값은 가능한 한 요동이 적은 안정된 값인 것이 바람직하다고 생각된다.
애프터글로통전이 한창일 때는 엔진이 구동하고 있는 상황이기 때문에, 연소실 내는 연료의 분사나 흡배기, 연소가스의 폭발 등, 환경이 불안정하게 되기 쉽상이기 때문에, 이들의 상태를 감시하면서 첫회저항값을 취득하는데에 적합한 상황을 선택한 다음에, 상기 첫회저항값을 취득하는 것이 바람직하다. 한편, 그 밖의 시점에 있어서는, 기본적으로는 차량이나 엔진이 정지하고 있다. 따라서, 글로 플러그를 둘러싸는 환경은 비교적으로 안정되어 있고,, 외란(外亂)이 적은 상황이라고 말할 수 있다. 즉, 같은 환경을 재현하기 쉬운 상황이다. 어느 상황이라도 좋지만, 첫회저항값을 취득할 때는, 어떤 상황에서 취득한 첫회저항값인지를 구별하면서 기억한다(예를 들면, RF1, RF2, RF3, …).
글로 플러그의 단선의 판단을 실행할 때는, 판단시에 취득하는(현재의) 글로 플러그의 합성저항값과 상기 첫회저항값의 비교를 실행한다. 상기 비교는, 단순히 양자의 대소를 비교해도 좋고, 양자의 차분(差分)을 산출하고, 상기 차분을 판단의 지침으로 해도 좋다. 단, 상기 비교는, 비교에 이용하는 현재의 합성저항값을 취득한 상황이, 비교의 기준인 첫회저항값을 취득했을 때와 같은 통전상황인 것을 전제로 실행한다. 즉, 기준으로 하는 첫회저항값이 첫회의 프리글로통전의 완료시에 취득한 것이라면, 현재의 합성저항값도 프리글로통전의 완료시에 취득한 값을 이용한다. 마찬가지로, 크랭킹의 개시 직전에 취득한 첫회저항값을 기준으로 한다면, 비교하는 현재의 합성저항값도 크랭킹의 개시 직전에 얻은 값을 이용한다고 하는 방식이다.
이와 같이, 비교할 때의 상황, 즉 통전상태가 같기 때문에, 외란에 수반하는 글로 플러그의 합성저항값의 편차를 거의 포함하지 않고, 글로 플러그만의 저항값의 비교가 용이하게 실행된다. 상기한 바와 같이, 통전제어장치가 글로 플러그 접속부로부터 취득하는 글로 플러그의 합성저항값에는 여러 가지의 변동이나 오차 성분이 포함되지만, 본 구성에 따르면, 적어도 개체차나 하니스저항값 등에 의한 변동분을 상쇄해서 글로 플러그의 단선을 판단하는 것이 가능하다. 상기 변동이나 오차성분은 상기한 바와 같이 결코 작은 것은 아니기 때문에, 상기의 구성에서는 다수의(4기통의 경우에서는 3개 이상의) 글로 플러그에 단선을 발생했을 때에만 상기 단선을 판단할 수 없는 우려가 있지만, 본 구성에 따르면, 그것보다도 적은 수의 단선발생개수라도, 상기 단선을 판단하는 것이 가능하게 되어 더욱더 정밀도가 높은 검출을 실행하는 것이 가능하다.
구성 6. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 기억부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 첫회저항값을 설정하고,
상기 저항값 취득부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 한다.
상기 구성 6에 따르면, 글로 플러그의 온도가 안정된 상태에 있어서 첫회저항값을 설정함과 아울러 글로 플러그의 합성저항값을 얻기 때문에, 글로 플러그의 단선의 유무를 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
구성 7. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 통전상태 판별부가 애프터글로통전이라고 판별된 경우,
상기 기억부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 첫회저항값을 설정하고,
상기 저항값 취득부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 한다.
애프터글로통전 중은 엔진이 구동 중이기 때문에, 엔진의 운전조건의 변화에 대응하여 글로 플러그를 둘러싸는 환경조건이 연속적으로 또한 현저하게 변화하는 일이 있고, 엔진의 운전조건의 변화시에 글로 플러그의 단선의 유무를 정확하게 판단하는 것은 곤란하다. 그래서, 상기 구성 7과 같이, 애프터글로통전 중에 있어서 글로 플러그의 단선의 유무를 판단할 때, 글로 플러그를 둘러싸는 환경조건이 비교적 안정되어 있는 엔진의 아이들 상태일 때에 첫회저항값을 설정함과 아울러 글로 플러그의 합성저항값을 얻도록 하면, 애프터글로통전 중이라도 글로 플러그의 단선의 유무를 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
구성 8. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 기억부는, 복수의 다른 통전상태에 대응한 복수의 상기 첫회저항값을 설정하고,
상기 단선검지부는, 각 통전상태에 있어서 얻어진 상기 합성저항값과 상기 첫회저항값의 각 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성 8에 따르면, 복수의 다른 통전상태(예를 들면, 프리글로통전시 및 애프터글로통전시)에 있어서 얻어진 합성저항값과 첫회저항값의 각 비교결과에 의거하여 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하기 때문에, 글로 플러그의 단선의 유무를 더욱더 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
구성 9. 본 구성의 글로 플러그의 통전제어장치는,
상기 단선검지부는, 상기 글로 플러그로의 통전의 상태가 애프터글로통전일 때에 상기 글로 플러그에 단선이 발생했다고 판단하면, 다음번의 상기 엔진의 시동 때, 상기 글로 플러그로의 통전의 상태가 프리글로통전 또는 보온통전 중 적어도 일측일 때에 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하고, 그 판단결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 최종 결정하는 것을 특징으로 한다.
애프터글로통전 중은 글로 플러그의 주위의 환경은 안정되기 어렵고, 결과로서, 그때의 단선판단결과의 정밀도는 다른 통전상태에 비교해서 신뢰성이 낮아지는 경향이 있다. 한편, 프리글로통전시나 보온통전시는 글로 플러그 주위의 외란이 적기 때문에, 단선판단결과의 정밀도는 비교적 높다. 그래서, 상기 구성 9와 같이, 애프터글로통전일 때에 글로 플러그에 단선이 발생했다고 단선검지부가 판단하면, 다음번의 엔진의 시동 때, 글로 플러그로의 통전의 상태로서 프리글로통전 또는 보온통전 중 적어도 일측을 실행하며, 그때에 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하고, 그 판단결과에 의거하여 글로 플러그의 단선의 유무를 최종 결정함으로써, 글로 플러그의 단선의 유무를 더욱 한층 정밀도 좋게 판단할 수 있다.
상기에 따르면, 종래 곤란했었던, 복수의 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그의 통전제어장치에 있어서, 접속된 글로 플러그의 단선을 검지하는 것이 가능하게 된다.
도 1의 (a)는 본 실시형태의 글로 플러그의 일부 파단 정면도이고, (b)는 글로 플러그 선단부의 부분 확대 단면도이다.
도 2는 본 실시형태의 글로 플러그의 통전제어장치에 관한 것이고, 그 구성의 개요를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 실시예 1의 글로 플러그의 단선판단에 관한 처리를 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조해서 설명한다. 우선, 본 발명의 글로 플러그의 통전제어장치(30)에 의해서 통전제어되는 글로 플러그(1)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1의 (a)는 글로 플러그의 일례를 나타내는 일부 파단 정면도이고, 도 1의 (b)는 글로 플러그 선단부의 단면도이다.
도 1의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 글로 플러그(1)는 통 형상의 금속 쉘(2)과, 금속 쉘(2)에 장착된 시스히터(3)를 구비하고 있다.
금속 쉘(2)은 축선(CL1) 방향으로 관통하는 축 구멍(4)을 가짐과 아울러, 그 외주면에는 디젤엔진으로의 장착용의 나사부(5)와, 토크 렌치 등의 공구를 걸어 맞추게 하기 위한 단면 육각 형상의 공구 걸어 맞춤부(6)가 형성되어 있다.
시스히터(3)는 튜브(7)와 중심축(8)이 축선(CL1) 방향으로 일체화되어 구성되어 있다.
튜브(7)는 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 주성분으로 하는 선단부가 닫힌 통 형상 튜브이고, 상기 튜브(7)의 후단은 중심축(8)과의 사이에 환 형상 고무(17)에 의해 밀봉되어 있다.
더불어서, 상기 튜브(7)의 내측에는 튜브(7) 선단에 접합되는 발열코일(9)과, 상기 발열코일(9)의 후단에 직렬로 접속된 제어코일(10)이 산화마그네슘(MgO) 분말 등의 절연분말(11)과 함께 밀봉되어 있다. 단, 발열코일(9)은 그 선단에 있어서 튜브(7)와 도통하고 있지만, 발열코일(9) 및 제어코일(10)의 외주면과 튜브(7)의 내주면은 절연분말(11)의 개재에 의해 절연된 상태로 되어 있다.
상기 발열코일(9)은 예를 들면 Fe-크롬(Cr)-알루미늄(Al)계 합금으로 이루어지는 저항발열선에 의해 구성되어 있다. 한편으로, 제어코일(10)은 발열코일(9)의 재질보다도 전기 비저항의 온도계수가 큰 재질, 예를 들면 코발트(Co)-Ni-Fe계 합금 등으로 대표되는 Co 또는 Ni을 주성분으로 하는 저항발열선에 의해 구성되어 있다. 이에 따라, 제어코일(10)은 자신의 발열 및 발열코일(9)로부터의 발열을 받음으로써 전기저항값을 증대시키고, 발열코일(9)에 대한 전력공급량을 제어한다(이른바 자기제어기능). 따라서, 통전 초기에 있어서는 발열코일(9)에 비교적 큰 전력공급이 이루어져 발열코일(9)의 온도는 급속히 상승한다. 그러면, 그 발열에 의해 제어코일(10)이 가열되어 전기저항값이 증대하고, 발열코일(9)로의 전력공급이 감소한다. 이에 따라, 시스히터(3)의 승온 특성은 통전 초기에 급속히 승온한 후, 이후는 제어코일(10)의 동작에 의해 전력공급이 억제되어 온도가 포화하는 형태가 된다. 즉, 제어코일(10)의 존재에 의해, 급속 승온 특성을 높이면서 발열코일(9)의 온도의 과승{오버슈트(overshoot))}도 발생하기 어렵게 할 수 있게 되어 있다. 또한, 글로 플러그로서는 상기 자기제어기능을 가지는 글로 플러그일 필요는 없고, 제어코일(10)의 재료로서 예를 들면 순Ni이나 Ni에 미량의 이트륨(Y)이 첨가된 재료 등의 상기 재료보다도 온도계수가 작은 재료도 적절히 선택해도 아무런 문제는 없다.
더불어서, 튜브(7)에는 스웨징 가공 등에 의해서, 그 선단부에 발열코일(9)등을 수용하는 소경부{(小經部)(7a)}가 형성됨과 아울러, 그 후단측에 있어서 소경부(7a)보다도 직경이 큰 대경부(7b)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 대경부(7b)가 금속 쉘(2)의 축 구멍(4)에 형성된 소경부(4a)에 대해 압입되어 접합됨으로써, 튜브(7)가 금속 쉘(2)의 선단보다 돌출된 상태로 유지된다.
중심축(8)은 자신의 선단이 튜브(7) 내에 삽입되고, 상기 제어코일(10)의 후단과 전기적으로 접속됨과 아울러, 금속 쉘(2)의 축 구멍(4)에 삽입되어 있다. 중심축(8)의 후단은 금속 쉘(2)의 후단으로부터 돌출되어 있고, 상기 금속 쉘(2)의 후단부에 있어서, 고무제 등의 O링(12), 수지제 등의 절연 부싱{(bushing)(13)}, 절연 부싱(13)의 탈락을 방지하기 위한 누름 링(14), 및 통전용의 케이블 접속용의 너트(15)가 선단측으로부터 상기 순서로 중심축(8)에 끼워 넣어진 구조로 되어 있다.
다음에, 본 발명의 특징인 글로 플러그(1)의 통전을 제어하기 위한 통전제어장치(30)에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다. 또한, 글로 플러그(1)는 내연기관(도시생략)에 조립되어 있고, 어스(그라운드)에 대해서 전기적으로 접속되어 있다. 또 통전제어장치(30)는 도시하지 않는 외부의 차량제어장치(ECU) 등으로부터 통전신호를 수취하여 글로 플러그(1)에 대한 통전의 제어를 실행하는 것이다.
통전제어장치(30)는 배터리나 얼터네이터(alternator) 등으로 이루어지는 전원장치(44)로부터 공급되는 전력에 의해서 동작하는 것이고, CPU(32)나 ROM(33), RAM(34) 등을 가지는 마이크로컴퓨터(31)를 구비하고 있다. 또, 복수의 글로 플러그(1)와 접속하는 글로 플러그 접속부로서의 출력단자(A)를 구비한다. 복수의 글로 플러그(1)는 상기 출력단자(A)에 통전하니스나 전극판 등의 도통경로(40)를 통하여 접속된다.
전원장치(44)로부터 통전제어장치(30)를 통하여 복수의 글로 플러그(1)로 공급되는 전력은, 복수의 글로 플러그(1)로의 실효전압을 제어하는 스위칭부(36), 글로 플러그(1)로의 공급전류량(전류값)을 취득하는 전류취득부(37) 및 출력단자(A)의 전압(출력전압)을 취득하는 전압취득부(38)를 경유하고 있다.
각 부의 구성에 대해서 설명한다.
스위칭부(36)는 상기 마이크로컴퓨터(31)로부터의 통전신호를 수취하고, 상기 통전신호에 의거하여 전원장치(44)에서 글로 플러그(1)로 공급되는 전력의 실효전압을 제어하고 있다. 도시하지 않지만, 상기 스위칭부(36)는 통전의 온-오프를 실행하는 FET(전계효과트랜지스터)나, 상기 FET를 상기 통전신호에 의거하여 구동하기 위한 복수의 저항과 트랜지스터 등으로 구성되는 드라이버회로를 가지고 이루어진다.
전류취득부(37)는 예를 들면, 스위칭부(36) 및 출력단자(A) 사이에 설치된 션트(shunt)저항(B)을 가지고, 상기 션트저항(B)을 흐르는 전류를 측정함으로써 글로 플러그(1)로의 공급전류값을 취득한다. 또한, 전류취득부(37)로서, 스위칭부 (36)를 구성하는 FET에 전류검지기능을 가지는 것을 채용하는 것으로 해도 좋다.
또, 전압취득부(38)는 글로 플러그(1)로의 인가전압, 즉 글로 플러그 접속부(A)에 있어서의 전압을 취득한다. 전압취득부(38)로서, 도시하지 않는 분압저항을 설치하는 것으로 해도 좋다. 또한, 상기 전류값이나 전압값을 취득할 때에는 마이크로컴퓨터(31)가 구비하는, 혹은 별도 설치하는 도시 외의 A/D컨버터를 이용하고 있다.
또한, 통전제어장치(30)는 통전상태 판별부(35)를 가지고 있다. 본 실시형태에서는 통전상태 판별부(35)도 마이크로컴퓨터(31)의 하나의 기능으로서 실현되고 있다. 따라서, 통전제어장치(30)는 도시하지 않는 ECU로부터 수취하는 통전신호에 의거하여 글로 플러그(1)로의 통전을 제어함과 아울러, 통전상태 판별부(35)는 상기 통전이 프리글로통전인 것이나 애프터글로통전인 것을 판단하거나 또, 엔진의 회전수정보, 냉각수의 온도정보 등도 수취하는 것에 의해, 엔진의 상태가 안정된 상태인지 등의 판별도 가능하게 되도록 되어 있다.
그 다음에, 통전제어장치(30)가 제어하는 글로 플러그(1)로의 통전제어에 대해서 설명한다. 글로 플러그(1)로의 통전제어방법(실효전압의 제어방법) 자체는 공지의 수법과 같고, 그 설명은 간략한다. 즉, ECU 등으로부터 통전신호를 수취하면, 마이크로컴퓨터(31)는 스위칭부(36)에 대해서 온-오프를 전환하는 신호를 출력하고, 글로 플러그(1)로의 전력의 공급을 PWM제어를 이용한 듀티(duty)제어한다.
본 발명의 통전제어장치(30)는 글로 플러그(1)로의 통전제어와 아울러 글로 플러그(1)가 단선했는지 아닌지의 검지를 동시에 실행하고 있다. 이후, 단선검지방법에 대해서 도 3을 이용하여 상세히 서술한다.
실시예 1
본 발명에 있어서의 단선검지는 글로 플러그(1)의 발열을 위한 전력공급상태를 참조하여 실행하지만, 해당 전력공급과는 독립해서 실행된다.
디젤엔진의 시동시에, 도시하지 않는 키스위치가 오프 위치에서 온 위치로 되면, 통전제어장치(30)로 전력이 공급되어 해당 장치의 시스템이 기동한다(스텝 S1). 또한, 스텝 S1과 아울러 필요한 이니셜라이즈(initialize) 처리를 실행하는 것으로 해도 좋다. 시스템이 기동하면, 통전제어장치(30)는 ECU로부터의 지시(통전신호)에 따라서 동작한다. 엔진이 냉각상태에 있으면, 엔진의 시동을 위해서 ECU는 통전제어장치(30)에 대해서 통전신호를 출력한다. 상기 통전신호를 수취한 마이크로컴퓨터(31)는 엔진의 시동을 위해서 글로 플러그(1)가 급속히 승온하는 것이 가능하도록 스위칭부(36)의 온, 오프를 제어한다. 일반적으로는, 듀티비 100％로 글로 플러그(1)를 가열하는 프리글로통전이 실행된다.
한편, 단선검지에 있어서는, 스텝 S2에 있어서 차량의 상태를 취득한다. 본 실시예에서는 엔진은 시동 전의 상태이며, 즉 엔진이 정지하고 있는 것을 통전제어장치(30)는 차량정보로서 취득한다.
그 다음에, 통전제어장치(30)는 글로 플러그(1)에 인가되는 전력의 전압값 및 전류값을 취득한다. 상기 전압값의 취득은 도 2에 나타내는 전압취득부(38)로부터, 전류값의 취득은 전류취득부(37)로부터 각각 취득한다(스텝 S3).
또한, 통전제어장치(30)는 글로 플러그(1)로의 통전상태를 판별한다(스텝 S4). 여기에서는 프리글로통전이 실행되고 있으므로, 통전제어장치(30)는 프리글로통전 중의 단선판단을 실행하기 위해 프리글로통전 중의 처리를 실행한다(스텝 S5로).
스텝 S5에서는 프리글로통전이 완료되었는지 아닌지의 판단이 실행된다. 프리글로통전은 키스위치가 오프 위치로 되돌려지던지, 엔진의 시동에 적합한 온도에 이를 때까지 실행된다. 따라서, 키스위치는 온 위치이지만 글로 플러그(1)의 온도가 충분히 상승하고 있지 않은 경우는, 스텝 S5；No로서 프리글로통전이 완료될 때까지 스텝 S2∼S5를 반복(loop)한다(대기한다). 한편, 글로 플러그(1)의 온도가 충분히 상승하여 프리글로통전이 완료되면, 스텝 S5；Yes로서 스텝 S6으로 진행한다.
스텝 S6에서는 프리글로통전 완료시에 있어서의 글로 플러그(1)의 단선판단이 실행된다. 프리글로통전 완료시의 단선의 판단은 프리글로통전 완료시의 임계값과 현재의 복수의 글로 플러그(1)의 합성저항값의 비교에 의해 실행된다. 또한, 여기에서의 합성저항값은 상기의 전압취득부(38)와 전류취득부(37)에서 취득된 전압값 및 전류값에 의거하여 산출해서 얻어진 값이다. 임계값의 설정과 비교에 대해서는 후술한다.
다음에 보온통전시에 있어서의 단선판단에 대해서 서술한다. 엔진은 프리글로통전에 의한 예열이 완료되면, 스타터모터에 의해서 크랭킹이 실행되어 시동된다. 프리글로통전이 완료된 후에 바로 크랭킹이 실행되는 경우에는, 글로 플러그 (1)의 발열은 애프터글로통전으로 이행한다. 그러나, 프리글로통전의 완료 후, 소정의 기간, 크랭킹이 실행되지 않는 일이 있다. 이 경우에는, 글로 플러그(1)의 통전상태는 크랭킹이 개시되었을 때에 엔진을 시동할 수 있는 정도의 온도를 유지하는 보온통전으로 이행된다. 즉, 스텝 S4에서 보온통전이라고 판단되면 스텝 S7로 진행하고, 보온통전시에 있어서의 단선판단처리가 이루어진다.
스텝 S7에서는 우선 보온통전이 완료되었는지 아닌지의 판단이 실행된다. 보온통전은, 상기한 바와 같이 키스위치가 온 위치로 된 후에 크랭킹이 개시되지 않은(즉, 키스위치가 스타트위치로 되지 않은) 경우에, 프리글로통전의 완료시의 발열온도를 유지하는 통전이다. 따라서, 장시간의 보온통전은 글로 플러그의 수명을 짧게 할지도 모른다. 따라서, 엔진이나 차량에 따라서 다르지만, 예를 들면 30초의 보온통전을 실행해도 크랭킹이 시작되지 않을 때에는, 상기 보온통전을 종료하고, 키 오프와 동등한 정차상태로 이행하는 제어가 이루어지고 있다. 이와 같은 제어에 의해, 보온통전이 완료되었는지 아닌지의 판단이 스텝 S7에서는 실행된다. 여기서, 스텝 S7；No라고 판단되면, 즉, 크랭킹이 개시되는 것을 대기하고 있는 상태라고 판단되면, 스텝 S8로 진행한다.
스텝 S8에서는 크랭킹이 개시되었는지 아닌지가 판단된다. 크랭킹이 개시되면(스텝 S8；Yes), 엔진은 회전을 시작하고, 연료가 분사되거나 흡배기가 개시되거나 하면, 글로 플러그(1)의 주위의 환경은 변화하게 된다. 따라서, 글로 플러그(1)에 있어서는 외란이 큰 상태로 되고, 이와 같은 상태에서는 정확하게 단선을 판단하는 것은 곤란하게 된다. 그러나, 크랭킹과 동시나 직후(바람직하게는 크랭킹의 직전)이면, 외란이 발생하기 시작했다고 해도 글로 플러그(1)의 온도에 주는 영향은 근소(僅少)하며(혹은 영향이 없고), 단선의 판단을 실행하는 것이 가능하다. 한편, 크랭킹이 개시되지 않으면(스텝 S8；No), 계속해서 크랭킹이 개시되는 것을 대기하게 된다.
스텝 S8에서 Yes, 즉, 크랭킹이 개시된 것을 기회로 하여 단선의 판단을 실행함에 있어서, 거듭 판정이 이루어진다. 즉, 스텝 S9에 있어서 보온통전이 소정의 기간(예를 들면 5초) 실행되었는지 아닌지가 판단된다. 프리글로통전의 완료 후는 즉석에서 보온통전으로 이행하지만, 이행한 직후(본 예에서는 5초 이내)는 프리글로통전에 의한 영향이 있고, 글로 플러그(1)의 상태는 안정되어 있다고는 말하기 어렵다. 그와 같은 환경하에서는 정확한 단선판단을 실행하는 것이 곤란하기 때문에 소정의 기간의 경과가 있는 경우에 스텝 S9；Yes로서 스텝 S10으로 진행하고, 글로 플러그의 단선판단을 실행하는 것이다. 한편, 상기 소정의 기간의 경과가 없다고 판단되면(스텝 S9；No), 보온통전시에 있어서의 단선판단의 기회는 상실되었다고 판단된다. 도 3의 흐름도에는 도시하지 않지만, 예를 들면, 보온통전시의 단선판단을 할 수 없었던 것을 나타내는 플래그(flag)를 세우고, 그 후는 애프터글로통전 중에 단선의 판단을 실행하는 처리로 할 수도 있다. 무엇보다도, 프리글로통전 중에 있어서의 단선판단이나 후술하는 애프터글로통전시에 있어서의 단선판단 등의 결과도 근거로 해서 글로 플러그의 단선의 최종 판단을 내리는 처리를 실행할 때는, 상기 플래그의 내용에 대해서도 적절히 설정하면 좋은 것은 말할 것도 없다.
또, 상기의 스텝 S7에서 보온통전이 완료되었다고 판단되어 정차상태로 이행할 때에도, 스텝 S10에서 보온통전 완료시에 있어서의 단선판단이 실행된다. 이때, 글로 플러그(1)의 환경은 가장 안정된 상태라고 말할 수 있다. 연료분사나 흡배기 등의 외란이 존재하지 않고, 또한, 충분한 시간의 통전이 실행되고 있기 때문에, 글로 플러그(1)의 온도(저항값)가 포화하고 있기 때문이다.
애프터글로통전시에 있어서의 단선판단에 대해 설명함에 있어서, 애프터글로통전에 대해서 서술한다. 애프터글로통전은 엔진이 시동한 후에 실행되는 통전이다. 이로 인해, 프리글로통전이나 보온통전과는 달리, 엔진이 구동하는 이상은 비교적으로 그 기회(애프터글로통전이 실행되는 것)를 얻기 쉽다. 프리글로통전시나 보온통전시에 운전자가 서둘러 크랭킹을 실행하면, 그들의 처리가 스킵(skip)되기 때문이다. 그 반면에, 엔진은 이미 구동을 시작하고 있고, 외란은 비교적으로 큰 상태이다. 이로 인해, 다른 2개의 통전상태보다도 정확한 판단을 실행하기 어렵다고 하는 난점이 있기 때문에, 애프터글로통전시에 있어서의 단선판단에만 따르지 않고, 다른 통전시의 판단과 복합적ㆍ종합적으로 판단하는 것이 바람직하다.
다음에, 엔진이 시동한 다음에, 또한 애프터글로통전이 실행되고 있을 때에 있어서의 단선판단에 대해서 설명한다. 애프터글로통전으로 이행한 후에 단선을 판단할 때는, 우선, 글로 플러그(1)의 온도가 포화하고 있는지 아닌지가 판단된다(스텝 S11). 글로 플러그(1)가 포화상태에 없을 때는 글로 플러그의 합성저항값이 안정되어 있지 않기 때문에, 임계값이라는 판단이 곤란하기 때문이다. 또, 정밀도가 높은 단선의 판단을 실행하기 위해서, 엔진이 안정된 상태에 있는지 아닌지가 판단된다(스텝 S12). 엔진에 있어서의 연료분사량이나 유입공기량, 엔진부하 등에 의해, 글로 플러그(1)를 둘러싸는 환경조건이 연속적으로 현저하게 변화한다. 이들의 영향을 받으면 단선판단을 정확하게 실행하는 것이 곤란하다. 그래서, 단선을 판단하는데에 적합한 운전상태인지 아닌지를 판단한다. 일례로서는, 엔진이 아이들 상태에 있는지 아닌지를 판단기준으로 한다.
스텝 S11, 스텝 S12의 각각에서 단선을 판단하는 것이 가능하다고 판정되면(스텝 S11；Yes, 스텝 S12；Yes), 스텝 S13에서 애프터글로통전 중에 있어서의 단선판단이 실행된다. 임계값의 설정과 비교에 대해서는 후술한다.
여기서, 상기 단선판단에 있어서의 각 통전상태에서 사용하는 임계값에 대해서 설명한다.
프리글로통전 완료시에 있어서의 단선판단의 임계값의 설정은, 글로 플러그의 저항값이 미포화이지만, 저항값이 상승하고 있는 것을 고려해서 글로 플러그 합성저항값의 임계값을 결정한다. 상기의 스텝 S6에서는 상기 임계값과의 비교가 이루어진다.
애프터글로통전시에서는 글로 플러그의 저항값이 포화하고 있는 것을 고려하고, 포화저항값을 사용해서 글로 플러그 합성저항값의 임계값을 결정한다. 상기의 스텝 S13에서는 상기 임계값과의 비교가 이루어진다.
또한, 보온통전 중에는, 글로 플러그 저항값이 프리글로통전 완료시보다는 높지만 포화에 이르고 있지 않기 때문에, 단선판단의 임계값은 프리글로통전시의 임계값보다 높고 애프터글로통전시의 임계값보다 낮은 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 보온통전 중에 있어서의 단선판단으로 이용하는 임계값은, 프리글로통전시의 임계값과 애프터글로통전시의 임계값의 중간 정도의 값으로 설정하고 있다.
상기 임계값을 설정하고, 각각의 통전상태에 있어서 단선판단을 실행한다. 최종적으로 단선이라고 판단해서 ECU 등에 단선을 통지할 때에, 어느 하나의 상태에서 단선이라고 판단하자마자 곧바로 통지하는 것으로 해도 좋다. 또, 단선이라고 판단한 회수(단선 카운트)를 카운트하고, 상기 카운트의 누계가 소정 카운트 수에 이르고 나서 통지하는 것으로 해도 좋다. 혹은, 어느 하나의 통전상태라도 단선이라고 판단한 경우에, 처음으로 통지하는 것으로 해도 좋다.
이상 설명한 본 발명에 따르면, 복수의 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 통전제어장치에 접속된 것이라도, 그 글로 플러그의 단선을 판단하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경이 가능하다.
(a) 예를 들면, 상기한 실시예 1에서는 각 통전상태의 단선판단에 대해서 임계값에 절대값을 설정하고, 그것과 글로 플러그의 합성저항값을 비교하는 것에 의해 단선의 유무를 판단했다. 그러나, 첫회 통전시에 취득하는 글로 플러그의 합성저항값의 첫회저항값을 임계값으로 하고, 그것과 단선판단시의 글로 플러그의 합성저항값의 비교를 실행함으로써 단선을 판단하는 것으로 해도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 제조라인에서 완성한 차량을 이동시킬 때에 자주할 때 등의 통상의 엔진구동이 실행되기 전에 글로 플러그의 합성저항값(첫회저항값)을 임계값으로서 취득하여 기억하여 두고, 상기한 실시예 1과 마찬가지로, 각 통전상태에 있어서 첫회저항값을 기준으로 글로 플러그의 단선을 판단한다.
(b) 또, 실시예 1의 절대값에 의한 판단수법과, 상기 (a)의 초기값에 의한 판단수법을 병행하여 동시에 실행하는 것으로 해도 좋다. 쌍방의 판단수법을 동시에 실행함으로써, 예를 들면, 통상시에는 마이크로컴퓨터로의 처리부하가 작은 판단수법을 선택적으로 실행하고, 정밀도가 높은 단선판단을 필요로 할 때에는 해당 처리로 이행 혹은 해당 처리를 콜하는 등, 더욱더 상황에 적합한 단선판단을 실행할 수 있다.
(c) 또한, 각 통전상태에 있어서의 단선판단의 결과에 관해서, 각각에 가중하여 복합적으로 단선을 판단하는 것으로 해도 좋다. 예를 들면, 상기한 바와 같이, 애프터글로통전이 한창일 때는 글로 플러그(1)의 주위의 환경은 안정되기 어렵고, 결과로서, 그때의 단선판단의 결과의 정밀도는 다른 통전상태에 비교해서 신뢰성이 낮아지는 경향이 있다.
한편, 프리글로통전의 완료시나 보온통전 중에 있어서의 단선판단은 외란이 적기 때문에, 그 판단결과의 정밀도는 비교적 높다. 그러나, 운전자가 프리글로통전의 완료를 기다리지 않고 크랭킹을 개시해 버리는 등, 이들의 정밀도가 높은 단선판단이 실행될 기회는 애프터글로통전 중의 단선판단기회에 비해 상실되기 쉽다. 그래서, 통상시는 판단기회를 얻기 쉬운 애프터글로통전 중에 있어서의 단선판단을 실행하면서, 여기서 단선을 판단했을 때에는, 다음번의 엔진시동시에 강제적으로 프리글로통전 중 및 보온통전 중에 단선판단을 실행하도록, 크랭킹의 개시를 늦추는 신호를 ECU에 출력하는 등의 처리를 실행한다. 이에 따라, 더욱더 매우 적합하게 단선을 검지하는 일도 가능하게 된다.
(d) 또, 예를 들면, 프리글로통전 완료시에 단선이라고 판단된 경우는 단선 카운트를 「1」로 하고, 애프터글로통전 중에 단선이라고 판단된 경우는 단선 카운트를 「0.2」로 하도록 각 통전상태에 있어서의 단선판단결과에 가중을 실행하며, 그 다음에, 단선 카운트의 누계가 1 이상이 된 경우에 글로 플러그에 단선이 발생했다고 판단해도 좋다. 이에 따라, 높은 정밀도로 단선을 검지하는 것이 가능하게 된다.
(e) 상기의 애프터글로통전시에 있어서의 설명에서 서술했지만, 글로 플러그의 합성저항값을 얻음에 있어서는, 글로 플러그의 저항값이 포화하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 포화저항값에 의거하여 단선의 판단이 실행되었을 때에는, 다른 통전상태에 있어서의 단선판단보다도 우선적으로, 그 판단을 채용하는 것으로 해도 좋다. 물론, 양 판단을 복합적ㆍ종합적으로 판단하는 것으로 해도 좋다.
(f) 상기 실시예에서는 단선을 판단하는 글로 플러그로서, 코일 형상의 발열 부를 이루는, 이른바 메탈 글로 플러그를 이용하고 있지만, 대상이 되는 글로 플러그의 형태는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 이른바 세라믹 글로 플러그를 이용해도 아무런 지장은 없다. 물론, 그 개수도 상기 실시예의 4개(4기통)로 한정되는 일은 없고, 6기통이나 8기통 등의 엔진 및 그것에 탑재되는 글로 플러그에 대한 단선판단을 실행하는 것으로 해도 좋다. 이와 같이, 단선을 판단하는 대상의 글로 플러그의 종류나 개수가 상기 실시예와 다른 경우는, 그 임계값의 설정을 각각의 형태에 적합한 값으로 하면, 본 발명을 매우 적합하게 적용할 수 있다.
1 - 글로 플러그
30 - 통전제어장치
31 - 마이크로컴퓨터
35 - (고장)판별부
37 - 전류취득부
38 - 전압취득부
40 - 도통경로
44 - 전원장치

Claims (9)

  1. 엔진에 탑재된 글로 플러그로의 전력의 공급원인 전원장치와 상기 글로 플러그의 사이에 배치되고, 상기 글로 플러그로의 통전을 제어하는 글로 플러그의 통전제어장치로서,
    복수의 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그 접속부와,
    상기 전원장치의 공급전압과, 상기 글로 플러그 접속부의 출력전압 중 적어도 일측을 취득하는 전압취득부와,
    상기 글로 플러그 접속부에서 상기 글로 플러그로 출력되는 전류값을 취득하는 전류취득부와,
    상기 글로 플러그로의 통전의 상태를 판별하는 통전상태 판별부와,
    상기 통전상태 판별부의 판별상태에 의거하여 단선을 판단하는 임계값을 설정하는 임계값 설정부와,
    상기 전압취득부에서 취득된 전압값 및 상기 전류취득부에서 취득된 전류값에 의거하여 상기 글로 플러그 접속부에 접속된 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 저항값 취득부와,
    상기 임계값을 설정했을 때의 통전상태시에 얻어진 상기 합성저항값과 상기 임계값의 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 단선검지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 임계값 설정부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 임계값을 설정하고,
    상기 저항값 취득부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 통전상태 판별부가 애프터글로통전이라고 판별된 경우,
    상기 임계값 설정부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 임계값을 설정하고,
    상기 저항값 취득부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임계값 설정부는, 복수의 다른 통전상태에 대응한 복수의 상기 임계값을 설정하고,
    상기 단선검지부는, 각 통전상태에 있어서 얻어진 상기 합성저항값과 상기 임계값의 각 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  5. 엔진에 탑재된 글로 플러그로의 전력의 공급원인 전원장치와 상기 글로 플러그의 사이에 배치되고, 상기 글로 플러그로의 통전을 제어하는 글로 플러그의 통전제어장치로서,
    복수의 상기 글로 플러그가 전기적으로 병렬로 접속되는 글로 플러그 접속부와,
    상기 전원장치의 공급전압과, 상기 글로 플러그 접속부의 출력전압 중 적어도 일측을 취득하는 전압취득부와,
    상기 글로 플러그 접속부에서 상기 글로 플러그로 출력되는 전류값을 취득하는 전류취득부와,
    상기 글로 플러그로의 통전상태를 판별하는 통전상태 판별부와,
    상기 글로 플러그로의 통전의 첫회에, 상기 전압취득부에서 취득된 전압값 및 상기 전류취득부에서 취득된 전류값에 의거하여 상기 글로 플러그 접속부에 접속된 글로 플러그의 합성저항값을 얻어 첫회저항값으로서 기억하는 기억부와,
    상기 글로 플러그의 단선판단시에, 상기 전압취득부에서 취득된 전압값 및 상기 전류취득부에서 취득된 전류값에 의거하여 상기 글로 플러그 접속부에 접속된 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 저항값 취득부와,
    상기 첫회저항값을 취득했을 때와 같은 통전상태시에 얻어진 상기 합성저항값과 상기 첫회저항값의 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 단선검지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기억부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 첫회저항값을 설정하고,
    상기 저항값 취득부는, 각 통전상태에 있어서 상기 글로 플러그의 온도가 안정된 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 통전상태 판별부가 애프터글로통전이라고 판별된 경우,
    상기 기억부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 첫회저항값을 설정하고,
    상기 저항값 취득부는, 상기 엔진이 아이들 상태일 때에 상기 글로 플러그의 합성저항값을 얻는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기억부는, 복수의 다른 통전상태에 대응한 복수의 상기 첫회저항값을 설정하고,
    상기 단선검지부는, 각 통전상태에 있어서 얻어진 상기 합성저항값과 상기 첫회저항값의 각 비교결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 단선검지부는, 상기 글로 플러그로의 통전의 상태가 애프터글로통전일 때에 상기 글로 플러그에 단선이 발생했다고 판단하면, 다음번의 상기 엔진의 시동때, 상기 글로 플러그로의 통전의 상태가 프리글로통전 또는 보온통전 중 적어도 일측일 때에 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 판단하고, 그 판단결과에 의거하여 상기 글로 플러그의 단선의 유무를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 통전제어장치.
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