JP2010175116A - Device and method for controlling current carrying of glow plug - Google Patents
Device and method for controlling current carrying of glow plug Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010175116A JP2010175116A JP2009016998A JP2009016998A JP2010175116A JP 2010175116 A JP2010175116 A JP 2010175116A JP 2009016998 A JP2009016998 A JP 2009016998A JP 2009016998 A JP2009016998 A JP 2009016998A JP 2010175116 A JP2010175116 A JP 2010175116A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- glow plug
- intake air
- glow
- cranking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
- F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
- F02P19/028—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs the glow plug being combined with or used as a sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
- F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
- F02P19/025—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs with means for determining glow plug temperature or glow plug resistance
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0414—Air temperature
- F02D2200/0416—Estimation of air temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、グロープラグの通電制御装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a glow plug energization control device and a control method therefor.
近年、ディーゼルエンジンのグロープラグに関しては、エンジンの始動前の予熱(本書では、これを「予熱グロー」と呼ぶことがある)だけでなく、エンジンの始動後もグロープラグに通電して比較的高温に維持するアフターグローを実行することで、エンジンの振動や騒音の低減、排ガスのクリーン化を図ることが行われている。 In recent years, with regard to diesel engine glow plugs, not only preheating before starting the engine (sometimes referred to as “preheating glow” in this document), but also after the engine is started, the glow plug is energized to a relatively high temperature. In order to reduce engine vibration and noise and to clean exhaust gas, the afterglow is maintained.
一方で、このアフターグローを実行すると電力の消費量が増大することになる。このため、電力消費を極力抑えるべく、例えば特許文献1に記載した技術では、エンジンの冷却水温を検出し、それが高くなるほどグロープラグへの通電時間(アフターグローの時間)を短くする制御方式が提案されている。
ところが、エンジンの冷却水温がある程度高い状態になったとしても、冬場の極寒冷地などで外気温が例えば−40℃のような極めて低い状態では、吸気温度が低いためスワールによってグロープラグ表面が冷却されてしまうことがある。すると、上述したグロープラグの通電制御装置では、冷却水温が高くなるとグロープラグへの通電時間が短くされるため、グロープラグが低温となってアフターグローが適切に働かず、結局、アイドリングが安定しないことがあった。 However, even if the cooling water temperature of the engine becomes high to some extent, the surface of the glow plug is cooled by the swirl because the intake air temperature is low in an extremely low temperature such as -40 ° C in an extremely cold area in winter. It may be done. Then, in the glow plug energization control device described above, the energization time to the glow plug is shortened when the cooling water temperature is high, so that the glow plug becomes low temperature and the after glow does not work properly, and eventually idling is not stable. was there.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、アフターグローの省電力化を図りつつ、エンジンへの吸気温度が低い場合でも、エンジンの運転を安定化できるグロープラグの温度制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and the temperature of the glow plug that can stabilize the operation of the engine even when the intake air temperature to the engine is low while achieving power saving of the afterglow. An object is to provide a control device.
本発明のグロープラグの通電制御方法は、ディーゼルエンジンの始動後に、グロープラグへの供給電力を制御してグロープラグの温度が設定された所定の目標温度となるようにアフターグローを行うグロープラグの通電制御方法において、ディーゼルエンジンへの吸気温度が低いときに前記目標温度を高く設定するところに特徴を有する。 According to the glow plug energization control method of the present invention, after the diesel engine is started, the glow plug is controlled to control the electric power supplied to the glow plug so that the glow plug temperature reaches a predetermined target temperature that is set. The energization control method is characterized in that the target temperature is set high when the intake air temperature to the diesel engine is low.
本発明によれば、エンジンへの吸気温度が低い場合には、グロープラグ温度の目標温度を高く設定するから、スワールによってグロープラグから熱が奪われてもエンジン内の温度を高く維持できてエンジンの安定的運転に寄与する。 According to the present invention, when the intake air temperature to the engine is low, the target temperature of the glow plug temperature is set high. Therefore, even if heat is taken away from the glow plug by swirl, the temperature inside the engine can be maintained high, and the engine Contributes to the stable operation of
ここで、ディーゼルエンジンの吸気温度は、ディーゼルエンジンの始動前のグロープラグの予熱温度と、ディーゼルエンジンの始動に伴う吸気動作によって変化したグロープラグの始動後温度とに基づいて算出することができる。 Here, the intake air temperature of the diesel engine can be calculated based on the preheat temperature of the glow plug before the start of the diesel engine and the temperature after the start of the glow plug changed by the intake operation accompanying the start of the diesel engine.
本発明のグロープラグの通電制御装置は、ディーゼルエンジンの始動後にグロープラグに電力を供給してアフターグローを行うグロープラグの通電制御装置であって、グロープラグの温度を検出するグロープラグ温度検出手段と、グロープラグへの通電路に設けられグロープラグ温度検出手段によって検出される温度が設定された所定の目標温度となるようにグロープラグへの供給電力を制御する電力制御手段と、ディーゼルエンジンへの吸気温度を検出する吸気温検出手段と、この吸気温検出手段からの信号に基づき吸気温度が高いほど電力制御手段における目標温度を低く設定し、吸気温度が低いほど目標温度を高く設定する目標温度設定手段とを備えるところに特徴を有する。 A glow plug energization control device according to the present invention is a glow plug energization control device for performing after glow by supplying electric power to a glow plug after starting a diesel engine, and a glow plug temperature detecting means for detecting the temperature of the glow plug. A power control means for controlling the power supplied to the glow plug so that the temperature detected by the glow plug temperature detection means is set to a predetermined target temperature provided in the energization path to the glow plug, and to the diesel engine An intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature of the engine and a target for setting the target temperature in the power control means to be lower as the intake air temperature is higher based on the signal from the intake air temperature detecting means, and to set the target temperature higher as the intake air temperature is lower It is characterized in that it includes a temperature setting means.
上記グロープラグの通電制御装置において、前記グロープラグ温度検出手段は、グロープラグの通電時の抵抗を測定する抵抗測定手段を備え、グロープラグが有する抵抗発熱体の温度−抵抗特性に基づいてグロープラグの温度を検出する構成とできる。 In the glow plug energization control device, the glow plug temperature detecting means includes a resistance measuring means for measuring a resistance when the glow plug is energized, and the glow plug is based on a temperature-resistance characteristic of a resistance heating element included in the glow plug. The temperature can be detected.
この構成とすると、グロープラグの温度をグロープラグ自体が有する抵抗発熱体を利用して測定することができるから、グロープラグの温度を測定するための専用の温度センサーを別個に設ける必要がない。 With this configuration, since the temperature of the glow plug can be measured using the resistance heating element of the glow plug itself, it is not necessary to separately provide a dedicated temperature sensor for measuring the temperature of the glow plug.
また、吸気温検出手段は、グロープラグ温度検出手段によって測定された、ディーゼルエンジンの始動前のグロープラグの予熱温度と、ディーゼルエンジンの始動に伴う吸気動作によって変化したグロープラグの始動後温度とに基づいて吸気温度を検出する構成とすることができる。 Further, the intake air temperature detecting means includes a glow plug preheating temperature before starting the diesel engine measured by the glow plug temperature detecting means, and a temperature after the start of the glow plug changed by an intake operation accompanying the start of the diesel engine. The intake air temperature can be detected based on the intake air temperature.
グロープラグを所定温度に予熱してディーゼルエンジンを始動させた後でも、吸気温度が低ければ低いほど、シリンダ内のスワールの影響によってグロープラグからより多くの熱が奪われ、その温度がより低下する。このことは、グロープラグのエンジン始動後の温度変化を観察すると、吸気温度が推定できることを意味する。そこで、上記構成はでは、エンジンの始動後の吸気動作によって変化したグロープラグの始動後温度に基づいて吸気温度を検出することとした。一般に、吸気温度を検出するには、エンジンへの吸気経路に吸気温度センサを設けることにより可能になるが、上記の構成とすると、吸気温度センサを設けることなく、グロープラグ自体を利用して吸気温度を検出することができるので、構成が簡単になる。 Even after the glow plug is preheated to a predetermined temperature and the diesel engine is started, the lower the intake air temperature, the more heat is taken away from the glow plug by the influence of the swirl in the cylinder, and the temperature drops further. . This means that the intake air temperature can be estimated by observing the temperature change of the glow plug after starting the engine. Therefore, in the above configuration, the intake air temperature is detected based on the temperature after the start of the glow plug, which has changed due to the intake operation after the engine is started. In general, the intake air temperature can be detected by providing an intake air temperature sensor in the intake path to the engine. However, with the above configuration, the intake air temperature sensor is not provided and the intake air can be detected using the glow plug itself. Since the temperature can be detected, the configuration is simplified.
さらに、前記吸気温検出手段は、予熱温度とディーゼルエンジンが始動してから所定時間が経過したときにおける始動後温度との温度差を求める始動後温度差算出手段と、予め求めた複数の吸気温度と前記温度差との関係をテーブル化して記憶する記憶手段と、始動後温度差算出手段によって算出した温度差に応じて記憶手段に記憶したテーブルから吸気温度を読み出す読み取り手段とを備える構成とすることができる。 Further, the intake air temperature detecting means includes a post-starting temperature difference calculating means for obtaining a temperature difference between the preheating temperature and a post-starting temperature when a predetermined time has elapsed after starting the diesel engine, and a plurality of intake air temperatures obtained in advance. And a storage means for storing the relationship between the temperature difference and the temperature difference, and a reading means for reading out the intake air temperature from the table stored in the storage means in accordance with the temperature difference calculated by the post-starting temperature difference calculation means. be able to.
このようにすると演算処理が簡単になるから、高速処理が可能になる。 This simplifies the arithmetic processing and enables high-speed processing.
本発明によれば、アフターグローの省電力化とエンジンの運転の安定化を両立させることができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both power saving of the afterglow and stabilization of engine operation.
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
1.全体構成
本実施形態では、例えば4気筒のディーゼルエンジン(以下「エンジン」という)に適用されるグロープラグ通電制御装置1を例に説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1. Overall Configuration In this embodiment, a glow plug energization control device 1 applied to, for example, a four-cylinder diesel engine (hereinafter referred to as “engine”) will be described as an example.
図1に図示するようにグロープラグ通電制御装置1にはEFI-ECU(Engine Fuel Injection Electronic Control Unit)2、車両に搭載されて直流電源として機能するバッテリ3、4本のグロープラグ4が接続されている。図示はしないがグロープラグ4は、金属外筒の中に抵抗発熱体を収容してなる周知の構造で、エンジンの各気筒にそれぞれ設置されている。
As shown in FIG. 1, a glow plug energization control device 1 is connected to an engine fuel injection electronic control unit (EFI-ECU) 2, a battery 3 mounted on the vehicle and serving as a DC power source, and four
EFI−ECU2はエンジンの各部を制御する制御コンピュータである。EFI−ECU2は、イグニッションスイッチIGがオンにされてエンジンを始動するとき、グロープラグ通電制御装置1に通電指令を出力する。EFI−ECU2にはエンジンの運転状態を把握するための各種センサが接続されている。
The EFI-ECU 2 is a control computer that controls each part of the engine. The EFI-
グロープラグ通電制御装置1は、CPU21を備えた制御部20、FET31を備えたスイッチング部30、逆接続保護回路40を備える。
The glow plug energization control device 1 includes a
制御部20は、後述する作用説明から明らかなように、本発明における「グロープラグ温度検出手段」、「電力制御手段」、「吸気温検出手段」及び「目標温度設定手段」として機能し、CPU21の他、各種のプログラムやデータを記憶しているROM22、RAM23などを備えている。
The
スイッチング部30は、本発明における「電力制御手段」の一部を構成するもので、パワーMOSFETなどからなるFET31の他、このFET31のソース電圧を検出する電圧測定回路、センスFETによって構成されてメインFETであるFET31のソース電流を検出する電流検出回路等を備え、過熱・過電流・過電圧等の保護機能と負荷短絡・オープン時の診断機能を有するいわゆるIPS(Intelligent Power Device)により構成されている。
The switching
逆接保護回路40は電源側がバッテリ3の+B端子に接続されている。逆接保護回路40の負荷側では回路が4分岐し、それぞれスイッチング部30を介して前記グロープラグ4に接続されている。逆接保護回路40はPチャンネルのMOSFET41を備えると共に、ゲートが抵抗42を介して接地され、ゲート−ソース間に互いに逆方向接続したツエナーダイオード43,44が接続され、ドレイン−ソース間にはボディダイオード45が順方向に並列接続された状態になっている。これにより、万一、バッテリー3が逆方向の極性で接続されてしまったときには、MOSFET41及びボディダイオード45がオフ状態を維持するから、グロープラグ4に電流が流れることが防止される。
The reverse
2.制御の態様
[1]グロープラグの温度測定原理
一般に、グロープラグ4の抵抗発熱体の温度T[℃]とその抵抗値R[Ω]との関係、すなわち温度−抵抗特性は、グロープラグの抵抗発熱体の抵抗温度係数をk(材料に応じた固有の値である)、0℃のときの抵抗値をR0 とすると、以下の一次式で近似することができる。
2. Control Mode [1] Glow Plug Temperature Measurement Principle Generally, the relationship between the temperature T [° C.] of the resistance heating element of the
R=R0 (1+kT) ……式(1)
従って、目標温度をTpとすると、そのときの抵抗値(目標抵抗値Rp )は次式(2)によって示される値となるから、グロープラグの抵抗値が目標抵抗値Rp となるように通電を制御すれば、そのときにグロープラグの抵抗発熱体の温度は目標温度Tpとなっていることになる。
R = R0 (1 + kT) (1)
Accordingly, when the target temperature is Tp, the resistance value (target resistance value Rp) at that time is a value represented by the following equation (2). Therefore, energization is performed so that the resistance value of the glow plug becomes the target resistance value Rp. If controlled, the temperature of the resistance heating element of the glow plug at that time becomes the target temperature Tp.
Rp =R0 (1+kTp) ……式(2)
なお、グロープラグ4には抵抗発熱体の断面積や長さなどについて製造誤差があるため、同一温度でもその抵抗値はグロープラグ4間でばらつく。このため、同一の抵抗値に達したとしても、各グロープラグ4の温度は必ずしも同一ではない。したがって、全てのグロープラグ4に同一の目標抵抗値Rp を設定してしまうと、グロープラグ4によってはその抵抗値が目標抵抗値Rp に達したとしても、その温度が目標温度Tpとは異なる可能性がある。
Rp = R0 (1 + kTp) (2)
Note that the
そこで、本実施例では、各グロープラグ4について、その温度が目標温度Tpとなる抵抗値を当該グロープラグに固有の目標抵抗値Rp として設定し、それぞれ各固有の目標抵抗値Rp に達したときにグロープラグ4を個別に断電することとしている。これにより、全てのグロープラグ4について同一の目標温度Tpに温度制御することができる。
Therefore, in this embodiment, for each
ところで、上式(1)においてR0 (0℃における抵抗値)は上述したように製造誤差によってばらつきグロープラグ4によって異なるから、式(1)に基づいてグロープラグ4の抵抗値と温度との関係を求めるには、各グロープラグ4毎に判っている必要がある。そのためには、各グロープラグ4に関して、ある特定の温度(初期温度Tini )における抵抗値Rini を測定し、T=Tini ,R=Rini を式(1)に代入することで、R0 を求めることができる。
In the above equation (1), R0 (resistance value at 0 ° C.) varies depending on the manufacturing error as described above, and varies depending on the
この場合、本実施形態ではグロープラグ4には温度を測定するための温度センサが設けられていないので、グロープラグ4の初期温度Tini を直接測定することはできない。しかし、エンジンがある程度の長い期間停止していた場合には、グロープラグ4に通電する前であれば、全てのグロープラグ4の温度は、冷却水、シリンダブロックなどの温度とほぼ等しくなっていると見なすことができる。
In this case, in the present embodiment, since the
そこで、本実施形態では、エンジンをある程度の長い期間停止していた後に始動する場合であって、グロープラグ4への予熱通電前に、冷却水温度を測定する温度センサからの信号に基づいてグロープラグ4の初期温度Tini (冷却水温度)を読み取ると共に、そのときの抵抗値Rini を測定し、これらに基づいてR0 を算出する。R0 が判れば、グロープラグ4の抵抗発熱体の抵抗温度係数kは既知であるから、これらを用いて式(1)により、グロープラグ4の抵抗からその温度を知ることができる。このようにすると、グロープラグ4の温度を測定するための温度センサを別途備える必要がなくなる。
Therefore, in the present embodiment, the engine is started after being stopped for a long period of time, and before the preheating energization to the
[2]グロープラグ温度検出手段における変数の初期化
以上の原理に基づき、本実施形態では、グロープラグ温度検出手段が次のようにして各グロープラグ4の温度を検出するための準備動作を行う。
本実施形態のグロープラグ温度検出手段はグロープラグの通電時の抵抗を測定する抵抗測定手段を備える。その抵抗測定手段は、スイッチング部30における、FET31のソース電圧を測定する電圧測定回路、センスFETによって構成されてFET31のソース電流を測定する電流測定回路及びそれらの回路からの信号を受けて、グロープラグ4への通電時における電圧値を電流値で除した値(抵抗値)を演算するCPU21により構成されている。
[2] Initialization of Variables in Glow Plug Temperature Detection Unit Based on the above principle, in this embodiment, the glow plug temperature detection unit performs a preparatory operation for detecting the temperature of each
The glow plug temperature detecting means of this embodiment includes resistance measuring means for measuring the resistance when the glow plug is energized. The resistance measuring means receives a voltage measurement circuit for measuring the source voltage of the
グロープラグ通電制御装置1の制御部20がEFI−ECU2からエンジン始動のための予熱指令を受けると、制御部20は図2に示す予熱制御を開始するが、まずエンジンブロックの温度とグロープラグ4の温度とがほぼ等しくなっていると見なせる程度の長時間にわたってエンジンが停止していた場合には、制御部20は図3に示すような変数の初期化動作を行う(ステップS101)。なお、エンジン停止からの時間が短く、冷却水温度とグロープラグ温度とが一致していないような場合には、この初期化動作は省略され、前回の値が利用される。
When the
まず、制御部20は1本のグロープラグ4への短時間通電を行う(ステップS111)。これは、残り3本のグロープラグ4については断電したまま、スイッチング部30のFET31を例えば2ミリ秒などの短時間だけオン状態にすることにより行う。その時のFET31のソース電流、ソース電圧はそれぞれスイッチング部30の電流測定回路及び電圧測定回路によって測定され、これに基づき初期抵抗値Rini が算出される(ステップS112)。一方、その時点での冷却水温度がEFI−ECU2から取得され、これがグロープラグ4の初期温度Tini とみなされる(ステップS113)。これらに基づき、上記式(1)においてR=Rint ,T=Tini とおいて、そのグロープラグ4の発熱抵抗体の抵抗値R0 を算出し、その具体的な値を式(1)のR0 に代入して初期化を行う(ステップS114)。
なお、これらの処理は4本全てのグロープラグ4について各抵抗値R0 を求めるまで繰り返してリターンするが、本実施形態の場合、初期温度Tini は全て同一の値を使用している。
First, the
These processes are repeated until all resistance values R0 are obtained for all four
[3]予熱グローにおける通電制御
変数の初期化動作が終わると、予めRAM23に記憶されている予熱グロー時の目標温度に対応する各グロープラグ4の目標温度Ttaと、抵抗温度係数kが読み出され(ステップS102)、これと上述の通りに設定された抵抗値R0 に基づいて目標温度Ttaに対応する各グロープラグ4の目標抵抗値Rp を算出し、RAM23に格納する(ステップS103)。なお、本実施形態では、各グロープラグ4の目標温度Ttaは各気筒について同一の温度としているが、これは気筒毎に異ならせるようにしてもよい。
[3] Energization control in preheating glow When the variable initialization operation is completed, the target temperature Tta and the resistance temperature coefficient k of each
次に、制御部20は全てのスイッチング部30のFET31をオン状態にして各グロープラグ4に通電してこれを発熱させる(ステップS104)。同時に、制御部20はグロープラグ4に流れる電流(FET31のソース電流)を電流検出回路により検出するとともに、グロープラグ4に印加される電圧を電圧検出回路によって検出し、検出した電圧値を対応する電流値で除算することにより、通電中のグロープラグ4の抵抗値Rをそれぞれ測定する(ステップS105)。
Next, the
そして、制御部20は各グロープラグ4について、測定した抵抗値Rが当該グロープラグ4に固有の目標抵抗値Rp に達したか否かを判定し(ステップS106)、その目標抵抗値Rp に達するまで通電を維持し、目標抵抗値Rp に達したグロープラグ4については制御部20はそのグロープラグに対応するFET31をオフ状態にして当該グロープラグ4への通電を終了し、個別に温度維持制御に移行する。
Then, the
ここで温度維持制御とは、気筒内の温度を一定範囲に維持するために行うグロープラグ4への通電制御であり、グロープラグ4が常に目標抵抗値Rp を維持するように、例えばFET31を所要のデューティー比でオンさせる。
各グロープラグ4の発熱抵抗体が目標抵抗値Rp に達していることは、その温度、ひいてはグロープラグ4の表面温度が目標温度Ttaに到達したことを意味しているから、ここでエンジンのクランキングを行うことで、エンジンを始動させることができる。運転者がクランキングの開始操作を行うと、図4に示すアフターグローにおける通電制御に移行する。この通電制御の説明に先立ち、本実施形態における吸気温度の測定原理について説明する。
Here, the temperature maintenance control is control for energizing the
The fact that the heating resistor of each
[4]吸気温度の測定原理
エンジンの始動のために数回のクランキングが行われると、気筒内に外気が導入されるため、所定の目標温度Ttaに維持されていたグロープラグ4が冷却され、グロープラグ4はその抵抗発熱体の抵抗温度係数に従って抵抗値が変化する。このとき、どの程度の値だけ抵抗値が変化するか、すなわちどの程度温度が低下するかは、導入される外気の温度に依存する。
[4] Principle of measuring the intake air temperature When cranking is performed several times to start the engine, outside air is introduced into the cylinder, so that the
従って、エンジン中のグロープラグ4を所定の温度となるように予熱グローを行った状態で、様々な温度の空気を気筒内に導入し、その時のグロープラグ4の温度変化(抵抗変化)を予め測定しておけば、吸気温度を推定することができる。図5には、予熱グローを行ってグロープラグ4を所定の目標温度に維持した状態で、様々な温度の冷気を気筒内に導入した場合のグロープラグ4の温度変化を測定した結果をグラフ化して示してある。これによれば、クランキングを開始してから最低数秒後の温度を測定することで、吸気温度の相違を識別できることが判る。
Accordingly, in a state where the
そこで、本実施形態では、この実験結果を予めデータテーブル化しておき、クランキング開始から所定時間経過後のグロープラグ4の温度を測定し、その温度差に基づいて吸気温度を検出することとしている。
Therefore, in the present embodiment, this experimental result is made into a data table in advance, the temperature of the
そのための吸気温検出手段の具体的な構成としては、クランキング後温度差算出手段と、EPROM等の記憶手段(図示せず)と、読み取り手段とを備える。クランキング後温度差算出手段は制御部20に含まれるCPU21により構成され、グロープラグ4の予熱温度(即ち予熱グローの制御時に設定した「目標温度Tta」に相当する)と、エンジンのクランキングを開始してから所定時間が経過したときのクランキング後温度との温度差を求める。記憶手段には、吸気温度とグロープラグの温度低下量との関係がテーブル化されて記憶されている。このデータテーブルは、予熱グローを行ったエンジン内に予め温度が異なる複数種の空気をクランキングによって導入し、クランキング開始から所定時間経過後のグロープラグ4の温度低下量をグロープラグ温度検出手段によって検出することで得たものである。また、読み取り手段は、制御部20に含まれるCPU21により構成され、グロープラグ温度検出手段によって検出した温度低下量を求めることで、上記データテーブル内のその温度低下量に対応する吸気温度の値を読み出す機能を有する。
As a specific configuration of the intake air temperature detecting means for that purpose, a post-cranking temperature difference calculating means, a storage means (not shown) such as an EPROM, and a reading means are provided. The post-cranking temperature difference calculating means is constituted by the
[5]アフターグローにおける通電制御
アフターグローは、エンジンが始動した後においてもグロープラグ4に通電して、その温度を高く維持しておくことをいう。このアフターグローを行う場合のグロープラグ4の通電制御は、グロープラグ4が常にある目標温度Ttaを維持するようにFET31を所要のデューティー比でオンさせることにより行うのであり、グロープラグ温度検出手段によって検出されたグロープラグ4の実際の温度と、目標温度Ttaとを比較し、その実際の温度が目標温度Ttaよりも低い場合には通電のデューティー比を大きくし、実際の温度が目標温度Ttaに到達した場合にはデューティー比を小さくまたはグロープラグ4を断電する。
[5] Energization control in afterglow Afterglow means that the
本実施形態ではアフターグローを行う場合、上記の目標温度Ttaは次のようにして設定される。
すなわち、グロープラグ4が予熱グローの目標温度Ttaに到達し、運転者がクランキングの開始操作を行うと、まず、アフターグローの目標温度Ttaとして標準の目標温度Tstが設定される(ステップS121)。そして、クランキングを開始してから所定時間(例えば数秒以内であって燃料の着火前)が経過したところで、グロープラグ温度検出手段によってグロープラグ4の温度を測定し(ステップS122)、その温度と目標温度Ttaとの温度差を算出する(ステップS123)。そして、その値に基づいて、記憶手段に記録してあるその温度差に対応する吸気温度Tinを読み取る(ステップS124)。これにより吸気温度Tinがグロープラグの温度変化から推定されたことになる。
In the present embodiment, when the afterglow is performed, the target temperature Tta is set as follows.
That is, when the
この後、その吸気温度Tinが予め定めてある基準温度Tref に比べて低いか否かが判断され(ステップS125)、高い場合(「N」の場合)には目標温度Ttaの変更を行わないが(ステップS126)、低い場合(「Y」の場合)には、変更後の目標温度Ttaとしてその時点の目標温度Tta(標準の目標温度Tst)に所定値ΔTだけ加えたものを再設定し(ステップS127)、その後、その目標温度Tta(=Tta+ΔT)に基づいてアフターグローにおけるグロープラグ4の通電が制御される。ここでは制御部20のCPU21が目標温度設定手段として機能している。
Thereafter, it is determined whether or not the intake air temperature Tin is lower than a predetermined reference temperature Tref (step S125). If it is higher (in the case of “N”), the target temperature Tta is not changed. (Step S126) If the temperature is low (in the case of “Y”), the target temperature Tta after the change is set again by adding a predetermined value ΔT to the target temperature Tta at that time (standard target temperature Tst) ( Step S127), and thereafter, energization of the
従って、本実施形態によれば、極寒冷地においてエンジンが始動され非常に低い温度の外気が気筒内に吸引されるような事態が生じた場合には、吸気温度Tinが基準温度Tref よりも低いときに、アフターグローの通電制御におけるグロープラグ4の目標温度を高く設定するから、グロープラグ4の抵抗発熱体の温度は通常よりも高く維持される。この結果、始動後のいわゆるスワールによってグロープラグ4の表面から通常よりも多くの熱が奪われる場合であっても、グロープラグ4の温度低下を抑制することができ、エンジンを安定的に運転することができる。
Therefore, according to the present embodiment, when a situation occurs in which the engine is started in a very cold region and outside air having a very low temperature is sucked into the cylinder, the intake air temperature Tin is lower than the reference temperature Tref. Sometimes, since the target temperature of the
また、エンジンへの吸気温度Tinが基準温度Tref よりも高い場合(ステップS125にて「N」)には、アフターグローの目標温度Ttaは標準的な目標温度Tstのままであるから、無駄にグロープラグ4を加熱することがなく、アフターグローのための消費電力を削減することができる。このようにグロープラグ4の目標温度Ttaが低くしても、吸気温度Tinが高ければスワールによるグロープラグの冷却が少ないないからエンジンは安定的に運転できる。
Further, when the intake air temperature Tin to the engine is higher than the reference temperature Tref (“N” in step S125), the afterglow target temperature Tta remains at the standard target temperature Tst, and therefore, the useless glow The power consumption for afterglow can be reduced without heating the
また、本実施形態では、グロープラグ4の温度をグロープラグ4自体が有する抵抗発熱体を利用して測定するグロープラグ温度検出手段を設けたから、グロープラグ4の温度を測定するための温度センサーを別個に設ける必要がない。さらに、吸気温度Tinを検出する吸気温検出手段も、グロープラグ温度検出手段を利用し、クランキングに伴うグロープラグの温度変化に基づき吸気温度Tinを検出する構成としたから、やはり吸気温度Tinを測定するための温度センサーを別個に設ける必要がなく、構成が簡単になる。
In the present embodiment, since the glow plug temperature detecting means for measuring the temperature of the
なお、本実施形態のグローブラグ温度検出手段では、エンジンをある程度の長い期間停止していた後に始動する場合に、グロープラグ4の抵抗値を測定して変数R0 をその都度初期化することとしている。このため、グロープラグ4の抵抗発熱体が経年劣化によって抵抗温度特性が変化してしまっても、それに追従して正しく通電制御を行うことができるようになる。
In the glove lag temperature detecting means of the present embodiment, when the engine is started after being stopped for a long period of time, the resistance value of the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)前記実施形態では、吸気温検出手段を、クランキング時のグロープラグ4の温度変化を利用して吸気温を検出する構成としたが、これに限らず、エンジンへの吸気経路のいずれかの場所に温度センサを設け、その温度センサによって吸気温を直接的に測定してもよい。
(1) In the above embodiment, the intake air temperature detecting means is configured to detect the intake air temperature using the temperature change of the
(2)上記実施形態では、検出された吸気温度Tinが基準温度Tref よりも低いときに、アフターグロー温度の目標温度をΔTだけ高くする構成としたが、このように温度の閾値を1つだけ設けるに限らず、温度の閾値を複数設けて、目標温度を3以上に異ならせるようにしてもよい。また、吸気温度Tinと目標温度Ttaとの関係を特定の関数(直線的関係を含む)によって記述できるようにしておき、検出された吸気温度Tinに応じて目標温度Ttaを決定するようにしてもよく、要するに、吸気温度Tinが低いほど目標温度Ttaを高く設定するようにしておけばよい。 (2) In the above embodiment, when the detected intake air temperature Tin is lower than the reference temperature Tref, the target temperature of the afterglow temperature is increased by ΔT. Thus, only one temperature threshold is used. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of temperature thresholds may be provided to make the target temperature different from 3 or more. Further, the relationship between the intake air temperature Tin and the target temperature Tta can be described by a specific function (including a linear relationship), and the target temperature Tta is determined according to the detected intake air temperature Tin. In short, the target temperature Tta may be set higher as the intake air temperature Tin is lower.
(3)上記実施形態では、クランキング時のグロープラグ4の温度変化に基づいて吸気温度Tinを検出し、それが基準温度Tref よりも低いか否かを判断するようにしたが、クランキング時のグロープラグ4の温度変化に基づく抵抗値変化を検出し、その抵抗値変化を基準値と比較し、抵抗値変化が基準値よりも大きい場合にはアフターグロー時の目標温度を温度が高くなる方向に変更させればよい。グロープラグ4の抵抗発熱体は所定の温度抵抗特性を有しているのであるから、抵抗変化が大きい場合には吸気温度が低いことを意味するからである。
(3) In the above embodiment, the intake air temperature Tin is detected based on the temperature change of the
(4)上記実施形態では、吸気温度Tinを取得するに当たり、エンジンをクランキングして燃料の着火前におけるグロープラグ4の温度変化を利用するようにしたが、これに限らず、燃料の着火後のエンジンのアイドリング時におけるグロープラグの温度変化を測定して吸気温度を取得することもできる。アイドリング時の燃料消費、ひいては気筒内の発熱量はほぼ一定であるから、極低温の空気の吸気に伴ってアイドリング時にグロープラグ温度がどの程度低下するかは、やはり吸気する空気温度に依存し、それを実験的に把握することもできるからである。
(4) In the above embodiment, when acquiring the intake air temperature Tin, the engine is cranked to use the temperature change of the
4…グロープラグ
20…制御部(グロープラグ温度検出手段、吸気温検出手段、目標温度設定手段)
30…スイッチング部(電力制御部)
40…逆接保護回路
4 ...
30 ... Switching unit (power control unit)
40. Reverse connection protection circuit
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009016998A JP2010175116A (en) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | Device and method for controlling current carrying of glow plug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009016998A JP2010175116A (en) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | Device and method for controlling current carrying of glow plug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010175116A true JP2010175116A (en) | 2010-08-12 |
Family
ID=42706265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009016998A Pending JP2010175116A (en) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | Device and method for controlling current carrying of glow plug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010175116A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012163013A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Toyota Motor Corp | Glow plug control device for internal combustion engine |
WO2012157595A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | ボッシュ株式会社 | Glow plug drive control method and glow plug drive control device |
JP2014214908A (en) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | Surface temperature control method of heat generation element |
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 |
KR101642127B1 (en) * | 2015-09-15 | 2016-07-22 | 대진글로우텍 주식회사 | Glow plug capable of high heat generation for reinforcing durable life and control unit thereof and control method of control unit |
KR20210119759A (en) * | 2020-03-25 | 2021-10-06 | 주식회사 유라테크 | Glow Plug Control System And Method For Controlling The Same |
-
2009
- 2009-01-28 JP JP2009016998A patent/JP2010175116A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012163013A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Toyota Motor Corp | Glow plug control device for internal combustion engine |
WO2012157595A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | ボッシュ株式会社 | Glow plug drive control method and glow plug drive control device |
CN103717881A (en) * | 2011-05-19 | 2014-04-09 | 博世株式会社 | Glow plug drive control method and glow plug drive control device |
EP2711540A4 (en) * | 2011-05-19 | 2015-12-30 | Bosch Corp | Glow plug drive control method and glow plug drive control device |
JP5852644B2 (en) * | 2011-05-19 | 2016-02-03 | ボッシュ株式会社 | Glow plug drive control method and glow plug drive control apparatus |
US9394874B2 (en) | 2011-05-19 | 2016-07-19 | Bosch Corporation | Glow plug driving control method and glow plug driving control device |
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 |
JP2014214908A (en) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | Surface temperature control method of heat generation element |
KR101642127B1 (en) * | 2015-09-15 | 2016-07-22 | 대진글로우텍 주식회사 | Glow plug capable of high heat generation for reinforcing durable life and control unit thereof and control method of control unit |
KR20210119759A (en) * | 2020-03-25 | 2021-10-06 | 주식회사 유라테크 | Glow Plug Control System And Method For Controlling The Same |
KR102430490B1 (en) * | 2020-03-25 | 2022-08-08 | 주식회사 유라테크 | Glow Plug Control System And Method For Controlling The Same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5179887B2 (en) | Glow plug control device and control method | |
US9074575B2 (en) | Energization control apparatus for glow plug | |
US8423197B2 (en) | Apparatus for controlling the energizing of a heater | |
JP5798059B2 (en) | Engine control device | |
JP2010175116A (en) | Device and method for controlling current carrying of glow plug | |
US7487753B2 (en) | Glow plug energization control apparatus and method | |
US11313304B2 (en) | Heater energization control device | |
JP2009036092A (en) | Glow plug deterioration determination device | |
JP4941391B2 (en) | Heating element control device | |
JP6276172B2 (en) | Load drive device | |
JP3982624B2 (en) | Heater control device | |
KR101541990B1 (en) | Electrification control device for glow plug | |
CN110446843B (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2015135069A (en) | Heater and heater element | |
JP6223818B2 (en) | Intake heater temperature estimation device and engine start assist system | |
JP4816147B2 (en) | Control device for oxygen sensor heater | |
WO2017138330A1 (en) | Heating-element control device and engine control system | |
JP2008063957A (en) | Malfunction diagnosis device for glow plug | |
JP4442614B2 (en) | Glow plug abnormality diagnosis device | |
JP2019094829A (en) | Deterioration determination device of oxygen concentration detector | |
JP2003227400A (en) | Temperature control device for air/fuel ratio sensor | |
JP5759063B2 (en) | Control method of heating device for heating parts, control device, and automobile equipped with control device | |
JP2018071363A (en) | Sensor control system and sensor control method | |
JP2005188350A (en) | Electric heating heater inspection apparatus | |
JP6536793B2 (en) | Engine control device |