(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グローエンジンの始動時に、該グローエンジンに装着されたグロープラグに定電流を供給する定電流源と、
切り換えスイッチにより前記定電流源側から切り換えられたときに前記グロープラグの両端の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記切り換えスイッチを所定時間毎に切り換え制御するとともに、前記グロープラグに供給される定電流の電流値と、前記電圧検出手段で検出された電圧値とから、前記グロープラグの抵抗値を算出し、算出された抵抗値に基づいて、前記定電流の電流値を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする模型用グローエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記グロープラグの抵抗値が所定の抵抗値を越えた時に、該グロープラグが劣化したものとしてアラーム信号を出力することを特徴とする請求項１記載の模型用グローエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、模型用のグローエンジンの始動性を改良する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
模型飛行機、模型ヘリコプタ、模型自動車、模型ボートなどの動力源として、小排気量のグローエンジンが使用されている。このグローエンジンはメチルアルコールを主成分とする燃料を使用する焼き玉エンジンの一種である。
グローエンジンの外観を図５（ａ）に示すが、このグローエンジンの始動時には、ニードルバルブおよびスロットルバルブの開度を調整して、適度の混合気をシリンダ内に送り込み、白金合金などからなるグロープラグに通電して、このグロープラグを赤熱高温状態とする。そして、クランクシャフトを回転させる。このようにして、シリンダ内でピストンにより圧縮された燃料を爆発燃焼させるようにする。
そして、一旦グローエンジンが始動された後は、燃焼熱とグロープラグの余熱により、グロープラグへの通電を停止した後もグロープラグの赤熱状態が保持されて、エンジンの爆発・燃焼行程が継続されるものである。
【０００３】
このグローエンジンに使用されるグロープラグの構成を示す断面図を図５（ｂ）に示す。
この図に示すようにグロープラグは、外形が６角柱状のロックの円筒状の溝内に白金合金製等のヒータ・コイルが設けられており、このヒータ・コイルの一端は心ネジを介してキャップに電気的に接続されている。また、ヒータ・コイルの他端はロックの下端に電気的に接続されている。また、ロックの下部の外周にはグローエンジンに装着するための取付タップが形成されている。
なお、心ネジは絶縁ワッシャを介することによりロックと電気的に絶縁されており、キャップとロックとの間に電池等の電源を接続することにより、ヒータ・コイルを赤熱させることができるようにされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような模型用グローエンジンは、シリンダ容量が１〜２０ｃｃと小型であり、簡単な構造とされている。そして、この模型用グローエンジンを始動するときには、適度な混合気と十分なグロープラグのヒートが必要とされる。
しかしながら、適度の混合気を作成するには、かなりの熟練と勘が必要であり、必要以上に燃料を供給すると、燃料過多（オーバーチョーク）となり、この状態に陥ると、グロープラグが燃料により冷やされ、温度が下がることから著しくエンジンの始動が困難になるという問題点があった。
【０００５】
また、グロープラグには電池から電流を供給するようにしてヒートするが、この一般的な回路を図６に示す。
この図に示すように、鉛蓄電池あるいはニッカド電池等の電池１０１から定電流手段（可変抵抗）１０２により、３〜５［Ａ］とされた電流がグロープラグ１００に供給される。この時のグロープラグ１００の両端の電圧は、約１．５［Ｖ］とされ、これによりグロープラグ１００は十分ヒートされる。
【０００６】
ところで、一般に、エンジンの操作に未熟である場合は、オーバーチョークに陥りやすく、最悪の場合はグロープラグをエンジンから取り外して、シリンダ内に供給された過剰な燃料を排出させなければならない。
このように、グローエンジンの始動操作を行うことは、通常のユーザにとっては困難かつ複雑な操作を必要とするものであった。
【０００７】
なお、エンジンがオーバーチョークに陥った場合は、前記したように燃料によりグロープラグ１００が冷やされて始動が困難になることから、オーバーチョーク時にグロープラグ１００に流す電流を増やし、グロープラグ１００の発熱量を増加させて始動性を改善することが提案されている。しかしながら、この方法は過大な電流を連続してグロープラグ１００に流すため、グロープラグ１００の寿命を縮めてしまうという欠点があった。
【０００８】
そこで、本発明はグロープラグを傷めることなくグローエンジンの始動性を改善できる模型用グローエンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の模型用グローエンジンの制御装置は、グローエンジンに装着されたグロープラグの抵抗値を、該グローエンジンの始動時に所定タイミング毎に測定し、測定されたグロープラグの抵抗値に基づいて、該グロープラグに供給する電流値を制御するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明の模型用グローエンジンの他の制御装置は、グローエンジンの始動時に、該グローエンジンに装着されたグロープラグに定電流を供給する定電流源と、前記グロープラグの両端の電圧を検出する電圧検出手段と、前記グロープラグに供給される定電流の電流値と、前記電圧検出手段で検出された電圧値とから、前記グロープラグの抵抗値を算出し、算出された抵抗値に基づいて、前記定電流の電流値を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
さらに、前記模型用グローエンジンの制御装置において、前記グロープラグの抵抗値が所定の抵抗値を越えた時に、該グロープラグが劣化したものとしてアラーム信号を出力するようにしてもよいものである。
【００１１】
このような本発明によれば、グロープラグの温度をその抵抗値を測定することにより検出し、検出したグロープラグの温度が所定温度となるようにグロープラグに供給する電流値を制御しているので、オーバーチョーク時にグロープラグの温度の低下を防止することができ、グローエンジンの始動性を向上することができる。
また、グロープラグが劣化した時にアラーム信号を出力するようにしたので、グロープラグの交換を的確に行うことができ、グローエンジンの保守を容易に行えるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の模型用グローエンジンの制御装置の第１の実施の形態の構成を示す回路ブロック図を図１に示す。
この図に示すように、鉛蓄電池やニッカド電池等の電池２は、定電圧源３および定電流源４に接続されており、定電流源４は電池２から供給された電源により、定電流をスイッチ５を介してグロープラグ１に供給してグロープラグ１を赤熱するようにしている。
また、定電圧源３はグロープラグ１の温度を検出するために、定電圧をグロープラグ１に供給して、その時のグロープラグ１に流れる電流値からグロープラグ１の温度を検出している。
【００１３】
制御回路６は、例えばＣＰＵからなり定電流源４が出力する定電流の電流値の制御を行うと共に、定電圧源３よりグロープラグ１に流れる電流値を検出している。さらに、スイッチ５を所定タイミング毎に定電圧源３側に切り換えて、グロープラグ１の温度を検出しており、グロープラグ１が劣化した時には、そのことを検出して表示警報手段７にアラーム信号を出力している。
なお、グロープラグ１の温度は、グロープラグ１の抵抗値を算出することにより検出しているが、これはグロープラグ１のヒータ・コイルの抵抗は既知の正の温度係数を有しており、温度が上昇すると抵抗値も上昇することを利用して温度を検出している。
【００１４】
この制御装置の動作を図２に示す動作タイミングを参照しながら説明すると、制御回路６は、まずスイッチ５の可動接点１を固定接点２に接続するよう切り換えて、定電流源４から出力される定電流がグロープラグ１に供給されるようにする。所定時間経過すると、制御回路６はスイッチ５を切り換えて可動接点１を固定接点３に切り換えて定電圧源３より出力される定電圧がグロープラグ１に供給されるようにする。この時、グロープラグ１に流れる電流が制御回路６により検出されて、制御回路６内においてグロープラグ１の抵抗値を算出する。
これにより、グロープラグ１の抵抗値を得て、この抵抗値からグロープラグ１の温度を検出するようにする。
【００１５】
そして、グロープラグ１の温度が低いと検出された時は定電流源４の電流値を大きくするよう定電流源４を制御し、温度が高いと検出された時は定電流源４の電流値を小さくするよう定電流源４を制御している。このようにして制御された定電流値により、次のサイクルにおいてグロープラグ１は赤熱されるようになる。
なお、定電圧源３側にスイッチ５を切り換えることによる抵抗測定は、周期Ｔ毎に行われグロープラグ１の温度の変化をリアルタイムで時間遅れなく検出できるようにされている。
【００１６】
例えば、オーバーチョーク状態となった時には、過剰に供給された燃料によりグロープラグ１の温度が低下し、その抵抗値が小さくなる。このことが抵抗測定時に検出されて、定電流源４より出力される電流値が大きくなるよう制御され、制御後の大きくされた定電流が抵抗測定後にグロープラグ１に供給される。これにより、グロープラグ１の温度低下が防止されてグローエンジンの始動性が向上されるようになる。
【００１７】
このようにして、グローエンジンが始動すると、燃焼熱とグロープラグの余熱により、グロープラグ１の温度が上昇する。この場合は、抵抗測定タイミング時にグロープラグ１の抵抗値が大きくなったと検出されて、制御回路６により定電流源４の出力する電流値が小さくなるよう制御される。そして、制御後の小さくされた定電流がグロープラグ１に供給されるため、グロープラグ１を傷めることなくグローエンジンの始動性を向上することができる。
【００１８】
また、グロープラグ１が劣化してくると、ヒータ・コイルがやせてくるので、その抵抗値が正常なグロープラグ１に比較して大きくなる。これを制御回路６が検出して、グロープラグ１の抵抗値が所定値以上となった時に、グロープラグ１が劣化したと判断して、アラーム信号を表示警報手段７に出力する。
表示警報手段７は、グロープラグ１が劣化したことを表示すると共に、その旨をビープ音等によりユーザに報知する。これにより、ユーザはグロープラグ１を正常なグロープラグ１に交換することができる。
【００１９】
次に、本発明の模型用グローエンジンの制御装置の第２の実施の形態の構成を示す回路ブロック図を図３に示す。
この図に示すように、鉛蓄電池やニッカド電池等の電池１２は、定電流源１３および電流制御手段１５に接続されており、定電流源１３は電池２から供給された電源を定電流に変換して、グロープラグ１１に供給してグロープラグ１１を赤熱するようにしている。
また、電流制御手段１５はグロープラグ１１の温度を検出するために、定電流源１３より出力される電流値と、グロープラグ１１の両端の電圧を検出することによりグロープラグ１１の温度を検出している。
【００２０】
この電流制御手段１５は、例えばＣＰＵからなり定電流源１３が出力する定電流の電流値の制御を行っている。また、電流制御手段１５はグロープラグ１１の両端の電圧を検出する電圧検出回路１４により検出された電圧値を得て、グロープラグ１１の温度を検出しており、グロープラグ１１が劣化した時には、そのことを検出して表示警報装置１６にアラーム信号を出力している。
なお、グロープラグ１１の温度は、グロープラグ１１の抵抗値を算出することにより検出しているが、これはグロープラグ１１のヒータ・コイルの抵抗は既知の正の温度係数を有しており、温度が上昇すると抵抗値も上昇することを利用して温度を検出している。
【００２１】
この電流制御手段１５の動作を図４に示すフローチャートを参照しながら説明すると、電流制御手段１５は、ステップＳ１２においてグロープラグ１１のヒータ・コイルの両端の電圧を検出する。次いで、電流制御手段１５はステップＳ１４にて、定電流源１３が出力している電流値と、検出されたヒータ・コイルの両端の電圧から、グロープラグ１１の抵抗を測定する。
そして、ステップＳ１６にて測定された抵抗値が既定値より高いか低いかを判定し、この抵抗値が既定値より低い（グロープラグ１１の温度が低い）と判定された場合は、ステップＳ１０にて定電流源１３より出力される電流値が増大される。
【００２２】
そして、測定された抵抗値が既定値より高い（グロープラグ１１の温度が高い）と判定された場合は、ステップＳ１８にて定電流源１３より出力される電流値が減少される。
このようにして制御された定電流源１３より出力される定電流値により、グロープラグ１１は所定温度となるように赤熱されることになる。なお、図４に示すフローは常に循環して実行されており、グロープラグ１１の温度の変化をリアルタイムで時間遅れなく検出できるようにされている。
【００２３】
例えば、グローエンジンがオーバーチョーク状態となった時には、過剰に供給された燃料によりグロープラグ１の温度が低下したことがステップＳ１６にて検出されて、定電流源１３より出力される電流値が増大するよう制御され、制御後の増大された定電流がグロープラグ１１に供給される。これにより、グロープラグ１１の温度低下が防止されてグローエンジンの始動性が向上するようになる。
【００２４】
このようにして、グローエンジンが始動すると、燃焼熱とグロープラグ１１の余熱により、グロープラグ１１の温度が上昇する。この場合は、グロープラグ１１の抵抗値が高くなったことが、ステップＳ１６にて検出されて、電流制御手段１５により定電流源１３の出力する電流値が減少するよう制御される。そして、減少された定電流がグロープラグ１１に供給されるため、グロープラグ１１を傷めることなくグローエンジンの始動性を向上することができる。
【００２５】
また、グロープラグ１１が劣化してくると、ヒータ・コイルがやせてくるので、その抵抗値が正常なグロープラグ１１に比較して大きくなる。これを電流制御手段１５が検出して、グロープラグ１１の抵抗値が所定値以上となった時に、グロープラグ１１が劣化したと判断して、アラーム信号を表示警報手段１６に出力する。
表示警報手段１６は、グロープラグ１１が劣化したことを表示すると共に、その旨をビープ音等によりユーザに報知する。これにより、ユーザはグロープラグ１１を正常なグロープラグ１１に交換することができる。
【００２６】
なお、グロープラグに供給される電流は、一般に１．５［Ｖ］の電圧で３〜５［Ａ］程度の電流とされる。
また、本発明において、グローエンジンが始動されたことを検出してグロープラグへの通電を停止するよう制御してもよい。この場合、エンジンの回転数が低い時を検出して、エンジンの回転数が低い時に限りグロープラグに通電することにより、安定な低速回転を実現するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の模型用グローエンジンの制御装置によれば、グロープラグの温度をその抵抗値を測定することにより検出し、検出したグロープラグの温度が所定温度が維持されるようにグロープラグに供給する電流値を制御しているので、オーバーチョーク時にグロープラグの温度の低下を防止することができ、グローエンジンの始動性を向上することができる。
また、グロープラグが劣化した時にアラーム信号を出力するようにしたので、グロープラグの交換を的確に行うことができ、グローエンジンの保守を容易に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の模型用グローエンジンの制御装置の第１の実施の形態の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の模型用グローエンジンの制御装置の第１の実施の形態の動作タイミングを示す図である。
【図３】本発明の模型用グローエンジンの制御装置の第２の実施の形態の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】本発明の模型用グローエンジンの制御装置の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】グローエンジンの構成およびグロープラグの構成を示す図である。
【図６】従来のグロープラグに電流を供給する回路図である。
【符号の説明】
１，１１  グロープラグ
２，１２  電池
３  定電圧源
４，１３  定電流源
５  スイッチ
６  制御回路
７，１６  表示警報手段
１４  電圧検出回路
１５  電流制御手段
【図１】
0003873307.tif 000002
【図２】
0003873307.tif 000003
【図３】
0003873307.tif 000004
【図４】
0003873307.tif 000005
【図５】
0003873307.tif 000006
【図６】
0003873307.tif 000007