發熱裝置製造方法

2023-05-23 08:28:46

發熱裝置製造方法
【專利摘要】發熱裝置（1）具備發熱體（10）和通電控制模組（20），該發熱體（10）通過通電而發熱，該通電控制模組（20）進行通電控制以使該電阻值RGP與目標電阻值RTRG一致，上述發熱裝置（1）將發熱體（10）和通電控制模組（20）一體地容納在大致筒狀的殼體（30）內，並且，上述通電控制模組（20）具備：基準電阻值存儲單元（232），將規定的目標溫度TTRG下的電阻值作為基準電阻值RC存儲；電阻值變化反映單元（233），當通電時的發熱體（10）的電阻值RGP低於基準電阻值RC時維持通電，當超過基準電阻值RC時停止通電，並將伴隨著發熱體（10）的溫度變化的電阻值變化反映到通電控制中；以及劣化判定單元（234），將劣化時功率值PWRN作為功率閾值PREF進行劣化判定，該劣化時功率值PWRN將初始功率值PINT乘以規定的比率來計算。
【專利說明】發熱裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及具有發熱體和通電控制模組的發熱裝置，通過簡單的構成實現穩定的通電控制和快速的劣化異常檢測，特別適合於將設置於柴油燃燒機構的每個氣缸的預熱塞(glow plug)作為發熱體、並將發熱體和通電控制模組一體地容納在大致筒狀的殼體內的控制部一體型預熱塞，上述發熱體通過通電而發熱，並且其電阻值根據自身的發熱溫度而具備正相關地變化，上述通電控制模組對從電源向該發熱體的通電進行控制。
【背景技術】
[0002]以往，作為檢測對柴油燃燒機構的點火進行輔助的預熱塞的斷線異常或過電流異常等的異常檢測裝置，已知如下的裝置:在預熱塞與控制向預熱塞的通電的開關單元之間設置電流傳感器和分流電阻等的電流檢測單
[0003]元，根據預熱塞中流動的電流和向預熱塞施加的電壓來計算預熱塞的電阻值，從而檢測預熱塞的劣化及斷線異常。
[0004]在專利文獻I中公開了如下的預熱塞劣化判定裝置，該預熱塞劣化判定裝置具備:檢測單元，通過向將內燃機預熱的預熱塞的通電，檢測與所述預熱塞的電阻相應的檢測值；以及判定單元，在所述內燃機運轉剛剛停止之後，向所述預熱塞通電，基於由所述檢測單元檢測到的所述檢測值，對所述預熱塞的劣化進行判定。
[0005]在專利文獻2中公開了如下的加熱器劣化檢測裝置，該加熱器劣化檢測裝置具備:第一電壓輸出單兀，將加熱器中流動的電流變換為電壓而輸出第一電壓值；第二電壓輸出單元，與電源連接，輸出與所述電源的電壓對應的第二電壓值；以及比較判別單元，通過比較從所述第一電壓輸出單元及所述第二電壓輸出單元分別輸出的第一電壓值和第二電壓值，判別所述加熱器有無劣化。
[0006]在專利文獻3中公開了如下的加熱器的通電控制裝置，對於具有發熱電阻體的加熱器，通過電阻值控制方式來控制對於所述發熱電阻體的通電，所述發熱電阻體通過通電而發熱，並且根據自身的溫度變化而自身的電阻值具備正相關地變化，所述電阻值控制方式指的是，以使所述發熱電阻體的電阻值與目標電阻值一致的方式對通電進行控制的方式，該加熱器的通電控制裝置的特徵在於，具備--第I取得單元，當安裝有所述加熱器的內燃機的驅動停止時，向所述發熱電阻體通電而取得所述發熱電阻體的第I電阻值；環境信息取得單元，在取得所述第I電阻值時，取得與所述加熱器所使用的環境相應的環境溫度的信息；計算單元，基於所述第I電阻值及所述環境溫度的信息，計算所述目標電阻值；以及通電控制單元，在所述內燃機的驅動時，以與由所述計算單元計算的所述目標電阻值一致的方式，控制向所述發熱電阻體的通電。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2009-36092號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2009-191842號公報[0011]專利文獻3:日本特開2010-127487號公報
[0012]發明的概要
[0013]發明所要解決的課題
[0014]在專利文獻1、2那樣的以往的劣化判定裝置中，作為用於檢測預熱塞中流動的電流的電流檢測單元、以及給出用於判定劣化的閾值的基準，使用分流電阻等。
[0015]此外，預熱塞的電阻值不可避免地存在個體差異。因此，使用具有一定電阻值的分流電阻來檢測預熱塞中流動的火塞(plug)電流，並將根據該火塞電流和向預熱塞施加的電壓計算出的電阻值與具有一定電阻值的基準電阻進行比較，從而對劣化狀態進行閾值判定時，忽視了預熱塞的電阻值的個體差異。
[0016]例如，初始電阻高的預熱塞的情況下，隨著使用而電阻值稍微上升時，在能夠到達目標溫度的狀態下，即使實際上並未劣化，當檢測到的電阻值超過一定的閾值時，也可能錯誤地判定為劣化，與此相反，初始電阻值低的預熱塞的情況下，即使已經劣化到了無法到達目標溫度的程度，由於原本的初始電阻較低，即使隨著使用而電阻值上升，當未超過一定的閾值時，也可能錯誤地判定為正常。
[0017]此外，在以往的預熱塞通電控制裝置中，通過一個通電控制裝置來控制向設置於內燃機的各氣缸的多個預熱塞的通電。在這樣的構成中，由於各個預熱塞的電阻值存在個體差異，為了避免過度升溫，在額定內以最低電阻值的預熱塞為基準，決定通過PWM控制供給的平均電壓VAve，並供給由VAve2/ReP決定的功率。
[0018]因此，在多個預熱塞中，即使能夠避免電阻值低的預熱塞的過度升溫，也可能導致電阻值高的預熱塞的到達溫度及升溫速度的下降。
[0019]此外，在專利文獻3那樣的預熱塞通電控制裝置中，利用了發動機水溫等環境信息，所以控制方法複雜，需要高運算處理能力的CPU和中斷計時器等，電路規模變大，無法避免裝置的大型化，可能難以向高度集成了各種電子控制裝置的發動機室內搭載。
[0020]另外，在以往的預熱塞通電控制裝置中，為了更高精度地控制預熱塞的發熱溫度或檢測預熱塞的異常，對預熱塞中流動的火塞電流和向預熱塞施加的火塞電壓進行A/D變換並向ECU側發送，在ECU側進行運算處理並用於預熱塞通電控制裝置的停止或溫度修正，在預熱塞通電控制裝置與ECU之間的傳送的數據量變得巨大，所以需要高性能的CPU，或者需要CAN等高速的數據通信單元，無法避免製造成本的增加。
[0021]此外，通過專利文獻3那樣的方式來施加一定的目標功率時，受到渦流的影響，存在實際的發熱溫度下降到目標溫度以下的大問題。

【發明內容】

[0022]在此，本發明鑑於上述情況，其目的在於，提供一種控制部一體型發熱裝置，構造極其簡單且搭載性優良，而且在同時使用多個發熱體的情況下，能夠根據不可避免地存在的各個發熱體的個體差異來高精度地分別判定劣化的有無，並且分別獨立且高精度地對各發熱體進行溫度控制。
[0023]解決課題所採用的手段
[0024]在技術方案I的發明中，一種發熱裝置，具備:發熱體，通過通電而發熱，並且其電阻值根據自身的溫度變化而具備正相關地變化；以及通電控制模組，控制從電源向上述發熱體的通電以使該發熱體的電阻值與目標電阻值一致；該上述發熱體和上述通電控制模組一體地容納在殼體內，上述通電控制模組具備:基準電阻值存儲單元，存儲預先計測的規定的目標溫度下的上述發熱體的電阻值，作為基準電阻值；以及電阻值變化反映單元，將上述基準電阻值作為閾值，當通電時的上述發熱體的電阻值低於上述基準電阻值時維持通電，當上述發熱體的電阻值超過上述基準電阻值時停止通電，並將伴隨著上述發熱體的溫度變化的電阻值變化反映到通電控制中。
[0025]在技術方案2的發明中，一種發熱裝置，具備:發熱體，通過通電而發熱，並且其電阻值根據自身的溫度變化而具備正相關地變化；以及通電控制模組，控制從電源向上述發熱體的通電以使該發熱體的電阻值與目標電阻值一致；該上述發熱體和上述控制模組一體地容納在殼體內，上述通電控制模組具備:基準電阻值存儲單元，存儲預先計測的規定的目標溫度下的上述發熱體的電阻值，作為基準電阻值；電阻值變化反映單元，將上述基準電阻值作為閾值，當通電時的上述發熱體的電阻值低於上述基準電阻值時維持通電，當上述發熱體的電阻值超過上述基準電阻值時停止通電，並將伴隨著上述發熱體的溫度變化的電阻值變化反映到通電控制中；以及劣化判定單元，將劣化時功率值作為閾值進行劣化判定，該劣化時功率值是將向預先計測的規定溫度的恆定狀態下的上述發熱體施加的初始功率值乘以規定的比率而計算、並設想為在規定的劣化極限溫度下被施加到上述發熱體的值。
[0026]在技術方案3的發明中，將上述基準電阻值設置為能夠通過電修整來調整的電阻。
[0027]在技術方案4的發明中，上述電修整通過齊納擊穿或基於多晶矽熔絲的數字修整來進行。
[0028]在技術方案5的發明中，上述發熱體是設置於內燃機的各氣缸的預熱塞。
[0029]在技術方案6的發明中，上述劣化判定在內燃機的啟動前、內燃機的剛剛停止之後、或怠速停車時的某一個進行。
[0030]發明的效果
[0031]根據技術方案I的發明，發熱體和通電控制模組成為一體，即使在製造階段發熱體的電阻值產生個體差異，也能夠根據該個體差異按每個發熱裝置設定上述基準電阻值，由上述電阻值變化反映單元將伴隨著溫度變化的電阻值變化反映到通電控制時，不會受其他發熱裝置的狀態所左右，能夠獨立地進行高精度的溫度控制。
[0032]此外，不像以往那樣利用發動機水溫等來自外部的信息，而是能夠自完結地進行溫度控制，所以能夠使構造極為簡化，能夠實現製造成本的降低，並且搭載性優越。
[0033]根據技術方案2的發明，除了與技術方案I的發明同樣的效果之外，通過上述溫度變化反映單元以使發熱體的電阻值與上述基準電阻值一致的方式實現溫度控制的情況下，由於長期的使用而發熱體的電阻值上升時，即使實際功率變小而實際的發熱溫度變低，也能夠有上述劣化判定單元在實際功率值成為上述劣化時功率值以下而發熱溫度可能成為可使用的極限溫度以下時判定為劣化，不需要像以往那樣利用外部環境信息等、在與外部的運算處理裝置等之間交換大量的信息、或通過外部的運算處理裝置來進行劣化判定，能夠通過簡單的構成，自完結地檢測劣化的有無，迅速地對劣化異常進行處理。
[0034]根據技術方案3的發明，能夠利用構成通電控制模組的元件的一部分來形成期望的基準電阻值，上述通電控制模組的體積不會變大，能夠高精度地進行溫度控制，實現了能夠通過簡單的構成來判定劣化異常的有無的控制部一體型發熱裝置。
[0035]根據技術方案4的發明，通過數字修整，能夠容易且高精度地調整與上述發熱體的個體差異相應的上述基準電阻值。
[0036]根據技術方案5的發明，即使在多個預熱塞之間存在個體差異，也不會相互影響，能夠分別獨立且精度地進行溫度控制，而且能夠迅速地判定劣化的有無，所以能夠通過極簡單的構成來實現可靠性高的控制部一體型預熱塞。
[0037]根據技術方案6的發明，不會受到內燃機的運轉狀態的影響，能夠高精度地進行預熱塞的劣化判定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1 (a)是表示本發明的實施方式中的發熱裝置的概要的構成圖，(b)是表示分別獨立地控制向設置於內燃機的各氣缸的多個預熱塞的通電的控制部一體型預熱塞的整體概要的構成圖。
[0039]圖2表示圖1所示的控制部一體型預熱塞的構造，Ca)是圖1所示的控制部一體型預熱塞的構造的縱截面圖，(b)是本圖(a)中沿著A-A的橫截面圖，(c)是表示作為能夠應用本發明的預熱塞而使用的、所謂金屬加熱器的概要的縱截面圖，(d)是表示作為能夠應用本發明的預熱塞而使用的、所謂陶瓷加熱器的概要的縱截面圖。
[0040]圖3是表示本發明所應用的預熱塞的溫度與火塞電阻值的相關性的特性圖，Rint表示初始狀態下的電阻溫度特性(初始狀態電阻溫度特性)，Ract表示一定時間使用後的狀態下的電阻溫度特性，Rffffl表示劣化狀態的電阻溫度特性。
[0041]圖4是表示本發明的發熱裝置所使用的初始升溫控制方法的流程圖。
[0042]圖5是表示本發明的發熱裝置所使用的恆定控制方法的流程圖。
[0043]圖6是本發明所應用的發熱裝置的時間圖，Ca)是表示本發明所應用的發熱裝置中的驅動信號的時間圖，(b)是表示火塞電阻的變化的時間圖，(c)是表示溫度變化反映單元的判定結果的時間圖，Cd)是表示反饋了溫度變化時的半導體開閉元件的工作狀態的時間圖，Ce)是表示通電電流的變化的時間圖，Cf)是表示發熱溫度的變化的時間圖。
[0044]圖7是在本發明所應用的發熱裝置的恆定控制模式下，從初始狀態到劣化狀態按照時間序列排列的時間圖，Ca)是表示驅動信號的時間圖，(b)是表示火塞電阻的變化的時間圖，(C)是表示溫度變化反映單元的判定結果的時間圖，Cd)是表示反映了溫度變化時的半導體開閉元件的工作狀態的時間圖，Ce)是表示通電電流的變化的時間圖，Cf)是表示平均功率的變化的時間圖，(g)是表示發熱溫度的變化的時間圖。
[0045]圖8是表示本發明的發熱裝置中使用的後發熱控制方法的流程圖。
[0046]圖9表示本發明的效果，Ca)是表示本發明的發熱裝置中的恆定控制模式下的溫度控制狀態的特性圖，(b)是表示本發明的發熱裝置中的預熱控制模式下的溫度控制狀態的特性圖，(c )是表示本發明的發熱裝置中的後發熱控制模式下的溫度控制狀態的特性圖。
[0047]圖10是本發明的發熱裝置中的用於決定是否進行劣化判定的流程圖。
【具體實施方式】
[0048]作為本發明的實施方式中的發熱裝置，說明以設置於省略圖示的內燃機的各氣缸的發熱體10為發熱體、將控制從電源6向發熱體10的通電的通電控制模組20 —體地容納在殼體30內的控制部一體型預熱塞I。
[0049]如圖1所示，在本實施方式的控制部一體型預熱塞I中，具備:發熱體10，通過通電而發熱，並且其電阻值根據自身的溫度變化而具備正相關地變化；通電控制模組20，以使該電阻值Rep與目標電阻值R?—致的方式，控制從電源6向發熱體10的通電；基準電阻值存儲單元231，將發熱體10 —體地容納在大致筒狀的殼體30內，並且存儲由通電控制模組20預先計測的規定的目標溫度Irae下的發熱體10的電阻值，作為基準電阻值Rc ;以及電阻值變化反映單元233，將基準電阻值Rc作為閾值，當通電時的發熱體10的電阻值Rep低於基準電阻值Rc時維持通電，當超過基準電阻值Rc時停止通電，將伴隨著發熱體10的溫度變化的電阻值變化反映到通電控制中。
[0050]此外，通電控制模組20具備劣化判定單元234，該劣化判定單元234將劣化時功率值P?作為功率閾值Pkef進行劣化判定，該劣化時功率值P?將在預先計測的規定的溫度下以恆定狀態向發熱體施加的初始功率值Pint
[0051]乘以規定的比率而計算，並設想為在規定的劣化極限溫度Twen下被施加到發熱體10。
[0052]本實施方式中的劣化判定單元234設有自診斷單元，在進行反饋控制以使發熱體10的電阻值Rep與基準電阻值R。一致的情況下，相對於成為目標溫度Tra的基準的目標功率P?。，在根據發熱體10中實際流動的火塞電流Iep及向發熱體10施加的火塞電壓Vep的值計算的實際功率值Pact為規定的劣化時功率值P?以下的情況下，自診斷單元判定為劣化，並輸出自診斷信號DI。
[0053]作為具體的劣化時功率值PWEN，能夠使用將實現製造時的目標溫度Irae所需的初始功率值Pint乘以一定比例(例如9`0%)而得到的值。
[0054]參照圖1，作為本發明的實施方式中的發熱裝置，說明控制部一體型預熱塞1，該控制部一體型預熱塞I將發熱體?ο α~njp通電控制模組20 (1~n)—體地容納在殼體部30α~η)內而構成，經由容納在連接器部40 (1~η)內的連接器端子(41、42、43)與E⑶7連接，上述發熱體10 (1ι)設置於省略圖示的內燃機8的各氣缸，通過通電而發熱，上述通電控制模組20 (11)被從發動機控制裝置(ECT) 7輸出用於決定與內燃機8的運轉狀況相應的目標溫度Irae的驅動信號SI，與驅動信號SI同步，通過比較基準電阻Rc和實際檢測到的火塞電阻ReP，控制從電源6向發熱體10 (11>的通電。
[0055]通電控制部模組20 (1~n)至少將半導體開閉元件21、驅動電路部22、發熱體控制IC23容納在模壓封裝包200內，引出電源輸入端子201、驅動信號輸入端子202、自診斷信號輸出端子203、輸出端子204、接地端子205的各端子。
[0056]在本實施方式中，半導體開閉元件21使用N溝道功率MOSFET (以下適當稱為M0S21)。
[0057]M0S21具有用於對發熱體10中流動的大電流進行開閉控制的多個控制用M0S210(以下稱為主M0S210)，將其中的一部分作為用於檢測發熱體10中流動的電流的電流檢測用M0S211 (以下稱為傳感M0S211)使用，由主M0S210和傳感M0S211構成電流鏡電路，與傳感M0S211連接而形成有電流檢測用電阻212。
[0058]電流檢測用電阻212經由傳感端子SEN與具備作為本發明的主要部分的劣化判定單元234的發熱體控制IC23連接。
[0059]在本實施方式中，驅動電路部(DRV) 22具備例如充電泵等升壓單元，例如，與為了決定用於發熱到與內燃機8的運轉狀況相應的目標溫度Irae的佔空比Tw/T而從ECU7輸出的驅動信號SI的下降沿同步，為了驅動M0S21而輸出升壓到規定的驅動電壓Vee的電壓。
[0060]另外，在後述的時間圖中，如圖6、圖7所示，示出了與驅動信號SI的下降沿同步而開始通電的例子，但是在本發明中，對於在驅動信號SI的H1、Lo的哪一側驅動M0S21，能夠適當變更。
[0061]充電泵例如由運算放大器220、充電電容器222、輸出電容器224、二極體221、223構成，通過運算放大器220的開關操作，重複電源電SVb向充電電容器222的充電和放電，通過重疊輸出電容器224所蓄積的能量並放電，作為驅動電壓Vee向通電控制用半導體元件21的柵-源極間施加升壓到了電源電壓Vb的2倍電壓等的柵極電壓Ve(；。
[0062]此外，在圖1 (a)中，作為升壓單元，示出了由運算放大器220、二極體221、223、電容器222、224構成的充電泵，但是在本發明中不限定升壓方式，也可以使用將扼流線圈、電容器、二極體等組合而成的所謂斬波型的DC-DC變換器，或者包含升壓變壓器等的回掃型的DC-DC變換器等。
[0063]作為本發明的主要部分的發熱體控制IC23由電阻值運算單元230、基準電阻值存儲部(基準電阻形成部)231、基準電阻調整單元(齊納擊穿電路)232、電阻值變化反映單元(F/B單元)233、初始功率基準電阻、初始功率基準電阻調整單元(齊納擊穿電路)和劣化判定單元234構成。電阻值運算單元230根據由上述電流檢測用電阻212檢測的火塞電流Iep和從半導體開閉元件21向發熱體10施加的火塞電壓Vep (等於半導體開閉元件21的源電壓Vss)，計算發熱體10的火塞電阻值ReP。
[0064]此外，在本實施方式中，示出了由傳感M0S211檢測用於計算電阻值Rep的電流Iep的例子，但是在本發明中不限定電流檢測方法。
[0065]例如，在M0S21截止的狀態下，通過檢測從發熱體控制IC23側向發熱體10以數IOmA?數IOOmA的較低值施加恆定電流時發生的火塞電壓VeP，能夠以更高精度檢測發熱體10的電阻值ReP。
[0066]發熱體10的火塞電阻值Rep由發熱體10的固有的電阻溫度特性決定，在發熱體10的發熱溫度與火塞電阻Rep之間存在一定的相關性。
[0067]在此，在控制部一體型預熱塞I的製造時、也就是將發熱體10和通電控制部模組20連接後，向發熱體10進行通電，通過外部的計測器計測升溫到規定的目標溫度(T1)時的電阻值，並通過來自外部的信號將其作為基準電阻值R。存儲到基準電阻值存儲部(基準電阻形成部)231 (以下稱為MEM231)。
[0068]另外，在發熱體10的製造時，也可以通過未將連接模組20連接的發熱體10的單體來測定電阻值，並將該值存儲到控制模組20的MEM231。
[0069]電阻值變化反映單元(F/B單元)233比較MEM231中存儲的基準電阻值Rc和實際使用發熱體10時檢測到的火塞電阻ReP，並將其結果反饋到驅動電路部22。
[0070]基於與各個電阻溫度特性相應的基準電阻值R。，以維持基準電阻值R。的方式將半導體開閉元件21進行開閉，由此對發熱體10的發熱溫度進行通電控制，所以與在統一的條件下對多個預熱塞進行通電控制的情況相比，能夠以更高的精度控制為期望的發熱溫度。[0071]但是，發熱體10如果長期使用，會發生電極所使用的金屬會向絕緣體內擴散、或者導電性成分在發熱體與絕緣體之間移動的遷移等現象，或者由於電極的剝離/氧化等而接觸電阻增加，從而火塞電阻Rgp上升。
[0072]在此，當發熱溫度從目標溫度Irae (例如1250°C)下降到下降了一定值AT (例如IOO0C)以上的劣化極限溫度Twen (例如1150°C)時，判定為劣化。
[0073]但是，在本發明的控制部一體型預熱塞I中，不是測定實際的發熱溫度，而是以使火塞電阻值Rep與基準電阻值Rc —致的方式進行通電控制，從而進行溫度控制，所以無法通過實際的發熱體10的發熱溫度來檢測有無劣化。
[0074]此外，電流值Iep因電池電壓(電源電壓)+ B而變化，所以通過平均電流來進行劣化判定無法確保精度。
[0075]在此，對於以使火塞電阻Rep與基準電阻值R。一致的方式進行控制、以成為目標溫度Trae時的實際功率Pact的變化，例如通過電修整將初始的目標溫度Irae下的初始基準功率值Pint作為初始功率基準電阻值Rpint存儲，從該值變化一定以上而成為規定的功率閾值Pkef以下時，判斷為劣化。
[0076]本發明的特徵在於，不是像以往那樣計算發熱體10的電阻值Rep並對其進行閾值判定而進行劣化判定，而是以使發熱體10的電阻值Rep與一定的基準電阻值R。一致的方式進行通電控制，由此，想要將發熱溫度維持為一定時，伴隨著發熱體10的劣化，對於規定溫度的電阻值Rep上升而實際功率Pact下降，通過檢測這一情況來進行劣化檢測。
[0077]為了存儲這時的成為劣化判定的基準的初始基準功率值Pint，通過使用能夠修整的電阻或存儲器等存儲元件，能夠根據個體差異來高精度地行進劣化判定。
[0078]具體地說，將初始功率基準電阻值Rpint設為能夠使用基準電阻調整單元232通過電修整來調整的電阻。
[0079]更具體地說，作為電修整，通過基於齊納擊穿或多晶矽管的數字修整來進行。
[0080]此外，也可以使用存儲器來給出基準電阻值但是，應該注意的是，這種情況下需要微計算機，電路規模大幅增大。
[0081]參照圖2說明本發明的發熱裝置的實施方式中的控制部一體型預熱塞I的構造性特徵。
[0082]控制部一體型預熱塞I是將形成為大致筒狀的殼體30、設於其前端側的發熱體10、容納在殼體內的通電控制模組20、實現與外部的連接的連接器部40 —體地組裝的構造。
[0083]在本發明中，發熱體10可以使用圖2 (d)所示的所謂金屬加熱器10，也可以使用圖2 (e)所示的所謂陶瓷加熱器10a。
[0084]金屬加熱器10在基端側開口而前端側封閉的大致有底筒狀的金屬制保護管103的內側將由金屬電阻線線圈構成的發熱線圈102和控制線圈104串聯連接，同時容納鎂粉等絕緣材料100，在設於發熱線圈102的前端側的接地部101與金屬制保護管103電連接，在控制線圈103的基端側連接有實現與通電控制模組20的導通的輸入端子106。在發熱線圈102及控制線圈103中，例如使用Fe-Cr-Al合金、Fe-Cr合金、N1-Cr合金等公知的電阻材料而形成為規定的相對電阻。
[0085]陶瓷加熱器IOa由形成為大致U字形的陶瓷電阻體102a、實現陶瓷電阻體102a與外部的導通的一對引線部103a、104a、覆蓋上述部件並形成為大致柱狀的絕緣體IOOa構成，與陶瓷電阻體102a的一個端部連接的引線部103a的一端向絕緣體IOOa的側面方向引出而形成接地端子101a，與陶瓷電阻體102a的另一個端部連接的引線部104a的前端向絕緣體IOOa的基端部引出而形成輸入端子105a，輸入端子105a經由輸入端子金具106a實現與通電控制模組20的導通。
[0086]陶瓷電阻體102a例如使用由氮化矽、碳化鎢的混合燒結體構成的導電性陶瓷材料。
[0087]此外，引線部103a、104a使用鎢等耐熱性金屬材料。
[0088]絕緣體IOOa使用氮化矽等絕緣性陶瓷材料。
[0089]金屬加熱器10或陶瓷加熱器IOa由大致筒狀的發熱體保持部材保持並固定。
[0090]發熱體保持部材例如由SUS (Stainless steel in Japanese IndustrialStandards)等金屬材料構成,形成為大致筒狀,在其內側保持並固定金屬加熱器10或陶瓷加熱器10a，並且與金屬制保護管103或接地端子IOla電連接，發熱體10的一端經由殼體30成為接地到發動機的狀態。
[0091]金屬加熱器10的情況下，金屬保護管103和發熱體保持部材通過雷射焊接、釺焊、螺合等公知的方法相互固定。[0092]陶瓷加熱器IOa的情況下，絕緣體IOOa和發熱體保持部材通過嵌合及釺焊等公知的方法固定。
[0093]殼體30由形成為大致筒狀的殼體基體300構成。
[0094]在殼體30的前端側形成有用於保持發熱體保持部材的前端側筒狀部，發熱體保持部材的基端側筒上部插嵌並通過焊接等固定。
[0095]在殼體30的外周形成有用於螺接固定到機構的燃燒室的螺釘部303。
[0096]在殼體30的基端部固定有連接器部40，該連接器部40在內側容納通電控制模組20，並且實現向外部的連接。
[0097]在殼體30的基端側外周形成有用於螺接螺釘部303的六角部304。
[0098]連接器部40被大致筒狀的套環覆蓋而固定在殼體30的基端側。
[0099]連接器部40由使用熱可塑性樹脂等形成為大致筒狀的樹脂成形部、和固定在其內側而用於實現與外部的連接的連接器端子41、42、43構成。在連接器部40的基端側形成有嵌合部401，該嵌合部401形成為大致筒狀，和實現與外部的連接的對方側連接器嵌合。在連接器部40的中腹形成有端子固定部，該端子固定部中插入成型有實現與外部的連接的連接器端子41、42、43。另外，實現與外部的連接的連接器端子41、42、43分別是電源輸入用端子41、驅動信號輸入用端子42、自診斷信號輸出用端子43，但是可以根據需要來增減連接器端子的個數。
[0100]例如，可以設置齊納擊穿用連接器端子，該齊納擊穿用連接器端子用於實現通過齊納擊穿修整來對基準電阻值&進行電阻值調整的情況下的、齊納擊穿用輸入端子!^^Tzp2與外部的連接。
[0101]另外，為了減少端子個數，這些齊納擊穿用連接器端子可以和驅動信號輸入用端子42、自診斷信號輸出用端子43或電源輸入用端子41共通化。
[0102]在連接器部40的前端側形成有劃分控制模組容納空間的前端側間隔壁部，該控制模組容納空間用於容納通電控制模組20。
[0103]如圖2 (a)所示，電源輸入用端子41、驅動信號輸入用端子42、自診斷信號輸出用端子43分別與通電控制模組20的電源輸入端子201、驅動信號輸入端子202、自診斷信號輸出端子203連接。
[0104]此外，通電控制模組20的輸出端子204 (源極端子Vss)經由通電用中軸24與發熱體10、IOa連接，GND端子205經由接地用線端250與殼體30連接，並且經由殼體30成為接地到發動機的狀態。
[0105]在本實施方式中，通過環氧樹脂等將圖1所示的電路構成的通電控制模組20的M0S21、DRV22、JDG23等一體地容納在樹脂成形部200內，向封裝件的外部引出引線框，形成電源輸入端子41 (BAT)、驅動信號輸入用端子42 (SI)、自診斷信號輸出用端子43 (DI)、輸出端子204 (Vss)、接地端子205 (GND)0
[0106]另外,在圖1中，用所謂DIP型(Dual Inline Package型)的封裝件來表示通電控制模組20，但是在本發明中，不限定通電控制模組20的封裝件構造，可以適當採用所謂SIP型(Single Inline Package型)的其他公知的IC封裝件所使用的構造。
[0107]另外，具體地說，為了安裝到預熱塞殼體30內，優選所謂的T0-220型封裝件，也就是從能夠一起安裝功率MOSFET和控制IC的小型的分立半導體元件用封裝件、例如IOmmX 17mmX4.5mm程度的薄樹脂模壓的封裝件的單側，引出按照輸入端子、地線、輸出端子的順序排列的端子。
[0108]在此，參照圖3說明本發明的控制部一體型預熱塞I中使用的發熱體10的溫度特
性。`
[0109]本圖表示恆定狀態下的加熱器溫度與發熱體的電阻值的關係，該恆定狀態指的是，向發熱體施加一定程度的功率，經過一定時間後加熱器溫度和電阻值飽和的狀態，用單點劃線表示在製造階段確認的初始狀態電阻溫度特性Rint，用虛線表示一定時間使用後的電阻溫度特性Ract，用實線表示長期使用後的劣化狀態下的劣化時電阻溫度特性R?。
[0110]如本圖所示，在初始狀態和劣化狀態下，電阻溫度特性的斜率不變化，對於同一溫度的電阻值以變高的方式平行移動。
[0111]因此，將針對初始狀態下的目標溫度I?的電阻值設為基準電阻值R。時，如果想要維持基準電阻值&而進行通電控制，則發熱溫度下降，將下降到容許極限溫度1\^的狀態判斷為劣化狀態，需要實施異常警告等處理。
[0112]參照圖4、圖5，說明本發明的控制部一體型預熱塞I的通電控制方法及劣化判定方法。
[0113]圖4表示初始升溫模式(Mint)下的流程圖。
[0114]將按鍵開關SW接通後，開始步驟SlOO的初始升溫模式(Mint),在步驟SllO的驅動信號輸入確認行程中，若檢測到從ECU30輸出的驅動信號SI的輸入，則進入步驟S120的發熱體通電行程，開始向發熱體10的通電。
[0115]接著，在步驟S130的電流/電壓檢測行程中，檢測發熱體10中流動的火塞電流IeP、火塞電壓veP。
[0116]接著，在步驟S140的火塞電阻值計算行程中，根據火塞電流Iep和火塞電壓Vep計算火塞電阻值ReP。[0117]接著，在步驟S150的模式切換判定行程中，比較火塞電阻值Rep和針對初始狀態下的目標溫度的基準電阻值Rc，判定是否到達了基準電阻Rc、即發熱體10的發熱溫度是否到達了目標溫度。
[0118]火塞電阻值Rep為基準電阻值Rc以下的情況下，判定為「否」，回到步驟SllO並維
持初始升溫t吳式(Mint )。
[0119]火塞電阻值Rep大於基準電阻值R。的情況下，判定為「是」，結束初始升溫模式(MINT)，進入步驟S200的恆定控制模式。
[0120]另外，在步驟S120的發熱體通電行程中，為了防止過升溫，也可以實施S121、S122、S123的預熱控制模式(Mpke)。
[0121]具體地說，將比基準電阻值Rc稍低的電阻值(預熱目標溫度，例如與1000°C相當的值)設為預熱控制模式切換基準電阻值Rai，在步驟S121的預熱控制模式切換判定行程中，比較火塞電阻Rep和預熱控制模式切換基準電阻值Rqi,火塞電阻Rep為預熱控制模式切換基準電阻值Rai以下的情況下，判定為「否」，為了使發熱體10儘快升溫到預熱目標溫度，進入步驟S123的初始升溫模式維持行程，以大致100%的佔空比施加超過額定的功率。
[0122]在步驟S121的預熱控制模式切換判定行程中，火塞電阻Rep超過預熱控制模式切換基準電阻值Rch的情況下，判定為「是」，進入步驟S122的預熱控制模式(MPKE)，將預熱控制模式切換基準電阻值Rai作為閾值，通過通斷控制，例如在I秒左右的時間內進行預熱控制模式(Mpke)控制，以成為比目標溫度低的恆定溫度。
[0123]具體地說，例如通過按照步驟S1221?步驟S1225的流程實施處理，能夠實施預熱控制模Smpke。
[0124]在步驟S1221的到時(time up)判定行程中，判定是否從預熱控制模式開始經過
了一定時間trefo
[0125]如果是一定時間經過前(t < tMf)，則判定為「是」，進入步驟S1222的通電要否判定行程，通過Rep與Rai的比較，判定是否需要通電。
[0126]在步驟S1222中，如果是Rep > Rch,則判定為「是」，進入步驟S1223，將通電關斷，如果是RgpS Rra，則判定為「否」，進入步驟S1224，將通電開通。進而，進入步驟S1225的電阻值計算行程，再次計算ReP，回到步驟S1221而重複循環。
[0127]從預熱控制模式開始經過一定時間經過後，結束預熱模式，轉移到主程序。
[0128]在步驟S122的預熱控制模式(Mpke)中，通過保持在目標溫度、例如比1250°C低250°C左右的溫度一定時間，能夠抑制之後的向恆定控制模式(Mkt)的升溫過程(遷移模式Mten)中的過升溫。
[0129]此外，在初始升溫模式(Mint)下，火塞電阻值Rep隨著溫度上升而時刻變化，所以不進行劣化判定。
[0130]另外，預熱控制模式(Mpke)不只是一個溫度，例如可以將第I預熱目標溫度設為1000°C，將第2預熱目標溫度設為1100°c，像這樣這隻多個預熱控制模式。
[0131]這種情況下，可以通過改變驅動信號SI的佔空比來切換第I預熱目標溫度和第2預熱目標溫度，但是採樣這樣的構成時，需要向ECU7側發送火塞電阻Rep的信息，信息量增大，產生與以往同樣的問題。
[0132]在此，在本發明中，為了在這樣的設置多個預熱控制模式的情況下也能夠在控制模組20內獨立地進行處理，在控制模組20內準備與各個目標溫度相應的第I預熱基準電阻和第2預熱基準電阻。
[0133]在預熱模式下，與預熱目標溫度為一個的情況同樣，通過比較火塞電阻Rep和這些基準電阻值，與上述步驟S121或步驟S150同樣地判定是否通電，如果以使火塞電阻Rep與各個基準電阻值一致的方式使M0S21開閉而進行通電控制，則能夠不依賴於ECU7側的處理而在控制模組20側自完結地進行處理。
[0134]進而，在本發明中，雖然在電源能夠確保充分容量的情況下不需要，但是在同時向多個發熱體10 (1~n)開始通電時，大的突入電流重疊而電源6的負擔變大，有時升溫速度變慢。
[0135]在此，如本發明的發熱裝置這樣，設置於各氣缸的控制部一體型預熱塞l(1~n)分別具備獨立的通電控制模組20且各預熱塞I (1~n)的發熱體10 (1~η)獨立地進行通電控制的情況下，優選為設置檢測自身的氣缸位置的自身氣缸位置判定單元和根據氣缸位置使通電開始的定時錯移的驅動延遲單元。
[0136]圖5表示恆定控制模式下的流程圖。
[0137]在步驟S200的恆定控制模式下，按照驅動信號SI進行通電控制，並且進行與各個發熱體10的基準電阻值R。相應的通電控制，並且能夠判定劣化狀態並警告異常。
[0138]開始步驟S200的恆定控制模式後，在步驟S210的驅動信號輸入確認行程中檢測驅動信號SI的輸入，進入步驟S220的發熱體通電行程，進行向發熱體10的通電。
[0139]在步驟S220的電流/電壓檢測行程中，檢測發熱體10中流動的火塞電流IeP、火塞電壓VeP。
[0140]接著，在步驟S230的實際功率?火塞電阻值計算行程中，根據火塞電流Iep和火塞電壓vep，計算實際功率值Pact及火塞電阻值ReP。
[0141]接著，在步驟240的劣化行程中，通過比較實際功率值Pact和功率閾值Pkef,對劣化的有無進行閾值判定。
[0142]另外，功率閾值Pkef使用相對於初始狀態下的初始基準功率值Pint下降到一定以上、例如90%的劣化時功率值PWKN。
[0143]在步驟S240的劣化判定行程中，實際功率值Pact比功率閾值Pkef高的情況下，判定為未劣化而判定為「是」，進入步驟S250的電阻值變化反映單元(F/B行程)。
[0144]在步驟S240的劣化判定行程中，實際功率值Pact比功率閾值Pkef低的情況下(例如成為初始基準功率值Pint的90%以下的情況下)，判定為劣化而判定為「否」，進入步驟S260的異常診斷信號輸出行程。
[0145]在步驟S250的電阻值變化反映單元(F/B行程)中，為了反饋火塞電阻值的變化，比較火塞電阻值Rep和基準電阻值Rc，在火塞電阻值Rep超過基準電阻值Rc的情況下，判定為「是」，進入步驟270的通電停止行程，在火塞電阻值Rep為基準電阻值Rc以下的情況下，判定為「否」，進入步驟280的通電維持行程。
[0146]在步驟S270的通電停止行程中，發熱體10的`發熱溫度達到目標值而停止通電，回到步驟S210。
[0147]在步驟S280的通電維持行程中，發熱體10的發熱溫度未達到目標值而維持通電。
[0148]通過重複步驟S210~步驟S280，對通電進行控制，維持在與各預熱塞I (1~n)的個別的基準電阻值Rc接近的火塞電阻值
[0149]在步驟S260的異常診斷信號輸出行程中，輸出表示劣化異常的自診斷信號DI，例如將警告燈點亮以向運轉者通知劣化異常而催促更換，或者停止向發熱體10的通電等，根據需要進行處理。
[0150]在此，參照圖6說明作為本發明的實施方式的發熱裝置的控制部一體型預熱塞I的工作。另外，在本圖中，示出了不實施預熱模式的情況的控制結果。
[0151]驅動信號SI決定用於決定與運轉狀況相應的目標溫度Irae的佔空比I決定，並且如上述那樣，按照由電阻值變化反映單元233檢測的通電要否的判定結果，與上升沿或下降沿同步地切換M0S21的開閉。
[0152]如圖6 (a)所示，從E⑶7輸入了驅動信號SI後，與驅動信號SI的下降沿同步，如圖6 (b)所示，開始向發熱體10的通電，發熱溫度上升。
[0153]如上述那樣，火塞電阻超過Re時，步驟S250的判定結果為「是」，這時，如圖6 (c)所示，將電阻值變化反映單元233的輸出設為0，不進行向發熱體10的通電。
[0154]但是，不是立即切斷向發熱體10的通電，而是在I個脈衝規定通電結束之前，以按照SI的佔空比(例如90%佔空比)進行通電，在下一驅動信號SI的上升沿，打開M0S21而切斷向發熱體10的通電，火塞電阻下降而成為Re以下後，步驟S250的判定結果為「否」，為了重新開始向發熱體10的通電，將電阻值變化反映單元233的輸出設為1，與下一驅動信號SI的下降沿同步，關閉M0S21而進行向發熱體10的通電。
[0155]這樣，在本發明中，如圖6(b)所示，將基準電阻R。用作切換向發熱體10的通電的停止與執行的基準，但實際將M0S21開閉時，在圖6 (c)所示的判定結果(JDG)為關斷狀態時，如果是驅動信號SI的上升沿，則與此同步地M0S21截止，判定結果(JDG)接通狀態時，如果是驅動信號SI的下降沿，則與此同步地M0S21導通。
[0156]因此，如圖6 (d)所示，由於與驅動信號SI的上升沿或下降沿同步地進行，所以這時的溫度變化如本圖6 Ce)所示，從火塞電阻Rep的變化稍微延遲地跟隨，但是通過在控制模組20內自完結地以使火塞電阻Rep與基準電阻Rc —致的方式進行F/B控制，能夠像以往那樣，不利用發動機水溫或其他溫度信息也能夠使發熱體10的溫度與目標溫度Irae —致。
[0157]在此，參照圖7說明本發明的發熱裝置中使用的劣化判定方向。
[0158]圖7表示在本發明所應用的發熱裝置的恆定控制模式下、從初始狀態到劣化狀態按時間序列排列的時間圖。
[0159]如圖7 Ca)所示，即使處於發熱體10的劣化狀態，也從E⑶7輸出與目標溫度TTKe相應地設定的驅動信號SI。
[0160]如圖3所示，發熱體10由於長期使用而逐漸劣化，針對一定的發熱溫度的電阻值Rgp逐漸上升。
[0161]如果隨著劣化的進行而發熱體10的電阻值Rep上升，則如圖7 (b)、圖7 (C)所示，與驅動信號SI的下降沿同步地開始通電，然後超過基準電阻Rc的定時逐漸變早，此外，以一定的佔空比通電時，在一周期的期間上升的電阻值RGP的最大值也變高。
[0162]因此，在劣化狀態下，火塞電阻Rep高於基準電阻Rc的時間變長，如圖7 (d)所示，M0S21截止的次數變多。
[0163]因此，如圖7 (e)所示，火塞電流Iep變低，如圖7 (f)所示，實際功率Pact也逐漸下降。
[0164]這時，實際功率Pact相對於預先計測的、針對初始狀態下的規定溫度的初始基準功率值Pint變化一定以上而成為功率閾值Pkef以下的情況下，判定為劣化。
[0165]如圖7 (e)所示，在初始狀態下，發熱溫度T維持在目標溫度Ττκ;，隨著劣化的進行，發熱溫度T下降Λ T以上，終於成為劣化極限溫度Twen以下，如上述那樣輸出表示劣化異常的診斷信號DI。
[0166]在製造時，各個發熱體10的基準電阻值R。及初始基準功率值Pint存儲在ΜΕΜ232中，並基於這些數據進行通電控制及劣化異常判定，所以不會受到其他預熱塞的劣化狀態影響，能夠正確地維持溫度，在適當的時期警告劣化異常。
[0167]參照圖8說明後發熱控制模式下的通電控制方法。
[0168]在上述實施方式中，為了對內燃機的點火進行輔助而進行向控制部一體型預熱塞I的通電、即進行所謂的預發熱(pre-glow)控制時，在恆定控制模式下進行劣化判定，但是在以防止失火或減輕輻射為目的的後發熱控制模式下，也能夠進行本發明的控制部一體型預熱塞的劣化判定。
[0169]這種情況下，能夠按照與恆定控制模式大體同樣的流程進行劣化判定，但是在步驟S340的劣化判定行程中，作為與火塞電流Iep進行比較對照的閾值，使用第2劣化時電流Iwen2，在步驟S350的電阻值變化反映單元(F/B行程)中，與根據火塞電阻值Rep和基準電阻值R。計算的第2基準電阻值Re2進行比較而進行閾值判定。
[0170]在後發熱控制模式中，目標溫度比恆定控制模式更低，所以與此成比例地，第2劣化時功率值Pwen2及第2基準電阻值Re2也使用低的值。
[0171]在以往的劣化判定裝置中，預熱塞的劣化判定在通電剛剛停止之後的極有限的時間內進行，但是在本發明的控制部一體型預熱塞I中，在恆定控制模式及後發熱控制模式的期間始終實施，能夠能夠迅速地檢測劣化異常並應對。
[0172]圖9 (a)是表示不實施本發明的控制部一體型預熱塞I的預熱控制模式的情況的溫度控制狀態的特性圖，圖9 (b)是表示實施預熱控制模式的情況的溫度控制狀態的特性圖，圖9 (c)是表示後發熱控制模式中的溫度控制狀態的特性圖。
[0173]如圖9 (a)所示,在初始升溫模式(Mint)下,通過大致100%佔空比或過功率供給來迅速地實現升溫，進而在比第I目標溫度T1低的模式切換溫度TchT，從早期升溫控制切換到升溫抑制控制，所以抑制了預熱塞的過升溫，到達第I目標溫度後，在恆定控制模式下，將與各個預熱塞的電阻溫度特性相應的基準電阻Rc作為閾值，進行反饋到驅動信號的通電控制，所以正確地維持溫度，在恆定控制模式期間中始終實施劣化判定，能夠儘早檢測劣化異常，在後發熱控制模式下，也能夠將溫度正確地維持在第2目標溫度，並且在後發熱控制期間中始終進行劣化異常判定，從而能夠儘早進行劣化異常的檢測。
[0174]另外，如上述那樣，實施預熱控制模式Mpke的情況下，如圖9 (b)所示，通過保持在比目標溫度低的溫度一定時間，可靠地防止過升溫，然後經過遷移模式M?，轉移到恆定控制模式MesT，維持在目標溫度。此外，這種情況下，劣化判定在預熱控制模式Mpke及恆定控制模式Mcst的任一個溫度穩定的狀態下實施。
[0175]參照圖10說明進行劣化檢測所期望的時期及其判定方法。
[0176]在上述實施方式中，示出了在恆定控制模式及後發熱控制模式下與通電控制同時地進行劣化判定的方法，但是在本實施例中，作為為了排除運轉狀況導致的外部幹擾而精度更高地檢測劣化的有無的劣化判定方法，示出在啟動前或內燃機的剛剛停止之後、或怠速停車時的某一個實施劣化判定的方法。
[0177]例如，在啟動時，向啟動馬達流入大的突入電流，並伴隨著電池電壓的變動。因此，發熱體10中流動的電流Iep因電池電壓+ B的變動而較大地變化，所以難以高精度地檢測火塞電阻Rep。此外，在發動機運轉時等，可能伴隨著電池電壓的變動，也難以高精度地檢測火塞電阻Rep。
[0178]因此，本發明的劣化判定優選為在內燃機8的啟動前或內燃機的剛剛停止之後、或者怠速停車時的某一個進行。
[0179]如圖10所示，在步驟S400的運轉狀況確認行程中，例如讀取發動機轉速NE等表示運轉狀況的信息，在步驟S410的劣化判定可否判定行程中，基於在步驟S400讀取的表示運轉狀況的信息，判定是否為啟動前或內燃機的剛剛停止之後、或者怠速停車時的某一個。
[0180]是啟動前或內燃機的剛剛停止之後、或者怠速停車時的某一個的情況下，判定為「是」，進入步驟S430的劣化判定行程，不是啟動前或內燃機的剛剛停止之後、或者怠速停車時的任一個的情況下，判定為「否」，不進行劣化判定而回到步驟S400。
[0181]在步驟S430的劣化判定行程中，與上述實施方式同樣，根據發熱體10中流動的火塞電流Iep和向發熱體10施加的火塞電壓Vep，計算實際功率值Pact，並將其與規定的功率閾值Pkef進行比較判定。
[0182]另外，也可以是，上述劣化判定在預熱塞側始終實施，在ECU側判定發動機的運轉狀態而選擇性地使用。
[0183]另外，在本實施方式中，示出了將N溝道功率MOSFET配置在負載的上遊側、通過高側驅動器進行開閉驅動的例子，但是在本發明中，半導體開閉元件21不限於N溝道功率MOSFET,也可以構成為將P溝道功率MOSFET設置在高側。
[0184]一般來說，已知P溝道功率MOSFET比N溝道MOSFET的導通電阻大，但是在驅動電路22中不需要充電泵等柵極電壓升壓單元。
[0185]此外，也可以將N溝道功率MOSFET設置在負載的下遊側，通過低側驅動器來進行開閉驅動。這種情況下，存在向預熱塞在動作中以外也施加電壓的問題，但是在驅動電路部22中不需要設置充電泵等升壓單元，能夠簡化電路。
[0186]符號的說明:
[0187]I 控制部一體型預熱塞(發熱裝置)
[0188]10預熱塞(發熱體)
[0189]20通電控制模組
[0190]200模壓封裝包
[0191]201電源輸入端子
[0192]202驅動信號輸入端子
[0193]203自診斷信號輸出端子
[0194]204輸出端子
[0195]205接地端子
[0196]21半導體開閉元件[0197]210控制用 MOS
[0198]211電流檢測用MOS (電鏡電路部)
[0199]212電流檢測用電阻(齊納擊穿電阻)
[0200]22驅動電路部(DRV)
[0201]220運算放大器
[0202]221、223 二極體
[0203]222,224 電容器
[0204]23發熱體控制IC
[0205]230電阻值運算單元(電流/電壓檢測部)
[0206]231基準電阻值存儲部(基準電阻形成部)
[0207]232基準電阻調整單元(齊納擊穿電路)
[0208]233電阻值變化反映單元(F/B單元)
[0209]234劣化判定單元
[0210]30殼體部
[0211]40連接器部
[0212]41電源輸入用端子
[0213]42驅動信號輸入用端子
[0214]43自診斷信號輸出用端子
[0215]6電源
[0216]7發動機控制裝置(EOT)
[0217]8內燃機
[0218]SI驅動信號
[0219]Pact實際功率
[0220]Pint初始基準功率值
[0221]Pkef(劣化時的)功率閾值
[0222]Pwen劣化時功率值
[0223]Rc基準電阻值
[0224]Rch預熱控制模式切換基準電阻值
[0225]TzpU TZP2齊納擊穿用輸入端子
[0226]Mint初始升溫模式
[0227]Mpke預熱控制模式
[0228]Mten遷移 模式
[0229]Mcst恆定控制模式
【權利要求】
1.一種發熱裝置(1)，具有發熱體(10)和通電控制模組(20)，該發熱體(10)通過通電而發熱，並且其電阻值根據自身的溫度變化而具備正相關地變化，該通電控制模組(20)控制從電源向上述發熱體的通電以使該發熱體(10)的電阻值與目標電阻值一致，該發熱裝置(O的特徵在於， 將上述發熱體(10 )和上述通電控制模組(20 ) 一體地容納在殼體(30 )內， 並且，上述通電控制模組(20)具備: 基準電阻值存儲單元(231)，將預先計測的規定的目標溫度下的上述發熱體(10)的電阻值作為基準電阻值存儲；和 電阻值變化反映單元(233)，將上述基準電阻值作為閾值，當通電時的上述發熱體(10)的電阻值低於上述基準電阻值時維持通電，當上述發熱體(10)的電阻值超過上述基準電阻值時停止通電，將伴隨著上述發熱體(10)的溫度變化的電阻值變化反映到通電控制中。
2.一種發熱裝置(I)，具有發熱體(10 )和通電控制模組(20 )，該發熱體(10 )通過通電而發熱，並且其電阻值根據自身的溫度變化而具備正相關地變化，該通電控制模組(20)控制從電源向上述發熱體(10)的通電以使該發熱體(10)的電阻值與目標電阻值一致，該發熱裝置(I)的特徵在於， 將上述發熱體(10)和上述通電控制模組(20) —體地容納在殼體(30)內， 並且，上述通電控制模組(20)具備: 基準電阻值存儲單元(231)，將預先計測的規定的目標溫度下的上述發熱體的電阻值作為基準電阻值存儲； 電阻值變化反映單元(233)，將上述基準電阻值作為閾值，當通電時的上述發熱體(10)的電阻值低於上述基準電阻值時維持通電，當上述發熱體(10)的電阻值超過上述基準電阻值時停止通電，將伴隨著上述發熱體(10)的溫度變化的電阻值變化反映到通電控制中；以及 劣化判定單元(234)，將劣化時功率值作為閾值進行劣化判定，該劣化時功率值是將向預先計測的規定溫度的恆定狀態下的上述發熱體(10)施加的初始功率值乘以規定的比率來計算、並且設想為在規定的劣化極限溫度下被施加到上述發熱體(10)的值。
3.如權利要求1或2所述的發熱裝置，其特徵在於， 將上述基準電阻值設置為能夠通過電修整來調整的電阻。
4.如權利要求3所述的發熱裝置，其特徵在於， 上述電修整通過齊納擊穿或基於多晶矽熔絲的數字修整來進行。
5.如權利要求1?4的任一項所述的發熱裝置，其特徵在於， 上述發熱體(10)是設置於內燃機(8)的各氣缸的預熱塞。
6.如權利要求2所述的發熱裝置，其特徵在於， 上述劣化判定單元(234)在內燃機(8)的啟動前、內燃機(8)的剛剛停止之後、或怠速停車時的某一個執行上述劣化判定。
【文檔編號】H05B3/00GK103875308SQ201280049575
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年8月24日 優先權日:2011年10月11日
【發明者】入江將嗣, 深澤剛, 山口宏尚, 林真人 申請人:株式會社電裝