(57)【要約】【課題】自動停止制御の実行により燃料消費量を低減することと、グロープラグへの通電による不要な電力の消費を抑制することとを両立することのできる内燃機関の暖機制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の暖機制御装置は、自動停止条件の成立に基づいて内燃機関の運転を停止する自動停止制御、及びこの自動停止制御による機関停止中に自動始動条件の成立に基づいて内燃機関の運転を開始する自動始動制御が行われるディーゼルエンジンについて適用される。そして、暖機制御装置は、このディーゼルエンジンに設けられるグロープラグの通電制御を行う。例えばグロー通電はイグニッションスイッチのオフからオンへの操作時に開始され、自動停止制御によりディーゼルが運転停止したときは、グロー通電が禁止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件の成立に基づいて内燃機関の運転を停止する自動停止制御、及びこの自動停止制御による機関停止中に自動始動条件の成立に基づいて内燃機関の運転を開始する自動始動制御を行う車両の内燃機関について、これに設けられるグロープラグの通電態様を制御する内燃機関の暖機制御装置において、
前記自動停止制御による内燃機関の運転停止中に前記グロープラグへの通電を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の暖機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止条件の成立に基づいて内燃機関の運転を停止する自動停止制御、及びこの自動停止制御による機関停止中に自動始動条件の成立に基づいて内燃機関の運転を開始する自動始動制御を行う車両の内燃機関について、これに設けられるグロープラグの通電態様を制御する内燃機関の暖機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記暖機制御装置としては、例えば特許文献１に記載されるようにディーゼルエンジンのグロープラグの通電態様を制御するものが知られている。
一方、ディーゼルエンジンには混合気の燃焼により生じる排気を浄化する排気浄化装置が設けられているものの、この装置の触媒は一定以上の温度にならなければ活性化しない。このため、機関始動後もグロープラグへの通電を継続することにより、排気の昇温を通じて触媒の暖機を図る技術が提案されている。こうした触媒の暖機も目的として行われるグロープラグ制御においては、機関始動から触媒が十分に暖機されるまでの時間（要求時間）を予め把握したうえで、機関始動からこの要求時間が経過するまでグロープラグへの通電を継続して行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０４６１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記グロープラグ制御は、機関始動性の確保及び触媒の暖機促進を図る観点からすれば確かに有効ではあるものの、自動停止制御を行うディーゼルエンジンに適用した場合には次のような問題が生じる。すなわち、自動停止制御による機関自動停止が行われた場合において、イグニッションスイッチの操作に基づく機関始動からの経過時間が未だ要求時間に達していないときにはグロープラグへの通電が継続される。しかしながらこのような機関停止状態のもとでグロープラグへの通電が行われたところで、これが触媒の暖機促進に貢献することはないため、電力が不要に消費されることになる。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動停止制御の実行により燃料消費量を低減することと、グロープラグへの通電による不要な電力の消費を抑制することとを両立することのできる内燃機関の暖機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、自動停止条件の成立に基づいて内燃機関の運転を停止する自動停止制御、及びこの自動停止制御による機関停止中に自動始動条件の成立に基づいて内燃機関の運転を開始する自動始動制御を行う車両の内燃機関について、これに設けられるグロープラグの通電態様を制御する内燃機関の暖機制御装置において、前記自動停止制御による内燃機関の運転停止中に前記グロープラグへの通電を禁止することを要旨としている。
【０００７】
この発明によれば、自動停止制御による機関停止中にグロープラグへの通電を禁止しているため、すなわちグロープラグへの通電を実行したとしてもこれが触媒の暖気促進に貢献しないときにグロープラグへの通電を禁止しているため、グロープラグへの通電により不要に電力が消費されることを抑制することができるようになる。すなわち、自動停止制御の実行により燃料消費量を低減することと、グロープラグへの通電による不要な電力の消費を抑制することとを両立することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の内燃機関の暖気制御装置を具体化した第１実施形態について、同機関の構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態のグロー通電制御による制御態様の一例を示すタイミングチャート。
【図３】同実施形態の第１グロー通電処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の内燃機関の暖機制御装置を具体化した第２実施形態について、グロー通電制御による制御態様の一例を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態の第２グロー通電処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の内燃機関の暖機制御装置を具体化した第１実施形態について説明する。
【００１０】
ディーゼルエンジン１には複数の気筒１０が形成されたシリンダブロックが設けられ、このシリンダブロックの上部にはシリンダヘッド１１が設けられている。このシリンダヘッド１１には、各気筒１０にそれぞれ対応した燃料噴射弁１２およびグロープラグ１３が設けられている。また、シリンダヘッド１１には外気を気筒１０内に導入するためのインテークマニホールド２１が接続されている。インテークマニホールド２１は吸気通路２２に接続されている。吸気通路２２内には吸入空気量を調整するためのスロットル弁２３が設けられている。また、シリンダヘッド１１には燃焼ガスを気筒１０外へ排出するためのエキゾーストマニホールド３１が設けられている。エキゾーストマニホールド３１は排気通路３２に接続されている。また、排気通路３２の下流側には、排気成分を浄化する触媒コンバータ４０が設けられている。
【００１１】
この他、ディーゼルエンジン１にはＥＧＲ装置５０が備えられている。このＥＧＲ装置５０は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒１０内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる。この装置はインテークマニホールド２１とエキゾーストマニホールド３１とを連通するＥＧＲ通路５１、同ＥＧＲ通路５１に設けられたＥＧＲ弁５２、及びＥＧＲクーラ等により構成されている。そして、ＥＧＲ弁５２の弁開度が調整されることによりエキゾーストマニホールド３１からインテークマニホールド２１に導入される排気の量、すなわちＥＧＲ量が調整される。また、ＥＧＲクーラによってＥＧＲ通路５１内を流れる排気の温度低下が図られる。
【００１２】
電子制御装置９０は、各種センサからの信号入力により、ディーゼルエンジン１を制御する。例えば、燃料噴射弁１２の燃料噴射量制御、スロットル弁２３の開度制御、ＥＧＲ弁５２の開度制御、グロープラグ１３の通電制御等を行う。
【００１３】
また、電子制御装置９０は、スタータの始動操作が行われた旨の信号を受信することにより、スタータを回転させてディーゼルエンジン１を始動する。
また、電子制御装置９０により、イグニッションスイッチＩＧの操作に基づくディーゼルエンジン１の始動及び停止に加え、車両走行状態に応じたディーゼルエンジン１の始動及び停止が行われる。以降では、イグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作に基づくディーゼルエンジン１の始動を「通常始動」とする。イグニッションスイッチＩＧがオンの状態のもとで同スイッチの操作に基づくことなく行われるディーゼルエンジン１の始動、すなわち自動始動条件の成立に基づいて行われるディーゼルエンジン１の始動を「自動始動」とする。また、イグニッションスイッチＩＧがオンの状態のもとで同スイッチの操作に基づくことなく行われるディーゼルエンジン１の停止、すなわち自動停止条件の成立に基づいて行われるディーゼルエンジン１の停止を「自動停止」とする。
【００１４】
自動停止条件としては例えば、車両の走行中に車速が基準速度を下回ることや車両がアイドル状態に移行すること等が挙げられる。また、自動始動条件としては例えば、車両のアイドル状態においてアクセルペダルが踏み込まれること等が挙げられる。
【００１５】
電子制御装置９０は、グロープラグ１３への電流の供給態様を制御するグロー通電制御を行う。グロープラグ１３は、グローリレーを介して電流が供給されることにより加熱される。この加熱により燃焼室が加熱され、機関始動性が確保される。またグロー通電制御においては、触媒コンバータ４０の暖機促進を図るためにグロープラグ１３による加熱を機関始動後も引き続き行う。
【００１６】
グロー通電は、イグニッションスイッチＩＧがオフからオンに操作されたときに開始され、基本的に、グロープラグ１３に通電した時間（以下、「グロー通電時間Ｔｇｒ」）が予め設定された要求時間Ｔｘを超えるまで行われる。要求時間Ｔｘは、触媒コンバータ４０の暖機が完了するまでに十分な時間として予め設定されている。
【００１７】
この要求時間Ｔｘが経過する前に、ディーゼルエンジン１が自動停止したときは、その時点でグロー通電は終了する。
図２を参照し、イグニッションスイッチＩＧ、ディーゼルエンジン１の運転状態及びグロー通電状態のそれぞれの関係について説明する。
【００１８】
時刻ｔ０においてイグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作が行われたとすると、この切替操作に基づいてグロープラグ１３への通電が開始される。そして、所定時間が経過した後の時刻ｔ１において、イグニッションスイッチＩＧのスタートへの操作が行われたとすると、グロープラグ１３への通電が継続された状態のままスタータによる機関始動が行われる。
【００１９】
通常始動後の時刻ｔ２において自動停止条件が成立したとすると、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに満たなくともこの条件の成立に基づいてグロープラグ１３への通電は禁止される。一方、通常始動後において時刻ｔ３までに自動停止条件が成立しないときには、この時刻ｔ３においてグロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに達したことに基づいてグロープラグ１３への通電が終了される。
【００２０】
図３を参照して、上記グロー通電の具体的な処理手順を定めた第１グロー通電処理について説明する。なお、この処理は予め設定された所定の制御周期毎に電子制御装置９０により繰り返し実行される。
【００２１】
ステップＳ１０において、イグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作が行われた旨判定されたときは、ステップＳ１１においてグロー通電が開始される。
グロー通電の開始後、ステップＳ１２によりグロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに達した旨、及びステップＳ１３により自動停止条件が成立した旨のいずれかの判定がなされるまではグロー通電が継続される。
【００２２】
そして、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに達したこと、または自動停止条件が成立したことに基づいてグロー通電が終了した後は、次にイグニッションスイッチＩＧがオフからオンに切替操作されるまでグロープラグ１３への通電は行われない。
【００２３】
以上の第１グロー通電処理によれば、グロー通電は、イグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作と同時に開始され、最初の自動停止においてその実行が禁止される。一方、最初の自動停止までにグロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘを超えたときは、その時点でグロー通電が終了される。
【００２４】
本実施形態の内燃機関の暖機制御装置によれば以下に示す効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、自動停止制御によるディーゼルエンジン１の運転停止中は、グロー通電を禁止している。すなわちグロープラグ１３への通電を実行したとしてもこれが触媒コンバータ４０の暖気促進に貢献しないときにグロープラグ１３への通電を禁止しているため、グロープラグ１３への通電により不要に電力が消費されることを抑制することができるようになる。
【００２５】
（第２実施形態）
図４および図５を参照して、グロー通電制御の他の例として第２グロー通電処理について説明する。なお、この処理は予め設定された所定の制御周期毎に電子制御装置９０を通じて繰り返し実行される。
【００２６】
本実施形態のグロープラグ通電処理は次の点で第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態のグロー通電制御では、イグニッションスイッチＩＧがオフからオンに切り替えられた後の最初の自動停止条件の成立に基づいてグロー通電を終了し、その後は次のイグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作が行われるまでグロー通電の実行を禁止している。これに対して本実施形態のグロー通電制御では、自動停止条件の成立した後であっても自動始動条件が成立し且つ要求時間Ｔｘを経過していない場合は、グロー通電の実行している。
【００２７】
図４を参照し、イグニッションスイッチＩＧ、ディーゼルエンジン１の運転状態、グロー通電状態、及びグロー通電時間Ｔｇｒのそれぞれの関係について説明する。
時刻ｔ０においてイグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作が行われたとすると、この切替操作に基づいてグロープラグ１３への通電が開始される。そして、所定時間が経過した後の時刻ｔ１において、イグニッションスイッチＩＧのスタートへの操作が行われたとすると、グロープラグ１３への通電が継続された状態のままスタータによる機関始動が行われる。
【００２８】
通常始動後の時刻ｔ２において自動停止条件が成立したとすると、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに満たなくともこの条件の成立に基づいてグロープラグ１３への通電は禁止される。その後において自動始動条件が成立し、時刻ｔ３においてディーゼルエンジン１が再始動したとすると、グロープラグ１３への通電が再開される。そして、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに達した時刻ｔ４において、グロー通電は終了する。
【００２９】
すなわち、グロープラグ１３への通電は、ディーゼルエンジン１が運転停止している間は停止される一方ディーゼルエンジン１の運転している間は継続して実行される。そして、このようなグロープラグ１３への通電の禁止と実行の繰り返しはグロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘに達するまで行われる。
【００３０】
図５を参照してグロープラグへの通電の具体的な処理手順を定めた第２グロー通電処理について説明する。なお、この処理は予め設定された所定の制御周期毎に電子制御装置９０により繰り返し実行される。
【００３１】
ステップＳ２０において、イグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作がされた旨の判定がされたときは、ステップＳ２１においてグロー通電カウンタＧＣがリセットされ、ステップＳ２２においてグロー通電が実行される。ここで、グロー通電カウンタＧＣは、グロー通電開始時からのグロー通電時間を計測するための変数を示し、後述するステップＳ２９が成立する場合にのみ１のカウントをインクリメントする。
【００３２】
次いで、ステップＳ２３において、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘを超えている旨判定されたときは、グロー通電は終了する。
一方、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘ以下である旨判定されたときは、ステップＳ２４において、ディーゼルエンジン１がイグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作に基づく最初の機関始動がなされた後であるか否かについて判定される。否定判定であるときは、グロー通電が実行された状態のまま維持される。肯定判定であるときは、ステップＳ２５においてディーゼルエンジン１が運転中であるか否かの判定がなされる。
【００３３】
このステップＳ２５によりディーゼルエンジン１が運転中である旨判定されたときは、さらに、ステップＳ２６において、ディーゼルエンジン１の自動停止条件が成立しているか否か判定される。ここで、自動停止条件が成立していないときはステップＳ２７においてグロー通電が実行される。一方、ディーゼルエンジン１の自動停止条件が成立しているときは、ステップＳ２８においてグロー通電が禁止される。
【００３４】
以上の一連の処理を経て所定周期後、再度、ステップＳ２０から実行される。このとき、イグニッションスイッチＩＧのオフからオンへの切替操作がなされていないときは、ステップＳ２９において、イグニッションスイッチＩＧがオン状態であり且つグロー通電が実行中であるか否かについて判定される。イグニッションスイッチＩＧがオン状態であり、且つグロー通電が実行中である旨の判定がなされたときは、ステップＳ３０において、グロー通電カウンタＧＣのインクリメントが行われる。他方、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態であるか、またはグロー通電が禁止中であるときは、グロー通電カウンタＧＣの値は維持される。その後の処理は、上記と同様に行われる。
【００３５】
以上の第２グロー通電処理によれば、ディーゼルエンジン１が運転しているときは、グロー通電が実行され、ディーゼルエンジン１が自動停止しているときは、グロー通電が禁止される。そして、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘを超えたときにグロー通電は終了する。
【００３６】
本実施形態の内燃機関の暖機制御装置によれば以下に示す効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、自動停止制御によるディーゼルエンジン１の運転停止の期間中のみグロー通電を禁止している。これにより、上記のようにイグニッションオン直後のディーゼルエンジン１の自動停止が行われたとしても、グロー通電時間として要求時間Ｔｘが確保されるので、グロー通電の本来の目的である触媒コンバータ４０の活性化の促進効果を維持しつつエネルギ損失を低減することができる。
【００３７】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
【００３８】
・上記第２実施形態においては、ディーゼルエンジン１の運転停止中はグロー通電の実行を禁止し、再始動時にグロー通電を実行することにより、グロー通電時間Ｔｇｒを要求時間Ｔｘまで確保しているが、この結果、グロープラグ１３のオンとオフ操作が繰り返されることとなる。そのため、グロープラグ１３の短寿命化が懸念される。そこで、グロープラグ１３のオンオフ操作頻度の低減を目的として、イグニッションスイッチＩＧがオフからオンに切替操作されてから一定時間の間は、ディーゼルエンジン１の自動停止の有無に関係なく、グロー通電の禁止自体を禁止するグロー通電制御を行ってもよい。
【００３９】
・上記各実施形態のいずれにおいても、ディーゼルエンジン１の自動停止中は必ずグロー通電を禁止しているが、本発明に係るグロー通電制御は、このような条件に限定されるものではない。自動停止中であっても、グロー通電の効果があると期待できる場合は、グロー通電を実行してもよい。例えば、ディーゼルエンジン１の自動停止中の直後において排気慣性により触媒コンバータ４０に排気が流入するときは、ディーゼルエンジン１の自動停止中であってもグロー通電を継続してもよい。
【００４０】
・上記各実施形態においては、グロー通電時間Ｔｇｒが要求時間Ｔｘを超えたときにグロー通電を終了しているが、グロー通電の終了はこのような条件に限定されない。例えば、グロー通電の終了条件として、冷却水の温度や触媒コンバータ４０の温度を基準として用いてもよい。
【００４１】
・上記各実施形態では、ディーゼルエンジンに本発明を適用した構成について説明したが、グロープラグを備えるエンジンであればディーゼルエンジン以外のものについても本発明を適用することはできる。
【符号の説明】
【００４２】
１…ディーゼルエンジン、１０…気筒、１１…シリンダヘッド、１２…燃料噴射弁、１３…グロープラグ、２１…インテークマニホールド、２２…吸気通路、２３…スロットル弁、３１…エキゾーストマニホールド、３２…排気通路、４０…触媒コンバータ、５０…ＥＧＲ装置、５１…ＥＧＲ通路、５２…ＥＧＲ弁、９０…電子制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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