(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン始動後に、該エンジンの各気筒に設けられたグロープラグに通電を行うことで、前記各気筒での燃焼を安定させると共に排出ガスを低減させるアフターグロー制御方法において、
前記エンジンの各気筒が圧縮工程、および前記各気筒のピストンが圧縮工程後クランク角度３０度以内の範囲であるときのみに、前記グロープラグに通電するようにしたことを特徴とするアフターグロー制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの安定性および排出ガス低減効果を損ねることなく、電力負荷を低減可能なアフターグロー制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンは自己着火によって燃焼を行うため、始動時（特に寒冷時）には、混合気が低温のため着火しにくく、エンジン始動が困難となる場合がある。そのため、ディーゼルエンジンには、混合気を暖めることによって着火、燃焼を促進させるためのグロープラグが各気筒毎に配置されている。
【０００３】
グロープラグは、エンジン始動時に通電して混合気を暖めることでエンジン始動を容易化するためだけでなく、エンジン始動後、混合気が安定して爆発を続けられるようある時間まで通電することによって、エンジンの安定性を向上させると共に、白煙やＴＨＣ（Total Hydro-Carbon；（全）未燃炭化水素）等の排出ガスを低減するためにも用いられている。エンジン始動後に所定期間グロープラグに通電を行うことで、エンジンの安定性を向上させ、排出ガスを低減する制御をアフターグロー制御という。
【０００４】
アフターグロー制御を行う時間（エンジン始動後にグロープラグに通電する時間；以下、アフターグロー実施期間という）は、エンジン水温や気圧などに基づき設定されるのが一般的である。
【０００５】
従来のアフターグロー制御方法では、図５に示すように、各気筒がどのような状態にあるかに関わらず、アフターグロー実施期間中は常にグロープラグに通電していた。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−９７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のアフターグロー制御方法では、アフターグロー実施期間中に常にグロープラグに通電を行うため、電力負荷が増大してしまうという問題がある。
【０００９】
電力負荷が増大すると、オルタネータ負荷が増加して車両走行燃費が悪化したり、車載バッテリからグロープラグに電力を供給する必要がある場合は、車載バッテリを消耗させるなどの問題が生じる。例えば、アフターグロー制御時の電力負荷により、アイドリング時の燃料消費量が２０％以上増える場合もある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アフターグロー制御時にグロープラグへの通電を制御することにより、エンジンの安定性および排出ガス低減効果を損ねることなく電力負荷を低減し、燃費の悪化や車載バッテリの消耗を抑制可能なアフターグロー制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、エンジン始動後に、該エンジンの各気筒に設けられたグロープラグに通電を行うことで、前記各気筒での燃焼を安定させると共に排出ガスを低減させるアフターグロー制御方法において、前記エンジンの各気筒が排気工程であるとき以外に、前記グロープラグに通電するようにしたアフターグロー制御方法である。
【００１２】
前記エンジンの各気筒が吸気工程、圧縮工程、および前記各気筒のピストンが圧縮工程後クランク角度３０度以内の範囲であるときのみに、前記グロープラグに通電するようにしてもよい。
【００１３】
前記エンジンの各気筒が圧縮工程、および前記各気筒のピストンが圧縮工程後クランク角度３０度以内の範囲であるときのみに、前記グロープラグに通電するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンジンの安定性および排出ガス低減効果を損ねることなく電力負荷を低減し、燃費の悪化や車載バッテリの消耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアフターグロー制御方法を説明する図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るアフターグロー制御方法を説明する図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るアフターグロー制御方法を説明する図である。
【図４】本発明において、グロープラグに常時通電を行う従来方法よりも燃費の悪化を抑制できることを説明する図である。
【図５】従来のアフターグロー制御方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るアフターグロー制御方法を説明する図である。図１において、横軸は、エンジンが備える複数の気筒のうち、ある気筒でのピストンのクランク角度を表し、縦軸は、そのピストンの高さ位置を表している。
【００１８】
図１に示すように、エンジンの各気筒では、吸気工程、圧縮工程、膨張工程、排気工程からなるディーゼルサイクルを繰り返している。エンジンの各気筒には、混合気を暖めることによって着火、燃焼を促進させるためのグロープラグが配置されている。
【００１９】
図５で説明したように、従来のアフターグロー制御方法では、アフターグロー実施期間中、ディーゼルサイクルの全工程でグロープラグへの通電を行っていた。
【００２０】
これに対して、本実施の形態では、エンジンの各気筒がディーゼルサイクルの排気工程であるとき以外に、グロープラグに通電するようにした。すなわち、本実施の形態では、エンジンの各気筒がディーゼルサイクルの吸気工程、圧縮工程、膨張工程であるとき、つまり、図１においてはクランク角度０〜５４０度の範囲であるときのみ、グロープラグに通電するようにした。なお、図１では１サイクルのみ示しているが、アフターグロー実施期間中はこれを繰返すことになる。
【００２１】
エンジンの各気筒には、各気筒のピストンのクランク角度を検出するクランク角度センサが設けられており、そのクランク角度センサで検出したピストンのクランク角度に応じて、車両のＥＣＵ（電子制御ユニット）等に搭載された通電制御手段により、グロープラグへの通電を制御するようにすればよい。
【００２２】
アフターグロー制御は、混合気を暖めて安定した燃焼を補助し、各気筒での燃焼を安定させると共に排出ガスを低減させることを目的としているが、燃焼に用いた後の混合気を排出する排気工程では、グロープラグに通電して混合気を加熱しても、加熱した混合気がそのまま排出されることになる。つまり、排気工程でのグロープラグへの通電は、電力負荷が増加するだけで、燃焼の安定性や排出ガスの低減には何ら寄与せず、無駄である。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、エンジンの各気筒がディーゼルサイクルの排気工程であるとき以外に、グロープラグに通電するようにした。これにより、エンジンの安定性および排出ガス低減効果を損ねることなく、電力負荷を低減させることが可能となる。よって、オルタネータ負荷を低減でき、燃費の悪化を抑制できる。また、車載バッテリからグロープラグに電力を供給する必要がある場合、電力負荷低減により、車載バッテリの消耗を抑制することが可能となる。
【００２４】
上記実施の形態では、エンジンの各気筒がディーゼルサイクルの排気工程であるとき以外に、グロープラグに通電するようにしたが、図２に示すように、エンジンの各気筒が吸気工程、圧縮工程、および各気筒のピストンが圧縮工程後クランク角度３０度以内の範囲であるとき、つまり、図２においてはクランク角度０〜３９０度の範囲であるときのみに、グロープラグに通電するようにしてもよい。
【００２５】
膨張工程では、上述の排気工程と同様に、グロープラグへの通電が、燃焼の安定性や排出ガスの低減には寄与しない。よって、膨張工程においてもグロープラグへの通電を行わないようにすることで、電力負荷をより低減させることが可能となり、燃費の悪化や車載バッテリの消耗をより抑制することが可能となる。
【００２６】
圧縮工程後クランク角度３０度以内（上死点後３０度以内）の範囲においてグロープラグへの通電を行うのは、上死点以降（つまり圧縮工程以降）も燃焼が行われるためであり、上死点後３０度程度までが燃焼工程の大半となるためである。
【００２７】
さらに、図３に示すように、吸気工程でもグロープラグへの通電を行わないようにし、圧縮工程、および各気筒のピストンが圧縮工程後クランク角度３０度以内の範囲であるとき、つまり、図３においてはクランク角度１８０〜３９０度の範囲であるときのみに、グロープラグに通電するようにしてもよい。
【００２８】
吸気工程における加熱よりも、圧縮工程における加熱の方が効果的であるため、圧縮工程、および各気筒のピストンが圧縮工程後クランク角度３０度以内の範囲、すなわち圧縮時下死点から上死点後３０度以内の範囲のみでグロープラグへの通電を行い、その他の工程では非通電とすることで、最も効率よく電力負荷を低減することが可能となる。
【００２９】
図４に実線で示すように、本発明のアフターグロー制御方法によれば、アフターグロー制御時の電力負荷が小さくなるため、オルタネータ負荷が低下し、アフターグロー実施期間中における燃料流量が、破線で示す従来のアフターグロー制御方法（グロープラグに常時通電を行う方法）の燃料流量と比較して小さくなる。このように、本発明のアフターグロー制御方法によれば、アフターグロー制御時における燃費の悪化を抑制できる。なお、図４では、アフターグロー制御を行わない時（アイドリング時）における燃料流量を一点鎖線で示している。
【００３０】
なお、グロープラグへの通電時間を短くすることで、非通電時にグロープラグが温度低下し、再加熱時にエネルギ損失が発生することも考えられるが、アフターグロー実施期間を長くしたり、グロープラグに通電する電流量を増加させることで対応可能である。アフターグロー実施期間を長くしたこと、あるいはグロープラグに通電する電流量を増加させたことによる損失（通電量増加による損失）は、グロープラグに常時通電する場合の損失と比較して小さいため、アフターグロー実施期間全体での電力負荷は、グロープラグに常時通電する場合と比較して低減される。したがって、燃費の悪化や車載バッテリの消耗を抑制できる。
【００３１】
本発明のアフターグロー制御方法は、グロープラグを搭載しているディーゼル車全般に適用可能である。
【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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