(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内にグロープラグを配置し、始動開始直前からそのグロープラグに通電して赤熱させ、赤熱させたグロープラグに燃料の一部を吹きつけて着火するディーゼルエンジンにおいて、グロープラグへの通電を継続している間にクランキングを開始し、クランキング開始後の所定経過時間内の着火状態をエンジン回転数に基づいて検出し、エンジン温度が所定値より低い場合でかつ未着火を検出した場合はグロープラグへの通電を継続している状態で着火を検出するまでクランキングを所定周期で断続するものであって、クランキング中は燃料を供給し、クランキングを中断している間は燃料の供給を停止し、エンジン温度が所定値より高い場合にはクランキングを継続することを特徴とするディーゼルエンジンの始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グロープラグを備えているディーゼルエンジンの始動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンにおいては、着火・燃焼を促進するために、燃焼室内にグロープラグを配置し、始動直前にグロープラグに通電して赤熱させて、そのグロープラグに対して噴射する燃料の一部を吹きつけるものが知られている。通常、このようなグロープラグを装備するものにあっては、始動が完了するまで燃料を圧縮行程毎に噴射する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冬期等の低温時には、グロープラグを赤熱させていても、燃料及び燃焼室自体が低温であり、また外気が低いため、吸入空気が着火に十分な温度まで上昇しないことがあり、グロープラグが燃料により冷却されて着火しないことがある。このような不具合に鑑みて、例えば特開昭６２−７５０４７号公報に記載されたもののように、燃焼室内に着火センサを配置し、その着火センサの出力信号に基づいて混合気が着火されない場合にメイン噴射を停止するようにしたディーゼルエンジンが知られている。
【０００４】
しかしながら、上記公報のものでは、始動時の着火状態を検出するために着火センサと言った特別のセンサを装備しなければならず、シリンダヘッドの構造を複雑にするものとなった。また、シリンダヘッドが複雑になること、及び着火センサを必要とすることにより、製造コストが上昇した。
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係るディーゼルエンジンの始動制御方法は、グロープラグを備え、始動時にグロープラグに通電して赤熱させて着火するディーゼルエンジンにおいて、エンジン温度が所定値より低い場合でかつクランキングを開始した後の所定時間内に、未着火の状態であればクランキングを所定の周期で中断し、エンジン温度が所定値より高い場合にはクランキングを継続する構成とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、燃焼室内にグロープラグを配置し、始動開始直前からそのグロープラグに通電して赤熱させ、赤熱させたグロープラグに燃料の一部を吹きつけて着火するディーゼルエンジンにおいて、グロープラグへの通電を継続している間にクランキングを開始し、クランキング開始後の所定経過時間内の着火状態をエンジン回転数に基づいて検出し、エンジン温度が所定値より低い場合でかつ未着火を検出した場合はグロープラグへの通電を継続している状態で着火を検出するまでクランキングを所定周期で断続するものであって、クランキング中は燃料を供給し、クランキングを中断している間は燃料の供給を停止し、エンジン温度が所定値より高い場合にはクランキングを継続することを特徴とするディーゼルエンジンの始動制御方法である。
【０００７】
このような構成のものであれば、クランキングを開始して所定経過時間内に着火を検出しない場合には、クランキングを所定周期で断続するので、クランキング中断期間中はディーゼルエンジンが回転せず、燃料の供給が中断される。つまり、クランキングを中断することにより、燃料が燃焼室内に供給されないため、着火しない状態で燃焼室内に残留する燃料が減少する。このため、燃焼室内に配置されたグロープラグが燃料により冷却されることがなくなり、再度クランキングを開始する際にはクランキングを中断している間も通電を継続しているグロープラグが赤熱しており、始動を促進する。しかも、クランキングを中断している間は、外気の流入がなくなるために燃焼室内が冷えることを防ぐことができ、しかも燃料の供給も中断しているため、燃料の消費量を低減することとなる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。
ディーゼルエンジン１００は、例えば３気筒のもので、図１にはその１気筒の断面を示している。このディーゼルエンジン１００は、シリンダブロック１に設けられたシリンダ２内にピストン３が往復動するように構成されている。また、シリンダブロック１には、シリンダヘッド４が固定され、吸気路５を開閉する吸気弁６がカムシャフト７に固定されたカム８により駆動されるものである。ピストン３の上面には凹部３ａが設けてあり、ピストン３が上死点に位置した場合にその凹部３ａが主燃焼室９を形成する。主燃焼室９の外側上方には、副室９ａが設けてある。主燃焼室９には、吸気弁６を介して吸気路５から吸入空気が供給される。カムシャフト７には、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１３が設けてある。なお、図示及び説明を省略するが、排気弁が吸気弁６と対をなして設けてあるとともに、排気路がその排気弁に対応して設けてあり、ディーゼルエンジン自体は、この分野で公知のディーゼルエンジンと同等の構成であってよい。
【０００９】
副室９ａは、いわゆる渦流室式あるいは予燃焼室式と呼ばれるもののいずれであってもよく、主燃焼室９と連結孔９ｂで連通している。この副室９ａには、燃料噴射弁１０とグロープラグ１１とが配置してある。すなわち、燃料噴射弁１０はその噴射口を副室９ａ内に向けて突出させて配置されるとともに、グロープラグ１１は、燃料噴射弁１０から噴射された燃料の一部が直接に接触するように、その先端部分が副室９ａ内に配置してある。このグロープラグ１１は、燃料噴射弁１０に燃料を供給する噴射ポンプＰとともに、マイクロコンピュータを主体にしたエンジンコントローラ１２により制御される。
【００１０】
図２に示すエンジンコントローラ１２は、回転数センサ１３から出力される回転数信号によりディーゼルエンジン１００のエンジン回転数ＮＥを検出するとともに、以下に説明する手順でグロープラグ１１への通電を制御する。またエンジンコントローラ１２には、スタータスイッチＳＳが接続してあるとともに、スタータモータＭが接続してある。そして、エンジンコントローラ１２は、燃焼室を形成する副室９ａ内にグロープラグを配置し、始動開始直前からそのグロープラグ１１に通電して赤熱させ、赤熱させたグロープラグ１１に燃料の一部を吹きつけて着火するディーゼルエンジン１００において、グロープラグ１１への通電を継続している間にクランキングを開始し、クランキング開始後の所定経過時間内の着火状態をエンジン回転数ＮＥに基づいて検出し、エンジン温度が所定値より低い場合でかつ未着火を検出した場合はグロープラグ１１への通電を継続している状態で着火を検出するまでクランキングを所定周期で断続するものであって、クランキング中は燃料を供給し、クランキングを中断している間は燃料の供給を停止し、エンジン温度が所定値より高い場合にはクランキングを継続するようにプログラムしてある。
【００１１】
図３は、このディーゼルエンジン１００の始動制御の概略手順を示すフローチャートである。
最初に、スタータスイッチＳＳをオン位置Ｌｏｎにすることによりグロープラグ１１への通電が開始され、スタータスイッチＳＳを始動位置Ｌｓｔに切り換えることによりグロープラグ１１への通電を継続した状態でスタータモータＭに通電するようになっている。これにより始動が開始されると、各気筒の圧縮行程に対応して噴射ポンプＰから燃料が副室９ａに供給され、クランキングが開始する。
【００１２】
以上のようにして、始動が開始されると、まず、ステップＳ１では、クランキング中であるか否かを判定する。クランキング中の判定は、スタータスイッチＳＳが始動位置Ｌｓｔにあることにより判定する。ステップＳ２では、冷間始動であるか否かを判定する。すなわち、クランキング中のエンジン温度例えば冷却水温度を検出し、その検出した冷却水温度が所定値を下回っているか否かを判定する。この判定は、冷却水温度が高い場合には、クランキング中であってもこの制御を実行しないようにして、例えば暖機完了後にエンジンが始動しない状態でクランキングで車両を移動する必要がある場合に、確実にクランキングにより車両を移動させることができるようにするためである。ステップＳ３では、正常に着火したか否かを判定するために、エンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓを下回るか否かを判定する。この場合、エンジン回転数ＮＥは、例えばそのクランキング中における最大値を採用し、その最大値と所定値ＮＥｓとを比較する。所定値ＮＥｓは、始動後を検出するつまり完爆判定を行う回転数、例えば１０００回転／毎分より低く、爆発が連続して起こる下限の回転数、例えば４００〜５００回転／毎分に基づいて設定すればよい。そして、エンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓ以上であれば、着火したと判定する。
【００１３】
ステップＳ４では、所定時間Ｔｓｔｄが経過したか否かを判定する。つまり、クランキングを開始した後、エンジン回転数ＮＥが所定時間Ｔｓｔｄの間、所定値ＮＥｓ以上となることがない場合に、未着火であると判定する。ステップＳ５では、クランキングを設定時間Ｔｓｅｔの間、中断する。この設定時間Ｔｓｅｔは、あらかじめ設定されてエンジンコントローラ１２内に保存してある。設定時間Ｔｓｅｔとしては、例えば１〜２秒程度で、クランキングの中断はスタータスイッチＳＳを始動位置Ｌｓｔに保持した状態で実行されるので、短いほど違和感がないものとなる。ステップＳ６では、設定時間Ｔｓｅｔだけ中断した後クランキングを再開する。ただし、クランキングを再開するのは、スタータスイッチＳＳが始動位置Ｌｓｔにある場合である。
【００１４】
このような構成において、スタータスイッチＳＳをオン位置Ｌｏｎにすると、グロープラグ１１に通電を開始していわゆるプレグロー状態となる。これによって、グロープラグ１１の温度は、図４に示すように、急激に上昇する。この後スタータスイッチＳＳを始動位置Ｌｓｔに切り換えると、スタータモータＭが回転して、クランキングが始まる。クランキングが始まると、圧縮行程において噴射ポンプＰが駆動され、燃料が副室９ａに噴射される。この時、噴射された燃料の一部はグロープラグ１１に吹きつけられるので、グロープラグ１１の温度は低下する傾向になる。
【００１５】
クランキング中の状態になると、冷却水温度が所定値を下回る場合では、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３と進み、検出したその時点のエンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓを下回っているかどうかを判定する。クランキングが継続している場合、その初期段階ではエンジン回転数ＮＥが上がらないので、所定値ＮＥｓを下回っていることがある。この場合、ステップＳ４において、そのクランキングの状態で所定時間Ｔｓｔｄ経過したかを判定し、所定時間Ｔｓｔｄが経過していない場合は、再度ステップＳ３を実行してエンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓを下回っているか否かを判定する。検出したエンジン回転数ＮＥが所定値Ｎｅｓ以上である場合は、今回のクランキングにおいて着火したので、この制御を終了する。
【００１６】
一方、検出したエンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓを下回る場合は、まだ着火していないので、再度ステップＳ４を実行する。そして、スタータスイッチＳＳが始動位置に切り換えられてから所定時間Ｔｓｔｄが経過した場合は、ステップＳ５に移行してスタータスイッチＳＳが始動位置に保持されている状態でクランキングを中断する。この中断時間すなわち設定時間Ｔｓｅｔは、クランキングの継続時間からすればごく短いものであるので、使用者はスタータスイッチＳＳを始動位置Ｌｓｔに保持していても、クランキングが中断しているのを意識することは少ない。この後、設定時間Ｔｓｅｔが経過した後、ステップＳ６に移行して、クランキングを再開する。クランキングを再開すると、制御は、ステップＳ３に戻り、再度エンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓを下回るか否かを判定する。
【００１７】
このように、クランキングを中断している間、スタータモータＳＳが回転しないので、噴射ポンプＰも作動せず、燃料は副室９ａに供給されず、よってグロープラグ１１に吹きかかることもない。また、例えば冬期あるいは寒冷地等における低温の外気も供給されない。したがって、これらの外的要因により、副室９ａ内やグロープラグ１１の温度は低下することがない。逆に、この間もグロープラグ１１には通電が継続しているので、プレグローの状態と同じとなりグロープラグ１１の温度は上昇する。このため、クランキングの中断後クランキングを再開した際にはグロープラグ１１は十分に赤熱しているので、冬期等の外気が低い場合であっても、着火することができる。
【００１８】
また、仮に、着火しない場合にあっても、クランキングの再開後、エンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥｓ以上となるまでステップＳ３〜ステップＳ６を繰り返し実行するので、グロープラグ１１が連続してクランキングを続行している場合のように冷えず、着火を容易にするものである。この結果、低温時においても、クランキングしている場合の着火までの合計時間を短縮することができ、不快になることなく始動することかでき、始動性を向上させることができる。
【００１９】
しかも、所定周期でクランキングを断続するので、クランキングを中断している際には燃料が副室９ａに供給されず、したがって残留することを低減することができる。このため、燃料の消費量を節約することができるとともに、始動後の白煙及び黒煙の発生を減少させることができる。
【００２０】
なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではない。上記した所定時間Ｔｓｔｄ及び設定時間Ｔｓｅｔは、ディーゼルエンジン１００の排気量やグロープラグ１１の熱量等に応じて、またクランキングの断続及び燃料カット等の制御方法に応じて適宜設定されるものであってよい。
【００２１】
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クランキングを開始して所定経過時間内に着火を検出しない場合には、クランキングを所定周期で断続するので、クランキング中断期間中はディーゼルエンジンが回転せず、燃料が燃焼室内に供給されないため、着火しない状態で燃焼室内に残留する燃料を減少させることができる。このため、燃焼室内に配置され、クランキングの開始から通電を継続させているグロープラグが燃料により冷却されることがなくなり、再度クランキングを開始する際にグロープラグが赤熱しており、始動を促進することができる。しかも、クランキングを中断している間は、外気の吸入もなくなるために、外気により燃焼室内が冷えることを防ぐことができ、しかも燃料の供給も中断しているため、燃料の消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるディーゼルエンジンの構成を示す断面図。
【図２】同実施例の電気制御部分の概略構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の制御手順の概略構成を示すフローチャート。
【図４】同実施例の作用説明図。
【符号の説明】９…主燃焼室９ａ…副室
１０…燃料噴射弁
１１…グロープラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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