(57)【要約】【課題】  内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグのハウジング内へのデポジット付着を適切に防止できるグロープラグ制御装置及びグロープラグ制御方法を提供する。【解決手段】  グロープラグ10は、軸孔11Hを有するハウジング11と先端部14Sがハウジングの先端13Sから突出しハウジングとの間に環状に間隙CVを有して軸孔11H内に配置され、通電により発熱するヒータ部材14と、ハウジングの軸孔内で、ヒータ部材14を軸線方向AXに相対移動可能かつ弾性的にハウジングに連結し、燃焼ガスがハウジングとヒータ部材との間の間隙CVを後端側に進入するのを遮断するシール部材26と、を有する。グロープラグ制御装置1,5は、始動時通電手段S3と、始動前後以外で、ハウジング11の軸孔11H内にデポジットが堆積する運転状態のときに、シール部材26が２００℃以上に加熱されるようにヒータ部材14に通電するデポジット堆積時通電手段S5と、を備える。【選択図】図３
2015108370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグの通電制御を行うグロープラグ制御装置であって、
上記グロープラグは、
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が上記ハウジングの先端から突出し、上記ハウジングとの間に環状に間隙を有して、上記ハウジングに対し上記軸線方向に相対移動可能な状態で、上記軸孔内に配置され、通電により発熱する直棒状のヒータ部材と、
上記ハウジングの上記軸孔内に配置され、上記ヒータ部材を上記軸線方向に相対移動可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、上記内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスが上記ハウジングと上記ヒータ部材との間の上記間隙を上記軸線方向後端側に向けて進入するのを気密に遮断するシール部材と、を有し、
上記グロープラグ制御装置は、
上記内燃機関の始動前後に上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電する始動時通電手段と、
上記始動前後以外で、上記ハウジングの上記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、上記シール部材が２００℃以上に加熱されるように、上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電するデポジット堆積時通電手段と、を備える
グロープラグ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のグロープラグ制御装置であって、
前記デポジット堆積時通電手段は、
前記シール部材が２５０℃以上に加熱されるように、前記グロープラグの前記ヒータ部材に通電する
グロープラグ制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のグロープラグ制御装置であって、
前記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態には、
排気ガス浄化触媒またはディーゼル粒子フィルタが再活性化するように前記内燃機関を運転する運転状態、または、
燃料供給量を最大にして上記内燃機関を運転する運転状態を含む
グロープラグ制御装置。
【請求項４】
内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグの通電制御を行うグロープラグ制御方法であって、
上記グロープラグは、
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が上記ハウジングの先端から突出し、上記ハウジングとの間に環状に間隙を有して、上記ハウジングに対し上記軸線方向に相対移動可能な状態で、上記軸孔内に配置され、通電により発熱する直棒状のヒータ部材と、
上記ハウジングの上記軸孔内に配置され、上記ヒータ部材を上記軸線方向に相対移動可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、上記内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスが上記ハウジングと上記ヒータ部材との間の上記間隙を上記軸線方向後端側に向けて進入するのを気密に遮断するシール部材と、を有し、
上記内燃機関の始動前後に上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電する始動時通電ステップと、
上記始動前後以外で、上記ハウジングの上記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、上記シール部材が２００℃以上に加熱されるように、上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電するデポジット堆積時通電ステップと、を備える
グロープラグ制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載のグロープラグ制御方法であって、
前記デポジット堆積時通電ステップは、
前記シール部材が２５０℃以上に加熱されるように、前記グロープラグの前記ヒータ部材に通電する
グロープラグ制御方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のグロープラグ制御方法であって、
前記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態には、
排気ガス浄化触媒またはディーゼル粒子フィルタが再活性化するように前記内燃機関を運転する運転状態、または、
燃料供給量を最大にして上記内燃機関を運転する運転状態を含む
グロープラグ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の筒内圧を検知する圧力検知機能を有するグロープラグのヒータ部材に対して通電を実行するグロープラグ通電制御装置、及び圧力検知機能を有するグロープラグの通電の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンなどの内燃機関の始動を補助するグロープラグとして、内燃機関の筒内圧を検知する圧力検知機能を併せて有するグロープラグが知られている（例えば、特許文献１参照）。このグロープラグでは、ヒータ部(ヒータ部材)は、ハウジングと離間しており、連結部材(シール部材)を介してハウジングに弾性的に連結され、ヒータ部が軸線方向に相対移動可能にハウジング内に配置されている。連結部材は、内燃機関の燃焼ガスが、自身よりも軸線方向基端側に進入するのを防止している。そして、筒内圧の変化に伴うヒータ部の軸線方向の変位を圧力センサに伝達して、内燃機関の筒内圧を検知する。圧力センサは、例えば、環状の金属ダイアフラムと、この金属ダイアフラムの上面に接合されたピエゾ抵抗素子とを有し、筒内圧の変化でヒータ部が軸線方向に変位することに伴って生じる金属ダイアフラムの歪みの度合いをピエゾ抵抗素子で検知して、筒内圧を検知する。
【０００３】
ところで、内燃機関を作動させ燃料を燃焼させると、煤が発生することがある。グロープラグは燃焼室内に突出しているので、発生した煤がグロープラグのハウジングの先端から、ハウジングとヒータ部との間隙を通じて、ハウジング内に進入し、ハウジングの内壁やヒータ部の外周、連結部材などにデポジットとして堆積することがある。すると、ヒータ部の可動性が低下するほか、ハウジングとヒータ部との間隙がデポジットで狭くなるあるいは詰まるために、圧力センサで検出される筒内圧が小さくなる場合がある。そこで、グロープラグ(ヒータ部材)とエンジンヘッドとの間に生じた温度勾配による熱泳動現象により、グロープラグ側へのデポジットの堆積を抑制する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７７４８３号公報
【特許文献２】特開２０１１−７４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献２に記載の技術では、多量の煤が発生する運転状態が継続した場合などで、グロープラグのハウジングとヒータ部材との間の間隙部分にデポジットが堆積するのを、適切に防止できない場合もある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグのハウジング内へのデポジット付着を適切に防止できるグロープラグ制御装置を提供する。また、圧力検知機能を有するグロープラグのハウジング内へのデポジット付着を適切に防止できるグロープラグ制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグの通電制御を行うグロープラグ制御装置であって、上記グロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、少なくとも自身の先端部が上記ハウジングの先端から突出し、上記ハウジングとの間に環状に間隙を有して、上記軸孔内に配置され、通電により発熱する直棒状のヒータ部材と、上記ハウジングの上記軸孔内に配置され、上記ヒータ部材を上記軸線方向に相対移動可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、上記内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスが上記ハウジングと上記ヒータ部材との間の上記間隙を上記軸線方向後端側に向けて進入するのを気密に遮断するシール部材と、を有し、上記グロープラグ制御装置は、上記内燃機関の始動前後に上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電する始動時通電手段と、上記始動前後以外で、上記ハウジングの上記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、上記シール部材が２００℃以上に加熱されるように、上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電するデポジット堆積時通電手段と、を備えるグロープラグ制御装置である。
【０００８】
このグロープラグ制御装置では、内燃機関の始動前後にヒータ部材に通電する始動時通電手段のほか、デポジット堆積時通電手段を有しており、燃焼室内に煤が発生して、ハウジングの軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、デポジット堆積時通電手段でヒータ部材に通電することで、シール部材が２００℃以上に加熱される。このように、シール部材まで高温となることで、燃焼室内に発生した煤が、エンジンヘッドのグローホールとグロープラグのヒータ部材との間に、さらに、ハウジングとヒータ部材との間の間隙に進入する間に、熱により分解されてガス化し、あるいは改質されて付着しにくい微粒子となる。このため、煤によるデポジットが、エンジンヘッドのグローホールとグロープラグのヒータ部材との間や、ハウジングとヒータ部材との間隙のうち、シール部材よりも先端側の、ハウジングの内周面、ヒータ部材の外周面、及びシール部材の先端側面に堆積するのを適切に防止することができる。かくして、このグロープラグ制御装置によれば、グロープラグの圧力検知機能を維持し、筒内圧の検知を適切に行わせることができる。
【０００９】
なお、「ハウジングの軸孔内にデポジットが堆積する運転状態」では、デポジット堆積時通電手段で通電をしないと、ハウジングの軸孔内の各部材(ハウジング、ヒータ部材、シール部材)においてデポジットが堆積する。「ハウジングの軸孔内にデポジットが堆積する運転状態」であるか否かについては、アクセル開度（アクセル開度センサ）、エンジン回転数（回転数センサ）、エンジン冷却水温度（水温センサ）、排気中の酸素濃度（酸素センサ、空燃比センサ）などのデータを、グロープラグ制御装置で取得し演算して判別すると良い。また、ＥＣＵなど内燃機関の運転状態を監視する装置で「ハウジングの軸孔内にデポジットが堆積する運転状態」であるか否かを判定した判定結果を受け取る構成とすることもできる。
【００１０】
さらに、上述のグロープラグ制御装置であって、前記デポジット堆積時通電手段は、前記シール部材が２５０℃以上に加熱されるように、前記グロープラグの前記ヒータ部材に通電するグロープラグ制御装置とすると良い。
【００１１】
この装置では、シール部材が２５０℃以上に加熱される。このように、シール部材までさらに高温となることで、煤によるデポジットが、さらに付着しにくくなり、より確実にグロープラグの圧力検知機能を維持し、筒内圧の検知を適切に行わせることができる。
【００１２】
さらに、上記いずれかに記載のグロープラグ制御装置であって、前記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態には、排気ガス浄化触媒またはディーゼル粒子フィルタが再活性化するように前記内燃機関を運転する運転状態、または、燃料供給量を最大にして上記内燃機関を運転する運転状態を含むグロープラグ制御装置とすると良い。
【００１３】
上述のような、触媒やフィルタの再活性化のためには、多量の燃料を噴射して、未燃焼の燃料を含んだ排気ガスを排出させ、触媒やフィルタ付近で燃焼させることにより、排気ガス温を上げ、触媒やフィルタに付着した煤を燃焼させる。このため、内燃機関の燃焼室内では、未燃の燃料粒子や煤が多く残った排気ガスが生じる。従って、グロープラグの軸孔内にデポジットが堆積する状態となる。また、急坂を登坂する場合など高負荷であるために、アクセルペダルが強く踏み込まれアクセルの開度が最大とされて、燃料供給量を最大にして内燃機関を運転する運転状態も含む。このような運転状態でも、内燃機関の燃焼室内では、煤の多く残った排気ガスが生じる。
従って、これらの運転状態の場合に、前述のように、デポジット堆積通電手段で、ヒータ部材に通電することで、各所にデポジットが堆積するのを、適切に防止することができる。
【００１４】
また他の態様は、内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグの通電制御を行うグロープラグ制御方法であって、上記グロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、少なくとも自身の先端部が上記ハウジングの先端から突出し、上記ハウジングとの間に環状に間隙を有して、上記ハウジングに対し上記軸線方向に相対移動可能な状態で、上記軸孔内に配置され、通電により発熱する直棒状のヒータ部材と、上記ハウジングの上記軸孔内に配置され、上記ヒータ部材を上記軸線方向に相対移動可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、上記内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスが上記ハウジングと上記ヒータ部材との間の上記間隙を上記軸線方向後端側に向けて進入するのを気密に遮断するシール部材と、を有し、上記内燃機関の始動前後に上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電する始動時通電ステップと、上記始動前後以外で、上記ハウジングの上記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、上記シール部材が２００℃以上に加熱されるように、上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電するデポジット堆積時通電ステップと、を備えるグロープラグ制御方法である。
【００１５】
このグロープラグ制御方法では、内燃機関の始動前後にヒータ部材に通電する始動時通電ステップのほか、デポジット堆積時通電ステップを有しており、燃焼室内に煤が発生し、ハウジングの軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、デポジット堆積時通電ステップでヒータ部材に通電することで、シール部材が２００℃以上に加熱される。このように、シール部材まで高温となることで、燃焼室内に発生した煤が、グローホールとヒータ部材との間に、さらに、ハウジングとヒータ部材との間の間隙に進入する間に、熱により分解されてガス化し、あるいは改質されて付着しにくい微粒子となる。このため、煤によるデポジットが、エンジンヘッドのグローホールとグロープラグのヒータ部材との間のみならず、ハウジングとヒータ部材との間隙のうち、シール部材よりも先端側の、ハウジングの内周面、ヒータ部材の外周面、及びシール部材の先端側面に堆積するのを適切に防止することができる。かくして、このグロープラグ制御方法によれば、グロープラグの圧力検知機能を維持し、筒内圧の検知を適切に行わせることができる。
【００１６】
また、上述のグロープラグ制御方法であって、前記デポジット堆積時通電ステップは、前記シール部材が２５０℃以上に加熱されるように、前記グロープラグの前記ヒータ部材に通電するグロープラグ制御方法とすると良い。
【００１７】
この制御方法によれば、シール部材が２５０℃以上に加熱される。このように、シール部材までさらに高温となることで、煤によるデポジットが、さらに付着しにくくなり、より確実にグロープラグの圧力検知機能を維持し、筒内圧の検知を適切に行わせることができる。
【００１８】
さらに、上述のいずれかに記載のグロープラグ制御方法であって、前記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態には、排気ガス浄化触媒またはディーゼル粒子フィルタが再活性化するように前記内燃機関を運転する運転状態、または、燃料供給量を最大にして上記内燃機関を運転する運転状態を含むグロープラグ制御方法とすると良い。
【００１９】
上述のような、触媒やフィルタの再活性化時や、燃料を多量に噴射している場合には、内燃機関の燃焼室内に、未燃の燃料粒子や煤が多く残った排気ガスが生じる。従って、グロープラグの軸孔内にデポジットが堆積する状態となる。
従って、これらの運転状態の場合に、前述のように、デポジット堆積通電ステップで、ヒータ部材に通電することで、各所にデポジットが堆積するのを、適切に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エンジン、グロープラグ、ＥＣＵ、グローコントローラ及びエンジン制御装置を含むエンジン制御システムの構成を示す説明図である。
【図２】グロープラグの構造を示す部分断面図である。
【図３】エンジンヘッド及びこれに取り付けたグロープラグの先端部分の形態を示す拡大断面図である。
【図４】実施形態に係るＥＣＵ１のうち、マイクロプロセッサのグロープラグ通電制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態のグロープラグ制御システムＳＹＳは、コモンレール式の燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジン（以下、単にエンジンともいう）ＥＧを制御対象としている。
【００２２】
先ず、本実施形態のエンジン制御システムＳＹＳ全体の概略構成を説明する。図１は、本実施形態のエンジン制御装置であるＥＣＵ１及びグローコントローラ５のほか、これを含むエンジン制御システムＳＹＳの概略構成を示した図である。このシステムの制御対象であるエンジンＥＧは、４輪自動車（図示しない）に搭載された直列４気筒エンジンである。ただし、図１においては、説明の便宜上、１つのシリンダＣＹのみを図示している。本明細書では、この１つのシリンダＣＹに注目して、ＥＣＵ１等についての説明を行う。
【００２３】
エンジンＥＧにおいて、シリンダＣＹは、シリンダブロックＣＢとエンジンヘッドＥＨとから構成されている。シリンダブロックＣＢには、冷却水を循環させるための冷却水路（ウオータジャケット）ＷＪと、その冷却水路ＷＪ内の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ７３とが設けられ、この冷却水によりエンジンＥＧ（シリンダブロックＣＢ、エンジンヘッドＥＨ）が冷却されている。
【００２４】
シリンダＣＹ内には、ピストンＰＩが収納され、そのピストンＰＩの往復運動により、エンジンＥＧの出力軸であるクランク軸（図示外）が回転する。なお、クランク軸にはクランク軸とともに回転する公知のパルサＰＬが設けられている。このパルサＰＬの外周には、複数の歯が形成されており、パルサＰＬの外周側には、パルサＰＬの歯を検出することによって、クランク角ＣＡを示すクランク角信号を出力する公知のクランク角センサ７１が設けられている。
【００２５】
エンジンＥＧのシリンダＣＹ内の燃焼室ＦＣには、図示しない高圧ポンプから送られた高圧の燃料をコモンレール（蓄圧配管）ＣＭに蓄え、そこから供給された高圧燃料（例えば圧力「１０００気圧」以上の軽油）を、燃焼室ＦＣ内へ直接的に噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁であるインジェクタＩＪが、エンジンヘッドＥＨに固設されている。エンジンＥＧにおいては、インジェクタＩＪの開弁駆動により各シリンダＣＹに対して所要量の燃料ＦＬが随時噴射供給される。この燃料ＦＬの供給量は、アクセルＡＣの開度やエンジンＥＧに掛かる負荷等に応じてエンジン制御装置１で決定されている。従って、アクセルＡｃの開度を最大にし、エンジンＥＧを高負荷で運転する場合には、最大の供給量で燃料ＦＬが噴射供給される。なお、エンジンＥＧからの排気ガスＥＦは、排気管ＥＸを通じて放出される。この排気管ＥＸの途中には、排気ガスＥＦを浄化する酸化触媒ＣＴ及びディーゼル粒子フィルタＤＦが配置され、排気ガスＥＦの浄化及び煤粒子の除去がなされる。
【００２６】
エンジンヘッドＥＨには、エンジン始動を補助するために、圧力センサ付きグロープラグ（以下、単にグロープラグともいう）１０が、自身の先端部分を燃焼室ＦＣに突出させて固設されている。グロープラグ１０は、エンジンＥＧ始動の前後に、グロープラグ１０のヒータ部材１４に内蔵された発熱コイル１６Ａおよび制御コイル１６Ｂに通電されることで、燃焼室内温度を昇温させ、あるいはヒータ部材１４の表面温度を高温にして衝突した燃料を瞬時に高温として、燃料の着火性を向上させる。また、グロープラグ１０は、燃焼室ＦＣ内の圧力である筒内圧を検出する圧力センサアセンブリ２０（圧力検知機能）を有している。
【００２７】
このグロープラグ１０の構造を、図２、図３を参照して説明する。図２は、グロープラグ１０の部分断面図である。図３は、グロープラグ１０をエンジンヘッドＥＨに取り付けた状態及びグロープラグの先端部分の形態を示す拡大断面図である。以下では、説明の便宜上、図２、図３において上方を軸線方向ＡＸの基端側ＡＸＢ、下方を軸線方向ＡＸの先端側ＡＸＳとする。図２に示すように、グロープラグ１０は、ハウジング１１、ヒータ部材１４、圧力センサアセンブリ２０、中軸１８、端子アセンブリ２８等からなる。
【００２８】
このうち、ハウジング１１は、軸線Ｘに沿う軸線方向ＡＸに延びる軸孔１１Ｈを有する筒状であり、いずれも金属材からなり、基端側ＡＸＢに位置する筒状の主体金具１２と、先端側ＡＸＳに位置する筒状のキャップ部材１３と、後述する圧力センサアセンブリ２０の一部をなす内筒２２のフランジ部２２Ｆ及び先端部２２Ｓとからなる。主体金具１２のうち、軸線方向ＡＸの基端側ＡＸＢの外周面には、取り付け用の雄ネジ部１２Ｎが形成されている。
【００２９】
圧力センサアセンブリ２０は、内筒２２、伝達スリーブ２１、センサ本体２４、及びメンブレン２６等からなる。内筒２２のうち、本体部２２Ｍは、略円筒状をなし、主体金具１２の軸孔１２Ｈ内に、同心状に配置されている。本体部２２Ｍの軸線方向ＡＸの先端側ＡＸＳには、径方向外側に突出して、主体金具１２と同じ外径の鍔状のフランジ部２２Ｆが形成されている。このフランジ部２２Ｆは、主体金具１２の金具先端部１２Ｓに溶接されている。なお、内筒２２は基端側でセンサ本体２４と結合している。
【００３０】
圧力センサアセンブリ２０のうち、伝達スリーブ２１は略円筒状をなし、ヒータ部材１４のシースチューブ１５に外嵌すると共に、中軸１８のうちシースチューブ１５から露出した部分まで延びている。この伝達スリーブ２１は、先端部２１Ｓがシースチューブ１５に溶接されヒータ部材１４と一体にされて、主体金具１２及び内筒２２内に収容されている。また、伝達スリーブ２１の基端側はセンサ本体２４に結合されている。かくして、ヒータ部材１４の軸線方向ＡＸの変位は、この伝達スリーブ２１によってセンサ本体２４に伝達される。センサ本体２４は、ピエゾ抵抗型素子からなる圧力検知素子２５を含み、内筒２２及び伝達スリーブ２１に結合しており、伝達スリーブ２１によって伝達されたヒータ部１４の軸線方向ＡＸの変位を検知することにより筒内圧の検知を行う。
【００３１】
キャップ部材１３のうち、軸線方向ＡＸの基端側ＡＸＢに位置するキャップ基端部１３Ｋは、厚みの薄い円筒状とされており、キャップ基端部１３Ｋは、内筒２２の先端部２２Ｓに外嵌され、内筒２２のフランジ部２２Ｆに溶接されている。
キャップ基端部１３Ｋの内側には、内筒２２の先端部２２Ｓとヒータ部材１４のシースチューブ１５とを連結するメンブレン２６が収容されている。すなわち、ヒータ部材１４、中軸１８及び圧力センサアセンブリ２０を、主体金具１２及び内筒２２内に収容し、さらに、メンブレン２６を内筒２２の先端部２２Ｓ及びヒータ部材１４のシースチューブ１５に溶接により連結した後に、キャップ部材１３がメンブレン２６及びヒータ部材１４に外嵌され、内筒２２のフランジ部２２Ｆに溶接されている。
また、キャップ部材１３のうち、先端側ＡＸＳは、先端１３Ｓに向かって縮径するテーパ形状のテーパ部１３Ｔが形成されている。グロープラグ１０をエンジンＥＧのエンジンヘッドＥＨのグローホールＧＨ内に取り付ける際、燃焼室ＦＣとの気密を確保するように、テーパ部１３ＴがグローホールＧＨのテーパシート面ＴＳに密接する。
以上のように、主体金具１２、内筒２２のフランジ部２２Ｆ及び先端部２２Ｓ、並びにキャップ部材１３は一体とされて、ハウジング１１をなしている。
なお、キャップ部材１３の軸孔１３Ｈとヒータ部材１４（シースチューブ１５）との間の間隙のうち、メンブレン２６よりも先端側ＡＸＳは、エンジンＥＧの燃焼室ＦＣに連通する連通間隙ＣＶとなっている。
【００３２】
ヒータ部材１４は、先端が閉塞した筒状のシースチューブ１５内に、発熱コイル１６Ａおよび制御コイル１６Ｂを直列に配置し、絶縁粉末１７を封入した公知のシースヒータである。シースチューブ１５内には、次述する中軸１８のうち先端側ＡＸＳの一部が挿入されている。中軸先端部１８Ｓは、シースチューブ１５内で制御コイル１６Ｂに導通している。このヒータ部材１４は、自身のヒータ先端部１４Ｓがキャップ部材１３の先端１３Ｓから突出している。また、軸線方向ＡＸに相対移動可能にハウジング１１の軸孔１１Ｈ内、具体的には、主体金具１２の軸孔１２Ｈ内、内筒２２のフランジ部２２Ｆ及び先端部２２Ｓの内側、及びキャップ部材１３の軸孔１３Ｈ内に配置されている。ヒータ部材１４のヒータ先端部１４Ｓは燃焼室ＦＣ内に露出され（図１参照)、筒内圧の変化に伴って、ヒータ部材１４が軸線方向ＡＸに変位する。すると、この変位がヒータ部材１４に接合された伝達スリーブ２１を介して、主体金具１２内の内筒本体部２２Ｍに固定されたセンサ本体２４に伝達される。これにより、グロープラグ１０は、エンジンＥＧの燃焼室ＦＣの筒内圧を検知することができる。
【００３３】
中軸１８は、中軸先端部１８Ｓから軸線方向ＡＸ基端側ＡＸＢに延びる直棒状をなす。この中軸１８のうち、中軸先端部１８Ｓを含む先端側ＡＸＳの一部は、制御コイル１６Ｂ、発熱コイル１６Ａとともにシースチューブ１５内に挿入され（図２参照）、絶縁粉末１７によって固定され、ヒータ部材１４と中軸１８とは一体にされている。
【００３４】
メンブレン２６は、軸線方向ＡＸに弾性を有する二段円筒状での部材であり、先端部２６Ｓが径小とされ、基端部２６Ｋが径大とされている。前述したように、径大の基端部２６Ｋは、全周に亘りハウジング１１（内筒２２の先端部２２Ｓ）に気密に溶接されている。一方、径小の先端部２６Ｓは、伝達スリーブ２１の先端部２１Ｓよりも先端側ＡＸＳで、全周に亘りシースチューブ１５に気密に溶接されている。これにより、メンブレン２６を介して、ヒータ部材１４とハウジング１１（内筒２２の先端部２２Ｓ）とが弾性的に連結され、ヒータ部材１４は軸線方向ＡＸの変位が許容されている。すなわち、メンブレン２６は、ヒータ部材１４を軸線方向ＡＸに相対移動可能かつ弾性的にハウジング１１に連結している。そして、後述するように、ヒータ部材１４の軸線方向ＡＸの変位は、ヒータ部材１４と一体とされた伝達スリーブ２１によってセンサ本体２４に伝達される。
加えて、メンブレン２６は、ハウジング１１の軸孔１１Ｈとヒータ部材１４との間を軸線方向ＡＸについて気密に遮断している。前述したように、キャップ部材１３の内側には、燃焼室ＦＣに連通する連通間隙ＣＶが形成されており、メンブレン２６は、この連通間隙ＣＶに面している。このため、燃焼室ＦＣで発生した燃焼ガスが、ハウジング１１内の連通間隙ＣＶに進入し、メンブレン２６は燃焼ガスに接触するが、メンブレン２６よりも基端側ＡＸＢに燃焼ガスが進入することを防止している。
【００３５】
また、主体金具１２の金具基端部１２Ｋには、筒状をなす端子カバー２８Ｃが溶接されている。端子カバー２８Ｃ内には、端子アセンブリ２８が、その一部を端子カバー２８Ｃよりも基端側ＡＸＢに突出させた状態で収容されている。端子アセンブリ２８内には、その形態を詳述しないが、センサ本体２４から出力される信号を外部回路に出力するための図示しない出力端子部及び配線が設けられている。また、端子アセンブリ２８の内側には、前述した中軸１８を介してヒータ部材１４（制御コイル１６Ｂ、発熱コイル１６Ａ）に導通する外部接続端子（図示しない）も配置されている。
【００３６】
図１に戻って説明する。グロープラグ１０（ヒータ部材１４）は、グロープラグ通電制御装置としてのＥＣＵ１及びグローコントローラ５に電気的に接続されており、グローコントローラ５によるバッテリＢＴからの通電を制御することによって発熱する。
加えて、前述したように、グロープラグ１０は、燃焼室ＦＣの筒内圧を検知可能とされており、筒内圧に対応する信号が、グローコントローラ５を介して、ＥＣＵ１に送信される。ＥＣＵ１は、その筒内圧に対応する信号に基づいて、燃焼室ＦＣにおける燃焼状態の把握、すなわち着火時期や燃焼温度の推定、さらにはノッキング検出、筒内圧のピーク位置検出、失火検出等が可能となる。このように、グロープラグ１０は、筒内圧を検出する圧力検知機能を有している。
【００３７】
グロープラグ１０には、グローコントローラ５が接続されている。このグローコントローラ５は、バッテリＢＴ及びＥＣＵ１にも接続しており、ＥＣＵ１から発せられるＯＮ−ＯＦＦ駆動信号やパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に応じて、バッテリＢＴからグロープラグ１０（ヒータ部材１４）への通電を切り替える。
【００３８】
さらに、エンジンＥＧを用いて走行する車両（図示しない）には、前述の各センサのほか、車両制御のための各種センサが設けられている。例えば、アクセルペダルＡＣには、このアクセルペダルＡＣの状態（変位量）に応じたアクセル開度信号を出力するアクセル開度センサ７２が設けられている。エンジンＥＧ（クランク軸）の回転数に対応する回転数信号を出力する回転数センサ７５も有している。
【００３９】
ＥＣＵ１は、内部に図示しないマイクロプロセッサ、ＲＡＭ及びＲＯＭを有し、マイクロプロセッサがＲＡＭ、ＲＯＭを利用し、各センサの出力を監視し、インジェクタＩＪ等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様でエンジンＥＧに係る各種制御を行っている。また、ＥＣＵ１は、グロープラグ１０への通電を制御する処理も実行する。具体的には、エンジンＥＧの始動の前後に、グローコントローラ５を介して、グロープラグ１０のヒータ部材１４に通電をする始動時通電制御を実行して、ヒータ部材１４（発熱コイル１６Ａおよび制御コイル１６Ｂ）を昇温させる。すなわち、始動時通電制御を実行して、ヒータ部材１４を昇温させることによって、燃焼室内温度を昇温させ、あるいはヒータ部材１４を高温にして衝突した燃料を瞬時に高温とすることで、燃料の着火性を向上させてエンジン始動安定性を向上させる。
【００４０】
ところで、エンジンＥＧが作動し燃焼室ＦＣ内で燃料ＦＬが燃焼されると、運転状態によっては、排気ガスＥＦ中に煤が発生し排出されたり、煤の発生とともに未燃燃料（ＨＣ）が残って排出されたりすることがある。しかるに、エンジンヘッドＥＨのグローホールＧＨは燃焼室ＦＣと連通しているので、煤や煤に未燃燃料が付着した微粒子などが、グローホールＧＨとグロープラグ１０のヒータ部材１４との間隙を通って、ハウジング１１の軸孔１１Ｈ内にデポジットとして付着、堆積することがある。特に、グロープラグ１０のうち、ハウジング１１とヒータ部材１４との間の連通間隙ＣＶを通じて煤が進入し、キャップ部材１３の軸孔１３Ｈの内周面や、ヒータ部材１４のシースチューブ１５のうち軸孔１３Ｈに対向する外周面や、メンブレン２６の先端側面２６Ｆにデポジットが付着、堆積して、連通間隙ＣＶが詰まると、筒内圧の変化によって生じるヒータ部材１４の変位が生じにくくなる。その結果、センサ本体２４で検出される筒内圧が、デポジットの付着がない場合に比して低下する。
【００４１】
そこで本実施形態では、ＥＣＵ１は、始動時通電制御とは別に、エンジンＥＧが、排気ガスＥＦ中に煤が発生し、ハウジング１１の軸孔１１Ｈ内にデポジットが堆積する運転状態のときに、グロープラグ１０への、特に、連通間隙ＣＶにおけるデポジット付着を防止する。具体的には、ヒータ部材１４に通電し昇温させ、ヒータ部材１４のうち、燃焼室ＦＣに突出した先端部分のみならず、連通間隙ＣＶに面する部分、さらにはメンブレン２６まで加熱し、メンブレン２６の温度が２００℃以上となるようにするデポジット堆積時通電制御を行う。なお、排気ガスＥＦ中に煤が発生し、ハウジング１１の軸孔１１Ｈ内にデポジットが堆積するエンジンＥＧの運転状態には、酸化触媒ＣＴ及びディーゼル粒子フィルタＤＦが再活性化するようにエンジンＥＧを運転する運転状態を含む。また、長い坂を登坂している場合など、アクセルＡＣの開度を最大にした高負荷での運転により、インジェクタＩＪからの燃料ＦＬの供給量を最大にして、エンジンＥＧを運転する運転状態も含む。
【００４２】
以下、ＥＣＵ１及びグローコントローラ５によるグロープラグ１０の通電制御処理を、図４のフローチャートを参照して説明する。イグニッションスイッチ（図示しない）が投入され、ＥＣＵ１及びグローコントローラ５が作動を開始すると、グロープラグ１０の通電制御が開始される。まず、ステップＳ１において、エンジンＥＧの始動前後の期間であるか否かが判断される。始動前後の期間である場合には、ステップＳ２に進む。一方、既にエンジンＥＧが始動し、始動前後の期間を経過した状態の場合（Ｎｏ）には、ステップＳ４に進む。
【００４３】
ステップＳ２では、水温センサ７３から取得した、冷却水路ＷＪを流れる冷却水の水温が所定温度以上（本実施形態では３０℃以上）であるか否かを判定する。水温が低い場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３に進む。エンジンＥＧが暖まっておらず、始動時の着火補助及び始動後の着火安定化などのため、グロープラグ１０への通電が必要だからである。
ステップＳ３では、グロープラグ１０のヒータ部材１４に所定パターンで通電を行い、ヒータ部材１４を加熱して、エンジンＥＧの始動前におけるエンジンＥＧの着火補助、及びアフターグローによる始動後の駆動補助を行う。一方、水温が所定温度以上の場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４に進む。エンジンＥＧ自身が暖まっており、前回の運転から時間が余り経過していないなど、グロープラグ１０による始動時の着火補助等は不要と考えられるからである。
【００４４】
ステップＳ４においては、エンジンＥＧの運転状態がハウジング１１の軸孔１１Ｈ内にデポジットが堆積する状態であるか否か、具体的には、エンジンＥＧに取り付けたグロープラグ１０のハウジング１１とヒータ部材１４との間の連通間隙ＣＶなどに、煤によるデポジットが堆積するほどに煤が発生する運転状態であるか否かを判定する。例えば、エンジンＥＧの運転状態が、高負荷低回転である場合が挙げられる。なお、この判定にあたっては、アクセル開度センサ７２によるアクセルペダルＡＣの踏み込み量、即ち、アクセル開度の信号、回転数センサ７５によるエンジンＥＧの回転数の信号、排気管ＥＸに取り付けられたＡ／Ｆセンサ７４（図１参照）からのＡ／Ｆの信号などを参照すると良い。
【００４５】
ステップＳ４において、エンジンＥＧの運転状態が軸孔１１Ｈ内にデポジットが堆積する状態であると判定された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ５に進む。ここでは、グロープラグ１０に対し、デポジット堆積時通電制御を行う。即ち、ヒータ部材１４から伝わる熱などによって、メンブレン２６の温度が２００℃以上の温度になるように、グロープラグ１０のヒータ部材１４に通電し加熱する。具体的には、グロープラグへの印加電圧とメンブレン２６の温度との相関を予め得ておき、デューティ比制御によってグロープラグへの実効印加電圧を適宜設定して、メンブレン２６の温度が２００℃以上の所定温度となるようにする。
【００４６】
一方、エンジンＥＧにかかる負荷が減少するなどして、ステップＳ４において、エンジンＥＧの運転状態が軸孔１１Ｈ内にデポジットが堆積する状態ではないと判定された場合（Ｎｏ）には、ステップＳ６に進み、グロープラグ１０に対する通電(デポジット堆積時通電制御)を停止する。なお、ステップＳ１〜Ｓ６は、イグニッションスイッチが投入されている期間中、所定の時間割り込み処理により、ＥＣＵ１のプロセッサにおいて繰り返し実行される。上述のフローチャートにおいて、ステップＳ３を実行するＥＣＵ１のマイクロプロセッサが、始動時通電手段に相当する。また、ステップＳ５を実行するＥＣＵ１のマイクロプロセッサがデポジット堆積時通電手段に相当する。
【００４７】
次いで、メンブレン２６の温度と、煤によるグロープラグ１０の圧力検知機能の感度変化について行った調査について説明する。
まず、グロープラグ１０の圧力検知機能（圧力センサ）についての机上での圧力感度測定方法について説明する。圧縮空気のボンベをレギュレータを介して接続し、内圧を可変とした気密容器を用意する。気密容器内の内圧を大気圧とした状態で、気密容器内部にグロープラグ１０の先端部を挿入固定する。レギュレータに接続したバルブを開閉して、容器内部の圧力を大気圧と大気圧＋２ＭＰａとの間でパルス状に変化させ、グロープラグ１０の圧力センサからの出力を検知する。これにより、２ＭＰａの気圧（筒内圧）変化に対する感度が得られる。
【００４８】
ついで、グロープラグ１０を取り付けたエンジンＥＧの運転条件を所定条件に保ちつつ、各気筒に装着したグロープラグの通電を、ＯＦＦ及びＯＮとし、かつ、ＯＮの場合の印加電圧（デューティ比）を異ならせることで、メンブレン２６の温度を互いに異なる値とした状態で、エンジンＥＧを駆動した場合において、駆動前後における机上での圧力感度測定の変化を調査した。具体的には、まず、調査用のグロープラグとして、メンブレン２６の基端側面に熱電対を接着し、この熱電対のリード線を基端側から取り出せるように改造したグロープラグを４本用意する。これを４気筒、２０００ｃｃ、コモンレール式燃料噴射型ディーゼルエンジンＥＧに搭載し、燃焼室ＦＣ内に煤が発生しやすい駆動条件でエンジンＥＧを２０時間に亘り駆動する。一方、４本のグロープラグのうち、第１気筒に装着したグロープラグについては、通電をＯＦＦとする。第２〜４気筒に装着した残る３本のグロープラグについては、通電をＯＮとし、それぞれメンブレン２６の温度が所定温度（表１参照）になるように印加電圧を調整した。この駆動前及び駆動後の各グロープラグについて、前述の圧力感度測定を行い、駆動前後での感度の変化を調査した。各グロープラグへの通電の有無、メンブレン２６の温度、及び結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2015108370.tif 000003
【００５０】
この表１によれば、グロープラグへの通電をしないために、メンブレン２６の温度が２００℃未満の１５０℃になった第１気筒では、駆動後の圧力センサの感度が、駆動前に比して−５８．２％と著しく低下することが判る。また、グロープラグに通電し、メンブレン２６の温度を２５０℃未満の２３０℃とした第２気筒では、駆動後の圧力センサの感度が、駆動前に比して１６％低下した。一方、グロープラグに通電し、メンブレン２６の温度を２５０℃あるいは３５０℃とした、第３気筒及び第４気筒では、駆動前後で、圧力センサの感度がほとんど低下していない（−２％程度）ことが判る。
【００５１】
エンジンＥＧの駆動中に燃焼室ＦＣで発生した煤が、エンジンヘッドＥＨのグローホールＧＨとグロープラグ１０のヒータ部材１４との間隙を通り、さらに、グロープラグ１０のハウジング１１とヒータ部材１４との間の連通間隙ＣＶを通じて進入する。しかるに、メンブレン２６の温度が２００℃未満の状態（第１気筒）では、キャップ部材１３の軸孔１３Ｈの内周面や、ヒータ部材１４のシースチューブ１５のうち軸孔１３Ｈに対向する外周面や、メンブレン２６の先端側面２６Ｆにデポジットが付着、堆積したために、連通間隙ＣＶが詰まり、筒内圧の変化によって生じるヒータ部材１４の変位が生じにくくなり、感度が大きく低下したと考えられる。
【００５２】
これに対し、煤が発生する駆動状態であっても、メンブレン２６の温度が２００℃以上となる状態（第２〜４気筒）とすれば、圧力センサの感度低下を抑制できることが判る。さらに、メンブレン２６の温度が２５０℃以上となる状態（第３，４気筒）とすれば、圧力センサの感度低下を十分に抑制できることが判る。
【００５３】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、ＥＣＵ１でグローコントローラ５による通電の制御内容まで決定する形態の「グロープラグ通電制御装置」を示した。しかし、ＥＣＵ１では、各種のセンサにより、煤が発生しハウジング１１の軸孔１１Ｈ内にデポジットが堆積する運転状態であるか否かを検知し、これをグローコントローラ５に通知する。グローコントローラ５は、ＥＣＵ１からの通知に従って、自律的にグロープラグ１０への通電制御を行うようにしても良い。この場合には、グローコントローラ５が、「グロープラグ通電制御装置」に相当する。
【符号の説明】
【００５４】
ＳＹＳ  エンジン制御システム
ＥＧ  ディーゼルエンジン(内燃機関)
ＥＨ  エンジンヘッド
ＧＨ  グローホール
ＦＣ  燃焼室
ＦＬ  燃料
ＥＸ  排気管
ＥＦ  排気ガス
ＣＴ  酸化触媒（排気ガス浄化触媒）
ＤＦ  ディーゼル粒子フィルタ
１  エンジン制御装置（ＥＣＵ，グロープラグ制御装置）
５  グローコントローラ（グロープラグ制御装置）
１０  圧力センサ付きグロープラグ（圧力検知機能を有するグロープラグ）
１１  ハウジング
１１Ｈ  （ハウジングの）軸孔
１２  主体金具
１２Ｈ  （主体金具の）軸孔
１２Ｓ  金具先端部
１２Ｋ  金具基端部
１３  キャップ部材
１３Ｈ  （キャップ部材の）軸孔
１３Ｓ  (キャップ部材の)先端
１４  ヒータ部材
１４Ｓ  ヒータ先端部
ＣＶ  （ハウジングとヒータ部材との間の）連通間隙
１５  シースチューブ
１６Ａ  発熱コイル
１６Ｂ  制御コイル
２０  圧力センサアセンブリ
２１  伝達スリーブ
２２  内筒
２２Ｆ  フランジ部（ハウジング）
２２Ｓ  先端部
２４  センサ本体
２５  圧力検知素子
２６  メンブレン（シール部材）
２６Ｓ  （メンブレンの）先端部
２６Ｋ（メンブレンの）基端部
２６Ｆ  （メンブレンの）先端側面
ＡＸ  軸線方向
ＡＸＢ  (軸線方向の)基端側
ＡＸＳ  (軸線方向の)先端側
Ｓ３  始動時通電手段
Ｓ５  デポジット堆積時通電手段
【図１】
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【図２】
2015108370.tif 000005
【図３】
2015108370.tif 000006
【図４】
2015108370.tif 000007