(57)【要約】【課題】グロープラグを最適な温度に制御し、なおかつ耐久性を向上させるグロープラグ通電制御装置を提供することである。【解決手段】グロープラグ４と、グロープラグ端子電圧を検出する電圧センサ１２と、外気または冷却水温度を検出する水温センサ１１と、これらを接続するＥＣＵ２を備えるエンジンのグロープラグ通電制御装置であって、前記水温センサ１１によって検出された水温ＴＷ、及び前記電圧センサ１２によって検出されたグロー電圧ＶＰに応じて、前記グロープラグ４への通電時間ｔを制御した。【選択図】図１
2008002403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グロープラグと、グロープラグ端子電圧を検出するグロープラグ端子電圧検出手段と、外気または冷却水温度を検出する外気または冷却水温度検出手段と、これらを接続する制御手段を備えるエンジンのグロープラグ通電制御装置であって、
前記グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値に応じて、前記グロープラグへの通電時間を制御した、ことを特徴とするエンジンのグロープラグ通電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、
前記制御手段は、前記グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値により、バッテリ単独または発電機から供給された電力かを判断して、各供給電圧にあわせて前記グロープラグへの通電時間を予め設定した設定時間に切り換える構成とした、ことを特徴とするエンジンのグロープラグ通電制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、
前記グロープラグへの通電時間は、グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値が、電圧設定値以上の場合には、設定値未満の場合より短くなるように設定した、ことを特徴とするエンジンのグロープラグ通電制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、
前記制御手段は、外気または冷却水温度検出手段によって検出された検出値に応じて、グロープラグへの通電時間を予め設定した設定時間内で変更する構成とした、ことを特徴とするエンジンのグロープラグ通電制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、
前記グロープラグの通電時間は、温度検出手段によって検出された検出値が温度設定値以上の場合、グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値にかかわらず一定の時間に設定した、ことを特徴とするエンジンのグロープラグ通電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動を補助するグロープラグの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）に代表される圧縮点火方式の内燃機関には、燃焼室内に配置されたグロープラグを備えたものが知られている。
エンジンの冷却水の温度を外気温度として検出するセンサを備え、検出された水温に応じて、このグロープラグへの通電時間又は通電量を制御する通電制御装置を備えたものがある。そして、この通電制御装置により、エンジンの始動時等に必要に応じてグロープラグへの通電を行ってこれを発熱させ、さらにその通電時間又は通電量を制御することにより、燃料噴霧の着火及び燃焼の促進、及びその時の通電効率の適正化を図っている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−２６３２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一つの電源（バッテリ）から複数のエンジンに電力を供給する場合がある。例えば、走行車両（トラック）に作業機（冷凍機）等を搭載した場合、トラック及び冷凍機はそれぞれ走行または作業のための駆動用のエンジンと、該エンジンにより駆動される発電機を備えている。そして、低温時において一方のエンジンを駆動した後、または、作動時に、他方のエンジンを始動する場合、一方のエンジンに備える発電機からの電力がバッテリを充電するとともに他方のエンジンに備えるグロープラグにも供給される。この場合、グロープラグへの供給電圧が定格電圧より高くなってしまう。このため、外気（冷却水）温度に応じてグロープラグに通電すると、グロープラグの温度が上がりすぎ、コイルが溶損する可能性がある。よって本発明が解決しようとする課題は、グロープラグを最適な温度に制御し、なおかつ耐久性を向上させるグロープラグ通電制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、グロープラグと、グロープラグ端子電圧を検出するグロープラグ端子電圧検出手段と、外気または冷却水温度を検出する外気または冷却水温度検出手段と、これらを接続する制御手段を備えるエンジンのグロープラグ通電制御装置であって、前記グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値に応じて、前記グロープラグへの通電時間を制御したものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、前記制御手段は、前記グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値により、バッテリ単独または発電機から供給された電力かを判断して、各供給電圧にあわせて前記グロープラグへの通電時間を予め設定した設定時間に切り換える構成としたものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項２に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、前記グロープラグへの通電時間は、グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値が、電圧設定値以上の場合には、設定値未満の場合より短くなるように設定したものである。
【０００８】
請求項４においては、請求項１に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、前記制御手段は、外気または冷却水温度検出手段によって検出された検出値に応じて、グロープラグへの通電時間を予め設定した設定時間内で変更する構成としたものである。
【０００９】
請求項５においては、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンジンのグロープラグ通電制御装置において、前記グロープラグの通電時間は、温度検出手段によって検出された検出値が温度設定値以上の場合、グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値にかかわらず一定の時間に設定したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、一方のエンジンが駆動状態にあり、他方のエンジンを始動する時に一方のエンジンの発電機から電力が供給されるような定格よりも高い電圧が供給される場合であっても、グロープラグの温度を最適な温度に制御して、エンジンの始動時間を短縮させることができ、グロープラグの耐久性を向上させることができる。さらに、エンジンの始動性とグロープラグの耐久性を向上させることで、スタータの負荷を軽減させることができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２においては、グロープラグの温度を最適な温度に制御できる。また、発電機よりグロープラグに電力を供給したときに、コイル切れとなることがない。
【００１３】
請求項３においては、グロープラグの温度を最適な温度に制御できる。さらに、供給電圧に応じてグロープラグへの通電時間を変更するので、無駄な電力の消費もなくすことができる。
【００１４】
請求項４においては、グロープラグの温度を温度検出手段で検知した温度に合わせて最適な温度に制御できる。また、外気温度（冷却水温度）が低い場合にも容易にエンジンを始動させることができる。
【００１５】
請求項５においては、グロープラグの温度を最適な温度に制御できる。さらに、どのような温度環境の下でも確実にエンジンを始動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るグロープラグの制御装置の概略構成を示す図である。図２はグロープラグのコイルの温度特性を示すグラフ図、図３はグロープラグ通電制御処理を示すフローチャート図である、図４は図３で示すグロープラグ制御時の通電時間と温度の関係を示すグラフ図である。図５は別実施例のグロープラグ通電制御処理を示すフローチャート図である、図６は図５で示す別実施例のグロープラグ制御時の通電時間と温度の関係を示すグラフ図である。
【００１７】
図1を用いて、本発明に係るグロープラグの制御装置について説明する。
まず、一つの電源（バッテリ）６から複数（本実施例では二台）のエンジン３・３０に電力を供給している。該エンジン３・３０の一方は走行用、他方は作業機、例えば、冷凍機を駆動するためのものである。そして、各エンジン３・３０にはそれぞれ発電機１３・３３を備えている。但し、エンジンは内燃機関としてのディーゼルエンジンであり、エンジン３・３０の定格馬力、発電機１３・３３の発電能力は同じであっても異なる場合であってもよい。
【００１８】
前記エンジン３・３０は略同じ構成であるので、一方のエンジン３について説明する。バッテリ６にはキースイッチ１４が接続され、「ＯＮ」位置に各電装品が接続され、「ＳＴＡＲＴ」位置にグロープラグ用駆動回路７及びセルモータ用駆動回路１０が接続され、この駆動回路にそれぞれグロープラグ４とセルモータ１５が接続されている。また、この駆動回路への供給電圧は検出手段となる電圧センサ１２により検出されている。但し、電圧センサ１２はグロープラグ４の入力側に接続しても良い。そして、該駆動回路７・１０及び電圧センサ１２は制御手段となる電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）２と接続されている。該ＥＣＵ２はエンジン３の回転数等も制御するものである。
【００１９】
前記グロープラグ４は、後述する制御により発熱するものであり、エンジン３の各気筒の燃焼室（いずれも図示せず）に臨んで設けられ、エンジン始動時、バッテリ６からの電力を駆動回路１０を介して供給して燃焼室を加熱するとともに、その内部にインジェクタ（図示せず）から噴射された燃料を加熱することで、燃料の着火・燃焼を促進するものである。
また、エンジン３の始動装置は、ピニオンギヤ、マグネットスイッチおよび始動モータ（いずれも図示せず）などを備え、エンジン始動時には、バッテリ６からの電力によりグロープラグ４に通電後または通電と同時にセルモータ１５を作動させてピニオンギヤを回転させて、該ピニオンギヤに噛合するクランクシャフトに連結されたリングギヤ（いずれも図示せず）を回転駆動する。
【００２０】
また前記エンジン３の出力軸（クランク軸）には発電機１３が連設され、エンジン３の始動によりクランク軸が回転されることで発電が行われる。該発電機１３はバッテリ６と接続されて、エンジン作動時はバッテリ６を充電する。
【００２１】
また、ＥＣＵ２には、上記バッテリ６から電力が供給され、該ＥＣＵ２にはグローランプ８、グロープラグの駆動回路７、セルモータ駆動回路１０、水温センサ１１、グロープラグ供給電圧を検知する電圧センサ１２がそれぞれ接続されている。水温センサ１１はラジエータ等に配置される。こうして、前記電圧センサ１２（グロー電圧検出手段）は、グロー電圧ＶＰを検出し、前記水温センサ１１は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジンの冷却水温ＴＷを検出し、それぞれ検出信号をＥＣＵ２に出力する。但し、エンジンの温度を検出するために冷却水の温度を検知しているが、外気温度を検出する構成であっても良い。
【００２２】
このグローランプ８は、グロープラグ４の作動時に点灯するものであり、ＥＣＵ２により、点灯、消灯のいずれか１つの状態に制御される。
【００２３】
前記ＥＣＵ２は通電停止制御手段、計時手段、判定手段等を備えるものであり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、バッテリ６を電源として作動する。前述した各種のセンサ１１、１２の検出信号は、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や増幅等がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、エンジン始動時、これらの入力信号に応じて、グロープラグ４、スタータ５およびグローランプ８などを制御する。
例えば、グロープラグ４の作動中はグローランプ８が点灯し、グロープラグ４の作動を運転者に知らせるように制御したり、キースイッチ１４をＳＴＡＲＴ位置にセットすると、セルモータ１５が回転され、燃料が噴射されて、エンジン３が始動するように制御したりすることができる。
【実施例１】
【００２４】
図２は、グロープラグ４のコイル温度ＴＣのグロー通電時間ｔに対する温度上昇特性を示している。即ち、バッテリ６単独の第一電圧Ｖ１（例えば１２Ｖ）でグロープラグに通電した場合、及び、バッテリ６と発電機１３からの第二電圧Ｖ２（例えば１５Ｖ）によりグロープラグに通電した場合（Ｖ１＜Ｖ２）のコイル温度ＴＣの時間変化を示している。さらに、本実施例で用いるグロープラグ４のコイルの許容温度をＴａとし、該許容温度Ｔａに達する時間を示している。
Ｖ１を用いた時に許容温度Ｔａに達する時間はｔ１（例えば１５秒）であり、Ｖ２を用いた時に許容温度Ｔａに達する時間はｔ２（例えば１０秒）となり（ｔ１＞ｔ２）、発電機から電力が供給されると短い時間で許容温度に達し、更に通電を続けると、許容温度をはるかにオーバーしてしまうので、グロープラグを傷めるのが早く、寿命を短くしてしまうのである。バッテリ６単独で電力を供給した場合には許容温度に達する時間は前記より長くなるが、長時間通電しても、傷める程高く上昇することはないのである。
【００２５】
また、図３のフローチャート図を用いてエンジン始動時のグロープラグ４のＥＣＵ２による制御について説明する。
まず、ＥＣＵ２は水温センサ１１によって検出された検出値、つまり水温ＴＷが第一設定温度Ｔ１（例えば１０℃）未満か否かを判別する（Ｓ３１０）。ＥＣＵ２は、水温ＴＷが第一設定温度Ｔ１未満と判断した場合は（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、続いてグロープラグに供給する電圧（以下グロー電圧）ＶＰが、第三設定電圧Ｖ３（例えば１３．５Ｖ）未満かどうか判別する（Ｓ３２０）。この第三設定電圧Ｖ３は第一電圧と第二電圧の中間の電圧とする（Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２）。グロー電圧ＶＰが前記第三設定電圧Ｖ３未満と判断した場合は（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、バッテリ６のみよって電圧が供給されているので、グロープラグ４への通電時間ｔを前記第一設定時間ｔ１とする（Ｓ３３０）。一方、グロー電圧ＶＰが前記第三設定電圧Ｖ３以上と判断された場合は（Ｓ３２０：ＮＯ）、バッテリよりも高い電圧を供給する発電機１３から電力が供給されているので、グロープラグ４への通電時間ｔを前記第二設定時間ｔ２とする（Ｓ３４０）。
他方、前述の水温ＴＷが設定温度Ｔ１以上と判断した場合は（Ｓ３１０：ＮＯ）、グロープラグ４への通電時間を前記第二設定時間ｔ２よりも短い第三設定時間ｔ３（例えば５秒）とする（ｔ１＞ｔ２＞ｔ３）（Ｓ３５０）。
【００２６】
図４はグロープラグ制御時の通電時間と温度の関係を示すグラフ図である。即ち、Ｘ軸は水温センサ１１で検出される水温ＴＷを表しており、Ｙ軸はグロー通電時間ｔを表している。
【実施例２】
【００２７】
次に、図５のフローチャート図を用いて、グロープラグ４の制御処理の別実施例に係るエンジン始動時のＥＣＵ２によるグロープラグ４の制御について説明する。この実施例の場合、水温（外気温度）が前記第一設定温度Ｔ１（例えば１０℃）よりも更に低い第二設定温度Ｔ２（例えば−２０℃）以下になった場合についても、通電時間を制御するものである。つまり、図６はグロープラグ制御時の通電時間と温度の関係を示すグラフ図であり、水温センサ１１で検出される水温ＴＷが、第一設定温度Ｔ１と第二設定温度Ｔ２の間である場合、グロープラグ４への通電時間が、設定時間内で、温度が低い程長く、高い程短くなるようにしている。そして、供給電圧が高い場合には前記よりも更に短い設定時間内で、温度が低い程通電時間が長く、高い程通電時間が短くなるようにしている。
【００２８】
具体的に説明すると、まず、水温センサ１１によって検出された検出値、つまり水温ＴＷが前記設定温度Ｔ１未満か否かを判別する（Ｓ５１０）。水温ＴＷを設定温度Ｔ１未満と判断した場合は（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、水温が第二設定温度Ｔ２未満かを判断する（Ｓ５２０）。水温が第二設定温度Ｔ２未満の場合には（Ｓ５２０：ＹＥＳ）、グロープラグ４への通電時間ｔを第一設定時間ｔ１とする（Ｓ５４０）。
水温が第二設定温度Ｔ２以上の場合には（Ｓ５２０：ＮＯ）、グロー電圧ＶＰが、前記第三設定電圧Ｖ３未満かどうか判別する（Ｓ５３０）。グロー電圧ＶＰが前記第三設定電圧Ｖ３未満と判断した場合は（Ｓ５３０：ＹＥＳ）、グロープラグ４への通電時間ｔは水温ＴＷの値に応じて、図６に示すマップ（または演算）により得られるｔ１からｔ３の間の時間に設定される（Ｓ５５０）。また、前記グロー電圧ＶＰが前記第三設定電圧Ｖ３以上と判断された場合は（Ｓ５３０：ＮＯ）、グロープラグ４への通電時間ｔは、水温ＴＷの値に応じて、図６に示すマップ（または演算）により得られるｔ２からｔ３の間の時間に設定される。（Ｓ５６０）。
また、前記水温ＴＷが第一設定温度Ｔ１以上と判断した場合は（Ｓ５１０：ＮＯ）、グロープラグ４への通電時間を前記第三設定時間ｔ３とする（Ｓ５７０）。
【００２９】
以上のように、グロープラグと、グロープラグ端子電圧を検出するグロープラグ端子電圧検出手段と、外気または冷却水温度を検出する外気または冷却水温度検出手段と、これらを接続する制御手段を備えるエンジンのグロープラグ通電制御装置であって、前記グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値に応じて、前記グロープラグへの通電時間を制御したので、グロープラグの温度を最適に制御することができ、グロープラグの耐久性を向上させることができ、エンジンの始動性を向上させることができる。さらに、これらによってスタータの負荷も軽減され、耐久性の向上につながる。
【００３０】
また、前記グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値により、バッテリ単独または発電機から供給された電力かを判断して、各供給電圧にあわせて前記グロープラグへの通電時間を予め設定した設定時間に切り換える構成としたので、グロープラグへの供給電圧によって通電時間が制御され、電力の供給量によってグロープラグのコイルが溶損することを防ぐことができ、グロープラグの耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、前記グロープラグへの通電時間は、グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値が、電圧設定値以上の場合には、設定値未満の場合より短くなるように設定したので、供給電圧に合わせてグロープラグへの通電時間を変更するので、無駄な電力の消費を抑えることができる。
【００３２】
また、外気または冷却水温度検出手段によって検出された検出値に応じて、グロープラグへの通電時間を予め設定した設定時間内で変更する構成としたので、外気温度が低い場合にも容易にエンジンを始動することができる。
【００３３】
また、外気または冷却水温度検出手段によって検出された検出値が温度設定値以上の場合は、グロープラグ端子電圧検出手段によって検出された検出値にかかわらず一定の時間に設定したので、どのような温度環境の下でも確実にエンジンを始動することができ、電力の消費も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例に係るグロープラグの制御装置の概略構成を示す図。
【図２】グロープラグのコイルの温度特性を示すグラフ図。
【図３】グロープラグ通電制御処理を示すフローチャート図。
【図４】グロープラグ制御時の通電時間と温度の関係を示すグラフ図。
【図５】別実施例のグロープラグ通電制御処理を示すフローチャート図。
【図６】別実施例のグロープラグ制御時の通電時間と温度の関係を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００３５】
２      ＥＣＵ
３      エンジン
４      グロープラグ
６      バッテリ
７      駆動回路
８      グローランプ
１１    水温センサ
１２    電圧センサ
１３    発電機
１４    キースイッチ
１５    セルモータ
【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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【図６】
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