(57)【要約】【課題】発熱抵抗コイルの温度を正確に測定し、その測定値に基づいて発熱抵抗コイルを確実に制御することのできるディーゼルエンジン制御方法を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジンの燃焼室に設けられ、通電によって発熱するシーズヒータ２をもつグロープラグ１と、シーズヒータ２の発熱抵抗コイル５への通電を制御するグロープラグ通電制御装置３０とを用いたディーゼルエンジン制御方法において、グロープラグ１は発熱抵抗コイル５の温度を出力信号として出力可能な熱電対１０ａ、１０ｂの感温点１０ｃが、グロープラグ１の発熱抵抗コイル５の内側に位置し、グロープラグ通電制御装置３０は熱電対１０ａ、１０ｂの出力信号を発熱抵抗コイル５への通電にフィードバック制御する。【選択図】図４
2005042628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって発熱するヒータ部を備えるとともに、該ヒータ部先端をディーゼルエンジンの燃焼室に突出する形態で取り付けられたグロープラグと、該ヒータ部への通電を制御するグロープラグ制御手段とを用い、該ディーゼルエンジンを制御するためのディーゼルエンジン制御方法において、
前記グロープラグは、通電によって前記ヒータ部を加熱する発熱抵抗コイルを有し、該発熱抵抗コイルによるヒータ部の温度を出力信号として出力可能な感温素子の感温点が該発熱抵抗コイルの内側に位置するものであり、
前記グロープラグ制御手段は、該感温素子の出力信号を該発熱抵抗コイルへの通電にフィードバック制御することを特徴とするディーゼルエンジン制御方法。
【請求項２】
前記グロープラグ制御手段は、前記発熱抵抗コイルの温度を所定の温度にするプリグロー期間及びスタータ駆動中であるクランキング期間において、前記感温素子の出力信号に基づいて前記発熱抵抗コイルへの通電をオンオフ制御することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジン制御方法。
【請求項３】
前記グロープラグ制御手段は、ディーゼルエンジン始動後のアフターグロー期間において、前記感温素子の出力信号に基づいて前記発熱抵抗コイルへの通電をデューティー比制御することを特徴とする請求項１又は２記載のディーゼルエンジン制御方法。
【請求項４】
前記感温素子の出力信号に基づいてクランキングの可能を告知する告知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のディーゼルエンジン制御方法。
【請求項５】
前記感温素子の出力信号に基づいて燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のディーゼルエンジン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１記載のディーゼルエンジン制御方法が知られている。このディーゼルエンジン制御方法では、ディーゼルエンジンの燃焼室に設けられ、通電によって発熱するヒータ部をもつグロープラグと、ヒータ部への通電を制御するグロープラグ制御手段とを用い、ヒータ部を加熱する発熱抵抗コイルの抵抗値に基づいてグロープラグ制御手段により発熱抵抗コイルへの通電が制御される。具体的には、キースイッチがオン位置にされると、グロープラグ制御手段が発熱抵抗コイルへ大電流を一定時間通電して、ヒータ部がディーゼルエンジンを始動させるのに十分な目標温度（例えば１０００℃）にする。この間をプリグロー期間と呼ぶ。ひとたび目標温度に達した後、グロープラグ制御手段は発熱抵抗コイルの抵抗値を測定し、その抵抗値と目標温度に対応する目標抵抗値とを比較して、ヒータ部の温度を制御する。つまり、発熱抵抗コイルの抵抗値が目標抵抗値より大きい場合、グロープラグ制御手段は発熱抵抗コイルへの通電をＯＦＦし、発熱抵抗コイルの抵抗値が目標抵抗値より小さい場合、発熱抵抗コイルへの通電をＯＮする。
【０００３】
しかしながら、上記従来のディーゼルエンジン制御方法では、プリグロー期間においては、抵抗値と温度との関係が安定しないため発熱抵抗コイルの抵抗値から発熱抵抗コイルの温度を推定することができない。また、プリグロー期間後においては、発熱抵抗コイルの抵抗値を測定することにより温度を推定することができるものの、温度を直接測定するのではないため発熱抵抗コイルの温度を正確に制御することが困難である。これは、発熱抵抗コイルの抵抗値と温度との間に時間のずれがあるため、発熱抵抗コイルの温度の変動範囲が広くなるためであると考えられる。ここで、発熱抵抗コイルの温度が目標温度より高すぎると、発熱抵抗コイルのの耐熱温度に達し断線等の不具合によりグロープラグの耐久性が低下するという問題が発生する。また、発熱抵抗コイルの温度が目標温度より低すぎると、エンジン始動前はエンジンの始動が困難になり、エンジン始動後はディーゼルノック、騒音や白煙、ＨＣ成分の発生等の原因となるという問題が発生する。
【０００４】
このため、特許文献２記載のディーゼルエンジン制御方法に、感温素子としての熱電対を埋め込んだグロープラグが提案されている。このグロープラグは、図１１に示すように、金属製の外筒８０には、先端部８１ａを外部に露出させるようにヒータ部８１がロウ付けされている。この外筒８０は図示しないハウジングにロウ付けされている。ヒータ部８１は、略Ｕ字状のセラミック発熱体（通電発熱体）８２と、通電発熱体８２を覆うセラミック基体８３とを有している。また、セラミック基体８３の外周には軸方向（図中上下方向）に沿って溝８４が形成され、溝８４内にはリード線８５、８６の先端が溶接された熱電対８７がセメント８８で覆われて埋設されている。このディーゼルエンジン制御方法によれば、熱電対８７により温度を直接測定しているため、プリグロー期間においても通電発熱体８２の温度の測定ができる上、通電発熱体８２の抵抗値と温度との間の時間のずれを解消することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−４６４７０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２記載のディーゼルエンジン制御方法では、イオン電流検知のため、感温素子がヒータ部の表面近傍に配置されている。グロープラグがディーゼルエンジンの燃焼室に取り付けられる場合、その取付方向によっては、感温素子がスワールにより冷却されてしまい、通電発熱体と感温素子とによる測定温度が異なってしまうため、必ずしも通電発熱体の温度を正確に測定できるとは限らない。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、発熱抵抗コイルの温度を正確に測定し、その測定値に基づいて発熱抵抗コイルを確実に制御することのできるディーゼルエンジン制御方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のディーゼルエンジン制御方法は、通電によって発熱するヒータ部を備えるとともに、該ヒータ部先端をディーゼルエンジンの燃焼室に突出する形態で取り付けられたグロープラグと、該ヒータ部への通電を制御するグロープラグ制御手段とを用い、該ディーゼルエンジンを制御するためのディーゼルエンジン制御方法において、
前記グロープラグは、通電によって前記ヒータ部を加熱する発熱抵抗コイルを有し、該発熱抵抗コイルによるヒータ部の温度を出力信号として出力可能な感温素子の感温点が該発熱抵抗コイルの内側に位置するものであり、
前記グロープラグ制御手段は、該感温素子の出力信号を該発熱抵抗コイルへの通電にフィードバック制御することを特徴とする
【０００９】
本発明のディーゼルエンジン制御方法では、感温素子の感温点が発熱抵抗コイルの内側に位置するグロープラグを用い、感温素子の出力信号により発熱抵抗コイルへの通電をフィードバック制御する。このグロープラグでは、感温素子の感温点が発熱抵抗コイルの内側に位置するため方向性を有することがなく、ディーゼルエンジンの燃焼室に取り付けられる場合、取り付け方向により測定温度が異なることがない。また、感温素子がスワールにより極端に冷却されることが少ないため、発熱抵抗コイルの温度を正確に測定することができる。また、プリグロー期間後のみならず、プリグロー期間中においても発熱抵抗コイルの温度を正確に測定することができる。そのため、このグロープラグを用いたディーゼルエンジン制御方法では、正確な発熱抵抗コイルの温度に基づいた制御が可能となる。
【００１０】
したがって、本発明のディーゼルエンジン制御方法によれば、発熱抵抗コイルの温度を正確に測定し、その測定値に基づいて発熱抵抗コイルを確実に制御することができる。これにより、本発明のディーゼルエンジン制御方法では、グロープラグの耐久性が向上し、エンジンの始動を容易にすることができるとともにディーゼルノック、騒音や白煙、ＨＣ成分の発生等を減少させることができる。
【００１１】
前記グロープラグ制御手段は、前記発熱抵抗コイルの温度を所定の温度にするプリグロー期間及びスタータ駆動中であるクランキング期間において、前記感温素子の出力信号に基づいて前記発熱抵抗コイルへの通電をオンオフ制御することが好ましい。プリグロー期間においては、なるべく短時間で発熱抵抗コイルがディーゼルエンジンを始動させるのに十分な温度にすることが望ましい。また、クランキング期間においては、スワールにより急激に発熱抵抗コイルの温度が低下するため、迅速に発熱抵抗コイルの温度を上昇させる必要がある。これらのことから、プリグロー期間及びクランキング期間においては、感温素子の出力信号に基づいて発熱抵抗コイルへなるべく大きな電流をオンオフ制御することが望ましい。これにより、エンジンの始動を容易にすることができる。
【００１２】
また、前記グロープラグ制御手段は、ディーゼルエンジン始動後のアフターグロー期間において、前記感温素子の出力信号に基づいて前記発熱抵抗コイルへの通電をデューティー比制御することが好ましい。ディーゼルエンジン始動後においても、しばらくの間燃焼の不安定な状態が続く。このため、アフターグロー期間においては、発熱抵抗コイルへの通電をデューティー比制御して、発熱抵抗コイルの温度をある程度高温に保つことが望ましい。具体的には５００℃〜９００℃の範囲から選択された所定温度とする。５００℃未満ではディーゼルノック、騒音や白煙、ＨＣ成分の発生等を減少させる効果が低く、９００℃を超えるとグロープラグへの負担が大きく、耐久性が低下しやすくなる。
【００１３】
本発明のディーゼルエンジン制御方法では、前記感温素子の出力信号に基づいてクランキングの可能を告知する告知手段を備えることが好ましい。これにより、運転者がキースイッチをスタート位置にするタイミングを知ることができる。
【００１４】
また、本発明のディーゼルエンジン制御方法では、前記感温素子の出力信号に基づいて燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置制御手段を備えることもできる。本発明のディーゼルエンジン制御方法では、エンジンの回転後は燃焼室の温度を測定することにより、感温素子の出力信号を燃料噴射装置制御手段の入力信号として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本実施形態のディーゼルエンジン制御方法では、図１に示すグロープラグ１が使用される。グロープラグ１はシーズヒータ２と、その後端側を外嵌するように配置された主体金具３とを備えている。シーズヒータ２は、図２に示すように、先端４ａが閉じたシーズチューブ４の内側に、絶縁材料としてのマグネシア粉末７とともに封入された発熱抵抗コイル５及び制御コイル６を有している。ただし、必ずしも発熱抵抗コイル５と制御コイル６とを用いることなく、発熱抵抗コイル５のみであってもよい。この発熱抵抗コイル５と制御コイル６とは溶接により直列接続され、発熱抵抗コイル５の先端５ａはシーズチューブ４の先端４ａに溶接により接続されている。また、制御コイル６の後端６ｂは、発熱抵抗コイル５及び制御コイル６に電流を供給する第２中軸８の先端８ａに溶接により接続されている。したがって、発熱抵抗コイル５の先端５ａはシーズチューブ４と導通しているが、先端５ａ以外の発熱抵抗コイル５及び制御コイル６とシーズチューブ４とはマグネシア粉末７の介在により絶縁された状態になっている。つまり、第２中軸８を介して供給された電流は、制御コイル６、発熱抵抗コイル５及びシーズチューブ４を通って流れることとなる。一方、第２中軸８内には絶縁外管９が貫通しており、絶縁外管９の先端９ａはシーズチューブ４の先端４ａ近く、発熱抵抗コイル５の最高発熱部に配置されている。より具体的には、絶縁外管９の先端９ａはシーズチューブ４の先端４ａより５ｍｍ以内に配置されている。絶縁外管９内には絶縁材１１とともに感温素子としての熱電対１０ａ、１０ｂが収納され、熱電対１０ａ、１０ｂの感温点１０ｃは絶縁外管９の先端９ａに溶接により固定されている。
【００１６】
ここで、発熱抵抗コイル５は、例えば、２０℃での電気比抵抗Ｒ20が８０μΩ・ｃｍ以上２００μΩ・ｃｍ以下、１０００℃での電気比抵抗をＲ1000として、Ｒ1000／Ｒ20が０．８以上３以下の材料、具体的には、Ｆｅ−Ｃｒ合金、あるいはＮｉ−Ｃｒ合金等により構成されている。一方、制御コイル６は、例えば、２０℃での電気比抵抗Ｒ20が５μΩ・ｃｍ以上２０μΩ・ｃｍ以下、１０００℃での電気比抵抗をＲ1000として、Ｒ1000／Ｒ20が６以上２０以下の材料、具体的には、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ合金、あるいはＣｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等により構成されている。
【００１７】
図１に示すように、主体金具３の後端３ｂ側の外周面には、グロープラグ１をディーゼルエンジンに取付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部３ｅが形成されており、この工具係合部３ｅに続く形で取り付け用のねじ部３ｃが形成されている。また、主体金具３は貫通孔３ｄを有し、先端３ａ側からシーズチューブ４の後端４ｂが圧入やロウ付等により固定されている。主体金具３の貫通孔３ｄ内には、シーズチューブ４の後端４ｂに隣接して、シール１２が設けられている。また、シーズチューブ４の後端４ｂからは、シール１２を貫通して第２中軸８が突出しており、主体金具３の後端３ｂ側の貫通孔３ｄ内において、第２中軸８の後端８ｂと第１中軸１３の先端１３ａとがロウ付により接続されている。第１中軸１３は貫通孔１３ｄを有し、第２中軸８から突出した絶縁外管９は第１中軸１３の貫通孔１３ｄ内にその後端を位置させて固定されている。
【００１８】
第１中軸１３は、図３に示すように、後端１３ｂ側が主体金具３の後端３ｂより突出しており、後端１３ｂ側の外周にねじ部１３ｃが形成されている。第１中軸１３と主体金具３の後端３ｂとの間には絶縁ブッシュ１４が設けられ、絶縁ブッシュ１４は後端側からねじ部１３ｃに螺合する丸ナット１５により固定されている。これにより、第１中軸１３及び第２中軸８が主体金具３の貫通孔３ｄ内に固定されるとともに、第１中軸１３及び第２中軸８と主体金具３との絶縁性も確保される。したがって、第１中軸１３から供給された電流は、第２中軸８、制御コイル６、発熱抵抗コイル５、シーズチューブ４及び主体金具３を通って流れることとなる。また、絶縁外管９の後端９ｂからは、熱電対１０ａ、１０ｂが貫通孔１３ｄ内を通り第１中軸１３外へ突出している。この熱電対１０ａ、１０ｂは樹脂からなる被覆材１７に被覆され、貫通孔１３ｄは後端１３ｂにおいて樹脂からなる封止材１６により塞がれている。
【００１９】
次に、本実施形態のディーゼルエンジン制御方法で使用される電気回路について説明する。グロープラグ制御手段としてのグロープラグ通電制御装置３０を中心とした電気的構成を示すブロック図を図４に示す。グロープラグ通電制御装置３０は、主制御部３１、電源回路３２及びスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎを有している。主制御部３１は図示しないマイコンとインターフェイス回路からなっている。電源回路３２は安定した直流電圧を発生させる回路である。また、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎはＦＥＴ等の大きな電流をスイッチングする素子である。
【００２０】
キースイッチＫＳＷがＯＮ位置又はＳＴＡＲＴ位置にされると、バッテリＢＴのプラス端子から電源回路３２に電力が供給され、電源回路３２により安定した直流電圧が主制御部３１に供給される。したがって、キースイッチＫＳＷがＯＮ位置又はＳＴＡＲＴ位置にされると主制御部３１は動作を開始し、キースイッチＫＳＷがＯＦＦ位置にされると主制御部３１は動作を停止する。ここで、キースイッチＫＳＷは、ＯＮ位置である場合及びＳＴＡＲＴ位置である場合の両方とも、バッテリＢＴと電源回路３２とが接続される構造になっている。また、キースイッチＫＳＷがＳＴＡＲＴ位置にされると、ＳＴＡＲＴ信号が主制御部３１に入力される。そして、ＳＴＡＲＴ信号は主制御部３１内において、電圧変換回路、波形成形回路等からなるインターフェイス回路を介してマイコンに入力される。なお、以下の説明においては、主制御部３１への入出力信号に対するインターフェイス回路の説明は省略する。
【００２１】
また、バッテリＢＴのプラス端子は、ｎ個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのドレインに接続されている。そして、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのソースがｎ個のグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎに接続されている。各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎとして、図１に示したグロープラグ１が使用される。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのゲートは主制御部３１に接続され、主制御部３１からゲートへの出力信号により、バッテリＢＴから各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電がＯＮ／ＯＦＦされる。したがって、主制御部３１がゲートへの出力信号を所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦすることにより発熱抵抗コイル５への通電をオンオフ制御することができるとともに、所定のデューティー比に基づいてＯＮ／ＯＦＦすれば発熱抵抗コイル５への通電をデューティー比制御（ＰＷＭ制御）することができる。また、各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎの熱電対が主制御部３１に接続され、これにより発熱抵抗コイル５の温度が主制御部３１に入力される。また、主制御部３１とグローランプＬとが接続されており、主制御部３１からの出力信号により、グローランプＬが点灯又は消灯する。
【００２２】
また、主制御部３１はマイコンを有するエンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵと省略）と接続され、双方向に通信可能になっている。さらに、主制御部３１とオルタネータ３４とが接続されており、オルタネータ３４の駆動信号が主制御部３１に入力される。
【００２３】
次に、グロープラグ通電制御装置３０によりグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎを制御するディーゼルエンジン制御方法の概要について、図５を参照しつつ説明する。キースイッチＫＳＷがＯＦＦ位置からＯＮ位置にされると、グロープラグ通電制御装置３０による制御が開始され、プリグロー期間に入る。プリグロー期間においては、グロープラグ通電制御装置３０はグローランプＬを点灯させるとともにバッテリＢＴからグロープラグ１に通電し、発熱抵抗コイル５の温度をエンジンを始動させるのに十分な温度である目標温度（例えば１０００℃）に短時間で到達させる。発熱抵抗コイル５の温度が目標温度に到達すると、運転者がキースイッチＫＳＷをＳＴＡＲＴ位置にするタイミングを知ることができるように、グロープラグ通電制御装置３０はグローランプＬを消灯させる。その後、グロープラグ通電制御装置３０は発熱抵抗コイル５の温度を目標温度に維持する。このプリグロー期間中にキースイッチＫＳＷがＳＴＡＲＴ位置にされると、スタータが始動するクランキング期間に移行する。また、キースイッチＫＳＷがＳＴＡＲＴ位置にされることなく所定時間放置されると（キーオン放置）、グロープラグ１への通電を停止する。クランキング期間においては、グロープラグ通電制御装置３０は発熱抵抗コイル５の温度の落ち込みを抑制して、エンジンの始動性を向上させる。エンジンが始動すると、クランキング期間からアフターグロー期間に移行する。アフターグロー期間においては、グロープラグ通電制御装置３０はグロープラグ１への通電をＰＷＭ制御して、発熱抵抗コイル５の温度を所定温度（例えば９００℃）に維持する。そして、所定時間（例えば１８０秒間）経過後、グロープラグ１への通電を停止する。
【００２４】
次に、グロープラグ通電制御装置３０によりグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎを制御するディーゼルエンジン制御方法について、図６〜図１１に示したフローチャートを参照しつつ説明する。キースイッチＫＳＷがＯＦＦ位置からＯＮ位置にされると、バッテリＢＴから電源回路３２に電力が供給され、電源回路３２により安定した直流電圧が主制御部３１に供給される。これにより、図６に示すメインプログラムの実行が開始される。
【００２５】
メインプログラムの実行が開始されると、まずステップＳ１が実行される。ステップＳ１では、メインプログラムが実行される周期（１２．５ｍｓ）を測定するタイマをスタートさせた後、スタート信号入力処理が行われ、図７に示すスタート信号入力処理サブルーチンが実行される。スタート信号入力処理サブルーチンのステップＳ１０１では、プリグロー期間又はクランキング期間であるか否かが判断される。プリグロー期間又はクランキング期間である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進む。また、プリグロー期間又はクランキング期間でない場合（ＮＯ）、つまりアフターグロー期間である場合はメインプログラムに戻る。したがって、プリグロー期間又はクランキング期間である場合のみスタート信号入力処理サブルーチンの処理が行われ、アフターグロー期間である場合は処理が行われない。プリグロー期間においてはクランキング期間への移行のためキースイッチＫＳＷのＳＴＡＲＴ信号を監視する必要があり、クランキング期間においてはアフターグロー期間への移行のためキースイッチＫＳＷのＳＴＡＲＴ信号を監視する必要があるためである。
【００２６】
ステップＳ１０２では、キースイッチＫＳＷのＳＴＡＲＴ信号を入力し、ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＮであるか否かがチェックされる。具体的には、後述するようにメインプログラムは１２．５ｍｓｅｃ毎に実行されるため、ＳＴＡＲＴ信号が８周期連続してＯＮか否かがチェックされる。ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＮである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。また、ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＮでない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＦＦか否かがチェックされる。この場合も、ＳＴＡＲＴ信号が８周期連続してＯＦＦか否かがチェックされる。ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＦＦである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。また、ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＦＦでない場合（ＮＯ）、メインプログラムに戻る。ステップＳ１０４では、キースイッチＫＳＷがＳＴＡＲＴ位置にされていると記憶して、メインプログラムに戻る。また、ステップＳ１０５では、キースイッチＫＳＷがＳＴＡＲＴ位置にされていないと記憶して、メインプログラムに戻る。ただし、キースイッチＫＳＷが一旦ＳＴＡＲＴ位置にされた後、ＯＦＦされた場合等のキースイッチＫＳＷの状態の履歴も記憶される。ここで、ＳＴＡＲＴ信号が０．１秒間連続してＯＮ又はＯＦＦの場合、キースイッチＫＳＷがＳＴＡＲＴ位置にされている又はＳＴＡＲＴ位置にされていないとしているのは、チャタリングやノイズ等による誤った判断を避けるためである。
【００２７】
次に、図６のステップＳ２において、グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎの温度を入力する。具体的には、グロープラグ１の熱電対１０ａ、１０ｂの信号をＡ／Ｄ変換して入力して記憶する。そして、ステップＳ３に進む。
【００２８】
ステップＳ３では、クランキング期間であるか否かがチェックされる。クランキング期間である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、クランキング期間でない場合（ＮＯ）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、アフターグロー期間であるか否かがチェックされる。アフターグロー期間である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、アフターグロー期間でない場合（ＮＯ）、つまりプリグロー期間である場合、ステップＳ５に進む。ここで、プリグロー期間、クランキング期間及びアフターグロー期間のいづれの状態であるかは、キースイッチＫＳＷの状態の履歴等に基づいて判断され、例えばフラグを用いて記憶されている。
【００２９】
ステップＳ５では、プリグロー処理が行われ、図８に示すプリグロー処理サブルーチンが実行される。プリグロー処理サブルーチンのステップＳ５０１では、グロープラグ１の発熱抵抗コイル５の温度が一度でも目標温度（１０００℃）に達したことが有るか否かがチェックされる。目標温度に達したことが有る場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５１０に進み、目標温度に達したことがない場合（ＮＯ）、ステップＳ５０２に進む。なお、後述するステップＳ５０５の目標温度到達処理により、目標温度に達したことが有ることが記憶される。
【００３０】
ステップＳ５０２では、現在の温度と目標温度とが比較される。現在の温度が目標温度以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５０３に進み、現在の温度が目標温度より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ５０６に進む。ここで、現在の温度はステップＳ２において記憶された温度である。ステップＳ５０３では、グローランプＬを消灯して、発熱抵抗コイル５の温度がエンジンを始動させるのに十分な温度であることを運転者に知らせ、ステップＳ５０４に進む。これにより、運転者はキースイッチＫＳＷをＳＴＡＲＴ位置にして、エンジンを始動させるタイミングを知ることができる。ステップＳ５０４では、プリグロー通電をＯＦＦし、ステップＳ５０５に進む。ここで、プリグロー通電をＯＦＦするとは、具体的には、主制御部３１からスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのゲートへの出力信号をＯＦＦすることにより、バッテリＢＴからグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電をＯＦＦすることである。ステップＳ５０５では、目標温度に到達したことを記憶し、保温時間測定用のタイマをスタートさせ、メインプログラムに戻る。
【００３１】
また、ステップＳ５０６では、グローランプＬを点灯して、発熱抵抗コイル５の温度がエンジンを始動させるのに未だ十分な温度でないことを運転者に知らせ、ステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０７では、プリグロー通電をＯＮし、メインプログラムに戻る。ここで、プリグロー通電をＯＮするとは、具体的には、主制御部３１からスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのゲートへの出力信号をＯＮすることにより、バッテリＢＴからグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへ直接通電することである。
【００３２】
ステップＳ５１０では、保温時間が経過したか否かがチェックされる。保温時間とは、グロープラグ１の発熱抵抗コイル５の温度が最初に目標温度に達してから３０秒であり、保温時間が経過した場合はキーオン放置であると判断される。なお、保温時間の測定は、前述のステップＳ５０５においてスタートさせたタイマによる。保温時間が経過している場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５１４に進み、保温時間が経過していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５１１に進む。ステップＳ５１１では、現在の温度と目標温度とが比較される。現在の温度が目標温度以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５１２に進み、現在の温度が目標温度より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ５１３に進む。ここで、現在の温度はステップＳ２において記憶された温度である。ステップＳ５１２では、保温通電をＯＦＦし、メインプログラムに戻る。ここで、保温通電をＯＦＦするとは、具体的には、主制御部３１からスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのゲートへの出力信号をＯＦＦすることにより、バッテリＢＴからグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電をＯＦＦすることである。ステップＳ５１３では、保温通電をＯＮし、メインプログラムに戻る。ここで、保温通電をＯＮするとは、具体的には、主制御部３１からスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのゲートへの出力信号をＯＮすることにより、バッテリＢＴからグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへ直接通電することである。なお、本実施形態では、プリグロー通電及び保温通電は、ともにバッテリＢＴからグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへ直接通電することであるが、保温通電をＰＷＭ制御によることもできる。
【００３３】
また、ステップＳ５１４では、保温通電をＯＦＦし、ステップＳ５１５に進む。ステップＳ５１５では、保温時間が経過したことを記憶し（キーオン放置）、メインプログラムに戻る。
【００３４】
また、図６のステップＳ６において、クランキング処理が行われ、図９に示すクランキング処理サブルーチンが実行される。クランキング処理サブルーチンのステップＳ６１では、現在の温度と目標温度（１０００℃）とが比較される。現在の温度が目標温度以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６２に進み、現在の温度が目標温度より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ６３に進む。ここで、現在の温度はステップＳ２において記憶された温度である。ステップＳ６２では、クランキング通電をＯＦＦにして、メインプログラムに戻る。また、ステップＳ６３では、クランキング通電をＯＮにして、メインプログラムに戻る。ここで、クランキング通電をＯＮ、ＯＦＦするとは、具体的には、主制御部３１から各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎのゲートへの出力信号をＯＮ、ＯＦＦすることにより、バッテリＢＴからグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電を直接ＯＮ、ＯＦＦすることであり、プリグロー通電及び保温通電のＯＮ、ＯＦＦと同じである。なお、クランキング通電をＰＷＭ制御によることもできる。さらに、本実施形態では、プリグロー通電及び保温通電の目標温度とクランキング通電の目標温度とはともに１０００℃としているが、これらを異なる温度に設定してもよい。
【００３５】
また、図６のステップＳ７において、アフターグロー処理が行われ、図１０に示すアフターグロー処理サブルーチンが実行される。アフターグロー処理サブルーチンのステップＳ７１では、アフターグロー期間の最初に１回のみアフターグロー開始処理が行われる。アフターグロー開始処理では、アフターグロー時間（１８０秒間）測定用のタイマをスタートさせ、プリグロー通電、保温通電及びクランキング通電をＯＦＦし、グローランプＬを消灯させる。このステップＳ７１のアフターグロー開始処理は、アフターグロー期間の最初に１回のみ実行され、その後は実行されることがないようになっている（アルゴリズムは省略）。ステップＳ７１の実行後、ステップＳ７２が実行される。
【００３６】
ステップＳ７２では、エンスト中か否かがチェックされる。オルタネータ３４が発動中でない場合（ＹＥＳ）、エンスト中と判断して、ステップＳ７３に進む。また、オルタネータ３４が発動中である場合（ＮＯ）、エンスト中でないと判断して、ステップＳ７４に進む。ステップＳ７３では、アフターグロー通電をＯＦＦにして、メインプログラムに戻る。ステップＳ７４では、アフターグロー時間が経過したか否かがチェックされる。アフターグロー期間の開始から１８０秒が経過している場合（ＹＥＳ）、アフターグロー時間が経過していると判断して、ステップＳ７５に進む。また、アフターグロー期間の開始から１８０秒が経過していない場合（ＮＯ）、アフターグロー時間が経過していないと判断して、ステップＳ７６に進む。このアフターグロー時間の計測は、ステップＳ７１においてスタートさせたタイマによる。ステップＳ７５では、アフターグロー時間が経過したことを記憶して、ステップＳ７３に進む。
【００３７】
ステップＳ７６では、現在の温度と目標温度（９００℃）とが比較される。現在の温度が目標温度以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７７に進み、現在の温度が目標温度より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ７８に進む。ここで、現在の温度はステップＳ２において記憶された温度である。ステップＳ７７では、アフターグロー通電をＯＦＦにして、メインプログラムに戻る。また、ステップＳ７８では、アフターグロー通電をＯＮにして、メインプログラムに戻る。ここで、アフターグロー通電はＰＷＭ制御による。
【００３８】
また、図６のステップＳ８において、キーオン放置であるか否かがチェックされる。保温時間が経過している場合（ＹＥＳ）、キーオン放置であると判断され、ステップＳ１１に進む。また、保温時間が経過していない場合（ＮＯ）、キーオン放置でないと判断され、ステップＳ９に進む。なお、保温時間が経過した状態の記憶はプリグロー処理サブルーチン中のステップＳ５１５において行われる。
【００３９】
ステップＳ９では、アフターグロー時間が経過したか否かがチェックされる。アフターグロー時間が経過している場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進み、アフターグロー時間が経過していない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０に進む。なお、アフターグロー時間が経過した状態の記憶はアフターグロー処理サブルーチンのステップＳ７５において行われる。
【００４０】
ステップＳ１０では、１２．５ｍｓが経過したか否かがチェックされる。１２．５ｍｓが経過した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻る。また、１２．５ｍｓが経過しない場合（ＮＯ）、経過するまでステップＳ１０を繰り返す。この１２．５ｍｓは、ステップＳ１の実行が開始されてからの時間であり、この時間を測定するタイマはステップＳ１でスタートされる。これにより、メインプログラムは１２．５ｍｓｅｃ毎に実行されることになる。
【００４１】
ステップＳ１１では、主制御部３１はグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電を完全にＯＦＦにし、グローランプＬを点灯してメインプログラムを終了する。メインプログラムを終了した後は、図示しないプログラムが起動され、キーオン放置の状態であるという情報等がＥＣＵ３３に送信される。この状態になった場合、キースイッチＫＳＷを一旦ＯＦＦ位置にした後ＯＮ位置にしない限り、メインプログラムが再度実行されることはない。
【００４２】
ステップＳ１２では、主制御部３１はグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電を完全にＯＦＦにし、メインプログラムを終了する。この場合は、一連の制御が正常に行われ、エンジンが正常に回転している。そして、メインプログラムを終了した後は、図示しないプログラムが起動される。このプログラムは、ＥＣＵ３３に存在する燃料噴射装置への通電を制御するプログラムからの要求により、グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎの温度等をＥＣＵ３３に送信する。
【００４３】
本実施形態のディーゼルエンジン制御方法では、熱電対１０ａ、１０ｂの感温点１０ｃが発熱抵抗コイル５の内側に位置するグロープラグ１を用い、熱電対１０ａ、１０ｂの出力信号により発熱抵抗コイル５への通電をフィードバック制御している。このグロープラグで１は、熱電対１０ａ、１０ｂの感温点１０ｃが発熱抵抗コイル５の内側に位置するため方向性を有することがなく、ディーゼルエンジンの燃焼室に取り付けられる場合、取り付け方向により測定温度が異なることがない。また、熱電対１０ａ、１０ｂがスワールにより冷却されることが少ないため、発熱抵抗コイル５の温度を正確に測定することができる。また、プリグロー期間後のみならず、プリグロー期間中においても発熱抵抗コイル５の温度を正確に測定することができる。そのため、このグロープラグ１を用いたディーゼルエンジン制御方法では、正確な発熱抵抗コイル５の温度に基づいた制御が可能となる。
【００４４】
ディーゼルエンジン制御方法においては、プリグロー期間では、なるべく短時間で発熱抵抗コイル５がディーゼルエンジンを始動させるのに十分な温度にすることが要求される。また、クランキング期間では、スワールにより急激に発熱抵抗コイル５の温度が低下するため、迅速に発熱抵抗コイル５の温度を上昇させて安定させることが要求される。このディーゼルエンジン制御方法では、プリグロー期間及びクランキング期間においては、熱電対１０ａ、１０ｂの出力信号に基づいて発熱抵抗コイル５へ大きな電流をオンオフ制御しているため、上記の要求を満足させることができ、エンジンの始動を容易にすることができる。
【００４５】
また、ディーゼルエンジン制御方法においては、ディーゼルエンジン始動後においても、通常しばらくの間燃焼の不安定な状態が続く。このディーゼルエンジン制御方法では、ディーゼルエンジン始動後のアフターグロー期間において、発熱抵抗コイル５への通電をＰＷＭ制御して、発熱抵抗コイル５の温度を一定に保っているため、ディーゼルノック、騒音や白煙、ＨＣ成分の発生等を減少させることができる。
【００４６】
したがって、本実施形態のディーゼルエンジン制御方法によれば、発熱抵抗コイル５の温度を正確に測定し、その測定値に基づいて発熱抵抗コイル５を確実に制御することができる。これにより、本発明のディーゼルエンジン制御方法では、グロープラグ１の耐久性が向上し、エンジンの始動を容易にすることができるとともにディーゼルノック、騒音や白煙、ＨＣ成分の発生等を減少させることができる。
【００４７】
また、このディーゼルエンジン制御方法では、熱電対１０ａ、１０ｂの出力信号に基づいてクランキングの可能を告知するグローランプＬを備えているため、運転者がキースイッチＫＳＷをＳＴＡＲＴ位置にするタイミングを知ることができる。
【００４８】
さらに、このディーゼルエンジン制御方法では、エンジンの回転後は熱電対１０ａ、１０ｂの出力信号を燃料噴射装置制御手段の入力信号として使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、グロープラグを使用したディーゼルエンジン制御方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態に係り、グロープラグの断面図である。
【図２】実施形態に係り、グロープラグの一部拡大断面図である。
【図３】実施形態に係り、グロープラグの一部拡大断面図である。
【図４】実施形態に係り、電気的構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係り、時間とグロープラグの温度との関係を示すグラフである。
【図６】実施形態に係り、メインプログラムのフローチャートである。
【図７】実施形態に係り、スタート信号入力処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。
【図８】実施形態に係り、プリグロー処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。
【図９】実施形態に係り、クランキング処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。
【図１０】実施形態に係り、アフターグロー処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。
【図１１】従来のグロープラグの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…グロープラグ
２…ヒータ部（シーズヒータ）
３０…グロープラグ制御手段（グロープラグ通電制御装置）
１０ａ、１０ｂ…感温素子（熱電対）
１０ｃ…感温点
５…発熱抵抗コイル
Ｌ…告知手段（グローランプ）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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