(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する通電時間を、前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項２】
ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する通電時間を、前回始動時に検出された水温より今回検出された水温の方が所定値以上大きいとき、その水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項３】
ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する電流値を、前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項４】
ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する電流値を、前回始動時に検出された水温より今回検出された水温の方が所定値以上大きいとき、その水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項５】
前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、始動時に検出された水温と吸気温との差と他の所定値との比較の結果に応じて行われるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項６】
前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、始動時に検出された水温と吸気温との差が他の所定値以上の場合に行われるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項７】
前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、前記インテークヒータもしくは前記グロープラグを非通電にした時間と予め定めた更に他の所定値との比較の結果に応じて行われるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のディーゼルエンジンの始動補助装置。
【請求項８】
前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、前記インテークヒータもしくは前記グロープラグを非通電にした時間が予め定めた更に他の所定値以下の場合に行われるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のディーゼルエンジンの始動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの始動補助装置、特に、インテークマニホールドに配置され、エンジン始動時に吸気温度を上昇させるインテークヒータおよび始動直前に電流が流され赤熱させられ、これに燃料噴霧の一部が吹き付けられて、着火・燃焼を促進させられるグロープラグを備えたディーゼルエンジンの始動補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの始動補助装置に関する従来の技術として、実開昭６３―１０２９５９号公報がある。従来の技術は、エンジン始動時に吸入空気を加熱するインテークヒータに関する技術であり、インテークヒータに流す電流値をエンジン水温に基づいて制御する構成のものであった。すなわち、エンジン水温が低ければ、インテークヒータに流す電流値を高くし、エンジン水温が高くなれば、インテークヒータに流す電流値を減少させ、最終的には零または零に可及的に接近させ、アフターヒート作動を実質的に完了させていた。
【０００３】
以下に、この従来の技術を図６に基づき詳細に説明する。図６により、従来の技術の構成を説明する。インテークヒータ２７のアフターヒート回路２６には、可変抵抗器３０が直列に組み込まれている。具体的にはアフターヒートリレー２５の接点の反電源側端子とインテークヒータ２７との間に接続されている。この可変抵抗器３０は、ステップモータ３１の軸と連結され、このステップモータ３１の回転によってその抵抗値が変化させられるようになっている。ステップモータ３１は、エンジン水温を検出する水温センサ２９から水温検出増幅回路３２を経て出力される検出信号に応答して機能するモータ駆動回路３３によって回転角度を制御されるようになっている。ステップモータ３１は、設定基準水温に対し、検出水温が低い場合、可変抵抗器３０の抵抗値を低くする方向に、検出水温が高い場合、抵抗値を高くする方向に回転角度が制御されるものである。
【０００４】
次に、作用を説明する。キースイッチ２１のＯＮ作動によりヒーティングコントロール用タイマ２２を介してプレヒートリレー２３が作動されると、インテークヒータ２７に通電され、プレヒートが作動し、この状態において、キースイッチ２１をＳＴ位置の状態にすると、スタータレギュレータ２８がＯＮとなり、エンジンが始動され、さらにエンジンの始動後、再び、キースイッチ２１をＯＮ位置の状態に戻すと、プレヒートリレー２３が切られるとともに、アフターヒートリレー２５が作動して、インテークヒータ２７に通電され、アフターヒートが作動する。このアフターヒートの作動時において、インテークヒータ２７に対する通電は、ヒーティングコントロール用タイマ２２によって設定された一定時間にわたって継続して行われるよう制御されるが、そのときの電流値は、可変抵抗器３０の抵抗値が変わることによって順次変化することになる。すなわち、アフターヒート作動は、エンジン水温に対応して作動されるステップモータ３１を介して可変抵抗器３０の抵抗値を大きくすることにより、インテークヒータ２７に流れる電流値を順次減少しつつ行われ、水温センサ２９によって検出されるエンジン水温が設定上限温度に達した時点で実質的に終了するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の場合、インテークヒータに流す電流値をエンジン水温に基づいて制御する構成のものであるので、再始動時など、燃焼室が暖まっている状態の時でも、冷間時と同じ通電時間となり、無駄な通電をすることになり、余分な電力消費を行うという問題が発生することになる。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するため、現在の燃焼室の状態を予測する制御手法を取り入れたディーゼルエンジンの始動補助装置を提供することを目的にしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、請求項１の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する通電時間を、前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【０００８】
前述の目的を達成するために、請求項２の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する通電時間を、前回始動時に検出された水温より今回検出された水温の方が所定値以上大きいとき、その水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【０００９】
前述の目的を達成するために、請求項３の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する電流値を、前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【００１０】
前述の目的を達成するために、請求項４の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する電流値を、前回始動時に検出された水温より今回検出された水温の方が所定値以上大きいとき、その水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【００１１】
前述の目的を達成するために、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、始動時に検出された水温と吸気温との差と他の所定値との比較の結果に応じて行われるように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【００１２】
前述の目的を達成するために、請求項６の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、始動時に検出された水温と吸気温との差が他の所定値以上の場合に行われるように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【００１３】
前述の目的を達成するために、請求項７の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、前記インテークヒータもしくは前記グロープラグを非通電にした時間と予め定めた更に他の所定値との比較の結果に応じて行われるように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【００１４】
前述の目的を達成するために、請求項８の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、前記インテークヒータもしくは前記グロープラグを非通電にした時間が予め定めた更に他の所定値以下の場合に行われるように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置である。
【００２７】
【発明の実施形態】
本発明の実施形態を図に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態の始動補助装置を有するディーゼルエンジンの全体概要図である。ディーゼルエンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナーでろ過され、ターボチャージャーを通って吸気絞り弁を経由し各気筒のインテークマニホールドに分配される。エアクリーナー直後の吸入空気の温度は、吸気温センサ２により検出される。インテークマニホールドには、吸気温度を上昇させるためのインテークヒータ６が設置されている。
【００２８】
一方、図示のない燃料タンクに貯蔵された燃料は、インジェクションポンプにより燃料配管を経て燃焼室に噴射される。燃焼室には、電流を通じて赤熱させられ、燃料噴霧の一部を吹き付けられ、着火・燃焼を促進させられるグロープラグ７が設けられている。
【００２９】
ディーゼルエンジンは、冷却水通路に導かれた冷却水により冷却される。その冷却水温度は、水温センサ１により検出される。ディーゼルエンジンのクランクシャフトの基準角度位置を検出するためのクランクポジションセンサも取り付けられている。
【００３０】
ディーゼルエンジンコントロールコンピュータ８は、インテークヒータ制御、グロー制御などを実行するマイクロコンピュータシステムであり、そのハードウェア構成は図２に示されている。図２は、本発明の実施形態の始動補助装置を有するディーゼルエンジンのコントロールコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１１に格納されたプログラムおよび各種のマップに従って、中央処理装置（ＣＰＵ）９は、水温センサ１と吸気温センサ２Ａ／Ｄ変換回路１３に、スタータ信号３、ＩＧ ＳＷ４およびインテークヒータ信号５を入力インターフェース回路（入力Ｉ／Ｆ）１４を介して入力し、その入力信号に基づき演算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路（ＤＲＶ）１５、１６を介してインテークヒータ６やグロープラグ７に出力する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２は、演算・制御処理過程における一般的なデータ記憶場所として使用される。バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）１７は、図示のないバッテリに直接接続されることにより、電力の供給を受け、イグニッションスイッチがオフのときでも保持されるべきデータ（たとえば、各種学習値）を格納するために使用される。また、ディーゼルエンジンコントロールコンピュータ８内の各種要素は、アドレスバス、データバス及びコントロールバスからなるシステムバス１０により接続されている。
【００３１】
以上のようなハードウェア構成を有するディーゼルエンジンにおいて実行されるディーゼルエンジンコントロールコンピュータ８のインテークヒータ通電制御、グロー通電制御について説明する。なお、インテークヒータ通電制御とグロー通電制御は、同一の制御の考え方を適用することとするので、インテークヒータ通電制御について、図３、４、５で説明し、グロー通電制御は、援用することとし、説明は省略する。
【００３２】
図３により、本発明の実施形態の始動補助装置の１例であるインテークヒータ通電制御を説明する。図３は、本発明の実施形態の始動補助装置の１例であるインテークヒータの再始動時通電時間補正係数算出ルーチンである。
【００３３】
Ｓ１（ステップ１。以下同様）では、スタータＯＦＦからＯＮへの切替わりを判定する。スタータＯＦＦ→ＯＮのとき、Ｓ２に進む。スタータＯＦＦ→ＯＮでないとき、何も実行せず、本ルーチンを終了する（ＥＮＤ）。
【００３４】
Ｓ２では、水温センサ１で検出された現在の水温をスタンバイＲＡＭ（ｅｔｈｗｓｔ）に記憶させる。
【００３５】
Ｓ３では、水温センサ１で検出された現在の水温（ｇｔｈｗ）と吸気温センサ２で検出された吸気温（ｇｔｈａ）の差を計算し、双方の差が所定値（ＥＴＨＷＡ）より大きいとき（ＹＥＳのとき）、Ｓ４に進む。双方の差が所定値（ＥＴＨＷＡ）以下のとき（ＮＯのとき）、長時間放置状態と判定して、Ｓ７に進む。
【００３６】
Ｓ４では、Ｓ２において記憶した今回の始動時水温（ｅｔｈｗｓｔｉ）と、前回の始動時に記憶した水温（ｅｔｈｗｓｔｉ−１）から前回始動時からの温度上昇代（ｅｔｈｗｓｔｉ−ｅｔｈｗｓｔｉ−１）を計算し、この温度上昇代が所定値（ＥＴＨＷＳＴＤＬ）より大きいとき（ＹＥＳのとき）、再始動時と判定し、Ｓ５に進む。温度上昇代が所定値（ＥＴＨＷＳＴＤＬ）以下のとき（ＮＯのとき）、Ｓ７に進む。
【００３７】
Ｓ５では、インテークヒータＯＦＦ継続時間（ｅｃｉｈｏｆｆ）が所定値（ＥＴＩＨＯＦＦ）より小さいとき（ＹＥＳのとき）、Ｓ６に進む。インテークヒータＯＦＦ継続時間（ｅｃｉｈｏｆｆ）が所定値（ＥＴＩＨＯＦＦ）以上のとき（ＮＯのとき）、Ｓ７に進む。
【００３８】
Ｓ６では、Ｓ４において算出した前回始動時からの温度上昇代（ｅｔｈｗｓｔｉ−ｅｔｈｗｓｔｉ−１）に応じて再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）を算出する。再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）は、図４の一次元マップから算出される。図４は、再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）と前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差（ｅｔｈｗｓｔｉ−ｅｔｈｗｓｔｉ−１）の関係を示したグラフである。この一次元マップから、温度上昇代（ｅｔｈｗｓｔｉ−ｅｔｈｗｓｔｉ−１）が大きいほど、再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）が小さくなることがわかる。
【００３９】
Ｓ７では、再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）が１とされる。
【００４０】
次に、再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）の反映方法を説明する。再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）の反映方法として、インテークヒータまたはグロープラグへの通電時間の設定という方法と通電する電流値の設定の２つがある。以下に、通電時間について、説明するが、電流値についても同様であるので、説明を省略するが、援用することができるものである。
【００４１】
スタータＯＦＦ→ＯＮ、またはＯＮ→ＯＦＦ時に、水温（ｇｔｈｗ）に応じて冷間時インテークヒータ通電時間（ｅｃｉｈｓｔ）を図５の一次元マップから算出する。図５は、冷間時インテークヒータ通電時間（ｅｃｉｈｓｔ）と水温（ｇｔｈｗ）の関係を示したグラフである。冷間時インテークヒータ通電時間（ｅｃｉｈｓｔ）を算出した後、最終的なインテークヒータ通電時間（ｅｃｉｈｒｅｌ）を次の式から算出する。ｅｃｉｈｒｅｌ＝ｅｃｉｈｓｔ×ｅｍｃｉｈ。始動時、この式から算出した最終的なインテークヒータ通電時間（ｅｃｉｈｒｅｌ）をインテークヒータ６に通電し、吸気温を上昇させる。
【００４２】
以上説明した制御方法によれば、始動時、インテークヒータ６またはグロープラグ７に適切な通電時間または適切な電流値を設定することができるので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもない。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する通電時間を、前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置であるので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００４４】
請求項２の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する通電時間を、前回始動時に検出された水温より今回検出された水温の方が所定値以上大きいとき、その水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置であるので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００４５】
請求項３の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する電流値を、前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置であるので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００４６】
請求項４の発明は、ディーゼルエンジンの始動時に、吸入空気を加熱するためのインテークヒータと燃料の着火を促進するグロープラグとのいずれかを備えた前記ディーゼルエンジンの始動補助装置において、前記インテークヒータもしくはグロープラグに通電する電流値を、前回始動時に検出された水温より今回検出された水温の方が所定値以上大きいとき、その水温の差に基づいて設定するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの始動補助装置であるので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００４７】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の構成に加えて、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、始動時に検出された水温と吸気温との差と他の所定値との比較の結果に応じて行われるように構成されているので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００４８】
請求項６の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の構成に加えて、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、始動時に検出された水温と吸気温との差が他の所定値以上の場合に行われるように構成されているので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００４９】
請求項７の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の構成に加えて、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、前記インテークヒータもしくは前記グロープラグを非通電にした時間と予め定めた更に他の所定値との比較の結果に応じて行われるように構成されているので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【００５０】
請求項８の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の構成に加えて、前記通電時間もしくは電流値の前記水温の差に基づく設定は、前記インテークヒータもしくは前記グロープラグを非通電にした時間が予め定めた更に他の所定値以下の場合に行われるように構成されているので、無駄な通電をすることがなく、余分な電力消費をすることもないという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の始動補助装置を有するディーゼルエンジンの全体概要図である。
【図２】 本発明の実施形態の始動補助装置を有するディーゼルエンジンのコントロールコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の実施形態の始動補助装置の１例であるインテークヒータの再始動時通電時間補正係数算出ルーチンである。
【図４】 再始動時通電時間補正係数（ｅｍｃｉｈ）と前回始動時に検出された水温と今回検出された水温の差（ｅｔｈｗｓｔｉ−ｅｔｈｗｓｔｉ−１）の関係を示したグラフである。
【図５】 冷間時インテークヒータ通電時間（ｅｃｉｈｓｔ）と水温（ｇｔｈｗ）の関係を示したグラフである。
【図６】 従来技術の直噴式ディーゼルエンジン用インテークヒータの制御回路図である。
【符号の説明】
１…… 水温センサ
２…… 吸気温センサ
３…… スタータ信号
４…… ＩＧ  ＳＷ
５…… インテークヒータ信号
６…… インテークヒータ
７…… グロープラグ
８…… エンジンコントロールコンピュータ
９…… 中央処理装置（ＣＰＵ）
１０…… システムバス
１１…… リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
１２…… ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
１３…… Ａ／Ｄ変換回路（ Ａ／Ｄ）
１４…… 入力インターフェース回路（入力Ｉ／Ｆ）
１５…… 駆動制御回路（ＤＲＶ）
１６…… 駆動制御回路（ＤＲＶ）
１７…… バックアップＲＡＭ（Ｂ―ＲＡＭ）
２１…… キースイッチ
２２…… ヒーティングコントロール用タイマ
２３…… プレヒートリレー
２５…… アフターヒートリレー
２６…… アフターヒート回路
２７…… インテークヒータ
２８…… スタータレギュレータ
２９…… 水温センサ
３０…… 可変抵抗器
３１…… ステップモータ
３２…… 水温検出増幅回路
３３…… モータ駆動回路
【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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