JP2005042628A - Method for controlling diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はディーゼルエンジン制御方法に関する。 The present invention relates to a diesel engine control method.
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。
Conventionally, the diesel engine control method of
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。 However, in the conventional diesel engine control method, the relationship between the resistance value and the temperature is not stable during the pre-glow period, so the temperature of the heating resistor coil cannot be estimated from the resistance value of the heating resistor coil. Also, after the pre-glow period, the temperature can be estimated by measuring the resistance value of the heating resistor coil, but it is difficult to accurately control the temperature of the heating resistor coil because the temperature is not directly measured. It is. This is presumably because the temperature fluctuation range of the heating resistor coil is widened because there is a time lag between the resistance value and the temperature of the heating resistor coil. Here, if the temperature of the heating resistor coil is too higher than the target temperature, the heat resistance temperature of the heating resistor coil is reached, and there is a problem that the durability of the glow plug decreases due to problems such as disconnection. Also, if the temperature of the heating resistor coil is too lower than the target temperature, it will be difficult to start the engine before starting the engine, and it will cause diesel knock, noise, white smoke, HC component, etc. after starting the engine. Will occur.
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。
For this reason, a glow plug in which a thermocouple as a temperature sensing element is embedded in the diesel engine control method described in
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。
However, in the diesel engine control method described in
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。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and is a diesel engine control method capable of accurately measuring the temperature of a heating resistor coil and reliably controlling the heating resistor coil based on the measured value. Providing is an issue to be solved.
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
The diesel engine control method of the present invention includes a heater part that generates heat when energized, a glow plug that is attached in such a manner that the tip of the heater part protrudes into a combustion chamber of the diesel engine, and controls energization of the heater part. In a diesel engine control method for controlling the diesel engine using a glow plug control means,
The glow plug has a heating resistor coil that heats the heater unit by energization, and a temperature sensing point of a temperature sensing element capable of outputting the temperature of the heater unit by the heating resistor coil as an output signal is located inside the heating resistor coil. Is located in
The glow plug control means feedback-controls the output signal of the temperature sensing element to energize the heating resistor coil.
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。 In the diesel engine control method of the present invention, a glow plug in which the temperature sensing point of the temperature sensing element is located inside the heating resistance coil is used, and the energization to the heating resistance coil is feedback controlled by the output signal of the temperature sensing element. In this glow plug, since the temperature sensing point of the temperature sensing element is located inside the heating resistance coil, there is no directionality, and when it is installed in the combustion chamber of a diesel engine, the measured temperature does not vary depending on the installation direction. . Further, since the temperature sensitive element is hardly cooled by swirl, the temperature of the heating resistor coil can be accurately measured. Further, the temperature of the heating resistor coil can be accurately measured not only after the pre-glow period but also during the pre-glow period. Therefore, in the diesel engine control method using this glow plug, it is possible to perform control based on the accurate temperature of the heating resistor coil.
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。 Therefore, according to the diesel engine control method of the present invention, the temperature of the heating resistor coil can be accurately measured, and the heating resistor coil can be reliably controlled based on the measured value. Thereby, in the diesel engine control method of the present invention, the durability of the glow plug is improved, the engine can be easily started, and the generation of diesel knock, noise, white smoke, HC components, etc. can be reduced. it can.
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。 The glow plug control means energizes the heating resistor coil based on an output signal of the temperature sensing element in a pre-glow period in which the temperature of the heating resistor coil is set to a predetermined temperature and a cranking period in which the starter is driven. It is preferable to perform on / off control. In the pre-glow period, it is desirable that the heating resistance coil has a temperature sufficient to start the diesel engine in as short a time as possible. Further, during the cranking period, the temperature of the heating resistor coil suddenly decreases due to the swirl, so that it is necessary to quickly increase the temperature of the heating resistor coil. For these reasons, it is desirable to control on and off as much current as possible to the heating resistor coil based on the output signal of the temperature sensing element during the pre-glow period and the cranking period. As a result, the engine can be easily started.
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。 Further, it is preferable that the glow plug control means performs duty ratio control of energization to the heating resistor coil based on an output signal of the temperature sensing element during an after glow period after starting the diesel engine. Even after the diesel engine is started, combustion remains unstable for a while. For this reason, in the afterglow period, it is desirable to maintain the temperature of the heating resistance coil at a certain level by controlling the duty ratio of the energization to the heating resistance coil. Specifically, the predetermined temperature is selected from the range of 500 ° C to 900 ° C. Below 500 ° C., the effect of reducing diesel knock, noise, white smoke, generation of HC components, etc. is low, and when it exceeds 900 ° C., the burden on the glow plug is large and the durability tends to decrease.
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。 In the diesel engine control method of the present invention, it is preferable that the diesel engine control method further comprises a notification means for notifying the possibility of cranking based on the output signal of the temperature sensing element. Thereby, a driver | operator can know the timing which makes a key switch a start position.
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。 The diesel engine control method of the present invention may further include a fuel injection device control means for controlling the fuel injection device based on an output signal of the temperature sensing element. In the diesel engine control method of the present invention, the output signal of the temperature sensing element can be used as the input signal of the fuel injection device control means by measuring the temperature of the combustion chamber after the engine has rotated.
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。
In the diesel engine control method of the present embodiment, the
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。
Here, the
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。
As shown in FIG. 1, a hexagonal cross-section tool engagement portion for engaging a tool such as a torque wrench on the outer peripheral surface on the
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
Next, an electric circuit used in the diesel engine control method of the present embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration centering on the glow plug
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。
When the key switch KSW is set to the ON position or the START position, power is supplied from the positive terminal of the battery BT to the
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。
The positive terminal of the battery BT is connected to the drains of the n switching elements SW1 to SWn. The sources of the switching elements SW1 to SWn are connected to n glow plugs GP1 to GPn. The
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。
The
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。
Next, an outline of a diesel engine control method for controlling the glow plugs GP1 to GPn by the glow plug
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。
Next, a diesel engine control method for controlling the glow plugs GP1 to GPn by the glow plug
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。 When the execution of the main program is started, step S1 is first executed. In step S1, after starting a timer for measuring a cycle (12.5 ms) in which the main program is executed, start signal input processing is performed, and a start signal input processing subroutine shown in FIG. 7 is executed. In step S101 of the start signal input processing subroutine, it is determined whether it is a pre-glow period or a cranking period. If it is the pre-glow period or the cranking period (YES), the process proceeds to step S102. If it is not the pre-glow period or the cranking period (NO), that is, if it is an after-glow period, the process returns to the main program. Therefore, the start signal input processing subroutine is performed only in the pre-glow period or the cranking period, and is not performed in the after-glow period. In the pre-glow period, it is necessary to monitor the START signal of the key switch KSW for shifting to the cranking period, and in the cranking period, it is necessary to monitor the START signal of the key switch KSW for shifting to the after-glow period. Because.
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。 In step S102, the START signal of the key switch KSW is input, and it is checked whether the START signal is continuously ON for 0.1 seconds. Specifically, as will be described later, since the main program is executed every 12.5 msec, it is checked whether or not the START signal is ON for 8 consecutive periods. If the START signal is ON continuously for 0.1 second (YES), the process proceeds to step S104. If the START signal is not ON continuously for 0.1 seconds (NO), the process proceeds to step S103. In step S103, it is checked whether or not the START signal is continuously OFF for 0.1 seconds. Also in this case, it is checked whether the START signal is OFF for 8 consecutive periods. If the START signal is OFF for 0.1 seconds continuously (YES), the process proceeds to step S105. If the START signal is not OFF continuously for 0.1 second (NO), the process returns to the main program. In step S104, it stores that the key switch KSW is in the START position, and returns to the main program. In step S105, it is stored that the key switch KSW is not in the START position, and the process returns to the main program. However, the history of the state of the key switch KSW such as when the key switch KSW is once turned off after being set to the START position is also stored. Here, when the START signal is continuously ON or OFF for 0.1 seconds, the key switch KSW is assumed to be in the START position or not in the START position. This is to avoid it.
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。
Next, in step S2 of FIG. 6, the temperatures of the glow plugs GP1 to GPn are input. Specifically, the signals of the
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。 In step S3, it is checked whether or not it is a cranking period. If it is the cranking period (YES), the process proceeds to step S6, and if not the cranking period (NO), the process proceeds to step S4. In step S4, it is checked whether or not it is an afterglow period. If it is the afterglow period (YES), the process proceeds to step S7. If it is not the afterglow period (NO), that is, if it is the pre-glow period, the process proceeds to step S5. Here, whether the pre-glow period, the cranking period, or the after-glow period is determined is determined based on the history of the state of the key switch KSW, and is stored using, for example, a flag.
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。
In step S5, a pre-glow process is performed, and a pre-glow process subroutine shown in FIG. 8 is executed. In step S501 of the pre-glow processing subroutine, it is checked whether or not the temperature of the
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。
In step S502, the current temperature is compared with the target temperature. If the current temperature is equal to or higher than the target temperature (YES), the process proceeds to step S503. If the current temperature is lower than the target temperature (NO), the process proceeds to step S506. Here, the current temperature is the temperature stored in step S2. In step S503, the glow lamp L is turned off, the driver is informed that the temperature of the
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。
In step S506, the glow lamp L is turned on to inform the driver that the temperature of the
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。
In step S510, it is checked whether or not the heat retention time has elapsed. The heat retention time is 30 seconds after the temperature of the
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。 Further, in step S514, the heat insulation energization is turned off, and the process proceeds to step S515. In step S515, the fact that the heat retention time has elapsed is stored (key-on leaving), and the process returns to the main program.
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。
Further, in step S6 of FIG. 6, a cranking process is performed, and a cranking process subroutine shown in FIG. 9 is executed. In step S61 of the cranking process subroutine, the current temperature is compared with the target temperature (1000 ° C.). If the current temperature is equal to or higher than the target temperature (YES), the process proceeds to step S62. If the current temperature is lower than the target temperature (NO), the process proceeds to step S63. Here, the current temperature is the temperature stored in step S2. In step S62, the cranking energization is turned off and the process returns to the main program. In step S63, the cranking energization is turned on and the process returns to the main program. Here, to turn on / off the cranking energization, specifically, by turning on / off the output signal from the
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。 Further, in step S7 of FIG. 6, afterglow processing is performed, and an afterglow processing subroutine shown in FIG. 10 is executed. In step S71 of the after glow processing subroutine, after glow start processing is performed only once at the beginning of the after glow period. In the afterglow start process, a timer for measuring afterglow time (180 seconds) is started, pre-glow energization, heat insulation energization and cranking energization are turned off, and the glow lamp L is turned off. The afterglow start process of step S71 is executed only once at the beginning of the afterglow period, and is not executed thereafter (algorithm is omitted). After execution of step S71, step S72 is executed.
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。
In step S72, it is checked whether the engine stall is in progress. When the
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。 In step S76, the current temperature is compared with the target temperature (900 ° C.). If the current temperature is equal to or higher than the target temperature (YES), the process proceeds to step S77. If the current temperature is lower than the target temperature (NO), the process proceeds to step S78. Here, the current temperature is the temperature stored in step S2. In step S77, the afterglow energization is turned off and the process returns to the main program. In step S78, afterglow energization is turned on and the process returns to the main program. Here, afterglow energization is based on PWM control.
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。 Further, in step S8 of FIG. 6, it is checked whether or not key-on is left. If the heat retention time has elapsed (YES), it is determined that the key-on is left, and the process proceeds to step S11. If the heat retention time has not elapsed (NO), it is determined that the key-on is not left, and the process proceeds to step S9. Note that the storage of the state in which the heat retention time has elapsed is performed in step S515 in the pre-glow processing subroutine.
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。 In step S9, it is checked whether or not the afterglow time has elapsed. If the afterglow time has elapsed (YES), the process proceeds to step S12. If the afterglow time has not elapsed (NO), the process proceeds to step S10. Note that the storage of the state in which the afterglow time has elapsed is performed in step S75 of the afterglow processing subroutine.
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。 In step S10, it is checked whether 12.5 ms has elapsed. If 12.5 ms has elapsed (YES), the process returns to step S1. If 12.5 ms has not elapsed (NO), step S10 is repeated until it has elapsed. This 12.5 ms is the time from the start of execution of step S1, and a timer for measuring this time is started in step S1. As a result, the main program is executed every 12.5 msec.
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。
In step S11, the
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。
In step S12, the
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。
In the diesel engine control method of the present embodiment, the
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。
In the diesel engine control method, during the pre-glow period, the
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。
Further, in the diesel engine control method, the unstable combustion state usually continues for a while even after the diesel engine is started. In this diesel engine control method, during the afterglow period after starting the diesel engine, the energization to the
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。
Therefore, according to the diesel engine control method of this embodiment, the temperature of the
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。
In addition, since the diesel engine control method includes the glow lamp L that notifies the possibility of cranking based on the output signals of the
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。
Further, in this diesel engine control method, the output signals of the
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。 The present invention is applicable to a diesel engine control method using a glow plug.
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)
1 ...
30. Glow plug control means (glow plug energization control device)
10a, 10b ... temperature sensitive element (thermocouple)
10c ...
Claims (5)
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。 A glow plug that is provided with a heater portion that generates heat when energized, is attached in a form that projects the tip of the heater portion into a combustion chamber of a diesel engine, and a glow plug control means that controls energization to the heater portion, In a diesel engine control method for controlling a diesel engine,
The glow plug has a heating resistor coil that heats the heater unit by energization, and a temperature sensing point of a temperature sensing element capable of outputting the temperature of the heater unit by the heating resistor coil as an output signal is located inside the heating resistor coil. Is located in
The diesel engine control method, wherein the glow plug control means feedback-controls the output signal of the temperature sensing element to energize the heating resistor coil.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003277921A JP2005042628A (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Method for controlling diesel engine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080076264A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 주식회사 유라테크 | Glow plug |
JP2009167850A (en) * | 2008-01-14 | 2009-07-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Energization control device for glow plug |
KR101188072B1 (en) | 2009-08-07 | 2012-10-04 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | Energization Control Apparatus for Glow Plug and Heat Generation System |
-
2003
- 2003-07-22 JP JP2003277921A patent/JP2005042628A/en active Pending
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JP2009167850A (en) * | 2008-01-14 | 2009-07-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Energization control device for glow plug |
KR101188072B1 (en) | 2009-08-07 | 2012-10-04 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | Energization Control Apparatus for Glow Plug and Heat Generation System |
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