JP2008542632A - エンジン冷間始動補助装置の機能不全警告装置 - Google Patents

Abstract

自動車のエンジン（１０）は、エンジンが冷間状態にあり、且つイグニッションスイッチ（１６）がエンジンをクランキングするように操作されたとき、エンジンの燃焼室で燃料が燃焼するのを助けるグロープラグシステム（１４）を有する。第１の回路は、エンジンが始動するのを予期して冷間始動補助装置の作動が開始するように、冷間始動補助装置に信号を送る。第２の回路は、冷間始動補助装置の故障を示す。第３の回路は、警告信号装置（３８）を含み、第１の回路が冷間始動補助装置に作動開始信号を送り、第２の回路が冷間始動補助装置の故障を示すと、警告信号装置を作動させて、示された故障を自動車の運転者に知らせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼エンジンによって駆動される自動車に関し、特にエンジンの冷間始動を補助するグロープラグのような冷間始動補助装置を有するディーゼルエンジンに関する。より詳細には、本発明は、警告後、問題が都合よく解決されるまで、運転者がエンジンをクランキングさせず、それによってエンジンが始動し自力で回転し始める前に自動車のバッテリーが「あがって」しまうことを防止する、冷間始動補助装置システムの示された機能不全あるいは故障を運転者に警告するシステムに関する。

自動車のディーゼルエンジンは、しばしば、特にエンジンの冷間始動時に始動補助装置を用いる。始動補助装置は、噴射されたディーゼル燃料を圧縮点火によって確実に燃焼させるために、燃焼室内に熱が十分に伝わるまで用いられる。

既知の冷間始動補助装置には、エーテル噴射、ブロックヒーティング、グロープラグがある。エーテル噴射では、非常に燃えやすく低温でも燃料の点火を補助するのに効果的であるガス（エーテル）を燃焼室に導入する。エーテルを使用すると再補充が必要な車載の供給装置を必要となり、また、エーテルシステムを設置することよりエンジンのコストが増加する。

グロープラグは、通電されて燃焼室を加熱し、噴射されたディーゼル燃料の燃焼を補助する。所望の作動温度に達するまで、エンジンの初期作動中、グロープラグに通電し続けるのがよい。

典型的には、グロープラグ始動補助システムは、各燃焼室と関連している１または２以上のグロープラグと、自動車のバッテリーからグロープラグへの電流送出を制御する何らかのコントローラすなわち制御システムとを備えている。コントローラは、バッテリー電流をグロープラグに流す１または２以上のリレーを備えている。

冷間状態のエンジンが始動されるときには、１または２以上のリレーが、グロープラグをバッテリーに接続する１または２以上の接点を作動させ、電流がグロープラグを加熱し、さらに、グローランプが燃焼室を加熱する。燃焼室加熱中、コントローラによってリレーが間欠的にスイッチオフされるので、電流は間欠的にグロープラグに送られる。その後、エンジンが始動し自力で回転し始めるまでエンジンがクランキングされ、リレーは、エンジンが暖まるように作動させ続けられるのがよい。

エンジンを始動させる冷間始動補助装置の故障は、冷間始動補助装置自体の原因以外の原因を含む様々な原因による。しかし、冷間時は、冷間始動補助装置の故障だけで、エンジンをうまく始動させることができなくなる。低温は、また、セルモータによってエンジンをクランキングさせるために用いられるバッテリーに過度の負担を与える。冷間時にディーゼルエンジンを始動させる自動車の運転者は、最終的にエンジンが始動することを期待してエンジンをクランキングさせ続ける。しかし、クランキングし過ぎると、バッテリーが「あがり」、更なるクランキングが不可能になる。その時、この自動車には、サービスマンが装備をもって救援に来ることが必要になり、修理施設まで牽引する必要が生じることもしばしばある。

そのような冷間時のバッテリーあがりに至る状況を防止することが望ましく、本発明は、これを目的とする。

運転者がエンジンを始動させるために冷間始動補助装置を用いるときに、冷間始動補助装置、特にグロープラグ始動補助システムで起こり得る故障に適当なタイミングで気付くことができれば、運転者はバッテリーが「あがる」までエンジンをクランキングさせないと発明者らは考える。それによって必ずしも故障自体は直らないが、自動車が遠隔地にあるとき特に有益である電力を温存し、また、バッテリーに過度の負担をかけるのを防止し、そのような負荷から生じるバッテリー寿命およびバッテリー性能についての不都合な結果を回避することができる。

エンジンがグロープラグだけでなく、エーテル噴射あるいはブロックヒーティングのような付加的な冷間始動補助装置システムも備えていれば、運転者にグロープラグシステムの示された故障が知らされれば、グロープラグの代わりにそれらの代替手段を素早く使用することができる。

本発明は、１つの態様では、運転者にグロープラグシステムの故障を示すシステムに関するので、バッテリーが「あがって」しまうことのある過度のクランキングを回避することができる。

本発明の１つの上位概念は、エンジンが冷間状態にあり且つエンジンを始動すべくイグニッションスイッチが操作されたとき、エンジンの燃焼室で燃料が燃焼するのを助ける冷間始動補助装置を有する内燃エンジンを備える自動車を備えている。第１の回路は、エンジンがクランキングするのを予期して冷間始動補助装置の作動を開始させるように、冷間始動助装置に信号を送る。第２の回路は、冷間始動補助装置の故障を示す。第３の回路は、警告信号装置を備え、第１の回路が冷間始動補助装置に作動開始信号を送り且つ第２の回路が冷間始動補助装置の故障を示すと警告信号装置を作動させ、示された故障を自動車の運転者に知らせる。

他の上位概念は、自動車を駆動する内燃エンジンを始動させる冷間始動補助装置の示された故障を自動車の運転者に知らせ、運転者が、示された故障のために、冷間始動の間、エンジンをクランキングさせる１または２以上のバッテリーが「あがる」のを防止することができる方法を含む。この方法は、運転者がイグニッションスイッチをオフ位置からオン位置に操作し、冷間始動補助装置に作動開始信号を送った後、冷間始動補助装置の示された故障を表示するステップと、冷間始動補助装置に始動開始信号が送られ、且つ冷間始動補助装置の示された故障が表示されると、運転者の面前の警告装置を作動させ示された故障を運転者に知らせるステップとを含む。

本発明の上述の特徴および利点、および他の特徴および利点を、本発明を実施するのに現時点で考えられる最適な形態を示す本発明の好ましい実施形態の以下の説明に示す。本明細書は、後述する図面を含む。

図１は、自動車のディーゼルエンジン１０およびこれに関連する電気系統の部分１２を示す。このような自動車の例は大型トラックであり、大型トラックでは、燃料噴射システムによってディーゼル燃料が噴射され、圧縮熱で着火し、エンジンを回転させ自動車を駆動する燃焼室をエンジン１０が備えている。

エンジンの冷間始動を助けるために、エンジン１０は、燃焼室と関連している個々のグロープラグを有するグロープラグシステム１４を含む。グロープラグシステム１４は、電気系統と統合されることによって、あるいは電気系統に接続された別々のユニットとしてのいずれかによって電気系統１２の一部分を形成するグロープラグコントローラを含む。

運転者が操作できるように自動車の運転席に配置されたイグニッションスイッチ１６は、エンジン１０を始動および停止させる機能を有する。典型的なイグニッションスイッチは、スイッチを、アクセサリ位置、オフ位置、イグニション位置、およびクランキング位置に選択的に操作するためのキーを必要とする。イグニション位置は、オン位置と呼ばれる場合もある。キーは、スイッチがオフ位置にある状態でスイッチに挿入されるのが一般的である。ある方法では、挿入したキーをオフ位置から回すことによって、スイッチをアクセサリ位置に配置する。別の方法では、挿入したキーをオフ位置から回すことによって、スイッチをまずイグニション位置あるいはオン位置に配置する。リターンスプリングに抗してキーを更に回すことによって、始動時にエンジン１０をクランキングさせるクランキング位置にスイッチが配置される。

グロープラグシステム１４の１つの制御入力装置は、イグニッションスイッチ１６がオン位置に配置されたという信号を出す回路である。グロープラグシステムの実際の作動は他の制御入力装置にも依存するが、イグニッションスイッチ１６がオン位置にない場合には、グロープラグは自動車のバッテリー１８から通電されない。

グロープラグシステム１４のコントローラは、１または２以上のリレー２０を含み、このリレーを通してバッテリー電流が個々のグロープラグに送られる。イグニッションスイッチ１６がオン位置にあり、システム１４が作動開始信号を受けたとき、リレー２０のコイルがバッテリーから通電され、リレーの接点が閉じられ、それによってグロープラグがバッテリーに接続される。グロープラグに送られるバッテリー電流が、グロープラグを加熱し、熱が燃焼室に移動する。

コントローラおよび／または運転者の判断によって決定される加熱時間経過後、エンジンに燃料を供給してクランキングさせることができる。運転者がイグニッションスイッチをクランキング位置に回すことによってクランキングされる。グロープラグシステムによって十分に加熱されていれば、過度にクランキングすることなくエンジンが始動する。

しかし、グロープラグシステムの故障によって加熱は十分でなくなると、クランキングを繰り返してもエンジンを始動させることができなくなる。エンジンが始動しない過度のクランキングにより、バッテリーはクランキングができなくなるまで消耗してしまう。
リレー２０の故障は、そのような望ましくない結果を生じさせるタイプの故障である。
そのような故障の早期発見および運転者への素早い通知によって、運転者は、エンジンが始動できずにバッテリーが「あがって」しまう過度のクランキングを回避することができる。

図１は、グロープラグを加熱するとき適当に作動するリレー２０の故障のような、システム１４内の故障を示すＧＰＤ信号と名付けられた信号を提供するグロープラグシステム１４に接続された回路を示す。この回路は、ＧＰＤ信号およびＧＰＣ＿ＦＬＧと名付けられた信号を処理する。後者の信号は、グロープラグが加熱されることになるとき論理値「１」を有し、さもなければ論理値「０」を有する。ＧＰＤ信号は、グロープラグが加熱されることになるとき適当に作動するリレー２０の故障のようなグロープラグシステム１４内の故障が示されたとき、論理値「１」を有し、それ以外は論理値「０」を有する。

ＧＰＤ信号およびＧＰＣ＿ＦＬＧ信号を処理する回路は、２つの信号を比較する比較機能部３０を備える。グロープラグが加熱されることになるとき、ＧＰＤ信号は、論理値「０」から論理値「１」に変化する。もしリレー２０が、ＧＰＤ信号の変化に応じて適当に作動しないならば、ＧＰＣ＿ＦＬＧ信号は論理値「１」から論理値「０」に変化せず、その代わりに論理値「１」のままである。その結果、両入力が論理値「１」となり、比較機能部３０がタイマ３２をスタートさせる。
更なる比較機能部３４が、タイマ３２（ＧＰＤ＿ＴＭＲ）の経過時間を基準時間ＧＰＤ＿ＴＭと比較する。もしタイマ３２が基準時間を超えて作動するならば、比較機能部３４はラッチ機能部３６を設定して信号ＧＰＣ＿ＳＹＳ＿ＦＬＴによって故障を示す。

ＧＰＣ＿ＳＹＳ＿ＦＬＴ信号は、即座に用心深い運転者の注意をひく自動車の運転席の位置に配置された警告ランプ３８の点滅を開始させる。点滅するランプを見て、運転者はグロープラグシステムの示された故障のために、エンジンのクランキングを中止する。

ランプ３８の点滅は、グロープラグランプ点滅コード／点滅モード可能ロジック４０、グロープラグランプ出力ロジック４２、グロープラグランプ制御ロジック４４、およびグロープラグランプ出力ドライバ設定４６を含む制御方法のいくつかの要素によって行われる。制御方法は、グロープラグランプ出力ロジック４２およびグロープラグランプ制御ロジック４４の集合効果によって警告特性を可能にする。

グロープラグランプ点滅コード／点滅モード可能ロジック４０は、ランプ３８を作動および停止させて点滅を生じさせるオン−オフ信号にＧＰＬ＿ＦＬＧ信号を変換する。グロープラグランプ出力ドライバ設定４６が、オン−オフ点滅信号のロジックを特定のランプのロジックに適合させているので、適当に点滅する。

ＧＰＣ＿ＳＹＳ＿ＦＬＴ信号によって故障が示されたならば、イグニッションスイッチ１６がオフ位置に回されるまで信号が提供され続ける。これは、イグニッションスイッチ１６がオフ位置にあるときのみラッチ機能３６がリセットされるためである。

本発明の現在好ましい実施形態を示し記載したが、本発明の原理は、添付した特許請求の範囲内である全ての実施形態に適用されることが理解されるべきである。

本発明の原理に関連した自動車エンジンおよび関連する電気系統の部分の回路図である。

Claims (16)

1. エンジンが冷間状態であり、且つエンジンを始動すべくイグニッションスイッチが操作されたときエンジン燃焼室で燃料が燃焼するのを助ける冷間始動補助装置を有する内燃エンジンと、
   エンジンがクランキングされるのを予期して冷間始動補助装置の作動を開始させるように前記冷間始動補助装置に信号を送る第１の回路と、
   前記冷間始動補助装置の故障を示す第２の回路と、
   警告信号装置を含み、前記第１の回路が冷間始動補助装置に作動開始信号を送り前記第２の回路が前記冷間始動補助装置の故障を示すと、前記警告信号装置を作動させて示された故障を自動車の運転者に知らせる第３の回路と、を備えている、
   ことを特徴とする自動車。
2. 前記イグニッションスイッチを、オフ、オンおよびクランキング位置に選択的に配置することができ、
   前記第１の回路が、前記冷間始動補助装置に作動開始信号を送るためには、前記イグニッションスイッチがオン位置にあることを必要とする、
   請求項１に記載の自動車。
3. 前記冷間始動補助装置が、前記イグニッションスイッチがオン位置にあり、且つ前記第１の回路が前記冷間始動補助装置に作動開始信号を送られたとき燃焼室を電気的に加熱するグロープラグを含む、
   請求項２に記載の自動車。
4. グロープラグの電流が、作動が第１の回路によって制御されるリレーの接点を通し伝えられる、
   請求項３に記載の自動車。
5. 前記第２の回路は、リレーの故障を示す、
   請求項４に記載の自動車。
6. 前記故障が、前記イグニッションスイッチがオン位置にあり且つ前記第１の回路が冷間始動補助装置に作動開始信号を送ったときに作動するリレーの故障によって示される、
   請求項４に記載の自動車。
7. 前記警告装置が、作動時に光る可視インジケータを備えている、
   請求項１に記載の自動車。
8. 前記警告装置が、作動時に点滅するランプを備えている、
   請求項１に記載の自動車。
9. 前記第３の回路が、前記第１の回路が前記冷間始動補助装置に信号を送り且つ第２の回路が故障を示すと開始するタイマと、該タイマの経過時間を基準時間と比較するコンパレータと、前記タイマの経過時間が基準時間に一致したとき前記警告装置を作動させるディテクタとを備えている、
   請求項１に記載の自動車。
10. 前記警告装置を作動させた後、前記イグニッションスイッチをオフ位置に操作するまでディテクタが、前記警告装置の作動を維持する、
    請求項９に記載の自動車。
11. 自動車を駆動する内燃エンジンを始動させるための冷間始動補助装置の示された故障を自動車の運転者に知らせ、運転者が、示された故障のために、冷間始動時に、エンジンをクランキングさせる１または２以上のバッテリーが消耗することを防止することができる方法であって、
    運転者がイグニッションスイッチをオフ位置からオン位置に操作した後、前記冷間始動補助装置に作動開始信号を送るステップと、
    前記冷間始動補助装置の示された故障を表示するステップと、
    前記冷間始動補助装置に始動開始信号が送られ、且つ前記冷間始動補助装置の示された故障が表示されると、運転者の面前の前記警告装置を作動させ前記示された故障を運転者に知らせるステップと、を備えている、
    ことを特徴とする方法。
12. 前記警告装置を作動させるステップが、運転者の視野内で可視インジケータを光らせるステップを含む、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記警告装置を作動させるステップが、運転者の視野内でランプを点滅させるステップを含む、
    請求項１１に記載の方法。
14. 前記運転者の視野内でランプを点滅させるステップが、イグニッションスイッチをオフ位置に操作するまでランプを点滅させ続けるステップを含む、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記冷間始動補助装置の示された故障を表示するステップが、前記イグニッションスイッチをオフ位置からオン位置へ操作した後に作動するリレーの故障を表示するステップを含む、
    請求項１１に記載の方法。
16. 前記冷間始動補助装置の示された故障を表示するステップが、エンジン燃焼室を電気的に加熱するグロープラグに電流を送るグロープラグ制御デバイスの故障を表示するステップを含む、
    請求項１５に記載の方法。

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