JP2015108370A - グロープラグ制御装置及びグロープラグ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 グロープラグ10は、軸孔11Hを有するハウジング11と先端部14Sがハウジングの先端13Sから突出しハウジングとの間に環状に間隙CVを有して軸孔11H内に配置され、通電により発熱するヒータ部材14と、ハウジングの軸孔内で、ヒータ部材14を軸線方向AXに相対移動可能かつ弾性的にハウジングに連結し、燃焼ガスがハウジングとヒータ部材との間の間隙CVを後端側に進入するのを遮断するシール部材26と、を有する。グロープラグ制御装置1,5は、始動時通電手段S3と、始動前後以外で、ハウジング11の軸孔11H内にデポジットが堆積する運転状態のときに、シール部材26が200℃以上に加熱されるようにヒータ部材14に通電するデポジット堆積時通電手段S5と、を備える。
【選択図】図3
Description
従って、これらの運転状態の場合に、前述のように、デポジット堆積通電手段で、ヒータ部材に通電することで、各所にデポジットが堆積するのを、適切に防止することができる。
従って、これらの運転状態の場合に、前述のように、デポジット堆積通電ステップで、ヒータ部材に通電することで、各所にデポジットが堆積するのを、適切に防止することができる。
キャップ基端部13Kの内側には、内筒22の先端部22Sとヒータ部材14のシースチューブ15とを連結するメンブレン26が収容されている。すなわち、ヒータ部材14、中軸18及び圧力センサアセンブリ20を、主体金具12及び内筒22内に収容し、さらに、メンブレン26を内筒22の先端部22S及びヒータ部材14のシースチューブ15に溶接により連結した後に、キャップ部材13がメンブレン26及びヒータ部材14に外嵌され、内筒22のフランジ部22Fに溶接されている。
また、キャップ部材13のうち、先端側AXSは、先端13Sに向かって縮径するテーパ形状のテーパ部13Tが形成されている。グロープラグ10をエンジンEGのエンジンヘッドEHのグローホールGH内に取り付ける際、燃焼室FCとの気密を確保するように、テーパ部13TがグローホールGHのテーパシート面TSに密接する。
以上のように、主体金具12、内筒22のフランジ部22F及び先端部22S、並びにキャップ部材13は一体とされて、ハウジング11をなしている。
なお、キャップ部材13の軸孔13Hとヒータ部材14(シースチューブ15)との間の間隙のうち、メンブレン26よりも先端側AXSは、エンジンEGの燃焼室FCに連通する連通間隙CVとなっている。
加えて、メンブレン26は、ハウジング11の軸孔11Hとヒータ部材14との間を軸線方向AXについて気密に遮断している。前述したように、キャップ部材13の内側には、燃焼室FCに連通する連通間隙CVが形成されており、メンブレン26は、この連通間隙CVに面している。このため、燃焼室FCで発生した燃焼ガスが、ハウジング11内の連通間隙CVに進入し、メンブレン26は燃焼ガスに接触するが、メンブレン26よりも基端側AXBに燃焼ガスが進入することを防止している。
加えて、前述したように、グロープラグ10は、燃焼室FCの筒内圧を検知可能とされており、筒内圧に対応する信号が、グローコントローラ5を介して、ECU1に送信される。ECU1は、その筒内圧に対応する信号に基づいて、燃焼室FCにおける燃焼状態の把握、すなわち着火時期や燃焼温度の推定、さらにはノッキング検出、筒内圧のピーク位置検出、失火検出等が可能となる。このように、グロープラグ10は、筒内圧を検出する圧力検知機能を有している。
ステップS3では、グロープラグ10のヒータ部材14に所定パターンで通電を行い、ヒータ部材14を加熱して、エンジンEGの始動前におけるエンジンEGの着火補助、及びアフターグローによる始動後の駆動補助を行う。一方、水温が所定温度以上の場合(Yes)には、ステップS4に進む。エンジンEG自身が暖まっており、前回の運転から時間が余り経過していないなど、グロープラグ10による始動時の着火補助等は不要と考えられるからである。
まず、グロープラグ10の圧力検知機能(圧力センサ)についての机上での圧力感度測定方法について説明する。圧縮空気のボンベをレギュレータを介して接続し、内圧を可変とした気密容器を用意する。気密容器内の内圧を大気圧とした状態で、気密容器内部にグロープラグ10の先端部を挿入固定する。レギュレータに接続したバルブを開閉して、容器内部の圧力を大気圧と大気圧+2MPaとの間でパルス状に変化させ、グロープラグ10の圧力センサからの出力を検知する。これにより、2MPaの気圧(筒内圧)変化に対する感度が得られる。
例えば、実施形態では、ECU1でグローコントローラ5による通電の制御内容まで決定する形態の「グロープラグ通電制御装置」を示した。しかし、ECU1では、各種のセンサにより、煤が発生しハウジング11の軸孔11H内にデポジットが堆積する運転状態であるか否かを検知し、これをグローコントローラ5に通知する。グローコントローラ5は、ECU1からの通知に従って、自律的にグロープラグ10への通電制御を行うようにしても良い。この場合には、グローコントローラ5が、「グロープラグ通電制御装置」に相当する。
EG ディーゼルエンジン(内燃機関)
EH エンジンヘッド
GH グローホール
FC 燃焼室
FL 燃料
EX 排気管
EF 排気ガス
CT 酸化触媒(排気ガス浄化触媒)
DF ディーゼル粒子フィルタ
1 エンジン制御装置(ECU,グロープラグ制御装置)
5 グローコントローラ(グロープラグ制御装置)
10 圧力センサ付きグロープラグ(圧力検知機能を有するグロープラグ)
11 ハウジング
11H (ハウジングの)軸孔
12 主体金具
12H (主体金具の)軸孔
12S 金具先端部
12K 金具基端部
13 キャップ部材
13H (キャップ部材の)軸孔
13S (キャップ部材の)先端
14 ヒータ部材
14S ヒータ先端部
CV (ハウジングとヒータ部材との間の)連通間隙
15 シースチューブ
16A 発熱コイル
16B 制御コイル
20 圧力センサアセンブリ
21 伝達スリーブ
22 内筒
22F フランジ部(ハウジング)
22S 先端部
24 センサ本体
25 圧力検知素子
26 メンブレン(シール部材)
26S (メンブレンの)先端部
26K(メンブレンの)基端部
26F (メンブレンの)先端側面
AX 軸線方向
AXB (軸線方向の)基端側
AXS (軸線方向の)先端側
S3 始動時通電手段
S5 デポジット堆積時通電手段
Claims (6)
- 内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグの通電制御を行うグロープラグ制御装置であって、
上記グロープラグは、
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が上記ハウジングの先端から突出し、上記ハウジングとの間に環状に間隙を有して、上記ハウジングに対し上記軸線方向に相対移動可能な状態で、上記軸孔内に配置され、通電により発熱する直棒状のヒータ部材と、
上記ハウジングの上記軸孔内に配置され、上記ヒータ部材を上記軸線方向に相対移動可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、上記内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスが上記ハウジングと上記ヒータ部材との間の上記間隙を上記軸線方向後端側に向けて進入するのを気密に遮断するシール部材と、を有し、
上記グロープラグ制御装置は、
上記内燃機関の始動前後に上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電する始動時通電手段と、
上記始動前後以外で、上記ハウジングの上記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、上記シール部材が200℃以上に加熱されるように、上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電するデポジット堆積時通電手段と、を備える
グロープラグ制御装置。 - 請求項1に記載のグロープラグ制御装置であって、
前記デポジット堆積時通電手段は、
前記シール部材が250℃以上に加熱されるように、前記グロープラグの前記ヒータ部材に通電する
グロープラグ制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載のグロープラグ制御装置であって、
前記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態には、
排気ガス浄化触媒またはディーゼル粒子フィルタが再活性化するように前記内燃機関を運転する運転状態、または、
燃料供給量を最大にして上記内燃機関を運転する運転状態を含む
グロープラグ制御装置。 - 内燃機関の筒内圧を検出する圧力検知機能を有するグロープラグの通電制御を行うグロープラグ制御方法であって、
上記グロープラグは、
軸線方向に延びる軸孔を有する筒状のハウジングと、
少なくとも自身の先端部が上記ハウジングの先端から突出し、上記ハウジングとの間に環状に間隙を有して、上記ハウジングに対し上記軸線方向に相対移動可能な状態で、上記軸孔内に配置され、通電により発熱する直棒状のヒータ部材と、
上記ハウジングの上記軸孔内に配置され、上記ヒータ部材を上記軸線方向に相対移動可能かつ弾性的に上記ハウジングに連結し、上記内燃機関の燃焼室で発生した燃焼ガスが上記ハウジングと上記ヒータ部材との間の上記間隙を上記軸線方向後端側に向けて進入するのを気密に遮断するシール部材と、を有し、
上記内燃機関の始動前後に上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電する始動時通電ステップと、
上記始動前後以外で、上記ハウジングの上記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態のときに、上記シール部材が200℃以上に加熱されるように、上記グロープラグの上記ヒータ部材に通電するデポジット堆積時通電ステップと、を備える
グロープラグ制御方法。 - 請求項4に記載のグロープラグ制御方法であって、
前記デポジット堆積時通電ステップは、
前記シール部材が250℃以上に加熱されるように、前記グロープラグの前記ヒータ部材に通電する
グロープラグ制御方法。 - 請求項4または請求項5に記載のグロープラグ制御方法であって、
前記軸孔内にデポジットが堆積する運転状態には、
排気ガス浄化触媒またはディーゼル粒子フィルタが再活性化するように前記内燃機関を運転する運転状態、または、
燃料供給量を最大にして上記内燃機関を運転する運転状態を含む
グロープラグ制御方法。
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