JP2023128262A - エンジンの制御装置およびエンジンシステム - Google Patents

Abstract

【課題】プリグロー制御によってエンジンの始動性を確実に向上させることができるエンジンの制御装置およびエンジンシステムを提供する。【解決手段】グロープラグ１１を備えたエンジン本体１０と、エンジン本体１０に対してプリグロー制御を行う制御装置２０とを備えたエンジンシステムにおいて、制御装置２０は、エンジン本体１０がプリグロー制御中であることを報知する報知部２３と、グロープラグ１１への通電によってエンジン本体１０の燃焼室を加熱する通電部２２とを備えている。報知部２３は、グロープラグ１１への通電開始から第１所定時間の間、プリグロー制御中であることを報知する。通電部２２は、報知部２３による報知終了後もグロープラグ１１への通電を継続する。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに対してプリグロー制御を行うエンジンの制御装置、およびエンジンシステムに関する。

エンジンの燃焼室内で燃料の自己着火を行わせるディーゼルエンジンでは、低温環境下でエンジンを始動する際に自己着火が生じにくく、エンジンの始動性が悪化する（エンジンの立ち上がり時間が長くなる）。このため、ディーゼルエンジンを低温始動する際には、プリグロー制御が一般的に行われている（例えば、特許文献１）。プリグロー制御とは、燃料の自己着火が生じやすくなるように、グロープラグやエアヒータなどの始動補助デバイスによってエンジン始動の前に燃焼室内などを予熱する制御である。

特開２００５－４２６２８号公報

特許文献１のような従来のプリグロー制御では、制御開始から一定時間が経過し、エンジンが始動好適状態となると、始動補助デバイスへの通電を停止していた（プリグロー制御を終了していた）。また、エンジンが搭載されている車両などでは、プリグロー制御中は始動補助デバイスへの通電を示すランプなどを点灯し、プリグロー制御が終了するとこのランプを消灯していた。このランプの消灯により、使用者（運転者など）はプリグロー制御の終了を認識し、エンジンの始動操作を行えるようになっていた。

しかしながら、従来のプリグロー制御では、プリグロー制御の終了後にエンジンの始動を開始するまでの間隔（時間）が使用者に委ねられることになる。このため、プリグロー終了からエンジン始動までの間隔によっては、燃焼室内温度が再び低下してしまい、プリグロー制御を行ったにも関わらずエンジンの始動性が向上しない虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プリグロー制御によってエンジンの始動性を確実に向上させることができるエンジンの制御装置およびエンジンシステムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様であるエンジンの制御装置は、始動補助デバイスを備えたエンジンに対してプリグロー制御を行うエンジンの制御装置であって、前記エンジンがプリグロー制御中であることを報知する報知部と、前記始動補助デバイスへの通電によって前記エンジンの燃焼室を加熱する通電部とを備え、前記報知部は、前記始動補助デバイスへの通電開始から第１所定時間の間、プリグロー制御中であることを報知し、前記通電部は、前記報知部による報知終了後も前記始動補助デバイスへの通電を継続することを特徴としている。

上記の構成によれば、プリグロー制御後も始動補助デバイスへの通電が継続されることで、プリグロー制御の終了後に使用者がエンジンを長時間始動させなかった場合であっても燃焼室内温度の低下を抑制し、プリグロー制御によるエンジンの始動性を確実に向上させることができる。

また、上記エンジンの制御装置では、前記通電部は、前記報知部による報知終了から第２所定時間の経過後に前記始動補助デバイスへの通電を終了する構成とすることができる。

上記の構成によれば、プリグロー制御後の始動補助デバイスへの通電が無制限に生じることを回避し、通電の長期化によって始動補助デバイスの寿命が短くなることを抑制できる。

また、上記エンジンの制御装置では、前記第２所定時間は、前記エンジンの温度が低いときほど、前記エンジンの温度が高いときに比べて長く設定される構成とすることができる。

上記の構成によれば、エンジンの温度が低温のときほど、プリグロー制御による燃焼室の加熱量を多くすることができる。

また、上記エンジンの制御装置では、前記エンジンの温度は、前記エンジンの冷却水温、オイル温度、吸気温度および排気温度のうち何れか１つであるとして検出される構成とすることができる。

上記の構成によれば、エンジンの始動性に対しての影響が大きいオイル温度や、オイル温度に対して相関のある温度パラメータ（冷却水温、吸気温度および排気温度）に基づいて始動補助デバイスへの通電時間が設定されるため、通電時間を適切に設定することができる。

また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様であるエンジンシステムは、始動補助デバイスを備えたエンジンと、前記エンジンに対してプリグロー制御を行う制御装置とを備えたエンジンシステムであって、前記制御装置は、上記記載のエンジンの制御装置であることを特徴としている。

本発明のエンジンの制御装置およびエンジンシステムは、プリグロー制御の終了後も始動補助デバイスへの通電を継続することで、使用者によるエンジン始動のタイミングに関わらず、プリグロー制御によるエンジンの始動性を確実に向上させることができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態を示すものであり、エンジンシステムの概略構成図である。 図１のエンジンシステムにおいて、プリグロー制御が含まれる場合のエンジン始動制御を示すタイミングチャートである。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るエンジンシステム（以下、本システム）の概略構成図である。図１に示すように、本システムは、エンジン本体１０と制御装置２０とを具備して構成されている。

エンジン本体１０は、燃焼室内で燃料の自己着火を行わせるディーゼルエンジンなどであり、グロープラグ１１および温度センサ１２を備えている。

グロープラグ１１は、エンジン本体１０のプリグロー制御を行う際に、燃焼室内を予熱する始動補助デバイスの一例である。グロープラグ１１自体は公知であるため、具体的構成の説明は省略するが、グロープラグ１１はその先端がエンジン本体１０の燃焼室内に暴露されており、グロープラグ１１に通電することで先端部分が発熱し、燃焼室内の温度を上げることができる。但し、エンジン本体１０に使用される始動補助デバイスは、グロープラグ１１に限定されるものではなく、他のデバイス（例えばエアヒータ）であってもよい。

温度センサ１２は、エンジン本体１０における温度パラメータを検出するセンサである。温度センサ１２が検出する温度パラメータは特に限定されるものではないが、好適には、エンジン本体１０における冷却水温が挙げられる。エンジンの始動性においては、燃料の着火性の低下だけでなく、オイルの温度も重要（オイル温度が低いと粘度が増加し抵抗となるため）であり、冷却水温はオイル温度との相関が高いうえ、その検出が容易なため温度パラメータとして好適である。但し、温度パラメータとしては、オイル温度を直接検出してもよい。また、吸気温度および排気温度なども、オイルの温度と相関があり、エンジン本体１０の温度パラメータとして使用可能である。

制御装置２０は、メイン制御部２１、通電部２２および報知部２３を備えている。通電部２２はグロープラグ１１への通電制御を行う。報知部２３は、プリグロー制御中であることを報知する報知制御を行う。具体的な報知制御として、報知部２３は外部の報知手段に報知信号を出力するものであり、例えばグローランプへランプ点灯信号を出力する。メイン制御部２１は、通電部２２および報知部２３の制御を行う。

エンジン本体１０では、低温時（例えば、雰囲気温度－２０℃）は燃焼室が冷えているため、燃料の自己着火性が悪くなり、エンジン始動時間も長くなる。このため、低温時のエンジン始動前には、グロープラグ１１に通電して燃焼室を予熱するプリグロー制御が行われる。プリグロー制御の実施の要否は、メイン制御部２１が温度センサ１２の検知温度によって判定することができる。また、プリグロー制御の実施時間（第１所定時間）は温度センサ１２の検知温度によって変更してもよい。すなわち、温度センサ１２の検知温度が低いときほど、検知温度が高いときに比べてプリグロー制御の実施時間を長くしてもよい。

本システムが搭載される車両などでは、プリグロー制御が開始されるとき、運転席にあるランプ（グローランプ）などを点灯させる。グローランプは、報知部２３からのランプ点灯信号によって点灯する。第１所定時間のプリグロー制御によってエンジン本体１０の燃焼室内温度が上昇すると、グローランプが消灯する。すなわち、グローランプの点灯中はエンジン本体１０がプリグロー制御中であることを示し、グローランプの消灯によってプリグロー制御の報知を終了する。グローランプが消灯すれば、使用者（運転者など）は、エンジン本体１０が始動好適状態となったことを認識し、エンジン本体１０のクランキングを行い、エンジンを始動させることができる。

従来のプリグロー制御では、プリグロー制御が終了した時点でグローランプを消灯し、同時にグロープラグへの通電も停止していた。しかしながら、このような制御では、プリグロー制御終了からエンジン始動までの間隔によっては燃焼室内温度が再び低下してしまい、プリグロー制御を行ったにも関わらずエンジンの始動性が向上しない虞があることは上述した通りである。

これに対し、本システムでは、プリグロー制御の終了後もグロープラグ１１への通電を停止せず、グロープラグ１１への通電を継続する。これにより、エンジン始動まで燃焼室内温度が適切に保持される。本システムにおいてプリグロー制御が含まれる場合のエンジン始動制御を、図２のタイミングチャートを参照して以下に説明する。尚、図２では、本システムが車両に搭載された場合のエンジン始動制御を例示する。

まず、時刻ｔ１で運転者によりキースイッチがＯＮされると、温度センサ１２の検知温度が制御装置２０のメイン制御部２１に入力され、プリグロー制御の要否が判定される。検知温度が所定温度以下であり、プリグロー制御が必要と判定された場合には、グロープラグ１１への通電が開始されると共に、グローランプが点灯される。すなわち、時刻ｔ１でプリグロー制御が開始される。

その後、プリグロー制御の開始から第１所定時間が経過した時刻ｔ２では、グローランプが消灯され、プリグロー制御の終了が運転者に報知される。従来のプリグロー制御であれば、時刻ｔ２の時点でグロープラグ１１への通電も停止されるが、本システムではプリグロー制御後（時刻ｔ２以降）もグロープラグ１１への通電が継続される。具体的には、運転者がエンジン始動を開始する時刻ｔ３までグロープラグ１１への通電が継続される。

時刻ｔ３では、運転者がキースイッチをさらに回すことで、スタータの回転（エンジン本体１０のクランキング）が開始される。エンジン始動期間は、運転者がキースイッチの操作を解除する（キー位置がＯＮに戻る）ことで終了する（時刻ｔ４）。通常、エンジン始動期間中はスタータおよびグロープラグ１１への同時通電が行われる。

このようなエンジン始動制御において、プリグロー制御の終了から（グローランプが消灯してから）、運転者がエンジン始動を開始するまでの時間は不定である。すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間の長さは運転者に委ねられる。しかしながら、本システムでは、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間もグロープラグ１１への通電が行われているため、プリグロー制御の終了から運転者がエンジン始動を開始するまでの時間が長くなっても、この間に燃焼室内温度が低下することを防止できる。これにより、本システムでは、プリグロー制御によってエンジンの始動性を確実に向上させることができる。

〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、プリグロー制御後も、運転者がエンジン始動を開始するまでグロープラグ１１への通電を継続している。しかしながら、プリグロー制御後、運転者がエンジン始動を長時間開始しない場合もある。このような場合、グロープラグ１１への通電時間が長くなりすぎ、グロープラグ１１の寿命を低下させる恐れがある。

このような不都合を抑制するため、プリグロー制御後のグロープラグ１１の通電時間を制限してもよい。具体的には、プリグロー制御が終了してグローランプが消灯した後、さらに第２所定時間の経過後にグロープラグ１１の通電を停止してもよい。これにより、プリグロー制御後に運転者がエンジン始動を長時間開始しないような場合、グロープラグ１１の通電が無制限に継続されることを回避できる。

また、第２所定時間についても、第１所定時間と同様に温度センサ１２の検知温度に応じて変更させてもよい。例えば、温度センサ１２の検知温度が低いときほど、検知温度が高いときに比べて第２所定時間を長くしてもよい。

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１０ エンジン本体
１１ グロープラグ（始動補助デバイス）
１２ 温度センサ
２０ 制御装置
２１ メイン制御部
２２ 通電部
２３ 報知部

Claims (5)

1. 始動補助デバイスを備えたエンジンに対してプリグロー制御を行うエンジンの制御装置であって、
   前記エンジンがプリグロー制御中であることを報知する報知部と、
   前記始動補助デバイスへの通電によって前記エンジンの燃焼室を加熱する通電部とを備え、
   前記報知部は、前記始動補助デバイスへの通電開始から第１所定時間の間、プリグロー制御中であることを報知し、
   前記通電部は、前記報知部による報知終了後も前記始動補助デバイスへの通電を継続することを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置であって、
   前記通電部は、前記報知部による報知終了から第２所定時間の経過後に前記始動補助デバイスへの通電を終了することを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項２に記載のエンジンの制御装置であって、
   前記第２所定時間は、前記エンジンの温度が低いときほど、前記エンジンの温度が高いときに比べて長く設定されることを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの制御装置であって、
   前記エンジンの温度は、前記エンジンの冷却水温、オイル温度、吸気温度および排気温度のうち何れか１つであることを特徴とするエンジンの制御装置。
5. 始動補助デバイスを備えたエンジンと、前記エンジンに対してプリグロー制御を行う制御装置とを備えたエンジンシステムであって、
   前記制御装置は、請求項１から４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置であることを特徴とするエンジンシステム。

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