JP3873567B2 - グロープラグの通電制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に設けられたグロープラグへの通電・非通電を制御する通電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）に代表される圧縮点火方式の内燃機関には、燃焼室内に配置されたグロープラグと、このグロープラグへの通電時間又は通電量を制御する通電制御装置を備えたものがある。そして、この通電制御装置により、エンジンの始動時等に必要に応じてグロープラグへの通電を行ってこれを発熱させ、さらにその通電時間又は通電量を制御することにより、燃料噴霧の着火及び燃焼の促進、及びその時の通電効率の適正化を図っている。
【０００３】
このグロープラグの通電制御（以下、「グロー制御」ともいう）においては、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサの検出値等に基づいて、グロープラグへの通電が必要であるか否か（つまり、エンジンが冷えており、点火アシストが必要か否か）、或いは通電が必要である場合にはどの程度の通電時間又は通電量が必要であるかが判定される。そして、グロープラグへの通電が必要と判定された場合には適正な通電時間又は通電量でその通電が行われ、他方、エンジンの暖機が既に完了しており、グロープラグへの通電が不要と判定された場合にはその通電は行われない。
【０００４】
しかし、このような通電制御装置では、水温センサが故障して異常値を示した場合には、適切なグロー制御を行うことができない。このため、従来は、水温センサが異常値を示した場合には、水温センサの出力値としてダミーの出力値（以下「デフォルト値」と称す）を強制的に設定することによりこれに対処していた。
【０００５】
すなわち、水温センサの異常時には、デフォルト値として低温値（例えば−３０℃以下）を設定することにより、始動時毎に一定の通電時間又は通電量で強制的にグロー制御を行う、或いは逆に、デフォルト値として高温値（例えば８０℃）を設定することにより、始動時に強制的にグロー制御を抑制するようにしていたのである。
【０００６】
尚、このようにデフォルト値として、低温値或いは高温値のいずれか一方を設定することとしたのは、水温センサが故障しており、冷却水温の温度状態を把握することができないため、この温度状態に応じて低温値及び高温値を適宜設定する等の制御形態がとり得ないからである。
【０００７】
この場合、グロー制御が特に必要となるのが寒冷地や寒冷時においてであるため、上記通電制御装置が行うグロー制御の制御形態も、その仕向地によって異なることになる。そこで、例えば仕向地が寒冷地である場合には、水温センサの異常時に上記デフォルト値として低温値を強制的に設定するように構成し、グロープラグへの通電をエンジンの始動時毎に一定の通電時間又は通電量で行うこととしていた。一方、仕向地が寒冷地でない場合には、上記とは逆に、水温センサの異常時に上記デフォルト値として高温値を強制的に設定するように構成し、グロープラグへの通電をエンジンの始動時毎に抑制するようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のようにデフォルト値として低温値を設定した場合には、実際にはグロー制御が必要でないときにも一定の通電時間又は通電量でグロープラグへの通電が行われる。このため、熱劣化によりグロープラグの耐久性が悪化するといった問題があった。
【０００９】
また、後者のようにデフォルト値として高温値を設定した場合には、実際にはある程度のグロー制御が必要であるにもかかわらずグロープラグへの通電が抑制されるため、内燃機関の始動性が悪化するという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、水温センサが故障した場合においても、グロープラグへの通電制御を適切に行うことができるグロープラグの通電制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の通電制御装置においては、通電制御手段が、エンジンの始動時に水温センサにより検出された冷却水温が高いほど、エンジンの始動時に通電されるグロープラグへの通電時間を短くするか、又はグロープラグへの通電量を小さくするように制御する。尚、この場合、通電停止をも含むものとする。
【００１１】
そして、エンジン始動時において、異常検出手段により水温センサの異常が検出された場合には、デフォルト値設定手段が、まず、通電制御手段が用いる水温センサの出力値を、比較的高温値である第１のデフォルト値に設定する。従って、このときグロープラグへの通電は開始されないか、又は開始されても通電時間又は通電量が小さく抑えられる。このため、グロープラグへの通電による点火アシストが抑制された状態で、エンジンの始動制御が開始される。
【００１２】
このため、例えば前回エンジンが停止されてからそれほどの時間が経過しておらず、エンジンが暖まった状態から再始動するような場合には、不要なグロー制御は行われない。この結果、従来問題となっていたグロープラグの耐久性の悪化等を効果的に抑制することができる。
【００１３】
一方、実際には冷却水温が低く、グロープラグへの通電による点火アシストが必要な場合がある。そのため、上記のように第１デフォルト値が設定された後、始動性判定手段がエンジンの始動が可能であるか否かを判定する。そして、この始動性判定手段によりエンジンが始動しないと判定された場合には、デフォルト値変更手段が、通電制御手段が用いる水温センサの出力値を、第１のデフォルト値からこの第１のデフォルト値よりも低い冷却水温を示す第２のデフォルト値に変更する。
【００１４】
すると、通電制御手段が、一定の通電時間又は通電量でグロープラグへの通電制御を行う。この結果、グロープラグの通電による十分な点火アシストが行われ、エンジンの始動性が保持される。
ここで、水温センサの故障は、水温センサに接続される信号線や回路が何らかの原因で短絡或いは切断等して生じることが多い。そして、この場合には、水温センサの出力値が通常ではあり得ない高温値又は低温値（異常値）を示すことが多い。
【００１５】
従って、上記異常検出手段の具体的態様としては、例えばこのような水温センサに接続される回路の短絡或いは切断等を検出するために別途設けられる回路として構成することも考えられる。しかし、このような回路を別途設けるのは、配線の都合やコスト上の観点から好ましくない場合がある。
【００１６】
そこで、例えば車両エンジンに搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）を当該異常検出手段とし、請求項２に記載のように、水温センサにより検出された冷却水温が、予め定める第１基準値よりも高いとき、又は、該第１基準値よりも低い予め定める第２基準値よりも低いときに、当該異常検出手段が水温センサの異常を検出する構成としてもよい。
【００１７】
ここで、この第１基準値としては高温値、第２基準値としては低温値が設定されることになるが、その具体的設定温度は設計の都合により適宜選択するものとする。このように、水温センサの異常を判別するための温度を、高温域或いは低温域における一定値に設定したのは、上述のように、水温センサの故障の際には、電圧値の急変により、水温センサの出力値が通常ではあり得ない高温値又は低温値を示すことが多いからである。
【００１８】
このように構成することで、特に回路素子或いは配線等を増加させることなく水温センサの異常検出を行うことができる。
しかし、水温センサがこのような高温値或いは低温値を示さずに故障する場合もあり得る。そこで、このような場合に当該水温センサの異常を検出するために、請求項３に記載の異常検出手段は、水温センサにより検出された冷却水温が、予め定める時間内に所定値以上変化した場合に、水温センサが異常であると判断する。これは、冷却水温は徐々に上昇するため、その温度勾配もある一定の範囲を超えることはないことに着目し、水温センサがこのような温度勾配の範囲にない温度上昇を示した場合には、異常であると判断することとしたものである。
【００１９】
また、上記始動性判定手段は、エンジンのかかり易さを判定するものであるが、その具体的構成態様としては、請求項４に記載のように、車両乗員によるスタータスイッチのオン状態が、継続して予め定める時間を超えて続いた場合に、エンジンが始動しないと判定するものが考えられる。これは、車両乗員によるエンジン始動への要求に反してエンジンが始動しない状態をもって、エンジンが始動始動しないと判定し、グロープラグへの通電による点火アシストが必要であると判断するものである。
【００２０】
或いは、このように車両乗員の動作に基づいて判定するのではなく、請求項５に記載のように、上記始動性判定手段として、エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が予め定める値になるまでの時間が、車両のスタータスイッチがオンされてから所定時間を超えた場合に、エンジンが始動しないと判定するものを採用してもよい。
【００２１】
ここで、このエンジン回転数の具体的値としては、設計の都合上適宜選択することができるが、例えばエンジンが安定するアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）を採用することが考えられる。
このように、エンジン回転数の上昇の程度により判定することで、エンジンの始動性をより明確に判定することができる。
【００２２】
逆に、請求項６に記載のように、上記始動性判定手段として、エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が、車両のスタータスイッチがオンされてから予め定める時間を経過した時点で、所定回転数以下である場合に、エンジンが始動しないと判定するものを採用してもよい。
【００２３】
この場合も、この予め定める時間の具体的値として、例えば車両のスタータスイッチがオンされてからエンジン回転数がアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）に達するまでに通常かかる時間程度とし、その時間の経過時点で、エンジン回転数が上記回転数よりも小さい場合に、エンジンが始動しないと判定するようにしてもよい。
【００２４】
尚、上記デフォルト値設定手段により、通電制御手段が用いる水温センサの出力値として上記第１デフォルト値が設定された後、エンジンの始動が完了した場合には、通常のグロー制御のように、そのままグロープラグへの通電を停止してグロー制御を終了させてもよい。しかし、この水温センサの出力値を他の制御において使用する場合もあり、この場合には、水温センサが第１デフォルト値（低温値）を示した状態のままにしておくと、冷却水温の低温時に実行する無用な制御が行われる可能性がある。このため、請求項７記載のように、上記デフォルト値設定手段が、エンジンの始動完了後、上記通電制御手段が用いる水温センサの出力値として、上記第２デフォルト値を改めて設定するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１は、車両用ディーゼルエンジンを制御する本実施例のエンジン制御システムの全体構成を表す概略構成図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施例のエンジン制御システムは、車両に搭載されたバッテリ１の電圧（以下、バッテリ電圧という）ＶＢを受けて作動する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３と、このＥＣＵ３に電源ライン＋Ｂを介してバッテリ電圧ＶＢを供給する電源リレー５と、ディーゼルエンジン（図示省略：以下、単に「エンジン」という）の各気筒に設けられたグロープラグ７にバッテリ電圧ＶＢを印加するグローリレー９と、エンジンを始動させるために設けられ、車両のキースイッチ１１がスタート位置ＳＴに来たときに、該キースイッチ１１を介してバッテリ電圧ＶＢが印加されるスタータモータ１３と、車両のメータパネル内に配置され、ＥＣＵ３によって点灯される警告ランプ１７と、グロープラグ７への通電を開始するか否かを判定する際の基準とされるエンジンの冷却水温を検出する水温センサ３０とを備えている。
【００２７】
尚、キースイッチ１１は、車両乗員によりキーが差し込まれて、オフ位置ＯＦＦからイグニッション位置ＩＧへ、更にイグニッション位置ＩＧからスタート位置ＳＴへと順次操作される、周知のシリンダタイプのものであり、スタート位置ＳＴに操作されている時には、当該スタート位置ＳＴの接点とイグニッション位置ＩＧの接点とが、両方共にバッテリ１へ接続される。
【００２８】
一方、ＥＣＵ３は、上記エンジンを制御するための様々な演算処理を実行するＣＰＵ２１と、電源ライン＋Ｂからのバッテリ電圧ＶＢを入力して、ＣＰＵ２１へ所定の電源電圧（例えば５Ｖ）Ｖccを供給する電源回路２３と、車両乗員によるキースイッチ１１の操作位置を検出するために、このキースイッチ１１の各接点（イグニッション位置ＩＧの接点及びスタート位置ＳＴの接点）に接続された入力バッファ２５と、電源ライン＋Ｂの電圧（即ち、バッテリ電圧ＶＢ）をデジタル信号に変換してＣＰＵ２１へ出力するＡ／Ｄ変換回路（以下、ＡＤＣという）２７と、ＣＰＵ２１からの駆動指令に応じて、電源リレー５及びグローリレー９の各接点を短絡させると共に、警告ランプ１７を点灯させる出力回路２９とを備えている。
【００２９】
また、図１には示されていないが、ＥＣＵ３には、エンジンの回転数を検出するクランク角センサや上記水温センサ３０等、エンジンの運転状態を検出するための各種センサからの信号を入力する入力バッファと、車載空調装置（エアコン）の操作スイッチや、ブレーキペダルの踏み込み時にオンするブレーキスイッチ等、各種電装品の操作スイッチからの信号を入力する入力バッファと、エンジンを制御するための各種アクチュエータへ、ＣＰＵ２１からの駆動指令に応じて駆動信号を出力する出力回路とが備えられている。
【００３０】
尚、電源回路２３は、上記電源電圧Ｖccの供給開始時に、ＣＰＵ２１へのリセット信号ＲＳＴを電源電圧Ｖccが確実に安定するまでの一定時間だけロウレベルに保持して、ＣＰＵ２１に初期リセットをかける、周知のイニシャルリセット機能を備えている。
【００３１】
また、出力回路２９は、基本的には、電源ライン＋Ｂからのバッテリ電圧ＶＢを電力源とし、ＣＰＵ２１からの駆動指令に応じて、上記各リレー５，９のコイルへ励磁電流を流すことにより、対応するリレーの接点を短絡させるのであるが、この出力回路２９には、キースイッチ１１におけるイグニッション位置ＩＧの接点を介してもバッテリ電圧ＶＢが供給される。そして、出力回路２９は、上記電源リレー５については、キースイッチ１１がイグニッション位置ＩＧに操作されてこのキースイッチ１１からバッテリ電圧ＶＢを直接受けると、ＣＰＵ２１からの駆動指令に関わらず、電源リレー５のコイルへ励磁電流を流すように構成されている。
【００３２】
また更に、出力回路２９は、グローリレー９の接点を開閉させるための駆動指令がＣＰＵ２１からロウレベルで出力されたときに、グローリレー９のコイルへ励磁電流を流すように構成されており、しかも、ＣＰＵ２１の出力ポートのうち、グローリレー９に対応する駆動指令を出力するポートは、リセット時の出力レベルがロウレベル（即ち、グローリレー９の接点を短絡させる方のレベル）になっている。よって、電源リレー５の接点が短絡して電源ライン＋ＢからＥＣＵ３へバッテリ電圧ＶＢの供給が開始されると、その後、ＣＰＵ２１が作動を開始してグローリレー９に対応する駆動指令をハイレベルで出力するまでは、出力回路２９からグローリレー９のコイルへ励磁電流が出力されることとなる。
【００３３】
次に、このように構成された電子制御システムの全体動作について説明する。尚、以下の説明において、イグニッションスイッチＩＧのオンとは、キースイッチ１１がオフ位置ＯＦＦからイグニッション位置ＩＧに操作されて、イグニッション位置ＩＧの接点がバッテリ１に接続した状態を表し、また、スタータスイッチＳＴのオンとは、キースイッチ１１がイグニッション位置ＩＧからスタート位置ＳＴに操作されて、イグニッション位置ＩＧの接点とスタート位置ＳＴの接点とが共にバッテリ１に接続した状態を表している。そして更に、上記リレー５，９のオン・オフとは、該当するリレーの接点が短絡・開放することを表している。
【００３４】
まず、車両乗員によりイグニッションスイッチＩＧがオンされると、ＥＣＵ３内の出力回路２９へキースイッチ１１を介してバッテリ電圧ＶＢが供給され、前述したように、出力回路２９から電源リレー５のコイルへ励磁電流が出力される。そして、これにより電源リレー５がオンして、ＥＣＵ３へ電源ライン＋Ｂを経由してバッテリ電圧ＶＢが供給される。
【００３５】
すると、ＥＣＵ３内においては、電源回路２３が、ＣＰＵ２１への電源電圧Ｖccの供給を開始すると共に、その供給開始時から前述した一定時間が経過するまでは、ＣＰＵ２１へのリセット信号ＲＳＴをロウレベルに保持して、ＣＰＵ２１に初期リセットをかける。また、このようにイグニッションスイッチＩＧがオンされて、電源ライン＋ＢからＥＣＵ３へバッテリ電圧ＶＢの供給が開始されると、前述したように、出力回路２９からグローリレー９のコイルへ励磁電流が出力されて、グローリレー９がオンし、これによりグロープラグ７へバッテリ電圧ＶＢが印加されて、グロープラグ７への通電が開始される。
【００３６】
その後、電源回路２３からのリセット信号ＲＳＴがロウレベルからハイレベルに変化すると、ＣＰＵ２１が作動を開始して、後述する図２〜図４の処理を実行することにより、グロープラグ７への通電・非通電（グローリレー９の短絡・開放）を制御する。また、ＣＰＵ２１は、スタータモータ１３によってエンジンが作動すると、各種センサや操作スイッチ等からの信号に基づき、エンジンを制御するための様々な演算処理を実行して、エンジンの運転状態を最適なものとする。
【００３７】
一方、車両乗員がエンジンを停止させるべくイグニッションスイッチＩＧをオフすると、キースイッチ１１から出力回路２９へのバッテリ電圧ＶＢの供給が停止される。しかし、ＥＣＵ３内のＣＰＵ２１は、作動を開始した直後から、出力回路２９へ電源リレー５をオンさせるための駆動指令を出力しており、イグニッションスイッチＩＧがオフされたと検出した後も、所定時間（例えば２秒間）だけ電源リレー５を継続してオンさせるようにしている。そして、ＣＰＵ２１は、この時間内に、エンジンの吸気系に設けられた吸気制御弁の開度を絞ってエンジンを速やかに停止させるようにしており、その後、出力回路２９へ電源リレー５をオフさせるための駆動指令を出力して、電源ライン＋Ｂから当該ＥＣＵ３へのバッテリ電圧ＶＢの供給を自ら遮断し、システム全体の作動を停止させる。
【００３８】
次に、ＣＰＵ２１がグロープラグ７への通電・非通電を制御するためにリセット解除の直後から実行する処理について、図２〜図４に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、図２は、エンジンの始動時にグロープラグ７に通電して発熱させることによりエンジンの始動性を向上させる、所謂グロー制御処理を表すフローチャートである。
【００３９】
このグロー制御処理は、特に、水温センサ３０の故障によりその出力値が異常値を示した場合に、この異常値を取り込んだＣＰＵ２１が、冷却水温を低温と判断して不要なグロー制御を行ったり、逆に、冷却水温が高温であると判断して必要なグロー制御が行われなかったりする等の事態を回避するためのものである。
【００４０】
イグニッションスイッチＩＧがオンされてからＣＰＵ２１が作動を開始した後、グローリレー９がオンしてグロープラグ７への通電が開始され、さらにスタータスイッチＳＴがオンされると、図２に示すように、まず、冷却水温の異常検出処理が行われる（Ｓ１１０）。この異常検出処理は、水温センサ３０に接続される回路が何らかの原因で短絡或いは切断等することにより、水温センサ３０が故障し異常値を出力した場合に、これを検出するための処理である。
【００４１】
この異常検出処理では、水温センサ３０の出力値が、通常ではあり得ない高温値（第１基準値：本実施例においては１５０℃）を上回っている場合、或いは、通常ではあり得ない低温値（第２基準値：本実施例においては−５０℃）を下回っている場合に、その出力値が異常である、つまり、水温センサ３０が故障していると判断する。
【００４２】
すなわち、図３に示すように、まず、水温センサ３０の出力値が１５０℃を上回っているか否かが判断され（Ｓ３１０）、１５０℃を上回っている判断された場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値が異常であると判定する（Ｓ３２０）。
【００４３】
一方、Ｓ３１０にて水温センサ３０の出力値が１５０℃以下であると判断された場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、続いて、水温センサ３０の出力値が−５０℃を下回っているか否かが判断され（Ｓ３３０）、−５０℃を下回っていると判断された場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値が異常であると判定する（Ｓ３２０）。他方、Ｓ３３０にて水温センサ３０が−５０℃以上である（従って、水温センサ３０の出力値が低温値（−５０℃）から高温値（１５０℃）の範囲内にある）と判断された場合には、水温センサ３０の出力値は正常であると判定される（Ｓ３４０）。
【００４４】
そして、図２に戻り、上記異常検出処理による判定結果に基づいて、水温センサ３０が正常であるか否かが判断され（Ｓ１２０）、正常であると判断されると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値に基づいて通常のグロー制御が行われる（１３０）。すなわち、水温センサ３０の出力値が高温値を示すほど、グロープラグ７への通電時間が短く又は通電量が小さくなるように設定され、逆に、水温センサ３０の出力値が低温値を示すほど、グロープラグ７への通電時間が長く又は通電量が大きくなるように設定される。
【００４５】
そして、エンジンの始動が完了したか否かが判断され（Ｓ１４０）、始動したと判断されると、グローリレー９への通電が行われている場合には、これをオフしてグロー制御を終了する（Ｓ１５０）。
一方、Ｓ１２０にて水温センサ３０の出力値が異常であると判断された場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、まず、水温センサ３０の出力値として、ダミーの高温値（本実施例では８０℃：第１デフォルト値）が設定される（Ｓ１６０）。すると、ＣＰＵ２１がこの第１デフォルト値に基づいたグロー制御を行う（Ｓ１７０）。つまり、このときグロープラグ７への通電制御は、通電時間が短く又は通電量は小さく設定され、グロープラグ７への通電による点火アシストが抑制された状態で、エンジンの始動制御が継続される。
【００４６】
この場合、実際には冷却水温が低く、グロープラグ７への通電による点火アシストがさらに必要な場合があり得る。このため、エンジンの始動性の低下を防止するために、図４に示すエンジンの始動性判定処理が続いて実行される（Ｓ１８０）。
【００４７】
この始動性判定処理では、まず、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン状態が、継続して所定時間（本実施例においては３秒）以上続いたか否かが判断される（Ｓ４１０）。そして、スタータスイッチＳＴのオン状態が３秒以上かかったと判断されると（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、エンジンが始動しないと判定する（Ｓ４２０）。一方、Ｓ４１０において、スタータスイッチＳＴのオン状態が３秒以上続かなかったと判断された場合には（Ｓ４１０：ＮＯ）、エンジンの速やかな始動が可能であると判定する（Ｓ４３０）。
【００４８】
そして、図２に戻り、上記始動性判定処理による判定結果に基づいて、エンジンの速やかな始動が可能であるか否かが判断される（Ｓ１９０）。このとき、可能であると判断されると（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、そのまま通常のエンジン始動制御が継続される。そして、エンジンの始動が完了したか否かが判断され（Ｓ２００）、完了したと判断されると（Ｓ２００：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値として第１デフォルト値を設定した状態で（Ｓ２１０）、グローリレー９への通電が行われている場合には、これをオフしてグロー制御を終了する（Ｓ１５０）。他方、Ｓ２００においてエンジンの始動が完了していないと判断された場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、Ｓ１７０に戻り、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン毎に、Ｓ１８０及びＳ１９０の処理が繰り返し行われる。
【００４９】
一方、Ｓ１９０において、エンジンの始動が困難であると判断された場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、グロープラグ７への通電による点火アシストが必要であるため、水温センサ３０の出力値として、ダミーの低温値（本実施例では−３０℃：第２デフォルト値）が設定され（Ｓ２２０）、Ｓ１７０に戻る。その後、ＣＰＵ２１はこの第２デフォルト値に基づいたグロー制御を行う（Ｓ１７０）。
【００５０】
すなわち、この第２デフォルト値は、グロープラグ７への通電を、一定の比較的長い通電時間又は比較的大きい通電量で行う温度として設定された値であるため、ＣＰＵ２１は、その設定条件に基づいてグロープラグ７への通電制御を行う。この結果、グロープラグ７への通電による十分な点火アシストが行われる。
【００５１】
そして、上記と同様のＳ１８０、Ｓ１９０の処理が実行され、Ｓ１９０にてエンジンが始動しないと判定される間は（Ｓ１９０：ＮＯ）、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン毎にＳ２２０、Ｓ１７０、Ｓ１８０の処理が繰り返し実行され、この間、グロープラグ７への通電が継続される。そして、Ｓ１９０にてエンジンの始動が可能であると判断され（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、さらに、エンジンの始動が完了したと判断された場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、水温センサ３０のデフォルト値を第２デフォルト値（−３０℃）から第１デフォルト値（８０℃）に変更した後（Ｓ２１０）、グローリレー９をオフしてグロー制御を終了する（Ｓ１５０）。
【００５２】
尚、上記Ｓ２１０において、エンジンの始動完了後に水温センサ３０のデフォルト値を第２デフォルト値（−３０℃）から第１デフォルト値（８０℃）に変更したのは、この水温センサ３０の出力値を他の制御において使用する場合を考慮したものである。すなわち、水温センサ３０が低温値を示した状態で故障することにより、冷却水温が低温であるときに実行される無用な制御が行われないように、水温センサ３０の出力値として高温側のデフォルト値を設定したものである。
【００５３】
以上のようにして、水温センサ３０の異常時においも、グロー制御によるエンジンの速やかな始動が実現される。
このように、本実施例のグロー制御では、異常検出処理において水温センサ３０の出力値が異常であると判定されると、とりあえずグロープラグ７への通電を抑制することとしている。このため、例えば前回エンジンが停止されてからそれほどの時間が経過しておらず、エンジンが暖まった状態から再始動するような場合には、不要なグロー制御は行われない。この結果、グロープラグ７の熱劣化による耐久性の悪化等を効果的に抑制することができる。
【００５４】
一方、実際には冷却水温が低く、グロープラグ７への通電による点火アシストが必要な場合には、始動性判定処理においてエンジンが始動性しないと判定されることにより、グロープラグ７への速やかな通電が行われ、始動性の低下を防止することができるのである。
【００５５】
なお、本実施例において、ＥＣＵ３が通電制御手段、異常検出手段、デフォルト値設定手段、始動性判定手段、及びデフォルト値変更手段に該当する。
そして、ＥＣＵ３が実行する処理の内、図２のフローチャートに示されたＳ１３０及びＳ１７０の処理が通電制御手段としての処理に該当し、Ｓ１６０及びＳ２２０の処理がデフォルト値設定手段としての処理に該当し、さらに、Ｓ２１０の処理がデフォルト値変更手段としての処理に該当する。また、図３のフローチャートに示されたＳ３１０〜Ｓ３４０までの処理が異常検出手段としての処理に該当し、図４のフローチャートに示されたＳ４１０〜Ｓ４３０までの処理が始動性判定手段としての処理に該当する。
【００５６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、図３に示す水温センサ３０の異常検出処理において、水温センサ３０の出力値が通常あり得ないとされる高温値（１５０℃）を上回ったこと、又は通常あり得ないとされる低温値（−５０℃）を下回ったことをもって、水温センサ３０が異常である（つまり、故障している）と判定した。
【００５７】
しかし、水温センサ３０が、このような高温値と低温値との間の出力値を示した状態で故障する場合もあり得る。そこで、このような場合の水温センサ３０の異常を検出するために、図５のフローチャートに示すように、水温センサ３０により検出された冷却水温が、予め定める時間内に所定値以上変化した場合に、水温センサ３０が異常であると判断する異常検出処理を採用することもできる。
【００５８】
これは、冷却水温は徐々に上昇するため、その温度勾配もある一定の範囲を超えることはないことに着目し、水温センサ３０がこのような温度勾配の範囲にない温度上昇を検出した場合には、異常であると判断するものである。
具体的には、図５に示すように、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオンから水温センサ３０の出力値がサンプリングされ、まず、現在の水温センサ３０の出力値Ｔｒと３秒前の水温センサ３０の出力値Ｔａとを読み込み（Ｓ５１０）、ＴｒとＴａとの差が所定値（例えば１０℃）以上であるか否かが判断される（Ｓ５２０）。そして、ＴｒとＴａとの差が当該所定値（１０℃）以上であると判断された場合には（Ｓ５２０：ＹＥＳ）、水温センサ３０が異常であると判定される。一方、ＴｒとＴａとの差が当該所定値（１０℃）未満であると判断された場合には（Ｓ５２０：ＮＯ）、水温センサ３０は正常であると判定される（Ｓ５４０）。
【００５９】
尚、この場合、図５のフローチャートに示されたＳ５１０〜Ｓ５４０までの処理が、ＥＣＵ３が実行する異常検出手段としての処理に該当する。
また、上記実施例においては、図４のフローチャートに示す始動性判定処理におけるエンジンの始動性の判断を、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン状態が、継続して一定時間（３秒）以上続いたことをもって、エンジンが始動しないと判断することとした。
【００６０】
しかし、このように車両乗員の動作に基づいて判定するのではなく、上記クランク角センサにより検出されたエンジン回転数が予め定める値になるまでの時間が、車両のスタータスイッチＳＴがオンされてから所定時間（例えば３秒）を超えた場合に、エンジンが始動しないと判定するようにしてもよい。
【００６１】
ここで、このエンジン回転数の具体的値としては、設計の都合上適宜選択することができるが、例えばエンジンが安定するアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）を採用することが考えられる。
このように、エンジン回転数の上昇の程度により判定することで、エンジンの始動性をより明確に判定することができる。
【００６２】
或いは逆に、クランク角センサにより検出されたエンジン回転数が、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオンから予め定める時間を経過した時点で、所定回転数以下である場合に、エンジンが始動しないと判定してもよい。
この場合も、この予め定める時間の具体的値として、例えば車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオンからエンジン回転数がアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）に達するまでに通常かかる時間程度とし、その時間の経過時点で、エンジン回転数が当該回転数よりも小さい場合に、エンジンの始動が困難であると判定するようにしてもよい。尚、以上の場合、クランク角センサがエンジン回転数検出手段に該当する。
【００６３】
尚、上記実施例において示された時間或いは温度等の具体的値は例示であり、設計の都合上適宜選択できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例のエンジン制御システムの全体構成を表す概略構成図である。
【図２】 図１の電子制御装置（ＥＣＵ）で実行されるグロー制御処理を表すフローチャートである。
【図３】 ＥＣＵで実行される異常検出処理を表すフローチャートである。
【図４】 ＥＣＵで実行される始動性判定処理を表すフローチャートである。
【図５】 ＥＣＵで実行される異常検出処理の別態様を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・バッテリ、 ３・・・ＥＣＵ、 ５・・・電源リレー、
７・・・グロープラグ、 ９・・・グローリレー、
１１・・・キースイッチ、 １３・・・スタータモータ、 ２３・・・電源回路、２９・・・出力回路、 ３０・・・水温センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に設けられたグロープラグへの通電・非通電を制御する通電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）に代表される圧縮点火方式の内燃機関には、燃焼室内に配置されたグロープラグと、このグロープラグへの通電時間又は通電量を制御する通電制御装置を備えたものがある。そして、この通電制御装置により、エンジンの始動時等に必要に応じてグロープラグへの通電を行ってこれを発熱させ、さらにその通電時間又は通電量を制御することにより、燃料噴霧の着火及び燃焼の促進、及びその時の通電効率の適正化を図っている。
【０００３】
このグロープラグの通電制御（以下、「グロー制御」ともいう）においては、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサの検出値等に基づいて、グロープラグへの通電が必要であるか否か（つまり、エンジンが冷えており、点火アシストが必要か否か）、或いは通電が必要である場合にはどの程度の通電時間又は通電量が必要であるかが判定される。そして、グロープラグへの通電が必要と判定された場合には適正な通電時間又は通電量でその通電が行われ、他方、エンジンの暖機が既に完了しており、グロープラグへの通電が不要と判定された場合にはその通電は行われない。
【０００４】
しかし、このような通電制御装置では、水温センサが故障して異常値を示した場合には、適切なグロー制御を行うことができない。このため、従来は、水温センサが異常値を示した場合には、水温センサの出力値としてダミーの出力値（以下「デフォルト値」と称す）を強制的に設定することによりこれに対処していた。
【０００５】
すなわち、水温センサの異常時には、デフォルト値として低温値（例えば−３０℃以下）を設定することにより、始動時毎に一定の通電時間又は通電量で強制的にグロー制御を行う、或いは逆に、デフォルト値として高温値（例えば８０℃）を設定することにより、始動時に強制的にグロー制御を抑制するようにしていたのである。
【０００６】
尚、このようにデフォルト値として、低温値或いは高温値のいずれか一方を設定することとしたのは、水温センサが故障しており、冷却水温の温度状態を把握することができないため、この温度状態に応じて低温値及び高温値を適宜設定する等の制御形態がとり得ないからである。
【０００７】
この場合、グロー制御が特に必要となるのが寒冷地や寒冷時においてであるため、上記通電制御装置が行うグロー制御の制御形態も、その仕向地によって異なることになる。そこで、例えば仕向地が寒冷地である場合には、水温センサの異常時に上記デフォルト値として低温値を強制的に設定するように構成し、グロープラグへの通電をエンジンの始動時毎に一定の通電時間又は通電量で行うこととしていた。一方、仕向地が寒冷地でない場合には、上記とは逆に、水温センサの異常時に上記デフォルト値として高温値を強制的に設定するように構成し、グロープラグへの通電をエンジンの始動時毎に抑制するようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のようにデフォルト値として低温値を設定した場合には、実際にはグロー制御が必要でないときにも一定の通電時間又は通電量でグロープラグへの通電が行われる。このため、熱劣化によりグロープラグの耐久性が悪化するといった問題があった。
【０００９】
また、後者のようにデフォルト値として高温値を設定した場合には、実際にはある程度のグロー制御が必要であるにもかかわらずグロープラグへの通電が抑制されるため、内燃機関の始動性が悪化するという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、水温センサが故障した場合においても、グロープラグへの通電制御を適切に行うことができるグロープラグの通電制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の通電制御装置においては、通電制御手段が、エンジンの始動時に水温センサにより検出された冷却水温が高いほど、エンジンの始動時に通電されるグロープラグへの通電時間を短くするか、又はグロープラグへの通電量を小さくするように制御する。尚、この場合、通電停止をも含むものとする。
【００１１】
そして、エンジン始動時において、異常検出手段により水温センサの異常が検出された場合には、デフォルト値設定手段が、まず、通電制御手段が用いる水温センサの出力値を、比較的高温値である第１のデフォルト値に設定する。従って、このときグロープラグへの通電は開始されないか、又は開始されても通電時間又は通電量が小さく抑えられる。このため、グロープラグへの通電による点火アシストが抑制された状態で、エンジンの始動制御が開始される。
【００１２】
このため、例えば前回エンジンが停止されてからそれほどの時間が経過しておらず、エンジンが暖まった状態から再始動するような場合には、不要なグロー制御は行われない。この結果、従来問題となっていたグロープラグの耐久性の悪化等を効果的に抑制することができる。
【００１３】
一方、実際には冷却水温が低く、グロープラグへの通電による点火アシストが必要な場合がある。そのため、上記のように第１デフォルト値が設定された後、始動性判定手段がエンジンの始動が可能であるか否かを判定する。そして、この始動性判定手段によりエンジンが始動しないと判定された場合には、デフォルト値変更手段が、通電制御手段が用いる水温センサの出力値を、第１のデフォルト値からこの第１のデフォルト値よりも低い冷却水温を示す第２のデフォルト値に変更する。
【００１４】
すると、通電制御手段が、一定の通電時間又は通電量でグロープラグへの通電制御を行う。この結果、グロープラグの通電による十分な点火アシストが行われ、エンジンの始動性が保持される。
ここで、水温センサの故障は、水温センサに接続される信号線や回路が何らかの原因で短絡或いは切断等して生じることが多い。そして、この場合には、水温センサの出力値が通常ではあり得ない高温値又は低温値（異常値）を示すことが多い。
【００１５】
従って、上記異常検出手段の具体的態様としては、例えばこのような水温センサに接続される回路の短絡或いは切断等を検出するために別途設けられる回路として構成することも考えられる。しかし、このような回路を別途設けるのは、配線の都合やコスト上の観点から好ましくない場合がある。
【００１６】
そこで、例えば車両エンジンに搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）を当該異常検出手段とし、請求項２に記載のように、水温センサにより検出された冷却水温が、予め定める第１基準値よりも高いとき、又は、該第１基準値よりも低い予め定める第２基準値よりも低いときに、当該異常検出手段が水温センサの異常を検出する構成としてもよい。
【００１７】
ここで、この第１基準値としては高温値、第２基準値としては低温値が設定されることになるが、その具体的設定温度は設計の都合により適宜選択するものとする。このように、水温センサの異常を判別するための温度を、高温域或いは低温域における一定値に設定したのは、上述のように、水温センサの故障の際には、電圧値の急変により、水温センサの出力値が通常ではあり得ない高温値又は低温値を示すことが多いからである。
【００１８】
このように構成することで、特に回路素子或いは配線等を増加させることなく水温センサの異常検出を行うことができる。
しかし、水温センサがこのような高温値或いは低温値を示さずに故障する場合もあり得る。そこで、このような場合に当該水温センサの異常を検出するために、請求項３に記載の異常検出手段は、水温センサにより検出された冷却水温が、予め定める時間内に所定値以上変化した場合に、水温センサが異常であると判断する。これは、冷却水温は徐々に上昇するため、その温度勾配もある一定の範囲を超えることはないことに着目し、水温センサがこのような温度勾配の範囲にない温度上昇を示した場合には、異常であると判断することとしたものである。
【００１９】
また、上記始動性判定手段は、エンジンのかかり易さを判定するものであるが、その具体的構成態様としては、請求項４に記載のように、車両乗員によるスタータスイッチのオン状態が、継続して予め定める時間を超えて続いた場合に、エンジンが始動しないと判定するものが考えられる。これは、車両乗員によるエンジン始動への要求に反してエンジンが始動しない状態をもって、エンジンが始動始動しないと判定し、グロープラグへの通電による点火アシストが必要であると判断するものである。
【００２０】
或いは、このように車両乗員の動作に基づいて判定するのではなく、請求項５に記載のように、上記始動性判定手段として、エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が予め定める値になるまでの時間が、車両のスタータスイッチがオンされてから所定時間を超えた場合に、エンジンが始動しないと判定するものを採用してもよい。
【００２１】
ここで、このエンジン回転数の具体的値としては、設計の都合上適宜選択することができるが、例えばエンジンが安定するアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）を採用することが考えられる。
このように、エンジン回転数の上昇の程度により判定することで、エンジンの始動性をより明確に判定することができる。
【００２２】
逆に、請求項６に記載のように、上記始動性判定手段として、エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が、車両のスタータスイッチがオンされてから予め定める時間を経過した時点で、所定回転数以下である場合に、エンジンが始動しないと判定するものを採用してもよい。
【００２３】
この場合も、この予め定める時間の具体的値として、例えば車両のスタータスイッチがオンされてからエンジン回転数がアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）に達するまでに通常かかる時間程度とし、その時間の経過時点で、エンジン回転数が上記回転数よりも小さい場合に、エンジンが始動しないと判定するようにしてもよい。
【００２４】
尚、上記デフォルト値設定手段により、通電制御手段が用いる水温センサの出力値として上記第１デフォルト値が設定された後、エンジンの始動が完了した場合には、通常のグロー制御のように、そのままグロープラグへの通電を停止してグロー制御を終了させてもよい。しかし、この水温センサの出力値を他の制御において使用する場合もあり、この場合には、水温センサが第１デフォルト値（低温値）を示した状態のままにしておくと、冷却水温の低温時に実行する無用な制御が行われる可能性がある。このため、請求項７記載のように、上記デフォルト値設定手段が、エンジンの始動完了後、上記通電制御手段が用いる水温センサの出力値として、上記第２デフォルト値を改めて設定するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１は、車両用ディーゼルエンジンを制御する本実施例のエンジン制御システムの全体構成を表す概略構成図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施例のエンジン制御システムは、車両に搭載されたバッテリ１の電圧（以下、バッテリ電圧という）ＶＢを受けて作動する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３と、このＥＣＵ３に電源ライン＋Ｂを介してバッテリ電圧ＶＢを供給する電源リレー５と、ディーゼルエンジン（図示省略：以下、単に「エンジン」という）の各気筒に設けられたグロープラグ７にバッテリ電圧ＶＢを印加するグローリレー９と、エンジンを始動させるために設けられ、車両のキースイッチ１１がスタート位置ＳＴに来たときに、該キースイッチ１１を介してバッテリ電圧ＶＢが印加されるスタータモータ１３と、車両のメータパネル内に配置され、ＥＣＵ３によって点灯される警告ランプ１７と、グロープラグ７への通電を開始するか否かを判定する際の基準とされるエンジンの冷却水温を検出する水温センサ３０とを備えている。
【００２７】
尚、キースイッチ１１は、車両乗員によりキーが差し込まれて、オフ位置ＯＦＦからイグニッション位置ＩＧへ、更にイグニッション位置ＩＧからスタート位置ＳＴへと順次操作される、周知のシリンダタイプのものであり、スタート位置ＳＴに操作されている時には、当該スタート位置ＳＴの接点とイグニッション位置ＩＧの接点とが、両方共にバッテリ１へ接続される。
【００２８】
一方、ＥＣＵ３は、上記エンジンを制御するための様々な演算処理を実行するＣＰＵ２１と、電源ライン＋Ｂからのバッテリ電圧ＶＢを入力して、ＣＰＵ２１へ所定の電源電圧（例えば５Ｖ）Ｖccを供給する電源回路２３と、車両乗員によるキースイッチ１１の操作位置を検出するために、このキースイッチ１１の各接点（イグニッション位置ＩＧの接点及びスタート位置ＳＴの接点）に接続された入力バッファ２５と、電源ライン＋Ｂの電圧（即ち、バッテリ電圧ＶＢ）をデジタル信号に変換してＣＰＵ２１へ出力するＡ／Ｄ変換回路（以下、ＡＤＣという）２７と、ＣＰＵ２１からの駆動指令に応じて、電源リレー５及びグローリレー９の各接点を短絡させると共に、警告ランプ１７を点灯させる出力回路２９とを備えている。
【００２９】
また、図１には示されていないが、ＥＣＵ３には、エンジンの回転数を検出するクランク角センサや上記水温センサ３０等、エンジンの運転状態を検出するための各種センサからの信号を入力する入力バッファと、車載空調装置（エアコン）の操作スイッチや、ブレーキペダルの踏み込み時にオンするブレーキスイッチ等、各種電装品の操作スイッチからの信号を入力する入力バッファと、エンジンを制御するための各種アクチュエータへ、ＣＰＵ２１からの駆動指令に応じて駆動信号を出力する出力回路とが備えられている。
【００３０】
尚、電源回路２３は、上記電源電圧Ｖccの供給開始時に、ＣＰＵ２１へのリセット信号ＲＳＴを電源電圧Ｖccが確実に安定するまでの一定時間だけロウレベルに保持して、ＣＰＵ２１に初期リセットをかける、周知のイニシャルリセット機能を備えている。
【００３１】
また、出力回路２９は、基本的には、電源ライン＋Ｂからのバッテリ電圧ＶＢを電力源とし、ＣＰＵ２１からの駆動指令に応じて、上記各リレー５，９のコイルへ励磁電流を流すことにより、対応するリレーの接点を短絡させるのであるが、この出力回路２９には、キースイッチ１１におけるイグニッション位置ＩＧの接点を介してもバッテリ電圧ＶＢが供給される。そして、出力回路２９は、上記電源リレー５については、キースイッチ１１がイグニッション位置ＩＧに操作されてこのキースイッチ１１からバッテリ電圧ＶＢを直接受けると、ＣＰＵ２１からの駆動指令に関わらず、電源リレー５のコイルへ励磁電流を流すように構成されている。
【００３２】
また更に、出力回路２９は、グローリレー９の接点を開閉させるための駆動指令がＣＰＵ２１からロウレベルで出力されたときに、グローリレー９のコイルへ励磁電流を流すように構成されており、しかも、ＣＰＵ２１の出力ポートのうち、グローリレー９に対応する駆動指令を出力するポートは、リセット時の出力レベルがロウレベル（即ち、グローリレー９の接点を短絡させる方のレベル）になっている。よって、電源リレー５の接点が短絡して電源ライン＋ＢからＥＣＵ３へバッテリ電圧ＶＢの供給が開始されると、その後、ＣＰＵ２１が作動を開始してグローリレー９に対応する駆動指令をハイレベルで出力するまでは、出力回路２９からグローリレー９のコイルへ励磁電流が出力されることとなる。
【００３３】
次に、このように構成された電子制御システムの全体動作について説明する。尚、以下の説明において、イグニッションスイッチＩＧのオンとは、キースイッチ１１がオフ位置ＯＦＦからイグニッション位置ＩＧに操作されて、イグニッション位置ＩＧの接点がバッテリ１に接続した状態を表し、また、スタータスイッチＳＴのオンとは、キースイッチ１１がイグニッション位置ＩＧからスタート位置ＳＴに操作されて、イグニッション位置ＩＧの接点とスタート位置ＳＴの接点とが共にバッテリ１に接続した状態を表している。そして更に、上記リレー５，９のオン・オフとは、該当するリレーの接点が短絡・開放することを表している。
【００３４】
まず、車両乗員によりイグニッションスイッチＩＧがオンされると、ＥＣＵ３内の出力回路２９へキースイッチ１１を介してバッテリ電圧ＶＢが供給され、前述したように、出力回路２９から電源リレー５のコイルへ励磁電流が出力される。そして、これにより電源リレー５がオンして、ＥＣＵ３へ電源ライン＋Ｂを経由してバッテリ電圧ＶＢが供給される。
【００３５】
すると、ＥＣＵ３内においては、電源回路２３が、ＣＰＵ２１への電源電圧Ｖccの供給を開始すると共に、その供給開始時から前述した一定時間が経過するまでは、ＣＰＵ２１へのリセット信号ＲＳＴをロウレベルに保持して、ＣＰＵ２１に初期リセットをかける。また、このようにイグニッションスイッチＩＧがオンされて、電源ライン＋ＢからＥＣＵ３へバッテリ電圧ＶＢの供給が開始されると、前述したように、出力回路２９からグローリレー９のコイルへ励磁電流が出力されて、グローリレー９がオンし、これによりグロープラグ７へバッテリ電圧ＶＢが印加されて、グロープラグ７への通電が開始される。
【００３６】
その後、電源回路２３からのリセット信号ＲＳＴがロウレベルからハイレベルに変化すると、ＣＰＵ２１が作動を開始して、後述する図２〜図４の処理を実行することにより、グロープラグ７への通電・非通電（グローリレー９の短絡・開放）を制御する。また、ＣＰＵ２１は、スタータモータ１３によってエンジンが作動すると、各種センサや操作スイッチ等からの信号に基づき、エンジンを制御するための様々な演算処理を実行して、エンジンの運転状態を最適なものとする。
【００３７】
一方、車両乗員がエンジンを停止させるべくイグニッションスイッチＩＧをオフすると、キースイッチ１１から出力回路２９へのバッテリ電圧ＶＢの供給が停止される。しかし、ＥＣＵ３内のＣＰＵ２１は、作動を開始した直後から、出力回路２９へ電源リレー５をオンさせるための駆動指令を出力しており、イグニッションスイッチＩＧがオフされたと検出した後も、所定時間（例えば２秒間）だけ電源リレー５を継続してオンさせるようにしている。そして、ＣＰＵ２１は、この時間内に、エンジンの吸気系に設けられた吸気制御弁の開度を絞ってエンジンを速やかに停止させるようにしており、その後、出力回路２９へ電源リレー５をオフさせるための駆動指令を出力して、電源ライン＋Ｂから当該ＥＣＵ３へのバッテリ電圧ＶＢの供給を自ら遮断し、システム全体の作動を停止させる。
【００３８】
次に、ＣＰＵ２１がグロープラグ７への通電・非通電を制御するためにリセット解除の直後から実行する処理について、図２〜図４に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、図２は、エンジンの始動時にグロープラグ７に通電して発熱させることによりエンジンの始動性を向上させる、所謂グロー制御処理を表すフローチャートである。
【００３９】
このグロー制御処理は、特に、水温センサ３０の故障によりその出力値が異常値を示した場合に、この異常値を取り込んだＣＰＵ２１が、冷却水温を低温と判断して不要なグロー制御を行ったり、逆に、冷却水温が高温であると判断して必要なグロー制御が行われなかったりする等の事態を回避するためのものである。
【００４０】
イグニッションスイッチＩＧがオンされてからＣＰＵ２１が作動を開始した後、グローリレー９がオンしてグロープラグ７への通電が開始され、さらにスタータスイッチＳＴがオンされると、図２に示すように、まず、冷却水温の異常検出処理が行われる（Ｓ１１０）。この異常検出処理は、水温センサ３０に接続される回路が何らかの原因で短絡或いは切断等することにより、水温センサ３０が故障し異常値を出力した場合に、これを検出するための処理である。
【００４１】
この異常検出処理では、水温センサ３０の出力値が、通常ではあり得ない高温値（第１基準値：本実施例においては１５０℃）を上回っている場合、或いは、通常ではあり得ない低温値（第２基準値：本実施例においては−５０℃）を下回っている場合に、その出力値が異常である、つまり、水温センサ３０が故障していると判断する。
【００４２】
すなわち、図３に示すように、まず、水温センサ３０の出力値が１５０℃を上回っているか否かが判断され（Ｓ３１０）、１５０℃を上回っている判断された場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値が異常であると判定する（Ｓ３２０）。
【００４３】
一方、Ｓ３１０にて水温センサ３０の出力値が１５０℃以下であると判断された場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、続いて、水温センサ３０の出力値が−５０℃を下回っているか否かが判断され（Ｓ３３０）、−５０℃を下回っていると判断された場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値が異常であると判定する（Ｓ３２０）。他方、Ｓ３３０にて水温センサ３０が−５０℃以上である（従って、水温センサ３０の出力値が低温値（−５０℃）から高温値（１５０℃）の範囲内にある）と判断された場合には、水温センサ３０の出力値は正常であると判定される（Ｓ３４０）。
【００４４】
そして、図２に戻り、上記異常検出処理による判定結果に基づいて、水温センサ３０が正常であるか否かが判断され（Ｓ１２０）、正常であると判断されると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値に基づいて通常のグロー制御が行われる（１３０）。すなわち、水温センサ３０の出力値が高温値を示すほど、グロープラグ７への通電時間が短く又は通電量が小さくなるように設定され、逆に、水温センサ３０の出力値が低温値を示すほど、グロープラグ７への通電時間が長く又は通電量が大きくなるように設定される。
【００４５】
そして、エンジンの始動が完了したか否かが判断され（Ｓ１４０）、始動したと判断されると、グローリレー９への通電が行われている場合には、これをオフしてグロー制御を終了する（Ｓ１５０）。
一方、Ｓ１２０にて水温センサ３０の出力値が異常であると判断された場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、まず、水温センサ３０の出力値として、ダミーの高温値（本実施例では８０℃：第１デフォルト値）が設定される（Ｓ１６０）。すると、ＣＰＵ２１がこの第１デフォルト値に基づいたグロー制御を行う（Ｓ１７０）。つまり、このときグロープラグ７への通電制御は、通電時間が短く又は通電量は小さく設定され、グロープラグ７への通電による点火アシストが抑制された状態で、エンジンの始動制御が継続される。
【００４６】
この場合、実際には冷却水温が低く、グロープラグ７への通電による点火アシストがさらに必要な場合があり得る。このため、エンジンの始動性の低下を防止するために、図４に示すエンジンの始動性判定処理が続いて実行される（Ｓ１８０）。
【００４７】
この始動性判定処理では、まず、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン状態が、継続して所定時間（本実施例においては３秒）以上続いたか否かが判断される（Ｓ４１０）。そして、スタータスイッチＳＴのオン状態が３秒以上かかったと判断されると（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、エンジンが始動しないと判定する（Ｓ４２０）。一方、Ｓ４１０において、スタータスイッチＳＴのオン状態が３秒以上続かなかったと判断された場合には（Ｓ４１０：ＮＯ）、エンジンの速やかな始動が可能であると判定する（Ｓ４３０）。
【００４８】
そして、図２に戻り、上記始動性判定処理による判定結果に基づいて、エンジンの速やかな始動が可能であるか否かが判断される（Ｓ１９０）。このとき、可能であると判断されると（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、そのまま通常のエンジン始動制御が継続される。そして、エンジンの始動が完了したか否かが判断され（Ｓ２００）、完了したと判断されると（Ｓ２００：ＹＥＳ）、水温センサ３０の出力値として第１デフォルト値を設定した状態で（Ｓ２１０）、グローリレー９への通電が行われている場合には、これをオフしてグロー制御を終了する（Ｓ１５０）。他方、Ｓ２００においてエンジンの始動が完了していないと判断された場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、Ｓ１７０に戻り、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン毎に、Ｓ１８０及びＳ１９０の処理が繰り返し行われる。
【００４９】
一方、Ｓ１９０において、エンジンの始動が困難であると判断された場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、グロープラグ７への通電による点火アシストが必要であるため、水温センサ３０の出力値として、ダミーの低温値（本実施例では−３０℃：第２デフォルト値）が設定され（Ｓ２２０）、Ｓ１７０に戻る。その後、ＣＰＵ２１はこの第２デフォルト値に基づいたグロー制御を行う（Ｓ１７０）。
【００５０】
すなわち、この第２デフォルト値は、グロープラグ７への通電を、一定の比較的長い通電時間又は比較的大きい通電量で行う温度として設定された値であるため、ＣＰＵ２１は、その設定条件に基づいてグロープラグ７への通電制御を行う。この結果、グロープラグ７への通電による十分な点火アシストが行われる。
【００５１】
そして、上記と同様のＳ１８０、Ｓ１９０の処理が実行され、Ｓ１９０にてエンジンが始動しないと判定される間は（Ｓ１９０：ＮＯ）、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン毎にＳ２２０、Ｓ１７０、Ｓ１８０の処理が繰り返し実行され、この間、グロープラグ７への通電が継続される。そして、Ｓ１９０にてエンジンの始動が可能であると判断され（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、さらに、エンジンの始動が完了したと判断された場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、水温センサ３０のデフォルト値を第２デフォルト値（−３０℃）から第１デフォルト値（８０℃）に変更した後（Ｓ２１０）、グローリレー９をオフしてグロー制御を終了する（Ｓ１５０）。
【００５２】
尚、上記Ｓ２１０において、エンジンの始動完了後に水温センサ３０のデフォルト値を第２デフォルト値（−３０℃）から第１デフォルト値（８０℃）に変更したのは、この水温センサ３０の出力値を他の制御において使用する場合を考慮したものである。すなわち、水温センサ３０が低温値を示した状態で故障することにより、冷却水温が低温であるときに実行される無用な制御が行われないように、水温センサ３０の出力値として高温側のデフォルト値を設定したものである。
【００５３】
以上のようにして、水温センサ３０の異常時においも、グロー制御によるエンジンの速やかな始動が実現される。
このように、本実施例のグロー制御では、異常検出処理において水温センサ３０の出力値が異常であると判定されると、とりあえずグロープラグ７への通電を抑制することとしている。このため、例えば前回エンジンが停止されてからそれほどの時間が経過しておらず、エンジンが暖まった状態から再始動するような場合には、不要なグロー制御は行われない。この結果、グロープラグ７の熱劣化による耐久性の悪化等を効果的に抑制することができる。
【００５４】
一方、実際には冷却水温が低く、グロープラグ７への通電による点火アシストが必要な場合には、始動性判定処理においてエンジンが始動性しないと判定されることにより、グロープラグ７への速やかな通電が行われ、始動性の低下を防止することができるのである。
【００５５】
なお、本実施例において、ＥＣＵ３が通電制御手段、異常検出手段、デフォルト値設定手段、始動性判定手段、及びデフォルト値変更手段に該当する。
そして、ＥＣＵ３が実行する処理の内、図２のフローチャートに示されたＳ１３０及びＳ１７０の処理が通電制御手段としての処理に該当し、Ｓ１６０及びＳ２２０の処理がデフォルト値設定手段としての処理に該当し、さらに、Ｓ２１０の処理がデフォルト値変更手段としての処理に該当する。また、図３のフローチャートに示されたＳ３１０〜Ｓ３４０までの処理が異常検出手段としての処理に該当し、図４のフローチャートに示されたＳ４１０〜Ｓ４３０までの処理が始動性判定手段としての処理に該当する。
【００５６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、図３に示す水温センサ３０の異常検出処理において、水温センサ３０の出力値が通常あり得ないとされる高温値（１５０℃）を上回ったこと、又は通常あり得ないとされる低温値（−５０℃）を下回ったことをもって、水温センサ３０が異常である（つまり、故障している）と判定した。
【００５７】
しかし、水温センサ３０が、このような高温値と低温値との間の出力値を示した状態で故障する場合もあり得る。そこで、このような場合の水温センサ３０の異常を検出するために、図５のフローチャートに示すように、水温センサ３０により検出された冷却水温が、予め定める時間内に所定値以上変化した場合に、水温センサ３０が異常であると判断する異常検出処理を採用することもできる。
【００５８】
これは、冷却水温は徐々に上昇するため、その温度勾配もある一定の範囲を超えることはないことに着目し、水温センサ３０がこのような温度勾配の範囲にない温度上昇を検出した場合には、異常であると判断するものである。
具体的には、図５に示すように、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオンから水温センサ３０の出力値がサンプリングされ、まず、現在の水温センサ３０の出力値Ｔｒと３秒前の水温センサ３０の出力値Ｔａとを読み込み（Ｓ５１０）、ＴｒとＴａとの差が所定値（例えば１０℃）以上であるか否かが判断される（Ｓ５２０）。そして、ＴｒとＴａとの差が当該所定値（１０℃）以上であると判断された場合には（Ｓ５２０：ＹＥＳ）、水温センサ３０が異常であると判定される。一方、ＴｒとＴａとの差が当該所定値（１０℃）未満であると判断された場合には（Ｓ５２０：ＮＯ）、水温センサ３０は正常であると判定される（Ｓ５４０）。
【００５９】
尚、この場合、図５のフローチャートに示されたＳ５１０〜Ｓ５４０までの処理が、ＥＣＵ３が実行する異常検出手段としての処理に該当する。
また、上記実施例においては、図４のフローチャートに示す始動性判定処理におけるエンジンの始動性の判断を、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオン状態が、継続して一定時間（３秒）以上続いたことをもって、エンジンが始動しないと判断することとした。
【００６０】
しかし、このように車両乗員の動作に基づいて判定するのではなく、上記クランク角センサにより検出されたエンジン回転数が予め定める値になるまでの時間が、車両のスタータスイッチＳＴがオンされてから所定時間（例えば３秒）を超えた場合に、エンジンが始動しないと判定するようにしてもよい。
【００６１】
ここで、このエンジン回転数の具体的値としては、設計の都合上適宜選択することができるが、例えばエンジンが安定するアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）を採用することが考えられる。
このように、エンジン回転数の上昇の程度により判定することで、エンジンの始動性をより明確に判定することができる。
【００６２】
或いは逆に、クランク角センサにより検出されたエンジン回転数が、車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオンから予め定める時間を経過した時点で、所定回転数以下である場合に、エンジンが始動しないと判定してもよい。
この場合も、この予め定める時間の具体的値として、例えば車両乗員によるスタータスイッチＳＴのオンからエンジン回転数がアイドリング回転数付近（例えば５００ｒｐｍ）に達するまでに通常かかる時間程度とし、その時間の経過時点で、エンジン回転数が当該回転数よりも小さい場合に、エンジンの始動が困難であると判定するようにしてもよい。尚、以上の場合、クランク角センサがエンジン回転数検出手段に該当する。
【００６３】
尚、上記実施例において示された時間或いは温度等の具体的値は例示であり、設計の都合上適宜選択できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例のエンジン制御システムの全体構成を表す概略構成図である。
【図２】 図１の電子制御装置（ＥＣＵ）で実行されるグロー制御処理を表すフローチャートである。
【図３】 ＥＣＵで実行される異常検出処理を表すフローチャートである。
【図４】 ＥＣＵで実行される始動性判定処理を表すフローチャートである。
【図５】 ＥＣＵで実行される異常検出処理の別態様を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・バッテリ、 ３・・・ＥＣＵ、 ５・・・電源リレー、
７・・・グロープラグ、 ９・・・グローリレー、
１１・・・キースイッチ、 １３・・・スタータモータ、 ２３・・・電源回路、２９・・・出力回路、 ３０・・・水温センサ
Claims (7)
- 車両エンジンの冷却水温を検出する水温センサと、
前記エンジンの始動時に前記水温センサにより検出された冷却水温が高いほど、前記エンジンの始動時に通電されるグロープラグへの通電時間を短くするか、又は該グロープラグへの通電量を小さくする通電制御手段と、
前記水温センサの異常を検出する異常検出手段と、
前記エンジンの始動時に前記異常検出手段により前記水温センサの異常が検出されると、前記通電制御手段が用いる前記水温センサの出力値を、第１のデフォルト値に設定するデフォルト値設定手段と、
前記デフォルト値設定手段が前記水温センサの出力値を第１のデフォルト値に設定した後、前記エンジンが始動したか否かを判定する始動性判定手段と、
該始動性判定手段により前記エンジンが始動しないと判定された場合に、前記通電制御手段が用いる前記水温センサの出力値を、前記第１のデフォルト値から該第１のデフォルト値よりも低い冷却水温を示す第２のデフォルト値に変更するデフォルト値変更手段と、
を備えたことを特徴とするグロープラグの通電制御装置。 - 前記異常検出手段は、
前記水温センサにより検出された冷却水温が、予め定める第１基準値よりも高いとき、又は、該第１基準値よりも低い予め定める第２基準値よりも低いときに、前記水温センサが異常であると判断するこを特徴とする請求項１記載のグロープラグの通電制御装置。 - 前記異常検出手段は、
前記水温センサにより検出された冷却水温が、予め定める時間内に所定値以上変化した場合に、前記水温センサが異常であると判断することを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの通電制御装置。 - 前記始動性判定手段は、
車両乗員による前記車両のスタータスイッチのオン状態が、継続して予め定める時間を超えて続いた場合に、前記エンジンが始動しないと判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のグロープラグの通電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載のグロープラグの通電制御装置において、さらに、
前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、
前記始動性判定手段は、
前記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が予め定める値になるまでの時間が、前記車両のスタータスイッチがオンされてから予め定める時間を超えた場合に、前記エンジンが始動しないと判定することを特徴とするグロープラグの通電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載のグロープラグの通電制御装置において、さらに、
前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、
前記始動性判定手段は、
前記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が、前記車両のスタータスイッチがオンされてから予め定める時間を経過した時点で、所定回転数を下回る場合に、前記エンジンが始動しないと判定することを特徴とするグロープラグの通電制御装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載のグロープラグの通電制御装置において、
前記デフォルト値設定手段は、前記通電制御手段が用いる前記水温センサの出力値として前記第１デフォルト値を設定した後、前記エンジンの始動が完了すると、前記通電制御手段が用いる前記水温センサの出力値として、前記第２デフォルト値を改めて設定することを特徴とするグロープラグの通電制御装置。
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