JP4600389B2 - 発熱手段の温度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に突出した発熱手段の温度をフィードフォワード制御すべく、前記発熱手段に対する通電操作を行なう発熱手段の温度制御装置に関する。

この種の温度制御装置としては、例えばディーゼル機関の燃焼室に突出した発熱体としてのグロープラグの温度を目標温度に制御するための所定電力量（定格電力）を予め適合しておき、同定格電力の通電操作によってグロープラグの温度を目標温度に制御するものが周知である。更に、グロープラグの温度制御の開始に際しては、グロープラグの温度を迅速に目標温度まで上昇させるべく、上記所定電力量よりも多い電力量（初期電力量）の通電操作を行なうものも知られている。なお、上記初期電力量は、グロープラグの温度を目標温度まで上昇させるのに適切な量に適合されている。

ところで、ディーゼル機関の再始動に際してのグロープラグの温度の制御性は、グロープラグの温度の初期値に依存することとなる。すなわち例えば、ディーゼル機関の始動から再始動までの時間が過度に短いときには、グロープラグの温度が未だ十分に低下していないおそれがある。この場合、ディーゼル機関の再始動に際して上記初期電力量を用いたのでは、グロープラグの温度が目標温度を大きく上回って上昇するおそれがある。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、ディーゼル機関の停止に際して、グロープラグの温度が十分に低下すると想定される期間にわたって温度制御装置のオン状態を維持することも提案されている。これにより、ディーゼル機関の停止から再始動時までの経過時間が過度に短い場合、温度制御装置では、経過時間が短いことを把握することで初期電力量を低減することができ、ひいてはグロープラグの温度の制御性を高く維持することができる。
特開２００４−１０８１８９号公報

ただし、実際に上昇したグロープラグの温度が十分に低下するまでには長い時間を要する。このため、上記制御装置にあっては、ディーゼル機関の停止後における制御装置のオン時間が過度に長くなるおそれがあり、ひいてはバッテリの電力の消費量が増大するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関の燃焼室に突出した発熱手段の温度をフィードフォワード制御すべく、発熱手段に対する通電操作をより適切に行なうことのできる発熱手段の温度制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項４記載の発明は、前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度についての当該温度制御装置の停止時から前記発熱手段の温度制御開始時までの変化量に基づき、前記フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定する可変手段を備え、前記フィードフォワード制御は、前記温度制御開始時以降、供給電力量を徐々に減少させるものであり、前記可変手段は、前記変化量が大きいほど前記温度制御開始時の供給電力量を増大させることを特徴とする。

当該温度制御装置の停止時から今回当該温度制御装置が起動されて且つ発熱手段の温度制御開始となるまでの期間内の発熱手段の温度変化は、同期間の長さに依存する。一方、内燃機関が稼動中にはその温度が上昇することなどに起因して、例えば内燃機関の冷却水温や排気温度等、稼動履歴と相関を有する温度パラメータが存在する。そして、この温度パラメータの上記期間における変化量は、上記期間の長さと相関を有する。上記発明では、温度パラメータの変化量が上記期間と相関を有するパラメータである点に着目する。すなわち、この性質によれば、温度パラメータの変化量は、発熱手段の温度の低下量と相関を有するものともなる。したがって、温度パラメータの変化量に基づき通電操作態様を可変設定することで、発熱手段の温度の初期値にとって適切な通電操作を行なうことができ、ひいては目標温度に高精度に制御することができる。

ところで、上記温度パラメータ変化量が大きいほど、当該温度制御装置の停止時から温度制御開始時までの期間が長いことから、発熱手段の温度も低下していると考えられる。この点、上記発明では、温度パラメータの変化量が大きいほど供給電力量を増大させることで、上記期間の長短にかかわらず、発熱手段の温度を目標温度へと迅速に制御することができる。

請求項１記載の発明は、前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度についての当該温度制御装置の停止時から前記発熱手段の温度制御開始時までの変化量に基づき、前記フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定する可変手段を備え、前記発熱手段は、前記通電操作による供給電力を、最大値よりも小さい所定の定格電力とすることでその温度を所望に制御可能なものであり、前記可変手段は、当該温度制御装置の停止時における前記温度が予め定められた規定温度以下のとき、前記温度制御開始時における前記発熱手段に対する電力の供給量を前記定格電力とすることを特徴とする。

当該温度制御装置の停止時における上記温度パラメータの温度が低いときには、当該温度制御装置の停止時から発熱手段の温度制御開始となるまでの期間における温度パラメータの変化が鈍くなる。このため、当該温度制御装置の停止時における温度パラメータの温度が低いときには、期間は長いが温度パラメータの変化が鈍いのか期間が短いのかを上記変化量に基づき特定することが困難となる。そこで上記発明では、こうした状況下、発熱手段に対する電力の供給量を定格電力とすることで、期間が短く発熱手段の温度が十分低下していない状況下において過度の電力を供給し発熱手段が過熱することを回避することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記可変手段は、当該温度制御装置の停止時における前記温度が予め定められた規定温度以下との条件及び前記変化量が所定の閾値以下であるとの条件の論理積条件が成立するとき、前記温度制御開始時における前記発熱手段に対する電力の供給量を前記定格電力とすることを特徴とする。

当該温度制御装置の停止時における上記温度パラメータの温度が低い場合であっても、変化量が大きい場合には、当該温度制御装置の停止時から発熱手段の温度制御開始となるまでの期間が長いと判断することができる。このため、こうした状況下においては、期間に応じた通電操作態様を設定することが、発熱手段の温度を迅速に目標温度とする上で望ましい。この点、上記発明では、当該温度制御装置の停止時における上記温度が予め定められた規定温度以下との条件及び上記変化量が所定の閾値以下であるとの条件が同時に成立するときに発熱手段に対する供給電力を定格電力とする。このため、期間に応じた通電操作態様の可変設定を極力行なうことができ、ひいては発熱手段の温度をより適切に制御することができる。

請求項３記載の発明は、前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度についての当該温度制御装置の停止時から前記発熱手段の温度制御開始時までの変化量に基づき、前記フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定する可変手段を備え、前記発熱手段は、前記通電操作による供給電力を、最大値よりも小さい所定の定格電力とすることでその温度を所望に制御することが可能なものであり、前記可変手段は、前記温度制御の開始に伴う供給電力を前記定格電力よりも大きい電力から前記定格電力へと移行させる基本パターンを前記変化量に基づき補正することを特徴とする。

上記発明によれば、発熱手段の温度制御に際して定格電力を供給することで目標温度を実現することができる。しかし、発熱手段の温度制御の開始に際しては、定格電力を供給したのでは目標温度に追従するまでの時間が長くなるおそれがある。これに対し、上記発明によれば、温度制御の開始に伴う供給電力として、定格電力よりも大きい電力から定格電力へと移行させる基本パターンを備えることで、当該温度制御装置の停止時から発熱手段の温度制御開始となるまでの期間が過度に短い場合以外には、この基本パターンにて発熱手段の温度を迅速に目標温度とすることができる。そして上記期間が短い場合には、基本パターンを補正することで、発熱手段の温度が過度に上昇することを回避することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する手段及び前記内燃機関の排気温度を検出する手段の少なくとも一方の検出値を取得する取得手段を更に備え、前記可変手段は、前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度として、前記取得手段によって取得された検出値を用いることを特徴とする。

上記発明では、内燃機関の冷却水の温度を検出する手段や内燃機関の排気温度を検出する手段の検出値を用いることで、当該温度制御装置の停止時から発熱手段の温度制御開始となるまでの期間と顕著な相関を有する温度情報を取得することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる発熱手段の温度制御装置を車載ディーゼル機関に搭載されるグロープラグの温度制御装置に適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。

図示されるように、ディーゼル機関１０の吸気通路１２は、吸気バルブ１４の開動作によって、シリンダブロック１６及びピストン１８にて区画される燃焼室２０と連通される。燃焼室２０には、燃料噴射弁２２の先端部が突出して配置されている。これにより、燃焼室２０に燃料の噴射供給が可能となっている。なお、燃焼室２０には、燃焼室２０内に突出した発熱手段としてのグロープラグ２４が設けられている。

燃焼室２０に燃料が噴射されると、燃焼室２０の圧縮によって燃料が自己着火し、エネルギが発生する。このエネルギは、ピストン１８を介して、ディーゼル機関１０の出力軸（クランク軸２６）の回転エネルギとして取り出される。なお、クランク軸２６近傍には、クランク軸２６の回転角度を検出するクランク角センサ２８が設けられている。また、上記燃料の燃焼によるディーゼル機関１０の温度上昇を抑制すべく、シリンダブロック１６には、冷却水が流れている。そして、シリンダブロック１６には、この冷却水の温度を検出するための水温センサ３０が設けられている。

上記燃料噴射弁２２を介して燃料が燃焼室２０に噴射され、燃焼が生じた後、燃焼に供された気体は、排気バルブ３２の開動作によって、排気として、排気通路３４に排出される。なお、排気通路３４には、排気温度を検出する排気温センサ３６が設けられている。

電子制御装置（ＥＣＵ４０）は、マイクロコンピュータや、常時記憶保持メモリ４２を備えて構成されている。ここで、常時記憶保持メモリ４２は、イグニッションスイッチＩＧ（ＥＣＵ４０の電源スイッチ）の状態にかかわらず常時給電状態が保持されるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらず常時データを保持する不揮発性メモリ等、上記電源スイッチの状態にかかわらずデータを保持する記憶装置である。

このＥＣＵ４０には、イグニッションスイッチＩＧ、メインリレー４４、給電ラインＬ１を介してバッテリＢの電力が給電されている。メインリレー４４は、イグニッションスイッチＩＧがオンされるか、信号ラインＬ２から駆動信号が入力されることで、バッテリＢと給電ラインＬ１とを短絡させる。このため、イグニッションスイッチＩＧがオンとされると、メインリレー４４によってバッテリＢと給電ラインＬ１とが導通状態とされるため、ＥＣＵ４０にバッテリＢの電力が供給される。

一方、ＥＣＵ４０では、バッテリＢにより電力が供給されているときに、信号ラインＬ３を介してイグニッションスイッチＩＧのオン・オフ状態を監視する。そして、イグニッションスイッチＩＧがオフとされると、ＥＣＵ４０の停止の前に行なう後処理を完了するまでＥＣＵ８４０への給電を継続するために、信号ラインＬ２を介してメインリレー４４に駆動信号を出力する。これにより、イグニッションスイッチＩＧがオフとされた後であっても、上記後処理が完了するまではバッテリＢの電力がメインリレー４４及び給電ラインＬ１を介してＥＣＵ８０に供給される。

上記ＥＣＵ４０は、ディーゼル機関１０の運転状態やユーザの要求を検出する各種センサの検出値に基づき、燃料噴射弁２２等の各種アクチュエータを操作することで、ディーゼル機関１０の出力特性（出力トルク、排気特性）を制御する。特にＥＣＵ４０は、ディーゼル機関１０の冷間始動時、燃料の着火性を向上させるべく、グロープラグ駆動回路（ＧＤＵ５０）を介してグロープラグ２４の温度を制御する。

ＧＤＵ５０は、制御回路５２及びスイッチング素子５４を備えて構成されている。ここで、スイッチング素子５４は、バッテリＢとグロープラグ２４との間を導通及び遮断するものである。一方、制御回路５２は、ＥＣＵ４０からの指令に基づき、スイッチング素子５４をオン・オフ操作する回路である。すなわち、ＥＣＵ４０から、グロープラグ２４の供給電力量に応じたデューティ信号の指令値（指令Ｄｕｔｙ）が出力されると、制御回路５２では、上記指令Ｄｕｔｙとなるようにスイッチング素子５４を操作する。ここで、指令Ｄｕｔｙは、バッテリＢの電圧の変動にかかわらず、グロープラグ２４の温度を目標温度とするための供給電力量とするための値に設定されている。なお、上記目標温度は、ディーゼル機関１０の冷間始動時において着火性を向上させて且つグロープラグ２４の許容上限温度以下の温度に設定されている。

図２に、上記ＥＣＵ４０及びＧＤＵ５０の協働によるグロープラグ２４の通電態様を示す。詳しくは、図２（ａ）にバッテリＢの電圧の推移を示し、図２（ｂ）に、ＥＣＵ４０の出力する指令Ｄｕｔｙの推移を示し、図２（ｃ）に、ＧＤＵ５０内におけるスイッチング素子５４の操作Ｄｕｔｙの推移を示し、図２（ｄ）に、グロープラグ２４の通電量の推移を示す。図示されるように、バッテリＢの電圧の推移に応じて指令Ｄｕｔｙが補正されるために、バッテリＢの電圧にかかわらず、グロープラグ２４の温度を目標温度とするために適切な通電がグロープラグ２４に対してなされる。

本実施形態にかかるグロープラグ２４は、バッテリＢによる最大供給電力（バッテリＢの電圧が基準となる電圧（例えば「１２Ｖ」）においてＤｕｔｙ１００％としたときの供給電力）よりも低い供給電力（定格電力）によってグロープラグ２４の温度を目標温度とすることができるものを用いている。したがって、ＥＣＵ４０では、グロープラグ２４の温度を目標温度とするためには、指令Ｄｕｔｙを「１００％」未満の所定値とすればよい。ただし、グロープラグ２４の温度制御開始から指令Ｄｕｔｙを上記所定値に設定したのでは、グロープラグ２４の温度を迅速に目標温度とすることができない。このため、本実施形態では、温度制御の開始に際し、定格電力よりも大きい電力から定格電力へと移行させる電力供給についての基本パターンを用いる。

図３に、上記基本パターンを用いたグロープラグ２４の温度制御の開始処理の態様を示す。詳しくは、図３（ａ）に、指令Ｄｕｔｙの推移を示し、図３（ｂ）に、グロープラグ２４の温度の推移を示す。

図示されるように、指令Ｄｕｔｙは、温度制御の開始とともに最大値となり、その後、段階的に定格電力と対応する値Ｄａへと移行する。これにより、供給電力を、最大値から定格電力へと段階的に移行させることができる。ここで、本実施形態では、定格電力への移行に際しての供給電力の減少段数を「２」段階以上（ここでは、「３」段階を例示）に設定している。これは、最大値とする期間を適合することでグロープラグ２４の温度を目標温度に制御することができるとはいえ、図中２点鎖線にて示すようにその後供給電力を定格電力まで一気に減少させると、グロープラグ２４の温度が一旦低下するおそれがあるからである。これは、グロープラグ２４の先端部分の温度が一旦目標温度となったとしても、グロープラグ２４の後方端部やディーゼル機関１０のシリンダは未だ低温であるため、これらへと熱エネルギが流動することで生じる現象であると考えられる。こうした事態を回避すべく、本実施形態では、定格電力への移行に際しての供給電力の減少段数を「２」段階以上に設定している。

上記基本パターンを用いてグロープラグ２４の温度をフィードフォワード制御する場合には、その制御性は、グロープラグ２４の温度制御開始時におけるグロープラグ２４の初期温度に依存する。ここで、ディーゼル機関１０の始動完了後にはグロープラグ２４の通電が停止されるため、グロープラグ２４の温度はその周囲と熱的平衡状態を実現すべく、周囲の温度へと低下していく。このため通常は、グロープラグ２４の温度制御の開始が所望されるディーゼル機関１０の冷間始動時には、グロープラグ２４の温度は、その周囲の温度（例えば「−４０°〜−２０°」）と一致している。この際の温度には幅があるとはいえ、これは、このときの周囲の温度と目標温度（例えば「１０００°Ｃ」）との差と比較して無視し得る。したがって、こうした場合には、上記基本パターンを用いたフィードフォワード制御によって、グロープラグ２４の温度を目標温度に適切に制御することができる。

しかし、例えばイグニッションスイッチＩＧがオン操作されることでグロープラグ２４の温度制御が開始された後、イグニッションスイッチＩＧのオフ操作及び再度のオン操作が短時間になされる場合には、グロープラグ２４が未だその周囲と熱的平衡状態を実現するには至らない。図４に、こうした状態におけるグロープラグ２４の温度制御態様を例示する。詳しくは、図４（ａ）に、イグニッションスイッチＩＧの操作態様の推移を示し、図４（ｂ）に、グロープラグ２４の温度の推移を示し、図４（ｃ）に、グロープラグ２４への供給電力量（指令Ｄｕｔｙ）の推移を示す。

図示されるように、この場合、グロープラグ２４の再度の温度制御（再通電）に際し、グロープラグ２４の温度が周囲の温度と一致せず、高温状態にある。この場合、上記基本パターンを用いて電力を供給することで、グロープラグ２４の温度が目標温度を上回って上昇する。

これに対し、例えば図５に示すように、グロープラグ２４の温度開始時における供給電力を定格電力とするなら、実際の温度が目標温度を超えて上昇することを回避することができるとはいえ、目標温度への追従性が低下する。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、先の図４（ａ）から図４（ｃ）に対応している。

そこで本実施形態では、水温センサ３０によって検出される冷却水温についてのＥＣＵ４０の停止時からグロープラグ２４の温度制御開始時までの変化量に基づき、基本パターンを補正する。冷却水温は、ディーゼル機関１０の稼動履歴と相関を有する。このため、ディーゼル機関１０の稼動に伴い冷却水温が上昇する。この状態で、ディーゼル機関１０が停止されると、冷却水温は徐々に低下していく。ここで、ディーゼル機関１０が停止されＥＣＵ４０が停止されてから、イグニッションスイッチＩＧのオン操作に伴ってグロープラグ２４の再度の温度制御が開始されるときまでの期間における冷却水温の低下量は、上記期間の長さに依存する。このため、上記冷却水温の変化量に基づき上記期間の長さを把握することができる。こうして把握される上記期間の長さに応じて基本パターンを補正することで、グロープラグ２４の温度が通電操作によって目標温度を上回って上昇することを回避することができる。

図６に、本実施形態にかかるグロープラグ２４の温度制御態様を示す。詳しくは、図６（ａ）に、イグニッションスイッチＩＧの操作態様の推移を示し、図６（ｂ）に、ＥＣＵ４０の状態の推移を示し、図６（ｃ）に、グロープラグ２４への供給電力量（指令Ｄｕｔｙ）の推移を示し、図６（ｄ）に、冷却水温の推移を示す。

図示されるように、イグニッションスイッチＩＧがオフとされるに伴い冷却水温が低下していく。一方、イグニッションスイッチＩＧがオフとされると、ＥＣＵ４０はそのときの冷却水温ＴＨＷ１を記憶した後、停止する。その後、イグニッションスイッチＩＧが再度オンとされると、ＥＣＵ４０では、イグニッションスイッチＩＧのオフ時の冷却水温ＴＨＷ１に対する現在の冷却水温ＴＨＷ２の変化量ΔＴＨＷを算出する。この変化量ΔＴＨＷは、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間「Ｔ３−Ｔ１」と相関を有する。このため、この変化量ΔＴＨＷに基づき、基本パターンを補正しつつ、グロープラグ２４の温度制御を行う。詳しくは、本実施形態では、供給電力量が最大となる期間を短縮する補正を行なう。これは、供給電力量が最大となる期間は、グロープラグ２４の温度を目標温度へと上昇させる目的を有することによる。このため、変化量ΔＴＨＷが小さく、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間「Ｔ３−Ｔ１」が短いと考えられるときには、グロープラグ２４の温度が十分に低下しておらず、初期温度が高いと考えられることから最大電力量を供給する時間を短縮補正する。

ただし、図７に示すように、イグニッションスイッチＩＧがオフとされるときの冷却水温ＴＨＷ１が低い場合には、イグニッションスイッチＩＧがオフされてから今回再度オンされるまでの時間「Ｔ３−Ｔ１」の割に冷却水温の変化量ΔＴＨＷが小さくなる。このため、こうした状況下にあっては、変化量ΔＴＨＷが小さいのが、時間「Ｔ３−Ｔ１」が短いためか、冷却水温ＴＨＷ１が低いために冷却水温の低下速度が鈍るためかを判断することができないおそれがある。このため、こうした状況下にあっては、グロープラグ２４の温度制御の開始に際し、グロープラグ２４の温度が目標温度を超えて上昇することを回避すべく、定格電力を供給する。

図８及び図９に、上記グロープラグ２４の温度制御の処理手順を示す。図８に示す処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

図８に示す一連の処理では、まずステップＳ１０において、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態とされたか否かを判断する。そして、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態とされたと判断されるときには、そのときの水温センサ３０の検出値（冷却水温ＴＨＷ１）を常時記憶保持メモリ４２に記憶する。その後、ＥＣＵ４０では、メインリレー４４をオフとすることで、ＥＣＵ４０に対する通電を停止させる。

図９に示す処理は、イグニッションスイッチＩＧのオン操作をトリガとしてなされるものである。

図９に示す一連の処理では、まずステップＳ２０において、水温センサ３０の検出値（冷却水温ＴＨＷ２）を取得する。続くステップＳ２２においては、グロープラグ２４の通電要求の有無を判断する。ここでは、例えば冷却水温ＴＨＷ２が所定温度以下となることで通電要求ありと判断すればよい。そして通電要求があると判断されるときには、ステップＳ２４において、イグニッションスイッチＩＧのオフ時の冷却水温ＴＨＷ１に対する現在の冷却水温ＴＨＷ２の変化量ΔＴＨＷを算出する。

こうした処理の後、変化量ΔＴＨＷの絶対値が閾値ΔＴ以下であって（ステップＳ２６：ＹＥＳ）且つ冷却水温ＴＨＷ１が規定温度ＴＨＷ０以下であるとき（ステップＳ２８：ＹＥＳ）には、ステップＳ３０に移行し、グロープラグ２４の温度制御開始当初から定格電力を供給する。これは、先の図７に例示したように、冷却水温ＴＨＷ１が低い場合には、変化量ΔＴＨＷが小さい原因が、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間「Ｔ３−Ｔ１」が短いからか、冷却水温の低下速度が鈍るためかを特定することができないためになされる処置である。

これに対し、変化量ΔＴＨＷの絶対値が閾値ΔＴより大きいときや（ステップＳ２６：ＮＯ）、冷却水温ＴＨＷ１が規定温度ＴＨＷ０よりも高いとき（ステップＳ２８：ＮＯ）には、ステップＳ３２に移行し、変化量ΔＴＨＷに基づき基本パターンを補正する。詳しくは、ここでは、図１０に示す補正係数を、基本パターンの最大電力供給時間に乗算する。この補正係数は、変化量ΔＴＨＷが大きいほど増大し「１」へと収束する。このため、変化量ΔＴＨＷが大きいほど、グロープラグ２４に対する最大電力供給時間は、基本パターンにおけるものに近づくこととなる。なお、補正係数が「０」となるときには、最大電力供給時間の補正にとどまらず、定格電力を流すように基本パターン全体を補正することが望ましい。

先の図９に示したステップＳ２２において否定判断されるときや、ステップＳ３０、Ｓ３２の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）冷却水温の変化量ΔＴＨＷに基づき、フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定した。これにより、グロープラグ２４の初期温度にとって適切な通電操作を行なうことができ、ひいては目標温度に高精度に制御することができる。

（２）変化量ΔＴＨＷが大きいほど温度制御開始時の供給電力量を増大させた。これにより、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間の長短にかかわらず、グロープラグ２４の温度を目標温度へと迅速に制御することができる。

（３）冷却水温ＴＨＷ１が規定温度ＴＨＷ０以下のとき、温度制御開始時におけるグロープラグ２４に対する電力の供給量を定格電力とした。これにより、変化量ΔＴＨＷによっては、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間の長短を識別することが困難な状況下にあっても、グロープラグ２４が過熱されることを回避することができる。

（４）温度制御開始時に上記定格電力とする条件として、冷却水温ＴＨＷ１が規定温度ＴＨＷ０以下との条件及び変化量ΔＴＨＷが閾値ΔＴ以下であるとの条件の論理積条件を用いた。これにより、グロープラグ２４の温度をより適切に制御することができる。

（５）温度制御の開始に伴う供給電力を、定格電力よりも大きい電力から定格電力へと移行させる基本パターンを変化量ΔＴＨＷに基づき補正することで設定した。これにより、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間が過度に短い場合以外には、この基本パターンにてグロープラグ２４の温度を迅速に目標温度とすることができる。そして上記期間が短い場合には、基本パターンを補正することで、グロープラグ２４の温度が過度に上昇することを回避することができる。

（６）ディーゼル機関１０の稼動履歴と相関を有する温度として冷却水温を用いることで、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの時間と顕著な相関を有する温度情報を取得することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１１に、本実施形態にかかるグロープラグ２４の温度制御の処理手順を示す。この処理は、イグニッションスイッチＩＧがオンとなることで起動される。なお、図１１において先の図９の処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップ２４の処理の後、ステップＳ４０において、変化量ΔＴＨＷ及び冷却水温ＴＨＷ１に基づき、基本パターンを補正する。これは、イグニッションスイッチＩＧのオフに伴う冷却水温の低下度合いが、前回イグニッションスイッチＩＧがオフとされたときの冷却水温ＴＨＷ１に依存するためである。この補正は、図１２（ａ）に示す冷却水温ＴＨＷ１が高温ＴＨであるときの変化量ΔＴＨＷと補正係数との関係を定めるマップと、図１２（ｂ）に示す冷却水温ＴＨＷ１が低温ＴＬであるときの変化量ΔＴＨＷと補正係数との関係を定めるマップとの双方又はいずれかを用いることで行なわれる。すなわち、冷却水温ＴＨＷ１がこれらいずれかの温度と一致するときには、対応するマップによって補正係数を定める。これに対し、冷却水温ＴＨＷ１がこれらいずれの温度でもないときには、各マップから定まる補正係数の補間演算によって最終的な補正係数を定める。

ここで、上記補正係数は、冷却水温ＴＨＷ１が低いほど小さい変化量ΔＴＨＷで大きい値をとるように設定されている。これは、イグニッションスイッチＩＧのオフに伴う冷却水温の低下速度が、前回イグニッションスイッチＩＧがオフとされたときの冷却水温ＴＨＷ１が低いほど鈍ることによる。

また、本実施形態では、補正係数を、図１２（ｃ）に示すように、定格電力よりも大きい電力供給期間を一律補正する係数とする。このため、補正係数が「０」となることで、定格電力が供給されることとなる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（７）変化量ΔＴＨＷと補正係数との関係を定めたマップを複数の冷却水温ＴＨＷ１毎に備えることで、補正係数をより適切に算出することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、水温センサ３０によって検出される冷却水温に代えて、排気温センサ３６によって検出される排気温度を用いる。排気温度もディーゼル機関１０の運転履歴と顕著な相関を有するため、イグニッションスイッチＩＧが停止されてから今回再度オンされるまでの期間における排気温度の変化量は、同期間の長さを適切に表現するパラメータとなる。本実施形態にかかるグロープラグ２４の温度制御は、先の図６〜図９において、冷却水温を排気温度とすることで実現することができる。

ただし、図１３に示す排気温度の変化量と補正係数との関係を定めるマップは、先の図１０に示したマップと比較して変化量の変化に対する補正係数の変化度合いを緩やかなものとすることが望ましい。これは、排気温度は、冷却水温よりも低下速度が速いことによる。

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第２の実施形態において、冷却水温ＴＨＷ１の２つの値のそれぞれについて各別のマップを備えたが、３つ以上の値のそれぞれについて各別のマップを備えてもよい。更に、冷却水温ＴＨＷ１及び変化量ΔＴＨＷと補正係数との関係を定める２次元マップを用いてもよい。

・冷却水温ＴＨＷ１がある程度高い場合には、ディーゼル機関１０の稼動によりディーゼル機関１０が十分に暖機されたと考えられる。このため、この場合には、グロープラグ２４の通電操作が終了してから時間が経過していると考えられる。したがって、イグニッションスイッチＩＧのオフ時の冷却水温ＴＨＷ１が、ディーゼル機関１０の暖機が完了したときに実現される所定温度（例えば冷却水温の想定される最高温度近傍）以上であるときには、基本パターンを用いるようにしてもよい。

・上記第３の実施形態では、第１の実施形態における冷却水温を排気温度に代えたが、第２の実施形態やその上記変形例における冷却水温を排気温度に代えてもよい。

・基本パターンとしては、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば最大電力量の供給期間の終了後、供給電力を定格電力まで連続的に減少させる構成であってもよい。

・また、フィードフォワード制御としては、供給電力量に関する基本パターンを変化量ΔＴＨＷに応じて補正するものに限らず、変化量ΔＴＨＷ等に基づき供給電力パターンを直接設定するものであってもよい。

・ディーゼル機関１０の温度と相関を有する温度としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えばこれら双方の温度パラメータを併用してもよい。また、例えばディーゼル機関１０がオートマティックトランスミッション（ＡＴ）を備える車両に搭載されるものであるなら、ＡＴの作動油の温度であってもよい。更に、例えば燃料噴射弁２２を駆動する駆動回路内の温度を検出する検出手段を備えるものにあっては、その温度であってもよい。

・ＧＤＵ５０の構成としては、上記実施形態で例示したものに限らない。この際、ＥＣＵ４０としては、グロープラグ２４に対する供給電力の指令値を指令Ｄｕｔｙとして与えるものに限らず、例えば供給電力量そのものを指令値としてもよい。

・内燃機関としてはディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関に限らず、ガソリン機関等の火花点火式内燃機関であっても、低温状態での始動時に燃料の着火性の低下を補償するために燃焼室内に突出した発熱手段を備えるなら、その温度制御に本発明を適用することは有効である。

第１の実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。 同実施形態にかかるグロープラグの通電操作態様を示すタイムチャート。 同実施形態にかかるグロープラグの温度制御開始時の制御態様を示すタイムチャート。 グロープラグの温度制御の問題点を示すタイムチャート。 グロープラグの温度制御の別の問題点を示すタイムチャート。 上記実施形態にかかるグロープラグの温度制御態様を示すタイムチャート。 同実施形態にかかるグロープラグの温度制御態様を示すタイムチャート。 同実施形態にかかるグロープラグの温度制御の処理手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるグロープラグの温度制御の処理手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるグロープラグの温度制御に用いるマップを示す図。 第２の実施形態にかかるグロープラグの温度制御の処理手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるグロープラグの温度制御に用いるマップ等を示す図。 第３の実施形態にかかるグロープラグの温度制御に用いるマップを示す図。

符号の説明

１０…ディーゼル機関、２０…燃焼室、２４…グロープラグ、３０…水温センサ、３６…排気温センサ、４０…ＥＣＵ（発熱手段の温度制御装置の一実施形態）。

Claims (5)

1. 内燃機関の燃焼室に突出した発熱手段の温度をフィードフォワード制御すべく、前記発熱手段に対する通電操作を行なう発熱手段の温度制御装置において、
   前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度についての当該温度制御装置の停止時から前記発熱手段の温度制御開始時までの変化量に基づき、前記フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定する可変手段を備え、
   前記発熱手段は、前記通電操作による供給電力を、最大値よりも小さい所定の定格電力とすることでその温度を所望に制御可能なものであり、
   前記可変手段は、当該温度制御装置の停止時における前記温度が予め定められた規定温度以下のとき、前記温度制御開始時における前記発熱手段に対する電力の供給量を前記定格電力とすることを特徴とする発熱手段の温度制御装置。
2. 前記可変手段は、当該温度制御装置の停止時における前記温度が予め定められた規定温度以下との条件及び前記変化量が所定の閾値以下であるとの条件の論理積条件が成立するとき、前記温度制御開始時における前記発熱手段に対する電力の供給量を前記定格電力とすることを特徴とする請求項１記載の発電手段の温度制御装置。
3. 内燃機関の燃焼室に突出した発熱手段の温度をフィードフォワード制御すべく、前記発熱手段に対する通電操作を行なう発熱手段の温度制御装置において、
   前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度についての当該温度制御装置の停止時から前記発熱手段の温度制御開始時までの変化量に基づき、前記フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定する可変手段を備え、
   前記発熱手段は、前記通電操作による供給電力を、最大値よりも小さい所定の定格電力とすることでその温度を所望に制御することが可能なものであり、
   前記可変手段は、前記温度制御の開始に伴う供給電力を前記定格電力よりも大きい電力から前記定格電力へと移行させる基本パターンを前記変化量に基づき補正することを特徴とする発熱手段の温度制御装置。
4. 内燃機関の燃焼室に突出した発熱手段の温度をフィードフォワード制御すべく、前記発熱手段に対する通電操作を行なう発熱手段の温度制御装置において、
   前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度についての当該温度制御装置の停止時から前記発熱手段の温度制御開始時までの変化量に基づき、前記フィードフォワード制御による通電操作態様を可変設定する可変手段を備え、
   前記フィードフォワード制御は、前記温度制御開始時以降、供給電力量を徐々に減少させるものであり、
   前記可変手段は、前記変化量が大きいほど前記温度制御開始時の供給電力量を増大させることを特徴とする発熱手段の温度制御装置。
5. 前記内燃機関の冷却水の温度を検出する手段及び前記内燃機関の排気温度を検出する手段の少なくとも一方の検出値を取得する取得手段を更に備え、
   前記可変手段は、前記内燃機関の稼動履歴と相関を有する温度として、前記取得手段によって取得された検出値を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発熱手段の温度制御装置。

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