JP5246434B2 - グロープラグ通電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の筒内圧を検出する機能を有するグロープラグに対して、グロー通電を実行するグロープラグ通電制御装置に関する。

ディーゼルエンジンを搭載したディーゼル自動車等においては、エンジン始動を補助するために、グロープラグが筒内に突出させて設けられることが多い。これによれば、エンジン始動時に、グロープラグ通電制御装置がそのグロープラグに内蔵されているヒータに通電することで、筒内温度が上昇し、あるいはヒータを高温にして衝突した燃料を瞬時に高温とすることで、燃料の着火性を向上させてエンジンの始動安定性を向上させることができる。

一方、筒内での燃焼状態を把握しフィードバックして筒内の燃焼を制御等するために、筒内圧を検出する筒内圧センサ（ＣＰＳ：Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ）が設けられる。そして、従来、これらグロープラグと筒内圧センサとを一体化した、筒内圧を検出する機能を有するグロープラグが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、図２は、この種のグロープラグ５をエンジンヘッド１０に取り付けた状態を示す模式図である。以下では、説明の便宜上、図２において上方を基端側、下方を先端側と定義する。図２に示すように、グロープラグ５は、中空のボディ５２、ヒータ５３、センサ素子５４及び中軸５５を有している。ヒータ５３は、ロッド状の形態をなしており、その先端側がボディ５２から突出して、筒内２０に突出している。またヒータ５３は、その基端側がボディ５２の内部で中軸５５に固定されている。そのヒータ５３は、中軸５５を介して、グロープラグ通電制御装置としてのＥＣＵ７及びグローコントローラ５１に電気的に接続されている。そして、エンジン始動時には、燃料の着火性を向上させるために、グローコントローラ５１からヒータ５３にグロー通電されてヒータ５３の表面温度が高温にされる。

一方、それらヒータ５３と中軸５５は、筒内圧を検出するために、その軸方向（図２における上下方向）に可動できるようになっている。すなわち、ヒータ５３が筒内圧を受けて、その筒内圧に応じた分だけ、ヒータ５３と中軸５５がボディ５２の基端側の方向に可動する。そして、中軸５５の基端側には、ヒータ５３と中軸５５の変位量を検出するセンサ素子５４（例えば、圧電素子や歪みゲージ）が接続されている。そのセンサ素子５４で検出した変位量は筒内圧に相当するものであり、その筒内圧に相当する電圧はＥＣＵ７に送信される。ＥＣＵ７は、その筒内圧に相当する電圧から得られる情報に基づいて、燃焼の制御等をする。このように、グロープラグ５は、筒内圧を検出する機能を有している。

ところで、筒内２０で燃料が燃焼されると、煤等の粒子性物質（パティキュレート）が排出されたり、未燃燃料（ＨＣ）が排出されたりすることがある。特に、ＰＣＣＩ燃焼（予混合燃焼）のようにＮＯｘの発生を極端に低減させる燃焼形態においては、その背反として未燃燃料が多く排出される傾向にある。そして、グロープラグ５は筒内２０に突出しているので、図７に示すように、これら粒子性物質や未燃燃料に起因したデポジットがグロープラグ５のボディ５２の内部等で付着することがある。グロープラグ５のボディ５２と可動部５３、５５とのクリアランス部やボディ５２の内部にデポジットが付着し堆積すると、ヒータ５３と中軸５５の可動性が悪くなる。その結果、センサ素子５４で検出される筒内圧の信号出力が低下する。ここで、図８は、各クランク角におけるセンサ素子５４で検出される筒内圧を示した図であり、デポジット堆積前の筒内圧とデポジット堆積後の筒内圧を示している。図８に示すように、デポジットが堆積すると、検出される筒内圧は低下してしまうことが分かる。そこで、従来、デポジットの堆積を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２には、筒内圧センサにデポジット加熱除去用のヒータを設けて、そのヒータを加熱することで堆積したデポジットを熱分解させる技術が記載されている。

特開２００９−５８１５６号公報 特開２００８−１９８２７号公報

しかしながら、特許文献２の技術を上記グロープラグに適用すると、グロープラグにデポジット加熱除去用のヒータを新たに設ける必要があるので、既存のグロープラグをそのまま使用することができず構成が複雑になる。また、特許文献２の技術では、デポジットを熱分解して除去するので、熱分解するだけの大きなヒータ通電量が必要である。そのため、ヒータの寿命が低下したり、信頼性の面から長い間ヒータを作動させるのが困難であるという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の筒内圧を検出する機能を有するグロープラグへのデポジット付着をより効果的かつ簡易に抑制することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関の筒内圧を検出する機能を有するグロープラグに対して、その内燃機関の始動安定性の向上を目的としたグロー通電である始動時制御を実行するグロープラグ通電制御装置において、
前記グロープラグは、冷却されたエンジンヘッドに取り付けられ、
前記始動時制御とは別に、前記グロープラグへのデポジット付着の抑制を目的としたグロー通電であるデポジット抑制制御を実行して、前記グロープラグを前記エンジンヘッドより高温にし、前記グロープラグと前記エンジンヘッドとの間に生じた温度勾配による熱泳動現象によりデポジット付着を抑制し、
前記デポジット抑制制御は、前記グロープラグの寿命に影響しない低ヒータ温度となるようにヒータ通電量が設定されたグロー通電であり、
前記内燃機関の燃料噴射量が所定値以下のときでは、前記デポジット抑制制御の実行を中止することを特徴とする。

これによれば、本発明のグロープラグ通電制御装置は、グロープラグへのデポジット付着の抑制を目的としたグロー通電であるデポジット抑制制御を実行することでデポジット付着を抑制する。したがって、専用のヒータ等新たに構成を追加する必要がなく、既存のグロープラグをそのまま用いることができるので、簡易にデポジット付着を抑制できる。また、そのデポジット抑制制御は、熱泳動現象によりデポジット付着を抑制するグロー通電であるので、デポジットを熱分解して除去する場合よりも小さなヒータ通電量で足りる。よって、長い間、デポジット抑制制御を実行することができ、効果的に、デポジット付着を抑制できる。その結果、筒内圧の検出精度の低下を防止できる。

また、本発明のグロープラグ通電制御装置において、前記デポジット抑制制御は、前記始動時制御のときよりも前記グロープラグのヒータ温度が低くなるようにヒータ通電量が設定されたグロー通電である。

上述したように、デポジット抑制制御は、熱泳動現象によりデポジット付着を抑制するグロー通電であるので、周囲の温度よりもグロープラグの温度が高ければ、デポジット付着を抑制する効果が見込まれる。そのため、デポジット抑制制御においては、周囲と温度勾配を付けることを目的とするため、始動時制御のときのように筒内温度の上昇、あるいは直接燃料を着火する場合よりもグロープラグのヒータ温度が低くなるようにヒータ通電量が設定されており、これによって、長い間、デポジット抑制制御を実行することができる。

また、本発明のグロープラグ通電制御装置において、前記デポジット抑制制御は、前記グロープラグの寿命に影響しない低ヒータ温度となるようにヒータ通電量が設定されたグロー通電である。

これにより、長い間、デポジット抑制制御を実行しても、グロープラグの寿命に到達して使用不能となるのを低減できる。

その低ヒータ温度は、その上限温度が７００℃〜９００℃の範囲に含まれ、その上限温度以下の温度である。このように、低ヒータ温度の上限温度を７００℃〜９００℃の範囲とすることにより、セラミック製ヒータや金属製ヒータなどヒータの種類によってグロープラグの寿命に影響しない温度が異なるため、それに応じて低ヒータ温度を定めることができる。

また、本発明のグロープラグ通電制御装置において、前記グロープラグへのデポジット付着に影響する前記内燃機関の運転条件を取得する取得手段を備え、
その取得手段が取得した前記内燃機関の運転条件に応じたヒータ温度となるように前記デポジット抑制制御を実行することを特徴とする。

これによれば、煤等の微粒子物質が排出される量が多くなる運転条件のときにはヒータ温度を高くして温度勾配を大きくし、熱泳動現象を大きく働かせることで、効果的にデポジット付着を抑制できる。一方で、煤等の微粒子物質が排出される量が少ない運転条件のときには、それほどヒータ温度を高くしなくてもデポジット付着を抑制できる。このように、グロープラグへのデポジット付着に影響する内燃機関の運転条件に応じたヒータ温度となるようにデポジット抑制制御が実行されるので、常に同一温度に制御するときよりも全体としてのヒータ通電量を抑えることができ、燃費向上やＣＯ２削減が可能となる。

また、前記内燃機関の運転条件として、燃料噴射量を取得することができる。これによれば、燃料噴射量が多いほど、煤等の粒子性物質が排出される量が多くなると考えられ、それに伴い、グロープラグへのデポジット付着量も多くなると考えられる。すなわち、燃料噴射量を取得することで、煤等の微粒子物質が排出される量の多少を推定できる。

また、前記内燃機関の作動中は継続して前記デポジット抑制制御を実行するのが望ましい。これにより、内燃機関の作動中は効果的にデポジット付着を抑制できるので、内燃機関の作動中は筒内圧の検出精度が低下するのを防止できる。

また、前記グロープラグへのデポジット付着が少ない前記内燃機関の運転条件では、前記デポジット抑制制御の実行を中止するとしてもよい。グロープラグへのデポジット付着が少ない内燃機関の運転条件では、デポジット抑制制御をしなくても筒内圧の検出精度が大きく低下することはないと考えられる。よって、この場合には、デポジット抑制制御の実行を中止することで、ヒータ電力を抑制することができ、燃費向上やＣＯ２の排出削減が可能となる。

エンジン制御システムの概略構成を示した図である。 グロープラグ５をエンジンヘッド１０に取り付けた状態を示す模式図である。 グロー通電におけるヒータ温度とエンジン水温の時間変化を示した図である。 ヒータ５３とエンジンヘッド１０の拡大図である。 ヒータ５３のヒータ温度Ｔと寿命Ｎとの関係を示した図である。 微粒子の発生量と、燃料噴射量Ｑ及びエンジン回転数ＮＥとの関係を示した図である。 デポジットがグロープラグ５のボディ５２の内部等で付着することを説明するための図である。 センサ素子５４で検出される筒内圧とクランク角との関係を示した図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態のシステムは、コモンレール式の燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンを制御対象とするエンジン制御システムである。

先ず、本実施形態のエンジン制御システムの概略構成を説明する。図１は、本実施形態のエンジン制御システムの概略構成を示した図である。なお、このシステムの制御対象とするエンジン１としては、４輪自動車（例えばＡＴ車）に搭載される多気筒（例えば直列４気筒）エンジンを想定している。ただし、この図１においては、説明の便宜上、１つのシリンダ１１のみを図示している。ここでは１つのシリンダ１１に注目して、当該システムについての説明を行う。

図１に示すように、このシステムは、シリンダ１１内で燃焼を通じて生成したトルクによる出力軸であるクランク軸（図示外）を回転させるエンジン１を制御対象として、そのエンジン１を制御するための各種センサ及びＥＣＵ７等を有して構築されている。以下、制御対象のエンジン１をはじめとするこのシステムを構成する各要素について詳述する。

エンジン１（ディーゼルエンジン）は、基本的には、シリンダブロック１４とエンジンヘッド１０とによりシリンダ（気筒）１１が形成されている。シリンダブロック１４には、冷却水がエンジン１内を循環するための冷却水路（ウオータジャケット、図示外）と、その冷却水路内の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ７９とが設けられている。そして、その冷却水によりエンジン１、特にシリンダブロック１４、エンジンヘッド１０が冷却されている。

シリンダ１１内には、ピストン１６が収納され、そのピストン１６の往復運動により、エンジン１の出力軸であるクランク軸（図示外）が回転するようになっている。なお、クランク軸にはクランク軸とともに回転するパルサ４２が設けられている。そのパルサ４２の外周には、複数の歯が形成されている。そして、パルサ４２の外周側には、パルサ４２に形成された歯を検出することによって、クランク角ＣＡを示したクランク角信号を出力するクランク角センサ７１（例えば電磁ピックアップ）が設けられている。

一方、このシステムの燃料供給系においては、燃料供給方式として筒内噴射式を採用している。すなわち、シリンダ１１内において筒内２０（燃焼室）には、図示しない高圧ポンプから送られた高圧の燃料をコモンレール１２（蓄圧配管）に蓄え、そこから供給された高圧燃料（例えば圧力「１０００気圧」以上の軽油）を、筒内２０へ直接的に噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁としてのインジェクタ１３が、エンジンヘッド１０に固定されて設けられている。そして、エンジン１においては、こうしたインジェクタ１３の開弁駆動により各シリンダ１１に対して所要の量の燃料が随時噴射供給されている。

またエンジンヘッド１０には、エンジン始動を補助するために、グロープラグ５が筒内２０に突出させて設けられている。すなわち、グロープラグ５は、エンジン始動時に、グロープラグ５に内蔵されているヒータに通電されて、筒内温度を昇温、あるいはヒータ表面温度を高温にして衝突した燃料を瞬時に高温とすることで、燃料の着火性を向上させるためのものである。また、そのグロープラグ５は、筒内２０の圧力である筒内圧を検出する機能を有している。ここで、図２は、グロープラグ５をエンジンヘッド１０に取り付けた状態を示す模式図である。以下では、説明の便宜上、図２において上方を基端側、下方を先端側と定義する。図２に示すように、グロープラグ５は、中空のボディ５２、ヒータ５３、センサ素子５４及び中軸５５を有している。

ヒータ５３は、金属あるいはセラミック製ヒータが用いられ、通電されることによって、その通電量に応じたヒータ温度で発熱するものである。そのヒータ５３は、ロッド状の形態をなしており、その先端側がボディ５２から突出して、筒内２０に突出している。またヒータ５３は、その基端側がボディ５２の内部で中軸５５に固定されている。さらに、ヒータ５３は、中軸５５を介して、グロープラグ通電制御装置としてのＥＣＵ７及びグローコントローラ５１に電気的に接続されており、これらＥＣＵ７及びグローコントローラ５１からの通電によって発熱する。

一方、ヒータ５３と中軸５５は、筒内圧を検出するために、その軸方向（図２における上下方向）に可動できるようになっている。すなわち、ヒータ５３が筒内圧を受けて、その筒内圧に応じた分だけ、ヒータ５３と中軸５５がボディ５２の基端側の方向に可動する。そして、中軸５５の基端側には、ヒータ５３と中軸５５の変位量を検出するセンサ素子５４が接続されている。そのセンサ素子５４は、ヒータ５３と中軸５５の変位量を検出するセンサであり、例えば、変位量に応じた電気を発生する圧電素子や変位量に応じた歪み量となる歪みゲージが用いられる。このセンサ素子５４で検出した変位量は筒内圧に相当するものであり、その筒内圧に相当する電圧はＥＣＵ７に送信される。そしてＥＣＵ７は、その筒内圧に相当する電圧から得られる情報に基づいて、筒内２０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されている。このように、グロープラグ５は、筒内圧を検出する機能を有している。

図１の説明に戻り、グロープラグ５のヒータ５３（図２参照）には、グローコントローラ５１が電気的に接続されている。このグローコントローラ５１は、ＥＣＵ７とも電気的に接続されており、ＥＣＵ７から発せられるＯＮ−ＯＦＦ駆動信号やパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に応じたヒータ通電量を、ヒータ５３に通電するものである。

さらに、上記エンジン１を動力に利用して走行する図示しない車両（例えば４輪乗用車又はトラック等）には、上記各センサの他にも、車両制御のための各種センサが設けられている。例えば運転者の要求トルクを車両側に知らせるための運転操作部に相当するアクセルペダルには、同ペダルの状態（変位量）に応じた電気信号を出力するアクセルセンサ８５が、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏み込み量）を検出するために設けられている。また、車両の電気系統への電力の供給・停止を指示するイグニッションスイッチ８３、エンジン１の始動・停止を指示するスタータスイッチ８４が設けられている。これらスイッチ８３、８４は、例えば、キーシリンダ（図示外）に挿入されたキーの回転位置に連動してＯＮ／ＯＦＦの状態が切り替えられるスイッチが用いられる。また、いわゆるプッシュスイッチと呼ばれる押しボタン式のスイッチの操作によりＯＮ／ＯＦＦの状態が切り替えられる構成でもよい。そして、これらスイッチ８３、８４、アクセルセンサ８５は、ＥＣＵ７に接続されている。

ＥＣＵ７は、内部に図示しないマイコン、ＲＡＭ及びＲＯＭを有し、マイコンがＲＡＭ、ＲＯＭを利用しつつ、インジェクタ１３等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様でエンジン１に係る各種制御を行っている。

また、ＥＣＵ７は、グロープラグ５への通電（グロー通電）を制御する処理も実行する。具体的には、エンジン始動時に、グローコントローラ５１を介して、グロープラグ５のヒータ５３にグロー通電をする始動時制御を実行して、ヒータ５３を昇温させる。すなわち、始動時制御を実行して、ヒータ５３を昇温させることによって、筒内温度を昇温させ、あるいはヒータ５３を高温にして衝突した燃料を瞬時に高温とすることで、燃料の着火性を向上させてエンジン始動安定性を向上させる。

ところで、筒内２０で燃料が燃焼されると、煤等の粒子性物質（パティキュレート）が排出されたり、未燃燃料（ＨＣ）が排出されたりすることがある。そして、グロープラグ５は筒内２０に突出しているので、これら粒子性物質や未燃燃料に起因したデポジットがグロープラグ５に付着することがある。グロープラグ５にデポジットが付着し堆積すると、ヒータ５３と中軸５５の可動性が悪くなる。その結果、センサ素子５４で検出される筒内圧の信号出力が低下する。そこで、ＥＣＵ７は、始動時制御とは別に、グロープラグ５へのデポジット付着の抑制を目的としたグロー通電であるデポジット抑制制御を実行する。なお、ＥＣＵ７及びグローコントローラ５１が本発明の「グロープラグ通電制御装置」に相当する。

以下、本発明の特徴であるデポジット抑制制御を説明する。なお、その際に、エンジン始動時に実行される始動時制御との違い明確にするために、先ず始動時制御について説明する。

＜始動時制御＞
エンジン始動時においては、冷却水の温度であるエンジン水温が低いために、筒内温度が低くなり、筒内２０の空気を圧縮しても燃料着火温度まで達しない場合がある。この場合、迅速にエンジン１を始動することができないことになる。これを回避するために始動時制御が実行される。

始動時制御は、イグニッションスイッチ８３（図１参照）がオンされたタイミングｔ＝０で開始される。すなわち、ＥＣＵ７は、イグニッションスイッチ８３がオンされると、所望するヒータ通電量に応じたＰＷＭ信号をグローコントローラ５１に出力して、グローコントローラ５１はそのＰＷＭ信号に応じたヒータ通電量をヒータ５３にグロー通電する。これによって、ヒータ５３が発熱して、ヒータ通電量に応じた分だけヒータ温度が上昇していく。そして、ヒータ温度が上昇すると、筒内温度が上昇し、あるいは衝突した燃料が瞬時に高温とされるので、燃料の着火性が向上されることになる。この状態で、スタータスイッチ８４（図１参照）がオンされると、ＥＣＵ７は、スタータモータ（図示外）を駆動させて、エンジン１を始動させる。この際、始動時制御によって、燃料の着火性が向上されているので、エンジン１を迅速に始動させることができる。

その後、エンジン水温が上昇し、エンジン１が安定して作動できるようになったタイミングで始動時制御は終了される。具体的には、本実施形態では、エンジン水温が所定温度になったタイミングｔ１で始動時制御は終了される。すなわち、ＥＣＵ７は、始動時制御を実行する際に、水温センサ７９（図１参照）が検出するエンジン水温をモニターし、そのエンジン水温が所定温度になったタイミングｔ１で、グローコントローラ５１への始動時制御としてのＰＷＭ信号の出力を停止する。

ここで、図３（ａ）は、グロープラグ５のヒータ５３のヒータ温度（ヒータ通電量）の時間変化を示した図であり、図３（ｂ）はエンジン水温の時間変化を示した図である。なお、図３（ａ）（ｂ）において、横軸の時間軸は共通となっている。

図３において、時間ｔ＝０からｔ＝ｔ１の間、始動時制御が実行される。そして、その間のヒータ通電量は、低いエンジン水温ほどヒータ温度が高くなるように制御する。すなわち、エンジン水温は、図３（ｂ）に示すように、始動時制御の開始直後で最も低くなっており、時間の経過とともに徐々に上昇していくので、図３（ａ）に示すように、ヒータ温度が始動時制御の開始直後で最大値となり、時間の経過とともに徐々に減少するように、ヒータ通電量を制御する。そして、上述したように、エンジン水温が所定温度になったタイミングｔ１で始動時制御は終了される。

なお、本実施形態では、エンジン水温に応じて始動時制御におけるヒータ通電量を変えているが、エンジン水温に関わらずヒータ通電量を一定としてもよい。また、本実施形態では、エンジン水温が所定温度になったタイミングｔ１で始動時制御を終了しているが、エンジン水温に関わらず予め定めたタイミングで終了してもよい。また、従来では、エンジン始動後におけるエンジンの燃焼安定性を向上させるために、エンジン始動後もグロープラグにグロー通電をし続けて筒内温度を高温に保つアフターグロー制御がなされる場合がある。そこで、ＥＣＵ７は、始動時制御に引き続き、所定期間、アフターグロー制御を実行してもよい。

このように、タイミングｔ１で始動時制御が終了すると（アフターグロー制御を実行する場合は、そのアフターグロー制御の終了後）、図３（ａ）に示すように、従来では、ヒータ５３のヒータ温度は低下して、グロープラグ５の役割を果たしたことになる。一方、本発明では、始動時制御に引き続き、グロープラグ５へのデポジット付着の抑制を目的としたグロー通電であるデポジット抑制制御が実行される。

＜デポジット抑制制御＞
すなわち、デポジット抑制制御は、始動時制御の終了タイミングｔ１で開始される。したがって、ＥＣＵ７は、始動時制御を終了しても、引き続き、グローコントローラ５１を介して、ヒータ５３にグロー通電をし続ける。ここで、図４は、ヒータ５３とエンジンヘッド１０の拡大図であり、デポジット抑制制御によってデポジットが抑制されることを説明するための図である。図４に示すように、デポジット抑制制御が実行されるとヒータ５３が昇温する。一方、エンジンヘッド１０は冷却水によって冷却されているので、ヒータ５３とエンジンヘッド１０との間に温度勾配が生じる。そのため、ヒータ５３とエンジンヘッド１０との間には、高温側のヒータ５３から低温側のエンジンヘッド１０の方向に熱泳動力が働く。よって、図４に示すように、燃焼室２０で発生した煤や未燃燃料等の微粒子９９は、その多くがヒータ５３に付着しないでエンジンヘッド１０に付着する。その結果、グロープラグ５へのデポジット付着が抑制されて、筒内圧の検出精度の低下を防止できる。

次に、デポジット抑制制御におけるヒータ通電量について説明する。ここで、図５は、デポジット抑制制御におけるヒータ通電量を説明するための図であり、ヒータ５３のヒータ温度Ｔ（横軸）とヒータ５３の寿命Ｎ（縦軸）との関係を示した図である。図５に示すように、ヒータ５３には寿命Ｎがあり、高いヒータ温度Ｔで使用するほど寿命Ｎが短くなる。例えば、ヒータ５３をヒータ温度Ｔ１で使用し続けると、寿命Ｎ１（通電サイクル数あるいはトータル通電時間）でヒータ５３が使用不能となる。よって、高温のヒータ温度Ｔ１での通電は始動時を想定したものであるため、その温度でヒータ５３を使用し続けるのは好ましくない。そこで、デポジット抑制制御では、ヒータ５３の寿命Ｎに影響しない低ヒータ温度となるようにヒータ通電量が設定されている。

具体的には、ヒータ５３は、図５に示すように、ヒータ温度Ｔが低くなるにつれて寿命Ｎが長くなるが、ある下限温度を境に、それ以下の温度ではほとんど寿命Ｎに影響しない。そこで、その下限温度を上限温度Ｔ２ｍａｘとして、その上限温度Ｔ２ｍａｘ以下の所定温度Ｔ２を上記低ヒータ温度とする。そして、デポジット抑制制御では、その低ヒータ温度Ｔ２となるようにヒータ通電量が設定されている。また、図５に示す曲線はヒータ５３の種類によって異なる。つまり、上限温度Ｔ２ｍａｘの値はヒータ５３の種類（セラミック製ヒータ、金属製ヒータ等）によって異なり、具体的には、ヒータ５３の種類に応じて上限温度Ｔ２ｍａｘが７００℃〜９００℃の範囲内で変わると考えられる。そのため、ヒータ５３の種類に応じて、７００℃〜９００℃の範囲に含まれる温度を上限温度Ｔ２ｍａｘとして、その上限温度Ｔ２ｍａｘ以下の温度を低ヒータ温度Ｔ２とする。

なお、始動時制御では、燃料の着火性を向上させるために、筒内温度を上昇させ、あるいは衝突した燃料を瞬時に高温する必要があるので、ある程度、ヒータ５３のヒータ温度を大きくする必要がある。そのため、一般的に、上記温度Ｔ２ｍａｘ以上のヒータ温度となるようにヒータ通電量が設定される。

そして、デポジット抑制制御は、エンジン１の作動中は継続して実行される。これにより、エンジン１の作動中は効果的にデポジット付着を抑制できるので、エンジン１の作動中は筒内圧の検出精度が低下するのを防止できる。その後、エンジン１の作動が停止したタイミングでデポジット抑制制御は終了される。なお、エンジン１の停止は、スタータスイッチ８４（図１参照）からの信号に基づいて判断すればよい。

以上説明したように、本実施形態では、グロー通電として、始動時制御とは別に、デポジット抑制制御が実行されるので、グロープラグ５へのデポジット付着を抑制できる。また、デポジット抑制制御におけるヒータ温度は、始動時制御のときのそれよりも低く、グロープラグ５の寿命に影響しない低ヒータ温度Ｔ２となるようにヒータ通電量が設定されるので、長い間、デポジット抑制制御を実行することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照しながら説明する。上記第一実施形態では、デポジット抑制制御におけるヒータ通電量は、一定の低ヒータ温度Ｔ２となるように設定していたが、この第二実施形態では、エンジン１の運転条件に応じてヒータ通電量を変えるという実施形態である。なお、ヒータ通電量以外のその他の構成、処理は、第一実施形態と同じである。以下、第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心にして説明する。

上述したように、本発明では、グロープラグ５へのデポジット付着を抑制する目的として、グロープラグ５のヒータ５３にグロー通電をするデポジット抑制制御を実行する。そのデポジット抑制制御では、ヒータ５３のヒータ温度をエンジンヘッド１０等の周囲の温度よりも高温にすることで、熱泳動現象によってデポジット付着を抑制する。そして、その熱泳動現象は、温度勾配が大きくなるほど大きく作用するので、ヒータ５３のヒータ温度とエンジンヘッド１０の温度との間の温度勾配が大きくなるほど、グロープラグ５へのデポジット付着をより一層抑制できる。しかし、ヒータ通電量が大きいとオルタネータの発電量が大きくなり、燃費悪化やＣＯ２排出増大につながる。一方、エンジン１の運転条件によって筒内２０で発生する煤や未燃燃料の量が変わるので、エンジン１の運転条件によってデポジットの付着量が変わる。そこで、本実施形態では、煤等の微粒子物質が排出される量が多いエンジン１の運転条件のときには、ヒータ温度を高くしてデポジット抑制制御を実行する一方で、煤等の微粒子物質が排出される量が少ないエンジン１の運転条件のときには、ヒータ温度を低くしてデポジット抑制制御を実行する。

ここで、図６は、デポジットの元となる筒内２０で発生する煤や未燃燃料等の微粒子の発生量と、燃料噴射量Ｑ及びエンジン回転数ＮＥとの関係を示した図である。この図６中、曲線９５ａ〜９５ｃは、各異なる微粒子発生量の場合（微粒子発生量は「９５ｃ＞９５ｂ＞９５ａ」）について、それぞれ燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとの関係を示している。すなわち、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥで定まるエンジン１の運転条件が、例えば曲線９５ａ上となる場合には、曲線９５ａで定まる量の微粒子が発生することになる。また、曲線９５ａ〜９５ｃの間の微粒子の発生量は、曲線９５ｃが最も多く、曲線９５ｂがその次に多く、曲線９５ａが最も微粒子の発生量が少ないという関係がある。

図６に示すように、同一のエンジン回転数ＮＥの場合には、燃料噴射量Ｑが多くなるほど、微粒子が多く発生する。これは、同一のエンジン回転数ＮＥの場合には燃料噴射量Ｑが多くなるほど、リッチな空燃比となるからである。そして、微粒子が多く発生すると、その分、グロープラグ５へのデポジットの付着量も多くなる。そこで、本実施形態では、燃料噴射量Ｑに基づいて、デポジットの付着量の多少を推定している。

次に、本実施形態のデポジット抑制制御の詳細を説明する。本実施形態のデポジット抑制制御は、第一実施形態と同様に始動時制御の終了タイミングｔ１（図３参照）で開始される。そして、エンジン１の作動中は継続してデポジット抑制制御が実行され、エンジン１の作動が停止したタイミングで終了される。

そのデポジット抑制制御におけるヒータ通電量は、上述したように、エンジン１の運転条件、すなわち燃料噴射量Ｑに応じて設定される。具体的には、ＥＣＵ７は、エンジン１の作動中、常時、燃料噴射量Ｑを取得する。その燃料噴射量Ｑは、アクセルセンサ８５（図１参照）が検出する運転者によるアクセルペダルの操作量や、エンジン回転数ＮＥ等に基づいて定まる指令値とすればよい。なお、燃料噴射量Ｑを取得するＥＣＵ７が本発明の「取得手段」に相当する。

そして、ＥＣＵ７は、取得した燃料噴射量Ｑに応じて、ヒータ通電量を決定する。具体的には、例えば、燃料噴射量Ｑが多くなるほどヒータ通電量が大きくなるような、燃料噴射量Ｑとヒータ通電量との関係を示したマップを予めＲＯＭ等に記憶しておき、そのマップを参照して、ヒータ通電量を決定すればよい。ただし、あまりに大きなヒータ通電量ではヒータ５３の寿命Ｎが短くなるので、図５に示すヒータ５３の寿命Ｎに影響しない低ヒータ温度の範囲（上限温度Ｔ２ｍａｘ以下）で、ヒータ通電量を決定する。そして、ＥＣＵ７は、決定したヒータ通電量でグロー通電をする。

このようにして、燃料噴射量Ｑに応じたヒータ通電量でデポジット抑制制御が実行されることになるが、エンジン１の作動中においては、燃料噴射量Ｑは状況に応じて変動するので、ヒータ通電量も変動することになる。

以上説明したように、本実施形態では、デポジット付着が多くなる運転条件のときにはヒータ温度を高くして熱泳動現象を大きく働かせることで、効果的にデポジット付着を抑制できる。また、常に同一温度に制御するときよりもヒータ通電量を抑えることができ、燃費向上やＣＯ２削減が可能となる。

なお、本発明のグロープラグ通電制御装置は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で種々変形することができる。例えば、上記実施形態では、エンジン１の作動中は、継続してデポジット抑制制御を実行していたが、エンジン１の運転条件がデポジットの付着が少ない条件である場合には、デポジット抑制制御の実行を中止してもよい。このような運転条件では、デポジット抑制制御をしなくても筒内圧の検出精度が大きく低下することはないと考えられるからである。デポジットの付着が少ない運転条件としては、例えばエンジン１がアイドル運転をしているときや、燃料噴射量Ｑが所定値以下のときとすることができる。これによって、ヒータ電力を抑制することができ、燃費向上やＣＯ２の排出削減が可能となる。

１ エンジン（内燃機関）
５ グロープラグ
７ ＥＣＵ（取得手段）
１０ エンジンヘッド
１１ シリンダ
２０ 筒内
５１ グローコントローラ
５２ ボディ
５３ ヒータ
５４ センサ素子
５５ 中軸

Claims (6)

1. 内燃機関の筒内圧を検出する機能を有するグロープラグに対して、その内燃機関の始動安定性の向上を目的としたグロー通電である始動時制御を実行するグロープラグ通電制御装置において、
   前記グロープラグは、冷却されたエンジンヘッドに取り付けられ、
   前記始動時制御とは別に、前記グロープラグへのデポジット付着の抑制を目的としたグロー通電であるデポジット抑制制御を実行して、前記グロープラグを前記エンジンヘッドより高温にし、前記グロープラグと前記エンジンヘッドとの間に生じた温度勾配による熱泳動現象によりデポジット付着を抑制し、
   前記デポジット抑制制御は、前記グロープラグの寿命に影響しない低ヒータ温度となるようにヒータ通電量が設定されたグロー通電であり、
   前記内燃機関の燃料噴射量が所定値以下のときでは、前記デポジット抑制制御の実行を中止することを特徴とするグロープラグ通電制御装置。
2. 前記デポジット抑制制御は、前記始動時制御のときよりも前記グロープラグのヒータ温度が低くなるようにヒータ通電量が設定されたグロー通電であることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ通電制御装置。
3. 前記低ヒータ温度は、その上限温度が７００℃〜９００℃の範囲に含まれ、その上限温度以下の温度であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグロープラグ通電制御装置。
4. 前記グロープラグへのデポジット付着に影響する前記内燃機関の運転条件を取得する取得手段を備え、
   その取得手段が取得した前記内燃機関の運転条件に応じたヒータ温度となるように前記デポジット抑制制御を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のグロープラグ通電制御装置。
5. 前記取得手段は、前記内燃機関の運転条件として、燃料噴射量を取得することを特徴とする請求項４に記載のグロープラグ通電制御装置。
6. 前記内燃機関の作動中は継続して前記デポジット抑制制御を実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のグロープラグ通電制御装置。

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