JP5956293B2

JP5956293B2 - engine

Info

Publication number: JP5956293B2
Application number: JP2012198602A
Authority: JP
Inventors: 茂孝川口; 悠己藤本
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-09-10
Also published as: JP2014051954A

Description

本発明はエンジンに関する。詳しくは、冷態始動補助装置を備えたディーゼルエンジンに関する。 The present invention relates to an engine. In detail, it is related with the diesel engine provided with the cold start auxiliary device.

従来、ディーゼルエンジンは、冷態始動時において、燃料が着火し難くなり始動性が低下する場合がある。そこで、燃焼室内にグロープラグを設け、冷態始動時に燃焼室及び燃焼室内の吸気や燃料を暖めることで始動性を向上させるディーゼルエンジンが知られている。冷却水温度に基づいてグロープラグを適切な温度に制御するものである。例えば、特許文献１に記載の如くである。また、吸気通路に空気を暖めるエアヒータを設け、冷態始動時に吸気を暖めることで始動性を向上させるディーゼルエンジンが知られている。吸気が所定温度に到達してから燃料を料噴するものである。例えば、特許文献２に記載の如くである。 Conventionally, when a diesel engine is cold-started, it is difficult for the fuel to ignite and the startability may be reduced. Therefore, a diesel engine is known in which a glow plug is provided in the combustion chamber and the startability is improved by warming the combustion chamber and the intake air and fuel in the combustion chamber at the time of cold start. The glow plug is controlled to an appropriate temperature based on the cooling water temperature. For example, as described in Patent Document 1. There is also known a diesel engine that is provided with an air heater for warming air in the intake passage and warms the intake air during cold start to improve startability. The fuel is injected after the intake air reaches a predetermined temperature. For example, as described in Patent Document 2.

特許文献１に記載のディーゼルエンジンは、グロープラグによって燃料の着火性を向上させるがエンジン回転の立ち上がりが安定的でない傾向にある。一方、特許文献２に記載のディーゼルエンジンは、エアヒータによってエンジン回転の立ち上がりを安定させるが、燃料の着火性が向上し難い傾向にある。そこで、グロープラグとエアヒータとを併用することで燃料の着火性の向上及びエンジン回転の立ち上がりの安定化が見込まれる。しかし、グロープラグとエアヒータとを用いながら、セルモータによってエンジンを起動することで、バッテリーの大幅な電圧低下が発生する。これにより、電力を動力源とするＥＣＵ等の電子機器の動作に支障がでる可能性がある。 The diesel engine described in Patent Document 1 improves the ignitability of fuel by a glow plug, but the rising of engine rotation tends to be unstable. On the other hand, the diesel engine described in Patent Document 2 stabilizes the rising of engine rotation by an air heater, but tends to improve the ignitability of fuel. Thus, by using a glow plug and an air heater in combination, it is expected that the ignitability of the fuel will be improved and the rise of the engine rotation will be stabilized. However, when the engine is started by the cell motor while using the glow plug and the air heater, a significant voltage drop of the battery occurs. Thereby, there is a possibility that the operation of an electronic device such as an ECU using electric power as a power source may be hindered.

特開２００８−２４０３号公報JP 2008-2403 A 特開２００７−２３８６９号公報JP 2007-23869 A

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、バッテリーの電圧が大幅に低下することを抑制しつつ、冷態始動時における燃料の着火性を向上させ、エンジン回転の立ち上がりを安定化させることができるエンジンの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and improves the ignitability of fuel at the time of cold start while stabilizing the rise of the engine rotation while suppressing a significant decrease in battery voltage. It is an object to provide an engine that can be engineered.

請求項１においては、エアヒータとグロープラグとこれらを制御する制御装置とを具備するエンジンであって、制御装置によって、エンジンの電源が入り状態にされるとエアヒータの電源のみを入り状態にし、所定時間の経過後にエアヒータの電源を切り状態とするとともにグロープラグの電源を入り状態にし、所定条件を満たした場合にエアヒータの電源を再び入り状態にするようにし、前記エンジンの電源電圧が所定電圧以上である場合に、前記所定条件を満たしていると判断するものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an engine including an air heater, a glow plug, and a control device that controls the air heater. When the engine is turned on by the control device, only the air heater is turned on. After the elapse of time, the air heater is turned off and the glow plug is turned on. When the predetermined condition is satisfied, the air heater is turned on again, and the power supply voltage of the engine exceeds the predetermined voltage. If it is, it is determined that the predetermined condition is satisfied .

請求項２においては、エアヒータとグロープラグとこれらを制御する制御装置とを具備するエンジンであって、制御装置によって、エンジンの電源が入り状態にされるとエアヒータの電源のみを入り状態にし、所定時間の経過後にエアヒータの電源を切り状態とするとともにグロープラグの電源を入り状態にし、所定条件を満たした場合に、エアヒータの電源を再び入り状態にするようにし、前記制御装置は、燃料の噴射量が所定噴射量以上である場合に、前記所定条件を満たしていると判断するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an engine including an air heater, a glow plug, and a control device for controlling the air heater. When the engine is turned on by the control device, only the air heater is turned on. After the elapse of time, the air heater is turned off and the glow plug is turned on. When a predetermined condition is satisfied, the air heater is turned on again. When the amount is equal to or greater than the predetermined injection amount, it is determined that the predetermined condition is satisfied .

請求項３においては、エアヒータとグロープラグとこれらを制御する制御装置とを具備するエンジンであって、制御装置によって、エンジンの電源が入り状態にされるとエアヒータの電源のみを入り状態にし、所定時間の経過後にエアヒータの電源を切り状態とするとともにグロープラグの電源を入り状態にし、所定条件を満たした場合に、エアヒータの電源を再び入り状態にするようにし、前記制御装置は、燃料の噴射圧力が所定噴射圧力以上である場合に、前記所定条件を満たしていると判断するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an engine including an air heater, a glow plug, and a control device for controlling the air heater. When the engine is turned on by the control device, only the air heater is turned on. After the elapse of time, the air heater is turned off and the glow plug is turned on. When a predetermined condition is satisfied, the air heater is turned on again. When the pressure is equal to or higher than a predetermined injection pressure, it is determined that the predetermined condition is satisfied .

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

即ち、本発明によれば、所定条件を満たすまでは、エアヒータ又はグロープラグのいずれか一方のみを用いてエンジンの始動を補助し、所定条件を満たした後は、エアヒータ及びグロープラグによってエンジンの始動を補助する。これにより、バッテリーの電圧が大幅に低下することを抑制しつつ、冷態始動時における燃料の着火性を向上させ、エンジン回転の立ち上がりを安定化させることができる。 That is, according to the present invention, the engine start is assisted using only one of the air heater and the glow plug until the predetermined condition is satisfied, and after the predetermined condition is satisfied, the engine is started by the air heater and the glow plug. To assist. As a result, it is possible to improve the ignitability of the fuel at the time of cold start and to stabilize the rise of the engine rotation while suppressing the voltage of the battery from greatly decreasing.

本発明に係るエンジンの構成を示した概略図。Schematic which showed the structure of the engine which concerns on this invention. 本発明に係るエンジンの燃焼室を示す断面図。Sectional drawing which shows the combustion chamber of the engine which concerns on this invention. 本発明に係るエンジンにおける射御装置の制御態様を表すフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart showing the control aspect of the control apparatus in the engine which concerns on this invention. エンジンの電源入り状態からのエアヒータ及びグロープラグの制御態様とエアヒータの温度変化、エンジンの電源であるバッテリーの電圧変化、及びエンジンの回転数変化との関係を示したグラフを示す図。The figure which shows the graph which showed the relationship between the control aspect of the air heater and glow plug from the power-on state of an engine, the temperature change of an air heater, the voltage change of the battery which is an engine power supply, and the engine speed change. 各冷態始動補助装置を使用した場合におけるエンジンの回転数変化を示したグラフを示す図。The figure which shows the graph which showed the rotation speed change of the engine at the time of using each cold start auxiliary | assistance apparatus.

以下に、図１を用いて、本発明の一実施形態に係るエンジン１について説明する。 Below, the engine 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

図１及び図２に示すように、エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、本実施形態においては、四つのシリンダ３・３・３・３を有する直列四気筒のディーゼルエンジンである。なお、本実施形態において、エンジン１は当該構成のディーゼルエンジンに限定するものではない。 As shown in FIGS. 1 and 2, the engine 1 is a diesel engine. In this embodiment, the engine 1 is an in-line four-cylinder diesel engine having four cylinders 3, 3, 3, and 3. In the present embodiment, the engine 1 is not limited to the diesel engine having the configuration.

エンジン１は、吸気管２を介して供給される空気と、燃料噴射弁８・８・８・８から供給される燃料とを燃焼室６及び副燃焼室７において混合して燃焼させることで出力軸を回転駆動させる。エンジン１の燃焼室６は、シリンダブロックに設けられるシリンダ３・３・３・３の内部において、ピストン４とシリンダヘッド５とに囲まれて構成される。また、エンジン１の副燃焼室７は、シリンダヘッド５に構成される（図２参照）。エンジン１は、燃料の燃焼により発生する排気を、排気管９を介して外部へ排出する。エンジン１は、冷却水によって冷却される水冷式エンジンであり、加熱された冷却水がラジエータ１０によって熱交換されるように構成される。エンジン１は、始動時にエンジン１の電源であるバッテリー１１から供給される電流によって、図示しないクランクを回転させるセルモータ１２を備える。なお、本実施形態において、エンジン１は副燃焼室が構成されるが、これに限定するものではない。 The engine 1 outputs by mixing the air supplied through the intake pipe 2 and the fuel supplied from the fuel injection valves 8, 8, 8, 8 in the combustion chamber 6 and the auxiliary combustion chamber 7 and burning them. The shaft is driven to rotate. The combustion chamber 6 of the engine 1 is configured to be surrounded by the piston 4 and the cylinder head 5 in the cylinders 3, 3, 3, 3 provided in the cylinder block. Further, the auxiliary combustion chamber 7 of the engine 1 is configured in the cylinder head 5 (see FIG. 2). The engine 1 discharges exhaust generated by fuel combustion to the outside through an exhaust pipe 9. The engine 1 is a water-cooled engine that is cooled by cooling water, and is configured such that heat of the heated cooling water is exchanged by the radiator 10. The engine 1 includes a cell motor 12 that rotates a crank (not shown) by a current supplied from a battery 11 that is a power source of the engine 1 at the time of starting. In the present embodiment, the engine 1 includes a sub-combustion chamber, but the present invention is not limited to this.

エンジン１は、冷態始動補助装置として、エアヒータ１３及びグロープラグ１４を具備する。さらに、エンジン１は、エンジン回転数検出センサー１５、冷却水温度検出センサー１６、燃料噴射弁の噴射量検出センサー１７、燃料噴射弁の燃料噴射圧を検出する噴射圧検出センサー１８及び制御装置であるＥＣＵ１９を具備する。 The engine 1 includes an air heater 13 and a glow plug 14 as a cold start auxiliary device. Further, the engine 1 includes an engine speed detection sensor 15, a coolant temperature detection sensor 16, an injection amount detection sensor 17 for the fuel injection valve, an injection pressure detection sensor 18 for detecting the fuel injection pressure of the fuel injection valve, and a control device. An ECU 19 is provided.

エアヒータ１３は、吸気を暖めるものである。エアヒータ１３は、吸気管２の途中部に設けられる。エアヒータ１３は、電熱線によって吸気を加熱する電熱式エアヒータとして構成される。エアヒータ１３は、電熱線を面状に形成した加熱面１３ａが吸気の流れ方向に対して垂直になるように吸気管２に配置される。エアヒータ１３は、バッテリー１１から供給される電流によって電熱線が加熱される。なお、本実施形態において、エアヒータ１３を電熱式エアヒータで構成しているがこれに限定するものでなく、電力によって加熱されるものであればよい。 The air heater 13 warms intake air. The air heater 13 is provided in the middle of the intake pipe 2. The air heater 13 is configured as an electrothermal air heater that heats the intake air by a heating wire. The air heater 13 is disposed in the intake pipe 2 so that a heating surface 13a in which heating wires are formed in a planar shape is perpendicular to the flow direction of intake air. In the air heater 13, the heating wire is heated by the current supplied from the battery 11. In addition, in this embodiment, although the air heater 13 is comprised with the electrothermal air heater, it is not limited to this, What is necessary is just to be heated with electric power.

グロープラグ１４は、燃焼室内の吸気及び燃料を暖めるものである。グロープラグ１４は、シリンダヘッド５に設けられる。グロープラグ１４は、内部の電熱線によってその筐体を加熱する電熱式グロープラグとして構成される。グロープラグ１４は、その筐体の先端部が副燃焼室７内に到達するように配置される。グロープラグ１４は、バッテリー１１から供給される電流によって内部の電熱線が加熱される。なお、本実施形態において、グロープラグ１４を電熱式グロープラグで構成しているがこれに限定するものでなく、電力によって加熱されるものであればよい。 The glow plug 14 warms intake air and fuel in the combustion chamber. The glow plug 14 is provided in the cylinder head 5. The glow plug 14 is configured as an electrothermal glow plug that heats the housing by an internal heating wire. The glow plug 14 is arranged so that the front end portion of the housing reaches the auxiliary combustion chamber 7. The glow plug 14 is heated by an electric current supplied from the battery 11. In the present embodiment, the glow plug 14 is constituted by an electrothermal glow plug, but the present invention is not limited to this.

エンジン回転数検出センサー１５は、エンジン１の回転数Ｎを検出するものである。エンジン回転数検出センサー１５は、センサーとパルサーとから構成され、エンジン１の出力軸に設けられる。なお、本実施形態において、エンジン回転数検出センサー１５をセンサーとパルサーとから構成しているがこれに限定するものでなく、回転数Ｎを検出することができるものであればよい。 The engine speed detection sensor 15 detects the speed N of the engine 1. The engine speed detection sensor 15 includes a sensor and a pulsar, and is provided on the output shaft of the engine 1. In the present embodiment, the engine speed detection sensor 15 is composed of a sensor and a pulser. However, the present invention is not limited to this, and any sensor capable of detecting the speed N may be used.

冷却水温度検出センサー１６は、エンジン１の冷却水温度Ｔを検出するものである。冷却水温度検出センサー１６は、温度センサー等から構成され、エンジン１の冷却水の熱交換を行うラジエータ１０に配置される。なお、本実施形態において、冷却水温度検出センサー１６として温度センサーを設けているが、エンジンサーモスタッドの代表値を検出するものでもよい。 The cooling water temperature detection sensor 16 detects the cooling water temperature T of the engine 1. The cooling water temperature detection sensor 16 is composed of a temperature sensor or the like, and is disposed in the radiator 10 that performs heat exchange of the cooling water of the engine 1. In the present embodiment, a temperature sensor is provided as the cooling water temperature detection sensor 16, but a representative value of the engine thermostud may be detected.

噴射量検出センサー１７は、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射量Ｆを検出するものである。噴射量検出センサー１７は、図示しない燃料供給管の途中部に設けられる。噴射量検出センサー１７は、流量センサーから構成される。なお、本実施形態において、噴射量検出センサー１７を流量センサーで構成しているがこれに限定するものでなく、燃料の噴射量を検出できるものであればよい。 The injection amount detection sensor 17 detects an injection amount F of fuel injected from the fuel injection valve 8. The injection amount detection sensor 17 is provided in the middle of a fuel supply pipe (not shown). The injection amount detection sensor 17 is composed of a flow rate sensor. In the present embodiment, the injection amount detection sensor 17 is constituted by a flow rate sensor, but the present invention is not limited to this.

噴射圧検出センサー１８は、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射圧Ｐを検出するものである。噴射圧検出センサー１８は、図示しない燃料供給管の途中部に設けられる。噴射圧検出センサー１８は、圧力センサーから構成される。なお、本実施形態において、噴射圧検出センサー１８を圧力センサーで構成しているがこれに限定するものでなく、燃料の噴射圧を検出できるものであればよい。 The injection pressure detection sensor 18 detects the injection pressure P of the fuel injected from the fuel injection valve 8. The injection pressure detection sensor 18 is provided in the middle of a fuel supply pipe (not shown). The injection pressure detection sensor 18 is composed of a pressure sensor. In the present embodiment, the injection pressure detection sensor 18 is constituted by a pressure sensor. However, the present invention is not limited to this, and any device that can detect the fuel injection pressure may be used.

制御装置であるＥＣＵ１９は、エンジン１を制御するものである。ＥＣＵ１９には、エンジン１の制御を行うための種々のプログラムやデータが格納される。ＥＣＵ１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭがバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。 The ECU 19 as a control device controls the engine 1. Various programs and data for controlling the engine 1 are stored in the ECU 19. The ECU 19 may be configured such that a CPU, a ROM, and a RAM are connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like.

ＥＣＵ１９は、燃料噴射弁８・８・８・８と接続され、燃料噴射弁８・８・８・８を制御することが可能である。 The ECU 19 is connected to the fuel injection valves 8, 8, 8, 8 and can control the fuel injection valves 8, 8, 8, 8.

ＥＣＵ１９は、セルモータ１２と接続され、セルモータ１２を制御することが可能である。 The ECU 19 is connected to the cell motor 12 and can control the cell motor 12.

ＥＣＵ１９は、エアヒータ１３と接続され、エアヒータ１３を制御することが可能である。 The ECU 19 is connected to the air heater 13 and can control the air heater 13.

ＥＣＵ１９は、グロープラグ１４と接続され、グロープラグ１４を制御することが可能である。 The ECU 19 is connected to the glow plug 14 and can control the glow plug 14.

ＥＣＵ１９は、エンジン回転数検出センサー１５に接続され、エンジン回転数検出センサー１５が検出する回転数Ｎを取得することが可能である。 The ECU 19 is connected to the engine speed detection sensor 15 and can acquire the speed N detected by the engine speed detection sensor 15.

ＥＣＵ１９は、冷却水温度検出センサー１６に接続され、冷却水温度検出センサー１６が検出する冷却水温度Ｔを取得することが可能である。 The ECU 19 is connected to the cooling water temperature detection sensor 16 and can acquire the cooling water temperature T detected by the cooling water temperature detection sensor 16.

ＥＣＵ１９は、噴射量検出センサー１７に接続され、噴射量検出センサー１７が検出する噴射量Ｆを取得することが可能である。 The ECU 19 is connected to the injection amount detection sensor 17 and can acquire the injection amount F detected by the injection amount detection sensor 17.

ＥＣＵ１９は、噴射圧検出センサー１８に接続され、噴射圧検出センサー１８が検出する噴射圧Ｐを取得することが可能である。 The ECU 19 is connected to the injection pressure detection sensor 18 and can acquire the injection pressure P detected by the injection pressure detection sensor 18.

ＥＣＵ１９は、バッテリー１１に接続され、バッテリー１１の電圧Ｖを取得することが可能である。 The ECU 19 is connected to the battery 11 and can acquire the voltage V of the battery 11.

ＥＣＵ１９は、取得した回転数Ｎ、冷却水温度Ｔ、噴射量Ｆ、噴射圧Ｐ、及び電圧Ｖに基づいてエンジン１、特に、エンジン１のエアヒータ１３及びグロープラグ１４を制御することが可能である。 The ECU 19 can control the engine 1, particularly the air heater 13 and the glow plug 14 of the engine 1 based on the acquired rotation speed N, cooling water temperature T, injection amount F, injection pressure P, and voltage V. .

以下では、図３から図５を用いて、本発明の一実施形態に係るエンジン１の冷態始動時におけるエアヒータ１３及びグロープラグ１４の制御態様について説明する。 Hereinafter, control modes of the air heater 13 and the glow plug 14 at the time of cold start of the engine 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

ＥＣＵ１９は、冷却水温度Ｔが所定温度Ｔｔ以下であると判断した場合、すなわち、冷態始動であると判断した場合、エアヒータ１３の電源のみを入り状態にし、所定時間ｔａの経過後にグロープラグ１４の電源のみを入り状態にする。その後、ＥＣＵ１９は、所定条件を満たしていると判断した場合、具体的には、バッテリー電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上であるとＥＣＵ１９が判断した場合、更にエアヒータ１３の電源を入り状態にする。 When the ECU 19 determines that the cooling water temperature T is equal to or lower than the predetermined temperature Tt, that is, when it is determined that the cooling is started, the ECU 19 turns on only the air heater 13 and turns on the glow plug 14 after a predetermined time ta has elapsed. Turn on only the power. Thereafter, when the ECU 19 determines that the predetermined condition is satisfied, specifically, when the ECU 19 determines that the battery voltage V is equal to or higher than the predetermined voltage Vt, the air heater 13 is further turned on.

次に、本発明に係るエンジン１のＥＣＵ１９による冷態始動制御の態様について具体的に説明する。 Next, an embodiment of the cold start control by the ECU 19 of the engine 1 according to the present invention will be specifically described.

図３に示すように、エンジン１の電源が入り状態にされた後、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１９は、冷却水温度検出センサー１６が検出する冷却水温度Ｔを取得し、ステップをステップＳ１２０に移行させる。 As shown in FIG. 3, after the engine 1 is turned on, in step S110, the ECU 19 obtains the cooling water temperature T detected by the cooling water temperature detection sensor 16, and shifts the step to step S120. .

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１９は、冷却水温度検出センサー１６から取得した冷却水温度Ｔが所定温度Ｔｔ以下か否か判定する。その結果、冷却水温度検出センサー１６から取得した冷却水温度Ｔが所定温度Ｔｔ以下であると判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１３０に移行させる。一方、冷却水温度検出センサー１６から取得した冷却水温度Ｔが所定温度Ｔｔ以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１９は冷態始動制御を終了する。 In step S120, the ECU 19 determines whether or not the cooling water temperature T acquired from the cooling water temperature detection sensor 16 is equal to or lower than a predetermined temperature Tt. As a result, when it is determined that the cooling water temperature T acquired from the cooling water temperature detection sensor 16 is equal to or lower than the predetermined temperature Tt, the ECU 19 shifts the step to step S130. On the other hand, when it is determined that the cooling water temperature T acquired from the cooling water temperature detection sensor 16 is not equal to or lower than the predetermined temperature Tt, the ECU 19 ends the cold start control.

ステップＳ１３０において、ＥＣＵ１９は、エアヒータ１３の電源を入り状態として、ステップをステップＳ１４０に移行させる。 In step S130, the ECU 19 turns on the air heater 13 and shifts the step to step S140.

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ１９は、エアヒータ１３の電源が入り状態になってからの時間ｔが所定時間ｔａ以上経過したか否か判定する。その結果、エアヒータ１３の電源が入り状態になってからの時間ｔが所定時間ｔａ以上経過したと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１５０に移行させる。一方、エアヒータ１３の電源が入り状態になってからの時間ｔが所定時間ｔａ以上経過していないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１４０に戻す。 In step S140, the ECU 19 determines whether or not a time t after the air heater 13 is turned on has exceeded a predetermined time ta. As a result, when it is determined that the time t from when the air heater 13 is turned on has exceeded the predetermined time ta, the ECU 19 shifts the step to step S150. On the other hand, when it is determined that the time t from when the air heater 13 is turned on has not exceeded the predetermined time ta, the ECU 19 returns the step to step S140.

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ１９は、エアヒータ１３の電源を切り状態にし、グロープラグ１４の電源を入り状態にし、ステップをステップＳ１６０に移行させる。 In step S150, the ECU 19 turns off the air heater 13 and turns on the glow plug 14, and shifts the step to step S160.

ステップＳ１６０において、ＥＣＵ１９は、作業者からの指令に基づいてエンジン１の始動操作を開始させる。すなわち、ＥＣＵ１９は、セルモータ１２によってエンジン１の始動操作を開始して、ステップをステップＳ１７０に移行させる。 In step S160, the ECU 19 starts the starting operation of the engine 1 based on a command from the worker. That is, the ECU 19 starts the start operation of the engine 1 by the cell motor 12 and shifts the step to step S170.

ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１９は、バッテリー１１の電圧Ｖ、エンジン１が始動してからの時間ｔ、エンジン１の回転数Ｎ、燃料の噴射量Ｆ及び燃料の噴射圧Ｐのうちいずれか１つが所定条件を満たしたか否か判定する。本実施形態においては、バッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上か否か判定する（図４参照）。その結果、バッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１８０に移行させる。一方、バッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１７０に戻す。 In step S170, the ECU 19 determines that any one of the voltage V of the battery 11, the time t after the engine 1 is started, the rotational speed N of the engine 1, the fuel injection amount F, and the fuel injection pressure P is a predetermined condition. It is determined whether or not In the present embodiment, it is determined whether or not the voltage V of the battery 11 is equal to or higher than a predetermined voltage Vt (see FIG. 4). As a result, when it is determined that the voltage V of the battery 11 is equal to or higher than the predetermined voltage Vt, the ECU 19 shifts the step to step S180. On the other hand, when it determines with the voltage V of the battery 11 not being more than the predetermined voltage Vt, ECU19 returns a step to step S170.

ステップＳ１８０において、ＥＣＵ１９は、エアヒータ１３の電源を入り状態として、ステップをステップＳ１９０に移行させる。すなわち、ＥＣＵ１９は、グロープラグ１４に加えて、エアヒータ１３の電源を入り状態として、ステップをステップＳ１９０に移行させる。 In step S180, the ECU 19 turns on the air heater 13 and shifts the step to step S190. That is, the ECU 19 turns on the air heater 13 in addition to the glow plug 14, and shifts the step to step S190.

ステップＳ１９０において、ＥＣＵ１９は、エンジン回転数検出センサー１５から取得した回転数Ｎがアイドル回転数である最低回転数Ｎｍｉｎ以上か否か判定する（図４参照）。その結果、エンジン回転数検出センサー１５から取得した回転数Ｎが最低回転数Ｎｍｉｎ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ２００に移行させる。一方、エンジン回転数検出センサー１５から取得した回転数Ｎが最低回転数Ｎｍｉｎ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１９０に戻す。 In step S190, the ECU 19 determines whether or not the rotational speed N acquired from the engine rotational speed detection sensor 15 is equal to or higher than a minimum rotational speed Nmin that is an idle rotational speed (see FIG. 4). As a result, when it is determined that the rotational speed N acquired from the engine rotational speed detection sensor 15 is equal to or higher than the minimum rotational speed Nmin, the ECU 19 shifts the step to step S200. On the other hand, when it is determined that the rotational speed N acquired from the engine rotational speed detection sensor 15 is not equal to or higher than the minimum rotational speed Nmin, the ECU 19 returns the step to step S190.

ステップＳ２００において、ＥＣＵ１９は、エアヒータ１３及びグロープラグ１４の電源を切り状態にし、冷態始動制御を終了する。 In step S200, the ECU 19 turns off the air heater 13 and the glow plug 14 and ends the cold start control.

図４における線Ａに示すように、エアヒータ温度（加熱面１３ａの温度）は、電源が入り状態である所定時間Ｔａが経過するまで上昇した後、自然放熱によって低下する。エンジン１の始動操作が開始されると、エアヒータ１３の加熱面１３ａは、通過する吸気との熱交換によって強制的に温度が低下する。一方、加熱面１３ａを通過する吸気は、加熱面１３ａとの熱交換により温度が上昇する。すなわち、吸気は、電源が切り状態であるエアヒータ１３の余熱によって暖められる。バッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上になると（図４における線Ｂ参照）、エアヒータ１３は、電源が入り状態にされてエアヒータ温度が上昇する。 As shown by line A in FIG. 4, the air heater temperature (the temperature of the heating surface 13a) rises until a predetermined time Ta during which the power is on, and then falls due to natural heat dissipation. When the starting operation of the engine 1 is started, the temperature of the heating surface 13a of the air heater 13 is forcibly lowered due to heat exchange with the intake air passing through. On the other hand, the temperature of the intake air passing through the heating surface 13a rises due to heat exchange with the heating surface 13a. In other words, the intake air is warmed by the remaining heat of the air heater 13 in the power-off state. When the voltage V of the battery 11 becomes equal to or higher than the predetermined voltage Vt (see line B in FIG. 4), the air heater 13 is turned on and the air heater temperature rises.

図４における線Ｂに示すように、バッテリー１１の電圧Ｖは、所定時間Ｔａが経過するまでエアヒータ１３に供給される電力量に応じて低下する。エンジン１の始動操作が開始されると、電圧Ｖは、セルモータ１２とグロープラグ１４とに供給される電力量に応じて所定電圧Ｖｔ以下に低下する。この際、バッテリー１１は、エアヒータ１３に電力を供給していないので電圧Ｖが大幅に低下することがない。エンジン１の回転数Ｎの上昇によりセルモータ１２の負荷が減少すると、電圧Ｖは、セルモータ１２に供給される電力量の減少に伴って上昇する。バッテリー１１は、電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上に上昇すると再びエアヒータ１３に電力を供給する。 As shown by line B in FIG. 4, the voltage V of the battery 11 decreases according to the amount of power supplied to the air heater 13 until a predetermined time Ta elapses. When the starting operation of the engine 1 is started, the voltage V decreases to a predetermined voltage Vt or less according to the amount of power supplied to the cell motor 12 and the glow plug 14. At this time, since the battery 11 does not supply power to the air heater 13, the voltage V does not drop significantly. When the load on the cell motor 12 decreases due to the increase in the rotational speed N of the engine 1, the voltage V increases with a decrease in the amount of power supplied to the cell motor 12. The battery 11 supplies power to the air heater 13 again when the voltage V rises above the predetermined voltage Vt.

図４における線Ｃに示すように、エンジン１は、セルモータ１２の作動に応じた回転数Ｎによって始動操作が開始される。エンジン１は、エアヒータ１３の余熱によって暖められた吸気をグロープラグ１４によって暖められた燃焼室６及び副燃焼室７に供給することで着火性を向上させた状態で始動操作が行われる（図２参照）。そして、バッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上になると、エンジン１は、エアヒータ１３によって更に暖められた吸気を供給することでエンジン回転の立ち上がりを安定させた状態で始動操作が行われる。エンジン１は、回転数Ｎが最低回転数Ｎｍｉｎ以上になるとエアヒータ１３及びグロープラグ１４の電源を切り状態にする。 As shown by a line C in FIG. 4, the engine 1 is started by a rotational speed N corresponding to the operation of the cell motor 12. The engine 1 is started in a state where the ignitability is improved by supplying the intake air heated by the residual heat of the air heater 13 to the combustion chamber 6 and the auxiliary combustion chamber 7 heated by the glow plug 14 (FIG. 2). reference). When the voltage V of the battery 11 becomes equal to or higher than the predetermined voltage Vt, the engine 1 is started in a state where the rising of the engine rotation is stabilized by supplying the intake air further warmed by the air heater 13. The engine 1 turns off the air heater 13 and the glow plug 14 when the rotational speed N reaches the minimum rotational speed Nmin.

このように制御することで、図５における線Ｚに示すように、エンジン１は、エアヒータ１３のみを用いて始動させた場合（図５における線Ｘ）よりも燃料の着火性が向上する。また、エンジン１は、グロープラグ１４のみを用いて始動させた場合（図５における線Ｙ）よりもエンジン回転の立ち上がりが安定化する。 By controlling in this way, as shown by a line Z in FIG. 5, the ignitability of the fuel is improved as compared with the case where the engine 1 is started using only the air heater 13 (line X in FIG. 5). Further, the engine 1 has a more stable start of engine rotation than when the engine 1 is started using only the glow plug 14 (line Y in FIG. 5).

以上の如く、本発明の一実施形態に係るエンジン１は、エアヒータ１３とグロープラグ１４とこれらを制御する制御装置であるＥＣＵ１９とを具備するエンジン１であって、ＥＣＵ１９によって、エンジン１の電源が入り状態にされるとエアヒータ１３の電源のみを入り状態にし、所定時間ｔａの経過後にエアヒータ１３の電源を切り状態とするとともにグロープラグ１４の電源を入り状態にし、所定条件を満たした場合にエアヒータ１３の電源を再び入り状態にするようにしたものである。 As described above, the engine 1 according to an embodiment of the present invention is the engine 1 including the air heater 13, the glow plug 14, and the ECU 19 that is a control device for controlling the air heater 13, and the ECU 19 supplies power to the engine 1. When the air heater 13 is turned on, only the power source of the air heater 13 is turned on, and after the predetermined time ta has elapsed, the air heater 13 is turned off and the glow plug 14 is turned on. The power supply 13 is turned on again.

また、エンジン１の電源電圧であるバッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上である場合に前記所定条件を満たしているとＥＣＵ１９が判断するものである。 The ECU 19 determines that the predetermined condition is satisfied when the voltage V of the battery 11, which is the power supply voltage of the engine 1, is equal to or higher than the predetermined voltage Vt.

このように構成することにより、バッテリー１１の電圧Ｖが所定電圧Ｖｔ以上とする所定条件を満たすまでは、エアヒータ１３又はグロープラグ１４のいずれか一方のみを用いてエンジン１の始動を補助し、所定条件を満たした後は、エアヒータ１３及びグロープラグ１４によってエンジン１の始動を補助する。これにより、バッテリー１１の電圧Ｖが大幅に低下することを抑制しつつ、冷態始動時における燃料の着火性を向上させ、エンジン回転の立ち上がりを安定化させることができる。 With this configuration, until the predetermined condition that the voltage V of the battery 11 is equal to or higher than the predetermined voltage Vt is satisfied, the start of the engine 1 is assisted using only one of the air heater 13 and the glow plug 14 and the predetermined voltage Vt is satisfied. After satisfying the conditions, the air heater 13 and the glow plug 14 assist the engine 1 to start. As a result, it is possible to improve the ignitability of the fuel at the time of cold start and stabilize the rising of the engine rotation while suppressing the voltage V of the battery 11 from greatly decreasing.

次に、本発明に係るエンジン１の他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。 Next, another embodiment of the engine 1 according to the present invention will be described. In the following embodiments, the same points as those of the above-described embodiments will not be specifically described, and different portions will be mainly described.

図３に示すように、エンジン１の電源が入り状態にされた後、ステップＳ１１０からステップＳ１６０において、ＥＣＵ１９は、エンジン１の始動操作を行う。 As shown in FIG. 3, after the engine 1 is turned on, the ECU 19 starts the engine 1 in steps S <b> 110 to S <b> 160.

ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１９は、バッテリー１１の電圧Ｖ、エンジン１が始動してからの時間ｔ、エンジン１の回転数Ｎ、燃料の噴射量Ｆ及び燃料の噴射圧Ｐのうちいずれか１つが所定条件を満たしたか否か判定する。本実施形態においては、エンジン１が始動してからの時間ｔが所定時間ｔｂ以上経過したか否か判定する。その結果、エンジン１が始動してからの時間ｔが所定時間ｔｂ以上経過したと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１８０に移行させる。一方、エンジン１が始動してからの時間ｔが所定時間ｔｂ以上経過していないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１７０に移行させる。 In step S170, the ECU 19 determines that any one of the voltage V of the battery 11, the time t after the engine 1 is started, the rotational speed N of the engine 1, the fuel injection amount F, and the fuel injection pressure P is a predetermined condition. It is determined whether or not In the present embodiment, it is determined whether or not the time t from the start of the engine 1 has exceeded a predetermined time tb. As a result, when it is determined that the time t from the start of the engine 1 has exceeded the predetermined time tb, the ECU 19 shifts the step to step S180. On the other hand, when it is determined that the time t from the start of the engine 1 has not passed the predetermined time tb, the ECU 19 shifts the step to step S170.

また、エンジン１の他の実施形態として、ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１９は、所定条件を満たしたか否か判定する。本実施形態においては、エンジン１の回転数Ｎが所定回転数Ｎｔ以上、かつ単位時間当たりの回転数偏差ΔＮが所定偏差ΔＮｔ以上であるか否か判定する。その結果、エンジン１の回転数Ｎが所定回転数Ｎｔ以上、かつ単位時間当たりの回転数偏差ΔＮが所定偏差ΔＮｔ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１８０に移行させる。一方、エンジン１の回転数Ｎが所定回転数Ｎｔ以上、かつ単位時間当たりの回転数偏差ΔＮが所定偏差ΔＮｔ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１７０に移行させる。 As another embodiment of the engine 1, in step S170, the ECU 19 determines whether or not a predetermined condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined whether or not the rotational speed N of the engine 1 is equal to or greater than the predetermined rotational speed Nt and the rotational speed deviation ΔN per unit time is equal to or greater than the predetermined deviation ΔNt. As a result, when it is determined that the rotational speed N of the engine 1 is greater than or equal to the predetermined rotational speed Nt and the rotational speed deviation ΔN per unit time is greater than or equal to the predetermined deviation ΔNt, the ECU 19 proceeds to step S180. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N of the engine 1 is not less than the predetermined rotation speed Nt and the rotation speed deviation ΔN per unit time is not not less than the predetermined deviation ΔNt, the ECU 19 shifts the step to step S170.

また、エンジン１の他の実施形態として、ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１９は、所定条件を満たしたか否か判定する。本実施形態においては、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射量Ｆが所定噴射量Ｆｔ以上であるか否か判定する。その結果、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射量Ｆが所定噴射量Ｆｔ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１８０に移行させる。一方、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射量Ｆが所定噴射量Ｆｔ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１７０に移行させる。 As another embodiment of the engine 1, in step S170, the ECU 19 determines whether or not a predetermined condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined whether or not the fuel injection amount F injected from the fuel injection valve 8 is equal to or greater than a predetermined injection amount Ft. As a result, when it is determined that the fuel injection amount F injected from the fuel injection valve 8 is equal to or greater than the predetermined injection amount Ft, the ECU 19 shifts the step to step S180. On the other hand, when it is determined that the fuel injection amount F injected from the fuel injection valve 8 is not equal to or greater than the predetermined injection amount Ft, the ECU 19 shifts the step to step S170.

また、エンジン１の他の実施形態として、ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１９は、所定条件を満たしたか否か判定する。本実施形態においては、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射圧Ｐが所定噴射圧Ｐｔ以上であるか否か判定する。その結果、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射圧Ｐが所定噴射圧Ｐｔ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１８０に移行させる。一方、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射圧Ｐが所定噴射圧Ｐｔ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１９はステップをステップＳ１７０に移行させる。 As another embodiment of the engine 1, in step S170, the ECU 19 determines whether or not a predetermined condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined whether or not the injection pressure P of the fuel injected from the fuel injection valve 8 is equal to or higher than a predetermined injection pressure Pt. As a result, when it is determined that the injection pressure P of the fuel injected from the fuel injection valve 8 is equal to or higher than the predetermined injection pressure Pt, the ECU 19 shifts the step to step S180. On the other hand, when determining that the injection pressure P of the fuel injected from the fuel injection valve 8 is not equal to or higher than the predetermined injection pressure Pt, the ECU 19 shifts the step to step S170.

ステップＳ１８０からステップＳ２００において、ＥＣＵ１９は、エンジン１の始動操作を行う。 In step S180 to step S200, the ECU 19 performs a start operation of the engine 1.

以上の如く、本発明の他の実施形態に係るエンジン１において、エンジン１が始動してから所定時間ｔｂが経過した場合に前記所定条件を満たしているとＥＣＵ１９が判断するものである。 As described above, in the engine 1 according to another embodiment of the present invention, the ECU 19 determines that the predetermined condition is satisfied when a predetermined time tb has elapsed since the engine 1 was started.

また、エンジン１の回転数Ｎが所定回転数Ｎｔ以上、かつ単位時間あたりの回転数偏差ΔＮが所定偏差ΔＮｔ以上である場合に前記所定条件を満たしているとＥＣＵ１９が判断するものである。 The ECU 19 determines that the predetermined condition is satisfied when the rotational speed N of the engine 1 is equal to or greater than the predetermined rotational speed Nt and the rotational speed deviation ΔN per unit time is equal to or greater than the predetermined deviation ΔNt.

また、燃料の噴射量Ｆが所定噴射量Ｆｔ以上である場合に前記所定条件を満たしているとＥＣＵ１９が判断するものである。 The ECU 19 determines that the predetermined condition is satisfied when the fuel injection amount F is equal to or greater than the predetermined injection amount Ft.

また、燃料の噴射圧Ｐが所定噴射圧Ｐｔ以上である場合に前記所定条件を満たしているとＥＣＵ１９が判断するものである。 The ECU 19 determines that the predetermined condition is satisfied when the fuel injection pressure P is equal to or higher than the predetermined injection pressure Pt.

このように構成することにより、エンジン１が始動してから所定時間ｔａが経過した場合、エンジン１の回転数Ｎが所定回転数Ｎｔ以上、かつ単位時間あたりの回転数偏差ΔＮが所定偏差ΔＮｔ以上である場合、燃料の噴射量Ｆが所定噴射量Ｆｔ以上である場合、又は燃料の噴射圧Ｐが所定噴射圧Ｐｔ以上である場合のいずれか１つの所定条件を満たすまでは、エアヒータ１３又はグロープラグ１４のいずれか一方のみを用いてエンジン１の始動を補助し、所定条件を満たした後は、エアヒータ１３及びグロープラグ１４によってエンジン１の始動を補助する。これにより、バッテリー１１の電圧Ｖが大幅に低下することを抑制しつつ、冷態始動時における燃料の着火性を向上させ、エンジン回転の立ち上がりを安定化させることができる。 With this configuration, when the predetermined time ta has elapsed since the engine 1 was started, the rotational speed N of the engine 1 is equal to or greater than the predetermined rotational speed Nt, and the rotational speed deviation ΔN per unit time is equal to or greater than the predetermined deviation ΔNt. If the fuel injection amount F is equal to or greater than the predetermined injection amount Ft or the fuel injection pressure P is equal to or greater than the predetermined injection pressure Pt, the air heater 13 or the glow Only one of the plugs 14 is used to assist the start of the engine 1, and after the predetermined condition is satisfied, the air heater 13 and the glow plug 14 assist the start of the engine 1. As a result, it is possible to improve the ignitability of the fuel at the time of cold start and stabilize the rising of the engine rotation while suppressing the voltage V of the battery 11 from greatly decreasing.

１エンジン
１３エアヒータ
１４グロープラグ
１９ＥＣＵ
ｔａ所定時間 1 Engine 13 Air heater 14 Glow plug 19 ECU
ta predetermined time

Claims

An engine comprising an air heater, a glow plug, and a control device for controlling them,
By control unit,
When the power of the engine is turned on, only the air heater is turned on, and after a predetermined time has passed, the air heater is turned off and the glow plug is turned on. Turn the air heater on again ,
An engine that determines that the predetermined condition is satisfied when a power supply voltage of the engine is equal to or higher than a predetermined voltage .

An engine comprising an air heater, a glow plug, and a control device for controlling them,
By control unit,
When the power of the engine is turned on, only the air heater is turned on, and after a predetermined time has passed, the air heater is turned off and the glow plug is turned on. Turn the air heater on again,
An engine that determines that the predetermined condition is satisfied when a fuel injection amount is equal to or greater than a predetermined injection amount .

An engine comprising an air heater, a glow plug, and a control device for controlling them,
By control unit,
When the power of the engine is turned on, only the air heater is turned on, and after a predetermined time has passed, the air heater is turned off and the glow plug is turned on. Turn the air heater on again,
An engine that determines that the predetermined condition is satisfied when a fuel injection pressure is equal to or higher than a predetermined injection pressure .