JPH0430383Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、デイーゼルエンジンにおいてその始
動を助成すべく、あるいは、始動後の燃焼を安定
させるべく行われるグロープラグへの通電を制御
する、デイーゼルエンジンのグロープラグ通電制
御装置に関する。

（従来技術） 一般に、デイーゼルエンジン、特に、予燃焼室
や渦流室等の副燃焼室を備えたデイーゼルエンジ
ンにあつては、燃焼室の周壁面積が大となり、従
つて、それだけ冷却される面積が大となるので、
圧縮空気温度が低下し易い傾向があり、このた
め、燃焼室にグロープラグを配設し、エンジンの
始動前にこのグロープラグに通電を行つて発熱さ
せることにより、エンジンの始動性を向上させる
いわゆる予熱グロー制御や、さらには、エンジン
始動後もグロープラグへの通電を続行して、エン
ジンの暖機運転中の燃焼の安定化をはかるいわゆ
るアフターグロー制御が行われる。

斯かるアフターグロー制御におけるグロープラ
グに対しての通電制御態様として、例えば、実開
昭56−49270号公報に記載されている如く、エン
ジンの冷却水の温度等によつて暖機運転中にある
エンジンの温度を検出し、エンジンの温度が所定
値（例えば、暖機終了温度）に達するまでグロー
プラグに対する通電を継続せしめるようにするこ
とが知られている。しかしながら、従来において
は、このようなグロープラグへの通電がなされて
のエンジンの暖機運転中において、斯かるデイー
ゼルエンジンを搭載した自動車が走行状態に入
り、エンジンが負荷運転状態に移行せしめられる
場合には、エンジンの温度が、例えば、暖機終了
温度の如くの充分な温度に達する前であつても、
負荷運転状態への移行に伴つてグロープラグに対
する通電が停止されるように設定されている。こ
のため、エンジンが負荷運転状態への移行後、失
火を生じ易い不安定な燃焼状態をまねくことにな
る不都合がある。

（考案の目的） 斯かる点に鑑み本考案は、デイーゼルエンジン
の始動後のアフターグロー制御が行われている際
に、エンジンが無負荷運転状態から負荷運転状態
へ移行しても、失火の発生が効果的に防止されて
安定な燃焼状態が得られるようにすることがで
き、しかも、グロープラグに過酷な作動状態をと
らせることがないようにしたデイーゼルエンジン
のグロープラグ通電制御装置を提供することを目
的とする。

（考案の構成） 本考案に係るデイーゼルエンジンのグロープラ
グ通電制御装置は、燃焼室に配設されたグロープ
ラグに対し発熱させるための通電を行う通電手段
と、上述の燃焼室を具備するエンジンの温度を検
出する温度センサと、エンジンの始動時からの時
間を計測するタイマと、エンジンが始動後無負荷
運転状態にあるか負荷運転状態にあるかを判別検
知する運転状態検知手段と、温度センサ、タイマ
及び運転状態検知手段からの情報を得て、グロー
プラグの通電状態を制御する通電制御手段とを備
えて構成され、通電制御手段が、運転状態検知手
段によりエンジンが始動後無負荷運転状態にある
ことが検知されるとき、温度センサにより検出さ
れる温度が所定値を越えるまで、通電手段にグロ
ープラグに対する通電を行わせるとともに、運転
状態検知手段によりエンジンが始動後負荷運転状
態にあることが検知されるときには、タイマが予
め設定された時間を計測するまで、通電手段にグ
ロープラグに対する通電を行わせるものとされ
る。

このようにされることにより、エンジンが、始
動後無負荷運転状態でアフターグロー制御が行わ
れている期間に、負荷運転状態に移行した場合に
も、始動時から所定時間が経過するまでは継続的
にグロープラグへの通電がなされて引き続きグロ
ープラグによる加熱が行われ、負荷運転状態に移
行後の燃焼の安定化がはかられる。そして、斯か
る負荷運転状態に移行後のグロープラグへの通電
は、始動時からの時間で制御されるので、グロー
プラグが過酷な作動状態におかれることが回避さ
れる。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

第１図は本考案に係るデイーゼルエンジンのグ
ロープラグ通電制御装置の一例をそれが適用され
るデイーゼルエンジンと共に示す概略構成図であ
る。この第１図において、デイーゼルエンジン１
は例えば直列４シリンダ型の渦流室式のものであ
つて、４つの燃焼室２の夫々には、吸気通路４及
び排気通路５の分岐部が接続されている。夫々の
燃焼室２は、第２図に示される如く、シリンダブ
ロツク６、シリンダヘツド７、ピストン８、吸気
バルブ９及び排気バルブ（図示せず）で包囲され
る主燃焼室１１とこの主燃焼室１１に噴孔１２を
介して連通する渦流室（副燃焼室）１３とから成
つており、この燃焼室２の温度状態に関連する冷
却水の温度Tsがシリンダブロツク６に装着され
た水温センサSSにより検出される。渦流室１３
の周壁には、シリンダヘツド７に設けられた空洞
内に嵌装されたセラミツク製のチヤンバ部材１４
が用いられており、これによりチヤンバ部材１４
がスチール製である通常の渦流室式デイーゼルエ
ンジンに比して断熱効果が高く、燃焼速度が早く
なるようにされている。

そして、この渦流室１３には、シリンダヘツド
７に装着されたグロープラグ１６の発熱部１６ａ
が臨むようにされており、このグロープラグ１６
の発熱部１６ａは、例えば、金属性のさやの中に
ヒートワイヤ（図示せず）を封じ込んだ、いわゆ
るシーズドタイプと呼ばれるものであつて、ヒー
トワイヤが通電されて発熱することにより、エン
ジン始動前の予熱効果及びエンジン始動期間中の
加熱効果を発揮するものとされている。なお、吸
気通路４にはグローレジスタ５９が配置されてお
り、グロープラグ１６への通電時に通電されて、
吸気通路４を流れる吸入空気を暖めるようにして
いる。

また、渦流室１３に隣接して燃料噴射ノズル１
７が装着されており、この燃料噴射ノズル１７の
噴射口が渦流室１３のチヤンバ部材１４に穿設さ
れた噴射孔１４ａに臨むようにされている。この
燃料噴射ノズル１７は、吸入行程毎に燃料噴射ポ
ンプ１８から圧送されて来るデイーゼルエンジン
１の運転状態に応じた所定量の燃料を渦流室１３
に噴射するようにされている。

燃料噴射ポンプ１８は、例えば、電子制御分配
型噴射ポンプであつてデイーゼルエンジン１のク
ランク軸から回転駆動力が与えられて、デイーゼ
ルエンジン１と同期的に回動するドライブシヤフ
ト１９を有し、このドライブシヤフト１９の回転
数と相関関係にある回転体の回転数を検出する回
転数センサNSが所定位置に配置されている。ま
た、この燃料噴射ポンプ１８には、ガバナ装置２
０が設けられ、その作動に応じて、燃料噴射ノズ
ル１７へ圧送する燃料を調量するようにされてい
る。さらに、この燃料噴射ポンプ１８には、燃料
噴射ノズル１７から渦流室１３へ噴射される燃料
の噴射時期を進角または遅角させる燃料噴射時期
調整手段として、電子タイマ２３が内蔵されてお
り、この電子タイマ２３の動作は、噴射時期制御
バルブ２５によつて制御されるようになされてい
る。また、アクセルペダル２１のレバー部分には
エンジン負荷Leに相当するアクセルペダルの踏
込量Accpを検出するようにされたアクセルセン
サASが設置されている。

上述の燃焼室２に吸気通路４から導入された吸
入空気は、圧縮行程時に渦流室１３に流れ込んで
スワールを形成し、燃料噴射ノズル１７からそこ
に噴射された燃料を混合燃焼させた後、排気ガス
となつて排気通路５へ排出されるが、この排気ガ
スの一部は吸気通路４と排気通路５の負圧の差に
より、吸気通路４及び排気通路５にその両端が
夫々接続された排気還流通路３０を通つて吸気通
路４に戻されて還流せしめられる。排気還流通路
３０の途中には、排気還流制御バルブ３１が介設
されており、この排気還流制御バルブ３１には、
バルブ要素３２のリフト量、従つて排気還流ポー
ト３３の有効開口面積を検出するリフトセンサ
RSが配置されている。排気還流制御バルブ３１
の負圧導入室３４に負圧を導入する導管３５の負
圧源側は、負圧制御バルブ３６の負圧供給ポート
３７に接続され、また、負圧制御バルブ３６のバ
キユームポート３８は、例えば、デイーゼルエン
ジン１の図示しないクランク軸により回転駆動さ
れるバキユームポンプ３９へ導管４０を介して接
続されている。さらに、負圧制御バルブ３６は、
大気と連通する大気吸入ポート４１を有してい
る。

上述の如くの構成とされた各部の作動制御を行
うため、タイマを内蔵する制御ユニツト１００が
備えられており、この制御ユニツト１００には、
水温センサSSからのデイーゼルエンジン１の加
熱状態に関連する冷却水の温度Tsに応じた検出
信号Ss、回転数センサNSからのデイーゼルエン
ジン１の回転数に応じた検出信号Snと、アクセ
ルセンサASからのアクセルペダルの踏込量
Accp、従つて、エンジン負荷Leに相当する検出
信号Sa、及び、リフトセンサRSからの排気還流
ポート３３の有効開口面積、従つて、排気ガスの
還流量に応じた検出信号Srが夫々入力され、さ
らに、バツテリーBSからの一次電圧の変化に応
じた検出信号Sb及び大気圧センサDSからの大気
圧に応じた検出信号Sd等が入力される。

そして、制御ユニツト１００は、上述の各種の
検出信号Ss，Sn，Sa，Sr，Sb及びSd等にもとず
いて、デイーゼルエンジン１の燃料噴射時期を制
御する噴射時期制御信号Ctを噴射時期制御バル
ブ２５に、排気ガスの還流量を制御する排気還流
制御信号Ceを負圧制御バルブ３６に、そして、
グロープラグ１６及び吸気通路４に設けられたグ
ローレジスタ５９を加熱するための加熱制御電圧
Cgを送出する。

上述の如くに制御信号Ce及びCt，及び、制御
電圧Cgを送出する制御ユニツト１００による制
御のもとに、本考案に係るデイーゼルエンジンの
グロープラグ通電制御装置の一例におけるグロー
プラグ１６に対する通電制御が下述の如くに行わ
れる。

まず、デイーゼルエンジン１の始動時において
は、運転者等により、図示されていない始動スイ
ツチが、例えば、オンの位置にされる。これによ
り、バツテリーBSからの電圧にもとずく予熱用
とされた加熱制御電圧Cgが、通電手段を内蔵す
る制御ユニツト１００を介してグロープラグ１６
に供給され、グロープラグ１６の発熱部１６ａが
通電されて発熱し、エンジン始動前の予熱が開始
される。そして、この予熱によつて、冷却水の温
度Tsが予熱終了温度に達すると、水温センサSS
からの検出信号Ssが所定レベルをとり、制御ユ
ニツト１００はこれを検知して、例えば、運転席
に設置されたグローランプを消燈させる。このグ
ローランプの消燈により、予熱の完了を察知した
運転者等が始動スイツチをスタート位置に切換操
作することにより、スタータが駆動され、デイー
ゼルエンジン１がクランキングされて始動され
る。このスタータの駆動時、バツテリーBSの一
次電圧が降下するが、制御ユニツト１００は、ス
タータの作動状態をこのバツテリーBSの一次電
圧の降下（例えば、12Vから8V程度への降下）
を検出信号Sbの変化で検知し、スタータの作動
終了時に、内蔵する通電手段によつてグロープラ
グ１６に暖機促進用とされた加熱制御電圧Cgを
供給してグロープラグ１６の発熱部１６ａへの通
電を行い、アフターグロー制御を開始する。ま
た、これとともに、制御ユニツト１００は、エン
ジンが始動してスタータの作動が終了したとき、
内蔵するタイマに時間計測を開始させる。

このようにして、制御ユニツト１００内の通電
手段により、グロープラグ１６に対する加熱制御
電圧Cgをもつての通電が行われるアフターグロ
ー制御時には、エンジン温度が次第に上昇し、こ
れに伴つて冷却水の温度Tsも次第に上昇してい
く。

このアフターグロー制御中において、制御ユニ
ツト１００は、内蔵する運転状態検知手段によ
り、例えば、アクセルセンサASからの検出信号
Saや回転数センサNSからの検出信号Sn等にもと
ずいてデイーゼルエンジン１の負荷状態を判別検
知する。そして、デイーゼルエンジン１が無負荷
運転状態になるときには、制御ユニツト１００
は、水温センサSSからの検出信号Ssにもとずい
て冷却水の温度Tsを監視し、冷却水の温度Ts
が、例えば、エンジンの暖機終了温度に相当する
設定温度Tso、例えば、30度に達したとき、グロ
ープラグ１６に対する通電を遮断してアフターグ
ロー制御を終了すべく、通電手段からの加熱制御
電圧Cgの送出を停止する。このように、デイー
ゼルエンジン１が無負荷運転状態にあるときに
は、制御ユニツト１００に内蔵されたタイマの計
測結果とは無関係に、冷却水の温度Tsが設定温
度Tsoに達したとき、グロープラグ１６に対する
通電が停止されるので、デイーゼルエンジン１が
暖機された状態にあるとき、グロープラグ１６の
発熱部１６ａが不必要に発熱状態とされることが
ない。

一方、アフターグロー制御中にデイーゼルエン
ジン１を搭載した自動車が走行を開始せしめら
れ、デイーゼルエンジン１が負荷運転状態とされ
たときには、制御ユニツト１００はデイーゼルエ
ンジン１の始動時に時間計測を開始せしめたタイ
マの計測結果を監視し、タイマの計測結果が設定
時間t_p、例えば、２分に達していなければグロー
プラグ１６への通電を継続して引き続きアフター
グロー制御を行い、タイマの計測結果が設定時間
t_p以上となつたとき、グロープラグ１６に対する
通電を遮断してアフターグロー制御を終了すべ
く、通電手段からの加熱制御電圧Cgの送出を停
止する。このように、デイーゼルエンジン１が負
荷運転状態にあるときには、制御ユニツト１００
に内蔵されたタイマが利用されて、始動後設定時
間t_pが経過するまでグロープラグ１６に対する通
電が行われるのでエンジン温度が充分なものとさ
れて、デイーゼルエンジン１の負荷運転状態への
移行後における失火の発生が防止され、また、始
動後設定時間t_pが経過した以後は、グロープラグ
１６に対する通電が行われないので、グロープラ
グ１６が過酷な作動状態におかれることが回避さ
れる。

上述の如くの動作を行う制御ユニツト１００
は、例えば、マイクロコンピユータが用いられて
構成され、斯かる場合におけるマイクロコンピユ
ータの中央処理部（CPU）が実行するアフター
グロー制御のためのグロープラグ１６に対する通
電制御に際してのプログラムの一例を、第３図の
フローチヤートを参照して説明する。

スタート後、まずプロセス１０１でスタータを
駆動してデイーゼルエンジン１を始動させた後、
プロセス１０２で通電手段によるグロープラグ１
６に対する暖機促進用とされた加熱制御電圧Cg
をもつての通電を開始させて、アフターグロー制
御を開始するとともに、制御ユニツト１００に内
蔵されたタイマをオン状態にする。次に、プロセ
ス１０３で、制御ユニツト１００に内蔵された運
転状態検知手段による。エンジン温度に対応する
冷却水の温度Ts、エンジン負荷Leに対応するア
クセルペダルの踏込量Accp及びエンジン回転数
Neを夫々あらわす、水温センサSS、アクセルセ
ンサAS及び回転数センサNSから得られる検出信
号Ss，Sa及びSnにもとずいてのデイーゼルエン
ジン１の運転状態の検出を行い、続くデイシジヨ
ン１０４で、同じく運転状態検知手段による、デ
イーゼルエンジン１が無負荷運転状態にあるか否
かの判断を行う。この判断の結果、デイーゼルエ
ンジン１が無負荷運転状態にあればデイシジヨン
１０５に進む。

デイシジヨン１０５では、水温センサSSから
の検出信号Ssにもとずいて、冷却水の温度Tsが
暖機終了温度に相当する設定温度Tso、例えば、
30度以上か否かを判断する。その結果、冷却水の
温度Tsが30度以上であれば、デイーゼルエンジ
ン１は暖機が終了しているので、プロセス１０６
に進み、アフターグロー制御を終了すべく、グロ
ープラグ１６への加熱制御電圧Cgの送出を中断
する。これにより、通電手段によるグロープラグ
１６に対する通電が停止される。また、デイシジ
ヨン１０５での判断の結果、冷却水の温度Tsが
30度以上でない場合には、グロープラグ１６への
通電を継続させてプロセス１０３に戻る。

一方、デイシジヨン１０４においてデイーゼル
エンジン１が負荷運転状態にあると判断された場
合には、デイシジヨン１０７に進み、デイシジヨ
ン１０７でタイマがオン状態とされてから設定時
間t_p、例えば、２分が経過したか否か、即ち、ア
フターグロー制御が開始された後、２分経過した
か否かを判断する。このデイシジヨン１０７での
判断の結果、タイマの計測結果が２分経過してい
ないときには、通電手段によるグロープラグ１６
に対する通電を継続させて、プロセス１０３に戻
る。そして、タイマの計測結果が２分経過してい
るときには、プロセス１０６に進み、前述の場合
と同様に、アフターグロー制御を終了すべく、グ
ロープラグ１６への加熱制御電圧Cgの送出を中
断する。これにより、通電手段によるグロープラ
グ１６に対する通電が停止される。

（考案の効果） 以上の説明から明らかな如く、本考案に係るデ
イーゼルエンジンのグロープラグ通電制御装置に
よれば、デイーゼルエンジン始動後のアフターグ
ロー制御において、エンジンが無負荷運転状態に
あるときには、エンジンの温度が所定値に達する
とグロープラグに対する通電が停止され、一方、
エンジンが負荷運転状態にあるときには、アフタ
ーグロー制御開始後、所定時間が経過した後にグ
ロープラグに対する通電が停止されるので、エン
ジンが充分に暖機された後に不必要にグロープラ
グを発熱させるということがなく、また、グロー
プラグを過酷な作動状態に放置しておくことがな
いので、グロープラグの信頼性の向上をはかるこ
とができ、さらに、エンジンが、始動後無負荷運
転状態でアフターグロー制御が行われている状態
で負荷運転状態に移行した場合にも、アフターグ
ロー制御開始時から所定時間が経過するまでは継
続的にグロープラグへの通電がなされて引き続き
グロープラグによる加熱が行われるので、無負荷
運転状態期間の長短に左右されることなく負荷運
転状態に移行後の失火の発生を効果的に抑圧する
ことができ、燃焼を安定なものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るデイーゼルエンジンのグ
ロープラグ通電制御装置の一例をそれが適用され
るデイーゼルエンジンとともに示す概略構成図、
第２図は第１図に示されるデイーゼルエンジンの
本体の部分断面図、第３図は第１図の例に用いら
れる制御ユニツトの一例におけるマイクロコンピ
ユータの動作プログラムの一例を示すフローチヤ
ートである。 図中、１はデイーゼルエンジン、２は燃焼室、
１３は渦流室、１６はグロープラグ、１６ａは発
熱部、１００は制御ユニツト、ASはアクセルセ
ンサ、BSはバツテリー、NSは回転数センサ、
SSは水温センサである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃焼室に配設されたグロープラグに対して発熱
   させるための通電を行う通電手段と、 上記燃焼室が設けられたエンジンの温度を検出
   する温度センサと、 上記エンジンの始動時からの時間を計測するタ
   イマと、 上記エンジンが始動後無負荷運転状態にあるか
   負荷運転状態にあるかを判別検知する運転状態検
   知手段と、 上記運転状態検知手段により上記エンジンが始
   動後無負荷運転状態にあることが検知されると
   き、上記温度センサにより検出されるエンジンの
   温度が所定値を越えるまでの期間において、上記
   通電手段に上記グロープラグに対する通電を行わ
   せるとともに、上記運転状態検知手段により上記
   エンジンが始動後負荷運転状態にあることが検知
   されるときには、上記タイマにより計測されるエ
   ンジンの始動時からの時間が予め設定された時間
   に達するまでの期間において、上記通電手段に上
   記グロープラグに対する通電を行わせる制御を行
   う通電制御手段と、 を備えて構成されたデイーゼルエンジンのグロー
   プラグ通電制御装置。