JPS6375361A - デイ−ゼルエンジンのグロ−プラグ通電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、ディーゼルエンジンのグロープラグ通電制御
方法に係り、特に、電子制御ディーゼルエンジンに用い
るのに好適な、グロープラグへの通電を制御してグロー
温度が所定値となるように制御するディーゼルエンジン
のグロープラグ通電制御方法の改良に関する。

【従来の技術】

通常、ディーゼルエンジンは冷えた状態での始動が困難
なことから、始動特性を向上させるため従来からグロー
プラグにより吸入空気を所定の湿度（グロー温度）とす
る余熱装置が用いられている。 ところで、１１す記余熱装置でグロー温度を制御する際
には、グロー温度を正確に知る必要がある。 該グロー温度を検出する技術の中に、グロープラグの温
度上昇に伴う抵抗変化を、該グロープラグに流入する電
流値から検出する技術が従来から知られているく特開昭
５７−５５５９号公報等）。 上記のようにしてグロープラグの電ｍ　（４から温度を
検出しグロー温度を制御する装置には、例えば第５園に
示すようなものがある。図において、バッテリ５からグ
ローリレー３７の接点３７Ａを介して各グロープラグ３
６Ａ〜３６Ｄに電流ｉ６が流入する。この電流１ｓを検
出すべく、該電流ｉ５はセンシングレジスタ５４を流れ
るようにざれＳ流れた電流ｉＳは各グロープラグ３６Ａ
〜３６Ｄへ各々流入する。その際、センシングレジスタ
５４の両端の電圧Ｖｒｓは電子制御ユニット（以下ＥＣ
Ｕという）５６のＳＲ＋、ＳＲ一端子に入力される。そ
して、Ｋ　Ｅ　ＣＵ　５６は入力電圧ｖｒＳから電流ｉ
６の値を求め、この電流値をグロー温度の代用値として
、次のようにグロー温度制御を行う。 即ち、該グロー温度が第６図に示ずようなヒスプリシス
特性内であり、且つ、スタータ信＠（図中ＳＴＡ信号）
又は充電不足信号（図中ＣＨＧ信号）がオンのときグロ
ーリレー３７のコイル３７ＢにＧ　ＲＥ’Ｌ端子から、
信号電流を流して接点３７Ａを閉路し、各グロープラグ
３６Ａ〜３６Ｄへ各電流ｉ　Ｇを供給する。この場合、
グロー温度が９００℃以上でグローリレー３７をＯＦＦ
とし、８００℃以下でＯＮとしてハンチングを防止して
いる。なお、眞記センシングレジスタ５４の抵抗値ｒ５
は１オ一ム以内とされ、各グロープラグ３６八〜３６Ｄ
の抵抗値ｒＱは各々等しい値である。 又、各グロープラグ３６Ａ〜３６Ｄの抵抗１ｉｆｆｒｃ
の変化に封する前記センシングレジスタ５４の電流ｉｓ
の値の変化の関係には、例えば第７図に示すようなもの
がある。図において、前記電流ｉｓのグロー温度８００
℃における値を１５８００で、グロー温度９００℃にお
ける値を１ｇ９００でそれぞれ示している。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、ディーゼルエンジンは、本来低温始動時のむ
火が不安定なため、第８図に示すように、グロー通電が
オフとされている時にある気筒が失火し、次にその気筒
の燃料噴射時（７２０℃Ａ後、３００ＲＰＭならば０．
４秒後）までグロー温度が所定下限値例えば８００℃以
下とならずに通電オフが継続した場合に再失火する危険
が高い。再失火したときには、図中符号ＮＥ１で示ずよ
うにエンジン回転数が低下することから、始動性が著し
く悪化してしまう場合があるという問題点があった。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、失火気筒が再失火するのを確実に防止し、低温始
動性を向上できるディーゼルエンジンのグロープラグ通
電制御方法を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、グロープラグへの通電を制御してグロー温度
が所定値となるよう制御するディーゼルエンジンのグロ
ープラグ通電制御方法において、その要旨を第１図に示
すように、エンジン回転数の変化を検出し、検出変化か
らエンジンの失火及び失火気筒を検出し、失火が検出さ
れた場合には、該失火気′筒のグロープラグに通電する
ことにより、＋ｉＱ記目的を達成したものである。

【作用】

本発明は、ある気筒が失火した場合、エンジン回転数が
変化することに着目してなされたものであって、ディー
ゼルエンジンのグロープラグの通電を制御する際に、エ
ンジン回転数の変化からエンジンの失火及び失火気筒を
検出し、失火が検出された場合には、該失火気筒のグロ
ープラグに通電して再失火を防止する。従って、失火時
には失火気筒のグロープラグに通電するため、該失火気
筒の次回の圧縮時にグロー温度が高くなり、該失火気筒
の再失火が確実に防止できる。よって、低温始動時にお
ける再失火による始動性の著しい低下を防止して、始動
性の向上を図ることができる。 【実施例１ 以下、図面を参照して本発明に係るディーゼルエンジン
のグロープラグ通電制御方法が実施された、自動車用の
電子制御ディーゼルエンジンについて詳細に説明する。 本実施例には、第２図に示ず如く、エアクリーナ（図示
省略）の下流に配設された、ディーゼルエンジン１０へ
の吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ１２が
備えられている。該吸気温センサ１２の下流には、排気
ガスの熱エネルギにより回転されるタービン１４Ａと、
該タービン１４Ａと連動して回転されるコンプレッサ１
４Ｂｈ−らなるターボチャージャ１４が備えられている
。 該、ターボチャージャ１４のタービン１４Ａの上流側と
コンプレッサ１４Ｂの下流側は、吸気圧の過上昇を防止
するためのウェストゲート弁１５を介して連通されてい
る。 前記コンプレッサ１４Ｂ下流側のベンチュリ１６には、
アイドル時等に吸入空気の流量を制限するための、運転
席に配設されたアクセルペダル１７と連動して非線形に
回ｆＩＩするようにされた主吸気絞り弁１８が備えられ
ている。前記アクセルペダル１７の開度（以下、アクセ
ル開度と称する）Ａ　ｃｃｐは、アクセル位置センサ２
０によって検出されている。 前記主吸気絞り弁１８と並列に副吸気絞り弁２２が備え
られており、該副吸気絞り弁２２の開度は、ダイヤフラ
ム装置２４によって制御されている。該ダイヤフラム装
置２４には、負圧ポンプ２６で発生した負圧が、負圧切
換弁（以下、ｖＳｖと称する）２８又は３０を介して供
給される。 前記吸気絞り弁１８．２２の下流側には吸入空気の圧力
を検出するための吸気圧センサ３２が備え、られている
。 ディーゼルエンジン１０のシリンダヘッド１０Ａには、
エンジン燃焼室１０Ｂに先端が臨むようにされた噴射ノ
ズル３４、グロープラグ３６及び着火時期センサ３８が
備えられている。又、ディーゼルエンジン１０のシリン
ダブロック１０Ｃには、エンジン冷却水温を検出するた
めの水温センサ４０が備えられている。 前記噴射ノズル３４には、噴射ポンプ４２から燃料が圧
送されてくる。該噴射ポンプ４２には、ディーゼルエン
ジン１ｏのクランク軸の回転と連動して回転されるポン
プ駆動軸４２Ａと、該ポンプ駆動軸４２Ａに固着された
、燃料を加圧するためのフィードポンプ４２Ｂ（第２図
は９０°ｊμ間した状態を示す）と、燃料供給圧を調整
するための燃圧調整弁４２Ｃと、前記ポンプ駆動軸４２
Δに固着されたポンプ駆動プーリ４２Ｄの回転変位から
クランク角Ｍ１位置、例えば上死点（ＴＤＣ）を検出す
るための、例えば電磁ピックアップからなる基準位置セ
ンサ４４と、同じくポンプ駆動軸４・２Ａに固着された
ギヤ４２Ｅの回転変位からエンジン回転数を検出するた
めの、例えば電磁ピックアップからなるエンジン回転数
センサ４６と、フェイスカム４２Ｆとプランジャ４２Ｇ
を往復動させ、又、そのタイミングを変化させるための
ローラリング４２Ｈと、該ローラリング４２Ｈの回動位
置を変化させるためのタイマピストン４２Ｊ（′ＸＡ２
図は９０°展開した状態を示す）と、該タイマピストン
４２Ｊの位置を制御することによって噴射時期を制御す
るためのタイミング制御弁（以下、ＴＣＶと称する）４
８と、スピルボート４２Ｋを介してのプランジャ４２Ｇ
からの燃料逃し時期を変化させることによって燃料噴！
ｌ）ｊ　ｆｆｌを制ｔ１１１ｙるための電磁スピル弁５
０と、燃料をカットするための燃料カット弁５２と、燃
料の逆流や後項れを防止するためのデリバリバルブ４２
Ｌと、が備えられている。 前記グロープラグ３６には、グローリレー３７を介して
グロー電流が供給されている。 前記吸気温センサ１２、アクセル位置センサ２Ｏ１、吸
気圧センサ３２、着火時期センサ３８、水温センサ４０
．ＭＱ位冒センサ４４、エンジン回転数センサ４６、前
記グロープラグ３６に流れるグロー電流を検出するグロ
ー電流センサ５４、キイスイッチ、エアコンスイッチ、
ニュートラルセーフティスイッチ出力、車速信号等は、
電子制御ユニット（以下、ＥＣＬＩと称する）５６に入
力されて処理され、該ＥＣＵ３６の出力によって、前記
ＶＳＶ２８．３０、’／ローＩＪＬ／−３７、ＴＣＶ４
８、電磁スピル弁５０、燃料カット弁５２等が制御され
る。 前記グロー電流センサ５４には、例えば１）ａ出第５図
中のセンシングレジスタ５４を用いることが　゛できる
。 前記ＥＣＵ３６は、第３図に詳細に示す如く、各種演算
処理を行うための中央処理ユニット（以下、ＣＰＵと称
する）５６Ａと、制御プログラムや各種データ等を記憶
するためのリードオンリーメモリ（以下、ＲＯＭと称す
る）５６Ｂと、前記ＣＰＵ５６Ａにおける演算データ等
を一時的に記憶、するためのランダムアクセスメモリ（
以下、ＲＡＭと称する）５６Ｃと、クロック信号を発生
ずるクロック５６Ｄと、バッファ５６Ｅを介して入力さ
れる１１α記水温センサ４０出力、バッファ５６Ｆを介
して入力される前記吸気温センサ１２出力、バッファ５
６Ｇを介して入力される前記吸気圧センサ３２出力、バ
ッファ５６Ｈを介して入力される前記アクセル位置セン
サ２０出力等を順次取込むためのマルチプレクサ（以下
、ＭＰＸと称する）５６にと、該ＭＰＸ５６に出力のア
ナログ信号をデジタル信号に変換するためのアナログ−
デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）５６Ｌ
と、該Ａ／Ｄ変換器５６Ｌ出力をＣＰＵ５６Ａに取込む
ための入出力ボート５６Ｍと、バッファ５６Ｎを介して
入力されるスタータ信号、バッファ５６Ｐを介して入力
されるエアコン信号、バッファ５６Ｑを介して入力され
るトルコン信号、波形整形回路５６Ｒを介して入力され
る前記着火時期センサ３８出力等をＣＰＵ５６Ａに取込
むための入出カポ−１〜５６８と、前記基準位置センサ
４４出力を波形整形して前記ＣＰＵ５６Ａの入力割込み
ボートＩＣＡＰ２に直接取込むための波形整形回路５６
Ｔと、前記エンジン回転数センサ４６出力を波形整形し
て前記ＣＰＵ５６Ａに直接取込むための波形整形回路５
６Ｕと、前記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応じて前記電磁
スピル弁５０を駆動づるための駆動回路５６Ｖと、前記
ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応じて前記ＴＣＶ４８を駆動
するための駆動回路５６Ｗと、前記ＣＰｔＪ５６Ａの演
算結果に応じて前記燃料カット弁５２を駆動するための
駆動回路５６Ｘと、前記各構成機器間を接続してデータ
や命令の転送を行うためのコモンバス５６Ｙとから構成
されている。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例におけるグロープラグへの通電の決定は、第４
図に示すような流れ図に従って行われる。 即ち、図に示すルーチンは一定クランク角度毎に起動す
る入力同期（ＩＣＩ）ルーチンであり、例えば１１．２
５℃八毎へ起動しステップ１１０に入る。次いでステッ
プ１２０で、このＩＣＩルーチンが前回起動した時刻Ｂ
ＣＡＩ）ｔと今回起動した時刻ＣＡ　ｐｔの差を次式（
１）のように算出して・パルス入力間隔時間Ｔ　Ｎ　ｉ
ｎｔにいれる。 ＴＮｉｎｔ　←ＣＡｐｔ−ＢＣＡｐｔ　　・・・−・（
１）次いで、ステップ１３０で、今回起動時刻ＣＡｐｔ
を新たに＋ｉｆｆ回起動時刻ＢＣＡｐｔにいれる。次い
でステップ１４０で、エンジン回転数センサ４６からの
入力パルスに基づき、パルス入力番号ＣＮ１ｒｑをＯ→
１→２→３→・・・→１３→０（１８０℃Ａ周期）の順
で更新する。そしてステップ１５０で、前記パルス入力
番号ＣＮ１ｒｑが零ならば、ステップ１６０に進み、気
筒番号ｉを１→２→３→４の順で更新すると共に、ステ
ップ１７０で失火カウンタＣ＋ｎ１ｓｆをインクリメン
トする。従って、ステップ１５０の判定結果が正となる
のは１８０’ＣＡ毎であるため、気筒番号ｉ及び失火カ
ウンタＣｍ１ｓｆは１８０″ＣＡ毎に更新されることと
なる。 ステップ１７０の処理が終了し、又、先のステップ１５
０の判定結果が否のとぎもステップ１８０に進む。ステ
ップ１８０では、パルス入力番号ＣＮ１ｒｑが５、即ち
上死点（以下ＴＤＣという）・近傍か否かを判定し、判
定結果が正のときはステップ２３０以下に進み、否のと
ぎはステップ１９０以下に進む。ステップ１９０では前
記パルス入力番号ＣＮ１ｒｑが１３、即ちＡＴＤＣ９０
”ＣＡ近傍であるか否かを判定し、判定結果が正のとき
はステップ２００に進み、始動状１と（スターターモー
ド）であるか否かを判定する。判定結果が正の時はステ
ップ２１０に進み、今回のパルス入力間隔時間ＴＮｉｎ
ｔが直面のＴＤＣ近傍のパルス入力間隔時間ＴＮｉｎ口
の０．９倍より長いか否かを、次式（２）の如く判定す
る。 ＴＮｉｎｔ≧０．９ＸＴＮｉｎｔｉ　　・−・−・−（
２）判定結果が正のとぎは、現在圧縮上死点後９０’Ｏ
Ａである気筒が失火状態であると判断されるためステッ
プ２２０で、その気筒番号ｉを失火気筒番号Ｍｍｉｓｆ
へいれて記憶し、一旦このＩＣＩルーチンを終了する。 またステップ１９０〜２１０の判定結果が否のときも、
同様に、一旦このＩＣ■ルーチンを終了する。 一方、先のステップ１８０の判定結果が正のときはステ
ップ２３０に進み、失火気筒番号ｐｍｉｓｆが零か否か
を判定する。ところで、この失火気筒番号Ｐｍ１ｓｆは
ＲＡＭ５６Ｃに記憶されるため、初期状態では零であり
、始動中も失火しなければ、ステップ２２０で気筒番号
ｉが入れられないため零となる。又失火しても後述のス
テップ２４０．２５０の条件を満たせばステップ２７０
以下で零とされる。 判定結果から、失火気筒番号ｐ１ｓｔが零ならばステッ
プ２７０以下に、零でないときはステップ２４０以下に
進む。ステップ２４０では、失火気筒番号Ｐ　ｍ１ｓｆ
が現在圧縮ＴＤＣである気筒の番号ｉに等しいか否かを
判定する。判定結果が正のときはその気筒ｉが前回の燥
発時（はぼ７２０℃Ａ前）に失火したとステップ２１０
で判断されているため、ステップ２７０以下に進む。一
方、等しくなければ、前記気筒ｉが失火してから再びそ
の気筒の圧縮ＴＤＣに至っていないか、あるいは複ａ　
％筒が失火した場合に、同様に最後に失火した気ｎが再
び圧縮ＴＤＣに至っていないことを示すためステップ２
５０に進む。ステップ２５０では、失火カウンターＣｍ
１ｓｆが８を越えているか否かを判定し、判定結果が正
のときは失火状態が１８０”ＣＡＸＳ回以上回道上経過
ることを示すため、グロープラグ３６の通電継続期間を
クランク角で１４４０°ＣＡ以内とずべくステップ２７
０以下に進む。 一方、前記失火カウンタＣｍ１ｓｔが８以下ならばステ
ップ２６０に進み、グロー通電要求フラグＸｇ　ｒｅｑ
に１をセットする。このようにフラグＸｇｒｅｑに１が
セットされた場合、グロープラグ３６のグロー通電を制
御するためのメインルーチン（記載省略）で現在グロー
リレーがオフとされていても、グローリレーを直ちにオ
ンとしてグロー電流を流す。以上のように失火カウンタ
Ｃｍ１ｓｆが８未満の間は、他の条件が整う限りグロー
プラグ３６への通電を継続させ、失火カウンタＣ＋ｎ１
ｓｆが８以上となれば、フラグＸｇｒｅｑに零を入れて
グロープラグ３６への通電を停止し、グロープラグ３６
の焼損を防止する。従って、グロープラグ３６の通電継
続期間は長くともクランク角で１４４０°ＣＡ以内とな
る。 一方、ステップ２３０〜２５０のいずれかの判定結果が
正ならば、ステップ２７０で失火気筒番号ｐｍｉｓｆに
零をいれ初期状態に戻し、ステップ２８０でフラグＸｇ
ｒｅｑに零を入れてクリアする。このようにして、フラ
グＸ　ｇｒｅｑ＝　Ｏとなれば、前記メインルーチンで
のグローリレー制御は通常の制御となる。そしてステッ
プ２９０で、失火カウンタＣｍ１ｓｔ＠零とする。 ステップ２９０の処理及び先のステップ２６０の処理が
終了した後に、ステップ３００で現在のパルス入力間隔
時間Ｔ　Ｎ　ｉｎｔをＴ　Ｎ　１ｎｔｉに入れて記憶す
ることにより次回の起動に備え、このｔＣ■ルーチンを
一旦終了づる。 前記実施例では、以上のようにグロー通電を制御してい
るため、失火検出時に直ちにグロー通電を行い、着火性
の回復を促進させて、同じ気筒が２麿に渡って失火（再
失火）しないようにしている。このようにしてディーゼ
ルエンジンが再失火しないことから、前出第８図中の破
線（図中符号ａで示ず）の如くエンジン回転数の低下が
生じないため、始動性の悪化を最小限に食上めることが
できる。 又、前記実施例では、気筒番号ｉの気筒が失火状態であ
るか否かを、ＡＴＤＣ９０″ＣＡ近傍の所定クランク角
所要時間が直前のＴＤＣ近傍の所定クランク角所要時間
に対し所定倍率以上であるか否かで判定するため、ステ
ップ２１０で（２）式の如く今回のパルス入力間隔時間
ＴＮｉｎｔが前回のパルス入力間隔時間Ｔ　Ｎ　１ｎｔ
ｉの０．９倍より大ぎいか否かで判定していた。しかし
ながら、前記倍率は０．９の値に限定されず、０．８〜
１゜００の値も取り得る。又、気筒番号ｉの気筒が失火
状態であるか否かの判定は、上記の如くクランク角所要
時間で判定するのみに限られず、ＡＴＤＣ９０″ＣＡ近
傍の平均エンジン回転数ＮＥが直前の平均エンジン回転
数より小であることをもって失火と判定することもでき
る。 又、前記実施例では、再失火によるグロー通電の継続期
間をステップ２５０以下の処理で、良くて１４４０℃Ａ
とすることができる。これによりグロープラグ３６が断
線する上限湿度を越える期間が１秒以下にできる。とこ
ろで、一般にグロープラグは限界温度（通常的１０００
℃）を所定時間（通常数秒）越えると断線する確率が高
くなる。 しかしながら、上記の如く、グロープラグが上限温度を
越える期間は長くて１秒以下であり、且つ該上限温度は
断線防止の観点から前記限界温度より５０〜１００℃程
度低く設定されているため、前記グロープラグが断線す
る可能性は通常のグロー通電制御の場合と同等確率であ
る。従って、本発明を採用づる際グロープラグの断線は
本質的な問題となることはなく、本発明を採用してディ
ーゼルエンジンの低温始動性を向上できる。 なお、前記実施例においては、本発明が、電磁スピル弁
５０によって燃料噴射量を制御するようにされた過給機
付きディーゼルエンジンに採用され、ていた。しかしな
がら、本発明の採用範囲はこれに限定されず、電磁スピ
ル弁以外の燃料噴射量制御）Ｉ＋アクチュエータを備え
た一般のディーゼルエンジンにも同様に適用できる。 【発明の効果１ 以上説明した通り、本発明によれば、ディーゼルエンジ
ンのめる気筒が失火してもその気筒が再失火づることを
確実に防止できる。よって、低湿始動時における再失火
による始動性の著しい低下を防止して、始動性を向上さ
せることができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要旨を示す流れ図、第２図は本発明が
実施される自動車用電子制御ディーゼルエンジンの全体
構成を示１゛、一部ブロック線図を含む断面図、第３図
は前記実施例で用いられる電子制御ユニットの構成を示
ずブロック線図、第４図は同じく、グロー通電電流のオ
ンオフを決めるＩＣＩルーチンを示ず流れ図、第５図は
グロープラグへの通電回路の例を示す回路図、第６図は
前記回路中のグローリレーのオンオフ制御の例を示ず線
図、第７図はグロー温度の変化に対するグロープラグ抵
抗及び通電電流の変化の例を示ず線図、第８図は低温始
動時に失火した際のグロー温度とエンジン回転数の変化
の例を示す線図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ３６・・・グロープラグ、 ３７・・・グローリレー、 ４２・・・噴射ポンプ、 ４４・・・基準位置センサ、 ４６・・・エンジン回転数センサ、 ５４・・・グロー電流センυ″、 ５６・・・電子制御ユニット（ＥＣＬＪ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）グロープラグへの通電を制御してグロー温度が所
   定値となるよう制御するデイーゼルエンジンのグロープ
   ラグ通電制御方法において、 エンジン回転数の変化を検出し、 検出変化からエンジンの失火及び失火気筒を検出し、 失火が検出された場合には、該失火気筒のグロープラグ
   に通電することを特徴とするデイーゼルエンジンのグロ
   ープラグ通電制御方法。