JPH05113167A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、特に急激な加速時においてグロー
プラグによる燃焼補助効果を改善した、例えばアルコー
ル燃料を用いるディーゼルエンジンに効果的に適用でき
るエンジンの制御装置を提供することを目的とする。 【構成】各気筒にグロープラグ121 〜124 が設定された
エンジン11において、グロープラグに供給される加熱電
流を、電子制御ユニット14によって駆動されるスイッチ
回路15により断続するもので、この断続デューティ比は
燃料噴射量およびエンジン回転数に対応して設定され
る。そして、アクセルペダル19の踏み込み量が急激に増
加する状態がアクセル開度センサ20によって検出された
ときに加速モードが設定され、この加速モード突入に対
応して特定されるピークホールド期間、開度センサの検
出値の変化量に対応したデューティＤa を加算した加速
モードデューティＤg2に設定し、増加燃料の着火性を改
善するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばアルコール燃
料を用いる自己着火方式のディーゼルエンジンにおい
て、着火性改善のために装置されたグロープラグの制御
手段を改良したエンジンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、アルコール燃料を用いた自己着
火方式のディーゼルエンジンにおいては、着火性の悪い
アルコール燃料の着火性を改善するために、エンジンの
各気筒それぞれに対してグロープラグを設置し、このグ
ロープラグで発生される熱を用いてアルコール燃料に対
する着火を助けるようにするエンジン制御はすでに知ら
れている。

【０００３】この様なグロープラグを用いるエンジンの
着火制御手段においては、従来よりエンジン負荷状態を
表す燃料噴射ポンプからの出力燃料量に対応するラック
と、エンジン回転数に基づいて得られるデューティマッ
プにしたがって、グロープラグに電流を供給するリレー
手段を制御するようにしている。

【０００４】ここで使用されるマップは、定常走行時に
おける着火補助効果と省電力性を考慮して、エンジンの
回転数が低くなるほど、あるいは負荷が小さくなるほ
ど、大きなデューティ比を与える傾向に設定されてい
る。したがって、例えば加速状態のように急激に負荷が
増加するような場合においては、マップにおいてデュー
ティ比が小さくなる方向に変化する。

【０００５】加速時においてアクセルペダルを踏み込む
と、気筒内に噴射される燃料の量は増加するが、この状
態では低負荷から高負荷の状態に移るものであるため、
マップから読み出されるデューティ比は小さな値とされ
るようになる。噴射燃料量が増加する状況においては、
グロープラグに供給される電流のデューティ比を大きく
して、燃焼状態を活性化する必要があるが、急加速時に
おいてデューティ比が小さく制御され、逆に着火補助効
果が薄れて燃焼促進効果が得られず、加速状態に緩慢性
が発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、定常走行状態におけるグロ
ープラグによる着火補助効果と省電力性を損なうことな
く、特に急加速時において着火補助効果が促進されるよ
うにして、円滑な加速制御が実行されるようにしたエン
ジンの制御装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るエンジン
の制御装置は、加速率が特定された定数より大きくなっ
た状態で加速モードを設定し、この加速率に対応して求
められた補正デューティＤa をそれまでのデューティＤ
o に加算して、加速モードデューティＤg2を得る。そし
て、加速モード突入よりＴa の時間範囲でそのデューテ
ィを出力するピークホールドモードを設定し、その後加
速モード突入より時間Ｔp1の経過するまで前記デューテ
ィＤo を設定する初期デューティホールドモードを設定
し、その後通常モードのデューティＤg1に移行されるよ
うにフィードバックモードを設定する。

【０００８】

【作用】この様に構成されるエンジンの制御装置におい
ては、アクセルペダルが大きく踏込まれ、燃料噴射量が
急速に増加される加速モードが設定される状態で、エン
ジンの各気筒に設定されるグロープラグに供給される電
流のデューティ比が、通常モードのデューティＤg1に加
速率に対応したデューティＤa を加算した加速モードデ
ューティＤg2に設定される。したがって、この様な急加
速状況において、増加された噴射燃料量に対応してグロ
ープラグの温度が上昇されるものであり、気筒内におい
て噴射燃料に対する着火補助効果が効果的に促進され、
円滑な加速制御が実行される。そして、その後フィード
バックモードにおいて、通常の制御状態に戻るようにな
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はアルコール燃料を用いる自己着火式の
ディーゼル機関の制御系の構成を示すもので、ディーゼ
ルエンジン11には、例えば４つの気筒それぞれに対応し
てグロープラグ121 〜124が設定されている。そして、
このエンジン11の各気筒には、燃料噴射ポンプ13からの
圧送燃料が供給される。

【００１０】このエンジン11は電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）14によって制御されるもので、この電子制御ユニッ
ト14からの指令によってスイッチ回路15が断続制御され
る。このスイッチ回路15には電源16が接続されるもの
で、スイッチ回路15の断続動作に対応したデューティの
電流が、抵抗17を介してグロープラグ121 〜124 に並列
的に供給される。

【００１１】ここで、抵抗17はグロープラグ121 〜124
の温度を電流によって検出する機能を有するもので、こ
の抵抗17によって検出された信号は過熱検出回路18で検
知され、この過熱検出回路18からの出力信号が電子制御
ユニット14に送られる。

【００１２】電子制御ユニット14に対しては、アクセル
ペダル19の踏み込み操作に対応した信号を発生するアク
セル開度センサ20からの信号が供給されているものであ
り、さらに燃料噴射ポンプ13に設定したラックセンサ13
1 および回転センサ132 からの検出信号が供給される。

【００１３】ラックセンサ131 からは、燃料噴射ポンプ
13のラック機構の動作に対応した信号、すなわち噴射燃
料の量に対応した信号Ｒw が出力され、回転センサ132
からの噴射ポンプ13の回転数に対応した信号Ｎe が出力
される。この場合、この燃料噴射ポンプ13はエンジン11
により直接的に駆動されるものであるため、信号Ｎeは
エンジン11の回転数に対応する。

【００１４】図２は電子制御ユニット14部の構成を示す
もので、この電子制御ユニット14においては各センサ類
からの信号を処理し、グロープラグ121 〜124 に供給さ
れる加熱電流のデューティ比を演算出力する。

【００１５】まず、ラック位置、アクセル開度等のアナ
ログ的な入力信号はアナログバッファ141 に入力され、
その後Ａ／Ｄ変換部142 でディジタルデータに変換し
て、一時的にＲＡＭ143 に記憶されるようにする。ま
た、回転センサ132 からのディジタル的な回転信号Ｎe
は、波形整形部144 で波形成形した後、ＣＰＵ145 に対
して出力される。

【００１６】このＣＰＵ145 はデータバスによってＡ／
Ｄ変換部142 、ＲＡＭ143 に接続されるものであり、さ
らにＲＯＭ146 に接続されている。このＲＯＭ146 に
は、燃料噴射量に対応するラック信号とエンジン11の回
転数Ｎe との関係からデューティ比を算出するマップが
格納されており、さらに演算用プログラムが格納されて
いる。

【００１７】そして、通常の状態においては、ラック信
号および回転数信号に基づいてＣＰＵ145 でグロープラ
グ121 〜124 のデューティ比を演算し、その演算結果が
出力段147 に出力される。この出力段147 からの出力信
号に基づいてスイッチ回路15が駆動されるようになる。

【００１８】図３はグロープラグ121 〜124 にそれぞれ
供給される断続される電流のデューティ比と、このグロ
ープラグ121 〜124 の温度との関係を示しているもの
で、デューティ比が大きくなるほどグロープラグ121 〜
124 の温度が上昇されるようになる。

【００１９】この様に構成される装置において、加速状
況等に対応してグロープラグデューティ比が可変制御さ
れるもので、図４は特に加速モードにおけるデューティ
比を時間経過にしたがって示している。そして、このデ
ューティ比の制御は図５に示す流れにしたがって実行さ
れ、さらに図６は図５で示した処理に関連して、通常状
態および加速モード中で指令されるデューティ比の移行
を示す処理の流れを示している。

【００２０】この様に構成される装置において、グロー
プラグ121 〜124 に対して、電子制御ユニット14で演算
されたデューティにしたがってスイッチ回路15が断続駆
動され、この断続に対応した電流が加熱電流としてグロ
ープラグ121 〜124 に供給される。したがって、このグ
ロープラグ121 〜124 の温度は、断続電流のデューティ
比にしたがって制御され、このグロープラグ121 〜124
の温度は、デューティ制御された断続電流が流される抵
抗17ににおいて検出されるようになる。

【００２１】例えば、デューティ比が大きくなって抵抗
17に流れる電流量が増加すると、この抵抗17を熱抵抗素
子によって構成することにより抵抗17の抵抗値が変化
し、この抵抗値の変化が過熱検出回路18で検出される。
そしてグロープラグ121 〜124が過熱された状態となっ
たときには、電子制御ユニット14でグロープラグ121 〜
124 に対する電流供給を制限する制御が行われるように
している。

【００２２】一般に、エンジン11の低速回転時および軽
負荷時（燃料噴射量の小さいとき）は、気筒内における
燃焼自体による燃料の蒸発促進効果が比較的小さい。こ
のため、この様な状態においては高いグロープラグ温度
が要求されるもので、ＲＯＭ146 に格納されたマップに
おいてはエンジン回転数Ｎe が低く、軽負荷となるほど
デューティ比が大きくされる傾向が設定されている。

【００２３】しかし、この様なマップにしたがってデュ
ーティ制御すると、加速のためアクセルペタルを大きく
踏み込んだ場合、その踏み込み量に対応して燃料噴射量
が増加するものであるが、この状態ではラックが低負荷
から高負荷に移行するものであるため、デューティ比は
逆に小さい値が指令値として出力される。

【００２４】したがって、この実施例で示した装置にお
いては、特に加速状態のときにＲＯＭ146 に格納された
マップにたよらず、燃料噴射量と相関関係にあるアクセ
ルペダル19の開度に基づいた制御を行わせるようにす
る。

【００２５】以下、この実施例の動作について説明する
と、まず図５のステップ101 さらに図６のステップ201
で加速率が設定された定数と比較され、単位時間当りの
アクセル変化量が一定値を越えた場合に加速モードへの
突入と判定する。そして、この判定がされた後は、加速
モード中の制御が実行されるようにしている。

【００２６】図４においてＡ点で加速モードに突入され
るもので、それまでは図６のステップ202 で示すように
回転数Ｎe およびラックＲw にしたがって、ＲＯＭ146
に格納されたマップにしたがってデューティ比Ｄo を演
算する。そしてステップ203でこのデューティ比Ｄo を
出力し、スイッチ回路15を断続制御する。

【００２７】図５おいてステップ101 で加速モードの突
入が判定されると、ステップ102 で図４のＡ−Ｂ間に対
応するピークホールド期間Ｔa を設定する。また、同時
に図６のステップ204 において加速率に基づいてこのピ
ークホールド期間における補正デューティＤa を演算す
ると共に、加速率に対応したピークホールド期間Ｔaと
される補正デューティの出力時間を算出する。このステ
ップ204 においては、同時に加速モードのホールド期間
Ｔp1および加速モード突入前のデューティに対応する初
期デューティＤo を演算している。

【００２８】そして、ステップ205 で補正デューティＤ
a を時間Ｔa 出力するもので、図４で示したピークホー
ルド期間Ｔa （Ａ−Ｂの期間）において、Ｄo とＤa と
の和を、加速モードデューティＤg2として設定する。こ
れは、急増した燃料に対して一時的にグロープラグ121
〜124 の温度を高めるための期間である。

【００２９】この様なピークホールド期間Ｔa が経過し
たならば、ステップ103 で示すように初期デューティホ
ールド期間を設定する。この期間は図４のＢ−Ｃの期間
であり、ステップ206 で示すように加速モード突入直前
のデューティ比Ｄo を、加速モードデューティ比として
出力するもので、加速モード突入前後のデューティ比の
差に基づき算出された時間Ｔp1とピークホールド期間Ｔ
a との差の期間だけ出力させる。

【００３０】ステップ103 の初期デューティホールド期
間が終了したならば、ステップ104において次のＣ−Ｄ
で示す期間のフィードバック制御期間を設定する。この
フィードパック制御期間は、加速モードから通常モード
へ切り替わるときのデューティ比の急激な変化を避け
て、この切り替え時の違和感を低減させるために設定さ
れる。

【００３１】すなわち、ステップ105 および208 で示す
ように、マップ上で設定される通常モードのデューティ
比Ｄg1と、加速モードのデューティ比Ｄg2との差分ΔＤ
をフィードバックするものであり、加速モードデューテ
ィ比Ｄg2を滑らかに通常モードデューテイ比Ｄg1に近付
ける制御を行う。そして、加速モードから通常モードへ
の切り替えは、Ｄg2とＤg1との差分が一定値以下の状態
となったときに実施される。

【００３２】また、加速モードの制御中において、加速
モード突入時の加速率を越える加速率が入力されたよう
な場合は、その時点でこれまでの加速モードのデューテ
ィ比Ｄg2を、加速モード直前のデューティ比Ｄo として
再度加速モードに突入し直して、この再度の加速時に増
加する燃料に対して、グロープラグによる適切な燃焼補
助効果が達成されるようにする。

【００３３】これまでの実施例の説明では、アルコール
燃料用いるディーゼルエンジンを対象としてきたが、特
にアルコール燃料を用いるものに限定されることはな
い。また、制御対象をグロープラグとしたが、この制御
対象をＥＧＲコントロール等の電磁弁を制御媒体とした
制御に対しても対応が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係るエンジンの
制御装置によれば、特にアクセルペダルが大きく踏み込
まれ、燃料噴射量が急激に増加したような状態におい
て、着火性を補助するグロープラグが適正に制御される
ものであり、加速制御が円滑に実行されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るエンジンの制御装置
を説明するための構成図。

【図２】上記実施例において使用される電子制御ユニッ
トの構成を説明する図。

【図３】グロープラグに供給される電流のデューティ比
と、このグロープラグの温度との関係を示す図。

【図４】上記グロープラグに供給される電流のデューテ
イ制御の状態を示す図。

【図５】グロープラグ制御を実行する電子制御ユニット
の制御の流れを説明するフローチャート。

【図６】同じく制御内容を説明するフローチャート。

【符号の説明】

11…エンジン、121 〜124 …グロープラグ、13…燃料噴
射ポンプ、14…電子制御ユニット、15…スイッチ回路、
20…アクセル開度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの各気筒にそれぞれグロープラ
   グを設定し、このグロープラグの温度制御を電流のオン
   ・オフによるデューティ比によって行うようにした制御
   装置において、 加速率が特定される定数より大きくなった状態を検出し
   て加速モードを設定する加速モード設定手段と、 この加速モードに突入した状態で、この加速率により求
   められた補正デューティＤa とこの加速モード突入前の
   デューティＤo との和を加速モードデューティＤg2とし
   て、前記加速率に対応して算出された時間Ｔa の範囲で
   出力するピークホールドモード設定手段と、 このピークホールドモードの終了後、前記加速モード突
   入時より前記加速モード突入の前後のデューティ比差に
   基づいて得られた時間Ｔp1が経過するまで、前記加速モ
   ード突入前のデューティＤo を出力する初期デューティ
   ホールドモード設定手段と、 前記時間Ｔp1の経過後に、前記エンジン回転数さらに燃
   料噴射量等に対応して設定される通常モードのデューテ
   ィＤg1と前記加速モードデューティＤg2との差分をフィ
   ードバックし、前記デューティＤg2を滑らかにＤg1に近
   付けるフィードバックモード設定手段とを具備し、 急加速時に前記グロープラグの温度が上昇制御されるよ
   うにしたことを特徴とするエンジンの制御装置。