JP2015101994A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グロープラグ通電による発熱を利用した自動停止制御を行うことのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵは、デポジット堆積量の推定プログラムを実行する（ステップＳ１００）。ＥＣＵは、自動停止条件が成立したか否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ１０２）。この自動停止条件は、エンジンの冷却水温が閾温度ＣＴｔｈに達したか否かを条件の一つに含んでいる。デポジット堆積量およびエンジン冷却水温に基づいて、自動停止制御禁止領域と自動停止制御実施領域のどちらに現在の運転条件が属しているのかが判別される。ＥＣＵは、ステップＳ１０２で自動停止条件が成立したと判定されたら、自動停止制御処理を開始し（ステップＳ１０４）、グロープラグ部に通電を開始する処理を実行する（ステップＳ１０６）。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば、特開２００３−２７８５９４号公報に開示されているように、酸素センサに堆積したデポジットを燃焼除去することができる内燃機関の制御装置が知られている。この公報では、内燃機関のアイドリングストップ中に酸素センサを昇温させることで、ガス流れによる冷却がされにくい状況下で酸素センサを昇温させることができる。その結果、電力消費量を節約しつつ、酸素センサを昇温させることができる。

特開２００３−２７８５９４号公報 特開２０１１−０７４８０９号公報

車両に搭載した内燃機関は、所定条件の成立時に、アイドリングストップあるいはフリーラン等の自動停止を行うことがある。フリーランは、駆動輪に駆動力および減速力を伝達させずに惰性により走行するものである。一般に、内燃機関で自動停止を実行する場合には、自動停止条件として内燃機関の冷却水温および油温が含まれている。内燃機関の冷却水温および油温が所定の閾値を越えていない低温環境下においては、自動停止は実行されない。従来は、一律の閾値を用いて自動停止の可否を判定するのが一般的である。

グロープラグにおいてデポジットの堆積が問題となる。グロープラグに通電してこれに堆積したデポジットを燃焼除去する場合に、その通電を上述の自動停止中に行うことが考えられる。これにより、ガス流れによる冷却がされにくい状況下でグロープラグを昇温させることができる。その結果、電力消費量を節約しつつデポジットを除去することができる。

グロープラグに通電させると気筒内の雰囲気温度が高まる。この雰囲気温度上昇は自動停止からの再始動性を向上させる。つまり、自動停止中にグロープラグに通電すれば、エンジン冷却水温等が低温であっても自動停止およびその再始動を実行可能な環境を作り出すことができる。従来はこのような物理現象が着目されておらず、内燃機関の自動停止を行う機会を無駄にしているという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、グロープラグ通電による発熱を利用した自動停止制御を行うことのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するために、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の冷却水温又は油温が閾温度以上であることを含む自動停止条件が成立したか否かを判定する自動停止条件判定手段と、
前記自動停止条件が成立したときには、前記内燃機関を停止する自動停止制御を行う自動停止手段と、
前記内燃機関の自動停止中に前記内燃機関に設けられたグロープラグのデポジットを除去するように前記グロープラグに通電する第１グロープラグ通電手段と、
前記グロープラグのデポジット堆積量が多いほど、前記閾温度を低くする設定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記設定手段は、
前記グロープラグのデポジット堆積量が第１堆積量である場合には前記閾温度を第１温度に設定し、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第１堆積量より多い第２堆積量である場合には前記閾温度を前記第１温度より低い第２温度に設定し、
前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第１堆積量と前記第２堆積量との間で多ければ多いほど前記第１温度から前記第２温度にかけて前記閾温度を低くすることを特徴とする。

また、第３の発明は、第２の発明において、
前記設定手段は、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第２堆積量よりも多い場合には前記閾温度を前記第２温度に保持することを特徴とする。

また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記設定手段は、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第１堆積量よりも少ない場合には前記閾温度を前記第１温度に保持することを特徴とする。

また、第５の発明は、第１〜４の発明のいずれか１つにおいて、
前記内燃機関の運転中に前記グロープラグのデポジットを除去するように前記グロープラグに通電する第２グロープラグ通電手段を備え、
前記グロープラグのデポジット堆積量が第３堆積量であるときには前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段で前記グロープラグのデポジットを除去し、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第３堆積量より少ない第４堆積量であるときには前記第１グロープラグ通電手段で前記グロープラグのデポジットを除去し前記第２グロープラグ通電手段によるデポジット除去は行わないことを特徴とする。

また、第６の発明は、第５の発明において、
前記内燃機関の始動手段に電力を供給するバッテリの充電状態を検知するバッテリ検知手段と、
前記内燃機関の駆動力を利用して電力を発生させる発電手段と、
を備え、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が第１状態であるときには前記発電手段で発電させながら前記第１グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電し、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記第１状態よりも高い第２状態であるときには前記発電手段の発電の有無にかかわらず前記第１グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電することを特徴とする。

また、第７の発明は、第６の発明において、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態と比較するための充電閾値を有し、前記充電状態が前記充電閾値以下である場合には前記第１状態であると判定し、前記充電状態が前記充電閾値を越えている場合には前記第２状態であると判定し、
前記グロープラグのデポジット堆積量が多いほど前記充電閾値を大きくすることを特徴とする。

また、第８の発明は、第１〜４の発明のいずれか１つにおいて、
前記内燃機関の始動手段に電力を供給するバッテリの充電状態を検知するバッテリ検知手段と、
前記内燃機関の駆動力を利用して電力を発生させる発電手段と、
前記内燃機関の運転中に前記グロープラグのデポジットを除去するように前記グロープラグに通電する第２グロープラグ通電手段を備え、
前記グロープラグのデポジット堆積量および前記バッテリ検知手段で検知した充電状態に応じて前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段による前記グロープラグへの通電を許可する条件を切り替える通電制御選択手段と、
を備え、
前記通電制御選択手段は、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態と比較するための充電閾値を有し、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記充電閾値以下の場合には前記発電手段で発電させながら前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電し、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記充電閾値よりも高くかつ前記グロープラグのデポジット堆積量が所定堆積量よりも多いときには、前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電し、
前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記充電閾値よりも高くかつ前記グロープラグのデポジット堆積量が前記所定堆積量以下であるときには、前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段のうち前記第１グロープラグ通電手段でのみ前記グロープラグに通電することを特徴とする。

また、第９の発明は、第８の発明において、
前記グロープラグのデポジット堆積量が多いほど前記充電閾値を大きな値に設定することを特徴とする。

また、第１０の発明は、第１〜９の発明のいずれか１つにおいて、
前記内燃機関は、前記内燃機関の減速時に生ずる回生電力をバッテリに充電する回生手段に接続されており、
前記内燃機関の始動手段に電力を供給するバッテリの充電状態を検知するバッテリ検知手段を備え、
前記第１グロープラグ通電手段は、前記充電状態が所定値以上である場合に前記回生手段の回生電力を用いて前記グロープラグに通電することを特徴とする。

また、第１１の発明は、第１０の発明において、
前記所定値は、前記回生電力で前記バッテリが充電されなくなるほどに高い充電状態であることを特徴とする。

また、第１２の発明は、第１〜１１の発明において、
前記グロープラグは、筒内圧センサと一体型のグロープラグであることを特徴とする。

また、第１３の発明は、第１〜１２の発明において、
前記グロープラグのデポジット堆積量を推定する推定手段を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、デポジット堆積量に応じて閾温度を可変に設定するので、グロープラグ通電による発熱を利用して自動停止制御を実行されやすくすることができる。

第２の発明によれば、デポジット堆積量の増加に応じて閾温度を増加させるように両者に相関を持たせたので、閾温度をより細かく適正に設定することができる。

第３の発明によれば、閾温度の低減を第２温度までとすることで、グロープラグ通電による発熱を加味してもエンジン冷却水温または油温が低すぎるのに自動停止制御が行われるという事態を、抑制することができる。

第４の発明によれば、デポジット堆積量がある程度以上の場合に限り閾温度を変化させて自動停止制御を実行されやすくすることができる。その一方で、デポジット堆積量が少ない場合には閾温度を一定値に保つことができる。

第５の発明によれば、デポジット堆積量が多い場合には内燃機関の自動停止中のみならず内燃機関の運転中にもグロープラグに通電してデポジットを除去することができる。

第７の発明によれば、デポジット堆積量が多いほどデポジット除去のためにグロープラグに通電すべき電力が大きくなるので、この傾向に合わせてバッテリ充電状態の判別用の充電閾値を適正化することができる。

第８の発明によれば、推定したデポジット堆積量および検知した充電状態に応じて３種類の通電条件を適正に使い分けることができる。

第９の発明によれば、デポジット堆積量が多いほどデポジット除去のためにグロープラグに通電すべき電力が大きくなるので、この傾向に合わせてバッテリ充電状態の判別用の充電閾値を適正化することができる。

第１０の発明によれば、バッテリの充電が十分である場合には回生電力をグロープラグ通電に有効利用することができる。

第１１の発明によれば、回生電力をグロープラグ通電への活用することより、バッテリに充電できず回生電力が捨てられてしまう事態を防ぐことができる。

第１２の発明によれば、筒内圧センサの測定が困難になるほどにデポジットが堆積した場合、デポジットを、グロープラグに通電することで除去することができる。

第１３の発明によれば、デポジット堆積量を推定するための手段を用いて第１〜１２の発明に必要なデポジット堆積量を推定することができる。

本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるグロープラグ温度とグロープラグ消費電力の関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置が記憶するマップである。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかる内燃機関の制御装置が記憶するマップである。 本発明の実施の形態２にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる内燃機関の制御装置が記憶するマップである。 本発明の実施の形態３にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートを示す図である。

実施の形態１．
［実施の形態１の装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置を示すブロック図である。本実施形態の内燃機関１０（以下、単にエンジン１０とも称す）は、複数の気筒を有するディーゼル４サイクルエンジンである。図１のブロック図ではエンジン１０の構造の図示を省略している。また、エンジン１０は、図示しない車両に搭載され、この車両の動力源となる。

本実施の形態にかかるエンジンは、複数の気筒が形成された機関本体を備えている。詳細は図示しないが、機関本体は、複数の気筒を構成するシリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えている。

エンジン１０は、いずれも図示しないが、複数の気筒内に燃焼室を形成する複数のピストンと、それら複数のピストンがコネクティングロッドを介して連結されたクランク軸と、を内蔵している。また、エンジン１０は、燃焼室の上部側で開閉する吸気弁および排気弁と、吸気弁および排気弁をクランク軸の回転に伴うピストンのストローク位置に応じて開閉動作させる動弁機構と、を備えている。

エンジン１０は、燃焼室内を臨むように設けられたグロープラグ一体型筒内圧センサ１５を備えている。グロープラグ一体型筒内圧センサ１５は、グロープラグ部１５ａと、筒内圧センサ部１５ｂとを備えている。

エンジン１０のシリンダヘッドの短手方向一方側には、複数の気筒に対応する複数の吸気ポート（符号無し）が形成されており、それぞれの吸気ポートの内端側に吸気弁が設けられている。そして、各吸気弁の開弁時にその吸気弁に対応する燃焼室内に空気および燃料の混合ガスを吸入（吸気）させることができるよう、エンジン１０のシリンダヘッドには、複数の吸気ポートに対応する複数の吸気枝管とこれら吸気枝管が接続されたサージタンクが連通している。吸気管には、空気の流量ＱＡを計測するエアフローメータ２４が装着されている。サージタンク内の圧力ＰＩはバキュームセンサ１９によって検出される。

エンジン１０のシリンダヘッドには、筒内直接噴射用の複数のインジェクタ（燃料噴射弁）が装着されている。複数のインジェクタは、それぞれに対応する噴射駆動回路３４（図２参照）によって、対応する気筒毎の所定の燃料噴射期間中に開弁駆動されるようになっている。

エンジン１０のシリンダヘッドの短手方向他方側には、各排気弁の開弁時に対応する燃焼室内から排気ガスを排出させることができるよう、排気マニホールドおよびその下流の排気管が連通している。排気管には、エンジン１０の排気浄化を担う触媒、および排気空燃比を検出する公知の空燃比センサ４８が装着されている。

一方、エンジン１０には、図示しないクランク軸が所定角度（例えば１０°）回転する毎にパルス信号ＣＡを出力するクランク角センサ５１と、エンジン１０の冷却水温度に対応した電気信号ＴＷを出力する水温センサ５２とが取り付けられている。

また、エンジン１０およびクラッチ機構の結合部近傍には、スタータモータ６１が取り付けられている。スタータモータ６１は、エンジン１０の始動時にバッテリをエネルギ源としてフライホイールを回転作動し、エンジン１０をクランキングする機能を有している。

エンジン１０には、さらに、図示しないクランクプーリおよびベルトを介してクランク軸の先端部に連結された発電機構６５が取り付けられている。この発電機構６５は、例えばオルタネータ、レギュレータ、コントローラ等からなる。

以上のように構成されたエンジン１０は、機関制御用の電子制御ユニットであるＥＣＵ７０によって電子制御されるようになっている。ＥＣＵ７０が本発明の実施の形態１にかかる制御装置である。

ＥＣＵ７０には、前述のアクセル開度センサ７、ブレーキペダルの操作／非操作を検出するブレーキスイッチ９、車室内に設置されたシフトレバーの操作位置を検出するシフト位置センサ２７、バキュームセンサ１９、エアフローメータ２４、空燃比センサ４８、クランク角センサ５１、水温センサ５２、発電機構６５の電圧検出部（符号なし）に加え、車両の走行速度を検出する車速センサ５５、エンジン１０に備えられたバッテリの放電電流量および充電電流量の積算値からバッテリの充電状態（State Of Charge）を算出するＳＯＣコントローラ３８等の各種センサが配線接続され、各種センサの出力信号がＥＣＵ７０に取り込まれるようになっている。さらに、ＥＣＵ７０には、スタータスイッチ５６のオン／オフ信号と、イグニッションスイッチ５７のオン／オフ信号とが入力されるようになっている。

ＥＣＵ７０は、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５と接続している。これにより、ＥＣＵ７０は、グロープラグ部１５ａに対する通電のオンオフを制御するとともに、筒内圧センサ部１５ｂからの出力信号を受けて各気筒の筒内圧を検知することができる。

ＥＣＵ７０には、インジェクタを駆動する噴射駆動回路３４、前述のスタータモータ６１および発電機構６５が、それぞれ配線接続されている。そして、ＥＣＵ７０は、各種センサの出力信号をパラメータとして、噴射駆動回路３４、スタータモータ６１あるいは発電機構６５等に制御信号を出力する機能を有している。

ＥＣＵ７０は、内部メモリに記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各種センサの出力信号をパラメータとして燃料噴射制御等を実行するとともに、本実施の形態にかかる自動停止制御を実行する機能を有している。本実施の形態にかかる自動停止制御はアイドリングストップ制御である。

ＥＣＵ７０の内部メモリには、自動停止制御の実行の可否を判定する処理（すなわちアイドリングストップ可否の判定処理）や、その判定結果に応じた自動停止制御の選択的な実行を行うための制御プログラム等が格納されている。さらに、これらの制御プログラムで用いられる処理条件や判定条件等が記憶格納されている。ＥＣＵ７０の内部メモリに格納される自動停止制御プログラムは、予め設定された自動停止条件が成立するか否か（成否）を所定時間毎に判定する。この、自動停止条件が成立すると、自動停止制御（すなわち自動再始動可能な自動停止処理）の実行が許可される。

ＥＣＵ７０の内部メモリには、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５のデポジット堆積量を推定するための推定プログラムも記憶されている。この推定プログラムは、例えば特開２００８−１９２８７号公報に記載されているような、筒内圧センサ部１５ｂの温度を測定してデポジット堆積量を推定するプログラムであってもよい。あるいは、筒内圧センサ部１５ｂで検知した圧力の低下度合いに応じてデポジット堆積量を推定してもよい。なお、これら以外の各種公知のデポジット推定技術を適用しても良い。

［実施の形態１の装置の動作］
図２は、本発明の実施の形態１におけるグロープラグ温度とグロープラグ消費電力の関係を示すグラフである。図２（ａ）に示す温度特性Ｔｅｍｐ１およびＴｅｍｐ２は、それぞれグロープラグ部１５ａに通電したときのグロープラグ温度が時間の経過とともに上昇する様子を示している。実線の温度特性Ｔｅｍｐ１はエンジン１０の停止中に、破線の温度特性Ｔｅｍｐ２はエンジン１０の運転中に、それぞれグロープラグ部１５ａに通電したときの特性である。

図２（ｂ）に示す消費電力特性Ｐ１およびＰ２は、グロープラグ部１５ａの消費電力特性が時間の経過とともに変化する様子を示している。実線の消費電力特性Ｐ１はエンジン停止中にグロープラグ部１５ａに通電したときの特性であり、破線の消費電力特性Ｐ２はエンジン運転中にグロープラグ部１５ａに通電したときの特性である。

本実施の形態では、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の自動停止中にグロープラグ一体型筒内圧センサ１５のデポジットを除去するようにグロープラグ部１５ａに通電する「第１通電制御」を実行することができる。この第１通電制御によれば、上記の温度特性Ｔｅｍｐ１および消費電力特性Ｐ１に従ってグロープラグ部１５ａを作動させることができる。

エンジン１０の自動停止中には、クランク軸が静止しておりピストン上下動が無いので、気筒内にガス流動が無い。ガス流動が無い環境下でグロープラグ部１５ａに通電すると、図２（ａ）に示すようにグロープラグ温度が短時間で上昇させることができる。このため、図２（ｂ）に示すように、省電力および短時間でデポジットを除去することができる。また、エンジン１０の自動停止中にグロープラグ部１５ａに通電しておくことにより、エンジン１０を再始動させるときに良好な燃焼が可能となる。

なお、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の運転中にグロープラグ一体型筒内圧センサ１５のデポジットを除去するようにグロープラグ部１５ａに通電する「第２通電制御」を実行することもできる。この第２通電制御によれば、上記の温度特性Ｔｅｍｐ２および消費電力特性Ｐ２に従ってグロープラグ部１５ａを作動させることとなる。

図３は、本発明の実施の形態１にかかるエンジン１０の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔｓｓが、エンジン１０の自動停止中であり、グロープラグ通電がＯＮとされている。その後、グロープラグ温度の上昇とともにデポジット堆積量も低下している。デポジット堆積量の低下に対して、グロープラグ消費電力は時刻ｔ３をピークとしてその後速やかに低下し、その後は低消費電力の期間となっている。

図４は、本発明の実施の形態１にかかるエンジン１０の制御装置が記憶するマップである。実施の形態１では、エンジン冷却水温ＴＨＷおよびデポジット詰り度合を変数とする二次元マップ中に、閾温度ＣＴｔｈで区分けされた自動停止制御実施領域と自動停止制御禁止領域とを設定している。閾温度ＣＴｔｈは、自動停止制御を実施する閾値となる温度である。現在のエンジン冷却水温が閾温度ＣＴｔｈ以下である場合には、自動停止制御は行われない。

デポジット詰り度合Ｄｄは、前述したデポジット堆積量の推定プログラムで推定した堆積量と正の相関を有する値である。デポジット堆積量は、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５に堆積したデポジットの量が多いか少ないかを示す値である。これに対し、デポジット詰り度合Ｄｄは、デポジットがグロープラグ一体型筒内圧センサ１５の表面を覆う度合いを表している。デポジット詰り度合は、例えば、デポジットが全く無い状態を０％として、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５における燃焼室内に露出する表面がデポジットで完全に覆われたときに１００％となるように定めることができる。

図４に示すマップでは、デポジット詰り度合Ｄｄが第１詰り度合Ｄｄ１である場合には閾温度を第１温度Ｔｔｈ１に設定し、デポジット詰り度合Ｄｄが第１詰り度合Ｄｄ１より多い第２詰り度合Ｄｄ２である場合には閾温度を第１温度Ｔｔｈ１より低い第２温度Ｔｔｈ２に設定するようにしている。さらに、推定したデポジット詰り度合Ｄｄが第１詰り度合Ｄｄ１と第２詰り度合Ｄｄ２との間で多ければ多いほど、比例的に、第１温度Ｔｔｈ１から第２温度Ｔｔｈ１にかけて閾温度ＣＴｔｈを低くする。デポジット詰り度合Ｄｄが高ければ高いほど、グロープラグ部１５ａをより長時間かつより高温にしなければならない。その結果、気筒内の雰囲気温度が高くなる。

雰囲気温度が高ければ、エンジン１０がより低温であってもエンジン１０の再始動が可能である。この点、図４に示すマップでは、デポジット詰り度合Ｄｄの増加に応じて閾温度ＣＴｔｈを増加させるように両者に相関を持たせたので、閾温度ＣＴｔｈをより細かく適正に設定することができる。これは、閾温度ＣＴｔｈを第１温度Ｔｔｈ１で固定している場合と比べると、領域Ａ１の分だけ自動停止制御可能領域を拡大したことになる。

図４のマップでは、推定したデポジット詰り度合Ｄｄが第２詰り度合Ｄｄ２よりも多い場合には、閾温度ＣＴｔｈを第２温度Ｔｔｈ１に保持する。閾温度ＣＴｔｈの低減を第２温度Ｔｔｈ１までとすることで、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５への通電による発熱を加味してもエンジン冷却水温または油温が低すぎるのに自動停止制御が行われるという事態を、抑制することができる。

推定したデポジット詰り度合Ｄｄが第１詰り度合Ｄｄ１よりも少ない場合には、閾温度ＣＴｔｈを第１温度Ｔｔｈ１に保持する。これにより、デポジット詰り度合Ｄｄがある程度以上の場合に限り閾温度ＣＴｔｈを変化させて、自動停止制御を実行されやすくすることができる。その一方で、デポジット詰り度合Ｄｄが少ない場合には閾温度ＣＴｔｈを一定値に保つことができる。

［実施の形態１における具体的処理］
図５は、本発明の実施の形態１にかかるエンジン１０の制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。図５のルーチンでは、先ず、ＥＣＵ７０は、デポジット堆積量の推定プログラムを実行する（ステップＳ１００）。

次に、ＥＣＵ７０は、自動停止条件が成立したか否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ１０２）。実施の形態１では、すなわちアイドリングストップを行うか否か判定処理である。

「自動停止条件」は、実施の形態１においては、車速センサ５５の検出値ＶＳＰ（車速（ｋｍ／ｈ）またはそれに代わる出力回転速度（ｒｐｍ））が０である、シフト位置センサ２７の検出値ＳＨＴが「ニュートラル位置」を示す信号である、クランク角センサ５１の出力信号ＣＡに基づいて算出されたエンジン回転数ＮＥ［ｒｐｍ］が所定回転数以下である、アクセル開度センサ７の検出アクセル開度ＡＣＣＰ（アクセルペダルの踏込み率）がゼロである等のうち少なくとも１つを含む。また、自動停止条件は、所定車速以下の低速域でアクセル開度ゼロであってブレーキスイッチ９の検出信号ＢＲＫがＯＮ（ブレーキ操作有り）の状態となり、車両停止に至る可能性が大である場合にも成立するように設定されてもよい。

実施の形態１では、この自動停止条件は、エンジン１０の冷却水温が閾温度ＣＴｔｈ以上か否かを条件の１つとして含んでいる。つまり、図４のマップからステップＳ１００で推定したデポジット堆積量および水温センサ５２で検知した現在のエンジン冷却水温に基づいて、自動停止制御禁止領域と自動停止制御実施領域のどちらに現在の運転条件が属しているのかが判別される。

ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０２で自動停止条件が成立したと判定されたら、エンジン１０の自動停止制御処理を開始する（ステップＳ１０４）。

次に、ＥＣＵ７０は、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５のデポジットを除去するようにグロープラグ部１５ａに通電を開始する処理を実行する（ステップＳ１０６）。これは、上述した第１通電制御に相当する。

次に、ＥＣＵ７０は、自動再始動条件が成立したか否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ１０８）。実施の形態１では、すなわち自動停止から復帰してエンジン１０を再始動させるか否かを判定する。

「自動再始動条件」は、実施の形態１においては、自動停止中にドライバによりブレーキペダルの踏込み解除操作がなされたこと、自動停止中にアクセルペダルの踏込み操作がなされたこと、シフトレバーのドライブレンジへの操作がなされたこと、バッテリ充電制御システムやエアコン等の車載機器の制御システムから再始動要求が発生したこと、のうち少なくとも１つを含む。この自動再始動条件は、ブレーキ解除方向へのブレーキペダルの踏込み量やマスターシリンダ液圧の変化速度（単位時間当たりの変化量）が所定の判定閾値未満であるときにも成立する条件とすることもできる。

ステップＳ１０８で自動再始動条件が成立したと判定されない場合には、ルーチンはステップＳ１０８に戻り、自動停止制御中のグロープラグ通電が継続される。

ステップＳ１０８で自動再始動条件が成立した場合には、グロープラグ部１５ａがオフとされ（ステップＳ１１０）、さらにエンジン１０が再始動される（ステップＳ１１２）。その後、今回のルーチンが終了する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、デポジット詰り度合Ｄｄに応じて閾温度を可変に設定するので、グロープラグ一体型筒内圧センサ１５の通電による発熱を利用して自動停止制御を実行されやすくすることができる。

［実施の形態１の変形例］
実施の形態１では、自動停止制御としてアイドリングストップ制御を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。自動停止制御として所定条件成立時に各種公知のフリーランを行うときにも、本発明を適用することができる。この場合には、図５のフローチャートにおける「アイドリングストップ」に関する制御を、フリーランを行うための制御に置き換えればよい。フリーラン走行時には早期再始動が必要なため、グロープラグ部１５ａへの通電により得られるメリットが高い。

なお、フリーランには大きく分けて３つの類型がある。車両のシフトがニュートラルのときにエンジンをアイドリングするものと、エンジンの気筒休止と、車両のシフトがニュートラルのときにエンジンを停止するもの、の３つである。本実施の形態は吸気の流れがないときにグロープラグ通電によるデポジット除去を行うので、上記の類型のうちエンジン１０の停止を伴うフリーランに対して本発明を適用することができる。

実施の形態１では、水温センサ５２の出力信号を用いて図４のマップを参照して、自動停止条件の成否を判定した。しかしながら本発明はこれに限られるものではない。エンジン１０に設けられた図示しない油温センサで水温センサ５２を代替してもよく、油温センサの出力信号を図４のマップの横軸としてもよい。

なお、実施の形態１では、推定プログラムを実行することによりデポジット堆積量を推定した。しかしながら本発明はこれに限られるものではない。デポジット堆積量を推定するだけではなく、デポジット堆積量と相関を有するパラメータを検出又は推定してもよい。検出又は推定したこのパラメータに基づいて、閾温度を変更してもよい。

上記のステップＳ１０４とステップＳ１０６の間に、デポジット詰り度合が所定度合Ｄｄｇ以上であればグロープラグ通電を行い、デポジット詰り度合が所定度合Ｄｄｇ未満であればグロープラグ通電を行わない、という分岐ステップを加えてもよい。この分岐ステップを加えることで、デポジット詰り度合が所定度合Ｄｄｇ未満であれば、グロープラグをオンせずにエンジン再始動条件成立まで自動停止を継続するという動作が実現される。所定度合Ｄｄｇは、図４のマップに示した第１度合Ｄｄ１と等しい値か、あるいは第１度合Ｄｄ１未満の値である。

ステップＳ１０６の後に、ステップＳ１０８のエンジン再始動条件成立前にデポジット除去が完了したか否かを判定するデポジット除去完了判定処理を加えてもよい。このデポジット除去完了判定処理の条件が不成立である間は、グロープラグ通電が継続される。デポジット除去完了判定処理の条件が成立した場合には、下記の制御（１）〜（４）の少なくとも１つを実行する。
（１）グロープラグ通電をオフとした後、直ちにエンジン１０を再始動する。
（２）グロープラグ通電をオフとするとともに、冷却水温がその時点でのデポジット量に応じた閾温度ＣＴｔｈ以上であるか否かを判定する。デポジット除去完了判定処理でデポジットが完全に除去されることを条件とする場合には、冷却水温がデポジット量が零のときの閾温度ＣＴｔｈ以上か否かを判定する。この判定結果に応じて自動停止を継続するか否かを決定する。
（３）グロープラグ通電をオフとした後、筒内温度を推定し、筒内温度が所定温度以下となったらエンジン１０を再始動する。

なお、本実施の形態では、「デポジット詰り度合」を用いて図５のルーチンなどの各種制御を行っている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。デポジット詰り度合の代わりにデポジット堆積量そのものを用いて図５のルーチンなどの各種制御を行っても良い。具体的には、実施の形態１では図４のマップにおいてデポジット詰り度合Ｄｄを縦軸にとっているけれども、デポジット堆積量そのものを縦軸にとってもよい。また、デポジット詰り度合を用いた比較判定処理を、デポジット堆積量を用いた比較判定処理に適宜に置換してもよい。

実施の形態２.
実施の形態２にかかる内燃機関は、実施の形態１のエンジン１０と同じハードウェア構成を備えているものとする。実施の形態２は、バッテリの充電状態を検知するＳＯＣコントローラ３８の出力信号と、デポジット詰り度合Ｄｄとに基づいて、グロープラグ部１５ａの作動条件を変更する点が、実施の形態１と異なっている。バッテリＳＯＣを考慮に入れてグロープラグ部１５ａの作動条件を使い分けることで、自動停止制御中のバッテリ上がりによるエンジン１０の再始動不良が発生することを抑制できる。

図６は、本発明の実施の形態２にかかる内燃機関の制御装置（すなわちＥＣＵ７０）が記憶するマップである。このマップは、バッテリＳＯＣとデポジット詰り度合に応じて、領域ＡＮＯＴ、領域ＡＧＥＮ、領域ＡＩＤＬＳＴＰ、および領域ＡＯＰＥに区分されている。

ＥＣＵ７０は、デポジット詰り度合ＤｄおよびＳＯＣコントローラ３８で検知したバッテリ充電状態（ＳＯＣ）に応じて第１通電制御および第２通電制御を許可する条件を切り替える。図６に示すマップには、バッテリＳＯＣと比較するための比較値として、充電閾値ＣＲｔｈが定められている。

バッテリＳＯＣが充電閾値ＣＲｔｈ以下の場合には、領域ＡＧＥＮである。領域ＡＧＥＮでは、発電機構６５で発電させながら第１通電制御および第２通電制御でグロープラグ一体型筒内圧センサ１５に通電する。

バッテリＳＯＣが充電閾値ＣＲｔｈよりも高くかつデポジット詰り度合Ｄｄが所定度合Ｄｄ３よりも多いときには、領域ＡＯＰＥである。領域ＡＯＰＥでは、第１通電制御および第２通電制御でグロープラグ部１５ａに通電する。つまり、自動停止中およびエンジン１０の運転中の両方において、グロープラグ部１５ａに通電する。

バッテリＳＯＣが充電閾値ＣＲｔｈよりも高くかつデポジット詰り度合Ｄｄが所定度合Ｄｄ３以下であるときには、第１通電制御および第２通電制御のうち第１通電制御でのみグロープラグ部１５ａに通電する。つまり、この場合には第２通電制御は行わない。

なお、デポジット詰り度合Ｄｄが所定度合Ｄｄ４以下である場合には、領域ＡＮＯＴである。領域ＡＮＯＴでは、デポジット詰り度合が高くないので、グロープラグ部１５ａに通電しない。

以上説明したように、実施の形態２では、デポジット詰り度合ＤｄおよびバッテリＳＯＣに応じて、複数種類の通電条件を適正に使い分けることができる。デポジット詰り度合Ｄｄが多い場合には、エンジン１０の自動停止中のみならずエンジン１０の運転中にもグロープラグ部１５ａに通電してデポジットを除去することができる。また、バッテリ充電状態（state of charge）が低いときにはバッテリ以外の電力も利用してグロープラグ部１５ａに通電することができる。

なお図６のマップでは、デポジット詰り度合Ｄｄが多いほど充電閾値ＣＲｔｈを大きな値に設定している。具体的には、デポジット詰り度合Ｄｄが所定度合Ｄｄ４であるときに充電閾値ＣＲｔｈが第１の値Ｌ１となるようにし、デポジット詰り度合Ｄｄが所定度合Ｄｄ３（ただしＤｄ４＜Ｄｄ３）であるときに充電閾値ＣＲｔｈが第２の値Ｌ２（ただしＬ１＜Ｌ２）となるように、充電閾値ＣＲｔｈを決定している。これらの２つの点を通る一次関数として充電閾値ＣＲｔｈを設定している。デポジット詰り度合Ｄｄが多いほどデポジット除去のためにグロープラグ部１５ａに通電すべき電力が大きくなるので、この傾向に合わせてバッテリ充電状態判別用の充電閾値ＣＲｔｈを適正化することができる。

図７は、本発明の実施の形態２にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートを示す図である。図７のルーチンでは先ず、図５のステップＳ１００と同じくエンジン冷却水温検知およびデポジット堆積量の推定が行われる。

次に、ＥＣＵ７０は、ＳＯＣコントローラ３８の出力信号からバッテリＳＯＣを検知する処理を実行する（ステップＳ２００）。

次に、ＥＣＵ７０は、デポジット詰り度合Ｄｄが所定度合Ｄｄ４よりも高いか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２０２）。このステップの条件が成立しない場合には、図６のマップで言うところの領域ＡＮＯＴに属するので、デポジット除去のための通電制御は行われない（ステップＳ２０４）。その後、今回のルーチンが終了する。

ステップＳ２０２の条件が成立している場合には、次に、ＥＣＵ７０は、内部メモリから図６のマップを読み出して参照する（ステップＳ２０６）。ＥＣＵ７０は、ステップＳ１００から求めたデポジット詰り度合ＤｄおよびステップＳ２００で検知したバッテリＳＯＣに基づいて、現時点のエンジン１０の状況が領域ＡＧＥＮ、ＡＯＰＥ、ＡＩＤＬＳＴＰのいずれの領域に該当するのかを判別する。

その後、領域ＡＧＥＮ、ＡＯＰＥ、ＡＩＤＬＳＴＰのうち該当する領域に設定した制御内容にしたがって、第１通電制御と第２通電制御をそれぞれ実施する（ステップＳ２０８）。その後、今回のルーチンが終了する。

実施の形態３.
実施の形態３にかかる内燃機関は、実施の形態１のエンジン１０と同じハードウェア構成を備えているとともに、ハイブリッド車両にこのエンジン１０が搭載されているものとする。ハイブリッド車両の具体的構造や制御システムは既に公知のため、ここではその説明は省略する。公知のハイブリッド車両のシステムと同様に、実施の形態３においてもエンジン１０の減速時に生ずる回生電力をバッテリに充電するための構成を備えている。

図８は、本発明の実施の形態３にかかる内燃機関の制御装置が記憶するマップである。実施の形態３では、図６のマップに換えて、図８のマップを使用した制御を行う。図８のマップは、図６のマップ上に、さらに、領域ＡＯＰＥＲＥＧおよび領域ＡＩＤＬＳＴＯＰＲＥＧを設定したものである。領域ＡＯＰＥＲＥＧおよび領域ＡＩＤＬＳＴＯＰＲＥＧは、バッテリＳＯＣが第３の値Ｌ３（ただしＬ２＜Ｌ３）以上の領域である。

この領域ＡＯＰＥＲＥＧ、ＡＩＤＬＳＴＯＰＲＥＧでは、第１通電制御は、バッテリＳＯＣが第３の値Ｌ３以上である場合に回生電力を用いてグロープラグ一体型筒内圧センサ１５に通電する。領域ＡＯＰＥＲＥＧでは、領域ＡＯＰＥと同様に第１通電制御および第２通電制御を実施するものの、ハイブリッド車両の減速時にこれにより生ずる回生電力をグロープラグ部１５ａへ供給する。領域ＡＩＤＬＳＴＰＲＥＧでは、領域ＡＩＤＬＳＴＰと同様に第１通電制御を実施し第２通電制御は実施しないものの、ハイブリッド車両の減速時にこれにより生ずる回生電力をグロープラグ部１５ａへ供給する。

バッテリＳＯＣがある程度高い場合、減速時に回生電力がバッテリに充電されない。このため、ハイブリッド車両では、回生電力を低減させ、ブレーキにエネルギを捨てる措置がとられている。この点、実施の形態３によれば、バッテリの充電が十分である場合には回生電力をグロープラグ部１５ａへの通電に有効利用することができる。この観点から、第３の値Ｌ３は、回生電力でバッテリが充電されなくなるほどに高い充電状態を示す値であることが好ましい。回生電力をグロープラグ部１５ａへの通電に活用することより、バッテリに充電できず回生電力が捨てられてしまう事態を防ぐことができる。

図９は、本発明の実施の形態３にかかる内燃機関の制御装置が実行するルーチンのフローチャートを示す図である。図９のフローチャートは、ステップＳ３００、Ｓ３０２を追加した点を除いては、図７のフローチャートと同じである。

図９のフローチャートでは、ＥＣＵ７０が、ステップＳ２０６で図８のマップを参照した後、次に、バッテリＳＯＣが第３の値Ｌ３より高いか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３００）。

ステップＳ３００の条件が成立している場合には、ＥＣＵ７０は、領域ＡＩＤＬＳＴＰＲＥＧ、領域ＡＯＰＥＲＥＧに設定した処理を実行する（ステップＳ３０２）。これにより、ハイブリッド車両の減速時に、回生電力でグロープラグ通電を行うモードに制御内容を切り替えることができる。その後今回のルーチンが終了する。

７ アクセル開度センサ
９ ブレーキスイッチ
１０ エンジン
１５ グロープラグ一体型筒内圧センサ
１５ａ グロープラグ部
１５ｂ 筒内圧センサ部
１９ バキュームセンサ
２４ エアフローメータ
２７ シフト位置センサ
３４ 噴射駆動回路
３８ ＳＯＣコントローラ
４８ 空燃比センサ
５１ クランク角センサ
５２ 水温センサ
５５ 車速センサ
５６ スタータスイッチ
５７ イグニッションスイッチ
６１ スタータモータ
６５ 発電機構

Claims (13)

1. 内燃機関の冷却水温又は油温が閾温度以上であることを含む自動停止条件が成立したか否かを判定する自動停止条件判定手段と、
   前記自動停止条件が成立したときには、前記内燃機関を停止する自動停止制御を行う自動停止手段と、
   前記内燃機関の自動停止中に前記内燃機関に設けられたグロープラグのデポジットを除去するように前記グロープラグに通電する第１グロープラグ通電手段と、
   前記グロープラグのデポジット堆積量が多いほど、前記閾温度を低くする設定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記設定手段は、
   前記グロープラグのデポジット堆積量が第１堆積量である場合には前記閾温度を第１温度に設定し、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第１堆積量より多い第２堆積量である場合には前記閾温度を前記第１温度より低い第２温度に設定し、
   前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第１堆積量と前記第２堆積量との間で多ければ多いほど前記第１温度から前記第２温度にかけて前記閾温度を低くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記設定手段は、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第２堆積量よりも多い場合には前記閾温度を前記第２温度に保持することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記設定手段は、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第１堆積量よりも少ない場合には前記閾温度を前記第１温度に保持することを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関の運転中に前記グロープラグのデポジットを除去するように前記グロープラグに通電する第２グロープラグ通電手段を備え、
   前記グロープラグのデポジット堆積量が第３堆積量であるときには前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段で前記グロープラグのデポジットを除去し、前記グロープラグのデポジット堆積量が前記第３堆積量より少ない第４堆積量であるときには前記第１グロープラグ通電手段で前記グロープラグのデポジットを除去し前記第２グロープラグ通電手段によるデポジット除去は行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関の始動手段に電力を供給するバッテリの充電状態を検知するバッテリ検知手段と、
   前記内燃機関の駆動力を利用して電力を発生させる発電手段と、
   を備え、
   前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が第１状態であるときには前記発電手段で発電させながら前記第１グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電し、
   前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記第１状態よりも高い第２状態であるときには前記発電手段の発電の有無にかかわらず前記第１グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記バッテリ検知手段で検知した充電状態と比較するための充電閾値を有し、前記充電状態が前記充電閾値以下である場合には前記第１状態であると判定し、前記充電状態が前記充電閾値を越えている場合には前記第２状態であると判定し、
   前記グロープラグのデポジット堆積量が多いほど前記充電閾値を大きくすることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記内燃機関の始動手段に電力を供給するバッテリの充電状態を検知するバッテリ検知手段と、
   前記内燃機関の駆動力を利用して電力を発生させる発電手段と、
   前記内燃機関の運転中に前記グロープラグのデポジットを除去するように前記グロープラグに通電する第２グロープラグ通電手段を備え、
   前記グロープラグのデポジット堆積量および前記バッテリ検知手段で検知した充電状態に応じて前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段による前記グロープラグへの通電を許可する条件を切り替える通電制御選択手段と、
   を備え、
   前記通電制御選択手段は、
   前記バッテリ検知手段で検知した充電状態と比較するための充電閾値を有し、
   前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記充電閾値以下の場合には前記発電手段で発電させながら前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電し、
   前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記充電閾値よりも高くかつ前記グロープラグのデポジット堆積量が所定堆積量よりも多いときには、前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段で前記グロープラグに通電し、
   前記バッテリ検知手段で検知した充電状態が前記充電閾値よりも高くかつ前記グロープラグのデポジット堆積量が前記所定堆積量以下であるときには、前記第１グロープラグ通電手段および前記第２グロープラグ通電手段のうち前記第１グロープラグ通電手段でのみ前記グロープラグに通電することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記グロープラグのデポジット堆積量が多いほど前記充電閾値を大きな値に設定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
10. 前記内燃機関は、前記内燃機関の減速時に生ずる回生電力をバッテリに充電する回生手段に接続されており、
    前記内燃機関の始動手段に電力を供給するバッテリの充電状態を検知するバッテリ検知手段を備え、
    前記第１グロープラグ通電手段は、前記充電状態が所定値以上である場合に前記回生手段の回生電力を用いて前記グロープラグに通電することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
11. 前記所定値は、前記回生電力で前記バッテリが充電されなくなるほどに高い充電状態であることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の制御装置。
12. 前記グロープラグは、筒内圧センサと一体型のグロープラグであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
13. 前記グロープラグのデポジット堆積量を推定する推定手段を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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