JP7651928B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼室がそれぞれ形成された複数の気筒と、各燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、通電されることで発熱する発熱部が各燃焼室内にそれぞれ配置された複数のグロープラグとを備えるとともに自動的に停止および再始動可能なエンジンに設けられる制御装置に関する。

従来より、エンジンが搭載された車両では、燃費性能の改善を図るためにエンジンを自動的に停止させるとともに、その後、所定の条件の成立に伴ってエンジンを自動的に再始動させることが行われている。また、エンジンの始動時に混合気を確実に燃焼させて始動性を良好にするべく、気筒にグロープラグを設けてグロープラグにより気筒内を昇温させることが行われている。

例えば、特許文献１には、エンジンを自動的に停止および再始動させる４気筒ディーゼルエンジンであって各気筒にグロープラグが設けられたエンジンが開示されている。この特許文献１のエンジンでは、エンジンの再始動時に最初に燃焼を生じさせる気筒のグロープラグの通電量を他の気筒のグロープラグの通電量よりも大きくすることで、最初の燃焼を確実にしてエンジンの始動性を高めるようにしている。

特開２００６－４６２５１号公報

エンジンを自動的に停止および再始動させるエンジンでは、エンジンの停止および再始動の頻度が高くなってエンジンの再始動間隔が短くなりやすい。そのため、上記のように、単にエンジンの再始動時に所定の気筒のグロープラグの通電量を大きくする構成では、先のエンジン再始動時に大きな通電量を受けて高温となったグロープラグが、その温度がまだ十分に低下していない状態で、次のエンジン再始動時に再び大きな通電量を受ける可能性があり、グロープラグの温度が過昇温して早期劣化するおそれがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの始動性を確保しつつグロープラグの早期劣化を抑制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。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、複数の気筒と、各気筒の燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、通電されることで発熱する発熱部が各燃焼室内にそれぞれ配置された複数のグロープラグとを備えるとともに自動的に停止および再始動可能なエンジンに設けられる制御装置であって、エンジンの自動停止後において、エンジンの再始動時に最初に混合気を燃焼させる気筒である燃焼開始気筒を決定する燃焼開始気筒決定部と、エンジンの再始動時に、前記燃焼開始気筒決定部によって決定された前記燃焼開始気筒の前記燃焼室に最初に燃料が供給されるように前記燃料供給手段を制御する燃料制御部と、前記グロープラグを制御するグロー制御部とを備え、前記グロー制御部は、エンジンの自動停止後において、前記燃焼開始気筒決定部により決定された前記燃焼開始気筒の前記グロープラグの温度が所定の判定温度よりも低いときは当該燃焼開始気筒の前記グロープラグを所定の第１電圧で所定の基準期間通電する第１通電制御を実施するとともに、当該第１通電制御の終了後に、前記燃焼開始気筒の前記グロープラグを前記第１電圧よりも低い第２電圧で通電する第２通電制御を実施し、前記燃焼開始気筒の前記グロープラグの温度が前記判定温度以上のときは前記第１通電制御の実施を禁止して前記第２通電制御のみを実施することで前記グロープラグへの通電を抑制する、ことを特徴とする（請求項１）。

本発明では、エンジンの自動停止後において、エンジンの再始動時に最初に燃焼が行われる燃焼開始気筒のグロープラグの温度が低い場合、当該燃焼開始気筒のグロープラグに通電が行われる。そのため、燃焼開始気筒のグロープラグの温度を確実に高くしてエンジンの再始動時の当該気筒内を確実に昇温できる。従って、燃焼開始気筒内で混合気を確実に燃焼させてエンジン回転数を高めることができ、エンジンの始動性を高めることができる。しかも、本発明では、燃焼開始気筒のグロープラグの温度が高い場合は、当該燃焼開始気筒のグロープラグへの通電が抑制される。そのため、高温のグロープラグによって燃焼開始気筒内を保温して始動性を確保しつつ、グロープラグの温度が過度に高くなって劣化が促進されるのを防止できる。

具体的に、燃焼開始気筒のグロープラグの温度が低い場合、まず高い第１電圧で燃焼開始気筒のグロープラグが通電されることで当該グロープラグの温度が確実に昇温され、次に低い第２電圧で通電されることで当該グロープラグの温度が高い温度に維持される。そのため、高温のグロープラグによって燃焼開始気筒を確実にあたためて当該燃焼開始気筒での燃焼の促進およびエンジンの始動性の向上を確実に実現できる。そして、燃焼開始気筒のグロープラグの温度が高い場合は、燃焼開始気筒のグロープラグの通電電圧が第２電圧に抑えられることで、当該グロープラグを高温に維持してエンジンの始動性を確保しつつ当該グロープラグの過昇温および早期劣化を防止できる。

前記構成において、好ましくは、エンジンは、一列に並ぶ６つの気筒を有しており、前記燃焼開始気筒決定部は、各気筒に設けられたピストンの停止時の位置が吸気下死点付近である気筒を前記燃焼開始気筒に決定する（請求項２）。

この構成によれば、ピストンが吸気下死点付近にあることで気筒内に比較的多い空気量が確保された気筒で最初に燃焼が行われる。そのため、混合気の燃焼性ひいてはエンジンの始動性をより確実に良好にできる。

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジンの始動性を確保しつつグロープラグの早期劣化を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。 エンジン本体の概略断面図である。 上記エンジンの各気筒で実施される行程を示した図である。 上記エンジンの制御系統を示したブロック図である。 グロープラグの制御手順を示すフローチャートである。 燃焼開始気筒のグロープラグの温度が判定温度未満のときの各パラメータの時間変化を示したタイムチャートである。 燃焼開始気筒のグロープラグの温度が判定温度以上のときの各パラメータの時間変化を示したタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用されるエンジンＥの概略構成図である。

（１）全体構成
エンジンＥは、エンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０、エンジン本体１から排出される排気ガスが流通する排気通路４０、排気通路４０を流通する排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気通路３０に還流させるＥＧＲ装置６０を備える。また、エンジンＥは、ターボ過給機５０を備えており、排気通路４０に設けられたタービン５２と、吸気通路３０に設けられてタービン５２により回転駆動されるコンプレッサ５１とを有する。本実施形態のエンジンＥは、４サイクルのディーゼルエンジンであり、軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動する。エンジンＥは、車両に、その駆動源として搭載される。

エンジン本体１は、気筒２が形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３を覆うシリンダヘッド４とを有する。

図３は、エンジン本体１の概略断面図である。図３に示すように、本実施形態のエンジンＥは直列６気筒エンジンであり、エンジン本体１（詳細にはシリンダブロック３）には一列に並ぶ６つの気筒２（気筒２の配列方向に沿って一方側から順に、第１気筒２Ａ、第２気筒２Ｂ、第３気筒２Ｃ、第４気筒２Ｄ、第５気筒２Ｅおよび第６気筒２Ｆ）が形成されている。

各気筒２にはそれぞれピストン５が往復摺動可能に収容されている。各気筒２内のピストン５の上方には燃焼室６が形成されている。各ピストン５はコネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。各ピストン５の往復運動に応じて、クランク軸７はその中心軸回りに回転する。クランク軸７は、クランク軸７とモータＭとを断接可能なクラッチＣを介して互いに連結されている。エンジンＥの始動時、クランク軸７はモータＭによって強制的に回転駆動される。具体的には、エンジンＥの始動時、クラッチＣによってクランク軸７とモータＭとがこれらの間でトルクが伝達される状態に連結されてモータＭのトルクがクランク軸７に伝達される。これにより、クランク軸７は回転駆動される、つまり、エンジンＥはクランキングする。

シリンダヘッド４には、燃焼室６（気筒２）内に燃料を噴射するインジェクタ１５が、各気筒２につき１つずつ取り付けられている。ピストン５は、供給された燃料と空気との混合気が燃焼室６で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられることで往復運動する。なお、インジェクタ１５は、請求項の「燃料供給手段」に相当する。

シリンダヘッド４には、燃焼室６（気筒２）内の温度を上昇させるためのグロープラグ１６が、各気筒２につき１つずつ取り付けられている。グロープラグ１６の先端に設けられた発熱部は、通電されることで発熱する。グロープラグ１６は、その発熱部が燃焼室６内に配置されるようにシリンダヘッド４に取り付けられている。

シリンダヘッド４には、各気筒２（燃焼室６）に吸気を導入するための吸気ポート９と、吸気ポート９を開閉する吸気弁１１と、各気筒２（燃焼室６）で生成された排気ガスを導出するための排気ポート１０と、排気ポート１０を開閉する排気弁１２とが、各気筒２に対応してそれぞれ設けられている。エンジン本体１のバルブ形式は、吸気２バルブ×排気２バルブの４バルブ形式であって、各気筒２につき吸気ポート９および排気ポート１０が２つずつ設けられるとともに、各気筒２につき吸気弁１１および排気弁１２も２つずつ設けられている。

図４は、各気筒２で実施される行程を示した図である。上記のようにエンジンＥは４サイクルエンジンである。これより、各気筒２では、吸気行程→圧縮行程→膨張行程→排気行程がこの順で連続して実施される。また、エンジンＥは直列６気筒エンジンである。これより、各気筒２Ａ～２Ｆに設けられたピストン５は１２０°ＣＡ（クランク角度で１２０度）の位相差をもって往復動するとともに、１２０°ＣＡ毎に第１気筒２Ａ→第５気筒２Ｅ→第３気筒２Ｃ→第６気筒２Ｆ→第２気筒２Ｂ→第４気筒２Ｄの順で燃焼が行われることになる。なお、図４のＴＤＣｅは排気上死点を、ＢＤＣｉは吸気下死点を、ＴＤＣｃは圧縮上死点を、ＢＤＣｅは膨張下死点を表している。

各気筒２の吸気弁１１はシリンダヘッド４に配設された吸気カム軸を含む動弁機構１３によって駆動される。吸気弁１１用の動弁機構１３には、各吸気弁１１の開閉時期を一括して変更可能な吸気Ｓ－ＶＴ１３ａが内蔵されている。吸気Ｓ－ＶＴ１３ａは、いわゆる位相式の可変機構であり、各吸気弁１１の開弁開始時期および閉弁時期を同時にかつ同量だけ変更する。同様に、各気筒２の排気弁１２はシリンダヘッド４に配設された排気カム軸を含む動弁機構１４によって駆動され、排気弁１２用の動弁機構１４にも、各排気弁１２の開閉時期を一括して変更可能な位相式の排気Ｓ－ＶＴが内蔵されている。吸気Ｓ－ＶＴ１３ａは、吸気弁１１の閉弁時期が吸気下死点よりも遅角側の時期になり得るように構成されている。

吸気通路３０は、吸気ポート９と連通するようにシリンダヘッド４の一側面に接続されている。吸気通路３０には、上流側から順にエアクリーナ３１、コンプレッサ５１、スロットル弁３２、インタークーラ３３およびサージタンク３４が設けられている。コンプレッサ５１は、上記のようにタービン５２に回転駆動されて、コンプレッサ５１を通過する空気を圧縮（過給）する。気筒２（燃焼室６）には、コンプレッサ５１で圧縮された後、インタークーラ３３で冷やされた空気が導入される。スロットル弁３２は、吸気通路３０を開閉可能なバルブである。吸気通路３０を流通する空気の量、ひいては、気筒２（燃焼室６）に導入される吸気の量は、スロットル弁３２の開度に応じて変更される。

排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。排気通路４０には、上流側から順にタービン５２、排気ガスを浄化するための排気浄化装置４１が設けられている。排気浄化装置４１には、三元触媒４２と、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）４３とが内蔵されている。タービン５２は排気通路４０を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転し、これに連動してコンプレッサ５１は回転する。

ＥＧＲ装置６０は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ通路６１に設けられたＥＧＲ弁６２およびＥＧＲクーラ６３とを備える。ＥＧＲ通路６１は、排気通路４０におけるタービン５２よりも上流側の部分と、吸気通路３０におけるインタークーラ３３とサージタンク３４との間の部分とを接続している。ＥＧＲ弁６２は、ＥＧＲ通路６１を開閉可能なバルブである。吸気通路３０に還流されるＥＧＲガスの量はＥＧＲ弁６２の開度に応じて変更される。ＥＧＲクーラ６３は、ＥＧＲガスを熱交換により冷却する。

（２）制御系統
図４は、エンジンＥの制御系統を示すブロック図である。図４に示したＥＣＵ１００は、エンジンＥを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。ＥＣＵ１００は、機能的に、インジェクタ１５を制御する燃料制御部１０１と、グロープラグ１６を制御するグロー制御部１０２と、後述する燃焼開始気筒を決定する燃焼開始気筒決定部１０３とを有する。

ＥＣＵ１００には、各種センサによる検出信号が入力される。

具体的に、シリンダブロック３には、クランク軸７の回転角度つまりエンジン回転数を検出するためのクランク角センサＳＮ１が設けられている。シリンダヘッド４には、吸気用の動弁機構１３に含まれる吸気カムの角度を検出するためのカム角センサＳＮ２が設けられている。ＥＣＵ１００は、カム角センサＳＮ２の検出信号とクランク角センサＳＮ１の検出信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるのかを判別する。また、吸気通路３０のエアクリーナ３１とコンプレッサ５１の間の部分には、この部分を通過して燃焼室６に導入される吸気の流量である吸気量を検出するエアフロメータＳＮ３が設けられている。シリンダブロック３には、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４の内部を流通する冷却水の温度つまりエンジン水温を検出する水温センサＳＮ４が設けられている。また、エンジンＥが搭載される車両には、車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＮ５、ドライバーにより操作されるブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサＳＮ６、車速を検出する車速センサＳＮ７等が設けられている。ＥＣＵ１００には、これらセンサＳＮ１～ＳＮ７によって検出された情報が逐次入力される。

ＥＣＵ１００は、各センサからの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実施して、インジェクタ１５、グロープラグ１６、吸気Ｓ－ＶＴ１３ａ、スロットル弁３２およびＥＧＲ弁６２等のエンジンＥの各部を制御する。

（エンジンの自動停止・始動制御）
本実施形態のエンジンＥは、自動停止・再始動が可能に構成されている。つまり、ＥＣＵ１００は、予め定められた特定の条件下でエンジンＥを自動的に停止および再始動させる機能を有する。

エンジンＥの自動停止を許可する条件である自動停止条件およびエンジンＥの自動停止後の再始動を許可する条件である再始動条件は、車両の形式等によって種々の条件が設定され得る。

例えば、走行用の動力源が実質的にエンジンのみである車両（いわゆるエンジン車）では、（ｉ）車両が実質的に停止していること、（ｉｉ）アクセルペダルがオフ状態であること、（ｉｉｉ）プレーキペダルがオン状態であること（踏み込まれていること）、を含む複数の条件が全て揃った場合に、自動停止条件が成立し得る。また、この車両では、自自動停止条件の成立後にエンジンＥが自動停止された後において、（ｉ）車両が実質的に停止していること、（ｉｉ）アクセルペダル開度が０より大きいこと（踏み込まれていること）、（ｉｉｉ）プレーキペダルがオフ状態であること（踏み込まれていないこと）、を含む複数の条件が全て揃った場合に、再始動条件が成立し得る。この場合、ＥＣＵ１００は、車速センサＳＮ７、アクセル開度センサＳＮ５、およびブレーキペダルセンサＳＮ６から入力される情報に基づいて自動停止条件が成立したか否かおよび再始動条件が成立したか否かを判定する。

一方、走行用の動力源としてモータＭが併用される車両、すなわちモータＭのみによるＥＶ走行が可能ないわゆるハイブリッド車両では、車両の走行中であってもエンジンＥの駆動力が不要になる場合があり、このような状況が生じたときに自動停止条件が成立し得る。この場合、ＥＣＵ１００は、車速センサＳＮ７により検出される車速や、アクセル開度センサＳＮ５により検出されるアクセル開度等から、エンジンＥおよびモータＭを含む駆動源の目標トルクを算出し、算出した目標トルクを含む各種条件からエンジン出力（走行に寄与する正の出力トルク）が必要か否かを判定する。そして、エンジン出力が不要と判定された場合に、自動停止条件が成立したと判定する。また、この車両では、自自動停止条件の成立後にエンジンＥが自動停止された状態でエンジン出力が必要と判定された場合に再始動条件が成立したと判定する。

自動停止条件が成立したと判定すると、ＥＣＵ１００は、各気筒２のインジェクタ１５からの燃料噴射を停止する燃料カットを実施する。これによりエンジン回転数は徐々に低下していき最終的に０となってエンジンＥは完全に停止する。

ここで、上記のように、エンジンＥの始動時、エンジンＥはモータＭにより回転駆動されてクランキングする。エンジンＥをクランキングさせるために必要なモータＭの出力はエンジンＥの各気筒２の停止位置によって異なり、停止時圧縮行程気筒のピストン５の圧縮上死点に対する位置と、停止時膨張行程気筒のピストン５の圧縮上死点に対する位置とが同程度のときに上記モータＭの出力は小さくなる。上記の停止時圧縮行程気筒は、エンジン停止時（エンジンＥが完全に停止したとき）の行程が圧縮行程で、且つ、ピストン５の位置が圧縮上死点（ＴＤＣｃ）から圧縮上死点前（ＢＴＤＣｃ）１２０°ＣＡまでの範囲にある気筒である。上記の停止時膨張行程気筒は、燃焼順序が停止時圧縮行程気筒の１つ前の気筒であって、エンジン停止時（エンジンＥが完全に停止したとき）の行程が膨張行程で、且つ、ピストン５の位置が圧縮上死点（ＴＤＣｃ）から圧縮上死点後（ＡＴＤＣｃ）１２０°ＣＡまでの範囲にある気筒である。

ただし、エンジンＥの停止直前はエンジン回転数が非常に小さくなることで吸気通路３０内の圧力が増大していく結果、停止時膨張行程気筒の吸気量よりも、吸気行程が停止時膨張行程気筒の後の停止時圧縮行程気筒の吸気量の方が大きくなりやすい。これより、停止時圧縮行程気筒の停止位置が停止時膨張行程気筒の停止位置よりも圧縮上死点に近い位置になりやすい。

そこで、本実施形態では、エンジンＥの停止直前に停止時圧縮行程気筒の気筒２内から吸気ポート９への吸気の吹き返し量を大きくして当該気筒２の吸気量を小さくする。このようにすれば、停止時圧縮行程気筒の吸気量が、停止時圧縮行程気筒よりも吸気行程が前の停止時膨張行程気筒の吸気量よりも過大になるのが回避されて、これら気筒の停止位置を圧縮上死点に対して同程度にすることができる。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジンＥの停止直前に、吸気弁１１の閉弁時期を最遅角時期に向けて徐々に遅角させていき、停止時圧縮行程気筒の停止直前の吸気閉弁時期の吸気下死点からの遅角量を、停止時膨張行程気筒の停止直前の吸気閉弁時期の吸気下死点からの遅角量よりも大きくする。

上記のようにして自動停止条件の成立に伴ってエンジンＥが自動停止された後、再始動条件が成立すると、ＥＣＵ１００は、エンジンＥを始動（再始動）させるための始動制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ１００は、上記のようにクラッチＣを締結状態としてモータＭによってエンジンＥをクランキングさせるとともに、インジェクタ１５からの燃料供給を再開してエンジンを再始動させる。

詳細には、ＥＣＵ１００（燃焼開始気筒決定部１０３）は、エンジンＥが完全停止したときのピストン５の位置、が吸気下死点付近にある気筒であって、エンジンＥの停止時に吸気行程あるいは圧縮行程にあった気筒を、エンジンＥの再始動時に最初に混合気を燃焼させる気筒である燃焼開始気筒に決定する。そして、ＥＣＵ１００（燃料制御部１０１）は、この燃焼開始気筒の燃焼室６に最初に燃料を供給し、この燃焼室６内で混合気を最初に燃焼させる。本実施形態では、エンジンＥが完全停止したときのピストン５の位置が吸気下死点前６０°ＣＡ（°ＣＡ：クランク角）から吸気下死点後６０°ＣＡまでの範囲にある気筒が、燃焼開始気筒に決定される。インジェクタ１５から燃焼開始気筒に燃料を供給させた後は、ＥＣＵ１００は、燃焼順序に沿って順にインジェクタ１５から各気筒２の燃焼室６に燃料を供給させる。

また、ＥＣＵ１００は、再始動条件が成立すると、吸気弁１１の閉弁時期が進角されるように吸気Ｓ－ＶＴ１３ａを駆動する。具体的には、上記のように、本実施形態では、エンジンＥの停止直前に吸気弁１１の閉弁時期が最遅角時期に向けて遅角されるようになっており、エンジンＥの停止時の吸気弁１１の閉弁時期は最遅角時期となる。そこで、ＥＣＵ１００は、再始動条件が成立すると吸気Ｓ－ＶＴ１３ａを駆動して、吸気弁１１の閉弁時期を最遅角時期よりも進角側の所定時期に向けて進角する。

（グロープラグ制御）
次に、ＥＣＵ１００によって実施されるグロープラグ１６の制御であって自動停止条件成立後に行われる自動停止時グロー制御について説明する。

自動停止時グロー制御は、エンジンＥの再始動時の始動性を高めるための制御である。本実施形態では、自動停止時グロー制御は、上記のように自動停止条件が成立した後に実施されるとともに、エンジン水温が所定の範囲内にありエンジンＥが冷機状態および暖機状態（暖機完了状態）ではないいわゆる半暖機状態にあるときに実施される。また、自動停止時グロー制御では、燃焼開始気筒以外のグロープラグ１６への通電は禁止され、以下に詳述するように燃焼開始気筒のグロープラグ１６のみに通電が行われて燃焼開始気筒の燃焼室６のみがグロープラグ１６によって温められる。具体的には、燃焼開始気筒で混合気が燃焼すればエンジンＥの慣性力が高くなってエンジンＥの回転は概ね維持される。そのため、燃焼開始気筒以外の気筒のグロープラグ１６への通電の有無がエンジンＥの始動性に与える影響は小さく抑えられる。また、本実施形態では、上記のように、再始動条件が成立すると吸気弁１１の閉弁時期が最遅角時期から進角される。そのため、燃焼開始気筒よりも後に燃焼が行われる気筒では、吸気弁１１の閉弁時期が進角されることで吸気量が多くされる。従って、燃焼開始気筒よりも後に燃焼が行われる気筒ではグロープラグ１６により燃焼室６内を昇温しなくとも混合気の燃焼性は良好となる。これより、本実施形態では、自動停止時グロー制御において、燃焼開始気筒のグロープラグ１６にのみ通電を行う。

図５は、自動停止時グロー制御の具体的手順を示したフローチャートである。図５のステップＳ１は、エンジン水温が所定の範囲内にある場合、且つ、自動停止条件の成立後に実施される。

まず、ステップＳ１にて、ＥＣＵ１００はエンジンＥが完全に停止したか、つまり、エンジン回転数が０になった否かを判定する。ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１の検出値に基づきこの判定を行う。

ステップＳ１の判定がＮＯであってエンジンＥがまだ完全に停止していないと判定した場合は、ＥＣＵ１００はステップＳ１を繰り返す。一方、ステップＳ１の判定がＹＥＳであって自動停止条件成立後においてエンジンＥが完全に停止したと判定すると、ＥＣＵ１００はステップＳ２に進む。

ステップＳ２にて、ＥＣＵ１００は燃焼開始気筒を決定する。上記のように、本実施形態では、エンジンＥが完全停止したとき、つまり、エンジンＥの停止中のピストン５の位置が、吸気下死点付近にある気筒が燃焼開始気筒とされる。これより、ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１およびカム角センサＳＮ２の検出結果に基づいて６つの気筒２のうちピストン５の位置が上記の位置にある気筒を燃焼開始気筒に決定する。

ステップＳ２の後はステップＳ３にて、ＥＣＵ１００は、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が所定の判定温度未満であるか否かを判定する。判定温度は予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。判定温度は、例えば８００℃に設定されている。

本実施形態では、ＥＣＵ１００は、グロープラグ１６への通電履歴等に基づいて各グロープラグ１６の温度を逐次推定しており、この推定値に基づいてステップＳ３の判定を行う。

例えば、グロープラグ１６に対して、後述する第１電圧での通電および第２電圧での通電が実施された場合、ＥＣＵ１００は、第１電圧での通電によってグロープラグ１６の温度は所定の最大温度（例えば１３００℃）まで上昇すると推定する。また、通電電圧が第２電圧に切り替わると、グロープラグ１６の温度は上記の最大温度から所定の第１低下速度で低下するとしてこれを推定する。第１低下速度は、通電電圧が第１電圧から第２電圧に切り替わってからの経過時間が長いほど小さい値とされる。また、グロープラグ１６に対して、第１電圧での通電が実施されることなく第２電圧での通電のみが実施された場合は、グロープラグ１６の温度は通電前の温度から所定の第２上昇速度で上昇していくとしてこれを推定する。第２上昇速度は予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。なお、第２上昇速度は０よりもわずかに大きい値であり、第２電圧で通電開始された場合のグロープラグ１６の温度上昇量は、第１電圧で通電開始された場合の温度上昇量に対して十分に小さい量となる。また、グロープラグ１６に通電がなされておらず且つエンジンＥが稼働しているときは、ＥＣＵ１００は、グロープラグ１６の温度が所定の第２低下速度で低下していくとしてこれを推定する。第２低下速度は予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。また、グロープラグ１６に通電がなされておらず且つエンジンＥが停止しているときは、ＥＣＵ１００は、グロープラグ１６の温度が所定の第３低下速度で低下していくとしてこれを推定する。第３低下速度は第２低下速度よりも小さい所定の値に予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。

ステップＳ３の判定がＹＥＳであって燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満であると判定した場合、ＥＣＵ１００はステップＳ４に進む。ステップＳ４にて、ＥＣＵ１００は燃焼開始気筒のグロープラグ１６に通電する。そして、このときの通電電圧を、所定の第１電圧であって後述する第２電圧よりも高い電圧にする。第１電圧は、予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。例えば、第１電圧は１１Ｖ程度であって、グロープラグ１６に通電可能な電圧の最大値付近の値に設定されている。なお、このステップＳ４の制御、つまり、燃焼開始気筒のグロープラグ１６に第１電圧で通電する制御は、請求項の「第１通電制御」に相当する。

ステップＳ４の後はステップＳ５に進み、ＥＣＵ１００は、燃焼開始気筒のグロープラグ１６への第１電圧での通電を開始してから所定の基準時間が経過したか否かを判定する。基準時間は予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。基準時間は、グロープラグ１６に第１電圧で通電したときに、グロープラグ１６の温度が判定温度から上記の最大温度まで上昇するのにかかる時間に設定されている。例えば、最大温度は１３００℃とされ、これに対して、基準時間は１秒程度とされる。この基準時間は、請求項の「基準期間」に相当する。

ステップＳ５の判定がＹＥＳであって、燃焼開始気筒のグロープラグ１６への第１電圧での通電を開始してから基準時間が経過した場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６に進む。

一方、ステップＳ５の判定がＮＯであって、燃焼開始気筒のグロープラグ１６への第１電圧での通電を開始してからまだ基準時間が経過していない場合、ＥＣＵ１００はステップＳ４に戻る。つまり、ＥＣＵ１００は、上記経過時間が基準時間に到達するまで、ステップＳ４を実施し、燃焼開始気筒のグロープラグ１６に第１電圧で通電し続ける。

ステップＳ３に戻り、ステップＳ３の判定がＮＯであって燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度以上であると判定した場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６にて、ＥＣＵ１００は、第１電圧よりも低い第２電圧で燃焼開始気筒のグロープラグ１６を通電する。ステップＳ５の後はステップＳ７にて、ＥＣＵ１００は、再始動条件が成立したか否かを判定する。上記のように、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＮ５、ブレーキペダルセンサＳＮ６等の検出結果に基づいてこの判定を行う。第２電圧は、予め設定されて、ＥＣＵ１００に記憶されている。第２電圧は、エンジンＥの停止時で、且つ、グロープラグ１６の温度が判定温度より高く且つ上記の最大温度よりも低い所定の中間温度にあるときに、これを概ね維持できる電圧に設定されている。第２電圧は、例えば５Ｖとされる。なお、このステップＳ６の制御、つまり、燃焼開始気筒のグロープラグ１６に第２電圧で通電する制御は、請求項の「第２通電制御」に相当する。

ステップＳ７の判定がＹＥＳであって、再始動条件が成立した場合、ＥＣＵ１００はステップＳ８に進む。

一方、ステップＳ７の判定がＮＯであって、再始動条件が成立していない場合、ＥＣＵ１００はステップＳ６に戻る。つまり、ＥＣＵ１００は、再始動条件が成立するまで、ステップＳ６を実施して燃焼開始気筒のグロープラグ１６に第２電圧で通電し続ける。

ステップＳ８にて、ＥＣＵ１００は、上記の始動制御を実施する。ステップＳ８の後はステップＳ９に進み、ＥＣＵ１００は、エンジンＥの始動（再始動）が完了したか否かを判定する。本実施形態では、エンジン回転数が所定の判定回転数以上になるとエンジンＥの始動が完了したと判定されるようになっており、ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１の検出結果に基づいて、ステップＳ９の判定を行う。

ステップＳ９の判定がＮＯであってエンジンＥの始動が完了していない場合は、ステップＳ８に戻り、ＥＣＵ１００は始動制御を継続する。一方、ステップＳ９の判定がＹＥＳであってエンジンＥの始動が完了したと判定すると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０にて、ＥＣＵ１００はグロープラグ１６への通電を停止する。ここで、燃焼開始気筒以外のグロープラグ１６への通電は行われていない。これより、エンジンＥの始動が完了すると燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電が停止され、他の気筒のグロープラグ１６については非通電状態が維持される。

（自動停止時グロー制御による各部の動作例）
図６、図７は、上記の自動停止時グロー制御を実施したときの各パラメータの時間変化を模式的に示したタイムチャートである。図６、図７には、上から順に、エンジン回転数、燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電電圧、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度（当該グロープラグ１６の先端の温度）の各タイムチャートを示している。

図６は、エンジンＥの自動停止直後の燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満の場合のタイムチャートである。図６に示すように、燃料カットが行われるとエンジン回転数は徐々に低下していく。図６の例では、時刻ｔ０にて自動停止条件の成立に伴い燃料カットが実施される。これにより、時刻ｔ０以降、エンジン回転数は徐々に低下し、時刻ｔ１にてエンジン回転数は０となる、つまり、エンジンＥは完全停止する。時刻ｔ１にてエンジンＥが完全停止すると、その直後の時刻ｔ２に燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電が開始される。

図６の例では、時刻ｔ２での燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満であることに伴い、時刻ｔ２にて燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電電圧（グロー通電電圧）は第２電圧よりも高い第１電圧とされる。これより、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度は時刻ｔ２から急速に上昇し、判定温度よりも十分に高い温度となる。

時刻ｔ２から基準時間が経過した時刻ｔ３になると、燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電電圧は第２電圧まで低減される。これより、時刻ｔ３にて、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度の上昇は停止し、時刻ｔ３後、当該温度は低下する。ただし、十分に高い温度まで高められたこと、および、第２電圧での通電が継続されていることで、時刻ｔ３後も燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度は判定温度よりも高い温度に維持される。

図６の例では、時刻ｔ４にて再始動条件が成立する。これに伴い、モータＭによってエンジンＥのクランキングが開始され、燃焼開始気筒の燃焼室６内に最初にインジェクタ１５から燃料が噴射されて、エンジンＥは再始動される。そして、時刻ｔ４後の時刻ｔ５にてエンジン回転数が判定回転数以上になると、エンジンＥが始動したと判定されて燃焼開始気筒のグロープラグ１６の通電が停止される。

図７は、エンジンＥの自動停止直後の燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度以上の場合のタイムチャートである。図６と同様に、図７の例でも時刻ｔ１０にて燃料カットが行われることでエンジン回転数は徐々に低下していく。そして、時刻ｔ１１にてエンジンＥが完全に停止して、その直後の時刻ｔ１２に燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電が開始される。

図７の例では、時刻ｔ１２での燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満である。これより、時刻ｔ１２での燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電電圧は、第１電圧よりも低い第２電圧とされる。通電電圧が比較的低いことで、図６の例に比べて通電開始後のグロープラグ１６の温度上昇は小さく抑えられる。ただし、通電開始前の燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度以上と高いことで、時刻ｔ１２後も、グロープラグ１６の温度は判定温度以上に維持される。図７の例では、その後の時刻ｔ１３に再始動条件が成立し、時刻ｔ１４後にてエンジン回転数が所定の回転数以上になるのに伴って燃焼開始気筒のグロープラグ１６の通電は停止される。

なお、上記のように、第２電圧は、グロープラグ１６の温度を中間温度に維持できる電圧に設定されている。これより、時刻ｔ１２でのグロープラグ１６の温度が中間温度よりも高いときは時刻ｔ１２にグロープラグ１６が第２電圧の通電された後グロープラグ１６の温度は中間温度に向けて低下し、第２電圧での通電開始前のグロープラグ１６の温度が中間温度よりも低いときは第２電圧の通電開始後グロープラグ１６の温度は中間温度に向けて上昇する。図７の例では、時刻ｔ１２でのグロープラグ１６の温度が中間温度よりも低いことに伴い、時刻１２以降グロープラグ１６の温度は緩やかに上昇する。

（作用等）
以上のように、上記実施形態では、エンジンＥの自動停止後の燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満と低い場合、当該グロープラグ１６に通電が行われる。そのため、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度を高くしてグロープラグ１６によって燃焼開始気筒の燃焼室６内を昇温することができる。従って、エンジンＥの再始動時に燃焼開始気筒内で混合気を確実に燃焼させてエンジン回転数を高めることができ、エンジンの始動性を高めることができる。

特に、上記実施形態では、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満の場合、グロープラグ１６の通電電圧が先ず第１電圧と高い電圧とされる。そのため、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度を確実に高めることができる。しかも、その後、通電電圧が第１電圧よりも低い第２電圧まで低下されるものの燃焼開始気筒のグロープラグ１６への通電が継続されるようになっている。そのため、エンジンＥの再始動時の燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度を確実に高い温度として、エンジンの始動性を確実に高めることができる。また、グロープラグ１６を高い第１電圧で通電し続けるとグロープラグ１６が過昇温するおそれがある。これに対して、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の第１電圧での通電を開始してから所定の基準時間経過した後に当該グロープラグ１６への通電電圧が第２電圧に低減されることで、燃焼開始気筒のグロープラグ１６が過昇温するのを防止でき、グロープラグ１６の早期劣化を防止できる。

そして、エンジンＥの自動停止後の燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が高い場合は、当該燃焼開始気筒のグロープラグ１６への第１電圧での通電は実施されず、第２電圧での通電が行われる。つまり、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が高い場合は、当該グロープラグ１６への通電が抑制される。そのため、既に高温であるグロープラグ１６が高い第１電圧で通電されることでグロープラグ１６が過昇温するのを回避でき、グロープラグ１６の早期劣化を防止できる。また、第２電圧での通電が行われることで、燃焼開始気筒のグロープラグ１６を高温に維持することができ、エンジンＥの始動性も良好にすることができる。

（変形例）
上記実施形態では、エンジンＥが停止したときの燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度以上の場合にも当該グロープラグ１６に第２電圧で通電を行う場合を説明したが、燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が高い場合は、当該グロープラグ１６への通電を停止するように構成してもよい。この場合であっても、高温のグロープラグ１６がさらに通電されることで過昇温するのを回避でき、グロープラグ１６の早期劣化を防止できる。

また、上記実施形態では、エンジンＥが停止したときの燃焼開始気筒のグロープラグ１６の温度が判定温度未満の場合に、当該グロープラグ１６への通電電圧を第１電圧とした後第２電圧に切り替える場合を説明したが、当該グロープラグ１６への通電電圧は一定に維持されてもよい。

また、上記実施形態では、エンジンが停止した時にピストン５の位置が吸気下死点付近にある気筒を燃焼開始気筒とした場合を説明したが、燃焼開始気筒は他の気筒であってもよい。ただし、上記実施形態では、エンジンＥの停止時に吸気弁１１の閉弁時期を最遅角時期まで遅角させて停止時圧縮行程気筒の吸気量を少なく抑えている。そのため、燃焼開始気筒を停止時圧縮行程気筒とすると、気筒内の吸気量が少ないことで混合気の燃焼性ひいてはエンジンＥの始動性が低くなるおそれがある。また、その他の気筒では、圧縮上死点を通過するまでの時間が長くなることで、エンジンＥの始動時においてクランク軸７を回転させるのにモータＭに求められるエネルギーが大きくなる。これより、上記実施形態のように、６気筒エンジンにおいて、エンジンが停止した時にピストン５の位置が吸気下死点付近にある気筒を燃焼開始気筒とすれば、エンジンＥの始動時にモータＭが費やすエネルギーを少なくし、且つ、燃焼開始気筒の吸気量を多くして当該気筒内での混合気の燃焼性ひいては始動性を高めることができる。

また、上記実施形態では、エンジンＥが６つの気筒２を有する６気筒エンジンの場合を説明したが、エンジンＥの気筒数はこれに限らず４つ等であってもよい。ここで、４気筒エンジンでは、エンジンＥの停止時に吸気弁１１の閉弁時期を最遅角時期まで遅角させない可能性が高く、４気筒エンジンでは、特に、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒を燃焼開始気筒としてもよい。

１ エンジン本体
２ 気筒
５ ピストン
７ クランク軸
１１ 吸気弁
１５ インジェクタ（燃料供給手段）
３０ 吸気通路
３２ スロットル弁
１００ ＥＣＵ
１０１ 燃料制御部
１０２ グロー制御部
１０３ 燃焼開始気筒決定部
Ｅ エンジン
Ｍ モータ（始動手段）

Claims (2)

1. 複数の気筒と、各気筒の燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、通電されることで発熱する発熱部が各燃焼室内にそれぞれ配置された複数のグロープラグとを備えるとともに自動的に停止および再始動可能なエンジンに設けられる制御装置であって、
   エンジンの自動停止後において、エンジンの再始動時に最初に混合気を燃焼させる気筒である燃焼開始気筒を決定する燃焼開始気筒決定部と、
   エンジンの再始動時に、前記燃焼開始気筒決定部によって決定された前記燃焼開始気筒の前記燃焼室に最初に燃料が供給されるように前記燃料供給手段を制御する燃料制御部と、
   前記グロープラグを制御するグロー制御部とを備え、
   前記グロー制御部は、エンジンの自動停止後において、
   前記燃焼開始気筒決定部により決定された前記燃焼開始気筒の前記グロープラグの温度が所定の判定温度よりも低いときは当該燃焼開始気筒の前記グロープラグを所定の第１電圧で所定の基準期間通電する第１通電制御を実施するとともに、当該第１通電制御の終了後に、前記燃焼開始気筒の前記グロープラグを前記第１電圧よりも低い第２電圧で通電する第２通電制御を実施し、
   前記燃焼開始気筒の前記グロープラグの温度が前記判定温度以上のときは前記第１通電制御の実施を禁止して前記第２通電制御のみを実施することで前記グロープラグへの通電を抑制する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
   エンジンは、一列に並ぶ６つの気筒を有しており、
   前記燃焼開始気筒決定部は、各気筒に設けられたピストンの停止時の位置が吸気下死点付近である気筒を前記燃焼開始気筒に決定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

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