JP2775195B2 - エンジンの始動方法及び装置 - Google Patents

エンジンの始動方法及び装置

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は低温時におけるエンジンの始動性を改善せし
め、併せて白煙の排出を減少しようとするエンジンの始
動方法及び装置に関する。
(従来の技術) ディーゼルエンジンのように圧縮着火式エンジンでは
低温時の始動性が劣るため、始動補助装置を用いてエン
ジンの始動を行っている。
そして、この種の始動補助装置として、 1)グロープラグのような熱源を燃焼室内に配置し燃料
への着火を容易にする。
2)インテークシャッタにより吸気マニホールドを閉鎖
し、シリンダ内への吸込み空気を減少させ圧縮仕事を減
じてクランキング回転数を増大させて始動を容易にす
る。
3)燃料を多量に注入して着火チャンスを増大させる
等、各種の方法が用いられて、低温時のエンジン始動が
行われている。
(発明が解決しようとする課題) 上述のような始動補助装置を用いた場合には、低温時
におけるエンジンの始動は可能となるが、特に市街地に
てはディーゼルエンジンの始動時の白煙の排出や排ガス
の臭気は環境を悪化させ、自動車公害対策の点から望ま
しくないという欠点がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は低温時におけるエンジンの始動性を良好
にするとともに、排出ガスの欠点を低減しようとするエ
ンジンの始動方法及び装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上述の目的を達成するために本発明によれば、電磁駆
動による吸排気弁を持つエンジンにて、吸気弁を閉鎖し
排気弁を閉鎖するようにエンジンの始動時に吸排気量を
制限した状態でエンジンの回転軸を始動回転させるステ
ップと、前記回転軸の始動回転開始後に過給装置を動作
させて吸気通路側の空気圧を上昇せしめるステップと、
回転軸の始動回転数がエンジンの始動動作を行なうに十
分なだけの回転数に達したときに吸排気量の制限を解除
せしめるステップとによりエンジンを始動せしめるエン
ジンの始動方法が提供される。
また、エンジンの吸気通路に設けられた過給気装置
と、開閉のタイミングが設定自在でエンジン燃焼室の吸
気口と排気口とにそれぞれ設けられた吸気弁と排気弁
と、エンジンの回転軸に連結された始動駆動装置と、該
始動駆動装置の動作開始時に前記吸気弁と排気弁とを共
に閉塞せしめる手段と、始動駆動装置の動作開始を検知
して前記過給気装置を駆動せしめる駆動手段と、回転軸
の始動回転数がエンジンの始動に十分なだけの回転数に
達したことを検知する検知手段と、該検知手段の検知信
号で吸気弁と排気弁の開閉タイミングを連続運転時のタ
イミングに切替える切替手段とを有することを特徴とす
るエンジン始動装置が提供される。
(作用) 低温時のエンジン始動に際し、電磁駆動される吸気弁
を閉じてシリンダへの吸気量を減じ、続いて排気弁を閉
じてスタータの駆動によるピストンの圧縮仕事を減少さ
せてクランク軸回転数を上昇させ、またターボチャージ
ャに設けた回転電機を電動駆動してコンプレッサの圧気
作動を助勢し、活発なピストンの作動と相俟ってシリン
ダ内の圧縮圧力を上昇させてエンジンを始動させる。
(実施例) つぎに本発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。
第1図は本発明にかかるエンジンの始動装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。
同図において、1はエンジンで、そのシリンダヘッド
11には吸気弁2および排気弁3が配置され、それぞれ電
磁動弁機構21および31によって駆動されて、吸気ポート
22および排気ポート32の開閉を行うように形成されてお
り、下方のシリンダボディ12には供給燃料の燃焼過程に
応じて上下に往復運動するピストン13が設けられてい
る。
そして、14は排気ガス温度センサで、排気ポート32に
取付けられて排気温度を検出するもの、15はエンジン回
転センサで、エンジン1のフライホイールに近接して配
置されてエンジン回転数を検出するものであり、これら
のセンサからの信号ラインは後述するコントローラに接
続されている。また、16は噴射ポンプで、コントローラ
6の指令に応じてエンジン1への燃料を供給量を制御す
るものである。
4はターボチャージャであり、エンジン1の排気ガス
エネルギーにより駆動されるタービン42と、該タービン
42の回転トルクにより駆動されるコンプレッサ41とを備
えており、コンプレッサ41の圧縮作動による圧気は吸気
通路43を介してエンジン1の吸気ポート22に圧送される
ように構成されている。
5は回転電機で、ターボチャージャ4の回転軸に配置
されて、電動機または発電機として作動するもので、た
とえばエンジン1が中・高速回転で低負荷の場合は発電
機モードとなって排気エネルギーを電力として回生した
り、またはエンジン1が低回転で高負荷運転時では、バ
ッテリ61を電源とする電動機となり、コンプレッサ41を
付勢してその圧気作動を助勢し、エンジン1への過給気
を増大させるものである。
コントローラ6はマイクロコンピュータからなり、演
算処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順な
どを格納する各種メモリ、入/出力回路などを備えてお
り、入力回路には前述の排気ガス温度センサ14、エンジ
ン回転センサ15、大気温度を検出する気温センサ7や、
アクセルペダル8の踏込量を検出するアクセルセンサ81
などからの信号ラインが接続されている。そして、出力
回路には吸気弁2、排気弁3をそれぞれ制御する電磁動
弁機構21、31や噴射ポンプ16への指令ラインの他、エン
ジン1のスタータ17に通電するスタータスイッチ18への
指令回路などが接続されている。
第2図は本発明にかかるエンジンの始動方法の一例を
示す処理フロー図であり、同図を用いて本実施例の作動
を説明する。
エンジン1の始動に際し、まずステップ1にて気温セ
ンサ7からの信号によって大気温度をチェックし、気温
Taが所定の温度Toに未達で低温の場合は、エンジンオイ
ルの粘度が大で摩擦部分などの抵抗が大きい。このた
め、ステップ2に進み、まず吸気弁をオフ、つづいて排
気弁もオフし、スタータ17の駆動によるピストン13の圧
縮仕事を減じてクランキング速度を増大させる。また供
給燃料を増加させるが排気弁が閉じられているため、未
燃焼ガスの排出が防止される。
ステップ3ではバッテリ61の電力を回転電機5に供給
して電動機運転を行い、クランク軸回転が上昇する間に
コンプレッサ41による圧気の圧力を増大させる。
ついでステップ4ではエンジン回転センサ14からの信
号によってエンジン回転数Nをチェックし、所定値Noよ
り大きくなった場合にはステップ5に進み、始動時の正
常なバルブタイミングにて吸気弁を開口し、ターボチャ
ージャ4からの圧気をシリンダ内に流入させる。このた
め所定回転数に達したエンジンのピストン13の圧縮作動
と相俟って、十分な圧縮圧力と高温度が得られて燃料が
着火され、エンジン1の始動が行われる。
また、ステップ4にてスタータ17に駆動されるエンジ
ン回転数Nが所定値Noに未達の場合はステップ9に進
み、回転電機5への通電量を減じてターボチャージャ4
の圧気作動を弱めさせ、スタータ17への通電量を増加さ
せ、エンジン回転数の上昇を図ってからステップ10にて
再びその回転数Nをチェックする。そしてN>Noとなれ
ば前述のステップ5に移って吸排気弁のタイミングを計
り、ターボチャージャ4からの圧気と、適正なエンジン
回転とにより始動させることになる。
ついでステップ6ではスタータスイッチ18のオン/オ
フをチェックし、始動が行われてスタータがオフの場合
はステップ7に進んで、排気ガスの温度Teを排気ガス温
度センサ14の信号によってチェックする。そして、エン
ジンの運転により排出されるガス温度が所定温度T1より
低い場合はステップ8に進んで吸排気弁の開閉タイミン
グをエンジン低負荷のモードとし、回転電機5を電動駆
動して吸気を圧送して、エンジントルクの向上を計ると
ともに、排出ガスの清浄化を計る。
また、排出ガス温度が高い場合はステップ11に進み、
吸排気弁の開閉タイミング燃料供給量も正常のモードと
し、回転電機5も通常の制御モードとして運転すること
になる。
以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本
発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これら
の変形を本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 上述のように本発明によれば、低温時におけるエンジ
ンの始動に際し、電磁駆動の吸排気弁の開閉制御と、タ
ーボチャージャに設けた回転電機の電動駆動とにより、
スタータによるクランク軸回転数の増大と過給気圧の上
昇とを計るので、シリンダ内の圧縮圧力が増大して燃料
への着火が容易となってエンジンの始動性が良好となる
効果がある。
また本発明では、エンジンの始動中は回転電機が通電
されてエンジンに送気するので、始動時の増量した燃料
の燃焼に際しても十分な空気が送られることになり、白
煙や黒煙の排出が低減されるという利点も生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるエンジンの始動装置にかかる一
実施例の構成を示すブロック図、第2図は本発明にかか
るエンジンの始動方法の一例を示す処理フロー図であ
る。 1……エンジン、2……吸気弁、3……排気弁、4……
ターボチャージャ、5……回転電機、6……コントロー
ラ、7……気温センサ、13……ピストン、17……スター
タ、21,31……電磁動弁機構、41……コンプレッサ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの始動時に吸排気量を制限した状
    態でエンジンの回転軸を始動回転させるステップと、前
    記回転軸の始動回転開始後に過給装置を動作させて吸気
    通路側の空気圧を上昇せしめるステップと、回転軸の始
    動回転数がエンジンの始動動作を行なうに十分なだけの
    回転数に達したときに吸排気量の制限を解除せしめるス
    テップとによりエンジンを始動せしめるエンジンの始動
    方法。
  2. 【請求項2】排気ガスの温度が所定温度に上昇するまで
    は燃料噴射量を増量補正するステップを有することを特
    徴とする請求項(1)記載のエンジンの始動方法。
  3. 【請求項3】エンジンの吸気通路に設けられた過給気装
    置と、開閉のタイミングが設定自在でエンジン燃焼室の
    吸気口と排気口とにそれぞれ設けられた吸気弁と排気弁
    と、エンジンの回転軸に連結された始動駆動装置と、該
    始動駆動装置の動作開始時に前記吸気弁と排気弁とを共
    に閉塞せしめる手段と、始動駆動装置の動作開始を検知
    して前記過給気装置を駆動せしめる駆動手段と、回転軸
    の始動回転数がエンジンの始動に十分なだけの回転数に
    達したことを検知する検知手段と、該検知手段の検知信
    号で吸気弁と排気弁の開閉タイミングを連続運転時のタ
    イミングに切替える切替手段とを有することを特徴とす
    るエンジン始動装置。
  4. 【請求項4】排気ガスの温度を検知する排気ガス温度検
    知手段と、該検知される排気ガス温度が所定温度以下の
    場合に燃料噴射量を増加補正せしめる噴射量補正手段と
    を有することを特徴とする請求項(3)記載のエンジン
    始動装置。
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