JPH02277962A - 内燃機関のエアモータ始動方法 - 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） 本発明はエアモータにより内燃機関を自動又は遠隔始動
する方法に関する。

（従来技術） 内燃機関を自動又は遠隔始動する方法としては、例えば
電気的なセルモータによる始動方法とエアモータによる
始動方法がある。セルモータ始動方法ではセルモータ始
動直後に急激に大きなトルクがリングギヤに付与され、
その後急激に減少し、その結果エンジン回転は始動直後
に急激に立上がって後、徐々に立ち上がることになる。

一方エアモータ始動方法では、始動命令後は一定の増加
率でリングギヤに回転トルクが付与され、その結果エン
ジンの立ち上がりは始動直後から徐々に立ち上がる。

上記のような始動性能の違い及び使用環境におけるセル
モータ始動方式の信頼性とバッテリーのメンテナンスが
困難等の点からエアモータ始動方法を要求される場合が
多くある。

従来のエアモータ始動方法は、エアモータへの空気供給
と同時に燃料を供給し始め、エアモータは空気の供給に
よりまずエアモータ本体内部のロータが回転を始め次に
ビニオンが突出してリングギヤに噛み合い、それからリ
ングギヤに回転を伝える。機関が自己着火し回転が上昇
するとビニオンがリングギヤにより駆動される状態にな
り、起動時の場合と逆にビニオンが後退しリングギヤか
ら外れる。また自動又は遠隔始動の場合は機関の連続着
火開始回転数（例えば３００ｒｐｍ）を検知した時点で
始動空気電磁弁を自動的に閉じ、エアモータへの空気の
供給を停止するようになっている。

ところが上記のように始動命令■、νから燃料を供給す
る方法では、初爆による瞬時の加速で、ビニオンがリン
グギヤから駆動され、後退してリングギアとの噛合いが
外れることがある。特に寒冷時には多シリンダにおいて
１つの初爆の後順次着火しない場合が多く、上記のよう
にピニオンが早く外れてしまうと回転が上昇せずに遂に
は始動失敗に至る。

また始動時の回転数は、燃焼室を圧縮することにより第
１図の実１ｊｌＸｌで示すように変動を繰り返して上昇
するため、従来のように連続石火開始回転数Ｎｌ　　（
通常３００　ｒｐｍ）でエアモータを停止する自動始動
の場合、確実に自己回転ｎ１能な状態になる前に点Ａｔ
のように一時的に回転数が３０Ｏｒｐｍを越えた時に、
ここでエアモータへの空気供給が停止してしまい、Ｘ３
のように減速し、特に寒冷地（時）では始動失敗に至る
ことが多い。

（発明の目的） 本発明の目的はエアモータによる自動又は遠隔始動方法
において、寒冷地（時）等における始動失敗を防止する
ことである。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本発明は、始動命令によるエ
アモータへの空気供給と同時に燃料を遮断状態にし、エ
アモータによるクランキングが略２秒以上経過した時に
燃料供給を開始し、燃料供給状態で機関回転が連続着火
開始回転数より高い設定回転数まで上昇した時、エアモ
ータへの空気供給を停止する。

（実施例） 第２図は本発明を実施するために用いるエアモータ始動
方法の配管系統図であり、作業機２を駆動する内燃機関
］にエアモータ３及び燃料遮断用機器（電磁ソレノイド
又は空気電磁弁）５が備えられている。エアモータ３に
は始動空気管１０及び命令を受けて空気の供給・停＋ｈ
を行なう始動空気電磁弁７がオイラ６を介して接続され
ている。

始動空気電磁弁７は上記始動空気管１０、フィルタ１２
及び減圧弁１３を介して常備空気槽１５に接続され、常
備空気槽１５はドレン分離器１８及び充填用空気管２０
を介して空気圧縮機２１に接続している。１６は予備空
気槽、２３は充填用圧力スイッチ、２４は低下警報用圧
力スイッチである。即ち空気圧縮機２１により２５〜３
０ｋｇ／ａｔに圧縮されて常備空気槽１５に充填された
空気は、減圧弁１３により１０ｋｇ／ｃ−程度に減圧さ
れて始動空気電磁弁７に送られ、オイラ６で噴霧状の潤
滑油を混入されて後エアモータ３に供給され、エアモー
タ３を回転するようになっている。

第３図はエアモータ３の部分平面図であり、前進後退自
在なピニオン４を備えており、エアモタ３に空気が供給
されるとまずエアモータ本体内部のロータが回転を始め
次にビニオン４が突出してフライホイール９のリングギ
ヤ８に噛み合い、回転し始め、そしてリングギヤ８から
駆動される状態になると後退してリングギヤ８から外れ
るようになっている。

第４図は本発明に従ってエアモータの作動及び燃料の供
給と遮断を制御するための電気制御回路の展開接続図を
示している。３０は自動又は遠隔操作可能な始動命令接
点、３１は自動又は遠隔操作可能な停止命令接点、３４
は設定回転数にて開するリレー、３８は始動時燃料遮断
用回路、３つは制御電源である。前記設定回転数にて開
するリレー３４は始動命令接点３０に接続されると共に
図示しいない回転数検出器に連動しており、エンジン回
転数が連続着火開始回転数Ｎｌ　　（通常３００　ｒｐ
ｍ）より高い設定回転数Ｎ２　　（、例えば４．０　Ｏ
ｒｐｌ）になった時に開くようになっている。

始動命令接点３０と前記設定回転数にて間するリレー３
４の間には始動用リレー３５が接続され、該始動用リレ
ー３５はこれが励磁されることにより閉じる始動用リレ
ー接点３５ａ、３５ｂに連結している。一方のリレー接
点３５ｂは自己保持用の接点であり、始動命令接点３０
を一時的に投入した後始動用リレー３５の励磁状態を保
つ。他方の始動用リレー接点３５ａには、エアモータ始
動用リレー４２と始動時燃料遮断用回路３８が接続され
ている。

エアモータ始動用リレー４２はこれが励磁されることに
より閉じる常開のエアモータ始動用リレー接点４２ａに
連結されており、該エアモータ始動用リレー接点４２ａ
は始動空気電磁弁７に接続している。

始動時燃料遮断用回路３８は燃料遮断開始用リレー３６
と燃料遮断解除用限時リレー３７により構成されており
、燃料遮断開始用リレー３６はこれが励磁されることに
より閉じる常開の燃料遮断開始用リレー接点３６ａに連
結され、燃料遮断解除用限時リレー３７はこれが励磁さ
れて設定時間Ｔ１例えば２秒経過後に開く常閉の燃料遮
断解除用限時リレー接点３７ａに連結されている。前記
始動時燃料遮断用回路３８内の両リレー接点３６ａ、３
７ａは直列に接続されると共に燃料遮断用リレー４０に
接続されている。

該燃料遮断用リレー４０の励磁により閉じる常開の燃料
遮断用接点４０ａは燃料遮断用機器（電磁ソレノイド又
は空気電磁弁）５に接続され、上記接点４０ａが閉じる
ことにより燃料遮断用機器５が作動して燃料供給を遮断
するようになっている。５０は不起動検出用限時リレー
である。

即ちこの制御回路によると始動命令接点３０を投入する
ことにより、始動用リレー３５が励磁されて始動用リレ
ー接点３５ａを閉じ、これにより燃料遮断開始用リレー
３６、燃料遮断解除用限時リレー３７及びエアモータ始
動用リレー４２が励磁される。エアモータ始動用リレー
４２の励磁によりその接点４２ａが閉じ、始動空気電磁
弁７が開く。同時に燃料遮断開始用リレー３６の励磁に
よりその接点３６ａが閉じて燃料遮断用リレー４０を励
磁し、それによりその接点４０ａを閉じて燃料遮断用機
器５を燃料遮断状態に作動させる。

また一方では燃料遮断解除用限時リレー接点３７ａは燃
料遮断解除用限時リレー３７の励磁後２秒経過して開き
、それにより燃料遮断用リレー４０を非励磁状態に戻し
て燃料遮断用機器５を燃料供給状態の作動させる。

始動方法を説明する。回転数等の時間に対する変化（タ
イムスケジュール）を示す第５図において、始動命令を
出すと始動空気電磁弁７が開いてエアモータ３に始動空
気を供給すると同時に始動時燃料遮断用回路３８が働き
Ｔ秒間燃料遮断用機器５を作動させて燃料供給を停止ト
する。

始動空気の供給により第３図のようにエアモタ３のビニ
オン４が突出してリングギヤ８に噛み合い、回転し始め
、燃料遮断状態でリングギヤ８を介してクランク軸（図
示せず）を回転する。

始動命令から上記のようにクランキングを始めて２秒（
Ｔ秒）経つと、第５図のようにエアモータ駆動による回
転がＮ３のように安定し始めた状態において、第４図の
燃料遮断解除用限時リレー接点３７ａが開いて燃料遮断
用リレー４０の励磁が終了することにより、燃料遮断用
接点４０ａが開いて燃料遮断用機器５が元の状態に戻り
、燃焼室に燃料が供給される。

回転数が第５図の設定回転数Ｎ２　　（４００ｐｐｍ）
に達すると、内燃機関の各シリンダは確実に着火して自
己回転しており、回転速度検知器からの指令により第４
図の設定回転数にて開するリレー３４が自動的に開き、
始動用リレー３５を非励磁状態に戻し、始動空気電磁弁
７を閉じて始動空気の供給を停止する。これにより第３
図のエアモータ３のビニオン４にはリングギヤ８側から
駆動され、ビニオン４は自動的に後退してリングギヤ８
から外れる。

第１図に示すように始動中、点ＡＩにおいて初爆により
一時的に連続着火開始同転数Ｎｌより高くなっても、そ
れより高い設定同転数Ｎ２まで達していないので、エア
モータ３は停止せず、従って続いて設定回転数Ｎ２まで
上昇させることができる。

（別の実施例） （１）始動時の燃料停止時間Ｔはエンジン仕様あるいは
使用環境に応じて１秒〜５秒の間で適宜設定することが
可能であるが、少くともエアモータ駆動により充分に慣
性力が生じる程度の時間、即ち略２秒以上を確保する必
要がある。

（２）設定回転数Ｎ２は、連続回転若人開始回転数（通
常３００ｒｐｍ）よりも品く、エンジンが確実に青火し
て燃焼し、エアモータからの回転トルクなしで自己回転
する回転数に設定されるものであり、出願人の実験によ
ると４００　ｒｐｍ付近が最適である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると （１）始動命令後略２秒以上の間燃料を遮断状態に維持
してエアモータによりクランキングを行なうので、初爆
に入るまでに十分な慣性力増大と燃焼室の温度上昇を確
保でき、寒冷時（地）にも初爆以降は常に順次着火に至
り、確実な始動性を得ることができる。

即ち従来のように慣性力が十分に大きくなるまえに初爆
が起ってそれによりエアモータのピニオン４がリングギ
ヤ８から外れ、以後順次６火しないで始動失敗に終るこ
とがなくなる。

（２）シかも連続着火開始回転数Ｎｌ　　（例えば３０
Ｏｒｐｍ）より高い設定回転数Ｎ２　　（例えば４００
　ｒｐｍ）で始動空気の供給を停止してエアモータ３を
停止するので、燃料供給開始後、回転変動により一時的
に連続石火回転数をある程度備えてもエアモータ３が停
止してしまうことはない。

即ち連続着火開始回転数Ｎ１より高い設定回転数Ｎ２で
真の着火及び燃焼による自己回転を確認してからエアモ
ータ３を停止す′ることになり、寒冷地（時）での自動
又は遠隔始動において一層確実な始動性を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 始動命令によるエアモータへの空気供給と同時に燃料を
   遮断状態にし、エアモータによるクランキングが略２秒
   以上経過した時に燃料供給を開始し、燃料供給状態で機
   関回転が連続着火開始回転数より高い設定回転数まで上
   昇した時、エアモータへの空気供給を停止することを特
   徴とする内燃機関のエアモータ始動方法。