JPH0618063Y2 - メカニカルオートデコンプ装置付エンジン始動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はデコンプ装置が付設されたディーゼルエンジン
等の高圧縮比エンジンにおける始動装置に関するもので
ある。

従来技術 一般にディーゼルエンジンのような高圧縮比のエンジン
の場合、始動時にセルモータ等に過負荷が加わり、必要
以上にバッテリを消耗するなどの欠点を有するので、こ
の点を解消するため始動時においてエンジンを減圧（デ
コンプ）状態とすることが行われている。

そこで従来始動時においてエンジン回転数が所定回転数
に到達するまでデコンプ状態を維持し、エンジン回転数
が所定回転数に到達した後はデコンプ状態を自動的に解
除するように制御するデコンプ装置付エンジンの始動装
置の例（特公昭52-7103号，実開昭52-135740号）が提案
されている。

特公昭52-7103号記載の従来例の場合、燃料レバーを半
開にし、スイッチロッドを押し込むことにより、後は自
動的に予熱，デコンプ，セル始動，デコンプ解除，エン
ジン始動，スイッチ戻り等の過程を行うようにし、さら
にセルモータの焼損防止回路も設けてある。

ここにデコンプ解除はエンジンの回転により発電される
ジェネレータの電流により、所定エンジン回転数になっ
た時を検知して行っている。

また、モータ焼損防止回路は、セルモータの連続使用が
セルモータの焼損およびバッテリの過放電の原因となる
のでこれを防止する回路であり、スイッチロッドを押す
ことにより予熱が開始するとともにパイロットヒータに
電流が流れ同パイロットヒータの熱によりある所定時間
（約20秒）経過後にバイメタルスイッチが作動し、スイ
ッチロッドを元に戻しセルモータへの通電を断ち、最初
の状態にする。

すなわちセルモータの連続使用はせいぜい20秒程度にと
どめるようにしてセルモータの焼損およびバッテリーの
過放電を防止しようとするものである。

考案が解決しようとする問題点 しかるにセルモータが20秒も連続使用されるのは、デコ
ンプ状態を解除してエンジン始動する程度までエンジン
回転数がなかなか到達しない場合であり、このとき、パ
イロットヒーターの熱により動作するバイメタルスイッ
チによってセルモータへの通電を切るのは問題がある。

なぜならば一度エンジンを始動させ、その直後エンジン
を停止させ再びエンジン始動をさせるような場合、スイ
ッチロッドを押しパイロットヒータに通電がなされる
と、バイメタルスイッチは前にエンジン始動させた際の
熱が残存している可能性があり、そのために通電後20秒
経過する前に、バイメタルスイッチが作動してしまいス
イッチロッドが元に戻され、結局エンジン始動ができな
いおそれがある。

一度このようなことが起ると、何度スイッチロッドを押
しても、ますますバイメタルスイッチに熱がこもり、直
ぐにスイッチロッドは元に戻ってしまい、結局エンジン
は始動不能となる。

したがってかかる場合は、しばらくエンジン始動を見合
わせ、バイメタルスイッチにこもった熱が放熱されるま
で待たなくてはならない。

このような事態が生じるのは主にバッテリの充電が不足
している場合に多いであろうが別に何らかの原因でバイ
メタルスイッチに熱が残存されるような時には放熱され
ない限りエンジンは始動できない。

またさらに、エンジンの回転数を検出してデコンプ装置
を電気的に動作させる機構であるためバッテリの充電不
足が進行した場合、リコイルスタータ等が併設してあっ
ても手動による始動は不可能になってしまう。

そこでこのような欠点を解消するものとして本願に係る
考案者は別途次のような発明を出願している（同日出願
の特開昭63-173848号公報）。

すなわちセルモータ始動後所定時間経過した時のエンジ
ン回転数を検出して、同エンジン回転数が所定回転数に
到達していないときはバッテリー不足等で始動させるこ
とができないと判断して直ちにセルモータへの通電を停
止するようにして、それ以上のバッテリの過放電および
セルモータの焼損を防止しようとするものでありこれを
第４図に図示し説明する。

一点鎖線で示す１はセルモータ制御ユニットであり、ク
ランク軸に連動して回転するリングギア３の回転を検知
するピックアップコイル４およびスタータスイッチ２か
らの信号を入力し、セルモータ５への通電を制御するマ
グネットスイッチ６のコイルへの出力を制御している。

なお、７はセルモータ５およびセルモータ制御ユニット
１等への電力供給を行っているバッテリであり、前記ス
タータスイッチ２の一方の接点および前記マグネットス
イッチ６の一方の接点に接続されている。

セルモータ制御ユニット１は大きく３つのブロックに分
割でき、破線で示す10はエンジンの回転数を検出する回
転検出回路であり、20は時間を計時するタイマー回路で
あり、30は前記マグネットスイッチ６を駆動させるドラ
イブ回路である。

まず回転検出回路10は、前記ピックアップコイル４にダ
イオード11が接続され、同ダイオード11が抵抗Ｒ_１12お
よびコンデンサＣ_１13の平滑回路を介してエミッタ接地
のトランジスタＴ_１14のベース端子に接続され、同トラ
ンジスタＴ_１14のコレクタ端子は抵抗15を介して前記ス
タータスイッチ２に接続されるとともにドライブ回路30
に信号を出力している。

すなわちピックアップコイル４に表われたエンジン回転
数に対応するパルス電圧を平滑回路で平滑した電圧値に
よりトランジスタＴ_１14をＯＮ，ＯＦＦ制御しているも
ので、該電圧値は抵抗Ｒ_１12，コンデンサＣ_１13の値に
より決定される。

本実施例ではこの電圧値をデコンプ状態を解除する所定
エンジン回転数に対応して設定している。

したがってエンジンがデコンプ状態を解除する所定回転
数以上であるときに、トランジスタＴ_１14は導通状態と
なっている。

なお、デコンプ装置としてはエンジンの回転数が所定値
に達したときに重錘の遠心力等によりデコンプ状態を解
除するもの、いわゆるメカニカルオートデコンプ装置を
使用している。

次にタイマー回路20は、前記スタータスイッチ２に抵抗
Ｒ_２21およびコンデンサＣ_２22からなる積分回路を経て
ツェナーダイオード23を介してエミッタ接地のトランジ
スタＴ_２24のベースに接続されている。

したがってスタータスイッチ２がＯＮして抵抗Ｒ_２21，
コンデンサＣ_２22により決まる時定数で徐々に上昇する
電圧がツェナーダイオード23で決まる一定電圧に達した
ときにトランジスタＴ_２24がＯＮする。

すなわちスタータスイッチ２がＯＮされた後所定時間経
過したときにトランジスタＴ_２24が導通状態となる。

次にドライブ回路30は、前記回転検出回路10のトランジ
スタＴ_１14の出力であるコレクタ端子がトランジスタＴ
_３31のベース端子に接続され、同トランジスタＴ_３31の
エミッタ端子は接続タイマー回路20のトランジスタＴ_２
24のコレクタ端子に接続されており、スタータスイッチ
２の一方の接点から抵抗32を介してトランジスタＴ_３31
とトランジスタＴ_２24とが直列接続された構成をしてい
る。

そして抵抗32に接続されたトランジスタＴ_３31のコレク
タ端子は次段のエミッタ接地トランジスタＴ_４33のベー
ス端子に接続されていて、同トランジスタＴ_４33のコレ
クタ端子は前記スタータスイッチ２の一方の接点との間
でリレー34のコイルと接続されている。

同リレー34の一方の接点はスタータスイッチ２の一方の
接点と接続されるとともに、他方の接点はドライブ回路
30の出力として前記マグネットスイッチ６のコイルに接
続されている。

したがってトランジスタＴ_３31またはＴ_２24が非導通状
態においては、スタータスイッチ２がＯＮすると、トラ
ンジスタＴ_４が導通し、リレー34のコイルを励磁して接
点をＯＮし、さらに次段のマグネットスイッチのコイル
を励磁して接点をＯＮし、よってセルモータ５を始動さ
せる。

トランジスタＴ_３31およびＴ_２24が同時に導通状態にな
ったときに、トランジスタＴ_４が非導通となり、リレー
34の接点およびマグネットスイッチ６の接点がＯＦＦし
てセルモータ５は駆動を停止する。

本回路は以上のように構成されているので、まずスター
タスイッチ２がＯＮされると、タイマー回路20が作動を
始めるとともに、マグネットスイッチ６がＯＮしてセル
モータ５が始動しはじめる。

セルモータ５の駆動によりリングギヤ３が回転し始め、
ピックアップコイル４によってエンジン回転数が検出さ
れる。

そしてタイマー回路20において所定時間経過すると、ト
ランジスタＴ_２24が導通状態となり、このときエンジン
回転数が所定回転数に達していれば、トランジスタＴ_１
14が導通して次段のトランジスタＴ_３31は非導通状態に
あるので結局トランジスタＴ_４33は導通状態にあってセ
ルモータ５には通電が持続される。

なおこのときは、エンジン回転数はデコンプ状態を解除
するにたりる回転数に達しているので、コンプ状態とさ
れてエンジンが始動される。

したがって運転者はエンジン始動を確認してスタータス
イッチ２を切り、セルモータ５は停止される。

しかるにスタータスイッチ２がＯＮされてから所定時間
経過し、トランジスタＴ_２24が導通状態になったとき
に、エンジン回転数が所定回転数に達していない場合に
は、トランジスタＴ_１は非導通でトランジスタＴ_３31は
導通状態にあるので、トランジスタＴ_３31およびトラン
ジスタＴ_２24がともに導通状態にあるのでトランジスタ
Ｔ_４33は非導通となり、リレー34，マグネットスイッチ
６がＯＦＦとされ、セルモータ５は駆動を停止する。

このようにしてバッテリの過放電およびセルモータの焼
損防止が図られている。

しかるにスタータスイッチ２をＯＮし、所定時間経過し
た後エンジン回転数が所定回転数に達しているにも拘ら
ず偶々エンジンが始動しなかったような場合に、スター
タスイッチ２を一旦ＯＦＦして再度ＯＮ操作をすること
を繰り返すことがある。

かかる場合に、前記第４図のタイマー回路におけるコン
デンサＣ_２22の一端に電位Ｖｃの変化をエンジン回転数
とともに図示すると第５図のようになる。

時間ｔ＝０でスタータスイッチ２をＯＮしたとすると、
抵抗Ｒ_２とコンデンサＣ_２と決まる時定数で徐々にコン
デンサ電圧Ｖｃは上昇し、ツェナーダイオード23の降伏
電圧（トランジスタＯＮ電圧Ｖｔ）に至るまでの時間ｔ
αを経過した時点ｔ＝ＴでトランジスタＴ_２24を導通状
態とし以後一定電圧を保ち、このときエンジン回転数Ｎ
が所定回転数Ｎ_１を越えていれば、デコンプ状態は解除
され、エンジンは始動されるはずであるが偶々始動しな
かった場合、ｔ＝Ｔ_０でスタータスイッチ２を開きＯＦ
Ｆとしたのちｔ＝Ｔｃで再度スタータスイッチ２をＯＮ
したとする。

ｔ＝Ｔ_０でスタータスイッチ２がＯＦＦされるとエンジ
ン回転数Ｎは瞬時に降下するとともにコンデンサＣ_２22
に充電された電荷が自然放電され、この自然放電時間ｔ
βは回路分布定数に依存している。

この自然放電時間ｔβ内のｔ＝Ｔｃで再びスタータスイ
ッチ２がＯＮされると、コンデンサＣ_２22の自然放電途
中で、再び電荷が蓄積されることになるので、コンデン
サＣ_２22の電圧ＶｃがトランジスタＯＮ電圧Ｖｔに至る
時間ｔγは、最初コンデンサＣ_２22をＯＮした後Ｖｔに
至るまでの所定時間ｔαにより短かくなる。

したがって例えばセルモータ５が十分所定回転数Ｎ_１ま
で回転する能力があっても、この時間ｔγ内に所定回転
数Ｎ_１になるのは困難であり、よってｔ＝Ｔｃ＋ｔγで
セルモータ５への通電が停止され、デコンプ状態は解除
されず結局エンジンの始動はできないことになる。

したがってかかる場合に再度エンジンを始動操作する場
合にはスタータスイッチ２をＯＦＦしたのちコンデンサ
の自然放電時間ｔβを経過するまでスタータスイッチ２
のＯＮ操作を待たなければならない。

問題点を解決するための手段および作用 本考案はかかる点に鑑みなされたものであり、エンジン
の回転数が所定回転数に到達したときに、遠心力によっ
てデコンプ状態を自動的に解除してコンプ状態とするメ
カニカルオートデコンプ装置付エンジンの始動装置にお
いて、エンジンの回転数を検出する検出回路と、セルモ
ータ始動スイッチＯＮ時から駆動し所定時間の経過を計
時する抵抗ＲおよびコンデンサＣの組合せに係るＣＲタ
イマー回路と、セルモータ始動スイッチＯＦＦと同時に
前記ＣＲタイマー回路のコンデンサＣの放電を強制的に
行うタイマー復帰回路と、前記ＣＲタイマー回路により
計時された時間が前記セルモータ始動スイッチＯＮから
所定時間を経過した時に前記検出回路により検出された
エンジンの回転数が所定値以下であるときには前記セル
モータへの通電を遮断する制御手段とを備えたことを特
徴とするものである。

したがってバッテリー不足等に起因してセルモータの回
転をデコンプ解除回数近くまで上げられないと判断した
ときは直ちにセルモータへの通電を強制的に遮断して、
それ以上のバッテリーの過放電、および長時間通電によ
るセルモータの焼損防止を行うことができる。

さらに、エンジン始動失敗時にくり返し始動する場合に
おいて、一度セルモータの始動スイッチをＯＦＦし、直
ちに再びセルモータの始動スイッチをＯＮしても、ＣＲ
タイマー回路のコンデンサに蓄電された電荷はタイマー
復帰回路によってセルモータ始動スイッチＯＦＦと同時
に瞬時に強制放電されるので、ＣＲタイマーが再び駆動
するときは最初の状態と同じく電荷零から充電されてい
くので常に一定の所定時間の計時がなされ、常に同レベ
ルのタイミングでエンジン始動が可能な状態であるか否
かを判別することができる。

従ってセルモータ始動スイッチが繰り返しＯＮ，ＯＦＦ
なされる場合においても常に安定したタイミングで判別
することができる。

実施例 以下第１図および第２図に図示した本考案に係る実施例
について説明する。

第１図は本実施例のデコンプ装置付エンジンに適用した
エンジン始動制御回路であり、デコンプ装置としては、
図示していないが、エンジンの回転数が所定値に達した
ときに、重錘の遠心力でデコンプ状態を解除する、例え
ば実開昭59-43603号公報に示されているようなものをメ
カニカルオートデコンプ装置として使用している。

そしてこのエンジン始動制御回路は前記第４図に図示し
た回路のうち、タイマー回路20にタイマー復帰回路40を
付加したものであり、その他の回路は前記第４図図示の
回路と同様である。

タイマー復帰回路40はリレー41とダイオード44からな
り、リレー41のコイル42は一端をスタータスイッチ２の
一方の端子に接続され、他端を接地され、ダイオード45
が並列に介装されている。

またリレー41の接点43の一方の接点は抵抗Ｒ_２21，コン
デンサＣ_２22との接続線にダイオード44を介して接続さ
れ、他方の接点は設置されていて、通常接点は短絡され
ているノーマルクローズの接点である。

以上のように回路構成がなされているので、スタータス
イッチ２がＯＮすると、コイル42が励磁され接点43がＯ
ＦＦするのでＣＲタイマー回路においてコンデンサＣ_２
22に充電され、徐々に電荷が蓄積されていく。

第２図に示すようにコンデンサ電圧Ｖｃは徐々に上昇す
る。

そして所定時間ｔα経過後、ＶｃがトランジスタＯＮ電
圧Ｖｔに至り、エンジン回転数が所定回転数Ｎ_１を越え
ているにも拘らず偶々エンジンが始動しなかったとして
ｔ＝Ｔ_０においてスタータスイッチ２をＯＦＦしたとす
ると、セルモータへの通電は停止して回転数が瞬時に下
降するとともに、リレー41のコイル42が消磁されて接点
43が短絡されコンデンサＣ_２22に充電された電荷はダイ
オード44，接点43を介して瞬時に放電され、コンデンサ
電圧Ｖｃは零となる。

したがってその後ｔ＝Ｔｃで直ちにスタータスイッチ２
をＯＮしてもコンデンサＣ_２22への充電はＶｃ＝０から
開始されるので、トランジスタＯＮ電圧Ｖｔに至るまで
の時間ｔαは最初の場合と変わりなく、万一、この時間
ｔαが経過した時点でエンジン回転数が所定回転数Ｎ_１
に達していないときにはセルモータへの通電は直ちに遮
断される。

このようにスタータスイッチ２のＯＮ，ＯＦＦが短時間
の間に繰り返されたとしても常にタイマー回路は一定の
所定時間ｔαを検出し、安定な検出時間をもってエンジ
ン始動制御を行うことができる。

次に別のタイマー復帰回路の例を第３図に示す。

同図はタイマー回路部分のみを図示したものであり、こ
の実施例におけるタイマー復帰回路50は、抵抗Ｒ_２21の
両端子ａ，ｂに接続されている。

端子ａはダイオード51，抵抗52を介して接地され、端子
ｂはダイオード53を介してコレクタ接地のトランジスタ
Ｔ_５54のエミッタ端子に接続され、同エミッタ端子はさ
らに抵抗55を介してダイオード51のアノード端子に、ベ
ース端子はダイオード51のカソード端子にそれぞれ接続
されている。

したがってスタータスイッチ２がＯＮしてコンデンサＣ
_２22を充電しはじめると、端子ａの電位が端子ｂの電位
より高い状態にあるのでトランジスタＴ_５54はＯＦＦ状
態でコンデンサＣ_２の充電電圧がトランジスタＯＮ電圧
Ｖｔに至ると、トランジスタＴ_２24を導通させる。

そしてスタータスイッチ２をＯＦＦしたときは、端子ａ
の電位が端子ｂの電位より低くなり、コンデンサＣ_２22
の充電電圧により、ダイオード53を介して抵抗55に電流
が流れるので、トランジスタＴ_５54は導通状態となり、
同トランジスタＴ_５54を介してコンデンサＣ_２22に蓄え
られた電荷は瞬時に放電される。

したがって前記実施例と同様の働きをする。

考案の効果 本考案によれば、セルモータ始動後所定時間経過した時
のエンジン回転数を検出して、このエンジン回転数が所
定回転数に到達していないときには、バッテリー不足等
で始動させることができないと判断して直ちにセルモー
タへの通電を停止するようにしてそれ以上のバッテリー
過放電等を防止することが可能になる。

またセルモータを自動停止することでバッテリ充電不足
を運転者に知らせることができる。

また、本考案の始動装置はデコンプ装置と相互に連携し
て制御動作されるものでなくそれぞれが別個に独立して
機能するように構成してあるため、従来のリコイル始動
装置と置き換えて、あるいは併設して組み込むことがで
きるのでメカニカルオートデコンプ装置付エンジンの汎
用性を高めることができる。

そして特に、リコイルスタータを併設する場合には、バ
ッテリー不足と判断された時点で作業者がリコイル始動
装置による手動操作に切り換えてエンジン始動させるこ
とができ、リコイルスタータ併設型エンジンの特徴をよ
り発揮させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係る一実施例のエンジン始動制御回路
を示す図、第２図は同回路のうちＣＲタイマー回路にお
けるコンデンサ充電電圧の変化とエンジン回転数の変化
を示す図、第３図は別の実施例のＣＲタイマー回路部分
を示す図、第４図は従来のエンジン始動制御回路を示す
図、第５図は同回路のうちＣＲタイマー回路におけるコ
ンデンサ充電電圧の変化およびエンジン回転数の変化を
示す図である。 １…セルモータ制御ユニット、２…スタータスイッチ、
３…リングギア、４…ピックアップコイル、５…セルモ
ータ、６…マグネットスイッチ、７…バッテリ、 10…回転検出回路、11…ダイオード、12…抵抗Ｒ_１、13
…コンデンサＣ_１、14…トランジスタＴ_１、15…抵抗、 20…タイマー回路、21…抵抗Ｒ_２、22…コンデンサ
Ｃ_２、23…ツェナーダイオード、24…トランジスタ
Ｔ_２、 30…ドライブ回路、31…トランジスタＴ_３、32…抵抗、
33…トランジスタＴ_４、34…リレー、 40…タイマー復帰回路、41…リレー、42…コイル、43…
接点、44,45…ダイオード、 50…タイマー復帰回路、51…ダイオード、52、53…抵
抗、54…トランジスタＴ_５、55…抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転数が所定回転数に到達した
   ときに、遠心力によってデコンプ状態を自動的に解除し
   てコンプ状態とするメカニカルオートデコンプ装置付エ
   ンジンの始動装置において、エンジンの回転数を検出す
   る検出回路と、セルモータ始動スイッチＯＮ時から駆動
   し所定時間の経過を計時する抵抗ＲおよびコンデンサＣ
   の組合せに係るＣＲタイマー回路と、セルモータ始動ス
   イッチＯＦＦと同時に前記ＣＲタイマー回路のコンデン
   サＣの放電を強制的に行うタイマー復帰回路と、前記Ｃ
   Ｒタイマー回路により計時された時間が前記セルモータ
   始動スイッチＯＮ時から所定時間を経過した時に前記検
   出回路により検出されたエンジンの回転数が所定値以下
   であるときには前記セルモータへの通電を遮断する制御
   手段とを備えたことを特徴とするメカニカルオートデコ
   ンプ装置付エンジン始動装置。