JPH0633753B2 - エンジンの始動補助装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの始動を円滑に行う始動補助装置に
関する。

［従来の技術］ 従来この種のエンジンの始動補助装置は、例えばディー
ゼルエンジンの場合、エンジンの始動時にグロープラグ
を赤熱させ、燃焼ノズルよりグロープラグの加熱部に燃
料を噴射して半燃焼させ、エンジン始動時のクランキン
グ時間（スターターモータの通電が開始されてからエン
ジンが起動するまでの時間）を短くするグロータイマー
が設けられていた。また、エンジンの始動後、エンジン
が暖機されて回転が円滑となるまでの一定時間、グロー
プラグを加熱し、不完全燃焼を抑え、排煙の吐出を低減
するように設けられていた。

［発明が解決しようとする問題点］ スターターモータの通電には、大電流が必要とされるた
め、クランキング（スターターモータの通電）が長く行
われると車両用電源であるバッテリの放電量が多くな
り、バッテリの寿命が短くなる。特に寒冷地において
は、エンジン始動時のクランキング時間が長くなる傾向
があるため、クランキング時間をより一層短縮させる要
望があるが、上記に示すグロータイマーの構造では、現
状のクランキング時間を短縮させるのは困難である。ま
た、寒冷地などでは、エンジンの始動直後にアフターグ
ローが行われても排煙が吐出するため、排煙を低減させ
る要望がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、エンジン始動時のクランキング時間を短縮すると共
に、エンジン始動直後における不完全燃焼を抑えること
のできるエンジンの始動補助装置の提供にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成すべく本発明のエンジンの始動補助装置
は、車両用電源と、エンジンに装着されたグロープラグ
と、前記エンジンの燃焼室に供給される空気の加熱を行
う電熱式のエアヒータと、前記グロープラグと前記エア
ヒータとを並列接続するとともに、該並列接続された前
記グロープラグおよび前記エアヒータを前記車両用電源
と直列接続する第１接続手段と、前記車両用電源、前記
グロープラグおよび前記エアヒータ直列接続する第２接
続手段と、前記エンジン始動前の予備加熱時、およびク
ランキング時に前記第１接続手段を投入し、前記エンジ
ンの完爆後の所定時間、前記第２接続手段を投入する制
御装置とから構成される。

［作用および発明の効果］ エンジン始動前の予備加熱、クランキング時に第１接続
手段を投入し、グロープラグを急速加熱すると共に、エ
アヒータを急速加熱して燃焼用空気の加熱を行うことに
より、グロープラグの加熱と燃焼用空気の加熱による相
乗作用でエンジンの燃焼効率が向上し、クランキング時
間を大幅に短縮することができる。

エンジンの起動後の所定時間、第２接続手段を投入する
ことにより、グロープラグに供給される電流量は減少さ
れるがエアヒータによる燃焼用空気の加熱が行われるた
め、従来のアフターグローに比較して燃焼効率が向上
し、エンジン始動直後の回転をより円滑にすると共に、
排煙をさらに低減させることができる。またグロープラ
グとエアヒータとが直列に通電されるため、車両用電源
の消費電流を低く抑えることができ、長時間のアフター
グローに対し、非常に有利となる。

［実施例］ つぎに本発明のエンジンの始動補助装置を図に示す一実
施例に基づき説明する。

第１図は本発明のエンジンの始動補助装置の一実施例を
示す電気回路図である。

1は車両用電源であるバッテリを示す。 2は非通電のOF
F 接点、車両通電用スイッチであるON接点、該ON接点の
通電を継続しながら図示しないセルモータを通電するST
接点を有し、車両乗員の操作し易い位置に設けられたキ
ースイッチを示す。

3は第２図に示す如く、ディーゼルエンジン4 のシリン
ダヘツド41に装着され、発熱部31が燃焼室42内で燃料噴
射ノズル43の噴出した燃料を加熱する急速昇温用のグロ
ープラグを示す。 5は第２図に示す如く、燃焼室42に燃
焼用の空気を供給するエアインテークマニホールド44の
集合部とエアフィルタ45との間に装着され、燃焼用の空
気を加熱する電熱式のエアヒータを示す。このエアヒー
タ5 は、第３図および第４図にも示す如く、通電される
ことにより発熱するニクロム材よりなり、蛇腹状に複数
回曲折して設けられた帯状の発熱体51と、該発熱体51と
の曲折部とされる両端を支持するアルミナなどの絶縁材
料よりなる絶縁部52と、内部に設けられた空気流通穴53
に発熱部51が配置されるよう絶縁部52を保持し、エアイ
ンテークマニホールド44とエアフィルタ45の間に装着さ
れるアルミニウム合金よりなるアルミニウムハウジング
54と、該アルミニウムハウジング54内で絶縁部52が移動
しないように絶縁部52を保持する板ばね55と、アルミニ
ウムハウジング54と通電しないようにアルミニウムハウ
ジング54との間に絶縁ベース56を介して設けられ、アル
ミニウムハウジング54の外部と発熱体51の端部とを通電
させる２つの接続端子57とから構成される。 6および 7
は、グロープラグ3 およびエアヒータ5 を急速に、且つ
高温に昇温させる目的で、グロープラグ3 およびエアヒ
ータ5 を並列に接続すると共に並列に接続されたグロー
プラグ3 およびエアーヒータ5 をバッテリ1 と通電させ
る第１常開接点6a、第１リレー用コイル6bおよび第２常
開接点7a、第２リレー用コイル7bからなる本発明の第１
接続手段である第１スイッチおよび第２スイッチを示
す。 8はグロープラグ3 が所定温度に昇温した後、その
温度を維持させる目的で、エアヒータ5 を介して限定さ
れた電流をグロープラグ3 に供給する第３常開接点8a、
第３リレー用コイル8bからなる本発明の第２接続手段で
ある第３スイッチを示す。 9は制御装置を示し、キース
イッチ2 のON接点、ST接点、バッテリ1 が充電されるこ
とによりONされるレギュレータの充電検知端子91、エン
ジン冷却水の水温が所定温度以上（例えば50℃）でONさ
れる水温センサスイッチ92、車両停止時にONとされる車
速センサスイッチ93を入力し、上記リレー用コイル6b、
7b、8b、車両乗員に確認される位置に取付けられた始動
表示ランプ94を通電制御するように設けられている。

つぎに上記制御装置9 の作動を第５図に示すタイムチャ
ートと共に説明する。

キースイッチ2 を図中１点鎖線Ａに示す時間でON接点に
設定することにより始動表示ランプ94、第１リレー用コ
イル6bおよび第２リレー用コイル7bの通電が開始され
る。これによりグロープラグ3 およびエアヒータ5 は急
速に加熱される。制御装置9 に設けられたタイマー回路
の作動によりグロープラグ3 が 900℃〜1100℃に加熱さ
れるまでの所定時間ｔ_１が経過すると、始動表示ランプ
94が消灯し、運転者がキースイッチ2 をST端子に投入
し、クランキングを開始するよう指示を与える。キース
イッチ2 を図中１点鎖線Ｂに示す時間でON接点からST接
点に接続すると、図示しないスターターモータが通電さ
れてエンジン4 のクランク軸に連結されたスタータ用の
フライホイールが回転し、燃料噴射ノズル43よりクラン
ク軸の回転角に応じて燃料が燃焼室42内へ噴射される。
フライホイールが回転することによりエアヒータ5 によ
り加熱された空気が燃焼室42内に流入すると共に、グロ
ープラグ3 が燃焼室42内に噴射された燃料を半燃焼させ
るため、燃料の燃焼効率が向上し、例えば第６図に示す
如く、グロープラグ3 の通電のみ（図中１点鎖線Ｃ）に
よる始動補助に比較して、グロープラグ3 とエアヒータ
5 の通電（図中実線Ｄ）の方がクランキング開始からエ
ンジン起動までのクランキング（完爆）時間が少なくて
すむ。例えば、図中１点鎖線Ｅに示す時間でエンジン4
が起動するオルタネータの発電により充電検知端子91が
バッテリ側にONされ、チャージランプ95が消灯し、運転
者にエンジン4 が起動したことを知らせる。図中１点鎖
線Ｆに示す時間で運転者がキースイッチ2 をST接点から
ON接点に設定すると、第１リレー用コイル6bおよび第２
リレー用コイル7bが非通電となり、グロープラグ3 およ
びエアヒータ5 への大電流の供給が停止される。制御装
置9 に設けられたタイマー回路の作動によりキースイッ
チ2 がST接点からON接点に設定されて所定時間ｔ_２が経
過すると、第３リレー用コイル8bの通電が開始される。
この第３リレー用コイル8bの通電は、制御装置9 に設け
られたアフターグロータイマー回路の作動によりエンジ
ン4 が暖機されるまでの所定時間ｔ_３の間継続される。
第３リレー用コイル8bの通電によりグロープラグ3 に
は、エアヒータ5 を介して制限された電流が供給され、
キースイッチ2 をST接点に設定した状態より低い温度と
されたグロープラグ3 でエンジン起動直後のアフターグ
ローを行う。このアフターグロー中もエアヒータ5 は通
電され、エアヒータ5 に加熱された空気が燃焼室42に供
給されるため、エンジン始動直後の不完全燃焼が抑えら
れ、グロープラグ3 のみによるアフターグローよりさら
に排煙を低減し、エンジン4 が円滑に回転する。なお、
図中実線Ｇはグロープラグ3 の温度を示し、図中実線Ｈ
はエアヒータ5 の温度を示す。ST接点の設定後にエアヒ
ータ5 の温度が下降するのは、燃焼室42に供給される燃
焼用空気に熱を奪われるためである。

第７図に本発明の他の実施例を示す。なお、前記実施例
に示した符号と、本実施例の符号と同符号は同一機能物
を示す。

本実施例は前記実施例の第２常開接点7aと第３常開接点
8aとを共通な切換手段10としたものである。この切換手
段10は、上述の第３リレー用コイル8bに制御され、該第
３リレー用コイル8bがOFF 状態の時、グロープラグ3 と
エアヒータ5 とを並列に接続し、第３リレー用コイル8b
がON状態の時、グロープラグ3 とエアヒータ5 とを直列
に通電するものである。この実施例を用いることにより
前記実施例の第２リレー用コイル7bを廃止することがで
きる。

上記実施例では、グロープラグとエアヒータとを並列に
通電するか、グロープラグとエアヒータ5 とを直接に通
電するか、あるいはグロープラグとエアヒータの両方を
通電しない例を示したが、エアヒータのみの通電、ある
いはグロープラグのみの通電が行われるように設定し、
車両の環境温度に応じ、寒冷地では、上記実施例の如く
制御を行い、温暖な所ではアフターグローの際、グロー
プラグあるいはエアヒータのみの通電を行うように設け
ても良い。なおその場合、環境温度に応じて手動切換、
自動切換されるように設けても良い。

上記実施例では本発明を直接噴射式のディーゼルエンジ
ンに適用した例を示したが、予燃焼室式や渦室式のディ
ーゼルエンジン、アルコールエンジンなど他のエンジン
に適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御装置の電気回路図、第２図はグロープラグ
およびエアヒータの取付状態を示すディーゼルエンジン
の部分断面図、第３図はエアヒータの上面図、第４図は
エアヒータの側面図、第５図は制御装置の作動を示すタ
イムチャート、第６図は環境温度によるクランキング時
間の変化を表したグラフ、第７図は制御装置の他の実施
例を示す電気回路図である。 図中 1……バッテリ、 3……グロープラグ、 4……デ
ィーゼルエンジン、 5……エアヒータ、 6……第１スイ
ッチ、 7……第２スイッチ、 8……第３スイッチ、 9…
…制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用電源と、 エンジンに装着されたグロープラグと、 前記エンジンの燃焼室に供給される空気の加熱を行う電
   熱式のエアヒータと、 前記グロープラグと前記エアヒータとを並列接続すると
   ともに、該並列接続された前記グロープラグおよび前記
   エアヒータを前記車両用電源と直列接続する第１接続手
   段と、 前記車両用電源、前記グロープラグおよび前記エアヒー
   タを直列接続する第２接続手段と、 前記エンジン始動前の予備加熱時、およびクランキング
   時に前記第１接続手段を投入し、前記エンジンの完爆後
   の所定時間、前記第２接続手段を投入する制御装置とか
   らなるエンジンの始動補助装置。