JPS61252870A - 内燃機関の起動補助システム - 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］ 本発明はジーぜルエンジンの如き、燃料着火用の電気的
予熱装置を備えた内燃機関の該予熱装置の作動制御用回
路に関する。

［従来の技術］ ジーゼルエンジンのように燃料着火用の電気的予熱装置
としてのグロープラグが数句けられている内燃機関では
、燃料の爆発的燃焼を行わせるためのエンジンシリンダ
ー室に連接させて燃料の予熱および予備燃焼用の副燃焼
室が設けられており、この副燃焼室内に配置されている
グロープラグをエンジン始動の直前に赤熱させたうえ、
この赤熱プラグに燃料を噴射して着火させ、一旦エンジ
ンが起動した後は燃料混合気の圧縮熱と燃焼熱によって
爆発的燃焼を継続させるように構成されている。

そして最近ではエンジンが始動した後も任意の一定時間
の間グロープラグへの通電を引ぎ続いて行う、いわゆる
グロープラグのアフターグローが行われるようになって
いる。アフターグローを行うことの効果は、起動直後の
燃焼不安定状態によってエンストが引き起こされたり、
排気ガス中に白煙が生じたりすることが防止される点に
ある。

このようなアフターグ〇−の開始はエンジンの起動信号
に基づいて行われるべきものであるが、このエンジン起
動を検知する方法として、従来はボルテージレギュレー
タの出力端子が低電圧供給から高電圧供給側に切替わっ
たことを電気的に検知するか、またはエンジンキースイ
ッチがＳＴ接点からＯＮ接点の切替わったことを電気信
号としてとらえる方法によっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のエンジン起動検知方法として、前者のボルテージ
レギュレータの出力端子の切替わりを検出する方式では
、運転者がエンジン完爆を感知してエンジンキースイッ
チをＳＴ接点からＯＮ接点に切替えた際、直ちに電気回
路の働きによってボルテージレギュレータの出力端子の
切替接点が低電圧供給側から高電圧供給側に反転すべき
であるのに、現実にはこの反転に時間遅れを生ずる傾向
があり、この遅延時間中はアフターグローが行われない
のでエンストを起こす可能性が少なくなかった。

また後者のエンジンキースイッチがＳＴ接点からＯＮ接
点に切替えられたことを電気的に検知する方法によると
、エンジンが・一旦起動した後にエンストが起こった場
合にもこれを感知することができず、すでに開始されて
いるアフターグローがそのまま継続されるので、グロー
プラグが噴射燃料による冷却作用を受けることができな
いために過熱して熱脆損を受ける可能性が高かった。

本発明は、エンジンキースイッチの操作によって、一旦
起動されたエンジンがエンストを起こした場合には確実
にこれを検知してグロープラグのアフターグローを中断
させることのできる、そして極力簡単な構成を備えた内
燃機関の起動補助システムを提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明の内燃機関の起動補
助システムは、内燃機関の燃料着火のための電気的予熱
装置への通電用（ＯＮ）接点と、該内燃機関のスタータ
モータへの通電用（ＳＴ）接点とを備えたエンジンキー
スイッチと、前記電気的予熱装置への通電をエンジン起
動後も一定時間継続させるための、前記ＳＴ接点から０
１４接点へ切替った時にスタートされる通電延長用タイ
マと、前記内燃機関によって駆動される発電機の励磁コ
イルに高電圧または低電圧電流を切替え供給するための
出力端子を備えたゼネレータ用ボルテージレギュレータ
と、前記ＳＴ接点からの入力によりスタートされ該レギ
ュレータ出力端子が一旦高電圧供給側に切替わった後に
再び低電圧供給側に切替わった時に前記通電延長用タイ
マをストップさせるためのエンジンストップ検出回路と
からなる構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 上記の如き構成からなる本発明の内燃機関の起動補助シ
ステムは、エンジンキースイッチを電気的予熱装置（例
えばグロープラグ）の予熱作動用接点であるＯＮ接点か
らＳＴ接点に切替えることによってエンジンストップ検
出回路がスタートされる。

ＳＴ接点への切替操作によってエンジンが起動するのに
伴ってボルテージレギュレータの出力端子の供給電圧切
替接点は低電圧側から高電圧側に反転し、ＳＴ接点から
ＯＮ接点へ切替られた時通電延長用タイマがスタートさ
れる。もし、一旦起動後にエンストを起こせば、この出
力端子接点は再び低電圧供給側に逆転するので、この高
電圧側から低電圧側接点への反転信号に基づいて電気回
路が働いて通電延長用タイマがストップされ、電気的予
熱装置への給電がカットされ、その過熱が防止される。

通電延長用タイマのストップのために作動した電気回路
は、エンジン再起動のためにエンジンキースイッチがＯ
Ｎ接点からＳＴ接点に切替えられた際に訂接点からの出
力によりその作動をストップされて次の通電延長用タイ
マストップの機会に備える。

本発明による内燃機関の起動補助シテスムは構成が単純
でありながら、エンジン起動直後に起こりがちなエンス
トを該レギュレータ出力端子が一旦高電圧側に切替った
後に再び低電圧供給側に切替った際に検知することがで
きて、エンストの際に燃料の電気的予熱装置が継続して
作動されている場合（例えばジーゼルエンジンにおける
グロープラグのアフターグロー作動）には、これを確実
に停止させ、予熱装置の過熱による脆損が防止される。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本発明の構成を具体
的に説明する。第１図は自動車用ジーゼルエンジンに本
発明の起動補助システムを適用した第１実施例を説明し
たシステムのブロック図であって、Ａは自己制御型グロ
ープラグであり、この図には並列された２個が示されて
いる。１はエンジン始動用のエンジン：ｔ−スイッチで
あって、ＯＦＦ接点とエンジンのスターターモータ（図
示略）を作動させるのに先立ってグロープラグＡを燃料
着火に必要な温度にまで加熱させるためにグロープラグ
Ａに通電させるためのＯＮ接点と、エンジン始動用のス
ターターモータへの通電用のＳＴ接点とを備えている。

２は自動車エンジン（図示略）によって駆動されるピネ
レータ（図示略）の励磁コイルにその出力電圧に対応さ
せて高圧または低圧の電流を切替供給さけるための、ゼ
ネレータ用ボルテージレギュレータの出力端子、３はエ
ンスト検出回路、４はブリグロータイマで、エンジンキ
ースイッチ１がＯＮ接点に切替えられた時スタートされ
て設定時間の間だけグロープラグＡに通電してこれを所
定温度にまで加熱させる。５はアフターグロータイマで
あって、エンジンキースイッチ１がＳＴ接点からＯＮ接
点に切替えられた時スタートされて、エンジン起動後し
ばらくたってエンジンシリンダ内での燃料混合気の爆燃
が安定するまでの任意の時間の間だけグロープラグ八に
継続的に通電を行う役目を果す。６はエンジン冷却水の
水温センサ、７は車速センサ、８は車速が設定レベル以
下であることを検知するための中速判定回路、９はグロ
ープラグＡに過大な電圧が及ぼされることを防止するた
めの過電圧検出回路、１０はグロープラグＡの予熱状態
をチェックするための予熱ランプ１４をグロープラグＡ
への通電開始後設定時間の間だけ点灯させ続けるための
ランプタイマ、１１と１２はそれぞれグロープラグＡに
設定時間の間通型させるためのグローリレーの接点とそ
の励磁コイル、１３は車載バッテリ電源である。

第２図は本発明システムに組込まれたエンスト検出回路
の回路図であって、４０はオペアンプであり、図中の数
字記号は第１図のそれに対応している。

第３図は上記第１実施例のシステムの作動タイムチャー
トである。

第４図は第１実施例に用いられた自己制御型グロープラ
グ八に代えて通常の急速予熱型グロープラグ八−を使用
した第２実施例についての第１図と同様なシステムのブ
ロック図であり、第５図はこの回路の作動タイムチャー
トであって、１５と１７はそれぞれグロープラグ八−に
設定時間の間通型してこれを予熱くプリグロー）させる
ための第１のグローリレーの接点とその励磁コイルであ
り、１６と１８はそれぞれグロープラグＡ′にエンジン
起動後も設定時間の間継続して通電し続ける（アフター
グロー）のための第２のグローリレーの接点とその励磁
コイルである。また３０は第１のグローリレーの接点１
５への通電の後半時期においてグロープラグＡ′の過昇
温を押さえるために断続的通電を行わせるためのチョッ
ピングタイマであり、３１は第２のグローリレーの接点
１６への通電をエンジンキースイッチ１のＯＮ接点への
切替後エンジン起動までの間に継続的に行わせるだめの
保温タイマである。図中の他の符号は第１実施例のそれ
と共通している。　つぎに上記の第１実施例に示された
グロープラグへの通電制御回路の作動について、第１図
と第２図および作動タイムチャートとしての第３図を参
照しながら説明する。まずエンジンキースイッチ１をＯ
ＦＦ接点からＯＮ接点に切替えることによって、グへ−
プラグ八に設定時間の間だけ通電させて所要温度にまで
加熱させるための予熱用プリグロータイマ４がスタート
されてグロープラグＡへの通電用グローリレーの接点１
１が閉じ、グロープラグＡがある・一定温度に達すると
、予熱用ブリグロータイマ４がストップされ、リレー１
１が開成される（（第３図（ホ）、（ト））。

予熱状態のモニター用の予熱ランプ１４が消灯したこと
を確めた後、エンジンキースイッチ１をＯＮ接点からス
ターターモータ起動用のＳＴ摺接点切替えると、このＳ
Ｔ摺接点らの入力に基づいてエンスト検出回路３がスタ
ートされてグローリレーの接点１１はひきつづき開成維
持される。またＳＴ摺接点らの入力によってオペアンプ
４０のマイナス側入力端子ａの電圧■１が上昇する。こ
のオペアンプ４０の出力端子Ｃはエンスト検出回路３の
エンスト信号送出用出力端子をなしており、コンデンサ
Ｃ１の充電電圧が印加されるプラス側入力端子すの電圧
ＶＣがＶｃ　＜Ｖｌの時、エンスト検出回路３はＬＯ倍
信号、またＶｃ　＞Ｖｌの時Ｈ１信号を出力するように
構成されており、出力端子Ｃが１，０信号を送出してい
る時、グロープラグＡへの通電延長用のアフターグロー
タイマ５の作動は維持され、出力端子Ｃが一旦１（ｉ信
号に切替わるとアフターグロータイマ５の作動をストッ
プされる機能を備えている。

スターターモータの働きによってエンジンが起動したこ
とを確めた後、エンジンキースイッチ１をＳＴ摺接点ら
のＯＮ接点に戻すと、アフターグロータイマ５がスター
トされ、通常のジーゼルエンジンのピネレータ用ボルテ
ージレギュレータの特性として、ぜネレータの始動に伴
ってその出力端子が低電圧供給側から高電圧供給側に直
ちに切替わるべきはずのものが、幾分の時ＩＩＮれ（１
）を経た後に高電圧供給側に切替わる傾向がある（第３
図（ロ））。したがってこの１時間の間はｖｌはツェナ
ー電圧からＶＺＩをＲ５とＲ６で分圧した値にまで降下
するが、Ｖｃ＝Ｏのためエンスト検出回路３の出力はＬ
Ｏ倍信号ひきつづき送出しつづける（第３図（ニ）、（
ハ））。を時間経過直後においてもエンストが起こらな
ければ、レギュレータ出力端子２は高電圧供給側接点に
切替わるので、コンデンサＣ１の充電電圧としてのＶＣ
はは・ぼＲ２とＲ３によって分圧された電圧に上昇し、
■１もダイオードＤ２とＲ４とがはたらいてほぼツェナ
ー電圧にまで上昇する（第３図（ニ））。

そしてＶＣは分圧による電圧降下によりＶｃ＜Ｖｌの関
係が成立して、エンスト検出回路３は継続してｌｏ倍信
号出力しつづける。ただし第２図の回路においてＲ４＜
＜Ｒ５、Ｒ６の条件に設定する。

もしアフターグロータイマ５の作動期間中にエンストが
起こった時には、レギュレータ出力端子２は低電圧供給
側に反転するので、オペアンプ４０のマイナス側入力端
子電圧Ｖ１はツェナー電圧をＲ５′とＲ６によって分圧
された電圧に降下する。

一方、コンデンサＣ１の充電電圧としてのオペアンプ４
０のプラス側入力端子電圧ＶＣはレギュレータ出力端子
２の高電圧供給側から低電圧供給側への反転によりコン
デンサＣ１が放電を開始することになるが、反転当初は
ＶＣは充分に高い電圧に維持されているので、Ｖｃ　＞
Ｖｌの関係が成り立ってエンスト検出回路３の出力信号
は１０からＨｌに反転する（第３図（ニ）、（ハ））。

この時ダイオードＤ３による正帰還作用によってＶｃは
高電圧を維持されてエンスト検出回路３はアフタ−グロ
ータイマ５の作動をストップするためのＨ１信号を送出
し続けるので、このタイマの作動がストップされてグロ
ーリレー１１が開成されることにより、グロープラグＡ
への通電が断たれ、エンスト後も通電を維持することに
よるグロープラグＡの熱的脆損が防止される。

エンストが起こった後、再始動のために再びエンジンキ
ースイッチをＯＮ接点からＳＴ接点に切替えると、前述
の如くしてＶｌはツェナー電圧にまで上昇するが、ＶＣ
はオペアンプ内のトランジスタの電圧降下分と、正帰還
によるダイオードＤ３の順方向電圧降下分だけ降圧され
ているので、Ｖｃ＜Ｖｌの関係に置かれることになって
エンスト検出回路３の出力はｊ−ｏに反転し、当初のＯ
Ｎ接点からＳＴ接点に切替えた時の出発状態に戻る（第
３図（イ）、（ハ）および（へ）参照）。

つぎに上記システムの作動を第１図に示されたブロック
図に基づいて説明する。エンジンを始動させるためにエ
ンジンキースイッチ１をＯＦＦ接点からＯＮ接点に切替
えることによって、ブリグロータイマ４からグロープラ
グＡへの通電信号が出力され、ＯＲゲート２０を経てＡ
ＮＤゲート２１に入力される。このＡＮＤゲート２１の
今一つの入力源であるＮ。

Ｒゲート２２への２つの入力のうちの一方の人力源であ
る重速判定回路８と、他方の入力源であるグロープラグ
Ａへの過電圧検出回路９とは、共に設定レベル以上の信
号入力がない場合合格判定の出力を送出するので、ＡＮ
Ｄゲート２１からの出入によってグロープラグＡへの通
電用グローリレー１１の励磁コイル１２が働いてグロー
リレー１１は閉成され、グロープラグＡの予熱が開始さ
れる。

予熱ランプ１４の消灯を確めてエンジンキースイッチ１
をＯＮ接点からＳＴ接点に切替えると、ＳＴ倍信号より
直接グローリレー１１が閉成されると、エンスト検出回
路３にもＳＴ接点からの出力が加えられ、エンスト検出
回路３は既述のように作動しＳＴ接点からＯＮ接点に切
替ってからアフターグロータイマ５のタイムカウントが
開始され、エンストが発生しない限りアフターグロータ
イマ５にＬＯ倍信号入力し続けてタイマ５のタイムカウ
ントを妨害しないので、アフターグロータイマ５からは
出力信号が中断なく送出されて、この出力信号はＯＲゲ
ート２０を経てＡＮＤゲート２１に入力され、前述の如
きＮＯＲゲート２２の入力条件が充たされる限り、ＡＮ
Ｄゲート２１からの出力によりグロープラグＡのアフタ
ーグローが継続される。もしエンジンが一旦起動しレギ
ュレータ出力端子２が一度ｌ−１ｉになった後にエンス
トが起これば、既述の如くしてエンスト検出回路３はア
フターグロータイマ５にストップのためのＨ１信号を送
り込むので、アフターグロータイマ５からの出力信号が
とだえてＡＮＤゲート２１は少なくともその一方の入力
を失い、グローリレー１１の強制閉成のための信号送出
が停止される。またアフターグロータイマ５の作動期間
中に車速が設定レベル以上に上昇するかまたはグロープ
ラグＡへの供給電圧が過度に上昇すれば、車速判定回路
８または過電圧検出回路９からの出力がとだえるために
ＡＮＤゲート２１の一方の人力が失われるので、エンス
トが起こらなくてもグロープラグＡへの給電が停止され
る。アフターグロータイマ５はエンジン冷却水温センサ
６が設定レベル以上の水温を検出した時にも、この検知
信号に基づいてストップされる。そしてこの水温センサ
６は予熱ランプ１４を設定時間後に消灯させるためのラ
ンプタイマ１０にも同様なストップ信号を送出して予熱
ランプ１４を最低時間のみ点灯させる。。

上記実施例に）ホべた本発明による内燃機関の起動補助
シス・アムの作動上の特徴を要約すれば、エンスト検出
回路３は、レギュレータ出力端子２がエンジンの作動中
を意味する高電圧供給側接点からエンジンの停止または
回転数低下を意味する低電圧供給側接点に切替わったこ
とをオペアンプ４０が検出することによって、（エンジ
ンキースイッチ１をＳＴ接点からＯＮ接点に切替える操
作に連動してスタートされているグロープラグＡの）ア
フターグロータイマ５をストップさせるための信号を送
出し、グロープラグＡの過熱焼損を予防する役目を果す
。そしてエンジン再スタート時のエンジンキースイッチ
１のＯＮ接点からＳＴ接点への切替作動に伴ってエンス
ト検出回路３の作動が自動的にストップされる。

つぎに通常の急速加熱型グロープラグＡ′を使用した本
発明の第２実施例としてのジーぜルエンジンの起動補助
システムの作動について、その作動ブロック図としての
第４図およびタイムチャートとしての第５図を参照しな
がら説明する１゜エンジンキースイッチ１をＯＦＦ接点
からＯＮ接点に切替えることによって、グロープラグ八
−の予熱用のプリグロータイマ４と、グロープラグＡ−
が一旦所要温度に昇温した後にプラグの過昇温が起こら
ないようにプラグへの通電を断続的に行わせるためのヂ
ョッピングタイマ３０にスタート信号が入力され、グロ
ープラグＡのプリグロー用の第１のグローリレー１５が
閉成される。これら両タイマ４と３０からの出力はＯｆ
ｔゲート３２を経由するので、そのいずれか・一方の作
動をスイッチ操作などによって休止させてもグロープラ
グＡ′への給電は停止されない。保温タイマ３１を回路
に組込んだ場合にはＯＮ接点への切替と同時にこのタイ
マがスタートされる。

つぎにエンジンキースイッチ１をＯＮ接点からＳＴ接点
に切替えることによって、エンスト検出回路３にＳＴ接
点からエンジンキースイッチ１の切替信号が入力される
ことによってエンスト検出回路３がスタートされ、ＳＴ
倍信号より第２のグローリレー１６への通電制御動作が
開始されＳＴ接点からＯＮ接点に切替った時アフターグ
ロータイマ５がスタートされるが、この作動は第１実施
例のそれに較べて、前者のブリグロータイマ４が保温タ
イマ３１に置き代えられた点を除いて異なる所はないの
で説明を省略する。

上記実施例はいずれも内燃機関がジーゼルエンジンであ
る場合について説明されているが、グロープラグに類す
る燃料の電気的予熱装置を必要とする他の種類の内燃機
関についても本発明の起動補助システムを活用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動重用ジーゼルエンジンに本発明の起動補助
システムを適用した第１実施例についてのシステムブロ
ック図、第２図は本発明システムに組込まれたエンスト
検出回路の回路図、第３図は第１実施例についてのシス
テムの作動タイムチャート、第４図は第２実施例につい
てのシステムブロック図、第５図は第２実施例のシステ
ムの作動タイムチャートである。。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の燃料着火のための電気的予熱装置への通電用
   （ＯＮ）接点と、該内燃機関のスタータモータへの通電
   用（ＳＴ）接点とを備えたエンジンキースイッチと、 前記電気的予熱装置への通電をエンジン起動後も一定時
   間継続させるための、前記ＳＴ接点からＯＮ接点へ切替
   った時にスタートされる通電延長用タイマと、 前記内燃機関によって駆動される発電機の励磁コイルに
   高電圧または低電圧電流を切替え供給するための出力端
   子を備えたゼネレータ用ボルテージレギュレータと、 前記ＳＴ接点からの入力によりスタートされ、該レギュ
   レータ出力端子が一旦高電圧供給側に切替わった後に再
   び低電圧供給側に切替わつた時に前記通電延長用タイマ
   をストップさせるためのエンジンストップ検出回路とか
   らなる内燃機関の起動補助システム。