JPS6218751B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼル機関の始動方法に関し、特
にデイーゼル機関の温度条件に最適な始動を自動
的に行うことが可能な自動始動方法を提供するも
のである。

一般にデイーゼル機関は自己着火方式に依る構
造上ガソリン機関等に比較して一般的に始動性が
悪く、従来のように運転者がデイーゼル機関の始
動を手動で行う場合、アクセルを最大操作（踏込
み）位置にセツトし、機関のスタータをオンに
し、次いで適当な機関回転数に上昇したときにス
タータをオフにし、アクセルをアイドル位置に戻
すと云う一連の操作を機関の冷却度合や外気温度
の高低等を考慮して勘で行う必要がある。特にス
タータをオフにするタイミングやアクセルをアイ
ドル位置に戻すタイミングが早すぎたり遅すぎた
りすると機関が停止してしまつたり無負荷最高回
転数にまで機関回転数が上昇してしまう状態が生
じる。

すなわち、第１図において、デイーゼル機関を
始動するに当り、ある時点T₁にてアクセルを最
大操作（踏込み）位置にし、次いで時点T₂にて
スタータをオンにし、機関回転数が初爆回転数
N₁に達した時点T₃にてスタータをオフにし、機
関回転数が完爆回転数N₂に達した時点T₄にてア
クセルをアイドル位置に戻すことからなる一連の
操作が行われるが例えば、スタータをオフにする
タイミングが早すぎる場合即ち初爆回転数N₁に
達しないうちにオフした場合はＡ曲線のように機
関が停止してしまい、またアクセルのアイドル位
置へのセツトタイミングが早すぎる場合即ち完爆
回転数N₂に達しないうちにセツトした場合もＢ
曲線のように機関が停止してしまう。一方、アク
セルのアイドル位置のセツトタイミングが遅すぎ
るとＤ曲線のように無負荷最高回転数に達してし
まう。従つて、Ｃ曲線に示すような正常な始動特
性を得るにはスタータのオフとアクセルのアイド
ル位置への戻しの各タイミングを夫々初爆回転
数、完爆回転数に適切に対応して決める必要があ
るが、従来の手動に依る始動操作ではかかる正常
な始動を得ることは困難であり、始動操作は運転
者にとり煩わしいものであつた。

尚、従来、内燃機関の始動を計時手段を備えた
電子回路により自動的に行なう方法が例えば特開
昭48−80926号公報や特開昭54−137529号公報に
より提案されているが、これらの従来方法はいず
れも初爆回転数や完爆回転数等を機関の周囲温
度、冷却水温度等によりきめ細かく決定していな
いため、機関の温度条件に応じた機関始動が確実
に行なわれるとは云いがたい。

本発明はこのようなデイーゼル機関の始動操作
の不具合を解消するためになされたもので、機関
に関連する温度、即ち機関の吸入空気温度などの
周囲空気温度および潤滑油または冷却水温度に対
応して予め設定して記憶された機関の回転数、即
ち初爆回転数および完爆回転数の適正値から夫々
適当なものを選択し、これら選択値と始動時の実
際の機関回転数の値とを比較してスタータのオフ
および燃料噴射制御機構のコントロールレバーの
アイドル位置へのセツトの各タイミングをマイク
ロコンピユータ等のコンピユータにより自動的に
判断して機関の温度条件に最適な始動を得るよう
にしたデイーゼル機関の自動始動方法を提供する
ものである。

本発明を第２図乃至第４図を参照して説明す
る。第２図は例えばマイクロコンピユータ等のコ
ンピユータを使用した本発明の自動始動操作方法
のプログラムを示すフローチヤートであり、記号
STARTで示す端子に適当な始動操作開始信号が
運転者によつて与えられると、アクセルペダル等
を介して機関の燃料噴射ポンプの噴射量制御機構
のコントロールレバーのアクチユエータが作動し
てコントロールレバーの最大操作位置にセツトさ
れ、ステツプ１が実行される。このコントロール
レバーに連動して例えば温度センサが機関の吸入
空気温度および潤滑油又は冷却水温度を検出しコ
ンピユータに読み込むステツプ２が実行される。
この温度検出読み込みにより得られた実際の機関
温度の値はステツプ３において、予めコンピユー
タに記憶されている、機関の種々の異なる吸入空
気温度および潤滑油温度又は冷却水に対応した機
関の初爆回転数、完爆回転数の夫々複数の適正値
N₁，N₂と比較され、その時の実際の検出温度値
に対応した適正値N₁，N₂が選択されるととも
に、機関始動用スタータが起動される（ステツプ
４）。これに伴い、例えば回転センサにより機関
の実際の回転数Ｎ_Eが検出されコンピユータに読
み込まれ（ステツプ５）、ステツプ６において前
記選択された初爆回転数の適正値N₁と検出値Ｎ_E
との比較判断が実行される。この結果、Ｎ_E値が
N₁値を上廻るときは真（YES）信号がスタータ
アクチユエータに送られてスタータが停止され、
後述の完爆回転数の適正値N₂と検出値Ｎ_Eとの比
較が実行される。反対に、Ｎ_E値がN₁値に達しな
いときは、例えばタイマーなどにより所定の待ち
時間が設定され（例えば、10秒前後）、その間例
えば上述のタイマーからの偽（NO）信号により
スタータはオンの状態のままステツプ５の検出・
読み込みおよび上述のステツプ６の比較判断から
なる再始動操作が行われる。これによりＮ_E値が
N₁値を越えると、上述の如くステツプ１０以降
の始動操作に移行する。上述の待ち時間の経過の
是否判断はステツプ７にて行われ、該待ち時間の
経過後もＮ_E値がN₁値を越えないときは、ステツ
プ１０乃至１６の一連の操作が再び実行される。
しかしてこの一連の再始動操作はＮ_E値がN₁値を
上廻わると直ちに停止されてステツプ１０以降の
操作に移るが、該操作の回数はステツプ８にてカ
ウントされ、所定回数に達しないうちはカウンタ
からNO信号が発せられて該一連の再始動操作が
繰り返し行われ、該回数が所定の回数を越える
と、スタータアクチユエータおよびコントロール
レバーアクチユエータにYES信号即ち命令信号
が送られて、スタータを停止するとともにコント
ロールレバーをアイドル位置にセツトする操作が
行われる（ステツプ９）。従つて、ステツプ９の
実行の初爆操作の失敗を意味し、これは例えば適
当な表示装置にて表示して運転者に通告されるよ
うにしてもよい。これにより運転者は機関の点検
等を行うことができる。

一方、上述の如くステツプ６にて得られた
YES信号によりスタータが停止された後は、更
に回転センサ等による実際の機関回転数Ｎ_Eの検
出およびコンピユータへの読み込みが継続して行
われ（ステツプ１１）、読込まれたＮ_E値と前述の
選択された完爆回転数の適正値N₂との比較判断
がステツプ１２にて実行され、Ｎ_E値がN₂値を上
廻わるとYES信号がコントロールレバーアクチ
ユエータに送られてコントロールレバーがアイド
ル位置にセツトされ（ステツプ１６）、機関の完
爆が達成されたことになる。この完爆の成功も適
当な表示装置により表示することができる。

一方、ステツプ１２の比較の結果、Ｎ_E値がN₂
値を越えない場合は偽（NO）信号が発せられ、
これによりステツプ１３にて適当な比較器により
Ｎ_E値が零であるか否かが判別される。即ち、完
爆の場合は機関は回転数が上昇するか停止するか
のいずれかの状態に到るため、零であるか否かを
比較するのである。この結果、Ｎ_E値が零のとき
は、YES信号により前述のステツプ１乃至６並
びに１０乃至１２の一連の操作が再び実行され、
この一連の再始動操作はＮ_E値がN₂値を越えると
停止されてステツプ１６に移るが、越えない場合
はＮ_E値が零である限りNO信号が発せられて所定
の回数に亘つて繰り返し行われる。これら一連の
再始動操作の回数はステツプ１４にてカウントさ
れ、該回数が所定の回数を越えるとコントロール
レバーアクチユエータにYES信号即ち命令信号
が送られコントロールレバーがアイドル位置にセ
ツトされ、完爆の失敗が判定される。この判定も
表示装置により表示することができる。一方、Ｎ
_E値が零でないときはＮ_E値がN₂を越えるまでス
テツプ１１および１２の操作が再び実行され、越
えるとステツプ１６に移り、始動操作は成功と判
定され、終了する。

次に、上述の本発明の原理に基づき実際の機関
始動に適用される実施例について第３図Ａ乃至Ｃ
について説明する。第３図Ａ乃至Ｃにおいて第２
図と同一符号は同一部分を示し、この実施例では
第２図の基本プログラムのうちの特にステツプ３
および６の操作の詳細が示され、複数（図示例で
は４個）の異なる基準温度値T₁，T₂，T₃，T₄が
機関の潤滑油温度T₀および吸入空気温度Ｔ_Aとの
比較に用いられ、これらの基準値との比較の結果
実際の機関の温度条件に依り比較ステツプ６およ
び１２において実際に検出された機関回転数Ｎ_E
が夫々異なる４種の初爆回転数の適正値をＮ_1a〜
ｄおよび完爆回転数の適正値Ｎ_2a〜dと比較される
ように構成され、機関の種々の温度条件に十分に
対応した最適な始動操作を得るようにしたもので
ある。尚、以下の説明は比較ステツプ３，６，１
２にのみ関連し、前述したＮ_E値がN₁，N₂を越え
ない場合の再始動操作等については第２図と同一
であるから説明を省略する。

ステツプ３において、ステツプ２にて検出、読
み込まれた機関の潤滑油温度T₀および吸入空気
温度Ｔ_Aのうち、先ずサブステツプ３ａにて潤滑
油温度T₀がT₁〜T₄のうちの最も高い基準値T₁と
比較される。このように先ず潤滑油温度を最も高
い基準値と比較する理由は、潤滑油は機関内部の
温度の影響を受けるものであり、外気温度に比し
て機関の温度条件をより良く代表する上に、潤滑
油の温度が高いことは機関の温度条件が良く始動
性が良いことを意味し、従つて最初から外気温度
を比較する必要性が低いからである。上記サブス
テツプ３ａにおける比較の結果、実際の油温T₀
が基準値より大きいときはYES信号がサブステ
ツプ３ｄに送られ、次に該ステツプ３ｄに実際の
吸入空気温度Ｔ_Aが最も高いT₁の次に高い基準値
T₄と比較される。この結果Ｔ_Aの値がT₄より高い
ときはステツプ４と５を介してステツプ６のサブ
ステツプ６ｄにて検出された実際の機関回転数Ｎ
_Eが最も低い初爆基準回転数Ｎ_1dと比較され、次
いでステツプ１２のサブステツプ１２ｄにてＮ_E
値は完爆基準回転数Ｎ_2dと比較される。このよう
に、初爆・完爆回転数の適正値としてはＮ_1d，Ｎ
_2dが選択されるのである。また、サブステツプ３
ｄにての比較の結果、Ｔ_AがT₄より低いときは
NO信号が発せられサブステツプ６ｃ，１２ｃに
てＮ_E値は最も低いＮ_1d〜Ｎ_2dの次に低い基準回
転数値Ｎ_1c，Ｎ_2cと夫々比較される。一方、前述
のサブステツプ３ａでの比較の結果T₀値がT₁値
より低いときはNO信号が発せられ、その結果、
サブステツプ３ｂにてＴ_A値が三番目に低い基準
値T₂と比較され、Ｔ_A値がT₂値より高いときは前
述のサブステツプ３ｄにて再び比較が行われる。
また、サブステツプ３ａにてＴ_A値がT₂値より低
いときはサブステツプ３ｃにて最も低い基準値
T₃と比較され、Ｔ_A値がT₃値より高いときは夫々
サブステツプ６ｂ，１２ｂにてＮ_E値は三番目に
低い基準値Ｎ_1b，Ｎ_2bと比較される。またＴ_A値が
T₃値より低いときは夫々サブステツプ６ａ，１
２ａにてＮ_E値は最も高い基準値Ｎ_1a，Ｎ_2aと比較
される。

尚、上述した潤滑油温度および吸入空気温度の
基準値T₁〜T₄と初爆、完爆回転数の適正値Ｎ_1a
〜Ｎ_1d，Ｎ_2a〜Ｎ_2dとの関係は第３図Ｃに示す通
りである。前記初爆・完爆回転数Ｎ_1a〜Ｎ_1d，Ｎ_2
ａ〜Ｎ_2dは予めコンピユータの記憶装置に記憶さ
れているが、前述の第３図Ａ，Ｂについて説明し
た方法により第３図Ｃに示す関係に従つて実際の
機関の温度条件に対応した回転数適正値がＮ_1a〜
Ｎ_1d，Ｎ_2a〜Ｎ_2dから夫々選択されるのである。
このように機関の温度条件が悪い（気温・油温
（水温）が低い）場合は初爆および完爆の回転数
適正値は高い値のものが選択されるので、極寒時
にも確実な始動が得られるのである。

第４図は、本発明の方法を実施するための装置
の一例を示し、Ａはマイクロコンピユータを示
し、該コンピユータＡにはA₁〜A₈の種々の機能
が内蔵されている。先ず、機能A₁においては温
度センサＢからの検出温度Ｔ_A，T₀に応じて記憶
機能A₂に予め設定され記憶されたN₁，N₂値から
夫々適当な値が選択される。斯く選択された値
N₁，N₂のうち初爆回転数の適正値N₁はA₃にて回
転センサＣからの実際の初爆回転数Ｎ_Eと比較さ
れて、Ｎ_E＞N₁ならエンジンＦのスタータリレー
Ｄに停止命令信号が送られる。Ｎ_E＜N₁なら機能
A₄が作用し比較機能A₃の作用が継続して所定の
待ち時間に亘り初爆の発生を持ち、該待ち時間が
経過すると当初の始動段階に戻つてA₄から再始
動命令信号が発せられる。該再始動操作の回数は
機能A₅にてカウントされ、一定回数を越えると
A₅からスタータリレーＤ、コントロールレバー
アクチユエータＥに夫々停止命令、アイドル位置
セツト命令の各信号が送られ、図示しない表示装
置等により初爆の失敗と判定される。

一方、比較機能A₃にてＮ_E＞N₁の判定によりス
タータリレーＤが停止されると比較機能A₆にて
回転センサＣからの実際の回転数Ｎ_Eと選択され
た完爆回転数適正値N₂との比較が行われ、Ｎ_E＞
N₂ならコントロールレバーアクチユエータＥに
アイドル位置セツト命令信号が送られ、始動操作
が終了する。Ｎ_E＜N₂なら判別機能A₇が作用しＮ
_E値が零か否かが判定される。Ｎ_E＞０であると、
比較機能A₆は作用を継続しＮ_E＝０であるとスタ
ータリレーＤに最大操作位置セツト命令信号が送
られ当初の始動段階に戻つて再始動操作が行われ
る。この再始動操作の日数は機能A₈にてカウン
トされ、所定の回数を越えるとコントロールレバ
ーアクチユエータＥにアイドル位置セツト命令信
号が送られ、図示しない表示装置等により完爆の
失敗と判定される。

以上説明したように、本発明に依れば、マイク
ロコンピユータ等のコンピユータを使用し、機関
に関連する温度、即ち機関の吸入空気温度等の周
囲空気温度および潤滑油温度又は冷却水温度に対
応して、予め設定され記憶された初爆回転数およ
び完爆回転数の夫々複数の適正値から適正なもの
を選択し、該選択された適正値と実際の機関回転
数とを夫々初爆時と完爆時に亘つて比較すること
に加え、初爆時と完爆時の各比較段階において実
際回転数が夫々の選択された適正値に越えないと
きは夫々所定の再始動操作を行うように構成した
ので、あらゆる広範囲の種々の機関温度条件に最
適なスタータのオフおよび燃料噴射ポンプのコン
トロールレバーのアイドル位置のセツテイングの
タイミングを自動的に得ることが可能となり、運
転者の不便を略完全に解消するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関回転数に対するアクセルおよびス
タータの操作タイミングの関係を示すグラフ、第
２図は本発明の基本原理に基づく操作手順のフロ
ーチヤート、第３図Ａ，Ｂは本発明の一実施例の
操作手順のフローチヤート、第３図Ｃは同実施例
に適用される気温・油温に対する初爆・完爆回転
数適正値の関係を示す図表、第４図は本発明の方
法に適用可能な装置の一例を示すブロツク図であ
る。 Ｔ_A……実際の吸入空気温度、T₀……実際の機
関の潤滑油温度、T₁〜T₄……基準温度、Ｎ_E……
実際の始動時の機関回転数、N₁……初爆機関回
転数、N₂……完爆機関回転数、Ａ……マイクロ
コンピユータ、Ｂ……温度センサ、Ｃ……回転セ
ンサ、Ｄ……スタータリレー、Ｅ……コントロー
ルレバーアクチユエータ、Ｆ……エンジン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (1)機関の周囲空気温度および機関の潤滑油又
   は冷却水温度に対応する機関の初爆回転数および
   完爆回転数の各々複数の適正値を予め設定し記憶
   しておき、(2)機関始動時に機関の燃料噴射制御機
   構のコントロールレバーを最大操作位置にセツト
   し、(3)機関の周囲空気温度および機関の潤滑油又
   は冷却水温度を検出し、(4)前記予め設定され記憶
   された初爆回転数および完爆回転数の適正値から
   これら温度条件に対応する各適正値を選択し、(5)
   機関のスタータを始動し、(6)実際の機関回転数を
   検出し、(7)検出された実際機関回転数の値と前記
   選択された初爆回転数の適正値とを比較し、(8)該
   実際の回転数が該適正値を越えないときは所定の
   再始動操作を行い、(9)前記比較の結果または該再
   始動操作中に前者の値が後者の値を越えたときは
   スタータを停止し、(10)該スタータの停止に続いて
   実際の機関回転数を検出し、(11)検出された実際の
   機関回転数の値と前記選択された完爆回転数の適
   正値とを比較し、(12)該実際の回転数値が後者の値
   を越えないときは所定の再始動操作を行い、
   （13）前記段階(11)の比較の結果又は該再始動操作
   中に前者の値が後者の値を越えたときはコントロ
   ールレバーをアイドル位置にセツトする段階から
   成り、前記各段階の操作をコンピユータにて自動
   的に行うことを特徴とする、デイーゼル機関の自
   動始動方法。 ２ 前記段階(8)における所定の再始動操作は、ス
   タータの作動継続状態で、所定の時間に亘り前記
   段階(6)、(7)の検出および比較操作を実際の機関回
   転数の値が選択された初爆回転数の適正値を越え
   るまで繰り返し、前記所定の時間の経過を判断
   し、該時間経過後も実際の機関回転数が前記選択
   された初爆回転数の適正値を越えないときは前記
   段階(2)乃至(7)の一連の操作を再び行い、これら段
   階(2)乃至(7)の一連の再始動操作の回数が所定の回
   数を越えたときスタータを停止するとともにコン
   トロールレバーをアイドル位置にセツトすること
   から成る、特許請求の範囲第１項記載のデイーゼ
   ル機関の自動始動方法。 ３ 前記段階(12)における所定の再始動操作は、実
   際の機関回転数が零か否かを判別し、該回転数が
   零のときは前記段階(2)乃至(11)からなる一連の操作
   を再び行いこれら段階(2)乃至(11)の一連の再始動操
   作の回数が所定の回数を越えたときコントロール
   レバーをアイドル位置にする一方、実際の機関回
   転数が零でないときは前記段階(10)、(11)における検
   出および比較操作を実際の機関回転数の値が選択
   された完爆回転数の適正値を越えるまで繰り返し
   行うことから成る、特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のデイーゼル機関の自動始動方法。