JPS62237073A - デイ−ゼル機関の吸気加熱制御方法 - 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、ディーゼル機関の始動時に吸気を加熱し、そ
の始動性を向上づる、デイーゼル機関の吸気加熱制御方
法に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、ディーゼル機関の始動性を向−ヒするため、
該機関の吸気通路にヒータ等からなる吸気加熱手段を設
け、開開始動時にはこの吸気加熱手段により吸入空気を
加熱するものが知られている。

ところで、上記吸気加熱手段は、通常、機関のスタータ
に電力を供給する電源からの通電により作動されるため
、開開始動時に吸気加熱手段を常時作動していると、吸
気加熱手段の電力消費によって、電源からスタータへそ
の定格作動に必要な電力を供給できなくなり、開開始動
性が低下することがあった。

そこで近年ではこのような不具合を解決するため、例え
ば特開昭６０−５３６５７号公報に記載の如く、開開始
動時にスタータが動作された後機関回転数が基準値以上
となるまでの間は吸気加熱手段（ヒータ）への通電を禁
止することにより、スタータの定格作動に必要な電力量
を確保し、その始動性を向上する「ディーゼル機関の吸
気加熱用ヒータの制御方法」が提案されている。つまり
この制御方法においては、機関回転数が基準値以上か否
かを判断することで、スタータの作動開始後ディーゼル
機関が定常燃焼による運転可能となるいわゆる完爆状態
になったか否かを判定し、スタータ作動開始時から上記
完爆開始時までは吸気加熱を禁止することにより機関胎
動時を向上しているのである。

［発明が解決しようと覆る問題点］ このように上記従来の吸気加熱制御では、機関胎動時に
吸気を加熱するヒータへの通電が、スタータ作動開始前
と、機関の完爆開始後の期間に限り行なわれているので
あるが、実際にはこのスタータ作動開始から完爆開始に
至るまでのいわゆる連爆期間であってもヒータへの通電
が可能な領域があり、かえって始動性を低下してしまう
ことがある。つまりヒータへの通電が禁止される連爆中
であっても、完爆前、スタータの負荷が低下し始めたと
きには、ヒータに通電してもスタータによる機関の胎動
性を低下することなく、１ａｒＩＡを良好に始動できる
のでおるが、従来では機関連爆中のヒータへの通電を禁
止するようにしていることから、ぞの間吸気は全く加熱
されず、連爆時間が長くなって始動性が低下してしまう
といった問題が生ずるのである。

またこの問題を解決するため、ヒータへの通電の禁止を
判断する基準値を従来より小さい値に設定することで、
機関が連爆中であって−ｂスタータの負荷が低下し始め
た場合にはヒータの通電が実行されるＪ、うにすること
も考えられるが、スタータの功前状態は機関温度によっ
て異なることから、Ｌ（準値を単に大きくするだりでは
機関状態に応じてスタータの負荷の低下を良好に検出す
ることはできず、上記問題を良好に解決することはでき
ない。つまり、第５図（ａ）及び（ｂ）に実線で示すよ
うに、機関温度によって連爆時の機関回転数特性が異な
り、機関回転数ＮＥが上昇し始める時点、即ら負荷が低
下し始める時点、の機関回転数が異なることから、上記
従来のように基準値を一定にしていたのでは、機関の運
転状態に応じてヒータの通電制御を実行することができ
ず、機関胎動時を向上することができないのである。尚
、図において（ａ＞は機関温度が一２５℃である場合の
機関回転数の変化を、＜ｂ＞は機関温度が一１５°Ｃで
ある場合の機関回転数の変化を、夫々表わしている。

そこで本発明は、ｉ関が連爆中であってもその温度状態
に応じて良好に吸気加熱を実行することができ、機関胎
動時をより向上することのできる、ディーゼル機関の吸
気加熱制御方法を提供することを目的としてなされた。

し問題点を解決するための手段］ 即ら上記問題を解決するためになされた本発明は、例え
ば第１図に示す如く、 ディーゼル機関胎動時に（Ｐｉ）、該機関のスタータに
電力を供給する電源と同一の電源を用いて当該機関の吸
気加熱手段に電力を供給し、吸気を加熱する（Ｐ５）と
共に、 上記スタータ作動時に（Ｐ２＞　、当該機関の回転数が
基準値以下か否かを判断しくＰ４）、該回転数が基準値
以下である時（ｙｅｓ）には上記吸気加熱手段への電力
供給を禁止する、 デイーゼル機関の吸気加熱制御方法において、上記吸気
加熱手段への電力供給禁止の判断に用いる基準値を、当
該機関の温度に基づき設定する（Ｐ３）こと、 を特徴とするディーゼル機関の吸気加熱制御方法を要旨
としている。

ここで電源とは、例えば車載用のバッテリ電源等のこと
である。

また吸気加熱手段とは、上記従来技術の項で）ホべたよ
うに、ディーゼル機関の吸気通路に設りられ、吸気通路
を開して機関に吸入される空気、即ち吸気を加熱するた
めのものであって、例えば、周知のニクロム線を使用し
た電気ヒータが挙げられる。また例えば、ＰＴＣ（Ｐｏ
ｓ　ｉ　ｔ　ｉ　ｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　Ｃｏ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ〉ヒータのような定温度発熱体を使
用することもできる。尚、このように構成した場合には
、迅速かつ安定な吸気加熱を実現できる。

［作用］ このような本発明のディーゼル機関の吸気加熱制御方法
では、第１図から明らかなように、従来と同様、ディー
ゼル機関の始動時であってもスタータが作動されていれ
ば、機関回転数が基準値以下であるか否かを判断し、機
関回転数が基準値以下であれば吸気の加熱を禁止する。

しかし、その判断に用いる機関回転数の基準値は、機関
温度に応じて設定される。従って機関回転数が従来より
低い連爆状態であっても、機関温度に応じて吸気が加熱
されることとなる。

尚、基準値を設定するのに用いる機関温度としては、例
えば、機関の冷却水温、吸気温、燃料温等を用いればよ
い。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

まず第２図は、本発明方法が適用されたディーゼル機関
のシステム構成を概略的に表わす概略構成図である。

ディーゼルエンジン１は、スタータ２、分配型燃料噴射
ポンプ３、吸気加熱用ヒータ４を備えている。スタータ
２は周知の電動機より構成され、スタータリレースイッ
チ５を介してバッテリ６に接続されている。スタータリ
レースイッチ５は通常遮断状態となっているが、運転者
の操作によりスタータスイッチ７が閉状態（ＯＮ）にな
ると導通状態となる。これにより、スタータ２はバッテ
リ６から電力の供給を受けて回転し、ディーゼルエンジ
ン１の図示しないクランク軸に駆動力を供給して該ディ
ービルエンジン１を始動させる。

一方、分配型燃料噴射ポンプ３は、ディービルエンジン
１の図示しないクランク軸から、駆動軸３ａに動力の伝
達を受【プて作動し、ノズル１ａに燃料を圧送する。

また、ディーゼルエンジン１の吸気通路１ｂに配設され
た吸気加熱用ヒータ４は、ヒータリレースイッチ８を介
して上記バッテリ６に接続されている。該ヒータリレー
スイッチ８は、後述する電子制御装置２０の指令により
遮断状態もしくは導通状態となる。ヒータリレースイッ
チ８が導通状態となると、吸気加熱用ヒータ４はバッテ
リ６から電力の供給を受けて発熱し、吸入空気を加熱す
る。尚、予加熱完了ランプ９は運転席に配設され、スタ
ータ２によるエンジン始動前の吸気加熱の完了を点灯に
より表示する。また運転席にはキースイッチ１０も配設
されている。

また燃料猶射ポンプ３にはディーゼルエンジン１の機関
回転数を検出するための回転数センサ１１が設（プられ
、ディービルエンジン１には冷却水温を検出する水温セ
ンサ゛１２が椛えられている。

上述した各スイッチおよびセンサからの信号は電子制御
装置（以下単にＥＣｔＪと呼ぶ＞２０に入力され、該Ｅ
ＣＵ２０は既述したヒータリレースイッチ８および予加
熱完了ランプ９を駆動して吸気の加熱制御を実行する。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２０ａ、ＲＯＭ２０ｂ。

ＲＡＭ２０ｃを中心に論理演算回路として構成され、コ
モンバス２０ｄを介して入力部２０ｅ、出力部２Ｏｆに
接続されて外部との入出力を行なう。

既述した各スイッチおよびセンサの出力信号は入力部２
０ｅを介してＣＰＵ２０ａに入力される。

また、ＣＰＵ２０ａは出力部２　Ｏｆを介してヒータリ
レースイッチ８および予加熱完了ランプ９を駆動制御す
る。

次に、上記ＥＣＵ２０により実行される吸気加熱制御処
理を第３図に示す７０−ヂャートに基づいて説明する。

本吸気加熱制御処理は、所定時間毎に繰り返して実行さ
れる。

ステップ１００では、キースイッチ１０が閉じられてい
るか否かが判定される。キースイッチ１０が閉じられて
いない場合はステップ１０５に進み、フラグＦを値Ｏに
リセッｌへした後、ステップ１１０に進む。ステップ１
１０では、始動の必要がないため、ヒータリレースイッ
チ８８聞（遮断状態）にする処理が行なわれる。これに
にり吸気加熱用ヒータ４には通電されるなくなる。その
後、１”ＲＥＴｔＪＲＮＪに恢けて一旦本吸気加熱制御
処理を終了する。

一方、上記ステップ１００で、キースイッチ１０が閉で
あると判定されるとステップ１２０に進む。ステップ１
２０では、キースィッチ１０閉以後所定時間経過したか
否かが判定される。キースイッチ１０閉後いまだ所定時
間経過しない場合には、ステップ１２５に進み、ヒータ
リレースイッチ８を閉（導通状態）にする処理が行なわ
れる。

これにより、吸気加熱用ヒータ４に通電が開始される。

これは、始動に備えて吸入空気を予熱するために行なわ
れる。その後、ｒ　ＲＥ　１”　Ｕ　ＲＮ　Ｊへ後Ｃプ
て一旦本吸気加熱制御処理を終了する。

上記ステップ１２０で、キースィッチ１０閉以後所定時
間経過したと判定された場合には、ステップ１３０に進
む。ステップ１３０ではフラグＦが値１にセラ１〜され
ているか否かが判定される。

フラグＦは既述したステップ１０５で値Ｏにリセツ１−
されているので、ステップ１３０では否定判断されてス
テップ１３５に進む。ステップ１３５では、始動に備え
た吸気加熱が完了したことを表示するため、予加熱完了
ランプ９を一定時間に亘っで点灯する処理が行なわれる
。この予加熱完了ランプ９の点灯により、運転者はディ
ーゼルエンジン１の始動が可能なことを認識できる。

続くステップ１４０では、スタータスイッチ７が閉じら
れているか否かを判断する。このステップ１４０は当該
エンジンの運転者に始動の意志があるか否かを判断する
ための処理であって、スタータスイッチ７が閉状態であ
れば始動の意思があると判断してステップ１４５以降の
処理を実行し、そうでな（プれば始動の意志がないもの
としてステップ１５５に進む。そしてステップ１５５で
は、ヒータリレースイッチ８を開いてバッテリ６から吸
気加熱用ヒータ４への通電を停止し、ｒＲＥＴＵＲＮＪ
へ抜けて一旦本吸気加熱制御処理を終了する。

スタータスイッチ７が閉じられている場合に実行される
ステップ１４５では、次ステツプ１５０で吸気加熱を禁
止するか否かを判断するため用いる機関回転数の基準値
ＮＥｏを、水温センサ１２で検出された冷却水温に応じ
て設定する。そして次ステツプ１５０では上記設定され
た基準値ＮＥＯと、回転数センサ１１により検出された
機関回転数ＮＥと、を大小比較する。尚、ステップ１４
５で基準値ＮＥＯを設定する際には、冷却水温Ｔに対応
する基準値ＮＥｏが予め設定された第４図に示す如きデ
ータマツプが用いられる。

機関回転数ＮＥが基準値ＮＥＯ以下である場合、このス
テップ１５０では、スタータ２の作動開始後スタータ２
の受りる負荷が低下しておらず、吸気加熱用じ一夕４に
電力供給するとスタータ２によるエンジンの始動ができ
なくなると判断し、ステップ１５５に移行して吸気加熱
用ヒータ４への通電を停止する。つまり吸気加熱用ヒー
タ４への通電を停止することでバッテリ６からスタータ
２への定格電力の供給を保障し、エンジンの始動が確実
に行えるようにしているのでおる。

一方、機関回転数ＮＥが基準値ＮＥＯを上回っている場
合、上記ステップ１５０ではスタータ２の負荷が低下し
、もはやスタータ２に定格電力を供給する必要がないも
のと判断して、ステップ１６０に移行する。そしてステ
ップ１６０ではフラグＦを値１にセットする処理を行な
い、ステップ１２５の処理を実行した後、一旦本吸気加
熱制御処理を終了する。

ステップ１６０でフラグＦがセットされた）炎、再び本
吸気加熱制御処理が実行されると、処理はステップ１０
０，１２０，１３０を経て、ステップ１７０に進む。ス
テップ１７０では、フラグＦがセットされた後所定時間
経過したか否かが判定される。否定判断された場合はス
テップ１２５にて吸気加熱が継続された後ｒＲＥＴＵＲ
ＮＪへ恢け、一方、出足判断された場合にはステップ１
５５にて吸気加熱を終了した後ｒＲＥＴＵＲＮＪへ投り
て一旦本吸気加熱制御処理を終了する。以後、本吸気加
熱制御処理は所定時間毎に繰り返して実行される。

以上説明したように本実施例では、スタータ２の作動時
に吸気加熱用ヒータ４による吸気加熱を禁止するか否か
を判断するのに用いる基準値ＮＥＯを、冷却水温、即ち
機関温度に応じて設定し、機関回転数ＮＥが基準値ＮＥ
Ｏ以下であるとき吸気加熱を禁止するよう構成されてい
る。このため、デイーゼル１ンジン１が連爆状態におる
場合であっても、スタータ２の負荷が低下し始めた時点
で吸気を加熱することができるようになり、速やかに完
爆状態に移行させることができる。

すなわら、第５図（ａ）又は（ｂ）に示すように、従来
と同様、時刻１０においてスタータスイッチ７が閉じら
れるとスタータ２への通電が開始され、その後機関回転
数ＮＥが基準値ＮＥｏを上回るまでの間、吸気加熱用ヒ
ータ４への通電が停止されることとなるのであるが、基
準値ＮＥＯが機関温度（冷却水温）に応じて設定される
ことから、スタータ２の負荷が低下し始めた時点ｔ　１
又はｔ２で吸気の加熱を再開することができるようにな
り、破線で示すように従来と比べ連爆時間を短縮し、速
やかに完爆状態に移行させることができるようになるの
でおる。従って本実施例の吸気加熱制御によれば、エン
ジン始動時にバッテリ６の電力を有効に利用して吸気を
加熱することができ、ディーゼルエンジン１の始動性を
向上することができるようになる。

尚、本実施例では基準値ＮＥｏを設定する際、エンジン
の冷却水温を用いたが、この値としては上述したように
機関湿度に対応する値であれば何でもよく、吸気温、燃
料温、外気温等を用いることができる。また基準値ＮＥ
Ｏを設定するのに用いるデータマツプとして本実施例で
は、第４図に示すように線形の特性のものを例に挙げ説
明したが、このデータマツプとしては上記制御方法を適
用するディーゼルエンジンに応じて実験的に求め、設定
すればよく、非線形な特性になることもある。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明のディービル機関の吸気加熱
制御方法においては、スタータ作動時に吸気加熱手段へ
の電力供給を禁止するか否かを判断するのに用いる機関
回転数の基準値が、機関温度に応じて設定されることか
ら、ディービル機関が連爆中でおっても、スタータの負
荷状態に応じて吸気を加熱することができるようになり
、連爆期間を短縮して機関始動性を向上することができ
るようになる。またこのときスタータ作動および吸気加
熱に対して電力を効率良く消費することが可能となり、
電源に対する過大な負荷を防止することもできる。また
更に本発明では吸気加熱禁止の判断を機関回転数に基づ
き行うことから、従来よりディーゼル機関に備えられて
いる回転数センサをそのまま用いることができ、この判
断のために新たなセンサを設ける必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を表わすフローチャート、第２図は
実施例のディーゼル機関のシステム構成を表わす概略構
成図、第３図は実施例で実行される吸気加熱制御を表わ
すフローチャ−ト、第４図はその吸気加熱制御で基準値
を設定するのに用いられるデータマツプを表わすグラフ
、第５図（ａ）及び（ｂ　）　ハ夫々、機ｒＪＡ温度が
一２５℃、−１５℃の場合の、機関回転数の変化を表わ
すタイムヂャート、である。 １・・・ディーゼルエンジン ２・・・スタータ ４・・・吸気加熱用ヒータ ６・・・バッテリ １１・・・回転数センサ １２・・・水温センサ ２０・・・電子制御装置（ＥＣＵ） ２０　ａ−ＣＰ　Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　デイーゼル機関始動時に、該機関のスタータに電力を
   供給する電源と同一の電源を用いて当該機関の吸気加熱
   手段に電力を供給し、吸気を加熱すると共に、 上記スタータ作動時に当該機関の回転数が基準値以下か
   否かを判断し、該回転数が基準値以下である時には上記
   吸気加熱手段への電力供給を禁止する、 デイーゼル機関の吸気加熱制御方法において、上記吸気
   加熱手段への電力供給禁止の判断に用いる基準値を、当
   該機関の温度に基づき設定すること、 を特徴とするデイーゼル機関の吸気加熱制御方法。