JPS62276266A - デイ−ゼル機関の始動補助装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ｌ肌ユ■預 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばグロープラグおよび吸気加熱用電熱式
ヒータを備えたディーゼル機関の冷間始動時に有効なデ
ィーゼル機関の始動補助装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、例えば自動車等に搭載するディービル機関の
冷間始動時における始動性改善を目的として、該ディー
ゼル機関の燃焼室内を加熱する苗内加熱手段および吸気
を加熱する吸気加熱手段を使用して冷間時に予熱を行な
うものが知られている。

ところで、上記のような両加熱手段は、一般に、ディー
ゼル機関のスタータに電力を供給する電源からの通電に
より作動していた。しかし、上記吸気加熱手段は特に消
費電力が大きいので、始動時に吸気加熱を行なうと、電
源からスタータにその定格電力を供給できなくなり、始
動性が低下する場合もあった。このような不具合点に対
する対策として、例えば、特開昭６０−１１６８５１公
報等が提案されている。すなわち、スタータが作動して
いる間は吸気加熱用電熱式ヒータへの通電を停止してグ
ロープラグにのみ通電を行い、前記吸気加熱用電熱式ヒ
ータへの通電はスタータが作動していない時に行うもの
である。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる従来技術には以下のような問題があった。

すなわら、 （１）　吸気加熱は、第５図に示すように、スタータ作
動開始前の予熱期間およびスタータ停止俊のディーゼル
機関が定常燃焼による運転可能となる、所謂完爆開始後
の期間に限り行なわれていた。したがって、スタータ作
動開始時から完爆開始時に至るまで、所謂連爆期間には
吸気加熱が行なわれていなかった。このため、連爆期間
中の着火性が改善されず、始動性および機関運転性能も
低下するという問題点があった。

（２）　また、上記（１）のように連爆期間が長びくと
、ディーゼル期間の燃焼状態が不支定となるため、排気
に白煙および不快な臭気が発生し、排気特性の低下をＩ
Ｇりという問題もあった。

本発明は、冷間始動時に吸気を加熱して始動性および排
気特性を好適に向上させるディーゼル機関の始動補助装
置の提供を目的とする。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 ディーゼル機関Ｍ１の燃焼室に配設され、スタータに電
力を供給する電源から電力の供給を受けて燃焼室内を加
熱する室内加熱手段Ｍ２と、上記ディーゼル機関Ｍ１の
吸気通路に介装され、上記？！源から電力の供給を受け
て吸入空気を加熱する吸気加熱手段Ｍ３と、 上記ディーゼル機関Ｍ１の冷間始動時には少なくとも上
記室内加熱手段Ｍ２に通電し、スタータの作動開始に伴
い、上記吸気加熱手段Ｍ３への通電を停止するｆｉ制御
手段Ｍ４と、 を具備したディービル機関の始動補助装置において、 さらに、上記ディービル機関Ｍ１の回転速度を検出する
回転速度検出手段Ｍ５と、 該検出された回転速度の増加率が所定割合以上であるが
否かを判定する判定手段Ｍ６と、該判定手段Ｍ６により
肯定判断されたときは、上記制御手段Ｍ４により停止さ
れた前記吸気加熱手段Ｍ３への通電を開始する開始手段
Ｍ７と、を備えたことを特徴とするディーゼル機関の始
動補助装置を要旨とするものである。

室内加熱手段Ｍ２とは、燃焼室内の空気と燃焼室内に噴
射された燃料とを加熱するものでおる。

例えば、周知のグロープラグにより実現できる。

吸気加熱手段Ｍ３とは、吸入空気を加熱するものである
。例えば、周知のニクロム線を使用した電気ヒータを吸
気通路に配設して吸入空気を加熱するよう構成できる。

また例えば、ＰＴＣ（Ｐ。

５ｉｔｉＶｅ　　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　Ｃ０ｅｆ
ｆｉＣｉｅｎｔ）ヒータのような定温度発熱体を使用し
て構成してもよい。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。

制御手段Ｍ４とは、冷間始動時に少なくとも室内加熱手
段Ｍ２に通電し、スタータの作動開始に伴い、吸気加熱
手段Ｍ３への通電を停止するものである。例えば、冷間
始動時には室内加熱手段Ｍ２および吸気加熱手段Ｍ３に
通電して予熱を行ない、スタータ作動開始に伴い、室内
加熱手段Ｍ２への通電は継続し、一方、吸気加熱手段Ｍ
３への通電を停止するよう構成すると、スタータの定格
作動を補償できる。

回転速度検出手段Ｍ５とは、ディービル機関Ｍ］の回転
速度を検出するものである。例えばディーゼル機関Ｍ１
により駆動される燃料噴ＧＦＩポンプの駆動軸と共に回
転するパルスギヤおよび該パルスギャに近接対向して設
けた電磁ピックアップにより実現できる。また例えば、
ディーゼル機関Ｍ１の出力軸の回転速度を、光学的もし
くは磁気的手段により直接検出するものであってもよい
。

判定手段Ｍ６とは、回転速度の増加率が所定割合以上で
あるか否かを判定するものである。所定割合とは、ディ
ーゼル機関Ｍ１が完爆期間に移行する前の連爆期間後期
にある場合の回転速度増加率に相当する値でおる。

開始手段Ｍ７とは、制御手段Ｍ４により一旦停止された
吸気加熱手段Ｍ３への通電を開始するものである。

上記制御手段Ｍ４．判定手段Ｍ６および開始手段Ｍ７は
、例えば各々独立したディスクリートな論理回路により
実現できる。また例えば、周知のＣＰＵを始めとし、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭおよびその他の周辺回路素子と共に論理演
算回路として構成され、予め定められた処理手順に従っ
て上記各手段を実現するものであってもよい。

［作用］ 本発明のディーゼル機関の始動補助装置は、第１図に例
示するように、ディーゼル別間Ｍ１の冷間始動時に、制
御手段Ｍ４はまず室内加熱手段Ｍ２に通電し、次にスタ
ータの作動に伴って吸気加熱手段Ｍ３への通電を一旦停
止するが、回転速度検出手段Ｍ５の検出したディーピル
灘関Ｍ１の回転速度の増加率が所定割合以上でおると判
定手段Ｍ６により判定されると、開始手段Ｍ７は上記吸
気加熱手段Ｍ３への通電を再び開始するよう動く。

すなわら、冷間始動時には、まず燃焼至内の予熱が行な
われ、第２図に示すように、スタータの作動開始に伴い
、吸気加熱手段への通電は一旦停止される。やがて、ス
タータの作動によりディーゼル機関が連爆期間後期に移
行したことを回転速度増加率の変化に基づいて判定する
と、吸気加熱手段への通電により吸気加熱を開始するの
である。

従って本発明のディーゼル機関の始動補助装置は、冷間
始動時にも始動性および排気特性を良好に保つよう働く
。以上のように本発明の各構成要素が作用することによ
り、本発明の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に本発明の好適な一実施例を、図面に基づいて詳細に
説明する。本発明の一実施例であるディーゼル機関の始
動補助装置のシステム構成を第３図に示す。

ディーゼルエンジン１は、スタータ２、分配型の燃料噴
射ポンプ３、グロープラグ４および吸気加熱用ヒータ５
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６、キースイッチ７を介して
バッテリ８に接続されている。キースイッチ７は運転者
の操作により閉状態（ＯＮ＞と開状態（ＯＦＦ＞とに切
り換わる。閉状態（ＯＮ）の場合には、バッテリ８　ｈ
ｌら各部に電力が供給される。スタータリレースイッチ
６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９が閉状態（ＯＮ）になると導通状態
となる。キースイッチ７が閉状態の場合には、これによ
り、バッテリ８からスタータ２は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ゼルエンジン１を始動させる
。

一方、分配型の燃料噴射ポンプ３は、ディーゼルエンジ
ン１の図示しないクランク軸から駆動軸３ａに動力の伝
達を受けて作動し、ノズル１ａに燃料を圧送する。

ノズル１ａを備えた副燃焼室１ｂには、グロープラグ４
も配設されている。グロープラグ４は、グロープラグリ
レースイッチ１０、キースイッチ７を介してバッテリ８
に接続されている。該グロープラグリレースイッチ１０
は、後述する電子制御装置３０の指令により遮断状態も
しくは導通状態となる。キースイッチ７が閉状態にあり
、グロープラグリレースイッチ１　Ｃ）１通状態となる
場合には、バッテリ８からグロープラグ４に電流が供給
され、グロープラグ４は発熱して副燃焼室１ｂ内の空気
および燃料を加熱する。

また、ディーピルエンジン１の吸気通路１Ｃに配設され
た吸気加熱用ヒータ５は、ヒータリレースイッチ１１．
キースイッチ７を介してバッテリ８に接続されている。

該ヒータリレースイッチ１１は、後述する電子制御装置
３０の指令により遮断状態もしくは導通状態となる。キ
ースイッチ７が閉状態にあり、ヒータリレースイッチ１
１が導通状態となる場合には、バッテリ８から吸気加熱
用ヒータ５は電力の供給を受けて発熱し、吸入空気を加
熱する。なお、運転席に配設された予加熱完了ランプ１
２は、始動時における上記加熱の完了を点灯により表示
する。

ディーゼルエンジン１は検出器として、該ディーピルエ
ンジン１のシリンダブロック１ｄに配設されて冷却水温
度を検出する水温センサ２１．燃料噴射ポンプ３内に配
設され、駆動軸３ａに直結されたパルスギヤの回転速度
を電磁ピックアップにより測定してディーゼルエンジン
１の回転速度を検出する回転速度センサ２２を備える。

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＠（以下単にＥＣＵと呼ぶ＞３０に入力され、該ＥＣ
ｔＪ３０は既述したグロープラグリレースイッチ１０．
ヒータリレースイッチ１１および予加熱完了ランプ１２
を駆動してディーゼルエンジン１を制御する。

ＥＣＵ３Ｏは、ＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ。

ＲＡＭ３０ｃを中心に論理演算回路として構成され、コ
モンバス３０ｄを介して入力部３０ｅ、出力部３０ｆに
接続されて外部との入出力を行なう。

次に、上記ＥＣＵ３Ｏにより実行される始動処理を第４
図に示すフローヂャートに基づいて説明する。本始動処
理はキースイッチ７を閉状態に操作する毎に繰り返して
実行される。

ステップ１００では、冷却水＠度が所定値以下であるか
否かを判定する。肯定判断された場合はステップ１１０
に、一方、否定判断された場合はステップ１３０に進む
。冷間始動時に実行されるステップ１１０では、グロー
プラグリレースイッチ１０およびヒータリレースイッチ
１１を共に導通状態（ＯＮ）とする処理が行なわれる。

この処理により、副燃焼室１ｂ内の空気および燃料と、
吸気通路１Ｃ内の吸入空気とが加熱される。続くステッ
プ１２０では、時間Ｔ１だけ経過するまで待機した後、
ステップ１３０に進む。冷間始動時でない場合もしくは
所定時間に亘る予加熱の終了１変に実行されるステップ
１３０では、予加熱完了ランプ１２を点灯する処理が行
なわれる。次にステップ１４０に進み、スタータスイッ
チ９が閉状態（ＯＮ＞となるまで待機した後、ステップ
１５０に進む。ステップ１５０では予加熱完了ランプ１
２を消灯すると共に、スタータ２の定格作動に備えてヒ
ータリレースイッチ１１を遮断状態（ＯＦｌ：）にする
処理が行なわれる。この処理により、吸気加熱用ヒータ
５による吸気の加熱が一旦停止される。続くステップ１
６０では、回転速度増加率が所定割合以上となるまで待
機した後、ステップ１７０に進む。ディーゼルエンジン
１が完爆期間に移行する前の連爆期間後期にある場合に
実行されるステップ１７０では、グロープラグリレース
イッチ１０を遮断状態（ＯＦＦ＞にすると共に、ヒータ
リレースイッチ１１を導通状態（ＯＮ）にする処理が行
なわれる。この処理により、グロープラグ４による予加
熱は終了し、一方、吸気加熱用ヒータ５による吸気の加
熱が再開される。次にステップ１８０に進み、スタータ
スイッチ９が開状態（ＯＦＦ）とされるまで待機した後
、ステップ１９０に進む。ステップ１９０では、時間Ｔ
２経過するまだ待機した後、ステップ１９５に進む。

ステップ１９５では、ヒータリレースイッチ１１を遮断
状態（ＯＦＦ＞とする５１ａ理が行なわれた後、ｒ　Ｎ
　Ｅ　Ｘ　Ｔ　Ｊへ扱けて−０本始動処理を終了する。

以後、本始動処理は、キースイッチ７が開状態（ＯＮ）
に操作される毎に繰り返して実行される。

なお本実施例において、ディーピルエンジン１がディー
ピル機関Ｍ１に、グロープラグ４が全白加熱手段Ｍ２に
、吸気加熱用ヒータ５が吸気加熱手段Ｍ３に、各々該当
し、ＥＣＵ３Ｏおよび該ＥＣＵ３Ｏの実行する処理（ス
テップ１００，１１０．１４０，１５０＞が制御手段Ｍ
４として機能する。また、回転速度センサ２２が回転速
度検出手段Ｍ５に該当し、ＥＣＬＪ３０および該Ｅ　Ｃ
Ｕ　３０の実行する処理のうら、（ステップ１６０）が
判定手段Ｍ６として、（ステップ１７０）が開始手段Ｍ
７として各々機能する。

以上説明したように本実施例は、冷却水温度が所定値以
下の冷間始動時には、グロープラグ４と吸気加熱用ヒー
タ５とによる加熱を行ない、スタータ２作動開始後は吸
気加熱用ヒータ５による吸気加熱を一旦停止し、回転速
度増加率が所定割合以上となると、再び吸気加熱用ヒー
タ５による吸気加熱を開始するよう構成されている。こ
のため、ディーピルエンジン１が連爆期間後期に至った
ときから吸気加熱を開始するので、着火性が高まり、始
動性および所謂吸き上がり性能も向上する。これは、連
爆期間後期においては、ディーピルエンジン１の爆発力
とスタータ２の供給する駆動力との和がディーゼルエン
ジン１の駆動摩擦力と均衡状態にある。したがって、吸
気加熱を行なってディーぜルエンジン１の爆発力を増加
させると、速やかに完爆期間に移行するためである。

また、連爆期間から完爆期間に速やかに移行するため、
ディーゼルエンジン１の燃焼状態が安定し燃焼温度も高
まるので、白煙の排出および不快な臭気を発する排気の
発生を未然に防止できる。

さらに、スタータ２の停止中はグロープラグ４および吸
気加熱用ヒータ５に通電し、スタータ２の作動開始１多
はグロープラグ４への通電は継続するが吸気加熱用ヒー
タ５への通電は停止してスタータ２の定格作動を保障し
、一方、スタータ２の消費電力が低下する連爆期間後期
には再び吸気加熱用ヒータ５への通電を開始する。した
がって、バッテリ８の電力を有効に配分するので、総瀾
費電力を低減できる。

なお、本実施例では、ディーピルエンジン１の回転速度
増加率が所定割合以上となると、グロープラグ４への通
電を停止するよう構成されている。

しかし、例えば、スタータスイッチ９が閉状態（ＯＮ）
にある場合はグロープラグ４への通電を継続し、スター
タスイッチ９が開状態（ＯＦＦ）になるときにグロープ
ラグ４への通電を停止するよう構成しても本発明の効果
を奏するものである。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。

及肌五四里 以上詳記したように本発明のディーゼル機関の始動補助
装置は、冷間始動時に、スタータの作動に伴って吸気加
熱手段への通電を制御手段が一旦停止し、その後、回転
速度検出手段の検出した回転速度の増加率が所定割合以
上であると判定手段により判定されると、開始手段は吸
気加熱手段への通電を開始するよう構成されている。こ
のため、ディーゼル機関が完爆期間に移行する前の連爆
期間後ＩＬにあることを回転速度の増加率から判定して
吸気を加熱するので、連爆期間後期における着火性が高
まり、始動性および機関運転性能も向−トする。

また、連爆機関が短縮されて速やかに完爆期間に移行す
るので、燃焼が安定して燃焼温度も高まり、排気中の白
煙および不快な臭気の発生を防止できる。

ざらに、スタータの作動状態に対応して、室内加熱手段
および吸気加熱手段に通電するので、電源の電力を有効
に利用して、上記両加熱手段による始動性改善効果を引
き出すことができる。

構成図、第２図は同じくその作用を示す説明図、第３図
は本発明一実施例のシステム構成図、第４図は同じくそ
の制御を示すフローチャート、第５図は従来の技術を示
す説明図である。

Ｍｌ・・・ディーピル機関 Ｍ２・・・室内加熱手段 Ｍ３・・・吸気加熱手段 Ｍ４・・・制御手段 Ｍ５・・・回転速度検出手段 Ｍ６・・・判定手段 Ｍ７・・・開始手段 １・・・ディーゼルエンジン ４・・・グロープラグ ５・・・吸気加熱用ヒータ ２２・・・回転速度センサ ３０・・・電子制御装置（ＥＣＵ） ３０　ａ　・ＣＰ　Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　デイーゼル機関の燃焼室に配設され、スタータに電
   力を供給する電源から電力の供給を受けて燃焼室内を加
   熱する室内加熱手段と、 上記デイーゼル機関の吸気通路に介装され、上記電源か
   ら電力の供給を受けて吸入空気を加熱する吸気加熱手段
   と、 上記デイーゼル機関の冷間始動時には少なくとも上記室
   内加熱手段に通電し、スタータの作動開始に伴い、上記
   吸気加熱手段への通電を停止する制御手段と、 を具備したデイーゼル機関の始動補助装置において、 さらに、上記デイーゼル機関の回転速度を検出する回転
   速度検出手段と、 該検出された回転速度の増加率が所定割合以上であるか
   否かを判定する判定手段と、 該判定手段により肯定判断されたときは、上記制御手段
   により停止された前記吸気加熱手段への通電を開始する
   開始手段と、 を備えたことを特徴とするデイーゼル機関の始動補助装
   置。