JPS63186963A - デコンプ装置付エンジン始動装置 - 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】 り又二匹旦工盈１ 本発明はデコンプ装置が付設されたディーゼルエンジン
等の高圧縮比エンジンにおける始動装置に関するもので
ある。

【釆及皿 一般にディーゼルエンジンのような高圧縮比のエンジン
の場合、始動時にセルモータ笠に過負荷が加わり、必要
以上にバッテリを消耗するなどの欠点を有するので、こ
の点を解消するため始動時においてエンジンを減８７　
（デコンプ）状態とすることが行われている。

そこで従来始動時においてエンジン回転数が所定回転数
に到達するまでデコンプ状態を雑侍し、エンジン回転数
が所定回転数に到達した１（はデコンプ状態を自動的に
解除するように制御するデコンプ装置付エンジンの始動
装置の例（特公昭５２−１１０３号、実開昭５２−１３
５７４０弓）が提案されている。

特公昭５２−７１０３号公報記載の従来例の場合、燃料
レバーを半開にし、スイッチロッドを押し込むことによ
り、後は自動的に予熱、パデコンプ、セル始動、デコン
プ解除、エンジン始動、スイッチロッド戻り等の過程を
行うようにし、さらには、セルモータの保護回路も設け
たものである。

ここにデコンプ解除はエンジンの回転により発電するジ
ェネレータの電流により、所定エンジン回転数になった
時を検知して行っている。

また、モータ保護回路は、セル七−夕の連続１重用がセ
ルモータの故障およびバッテリの過放電の原因となるの
でこれを防止する回路であり、スイッチロッドを押すこ
とにより予熱が開始するとともにパイロットヒータに電
流が流れ同パイロットヒータの熱によりある所定時間（
約２０秒）経過後にバイメタルスイッチが作動し、スイ
ッチロッドを元に戻しセルモータへの通電を断ち、Ｑ初
の状態にする。

ずなわちセルモータの連続使用はせいぜい２０秒程度に
とどめるようにしＣバッテリーの過放電を防止しようと
するものである。

口が　゛しよ〜と　る１・Ｃ“ しかるにセルモータが２０秒も連続使用されるのは、デ
コンプ状態を解除してエンジン始動する程度までエンジ
ン回転数がなかなか到達しない場合であり、このとき、
パイロットヒーターの熱により手力作するパイメタルス
イッヂによってセルモータへの通電を切るのは問題があ
る。

なぎならば一度エンジンを始動させ、ぞの直後エンジン
を停止させ再びエンジン始動をさせるような場合、スイ
ッチロッドを押しパイロットヒータに通電がなされると
、バイメタルスイッチは萌にエンジン始動させた際の熱
が残存している可能性があり、そのために通電後２０秒
経過する前に、バイメタルスイッチが作動してしまいス
イッチロッドが元に戻され、結局エンジン始動ができな
いおそれがある。

一度このようなことが起ると、何度スイッチロッドを押
しても、ますますバイメタルスイッチに熱がこもり、直
ぐにスイッチロッドは元に戻ってしまい、結局エンジン
は始動不能となる。

したがってかかる場合は、しばらくエンジン始動を見合
わせ、バイメタルスイッチにこもった熱が放熱されるま
で持たなくてはならない。

このような事態が生じるのは主にバッテリの充電が不足
している場合に多いであろうが別に何らかの原因でバイ
メタルスイッチに熱が残存されるような時には放熱され
ない限りエンジンは始動できない。

ム１ｒを　゛するための−＝　および 本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とす
る処は、セルモータ始動後所定時間経過した後のエンジ
ン回転速度の変動幅を検出して、同変動幅が所定変動幅
を越えていないときはセルモータへの通電を停止するこ
とで、バッテリの過放電を防止できるデコンプ装置付エ
ンジン始動装置を供する点にある。

そこで本発明は、エンジンの回転数が所定回転数に到達
したときに、デコンプ状態を自動的に解除してコンブ状
態とするデコンプ装置付エンジンの始動装置において、
エンジンの回転速度の変動幅を検出する回転変動検出回
路と、セルモータ始動時から駆動し所定時間の経過を計
時する計時回路と、同計時回路によりπ１時された時間
が所定時間を経過した後前記回転変動検出回路により検
出されたエンジン回転速度の変動幅が所定変動幅を越え
ていないときはセルモータへの通電を停止する制御段と
を備えたデコンプ装置付エンジン始動￥１首である。

エンジンの回転速度はデコンプ状態が解除されコンブ状
態となるとエンジンの圧縮過程で１ヘルクが増し回転速
度が極端に落ち、エンジンの回転速度の変動幅が大きく
なるので、この変動幅を検出することによりデコンプ状
態が解除されたか否かが判別できる。

したがって計時回路により所定ｎ間の１時がなされ同所
定時間経過後に回転変動検出回路により検出された変動
幅に基づき制御回路がピルエータへの通電を制御し、所
定変動幅を越えていないときは、所定時間経過後もなお
デコンプ状態は解除されていないと判断して自動的にセ
ルモータへの通電を停止することができ、デコンプ状態
が解除されないままでの無駄なセルモータの駆動を回避
することができる。

友ＪＬＪ 以下第１図ないし第３図に図示した本発明に係る一実施
例について説明する。

第１図は本実施例のデコンプ装置付エンジンに適用した
セルモータによるエンジン始動の制御回路を図示したも
のである。

なお、デコンプ装置については図示していないが、エン
ジンの回転数が所定値に達したとぎに、単錘の遠心力で
デコンプ状態を解除する、例えば実開昭５９−４３ＧＯ
３号公報に示されているようにνものをデコンプ装置ご
として使用している。

−・点鎖線で示す１はセル［−夕制御ユニットであり、
クランク軸に３！ｌ！動して回転するリングギア３の回
転を検知するピックアップコイル４およびスタータスイ
ッチ２からの信号を入力し、セルモータ５への通電を制
御するマグネットスイッチ６のコイルへの出力を制御し
ている。

なお、７はセルモータ５およびセル七−タ制御ユニット
１等への電力供給を行っているバッテリひあり、前記ス
タータスイッチ２の一方の接点および前記マグネットス
イッチ６の一方の接点に接続されている。

セルモータ制御ユニット１は大きく６つのブロックに分
割でき、破線で示す１０はエンジンの回転数を検出する
回転検出回路であり、２０はエンジン回転数の平均値を
演けする平均値演算回路であり、３０はエンジン回転速
度の変動幅を検出する減綽回路であり、４０はエンジン
回転速度の変動幅が所定変動幅を越えているか否かを判
別する比較回路であり、５０は前記マグネットスイッチ
６を駆動させるドライブ回路であり、６０は時間を５１
簡するタイマー回路である。

まず回転検出回路１０は、前記リングギア３．ピックア
ップコイル４および周波数／電圧変換回路（Ｆ／Ｖ変挽
回路）１１からなり、ピックアップコイル４の出力は周
波数／電圧変換回路１１に入力されて、ピックアップコ
イル４の出力波形が示す周波数を電圧値に変換し、リン
グギア３の回転数すなわち回転速度に比例した電圧を得
るものである。

次段の平均１直演算回路２０において前記周波数／電圧
変換回路１１の出力端子が抵抗２１．２２を介して演算
増幅器２３の非反転入力端子に接続され、演算増幅器２
３の出力端子は抵抗２４を介して反転入ツノ端子に負帰
還され、抵抗２１の出力端子はコンデンサ２５を介して
演紳増幅器２３の出力端子に接続され、演算増幅器２３
の非反転入力端子には一端を接地されたコンデンサ２６
が接続されている。

このように抵抗２１．２２およびコンデンサ２Ｇおよび
演亦増幅器２３によって平滑回路が形成され周波数／電
圧変換回路１１により検出されたエンジン回転速度の平
均値を得ることができる。

次段の減算回路３０は演算増幅器３１により差動増幅回
路が構成されていて、前記平均値演算回路２０の出力が
抵抗３２を介して帰）ヱ抵抗３４とともに演Ｃ）増幅器
３１の非反転入力端子に入力され、前記回転検出回路１
０の出力が抵抗３３を介して接地抵抗３５とともに演算
Ｊｔ）幅需３１の反転入力端子に入力されている。

したがってエンジン回転速度の平均値から現時点の回転
速度を減算した回転速度差を求めている。

そして次段の比較回路４０は演算増幅器４１により比較
回路が構成されていて前記減算回路３０の出力が抵抗４
２を介して帰還抵抗４４とともに演免増幅器４１の非反
転入力端子に接続され抵抗４３Ｊ３よびツェナーダイオ
ード４５よりなる定電圧が演算増幅器４１の反転入力端
子に入力されていて、演算増幅器４１の出力はリドリガ
ラブル・ワンショット回路４６に入力されるようになっ
ている。

したがって演算増幅器４１は、減算回路３０により求め
られた回転速度７Ｌ（回転速度の変シＪ幅）が所定値以
上であればハイレベルに、所定伯以下であるとローレベ
ルの出力をＩＬ′？、この出力によりり１〜リガラブル
・９２２３７１〜回路４６が動作する（第２図参照）。

同すトリガラブル・ワンショット回路４Ｇはワンショッ
ト回路であるがリドリガーが可能であり、演算増幅器４
１の出力の立上りでセラ１〜されてローレベルとなり設
定時間の計時が開始されるが、その後設定時間内に入力
の立上りがあると、その度毎に再度セットが行われ、設
定時間の５１時が新たに開始されるものである（第２図
参照）。

したがってりｌ−リガラブル・ワンショット回路４Ｇは
設定時間内に入力の立上りがある限りローレベルを維持
し、最後の入ツノの立上りから設定時間接にハイレベル
に戻るものである。

ざらに次段のドライブ回路５０は２段のトランジスタ５
１．５２およびリレー５３からなり、リトリガラブル・
ワンショット回路４６の出力端子はトランジスタ５１の
ベース端子に接続され、同トランジスタ５１のコレクタ
端子は次段のトランジスタ５２のベース端子に接続され
るとともに抵抗５４を介して前記スタータスイッチ２の
一接点に接続されている。

１〜ランジスタ５２はエミッタ接地され、コレクタ端子
はリレー５３のコイルに接続され、該リレー５３はその
接点の一方はコイルの一端とともにスタータスイッチ２
の一接点に接続され、他方の接点は前記マグネットスイ
ッチ６のコイルに接続されている。

すなわちスタータスイッチ２がＯＮ状態でトランジスタ
５１が非導通状態のどきは、次段のトランジスタ５２が
導通状態で、リレー５３のコイルが励磁されて接点をＯ
ＮＬ、したがって次段のマグネットスイッチ６の接点を
ＯＮし、セルモータ５を駆動することができる。

またタイマー回路６０は前記スタータスイッチ２が抵抗
Ｒ６１おＪ：びコンデンサＣＧ２からなる積分回路を経
てツェナーダイオード６３を介してエミッタ接地の１−
ランジスタロ４のベース端子に接続されている。

同トランジスクロ４はそのコレクタ端子が前記ドライブ
回路５０の１〜ランジスタ５１のエミッタ娼：子と接続
されている。

なお抵抗Ｒ６１に並列にダイオード６５が１８続されて
コンデンサＣＧ２の放電時間の短縮を図）Ｃいる。

したがってスタータスイッチ２がＯＮして抵抗Ｒ６１と
コンデンサＣＧ２により決まる時定数で徐々に上背する
電圧がツェナーダイオード６３で決まる一定電圧に達し
たときにトランジスタ６４が導通状態となる。

すなわ′ちスタータスイッチ２がＯＮされた後所定時間
通過したとぎに１−ランジスタロ４が導通状態となる。

なおその他演算増幅器等への電力供給を行う電源回路７
０がスタータスイッチ２の制御ユニット側の接点に接続
されている。

本実施例における制御回路は以上のような構成をしてお
り、以下その動性を各点における波形を示づ゛第２図に
基づいて説明する。

まず周波数／電圧変換回路１１の出力■をみると、エン
ジンの回転速度が電圧で示されデコンプ状態ではエンジ
ンの圧縮過程におけるトルクが小さいので回転速度の減
小は小さく、その変動幅は回転数にして最大５０ｒｐｍ
程度であり、エンジン回転数が一定回転数を越えデコン
プ状態が解除されると、エンジンの圧縮過程におけるト
ルクが大きくなり、回転速度が極端に落ち、その変動幅
は回転数にして最大１ｓｏｒｐｍ程度に至るのでこの間
の変化が電圧変化として現れる。

なおこの回転速度の減小はエンジンの圧縮過程において
生じるので、４ザイクルエンジンの場合、２回転に１回
生じ、平均回転数３６Ｏｒｐｍについてみると、その周
期は２／　（３６０／６０）　＝　０．３４ｓｅｃとな
る。

該出力■は、平均値演粋回路２０で求められたその平均
値との差（甲均値−変動下限）が減口回路３０でとられ
、比較回路４０で基準電圧と比較されると、同１！準電
圧がエンジン回転数にして約１１００ｒｐを基準値とし
て設定されているので、演鈴増幅器４１の出力■は回転
数の変動幅の小さいデコンプ状態（平均値−変動下限＝
α）ではローレベルを示し、デコンプ状態が解除された
場合は、回転数の変動幅が１１００ｒｐを越える大きい
変動幅（平均値−変動下限＝β）をイｉするときに（エ
ンジンの圧縮過程時に）ハイレベルを示すことになる。

同演算増幅器４１の出力■を入力してリトリガラブル・
ワンショット回路４Ｇの出力■は、最初の入力信号の立
上りで１−リガーされ５１時が開始されるとともに、ロ
ーレベルとなり１−ランジスタ５１を非導通とし、以後
の入力信号の立゛上りでり１ヘリガーされて逐次新たに
計時が開始されるのでデコンプ解除状態では常に出力■
はローレベル状態が継続し、トランジスタ５１の非導通
を維持する。

なおリトリガラブル・ワンショット回路４６の設定時間
は、出力■の波形の周期（約９．３４ｓｅｃ　）より十
分大きく設定している。

以上のようにエンジンの回転速度の変動齢によりデコン
プ状態とぞの解除状態とを判別しており、デコンプ状君
では１−ランジスタ５１を導通どし、デコンプ解除状態
では１−ランジスタ５１を非導通とする。

したがってデコンプ状態が解除されない限りトランジス
タ５１は導通状態を雑持することになる。

なお、本実施例ではエンジンの回転速度の変動幅検出の
ために変動幅の平均値とｑ動下限どの差を比較している
が、他の比較１段を使用すること、五 例えは゛変動幅の平均値と変ｆＪＪ−ｐ限との差を比較
するように構成づることも可能である。

以上のことからスタータスイッチ２がＯＮされセルモー
タ５の駆動が開始された後、タイマー回路６０により所
定時間が計時されてトランジスタ６４が導通状態となっ
たときに、デコンプ状態が解除されていれば１−ランジ
スタ５１（ま非導通状態にあるので結局マグネットスイ
ッチ６がＯＮ状態を雑持しセルモータ５は駆動可能であ
るが、デコンプ状態が解除されていなりればトランジス
タ５１は１〜ワンジスタロ４とともに導通状態にあるの
で次段の１〜ランジスタ５２が非導通となり、よってマ
グネットスイッ／−６がＯＦＦされてセルモータ５への
通電は断たれる。

このようにデコンプ状態が解除されないよ：ｔセルモー
タだ１）が長時間駆動される状態を回避することができ
、バッテリの過放電を防止することができる。

また運転者がスタータスイッチ２をＯＮさせているにも
拘らず所定時間東口動的にピル七−夕５の駆動が停止す
るようなときは、バッテリが充電不足であることを運転
とは知ることができる。

すなわちバッテリの充電状態は第３図に示すようにセル
モータの回転数に略比例しているので、バッテリが充電
不足であると、デコンプ状態を解除する回転数までエン
ジン回転数が至らず常にアコンブ状態のままとなる。

このような時に運転者はエンジンが駆動されないことに
疑心をいだくが、本発明の如く自動的にヒルモータを停
止トさせることでバッテリの充電が不定していることを
確認することができる。

第３図はセルモータの回転数についてその最高回転数ａ
、平均回転数す、最低回転数Ｃの３種を表示している。

本実施例においてバッテリ充電状態が約６０％以上あれ
ばデコンプ状態を解除するに足るエンジン回転数をａる
ことができ、同６０％充電状態を境に（れにり充電不足
であるとデコンプ状態が継続しこれより十分充電されて
いるときはデコンプ状態を解除してエンジンを始動する
ことが可能である。

最高回転数ａはデコンプが解除されたからといって影響
を受（〕ず、バッテリ充電状態に対応して滑らかに上Ａ
する曲線を描くが、最低回転数Ｃはデコンプ状態が解除
されるとエンジンの圧縮ＸＡ程においてトルクが増大す
るので極端に減少し、若干影響を受けて減少する平均回
転数すとの間の差が大きくなる。

本発明はかかる回転数の差を検知することでデコンプ状
態であるか否かを判別している。

近年、小型ディーピルエンジンにおいてガソリンエンジ
ンと同様にリコイル始動できるようにし、このとぎリコ
イルの操作力を低減さけて始動し易くするために回転数
が上背すると、遠心力等によって自動的にデコンプ状態
を解除するオー１〜デコンプを装備する傾向にある。

このようなりコイル始動をも可能としたエンジン始動の
構成において、本実施例に係る始動装置をオートデコン
プとは別個に、すなわちリコイル始動装置と置き換えで
、あるいは併設して組込むことができるので、かかる同
一のオートデコンプをリコイル始動およびセルモータ始
動いずれの仕様にも適用づることができる。

なお本実施例においては、セルモータを自動的に停止す
ることでバッテリの充電不足を運転者に知らせることが
できるが、より確実に警告するため、前記第１図におい
て、ドライブ回路５０のリレー５３の接点がマグネッ］
〜スイッチ側から警報ランプ側へ切り換わるように構成
することで、セルモータが自動停止すると同時に″ｉ′
ｆ報ランプを点灯しバッテリが充電不足であることを目
視手段も０（用して知らせることもできる。

ｌ且辺１課 本発明は、オートデコンプ装置付エンジンにおいて、セ
ルモータ始動後所定時間経過した後にエンジン回転速度
の変動幅が所定変動幅を越えていないどきにセルモータ
への通電を停止することで、バッテリの過放電を防止ザ
ることができる。

またセル［−夕を自動釣に停止することでバッテリの充
電不足を知らせることができる。

ざらにオー１−デコンプ装首によるリコイル始動可能な
エンジンにおいて本発明に係る装置を設けても前記オー
ｉ〜デコンプ装置はセルモータ始動にそのまま使用可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のエンジン始動制御回路
を示す図、第２図は同回路の各点の出力波形を示す図、
第３岡はバッテリ充電状態とセルモータ回転数との関係
を示す図である。 １・・・セルセータ制御ユニット、２・・・スタータス
イッチ、３・・・リングギア、４・・・ピックアップコ
イル、５・・・セルモータ、６・・・マグネットスイッ
チ、１０・・・回転検出回路、１１・・・周波数／電圧
変換回路、２０・・・平均値演算回路、２１．２２・・
・抵抗、２３・・・演Ｃ１増幅器、２４・・・抵抗、２
５．２６・・・コンデン１）、３０・・・減算回路、３
１・・・演算増幅器、３２．３３．３４゜３５・・・抵
抗、 ４０・・・比較回路、４１・・・演算増幅器、４２．４
３．４４・・・抵抗、４５・・・ツェナーダイオード、
４６・・・リトリガラブル・ワンショット回路、 ５０・・・ドライブ回路、５１．５２・・・トランジス
タ、５３・・・リレー、５４・・・抵抗、 ６０・・・タイマー回路、６１・・・抵抗Ｒ１６２・・
−コンデンサＣ１６３・・・ツェナーダイオード、６４
・・・トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転数が所定回転数に到達したときに、デコ
   ンプ状態を自動的に解除してコンプ状態とするデコンプ
   装置付エンジンの始動装置において、エンジンの回転速
   度の変動幅を検出する回転変動検出回路と、セルモータ
   始動時から駆動し所定時間の経過を計時する計時回路と
   、同計時回路により計時された時間が所定時間を経過し
   た後前記回転変動検出回路により検出されたエンジン回
   転速度の変動幅が所定変動幅を越えていないときはセル
   モータへの通電を停止する制御段とを備えたことを特徴
   とするデコンプ装置付エンジン始動装置。