JPH03117650A - エンジンの始動装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの始動装置に関する。

（従来技術） ガソリンにおいては、オクタン価を高めるためにトルエ
ンやキシレン等の芳香族炭化水素やアルキレート基材が
用いられているが、これらを多く使用したガソリンは、
蒸留性状のうち、５０％留出温度（沸点）が１００℃以
上となって（一般ガソリンは５０％留出温度が８０〜１
００℃）、重質ガソリンとなりつつある。このようなガ
ソリンの種別判定には、既に実開昭６４−５０３５１号
公報に示すような判定装置が提案されている。

ところで、近時、エンジンにおいては、燃費、エミッシ
ョン対応のため燃料制御が緻密となっており、燃料噴射
型エンジンが普及している。このようなエンジンにおい
ては、外気温が１０〜３０℃では上記燃費等の規制を満
足するために燃料供給量は極小量に抑制されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、ガソリンとして重質ガソリンを用いる場合には
、燃料の霧化・気化不良が生じやすく、特に、上記のよ
うなエンジンにおいては、始動性が悪くなる傾向にある
。

本発明は上記実情に鑑み、重質ガソリンでも、１度初爆
すれば着火性が円滑になることに着目してなされたもの
で、その目的は、重質ガソリンが用いられても、エンジ
ンの始動性を良好にすることにある。

（問題点を解決するための手段、作用）かかる目的を達
成するために本発明にあっては１着火促進状態を調整す
る着火促進調整手段と、 エンジン始動時を検出する始動検出手段と。

重質ガソリンを検出する重質ガソリン検出手段と、 重質ガソリンを検出したとき、始動時に、前記着火促進
調整手段を、着火が促進されるように作動させる制御手
段と、 を備える、 ことを特徴とするエンジンの始動装置、とした構成とし
てあり、具体的には、第２３図に示すような構成となっ
ている。

上述の構成により、エンジン始動時には着火性が向上さ
れることになる。このため、ガソリンとして重質ガソリ
ンが用いられても、エンジンの始動性を良好にすること
ができることになる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図は第１実施例を示すもので、この第１実施例にお
いて、１は４サイクル往復動型とされたオツトー式のエ
ンジン本体で、このエンジン本体１は、既知のように、
シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシリンダブロ
ック２のシリンダ２ａ内に嵌挿されたピストン４とによ
り、燃焼￥５が画成されている。この燃焼室５には、点
火プラグ６が配置されるとともに、吸気ボート７、排気
ボート８が開口され、この各ボート７．８は、吸気弁９
あるいは排気弁１０により、エンジン出力軸と同期して
周知のタイミングで開閉される。

上記吸気ボート７に連なる吸気通路２１には、その上流
側から下流側へ順次、エアクリーナ２２、吸入空気量を
検出するエアフローメータ２４、スロットル弁２５、サ
ージタンク２６、燃料噴射弁２７が配設されている。一
方、前記排気ボート８に連なる排気通路２８には排気浄
化用触媒３０が配設されている。

第１図中３１はマイクロコンピュータによって構成され
た制御ユニットで、この制御ユニット３１には、水温セ
ンサ３３からのエンジン温度としての冷却水温、デスト
リピユータ３６に付設された回転数センサ３４からのエ
ンジン回転数、キースイッ°チ４０からのＯＮ・ＯＦＦ
信号、重質ガソリン検出手段としてのガソリン品質検出
センサ４１からの重質ガソリンか否かの信号がそれぞれ
入力される。

一方、制御ユニット３１からは、イグナイタ３７、デス
トリピユータ３６を介して点火プラグ６に出力されるよ
うになっている。

前記ガソリン品質検出センサ４１には、例えば次のよう
なものが用いられる。

■比重差を利用したもの 比重差を利用したセンサ４１は、第２図に示すように本
体４２とボール４３とからなっている。

本体４２は、筒体４４の一端側をフロート４５で塞ぐよ
うにして有底筒状に形成され、その筒体４４の他端側（
開口側）はガソリン４６内に埋没されている。筒体４４
は、その側部に複数の連通孔４７を有しており、該各連
通孔４７を介して筒体４４の内・外が連通されるように
なっている。フロート４５には、一般ガソリンの比重よ
りも小さい比重のものが用いられ、このフロート４５に
より本体４２はガソリン４６に対して常時浮くようにな
っており、そのフロート４５には本体４２内底部におい
て接触センサ４８が取付けられている。前記ボール４３
は、筒体４４内に配設されており、このボール４３には
、一般ガソリンの比重よりも大きく重質ガソリンの比重
よりも小さい比重のものが用いられている。なお、４９
は支持用ワイヤ、５０はストッパである。

したがって、このような構成においては、第３図からも
明らかなように、ガソリンの比重がボール４３の比重よ
りも小さいときには、ボール４３が接触センサ４８より
も下方に位置し、ガソリンが重質ガソリンとなって、そ
の比重がボール４３の比重よりも太きいときには、ボー
ル４３が浮いて接触センサ４８に接触し、ガソリンが重
質ガソリンであることを検出することになっている。

■燃料ポンプの吸引圧力差を利用したもの重質ガソリン
は、温度一定のとき一般ガソリンよりも粘性が大きいた
め、第４図に示すように、燃料ポンプの吸引圧力は、重
質ガソリンの場合の方が一般ガソリンの場合よりも大き
くなる。このため、ここでのセンサ４１は、燃料ポンプ
の吸弓圧力が一般ガソリンの場合の値よりも所定値以上
大きいことを把えて、ガソリンが重質ガソリンであるこ
とを検出することになっている。

■蒸気圧差を利用したもの 重質ガソリンは、第５図に示すように、温度−定のとき
、一般ガソリン、軽質ガソリンよりも蒸気圧が小さい。

このため、ここでのセンサ４１は、蒸気圧が一般ガソリ
ンの蒸気圧よりも小さいことを把えて、ガソリンが重質
ガソリンであることを検出することになっている。

■誘電率の差を利用したもの 重質ガソリンは、−Ｍガソリンよりも誘電率が太き（、
重質ガソリンの誘電率は１．９以上、般ガソリンの誘電
率は１．９未満となっている。

このため、ここでのセンサ４１は、燃料タンク内に電極
を設けて誘電率を測定し、誘電率が１．９以上のときに
、ガソリンが重質ガソリンであることを検出することに
なっている。

■屈折率の差を利用したもの 重質ガソリンは、一般ガソリンよりも屈折率が大きく、
重質ガソリンの屈折率は１．３８以上、一般ガソリンの
屈折率は１．３８未満となってい、る。このため、ここ
でのセンサ４１は、屈折率を測定して、その屈折率が１
．３８以上のときに、ガソリンが重質ガソリンであるこ
とを検出することになっている。

■透過率を利用したもの このセンサ４１は、第６図に示すように、吸気通路５１
の内壁に発光素子５２と受光素子５３とを対向させて設
け、この両者５２．５３により、燃料噴射弁２７からの
燃料の噴射状態の透過率を測定するようになっている。

この場合、透過率は、重質ガソリンの場合のほうが一般
ガソリンよりも低く（悪＜）、測定に際し、透過率が一
般ガソリンの場合の値よりも低いとき、ガソリンが重質
ガソリンであると検出されることになっている。

■蒸発による温度降下を利用したもの ガソリンが蒸発する際、雰囲気の熱を奪うため、雰囲気
温度が低下することになり、その蒸発による温度降下は
、重質ガソリンの場合のほうが−Ｍガソリンの場合より
も大きい。このため、ここでのセンサ４１は、第７図に
示すように、抵抗Ｒに対して定電流を流す一方、その抵
抗Ｒを、ガソリンＧ蒸発による雰囲気温度の温度降下に
応じて変化させ、その抵抗Ｒの変化を電圧計■により電
圧の変化として把え、電圧が一般ガソリンの場合の値よ
りも所定値だけ低いとき、ガソリンが重質ガソリンであ
ると検出することになっている。

■所定温度における蒸留性状を利用したもの具体的に第
８図に基づいて説明すると、シリンダヘッド３に、冷却
水Ｗの熱を利用できるように測定空間５５が形成され、
その測定空間５５に、プレッシャレギュレータ（燃料噴
射弁２７）からの還流燃料を供給する供給路５６、燃料
タンクにつながる排出路５７、サージタンク２６につな
がるガス抜き路Ｇが連通されている。この供給路５６、
排出路５７には電磁弁５８．５９がそれぞれ介装され、
ガス抜き路Ｇにはチエツク弁Ｃが介装されており、各電
磁弁５８．５９は制御ユニット３１により制御されるよ
うになっている。上記測定空間５５内には、液レベルセ
ンサ６０と温度センサ６１とが臨んでおり、これらは、
測定空間５５内のガソリン４６（燃料）の各状態を検出
することになっている・ この作動について、第９図のフローチャートに基づいて
詳細に説明すると（Ｓはステップを示す）、先ず、Ｓｔ
において、キーがＯＮされたか否かが判別され、Ｓｌが
Ｎｏのときに元に戻される一方、５ＩＩＪＳＹＥＳのと
きには、Ｓ２において、冷却水温が読込まれる。次に、
Ｓ３において、冷却水温が７０−１００℃の範囲内にあ
るか否かが判別される。これは、走行によって高められ
た冷却水Ｗの熱（温度として例えば７０℃）を、後行程
でガソリン品質検出のために利用したいため、それを判
別するために設けられている。

具体的には、ここでは、走行した後、給油し、その後の
状態を選択しようとしているのである。

上記Ｓ３がＮＯのときには、冷却水Ｗの熱の利用が困難
であることから、本検出（測定）が行われない一方、Ｓ
３がＹＥＳのときには、Ｓ４において電磁弁５８が閉状
態から開、Ｓ５において電磁弁５９が開状態から閉とさ
れ、この後、Ｓ６において、一定時間経過したか否かが
判別される。

このＳ６は、測定空間５５内に、プレッシャレギュレー
タからの還流ガソリン４６を一定量だけ供給するために
設けられている。

上記Ｓ６がＮｏのときには、測定空間５５内に未だガソ
リン４６が一定量だけ供給されていないことから、前記
Ｓ４に戻される一方、Ｓ６がＹＥＳのときには、測定空
間５５内にガソリン４６が一定量だけ供給されたことか
ら、Ｓ７において電磁弁５８が閉とされる。測定空間５
５内に一定量のガソリン４６が供給されると、そのガソ
リン４６は、冷却水Ｗの熱を受けて、まもなく、所定温
度（冷却水Ｗの温度とほぼ同じ）となり、その所定温度
の下で、ガソリンの気液が平衡状態となる。次の８８に
おいては、この平衡状態の下で。

蒸発残量を測定する。この測定においては、液レベルセ
ンサ６０を用いて蒸発残量を測定し、温度センサ６１を
用いて、その状態の温度を測定する。そして、次の８９
において、上記測定結果に基づき重質ガソリンか否かを
判別する。この判別は、第１０図に示すＡ領域に属する
か否かにより行われる。すなわち、第１０図において、
例えば、温度が７０℃のときには蒸発残１（１００−留
出量％）が７５ｖｏ　］％以上、温度が１００℃のとき
には蒸発残量が５５ｖｏ　１％以上をもって、ガソリン
が重質ガソリンであるか否かが判別される。

このＳ９の結果、Ｓ９がＹＥＳのときには、Ｓ１０にお
いてガソリンが重質ガソリンであると判定され、Ｓ９が
Ｎｏのときには、Ｓｌｌにおいて、ガソリンが一般ガソ
リンであると判定される。そして、この後、Ｓ１２にお
いて、電磁弁５９が開とされて、測定空間５５内のガソ
リン４６は燃料タンクに戻される。

次に、上記制御ユニット３１の制御内容の概略について
説明すると、制御ユニット３１は、ガソリンが重質ガソ
リンであると判断したとき、始動時に、点火時期を遅ら
せることになっている。

これにより、断熱圧縮熱をより多く利用できることにな
り、着火性が向上されることになる。このため、重質ガ
ソリンが燃料であっても、エンジンの始動性を良好に保
つことができることになる。

上述した制御ユニット３１の制御内容の詳細を、第１）
図に示すフローチャートを参照しつつ詳述する。勿論、
制御ユニット３１は、基本的にＣＰＵ％ＲＯＭ、ＲＡＭ
、ＣＬＯＣＫを備える他、Ａ／ＤあるいはＤ／Ａ変換器
さらには入出力インタフェースを有するが、これ等はマ
イクロコンピュータを利用する場合の既知の構成なので
その説明は省略する。尚、このフローチャートにおいて
５Ｐはステップを示す。

先ず、Ｐｌにおいて、キーがＯＮされたか否かが判別さ
れ、ＰＩがＮｏのときに元に戻される一方、ｐｔがＹＥ
Ｓのときには、Ｐ２において、冷却水温、ガソリンの品
質状態が読込まれる。次いで、Ｐ３において、冷却水温
が８０℃以下であるか否かが判別される。これは、重質
ガソリンのｌＯ％留出温度（蒸留温度）が８０℃以下で
あり、冷却水温が８０℃以上であると、ガソリンの揮発
性が良いため、冷却水温が８０℃以上の場合を除くため
に設けられている。このため、Ｐ３がＮ。

のときには、ＰＩＯに進んで従来システムの下で制御さ
れる。

上記Ｐ３がＹＥＳのときには、Ｐ４において重質ガソリ
ンか否かが判別される。このＰ４は、重質ガソリンと一
般ガソリンとに分け、ガソリンの品質に応じた制御をし
てエンジンの始動性を良好に保つために設けられている
。上記Ｐ４がＮｏのときには、ガソリンが一般ガソリン
であることから、前記ＰＩＯに進む一方、Ｐ４がＹＥＳ
のときには、Ｐ５において、点火時期が遅延される。こ
のＰ５は、断熱圧縮熱をより多く利用できるようにし、
着火性を高めるために設けられている。

このＰ５の後、Ｐ６において、初爆が実施され、Ｐ７に
おいて、エンジン回転数等の各種信号が読込まれ、Ｐ８
において、完爆したか否かが判別される。このＰ８は、
１度初爆すれば、その熱をもって着火が促進されるため
、それを確認するために設けられている。このＰ８の完
爆か否かの判断は、例えば、現在のエンジン回転数が、
エンジンがスタートしたときの回転数（完爆したときの
回転数）よりも大きいか否かにより行われ、現在のエン
ジン回転数が、エンジンがスタートしたときの回転数よ
りも大きいとき、完爆であると判断される。

上記Ｐ８がＮｏのときには、前記Ｐ４に戻される一方、
Ｐ８がＹＥＳのときには、重質ガソリンに対して着火す
るという目的を達したことから、Ｐ９において点火時期
が元に復帰され、ＰＩＯの従来システムへと進むことに
なる。

この実施例においては、点火時期を遅延させることによ
り着火性を向上させるいこととしたが、それに代えて、
イグナイタ３７を制御して点火プラグ６の点火エネルギ
を高めるようにしてもよい。

第１２図〜第１４図は第２実施例、第１５図〜第１８図
は第３実施例、第１９図〜第２０図は第４実施例、第２
１図〜第２２図は第５実施例を示すものである。この各
実施例において前記第１実施例と同一構成要素について
は同一符号を付してその説明を省略する。

第２実施例においては、第１２図に示すように、燃料噴
射弁２７（ノズル部）にヒータ６２が設けられており（
第１２図においては便宜上、ヒータ６２を燃料噴射弁２
７に対して離して示す）、このヒータ６２は制御ユニッ
ト３１からの制御信号に基づきドライブ回路６３を介し
て作動されるようになっている。

この第２実施例に係る制御内容の概略について説明する
と、制御ユニット３１は、ガソリンが重質ガソリンであ
ると判断したとき、始動時に、ヒータ６２を作動させて
ガソリンを加熱するようになっている。

これにより、当初、重質ガソリンの粘度は、第１３図に
示すように、一般ガソリンの粘度よりも大きいが、ヒー
タ６２の作動によって、第１３図の矢印で示すように一
般ガソリンの粘度まで下げられ、霧化が促進されること
になる。また、ヒータ６２の作動により重質分が気化さ
れることになる。このため、着火性が向上されることに
なり、第１実施例同様、ガソリンが重質ガソリンでも、
エンジンの始動性を良好に保つことができることになる
。

上記制御茨は第１４図に示すフローチャートに基づいて
なされる。このフローチャートは、第１実施例に係る第
１）図に示すフローチャートに対応しており、このフロ
ーチャートにおいては、第１実施例に係るＰ５の点火時
期の遅延に代えて、ヒータ６２が作動され（Ｐ５’　）
、Ｐ９の点火時期の復帰に代えて、ヒータ６２の作動が
停止（Ｐ９′）されるようになっている。

第３実施例においては、第１５図に示すように、燃料噴
射弁２７に接続管６４を介して貯留容器６５が接続され
、貯留容器６５内には、表１に示すような揮発性の添加
剤６６が貯留されている。接続管６４には電磁弁６７が
介装されており、この電磁弁６７は制御ユニット３１か
らの制御信号に基づき開閉されるようになっている。

表　　　１ この第３実施例に係る制御内容の概略について説明する
と、制御ユニット３１は、ガソリンが重質ガソリンであ
ると判断したとき、始動時に、電磁弁６７を開として、
燃料噴射弁２７内に貯留容器６５内の添加剤６６を′注
入するようになっている。

これにより、当初、始動性と関係が深い留出量１０（ｖ
ｏ１％）の温度は、第１６図に示すように重質ガソリン
の場合の方が一般ガソリンよりも高いが、揮発性の添加
剤を燃料噴射弁２７内に注入することによって、第１７
図に示すように、留出量１０（ｖｏ１％）における蒸留
温度が低下することになり、着火性が向上して重質ガソ
リンであっても、エンジンの始動性が良好になることに
なる。

上記制御は第１８図に示すフローチャートに基づいてな
される。このフローチャートは、第１実施例に係る第１
）図のＰ５の点火時期の遅延に代えて、電磁弁６７が開
とされ（Ｐ５″）、Ｐ９の点火時期の復帰に代えて電磁
弁６７が閉とされる（Ｐ９”　）ようになっている。

この実施例においては、揮発性の添加剤を燃料噴射弁２
７内に注入することにより蒸留温度を下げて着火性を向
上させることとしたが、エアクリーナ２２から燃料噴射
弁２７までの間の吸気系に添加剤を混入するようにして
もよい。

この場合、添加剤は拡散性を高めるものであり、この混
入により重質ガソリンの噴震性が高まることになる。こ
のような添加剤としては表２に示すものがある。

表　　　２ 尚、表２中、蒸発速度は酢酸ブチルな１００にしたとき
の数値であり、重質ガソリンは蒸発速度５００　（沸点
８０℃）である。

第４実施例においては、第１９図に示すように、電動ク
ーリングファン６８にダクト６９の一端側が対向され、
該ダクト６９の他端側かエアクリーナ２２に接続されて
いる。ダクト６９の途中に電磁弁７０が介装されており
、電磁弁７０は制御ユニット３１から制御信号に基づき
開閉されるようになっている。

この第４実施例に係る制御内容の概略について説明する
と、電動クーリングファン６８は、通常、一定温度（例
えば９７℃）以上の冷却水を冷却するために、該当温度
に達したとき、作動してラジェータを冷却するが、制御
ユニット３１は、ガソリンが重質ガソリンであると判断
したとき、始動時に電動クーリングファン６８を作動さ
せると共に電磁弁７０を開として、エアをエアクリーナ
２２内に強制供給するようになっている。

これにより、燃料の噴霧状態が良くなると共に酸素がリ
ッチとなり、着火性が向上して、重質ガソリンであって
も、エンジンの始動性が良好になることになる。

上記制御は第２０図に示すフローチャートに基づいてな
される。このフローチャートは、第１実施例に係る第１
）図に示すフローチャートに対応しており、このフロー
チャートにおいては、第１実施例に係るＰ５の点火時期
の遅延に代えて、電動クーリングファン６８が作動（Ｐ
５−１）されると共に電磁弁７０が開（Ｐ５−２）とさ
れ、Ｐ９の点火時期の復帰に代えて、電動クーリングフ
ァン６８が停止（Ｐ９−１）されると共に電磁弁７０が
閉（Ｐ９−２）とされるようになっている。

第５実施例においては、第２１図に示すようにサージタ
ンク２６に接続管７１を介して燃料タンク７２の上方部
に接続され、その接続管７１に電磁弁７３が介装されて
おり、この電磁弁７３は制御ユニット３１からの制御信
号に基づき開閉されるようになっている。

この第５実施例に係る制御内容の概略について説明する
と、制御ユニット３１は、ガソリンが重質ガソリンであ
ると判断したとき、始動時に、電磁弁７３を開として、
燃料タンク７２内で発生した蒸発分（飽和蒸気圧に達し
ている）をサージタンク２６（吸気系）内に供給するよ
うになっており、これにより、重質ガソリンであっても
、エンジンの始動性を良好にすることができることにな
る。

上記制御は、第２２図に示すフローチャートに基づいて
なされる。このフローチャートは、第１実施例に係る第
１）図のフローチャートに対応しており、このフローチ
ャートにおいては、第１）図のフローチャートにおける
Ｐ５に代えて、電磁弁７３が開とされ（Ｐ５”　’　）
同じ＜Ｐ９に代えて、電磁弁７３が閉（Ｐ９”　′）と
されるようになっている。

以上実施例について説明したが本発明にあっては、次の
ようなものを含む。

■ガソリンが重質ガソリンであるか否かをラフアイドル
、ヘジテーション等のエンジン側の状態な空燃比やエン
ジン回転数により把えて判断したり、密度（０，７６ｇ
／ｃｍ３以上）　アロマ（４５ｖｏ１％以上）、５０％
留出温度（所定温度（１）０℃）以上）の少なくとも一
つを把えて重質ガソリンであると判断すること。

■ガソリンの始動性を良好にするために、重質ガソリン
であるときに、燃料量を増量すること。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように、ガソリンとして重質ガソリ
ンが用いられても、エンジンの始動性を良好にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図、 第２図、第３図は重質ガソリンを検出するために比重差
を利用した内容を説明する図、第４図は重質ガソリンを
検出するために燃料ポンプの吸引圧力差を利用した内容
を説明する図、 第５図は重質ガソリンを検出するために蒸気圧差を利用
した内容を説明する図、 第６図は重質ガソリンを検出するために透過率を利用し
た内容を説明する図、 第７図は重質ガソリンを検出するために蒸発による温度
降下を利用した内容を説明する図、第８図、第１Ｏ図は
重質ガソリンを検出するために所定温度でのガソリンの
蒸留性状を利用した内容を説明する図、 第９図は第８図の制御例を示すフローチャート、 第１）図は第１実施例に係る制御例を示すフローチャー
ト、 第１２図は第２実施例を示す全体系統図、第１３図は第
２実施例の制御例を図式的に示すグラフ、 第１４図は第２実施例に係る制御例を示すフローチャー
ト、 第１５図は第３実施例を示す全体系統図、第１６図、第
１７図は第３実施例の制御例を図式的に説明するグラフ
、 第１８図は第３実施例に係る制御例を示すフローチャー
ト、 第１９図は第４実施例を示す全体系統図、第２０図は第
４実施例に係る制御例を示すフローチャート、 第２１図は第５実施例を示す全体系統図、第２２図は第
５実施例に係る制御例を示すフローチャート、 第２３図は本発明の全体構成図である。 ３　ｌ　・ ３７　・ ４０　・ ４　ｌ　・ ６２　・ ６７、 ・制御ユニット ・イグナイタ ・キースイッチ ・・ガソリン品質検出センサ ・ヒータ ７０．７３・・・電磁弁 〕シ如 第６ 図 第１０図 留出量（−％） 」１糺 第１６図 留出量（ｖｃｒｅ％） 第１７図 留出量（ｉ％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）着火促進状態を調整する着火促進調整手段と、 エンジン始動時を検出する始動検出手段と、重質ガソリ
   ンを検出する重質ガソリン検出手段と、 重質ガソリンを検出したとき、始動時に、前記着火促進
   調整手段を、着火が促進されるように作動させる制御手
   段と、 を備える、 ことを特徴とするエンジンの始動装置。