JPH0332776Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、デイーゼルエンジン等において吸気
の加熱を行うエンジンの吸気加熱装置に関するも
のである。

（従来技術） 従来より、エンジンの温度が低い時にはエンジ
ンの始動性等が低下していることから、エンジン
に供給する吸気を加熱する吸気加熱装置を設ける
ことは知られている（例えば、実開昭57−76268
号参照）。

しかして、吸気加熱装置の電熱ヒータに通電し
て吸気加熱を行う場合に、吸気温度が低くしかも
クランキング回転数が低い時には非常に長い始動
時間を必要としている。すなわち、エンジンの始
動性はクランキング回転数の低下とともに急激に
悪くなり、このクランキング回転数が低いときに
始動可能な吸気温度は高く、この温度まで吸気温
度が上昇しない場合にはエンジンは始動しないこ
とになる。そして、クランキング回転数の上昇
は、時間当りのサイクル数が増大して着火始動す
る確率が高くなるとともに、回転上昇に伴つてピ
ストンスピードが速くなり、圧縮温度が上りやす
くなつて始動性が向上するものであつて、このク
ランキング回転数の上昇とともに始動可能な吸気
温度が低下する。

しかして、エンジン始動時のクランキング回転
数はバツテリから所要の通電量が得られる時には
十分に高く、良好な始動性が得られるが、低温時
にはバツテリの能力の低下に加えて、上記のよう
に吸気加熱装置の電熱ヒータへの通電とスタータ
モータへの通電とにより、電気負荷が非常に大き
く、十分な通電量が得られずにバツテリ容量に対
応してクランキング回転数が低下することにな
る。

また、良好な始動性を得るために吸気加熱装置
のヒータへの通電量を当初から大きく設定した場
合には、クランキング回転数の低下も大きくな
り、吸気加熱温度を高くしてもクランキング回転
数の低下によつてエンジン始動が困難となる恐れ
がある。

（考案の目的） 本考案は上記事情に鑑み、クランキング回転数
の低下を改善して電熱ヒータへの効率のよい通電
を行つて良好な始動性を得るようにしたエンジン
の吸気加熱装置を提供することを目的とするもの
である。

（考案の構成） 本考案の吸気加熱装置は、クランキング時に吸
気加熱用の電熱ヒータに通電するとともに、吸気
温度が設定温度より低い極低温時を除いて、上記
ヒータ通電時のクランキング回転数が所定値以下
のときには該電熱ヒータへの通電を停止する通電
制御装置を設けたことを特徴とするものである。

（考案の効果） 本考案によれば、クランキング回転数が所定値
以下に低下した時には吸気加熱用の電熱ヒータへ
の通電を遮断するようにしたことにより、この電
熱ヒータで消費していた電力がスタータモータに
供給されて、クランキング回転数が昇社すること
により、吸気加熱の継続よりも始動性の向上を図
ることができ、始動時間が短縮できるものであ
る。また、上記電熱ヒータへの通電の遮断は、吸
気温度が設定温度より低い極低温時を除いて行う
ことにより、電熱ヒータへの通電停止によるクラ
ンキング回転数の上昇でも始動可能とならないよ
うな極低温時には、クランキング時の電熱ヒータ
への通電を継続してクランキング回転数が低くな
つても吸気温度の上昇によつて始動を可能として
始動性を確保することができるものである。

（実施例） 以下、図面により本考案の実施例を説明する。
第１図は本考案の吸気加熱装置を備えたデイーゼ
ルエンジンの全体構成図、第２図は吸気系の概略
平面図である。

このデイーゼルエンジン１は直噴タイプであ
り、ピストン２頂部に形成された燃焼室３に燃料
噴射ポンプ４で送給された燃料が燃料噴射ノズル
５から噴射され、吸気弁６の作動による吸気ポー
ト７の開閉に伴つて吸気通路８から吸気が供給さ
れ、排気弁９の作動による排気ポート１０の開閉
に伴つて燃焼した排気ガスが排気通路１１によつ
て排出されるものである。

そして、上記吸気通路８には吸気加熱装置１２
が設置されている。上記吸気通路８は、吸気マニ
ホールド１３のサージタンク１４から各気筒の吸
気ポート７にそれぞれ独立して接続された主吸気
通路１５を備え、この主吸気通路１５の途中に第
１開閉弁１６が介装されている。また、上記サー
ジタンク１４に１つのバイパス通路１７が接続さ
れ、該バイパス通路１７は電熱ヒータ１８を内装
した吸気加熱室１７ａを経てから各気筒に対して
分岐され、それぞれ前記主吸気通路１５の第１開
閉弁１６の下流側に接続されて、吸気ポート７に
対して加熱吸気を供給するように構成されてい
る。上記サージタンク１４からバイパス通路１７
への入口部分には第２開閉弁１９が介装されてい
る。上記バイパス通路１７の構造は、吸気加熱を
行わない場合に吸気加熱用の電熱ヒータ１８が主
吸気通路１５を流れる吸気の抵抗とならないよう
にするとともに、吸気加熱時には加熱した吸気が
速やかに燃焼室３に供給できるように構成したも
のである。

上記電熱ヒータ１８に対する通電は、コントロ
ーラ２２を備えた通電制御装置２３によつて制御
される。また、前記第１開閉弁１６および第２開
閉弁１９の開閉作動も上記コントローラ２２によ
つて制御される。上記コントローラ２２には、ク
ランキング状態を検出するためにスタータスイツ
チ２４からのスタータ信号が入力されるととも
に、クランキング回転数すなわちエンジン回転数
を検出するために前記燃料噴射ポンプ４からの回
転数信号が入力され、さらに、吸気温度を検出す
るために第１開閉弁１６下流の吸気通路８に配設
したポート入口温度を検出する吸気温センサ２５
からの吸気温信号が入力される。

そして、上記コントローラ２２は、エンジン始
動時に吸気加熱を行うとともに、吸気温度が設定
温度より低い極低温時を除いてクランキング回転
数が所定値以下の時にヒータ１８への通電を停止
するように制御するものである。また、吸気加熱
を行う際には、第１開閉弁１６を閉じて第２開閉
弁１９を開く一方、吸気加熱を行わない時には、
第１開閉弁１６を開いて第２開閉弁１９を閉じる
ように作動制御するものである。

第３図はクランキング回転数Ｎと吸気温度Ｔと
の関係による始動可能範囲を実験的に求めた結果
を示し、また、第４図はクランキング回転数Ｎと
始動時間ｔとの関係を求めた結果を示すものであ
る。

クランキング回転数Ｎに対する始動可能範囲
は、クランキング回転数Ｎの低下に対して急激に
吸気温度Ｔを上昇させなければならず、始動性が
非常に低下するものである。また、これに応じて
始動時間ｔもクランキング回転数Ｎが低下するの
に従つて急激に増大する傾向にあることが判明し
た。

そして、クランキング回転数Ｎが設定値N₀以
下の領域、例えば、ヒータ１８への通電を行うこ
とにより吸気温度T₁でクランキング回転数がN₁
に低下した第３図のａ点の状態にある場合には、
吸気温度がT₂となるｂ点まで吸気温度を上昇さ
せないと始動可能範囲に入らないものである。こ
れにより、ヒータ１８への通電を停止してスター
タモータへの通電量を増大してクランキング回転
数がN₂に増大したときには、ヒータ１８による
加熱がなくなつてもクランキング回転数の上昇で
ｃ点に移行することにより始動可能範囲に入り、
始動が可能となるものである。また、このとき
に、第４図に示すようにａ点からｂ点までヒータ
通電量を増大させて始動可能とした時の始動時間
t₂に対し、ヒータ通電を停止してクランキング回
転数をN₁からN₂に上昇してｃ点とした時の始動
時間t₁は大幅に短縮するものである。

上記コントローラ２２の作動を第５図のフロー
チヤートにより説明する。スタート後、ステツプ
S1でイニシヤライズを行い、ステツプS2でスタ
ータスイツチ２４からのスタータ信号が入力され
ているか否か判定し、エンジン始動を行うべくス
タータスイツチ２４がオンとなつているYES時
には、ステツプS3でヒータ１８に通電を開始す
る。

次に、ステツプS4でエンジン回転数Ｎすなわ
ちクランキング回転数を読込み、ステツプS5で
このクランキング回転数Ｎが設定回転数N₀以下
か否か判定する。設定回転数N₀を越えているNO
時にはヒータ１８への通電を継続する一方、クラ
ンキング回転数Ｎが設定回転数N₀以下のYES時
にはステツプS6で吸気温センサ２５から吸気温
度Ｔを読込み、ステツプS7でこの吸気温度Ｔが
設定温度T₀以上か否か判定する。設定温度T₀未
満のNO時にはヒータ１８への通電を継続する一
方、吸気温度Ｔが設定温度T₀以上のYES時には
ステツプS8でヒータ１８への通電を停止する。
このヒータ１８への通電の停止により、クランキ
ング回転数が上昇し、始動性を向上する。

ステツプS9はスタータスイツチ２４がオフと
なつたか否か判定するものであつて、スタータス
イツチ２４がオン状態のままでクランキングが継
続しているNO時には、ヒータ１８への通電を継
続する一方、エンジンが始動してスタータスイツ
チ２４がオフとなつたYES時には、ステツプS8
でヒータ１８への通電を停止するものである。

上記フローチヤートにおいて、ステツプS5の
判定がYESでクランキング回転数Ｎが設定回転
数N₀以下の時に、ステツプS7で吸気温度Ｔを設
定温度T₀と比較しているのは、吸気温度Ｔが設
定温度T₀より低い極低温時には、ヒータ１８へ
の通電停止によるクランキング回転数Ｎの上昇に
よつても始動可能範囲に入らないので、クランキ
ング回転数Ｎが設定値N₀より低くてもヒータ１
８への通電を継続して吸気加熱を行うものであ
る。

なお、図示しない水温センサでエンジン温度を
検出し、水温が設定値（例えば60℃）になるまで
ヒータ１８への通電を維持し、冷間始動直後も吸
気加熱を継続して失火を回避するようにしてもよ
い。

一方、前記クランキング回転数と吸気温度との
関係において、始動可能範囲に設定するためには
吸気温度の上昇よりクランキング回転数の上昇が
有効であることから、始動に必要な最低クランキ
ング回転数を確保する必要から、吸気加熱用ヒー
タへの通電量が規制されて吸気加熱能力に限界が
あつた。しかし、このヒータ通電量を大きく設定
し、クランキング初期に速やかに吸気を昇温し、
このときにはクランキング回転数が低いことから
ヒータ通電を停止することによりクランキング回
転数を増加させ、上記加熱吸気と高いクランキン
グ回転数とによつて直ちに始動させるようにして
もよい。

また、吸気系は上記実施例の構成以外にも必要
に応じて適宜設計変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における吸気加熱装
置を備えたデイーゼルエンジンの全体構成図、第
２図は吸気系の概略平面図、第３図は本考案の作
動特性を示すクランキング回転数と吸気温度との
関係における始動可能範囲を求めた特性図、第４
図は同クランキング回転数と始動時間との関係を
求めた特性図、第５図はコントローラの作動を説
明するためのフローチヤート図である。 １……エンジン、８……吸気通路、１２……吸
気加熱装置、１５……主吸気通路、１６……第１
開閉弁、１７……バイパス通路、１７ａ……吸気
加熱室、１８……電熱ヒータ、１９……第２開閉
弁、２２……コントローラ、２３……通電制御装
置、２４……スタータスイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの吸気系に吸気を加熱する電熱ヒータ
   を備えたエンジンの吸気加熱装置であつて、クラ
   ンキング時に上記電熱ヒータに通電するととも
   に、吸気温度が設定温度より低い極低温時を除い
   て、上記ヒータ通電時のクランキング回転数が所
   定値以下のときには該電熱ヒータへの通電を停止
   する通電制御装置が設けられたことを特徴とする
   エンジンの吸気加熱装置。