JPH0423110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はデイーゼルエンジンに備えられたグロ
ープラグに寒冷時エンジン始動後も通電してアフ
ターグローするが、特に所定速度以上の車両走行
中は通電を停止することによりバツテリーエネル
ギーを有効利用しようとするデイーゼルエンジン
の予熱補助装置に関する。

〈従来の技術〉 デイーゼルエンジンにおける寒冷時の始動に際
し、エンジン内部に備えたグロープラグを急速加
熱して始動を補助することが行われているが、始
動直後未だ充分に暖機されていない状態でエンジ
ン回転数が一定回転数以下の場合、エンジン騒音
（燃焼騒音）が大きくかつ白煙を発生させるとい
う問題がある。そこで始動後もグロープラグに一
定時間連続通電し、エンジンの燃焼室内を加熱す
るいわゆるアフターグローにより、燃料の燃焼を
正常化し上記問題を軽減する方法が知られてい
る。

〈本発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記従来の通電方法では、連続
通電のためバツテリー容量に制限があり、長時間
通電できず、また通電の必要のない車両走行中も
通電するためバツテリーエネルギーを有効的に使
用していないという欠点を有している。

上記に関連して既に開示されている技術として
は、特開昭55−1463号公報による、デイーゼルエ
ンジン始動後も回転が安定するまでタイマにより
グロープラグに通電する始動装置であつて、エン
ジン回転数が設定回転数（400rpm〜500rpm）に
なるエンジン温度が設定温度になるまで通電し、
エンジン始動前のプラグ予熱時間はタイマーによ
り管理されるがタイマー設定時間はエンジン温度
により変化する装置、また実開昭56−55723号公
報による、スロツトル開度によりエンジンの運転
状態を検知し、低速低負荷回転時にはフロープラ
グに通電し点火時期を早めることにより低速低負
荷回転時の燃焼騒音を軽減させることを目的と
し、エンジンが充分暖機されていても低速低負荷
回転であれば通電する装置、また特開昭54−5143
号公報による、デイーゼルエンジン始動後も回転
が安定するまでタイマーによりグロープラグに通
電し燃料噴射量を増量させる始動装置であつて、
エンジン回転数が設定回転数（400rpm〜
1500rpm）になるかエンジン温度が設定温度にな
るまで通電し、かつ燃料噴射量を増量する装置、
また実開昭54−52534号公報による、空気式ガバ
ナ装着のデイーゼルエンジンに限定し、始動後で
不整燃焼が発生する時は吸気負圧が大であること
に着眼し、吸気負圧を圧力スイツチで検知し負圧
が設定値以上であればグロープラグに通電するこ
とにより燃焼を正常化し騒音・振動の低減、排気
の浄化を図る装置、また特開昭57−18459号公報
による、デイーゼルエンジン始動時の騒音や排煙
量を低減させるためエンジン始動後もグロープラ
グに通電し、通電をエンジン回転速度と燃料噴射
量の少なくとも一方が設定値以上になるまで継続
する装置、また実開昭56−127878号公報による、
デイーゼルエンジン始動後アイドリング時におい
てエンジン温度が規定温度以下であればグロープ
ラグに通電しノツクを予防し騒音を低減させる装
置などがあるが、エンジン回転数、エンジン水温
等の１，２のエンジン関係情報に基きグロープラ
グに通電して加熱するものがほとんであり、また
これらの情報に基く上記通電又は停止のための設
定値が単独で設けられているので、グロープラグ
への必要且つ充分な加熱を行いつゝ、バツテリー
エネルギーを有効に使用することが困難である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
デイーゼルエンジンの予熱補助装置において、殊
に所定速度以上の車両走行中には通電を中止し
て、バツテリーエネルギーを効果的に利用しうる
予熱補助装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するための本発明デイーゼルエ
ンジンの予熱補助装置は、グロープラグ１をエン
ジン始動に充分な温度に急速に予熱し、該温度に
保持するための急加熱制御装置３とグロープラグ
１をエンジン始動後所定時間アフターグローする
アフターグローリレー５を備え、エンジン始動
後、充電発電機の充電開始信号とエンジン水温検
出器１０の設定水温以下を示す信号とエンジン回
転数検出器８の設定回転数以下を示す信号の入力
を条件に、車速検出器６の信号に応じ第１設定速
度に達するまでと該速度より低い第２設定速度以
下になつたとき高レベル電位信号を発する判別回
路１９を前記アフターグローリレー５と電源E₀
間に設け、前記高レベル電位信号が発せられた時
のみ前記アフターグローリレー５へ通電する一
方、該通電時間を積算する積算タイマー１７を設
け、前記積算した時間が設定時間に到達時出力す
る信号又は前記判別回路１９からの信号により前
記アフターグローリレー５への通電を停止せしめ
る制御手段を設けてなる。

〈作用〉 上記構成の本発明のデイーゼルエンジンの予熱
補助装置では、まず後記キースイツチ２のONに
より電源E₀から前記グロープラグ１へ電流が流
れ、グロープラグ１の急速加熱が開始されるが、
その温度が予熱設定温度に達すると、前記急速加
熱制御装置３により前記グロープラグ１を設定温
度に保持する、続いてキースイツチ２によりスタ
ーターを起動するが、エンジンの始動と共に充電
発電機も回転し、出力電圧が充電可能電位に達す
ると、充電開始信号により常閉接点１８を開放し
てアフターグロー開始の態勢が整う。

エンジンの水温が設定水温、例えば60℃以下で
あるときは、エンジン水温検出器１０がオフとな
り、前記判別回路１９に電流が流れず非導通の状
態となる。またエンジンの回転数が所定以下であ
れば、前記エンジン回転検出器８の出力信号によ
り、判別回路１９には電流が流れず非導通とな
る。以上により前記判別回路１９のアフターグロ
ーのための必要条件が全て整つたことになる。

次に、車両の走行速度が第２設定速度（例えば
８Km／ｈ）以下であれば、前記車速検出器６の出
力信号により判別回路１９から高レベル電位信号
が発せられて前記アフターグローリレー５が励磁
され、グロープラグ１へ電流が流れてアフターグ
ローが開始される。一方積算タイマー１７にも電
源E₀から充電電流が流れる。

車両速度が第１設定速度（例えば17Km／ｈ）以
上になると、前記車速検出器６の出力信号により
判別回路１９からの電位信号が低レベルとなり、
前記アフターグローリレー５が不動作となり、グ
ロープラグ１への通電は断たれ、アフターグロー
は停止される。前記積算タイマー１７への充電は
停止されるが、その充電電荷は保持される。

車両が減速して車両速度が第２設定速度以下に
なると、前記と同様に、前記アフターグローリレ
ー５が作動し、アフターグローが行なわれる。車
両速度が第１設定速度、第２設定速度の範囲を越
したが否かにより上記のような動作がくり返され
る。

そして、生産タイマー１７への充電電荷が所定
の値に達すると、前記車速の如何に拘らずアフタ
ーグローリレー５を不動作とし、グロープラグ１
への通電を断つ。

〈実施例〉 本発明の実施例について詳細に説明する。

デイーゼルエンジンのエンジンの冷間時に、エ
ンジンから発するカンカンと鳴る不快音（デイー
ゼルノツク）や白煙の排出はエンジン内部が十分
に暖らないことが原因であり、通常水温が50℃以
下の状態で発することが経験的に確められてい
る。またエンジンの回転数や車両の走行速度が一
定速度（例えば８Km／ｈ）以上になると、このカ
ンカンと鳴る不快音は低くなり人に不快感を与え
ない程度になることや白煙の排出もなくなること
も経験的に確認されている。

そこで、アフターグローを行うための条件が問
題となるが、一般的には次のような条件のもとで
行う必要がある。

(1) エンジン水温が60℃（50℃プラス余裕度10
℃）以下であること (2) 車速が一定速度以下であること (3) エンジンの回転数が一定以下であること 第１図は、上記の条件を満たすアフターグロー
を行うための、本発明に係るデイーゼルエンジン
の予熱補助装置に用いる回路図である。

第１図において、E₀は電源であり、一般には
車両搭載バツテリーからとなる。１はグロープラ
グで通常エンジンのシリンダー数に対応して設け
られ、図では４気筒エンジンの４本のグロープラ
グ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを示している。２はキ
ースイツチで、オンON、スタートSTの位置に
固定接点を有している。３はグロープラグ１をエ
ンジン始動に十分な温度に急速に予熱するための
急加熱制御装置で、キースイツチ２を閉じると同
時にスイツチ４を閉じ大電流を提供してグロープ
ラグ１を急加熱し、予熱設定温度になつたら、ス
イツチ４をオン、オフ制御し、グロープラスグ１
の温度を予熱設定温度に保持するものである。
Reはグロープラグ１の温度検出用抵抗で、この
抵抗Reの両端に発生する電圧を基にして前記制
御装置３はグロープラグ１の温度を検出制御する
のである。R₁は電圧降下用抵抗で、グロープラ
グ１に流れる電流を規制するためのもので、アフ
ターグローの電流はこの抵抗R₁を経て電源E₀か
らグロープラグ１に供給される。

６は車則検出器、７はコンパレーターで、第２
図に示すように、車速が17Km／ｈ（第１設定速度）
を越えたらその出力端ｅ点の電位を低レベルに、
車速が高速から８Km／ｈ（第２設定速度）以下に
なつたら高レベルになるようにヒステリシスをも
つた特性にセツトされる。またR₁₄はコンパレー
ター７の基準電圧を調整する可変抵抗である。

R₃は抵抗、C₂はコンデンサーで、このR₃とコ
ンデンサーC₂により約４秒程度作動を遅延させ
る遅延回路１６を形成する。該遅延回路１６はハ
ンチング防止のために設けられており、ある車速
が例えば４秒間継続したときに初めて条件が固ま
つたとして次の動作を行わせるものである。１３
はコンパレーター、R₄，R₅は抵抗で、この抵抗
R₄とR₅はコンパレーターの基準電圧を決定する。
尚、Ｒは上記コンデンサーC₂に溜つた電位を、
キースイツチ２のOFF時放電するための抵抗で、
省略することもできる。

C₃はコンデンサー、R₂は抵抗で、コンデンサ
ーC₁と抵抗R₂で後述のようにアフターグロー時
間を積算する積算タイマー１７を形成する。該積
算タイマー１７は、エンジン始動後のアフターグ
ロー時において、車両速度が17Km／ｈ（第１設定
速度）に達するまでの時間と、８Km／ｈ（第２設
定速度）以下になつたときの時間を積算し、これ
が例えば３分間となつたとき、判別回路である
AND回路１９を経てグロープラグ１のアフター
グローリレー５を開くものである。そして、該積
算タイマー１７の積算時間は抵抗R₂とコンデン
サーC₁の値で決定され、バツテリー容量との関
係から３分程度とする。

１２はコンパレーターで、R₁₁，R₁₂はその基
準電圧を決定する抵抗であり、コンパレーター１
２の出力端子はダイオードD₅に接続される。D₁
はダイオードで、コンデンサーC₁からの逆流を
防止するためのものである。D₂もダイオードで、
コンパレーター７の出力端ｅ点の電位が低レベル
の時、すなわち車両速度が８Km／ｈ（第２設定速
度）以上である時はコンパレーター１３の出力端
ａ点へ電流を流し、コンパレーター７の出力端ｅ
点が高レベルの時、すまわち車両速度８Km／ｈ以
下である時、ａ点から積算タイマー１７のｂ点に
電流が流れないようにするためのものである。
R₆，R₇，R₈，R₉，R₁₀，はそれぞれ抵抗で、ａ
点及びトランジスターTr₁，Tr₂に適当なバイア
ス電圧を与えるためのものである。Tr₂はトラン
ジスターで、アフターグローリレー５を駆動する
ためのものである。Tr₁もトランジスターで、ト
ランジスターTr₂を駆動するためのものである。
D₁₀はトランジスターTr₂をサージ電圧から保護
するためのツエナーダイオードである。

８はエンジンの回転数を検出するエンジン回転
数検出器、９はコンパレーターで、上記回転検出
器の出力がある一定値以下であれば、その出力端
ｂ点の電位は高レベルに、その値を越すと反転し
て低レベルになるようにセツトされている。
R₁₅，R₁₆はコンパレーター９の基準電圧を欠点
する抵抗である。

２０はタイマーで、エンジン始動後15秒間程度
はエンジン回転数が所定値を越してもエンジン回
転数検出器８からのエンジン回転数信号をAND
回転１９に伝えず、ｆ点の電位を高レベルに保つ
ておき、その間に急加熱制御装置３及びスイツチ
４による急加熱後の再急加熱−遮断の繰り返しを
行わせようとするものである。

１０はエンジン水温を検出するためのエンジン
水温検出器であるサーモスイツチで、水温上昇時
はが60℃でONし、下降時は50℃でOFFするよう
にセツトされている。

１８は充電リレーの接点で、AND回路１９に
連結されており、エンジンが始動し、充電発電機
の出力電圧が充電可能な電位になつたとき開放し
て、AND回路１９との連結点を高レベルとして
アフターフロー介しの体制を整える常閉型の接点
である。図中のダイオードD₃，D₅，D₆，D₇，D₉
は一つのアンド回路１９を形成し、このアンド回
路１９で、エンジンの始動後のアフターグローを
行う条件が整つたか否かを判断する判別回路を構
成する。

次に上記回路の動作について説明する。

、まずキースイツチ２をオン位置ONまで回動
すると電源E₀→スイツチ２→スイツチ４→温度
検出用抵抗Re→グロープラグ１と電流が流れグ
ロープラグ１の急速加熱が開始される。グロープ
ラグ１の温度が予熱設定温度に達するとグロープ
ラグ急速加熱制御装置３の働きにより、スイツチ
４がオン、オフ動作をし、グロープラグを設定温
度（約900℃）に保持する。続けてキースイツチ
２をスタート位置STまで回動すると、スタータ
ーリレー（図示せず）が作動し、スターター（図
示せず）が起動する。エンジンが始動したらキー
スイツチ２から手を離すと、キースイツチ２は
ON位置まで回復回動する。またエンジンの始動
と共に充電発電機（図示せず）も回転し、出力電
圧が充電可能電位に達すると、充電リレーが作動
し、その常閉接点１８を開放する。これによりア
フターグロー開始の態勢が整う。

エンジンの水温が60℃以下であるときはサーモ
スイツチ１０が開放され、ｇ点の電位はｋ点の電
位より高レベルに保持され、ダイオードD₇に電
流が流れず非導通の状態となる。またエンジンの
回転数が所定以下であれば、エンジン回転数検出
器８の出力信号により、コンパレーター９の出力
端ｆ点の電位はｋ点の電位より高レベルに保持さ
れ、ダイオードD₆には電流が流れず非導通とな
る。また前述のようにエンジン始動後15秒間程度
はタイマー２０によりエンジン回転数が所定値を
越しても同様である。これによりアンド回路１９
のアフターグローの必要条件が全て整つたことに
なる。

次に、車両の走行速度が第２設定速度である８
Km／ｈ以下であれば、車速検出器６の出力信号は
抵抗R₁₃、可変抵抗R₁₄で決定される基準電圧よ
り低いので、コンパレーター７の出力端ｅ点の電
位は高レベルに保持され、その保持時間が遅延回
路１６の遅延時間（約４秒）を越すと、コンパレ
ーター１３の＋側に高電位の入力が印加され、そ
の出力端ａ点の電位はトランジスターTr₁を駆動
するに必要な高い電位に保持される。これによつ
てトランジスターTr₁，Tr₂が導通し、Tr₂の導通
によりアフターグローリレー５の作動コイル５ｂ
が励磁される。リレー５の作動によりその常開接
点５ａが閉じ、電源E₀→スイツチ２→常開接点
５ａ→電圧降下用抵抗R₁→温度検出用抵抗Re→
グロープラグ１と電流が流れてアフターグローが
開始される。一方コンデンサーC₁には、ａ点の
電位が高い間、抵抗R₂、ダイオードD₁を経て電
源E₀から充電電流が流れる。

車両速度が第１設定速度である17Km／ｈ以上に
なると、コンパレーター７の出力端ｅ点の電位は
低レベルとなり、遅延回路１６の遅延時間分遅れ
てコンパレーター１３の＋側に低電位の入力が印
加され、その出力端ａ点が低電位レベルに保持さ
れることになる。ａ点の電位が低レベルになると
トランジスターTr₁，Tr₂が開放され、アフター
グローリレー５が不動作となり、その常開接点５
ａを開放するから、グロープラグ１への通電は断
たれ、アフターグローは停止される。一方ａ点の
低電位に伴いｂ点の電位も低下するのでコンデン
サーC₁への充電は停止される。しかしｂ点の電
位が低下しても、ダイオードD₁があるためコン
デンサーC₁の充電電荷は放電されることはない。

車両が減速して車両速度が８Km／ｈ以下になる
と、前記と同様に、トランジスターTr₁，Tr₂が
導通しアフターグローリレー５が作動して、アフ
ターグローが行なわれる。車両速度が８Km／ｈ〜
17Km／ｈの範囲を越したか否かにより上記のよう
な動作がくり返され、コンデンサーC₁の充電に
より、Ｃ点の電位が次第に高くなり、コンパレー
ター１２の−側電位が＋側電位より高くなると、
コンパレーター１２の出力端ｄ点は低レベルの電
位となるため、ｋ点の電位も低くなりTr₁，Tr₂
は不導通となつて、アフターグローリレー５が不
動作となり、グロープラグ１への通電は断たれ
る。こうなると車両速度が８Km／ｈ以下になつて
も、もはやグロープラグ１への通電は行なわれ
ず、アフターグローは行なわれない。

上記回路動作を説明するためのタイミングチヤ
ートを第３図に示す、同図において、T₁は遅延
回路１６の遅延時間を示す。

〈発明の効果〉 以上、詳細に説明したごとく、本発明に係るデ
イーゼルエンジンの予熱補助装置は、グロープラ
グ１をエンジン始動に充分な温度に急速に予熱
し、該温度に保持するための急加熱制御装置３と
グロープラグ１をエンジン始動後所定時間アフタ
ーグローするアフターグローリレー５を備え、エ
ンジン始動後、充電発電機の充電開始信号とエン
ジン水温検出器１０の設定水温以下を示す信号と
エンジン回転数検出器８の設定回転数以下を示す
信号の入力を条件に、車速検出器６の信号に応じ
第１設定速度に達するまでと該速度より低い第２
設定速度以下になつたとき高レベル電位信号を発
する判別回路１９を前記アフターグローリレー５
と電源E₀間に設け、前記高レベル電位信号が発
せられた時のみ前記アフターグローリレー５へ通
電する一方、該通電時間を積算する積算タイマー
１７を設け、前記積算した時間が設定時間に到達
時出力する信号又は前記判別回路１９からの信号
により前記アフターグローリレー５への通電を停
止せしめる制御手段を設けてなるので、積算タイ
マー１７による通電時間の積算量が所定の値に到
達するまでは、エンジンの円滑な回転に予熱が必
要とされるエンジン水温が60℃以下で且つエンジ
ンの回転数が一定以下における車両の低速走行時
に通電予熱を行わせることができ、円滑なエンジ
ン回転を得るためのアフターグローを効果的に行
うことができるとともに、バツテリー容量による
制限のある通電量をより有効に利用できるという
効果がある。

また判別回路１９は車速が第１設定速度時とこ
れより低い第２設定速度時に各信号を発するよう
構成されたことにより、車速の上昇、下降に応じ
必要充分なアフターグローを行うことができる効
果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデイーゼルエンジンの予
熱補助装置に用いる回路図、第２図は、車速検出
器に接続するコンパレーターの作動範囲を示す
図、第３図はその動作を説明するためのタイミン
グチヤートである。 １……グロープラグ、２……キースイツチ、３
……グロープラグの急加熱制御装置、４……スイ
ツチ、５……アフターグローリレー、６……車速
検出器、８……回転検出器、１０……水温検出
器、D₁〜D₄……ダイオード、D₁₀……ツエナーダ
イオード、１６……遅延回路、１７……積算タイ
マー、１８……充電リレー接点、１９……AND
回路、２０……タイマー、７，９，１１，１２，
１３……コンパレーター、R₁〜R₁₈……抵抗、
C₁，C₂……コンデンサー、Re……温度検出用抵
抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ グロープラグ１をエンジン始動に充分な温度
   に急速に予熱し、該温度に保持するための急加熱
   制御装置３とグロープラグ１をエンジン始動後所
   定時間アフターグローするアフターグローリレー
   ５を備え、 エンジン始動後、充電発電機の充電開始信号と
   エンジン水温検出器１０の設定水温以下を示す信
   号とエンジン回転数検出器８の設定回転数以下を
   示す信号の入力を条件に、車速検出器６の信号に
   応じ第１設定速度に達するまでと該速度より低い
   第２設定速度以下になつたとき高レベル電位信号
   を発する判別回路１９を前記アフターグローリレ
   ー５と電源E₀間に設け、 前記高レベル電位信号が発せられた時のみ前記
   アフターグローリレー５へ通電する一方、該通電
   時間を積算する積算タイマー１７を設け、 前記積算した時間が設定時間に到達時出力する
   信号又は前記判別回路１９からの信号により前記
   アフターグローリレー５への通電を停止せしめる
   制御手段を設けてなるデイーゼルエンジンの予熱
   補助装置。