JPH06506517A - ピストン形燃焼機関常温始動方法及びその方法を実施する装置 - 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】 ピストン形燃焼機関常温始動方法及び その方法を実施する装置 技術分野 本発明は、ピストン形燃焼機関を常温で始動する方法、及びその方法を実施する 装置に関するものである。

技術の現状 ピストン形燃焼機関を常温で始動している間、燃焼は、不完全燃焼となり、他の 物の間に、好ましくない高い濃度の炭化水素を放出する。このことは、どんな周 囲温度でも生ずるが、周囲温度が低いと増大する。従って、平常の運転温度に迅 速に達することが重要である。そのための最も普通の方法は、機関に導入する空 気を予熱することである。しかし、それには、導入口マニホルド内に、広い空間 を占め、高価である電気加熱素子を必要とする欠点がある。

発明の説明 本発明の目的は、機関の導入側に加熱素子を設けることなく、機関をできるだけ 迅速に加熱し得るようにし、経済的に、存効に、機関始動時の上述の問題点を解 決するにある。

以下、本明細書中、「クランキング」とは、始動モータ等により機関のクランク 軸を外部から回転駆動し、機関が始動するのを助ける操作を意味する。

この目的は、本発明方法によって達成することができ、本発明ピストン形燃焼機 関常温始動方法は、ピストン形燃焼機関を常温で始動するにあたり、機関のクラ ンキング中、機関の燃焼室への燃料の供給を確実に阻止し、機関内で空気を圧縮 して発生する圧縮熱によって機関の燃焼室の温度を上昇せしめる第１行程と、次 のクランキング中、点火が生ずるまで燃料供給を行う第２行程とから成り、機関 のクランキングの所定回転数の間、前記第１行程を継続することを特徴とする。

また、この目的は、本発明装置によって達成することができ、本発明ピストン形 燃焼機関常温始動方法実施装置は、始動装置を使用する機関のクランキングによ ってピストン形燃焼機関を常温で始動する方法を実施する装置において、第１行 程中、機関のクランキングの所定回転数の間、この機関への燃料の供給を阻止す るための制御信号を送るよう構成されると共に第２行程中、この燃料の供給阻止 を中断するよう構成された制御ユニットを具えることを特徴とする。

図面の説明 添付図面を参照して、２個の実施例につき一層詳細に本発明を説明する。添付図 面中、第１図は、本発明の第１実施例による常温始動の構成を線図的に示し、第 ２図は、本発明の第２実施例による装置の一部を線図的に示す図である。

好適な実施例 第１図、及び第２図に示すように、本発明装置には、ピストン形燃焼機関の排気 側２に、例えばマニホルドと排気管との間に配置した絞り装置１１を設けるのか 好適である。排気側を完全に閉じる全閉位置と、絞り装置が圧力降下に貢献しな い全開位置との間に絶えず可変に調節し得るよう、この絞り装置の弁３を構成配 置する。全閉位置では、この絞り装置は、排気側を完全に閉塞し、これにより弁 ３、又は取り付けた弁座４を完全にシールする。代案として、この弁に空気孔を 設け、排気側か完全に閉塞しないようにすることもできる。絞り装置を調整部５ によって制御する。例えば、車輌に属する空気システムにより調整部５を空気に よって制御する。単動空気シリンダ８内で移動できるばね押圧ピストン７によっ て調整部５を構成する。電気的に調整可能なソレノイド弁９を通じてこの単動空 気シリンダ８を空気供給源に連通ずる。絞り装置を制御するよう構成配置され、 他の機能にも協働する制御ユニットｌＯに単動空気シリンダ８を連結する。第１ 図に示す実施例は、圧縮ばね６が作用して弁を開放維持することを意味するボジ テブ形の絞り装置を示している。ピストンに関して圧縮ばねの反対側の空気シリ ンダ８内に種々の空気圧を供給することにより、弁の調整を行う。従って、空気 圧によってピストンに作用する力がばねの圧力より高い時、最大絞り位置になる 。第２図に示す実施例は、ばねか反対方向にピストン７に作用しており、即ちば ねが最大絞り位置を維持しようとするネガテブ作動の構成を示している。

この場合、空気圧は、ピストンに関しばねの反対側に供給され、空気圧か十分で あると、弁を開く操作運動を生ずる。

制御ユニットへの入力の例は、車輌の点火キーからの制御人力１１及び、排気側 、例えば各シリンダにおける温度を検知する温度センダー、回転数計数センダー 、回転数計算機、タイマ等の任意の送信機からの第２制御入力等である。また、 制御ユニットｌＯを制御するためのセンダーによって冷却流体温度、又は潤滑油 温度を検知することができる。上述したように、制御ユニット１０をソレノイド 弁９に接続するが、この接続は、制御ユニット１０からの出力部１３を通じて行 う。制御ユニットＩＯからの付加的出力は、例えば、燃焼機関の始動モータリレ ーへの出力１４と、機関燃料噴射システムへの出力１５とから成る。−例として 、ディーゼル機関を選択したとすれば、電気点火装置を有しない。

本発明装置は、特に構造か簡単であり、ディーゼル機関のような成る種の機関に 適用してコストが有利である。これは、実際上、トラックのような重車輌のディ ーゼル機関の標準装備の一部である排気圧調整器は、絞り装置ｌとして使用する ことかできるからである。通常のブレーキ装置に加わる負荷を減らすためのエン ジンブレーキとして機能するように非常に高いレベルまで機関に人為的な負荷を 加える機能をこの排気圧調整器は従来から主に有していた。例えば車輌の運転席 にあって、入力、例えば入力１２を生ずる電気的ブレーキ接点を通じてこの機能 は、制御ユニッｌ−１０に接続される。更に、排気圧調整器は、始動後、完全に 、又は部分的に弁３を閉じることによって生ずる人為的な負荷により、機関の温 度を一層早く上昇させる。これは、機関内に抵抗圧力か発生するためである。燃 料の噴射後、この抵抗圧力か利用されて、次の点火を生じる。

本発明方法、及び装置は、機関の温度をその運転温度まで付加的に上昇させる新 事実を更に存する。始動モータによるディーゼル機関のクランキングの開始時で も、制御ユニットＩＯが、一方で、適切に選択されたパラメータに応じてディー ゼル機関への燃料噴射を阻止し、また好適には他方で、排気側の最大絞りか得ら れるよう、絞り装置ｌを作動させて、機関温度の運転温度までの付加的上昇を達 成する。従って、この方法のこの第１の工程中は、燃料の点火が行われない。そ れは、機関のシリンダ室には全く燃料が供給されないからである。しかし、機関 内のピストンは、シリンダ内に含まれる空気を依然として圧縮しており、同時に 、完全に、又は部分的に閉じた絞り装置１が排気側に抵抗圧力を発生し、この抵 抗圧力により、圧縮割合を増大させると共に、シリンダに通る流れを減少させる 。これにより、シリンダ室内の圧縮によって圧縮熱を発生し、ディーゼル機関が 点火と運転とを開始する以前でも、シリンダ室の壁を加熱する。この方法のこの 第１の工程に直結する第２の工程では、燃料噴射中、制御ユニットｌＯの出力１ ５の１個によって作動する絞り装置ｌにより、引き続いて抵抗圧力が維持され、 燃料の点火が生じ、その力により機関が回転する。この第２工程中、維持された 抵抗圧力は、適切に選択された加熱期間にわたり、更に機関を付加的に迅速に加 熱する。次にこの第２工程に引き続く第３の工程では、絞り装置ｌの弁３を完全 に開いた位置に調整することによって、上記抵抗圧力を実質的に終わらせる。必 要な時は、この正規の作動状態の代わりに、制御ユニットｌＯへの制御人力Ｉ２ を運転者か操作して、絞り装置を完全に閉じた位置に調節し、エンジンブレーキ を増大させてもよい。それ自身既知の燃料噴射装置を制御する制御出力１５によ って燃料噴射を阻止する。この燃料噴射の阻止は、制御回路への制御入力によっ て制御するが、この制御回路は、クランクシャフトの回転数を検出し、所定の回 転数の後にこの燃料噴射の阻止を解除する。この所定の回転数は、機関の少なく とも１個の完全作動サイクル、即ち各シリンダに対する少なくとも１個の圧縮行 程に相当する。このことは、環境を良好に維持する観点から好適であるが、始動 を有利にする観点からは、全作動サイクルの完了前に、燃料噴射の阻止の解除を 行うことができる。

また、回転数は、冷却流体、又は潤滑油の温度に応じて制御することかできる。

適切な抵抗圧力は、多くの因子によって選択することができるが、最高抵抗圧力 、即ち完全に絞り装置を閉じた最高抵抗圧力と、弁３が完全開放位置と完全閉塞 位置との間の中間位置にある時の例えば１００ｋＰａの減少した抵抗圧力との間 に、抵抗圧力を変化させることができる。作動中の排気圧力は、脈動しているか ら、この方法の上記第１行程、及び第２行程中、ばねで押圧されるこの絞り装置 も脈動する。

実際上、絞り装置の必要な調整時間を考慮して、始動モータによって機関をクラ ンキングする時、絞り装置１が既に作動しているように構成配置する。燃料噴射 か確実に阻止されていて、絞り装置ｌを所定絞り位置に調整する第１位置と、始 動モータを作動させる第２位置とを点火キーが有することによってこのことが可 能である。選択された抵抗圧力を時間制御装置によって維持することもでき、従 って、タイマを制御ユニットＩＯに設けるのが好適であり、機関のクランキング の作用時から計算した所定時間経過後、このタイマによって出力１４を通じて燃 料噴射を行わせる。同様に、この方法の第２行程が第３行程に進行するまでの所 定時間の間、このタイマは、絞り装置の調整された絞り位置を維持することかで きる。

本発明は、図面に示し説明した実施例に限定されず、本発明の請求の範囲内にお いて種々の変更を加えることができる。例えば、絞り装置を完全に除去してしま うか、又は他の構造にすることができる。また、全てのシリンダに共通な１個の 絞り装置を配置する代わりに、各シリンダに絞り装置を配置し、シリンダに個々 の制御を行えるようにしてもよい。これは、これ等のシリンダは、やがて異なる 運転温度に達するからである。本発明は、周囲温度が低い時に特に有利であるが 、本発明は、機関温度、及び周囲温度に無関係に有利である。原則として、本発 明方法は、燃料噴射を阻止する要旨を単純に有する。例として、ディーゼル機関 について説明したが、本発明は、その他の種類のピストン形燃焼機関や、電気点 火装置を有する燃焼機関に好適である。

本発明は、種々の種類の燃料に使用することができる。また、本発明は、蒸発す る傾向が少ない燃料、即ちアルコールのような蒸発温度が高い燃料に対しても多 くの好適な効果を発揮することができる。

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Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ピストン形燃焼機関を常温で始動するにあたり、機関のクランキング中、機 関の燃焼室への燃料の供給を確実に阻止し、機関内で空気を圧縮して発生する圧 縮熱によって機関の燃焼室の温度を上昇せしめる第１行程と、次のクランキング 中、点火が生ずるまで燃料供給を行う第２行程とから成り、機関のクランキング の所定回転数の間、前記第１行程を継続することを特徴とするピストン形燃焼機 関常温始動方法。
2. ２．機関の少なくとも１個の完全な作動サイクルの間、前記第１行程を継続する ことを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
3. ３．前記第１行程と前記第２行程との間の時間的遅延を温度に応じて制御するこ とを特徴とする請求の範囲１、又は２に記載の方法。
4. ４．前記第１行程と前記第２行程との間の時間的遅延を機関の温度に応じて制御 することを特徴とする請求の範囲３に記載の方法。
5. ５．第１行程において、機関のクランキング中、機関の排気側の絞りを行い、こ の排気側に抵抗圧力を加えることを特徴とする請求の範囲１〜３のいずれか１項 に記載の方法。
6. ６．前記機関の排気側の前記絞りを機関のクランキングの前に行うことを特徴と する前記請求の範囲のいずれか１項に記載の方法。
7. ７．始動装置を使用する機関のクランキングによってピストン形燃焼機関を常温 で始動する方法を実施する装置において、第１行程中、機関のクランキングの所 定回転数の間、この機関への燃料の供給を阻止するための制御信号を送るよう構 成されると共に第２行程中、この燃料の供給阻止を中断するよう構成された制御 ユニット（１０）を具えることを特徴とするピストン形燃焼機関常温始動方法実 施装置。
8. ８．前記機関の排気側に絞り装置（１）を設け、燃料を供給する前、第１行程中 に機関のクランキング中、前記機関の排気側に抵抗圧力を加えるため前記絞り装 置（１）を絞り位置に維持するよう前記制御ユニット（１０）を構成したことを 特徴とする請求の範囲７に記載の装置。
9. ９．機関のクランキングを行うと直ちに機関の排気側に抵抗圧力が発生するよう に、始動モータを作動させる前に前記絞り装置（１）を絞り位置に維持するよう 前記制御ユニット（１０）を構成したことを特徴とする請求の範囲８に記載の装 置。
10. １０．前記絞り装置が絞り位置を維持するようばねで押圧される移動可能の絞り 手段（７）を前記絞り装置の絞り部（３）に設けたことを特徴とする請求の範囲 ９に記載の装置。
11. １１．前記絞り装置を作動させる第１位置と、前記始動モータを作動させる第２ 位置とを機関の点火キーが有することを特徴とする請求の範囲９に記載の装置。