JPS5835268A - デイ−ゼルエンジン始動用点火装置 - 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】 本発明はディーゼルエンジンの始動を容易にするだめの
点火装置に関する。

ディーゼルエンジンは圧縮着火であるため２点火装置１
４不要である。

しかしエンジンが冷えている場°合には始動が困難であ
るため、始動を容易にする始動装置が用いられている。

第１図及び第２図は従来の始動装置の一例図であり、第
１図は回路図、第２図はエンジンの部分断面図を示す。

第１図において、ｊ＋４バ、テリ、２はキースイッチ、
３はパイロノドランプ、４Ａ〜４Ｄはグロープラグであ
る。なおキースイッチ２において、Ａ１ｒｉ停止位置、
Ｂは予熱位置、Ｃは運転位置、Ｄは始動位置である。

また第２・図において、５は渦流室、６はグロープラグ
（４Ａ〜４Ｄの一つに相当）、７は燃料噴射弁、８は吸
気弁、９はピストンである。

通常、ディーゼルエンジンの始動時には、渦流室５Ｖｃ
挿入したグロープラグ６を赤熱させて始動を容易にする
。

すなわち始動前に、キースイッチ２を予熱位置Ｂにし、
グロープラグ４Ａ〜４Ｄに電流を流し、数秒から数十秒
経過してグロープラグが赤熱したのち、キースイッチを
始動位置りにし、スタータモータを回転させると共に渦
流室５内に燃料噴射弁７から燃料を噴射し、その燃料が
赤熱したグロープラグに触れることによって着火を容易
に行なうようになっている。

しかし上記のごとき従来の装置においては、グロープラ
グを赤熱させるために、クランキングを始める前に数秒
から数十秒のあいだ待たねばならないので不便であり、
またグロープラグの消費電流が大きいので、バッテリの
電力消費が大きく。

そのため大型のバッテリを必要とすると共にバッテリに
充電する電力も大きくなるので、燃費にも悪影響を及ぼ
すという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
り、消費電力が少なく、かつ操作が容易で直ちに始動さ
せることの出来る始動用点火装置を提供することを目的
とする。

上記の目的を達成するだめ本発明においては。

燃焼室（直噴式では主燃焼室、予燃焼室式では予１燃焼
室、渦流室式では渦流室）に点火プラグを設け、燃料噴
射時期から所定時間（０，１〜１ｍ５）遅らせて点火プ
ラグに高エネルギーを注入して放電を行なわせることに
より、冷間始動時にも容易かつ確実に始動できるように
構成している。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する・第６図は
本発明の一実施例の回路図であり、また第４図は渦流室
式のディーゼルエンジンに点火プラグを袋着した場合の
エンジンの部分断面図である。

第４図において、ｉｏは点火プラグであシ、その龍笛２
図と同符号は同一物を示す。

第６図において、１１はバッテリ、１２は昇圧器（例え
ばＤＣ−ＤＣコンバータ）である。またダイオードＤ、
　、　Ｄ２．コンデンサｃ、、ｃ２．　　サイリスタＱ
＋　’変圧器１６からなる点火同格及び点火プラグ１４
（第４図の１０に相当）は、各気筒毎にそれぞれ設けら
れている。

またエンジンのクランク角が１８０°回転する毎に燃料
噴射と同時、Ｋ　１８０’信号Ｓ１を出力する１８０゜
センサ１５．クランク角が７２０°回転する毎に７２０
°信号Ｓ、を出力する７２０’センサ１６，４ビットリ
ングカウンタ１７．遅延回路１８．アンド回路１９Ａ〜
１９Ｄ、単安定マルチバイブレータ２０Ａ〜２０Ｄ及び
単安定マルチバイブレータ２１は点火信号発生装置を構
成している。なお１８０°センサ１５は４サイクル４気
筒用であり、６気筒の場合は１２０°センサとなる。ま
だ１８０°センサ１５及び７２０°セ／す１６は、燃料
噴射ポンプに装着しても良い。要するに１８０°信号Ｓ
１は各気筒の燃料噴射時期毎に、７２０°信号Ｓ２は特
定気筒の燃料噴射時期毎に出力されれば良い。

まだ、第５図は第６図の回蕗の信号波形図であるＯ 以下第５図を参照しながら第３図の回路動作について説
明する。

まず点火信号発生装置において、４ビツトリングカウン
タ１７ば、１８０°信号Ｓ１をカウントし。

各ビットの出力として信号Ｓ５Ａ、　”　Ｓ５Ｄを順次
出力し、１８０°信号Ｓ１が４個入力すると最初の状態
（ＳＩＡを出力）に戻る。

まだ遅延・回路１８は、１８０°信号から所定時間τ、
（０１〜１ｍ５）だけ遅れたパルス信号Ｓ４を出力する
。

上記のパルス信号Ｓ４と信号５５Ａ−８５Ｄは、アント
回路１９Ａ〜１９Ｄに送られる。したがってアンド回路
１９Ａ〜１９Ｄは、それぞれ上記両信号が共に人力した
とき出力を送出する。このアンド回路１９Ａ〜１９Ｄの
出力で、それぞれ単安定マルチバイブレータ２ＤＡ〜２
０Ｄをトリガする。

単安定マルチバイブレータ２０Ａ〜２ｏＤ’（ｄ、所定
巾（例えば１ｏｏμｓ）のパルス信号５５Ａ−８５Ｄを
出力する。このパルス信号８５Ａ、　”　Ｓ　５Ｄは、
１８０゜信号Ｓ１が出力された時点すなわち各気筒の燃
料噴射時期から前期の所定時間τ１だけ遅れだ信号であ
り、それらが各気筒の点火信号となる。

まだ７２０°信号Ｓ２ば、気筒判別用の信号であり。

例えば第１気筒の燃料噴射時期毎に出力される。

４ビツトリングカウンタ１７は、７２０°信号Ｓ２が与
えられるとりセットされ７最初の状態（Ｓ５Ａを出力）
に戻る。したがって始動開始時の気筒判別を正確に行な
うことが出来る。

マタ単安定マルチバイブレータ２１は、ｉｓｏ。

信号Ｓ１が与えられる毎に所定巾（例えば１　ｍｓ　）
のパルス信号Ｓ６を出力する。このパルス信号Ｓ６は昇
圧器１２の昇圧動作を停止させる停止信号となる。

次に点火回路において、昇圧器１２はバッテリ１の出力
１２Ｖを＋５ｏｏＶｉ度に昇圧して出力する０ サイリスタＱ、がオフのときには、上記の１５００Ｖが
ダイオードＤ１．Ｄ２を介してコンデンサＣ１（例えば
１μＦ）に与えられ、コンデンサＣ，Ｋば１Ｊ程度のエ
ネルギーが蓄えられている。

この状態で点火信号Ｓ５Ａが与えられ、サイリスタＱ１
がオンになると、１５００Ｖに充電されているコンデン
サＣ１の左側端子が急に接地されるので。

右側端子が一１５００Ｖになる。そのため変圧器１３０
１次コイルＬ１を介してコンデンサＣ２（Ｃ１より小容
量）に電流が流れ込む。

上記のように１次コイルＬ、に電流が流れると。

２次コイルには巻数比倍の電圧（２０〜３０　ｋＶ　）
が発生し、この電圧によって点火プラグ１４で火花枚重
が発生する。

上記のようにして放電が発生して導通状態になると、コ
ンデンサＣ１に残存していたエネルギー及びコンデンサ
Ｃ２に流れ込んだエネルギーが変圧器１３を介して点火
プラグ１４に短時藺に注入され。

点火プラグ１４は電極の周囲にプラズマ状のガスを発生
し、高エネルギ一点火を行なう。

上記の動作は各気筒の点火回路毎に点火信号８５Ｂ〜Ｓ
５Ｄが与えられる毎にそれぞれ行なわれる。

まだパルス信号Ｓ６が与えられている間、昇圧器１２の
出力がなくなるので７点火動作終了後にサイリスタＱ１
はオフに復帰する。まだサイリスタＱ１はトランジスタ
等の他の半導体スイッチング素子でもよい。

なおティーゼルエンジンにおいて、燃料噴射弁から噴射
された燃料の噴霧が点火プラグ近傍に到達するまでの時
間は、エンジンの寸法で定まる値であってエンジンの回
転速窒にはほぼ無関係である０ そのため本発明においては９回転速変にかかわらず燃料
噴射時点から所定時間τ１（０１〜１ｍ５）後に点火を
行なわせることにより、燃料の噴霧がノ、゛、ζ火プラ
グの近傍に到達したときに点火を行なわするように構成
している。

またプラズマ状の高エネルギ一点火であるため。

軽量＋のような着火性の悪い燃料でも確実に着火させる
ことが出来る。

次に消費エネルギーについて説明する。

従来のグロープラグ方式においては、１気筒について３
５Ｗ消費するグロープラグな１０秒間予）１ｔ　Ｌ　、
クランキングを５秒間行なったとすると。

その間に消費するエネルギ＝は２１’ＯＯＪとなる。

これに対して本発明の場合には、１回の点火でコンデン
サＣ１に蓄えるエネルギーは１Ｊであり。

点火装置の効率が５０係としても、始動時に２００ｒ　
ｐＨｌのクランキングを５秒間行なったときに消費する
エネルギーは約６７Ｊであり、従来のグロープラグ方式
の約６０分の１に減少する。

したがってバッテリの負担が大巾に軽減され。

か）バッテリを充電するエネルギーも減少するので・１
然費も良くなる。

また本発明の装置においては、予熱をする必要。

がないので、従来のように予熱時間のあいだ待機する必
要がなく、始動時には通常のガソリンエンジンと同様に
キースイッチを始動位置にするだけで確実に始動させる
ことが出来る。

なお、ディーゼルエンジンは、始動したのちは圧縮着火
によって自動的に着火するので１本発明の点火装置はエ
ンジンが完爆したのちは自動的に停止ｌ：、させる回路
（例えばオールタネータの出力が一宇以上になったら電
源を切る回路）を設けると良い０ ただし、低温時には、完爆後も温度が上昇するまで点火
を継続した方がエンジン回転が安定するので、エンジン
温度が一定値に達するまで、又は所定時間のあいだ、あ
るいはエンジン回転速度が所定値に達するまで９点火を
継続させるように構１成しても良い。

以上説明したごとく本発明によれば、キースイッチを始
動位置にするだけで直ちにエンジンを始動さ−゛せるこ
とか出来るので、従来のグロ−プラグ方式のように予熱
時間のあいだ待機する必要がなく、始！ｈ　ｌ榮作が極
めて容易になる。

またグロ−プラグ方式に比べてン６費電力を大巾１・′
こ低減させることが出来るので、バッテリを小型化する
ことが出来、かつ燃費を向上させることが出、・得る等
の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例の回路図、第２図は従来装置の
一例の断面図、第６図は本発明の一実施例の回路図、第
４図は本発明の一実施例の断面図。 第５図は第３図の回路の信号波形図である。 暗号の説明 ５・・渦流室　　　　　　６・・・グロープラグ７・・
・燃料噴射弁　　　　８・・・吸気弁９・・・ピストン
　　　　１０・・・点火プラグ１１・・バッテリ　　　
　１２・・・昇圧器１６・変圧器　　　　　１４・・・
点火プラグ１５　・１８０°センサ　　　１６・・７２
０°センサ１７・・・４ビツトリングカウンタ １８・・・遅１重回路　　　　　１９Ａ〜１９Ｄ・・・
アンド回路・２０Ａ〜２０Ｄ・・・単安定マルチバイブ
レータ２１・・・学安定マルチノ（イフ゛レータｃ　、
　、　Ｃ２・・・コンデンサ Ｄ１．Ｄ２・・・ダイオード Ｑ、　・・・　リ　イ　リ　　ス　タ 代理人弁理士　中村純之助

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ディーゼルエンジンにおいて、各気筒毎に設けられ
   た点火プラグと、コンデンサに蓄えた高エネルギーを点
   火信号が与えられる毎に当該点火プラグに注入する各気
   筒毎に設けられた点火回路と、各気筒の燃料噴射時期を
   検出し、当該気筒の燃料噴射時期から所定時間だけ遅れ
   た点火信号を各気筒の点火回路に与える点火信号発生装
   置とを備工ｆｌディーゼルエンジン始動用点火装置。 ２　上記の所定時間は、燃料噴射弁が・歴料を噴射した
   時点から、噴射された燃料が点火プラグ近傍に到達する
   までの時間に応じて設定されたものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のディーゼルエンジン始
   動用点火装置。 ６、　上記の所定時間をｆｌ、ｆｍｓ以上？ｍｓ　以下
   の範囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載のディーゼルエンジン始動用点火装装
   置。 ４、　上記の点火回路は、第１のダイオードと第、１の
   コンデンサと変圧器の１次コイルと第１のコンデンサよ
   り小容量の第２のコンデンサとの直列回路と、第１のダ
   イオードと第１のコンデンサとの接続点とアース間に接
   続された半導体スイッチング素子と、第１のコンデンサ
   と１次コイルとの接続点とアース間に接続された第２の
   ダイオードと、第１のコンデンサと１次コイルとの接続
   点に一端が接続され、他の一端が点火プラグに接続され
   た変圧器の２次コイルとからなシ、バッテリ電圧を昇圧
   する昇圧器の出力を上記第１のダイオードを介して入力
   するように構成したものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の′ディーゼルエンジン始動用点火
   装置。 ５　上記の点火信号発生装置は、全気筒の燃料噴射時期
   毎に第１の信号を出力する手段と、特定気筒の燃料噴射
   時期毎に第２の信号を出力する手段と、第１の信号をカ
   ウントし第２の信号が与えられるとりセットされる気筒
   数と同ビット数のリングカウンタと、第１の信号を所定
   時間だけ遅延させた第６の信号を出力する手段と、一方
   の端子に上記リングカウンタの各ビットの出力を入力し
   。 睦方の端子に上記第６の信号を入力する気筒数と同数、
   １司のアンド回路と、該アンド回路のそれぞれに１個ず
   つ接続された単安定マルチバイブレータとからなり、各
   単安定マルチバイブレータの出力をそれぞれの気筒の点
   火信号とするように構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のディーゼルエンジン始動用点火装置
   。