JP3375686B2 - 2サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置 - Google Patents

2サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気制御弁と掃気制御
弁とを備えた2サイクルディーゼルエンジンに関し、詳
細には、排気制御弁及び掃気制御弁をエンジンの動作状
況に応じた最適位置に開閉制御できるようにした開閉制
御方法の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】車両等に搭載される2サイクルディーゼ
ルエンジンには、その排気通路の上縁位置を実質的に可
変制御することにより排気タイミング,圧縮比を可変制
御する排気制御弁を備えたものがある。またさらに各ク
ランク室同士を連通する掃気バイパス通路を設け、該バ
イパス通路を各クランク室に対して開閉制御することに
より掃気量を可変制御する掃気制御弁を備えたものがあ
る。
【0003】上記各制御弁を開閉制御するエンジンの運
転制御装置では、従来、上記各制御弁を、エンジン回転
数,アクセル開度(負荷)に応じて開閉制御するのが一
般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
運転制御装置では、各制御弁をエンジン回転数及びアク
セル開度に応じて制御するようにしていることから、エ
ンジン始動の前段階及び始動時の開閉制御については特
に考慮されていなかった。そのため、エンジン始動前及
び始動時には上記各制御弁が適正な位置にない場合があ
り、そのため始動性が悪いという問題があり、また始動
直後にスモークが排出される等始動直後のエミッション
特性が悪化する問題があった。
【0005】また、一般にディーゼルエンジンはスロッ
トルバルブを備えないため、例えばエンジンブレーキ作
動時等の燃料が供給されない時には、多量の低温の空気
が排出される。そのため、排気ガス浄化用触媒が過度に
冷却され、触媒の浄化能力が低下する問題が発生する。
【0006】さらに、上記排気制御弁,掃気制御弁は一
般にステップモータで駆動されることからその作動速度
に限界があり、急加速時には、燃料の噴射量の応答速度
に対して上記制御弁の応答が遅く、その結果、黒煙,白
煙等が発生する問題がある。即ち、従来装置では、上記
急加速時においては、各制御弁が適正な開度状態になっ
ていることを前提として燃料噴射量を設定しているが、
上記作動遅れにより、適正な開度位置に達しないまま燃
料噴射量のみが増加することから上記黒煙等が発生する
ものと考えられる。
【0007】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、エンジン回転数,アクセル開度と異なるパ
ラメータによって上記各制御弁を開閉制御することによ
り、エンジン始動前,及びエンジン始動時においても各
制御弁を適正位置に開閉制御することができ、始動性,
エミッション特性を向上でき、またエンジンブレーキ作
動時にも触媒の浄化効率を確保でき、さらに急加速時の
黒煙等の発生を防止できる2サイクルディーゼルエンジ
ンの運転制御装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、排気
通路を開閉制御する排気制御弁と、掃気量を制御する掃
気制御弁とを備え、ピストンの往復動により新気を吸気
通路から逆止弁を介してクランク室に導き、クランク室
から燃焼室に掃気するようにした2サイクルディーゼル
エンジンの運転制御装置において、上記掃気制御弁は、
クランク室を掃気チャンバに連通させる掃気調整開口を
開閉可能に配設され、該掃気調整開口の開度を増減する
ことで掃気時のクランク室圧力を減増させ、もって掃気
量を減増するものであり、上記排気制御弁は、シリンダ
ブロックに形成され排気通路の燃焼室に連通する部分を
構成する排気ポートに配設され、該排気制御弁を開閉す
ることにより該排気ポートの通路面積を増減するもので
あり、排気通路の上記排気ポートより下流側に排気ガス
を浄化する触媒が取り付けられており、エンジンの運転
モードを判定するモード判定手段及びエンジンブレーキ
作動時か否かを判定するエンジンブレーキ判定手段とを
備え、始動モード判定時に該掃気制御弁を全閉とし、ア
イドル運転モード判定時には上記掃気制御弁を開とする
とともに、上記排気制御弁を閉とし、エンジンブレーキ
作動時と判定されたとき上記掃気制御弁を開とすると同
時に上記排気制御弁を閉とし、かつ燃料噴射を停止する
ことを特徴としている。
【0009】請求項2の発明は、排気通路を開閉制御す
る排気制御弁と、掃気量を制御する掃気制御弁とを備え
た2サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置におい
て、エンジン運転状態に応じて上記排気制御弁及び掃気
制御弁を開閉制御する制御弁制御手段と、エンジン運転
状態に応じて燃料噴射量を制御する燃料噴射制御手段
と、アクセル開速度を検出するアクセル検出手段と、ア
クセル開速度が上記排気制御弁,掃気制御弁の最高作動
速度より速いとき、上記燃料噴射制御手段からの燃料噴
射量を上記排気制御弁,掃気制御弁の開度位置に応じて
補正する燃料噴射量補正手段とを備えたことを特徴とし
ている。
【0010】
【0011】
【作用】請求項1の発明にかかる2サイクルディーゼル
エンジンの運転制御装置によれば、エンジン運転モード
を判定し、該運転モードに応じて排気,掃気制御弁を開
閉制御するようにしたので、エンジン始動の前段階,及
び始動時においても、該各運転モードに対応した排気,
掃気制御弁開度を実現することができ、もってエンジン
の始動性及びエンジン始動時のエミッショッン性能等を
向上できる。
【0012】また、エンジンブレーキ作動状態において
は、上記排気制御弁を閉とし、上記掃気制御弁を開とし
たので吸入空気量を減少でき、触媒の冷却を防止でき、
もって該触媒の浄化能力を向上できる。
【0013】即ち、掃気制御弁を開くと、掃気圧力が低
下して掃気量、つまり吸入空気量が減少し、触媒の冷却
が抑制される。また排気制御弁を閉じると、排気ガスの
排出通路面積が減少し、それだけ吸入空気量も減少す
る。
【0014】請求項2の発明によれば、アクセルの踏み
込み速度が排気制御弁,掃気制御弁の最高作動速度より
速い時は、エンジン回転数,アクセル開度に応じた燃料
噴射量を上記排気制御弁,掃気制御弁開度に応じた燃料
噴射量に補正するようにしたので、燃料噴射量の急激な
増量に対する排気制御弁,掃気制御弁の作動遅れによる
黒煙等の発生を防止できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1ないし図9は請求項1の発明に係る一実
施例(第1実施例)による2サイクルディーゼルエンジ
ンの運転制御装置を説明するための図であり、図1は本
実施例エンジンの断面正面図、図2,図3は図1のII−
II線断面図, III−III 線断面図、図4は本実施例制御
装置のブロック構成図、図5,図6,図10は制御動作
を説明するためのフローチャート図、図7,図13は運
転モード判定を説明するための図、図8,図9,図1
1,図12は本実施例の3次元マップを説明するための
図である。
【0016】これらの図において、1は水冷式並列3気
筒2サイクルディーゼルエンジンであり、該エンジン1
のシリンダブロック2の下側合面2aにはクランクケー
ス3が取り付けられ、シリンダブロック2の下部とクラ
ンクケース3とで各気筒毎のクランク室4が3組構成さ
れている。また上記シリンダブロック2の上側合面2b
にはシリンダヘッド5が載置され、ヘッドボルト6によ
って締結固定されている。
【0017】上記シリンダヘッド5の合面5a側部分に
は、主燃焼室8に開口する円筒状のプラグ保持穴21c
が形成され、該保持穴21c内にはホットプラグ21が
挿入され、ボルト23で固定されている。該ホットプラ
グ21の燃焼凹部21aとヘッド側燃焼凹部20bとで
副燃焼室22が形成されており、該副燃焼室22は連絡
孔21bで上記主燃焼室8に連通している。また上記副
燃焼室22内にはインジェクタ25a,グロープラグ2
5bが挿入されている。
【0018】上記シリンダブロック2には3つのシリン
ダボア2cが並列に形成されており、該各シリンダボア
2c内にはピストン7が摺動自在に挿入配置されてい
る。該ピストン7の上面,上記シリンダヘッド5の合面
5a,上記シリンダボア2c,及び後述するホットプラ
グ21の下面により囲まれた空間が上記主燃焼室8とな
っている。また上記ピストン7にはコンロッド9の小端
部9aがピストンピン10,ニードル軸受11を介して
連結されており、該コンロッド9の大端部9bはクラン
ク軸12のクランクピン13にニードル軸受14を介し
て連結されている。
【0019】上記シリンダブロック2の下部には、吸気
開口15aが上記各クランク室4に連通するように3組
形成されており、該各吸気開口15aには吸気マニホー
ルド16aが接続されている。そして各クランク室4と
上記吸気マニホールド16aとは、各クランク室4の底
部に開口するオイル戻し孔51,ホース52を介して連
通されている。これにより、クランク室4内に溜まった
オイルを吸気マニホールド16a内に戻すようになって
いる。
【0020】また上記各吸気開口15aにはリードバル
ブ17が配設されている。このリードバルブ17は、バ
ルブボディ17aに形成された開口17bを弁板17c
によって開閉する構造のものである。このリードバルブ
17は、上記ピストン7の上昇によってクランク室4内
が負圧になると自動的に開いて空気をクランク室4内に
導入し、下降によって正圧になると閉じて空気の吹き返
しを防止する。
【0021】また上記シリンダブロック2の上記吸気開
口15aと反対側には掃気調整開口15bが上記各クラ
ンク室4に連通するように形成されている。該各掃気調
整開口15bには3つのクランク室4に共通の掃気チャ
ンバ16bが接続されており、該掃気チャンバ16bの
各接続開口は掃気制御弁16cで開閉可能になってい
る。
【0022】上記掃気制御弁16cは、弁軸40に3枚
の弁板16dを固定したものであり、該弁軸40はベベ
ルギヤ41a,41bを介してステッピングモータ42
で回転駆動される。これにより上記各弁板16dが上記
各掃気調整開口15bを同時に開閉する。また上記ステ
ッピングモータ42は、ECU44によって、エンジン
1の運転状態(エンジン回転数,燃料噴射量,アクセル
開度等)に基づいて、開閉制御される。
【0023】例えば上記掃気制御弁16cを開くと、各
クランク室4に掃気チャンバ16bが連通してクランク
室容積は他の気筒のクランク室4と掃気チャンバ16b
とを合計した容積に実質的に拡大され、そのため掃気圧
が低下して吸入空気量が減少し、内部EGRガスが増加
して燃焼温度が低下する。また上記掃気制御弁16cを
閉じると通常のクランク室容積となり、掃気が充分に行
われる。
【0024】また上記シリンダブロック2の上部には、
各気筒毎に1組の排気ポート18が形成されている。こ
の排気ポート18は、主排気口18aをシリンダ外部接
続口に導出する主排気ポート18bと、上記主排気口1
8aの上側に開口する一対の副排気口18cを外部に導
出し、途中で上記主排気ポート18bに合流する副排気
ポート18dとで構成されている。なお、図示していな
いが、上記排気ポート18の下流側には排気ガスを浄化
する触媒が取り付けられている。
【0025】上記副排気ポート18dは、排気制御装置
19によって開閉制御される。この排気制御装置19
は、排気タイミング,圧縮比を変化させるためのもので
あり、上記シリンダブロック2の各副排気ポート18d
を横切るようにかつ同軸をなすように挿入配置され、上
記各副排気ポート18dを開閉する3本の排気弁体19
aと、該排気弁体19aを開閉駆動する駆動機構19b
とを備えている。上記各排気弁体19aは丸棒に円弧状
の弁部を形成してなるものであり、それぞれ係止部によ
って互いに連結されている。上記駆動機構19bは上記
排気弁体19aの外端部に駆動軸を連結し、該駆動軸に
歯車列を介して駆動モータを連結した構造のものであ
り、上記ECU44により、運転状態に応じて開閉制御
される。
【0026】例えば上記排気制御弁19aを開いた場合
の排気開始タイミングはピストン7の頂面か副排気口1
8cの上縁に位置した時点であり、排気制御弁19aを
閉じた場合より進角することとなる。また排気制御弁1
9aを開いた場合の圧縮比はピストン7の頂面が副排気
口18cの上縁に位置した時点での主燃焼室8の容積で
決定され、排気制御弁19aを閉じた場合より低くな
る。
【0027】また上記シリンダブロック2の上記主排気
口18aの両隣には、一対の主掃気口18eが、また上
記主排気口18aとの対向位置には対向掃気口18fが
それぞれ形成されており、これらの各掃気口18e,1
8fは掃気ポートを介して該気筒用クランク室4に連通
している。
【0028】また上記シリンダブロック2には、ピスト
ン摺動面に潤滑油を供給するためのオイル孔2e,2f
が各気筒毎に一対形成されている。該両オイル孔2e,
2fはクランク軸と直角方向にシリンダブロック2を貫
通しており、その気筒軸A方向にみると(図3参照)、
該気筒軸Aを挟んでクランク軸方向に変位しており、ま
たクランク軸方向にみると(図1参照)、下死点に位置
するピストン7のピストンリング間に位置している。そ
して上記各オイル孔2e,2fはオイル供給通路45を
介して潤滑油ポンプ46に接続され、該ポンプ46はE
CU44により運転制御される。
【0029】また上記クランクケース3の底壁3aの周
縁には下側が開口した箱状のボス部3bが突設されてお
り、該ボス部3bに上側が開口した箱状のバランサカバ
ー26を装着することによりバランサ室27が形成され
ている。このバランサ室27内にはバランサ軸28がク
ランク軸12と平行に配置され、その両端部が軸受(図
示せず)を介して上記ボス部3bとバランサカバー26
との合面で軸支されている。また、上記バランサ室27
は図示しないポンプから供給される空気と潤滑油との混
合体を分離するブリーザ室を兼ねており、分離された空
気は空気出口27cを通って吸気通路へ、分離された潤
滑油はオイル溜まり32aからオイルポンプへ各々循環
供給される。
【0030】ここで本実施例装置では、エンジン運転状
態を検出するために、図4に示すように、エンジン回転
数センサ50、負荷センサ51、アクセル開度センサ5
2、メインスイッチセンサ53、スタータスイッチセン
サ54、冷却水温度センサ55等各種のセンサが配設さ
れている。
【0031】次に、本実施例の作用効果を説明する。図
4を参照して本実施例装置における概略制御動作を説明
する。ECU44は、エンジン回転数、エンジン負荷、
アクセル開度、メインスイッチ,及びスタータスイッチ
の接続状態から現在の運転モード判定を行い、判定され
た運転モード、及びエンジン回転数、エンジン負荷、冷
却水温度等に基づいて、上記排気制御弁19a,掃気制
御弁16cの開度,作動方法等をマップより検索し、該
開度等に応じて各制御弁19a,16cを開閉制御す
る。
【0032】上記排気制御弁19aの制御動作を図5〜
図9に基づいて、また掃気制御弁16cの制御動作を図
10〜図13に基づいて詳細に説明する。排気制御弁1
9aの制御動作は次の要領で行われる。イグニッション
キーをアクセサリー位置に回動するとメインスイッチが
オンし(ステップS1)、この時点ではエンジン回転数
が0であることから始動前モードと判定され、以下の始
動モード制御が行われる(ステップS2)。即ち、上記
排気制御弁19aのエンジン停止中における固着防止の
ために、該排気制御弁19aを開閉動作させる始動前ク
リーニングが行われ、その後、上記排気制御弁19aは
全閉位置に回動される。この始動前モータ制御が終了す
ると、警告灯が消灯し、エンジンの始動準備完了となる
(ステップS3)。
【0033】次に、イグニッションキーをスタータ作動
位置に回動するとスタータスイッチがオンし(ステップ
S4)、エンジン回転数がクランキング回転数(約45
0rpm)程度とNstより小であることから始動モード
と判定され、排気制御弁19aを全閉位置に保持する始
動モード制御が行われる(ステップS5)。そして、エ
ンジン回転数がNst以上に増加すると、上記スタータス
イッチはオフする(ステップS6,S7)。なお、上記
エンジン回転数が図7の(A)に示すNst未満の領域
(始動モード領域)では、上記始動モード制御(ステッ
プS5)が繰り返される。
【0034】上記スタータスイッチがオフになった後、
エンジン回転数が図7の(B)に示すNidON未満の領域
(アイドルスイッチがオンしているアイドルモード領
域)であり、アクセル開度が0であれば(ステップS
8,S9)、アイドルモードと判定され、排気制御弁1
9aを全閉位置に安定的に保持するアイドルモード制御
が行われ(ステップS10)、エンジン回転数がNidOF
F 未満の間はこのアイドルモード制御が繰り返される(
ステップS11)。
【0035】アクセルが踏み込まれたり、エンジン回転
数が図7(C)に示すNidOFF 以上になると、走行モー
ドと判定され、後述する3次元マップ制御に移行する
(ステップS12,S13)。この3次元マップ制御で
は、図6に示すように、エンジン回転数,負荷に基づい
て図8,9に示す3次元マップにて上記排気制御弁19
aのバルブ開度が検索される(ステップS13−1〜S
13−4)、上記駆動機構19bにより上記排気制御弁
19aが駆動され(ステップS13−5)、検出バルブ
開度と目標開度とを比較してフィードバック制御が行わ
れる(ステップS13−6,S13−7)。
【0036】そして、イグニッションスイッチがエンジ
ン停止位置に回動されるとメインスイッチがオフし(ス
テップS14)、エンジンが停止すると走行モードが終
了し、上記排気制御弁19aの固着防止のため、該排気
制御弁19aを開閉動作させる停止後クリーニングが行
われる(ステップS15)。
【0037】上記3次元マップの内容を図8,図9に基
づいて説明する。図において、は、エンジン低速回転
域(概ねNidON付近ないしそれ以上の回転域) を示し、
この回転域では排気制御弁開度は燃料噴射量qの如何に
関わらず全域で全閉となっている。なお、燃料噴射量q
は図8の軸トルク(負荷)に相当する。これにより排気
ガスの圧力波の有効利用により充填効率を向上でき、ス
モークの発生を抑制できる分だけ出力の向上を図ること
ができる。また、圧縮比を向上できるため、燃焼性が改
善され、HC量を低減できるとともに、燃費を向上でき
る。
【0038】また,は中高速回転域を示し、中速回
転から高速回転になるほど排気制御弁19aの全閉域が
徐々に低燃料噴射量側にまで及んでいることが判る。換
言すれば燃料噴射量が多い(高負荷)ほどエンジン回転
数が低くても排気制御弁弁を開き、エンジン回転数が高
くなるほど排気制御弁19aの全開域が拡大している。
なお、は途中開度領域を示す。
【0039】また、は上記燃料噴射量qが0、即ちア
クセル開度が0のいわゆるエンジンブレーキ作動状態を
示しており、この運転域では排気制御弁19aはエンジ
ン回転数の如何に関わらず全閉となる。これにより排気
通路面積が減少し、燃焼室内への吸入空気量が減少し、
触媒温度の低下が抑制される。なおこのエンジンブレー
キ作動時の制御については後述する。
【0040】掃気制御弁16cの制御動作は以下の要領
で行われる。なお図5と同一ステップは同一動作である
ので詳細な説明は省略する。メインスイッチがオンし
(ステップS1)、始動前モードと判定されると、掃気
制御弁16cのイニシャル位置を検出し、該掃気制御弁
16cを確実に密閉する始動前モード制御が行われる
(ステップS2)。このイニシャル位置検出は、上記ス
テッピングモータ42により掃気制御弁16cを、全開
から全閉までのステップ数+αのステップ数でもって弁
閉側に回動させ、回動不能になった時点のステップ数を
全閉時のステップ数に置き変えることによって行う。
【0041】なお、上記ステップモータの代わりにDC
モータ及びポテンショセンサを採用してもよく、このよ
うにした場合は、上記ポテンショセンサの反応が変化し
なくなるまでDCモータを駆動させて掃気制御弁を閉
じ、上記反応が0となった時の弁開度位置をイニシャル
位置とすることができる。
【0042】上記始動前モード制御が終了すると、警告
灯が消灯し、イグニッションキーをスタータ作動位置に
回動するとスタータスイッチがオンし、始動モードと判
定されると、掃気制御弁16cを全閉位置に保持する始
動モード制御が行われる(ステップS2〜S5)。
【0043】そして、エンジン回転数がNst以上に増加
し、上記スタータスイッチがオフし、エンジン回転数が
NidON未満で、アクセル開度が0であればアイドルモー
ドと判定され(ステップS5〜S9)、掃気制御弁16
cをエンジン回転数に比例する開度(図13に示す2次
元マップ参照)に制御するアイドルモード制御が行われ
る(ステップS10′)。
【0044】アクセルが踏み込まれたり、エンジン回転
数がNidOFF 以上になると、走行モードと判定され、3
次元マップ制御に移行する(ステップS11〜S1
3)。この3次元マップ制御は、排気制御弁19aの制
御と同じ要領で行われる。ただし3次元マップは図1
1,図12に示すものが採用されている。
【0045】図11において、横軸はエンジン回転数、
縦軸は軸トルクであり、曲線A,Bはそれぞれ常用トル
クカーブ、最大トルクカーブを表している。また図12
はエンジン回転数と燃料噴射量とをパラメータとして掃
気制御弁開度を示している。スモーク発生量は、発生ト
ルクが曲線A以下の領域では略0%で、曲線B側に近づ
くほど増加し、曲線Bの場合は20%となる。また曲線
A〜Bの運転領域では掃気制御弁16cは全閉であり、
曲線A以下の領域、つまりスモークが発生しない領域に
おいて掃気制御弁16cの開度が制御される。この場合
エンジン回転が低速から中速にかけて掃気制御弁16c
の開閉制御範囲が広くなっており、高速回転域では燃料
噴射量(軸トルク)qの如何に関わらず常時全閉状態に
保持される。
【0046】このように本実施例エンジンでは、エンジ
ン運転モードに応じて排気制御弁19a,掃気制御弁1
6cを開閉制御するようにしたので、以下の効果が得ら
れる。まず、排気制御弁19aを始動前モードにおいて
全閉状態に回動し、始動モードにおいて全閉状態に保持
したので、上死点に近い副排気口18cが閉じられて圧
縮比が上昇し、エンジンの始動性を向上できる。
【0047】また、アイドルモードにおいては、上記排
気制御弁19aを閉状態に保持したので、排気ガスの圧
力波の有効利用により充填効率を向上でき、スモークの
発生を抑制でき、その分出力向上を図ることができる。
また排気制御弁19aで副排気ポート18dの上死点に
近い副排気口18cを閉じるようにしたので、圧縮比が
向上し、燃焼性が改善され、HCの発生量を低減でき、
かつ燃費率を向上できる。
【0048】さらにまた始動モードにて掃気制御弁16
cを閉にするにあたり、まずイニシャル位置検出を行
い、閉じるようにしたので、掃気バイパス通路を確実に
密閉することができ、掃気バイパス通路を設けたことに
よる始動性の悪化を回避できる。また高負荷運転域で掃
気制御弁16cを閉じる場合にも確実に密閉でき、高負
荷運転時のスモークの発生を回避できる。
【0049】また図11に示す常用トルク曲線A以下の
領域、つまりスモークの発生しない領域において掃気制
御弁16cを開方向に制御するようにしたので、スモー
クの発生を回避しながら以下の効果が得られる。掃気
制御弁16cを開くことにくより掃気圧が低下し、掃気
量が減少する。そのためポンピングロスが低減し、アイ
ドル運転時の燃費率が改善される。内部EGR率の向
上により燃焼温度が低下し、NOx の大幅低減が可能で
ある。吸入空気量低減による吸気音が低減する。
【0050】ここで一般にディーゼルエンジンではエン
ジンブレーキ作動時に燃料カットをした場合、スロット
ル弁が無いため低温で多量の空気が排気系に排出される
こととなる。そのため排気系の触媒の温度が活性化レベ
ル以下に低下し、排気ガスの浄化率が低下する懸念があ
り、これを防止するようにしたのが請求項2の発明であ
る。
【0051】上記請求項2の発明に係る第2実施例で
は、アクセル開度が0で、エンジン回転数が所定値以上
のときエンジンブレーキ作動時である判定し、燃料供給
を停止するとともに、上述の掃気制御弁16cを開とす
る。またこれと同時に上述の排気制御弁19aを全閉と
する。
【0052】このように掃気制御弁16cを開くことに
より、各クランク室容積が実質的に増大することから掃
気圧が低下し、掃気量、つまり燃焼室内への吸入空気量
が減少し、従って排気系に排出される低温の空気量が減
少し、触媒の冷却が抑制される。また排気制御バルブ1
9aを閉じることにより、排気ガスの排出通路面積が減
少し、それだけ吸入空気量も減少する。また排気制御バ
ルブ19aの閉により圧縮比が上昇し、この圧縮熱によ
って上記触媒の冷却が抑制される。さらにまた上記圧縮
熱によって燃焼室温度が維持され、再燃料噴射時の失
火,白煙,HCの発生が抑制される。
【0053】ここで急加速時においては、上述の排気制
御弁等の作動遅れが生じ、該制御弁等が所定開度に移動
していることを前提として燃料噴射量を設定した場合
は、燃料が過大となり黒煙等が発生する懸念があり、こ
のような問題を防止できるようにしたのが請求項3の発
明であり、以下この発明に係る第3実施例を説明する。
【0054】本第3実施例では、図14に示すように、
エンジン回転数,アクセル開度を検出し、該アクセル開
度からアクセル開速度Vaを演算し、該アクセル開速度
Vaと上記排気制御弁19a,排気制御弁16cの最高
作動速度Vbとを比較する(ステップS21〜24)。
アクセル開速度Vaが最高作動速度Vbより速い場合
は、上記排気制御弁19aは開側に、掃気制御弁16c
は閉側にその最高作動速度Vbでもって駆動するととも
に、該各制御弁19a,16cの開度を検出する(ステ
ップS25,26)。そして検出開度に基づいて、上記
第1実施例で説明した3次元マップを検索し、制御弁開
度に対応した燃料噴射量を決定し、該噴射量に応じて燃
料噴射ポンプを作動させる(ステップS27〜29)。
なお、排気制御弁19a,掃気制御弁16cのそれぞれ
から求めた燃料噴射量のうち、少ない方を燃料噴射量と
決定する。
【0055】また、上記ステップS24において、アク
セル開速度Vaがバルブの作動速Vbより遅い場合は、
エンジン負荷を検出し(ステップS30)、該負荷に基
づいて3次元マップより各制御弁の開度を検索し、その
適正開度を決定し(ステップS31,32)、該開度に
応じてバルブ駆動モータを作動させ(ステップS3
3)、バルブ位置を検出して目標開度との補正を行う
(ステップS34,35)。
【0056】このように上記実施例では、アクセル速度
の方が制御弁作動速度より速い場合は、制御弁の開度位
置を優先し、該開度に対応した燃料噴射量を求め、噴射
供給するようにしたので、急加速時等に制御弁の作動遅
れがある場合には、該制御弁開度に応じて燃料噴射量を
徐々に増加でき、もって黒煙等の発生を防止できる。
【0057】なお、上記実施例では、掃気量を制御する
ためにクランク室同士を連通する掃気チャンバ16bを
設けたが、各クランク室毎に独立のチャンバを設け、該
チャンバとクランク室とを連通、遮断する掃気制御弁を
設けても良い。
【0058】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明に係る2サ
イクルディーゼルエンジンの運転制御装置によれば、エ
ンジンの動作状況に応じて運転モードを判定し、該運転
モードに応じて制御弁を開閉制御するようにしたので、
エンジン始動の前段階,始動時においても、該各運転モ
ードに対応した上記排気,掃気制御弁開度を実現するこ
とができ、もってエンジンの始動性及びエンジン始動時
のエミッショッン性能等を向上できる効果がある。
【0059】また、エンジンブレーキ作動時には、上記
排気制御弁を閉とし、かつ上記掃気制御弁を開としたの
で、吸入空気量を減少して触媒の冷却を防止でき、もっ
て該触媒の浄化能力を向上できる効果がある。さらにま
た、エンジン始動にあたり、掃気制御弁全閉にするよ
うにしたので、掃気チャンバを設けたことによる始動性
の悪化を回避できる。
【0060】請求項2の発明に係る運転制御装置によれ
ば、アクセルの踏み込み速度が排気制御弁,掃気制御弁
の最高作動速度より速い場合は、エンジン回転数,アク
セル開度に応じた燃料噴射量を上記排気制御弁,掃気制
御弁開度に応じた燃料噴射量に補正するようにしたの
で、燃料噴射量の急激な増量に対する排気制御弁,掃気
制御弁の作動遅れによる黒煙等の発生を防止できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の第1実施例による運転制御装
置を備えた2サイクルディーゼルエンジンの断面正面で
ある。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1の III−III 線断面図である。
【図4】上記第1実施例装置のブロック構成図である。
【図5】上記第1実施例装置の動作制御を説明するため
のフロー図である。
【図6】上記第1実施例装置の動作制御を説明するため
のフロー図である。
【図7】上記第1実施例装置の回転域を説明するための
概念図である。
【図8】上記第1実施例装置の3次元マップの内容の説
明するためのエンジン回転数−軸トルク特性図である。
【図9】上記第1実施例装置の3次元マップの内容を示
すエンジン回転数−燃料噴射量−排気制御弁開度特性図
である。
【図10】上記第1実施例装置の制御動作を説明するた
めのフロー図である。
【図11】上記第1実施例装置の3次元マップの内容の
説明するためのエンジン回転数−軸トルク特性図であ
る。
【図12】上記第1実施例装置の3次元マップの内容を
示すエンジン回転数−燃料噴射量−掃気制御弁開度特性
図である。
【図13】上記第1実施例装置の回転域−掃気制御弁開
度特性図である。
【図14】請求項3の発明に係る第3実施例の制御動作
を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
1 2サイクルディーゼルエンジン 2 シリンダブロック 4 クランク室 15b 掃気調整開口 16b 掃気チャンバ 16c 掃気制御弁 18 排気ポート 19a 排気制御弁 44 ECU(モード判定手段,制御弁制御手段,
エンジンブレーキ判定手段,燃料噴射制御手段,燃料噴
射量補正手段) 52 アクセル開度検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 41/10 380 F02D 41/10 380B 41/38 41/38 D (56)参考文献 特開 平4−86327(JP,A) 特開 平3−175133(JP,A) 特開 平3−61611(JP,A) 特開 平5−280407(JP,A) 特開 昭63−306228(JP,A) 特開 昭63−65124(JP,A) 特開 昭61−244838(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 25/00 - 25/28 F02B 33/00 - 37/24 F02D 13/00 - 28/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気通路を開閉制御する排気制御弁と、
    掃気量を制御する掃気制御弁とを備え、ピストンの往復
    動により新気を吸気通路から逆止弁を介してクランク室
    に導き、クランク室から燃焼室に掃気するようにした2
    サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置において、
    上記掃気制御弁は、クランク室を掃気チャンバに連通さ
    せる掃気調整開口を開閉可能に配設され、該掃気調整開
    口の開度を増減することで掃気時のクランク室圧力を減
    増させ、もって掃気量を減増するものであり、上記排気
    制御弁は、シリンダブロックに形成され排気通路の燃焼
    室に連通する部分を構成する排気ポートに配設され、該
    排気制御弁を開閉することにより該排気ポートの通路面
    積を増減するものであり、排気通路の上記排気ポートよ
    り下流側に排気ガスを浄化する触媒が取り付けられてお
    り、エンジンの運転モードを判定するモード判定手段及
    びエンジンブレーキ作動時か否かを判定するエンジンブ
    レーキ判定手段とを備え、始動モード判定時に該掃気制
    御弁を全閉とし、アイドル運転モード判定時には上記掃
    気制御弁を開とするとともに、上記排気制御弁を閉と
    し、エンジンブレーキ作動時と判定されたとき上記掃気
    制御弁を開とすると同時に上記排気制御弁を閉とし、か
    つ燃料噴射を停止することを特徴とする2サイクルディ
    ーゼルエンジンの運転制御装置。
  2. 【請求項2】 排気通路を開閉制御する排気制御弁と、
    掃気量を制御する掃気制御弁とを備えた2サイクルディ
    ーゼルエンジンの運転制御装置において、エンジン運転
    状態に応じて上記排気制御弁及び掃気制御弁を開閉制御
    する制御弁制御手段と、エンジン運転状態に応じて燃料
    噴射量を制御する燃料噴射制御手段と、アクセル開速度
    を検出するアクセル検出手段と、アクセル開速度が上記
    排気制御弁,掃気制御弁の最高作動速度より速いとき、
    上記燃料噴射制御手段からの燃料噴射量を上記排気制御
    弁,掃気制御弁の開度位置に応じて補正する燃料噴射量
    補正手段とを備えたことを特徴とする2サイクルディー
    ゼルエンジンの運転制御装置。
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