JPH02196143A - ディーゼルエンジンの暖機装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、停止暖機時に排気シャッタバルブを閉じて暖
機を促進するようにしたディーゼルエンジンの暖機装置
に関するものである。

［従来の技術］ 一般にディーゼルエンジンにおいては、熱効率が高くり
（部への熱ロスが少ないので、燃費性能の向−１−が図
れるといった）り点がある反面、エンジン始動後の暖機
に要４−る時間が長くなるといった問題がある。

これを改善４゛るために、排気シャッタバルブを設ける
ことによりエンジンの暖機の促進を図るようにしたディ
ーゼルエンジンの暖機促進装置が提案されている（例え
ば、実公昭５（１７３８４号公報参照。ただし、このも
のは排気シャッタバルブを排気ブレーキとしても利用し
ている。）。このような暖機促進装置を備えたディーゼ
ルエンジンにおいては、停止暖機時には排気シャッタバ
ルブが過変に閉じられ排圧が上昇してエンジン負荷が増
加するが、このときガバナによって上記負荷増ｊＪＩＩ
量に応じて燃料噴射量が増量されるので、排気温度が上
昇して冷却水への放熱隋が増加し、これによってエンジ
ンの暖機が促進されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで一方、パワーステアリング装置、エアコン等の
補機を備えたディーゼル車においては、第３図に示すよ
うに、アイドル時に補機が無負荷であれば、アイドル回
転数が所定の適正なアイドル回転数Ｎ。（例えば７５０
　ｒｐｍ）に維持されるが、補機の負荷が増大したとき
には、ガバナによって燃料噴射量が増量されるものの、
なお補機の負荷の増加に伴ってエンジン回転数が低下し
、アイドル回転数が下限値Ｎｌ（例えば、５３０　ｒｐ
ｍ）近くまで低下すると、エンジンの回転が不安定化し
、角速度の不規則な変動（いわゆるハンチング）が生じ
るといった問題がある。とくに、自動変速機付車両では
、フライホイールが設けられていないので、クランク軸
の回転イナーシャが小さく、ハンチングが発生しやすい
。なお、エンジン回転数がＮ。

以下になればエンストが発生する。そこで、各種補機を
備えたディーゼル車では、アイドル時において補機の負
荷が所定値以上となったときには、エンジン回転数の低
下を抑制するために燃料噴射量を増量するアイドルアッ
プ手段が設けられる。

ところが、上記のような排気シャッタバルブとアイドル
アップ手段とが設けられた場合、停止暖機時において、
パワーステアリング装置、エアコン等の補機の負荷を増
加させると、補機による負荷増加にさらに排気シャッタ
バルブが閉じられたことによる負荷増加が加わるので、
たとえアイドルアップ手段が作動してもエンジン回転数
がなお低下し、かつ、燃料に対する吸気量が少なくなり
燃焼性が悪化するので、ハンチングが生じやすくなると
いった問題があった。また、このとき燃料噴射量が非常
に多くなるので、燃費性能が低下する。といった問題が
あった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、停止暖機時に排気シャッタバルブを閉じることによ
って暖機を促進するようにしたディーゼルエンジンにお
いて、停止暖機時に迅速にエンジンを暖機することがで
きるとともに、このようなときに補機の負荷が増大して
も、ハンチングを起こさずかつ燃費性能を低下させない
、簡素な構造のディーゼルエンジンの暖機装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達するため、停止暖機時に排気シ
ャッタバルブを閉弁して暖機を促進するようにしたディ
ーゼルエンジンの暖機装置において、アイドル時の補機
駆動抵抗の増加に対応して燃料噴射量を増加させるアイ
ドルアップ手段を設けるとともに、停止暖機時のアイド
ル状態において補機駆動抵抗が所定値以上となったとき
には排気シャッタバルブを開弁させる排気シャッタバル
ブ制御手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジ
ンの暖機装置を提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、停止暖機時において、補機の負荷が低
いときには排気シャッタバルブが適度に閉じられ、排圧
が上昇し、ガバナによって燃料噴射量が増量されるので
、エンジンの暖機が促進される。

ここにおいて、補機の負荷が所定値以上となったときに
は、排気シャッタバルブ制御手段によりて排気シャッタ
バルブが開かれるので排圧が低下し、これに対応する分
だけエンジンにかかる負荷が軽減されるが、排気シャッ
タバルブが開かれる補機の負荷量をアイドルアップ手段
が作動する負荷ｍと同じか、あるいはこれよりやや低い
値に設定すれば、補機の負荷の増加に伴って排気シャッ
タバルブが開かれた後でアイドルアップが行なわれる。

このとき、排気シャッタバルブが開かれ排圧が低下した
分だけ、負荷が軽減されるとともに燃料噴射量が誠少す
る。したがって、燃料に対する吸気量の比率が過度に低
下するのが防止され燃焼性が向上する。かつ、排圧の低
下分だけ負荷が軽減されているので、補機の負荷が増加
しても、エンジン回転数は大幅には低下しない。このた
め、ハンチングの発生が有効に防止される。なお、排気
シャッタバルブが開かれ、排圧の上昇による暖機促進作
用は起こらないが、アイドルアップによってエンジンの
発熱量が十分に大きくなるので、エンジンの暖機を有効
に促進することができる。また、アイドルアップ後過剰
な燃料噴射が起こらないので、燃費性能の向２トを図る
ことができる。

このように、簡単な構造で、暖機性能の向」−とハンチ
ングの防止と燃費性能の向上とを図ることができる。

し実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、ディーゼルエンジンＤＥは、吸気
弁１か開かれたときに吸気ボート２を介して吸気通路３
から燃焼室４内に吸気を吸入し、この燃焼室４内の吸気
をピストン５で断熱圧縮して高圧・高温状態にしたとき
に、後で説明する燃料噴射装置６から燃焼室４内に燃料
を噴射１２、該燃料を高温・高圧の吸気によって着火・
燃焼させ、燃焼ガスを排気弁７が開かれたときに排気ボ
ート８を介して排気通路９に排出するようになっている
。

−り記排気通路９には排気シャッタバルブ１１が介設さ
れ、この排気シャッタバルブ１１を開閉作動させるため
に第１アクチユエータＩ２か設けられている。この第１
アクチユエータ１２の圧力室【３に負圧が導入されたと
きには、この負圧によってダイヤフラム１４がスプリン
グ１５の付勢力に抗して後方（排気シャッタバルブ１１
と反対側）に膨出し、これによって状態Ａ（破線）で示
すように排気シャッタバルブ１１が閉じられるようにな
っている。一方、圧力室１３に大気圧が導入されたとき
には、ダイヤフラム１４が前方（排気シャッタバルブ１
１側）に膨出１７て排気シャッタバルブ１１が状態Ｂ（
実線）で示すように開かれるようになっている。

上記第１アクチユエータ１２の圧力室１３に負圧を導入
するために、バキュームポンプ１７の第１吸引側開口部
１８と圧力室Ｉ３とを連通ずる第１負圧導入通路１９が
設けられている。この第１負圧導入通路１９には３方ソ
レノイド弁２１が介設されている。この３方ソレノイド
弁２１は、コントロールユニット２２からの信号に従っ
て弁体２３が、バキュームポンプ１７側の負圧導入通路
１９の開口部を閉止するか、または大気導入通路２４の
開口部を閉止するかして、圧力室Ｉ３に負圧または大気
圧を導入するようになっている。

上記燃料噴射装置６は、基本的には所定のタイミングで
アクセルペダル（図示せず）の踏み込み蛍に応じて燃料
を噴射するディーゼルエンジン用の普通の燃料噴射装置
であるので、燃料噴射機構の詳しい説明は省略するが、
アクセルペダル（図示せず）が踏み込まれたときにはリ
ンク機構２Ｇを介して、スピードレバー２７がＣ方向に
引っ張゛られ、これに伴って噴射量調節レバー２８が回
転軸２９を軸として右回りに回転し、この回転角に比例
して燃料噴射量が増加するようになっている。

アクセルペダル（図示ｌ″ｔ”）が踏み込まれていない
ときには、噴射量調節レバー２８はその軸線がＰ方向と
なるような位置にあり、これが通常時のアイドル位置と
なるが、このアイドル位置Ｐはアイドルストッパ３１に
よって調節できるようになっている。また、アクセルペ
ダル（図示せず）が踏み込まれ、噴射ｍ調節レバー２８
が右回りに所定の角度θ（例えば３５°）だけ回転して
、その軸線がＱ方向となるような位置にきたときには、
噴射量調節レバー２８のＤ而が全開ストッパ３２に当接
し、これ以−Ｌ噴射量調節レバー２８は回転４」−１″
、このとき燃料噴射量が最大となる。

そして、アイドル時にハンドルか回されパワーステアリ
ング装置３４（補機）の負荷が所定値具りとなるなどし
て、補機の負荷が増大したときに、エンジン回転数の低
下に起因してハンチングが発生するのを防止するために
、アイドルアップ手段が設けられている。すなわち、燃
料噴射装置６には負圧応動式のダイヤフラム装置からな
る第２アクチユエータ含５が設けられ、この第２アクチ
スエータ３５の圧力室（図示せず）とバキュームポンプ
１７の第２吸引側開口部３６とを連通する第２負圧導入
通路３７が設けられている。この第２負圧導入通路３７
を通して、第２アクチユエータ３５の圧力室にバキュー
ムポンプ１７の負圧か導入されたときには、ロッド３８
が所定の距離だけ後退しく第１図では右向きに移動する
）、これによって噴射量調節レバー２８の上端部に取り
付けられた係合ビン３９がロッド３８の先端の！１字部
３８ａによってロッド３８と同じ方向に移動させられ、
これによって噴射量調節レバー２８が若干右回りに回転
させられ（噴射量調節レバー２８の回転角で３〜５°）
、この位置が新たな最小燃料噴射量に対応する位置とな
り、アイドル噴射量が増量されるようになっている（以
下、この位置をアイドルアップ位置という）。そして、
第２負圧導入通路３７には切替弁４１が設けられ、コン
トロールユニット２２からの信号を受けて、切替弁４Ｉ
がアクチュエータ３５に負圧を導入したときには、前記
したように噴射量調節レバー２８が若干右回りに回転し
てアイドルアップ状態となる。一方、切替弁４１が切り
替えられ、大気導入通路４２を通して第２アクチユエー
タ３５の圧力室に大気圧が導入されたときには、通常の
アイドル状態に戻るようになっている。

コントロールユニット２２は、クラッチスイッチ信号、
アクセルスイッチ信号、ニュートラルスイッチ信号、水
温、パワーステアリング装置３４の油圧信号等を入力情
報として、各種制御を行うようになっているが、以下で
は本願に関連する、アイドルアップ手段（第２アクチユ
エータ３５）と排気シャッタバルブ１１の制御方法につ
いて説明する。

エンジンＤＥが、暖機完了後においてアイドル状態にあ
るときに、パワーステアリング装置３４の舵角が所定値
Ｙ、（油圧Ｐ、に相当）未満であれば（第２図参照）、
すなわちパワーステアリング装置３４の負荷がそれほど
大きくないときには、３方ソレノイド弁２１によって第
１アクチユエータ１２の圧力室１３に大気圧が導入され
、排気シャッタバルブ１１が開かれるとともに、切替弁
４１によって第２アクヂユエータ３５の圧力室に大気圧
が導入され噴射量調節レバー２８が通常のアイドル位置
にセットされる。このとき、無負荷状態ではアイドル回
転数が７００〜７５０　ｒｐｍ程度となるような普通の
アイドル運転が行なわれる。

このような停止中のアイドル時において、ハンドル（図
示せず）が回されるとパワーステアリング装置３４の油
圧が舵角に応じて累進的に上昇する。

したがって、高油圧を発生させなければならないのでエ
ンジン負荷が増大し、前記したようにアイドル回転数が
低下する。そして、第２図中の折れ線Ｇ、で示すように
、パワーステアリング装置３４の舵角が所定値ｙｔ（油
圧Ｐ２）以上となったときには、切替弁４１が切り替え
られ、第２アクチユエータ３５の圧力室に負圧が導入さ
れ噴射量調節レバー２８がアイドルアップ位置にセット
され燃料噴射量が増量され、エンジン回転数の低下が抑
制され、ハンチングの発生が防止される。なお、アイド
ルアップ時には、無負荷状態とすればアイドル回転数が
９０　Ｏｒｐｍ程度となるような状態にまで燃料噴射量
が増量される（負荷かかかるので、実際のアイドル回転
数は９００　ｒｐｌｌより低い）。

一方、エンジンＤＥが、冷機時においてアイドル状態に
あり、かつパワーステアリング装置３４の舵角が、前記
のＹバ油圧ｐｔ）より若干低く設定される所定値ｙ＋（
油圧２０未満であるときには、３方ソレノイド弁２・ｌ
によって第１アクチユエータ１２の圧力室！３に負圧が
導入され、排気シャッタバルブ１１が適度に閉じられる
ともに、切替弁４１によって第２アクチユエータ３５の
圧力室に大気圧が導入され噴射量調節レバー２８は通常
アイドル位置にセットされる。このとき、排圧が上昇す
るのでエンジンＤＥの負荷が高くなりエンジン回転数が
低下しようとする。このとき、前記した通りエンジン回
転数の低下を抑制するためにガバナ（図示せず）によっ
て燃料噴射量が増量される。

このためエンジンＤＥの発熱量が増加し、エンジンＤＥ
の暖機が促進される。

このような停止中のアイドル時において、ハンドルが回
されると、舵角に応じてパワーステアリング装置３４の
油圧か上昇し始めるが、第２図中の曲線Ｇ、で示すよう
に、パワーステアリング装置３４の舵角がＹｌ（油圧Ｐ
、）以上となったときには、３方ソレノイド弁２１によ
って第１アクチユエータ！２の圧力室１３に大気圧が導
入され排気シャッタバルブ２が開かれる。このため排圧
が低下しこれに相当する分エンジンＤＥにかかる負荷が
ステップ状に低減されるので、負荷の増加に伴うアイド
ル回転数の低下が抑制される。そして、これより若干舵
角が増加してＹ２（油圧Ｐｔ）以上となったときには、
切替弁４１によって第２アクチユエータ３５の圧力室に
負圧か導入され噴射量調節レバー２８はアイドルアップ
位置にセットされる。

このとき、すでに排気シャッタバルブ１１が開かれ、排
圧が低下しているので、パワーステアリング装置４４の
油圧（負荷）がこれ以上増加しても、エンジンＤＥにか
かる負荷は、排気シャッタバルブｋｌを備えていない普
通のディーゼルエンジンと同様にそれ程大きくはならな
いので、アイドルアップによってエンジン回転数の低下
が抑制され、ハンチングの発生が防１１−される。なお
、このようなハンチング防止作用は、フライホイールが
設けられない、（、たがってクランク軸の回転イナーシ
ャが小さく回転変動を起こしやすい自動変速機付き車両
でとくに有効となる。

このとき、排気ンヤソタバルブｉｔが開かむでいるので
、排気シャッタバルブ１１による暖機促進作用は生じな
いが、アイドルアップによって燃料噴射１が増量される
ので十分な発熱があり、したか−）でエンジンＤＥの暖
機は有効に促進される。

また、アイドルアップによる分しか燃料噴射量か増量さ
れないので、余分な燃料噴射量の増加が起こらず、燃費
性能の向上が図られる。

なお、本実施例では補機の負荷増大の例として、パワー
ステアリング装置１１について説明しているが、本発明
はこれに限られるものではない。例えば、停止暖機時に
おいて、ごみ収集車、クレーン車、ダンプカーなどの外
部操作手段が駆動され、負荷が増大したような場合にも
同様に有効となることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる暖機装置を備えたディーゼルエ
ンジンのシステ１４構成図である。 第２図は、停止暖機時において、パワーステアリング装
置の舵角が増加した場合にエンジンにかかる負荷の舵角
に対する特性を示す図である。 第３図はアイドル回転数のエンジン負荷に対する特性を
示す図である。 ＤＥ　　ディーゼルエンノン、４・燃焼室、６・・燃料
噴射装置、９・リド気通路、１！・・排気ンヤッタハル
ブ、１２　・第１アクチコエータ、１７・・・バキコー
ムボンブ、２１・・・３方ソレノイド弁、２２・　コン
トロールユニット、２８・・噴射量調節レバ、３１・・
・アイドルストッパ、３４・・パワーステアリング装置
、３５・・第２アクヂユエータ。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）停止暖機時に排気シャッタバルブを閉弁して暖機
   を促進するようにしたディーゼルエンジンの暖機装置に
   おいて、 アイドル時の補機駆動抵抗の増加に対応して燃料噴射量
   を増加させるアイドルアップ手段を設けるとともに、停
   止暖機時のアイドル状態において補機駆動抵抗が所定値
   以上となったときには排気シャッタバルブを開弁させる
   排気シャッタバルブ制御手段を設けたことを特徴とする
   ディーゼルエンジンの暖機装置。