JPH0340232B2 - - 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の低速低負荷域で
のエンジン振動を低減する装置に関する。

（従来の技術とその解決すべき課題） デイーゼルエンジンには圧縮着火のため、ガソ
リンエンジンのような火花点火するものに比べ
て、圧縮比が２〜３倍と高く、圧縮行程での仕事
が極端に大きくなり、トルク変動や回転速度変動
を生じ、とくにアイドリング時等ではこの現象が
顕著となつてエンジン振動を増大させる原因とな
つていた。（山海堂（出版）自動車工学全書第５
巻デイーゼルエンジン） また、アイドリング時には、周囲の騒音レベル
が低いこともあつて、吸気騒音が耳障りとなるこ
とがある。このため本出願人より低速低負荷時吸
気を絞ると共に吸気加熱を行うことにより振動低
減着火性向上を図つたものが提案されている。
（実開昭56−76158） 更に本出願人より吸気絞弁の作動及び吸気加熱
手段を改善したものが提案されている。（特願昭
57−48384号（特開昭58−165548号）） この振動低減装置では、燃料噴射ポンプの制御
レバー開度に応答する負荷検出スイツチと、その
ポンプ回転軸等よりエンジン回転数を検出する回
転センサ等からの信号に基づき、低速低負荷域に
なると、制御回路が吸気絞弁を駆動するソレノイ
ドを励磁して絞弁を全閉にする。

そして、このとき吸気は、絞弁をバイパスする
小径の補助通路より導入され、所定量の吸気、換
言すればその下流で所定の吸入負圧が得られるよ
うにしている。

即ち、吸気を絞ることにより燃焼室における圧
縮圧力を相対的に下げ、ピーク圧力の低下する分
圧縮行程での仕事を減じる。これにより、回転速
度変動やトルク変動が抑制され、低速低負荷域で
のエンジン振動が低減されるのである。

また、絞弁が全閉するため、吸気音が減衰さ
れ、アイドル時等の騒音が低減される。なお、低
速低負荷域では燃料噴射弁からの燃料噴射量が少
なく、混合気の状態としては空気過多となつてい
るため、このように吸気を絞つても燃焼に必要な
空気は確保される。

ところで、このように吸気を絞り込んで圧縮圧
力を下げると空気温度も下がり、噴射燃料の着火
が不安定となつてミスフアイヤを起こしたり、不
整燃焼を生じやすくなる。

そこで、上記装置では吸気を絞ると同時に吸気
を加熱するように、絞弁や補助通路の下流側に加
熱手段としてシースヒータが設けてある。

シースヒータは、ユニツト化して例えば絞弁を
介装するスロツトルチヤンバーに組込まれ、制御
回路により原則として絞弁が全閉したときにのみ
通電され、吸気加熱を行う。この場合、燃焼室の
グロープラグが併用されることもある。

これにより、吸気温度を相対的に高めて、圧縮
圧力の低下分を補い、燃焼状態の悪化を防止する
のである。したがつて、圧縮圧力が低下したにも
かかわらず燃焼の安定性が維持され、不整燃焼等
にもとづく不規則振動やトルク変動の発生は回避
される。

このようにして、アイドリング時等低速低負荷
域での振動、騒音を低減し、運転快適性の向上を
図つている。

しかしながら、この振動低減装置のように、低
速低負荷域に吸気を絞つて燃焼室の圧縮圧力を下
げ、吸気加熱を行なうことにより着火ミスや不整
燃焼等は回避され、燃焼の安定性は保たれるもの
の、適切な圧縮圧力コントロールは困難であり、
運転条件によつては十分な振動低減が図れないと
いう問題があつた。

本発明の目的は、デイーゼルエンジンの主とし
てアイドリングを含む低速低負荷域において、エ
ンジン振動、騒音を十分に低減することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、燃料噴射弁から噴射された燃料を圧
縮着火するデイーゼルエンジンにおいて、吸気通
路に設けた吸気絞弁と、吸入空気を加熱する手段
と、エンジンの0.5次の振動加速度を検出する手
段と、エンジンの低速低負荷状態を検出する手段
と、この低速低負荷時に前記絞弁を閉じ、さらに
上記振動加速度のレベルが特定周波数域で所定値
を越えたときに前記加熱手段を駆動する制御手段
とを設ける。

（作用） 上記構成に基づき、低速低負荷域では吸気絞り
により圧縮圧力が低下してエンジン振動の発生が
抑えられる。一方、このときの圧縮圧力の低下に
よつてエンジンが着火不良を起こすと0.5次の振
動成分が増大する。この振動加速度のレベルが所
定値を超えると制御手段により加熱手段が駆動さ
れ、吸気加熱が行われる。これにより安定した燃
焼性が確保される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第１図において、１は４気筒のデイーゼルエン
ジン本体、３は吸気通路２の吸気マニホールド、
４は排気マニホールドを示す。

エンジン本体１は、図示しないマウントラバー
を介して車体に取付けられる。

吸気マニホールド３の上流にはダクト５を介し
てエアクリーナ６が接続され、その下流にスロツ
トルチヤンバ７が介装される。

スロツトルチヤンバ７にはバタフライ型の絞弁
８が弁軸９を介して回動自由に配設されるととも
に、この絞弁８をバイパスする補助通路１０が形
成される。

絞弁８はリンク１１を介して連動するソレノイ
ド１２により駆動され、制御回路（制御手段）１
３によるソレノイド１２の励磁時に全閉する。

補助通路１０の有効通路面積は、絞弁８の全閉
時の所定空気量（換言するとその下流の所定負
圧）を確保するように設定される。

そして、これら絞弁８や補助通路１０の下流に
位置して吸入空気を加熱する加熱手段１４として
シースヒータ１５が設けられる。

シースヒータ１５は、例えばスロツトルチヤン
バ７に設けた取付口に嵌合する本体１７に固定さ
れ、その外部に端子を設けてユニツト化してあ
る。

このシースヒータ１５は、制御回路１３の指令
により、絞弁８の全閉時に後述する条件下におい
て通電され、吸入空気を加熱する。

１８は燃料噴射ポンプで、エンジンクランクプ
ーリ１９にコグベルト２０を介してポンププーリ
２１が連動し、エンジン回転に同期して駆動され
るようになつている。

噴射ポンプ１８の燃料制御レバー２２は、アク
セルワイヤ２３を介して図示しないアクセルペダ
ルと連係し、制御レバー２２のアイドル開度を決
めるアイドルアジヤストスクリユー（図示しな
い）の近傍にアイドル検出スイツチ２４が設けら
れる。

この検出スイツチ２４は、制御レバー２２の開
度が一定の小開度にあるときにオンとなる低負荷
検出手段としてのマイクロスイツチである。

燃料噴射ポンプ１８からの高圧燃料は、配管２
５を経由して各気筒＃１〜＃４の燃焼室（渦流
室）に取付けた燃料噴射弁２６へそれぞれ圧縮上
死点付近で圧送される。

また、エンジンの回転に同期して駆動される図
示しないオイルポンプからのエンジン潤滑油の圧
力に応動してエンジンの低速状態を検出する手段
としての油圧スイツチ２７が設けられる。

油圧スイツチ２７は、極低圧以上と低圧以下の
２領域で別々にオンとなる２つの接点を持ち、こ
れらが直列に接続されている。したがつて、この
油圧スイツチ２７は、エンジンの潤滑油の所定低
圧域内でのみオンとなり、つまりエンジン回転数
のアイドル回転を含む低速状態を検出する。

前述したアイドル検出スイツチ２４とこの油圧
スイツチ２７のオンオフ信号は、制御回路１３内
の絞弁駆動回路２８に入力され、駆動回路２８は
そのオンオフ信号によりエンジンの低速低負荷域
になると前記ソレノイド１２を励磁して絞弁８を
全閉にする。

一方、エンジン本体１の外周面には、エンジン
の振動加速度を検出する手段として加速度ピツク
アツプ２９が取付けられる。

加速度ピツクアツプ１９の検出信号は、制御回
路１３内のローパスフイルタ３０にかけられ、こ
こで特定周波数域の振動成分が選択される。

振動成分の次元は、例えば４気筒エンジンでは
１回転に２回爆発（圧縮）し、その都度エンジン
を加振するので、これを２次成分といい、また４
気筒のうちの一つの気筒でミスフアイヤを起こし
たときは0.5次成分の振動が増大する。

ローパスフイルタ３０は、この0.5次の振動成
分を選出するように、具体的にはエンジン回転数
×２／気筒数の特定周波数域以下を通し、それ以
上の周波数成分をカツトするように設定される。

この0.5次の振動成分は、コンパレータ３１に
入力され、その振動加速度レベルが第２図のイに
示す所定値（許容レベル）を越えると、コンパレ
ータ３１はタイマユニツト３２に第２図のロに示
すような動作信号を送る。

タイマユニツト３２は、この動作信号により予
め定められた時間ヒータスイツチリレー３３を導
通させる。これにより、前記シースヒータ１５に
通電し、吸入空気が加熱されるようにしている。

ただし、タイマユニツト３２は前記絞弁駆動回
路２８からの指令により、絞弁８の全閉時にのみ
働くようになつている。

以上のように構成され、次のその作用を説明す
る。燃料噴射ポンプ１８の制御レバー２２がアイ
ドル開度以外のとき、もしくはアイドル開度であ
つてもエンジン油圧が所定低圧域外では、アイド
ル検出スイツチ２４もしくは油圧スイツチ２７が
オフとなるため、ソレノイド１２は励磁されな
い。

このようにして低減低負荷域以外では、吸気絞
弁８は全開し、通常のデイーゼルエンジンと同様
に作動し、十分な吸気充填効率を確保する。

これに対して、エンジンアイドル時など低速低
負荷域でアイドル検出スイツチ２４と油圧スイツ
チ２７がオンになると、絞弁駆動回路２８により
吸気絞弁８が全閉する。エンジンに吸入される空
気は、補助通路１０を通過する小量に制御され
る。

このようにして吸気が絞られると、燃焼室にお
ける圧縮圧力は相対的に低下し、とくにピーク圧
力が下がる分だけ圧縮行程での仕事が減り、回転
変動速度やトルク変動が抑制される。これによ
り、エンジン本体１の加振力が大幅に低下してエ
ンジン振動（主に２次成分）が低減される。

アイドル時などは燃料噴射量が少なく、混合気
の状態としては空気過多となつているため、この
ように吸気を絞つても燃焼に必要な空気は十分に
確保される。

一方、このように吸気を絞り込んで圧縮圧力を
下げると空気温度も下がり、噴射燃料の着火が不
安定となつてミスフアイヤを起こしたり、不整燃
焼を生じやすくなる。これらは、前述した0.5次
の振動となつて現われ、かえつて不快振動を増大
しかねない。

そこで、エンジンの振動を加速度ピツクアツプ
２９で検出し、ローパスフイルタ３０を介して
0.5次の振動レベルをコンパレータ３１にて比較
する。この振動レベルが所定の許容レベルを越え
ていればタイマユニツト３２が動作してリレー３
３により所定時間加熱手段１４に通電し、吸入吸
気が加熱される。

このため、吸入空気の温度は相対的に高くな
り、圧縮圧力の低下分が補われる。この結果、圧
縮圧力が低下したにもかかわらず燃焼の安定性は
高く維持され、ミスフアイヤや不整燃焼等に基づ
く振動やトルク変動を回避することができる。

本発明では、このように吸気を絞つて圧縮圧力
を下げることにより、エンジンの固有の振動レベ
ルを低減し、また特定周波数域の振動レベルに応
じて吸気を加熱することにより、燃焼状態を良好
に保ち、あわせて不整燃焼等による不快振動の発
生を抑制するのである。

また、吸気絞弁８をアイドル時に全閉するた
め、吸気者が減衰され、アイドル時の総合的な騒
音、振動の低減が図れる。

なお、本発明では低負荷時でも減速時やあるい
は低回転時でも発進加速時などは吸気絞りや吸気
加熱は行わず、またクランキング時も吸気絞りを
行わない。

これは、減速時には圧縮仕事を大きくした方が
エンジンブレーキの効きが良いためであり、クラ
ンキング時には圧縮圧力を高めて始動容易とし、
発進時などは大きな加速トルクを確保するためで
ある。

また、本発明では吸気の加熱手段としてシース
ヒータ１５を用いているが、燃焼室のグロープラ
グにより加熱するようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明によれば、エンジン
アイドル時を含む低速低負荷域で吸気を絞る一
方、特定周波数域内の振動加速度レベルが所定値
を越えた場合に吸気を加熱するようにしたので、
不整燃焼や着火ミスを回避しつつ圧縮仕事を減じ
て回転速度変動やトルク変動を抑制でき、エンジ
ンの安定性を阻害することなく振動や騒音を大幅
に低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成断面図、第２図のイは不
整燃焼等により発生する振動の波形、レベルを示
すグラフ、第２図のロはその振動の許容レベル以
上のときにコンパレータから出力される動作信号
を示すグラフである。 １……エンジン本体、２……吸気通路、８……
吸気絞弁、１０……補助通路、１２……ソレノイ
ド、１３……制御回路（手段）、１４……加熱手
段、１５……シースヒータ、１８……燃料噴射ポ
ンプ、２４……アイドル検出スイツチ、２６……
燃料噴射弁、２７……油圧スイツチ、２９……加
速度ピツクアツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射弁から噴射された燃料を圧縮着火す
   るデイーゼルエンジンにおいて、吸気通路に設け
   た吸気絞弁と、吸入空気を加熱する加熱手段と、
   エンジンの0.5次の振動加速度を検出する手段と、
   エンジンの低速低負荷状態を検出する手段と、こ
   の低速低負荷時に前記絞弁を閉じ、さらに上記振
   動加速度レベルが特定周波数域で所定値を越えた
   ときに前記加熱手段を駆動する制御手段とを備え
   たことを特徴とするデイーゼルエンジンの振動低
   減装置。