JPH0467565B2 - - 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機関のスワール比制御装置
に係り、特に高スワール状態でアイドル運転が所
定時間以上継続したときの白煙発生を防止するこ
とができるデイーゼル機関のスワール比制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、デイーゼルエンジンのスワール制御で
は、第５図に示すように、高速時には低スワール
Ｌとして過スワールによる燃焼悪化を抑える一
方、低速時には高スワールＨとして燃料と空気と
の混合を促進させて、スモーク・燃費・トルクな
どを向上させる方法がとられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のスワール制御では、デイーゼルエンジン
を寒冷時に長時間にわたつてアイド運転状態とす
る場合にも、高スワールＨに保たれるが、高スワ
ールにすると、吸気により燃焼室の壁温など燃焼
室全体が冷却されて圧縮空気温度が低くなり着火
性が悪くなる。また、たとえ暖気完了後であつて
も寒冷時に長時間の間アイドル運転を続けると、
燃料噴射口にカーボンが付着堆積し噴霧の霧化が
悪化し、高スワールによる上記着火性悪化と相俟
つて白煙が発生してしまう。（なお、付着したカ
ーボンはアクセルを踏み込んで燃料噴霧圧を上げ
ると噴霧により吹き飛ばされる。） 〔発明の目的〕 本発明は以上の従来技術の問題点を解消すべく
創案されたものであり、本発明の目的は、長時間
アイトル運転時における白煙発生を防止すること
ができるデイーゼル機関のスワール比制御装置を
提供することにある。

〔発明の構成及び作用〕

上記目的を達成するために、本発明は、デイー
ゼル機関の吸気スワール比を可変しうる可変スワ
ール手段を、低速時に高スワールに、高速時には
低スワールにそれぞれ制御するデイーゼル機関の
スワール比制御装置において、運転者の発進操作
に基づく発進意志を検出する発進意志センサと、
運転状態がアイドルゾーンに所定時間継続して存
在したとき上記可変スワール手段の高スワール制
御を禁止して低スワール制御をし、その後、上記
発進意志センサにより発進意志が検出されたとき
該低スワール制御を解除して高スワール制御を再
開するコントローラとを備えて構成されるもので
ある。

長時間アイドル運転時には、低スワールに制御
されるため、燃焼室温度の低下による圧縮空気温
度の低下が抑えられて着火性が改善されるので、
長時間アイドル運転を続けても白煙の発生は防止
される。

その後、発進する際には、既に発進の意志が発
進意志センサにより検出されて低スワールから高
スワールに切換制御されているため、発進時、ア
イドル運転より急激に負荷が増大した時の可変ス
ワール手段の応答遅れに起因した低スワール状態
が避けられるので、発進時の黒煙の発生も防止さ
れる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を添付図面に従つて詳述
する。

第１図に示す如く、シリンダヘツド１には吸入
空気に旋回流を与えるスワールポート２が形成さ
れ、スワールポート２には吸気マニホールド３の
分岐管４が接続されている。またシリンダヘツド
１には、分岐管４からの吸気の一部をスワールポ
ート２の出口側へとバイパスさせるバイパスポー
ト５が形成されている。分岐管４にはバイパスポ
ート５の入口開口を開閉するためのエアシリンダ
６が設けられている。エアシリンダ６にはエアー
パイプ７を介してエアタンク８が接続されてい
る。エアーパイプ７には流路開閉用の電磁弁９が
設けられており、電磁弁９はコントローラ１０に
より開閉制御されるようになつている。コントロ
ーラ１０には、エンジン回転数を検出する回転数
センサ１１と、エンジン負荷を検出するための負
荷センサ１２と、エンジンの冷却水温を検出する
水温センサ１３と、エアタンク８の空気圧により
ON／OFFする空気圧スイツチ１４と、クラツチ
ペダル１５の踏込を検出するためのクラツチスイ
ツチ１６とがそれぞれ接続されている。

電磁弁９が閉のときには、エアパイプ７の流路
は遮断されエアタンク８からエアシリンダ６への
エア供給は断たれ、エアシリンダ６の作動ロツド
６ａはエアーシリンダ６に内蔵されるリターンス
プリングにより第１図の如くバイパスポート５の
入口開口から離間した状態となり、バイパスポー
ト５は開となる。バイパスポート５が開いている
と、分岐管４からの吸入空気の一部がスワールポ
ート２による旋回を受けることなくバイパスポー
ト５を通つてスワールポート２の出口側に流れ込
むので、燃焼室内の吸気は低スワールとなる。

一方、コントローラ１０により電磁弁９が開と
されると、エアタンク８からエアシリンダ６にエ
アが供給され、エアシリンダ６の作動ロツド６ａ
は伸長しバイパスポート５の入口開口は閉塞され
る。バイパスポート５が閉じられると、吸気はす
べてスワールポート２を通るので、燃焼室内の空
気は高スワールとなる。このように、電磁弁９を
開閉することにより、高スワールと低スワールと
の切換がなされる。なお、可変スワール手段とし
ては、上記のものに限らず、吸気ポート形状を変
えることができるもの、あるいはスワール調整用
の圧気供給ポートを有するものなどでもよい。

次に、上記構成の装置によるスワール制御の一
例を第２図に示すフローチヤートに従つて述べ
る。

まず、コントローラ１０においては、水温セン
サ１３から入力されるエンジンの冷却水温Ｔが所
定温度T₀より高いか否かを判別し、冷却水温Ｔ
が温度T₀より低いときには電磁弁９を閉状態と
し、エアシリンダ６にエアを供給せず低スワール
Ｌとする。これは、冷却水温Ｔが低い機関低温時
に高スワールＨとすると、着火性・始動性が悪化
し、始動直後に発生する白煙や臭気が問題となる
からである。なお、冷却水温Ｔによるスワール比
切換制御において、第３図に示すようなヒステリ
シスを持たせるようにしてもよい。即ち、冷却水
温Ｔが−５℃以下となると電磁弁９が閉となり低
スワールに切り換わるが、冷却水温Ｔが上昇する
ときには、冷却水温Ｔが＋５℃以上にならなけれ
ば低スワールから高スワールに切り換わらない。
このようにヒステリシスを与えると、低温域での
水温変動などによるエアシリンダ６の不要な開閉
作動をなくすことができる。

また、エアタンク８の空気圧Ｐが規定圧P₀（例
えば5.7Kg/cm²）以下のときには空気圧スイツチ１
４はONとなり、ON状態が５秒程度以上続いた
とき、コントローラ１０は電磁弁９を閉とし低ス
ワールにする。これは、ブレーキ用のエアを優先
的に確保するためである。

次いで、冷却水温ＴがT₀以上で且つ空気圧Ｐ
がP₀以上であつて、アイドル運転状態にないと
き（あるいはアイドル運転状態にあるが３分間以
上継続されていないとき）には、第４図に示すス
ワール比切換マツプに基づくスワール制御が行な
われる。スワール比切換マツプは、おおむね低速
側が高スワールＨ、高速側が低スワールＬとなつ
ている。なお、斜線部分はアイドルゾーンであ
り、マツプでは高スワールゾーンとなつている。
コントローラ１０には、スワール比切換マツプに
黒点で示す８つのデータポイントが予め入力され
ており、回転数センサ１１、負荷センサ１２から
入力されるエンジン回転数および負荷により、現
在、マツプのどの領域にいるのかがわかる。コン
トローラ１０は、運転状態が変化し、高スワール
Ｈのゾーンから低スワールＬのゾーンへ、あるい
は低スワールＬのゾーンから高スワールＨのゾー
ンへと移行したときに、直ちにスワール比の切換
を行なうことなく、約１秒間、移行前のスワール
状態を保つ。これによりトランスミツシヨンの操
作などによつて過渡的に他のスワール強度ゾーン
をよぎつたり、侵入したりしたときの不要なスワ
ール切換制御をなくすことができ、可変スワール
手段の作動回数が減少し、システムの耐久性・信
頼性が高まる。なお、スワール比切換マツプとし
ては、第４図のものに限らず、エンジン回転数お
よび負荷により３つ以上のスワール比ゾーンを設
けたり、あるいはスワール比を高・低の２段階で
なく高・中・低の３段階制御としてもよい。

冷却水温ＴがT₀以上で且つ空気圧ＰがP₀以上
であつても、アイドル運転状態が所定時間、たと
えば３分間以上保持されているときには、上記の
スワール比切換マツプによる通常制御ではなく、
次のスワール制御が行なわれる。

すなわち、アイドル運転が３分間以上保持され
る場合には、スワール比切換マツプによつてスワ
ールを高スワールとすると、いわゆるアイドル白
煙が発生するため、この場合には電磁弁９を閉じ
低スワールとする。低スワールにすると、吸気に
よるエンジンの燃料室壁温等の温度の低下が抑え
られ圧縮空気温度が下がり着火性が悪化するのを
防止できるので、燃料噴射口へのカーボンの付着
形成があつても白煙の発生は防止される。

運転状態がアイドルゾーンからはずれた場合に
は、直ちに通常のスワール比切換マツプ制御に戻
される。しかしながら、アクチユエータ（電磁弁
９やエアシリンダ６）の応答性能上、高スワール
に切り換えるときにタイムラグがあり、発進時、
アイドル状態より急に負荷が増大したときに、低
スワール・低速・高負荷状態が発生し、発進時に
多量の黒煙が発生してしまう。ところが、本実施
例では、ドライバーの発進意志センサとしてクラ
ツチスイツチ１６を設けているので黒煙発生を回
避することができる。即ち、発進時にはギアをニ
ユートラルより1st、2ndに入れるためクラツチペ
ダル１５を踏むがクラツチペダル１５を踏むとク
ラツチスイツチ１６がONとなり、直ちにアイド
ルモードより通常制御に戻されるようになつてい
る。なお、発進意志センサとしてクラツチスイツ
チ１６の代りに、シフトレバーの操作を検知する
シフトセンサを用いるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上要するに本発明によれば、アイドル運転が
所定時間以上保持されたときには、低スワールと
することにより、燃焼室温低下による着火性の悪
化が抑えられ、アイドル白煙を簡易に防止するこ
とができる。

しかも、この低スワール制御中、発進意志セン
サにより発進意志が検出されたときには、低スワ
ールを止めて通常の高スワールに戻すことによ
り、発進時、アイドル状態より急激に負荷が増大
しても、スワール比切換のタイムラグによる黒煙
発生を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第２図は本発明のスワール比制御の一例を示すフ
ローチヤート、第３図はエンジン水温によるスワ
ール制御にヒステリシスを持たせた例を説明する
ための図、第４図は本発明に使用するスワール比
切換マツプの一例を示す図、第５図は従来のスワ
ール比切換マツプを示す図である。 図中、１はシリンダヘツド、２はスワールポー
ト、３は吸気マニホールド、４は分岐管、５はバ
イパスポート、６はエアシリンダ、７はエアパイ
プ、８はエアタンク、９は電磁弁、１０はコント
ローラ、１１は回転数センサ、１２は負荷セン
サ、１３は水温センサ、１４は空気圧スイツチ、
１５はクラツチペダル、１６はクラツチスイツ
チ、Ｈは高スワール、Ｌは低スワール、Ｉはアイ
ドルゾーンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デイーゼル機関の吸気スワール比を可変しう
   る可変スワール手段を、低速時に高スワールに、
   高速時には低スワールにそれぞれ制御するデイー
   ゼル機関のスワール比制御装置において、運転者
   の発進操作に基づく発進意志を検出する発進意志
   センサと、運転状態がアイドルゾーンに所定時間
   継続して存在したとき上記可変スワール手段の高
   スワール制御を禁止して低スワール制御をし、そ
   の後、上記発進意志センサにより発進意志が検出
   されたとき該低スワール制御を解除して高スワー
   ル制御を再開するコントローラとを備えたことを
   特徴とするデイーゼル機関のスワール比制御装
   置。