JPH0562210B2 - - 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始動促進および
エミツシヨンの改善のため、断熱圧縮により吸気
温度を上昇させるようにしたデイーゼルエンジン
の燃焼供給制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、実開昭59−107936号公報に示されるよう
に、デイーゼルエンジンにおいて始動時に着火性
を高めるため、燃焼室に供給する吸気を断熱圧縮
して吸気温度を上昇させるようにした吸気装置
（始動促進装置）が知られている。この装置は、
吸気通路に吸気行程の途中で開作動する開閉弁を
設け、具体的には主吸気通路に吸気絞り弁を設け
るとともに、この吸気絞り弁を迂回するバイパス
吸気通路に開閉弁を設け、始動時から暖機時まで
の低負荷運転状態時に、吸気絞り弁により主吸気
通路を絞つた状態で、上記開閉弁を動弁機構ある
いは圧力応動式を開閉弁等により吸気行程の途中
で開作動させるようにしている。そしてこのよう
な開閉弁の作動により、吸気行程の途中までは燃
焼室への吸気の導入を制限し、吸気行程の途中か
ら急激に燃焼室に吸気を導入して断熱圧縮を行な
わせている。この装置によると、エアヒータによ
つて吸気を加熱する場合と比べ、多大のエネルギ
ーが電力として消費されることがなく、しかも燃
焼室内で効率良く吸気温度を高めることができ
る。

ところで、従来のこと種の吸気装置を備えたデ
イーゼルエンジンにおいては、燃料噴射時期が開
閉弁の作動、停止に関係なく予め一定に設定され
ているにすぎず、エンジン騒音の低減や排気中の
NOx低減等に充分な効果が得られていなかつた。
つまり、一般にデイーゼルエンジンにおいては、
燃料噴射時期をリタードさせる（遅らせる）とエ
ンジン騒音および排気中のNOxが低減される反
面、出力性能および燃費が悪化する傾向があるこ
とから、実際には燃料噴射時期が比較的アドバン
ス（進み）側に設定されており、また上記のよう
な吸気装置を備えたデイーゼルエンジンでも開閉
弁の作動停止状態で出力性能等が低下することが
ないように通常のデイーゼルエンジンと同程度に
燃料噴射時期が設定されているにすぎなかつた。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気の断熱圧
縮が行なわれる開閉弁の作動時に、それによる効
果を生かして出力性能を確保しつつエンジン騒音
および排気中のNOx低減を図るデイーゼルエン
ジンの燃料供給制御装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、気筒毎の吸気通路に開閉弁を設け、
この開閉弁を吸気行程途中までは閉状態として燃
焼室への吸気の導入を制限し、吸気行程途中で閉
状態から開状態とすることにより急激に吸気を燃
焼室に導入して断熱圧縮を行なわせるようにした
デイーゼルエンジンにおいて、上記開閉弁の作動
状態と作動機能を停止させて吸気通路を吸気行程
全期間にわたり開通させる作動停止状態とに切替
える信号を出力するとともに、各気筒の燃料噴射
時期を決定する信号を出力する制御手段を設け、
かつ、この制御手段には上記開閉弁が作動状態に
あるときに燃焼噴射時期をリタードさせる噴射時
期補正手段を設けたものである。

つまり、開閉弁の作動時には、吸気の断熱圧縮
で吸気温度が上昇することにより、着火遅れが非
常に短くなるので、これに対応させて燃料噴射時
期をリタード側に補正することにより、上記目的
を達成するようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例を示す。同図に
おいて、１はデイーゼルエンジンの各気筒を構成
するシリンダで、その内部のピストン２上方には
燃焼室３が形成されており、この燃焼室３には、
吸気弁４を備えた吸気ポート５と、排気弁６を備
えた排気ポート７とが開口している。上記吸気ポ
ート５には吸気通路８が連通され、また排気ポー
ト７には、排気通路９が連通されている。そし
て、上記吸気通路８には開閉弁１０によつて吸気
行程途中までは燃焼室３への吸気の導入を制限
し、吸気行程途中から急激に吸気を燃焼室３に導
入して断熱圧縮を行なわせる吸気導入規制装置が
設けられている。

この吸気導入規制装置は、本実施例ではエンジ
ン出力軸に連動して、吸気行程の途中で開くロー
タリバルブタイプの開閉弁を示し、この開閉弁１
０は連動機構からなる開閉弁駆動装置１１により
駆動されるようになつている。そしてこの開閉弁
駆動装置１１には開閉弁１０を開状態に停止させ
ることのできる図外の連動遮断手段または開閉弁
１０を吸気行程の全期間中開かせるように開閉タ
イミングを変えることのできる開閉タイミング可
変手段などが組込まれることにより、実質的に開
閉弁１０と作動機能を停止させることができるよ
うになつている。

１２はマイクロコンピユータ等でなる制御手段
（CPU）で、この制御手段１２からのエンジン運
転状態に応じた開閉弁駆動制御信号１１′に基づ
き上記開閉弁駆動装置１１が制御され、これによ
り、開閉弁１０は作動状態と、作動機能が停止さ
れ吸気通路を吸気行程全期間にわたり開通させる
作動停止状態とに切替えられ、またこのような開
閉弁１０の作動、作動停止に応じて燃料の噴射時
期が制御されるようになつている。すなわち、こ
の制御手段１２は、エンジン負荷に相当するコン
トロールレバー開度信号１３およびエンジン回転
数１４等の運転状態を検出する信号を受け、運転
状態が予め設定された比較的低回転低負荷側の開
閉弁作動領域にあるときは上記開閉弁１０を作動
状態とし、高回転負荷側の運転領域では開閉弁１
０を作動停止状態とするように開閉弁駆動装置１
１を制御している。さらに制御手段１２は、噴射
タイミング制御信号１５を燃料噴射ポンプ１６に
出力し、燃料噴射ポンプ１６に組込まれた図外の
噴射時期調整用のタイマピストンを制御すること
により、燃料噴射ポンプ１６から燃料噴射弁１７
に供給されて燃焼室３に噴射される燃料の噴射時
期を制御している。

特に本発明では上記制御手段１２は、開閉弁１
０の作動に応じて燃料噴射時期を補正する補正手
段を備え、開閉弁１０が作動状態にあるときに、
燃料噴射時期を、開閉弁１０が作動停止状態にあ
るときの適正噴射時期に相当する基本噴射時期よ
りもリタードさせるようにしている。このリター
ド量は、開閉弁１０の作動時の運転状態等に応じ
て設定するようにしておけばよい。

第２図は上記制御手段１２による燃料噴射時期
の制御のフローチヤートを示している。このフロ
ーチヤートにおいては、ステツプS₁、S₂でエンジ
ン回転数およびエンジン負荷を検出し、ステツプ
S₃で運転状態が開閉弁１０の作動領域にあるか否
かを調べる。そして開閉弁１０の作動領域にある
とき、ステツプS₄で燃料噴射ポンプ１６に設けら
れたタイマピストンの現在位置を検出し（検出値
Ａ）、次にステツプS₅で燃料噴射時期のリタード
側への補正量に相当するタイマピストン移動量
X₁を決定し、ステツプS₆でタイマピストンを移
動させる。さらにステツプS₇でタイマピストンの
移動後の現在経路を検出し（検出値Ｂ）、ステツ
プS₈でタイマピストン移動前後の検出値Ａ、Ｂの
差が決定された移動量X₁となるまでステツプS₄
〜S₈の処理を繰返す。こうして燃料噴射時期をリ
タードさせる補正を行なう。またステツプS₃で開
閉弁１０の作動領域にないことを判定したとき
は、燃料噴射時期の補正処理を行なうことなくリ
ターンする。

以上のように構成された装置によると、開閉弁
１０が作動状態とされている時は、それによる燃
料性の改善に見合うように、開閉弁１０が作動さ
れていない時と比べて燃料噴射時期が所定量リタ
ードされることにより、出力が確保されつつエン
ジン騒音および排気中のNOxが低減される。つ
まり、開閉弁１０が作動されていない時に燃料噴
射時期をリタードさせると着火時期の遅れにより
出力や燃費が著しく悪化するので、燃料の基本噴
射時期はあまりリタード側に設定しておくわけに
はいかない。ところが、開閉弁１０が作動されて
吸気の断熱圧縮が行なわれると、吸気温度が高め
られることにより着火性および燃焼性が改善され
て着火遅れが著しく小さくなるため、燃料噴射時
期を基本噴射時期よりリタードさせても、上記の
ような吸気の断熱圧縮効果で出力が維持され、燃
費も良好に保たれる。そしてこのように燃料噴射
時期をリタードさせるほど、エンジン騒音および
排気中のNOxが低減されることとなる。

本発明における開閉弁および開閉弁駆動装置の
他の実施例を第３図、第４図により説明する。

この実施例での開閉弁１０′としては、この開
閉弁１０′より下流の吸気通路内の負圧が所定値
以上に大きくなつたときに自動的に開閉する自動
弁タイプのものが用いられており、吸気通路が主
吸気通路８ａと補助吸気通路８ｂとに分けられ、
主吸気通路８ａ中に制御手段１２により制御され
るアクチユエータ２１にて駆動される吸気絞り弁
２０が設けられ、かつこの吸気絞り弁２０よりも
下流側に上記補助吸気通路８ｂを開口させるとと
もに、この補助吸気通路８ｂ中に上記自動弁タイ
プの開閉弁１０′が設けられている。また吸気絞
り弁２０を回動させる手段としてダイヤフラム装
置等のアクチユエータ２１と、これを働かせるた
めの通路２２、真空ポンプ２３および切替弁２４
等により構成された駆動装置が設けられている。

そして制御手段１２により切替弁２４が制御さ
れることにより、真空ポンプ２３から通路２２を
通してアクチユエータ２１に負圧が導入された
時、吸気絞り弁２０が開かれるように構成されて
いる。

また、開閉弁１０′は第４図に拡大して示すご
とく、弁室３０内に設けられて弁座３１に上流側
から当接する弁体３２と、この弁体３２に連結軸
３３を介して連結されたダイヤフラム３４と、こ
のダイヤフラム３４により仕切られた二つの室３
５，３６と、その一方の室３５内に設けられた弁
体３２を閉弁方向に付勢するリターンスプリング
３７とからなる。そして上記一方の室３５は、弁
体３２、連結軸３３およびダイヤフラム３４を貫
通した連通孔３８を介して弁体３２より下流の副
吸気通路８ｂに連通し、他方の室３６は開口３９
を介して副吸気通路８ｂの上流側すなわち図外の
サージタンクに連通して略大気圧に保たれてい
る。したがつて開閉弁１０′より下流の副吸気通
路８ｂ内の負圧が連通孔３８を介して室３５に伝
わり、この負圧が一定値以下の場合にはリターン
スプリグ３７により弁体３２は閉弁方向に付勢さ
れているが、負圧が一定値以上に大きくなるとダ
イヤフラム３４を介してリターンスプリング３７
の付勢力に抗して弁体３２が開弁させられるよう
になつている。

上記構成において、吸気絞り弁２０により主吸
気通路６ａが絞られている状態で、吸気行程にお
いてピストン２が下降し、燃焼室３に連通する
主、副吸気通路８ａ，８ｂ内の負圧がある一定値
以上に大きくなると開閉弁１０′が閉状態から開
状態になり、急激に吸気が燃焼室３に導入され断
熱圧縮作用が得られる。他方、吸気絞り弁２０が
開かれている状態では、殆ど吸気負圧が生じない
ので、開閉弁１０′の作動が停止され、開閉弁１
０′は閉弁状態に保たれる。

このような開閉弁および開閉弁駆動装置を用い
たものにおいても、制御手段１２により吸気絞り
弁２０の開閉を制御することによつて開閉弁１０
を作動状態と作動状態とに切替えるとともに、そ
れに応じて燃料噴射時期を上記第１実施例と同様
に制御すればよい。

なお、開閉弁およびその駆動装置としてはこれ
ら実施例のほかにも、図示していないが上記のご
とき自動弁タイプの開閉弁を吸気通路中に回動可
能に設け、開閉弁の作動状態では通路中に介在さ
せ、開閉弁の作動停止状態では通路中に介在しな
いようにアクチユエータにより回転させるような
構成など種々の実施態様を採用し得る。

（発明の効果） 以上のように本発明は、開閉弁が吸気行程の途
中で開いて吸気の断熱圧縮を行なう作動状態にあ
るとき、それに応じて燃料噴射時期をリタードさ
せるように補正しているため、開閉弁の作動によ
る吸気断熱圧縮効果で出力性能および燃費を良好
に保ちつつ、燃料噴射時期のリタードによりエン
ジン騒音および排気中のNOxを大幅に低減する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるデイーゼルエ
ンジンの燃料供給制御装置の全体構成図、第２図
は同装置における制御のフローチヤート、第３図
は別の実施例を示す要部断面図、第４図は同開閉
弁の拡大断面図である。 ８……吸気通路、１０，１０′……開閉弁、１
１……開閉弁駆動装置、１２……制御手段、１６
……燃料噴射ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気筒毎の吸気通路に開閉弁を設け、この開閉
   弁を吸気行程途中までは閉状態として燃焼室への
   吸気の導入を制限し、吸気行程途中で閉状態から
   開状態とすることにより急激に吸気を燃焼室に導
   入して断熱圧縮を行なわせるようにしたデイーゼ
   ルエンジンにおいて、上記開閉弁の作動状態と作
   動機能を停止させて吸気通路を吸気行程全期間に
   わたり開通させる作動停止状態とに切替える信号
   を出力するとともに、各気筒の燃料噴射時期を決
   定する信号を出力する制御手段を設け、かつ、こ
   の制御手段には上記開閉弁が作動状態にあるとき
   に燃料噴射時期をリタードさせる噴射時期補正手
   段を設けたことを特徴とするデイーゼルエンジン
   の燃料供給制御装置。