JPH0631573B2 - 直噴式ディーゼル機関の吸気温度制御装置 - Google Patents
直噴式ディーゼル機関の吸気温度制御装置Info
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- JPH0631573B2 JPH0631573B2 JP59189450A JP18945084A JPH0631573B2 JP H0631573 B2 JPH0631573 B2 JP H0631573B2 JP 59189450 A JP59189450 A JP 59189450A JP 18945084 A JP18945084 A JP 18945084A JP H0631573 B2 JPH0631573 B2 JP H0631573B2
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- Japan
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- intake air
- temperature
- engine
- air temperature
- intake
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
- F02M31/13—Combustion air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
本発明は、直噴式デイーゼル機関の吸気温度制御装置に
係り、特に、自動車用の電子制御デイーゼルエンジンに
用いるのに好適な、エンジン条件に応じて吸気温度を制
御する直噴式デイーゼル機関の吸気温度制御装置に関す
る。
係り、特に、自動車用の電子制御デイーゼルエンジンに
用いるのに好適な、エンジン条件に応じて吸気温度を制
御する直噴式デイーゼル機関の吸気温度制御装置に関す
る。
一般に、燃料を気筒内に直接噴射するようにした直噴式
デイーゼルエンジンでは、燃料を気筒外に形成された渦
流室に噴射するようにした渦流式デイーゼルエンジンに
比べて、黒煙の排出量が多く騒音も高い。その理由とし
ては、燃料と空気の混合が悪いことや、噴射した後ある
時間は着火せず、その後多量の燃料が爆発的に燃焼す
る、いわゆる着火遅れが長いことが主なものとして挙げ
られる。 燃料と空気の混合を促進するためには、燃料が充分に拡
散する時間を確保して、噴霧ができるだけ遠くへ分布す
るようにすることが重要であるが、通常は噴霧が壁面に
到達する前に着火し、充分に拡散する時間が確保されて
おらず、これ黒煙発生の要因の一つとなつている。 従つて、この黒煙発生を克服するためには、第８図に示
す如く、一般に次式で表わされる着火遅れτ（＝噴射時
期ＩＴ−着火時期θｉ）を長く保つことが有効である。 τ＝ｆ（cz、ε、β、ｎ、Ｐｅ、Ｔｅ）…（１） ここで、czはセタン価、εは圧縮比、βは噴霧角、ｎは
エンジン速度、Ｐｅは圧縮（終了時）圧力、Ｔｅは圧縮
（終了時）温度である。 一方、騒音発生の主な要因としては、初期の燃焼率が高
過ぎることが挙げられるが、その理由は、着火遅れてτ
が長過ぎて、その間に多くの燃料が蒸発、拡散し、一度
に燃焼するためである。従つて、この騒音発生を克服す
るためには、第９図に示す如く、着火遅れτを短くする
ことが有効であり、前記黒煙排出とある程度相反した関
係にある。 従つて、黒煙及び騒音の低減を共に図るためには、燃焼
の初期を充分に制御することが大切であり、従来から、
噴射系、燃焼室形状、気流挙動等種々工夫されてきてい
る。
デイーゼルエンジンでは、燃料を気筒外に形成された渦
流室に噴射するようにした渦流式デイーゼルエンジンに
比べて、黒煙の排出量が多く騒音も高い。その理由とし
ては、燃料と空気の混合が悪いことや、噴射した後ある
時間は着火せず、その後多量の燃料が爆発的に燃焼す
る、いわゆる着火遅れが長いことが主なものとして挙げ
られる。 燃料と空気の混合を促進するためには、燃料が充分に拡
散する時間を確保して、噴霧ができるだけ遠くへ分布す
るようにすることが重要であるが、通常は噴霧が壁面に
到達する前に着火し、充分に拡散する時間が確保されて
おらず、これ黒煙発生の要因の一つとなつている。 従つて、この黒煙発生を克服するためには、第８図に示
す如く、一般に次式で表わされる着火遅れτ（＝噴射時
期ＩＴ−着火時期θｉ）を長く保つことが有効である。 τ＝ｆ（cz、ε、β、ｎ、Ｐｅ、Ｔｅ）…（１） ここで、czはセタン価、εは圧縮比、βは噴霧角、ｎは
エンジン速度、Ｐｅは圧縮（終了時）圧力、Ｔｅは圧縮
（終了時）温度である。 一方、騒音発生の主な要因としては、初期の燃焼率が高
過ぎることが挙げられるが、その理由は、着火遅れてτ
が長過ぎて、その間に多くの燃料が蒸発、拡散し、一度
に燃焼するためである。従つて、この騒音発生を克服す
るためには、第９図に示す如く、着火遅れτを短くする
ことが有効であり、前記黒煙排出とある程度相反した関
係にある。 従つて、黒煙及び騒音の低減を共に図るためには、燃焼
の初期を充分に制御することが大切であり、従来から、
噴射系、燃焼室形状、気流挙動等種々工夫されてきてい
る。
しかしながら、着火遅れτは、燃料性状、噴射系、燃焼
室形状、吸排気系が決れば決つてしまい、従来は自由に
制御することが困難であつたため、充分な効果を発揮す
ることができなかつた。 なお、圧縮比εを下げることで黒煙と騒音の低減を共に
図ることも有効であるが、この場合には始動性が悪化し
てしまうという問題点を有していた。 一方、本発明に類似するものとして、出願人は既に実開
昭５８−４８９７３で、吸気ポートライナの外周面を加
熱ヒータにより包囲して、吸入空気量が少ないときに該
加熱ヒータを加熱せしめることによつて、機関高速高負
荷運転時における高い充填効率を確保すると共に、充填
効率が特に問題とならない機関低速低負荷運転時に燃料
の気化を積極的に促進するようにした内燃機関の吸気装
置を提案しているが、これは、主にガソリンエンジンを
対象としており、本発明のように、デイーゼルエンジン
の着火遅れを制御するものではなかつた。 又、出願人は、実開昭５６−１５４５６０で、燃料噴射
弁から噴射された燃料が直接衝突する吸気通路内壁面に
電気ヒータを設け、吸気通路内の負圧が小さくなるにつ
れて前記吸気通路加熱内壁面の温度を上昇させるように
前記電気ヒータを制御して、燃料噴射弁から噴射された
燃料を最も効果的に加熱して、噴射燃料の霧化を促進す
るようにした燃料噴射式内燃機関の吸気加熱装置を提案
しているが、これも主にガソリンエンジンを対象として
おり、やはり、本発明のようにデイーゼルエンジンの着
火遅れを制御するものでなかつた。 更に、始動時に吸気温度を高めて始動を良くした例もあ
るが、これも燃料の蒸発性を高める目的でガス温度を上
げており、やはり、本発明のようにデイーゼルの着火遅
れを制御するものではなかつた。
室形状、吸排気系が決れば決つてしまい、従来は自由に
制御することが困難であつたため、充分な効果を発揮す
ることができなかつた。 なお、圧縮比εを下げることで黒煙と騒音の低減を共に
図ることも有効であるが、この場合には始動性が悪化し
てしまうという問題点を有していた。 一方、本発明に類似するものとして、出願人は既に実開
昭５８−４８９７３で、吸気ポートライナの外周面を加
熱ヒータにより包囲して、吸入空気量が少ないときに該
加熱ヒータを加熱せしめることによつて、機関高速高負
荷運転時における高い充填効率を確保すると共に、充填
効率が特に問題とならない機関低速低負荷運転時に燃料
の気化を積極的に促進するようにした内燃機関の吸気装
置を提案しているが、これは、主にガソリンエンジンを
対象としており、本発明のように、デイーゼルエンジン
の着火遅れを制御するものではなかつた。 又、出願人は、実開昭５６−１５４５６０で、燃料噴射
弁から噴射された燃料が直接衝突する吸気通路内壁面に
電気ヒータを設け、吸気通路内の負圧が小さくなるにつ
れて前記吸気通路加熱内壁面の温度を上昇させるように
前記電気ヒータを制御して、燃料噴射弁から噴射された
燃料を最も効果的に加熱して、噴射燃料の霧化を促進す
るようにした燃料噴射式内燃機関の吸気加熱装置を提案
しているが、これも主にガソリンエンジンを対象として
おり、やはり、本発明のようにデイーゼルエンジンの着
火遅れを制御するものでなかつた。 更に、始動時に吸気温度を高めて始動を良くした例もあ
るが、これも燃料の蒸発性を高める目的でガス温度を上
げており、やはり、本発明のようにデイーゼルの着火遅
れを制御するものではなかつた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、デイーゼルエンジンの着火遅れを確実に制御して
適正な着火時期を得ることができ、従つて、燃料が拡
散、混合するのに充分な時間を保ち、且つ、初期の燃焼
率もある程度低く抑えた燃焼率を得て、期待する燃焼状
態を実現し、黒煙及び騒音を低減することができる直噴
式デイーゼル機関の吸気温度制御装置を提供することを
目的とする。
ので、デイーゼルエンジンの着火遅れを確実に制御して
適正な着火時期を得ることができ、従つて、燃料が拡
散、混合するのに充分な時間を保ち、且つ、初期の燃焼
率もある程度低く抑えた燃焼率を得て、期待する燃焼状
態を実現し、黒煙及び騒音を低減することができる直噴
式デイーゼル機関の吸気温度制御装置を提供することを
目的とする。
本発明は、エンジン条件に応じて吸気温度を制御する直
噴式デイーゼル機関の吸気温度制御装置において、エン
ジン条件を検出する手段と、エンジンへの吸入経路に配
置された、吸入空気を加熱又は冷却する吸気加熱／冷却
器と、該吸気加熱／冷却器とエンジンとの間の吸入経路
に配置され、吸気温度Ｔb を検出する温度センサと、予
め得られている吸気温度と圧縮温度との関係に基づい
て、前記エンジン条件に応じて適正な着火時期を得るた
めの筒内圧縮温度の目標値Ｔe ＊と、その時点の筒内圧
縮温度Ｔe との偏差を、前記吸気温度Ｔb を用いて推定
すると共に、該偏差に従って、前記吸気加熱／冷却器を
制御する制御回路とを備えたことにより前記目的を達成
したものである。
噴式デイーゼル機関の吸気温度制御装置において、エン
ジン条件を検出する手段と、エンジンへの吸入経路に配
置された、吸入空気を加熱又は冷却する吸気加熱／冷却
器と、該吸気加熱／冷却器とエンジンとの間の吸入経路
に配置され、吸気温度Ｔb を検出する温度センサと、予
め得られている吸気温度と圧縮温度との関係に基づい
て、前記エンジン条件に応じて適正な着火時期を得るた
めの筒内圧縮温度の目標値Ｔe ＊と、その時点の筒内圧
縮温度Ｔe との偏差を、前記吸気温度Ｔb を用いて推定
すると共に、該偏差に従って、前記吸気加熱／冷却器を
制御する制御回路とを備えたことにより前記目的を達成
したものである。
一般に、着火遅れτと圧縮温度Ｔe の間には、例えば第
２図に示す如く、次式の関係が成立する。 τ∝ exp（Ｅ／ＲＴe ）…（２） ここで、Ｅ、Ｒは定数である。 従つて圧縮温度Ｔe が低下すれば着火遅れτは長くな
る。圧縮温度Ｔe を低下させる方法として、圧縮比εを
下げることも考えられるが、この場合には、圧縮比εを
１下げると、圧縮温度Ｔe は約２０゜Ｋ下がる。 又、吸気温度Ｔb と圧縮温度Ｔe の間には、例えば第３
図に示す如く、次式の関係が成立する。 Ｔe ＝ｇ（Ｔb 、ε、 k）…（３） ここで、k はガスの比熱比である。 従つて、吸気温度Ｔb を下げても圧縮温度Ｔe が下が
り、吸気温度Ｔb を７゜Ｋ下げると、通常の直噴式デイ
ーゼル機関では圧縮温度Ｔe が約２０゜Ｋ下がる。本発
明は、このような関係に着目してなされたものである。 即ち、本発明においては、エンジン条件に応じた適正な
着火時期を得るために、吸入空気を加熱又は冷却するこ
とで、圧縮温度Ｔe を制御するようにしている。これ
は、第２図を用いて前述したとおり、着火時期を前記圧
縮温度Ｔe にて制御できるからである。 又、本発明においては、吸入空気の加熱又は冷却による
このような着火時期の制御の際、吸入空気を加熱又は冷
却する吸気加熱／冷却器と、エンジンとの間の、その吸
入経路に配置された温度センサを用いて吸気温度Ｔb を
検出し、該吸気温度Ｔb を用いて、エンジン筒内圧縮温
度の目標値Ｔe ＊と、その時点の筒内圧縮温度Ｔe との
偏差を推定するようにしている。又、該偏差の推定結果
に基づいて、前記吸気加熱／冷却器を制御するようにし
ている。 本発明では、これにより、燃料が拡散、混合するのに充
分な時間を保ち、且つ、初期の燃焼率もある程度低く抑
えた燃焼率を得て、期待する燃焼状態を実現することが
できる。従つて、黒煙及び騒音を共に低減することがで
きる。 なお、本発明では、直接、例えばエンジン筒内に配置し
た温度センサにて、前記筒内圧縮温度Ｔe を測定してい
ない。エンジン筒内においては、吸入期間と、圧縮期間
と、燃焼期間と、排気期間とでは、相互の筒内温度の偏
差が大きい。従つて、温度センサを用いて直接エンジン
筒内圧縮温度を測定しようとした場合、かなり応答性の
良いものを必要とするという問題がある。 なお、本発明の実施条件によつては、前記吸気加熱／冷
却器で、実質的に、加熱だけが行われることが考えら
れ、あるいは、冷却だけが行われることが考えられる。
このような場合、該吸気加熱／冷却器は、単なるヒータ
であつてもよいことは言うまでもなく、又、単なる冷却
器であつてもよいことは言うまでもない。 なお、前述のような前記筒内圧縮温度の目標値Ｔe ＊と
その時点での筒内圧縮温度との偏差の推定については、
特に具体的に限定するものではない。 例えば、後術する第１実施例でなされている該偏差の推
定は、第５図ステツプ１１４等の如く、予め得られてい
る吸気温度と圧縮温度との関係に基づいて、又、温度セ
ンサにて検出された前記吸気温度Ｔb に従つて求められ
る前記筒内圧縮温度Ｔe と、エンジン条件に応じて求め
られる、適切な着火時期を得るための筒内圧縮温度の目
標値Ｔe ＊との差によつて行つている。 一方、後述する第２実施例でなされている該偏差の推定
は、第７図ステツプ１１４′等の如く、温度センサにて
検出された前記吸気温度Ｔb と、予め得られている吸気
温度と圧縮温度との関係に基づいて、エンジン条件に応
じて求められる適正な着火時期を得るための筒内圧縮温
度の目標値Ｔe ＊を、吸気温度に換算したものＴb ＊と
の差によつて行つている。
２図に示す如く、次式の関係が成立する。 τ∝ exp（Ｅ／ＲＴe ）…（２） ここで、Ｅ、Ｒは定数である。 従つて圧縮温度Ｔe が低下すれば着火遅れτは長くな
る。圧縮温度Ｔe を低下させる方法として、圧縮比εを
下げることも考えられるが、この場合には、圧縮比εを
１下げると、圧縮温度Ｔe は約２０゜Ｋ下がる。 又、吸気温度Ｔb と圧縮温度Ｔe の間には、例えば第３
図に示す如く、次式の関係が成立する。 Ｔe ＝ｇ（Ｔb 、ε、 k）…（３） ここで、k はガスの比熱比である。 従つて、吸気温度Ｔb を下げても圧縮温度Ｔe が下が
り、吸気温度Ｔb を７゜Ｋ下げると、通常の直噴式デイ
ーゼル機関では圧縮温度Ｔe が約２０゜Ｋ下がる。本発
明は、このような関係に着目してなされたものである。 即ち、本発明においては、エンジン条件に応じた適正な
着火時期を得るために、吸入空気を加熱又は冷却するこ
とで、圧縮温度Ｔe を制御するようにしている。これ
は、第２図を用いて前述したとおり、着火時期を前記圧
縮温度Ｔe にて制御できるからである。 又、本発明においては、吸入空気の加熱又は冷却による
このような着火時期の制御の際、吸入空気を加熱又は冷
却する吸気加熱／冷却器と、エンジンとの間の、その吸
入経路に配置された温度センサを用いて吸気温度Ｔb を
検出し、該吸気温度Ｔb を用いて、エンジン筒内圧縮温
度の目標値Ｔe ＊と、その時点の筒内圧縮温度Ｔe との
偏差を推定するようにしている。又、該偏差の推定結果
に基づいて、前記吸気加熱／冷却器を制御するようにし
ている。 本発明では、これにより、燃料が拡散、混合するのに充
分な時間を保ち、且つ、初期の燃焼率もある程度低く抑
えた燃焼率を得て、期待する燃焼状態を実現することが
できる。従つて、黒煙及び騒音を共に低減することがで
きる。 なお、本発明では、直接、例えばエンジン筒内に配置し
た温度センサにて、前記筒内圧縮温度Ｔe を測定してい
ない。エンジン筒内においては、吸入期間と、圧縮期間
と、燃焼期間と、排気期間とでは、相互の筒内温度の偏
差が大きい。従つて、温度センサを用いて直接エンジン
筒内圧縮温度を測定しようとした場合、かなり応答性の
良いものを必要とするという問題がある。 なお、本発明の実施条件によつては、前記吸気加熱／冷
却器で、実質的に、加熱だけが行われることが考えら
れ、あるいは、冷却だけが行われることが考えられる。
このような場合、該吸気加熱／冷却器は、単なるヒータ
であつてもよいことは言うまでもなく、又、単なる冷却
器であつてもよいことは言うまでもない。 なお、前述のような前記筒内圧縮温度の目標値Ｔe ＊と
その時点での筒内圧縮温度との偏差の推定については、
特に具体的に限定するものではない。 例えば、後術する第１実施例でなされている該偏差の推
定は、第５図ステツプ１１４等の如く、予め得られてい
る吸気温度と圧縮温度との関係に基づいて、又、温度セ
ンサにて検出された前記吸気温度Ｔb に従つて求められ
る前記筒内圧縮温度Ｔe と、エンジン条件に応じて求め
られる、適切な着火時期を得るための筒内圧縮温度の目
標値Ｔe ＊との差によつて行つている。 一方、後述する第２実施例でなされている該偏差の推定
は、第７図ステツプ１１４′等の如く、温度センサにて
検出された前記吸気温度Ｔb と、予め得られている吸気
温度と圧縮温度との関係に基づいて、エンジン条件に応
じて求められる適正な着火時期を得るための筒内圧縮温
度の目標値Ｔe ＊を、吸気温度に換算したものＴb ＊と
の差によつて行つている。
以下図面を参照して、本発明言に係る直噴式デイーゼル
機関の吸気温度制御装置が採用された、自動車用の直噴
式電子制御デイーゼルエンジンの実施例を詳細に説明す
る。 本発明の第１実施例においては、第４図に示す如く、デ
イーゼルエンジン１０の吸入空気を加熱及び冷却する吸
気加熱／冷却器１２が設けられている。この吸気加熱／
冷却器１２出側の吸気通路には、例えばサーミスタ又は
熱電対からなる吸気温度計１４が設けられている。前記
吸気加熱／冷却器１２及び吸気温度計１４を経て、デイ
ーゼルエンジン１０のシリンダヘツド１０Ａに、例えば
ヘリカル状に形成された吸気ポート１０Ｂに吸入された
空気は、吸気弁１０Ｃを介して気筒１０Ｄ内に吸入され
る。この気筒１０Ｄ内には、噴射ポンプ１６で高圧に印
加された燃料が所定タイミングで噴射弁１８から噴射さ
れている。前記シリンダヘツド１０Ａには、更に筒内圧
力値を検出するための指圧計２０が設けられている。 図において、１０Ｅはエンジンブロツク、１０Ｆはピス
トン、２２は、エンジン回転数Ｎ、アクセル開度等から
検出されるエンジン負荷φ、前記噴射ポンプ１６から入
力される噴射時期ＩＴ、前記指圧計２０から入力される
圧縮圧力Ｐe 等に応じて、予め記憶されている適正な着
火時期を得る圧縮温度目標値Ｔe ＊を計算し、これを実
際の圧縮温度Ｔe と比べて、両者の温度差が設定許容値
δ未満となるまで、エンジンの全運転域で前記吸気加熱
／冷却器１２をオン、オフ制御する電子制御ユニツト
（以下ＥＣＵと称する）である。 以下第５図を参照して、第１実施例の作用を説明する。 エンジンが始動すると、まずステツプ１１０に入り、エ
ンジン回転数Ｎ、エンジン負荷φ、前記吸気温度計１４
で検出される吸気温度Ｔb 、前記噴射ポンプ１６から入
力される噴射時期ＩＴを取込むと共に、前記吸気温度Ｔ
b と前出第３図に示したような関係（ＥＣＵ２２に記憶
されている）にある圧縮温度Ｔe を求める。次いでステ
ツプ１１２に進み、例えば次式に示すような関係から、
適正な着火時期を得るために圧縮温度の目標値Ｔe ＊を
求める。 Ｔe ＊＝ｈ（Ｎ、φ、ＩＴ）…（４） 次いでステツプ１１４に進み、求められた目標値Ｔe ＊
と実際の圧縮温度Ｔe の差が許容値δ未満であるか否か
を判定する。判定結果が否である場合には、ステツプ１
１６に進み、実際の圧縮温度Ｔe とその目標値Ｔe ＊の
差が許容値δ未満になるまで、前記吸気加熱／冷却器１
２をオンとする。 一方、前出ステツプ１１４の判定結果が正である場合に
は、前出ステツプ１１０に戻る。 なお、圧縮温度Ｔｅが一旦目標値Ｔe ＊に近づくと、そ
の後に運転条件が変わつても吸気温度Ｔb の修正量は小
幅となるので、運転条件の変化に遅れなく制御すること
が可能である。即ち、第６図に示す毎く、吸気温度Ｔb
を変化させると着火遅れτが変化し、吸気温度Ｔb を下
げると着火遅れτが大きくなり、噴射から着火までの時
間が長くなるため、燃料が拡散し、前出第８図に示した
如く、黒煙の発生量が減少する。一方、その間に蒸発拡
散する燃料量が増加し、爆発的に燃焼し、前出第９図に
示した如く、騒音が増加する。又、吸気温度Ｔb が高過
ぎると吸入量が減少し、逆に、吸気温度Ｔb が低過ぎる
と、燃焼不全になり易いので、結局、吸気温度Ｔb は、
ある一定値をはさんで小幅に変化させるだけとなる。 この第１実施例においては、圧縮温度Ｔe がその目標値
Ｔe ＊となるよう吸気温度Ｔb を制御しているので、迅
速且つ正確な制御が可能である。 次に本発明の第２実施例を詳細に説明する。 第２実施例は、前出第４図に示した第１実施例と同様
の、吸気加熱／冷却器１２、吸気温度計１４、噴射ポン
プ１６、噴射弁１８、指圧計２０、ＥＣＵ２２等を有す
る自動車の直噴式電子制御デイーゼルエンジン１０にお
いて、前記ＥＣＵ２２内で、第７図に示す如く、圧縮温
度Ｔe の目標値Ｔe ＊の代りに、この目標値Ｔe ＊か
ら、例えば次式で計算される吸気温度の目標値Ｔb ＊を
制御の因子としたものである。 Ｔb ＊＝ｈ（Ｔe ＊、ｋ、ε）…（５） 他の点については前記第１実施例と同様であるので説明
は省略する。 この第２実施例は、前記第１実施例に比べて若干時間遅
れが大きくなるものの、吸気温度の目標値Ｔb ＊により
吸気温度Ｔb を制御しているので、吸気温度Ｔb の制御
が容易である。 なお前記実施例は、いずれも、本発明を自動車用の直噴
式電子制御デイーゼルエンジンに適用したものである
が、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一般の直噴
式デイーゼルエンジンにも同様に適用できることは明ら
かである。
機関の吸気温度制御装置が採用された、自動車用の直噴
式電子制御デイーゼルエンジンの実施例を詳細に説明す
る。 本発明の第１実施例においては、第４図に示す如く、デ
イーゼルエンジン１０の吸入空気を加熱及び冷却する吸
気加熱／冷却器１２が設けられている。この吸気加熱／
冷却器１２出側の吸気通路には、例えばサーミスタ又は
熱電対からなる吸気温度計１４が設けられている。前記
吸気加熱／冷却器１２及び吸気温度計１４を経て、デイ
ーゼルエンジン１０のシリンダヘツド１０Ａに、例えば
ヘリカル状に形成された吸気ポート１０Ｂに吸入された
空気は、吸気弁１０Ｃを介して気筒１０Ｄ内に吸入され
る。この気筒１０Ｄ内には、噴射ポンプ１６で高圧に印
加された燃料が所定タイミングで噴射弁１８から噴射さ
れている。前記シリンダヘツド１０Ａには、更に筒内圧
力値を検出するための指圧計２０が設けられている。 図において、１０Ｅはエンジンブロツク、１０Ｆはピス
トン、２２は、エンジン回転数Ｎ、アクセル開度等から
検出されるエンジン負荷φ、前記噴射ポンプ１６から入
力される噴射時期ＩＴ、前記指圧計２０から入力される
圧縮圧力Ｐe 等に応じて、予め記憶されている適正な着
火時期を得る圧縮温度目標値Ｔe ＊を計算し、これを実
際の圧縮温度Ｔe と比べて、両者の温度差が設定許容値
δ未満となるまで、エンジンの全運転域で前記吸気加熱
／冷却器１２をオン、オフ制御する電子制御ユニツト
（以下ＥＣＵと称する）である。 以下第５図を参照して、第１実施例の作用を説明する。 エンジンが始動すると、まずステツプ１１０に入り、エ
ンジン回転数Ｎ、エンジン負荷φ、前記吸気温度計１４
で検出される吸気温度Ｔb 、前記噴射ポンプ１６から入
力される噴射時期ＩＴを取込むと共に、前記吸気温度Ｔ
b と前出第３図に示したような関係（ＥＣＵ２２に記憶
されている）にある圧縮温度Ｔe を求める。次いでステ
ツプ１１２に進み、例えば次式に示すような関係から、
適正な着火時期を得るために圧縮温度の目標値Ｔe ＊を
求める。 Ｔe ＊＝ｈ（Ｎ、φ、ＩＴ）…（４） 次いでステツプ１１４に進み、求められた目標値Ｔe ＊
と実際の圧縮温度Ｔe の差が許容値δ未満であるか否か
を判定する。判定結果が否である場合には、ステツプ１
１６に進み、実際の圧縮温度Ｔe とその目標値Ｔe ＊の
差が許容値δ未満になるまで、前記吸気加熱／冷却器１
２をオンとする。 一方、前出ステツプ１１４の判定結果が正である場合に
は、前出ステツプ１１０に戻る。 なお、圧縮温度Ｔｅが一旦目標値Ｔe ＊に近づくと、そ
の後に運転条件が変わつても吸気温度Ｔb の修正量は小
幅となるので、運転条件の変化に遅れなく制御すること
が可能である。即ち、第６図に示す毎く、吸気温度Ｔb
を変化させると着火遅れτが変化し、吸気温度Ｔb を下
げると着火遅れτが大きくなり、噴射から着火までの時
間が長くなるため、燃料が拡散し、前出第８図に示した
如く、黒煙の発生量が減少する。一方、その間に蒸発拡
散する燃料量が増加し、爆発的に燃焼し、前出第９図に
示した如く、騒音が増加する。又、吸気温度Ｔb が高過
ぎると吸入量が減少し、逆に、吸気温度Ｔb が低過ぎる
と、燃焼不全になり易いので、結局、吸気温度Ｔb は、
ある一定値をはさんで小幅に変化させるだけとなる。 この第１実施例においては、圧縮温度Ｔe がその目標値
Ｔe ＊となるよう吸気温度Ｔb を制御しているので、迅
速且つ正確な制御が可能である。 次に本発明の第２実施例を詳細に説明する。 第２実施例は、前出第４図に示した第１実施例と同様
の、吸気加熱／冷却器１２、吸気温度計１４、噴射ポン
プ１６、噴射弁１８、指圧計２０、ＥＣＵ２２等を有す
る自動車の直噴式電子制御デイーゼルエンジン１０にお
いて、前記ＥＣＵ２２内で、第７図に示す如く、圧縮温
度Ｔe の目標値Ｔe ＊の代りに、この目標値Ｔe ＊か
ら、例えば次式で計算される吸気温度の目標値Ｔb ＊を
制御の因子としたものである。 Ｔb ＊＝ｈ（Ｔe ＊、ｋ、ε）…（５） 他の点については前記第１実施例と同様であるので説明
は省略する。 この第２実施例は、前記第１実施例に比べて若干時間遅
れが大きくなるものの、吸気温度の目標値Ｔb ＊により
吸気温度Ｔb を制御しているので、吸気温度Ｔb の制御
が容易である。 なお前記実施例は、いずれも、本発明を自動車用の直噴
式電子制御デイーゼルエンジンに適用したものである
が、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一般の直噴
式デイーゼルエンジンにも同様に適用できることは明ら
かである。
以上説明した通り、本発明によれば、期待する着火時期
を確実に実現することができ、騒音発生と黒煙排出を共
に抑制することができる。即ち、噴射系、本体構成、燃
焼室回りの諸元、吸排気諸元、燃料性状が固定されたと
きに決まる黒煙排出量や騒音レベルを一層低下させるこ
とができる。又、始動性が向上する。更に、白煙や青煙
の排出も減少する。又、騒音レベルが下がるので、エン
ジンの軽量化が可能となる。更に、燃料経済性に優れて
いる。又、ＨＣ、ＣＯ等の排気エミツシヨンを減少させ
ることができる等の優れた効果を有する。
を確実に実現することができ、騒音発生と黒煙排出を共
に抑制することができる。即ち、噴射系、本体構成、燃
焼室回りの諸元、吸排気諸元、燃料性状が固定されたと
きに決まる黒煙排出量や騒音レベルを一層低下させるこ
とができる。又、始動性が向上する。更に、白煙や青煙
の排出も減少する。又、騒音レベルが下がるので、エン
ジンの軽量化が可能となる。更に、燃料経済性に優れて
いる。又、ＨＣ、ＣＯ等の排気エミツシヨンを減少させ
ることができる等の優れた効果を有する。
第１図は、本発明に係る直噴式デイーゼル機関の吸気温
度制御装置の概略図、第２図は、本発明の原理を説明す
るための、筒内圧縮温度と着火遅れの例を示す線図、第
３図は、同じく、吸気温度と圧縮温度の関係の例を示す
線図、第４図は、本発明が採用された、自動車用の直噴
式電子制御デイーゼルエンジンの第１実施例の構成を示
す、一部ブロツク線図を含む断面図、第５図は、前記第
１実施例で用いられている電子制御ユニツトの吸気温度
制御手順の要部を示す流れ図、第６図は、吸気温度と着
火遅れの関係の例を示す線図、第７図は、本発明が採用
された、自動車用の直噴式電子制御デイーゼルエンジン
の第２実施例で用いられている電子制御ユニツトの吸気
温度制御手順の要部を示す流れ図、第８図は、着火遅れ
と黒煙発生量の関係の例を示す線図、第９図は、着火遅
れと騒音レベルの関係の例を示す線図である。 １０……デイーゼルエンジン、 １２……吸気加熱／冷却器、１４……吸気温度計、 Ｔb ……吸気温度、１６……噴射ポンプ、 ＩＴ……噴射時期、１８……噴射弁、 ２０……指圧計、 Ｐe ……圧縮（終了時）圧力、 ２２……電子制御ユニツト（ＥＣＵ）、 τ……着火遅れ、 Ｎ……エンジン回転数、φ……エンジン負荷、 Ｔe ……圧縮（終了時）温度、 Ｔe ＊……圧縮温度目標値、 Ｔb ＊……吸気温度目標値。
度制御装置の概略図、第２図は、本発明の原理を説明す
るための、筒内圧縮温度と着火遅れの例を示す線図、第
３図は、同じく、吸気温度と圧縮温度の関係の例を示す
線図、第４図は、本発明が採用された、自動車用の直噴
式電子制御デイーゼルエンジンの第１実施例の構成を示
す、一部ブロツク線図を含む断面図、第５図は、前記第
１実施例で用いられている電子制御ユニツトの吸気温度
制御手順の要部を示す流れ図、第６図は、吸気温度と着
火遅れの関係の例を示す線図、第７図は、本発明が採用
された、自動車用の直噴式電子制御デイーゼルエンジン
の第２実施例で用いられている電子制御ユニツトの吸気
温度制御手順の要部を示す流れ図、第８図は、着火遅れ
と黒煙発生量の関係の例を示す線図、第９図は、着火遅
れと騒音レベルの関係の例を示す線図である。 １０……デイーゼルエンジン、 １２……吸気加熱／冷却器、１４……吸気温度計、 Ｔb ……吸気温度、１６……噴射ポンプ、 ＩＴ……噴射時期、１８……噴射弁、 ２０……指圧計、 Ｐe ……圧縮（終了時）圧力、 ２２……電子制御ユニツト（ＥＣＵ）、 τ……着火遅れ、 Ｎ……エンジン回転数、φ……エンジン負荷、 Ｔe ……圧縮（終了時）温度、 Ｔe ＊……圧縮温度目標値、 Ｔb ＊……吸気温度目標値。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジン条件に応じて吸気温度を制御する
直噴式デイーゼル機関の吸気温度制御装置において、 エンジン条件を検出する手段と、 エンジンへの吸入経路に配置された、吸入空気を加熱又
は冷却する吸気加熱／冷却器と、 該吸気加熱／冷却器とエンジンとの間の吸入経路に配置
され、吸気温度Ｔb を検出する温度センサと、 予め得られている吸気温度と圧縮温度との関係に基づい
て、前記エンジン条件に応じて適正な着火時期を得るた
めの筒内圧縮温度の目標値Ｔe ＊と、その時点の筒内圧
縮温度Ｔe との偏差を、前記吸気温度Ｔb を用いて推定
すると共に、該偏差に従って、前記吸気加熱／冷却器を
制御する制御回路とを備えたことを特徴とする直噴式デ
イーゼル機関の吸気温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189450A JPH0631573B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 直噴式ディーゼル機関の吸気温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189450A JPH0631573B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 直噴式ディーゼル機関の吸気温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166855A JPS6166855A (ja) | 1986-04-05 |
| JPH0631573B2 true JPH0631573B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=16241450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189450A Expired - Lifetime JPH0631573B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 直噴式ディーゼル機関の吸気温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631573B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351147U (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-06 | ||
| JPH09158810A (ja) * | 1995-10-02 | 1997-06-17 | Hino Motors Ltd | ディーゼルエンジン |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3319652A1 (de) * | 1983-05-31 | 1984-12-06 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Regelung einer brennkraftmaschine mit gluehkerzen |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP59189450A patent/JPH0631573B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6166855A (ja) | 1986-04-05 |
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