JPH0744552U

JPH0744552U - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH0744552U
Application number: JP15295U
Authority: JP
Inventors: 泰三嶋田; 陽春山田; 央谷川
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1995-11-21
Anticipated expiration: 2004-09-26
Also published as: JP2571045Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】着火遅れを無くし燃焼騒音の少ない構造にし
たディーゼルエンジンを提供する。【構成】燃料１００を、メイン噴射とこのメイン噴射
に先立って少量の燃料１００を噴射するパイロット噴射
の二回に分けて噴射する分割噴射、またはメイン噴射だ
けによる通常噴射の何れかによりエンジンの燃料噴射ノ
ズルから噴射する噴射制御手段と、エンジンの振動を検
出する振動検出手段５５と、エンジンが通常噴射による
運転中に分割噴射を試行すると共に、通常噴射時の振動
と試行された分割噴射による振動とを比較し、分割噴射
時の振動が通常噴射時の振動より小さいときに、分割噴
射によりエンジンの運転を継続する運転制御手段とを具
備したことを特徴とするエンジンの制御装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ディーゼルエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンとしては、その燃料として軽油だけを用いるものや、軽油に水を混合させたり、あるいは軽油にアルコールを混合させたりしてなるエマルジョン燃料を用いるものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、ディーゼルエンジンでは、シリンダ内の表面温度が低くなると着火遅れが発生し、これに伴い燃焼騒音も大きくなる。この着火遅れは、エンジンの暖機状態や大気温、湿度及び大気圧等の気象条件、あるいは燃料性状等により発生し易さも変化する。また、エマルジョン燃料を使用したディーゼルエンジンでは、特にシリンダ内の表面温度が相対的に低いため着火遅れが生じ易く、これが燃焼騒音を大きくして実用化を遅らせている要因の一つになっている。

【０００４】従って、実用化を図るためには、常に着火遅れが無くなり燃焼騒音の少ないディーゼルエンジンの開発が望まれている。

【０００５】本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、着火遅れを無くし燃焼騒音の少ない構造にしたディーゼルエンジンを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、燃料を、メイン噴射とこのメイン噴射に先立って少量の前記燃料を噴射するパイロット噴射の二回に分けて噴射する分割噴射、またはメイン噴射だけによる通常噴射の何れかによりエンジンの燃料噴射ノズルから噴射する噴射制御手段と、前記エンジンの振動を検出する振動検出手段と、前記エンジンが前記通常噴射による運転中に前記分割噴射を試行すると共に、前記通常噴射時の振動と試行された前記分割噴射による振動とを比較し、前記分割噴射時の振動が前記通常噴射時の振動より小さいときに、前記分割噴射により前記エンジンの運転を継続する運転制御手段とを具備したことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の考案は、燃料を、メイン噴射とこのメイン噴射に先立って少量の前記燃料を噴射するパイロット噴射の二回に分けて噴射する分割噴射、またはメイン噴射だけによる通常噴射の何れかによりエンジンの燃料噴射ノズルから噴射する噴射制御手段と、前記エンジンの振動を検出する振動検出手段と、前記エンジンが前記分割噴射による運転中に前記通常噴射を試行すると共に、前記分割噴射時の振動と試行された前記通常噴射による振動とを比較し、前記通常噴射による振動が前記分割噴射時の振動に比べて悪化しないときに、前記分割噴射から前記通常噴射による運転に切り換える運転制御手段とを具備したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

これらの構成によれば、着火遅れに伴って燃焼振動が発生すると、振動を検出して燃料をメイン噴射とこのメイン噴射に先立って少量の前記燃料を噴射するパイロット噴射との二回に分けて噴射する分割噴射がなされるので、着火遅れが改善される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２は、本考案に係るディーゼルエンジンの要部を示したものである。図において、このディーゼルエンジンにおける燃料噴射装置は電子的に制御されるもので、インジェクタボディ１と、制御手段１０、エンジン回転数センサ１１、ラック開度センサ１２、駆動回路８９、及びステッピングモータ８８等で構成されている。

【００１０】また、このインジェクタボディ１は、制御手段１０の制御で燃料噴射ノズル６からエマルジョン燃料１００を二回、すなわちメイン噴射と、このメイン噴射に先立って少量のエマルジョン燃料１００を噴射するパイロット噴射とが行えるようになっている。

【００１１】さらに、インジェクタボディ１について説明すると、このインジェクタボディ１には、プランジャスプリング２で燃料吸入方向に付勢されたプランジャ３が摺動自在に設けられている。このプランジャ３の下端部３ａは、インジェクタボディ１とで圧力室４を形成している。また、プランジャ３の頭部には、図示されないロッカーアームが当接するようになっている。一方、圧力室４は、ニードルバルブを有する燃料噴射ノズル６に油路５を介して連通させられている。なお、この燃料噴射ノズル６の構成は周知であるからその説明は省略する。さらに、圧力室４は、コントロールバルブ８の油溜り部８ａに燃料供給路の一部をなす油路７を介して連通されている。また、この油溜り部８ａは、インレットポート９を介して図示されない燃料供給装置へ連通されている。そして、これら油路７、油溜り部８ａ、インレットポート９で燃料供給路を構成している。

【００１２】次に、コントロールバルブ８は、インジェクタボディ１に螺合されたバルブボデー８０と、このバルブボデー８０に摺動自在に挿通されていて、その一端にバルブ体８１を形成し、その他端に磁性体８２とスプリングシート８３とが螺着されたプランジャ８４と、吸着部を磁性体８２に対向させてバルブボデー８０に螺合させたソレノイド８５と、このソレノイド８５に形成されたねじ部８５ａに螺進退自在に螺合されたセットスクリュー８６と、このセットスクリュー８６とスプリングシート８３との間に弾装されたリターンスプリング８７と、セットスクリュー８６にその出力軸８８ａを連結された作動手段としてのステッピングモータ８８とからなっている。そして、リターンスプリング８７は、ソレノイド８５が通電されていないとき、プランジャ８４を図にて下方に押動してバルブ体８１をバルブシート８０ａから離間、すなわち油溜り部８ａとインレットポート９とを連通するようになっている。また、これに対してソレノイド８５が通電されると、プランジャ８４はリターンスプリング８７の弾力に抗して上昇し、バルブ体８１でバルブシート８０ａを閉塞する。

【００１３】次に、ステッピングモータ８８は、駆動回路８９を介してマイクロコンピュータからなる制御手段１０に接続されている。この制御手段１０には、図２に示すようにクランク角に応じてソレノイド８５への通電を制御し、時間ｔ₃ から時間ｔ₄ にわたってエマルジョン燃料１００を噴射するメイン噴射と、このメイン噴射に先立って時間ｔ₁ から時間ｔ₂ にわたってそのメイン噴射よりも９５％程度少ない量のエマルジョン燃料１００を噴射するパイロット噴射が行えるようにプログラムされている。そして、このプログラムを実行するときの情報として、エンジンの回転数Ｎ_E を検知するエンジン回転数センサ１１からの信号と、図示されないガバナのラック位置からラック開度信号Ｌを出力するセンサ１２からの信号とが入力される。

【００１４】このように構成されたディーゼルエンジンの作用を図１及び図２と共に次に説明する。

【００１５】圧力室４、燃料噴射ノズル６、油路７、油溜り部８ａには、燃料が充満されているものとする。そして、プランジャ３がロッカーアームで押し下げられるとき、制御手段１０の制御でソレノイド８５が時間ｔ₁ になる少し前から時間ｔ₂ の間オンになる。また、ソレノイド８５がオンになるに伴い圧力室４の圧力が次第に高くなり、圧力室４を含む圧力管内の圧力がニードルバルブを押し上げ、少量のエマルジョン燃料１００を噴射、すなわちパイロット噴射が時間ｔ₂ になるまで行われる。そして、この場合の噴射総量Ｑ₁ は、メイン噴射時の噴射総量Ｑ₂ の約５％程度に設定される。

【００１６】そして、時間ｔ₂ になると制御手段１０の制御でソレノイド８５がオフになり、リターンスプリング８７がこのときのセット圧でプランジャ８４を移動させる。すると、燃料供給通路の一部をなすバルブシート８０ａからバルブ体８１が離間されて圧力室４を含む圧力管内の圧力が開放され、インレットポート９より余剰のエマルジョン燃料１００が逃がされる。

【００１７】また、パイロット噴射された少量のエマルジョン燃料１００は、燃焼室（不図示）内で不図示のピストンによって圧縮され、このとき生ずるシリンダー内空気旋回流、すなわちスワールによって流されながら着火に適した霧状にされ、ついには着火燃焼される。そして、時間ｔ₃ の少し前になると、プランジャ３がロッカーアームで再び押し下げられると共にソレノイド８５が時間ｔ₄ までの間オンになる。すると、圧力室４の圧力が再び次第に高くなり、圧力室４を含む圧力管内の圧力がニードルバルブを押し上げ、時間ｔ₄ になるまでの間、エマルジョン燃料１００を噴射する。

【００１８】ここでの噴射はメイン噴射で、パイロット噴射の場合における噴射総量Ｑ₁ に対して約１９倍程度多く噴射される。また、このとき噴射されるエマルジョン燃料１００は、パイロット噴射のときと同様に不図示のピストンによって圧縮され、このとき生ずるスワールによって流されながら着火に適した霧状にされ、ついには着火燃焼される。この場合では、前のパイロット噴射で着火燃焼された熱エネルギーでシリンダ内の表面温度が既に高まっているので、着火遅れを生ずることなく所定の時間になるとすぐに着火燃焼する。

【００１９】そして、時間ｔ₄ になると、制御手段１０の制御でソレノイド８５がオフになり、リターンスプリング８７がこのときのセット圧で再びプランジャ８４を移動させる。すると、パイロット噴射のときと同様に、燃料供給通路の一部をなすバルブシート８０ａからバルブ体８１が離間され、圧力室４を含む圧力管内の圧力が開放されてインレットポート９より余剰のエマルジョン燃料１００が逃がされる。この動作はディーゼルエンジンの動作中、順次繰り返される。

【００２０】従って、この実施例によるディーゼルエンジンの着火装置によれば、エマルジョン燃料１００を一度に全量噴射するのではなく、全量の約５％をパイロット噴射し、残りの約９５％をメイン噴射させるようにしている。これにより、パイロット噴射ではエマルジョン燃料１００が少量なので、スワールに流されて着火に適した霧状になり易い。

【００２１】そして、このパイロット噴射されたエマルジョン燃料の着火でシリンダ内の表面が熱せられ、この熱せられた状態にあるシリンダ内にメイン噴射がなされるので着火し易く、着火遅れが改善され燃焼騒音が低減する。これにより実用性が向上する。

【００２２】図３及び図４は、本考案に係るディーゼルエンジンの他の実施例を示すものである。図３及び図４で図１及び図２と同一符号を付して示したものは、図１及び図２と同じものを示している。

【００２３】この実施例は、図１、図２に示した実施例における制御手段１０に、上記機能に加えてパイロット噴射を常時行わず、自動的にパイロット噴射の効果を試行し、効果がある場合はそのままパイロット噴射を行い、効果がない場合はメイン噴射だけを繰り返す通常噴射へ戻す機能を設けたものである。そして、この実施例では、エンジンの振動音等を検出する振動センサ５５が制御手段１０に接続されている。

【００２４】制御手段１０内には、振動センサ５５からの信号を増幅するアンプ回路５６と、このアンプ回路５６を介して振動センサ５５の信号が順次入力され前回の入力信号と比較する比較回路５７と、比較回路５７の信号に基づいて燃料噴射駆動部５９を制御するコントローラ５８とが設けられている。そして、比較回路５７ではマイクロコンピュータを内蔵し、例えば図４に示すプログラムに従って処理を行うようになっている。

【００２５】そこで、図４に基づく動作を以下に説明する。まず、エンジンが始動されると、図４に示すフローがスタートする。そして、最初はパイロット噴射を伴わない通常噴射がなされ（ステップＳＴ１）、Ｔ₁ 時間後になるとパイロット噴射がＴ₂ 秒毎にＴ₃ 秒の間行われる（ステップＳＴ２）。そして、このときのエンジンの振動音が振動センサ５５から取り入れられ、今回の振動音とすぐ前の振動音とが比較される（ステップＳＴ３）。この比較では、今回の振動音の値の方が前の振動音の値よりも低下したか否かで比較される。ここでの比較で低下していないと判断された場合は、再びステップＳＴ１へ戻り通常噴射が行われ、同じ処理を繰り返す。

【００２６】一方、ステップＳＴ３で今回の振動値の方が低下したと判断された場合はステップＳＴ４へ進み、パイロット噴射態様を継続させる。また、ステップＳＴ４へ進んでからＴ₁ 時間後になると、通常噴射がＴ₂ 秒毎にＴ₃ 秒の間行われる（ステップＳＴ５）。そして、このときエンジンの振動音が振動センサ５５から取り入れられ、今回の振動音とすぐ前の振動音とが比較される（ステップＳＴ６）。ここでの比較では、今回の振動音の値の方が前の振動音の値よりも大きくなって騒音が悪化したか否かで比較される。そして、悪化したと判定された場合はステップＳＴ４へ進み、パイロット噴射が行われて同じ処理が繰り返される。また、ステップＳＴ６で悪化していないと判定された場合はステップＳＴ１へ戻り、同じ処理が繰り返される。

【００２７】従って、この実施例の構造では、エンジンの暖機前後の状態や、冬期・夏期の気候条件、晴天・雨天の気候条件、平地・高地の負荷条件、燃料差等、エンジンの使用条件に対応して自動的に調整できる。これにより、最も騒音の少ないディーゼルエンジンが実現でき、実用性の向上をさらに図ることができる。

【００２８】なお、インジェクタボディは、この実施例に示した構造に限ることなく、制御手段１０による制御で上記パイロット噴射とメイン噴射とが行える構造のものであれば、これ以外の構造をしたものであっても勿論良いものである。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案に係るディーゼルエンジンによれば、着火遅れに伴って燃焼振動が発生すると、振動を検出して燃料をメイン噴射とこのメイン噴射に先だって少量の燃料を噴射するパイロット噴射の二回に分けて噴射する分割噴射がなされるので、着火遅れが改善され燃焼騒音が低減する。これにより実用性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るディーゼルエンジンの一実施例を
示した要部構成図である。

【図２】本考案に係るディーゼルエンジンの着火装置に
おける燃料噴射時期の一例を示した線図である。

【図３】本考案に係るディーゼルエンジンの他の実施例
を示した要部構成図である。

【図４】図３に示したディーゼルエンジンの作動を説明
するフローチャートである。

【符号の説明】

６燃料噴射ノズル１０制御手段１００エマルジョン燃料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者山田陽春神奈川県川崎市中原区大倉町10番地・三菱自動車エンジニアリング株式会社川崎事業所内 (72)考案者谷川央神奈川県川崎市中原区大倉町10番地・三菱自動車エンジニアリング株式会社川崎事業所内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃料を、メイン噴射とこのメイン噴射に先
立って少量の前記燃料を噴射するパイロット噴射の二回
に分けて噴射する分割噴射、またはメイン噴射だけによ
る通常噴射の何れかによりエンジンの燃料噴射ノズルか
ら噴射する噴射制御手段と、前記エンジンの振動を検出する振動検出手段と、前記エンジンが前記通常噴射による運転中に前記分割噴
射を試行すると共に、前記通常噴射時の振動と試行され
た前記分割噴射による振動とを比較し、前記分割噴射時
の振動が前記通常噴射時の振動より小さいときに、前記
分割噴射により前記エンジンの運転を継続する運転制御
手段とを具備したことを特徴とするエンジンの制御装
置。
【請求項２】燃料を、メイン噴射とこのメイン噴射に先
立って少量の前記燃料を噴射するパイロット噴射の二回
に分けて噴射する分割噴射、またはメイン噴射だけによ
る通常噴射の何れかによりエンジンの燃料噴射ノズルか
ら噴射する噴射制御手段と、前記エンジンの振動を検出する振動検出手段と、前記エンジンが前記分割噴射による運転中に前記通常噴
射を試行すると共に、前記分割噴射時の振動と試行され
た前記通常噴射による振動とを比較し、前記通常噴射に
よる振動が前記分割噴射時の振動に比べて悪化しないと
きに、前記分割噴射から前記通常噴射による運転に切り
換える運転制御手段とを具備したことを特徴とするエン
ジンの制御装置。