JPH09228844A - ディーゼル機関のスワール制御装置 - Google Patents
ディーゼル機関のスワール制御装置Info
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- JPH09228844A JPH09228844A JP8036224A JP3622496A JPH09228844A JP H09228844 A JPH09228844 A JP H09228844A JP 8036224 A JP8036224 A JP 8036224A JP 3622496 A JP3622496 A JP 3622496A JP H09228844 A JPH09228844 A JP H09228844A
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- JP
- Japan
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- swirl
- swirl control
- control device
- diesel engine
- stopper pin
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スワール比とＣｖの各燃焼状態における最適
化が図れ、排気性能改善、出力向上を両立するディーゼ
ル機関のスワール制御装置を提供する。 【解決手段】 吸気通路途中に設けたエアフロメータ
と、吸気通路にバルブシャフトを介して回転可能に支持
されるスワール制御弁と、バルブシャフトを空気圧によ
り回転駆動するダイヤフラム式アクチュエータと、ダイ
ヤフラム式アクチュエータにより回転するバルブシャフ
トの回転範囲を規定する可動ストッパピンと、スワール
制御弁作動時のエアフロメータによりこの可動ストッパ
ピン位置を補正し、特に高スワール比領域でのスワール
比を調整する。
化が図れ、排気性能改善、出力向上を両立するディーゼ
ル機関のスワール制御装置を提供する。 【解決手段】 吸気通路途中に設けたエアフロメータ
と、吸気通路にバルブシャフトを介して回転可能に支持
されるスワール制御弁と、バルブシャフトを空気圧によ
り回転駆動するダイヤフラム式アクチュエータと、ダイ
ヤフラム式アクチュエータにより回転するバルブシャフ
トの回転範囲を規定する可動ストッパピンと、スワール
制御弁作動時のエアフロメータによりこの可動ストッパ
ピン位置を補正し、特に高スワール比領域でのスワール
比を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変スワール機構
を有するディーゼル機関の特に最大スワール比の制御精
度が向上されたディーゼル機関のスワール制御装置に関
する。
を有するディーゼル機関の特に最大スワール比の制御精
度が向上されたディーゼル機関のスワール制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のディーゼルエンジンのスワール制
御装置としては、例えば特開昭６２−７５０２５号公報
に示すようなものがある。
御装置としては、例えば特開昭６２−７５０２５号公報
に示すようなものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のディーゼルエンジンのスワール制御装置にあ
っては、全閉と全開のＯＮ−ＯＦＦ制御であったため、
シリンダヘッドのポートやスワールコントロールバルブ
の単体バラツキやポートへのカーボン堆積等の経時劣化
により、特に、低速の高スワール要求時に、スワール比
のバラツキが大きくなり、排気性能に対するロバスト性
が悪く、ロバスト性を考慮して、排気性能側にスワール
比を設定してしまうと、ポートＣｖが低下し、スモーク
排出特性が悪化し、出力が低下してしまうという問題点
があった。
うな従来のディーゼルエンジンのスワール制御装置にあ
っては、全閉と全開のＯＮ−ＯＦＦ制御であったため、
シリンダヘッドのポートやスワールコントロールバルブ
の単体バラツキやポートへのカーボン堆積等の経時劣化
により、特に、低速の高スワール要求時に、スワール比
のバラツキが大きくなり、排気性能に対するロバスト性
が悪く、ロバスト性を考慮して、排気性能側にスワール
比を設定してしまうと、ポートＣｖが低下し、スモーク
排出特性が悪化し、出力が低下してしまうという問題点
があった。
【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、スワール比とＣｖの各燃焼状態に
おける最適化が図れ、排気性能改善、出力向上を両立す
るディーゼル機関のスワール制御装置を提供することを
目的とする。
してなされたもので、スワール比とＣｖの各燃焼状態に
おける最適化が図れ、排気性能改善、出力向上を両立す
るディーゼル機関のスワール制御装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、吸気通路途中に設けたエアフロメータと、
吸気通路にバルブシャフトを介して回転可能に支持され
るスワール制御弁と、バルブシャフトを空気圧により回
転駆動するダイヤフラム式アクチュエータと、ダイヤフ
ラム式アクチュエータにより回転するバルブシャフトの
回転範囲を規定する可動ストッパピンと、スワール制御
弁作動時のエアフロメータにより、この可動ストッパピ
ン位置を補正し、特に高スワール比領域でのスワール比
を調整する。
するために、吸気通路途中に設けたエアフロメータと、
吸気通路にバルブシャフトを介して回転可能に支持され
るスワール制御弁と、バルブシャフトを空気圧により回
転駆動するダイヤフラム式アクチュエータと、ダイヤフ
ラム式アクチュエータにより回転するバルブシャフトの
回転範囲を規定する可動ストッパピンと、スワール制御
弁作動時のエアフロメータにより、この可動ストッパピ
ン位置を補正し、特に高スワール比領域でのスワール比
を調整する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【０００７】図１には、本実施の形態のディーゼル機関
の構成図を示す。図１において吸気管２の途中に、吸入
空気量を制御するための吸気絞り弁９を設置してある。
この吸気絞り弁９は負圧により駆動されるダイヤフラム
装置１０、負圧通路１４、圧力調整弁１３により開度制
御を行なう。また、吸気管２と排気管３の途中に、排気
還流量を制御するためにＥＧＲバルブ７を設置してあ
る。ＥＧＲバルブ７は負圧により駆動され、負圧通路１
５、圧力調整弁１２により開度制御を行なう。また、Ｅ
ＧＲバルブ７と吸気管２、排気管３との接続は、ＥＧＲ
通路５，６により行なう。また、電制燃料噴射ポンプ４
には、回転数センサ１７、アクセルレバー開度センサ１
６を設けてある。また、エンジン本体１と吸気マニホー
ルド１９の間に吸気絞り弁２０を設けている。
の構成図を示す。図１において吸気管２の途中に、吸入
空気量を制御するための吸気絞り弁９を設置してある。
この吸気絞り弁９は負圧により駆動されるダイヤフラム
装置１０、負圧通路１４、圧力調整弁１３により開度制
御を行なう。また、吸気管２と排気管３の途中に、排気
還流量を制御するためにＥＧＲバルブ７を設置してあ
る。ＥＧＲバルブ７は負圧により駆動され、負圧通路１
５、圧力調整弁１２により開度制御を行なう。また、Ｅ
ＧＲバルブ７と吸気管２、排気管３との接続は、ＥＧＲ
通路５，６により行なう。また、電制燃料噴射ポンプ４
には、回転数センサ１７、アクセルレバー開度センサ１
６を設けてある。また、エンジン本体１と吸気マニホー
ルド１９の間に吸気絞り弁２０を設けている。
【０００８】本実施の形態では、１気筒当り２本の吸気
弁を設けたエンジンの場合を示してあるが、２本の吸気
ポートの内の片側に吸気絞り弁２０を設け、その開度を
調整することにより、燃焼室内に生成するスワールの制
御を行なっている。この吸気絞り弁２０は、負圧により
駆動されるダイヤフラム部を有するアクチュエータ２
１、負圧通路２２、圧力調整弁２３により、開度制御を
行なう。８は負圧を供給するバキュームポンプであり、
１１はバキュームポンプ８と各圧力調整弁１２，１３，
２３を連結する負圧通路である。また、１８は電子制御
ユニットである。また、２４はエアフロメータであり、
吸入空気量の測定を行なうものである。
弁を設けたエンジンの場合を示してあるが、２本の吸気
ポートの内の片側に吸気絞り弁２０を設け、その開度を
調整することにより、燃焼室内に生成するスワールの制
御を行なっている。この吸気絞り弁２０は、負圧により
駆動されるダイヤフラム部を有するアクチュエータ２
１、負圧通路２２、圧力調整弁２３により、開度制御を
行なう。８は負圧を供給するバキュームポンプであり、
１１はバキュームポンプ８と各圧力調整弁１２，１３，
２３を連結する負圧通路である。また、１８は電子制御
ユニットである。また、２４はエアフロメータであり、
吸入空気量の測定を行なうものである。
【０００９】図２に、吸気絞り弁２０の詳細及びアクチ
ュエータ２１部の詳細を示す。図２においてアクチュエ
ータ２１は、負圧により駆動されるダイヤフラム部２０
１と吸気絞り弁２０を連結するためのシャフト部２０
６、連結部２０３、ロッド部２０２により構成されてい
る。また、吸気絞り弁２０の開度制御は、連結部２０３
がステップモータ２０４の軸部２０５に当接した位置で
制御される。
ュエータ２１部の詳細を示す。図２においてアクチュエ
ータ２１は、負圧により駆動されるダイヤフラム部２０
１と吸気絞り弁２０を連結するためのシャフト部２０
６、連結部２０３、ロッド部２０２により構成されてい
る。また、吸気絞り弁２０の開度制御は、連結部２０３
がステップモータ２０４の軸部２０５に当接した位置で
制御される。
【００１０】次に作用を説明する。
【００１１】図３は、本発明の吸気絞り弁２０を用い
て、吸気絞り弁２０の開度を変化させた場合のスワール
比及びＣｖ（吸気ポート流量係数）の開度を示したもの
である。スワール比の制御範囲は、吸気絞り弁２０の小
開度側によっており、また、Ｃｖに及ぼす吸気絞り弁２
０の開度の影響も非常に大きいものになっている。した
がって、スワール制御弁の全閉位置の僅かなバラツキに
よって、スワール比は個々のエンジンで大きくばらつく
ことになる。そこで、スワール比とＣｖの関係から、Ｃ
ｖすなわち、吸入空気量を測定することにより、現状の
スワール比を演算予測し、排気性能に対する感度の高い
高スワール比側でスワール比の設定バラツキを低減する
ように制御することを狙っている。
て、吸気絞り弁２０の開度を変化させた場合のスワール
比及びＣｖ（吸気ポート流量係数）の開度を示したもの
である。スワール比の制御範囲は、吸気絞り弁２０の小
開度側によっており、また、Ｃｖに及ぼす吸気絞り弁２
０の開度の影響も非常に大きいものになっている。した
がって、スワール制御弁の全閉位置の僅かなバラツキに
よって、スワール比は個々のエンジンで大きくばらつく
ことになる。そこで、スワール比とＣｖの関係から、Ｃ
ｖすなわち、吸入空気量を測定することにより、現状の
スワール比を演算予測し、排気性能に対する感度の高い
高スワール比側でスワール比の設定バラツキを低減する
ように制御することを狙っている。
【００１２】図４はコントロールユニットの詳細を示す
ブロック図である。中央演算処理装置（以下ＣＰＵと記
す）４０２、リードオンリーメモリ（以下ＲＯＭと記
す）４０４、ランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと記
す）４０３、入出力回路（以下Ｉ／Ｏと記す）４０１と
から構成されている。Ｉ／Ｏ４０１にはエンジン回転数
センサ１７、アクセル開度センサ１６、エアフロメータ
２４、水温センサ４０７、燃温センサ４０８、アイドル
スイッチ４０９、ニードルリフトセンサ４１０の出力が
入力される。ＣＰＵ４０２はＲＯＭ４０４に記憶された
プログラムにしたがってＩ／Ｏ４０１からの情報を取り
込み、演算処理し、噴射量制御用アクチュエータ４０６
及び噴射時期を決定するタイミングコントロールバルブ
４０５を制御するための制御量であるデータをＩ／Ｏ４
０１にセットする。なおＲＡＭ４０３はＣＰＵ４０２の
演算処理に関連したデータを一時退避するために使われ
る。Ｉ／Ｏ４０１はＣＰＵ４０２に出力されたデータに
基づき、噴射量制御用アクチュエータ４０６、噴射時期
制御用タイミングコントロールバルブ４０６、吸気絞り
弁制御用負圧制御弁１３、ＥＧＲ制御弁制御用負圧制御
弁１２、スワール制御弁制御用負圧制御弁２３及びスワ
ール制御弁可動ストッパピン位置制御用ステップモータ
の制御を行なう。
ブロック図である。中央演算処理装置（以下ＣＰＵと記
す）４０２、リードオンリーメモリ（以下ＲＯＭと記
す）４０４、ランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと記
す）４０３、入出力回路（以下Ｉ／Ｏと記す）４０１と
から構成されている。Ｉ／Ｏ４０１にはエンジン回転数
センサ１７、アクセル開度センサ１６、エアフロメータ
２４、水温センサ４０７、燃温センサ４０８、アイドル
スイッチ４０９、ニードルリフトセンサ４１０の出力が
入力される。ＣＰＵ４０２はＲＯＭ４０４に記憶された
プログラムにしたがってＩ／Ｏ４０１からの情報を取り
込み、演算処理し、噴射量制御用アクチュエータ４０６
及び噴射時期を決定するタイミングコントロールバルブ
４０５を制御するための制御量であるデータをＩ／Ｏ４
０１にセットする。なおＲＡＭ４０３はＣＰＵ４０２の
演算処理に関連したデータを一時退避するために使われ
る。Ｉ／Ｏ４０１はＣＰＵ４０２に出力されたデータに
基づき、噴射量制御用アクチュエータ４０６、噴射時期
制御用タイミングコントロールバルブ４０６、吸気絞り
弁制御用負圧制御弁１３、ＥＧＲ制御弁制御用負圧制御
弁１２、スワール制御弁制御用負圧制御弁２３及びスワ
ール制御弁可動ストッパピン位置制御用ステップモータ
の制御を行なう。
【００１３】次に、ＣＰＵの動作を図５のフローチャー
トに基づいて説明する。
トに基づいて説明する。
【００１４】まず、ステップ５０１で累計走行距離が設
定値となったかどうかの判定を行なう。もし、設定値で
ない場合には終了する。次に、ステップ５０１で累計走
行距離が設定値となったと判定された場合には、ステッ
プ５０２で、現在減速時であるかどうかの判定を行な
う。もし、減速時でない場合には、終了する。もしステ
ップ５０２で、現在減速時であると判定された場合に
は、ステップ５０３で、スワール制御弁をストッパピン
当接位置まで、全閉制御を行なう。次に、ステップ５０
４で、エアフロメータ出力Ｖａの読み込みを行なう。次
に、ステップ５０５で、その運転条件での目標吸入空気
量Ｖｏを、例えば、図６の様な特性を予め記憶してお
き、エアフロメータ出力Ｖａとの比較を行なう。次に、
ステップ５０６で、例えば、図７の様な特性を予め記憶
しておき、スワール制御弁のストッパピン位置補正量を
算出し、ステップ５０７でステップモータの補正制御を
行ない、終了する。
定値となったかどうかの判定を行なう。もし、設定値で
ない場合には終了する。次に、ステップ５０１で累計走
行距離が設定値となったと判定された場合には、ステッ
プ５０２で、現在減速時であるかどうかの判定を行な
う。もし、減速時でない場合には、終了する。もしステ
ップ５０２で、現在減速時であると判定された場合に
は、ステップ５０３で、スワール制御弁をストッパピン
当接位置まで、全閉制御を行なう。次に、ステップ５０
４で、エアフロメータ出力Ｖａの読み込みを行なう。次
に、ステップ５０５で、その運転条件での目標吸入空気
量Ｖｏを、例えば、図６の様な特性を予め記憶してお
き、エアフロメータ出力Ｖａとの比較を行なう。次に、
ステップ５０６で、例えば、図７の様な特性を予め記憶
しておき、スワール制御弁のストッパピン位置補正量を
算出し、ステップ５０７でステップモータの補正制御を
行ない、終了する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、その構成を、吸気通路途中に設けたエアフロメータ
と、吸気通路にバルブシャフトを介して回転可能に支持
されるスワール制御弁と、バルブシャフトを空気圧によ
り回転駆動するダイヤフラム式アクチュエータと、ダイ
ヤフラム式アクチュエータにより回転するバルブシャフ
トの回転範囲を規定する可動ストッパピンと、スワール
制御弁作動時のエアフロメータにより可動ストッパピン
位置を補正し、特に高スワール比領域でのスワール比を
調整する構成としたため、スワール比とＣｖの各燃焼状
態における最適化が図れ、排気性能改善、出力向上を両
立することが出来る効果が得られる。
ば、その構成を、吸気通路途中に設けたエアフロメータ
と、吸気通路にバルブシャフトを介して回転可能に支持
されるスワール制御弁と、バルブシャフトを空気圧によ
り回転駆動するダイヤフラム式アクチュエータと、ダイ
ヤフラム式アクチュエータにより回転するバルブシャフ
トの回転範囲を規定する可動ストッパピンと、スワール
制御弁作動時のエアフロメータにより可動ストッパピン
位置を補正し、特に高スワール比領域でのスワール比を
調整する構成としたため、スワール比とＣｖの各燃焼状
態における最適化が図れ、排気性能改善、出力向上を両
立することが出来る効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態におけるディーゼル機関の
構成を示した図である。
構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態における吸気絞り弁及びア
クチュエータ部の詳細を示す図である。
クチュエータ部の詳細を示す図である。
【図３】本発明の吸気絞り弁を用いて、吸気絞り弁開度
を変化させた場合のスワール比及びＣｖ（吸気ポート流
量係数）の開度を示した図である。
を変化させた場合のスワール比及びＣｖ（吸気ポート流
量係数）の開度を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるコントロールユニ
ットの詳細を示すブロック図である。
ットの詳細を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における中央演算処理装置
（ＣＰＵ）の動作を示すフローチャートである。
（ＣＰＵ）の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における目標吸入空気量Ｖ
ｏとエンジン回転数Ｎｅとの特性を示した図である。
ｏとエンジン回転数Ｎｅとの特性を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるスワール制御弁の
ストッパピン位置補正量の特性を示す図である。
ストッパピン位置補正量の特性を示す図である。
１ ディーゼルエンジン ２ 吸気管 ３ 排気管 ４ 燃料噴射ポンプ（Ｉ／Ｐ） ５，６ ＥＧＲ通路 ７ ＥＧＲバルブ ８ バキュームポンプ ９ 絞り弁 １０，２１ ダイヤフラム装置 １１，１４，１５，２２ 負圧通路 １２，１３，２３ 圧力調整弁 １６ アクセルレバー開度センサー １７ 回転数センサー １８ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １９ 吸気マニホールド ２０ 吸気絞り弁 ２４ エアフロメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６Ｂ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｃ
Claims (7)
- 【請求項１】 吸入空気量を測定するための吸入空気量
測定装置と、ディーゼル機関内のスワールを制御するス
ワール制御装置とからなるディーゼル機関において、 該吸入空気量測定装置の検出値を用いて、スワール比を
演算するスワール比演算手段を有し、該スワール比演算
手段の演算結果をもとに、スワール制御装置を制御する
ことを特徴としたディーゼル機関のスワール制御装置。 - 【請求項２】 該吸入空気量の測定を熱線式エアフロメ
ータにより行なうことを特徴とした請求項１に記載のデ
ィーゼル機関のスワール制御装置。 - 【請求項３】 該スワール制御装置は、吸気通路にバル
ブシャフトを介して回転可能に支持されるスワール制御
弁と、バルブシャフトを空気圧により回転駆動するダイ
ヤフラム式アクチュエータと、ダイヤフラム式アクチュ
エータにより回転するバルブシャフトの回転範囲を規定
する可動ストッパピンとからなることを特徴とした請求
項１に記載のディーゼル機関のスワール制御装置。 - 【請求項４】 スワール制御弁が最大に作動し、該可動
ストッパピンに当接している領域で、該可動ストッパピ
ン位置を補正制御することを特徴とした請求項１乃至３
に記載のディーゼル機関のスワール制御装置。 - 【請求項５】 燃料を噴射しない減速時に、該スワール
制御弁を可動ストッパピンに当接するまで作動させ、該
可動ストッパピン位置を補正制御することを特徴とした
請求項１乃至３に記載のディーゼル機関のスワール制御
装置。 - 【請求項６】 該可動ストッパピンはステップモータに
より駆動されることを特徴とした請求項３乃至５に記載
のディーゼル機関のスワール制御装置。 - 【請求項７】 予め決められた走行距離毎に前記補正を
行なうことを特徴とした請求項１乃至６に記載のディー
ゼル機関のスワール制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8036224A JPH09228844A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | ディーゼル機関のスワール制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8036224A JPH09228844A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | ディーゼル機関のスワール制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09228844A true JPH09228844A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=12463817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8036224A Pending JPH09228844A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | ディーゼル機関のスワール制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09228844A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2131024A2 (en) | 2008-06-02 | 2009-12-09 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Structure of airflow control system |
| JP2017180146A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP8036224A patent/JPH09228844A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2131024A2 (en) | 2008-06-02 | 2009-12-09 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Structure of airflow control system |
| JP2017180146A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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