JPH10238383A

JPH10238383A - ２サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置

Info

Publication number: JPH10238383A
Application number: JP9042464A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ito; 秀明伊藤; Makoto Kosugi; 誠小杉
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】加速初期から加速後半に渡って黒煙の発生を
防止できる２サイクルディーゼルエンジンの運転制御装
置を提供する。【解決手段】シリンダ内に導入される吸気量を変化さ
せる吸気量制御弁２０１を備えた２サイクルディーゼル
エンジンの運転制御装置において、燃料噴射量が、通常
走行時にはエンジン回転数とアクセル開度とに基づいて
該アクセル開度が大なるほど大となる走行時噴射量とな
るように燃料噴射ポンプ２０２を制御する噴射量制御手
段２０３と、上記吸気量制御弁２０１の開度がエンジン
回転数とアクセル開度に基づいて又はエンジン回転数と
上記走行時噴射量に基づいて求められた目標開度となる
ように制御する吸気量制御手段２０４と、上記吸気量制
御弁２０１の動作状態に基づいて上記走行時噴射量の減
量補正の要否を判定する補正要否判定手段２０５と、走
行時噴射量の減量補正が必要と判定されたとき上記走行
時噴射量を上記吸気量制御弁２０１の実開度に基づいて
減量補正する加速時減量補正手段２０６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダ内に導入され
る吸気量を制御する吸気量制御弁を備えた２サイクルデ
ィーゼルエンジンに関し、特に急加速時に黒煙が発生す
るのを防止するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等に搭載される２サイクルディーゼ
ルエンジンにはシリンダ内に導入される吸気量を制御す
る吸気量制御弁を備えたものがある。この吸気量制御弁
としては、クランク室に連通する吸気通路を絞る吸気絞
り弁、各クランク室に対して掃気チャンバを接続又は遮
断することにより掃気量を変化させ、もって吸気量を変
化させる掃気制御弁、さらには排気通路面積を変化さ
せ、もって吸気量を変化させる排気制御弁等が採用可能
である。

【０００３】上記吸気絞り弁，掃気制御弁，排気制御弁
等の吸気量制御弁を備えた２サイクルディーゼルエンジ
ンの運転制御装置では、上記各制御弁及び燃料噴射ポン
プを、エンジン回転数，アクセル開度（負荷）に応じて
制御するのが一般的である。

【０００４】なお、燃料噴射量については、図２４に示
すガバナーパターンデータに基づきアクセル開度とポン
プ回転数により燃料噴射量が決められる。図中％はアク
セル開度を示し、各アクセル開度％線上において、検知
されるポンプ回転数の位置により燃料噴射量が求まる。
燃料噴射量はアイドル制御カーブ，ノーロードカーブ，
高速制御カーブ，フルロードカーブにより囲まれた領域
内となるように決められる。すなわち、アクセル開度と
ポンプ回転数から決まる点が上記領域から上方にずれる
場合、ポンプ回転数を一定としてフルロードカーブと交
わる点の燃料噴射量とされる。各アクセル開度％線は、
エンジン回転数が大きい程燃料噴射量が減少するように
され、燃料噴射ポンプ回転数が同じであるなら、アクセ
ル開度が大なる程燃料噴射量が増加するように設定され
る。

【０００５】そして、アクセル開度を急激に増加する急
加速時には、エンジン回転数は遅れて増加するので、燃
料噴射量の増加は図中ｋ線に示すようになる。すなわ
ち、Ｐ１の点からアクセル開度の増加につれ燃料噴射量
が増加し、アクセル開度がフルロードカーブと交わる点
Ｐ２に到達する。この時噴射量はｑa とされ、それ以は
アクセル開度が増加しても噴射量はｑa のままとされ
る。すなわち、アクセ開度が増加し１００％の時の点Ｐ
３はポンプ回転数を一定としてフルロードカーブと交わ
る点Ｐ４の燃料噴射量ｑa とされ、それ以降アクセル開
度全開、燃料射量ｑa に維持すると、エンジン回転数の
遅れがさらに増加し、点Ｐ５で外部抵抗と釣り合い、こ
れ以上のエンジン回転数はなくなる。

【０００６】ところで従来の２サイクルディーゼルエン
ジンでは、急加速時にはスモーク（黒煙）が発生し易い
という問題がある。これは以下の理由によるものと考え
られる。即ち、急加速時にはアクセル開度の急増加に合
わせて燃料噴射量を急増加することが行われので、この
燃料の急増加に応じて吸気量を増加させる必要がある
が、上記吸気絞り弁，排気制御弁，掃気制御弁は一般に
ステップモータで駆動されることからその作動速度に限
界があり、急加速時の燃料噴射量の応答増加速度に比べ
て上記制御弁の応答が遅いためであると考えられる。

【０００７】この問題を解決するために、本願出願人
は、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａが上記制御弁の
最高作動速度Ｖｂより大きいときには急加速状態である
と判断し、該制御弁を最高作動速度Ｖｂで開くととも
に、加速増量された燃料噴射量を該制御弁の実開度に基
づいて減量補正するようにした運転制御装置を提案して
いる（特開平７−９１２６０号公報参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の運
転制御装置の場合、加速初期の黒煙は減少できるもの
の、加速後半に黒煙が発生し易いという問題がある。こ
れは以下の理由によるものと考えられる。アクセルペダ
ルの踏み込み速度によって加速状態を検出する方法の場
合、アクセルペダルが全開位置に達した後においてはア
クセルペダルの踏み込み速度Ｖａは０となり、上記制御
弁の最高動作速度Ｖｂより小さくなる。このため燃料噴
射量の減量補正が停止され、一方この時点で吸気量制御
弁は目標開度に達していない場合があり、その結果、増
量された噴射量に充分に対応した吸気量が得られず、黒
煙が発生する。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、加速初期から加速後半に渡って黒煙の発生
を防止できる２サイクルディーゼルエンジンの運転制御
装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図２３に示すように、請
求項１の発明は、シリンダ内に導入される吸気量を変化
させる吸気量制御弁２０１を備えた２サイクルディーゼ
ルエンジンの運転制御装置において、燃料噴射量が、通
常走行時にはエンジン回転数とアクセル開度とに基づい
て該アクセル開度が大なるほど大となる走行時噴射量と
なるように燃料噴射ポンプ２０２を制御する噴射量制御
手段２０３と、上記吸気量制御弁２０１の開度がエンジ
ン回転数とアクセル開度に基づいて又はエンジン回転数
と上記走行時噴射量に基づいて求められた目標開度とな
るように制御する吸気量制御手段２０４と、上記吸気量
制御弁２０１の動作状態に基づいて上記走行時噴射量の
減量補正の要否を判定する補正要否判定手段２０５と、
走行時噴射量の減量補正が必要と判定されたとき上記走
行時噴射量を上記吸気量制御弁２０１の実開度に基づい
て減量補正する加速時減量補正手段２０６とを備えたこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１において、上
記補正要否判定手段２０５は、上記吸気量制御弁２０１
が開方向に動作中であるときに走行時噴射量の減量補正
が必要であると判定するよう構成されていることを特徴
としている。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１において、上
記補正要否判定手段２０５は、上記吸気量制御弁２０１
の開速度が所定値以上のときに走行時噴射量の減量補正
が必要であると判定するように構成されていることを特
徴としている。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１において、上
記補正要否判定手段２０５は、上記吸気量制御弁２０１
の実開度が上記目標開度より所定値以上小さいときに走
行時噴射量の減量補正が必要であると判定することを特
徴としている。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１において、上
記補正要否判定手段２０５は、燃料噴射量の算出が所定
間隔で実施され、前回の燃料噴射量の算出値が、改めて
検知されるアクセル開度とエンジン回転数から決められ
る加速補正のない走行時噴射量より小さく、且つ上記吸
気量制御弁２０１の開度が全開値より小さいときに、走
行時噴射量の減量補正が必要であると判定するように構
成されていることを特徴としている。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
において、上記吸気量制御弁２０１は、クランク室４に
連通する吸気通路１６ａの通路面積を変化させる吸気絞
り弁１６ｅであることを特徴としている。

【００１６】請求項７の発明は、請求項１〜５の何れか
において、上記吸気量制御弁２０１は、クランク室４と
掃気チャンバ１６ｂとを連通接続する連通路を開閉する
掃気制御弁１６ｃであることを特徴としている。

【００１７】請求項８の発明は、請求項６又は７におい
て、排気通路面積を変化させることにより吸気量を変化
させる排気制御弁１９ａを備えていることを特徴として
いる。

【００１８】

【発明の作用効果】請求項１の発明にかかる２サイクル
ディーゼルエンジンの運転制御装置によれば、吸気量制
御弁２０１の開度をエンジン回転数とアクセル開度等に
基づいて設定された目標開度となるように制御するとと
もに、上記吸気量制御弁２０１の動作状態に基づいて走
行時噴射量の減量補正の要否を判定し、走行時噴射量の
減量補正が必要と判定されたときには、上記走行時噴射
量を上記吸気量制御弁２０１の実開度に基づいて補正す
るようにしたので、走行時噴射量が吸気量制御弁の実開
度、つまり吸気量に応じた量に減少補正され、吸気量と
燃料噴射量とが適正な量となり黒煙の発生を防止でき
る。

【００１９】そして上記走行時噴射量の減量補正の要否
を、吸気量制御弁２０１の動作状態に応じて、例えば請
求項２の発明のように吸気量制御弁２０１が開方向に動
作中であるときに、また請求項３の発明のように吸気量
制御弁２０１の開速度が所定値以上のときに、あるいは
請求項４の発明のように上記吸気量制御弁２０１の実開
度が上記目標開度より所定値以上小さいときに、さらに
請求項５の発明のように、燃料噴射量の算出が所定間隔
で実施され、前回の燃料噴射量の算出値が改めて検知さ
れるアクセル開度とエンジン回転数から決められる加速
補正のない走行時噴射量より小さく、かつ上記吸気量制
御弁開度が全開値より小さいときに走行時噴射量の減量
補正が必要であると判定するようにしたので、吸気量制
御弁が目標開度に達するまで走行時噴射量を吸気量制御
弁の実開度に応じた量に確実に減少補正でき、加速初期
から加速後半までの全体に渡って黒煙の発生を防止でき
る。

【００２０】また上記吸気量制御弁２０１として、請求
項６の発明では吸気通路面積を変化させる吸気絞り弁１
６ｅを採用し、請求項７の発明ではクランク室４と掃気
チャンバ１６ｂとを連通接続する連通路を開閉する掃気
制御弁１６ｃを採用したので、簡単な構造により上述の
吸気量の可変制御を実現でき、また請求項８の発明では
さらに排気通路面積を変化させもって吸気量を変化させ
る排気制御弁を備えたので、排気タイミング，圧縮比を
可変とするための既設の排気制御弁を利用することによ
り吸気量の制御をより一層確実に実現できる効果があ
る。

【００２１】

【実施形態】以下、本発明の実施形態を添付図面に基づ
いて説明する。図１ないし図２０は本発明の一実施形態
による２サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置を
説明するための図であり、図１は本実施形態エンジンを
車両に搭載した状態を示す模式平面図、図２〜図５は該
エンジンの左側面図，背面図，右側面図，正面図、図６
は該エンジンの断面右側面図、図７は該エンジンのベル
トカバーを外した状態の右側面図、図８，図９は断面正
面図，断面平面図、図１０はブロック構成図、図１１〜
図１３は制御動作を説明するための特性図、図１４〜図
２０は制御動作を説明するためのフローチャート図であ
る。なお、本実施形態において前，後，左，右とは、自
動車のシートに着座した状態で見た場合を言う。

【００２２】これらの図において、１００は水冷式２サ
イクル並列２気筒ディーゼルエンジン１と、該エンジン
１の左側端に順に接続されたクラッチ装置１０１，変速
装置１０２とを備えたパワーユニットである。該パワー
ユニット１００は、さらに上記エンジン１の右端前側下
部に配置された空調機用コンプレッサ１０８と、右端後
側下部に配置された真空ポンプ１０９と、右端後側上部
に配置されたオルタネータ１１０と、右側面に配置され
た冷却水ポンプ１１１とを備えている。なお、１１５は
クランク軸１２の左端部に装着されたフライホイルであ
り、その外周にはリングギヤ１１５ａが形成されてい
る。

【００２３】クランク軸１２の右端部には補機用駆動プ
ーリ１１２が取り付けられており、該プーリ１１２は、
これの外端部に巻回された駆動ベルト１１３により上記
空調機用コンプレッサ１０８を、該ベルト１１３の内側
に巻回された駆動ベルト１１４により上記真空ポンプ１
０９，及び上記冷却水ポンプ１１１をそれぞれ回転駆動
するようになっている。

【００２４】上記パワーユニット１００は、車両１０７
の前輪１０３，１０３間に、クランク軸を横置きとして
かつ気筒軸を前傾させて、また排気ポートを前側に向け
て搭載されている。なお、１０４は上記パワーユニット
１００の前方に配置されたラジエータ、１０５は該ラジ
エータ１０３の左側に偏位配置された送風ファン、１０
６は変速装置１０２の上方に配置されたバッテリであ
る。

【００２５】上記エンジン１のシリンダブロック２の下
側合面２ａには上下２分割式のクランクケース３が取り
付けられ、該クランクケース３内に各気筒毎のクランク
室４が２組形成されている。また上記シリンダブロック
２の上側合面２ｂには、シリンダブロック２側に位置す
るロワヘッド５ｃと、反シリンダブロック２側に位置す
るアッパヘッド５ｄとの上下２分割式シリンダヘッド５
が載置され、多数のヘッドボルト６によって締結固定さ
れている。

【００２６】上記シリンダヘッド５の合面５ａ側部分に
は、主燃焼室８に開口する円筒状のプラグ保持穴２１ｃ
が形成され、該プラグ保持穴２１ｃ内にはホットプラグ
２１が挿入固定されている。該ホットプラグ２１側の燃
焼凹部２１ａとヘッド側の燃焼凹部２０ｂとで副燃焼室
２２が形成されており、該副燃焼室２２は連絡孔２１ｂ
で上記主燃焼室８に連通している。また上記副燃焼室２
２内にはインジェクタ２５ａ，グロープラグ２５ｂが挿
入されている。

【００２７】上記シリンダブロック２には２つのシリン
ダボア２ｃが並列に形成されており、該各シリンダボア
２ｃ内にはピストン７が摺動自在に挿入配置されてい
る。該ピストン７の上面，上記シリンダヘッド５の合面
５ａ，上記シリンダボア２ｃ，及びホットプラグ２１の
下面により囲まれた空間が上記主燃焼室８となってい
る。また上記ピストン７にはコンロッド９の小端部９ａ
がピストンピン１０，軸受１１を介して連結されてお
り、該コンロッド９の大端部９ｂはクランク軸１２のク
ランクピン１３に軸受１４を介して連結されている。

【００２８】上記クランク軸１２は、組立式のもので、
左，右ジャーナル部１２ａ，１２ｂが左，右軸受１３
ａ，１３ｂにより、中央ジャーナル部１２ｃが２つの中
央軸受１３ｃでそれぞれ軸支されている。なお、１３
ｄ，１３ｅはシール部材である。

【００２９】上記クランクケース３の上部には吸気開口
１５ａが上記クランク室４に連通するように２組形成さ
れており、該各吸気開口１５ａには吸気マニホールド１
６ａが接続されている。なお、上記各クランク室４と上
記吸気マニホールド１６ａとは、各クランク室４の底部
に開口するオイル戻し孔５１，及び図示しないホースを
介して連通されている。これにより、クランク室４内に
溜まったオイルを吸気マニホールド１６ａ内に戻すよう
になっている。

【００３０】また上記各吸気開口１５ａにはリードバル
ブ１７が配設されている。このリードバルブ１７は、バ
ルブボディ１７ａに形成された開口１７ｂを弁板１７ｃ
によって開閉する構造のものである。このリードバルブ
１７は、クランク室４内が上記ピストン７の上昇によっ
て負圧になると自動的に開いて空気をクランク室４内に
導入し、下降によって正圧になると閉じて空気の吹き返
しを防止する。

【００３１】また上記吸気マニホールド１６ａには吸気
量制御弁として機能する吸気絞り弁１６ｅが接続されて
おり、該吸気絞り弁１６ｅには吸気管１６ｆを介してエ
アクリーナ１６ｇが接続されている。

【００３２】上記吸気絞り弁１６ｅは駆動モータ（ステ
ップモータ）４２ａ（図１０参照）により回転駆動され
る。そしての駆動モータ４２ａは、ＥＣＵ４４の吸気量
制御機能により、上記吸気絞り弁１６ｅの開度を運転状
態に応じた吸気量が得られる開度に制御する。

【００３３】また上記シリンダブロック２の上記吸気開
口１５ａと反対側には、各気筒毎に１組の排気ポート１
８が形成されている。この排気ポート１８は、主排気口
１８ａをシリンダ外部接続口に導出する主排気ポート１
８ｂと、上記主排気口１８ａの上側に開口する一対の副
排気口１８ｃを外部に導出し、途中で上記主排気ポート
１８ｂに合流する副排気ポート１８ｄとで構成されてい
る。なお上記排気ポート１８には排気マニホールド１８
ｅが接続され、該マニホールド１８ｅに接続された排気
管１８ｆは車両後端まで延びており、その途中には触媒
１８ｇ，膨張管１８ｈ，サイレンサ１８ｉが介設されて
いる。

【００３４】上記副排気ポート１８ｄは排気制御弁１９
ａによって開閉制御される。この排気制御弁１９ａは、
排気タイミング，圧縮比，排気通路面積を変化させるた
めのものであり、上記シリンダブロック２の各副排気ポ
ート１８ｄを横切るようにかつ同軸をなすように挿入配
置されている。該排気制御弁１９ａはバタフライ式のも
ので、その弁軸の外端部には駆動プーリ１９ｃが取り付
けられ、該駆動プーリ１９ｃを駆動ケーブル１９ｄを介
して駆動モータ１９（図１０参照）で駆動するようにな
っている。この駆動モータは１９ＥＣＵ４４排気制御機
能により、上記排気制御弁１９ａをエンジン運転状態に
応じた状態となるように制御される。

【００３５】例えば上記排気制御弁１９ａを開いた場合
の排気開始タイミングはピストン７の頂面が副排気口１
８ｃの上縁に位置した時点であり、排気制御弁１９ａを
閉じた場合より進角することとなる。また排気制御弁１
９ａを開いた場合の圧縮比はピストン７の頂面が副排気
口１８ｃの上縁に位置した時点での主燃焼室８の容積で
決定され、排気制御弁１９ａを閉じた場合より低くな
る。

【００３６】また上記排気制御弁１９ａを閉じると排気
通路面積が狭くなり、それだけ排気抵抗が大きくなり、
その結果シリンダ内に導入される吸気量が減少する。即
ち、上記排気制御弁１９ａは排気通路面積を変化させる
ことにより吸気量を変化させる吸気量制御弁としても機
能する。

【００３７】また上記シリンダブロック２の上記主排気
口１８ａの両隣には、一対ずつの主掃気口１８ｅ，１８
ｆが、また上記主排気口１８ａとの対向位置には１つの
対向掃気口１８ｇがそれぞれ形成されており、これらの
各掃気口１８ｅ〜１８ｇは掃気ポートを介して該気筒用
のクランク室４に連通している。

【００３８】ここで本実施例装置のＥＣＵ４４には、図
１０に示すように、吸気温度センサ５１、燃料温度セン
サ５２，大気圧力センサ５３，冷却水温センサ５４，吸
気絞り弁開度センサ５５，エンジン回転数センサ５６，
アクセル開度センサ５７，メインスイッチセンサ５８，
スタータスイッチセンサ５９からの各種の検出信号が入
力される。そして上記ＥＣＵ４４は、入力された各種の
エンジン運転状態を表す信号に基づいては、吸気絞り弁
制御信号Ａ，排気制御弁制御信号Ｂ，燃料噴射弁制御信
号Ｃを吸気絞り弁駆動モータ４２，排気制御弁駆動モー
タ１９，燃料噴射弁２５ａに出力する。

【００３９】次に、本実施例の作用効果を説明する。図
１２は吸気絞り弁１６ｅ，排気制御弁１９ａの制御領域
を、エンジン回転数と燃料噴射量との関係において概念
的に示す特性図である。同図において、排気制御弁１９
ａは破線Ｄの左側領域において全閉とされ、破線Ｅの右
側領域で全開とされ、その間の領域では途中開度とされ
る。

【００４０】また吸気絞り弁１６ｅは、低速〜中速回転
でかつ燃料噴射量の少ない領域Ａにおいて最小開度（Ｉ
Ｄ開度）とされ、低速〜中速回転でかつ燃料噴射量が少
〜中の領域Ｂにおいて中間開度とされ、残りの領域Ｃに
おいて全開とされる。即ち、本実施形態の吸気絞り弁１
６ｅは、排気制御弁１９ａが全閉された状態でのみその
開度の制御が実行されることとなる。

【００４１】図１１はエンジン回転数を一定とし、図１
２中ａ点からｂ点へ燃料噴射量を上記領域Ａ，Ｂ，Ｃを
通るように増加していく通常走行時における吸気絞り弁
開度，吸入空気量（吸気量），スモーク（黒煙）濃度，
ポンピングロスの変化を示す図である。

【００４２】図１１において、領域Ａでは、吸気絞り弁
１６ｅは最小開度に固定され、吸気量は最小，スモーク
は０％，ポンピングロスは最小である。領域Ｂでは、燃
料噴射量の増加に伴って吸気絞り弁１６ｅの開度が増加
され、これに伴って吸入空気量も増加し、吸気量と燃料
噴射量とがバランスし、スモークは０％に保持され、ポ
ンピングロスは増加していく。領域Ｃでは吸気絞り弁１
６ｅは全開状態に保持され、吸入空気量も最大値で一定
となり，スモークは最大燃料噴射量に近づくと増加し、
ポンピングロスは一定である。

【００４３】図１３は急加速時において、本実施形態に
係る走行時噴射量の減量補正をした場合の効果を説明す
るための図である。同図において、運転者がアクセルペ
ダルを全閉位置ａから全開位置ｂに所定速度以上の速度
で急激に踏み込むと急加速状態と判断され、吸気絞り弁
１６ｅは吸気絞り弁用駆動モータ１９によって最大動作
速度で最小開度（ＩＤ開度）から全開に向けて駆動され
る。そして燃料噴射量は、上述した従来技術の場合、加
速増量噴射量ｑａに直ちに増加されるのではなく、実線
で示すようにアクセル開度の増加に応じて徐々に増加さ
れ、アクセルペダルが全開位置ｂに達した時点で加速増
量噴射量ｑａとされる。一方、吸気絞り弁開度は、上記
アクセルペダルが全開位置ｂに達した時点ではまだ全開
となっておらず、従って吸気量が充分でなく、その結果
スモーク濃度が高くなり、黒煙が発生する。

【００４４】本実施形態の場合、吸気絞り弁が全開（目
標開度）に向けて動作中である限り、上記加速時増量噴
射量を補正する必要があると判断し、図１３に破線で示
すように、吸気絞り弁１６ｅの開度が全開となるまでア
クセル開度とエンジン回転数に基づく走行時噴射量ｑａ
を吸気絞り弁１６ｅの実開度に基づいて減少補正した量
の燃料を噴射し、従って噴射された燃料にバランスした
吸入空気量が確保され、スモーク濃度を０％に保持で
き、黒煙の発生を防止できる。

【００４５】本実施形態装置の動作をより具体的に説明
する。上記ＥＣＵ４４は、エンジン回転数、アクセル開
度（エンジン負荷）、メインスイッチ，及びスタータス
イッチの接続状態から現在の運転モード判定を行い、判
定された運転モード、及びエンジン回転数、エンジン負
荷、冷却水温度等に基づいて、上記排気制御弁１９ａ，
吸気絞り弁１６ｅの開度，作動方法等をマップより検索
し、該開度等に応じて各制御弁１９ａ，１６ｅを開閉制
御する。

【００４６】まず上記排気制御弁１９ａの制御動作は次
の要領で行われる。図１４において、イグニッションキ
ーをアクセサリー位置に回動するとメインスイッチがオ
ンし（ステップＳ１）、この時点ではエンジン回転数が
０であることから始動前モードと判定され、以下の始動
前モード制御が行われる（ステップＳ２）。即ち、上記
排気制御弁１９ａのエンジン停止中における固着防止の
ために、該排気制御弁１９ａを開閉動作させる始動前ク
リーニングが行われ、その後、上記排気制御弁１９ａは
全閉位置に回動される。この始動前モータ制御が終了す
ると、警告灯が消灯し、エンジンの始動準備完了となる
（ステップＳ３）。

【００４７】次に、イグニッションキーをスタータ作動
位置に回動するとスタータスイッチがオンし（ステップ
Ｓ４）、エンジン回転数がクランキング回転数（約４５
０ｒｐｍ）程度とＮstより小であることから始動モード
と判定され、排気制御弁１９ａを全閉位置に保持する始
動モード制御が行われる（ステップＳ５）。そして、エ
ンジン回転数がＮst以上に増加すると、上記スタータス
イッチはオフする（ステップＳ６，Ｓ７）。なお、上記
エンジン回転数（Ｎst）未満の領域（始動モード領域）
では、上記始動モード制御（ステップＳ５）が繰り返さ
れる。

【００４８】上記スタータスイッチがオフになった後、
エンジン回転数がアイドルスイッチがオンする回転数Ｎ
idON未満の領域であり、アクセル開度が０であれば（ス
テップＳ８，Ｓ９）、アイドルモードと判定され、排気
制御弁１９ａを全閉位置に安定的に保持するアイドルモ
ード制御が行われ（ステップＳ１０）、エンジン回転数
がアイドルスイッチがオフする（ＮidOFF ）未満の間は
このアイドルモード制御が繰り返される( ステップＳ１
１）。

【００４９】アクセルが踏み込まれたり、エンジン回転
数が上記ＮidOFF 以上になると、走行モードと判定さ
れ、後述する３次元マップによる燃料噴射量制御に移行
する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。そして、イグニッシ
ョンスイッチがエンジン停止位置に回動されるとメイン
スイッチがオフし（ステップＳ１４）、エンジンが停止
すると走行モードが終了し、上記排気制御弁１９ａの固
着防止のため、該排気制御弁１９ａを開閉動作させる停
止後クリーニングが行われる（ステップＳ１５）。

【００５０】上記燃料噴射量の制御では、図１５に示す
ように、エンジン回転数，アクセル開度（負荷）が読み
込まれ、噴射量３次元マップからエンジン回転数，アク
セル開度に応じたガバナパターン燃料噴射量ｑ_GOVがマ
ップ演算される（ステップＳ２１〜２３）。

【００５１】続いて上記走行時噴射量の減量補正をする
加速補正制御の必要があるか否かの判定がなされる（ス
テップＳ２４）。この走行時噴射量の減量補正の要否判
定は、図１６，図１７，図１８の何れかによって行われ
る。

【００５２】図１６の例では、吸気絞り弁用駆動モータ
４２ａが該吸気絞り弁１６ｅを開方向に駆動中の場合に
は走行時噴射量の減量補正は必要であり、閉方向に駆動
中及び停止中の場合には走行時噴射量の減量補正は不要
であると判定される。

【００５３】図１７の例では、上記ガバナパターン燃料
噴射量ｑ_GOVが前回の最終燃料噴射量ｑ_FIN(i-1)より大
で、かつ前回の最終燃料噴射量ｑ_FIN(i-1)が図１２の領
域Ａ又はＢ内にある場合には走行時噴射量の減量補正は
必要であり、上記ガバナパターン燃料噴射量ｑ_GOVが前
回の最終燃料噴射量ｑ_FIN(i-1)より小か、又は前回の最
終燃料噴射量ｑ_FIN(i-1)が図１２の領域Ａ，Ｂ外にある
場合には上記補正は不要であると判定される。

【００５４】図１８の例では、上記吸気絞り弁開度セン
サ５５によって検出された吸気絞り弁１６ｅの実開度の
変化速度が正、つまり吸気絞り弁１６ｅが開方向に作動
中である場合には走行時噴射量の減量補正は必要であ
り、変化速度が負、つまり閉方向に作動中である場合及
び動作停止中である場合には上記補正は不要であると判
定される。

【００５５】上記加速時における走行時噴射量の補正制
御が必要と判定された場合には、図１５のステップＳ２
５において、吸気絞り弁開度センサ５５によって検出さ
れた吸気絞り弁１６ｅの実開度θ_Aが読み込まれ、加速
時における走行時噴射量の補正量を求めるための補正量
３次元マップから上記実開度θ_Aとエンジン回転数とに
応じた加速補正噴射量ｑ_Dが算出され（ステップＳ２
６，２７）、この加速補正噴射量ｑ_Dが基本噴射量指令
値ｑ_BASEとされ（ステップＳ２８）、該基本噴射量指令
値ｑ_BASEと上記噴射量３次元マップ中の最大噴射量ｑ
_fullとの何れか小さい方が最終噴射量ｑ_FINに決定さ
れ、該最終噴射量ｑ_FINが得られるように燃料噴射弁２
５ａが制御される（ステップＳ２９〜３１）。

【００５６】上記ステップＳ２４において、加速時にお
ける走行時噴射量の補正は不要であると判定された場合
には、上記ガバナパターン燃料噴射量ｑ_GOVが基本噴射
量指令値ｑ_BASEとされ（ステップＳ３２）、ステップＳ
２９に移行する。

【００５７】なお、上記加速補正噴射量ｑ_Dを求める方
法として、図１９に示すように、エンジン回転数と経過
時間Δｔから加速補正噴射量の増加量Δｑを求める方法
も採用可能である。図１９において、前回と今回のエン
ジン回転数サンプリングタイミングの経過時間Δｔを算
出し（ステップＳ２７−１）、補正噴射量３次元マップ
からエンジン回転数及び上記経過時間Δｔに基づいて補
正噴射量増加量Δｑを算出し（ステップＳ２７−２）、
該補正噴射量増加量Δｑと前回の最終燃料噴射量ｑ
_FIN(i-1)との和を加速補正噴射量ｑ_Dとする（ステップ
Ｓ２７−３）。

【００５８】また上記吸気絞り弁１６ｅの制御は以下の
要領で行われる。エンジン回転数及びアクセル開度、又
はエンジン回転数及び上記ガバナパターン噴射量ｑ_GOV
が読み込まれ、絞り弁開度３次元マップからエンジン回
転数及びアクセル開度に応じた、又はエンジン回転数及
び上記ガバナパターン噴射量ｑ_GO _Vに応じた吸気絞り弁
の開度指令値（目標開度）θ_Sが算出される（ステップ
Ｓ３１〜３３）。

【００５９】続いて上記吸気絞り弁１６ｅの検出された
実際の開度θ_Aが読み込まれ、該実開度θ_Aが目標開度
θ_Sとなるまで吸気絞り弁用駆動モータ４２ａが回転
し、吸気絞り弁１６ｅを開いていく（ステップＳ３４〜
３７）。

【００６０】本実施形態では、吸気マニホールド１６ａ
を開閉して吸気量を制御する吸気絞り弁１６ｅを設け、
上記領域Ａ，Ｂにおいて吸気通路を絞るようにしたの
で、吸気量の低減によりポンピングロスを低減でき、燃
費を向上できるとともに騒音を低減できる。また内部Ｅ
ＧＲ率の向上によりＮＯｘの発生量を低減できる。

【００６１】そして本実施形態では、吸気絞り弁１６ｅ
を設けながら急加速時の黒煙の発生を防止できる。即
ち、吸気絞り弁１６ｅにより吸気量を減少させて運転し
ている場合に加速増量を行うと、燃料噴射量の増加に対
して吸気絞り弁１６ｅの開動作が遅れて吸気量が不足
し、黒煙が発生する問題があるが、本実施形態では、急
加速時には、吸気絞り弁１６ｅの動作状態に基づいて、
上記加速時における走行時噴射量を減量側に補正する加
速増量補正の要否を判断し、該補正が必要な場合には加
速時における走行時噴射量を吸気絞り弁の実開度に応じ
た量に補正するようにしたので、黒煙の発生を防止でき
る。

【００６２】この加速時における走行時噴射量の補正に
当たって、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいて該
補正を行うのではなく、吸気絞り弁１６ｅの動作状態に
基づいて該補正を行うようにしたので、加速初期から加
速後半の全体に渡って黒煙の発生を防止できる。即ち、
アクセルペダルの踏み込み速度が所定値以上の時に加速
時における走行時噴射量の補正を行うようにした場合、
アクセルペダルを急激に全開まで踏み込むと該アクセル
ペダルが全開位置に達した後は上記補正制御が停止され
ることとなるが、本実施形態ではこのような問題は生じ
ない。

【００６３】図２１，２２はシリンダ内に導入される吸
気量を変化させる吸気量制御弁として、掃気制御弁を採
用した例を示す。図中、図６と同一符号は同一又は相当
部分を示す。

【００６４】本実施形態のエンジン１は水冷式２サイク
ル並列３気筒ディーゼルエンジンであり、クランク軸方
向に延びる各気筒共通の掃気チャンバ１６ｂを備えてい
る。この掃気チャンバ１６ｂは掃気調整開口１５ｂによ
って各クランク室４に連通しており、該掃気調整開口１
５ｂは掃気制御弁１６ｃによって開閉可能となってい
る。

【００６５】上記掃気制御弁１６ｃは、弁軸４０に３枚
の弁板１６ｄを固定したものであり、該弁軸４０はベベ
ルギヤ４１ａ，４１ｂを介してステップモータ４２（掃
気制御弁用駆動モータ）で回転駆動される。これにより
上記各弁板１６ｄが上記各掃気調整開口１５ｂを同時に
開閉する。そして上記掃気制御弁１６ｃは、上記ステッ
プモータ４２により上記ＥＣＵ４４の吸気量制御機能に
より、エンジン運転状態（エンジン回転数，アクセル開
度，燃料噴射量等）に基づいて開閉制御される。

【００６６】例えば上記掃気制御弁１６ｃを開くと、各
クランク室４に掃気チャンバ１６ｂが連通してクランク
室容積が実質的に拡大され、そのため掃気圧が低下して
吸入空気量が減少する。また、内部ＥＧＲが増加して燃
焼温度が低下する。また掃気制御弁１６ｃを閉じると通
常のクランク室容積となり、掃気が充分に行われる。

【００６７】なお、図２１において、２ｅ，２ｆはピス
トン摺動面に潤滑油を供給するためのオイル孔、２７は
バランサ軸２８を収容するバランサ室であり、クランク
ケース３の底面３ａのボス部３ｂにカバー２６を装着し
て構成されている。このバランサ室２７は空気と潤滑油
とを分離させるブリーザ室を兼ねており、分離された空
気は空気出口２７ｃから外部大気中に放出あるいは吸気
系に供給され、分離された潤滑油はオイル溜まり３２ａ
からオイルポンプに循環供給される。

【００６８】本実施形態の掃気制御弁１６ｃは、上述の
領域Ａ，Ｂ，Ｃではそれぞれ全開，中間開度，全閉とさ
れる。これにより上記領域Ａではシリンダに導入される
吸気量が減少してポンピングロスの低減が図られる。

【００６９】一方、上記領域Ａ，Ｂにおいて運転中に、
急加速が行われると、掃気制御弁１６ｃはその最高動作
速度で全閉側に駆動され、かつ加速時における走行時噴
射量は該掃気制御弁１６ｃが全閉となるまで該制御弁の
開度に応じて減量補正される。これにより加速初期から
加速後半までの全体に渡って黒煙の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る運転制御装置を備え
た２サイクルディーゼルエンジンの車体搭載状態を示す
模式平面図である。

【図２】上記エンジンの左側面図である。

【図３】上記エンジンの背面図である。

【図４】上記エンジンの右側面図である。

【図５】上記エンジンの正面図である。

【図６】上記エンジンの断面右側面図である。

【図７】上記エンジンのベルトカバーを外した状態の右
側面図である。

【図８】上記エンジンの断面正面図である。

【図９】上記エンジンの断面平面図である。

【図１０】上記運転制御装置のブロック構成図である。

【図１１】上記制御装置の動作を説明するための燃料噴
射量−吸気絞り弁開度特性図である。

【図１２】上記制御装置の動作を説明するためのエンジ
ン回転数−燃料噴射量特性図である。

【図１３】上記制御装置の動作を説明するための時間−
燃料噴射量特性図である。

【図１４】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１５】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１６】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１７】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１８】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図１９】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図２０】上記制御装置の制御動作を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図２１】上記運転制御装置を備えた別のエンジンの断
面側面図である。

【図２２】図２１のIIXII -IIXII線断面図である。

【図２３】本発明のクレーム構成図である。

【図２４】燃料噴射ポンプ回転速度と燃料噴射量との関
係を示す特性図である。

【符号の説明】

４クランク室１６ａ吸気通路１６ｂ掃気チャンバ１６ｃ掃気制御弁１６ｅ吸気絞り弁１９ａ排気制御弁２０１吸気量制御弁２０２燃料噴射ポンプ２０３噴射量制御手段２０４吸気量制御手段２０５補正要否判定手段２０６加速時補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/02 ３８０Ｆ０２Ｄ 41/02 ３８０Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ内に導入される吸気量を変化さ
せる吸気量制御弁を備えた２サイクルディーゼルエンジ
ンの運転制御装置において、燃料噴射量が、通常走行時
にはエンジン回転数とアクセル開度とに基づいて該アク
セル開度が大なるほど大となる走行時噴射量となるよう
に燃料噴射ポンプを制御する噴射量制御手段と、上記吸
気量制御弁の開度がエンジン回転数とアクセル開度に基
づいて又はエンジン回転数と上記走行時噴射量に基づい
て求められた目標開度となるように制御する吸気量制御
手段と、上記吸気量制御弁の動作状態に基づいて上記走
行時噴射量の減量補正の要否を判定する補正要否判定手
段と、走行時噴射量の減量補正が必要と判定されたとき
上記走行時噴射量を上記吸気量制御弁の実開度に基づい
て減量補正する加速時減量補正手段とを備えたことを特
徴とする２サイクルディーゼルエンジンの運転制御装
置。
【請求項２】請求項１において、上記補正要否判定手
段は、上記吸気量制御弁が開方向に動作中であるときに
走行時噴射量の減量補正が必要であると判定するよう構
成されていることを特徴とする２サイクルディーゼルエ
ンジンの運転制御装置。
【請求項３】請求項１において、上記補正要否判定手
段は、上記吸気量制御弁の開速度が所定値以上のときに
走行時噴射量の減量補正が必要であると判定するように
構成されていることを特徴とする２サイクルディーゼル
エンジンの運転制御装置。
【請求項４】請求項１において、上記補正要否判定手
段は、上記吸気量制御弁の実開度が上記目標開度より所
定値以上小さいときに走行時噴射量の減量補正が必要で
あると判定することを特徴とする２サイクルディーゼル
エンジンの運転制御装置。
【請求項５】請求項１において、上記補正要否判定手
段は、燃料噴射量の算出が所定間隔で実施され、前回の
燃料噴射量の算出値が、改めて検知されるアクセル開度
とエンジン回転数から決められる加速補正のない走行時
噴射量より小さく、かつ上記吸気量制御弁開度が全開値
より小さいときに、走行時噴射量の減量補正が必要であ
ると判定するように構成されていることを特徴とする２
サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置。
【請求項６】請求項１〜５の何れかにおいて、上記吸
気量制御弁は、クランク室に連通する吸気通路の通路面
積を変化させる吸気絞り弁であることを特徴とする２サ
イクルディーゼルエンジンの運転制御装置。
【請求項７】請求項１〜５の何れかにおいて、上記吸
気量制御弁は、クランク室と掃気チャンバとを連通接続
する連通路を開閉する掃気制御弁であることを特徴とす
る２サイクルディーゼルエンジンの運転制御装置。
【請求項８】請求項６又は７において、排気通路面積
を変化させることにより吸気量を変化させる排気制御弁
を備えていることを特徴とする２サイクルディーゼルエ
ンジンの運転制御装置。