JPS60249631A - デイ−ゼル機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕　） 本発明はディーゼルエンジンの吸気絞りとグロープラグ
の制御に関するものである。

〔従来技術〕

従来、ディーゼル機関においては、吸入空気量の絞り制
御を行なうことなく、燃料噴射量の増減操作によって機
関出力の調整を行っている。従ってこのディーゼル機関
への吸入空気は、機関の運転状態とは無関係に常に大気
開放のまま燃焼室に導入されるので、機関の運転状態（
回転数、負荷状態、冷却水温）によっては、吸入空気量
が多くなり過ぎ圧縮圧が高くなり、これに伴なう着火後
の最高圧力の上昇及び急激な燃焼を生じ、燃焼騒音や振
動が大きくなってしまうという問題があった。例えば特
開昭り７−１２２１３７号公報。

〔発明の目的〕

そこで本発明では主犯の問題を解決するため、排気ガス
中の空気過剰率を検出して、空気過剰率が高い場合に吸
気量を絞り、機関の圧縮比を下げて、機関の運転状態に
最適な燃焼を導き、機関の圧縮・膨張行程のクランク軸
の角速度変動を抑えて、機関の振動を抑制し、また燃焼
騒音を低下させるディーゼル機関制御装置を提供するこ
とにあまた、吸気絞りによる極端な着火遅れや失火状態
及び着火時期のばらつき増加を防ぎ、より安定な燃焼を
導くために、グロープラグの通電制御を、機関の始動時
及び始動直後のみならず、吸気絞り制御と並行して行な
う様にして、機関の振動・騒音及び排気ガス成分（特に
失火状態にともなうＨＣ，ＣＯの増加及び黒煙あるいは
白煙の増加）の悪化を防くことができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図の１はディーゼル機関、２は該機関に取付く分配
型燃料噴射ポンプで、電気制御回路６の信号を受けて噴
射量・噴射時期は電子制御される。

２１は該噴射ポンプに取付け、機関の回転数を検出する
公知の電磁ピックアップを利用した回転数センサである
。３は機関に対する吸気マニホールドを示し、該吸気マ
ニホールド３における空気取入通路４は通路途中で分岐
しており吸気マニホールド手前で合流している。一方の
吸気通路には、アクセルワイヤでアクセルペダル５に連
結され、アクセルペダルを離している際は全閉じ、アク
セルを踏み込むにつれて開度が増すバタフライ式の絞り
弁４１を備えている。他方にも同様のバタフライ式の絞
り弁４２が備わり、この絞り弁はダイヤフラム式のアク
チュエータ７１でその開度を決める。７３は機関にて駆
動される真空ポンプ、７２は三方切換弁で、電気制御回
路６の信号を受けて駆動する電磁弁である。４３は吸気
圧力を検出する吸気圧センサ、５１はアクセル位置を検
出するアクセルセンサである。８はグロープラグを示し
、電気制御回路６で通電制御される。９は排気マニホー
ルドを示し、ｌＯは排気ガス中の空気過剰率を検出する
リーンセンサである。リーンセンサ１０はジルコニア固
体電解質を用い、一定電圧を印加しておくと排気ガス中
の０２濃度により電流値が変化する。０２濃度が大とな
るほど電流値が大きくなるものである。１１はエンジン
の冷却水温を検出する水温センサ、１２はエフフィルタ
を示す。

電気制御回路６はマイクロコンピュータを内蔵し、機関
の回転数、アクセル位置、リーンセンサ出力信号等、機
関の運転状態を取り込み、その運転状態に通した噴射量
・噴射時期を演算して、噴射量・噴射時期を制御する他
、回転数と噴射量と冷却水温からまる排気ガス中の最適
空気過剰率を算出し、また実際の空気過剰率をリーンセ
ンサの出力信号から読み取り、この実際の空気過剰率が
前記最適空気過剰率より大きい場合は前記三方切換弁の
電磁弁を駆動してアクチュエータを駆動して吸気絞り弁
４２を閉じる方向に制御する。また、逆に実際の空気過
剰率が小さい場合は逆に絞り弁４２は開ける方向に制御
し、機関にとって最適な吸入空気量を制御し、燃焼によ
る振動や燃焼音を低減する。

また、マイクロコンピュータは、回転数と噴射量と吸気
圧からグロープラグに通電必要かどうか判定し、これに
基づいてグロープラグに通電する。

第２図、第３図でリーンセンサについて説明する。第２
図において、２４１は検出部であり、酸化イツトリウム
Ｙ２Ｏ３あるいは酸化イッテルビウムＹｂ２Ｏ３を添加
した安定化ジルコニアであり、雰囲気中のｗ１素濃度に
応じて外側電極２４３と内側電極２４２間に流れる電流
が決るいわゆる限界電流方式のものである。２４４は電
極であり、内側電極２４２と接触用バネ２４５とを電気
的良導体として接続している。２４６はリード線であり
、２４Ｂは絶縁体、２４７は外囲器であり先端部は機関
の排気ガスが通る様に穴が設けてあり、さらに排気管に
取りつける為のネジ部を設けである。又、検出部２４１
の外側電極２４３は、絶縁体２４８、接触用バネ２４５
、及び電極２４４により外囲器２４７に電気的に接続さ
れている。次に、その作動について説明する。リーンセ
ンサ２４はその検出部２４１が機関の排気ガスに曝され
る様に排気管に取りつけられる。ここで、排気ガス中の
酸素量に応じて第３図１ａｌに示す電流ｉが流れる。

その関係を示した特性が第３１ｍ＋ａ）である。そして
、前記電流ｉを演算増幅回路２４ａ内の電流検出抵抗Ｒ
にて電圧として検出しアンプにて増幅し、第３図（′ｂ
）に示す空気過剰率λに対する電圧■λの関係を得る。

次に第４図に示すフローチャートで吸気絞り制御、グロ
ープラグ制御を説明する。ステ・ノブＳ１でエンジン始
動時の吸気絞り開度θ０を設定する。

ステップＳ２で機関が始動したかどうかを判定し、エン
スト状態であればθ０をそのままとしてステップＳｔ、
Ｓ２を繰返す。一旦機関が始動すればステップＳ３へ移
行し、その時の機関の回転数ＮＥ噴射量Ｑ、冷却水ｑＴ
Ｈｗから、あらかしめプログラムしてあったマツプある
いは計算式から最適空気過剰率λｉを算出する。ステッ
プＳ４では実際の空気過剰率λａを前記リーンセンサ出
力信号から算出する。ステップ３５．３６では実際の空
気過剰率λａと最適突気過剰率λｉを比較し、λｉ−λ
ａであれば吸気絞り開度は変更せずにステップＳ８へ移
行する。λｉ〉λａすなわち最適空気過剰率が大きい場
合はステップ７１へ移行し、吸気絞り関度をΔθだけ増
加させる。λｉくλａの場合はステップ７２でΔθだけ
減少させる。ここでΔθは、最適空気過剰率と実際の空
気過剰率の誤差すなわち１λｉ−λａ１に応じて算出さ
れるものとする。

ステップＳ８でグロー制御に移行し、その時のエンジン
回転数ＮＥ、噴射量Ｑ、吸気絞り開度θからあらかじめ
プログラムした条件と比較してグロープラグに通電必要
かどうかを判定する。この際、吸気絞り開度θの代わり
に吸気圧センサの出力から入力した吸気圧力を用いても
良い。ステップＳ９でグロープラグの通電要求を判定し
てステ、７プＳ９１．Ｓ９２のいずれかを実行してステ
ップＳ２にもどり、同様の操作を繰返すことになる。

〔発明の効果〕

以上から機関の運転状態に応じて吸入空気を調節し、か
つ必要に応してグロープラグを通電することで、その運
転状態に応じた最適な燃焼状態を導き、機関の振動や燃
焼騒音を可能な限り低減しかつ、排気ガス成分、特に吸
気絞りにともない失火状態から発生するＨＣ，Ｃｏの増
加や白煙あるいは黒煙の発生を防止することができると
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置の構成の図、第２図。 第３図（ａ）はリーンセンサの空気過剰率に対する水界
電流特性を示す図、第３図Ｃｂｌは増幅後の空気過剰率
に対する検出電圧特性図、第４図は実施例の吸気絞り制
御及びグロープラグ制御のフローチャートである。 １・・・ディーゼル機関、２・・・分配型燃料噴射ポン
プ、３・・・吸気マニホールド、４・・・空気取入通路
、５・・・アクセルペダル、６・・・電気制御回路、８
・・・グロープラグ、１０・・・リーンセンサ、１１・
・・水温センサ、２１・・・回転数センサ、４１．４２
・・・吸気絞り弁、４３・・・吸気圧センサ。 代理人弁理士　岡　部　隆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１デイ一ゼル機関において、機関の吸入空気量を調
   節する吸気絞り手段と、機関の排出ガス中の空気過剰率
   を検出する空気過剰率検出手段と、機関の運転状態を検
   出する運転状態検出手段と、前記空気過剰率検出手段と
   運転状態検出手段の検出信号を受けて、前記吸気絞り手
   段を駆動する電気制御手段を備えることを特徴とするデ
   ィーゼル機関制御装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載のディーゼル機関制
   御装置における電気制御手段にグロープラグの通電時間
   を制御するグロープラグ制御手段を含むことを特徴とす
   るディーゼル機関制御装置。