JPS61286544A - デイ−ゼルエンジンの燃料供給制御装置 - 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始動促進およびエミッシ
ョンの改善のため、断熱圧縮により吸気温度を上昇させ
るようにしたディーゼルエンジンの燃料供給制御装置に
関するものである。

（従来技術） 従来、実開昭５９−１０７９３６号公報に示されるよう
に、ディーゼルエンジンにおいて始動時に着火性を高め
るため、燃焼室に供給する吸気を断熱圧縮して吸気温度
を上昇させるようにした吸気装置（始動促進装置）が知
られている。この装置は、吸気通路に吸気行程の途中で
開作動する開閉弁を設け、具体的には主吸気通路に吸気
絞り弁を設けるとともに、この吸気絞り弁を迂回するバ
イパス吸気通路に開閉弁を設け、始動時から暖機時まで
の低負荷運転状態時に、吸気絞り弁により主吸気通路を
絞った状態で、上記開閉弁を動弁機構あるいは圧力応動
式の開閉弁等により吸気行程の途中で開作動させるよう
にしている。そしてこのような開閉弁の作動により、吸
気行程の途中までは燃焼室への吸気の導入を制限し、吸
気行程の途中から急激に燃焼室に吸気を導入して断熱圧
縮を行わせている。この装置によると、エアヒータによ
って吸気を加熱する場合と比べ、多大のエネルギーが電
力として消費されることがなく、しかも燃焼室内で効率
良く吸気温度を高めることができる。なお、上記従来の
装置では始動暖機運転時に開閉弁を作動させているが、
通常運＠時にも例えば比較的低回転、低負荷の運転領域
で開閉弁を作動させるようにすれば、吸気湿度の上昇に
より燃焼性が向上されるとともに白煙やＨＣ等の発生が
防止される。

ところで、このように特定の運転領域で開閉弁を作動さ
せようとする場合に、上記従来の装置では、開閉弁の非
作動状態すなわち断熱圧縮を行なわず吸気通路を吸気行
程全期間にわたり開通させる状態から、作動状態すなわ
ち断熱圧縮を行なわせる状態への移行時に、断熱圧縮の
吸気加熱作用のために着火性が高まり、急激なエンジン
回転数上昇を生ずることがあり、そのような場合にはト
ルクショックが大きく、運転性が安定しないといりた問
題がある。特にこの現象はエンジンの半失火発生状態に
おいて、開閉弁の作動状態に急に移行した時に顕著に現
われる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気の断熱圧縮を行な
う開閉弁の作動状態に移行した時に、急激なエンジン回
転数上昇を抑ｉｌｌ　ｔ、、、運転の安定性を向上する
ことができるディーゼルエンジンの燃料供給制御装置を
提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、気筒毎の吸気通路に開閉弁を設け、この開開
弁を吸気行程途中までは閉状態として燃焼室への吸気の
導入を制限し、吸気行程途中で開状態から開状態とする
ことにより急激に吸気を燃焼室に導入して断熱圧縮を行
なわせるようにしたディーゼルエンジンにおいて、上記
開閉弁の作動状態と作動機能を停止させて吸気通路を吸
気行程全期間にわたり開通させる作動停止状態とに切替
える信号を出力するとともに、各気筒の燃料噴射量を決
定する信号を出力する制御手段を設け、かっ、この制御
手段には上記開閉弁の作動状態移行時における各気筒の
燃料噴射量を減量させる噴射量補正手段を設けたもので
あ□る。

この構成により、開閉弁作動状態への移行時に燃料噴射
量が減量させられ、その分だけエンジン回転数の上昇を
抑制することができるものである。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例を示す。同図において、
１警よディーゼルエンジンの各気筒を構成するシリンダ
で、その内部のピストン２上方には燃焼室３が形成され
ており、この燃焼室３には、吸気弁４を備えた吸気ボー
ト５と、排気弁６を備えた排気ボート７とが開口してい
る。上記吸気ボート５には吸気通路８が連通され、また
排気ボート７には、排気通路９が連通されている。そし
て、上記吸気通路８には開開弁１０によって吸気行程途
中までは燃焼室３への吸気の導入を制限し、吸気行程途
中から急激に吸気を燃焼室３に導入して断熱圧縮を行わ
せる吸気導入規制装置が設けられている。

この吸気導入規制装置は、本実施例ではエンジン出力軸
に連動して、吸気行程の途中で開くロータリバルブタイ
プの開閉弁を示し、この開閉弁１０は開閉弁開弁時１１
ｍ整装置１１により駆動されるようになっている。そし
てこの開閉弁開弁時期調整装置１１には開開弁１０を開
状態に停止させることのできる図外の連動遮断手段また
は開閉弁１０を吸気行程の全期間中開かせるように開閉
タイミングを変えることのできる開閉タイミング可変手
段などを連動機構に組込むことにより、実質的に開閉弁
１０の作動機能を停止させることができるようになって
いる。

１２はマイクロコンピュータ等でなる制御手段（ＣＰＵ
）で、この制御手段１２からのエンジン運転状態に応じ
た開弁時期制御信号１１′に基づき上記開閉＃開弁時朗
講整装置１１が駆動され、これにより、開閉弁１０は作
動状態と、作動線能が停止され吸気通路を吸気行程全期
間にわたり開通させる作動停止状態とに切替えられ、ま
たエンジン運転状態に応じて燃料の噴Ｉ）１ｍ、噴射時
期が制御されるようになっている。すなわち、このｔ１
１制御手段１２は、吸気通路８の吸気マニホールドに設
けた負圧センサ１３からの吸気マニホールド負圧信号１
４、エンジン負荷に相当するコントロールレバー開度信
号１５、エンジン回転数信号１６、エンジン冷却水温信
号１７および各気筒毎の排気通路９に設けた温度センサ
１８からの排ガス温信号１９が入力され、これら入ノｊ
値と制御手段１２に予めメモリーされたマツプに基いて
燃料噴射量および噴射時期を演算し、燃料噴射が信号２
０および燃料噴射時期信号２１を燃料噴射ポンプ２２に
出力し、また、高回転かつ高負荷側の運転域では上記開
閉弁１０の作動停止状態とし、それ以外の運転域では作
動状態とする開弁時期制御信号１１′を出力するもので
ある。

そして本発明では制御手段１２は、開閉弁１０を作動停
止状態から作動状態へ移行させる信号が出力されたとき
に通常の燃料噴射量よりも減量した燃料噴射量信号２０
を出力するための噴１１４ｆｌｌ補。

正手段を備えている。なお、この燃料供給は燃料噴射ポ
ンプ２２を経て各気筒ごとの燃焼室３に臨ませた燃料噴
射弁２３から行なわれるようになっている。

次に上記構成の作用を説明する。

開閉弁１０の作動状態においては、吸気行程途中で開閉
弁１０を開くことにより、周知のごとく吸気の断熱圧縮
がなされ、エンジンの＠機運転時における始動促進およ
びエミッションの改善がなされる。他方、開閉弁１０の
作動機能を停止させて吸気通路８を吸気行程全期間にわ
たり間通させた開閉弁１０の作動停止状態においては、
通常の吸気作用が得られる。

次に開閉弁１０の作動停止状態から作動状態へ移行した
とき断熱圧縮作用により着火性が良くなり、エンジン回
転数が上昇しようとする。ところが本発明では、このｇ
ｌ閉弁１０の作動状態移行時において制御手段１２にお
ける噴射量補正手段により各気筒の燃料噴射量が減量さ
せられる。従って、上記過渡時におけるエンジン回転数
の上界は抑制され、トルクショックは低減され運転性は
安定する。

なお、低温時におけるディーゼルエンジンに生じ易い一
部気筒の半失火発生状態のまま、開閉弁１０を作動状態
へ移行させると、失火状態における気筒の未燃焼ガスが
開閉弁１０の作動状態への移行により一気に着火を起こ
し、急激にエンジン回転数が上昇するおそれがある。と
ころが本実施例では、各気筒毎の排ガスＩｎ（１９）を
検知した半失火対策つまり失火状態に応じて燃料噴射量
を減量させる補正がなされているので、上記のごとき急
激なエンジン同転数の上昇を防止できる。すなわち、エ
ンジンの半失火対策として、制御手段１２により燃料噴
射ポンプ２２に対しコントロールレバー開度とエンジン
回転数に基いた基本噴射量、噴射時期を制御するととも
に、各気筒の排、ガス温を比較して気筒間のバラツキが
一定値を越えているときは、半失火状態であると判断し
、各気筒排ガス温のバラツキ巾が一定値内に収まるよう
に燃料噴ｔ１４量の増量補正を行ない、一定値内に収ま
ったとき同噴射量を減量させる。このように燃料噴ＩＪ
４ｆｆｉ補正を失火状態に応じて行なうようにしておく
ことにより、上記開閉弁１０の作動状態移行により半失
火状態が改善された時、排ガス温（１９）が上昇するの
で燃料噴射量の減ａ補正が働き、急激な回転数上昇を防
止することができる。

上記のごとき制御手段１２によるエンジンの失火状態に
応じて補正した燃料噴射ｍを噴射する手順について第２
図に示すフローチｔシートに基いて説明する。

同図においてステップＳ１にてメモリーをイニシャライ
ズし、ステップＳ２にてエンジン回転数およびエンジン
負荷、例えばコントロールレバー開度を検出し、ステッ
プＳ３にて基本噴射量および基本噴射時期を決定する。

次にステップＳ４にて各気筒の排ガス温を検出し、ここ
で気筒が第１〜第４までの４気筒で、各気筒における排
ガス温がそれぞれＴ１〜Ｔ４であるとすると、ステップ
Ｓ５にてＴ１−７２が一定値αよりも大きいが否かを判
別し、この判別結果がＮＯである場合、ステップＳ６に
てＴＩ−Ｔ３がαより大であるか否かを判別し、この判
別結果がＮｏである場合、ステップ５７１ＣてＴｔ−Ｔ
４がαより大きいか否かを判別し、この結果がＮＯであ
る場合、すなわち各気筒の排ガス温の差が一定値αの範
囲内である場合にはステップＳ８にてアクチュＪ−夕す
なわち燃料噴射ポンプ２２を作動させ燃料噴射を実行す
る。また、上記ステップＳ５から８７のいずれかにおい
て各気筒排ガス温の差が一定値α以上である場合にはス
テップＳ９にて補正噴射間を決定し、ステップＳ８に移
行し、以降同様のフローを繰り返す。このようにしてエ
ンジンの半失火改善時の燃料噴射量の補正がなされる。

本発明の第２の実施例を第３図、第４図により説明する
。

この第２の実施例における吸気導入規制装置としての開
閉弁１０′は、この開閉弁１０′より下流の吸気通路８
内の負圧が所定値以上に大きくなったときに自動的に開
閉する自動弁タイプのものを用いており、さらにこの開
閉弁１０′は回転軸２４を介して吸気通路８に回動自在
に取付けられ、吸気通路８中に位置する状態と、二点鎖
線で示すごとく吸気通路８の側壁に設けられた凹部２５
に格納される状態とに切替えられるようになっている。

この開閉弁１０’が吸気通路８中に位置する状態が開閉
弁の作動状態で、凹部２５に格納された状態が＋ｔＵａ
弁の作動停止状態である。

そして、この第２実施例では上記第１実施例における開
閉弁開弁時期調整装ｒ！１１１に代えて、開閉弁１０′
を回動させるダイヤフラム装置等の７クチユエータ２６
と、これを働かせるための通路２７、真空ポンプ２８お
よび切替弁２９等により構成された駆動′＠蹟が設けら
れている。そして切替弁２９が制御手段１２により制御
されることにより、真空ポンプ２８から通路２７を通し
てアクチェエータ２６に負圧が導入された時、開閉弁１
０′が実線で示す作動状態から二点鎖線で示す作動停止
状態に切替わるように構成されている。

制御手段１２は上述と同様に各信号人力゛と予めメモリ
ーされたマツプに基づきエンジンの運転状態を判断し、
高回転かつ高負荷側の運転域では開閉弁１０′が作動停
止状態となり、それ以外の運転域では開閉弁１０’　が
作動状態となるように切替弁２９に信号を出力するもの
である。

また、開閉弁１０′は第４図に拡大して示す通り、弁至
３０内に設けられて弁座３１に上流側から当接する弁体
３２と、この弁体３２にａ結軸３３を介して連結された
ダイヤフラム３４と、このダイヤフラム３４により仕切
られた二つの室３５゜３６と、その一方の室３５内に設
けられた弁体３２を閉弁方向に付勢するリターンスプリ
ング３７とを備えている。そして上記一方の室３５は、
弁体３２、連結軸３３およびダイヤフラム３４を貫通し
た連通孔３８を介して弁体３２より下流の吸気通路８に
連通し、他方の室３６は開口３９を介して吸気通路８の
上流側すなわち図外のサージタンクに連通して略大気圧
に保たれている。

この構造によると、開閉弁１０′より下流の吸気通路８
内の負圧が連通孔３８を介して室３５に伝わり、この負
圧が一定値以下の場合にはリターンスプリング３７によ
り弁体３２は閉弁方向に付勢されているが、負圧が一定
値以上に大きくなるとダイヤフラム３４を介してリター
ンスプリング３７の付勢力に抗して弁体３２が開弁させ
られる。

従って、吸気行程においてピストン２が下降し、吸気通
路８内の負圧がある一定値以上に大ぎくなると開閉弁１
０′が開状態から開状態になり、急激に吸気が燃焼室３
に導入され所熱圧縮作用が得られる。また、制御手段１
２により上述と同様に高回転高負荷運転領域においては
、開閉弁１０′を格納状態にすることによりｒＭｗ１弁
の作動停止状態となる。

このような第２実施例構成においても上記第１実施例と
同様の作用効果を得ることができる。

また、吸気導入規制装置としては上記各実施例の他、図
示していないが、吸気通路を主吸気通路と補助吸気通路
とに分け、主吸気通路中に制御手段により制御されるア
クチュエータにて駆動される吸気絞り弁を設け、かつこ
の吸気絞り弁よりも下流側に上記補助吸気通路を開口さ
せるとともに、この補助吸気通路中に上記第４図にて示
したごとき負圧が一定値以上に大きくなったときに自動
的に開弁する開閉弁を設けたものであってもよい。

この構成では吸気絞り弁によって主吸気通路が絞られて
いるときに、この吸気絞り弁より下流側の吸気通路内の
圧力変化に応じて吸気行程途中で開閉弁が開かれる。そ
して、吸気絞り弁を開状態にすると殆ど吸気負圧が生じ
ないので、開閉弁は閉弁状態を保ち、開閉弁の作動停止
状態となる。

このようにして上記実施例と同様の作用効果が得られる
。

なお、上記いずれの実施例においても、吸気通路の開閉
弁（１０，１０’　）より上流側と下流側との間に小径
のリーク通路を設け、開閉弁が吸気通路中に位置してい
る状態にあるときに吸気行程途中まではリーク通路から
少量の吸気が燃焼室内に導入されるようにすれば、吸気
行程で開閉弁（１０，１０’　）が開かれるまでの間に
断熱膨張で吸気温度が低下することを防止できる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、吸気通路にＷ！ｉ閉弁を
設け、この開閉弁を吸気行程の途中で闇から間に作動さ
せ、断熱圧縮により吸気温度を上昇させるディーゼルエ
ンジンにおいて、吸気通路を吸気行程全期間にわたり開
通させる開閉弁の作動機能停止状態から作動機能を奏す
る作動状態へ移行した時における各気筒の燃料噴射伍を
減量補正するようにしたものであるので、開閉弁作動状
態移行時の着火性向上に基づく急激なエンジン回転数の
上昇を抑制することができ、従ってその時のトルクシミ
ツクが低減でき、運転性の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例によるディーゼルエンジ
ンの燃料供給制御装置の全体構成図、第２図は同燃料供
給１１御装置の作用を説明するためのフローチャート、
第・３図は本発明の第２の実施例を示す要部構成図、第
４図は上記第２の実施例における開閉弁の拡大断面図で
ある。 １・・・シリンダ（気筒）、３・・・燃焼室、８・・・
吸気通路、１０．１０’・・・開閉弁、１１・・・開閉
弁開弁時期調整装置、１２・・・制御手段、２２・・・
燃料噴射ポンプ、２６・・・アクチュエータ。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　１　　図 第　　２　　図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．気筒毎の吸気通路に開閉弁を設け、この開閉弁を吸
   気行程途中までは閉状態として燃焼室への吸気の導入を
   制限し、吸気行程途中で閉状態から開状態とすることに
   より急激に吸気を燃焼室に導入して断熱圧縮を行なわせ
   るようにしたディーゼルエンジンにおいて、上記開閉弁
   の作動状態と作動機能を停止させて吸気通路を吸気行程
   全期間にわたり開通させる作動停止状態とに切替える信
   号を出力するとともに、各気筒の燃料噴射量を決定する
   信号を出力する制御手段を設け、かつ、この制御手段に
   は上記開閉弁の作動状態移行時における各気筒の燃料噴
   射量を減量させる噴射量補正手段を設けたことを特徴と
   するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。