JPS627927A - 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） 本発明はディーピ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、断熱任縮により吸気温度を上界させ
るようにしたディーピ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＠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、燃焼室に供給覆る吸気を断熱圧縮して吸気温
度を−Ｆ胃させるにうにした吸気装＠（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各１、始動時から暖機
時までの低負荷運転状態時に、吸気絞り弁ににり主、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
て断熱圧縮を行なわせている。この装置によると、Ｔア
ヒータによって吸気を加熱する場合と比べ、多大の１ネ
ルギーが電力としで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。

ところで、従来のこの種の吸気装置を備えたディーゼル
エンジンにおいては、燃料噴射時期が開閉弁の作動、停
Ｊに関係なく予め一定に設定されているにずぎず、Ｊン
ジン騒γ５の低減や排気中のＮＯｘ低減等に充分な効果
が得られていなかった。

つまり、一般にディーゼルエンジンにおいては、燃料噴
射時期をリタードさせる（遅らせる）とエンジン騒音お
よび排気中のＮＯＸが低減される反面、出力性能および
燃費が悪化する傾向があることから、実際には燃料噴射
時期が比較的アドバンス（進み）側に設定されており、
また上記のような吸気装置を備えたディーゼルエンジン
（゛も開閉弁の作動停止状態で出力性能等が低下するこ
とがないように通常のディーゼルエンジンと同程疫に燃
料噴射時期が設定されているにすぎなかっＩこ。

（発明の目的） 本発明はこのＪ：うな事情に鑑み、吸気の断熱１１−縮
が行なわれる開閉弁の作動時に、それによる効果を生か
して出力性能を確保しつつエンジン騒音およびＩＪ＋気
中のＮＯｘ低減を図るディーゼルエンジンの燃料供給制
御装置を提供りるものである。

（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、各気筒の燃料噴射時期を
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が作動状態にあるときに燃料噴射
時期をリタードさせる噴射時期補正手段を設けたもので
ある。

つまり、開閉弁の作動面には、吸気の断熱圧縮で吸気温
度が１昇することにより、着火遅れが非常に短くなるの
で、これに対応させて燃料噴射時期をリタード側に補正
することにより、上記目的を達成するようにしたもので
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は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を備えた排気ポート７どが開口している
。上記吸気ボート５には吸気通路８が連通され、また排
気ポート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には開閉弁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なわ
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は連動機構からなる
開閉弁駆動装置１１により駆動されるようになっている
。そしてこの開閉弁駆動装置１１には開閉弁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「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
などが組込まれることにより、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（ＣＰ　
ｔＪ　）で、この制御手段１２からのエンジン運転状態
に応じた開閉弁駆動ｌす御信号１１′に基づき上記開閉
弁駆動装＠１１が制御され、これにより、開閉弁１０は
作動状態と、作動機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、
またこのような開閉弁１０の作動、作動停止に応じて燃
料の噴射−６＝ 時期が制御されるようになっている。すなわち、この制
御手段１２は、エンジン負荷に相当するコントロールレ
バー開度信号１３およびエンジン回転数信号１４等の運
転状態を検出】る信号を受け、運転状態が予め設定され
た比較的低回転低負荷側の開閉弁作動領域にあるときは
上記開閉弁１０を作動状態とし、高回転高負荷側の運転
領域では開閉弁１０を作動停止状態とするように開閉弁
駆動装置１１を制御している。さらに制御手段１２は、
噴射タイミング制御信号１５を燃料噴射ポンプ１６に出
力し、燃料噴射ポンプ１６に組込まれた図外の噴射時期
調整用のタイマピストンを制御することにより、燃料噴
射ポンプ１６から燃料噴射弁１７に供給されて燃焼室３
に噴射される燃料の噴射時期を制御している。

特に本発明では上記制御手段１２は、開閉弁１−０の作
動に応じて燃料噴射時期を補正する補正手段を備え、開
閉弁１０が作動状態にあるときに、燃料噴射時期を、開
閉弁１０が作動停止状態にあるときの適正噴射時期に相
当する基本噴射時期よド泄は、開閉弁１０の作動時の運
転状態等に応じて設定するようにしておくｊばよい。

第２図は上記制御手段１２による燃料噴射時期のｉ制御
のフローチャートを示している。このフローチャートに
おいては、ステップＳ１，８２でエンジン回転数おＪ：
びエンジン負荷を検出し、ステップＳ３で運転状態が開
閉弁１０の作動領域にあるか否かを調べる。そして開閉
弁１０の作動領域にあるとき、ステップＳ４で燃料噴射
ポンプ１６に設けられたタイマピストンの現在位置を検
出しく検出値Ａ）、次にステップＳ５で燃料噴射時期の
リタード側への補正量に相当するタイマピストン移動量
×１を決定し、ステップＳ６でタイマピストンを移動さ
せる。さらにステップＳ７でタイマピストンの移動後の
現在位置を検出しく検出値Ｂ）、ステップＳ８でタイマ
ピストン移動前後の検出値Ａ、Ｂの差が決定された移動
量×１となるまでステップ８４〜Ｓ８の処理を繰返す。

こうして燃料噴射時期をリタードさせる補正を行なう。

またステップＳ３で開閉弁１０の作動領域にないことを
判定したときは、燃料噴射時期の補正処理を行なうこと
なくリターンＪ−る。

以上のように構成された装置によると、開閉弁１０が作
動状態とされている時は、それによる燃焼性の改善に見
合うように、開閉弁１０が作動されていない時と比べて
燃料噴射時期が所定量リタードされることにより、出力
が確保されつつエンジン騒音および排気中のＮＯｘが低
減される。つまり、開閉弁１０が作動されていない時に
燃料噴射時期をリタードさせると着火時期のπれにより
出力や燃費が著しく悪化するので、燃料の基本噴射時期
はあまりリタニド側に設定しておくわけにはいかない。

ところが、開閉弁１０が作動されて吸気の断熱圧縮が行
なわれると、吸気温度が＾められることにより着火性お
よび燃焼性が改善されて着火遅れが著しく小さくなるた
め、燃料噴射時期を基本噴射時期よりリタードさせても
、上記のような吸気の断熱圧縮効果で出力が維持され、
燃費も良好に保たれる。そしてこのように燃料噴射時期
をリタードさせるほど、エンジン騒音および排気中のＮ
Ｏｘが低減されることとなる。

本発明における開閉弁および開閉弁駆動装置の他の実施
例を第３図、第４図により説明する。

この実施例での開閉弁１０′としては、この開閉弁１０
′より下流の吸気通路内の負圧が所定値以上に大きくな
ったとぎに自動的に開閉する自動弁タイプのものが用い
られており、吸気通路が主吸気通路８ａど補助吸気通路
Ｂ　ｂとに分けられ、主吸気通路８ａ中に制御手段１２
により制御されるアクチュエータ２１にて駆動される吸
気絞り弁２０が設けられ、かつこの吸気絞り弁２０より
も下流側に上記補助吸気通路８ｂを開口させるとともに
、この補助吸気通路８ｂ中に上記自動弁タイプの開閉弁
１０′が設けられている。また吸気絞り弁２０を回転さ
せる手段としてダイヤフうム装置等のアクチュエータ２
１と、これを働かせるための通路２２、爽空ポンプ２３
および切替弁２４等により構成された駆動装置が設けら
れている。

そして制御手段１２により切台弁２４が制御されること
により、真空ポンプ２３から通路２２を通してアクチュ
エータ２１に負圧が導入された時、吸気絞り弁２０が開
かれるように構成されている。

また、開閉弁１０′は第４図に拡大して示すごとく、弁
室３０内に設けられて弁座３１に−Ｌ流側から当接する
弁体３２と、この弁体３２に連結軸３３を介して連結さ
れたダイヤフラム３４ど、このダイヤフラム３４により
ｉ１切られた二つの字３５．３６と、その一方の室３５
内に設置ノられた弁体３２を閉弁方向に付勢するリター
ンスプリング３７とからなる。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を目
通した連通孔３８を介して弁体３２より下流の副吸気通
路８ｂに連通し、他方の室３６は間口３９を介して副吸
気通路８ｂの一ト流側すなわち図外のザージタンクに連
通して略大気圧に保たれている。

したがって開閉弁１０′より下流の副吸気通路８ｂ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、口圧が一定値以
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のイ・１勢力に抗して弁体３２が閉弁さＩ
られるようになっている。

−Ｖ記構成において、吸気絞り弁２０により主吸気通路
６ａが絞られでいる状態で１１、吸気行程においてピス
トン２が下降し、燃焼室３に連通ずる主、副吸気通路８
ａ、Ｂｂ内の負圧がある一定値以上に大きくなると開閉
弁１０′が閉状態から開状態になり、急激に吸気が燃焼
室３に導入され断熱圧縮作用が得られる。他方、吸気絞
り弁２ｏが開かれている状態では、殆ど吸気負圧が生じ
ないので、開閉弁１０′の作動が停止され、開閉弁１０
′は閉弁状態に保たれる。

このような開閉弁および開閉弁駆動装置を用いたものに
おいても、制御手段１２にＪ：り吸気絞り弁２０の開閉
を制御することによって開閉弁１０を作動状態と作動停
止状態とに切替えるとともに、それに応じて燃料噴射時
期を上記第１実施例と同様に制御すればよい。

なお、開閉弁およびその駆動装置としではこれら実施例
のほかにも、図示していないが上記のごとき自動弁タイ
プの開閉弁を吸気通路中に回動可能に設（Ｊ、開閉弁の
作動状態では通路中に介在させ、開閉弁の作動停止状態
では通路中に介在しないようにアクチュエータにより回
動させるような構成など種々の実施態様を採用し得る。

（発明の効果） 以上のように本発明は、開閉弁が吸気行程の途中で開い
て吸気の断熱圧縮を行なう作動状態にあるとき、それに
応じて燃料噴射時期をリタードさせるように補正してい
るため、開閉弁の作動による吸気断熱圧縮効果で出力性
能および燃費を良好に保ちつつ、燃料噴射時期のリター
ドによりエンジン騒音および拮気中のＮＯｘを大幅に低
減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるディービルエンジンの
燃料供給制御装置の全体構成図、第２図は同装置におけ
る制御のフローチＶ−ト、第３図は別の実施例を示Ｊ要
部断面図、第４図は同開閉弁の拡大断面図である。 ８・・・吸気通路、１０．１０’　・・・開閉弁、１１
・・・開閉弁駆動装置、１２・・・制御手段、１６・・
・燃料噴射ポンプ。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会ネ１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 □・

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、各気筒の燃料噴射時期を決定す
   る信号を出力する制御手段を設け、かつ、この制御手段
   には上記開閉弁が作動状態にあるときに燃料噴射時期を
   リタードさせる噴射時期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。