JPS63215878A - スパ−クアシストデイ−ゼルエンジン - 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、点火プラグによるマルチスパーク放電により
燃料の着火を助けるスパークアシストディーゼルエンジ
ンに関する。

（従来の技術） 一般にディーゼルエンジンは、燃焼室内の空気を圧縮し
て温度を高めると共に、この高温高圧の空気内に燃料噴
射ノズルから燃料を噴射することによって該燃料を自己
着火させるようにしたものであるが、燃料としてアルコ
ールを用いる場合のように圧縮点火が困難な場合は、例
えば特開昭５９−１５０９２３号公報に示されているよ
うに、燃焼室に着火を助けるための点火プラグが備えら
れる。

この点火プラグは、ガソリンエンジンにおける点火プラ
グとは異なり、燃料噴射ノズルからの燃料噴射時期に対
応する所定期間の問、スパーク放電を連続的もしくは断
続的に行って上記ノズルから噴射される燃料を着火させ
る所謂マルチスパーク式の点火プラグである。そして、
該点火プラグは、燃料噴射ノズルからの燃料噴射時期が
エンジンの運転状態等に応じて変化しても、燃料噴射時
には常に放電が行われているように比較的早い時期から
放電が開始され、また燃料噴射開始から着火までの時間
のばらつきを考慮して比較的遅い時期まで放電が行われ
るように制御されるのが通例である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記のように点火プラグを比較的早い時期から
比較的遅い時期まで放電させると、その放電期間が長く
なって電力消費量が著しく増大すると共に、放電過多に
よりｘｉが早期に摩滅し、また該電極のオーバーし−ト
により正規の着火時期以外に燃料が着火する所謂ブリイ
グニッションを招く等の問題が発生するのである。

本発明は、マルチスパーク点火プラグを備えたスパーク
アシストディーゼルエンジンにおける上記のような問題
に対処するもので、点火プラグの放電期間を必要最小限
の期間として、電力消費量の低減を図ると共に、放電過
多による該点火プラグの電極の早期摩滅やオーバーヒー
トによるブリイグニツヨン等の弊害を防止することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、本発明に係るスパークアシスト
ディーゼルエンジンは、次のように構成したことを特徴
とする。

即ち、燃焼室に燃料噴射ノズルとマルチスパーク点火プ
ラグとが備えられた構成において、上記ノズルからの燃
料の噴射開始時期を検出する噴射開始時期検出手段と、
燃料の着火を検出する着火検出手段と、これらの検出手
段からの出力信号を受けて、燃料の噴射開始から着火ま
での間、上記点火プラグをマルチスパーク放電させる放
電制御手段とを備える。

尚、上記噴射開始時期検出手段としては、燃料ポンプに
吐出時期を指示するクランク角センサを用いることがで
きるが、これ以外に該ポンプから燃料噴射ノズルに至る
高圧管内の圧力上昇を検出する圧力センサや、上記ノズ
ル内のニードル弁のリフトを検出するリフトセンサ等を
用いることもでき、また着火検出手段としては、着火時
の発光を検出する光センサや、燃料の着火ないし燃焼開
始時に発生するイオンを検出するイオンセンサ等を用い
ることができる。

（作　　　用） 上記の構成によれば、点火プラグは、噴射開始時期検出
手段により燃料の噴射開始が検出された時からマルチス
パーク放電を開始するので、燃料が噴射される前の無駄
な放電が回避され、また着火検出手段が燃料の着火を検
出した時点で放電を終了するので、着火後の無駄な放電
も回避されることになる。つまり、放電期間が、ニシジ
ンの運転状態等に応じた燃料噴射時期の変化や、燃料噴
射から若木までに要する時間のばらつき等に拘らず、常
に必要最小限の期間に制御されることになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように本実施例に係るスパークアシストデ
ィーゼルエンジン１は、シリンダブロック２に形成され
たシリンダ面２ａと、該シリンダ面２ａ内に嵌挿された
ピストン３の上面と、シリンダブロック２の上方に取り
付けられたシリンダヘッド４の下面とで形成される燃焼
室５を有すると共に、上記ピストン３の上面には、燃料
の噴射、着火ないし初期の燃焼が行われるキャビティ３
ａが形成されている。また、シリンダヘッド４には燃焼
室５に通じる吸、排気ボート６．６（一方のみ図示）が
形成されていると共に、これらのボート６．６には、カ
ム軸（図示せず）の回転によりブツシュロッド７及びロ
ッカアーム８を介して且つバルブスプリング９をに抗し
て所定のタイミングで開動される吸、排気弁１０，１０
（一方の・み図示）が夫々側えられ、これらの弁１ｏ、
１０の開閉と上記ピストン３の上下動とにより、吸気、
圧縮、膨張、排気の各行程でなる燃焼サイクルが行われ
るようになっている。

そして、上記シリンダヘッド４には、燃焼室５に燃料を
噴射供給する燃料噴射ノズル１１と、マルチスパーク点
火プラグ１２と、着火センサ１３とが、いずれも先端部
が燃焼室５内を臨むように配設されていると共に、上記
燃料噴射ノズル１１に高圧管１４を介して燃料を間欠的
に圧送する燃料ポンプ１５が備えられている。ここで、
上記着火センサ１３は先端の着火検出部１３ａが点火プ
ラグ１２の先端部、即ち燃料が着火される箇所の近傍に
位置するように配置されて、着火を確実に検出し得るよ
うにされているが、キャビティ３ａ内に吸気のスワール
が形成される場合には、点火プラグ１２の先端部のスワ
ール方向に対して下流側の近傍位置に着火検出部１３ａ
が位置するように配置するのが望ましい。

以上の構成に加えて、このエンジン１には、クランク軸
（図示せず）の回転角を検出するクランク角センサ１６
からのクランク角信号ａと、上記着火センサ１３から着
火検出時に出力される着火信号すとを入力するコントロ
ーラ１７とが備えられている。そして、該コントローラ
１７は、上記クランク角信号ａが示すクランク角、即ち
各燃焼サイクル中における時期が圧縮行程から膨張行程
に移行する際の所定の時期となった時に、燃料ポンプ１
５に対して燃料を吐出するように、換言すれば燃料噴射
ノズル１１から燃料を噴射させるように燃料噴射信号Ｃ
を出力し、また該信号Ｃの出力時期と上記着火信号すの
入力時期とに基づいて、点火プラグ１２に対してマルチ
スパーク放電を行わせる放電信号ｄを出力するようにな
っている。

次に、この実施例の作用をコントローラ１７の放電制御
動作を示す第２図のフローチャートを参照しながら説明
する。

先ず、コントローラ１７は、フローチャートのステップ
ｓ、、Ｓ２でクランク角センサ１６からのクランク角信
号ａを読み込むと共に、該信号ａが示す燃焼サイクル中
の時期がエンジン運転状態に応じた所定の燃料噴射開始
時期となったか否か、具体的には第３図（ａ）に示すよ
うに圧縮上死点（ＴＤＣ）の所定クランク角手前の時期
となったか否かを判別する。そして、クランク角信号ａ
がこの噴射開始時期となったことを示した時に、燃料ポ
ンプ１５に燃料噴射信号Ｃを出力する。これにより、該
ポンプ１５から高圧管１４を介して燃料噴射ノズル１１
に燃料が圧送されると共に、第３図（ｂ）に示すように
上記時期から所定期間の間、燃料噴射ノズル１１から燃
焼室５に燃料が噴射されることになる。

また、コントローラ１７は、燃料の噴射開始時期となっ
た時に、上記燃料噴射信号Ｃを出力すると同時に、フロ
ーチャートのステップＳ３で点火プラグ１２に対して放
電信号ｄを出力することにより、該プラグ１２によるマ
ルチスパーク放電を開始させる。このマルチスパーク放
電はスパーク放電を連続的或いは断続的に行わせるもの
であって、これにより上記ノズル１１から噴射された燃
料が着火されると共に、これが着火センサ１３により検
出されるのであるが、該センサ１３により着火が検出さ
れるまでは、コントローラ１７はフローチャートのステ
ップＳ３ないしステップＳ４、Ｓ５を繰り返し実行し、
点火プラグ１２によるマルチスパーク放電を継続させる
。そして、第３図（Ｃ）、（ｄ）に示すように、着火セ
ンサ１３から燃料が着火したことを示す着火信号すが入
力された時に、コントローラ１７はステップＳ４からス
テップＳ６を実行して点火プラグ１２への放電信号ｄの
出力を停止し、これに伴って該プラグ１２によるマルチ
スパーク放電が終了する。このようにして燃料が確実に
着火し、燃焼が開始されるのであるが、その場合に、上
記マルチスパーク放電は、第３図（ｄ）に示すように燃
料噴射開始時期から着火するまでの期間、即ち燃料を着
火させるのに必要最小限の期間Ｔとされるので、従来の
ように噴射開始時期の変動及び着火までの時間のばらつ
き等を見込んで、放電を比較的早期に開始し且つ比較的
遅くまで行う場合（第３図（ｄ）の期間Ｔ’　）に比較
して、放電期間が著しく短縮されることになる。

尚、この実施例では、マルチスパーク放電を開始してか
ら所定時間（第３図（ｄ）の期間Ｔｏ）が経過する萌に
着火しなかった場合、コントローラ１７はフローチャー
トのステップＳ　４　＋　９５からステップＳ６を実行
し、所定期間Ｔ。の経過時に放電を停止させるようにな
っているやこれは、放電を徒らに継続することによる消
費電力の増大や点火プラグ１２の電極の早期摩滅を防止
するためである。

また、この実施例では、クランク角センナ１６の出力信
号ａに基づいて燃料噴射開始時期を検出するようにした
が、該時期をより正確に検出するためには、高圧管１４
内の圧力変化を検出する圧力センナにより燃料ポンプ１
５から燃料噴射ノズル１１に燃料が吐出された時期を検
出するようにしてもよく、また燃料噴射開始時期を一層
精度良く検出するためには、第４図に示すようなリフＩ
・センサ１６′を用いてもよい、このリフトセンサ１６
′は、燃料噴射ノズル１１内におけるニードル弁１１ａ
がスプリングｌｌｂに抗して上動したことを検出するも
ので、これによれば、該ノズル１１から燃料が実際に噴
射された時期が検出されることになる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、例えばアルコールを燃料とする
ディーゼルエンジンのように、燃料の着火を助けるマル
チスパーク点火プラグが備えられたスパークアシストデ
ィーゼルエンジンにおいて、上記点火プラグによるマル
チスパーク放電期間を、各燃焼サイクルにおける燃料噴
射開始時から燃料が着火するまでの期間に制御するよう
にしたから、燃料噴射開始時期がエンジンの運転状態等
に応じて変化し、また燃料噴射開始から着火までに要す
る時間がばらついても、該放電期間が常に必要最小限の
期間とされることになる。これにより、従来に比較して
スパーク放電期間が著しく短縮され、電力消費量が大幅
に低減されると共に、放電過多による点火プラクの電極
の早期摩滅や、該電極のオーバーヒートによるブリイグ
ニッション等の不具合が防止されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すスパークアシストディー
ゼルエンジンの要部断面図、第２図は該実施例における
コントローラの作動を示すフローチャート図、第３図は
該実施例の作用を示すタイムチャート図である。また、
第４図は噴射開始時期検出手段の一例としてのリフトセ
ンサを備えた燃料噴射ノズルの要部断面図である。 １・・・エンジン、５・・・燃焼室、１１・・・燃料噴
射ノズル、１２・・・点火プラグ、１３・・・着火検出
手段（着火センサ）、１６．１６’・・・噴射開始時期
検出手段（クランク角センサ、リフトセンサ）、１７・
・・放電制御手段（コントローラ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料噴射ノズルからの燃料噴射時期に対応させて
   マルチスパーク放電を行う点火プラグを備えたスパーク
   アシストディーゼルエンジンであって、上記燃料噴射ノ
   ズルからの燃料の噴射開始時期を検出する噴射開始時期
   検出手段と、燃焼室内における燃料の着火を検出する着
   火検出手段と、これらの検出手段からの出力信号を受け
   て、燃料の噴射開始から着火までの間、上記点火プラグ
   をマルチスパーク放電させる放電制御手段とが備えられ
   ていることを特徴とするスパークアシストディーゼルエ
   ンジン。