JPS6361717A - デイ−ゼルエンジンの吸気装置 - 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】 簾栗↓勿末圃±団 本発明は、ボンピング損失を増大させることなく、漏れ
損失を減少させ、窒素酸化物の発生量を低減させたディ
ーゼルエンジンの吸気装置に関するものである。

先行技術 通常、ディーゼルエンジンにおいては、圧縮比が高いた
め、漏れ損失が非常に大きいという欠点があり、燃費向
上の妨げとなっていた。このために、スロットルバルブ
を設けて、低負荷時には、スロットルバルブを用いて吸
気を絞り、圧縮圧力を落として、漏れ損失を小さくする
方法が提案されている（特開昭５９−１２０７３８号公
報）。この方法によれば、スロットルバルブを用いて吸
気を絞ることによって生ずるポンピング損失の増大より
、漏れ損失の低減の影響が大きいため、燃費が改善され
るという利点がある。

発月勤しようとする問題点 しかしながら、かかる方法では、ポンピング損失が増大
することは避けられず、燃費改善効果は十分ではないし
、また、圧縮温度は下がらないため、窒素酸化物の発生
量を低減することはできなかった。

発明の目的 本発明は、ボンピング損失を増大させることなく、漏れ
損失を減少させ、排ガス中の有害成分の発生量を低減さ
せたディーゼルエンジンの吸気装置を提供することを目
的とするものである。

発明の構成 本発明のかかる目的は、吸気タイミングを早閉じ、また
は、遅閉じするように制御する吸気タイミング制御手段
と、運転状態を検出し、前記吸気タイミングの早閉じ量
または遅閉じ量を演算し、前記吸気タイミング制御手段
に吸気タイミング制御信号を出力する手段であって、少
なくとも低負荷になるほど該早閉じ量または遅閉し量を
大きくするような信号を出力する吸気タイミング演算手
段を設けることによって達成される。

ガソリンエンジンにおいては、スロットルバルブによる
絞り損失を低減する目的で、吸気弁を早く、または、遅
く閉じるように制御する吸気装置が知られている。しか
し、ディーゼルエンジンにおいては、スロットルバルブ
による絞り損失はないため、このように吸気弁を早く、
または、遅く閉じるように制御することは、無意味と考
えられていた。

本発明は、かかる偏見を克服したものである。

本発明において、吸気タイミングを早閉じするとは、燃
焼室への吸気の供給をより早く断つことをいい、吸気タ
イミングを遅閉しするとは、燃焼室への吸気の供給をよ
り遅くまでＶεけることをいう。いかにして、吸気タイ
ミングを早閉し、または、遅閉しするかは、とくに限定
されるものではない。

本発明の好ましい実施態様においては、吸気弁の上流に
吸気管制弁を設け、吸気弁の開弁タイミングは一定に設
定したまま、この吸気管制弁の開弁時期および期間を制
御することにより、吸気弁と吸気管制弁の開弁時期がオ
ーバーラツプした期間のみ、吸気を燃焼室に供給手段し
得るようにして、吸気タイミングが早閉じされる。

また、本発明の他の好ましい実施態様においては、互い
に開弁期間が異なるが、開弁期間のオーバーラツプした
２つの吸気弁が設けられ、第一の吸気弁の閉弁後にも第
二の吸気弁を開弁させておくことにより、吸気タイミン
グが遅閉じされる。

さらに、吸気タイミングの遅閉じ制御に用いる第二の吸
気弁の上流に吸気管制弁を設け、第二の吸気弁と吸気管
制弁の開弁期間のオーバーランプ期間を制御すれば、簡
易に吸気タイミングの遅閉じ時期を制御することが可能
となり、好ましい。

なお、暖機運転時においては、圧縮比を大きく保つ必要
があるので、本発明に係るディーゼルエンジンの吸気装
置は、暖機運転終了後に作動させることが必要である。

実施例 以下、添付図面に基づき、本発明の一実施例について、
詳細に説明を加える。

第１図は、本発明の一実施例に係る囲気筒ディーゼルエ
ンジンの吸気装置の構成を示す路上面図である。

第１図において、１は、それぞれ、燃焼室を示し、各燃
焼室１には、それぞれ、図示しない吸気弁により開閉さ
れる吸気ポート２が設けられている。３は、各吸気ボー
ト２に連なる各吸気通路４に設けられたロータリーパル
プよりなる吸気管制弁であり、進角手段５によって開弁
時期および期間が制御されている。ロータリーバルブ３
は、第２図に示されるように、クランクシャフト６と同
期して回転せしめられている。７は、アクセル開度θ３
、エンジン回転数Ｎおよびエンジン冷却水温度Ｔｗを検
出し、早閉じ量を演算し、前記進角手段５に吸気タイミ
ング信号を出力する吸気タイミング演算手段である。ま
た８はサージタンクである。

このように構成された本実施例のディーゼルエンジンの
吸気装置においては、第３図に示されるフローチャート
にしたがって、次のように吸気タイミングが制御される
。

まず、吸気タイミング演算手段７が、アクセル開度θ８
、エンジン回転数Ｎおよびエンジン冷却水温度Ｔｗを検
出する。その結果、エンジン冷却水温度Ｔｗが、暖機運
転終了を示すエンジン冷却水温度Ｔｕ。より大きいとき
には、早閉じ量を演算して、吸気タイミング信号を進角
手段５に出力する。他方、エンジン冷却水温度Ｔｗが所
定のエンジン冷却水温度Ｔｕ。未満のときは、早閉じ量
の演算は行わず、エンジン冷却水温度ＴｗがＴｗｏ以上
になるまで制御を開始しない。吸気タイミング信号を受
けた進角手段５は、ロータリーバルブ３の開弁時期およ
び期間を吸気タイミング信号にしたがって制御する。第
４図の曲線Ａで示されるように、図示しない吸気弁の開
弁時期および期間は、一定に設定されており、曲線Ｂで
示されるロータリーバルブ３の開弁時期および期間がと
吸気弁の開弁時期および期間とオーバーラツプした期間
のみ、吸気が各燃焼室１へ供給されるように構成されて
いる。したがって、ロータリーバルブ３を早く閉しれば
、吸気の燃焼室１への供給は、早く断たれることになり
、吸気タイミングの早閉じ量は大きいが、他方、ロータ
リーバルブ３の閉弁時期を遅らせれば、吸気の燃焼室１
への供給はより長＜続りことになり、吸気タイミングの
早閉じ量は小さくなる。

早閉じ量、すなわち、ロータリーバルブ３と吸気弁の開
弁期間のオーバーランプ量θ。は、アクセル開度θａ、
すなわち、エンジン負荷、およびエンジン回転数Ｎに基
づいて制御される。すなわち、予め、アクセル開度θａ
およびエンジン回転数Ｎに対して制御すべきオーバーラ
ツプ量θＣの値を、実験的に求め、第５図に示されるマ
ツプなどの形で、吸気タイミング演算手段７に記憶させ
ておき、アクセル開度θａおよびエンジン回転数Ｎの検
出値にしたがって、制御すべきオーバーラツプ量θＣを
求めて、進角手段５に出力するように構成されている。

ここに、制御すべきオーバーランプ量θＣとアクセル開
度θａおよびエンジン回転数Ｎとの関係は、次のように
して求められる。

（１）　　エンジン負荷とエンジン回転数により、漏れ
損失や必要な出力を考慮して、必要な吸気量の範囲、す
なわち、圧縮比の範囲を求める。

（２）圧縮比と圧縮温度との関係および圧縮温度とオー
バーランプ量θＣとの関係を求める。

（３）　　さらに、圧縮温度と排ガス中の有害成分であ
る窒素酸化物、炭化水素およびスモークの発生量との関
係を求める。

圧縮温度が高いと、窒素酸化物の発生量は多く、他方、
炭化水素およびスモークの発生量は少なくなる。これに
対し、圧縮温度が低いと、窒素酸化物の発生量は少なく
、他方、炭化水素およびスモークの発生量は多くなる。

（４）シたがって、あるエンジン負荷およびエンジン回
転数の下において、必要とされる圧縮比、すなわち、圧
縮温度の範囲内で、これら排ガス中の有害成分が全体と
して、少なくなるような好ましい圧縮温度が決定され、
好ましいオーバーラツプ量θＣとエンジン負荷およびエ
ンジン回転数との関係が得られる。

第５図は、このようにして得られたものであって、第５
図より、アクセル開度θａ、すなわち、エンジン負荷が
小さいほど、また、エンジン回転数Ｎが小さいほど、オ
ーバーラツプ量θＣが大きくなるように制御する必要の
あることがわかる。

このように、本実施例では、予め、実験的に求めたアク
セル開度θａおよびエンジン回転数Ｎと制御すべきオー
バーラツプ量θＣの関係を、吸気タイミング演算手段７
に記憶させておき、アクセル開度θａおよびエンジン回
転ＩＮの検出値に基づき、ロータリーバルブ３の開弁時
期および期間を制御しているので、ボンピング損失を増
大させることなく、漏れ損失および排ガス中の有害成分
の発生量を所望のように低減させることが可能となる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことは言うまでもない。

たとえば、前記実施例においては、吸気タイミングを早
閉じする例を示しているが、遅閉しによって、漏れ損失
、ボンピング損失および排ガス中の有害成分の発生量の
低減を図ってもよいことは固よりであり、かかる場合に
は、吸気タイミングが互いに異なる２つの吸気弁を設け
るなど方法が使用し得ることは前述のとおりである。

また、前記実施例においては、制御すべきオーバーラン
プ量θＣは、アクセル開度θａおよびエンジン回転数Ｎ
に基づいて決定しているが、さらに、吸気温度によって
補正を加えてもよい。

発明の効果 本発明によれば、ボンピング損失を増大させることなく
、漏れ損失を著しく低減することが可能となり、燃費を
著しく改善することができるとともに、排ガス中の有害
成分の発生量を大幅に低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る四気筒ディーゼルエ
ンジンの吸気装置の構成を示ず略」二面図である。第２
図は、第１図の実施例におけるロータリーバルブの駆動
方法をしめす図面である。第３図は、第１図の実施例の
制御のフローチャートである。第４図は、第１図の実施
例におけるロータリーバルブと吸気弁の吸気タイミング
を示すグラフである。第５図は、制御すべきオーバーラ
ツプ量θＣとアクセル開度θａおよびエンジン回転数Ｎ
との関係を示すグラフである。 １・・・燃焼室、　２・・・吸気ボー１〜．３・・・ロ
ータリーバルブ、 ４・・・吸気通路、　５・・・進角手段、６・・・クラ
ンクシャフト、 ７・・・吸気タイミング演算手段、 ８・・・ザージタンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気タイミングを早閉じ、または、遅閉じするように制
   御する吸気タイミング制御手段と、運転状態を検出し、
   前記吸気タイミングの早閉じ量または遅閉じ量を演算し
   、前記吸気タイミング制御手段に吸気タイミング制御信
   号を出力する手段であって、少なくとも低負荷になるほ
   ど該早閉じ量または遅閉じ量を大きくするような信号を
   出力する吸気タイミング演算手段を設けたことを特徴と
   するディーゼルエンジンの吸気装置。