JPH01313649A - ディーゼル機関の吸気制御装置 - 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】 え匪辺旦旬 ［産業上の利用分野コ 本発明は、自動車等の車両に用いられるディーゼル機関
の減速時に吸気絞り弁により吸気を紋るディーゼル機関
の吸気制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、減速時に、燃料消費量を節約するため燃料供
給を停止したり、吸気管内に設けた吸気絞り弁により吸
気量を絞って、吸気騒音を低減することが行われている
。この吸気量を紋ることによる弊害、例えば、ディーゼ
ル機関において、アイドル運転時に吸気絞りが行われて
、吸気圧力が低下し、燃料の不完全燃焼により白煙が発
生し易くなるのを、吸気絞り弁の下流側の吸気圧力を検
出し、吸気圧力が所定値以下のときには排ガス再循環流
量の増量を行うものが提案されている（特開昭５９−１
２０７７１）。また、ガソリン機関において、再加速時
の、燃料供給を再開した場合に生じる急激なトルク変化
を抑制するために、供給燃料量を徐々に増加させて急激
なトルク変化を抑制し、徐々に増加させる際に混合気が
希薄となり排気ガスの状態が悪化するのを防止するため
に、燃料供給再開時に、若しくは燃料供給再開時以前よ
り、排気ガスの還流を行い、その後、排気ガスの還流量
を減少させるものも提案されている（特開昭５８−１１
７３４６）。このような、燃料供給再開時の排気ガスの
還流を、ディーゼル機関において実施すると、黒煙の発
生の原因となり、ディーゼル機関においてはそのまま実
施されてはいないのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］ こうした従来の装置では、アイドル時の白煙発生や、燃
料供給再開時の排気ガスの状態の悪化を防止することが
できる。しかしながら、減速時に吸気絞り弁により吸気
を紋っているために、吸気絞り弁の両側の圧力に大きな
差が生じ、特に過給機を装備したものではその差圧が更
に大きくなり、圧力差に応じた作用力が吸気絞り弁に作
用して、再加速時において吸気絞り弁を開く際に、大き
な駆動トルクを必要としていた。例えば、吸気絞り弁は
、燃焼の障害とならないように、アクセル開度が小さい
ときには、第８図に実線で示すように、大きく開くよう
に設定されている。更に、吸気絞り弁の両側の圧力差が
大きくなると、第８図に破線で示すように、アクセル開
度が小さいときに大きな駆動トルクを必要とする。その
ため、再加速時に、アクセルペダルと吸気絞り弁とが、
ワイヤやリンク等を介して機械的に接続されている場合
には、アクセルペダルの踏力が増大するという問題があ
った。また、アクセルペダル開度を検出して、この開度
に応じてモータ及びスプリング等により吸気絞り弁を駆
動している場合には、モータ及びスプリング等の駆動ト
ルクが増大し、装置が大型化するという問題があった。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
減速時には吸気絞り弁により吸気を紋り、再加速時には
吸気絞り弁の駆動トルクを減少させるディーゼル機関の
吸気制御装置を提供することにある。

発月ＬＩＬ成 ［ｉ！題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題・を解決するた
めの手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示
する如く、 ディーゼル機関の吸気管Ｍｌ内に吸気絞り弁Ｍ２を配設
し、減速時に燃料噴射を停止すると共に該吸気絞り弁Ｍ
２により吸気を絞るディーゼル機関の吸気制御装置にお
いて、 前記吸気絞り弁Ｍ２より下流側の吸気管Ｍｌ内に開口す
る吸入流路Ｍ３を開閉する制御弁Ｍ４と、機関の運転状
態に基づいて前記燃料噴射を停止した状態であることを
検出する噴射停止検出手段Ｍ５と、 該噴射停止検出手段Ｍ５により燃料噴射を停止したこと
が検出されたときに、前記制御弁Ｍ４を開弁する開弁制
御手段Ｍ６と、 該開弁中に前記噴射停止検出手段Ｍ５により燃料噴射が
再開されたことが検出されたときには前記制御弁Ｍ４を
閉弁する閉弁制御手段Ｍ７と、を備えたことを特徴とす
るディーゼル機関の吸気制御装置の構成がそれである。

［作用コ 前記構成を有するディーゼル機関の吸気制御装置は、燃
料停止検出手段Ｍ５が、燃料噴射を停止した状態である
ことを検出し、開弁制御手段Ｍ６が、噴射停止検出手段
Ｍ５により燃料噴射を停止していることが検出されたと
きに、制御弁Ｍ４を開弁して、吸入流路Ｍ３を介して吸
気管Ｍｌ内に吸入させて、吸気絞り弁Ｍ２の両側の圧力
差を小さくし、再加速時の吸気絞り弁Ｍ２の駆動トルク
を減少させ、閉弁制御手段Ｍ７が、この開弁中に噴射停
止検出手段Ｍ５により燃料噴射が再開されたことが検出
された再加速時には、制御弁Ｍ４を閉弁する。

［実施例コ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例であるディーゼル機閏の吸気
制御装置の概略構成図である。このディーゼル機関１の
シリンダボア２内には、ピストン３が摺動可能に挿入さ
れており、ピストン３の上部とシリンダボア２とに囲ま
れて燃焼室４が形成されている。この燃焼室４には、噴
孔５を介して渦流室６が連通されており、渦流室６には
、燃料噴射ノズル７によりディーゼル機関用の燃料が噴
射供給されるよう構成されている。ディーゼル機関１は
、吸気絞り装置８、吸気管９を介して、図示しない吸気
ポペットにより開閉される吸気ボートより燃焼室４内に
空気を吸入し、燃焼室４から排気ポペット１０により開
閉される排気ボート１２を介して、排気管１１へ排気ガ
スを排出する。

吸気絞り装置８は、吸気管９内の主吸気流路１３を開閉
する主吸気絞り弁１４と、主吸気流路１３をバイパスし
て設けられた副吸気流路１５を開閉する副吸気絞り弁１
６とを有している。主吸気絞り弁１３は、アクセルペダ
ル１７とワイヤやリンク等を介して機械的に接続されて
おり、アクセルペダル１７の踏込が解除されているとき
には、図示の如く主吸気流路１３を全閉する位置にあり
、アクセルペダル１７の踏込量に応じて、第８図に実線
で示すように、踏込始めたときには、主吸気絞り弁１４
が大きく開く特性を有するように構成されている。踏込
始めたときに、主吸気絞り弁１４が大きく開く特性とす
ることによって、吸気量の不足による黒煙の発生を抑制
する。

一方、副吸気絞り弁１６はダブルダイヤフラム装置１日
に駆動連結されており、両ダイヤプラム室１９．２０の
何れにも大気圧が導入されているときには、図示の如く
副吸気絞り弁１６が全開位置にあり、一方のダイヤプラ
ム室１９に大気圧が導入されて他方のダイヤフラム室２
０に負圧が導入されているときには、半開位置にあり、
両ダイヤフラム室１９．２０の何れにも負圧が導入され
ているときには全閉位置にあるよう構成されている。

この両ダイヤフラム室１９．２０には、各々負圧制御弁
２１．２２より負圧と大気圧とが選択的に導入されるよ
うになっている。負圧制御弁２１゜２２は、共に電磁式
の切換制御弁であり、通電して励磁したときには、負圧
タンク２３とダイヤフラム室１９．２０とを連通して、
負圧を供給する。

非通電時には、ダイヤプラム室１９．２０を大気に開放
して、大気圧とする。

一方、排気管１１内に開口した排気ガス取入ボート３１
が、及び主吸気絞り弁１４の下流側の吸気管９内に開口
した排気ガス吸入ボート３２が各々設けられている。排
気ガス取入ボート３１は導管３３、排気ガス再循環制御
弁３４、導管３５を介して排気ガス吸入ボート３２に接
続されている。

この導管３３．３５によって吸入流路Ｍ３が形成されて
いる。

前記排気ガス再循環制御弁３４は弁座３６に着座・離間
する弁体３７を有し、弁体３７は弁ロッド３８によりダ
イヤフラム装置３９に連結されている。ダイヤフラム４
０の一方の側に形成されたダイヤフラム室４１に負圧が
導入されていないときにはコイルスプリング４２の付勢
力によって押し下げられて・弁体３７が弁座３６に着座
して閉弁する構成となっている。また、ダイヤフラム室
４１に負圧が導入されているときには、コイルスプリン
グ４２の付勢力に抗して導入された負圧の大きさに応じ
て弁体３７を引き上げ、弁座３６から弁体３７を離間し
て、負圧の大きさに応じて開弁するよう構成されている
。

一方、ダイヤフラム室４１には負圧制御弁４３により大
気と負圧タンク２３とが選択的に連通されるようになさ
れている。負圧制御弁４３は電磁式の切換制御弁であり
、通電して励磁したときには、負圧タンク２３とダイヤ
プラム室４１とが連通されて、負圧が導入される。また
、非通電時には、ダイヤフラム室４１と大気とを連通し
て、大気圧を導入する。この際、所定周波数のパルス信
号を人力することにより、負圧タンク２３とダイヤフラ
ム室４１との連通・遮断を繰り返して行ない、そのパル
ス信号のデユーティ比の増大によって所定の負圧をダイ
ヤフラム室４１に供給するようになされている。尚、排
気ガス再循環制御弁３４と負圧制御弁４３とによって制
御弁Ｍ４が形成されているが、このような負圧の導入に
より開閉するものに限らず、ソレノイドにより直接弁体
３７を駆動する構成の制御弁であっても実施可能である
。

また、ディーゼル機関１の運転状態を検出するものとし
て、ディーゼル機関１の回転数ＮＥを検出する回転数セ
ンサ４６と、アクセルペダル１７の踏込量に応じたアク
セル開度θを検出するアクセル開度センサ４７とを備え
ている。

この回転数センサ４６とアクセル開度センサ４７及び前
記負圧制御弁２１，２２．４３は、電子制御回路５０に
接続されている。この電子制御回路５０は、周知のＣＰ
Ｕ５１、制御用のプログラムやデータを予め格納するＲ
ＯＭ５２、読み書き可能なＲＡＭ５３に、入出力回路５
４がコモンバス６４を介して相互に接続されて構成され
ている。

ＣＰＵ５１は、回転数センサ４６、アクセル開度センサ
４７からの信号を入出力回路５４を介して人力し、これ
らの信号、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３内のプログラムやデ
ータ等に基づいてＣＰＵ５１は、入出力回路５４を介し
て負圧制御弁２１，２２．４３に駆動信号を出力する。

次に、前述した電子制御回路５０において行われる処理
について、第３図、第４図のフローチャートによって説
明する。

本ディーゼル機関の吸気制御装置は、図示しないキース
イッチが投入されると、第３図に示す燃料噴射制御ルー
チンを他の制御ルーチンと共に実行する。まず、車両走
行中に、回転数センサ４６により検出される運転状態と
しての回転数ＮＥに比例した信号が、入出力回路５４を
介して読み込まれる（ステップ１００）。次に、この検
出された回転数ＮＥが所定回転数ａ以上、例えはアイド
ル回転数より大きい１１０００ｒｐ以上であるか否かが
判定される（ステップ１１０）。回転数ＮＥが所定回転
数ａ以上であると判定されると、アクセル開度センサ４
７により検出される運転状態としてのアクセル開度θに
比例した信号が、入出力回路５４を介して読み込まれる
（ステップ１２０）。

続いて、このアクセル開度θが零であるか否かが判定さ
れる（ステップ１３０）。アクセル開度θが零でないと
、即ち、アクセルペダル１７が踏み込まれていると、減
速判定フラグＦを零にリセットする（ステップ１４０）
。次に、燃料噴射制御を実行する（ステップ１５０）。

燃料噴射制御では、回転数ＮＥ、アクセル開度θに基づ
いて定められる燃料噴射量ｑが、燃料噴射弁７から噴射
されるように制御される。また、同時に、回転数ＮＥ、
アクセル開度θ（燃料噴１ｔｉ量ｑ）に基づいて、第５
図に示す排気ガス再循環率のマツプから、排気ガス再循
環率が算出される。この排気ガス再循環率によって、負
圧制御弁４３の駆動デユーティ比が算出されて、算出さ
れた排気ガス再循環率となるように、負圧制御弁４３を
介して排気ガス再循環制御弁３４が駆動され、排気ガス
の再循環が行われる。このように、アクセルペダル１７
が踏み込まれて、通常の定速運転や加速運転が行われて
いるときには、燃料噴射弁７から燃料が噴射されると共
に、第５図のグラフにしたがった排気ガスの再循環が行
われる。

一方、ステップ１１０の処理の実行により、回転数ＮＥ
が所定仰ａを下回っているときにも、減速判定フラグＦ
を零にリセットし、燃料噴射制御を実行する。即ち、回
転数ＮＥが所定値ａを下回っており、アクセル開度θが
零であるアイドル運転時には、アイドル時の燃料噴射量
ｑが燃料噴射弁７から噴射されると共に、アイドル時の
排気ガス再循環率が算出されて、排気ガスの再循環が行
われる。第５図に示すように、アクセル開度θが０であ
る破線上の回転数ＮＥに応じた排気ガス再循環率で、排
気ガスの再循環が行われる。また、アイドル時の暖機運
転中には、負圧制御弁２１゜２２に通電されて、副吸気
紋り弁１６が全開位置にされる。更に、暖機完了後には
、ダイヤフラム室１９に大気が導入されて、副吸気紋り
弁１６は半開位置にされる。

前述したアクセルペダル１７が踏まれているときには、
若しくはアイドル時などには、減速判定フラグＦが零に
リセットされて、燃料噴射弁７から燃料を噴射する燃料
噴射制御が実行される。燃料噴射制御が実行されて、回
転数ＮＥが所定値ａ以上で運転されているときに（ステ
ップ１１０）、アクセルペダル１７が開放されて、アク
セル開度θが零となったと判定されたときには（ステッ
プ１３０）、減速判定フラグＦが１にセットされる。

次に、燃料噴射制御を停止して、燃料噴射弁１７からの
燃料の噴射を停止する（ステップ１７０）。

即ち、所定値ａ以上の回転数ＮＥで運転されているとき
に、アクセル開度θが零となったときには、減速状態に
あるとして、燃料の噴射を停止して、燃料消費量の向上
を図る。

また、前記燃料噴射制御ルーチンの実行と共に、第４図
に示す吸気制御ルーチンが割り込み処理される。この吸
気制御ルーチンでは、まず、図示しないキースイッチの
位置や、回転数センサにより検出される回転数ＮＥ等の
運転状態が読み込まれる（ステップ２００）。次に、こ
の運転状態から始動時ではない運転中であるか否かが判
定される（ステップ２１０）。キースイッチがオンの位
置にあり、回転数ＮＥが所定回転数以上であると、始動
時ではない運転中であると判定して、前記減速判定フラ
グＦが１であるか否か、即ち燃料噴射を停止しているか
否かを判定する（ステップ２２０）。減速判定フラグＦ
が１である、即ち、前記燃料噴射制御ルーチンの処理の
実行により、燃料の噴射が停止されていることが検出さ
れたときには、負圧制御弁４３を駆動して、例えば、デ
ユーティ比１００％で駆動して、排気ガス再循環制御弁
３４を全開とする（ステップ２３０）。よって、燃料噴
射を停止したことが検出されたときには、排気ガスが、
排気管１１、導管３３、排気ガス再循環制御弁３４、導
管３５を介して、吸気管３２に供給される。この供給さ
れた排気ガスは、吸気管３２から再び燃焼室４内に吸入
される。従って、吸気絞り弁１４の下流側の吸気管３２
内の圧力が大きな負圧となることがなく、吸気制御弁１
４の両側の圧力差は、大きくない。よって、この圧力差
による吸気絞り弁１４への作用力は小さく、吸気絞り弁
１４はいつでも小さな駆動トルクで開弁できる状態にお
かれている。また、減速時に燃料室４への吸気が絶たれ
ると圧縮圧力が下がって燃焼室４壁面を冷却してしまう
ことになり、再加速時の燃焼が悪くなるが、このような
ことも防止できる。

一方、前記処理を繰り返し実行して、排気ガス債循環制
御弁３４の開弁中に、アクセルペダル１７が踏み込まれ
て再加速が行われると、以下の処理を実行する。即ち、
燃料噴射制御ルーチンの処理の実行により、ステップ１
３０の処理の実行で、アクセル開度θが零ではないと判
定されて、減速判定フラグＦがリセットされて（ステッ
プ１４０）、前述した燃料噴射制御が実行される（ステ
ップ１５０）。また、割り込み実行される吸気制御ルー
チンのステップ２２０の処理の実行により、減速判定フ
ラグＦが１ではないと判定されて、排気ガス再循環制御
弁３４の全開を停止する（ステップ２４０）。即ち、負
圧制御弁４３を大気側に切り替えて、排気ガス再循環制
御弁３４を閉じる。

この時、第６図に実線で示すように、排気ガス再循環制
御弁３４を一旦全閉状態としてから、前記燃料噴射制御
ルーチンの燃料噴射制御処理の実行により、負圧制御弁
４３を駆動して、その時の回転数ＮＥ、アクセル開度θ
に応じて算出した排気ガス再循環率に応じて、排気ガス
再循環制ｉｌ弁３４を開くこととしてもよい。または、
第６図に磁線で示すように、排気ガス再循環制御弁３４
を全開状態とすることなく、前記燃料噴射制御ルーチン
の処理の実行により、負圧制御弁４３を所定デユーティ
比により駆動して、算出した排気ガス再循環率に応じて
、排気ガス再循環制御弁３４を開くこととしてもよい。

一方、排気ガス再循環制御弁３４の開弁中に、アクセル
ペダル１７が踏み込まれることなく、そのまま減速が行
われると、以下の処理が行われる。

第７図に示すように、減速が行われて、回転数ＮＥが所
定回転数ａを下回ったと判定されると（ステップ１１０
）、減速判定フラグＦが零にリセットされて（ステップ
１４０）、燃料噴射制御が実行される（ステ・ンプ１５
０）。この減速判定フラグＦが零にリセットされたとき
に（ステップ２２０）、ステップ２４０の処理の実行に
より、排気ガス再循環制御弁３４は一旦全閉とされた後
、前記燃料噴射制御の実行により、アイドル時の排気ガ
ス再循環率によって、排気ガス再循環制御弁３４が開か
れる。

このように、本実施例では、排気ガス再循環制御弁３４
によって、燃料噴射が行われていない減速判定フラグＦ
が１にセットされているときに、吸気管９内に排気ガス
を吸入するようにしているが、排気ガスを吸入する場合
に限らず、吸気管９内にエアフィルタを通過した大気を
制御弁により吸入することができるように構成しても実
施可能である。また、本実施例では、アクセルペダル１
７の踏込による吸気絞り弁１４の開閉を、ワイヤやリン
クを介して機械的に行っているが、アクセルペダル１７
の踏込量を検出して、この踏込量に応じて吸気絞り弁１
４をモータ及びスプリングにより開閉する構成としても
実施可能である。この時の踏込量に応じた吸気絞り弁１
４の開度は、アクセル開度θが零でないときには、吸気
絞り弁１４は全開としてよい。

尚、ステップ１００ないし１３０．２２０の処理の実行
が噴射停止検出手段Ｍ５として働き、ステップ２３０の
処理の実行が開弁制御手段Ｍ６として働き、ステップ２
４０の処理の実行が閉弁制御手段Ｍ７として働く。

前述した如く、本実施例のディーゼル機関の吸気制御装
置は、燃料噴射を停止している減速判定フラグＦが１で
あるときには、排気ガス再循環制御弁３４を開弁じて、
排気ガスを導管３３．　３５を介して吸気管９内に吸入
させて、吸気絞り弁１４の両側の圧力差を小さくし、燃
料噴射が再開される減速判定フラグＦが零にリセットさ
れた再加速時には、排気ガス再循環制御弁３４を閉弁す
る。

従って、本実施例のディーゼル機関の吸気制御装置によ
ると、燃料噴射を停止したときには、排気ガス再循環制
御弁３４を開弁して、吸気絞り弁１４の両側の圧力差を
小さくし、再加速時の吸気絞り弁１４の駆動トルクを低
減し、アクセルペダル１７の踏力を小さくすることがで
きる。また、この燃料噴射が再開される再加速時には、
排気ガス再循環制御弁３４を全閉して、若しくは、排気
ガス再循環率に応じた開度として、燃料噴射再開時の黒
煙の発生を防止する。尚、上記例では、燃料噴射停止の
検出を、減速判定フラグＦにより行っていたが、第５図
の噴射量マツプにより噴射量がＯに演算されたことを検
出しても良いし、噴射量調整部材を動かして噴射量を調
整する機関では、噴射量調整部材の位置を検出すること
により行なっても良い。また、排気ガス再循環制御弁３
４を開く条件としては、燃料噴射量が０である条件のみ
でなく、更に、回転数が１５０Ｏｒｐｍ以上あるいは吸
気管負圧が３００ｍｍＨｇ以下のような条件を付けても
良いのはもちろんである。こうすることにより、排気ガ
ス再循環制御弁３４の作動頻度を減少させることができ
る。

発明の効果 以上詳述したように本発明のディーゼル機関の吸気制御
装置は、燃料噴射を停止したときには、吸気絞り弁の両
側の圧力差を小さくして、再加速時の吸気絞り弁の駆動
トルクを低減し、アクセルペダルの踏力を小さくするこ
とができ、若しくは、モータ及びスプリングを小さなも
のにすることができるので装置を小型化することができ
る。また、燃料噴射が再開される再加速時には、排気ガ
ス再循環制御弁を全閉し、若しくは、排気ガス再循環率
に応じた開度として、燃料噴射再開時の黒煙の発生を防
止するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するプロ・ンク図、
第２図は本発明の一実施例としてのディーゼル機関の吸
気制御装置の概略構成図、第３図は本制御回路において
行われる燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャ
ート、第４図は本制御回路において行われる吸気制御ル
ーチンの一例を示すフローチャート、第５図は本実施例
の排気ガス再循環率を示すグラフ、第６図は本実施例の
再加速時のタイミングチャート、第７図は本実施例のア
イドル時のタイミングチャート、第８図は従来の吸気制
御弁の駆動トルクを説明するグラフである。 Ｍｌ・・・吸気管　　　　　Ｍ２・・・吸気絞り弁Ｍ３
・・・吸入流路　　　　Ｍ４・・・制御弁Ｍ５・・・噴
射停止検出手段 Ｍ６・・・開弁制御手段　　Ｍｌ・・・閉弁制御手段４
・・・燃焼室　　　　　　９・・・吸気管１０・・・排
気管　　　　　１４・・・吸気絞り弁１７・・・アクセ
ルペダル ３４・・・排気ガス再循環制御弁 ４３・・・負圧制御弁　　　５０−・・電子制御回路代
理人　　弁理士　　定立　勉（ほか２名）英２Ｕ：：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ディーゼル機関の吸気管内に吸気絞り弁を配設し、減
   速時に燃料噴射を停止すると共に該吸気絞り弁により吸
   気を絞るディーゼル機関の吸気制御装置において、 前記吸気絞り弁より下流側の吸気管内に開口する吸入流
   路を開閉する制御弁と、 機関の運転状態に基づいて前記燃料噴射を停止した状態
   であることを検出する噴射停止検出手段と、 該噴射停止検出手段により燃料噴射を停止したことが検
   出されたときに、前記制御弁を開弁する開弁制御手段と
   、 該開弁中に前記噴射停止検出手段により燃料噴射が再開
   されたことが検出されたときには前記制御弁を閉弁する
   閉弁制御手段と、 を備えたことを特徴とするディーゼル機関の吸気制御装
   置。