JPH03194133A - ディー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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ディーゼルエンジンの吸気装置に関し、特に
、回転数及び負荷の変動に関係なく良好な燃焼状態を保
持できるようにした、ディーゼルエンジンの吸気装置に
関する。

〈従来の技術〉 一般に、ディーゼルエンジンの吸気装置は、例えば高速
高負荷運転等の特定の回転数における特定の負荷条件に
対して空燃比が最適となり、最良の燃焼状態が得られる
ように、吸気通路長さや吸気通路断面積等が設定されて
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、実際のエンジンの運転においては負荷変
動やこれに伴う回転数変動が生じて吸入空気量が変動す
るので、燃焼状態を最良に保持することが困難であるこ
とが知られている。特に、多気筒ディーゼルエンジンで
は、各気筒に連通される吸気通路の流路抵抗がその気筒
に至るまでの吸気経路の長さ、形状等によって異なり、
金気筒の燃焼状態にばらつきが生じるので、全気筒の燃
焼状態を最良に保持することが一層困難になることが知
られている。そして、良好な燃焼状態が保持できない場
合には、酸化窒素（ＮＯｘ　）　、−酸化炭素（Ｃｏ）
、炭化水素（ＨＣ）等の大気汚染成分の発生量が所定の
基準値以上に増加し、大気汚染の防止を図る上で不利に
なることが知られている。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、回
転数及び負荷の変動に関係なく良好な燃焼状態を保持で
きるようにした、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。

く課題を解決するための手段〉 本発明に係るディーゼルエンジンの吸気装置は、上記の
目的を達成するため、例えば第１図あるいは第３図に示
すように、ディーゼルエンジント１１の燃焼室２・１２
に吸気通路３・１３と排気通路４・１４とを連通させ、
吸気通路３・１３に吸気量調節弁５を設け、排気通路４
・１４に燃焼室２・１２から排気通路４・１４に排出さ
れた排気ガスの状態を検出する燃焼状態検出器６を設け
、燃焼状態検出器６に吸気量制御装置７・エフを介して
吸気量調節弁５のアクチュエータ８を接続して、燃焼状
態検出器６の検出結果に基づき、吸気量制御装置７でア
クチュエータ８を介して吸気量調節弁５の弁開度を調節
するよう・に構成している。

〈作　用〉 本発明に方いては、燃焼室２・１２から排気通路４・１
４に排出された排気ガスの状態を燃焼状態検出器６で検
出することによって燃焼状態が検出され、その検出結果
を吸気量制御装置７・１７にフィードバックしてアクチ
ュエータ８を作動させ、吸気通路３の流路断面積を制御
する吸気量調節弁５の弁開度が調節される。従って、デ
ィーゼルエンジン１の負荷状態、回転数等の変化によっ
て燃焼状態が最良状態から変化した時に、吸入空気量が
負荷状態、回転数等に対応して最適量となるように吸気
量調節弁５の弁開度を調節し、瞬時に変化後の負荷状態
、回転数等に対応する最良の燃焼状態を回復することが
できる。

特に、本発明を例えば第３図に示すような２気筒以上の
多気筒ディーゼルエンジン１１に適用する場合には、吸
気量調節弁５を吸気マニホールド１３の幹管部に配置す
ることも可能である。しかし、本発明において、特に、
多数気筒ディーゼルエンジン１１の各燃焼室１２に個別
的に連通させた吸気マニホールド１３の各分岐通路１３
ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄにそれぞれ吸気量調節弁５
を設け、吸気量制御装置１７が、燃焼状態検出器６の検
出結果に基づき各吸気量調節弁５のアクチュエータ８を
介して吸気量調節弁５の弁開度を個別的に調節するよう
に構成する場合には、各燃焼室１２ごとに排気ガスの状
態に基づき負荷状態やエンジン回転数に対応して吸気量
調節弁５を個別的に制御することにより、各燃焼室２に
至るまでの吸気経路の長さ、形状等による吸気抵抗のば
らつきにより生じる気筒ごとの燃焼状態のばらつきを解
消できる利点がある。また、この場合、燃焼状態検出器
６を排気マニホールド１４の集合管部に配置し、各気筒
の燃焼状態を平均した燃焼状態を検出することも可能で
ある。しかしながら、本発明において、特に、排気マニ
ホールド１４の各排気分岐通路１４ａ・１３ｂ１３ｃ・
１３ｄにそれぞれ燃焼状態検出器６を設け、各燃焼室２
から排気通路４に排出された排気ガスの状態を個別的に
検出し、各燃焼室２の燃焼状態に対応して各分岐通路１
３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄに設けた吸気量調節弁５
の弁開度を吸気量制御装置１７及びアクチュエータ８を
介して個別的に制御するように構成する場合には、各気
筒の燃焼状態をより正確に制御することができるので有
利である。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る単気筒ディーゼルエン
ジンの吸排気装置の模式図である。

このディーゼルエンジン１の燃焼室２に連通させた吸気
通路３には、電磁操作式螺形弁からなる吸気量調節弁５
を介在させである。また、上記燃焼室２に連通させた排
気通路４には、燃焼室２から排気通路４に排出された排
気ガスの状態を検出する燃焼状態検出器６が設けられる
。この燃焼状態検出器６は吸気量制御装置７に接続され
、排気ガスの状態に対応する信号値の燃焼状態信号を吸
気量制御装置７に出力するように構成される。また、吸
気量制御装置７は燃焼状態信号を入力し、その信号値が
所定のしきい値未満の場合に、しきい値と燃焼状態信号
とに基づいて演算されたパルス幅と所定の電圧上を有す
るパルス信号（デユーティ信号）からなる開弁度制御信
号を出力するように構成される。上記吸気量制御装置７
の出力は上記吸気量調節弁５のアクチュエータ８に入力
され、アクチュエータ８はデユーティ信号のパルス幅の
増減に対応する開弁度に吸気量調節弁５を開弁させるよ
うに構成しである。

上記吸気量制御装置７は、燃焼状態検出器６の検出結果
に対応して良好な空燃比が得られる吸気量調節弁５の開
弁度に対応する開弁度制御信号を出力できるように構成
してあればよく、例えば、第２図に示すように、燃焼状
態検出器６の出力とエンジン回転数とに基づきディーゼ
ルエンジン１の運転状態を判定する判定回路７１と、種
々の運転状態においてエンジン回転数あるいは排気ガス
の状態に対応する開弁度制御信号の値を記入した制御マ
ツプ７２と、判定回路７１の判定結果に基づき制御マツ
プ７２から燃焼状態信号の値を読み出し、開弁度制御信
号の信号値を演算するＣＰＵ７３と、ＣＰＵ７３の出力
に対応してその信号値の開弁度制御信号を出力する出力
回路７４とを備えるものを採用することができる。

この単気筒ディーゼルエンジンの吸排気装置においては
、ディーゼルエンジン１の燃焼室２から排気通路４に排
出された排気ガスの状態が燃焼状態検出器６によって検
出され、この検出結果を吸気量制御装置７にフィードバ
ックしてアクチュエータ８を作動させ、吸気通路３の流
路断面積を制御する吸気量調節弁５の弁開度が調節され
る。ここで、吸気量制御装置７は、燃焼状態検出器６の
検出結果に対応して最良ないしきわめて良好な空燃比が
得られる吸気量調節弁５の開弁度に対応する開弁度制御
信号を出力できるように構成しであるので、ディーゼル
エンジン１の負荷状態、回転数等の変化によって燃焼状
態が最良状態から変化した時に、吸気量調節弁５の弁開
度を調節して、吸入空気量を最適量に制御することによ
り、瞬時に変化後の負荷状態、回転数等に対応する最良
の燃焼状態が回復される。その結果、回転数及び負荷の
変動に関係なく良好な燃焼状態を保持でき、酸化窒素、
−酸化炭素、炭化水素等の大気汚染成分の発生量を所定
の基準値以下に抑制して、大気汚染の防止を図ることが
できる。

第３図は本発明の他の実施例に係る４気筒デイーゼルエ
ンジンの吸排気装置の模式図である。

このディーゼルエンジン１１の各燃焼室１２には吸気マ
ニホールド１３の各分岐通路１３ａ−１３ｂ・１３ｃ・
１４ｄが個別的に連通連結される。

そして、各分岐通路１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１４ｄに
は、それぞれ電磁操作式螺形弁からなる吸気量調節弁５
を介在させである。また、各燃焼室１２には排気マニホ
ールド１４の各分岐通路１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・１４
ｄが個別的に連通連結されている。そして、各分岐通路
１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・１４ｄにはそれぞれ燃焼室１
２から排気通路４に排出された排気ガスの状態を検出す
る燃焼状態検出器６を設けである。各燃焼状態検出器６
は吸気量制御装置７に接続され、排気ガスの状態に対応
する信号値の燃焼状態信号を吸気量制御装置７に出力す
るように構成される。また、吸気量制御装置７は各燃焼
室１２に連通された排気０ マニホールド１４の分岐通路１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・
１４ｄに設けた燃焼状態検出器６から燃焼状態信号を入
力し、その信号値が所定のしきい値未満の場合に、しき
い値と燃焼状態信号とに基づいて演算されたパルス幅と
所定の電圧とを有するパルス信号（デユーティ信号）か
らなる開弁度制御信号を当該燃焼室１２に連通された吸
気マニホールド１３の分岐通路１３ａ・１３ｂ１３ｃ・
１３ｄに設けた各吸気量調節弁５のアクチュエータ８に
出力するように構成される。そして、各アクチュエータ
８はデユーティ信号のパルス幅の増減に対応する開弁度
に各吸気量調節弁５を開弁させるように構成しである。

上記吸気量制御装置７は、燃焼状態検出器６の検出結果
に対応して良好な空燃比が得られる吸気量調節弁５の開
弁度に対応する開弁度制御信号を対応する吸気量調節弁
５のアクチュエータ８に出力できるように構成してあれ
ばよい。

この４気筒デイーゼルエンジンの吸排気装置においては
、各燃焼室１２ごとに、燃焼室１２から１ 排気マニホールド１４の分岐通路１４ａ・１４ｂ・１４
ｃ・１４ｄに排出された排気ガスの状態が燃焼状態検出
器６によって検出され、この検出結果を吸気量制御装置
７にフィードバックして対応する吸気マニホールド１４
の分岐通路１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄの吸気量調
節弁５のアクチュエータ８を作動させ、吸気マニホール
ド１４の分岐通路１３ａ１３ｂ１３ｃ１３ｄの流路断面
積を制御する吸気量調節弁５の弁開度が調節される。こ
こで、吸気量制御装置７は、各燃焼状態検出器６の検出
結果に対応して各燃焼室１２において良好な空燃比が得
られる吸気量調節弁５の開弁度に対応する開弁度制御信
号を出力できるように構成しであるので、吸気経路の長
さ及び形状、排気経路の長さ及び形状等による各燃焼室
１２ごとの燃焼状態のばらつきを解消できるとともに、
各燃焼室１２ごとに、上記の一実施例と同様にして回転
数及び負荷の変動に関係なく良好な燃焼状態を保持でき
、酸化窒素、−酸化炭素、炭化水素等の大気汚染成分の
発生量を所定の基準値以下に２ 抑制して、大気汚染の防止を図ることができる。

なお、この実施例においては、排気ガスの状態が各燃焼
室１２ごとに検出されているが、排気マニホールド１４
の集合管部１４ｏに燃焼状態検出器６を配置して、各燃
焼室１２から排出される排気ガスの平均的な状態を検出
するように構成し、吸気量制御装置７は、その平均的な
排気ガスの状態に対応する平均燃焼状態信号を入力し、
この検出結果に対応して良好な空燃比が得られる吸気量
調節弁５の開弁度に対応する平均開弁度制御信号を演算
し、必要に応じて各燃焼室ごとに補正値を乗算して得た
各燃焼室１２に対応する開弁度制御信号を対応するアク
チュエータ８に出力するように構成してもよい。

また、アクチュエータ８の制御はデユーティ信号を使用
する、いわゆる、デユーティ制御方式に限定されず、単
位時間内のパルス数を変化させるパルス数制御方式、制
御電圧を変化させる電圧変換方式等、種々の公知の制御
方式を採用することが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明においては、燃焼室から排気通路
に排出された排気ガスの状態を燃焼状態検出器で検出し
、その検出結果を吸気量制御装置にフィードバックして
吸気量調節弁のアクチュエータを作動させ、吸気量調節
弁の開度を制御することにより、吸気通路の流路断面積
を制御して常時ディーゼルエンジンの負荷状態、回転数
等に対応する最適の吸入空気量となるように吸入空気量
を制御することができる。これにより、ディーゼルエン
ジンの負荷状態、回転数等の変化に関係なく、常時、最
良の燃焼状態を確保することができ、酸化窒素、−酸化
炭素、炭化水素等の大気汚染成分の発生量を所定の基準
値以下に抑制して、大気汚染の防止を図ることができる
。

また、本発明において、特に、多数気筒ディーゼルエン
ジンの各燃焼室に吸気マニホールドの各分岐通路を個別
的に連通させ、吸気マニホールドの各分岐通路にそれぞ
れ吸気量調節弁を設け、吸気マニホールドに設けた燃焼
状態検出器の検出器３ ４ 果に基づき、吸気量制御装置で各吸気量調節弁のアクチ
ュエータを介して吸気量調節弁の弁開度を個別的に調節
するように構成する場合には、各燃焼室２に至るまでの
吸気経路の長さ、形状等による吸気抵抗のばらつきによ
り生じる燃焼室ごとの燃焼状態のばらつきを解消するこ
とができるとともに、各燃焼室の燃焼状態を常時最良に
することができ、酸化窒素、−酸化炭素、炭化水素等の
大気汚染成分の発生量を所定の基準値以下に抑制して、
大気汚染の防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る単気筒ディーゼルエン
ジンの吸排気装置の模式図であり、第２図はその吸気量
制御装置のブロック回路図であり、第３図は本発明の他
の実施例に係る４気筒デイーゼルエンジンの吸排気装置
の模式図である。 １・・・ディーゼルエンジン、２・・・燃焼室、３・・
・吸気通路、４・・・排気通路、５・・・吸気量調節弁
、６・・・燃焼状態検出器、７・・・吸気量制御装置、
８・・・アクチュエータ、１１・・・ディーゼルエンジ
ン、１２・・・燃焼室、１３・・・吸気マニホールド、
１３ａ・・・分岐通路、１３ｂ・・・分岐通路、１３ｃ
・・・分岐通路、１３ｄ・・・分岐通路、１４・・・排
気マニホールド、１７・・・吸気量制御装置。 ５ ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディーゼルエンジン（１）・（１１）の燃焼室（２
   ）・（１２）に吸気通路（３）・（１３）と排気通路（
   ４）・（１４）とを連通させ、 吸気通路（３）・（１３）に吸気量調節弁（５）を設け
   、排気通路（４）・（１４）に燃焼室（２）・（１２）
   から排気通路（４）・（１４）に排出された排気ガスの
   状態を検出する燃焼状態検出器（６）を設け、 燃焼状態検出器（６）に吸気量制御装置（７）・（１７
   ）を介して吸気量調節弁（５）のアクチュエータ（８）
   を接続して、燃焼状態検出器（６）の検出結果に基づき
   、吸気量制御装置（７）・（１７）でアクチュエータ（
   ８）を介して吸気量調節弁（５）の弁開度を調節するよ
   うに構成した事を特徴とする、ディーゼルエンジンの吸
   気装置 ２、多数気筒ディーゼルエンジン（１１）の各燃焼室（
   １２）に個別的に連通させた吸気マニホールド（１３）
   の各分岐通路（１３ａ）・（１３ｂ）・（１３ｃ）・（
   １３ｄ）にそれぞれ吸気量調節弁（５）を設け、吸気量
   制御装置（１７）が、排気マニホールド（１４）に設け
   た燃焼状態検出器（６）の検出結果に基づき、各吸気量
   調節弁（５）のアクチュエータ（８）を介して吸気量調
   節弁（５）の弁開度を個別的に調節するように構成した
   事を特徴とする、請求項１に記載のディーゼルエンジン
   の吸気装置