JPH07109938A

JPH07109938A - ターボ過給機付きエンジンのエンスト防止装置

Info

Publication number: JPH07109938A
Application number: JP5256684A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Yabe; 正彦矢部; Yasushi Horiuchi; 裕史堀内; Takaharu Shimizu; 隆治清水; Koji Maruyama; 浩二丸山; Fumiaki Sekiguchi; 文明関口
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】クラッチ操作の巧拙やアクセルペダルの踏込
み量に関係なく部品点数を増加させることなくクラッチ
接続時のショックによるエンストを防止する。【構成】ターボ過給機付きエンジン１０のブースト圧
をブーストコンペンセータ加圧室２１に導く導管１７か
ら分岐した空気供給管３３に減圧弁３４を介して圧縮空
気源３６に接続され、この分岐箇所に切換弁３７が設け
られる。コントローラ４０はエンジンの負荷増大時にエ
ンジンの回転速度がアイドル回転速度より低い所定の回
転速度まで低下するとき圧縮空気源の圧縮空気を加圧室
２１に導入するように切換弁３７を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射ポンプにブー
ストコンペンセータを備えたターボ過給機付きディーゼ
ルエンジンに関する。更に詳しくはクラッチ接続を誤っ
てエンジン回転が異常に低下した時にブーストコンペン
セータ加圧室に圧縮空気を吹込んでエンストを防止する
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ターボ過給機付きエンジンは、ターボ過
給機のない同出力のエンジンと比べて排気量が小さいた
め、過給機が作動しない車両の発進時にはエンジンの回
転トルクが小さい。一方、この種のディーゼルエンジン
には、給気圧力に応じてエンジンへの最大燃料噴射量を
制御するためにブーストコンペンセータを備えたものが
知られている。ブーストコンペンセータはエンジン回転
が低中速から高速になって、過給機のブースト圧が０ｋ
ｇ／ｃｍ²から所定の圧力まで上昇すると、ダイヤフラ
ムが移動し、これに追従してラックストッパがコントロ
ールラックのフルラック位置を更に燃料増の方向に移動
するため、エンジンの出力アップをはかることができ
る。

【０００３】このため、過給機のブースト圧がまだ上昇
していない発進時のクラッチ操作が適切に行われない
と、エンジン負荷の急激な増加によりエンジン回転が低
下し、エンジンが停止する（以下、エンストという）に
至る。即ち、図５に示すようにアイドル回転時（点Ａ）
からアクセルベダルを踏込みながらクラッチを接続する
場合に、クラッチが接続するまでエンジン回転は上昇す
るが、クラッチが接続すると（点Ｂ）、エンジンの回転
トルクが発進に必要なトルクに打ち勝つまでは（点Ｂ→
点Ｃ）、エンジン回転は低下しながら回転トルクが上昇
する。このときクラッチの接続操作が適切に行われれ
ば、回転トルクが発進に必要なトルクを上回り、回転速
度は上昇する（点Ｃ→点Ｄ）。しかし、クラッチの接続
操作を誤ると、破線で示すように回転速度は低下してエ
ンストに至るようになる（点Ｃ→点Ｄ’）。図５におい
て、ａはロウブーストラック特性、ｂはフルブーストラ
ック特性をそれぞれ示す。

【０００４】従来、この点を解決するために、ブースト
コンペンセータの出力ロッドに、レバーからなるラック
ストッパと、アクセルペダルに連動する規制解除レバー
とを係合可能に設けた燃料噴射量制御装置が開示されて
いる（実公平１−３４６７１）。この装置では、ラック
ストッパはこのストッパが出力ロッドに係合した際にブ
ースト圧が低い程コントロールラックの燃料増加方向の
移動範囲を制限する位置に規制され、規制解除レバーは
アクセルペダルに連動してこのペダルがアイドル位置と
なると出力ロッドをブースト圧が最大となる位置にブー
ストコンペンセータの出力に抗して出力ロッドを移動さ
せるようにしている。これによりアクセルペダルの踏込
み量がゼロのとき、つまりアイドル回転時にコントロー
ルラックの移動量の制限をなくしてコントロールラック
を自由に移動できるので、発進時にアクセルペダルを踏
込むとコントロールラックが何らの抵抗を受けずに直ち
に燃料供給量を増大させることができ、クラッチ接続時
のショックによるエンストを防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置は、車両の発進路面が平坦路であって、アクセルペダ
ルを僅かに踏込むだけで発進できるときには効果的であ
るけれども、発進路面が登坂路であって、車両の積載重
量が比較的大きいときには殆どその効果を発揮しない。
即ち、この場合には発進するためにアクセルペダルを深
く踏込む必要があり、アクセルペダルの深い踏込みでは
規制解除レバーが非解除の位置まで戻り、コントロール
ラックの移動量を制限するため、クラッチの接続操作を
誤った場合のエンスト防止のうえで役に立たない。また
上記従来の装置は、中継レバーや規制解除レバーを必要
とし、部品点数が増加する欠点もあった。

【０００６】本発明の目的は、クラッチ操作の巧拙に関
係なく、アクセルペダルの踏込み量に関係なく、また部
品点数を増加させることなく、クラッチ接続時のショッ
クによるエンストを防止するターボ過給機付きエンジン
のエンスト防止装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１を用いて説明
する。本発明のエンスト防止装置は、ターボ過給機付き
エンジン１０のブースト圧をブーストコンペンセータ加
圧室２１に導く導管１７と、この導管１７から分岐し減
圧弁３４を介して圧縮空気源３６に接続された空気供給
管３３と、この導管１７の分岐箇所に設けられた切換弁
３７と、エンジン１０の回転速度を検出する回転センサ
３８と、エンジン１０の負荷を検出する負荷センサ３９
と、回転センサ３８及び負荷センサ３９の検出出力に基
づいてエンジン１０の負荷増大時にエンジン１０の回転
速度がアイドル回転速度より低い所定の回転速度まで低
下するとき圧縮空気源３６の圧縮空気をブーストコンペ
ンセータ加圧室２１に導入するように切換弁３７を制御
するコントローラ４０とを備えたものである。

【０００８】

【作用】アクセルペダルを踏込みながらクラッチ接続操
作をするときに、その操作を誤ってエンジンに急激な負
荷を与えても、図４に示すように上昇していたエンジン
回転速度がアイドル回転速度より低い所定の回転速度ま
で低下するとコントローラ４０は切換弁３７を切換えて
所定の圧力の圧縮空気をブーストコンペンセータ加圧室
２１に導入する。これによりコントロールラック２８の
フルラック位置が燃料増の方向に変わり、出力アップが
はかられてエンストが防止される。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１０
に装着されたターボ過給機１１はタービン１２及びコン
プレッサ１３を備える。タービン１２の吐出空気管１４
はインテークマニホルド１５を介してエンジン１０の燃
焼室１６に接続される。この吐出空気管１４の途中には
導管１７の一端が挿入され、その他端は燃料噴射ポンプ
１９に装着されたブーストコンペンセータ２０の加圧室
２１に接続される。この加圧室２１はダイヤフラム２２
によりばね室２３と区画される。ばね室２３には一端が
ダイヤフラム２２に連結し、その他端がばね室２３から
突出する出力ロッド２４が設けられる。ばね室２３の出
力ロッド２４の周囲にはダイヤフラム２２を加圧室側に
付勢するコイルばね２６が設けられる。出力ロッド２４
の他端にはレバーからなるラックストッパ２７の一端が
連結され、その他端はコントロールラック２８の燃料増
加方向の移動を制限する位置に置かれる。ラックストッ
パ２７は支点２９に揺動可能に設けられる。３１及び３
２はそれぞれ調整ねじである。

【００１０】上記導管１７から分岐して空気供給管３３
が設けられる。この空気供給管３３には減圧弁３４を介
してエアタンク３６が接続され、導管１７の分岐箇所に
は切換弁３７が設けられる。減圧弁３４はエアタンク３
６の圧縮空気を所定の圧力まで低減する。切換弁３７は
三方電磁弁であって、切換弁３７にはマイクロコンピュ
ータからなるコントローラ４０の制御出力が接続され
る。コントローラ４０の制御入力にはエンジン１０の回
転速度を検出する回転センサ３８及びアクセルペダルの
踏込み変位量をエンジンの負荷として検出するアクセル
センサ３９が接続される。コントローラ４０はメモリ４
１を備え、このメモリ４１はエンジン回転速度がアイド
ル回転速度より低い所定の回転速度Ｎ₁以下で、エンジ
ン負荷が所定の値Ｌ₁以上の図４に示される領域を切換
弁３７を作動するマップとして記憶する。所定の回転速
度Ｎ₁は通常の発進では使用することのない回転速度範
囲であって、かつ急激な燃料供給量の回復でエンストを
回避できる、アイドル設定回転速度より５０〜１５０ｒ
ｐｍ程度低い速度範囲である。

【００１１】このような構成のエンスト防止装置の動作
を説明する。図４に示すように、アイドル回転時（点
Ａ）からアクセルベダルを踏込みながらクラッチを接続
する場合に、クラッチが接続するまでエンジン回転は上
昇するが、クラッチが接続すると（点Ｂ）、エンジンの
回転トルクが発進に必要なトルクに打ち勝つまでは（点
Ｂ→点Ｃ）、エンジン回転は低下しながら回転トルクが
上昇する。このときクラッチの接続操作が適切に行われ
れば、回転トルクが発進に必要なトルクを上回り、回転
速度は上昇する（点Ｃ→点Ｄ）。図４において、ａはロ
ウブーストラック特性、ｂはフルブーストラック特性を
それぞれ示す。

【００１２】本実施例の特徴ある動作は、クラッチの接
続操作を誤って、エンジン負荷が所定の値Ｌ₁以上にな
っているにも拘わらず、回転速度がアイドル回転速度よ
り低い所定の回転速度Ｎ₁まで低下したとき（点Ｃ→点
Ｄ’）のコントローラ４０の制御にある。即ち、アクセ
ルセンサ３９がＬ₁以上の負荷を検出し、回転センサ３
８がＮ₁を検出したとき（点Ｄ’）には、メモリ４１の
記憶内容に基づきコントローラ４０は切換弁３７を作動
し、導管１７を介して所定の圧力の圧縮空気をブースト
コンペンセータ加圧室２１に導入する。これによりラッ
クストッパ２７が破線に示すように変位し、コントロー
ルラック２８のフルラック位置が燃料増の方向に変わ
る。この異常時検出からフルラック位置の変更までの時
間は極めて短いため、直ちに出力アップがはかられてエ
ンジン回転速度は上昇し（点Ｄ’→点Ｄ）、エンストが
防止される。

【００１３】図２及び図３は本発明の別の実施例を示
す。図２及び図３において図１と同一符号は同一構成部
品を示す。これらの例の特徴ある構成は実施例の回転セ
ンサ３８、負荷センサ３９、コントローラ４０及び減圧
弁３４が電子制御エンジンの他のセンサ、コントローラ
及び減圧弁と共通化されたことにある。

【００１４】図２に示す例ではコントローラ４０は回転
センサ３８及び負荷センサ３９の検出信号に基づいて前
記実施例の装置の他にプレリフトコントロール式の燃料
噴射ポンプ４９及び電子制御式のウエストゲートバルブ
４２を制御する。プレリフトコントロール式燃料噴射ポ
ンプ４９は燃料噴射時期と噴射率を最適に制御し、電子
制御式ウエストゲートバルブ４２はバイパス管４３をエ
アシリンダ４４の駆動により開閉してターボ過給機１１
の過給圧を最適に制御し、ともに低速トルクの向上と燃
費の改善をはかるものである。エアシリンダ４４は前述
した減圧弁３４の下流側の空気供給管３３から分岐した
空気供給管４５に接続される。この空気供給管４５の途
中には電磁弁４６が設けられる。またこの例では負荷セ
ンサ３９は燃料噴射ポンプ４９のロードレバー４８の変
位量を検出する。１４ａは吐出空気管１４の途中に設け
られたインタクーラである。

【００１５】図３に示す例ではコントローラ４０は回転
センサ３８及び負荷センサ３９の検出信号に基づいて前
記実施例の装置の他に電子制御多点同調式の慣性過給装
置を制御する。吐出空気管１４は導管１７の挿入端の下
流側で２つの吸気管５１及び５２に分岐され、これらの
吸気管５１及び５２はそれぞれ仕切壁５１ａ及び５２ａ
を有する。仕切壁５１ａ及び５２ａにはそれぞれ開閉弁
５３及び５４が設けられ、吸気管５１及び５２の合流点
には開閉弁５６が設けられる。開閉弁５３及び５４はエ
アシリンダ５７により開閉され、開閉弁５６はエアシリ
ンダ５８により開閉されるように構成される。エアシリ
ンダ５７及び５８はエアタンク３６にそれぞれ空気供給
管６１及び６２を介して接続され、空気供給管６１及び
６２にはそれぞれ電磁弁６３及び６４が設けられる。図
２及び図３におけるエンスト防止装置の動作は前記実施
例と同様であるので繰返しの説明を省略する。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、タ
ーボ過給機付きエンジンの負荷増大時にエンジンの回転
速度がアイドル回転速度より低い所定の回転速度まで低
下するとき圧縮空気をブーストコンペンセータ加圧室に
導入するように切換弁を制御するようにしたので、発進
時のクラッチ操作の巧拙に関係なく、アクセルペダルの
踏込み量に関係なく、クラッチ接続時のショックに起因
したエンストを防止することができる。また回転セン
サ、負荷センサ及びコントローラは電子制御エンジンの
他のセンサ及びコントローラを利用できるので、部品点
数を増加させることなく、安価に実施できる利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のエンスト防止装置の構成図。

【図２】本発明の別の実施例のエンスト防止装置を含む
ターボ過給機付きエンジンの電子制御装置の構成図。

【図３】本発明の更に別の実施例のエンスト防止装置を
含むターボ過給機付きエンジンの電子制御装置の構成
図。

【図４】本実施例のクラッチ接続時のエンジン回転速度
とエンジン負荷の特性図。

【図５】従来例のクラッチ接続時のエンジン回転速度と
エンジン負荷の特性図。

【符号の説明】

１０エンジン１１ターボ過給機１７導管１９燃料噴射ポンプ２０ブーストコンペンセータ２１加圧室２２ダイヤフラム２８コントロールラック３３空気供給管３４減圧弁３６エアタンク（圧縮空気源）３７切換弁３８回転センサ３９アクセルセンサ（負荷センサ）４０コントローラ４２ウエストゲートバルブ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 1/02 ３２１Ｅ 1/14 45/00 ３４５Ｃ (72)発明者丸山浩二東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車工業株式会社内 (72)発明者関口文明東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ターボ過給機付きエンジン(10)のブース
ト圧をブーストコンペンセータ加圧室(21)に導く導管(1
7)と、前記導管(17)から分岐し減圧弁(34)を介して圧縮空気源
(36)に接続された空気供給管(33)と、前記導管(17)の分岐箇所に設けられた切換弁(37)と、前記エンジン(10)の回転速度を検出する回転センサ(38)
と、前記エンジン(10)の負荷を検出する負荷センサ(39)と、前記回転センサ(38)及び負荷センサ(39)の検出出力に基
づいて前記エンジン(10)の負荷増大時にエンジン(10)の
回転速度がアイドル回転速度より低い所定の回転速度ま
で低下するとき前記圧縮空気源(36)の圧縮空気を前記ブ
ーストコンペンセータ加圧室(21)に導入するように前記
切換弁(37)を制御するコントローラ(40)とを備えたター
ボ過給機付きエンジンのエンスト防止装置。
【請求項２】コントローラ(40)がターボ過給機付きエ
ンジン(10)の燃料噴射ポンプ(19)の噴射時期又は噴射量
を電子制御するコントローラであって、回転センサ(38)
及び負荷センサ(39)がそれぞれ前記電子制御で使用され
る回転センサ及び負荷センサである請求項１記載のター
ボ過給機付きエンジンのエンスト防止装置。
【請求項３】コントローラ(40)がターボ過給機付きエ
ンジン(10)の慣性過給による給気量又はウエストゲート
の開度を電子制御するコントローラであって、回転セン
サ(38)及び負荷センサ(39)がそれぞれ前記電子制御で使
用される回転センサ及び負荷センサである請求項１記載
のターボ過給機付きエンジンのエンスト防止装置。
【請求項４】減圧弁(34)がウエストゲートの開度を制
御するエアシリンダに所定の空気圧を供給する減圧弁で
ある請求項１記載のターボ過給機付きエンジンのエンス
ト防止装置。