JPS6155357A - デイ−ゼル機関の高地走行時白煙排出防止方法 - 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、自動車等の車輌に用いられるディーゼル機関
の高地走行時白煙排出防止方法に係り、特にインテーク
ヒータを備えたディーゼル機関の高地走行時白煙排出防
止方法に係る。

従来の技術 一般に、ディーゼル８ｊ！関は、高地走行時には平地走
行時に比して大気圧が低下して空気比ｆｆ１ｆｆｌが低
下することにより燃焼性を悪化し、白煙を発生しやす（
なることが知られている。この高地走？テ時に於ける白
煙の排出は、排気ガス中のＮＯＸを低減するために排気
ガス再循環或いは燃ｎ噴射時期の遅角が行われると、よ
り顕著なものになり、特に高地走行時に於ける低負荷運
転時に於て排気ガス再循環或いは燃料噴射時ＩＩの遅角
が行われると、失火が生じる虞れがあり、白煙の排出が
激しくなる虞れがある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、高地走行時に於てＮＯＸの低減のために排気
ガス再循環或いは燃料噴射時期の遅角が行われても白煙
の排出が生じないようにするディーゼルＲ関の高地走行
時の白煙排出防止方法を提供することを目的としている
。

問題点を解決するための手段 本発明によるディーゼル機関の高地走行時の白煙防止方
法は、冷ｅ−始動性の改善のために吸気加熱を行うイン
テークヒータを利用し、高地走行時には暖機完了後も＋
ｉＯ記イレインテークヒータ熱作動させて吸気加熱を行
うことを特徴としている。

発明の作用及び効果 本発明による方法によれば、高地走行時には暖別完了後
もインテークヒータによって吸気加熱が行われることに
よりディーゼル機関の燃焼性が改善され、白煙の排出が
防止される。

高地走行時の吸気加熱は冷間始動性の改善のための設け
られているインテークヒータによって行われるから、こ
の方法の実施のために新たにインテークヒータが設けら
れる必要なく、従来より知られている冷間始動性改善用
インテークヒータの制御システムの変更のみによって本
発明による高地走行時白煙排出防止方法は容易に実施さ
れる。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による高地走行時白煙排出防止方法を実
施されるディーゼル機関の一つの実施例を示している。

図に於て、１は機関本体を示しており、該は関本体はシ
リンダボア２内にピストン３を受入れている。ピストン
３はその頂部に燃焼室窪み４を有している。機関本体１
には燃料噴射ノズル５が取付けられており、該燃料噴射
ノズルは燃焼室窪み４へ向けて燃料を噴射するようにな
っている。は関本体１には吸気弁６により開閉される吸
気ボート７と排気弁８により開閉される排気ボート９と
が設けられている。

吸気ボート７には吸気マニホールド１０とインテークヒ
ータ１２と吸気管１４とが順に接続されており、吸気管
１４はターボチャージャ１５の吸気出口１７に連通接続
されている。排気ボート９には排気マニホールド１つが
連通接続され、また該排気マニホールドはターボチャー
ジ１？１５の排気ガス入口１８に連通接続されている。

インテークヒータ１２は吸気通路内に発熱要素１３を有
しており、該発熱要素１３は電気スイッチ３２の開閉に
応じてバッテリ電源３１より電流を選択的に供給される
ことにより発熱ｅ［動するようになっている。

吸気マニホールド１０には再循環排気ガス注入口１１が
設けられており、該注入口は排気ガス再循環制御弁２４
、排気ガス導管２５を経て排気マニホールド１９に設け
られた排気ガス取出ボート２０に連通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２４はダイヤフラム装置２６によ
って開閉駆動される弁要素２７を有し、該弁要素はダイ
ヤフラム室２８に供給される負圧の増大に応じて圧縮コ
イルばね２９のばね力に抗して図にて上方へ移動して弁
ボート３０を聞くようになっている。

ダイヤフラム装置２６のダイヤフラム室−２８には負圧
ポンプ３３が発生した負圧が定圧弁３４、水温制御弁３
５及び負圧制御弁３６を経て供給されるようになってい
る。定圧弁３４は負圧ポンプ３３が発生した負圧を、所
定の直に調整する弁である。水温制御弁３５は、ディー
ゼル機関の冷却水温度に感応し、該冷却水温度が所定値
以下の時には閉弁して負圧制御弁３６への負圧の供給を
遮断し、前記冷却水７ａ度が所定値以下でない時には閉
弁じて負圧制御弁３６へ負圧を供給するようになってい
る。負圧制御弁３６は、電沿作動式の負圧制囲弁であり
、該負圧制御弁に与えられる電気信号に応じて負圧を調
整し、その負圧をダイヤフラム室２８へ供給するように
なっている。

負圧制御弁３６には排気ガス再循環流ｍ制谷０装置３７
より制御信号を与えられるようになっており、制御装置
３７は、機関回転数センサ３８よりディーゼル載量の回
転数に関する情報を、レバー開度センサ３９よりディー
ゼル機関の燃料噴射ポンプのレバー開度、即ち機関負荷
に関する情報を各々与えられ、機関回転数とレバー開度
とに応じて予め定められたＥＧＲ制御特性に従って負圧
制御弁３６へ電気信号を出力するようになっている。

これによりダイヤフラム室２８には機関回転数とポンプ
レバー開度とに応じて予め定められた制御特性にて負圧
が供給され、この負圧により排気ガス再循環制御弁２４
のＤ１１弁旦が制御され、予め定められた制御特性に従
った流量にて排気ガス再循環が行われる。

電気スイッチ３２の開閉はインテークヒータ用制御装置
４０により行われるようになっている。

インテークヒータ用制御２１１装置４０は、キースイッ
チ４１よりキーホールにエンジンキーが差込まれたか否
かに関する情報と、スタータスイッチ４２よりスタータ
が作動しているか否かに関する情報を、水ン品センサ４
３より冷却水温度に関する情報を、大気圧スイッチ４４
より大気圧が所定値以上であるか否かに関する情報を、
機関回転数センサ３８よりディーゼル機関の回転数に関
する情報を、レバー開度センサ３９より燃料噴射ポンプ
のレバー開度に関する情報を各々与えられ、これら情報
に従って第２図に示されている如きフローチャートに従
って電気スイッチ３２の開閉を制（２１１１″るように
なっている。

第２図に示されたフローチャートはエンジンキーがキー
ボールに差込まれたことによってキースイッチ４１がオ
ン状態になった時に開始される。

最初のステップ１に於ては、水濡センサ４３により検出
された機関冷却水温度ＴＷが所定値Ｔａ以下であるか否
かの判別が行われる。Ｔｗ＜Ｔａである時、即ち冷間始
動時にはステップ２へ進み、これに対しＴＷ＜７’ａ、
でない時にはステップ６へ進む。

ステップ２に於ては、電気スイッチ３２を閉じることが
開始される。電気スイッチ３２が閉じられることにより
インテークヒータ１２の発熱要素１３にバッテリ電源３
１より電流が供給され、該発熱要素が発熱し、冷間時始
動性の改善のため吸気加熱が行われる。またステップ２
に於ては、冷間始動性改善のための吸気加熱中であるこ
とを示すインジケータランプ４５を点灯することが行わ
れる。ステップ２の次はステップ３へ進む。

ステップ３に於ては、この時の冷」水温ｒＵ　Ｔ　ｗに
応じてインテークヒータ１２の通電時間］−１を決定す
ることが行われる。この通電時間ＴＩは冷却水温度Ｔｗ
が低い程長く設定されてよい。ステップ３の次はステッ
プ４へ進む。

ステップ４に於ては、電気スイッチ３２が閉じられてか
ら、即ちインテークヒータ１２に対する通電が開始され
てから所定時間ＴＩが経過したが否かの判別が行われる
。所定時間ＴＩが経過していない時にはこのステップ４
が繰返し実行され、所定時間Ｔ１が経過した時にはステ
ップ５へ進む。

ステップ５に於ては、電気スイッチ３２を聞くことが行
われる。これによりインテークヒータ１２の発熱要素１
３に対する通電が序止され、またインジケータランプ４
５を消灯することが行われる。これにより冷間始動性の
改善のための吸気加熱、所謂プレインテークヒートが終
了する。ステップ５の次はステップ６へ進む。

ステップ６に於ては、スタータスイッチ４２のオン−オ
フ情報よりスタータによるディーゼル機関の始動が完了
したか否かの判別が行われる。始動が完了していない時
にはこのステップ６が繰返し実行され、始動が完了した
時にはステップ７へ進む。

ステップ７に於ては、水温センサ４３により検出された
冷却水温度が所定値Ｔｂ以下であるか否かの判別が行わ
れる。ＴＷくＴｂである時、即ち暖機完了前の冷間運転
時にはステップ８へ進み、これに対しＴｗ＜Ｔｂでない
時、即ち暖機完了後はステップ１５へ進む。

ステップ８に於ては、再び電気スイッチ３２を閉じるこ
とが行われる。これによりインテークヒータ１２の発熱
要素１３に通電が行われ、該発熱要素が発熱作動し、冷
間運転性の改善のために吸気加熱が行われる。ステップ
８の次はステップ９へ進む。

ステップ９に於ては、この時の冷却水温度Ｔｗに応じて
通電時間Ｔ２を決定することが（テわれる。

この通電時間Ｔ２は冷却水温度Ｔｗが低い程長く設定さ
れてよい。ステップ９の次はステップ１０へ進む。

ステップ１０に於ては、冷間運転性改善のために’Ｒ％
スイッチ８が閉じられてから所定時ｆｉｌｌ　Ｔ　２が
経過したか否かの判別が行われる。所定時ＩａＴ２が経
過していない時にはこのステップ１０が繰返し実行され
、これに対し所定時間Ｔ２が経過した時にはステップ１
１へ進む。

ステップ１１に於ては、電気スイッチ３２を聞くことが
行われる。これによりインテークヒータ１２の発熱要素
１３に対する通電が停止され、冷間始動性改善のための
吸気加熱が終了する。ステップ１１の次はステップ１２
へ進む。

ステップ１２に於ては、大気圧センサ４４がオン状態で
あるか否かの判別が行われる。大気圧スイッチ４４は、
大気圧が所定値、例えば６２５ｍｍＨ９を越えて低下し
た時にオフ状態よりオン状態になり、大気圧が７６０＋
ｎｍＨｏを越えて上昇した時にオフ状態よりオン状態に
切換わるようになっている。大気圧スイッチ４４がオン
状態である時、即ち高地走行時にはステップ１３へ進み
、これに対し大気圧スイッチがオン状態でない時にはス
テップ７へ戻る。

ステップ１３に於ては、高地走行時に於けるインテーク
ヒータオン領域であるか否かの判別が行われる。インテ
ークヒータオン領域は、例えば第３図に示されている如
く、ポンプレバー開度と機関回転数とに応じて定められ
ており、ポンプレバー開度がロードロード走行値以下で
あって機関回転数がＮ＋　、例えば１５００ｒｐｍ以上
で、所定値Ｎ２、例えば３５０　Ｑ　ｒｐｍ以下の領域
である。このインテークヒータオン領域は高地走行時に
於て特に白煙が発生し易い運転領域である。ステップ１
３に於てディーゼル機関の運転領域がインテークヒータ
オン領域である時にはステップ１４へ進み、これに対し
インテークヒータオン領域でない時にはステップ７へ戻
る。

ステップ１４に於ては、電気スイッチ３２を閉じること
が行われる。これによりインテークヒータ１２の発熱要
素１３に通電が行われ、発熱要素１３は高地走行時の白
煙排出防止のために吸気加熱を行う。またステップ１４
に於てはフラグＦを１に変換することが行われる。ステ
ップ１４の次はステップ７へ戻る。

ステップ１５に於ては、フラグＦが１であるか否かの判
別が行われる。［！ｌ］らこのとき既にインテークヒー
タ１２の発熱要素１３に通電が行われているか否かの判
別が行われる。Ｆ＝１でない時には、即ち発熱要素１３
に通電が行われていない時にはステップ１２へ進み、こ
れに対しフラグＦ＝１であって発熱要素１３に通電が行
われている時にはステップ１６へ進む。

ステップ１６に於ては、大気圧スイッチ４４がオフ状態
になったか否かの判別が行われる。大気圧スイッチ４４
がオフ状態である時にはステップ１８へ進み、これに対
し大気圧スイッチ４４がオフ状態でない時、即ち引続き
オン状態である時にはステップ１７へ進む。

ステップ１７に於ては、ディーゼルＩＸｌ！関の運転状
態がインテークご一タオンｆＡ域であるか否かの判ＵＩ
Ｊが行われる。運転状態がインテークヒータオンＭＲで
ない時にはステップ１８へ進み、これに対しインテーク
ヒータオン領域である時にはステップ７へ戻る。

ステップ１８に於ては、電気スイッチ３２を開くことが
行われる。これによりインテークヒータ１２の発熱要素
１３に対する通電が停山され、高地走行時の白煙排出防
止のための吸気加熱が終了する。またステップ１８に於
ては、フラグＦをＯに変換することが行われる。ステッ
プ１８の次はステップ７へ進む。

上述の如きフローチャート従って゛電気スイッチ３２の
開閉が制御され、これに応じてインテークヒータ１２の
発熱要素１３に対する通電が制御されることにより、イ
ンテークヒータ１２の発熱要素１°３は、冷間始動時及
び冷間運転時に加えて高地走行時であって白煙が発生し
易い運転状態時には白煙の排出防止のために発熱作動し
て吸気加熱を行い、白煙の排出を防止する。

尚、上述した実施例に於ては、インテークヒータ１２の
発熱要素１３に対する供給電力の制御は行われていない
が、高地走行時に於ける発熱要素１３に対する供給電力
はバッ゛アリ電源３１の消費電力を低減するために冷間
始動時に比して小さい値に設定されていてもよい。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高地走行時白煙排出防止方法を実
施されるディーゼル機関の一つの実施例を示ず概略構成
図、第２図は本発明によるディーゼル機関の高地走行時
白煙防止方法の実施要領の一例を示すフローチャート、
第３図は高地走行時に於けるインテークヒータオン領域
を示すグラフである。 １・・・機関本体、２・・・シリンダボア、３・・・ピ
ストン、４・・・燃焼室窪み、５・・・燃料噴射ノズル
、６・・・吸気弁、７・・・吸気ポート、８・・・排気
弁、９・・・排気ポート、ゴＯ・・・吸気マニホールド
、１１・・・再循環排気ガス注入口、１２・・・インテ
ークヒータ、１３・・・発熱要素、１４・・・吸気管、
１５・・・ターボチャージャ、１７・・・吸気比０．１
８・・・排気ガス入０．１つ・・・排気マニホールド、
２０・・・排気ガス取出ポート、２４・・・排気ガス再
循還制御弁、２５・・・排気ガス導管、２６・・・ダイ
Ａ７フラム装置、２７・・・弁要素。 ２８・・・ダイヤフラム至、２９・・・圧縮コイルばね
。 ３０・・・弁ポート、３１・・・バッテリ電源、３２・
・・電気スイッチ、３３・・・負圧ポンプ、３４・・・
定圧弁。 ３５・・・水温制御弁、３６・・・負圧制御弁、３７・
・・排気ガス再循環流■制御装置、３８・・・機関回転
数センサ、３つ・・・レバー開度センサ、４０・・・イ
ンテークヒータ用制御装置、４１・・・キースイッチ、
４２・・・スタータスイッチ、４３・・・水温センサ、
４４・・・大気圧スイッチ 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第　３　図 機関回転数 （自　発） １、事件の表示　昭和５９年特許願第１７６３０４号２
、発明の名称　ディーゼル機関の高地走行時白煙排出防
止方法３、補正をする者 事件との関係　　特Ｖ［出Ｍ１人 住　所　　愛知県豊田布トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　Ｉ−ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　・１０４東京都中央区新川１丁口５番１９号
茅場町長岡ビル３階　電話５５１−４１７１６、補正に
より増力りする発明の故　　　０７、補正の対象　　図
面 ８、補正の内容　　第１図を添付の図面の如く補正する
。 、・″ 、ど　　・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　冷間始動性の改善のために吸気加熱を行うインテーク
   ヒータを高地走行時には暖機完了後も発熱作動させて吸
   気加熱を行うことを特徴とするディーゼル機関の高地走
   行時白煙排出防止方法。