JP2507991B2 - ディ−ゼルエンジンの吸気制御装置 - Google Patents

ディ−ゼルエンジンの吸気制御装置

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JP2507991B2
JP2507991B2 JP61053293A JP5329386A JP2507991B2 JP 2507991 B2 JP2507991 B2 JP 2507991B2 JP 61053293 A JP61053293 A JP 61053293A JP 5329386 A JP5329386 A JP 5329386A JP 2507991 B2 JP2507991 B2 JP 2507991B2
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intake throttle
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恭大 豊田
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日本電装株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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制御装置であって
アイドル時などの吸気を制御する装置に関する。
[従来の技術] アクチュエータでもって作動される吸気絞り弁を吸気
通路に設けたディーゼルエンジン(以下、単にエンジン
という。)が周知である。
このエンジンにおいては、アイドル運転時の燃焼音が
主なものとなる騒音の低減を図るためには、吸気絞り弁
を出来る限り閉じ側に位置せしめ、この吸気絞り弁の遮
音作用を利用することがよいと考えられる。この吸気絞
り弁位置は通常のエンジン運転条件を基準として定める
ことが一般的とされる。
しかし、エンジンの使用環境によっては、燃焼不良に
落ち入り、エミッションやドライバビリティなどの悪化
を招くおそれがある。例えば、高地走行時やエンジン冷
間時などが挙げられる。
従来から、高地走行時の前記のような不具合を解消し
ようとするものに、特開昭58−96133号公報に示される
提案があり、また、エンジン冷間時の前記のような不具
合を解消しようとするものに、実開昭58−81345号公報
に示される提案がある。
前者は、大気圧の低下に応動して吸気絞り弁を開くよ
う構成することを特徴の要部とし、後者は、吸気絞り弁
をバイパスする吸気通路の開度を吸気温に応じて調整す
ることを特徴の要部としている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、これらは吸気絞り量すなわち吸気通路の開度
の減少量が大気圧もしくは吸気温に応じて一義的に定め
られるため、何らかの理由により吸気通路の開度が過小
になり良好な燃焼状態が得られなくなるおそれが考えら
れる。また、吸気通路の開度を減少させても燃焼不良を
招くことがないにもかかわらず実際には吸気通路の開度
が過大なため遮音効果が低レベルに止まり最大限に発揮
することができなくなる場合が考えられる。
本発明の目的は、前記にかんがみ、特にアイドル時に
おいて、吸気絞り弁の遮音効果を充分に発揮させつつ良
好な燃焼状態を確保しようとすることにある。いいかえ
ると、良好な燃焼状態を確保しうる範囲内で絞り弁の遮
音効果を最大限発揮できるようにすることである。
[問題点を解決するための手段] この目的を達成するため、本発明によるディーゼルエ
ンジンの吸気制御装置は、第1図に示すように、 吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、 該吸気絞り弁を駆動して、吸気絞り弁の開度を調節す
る吸気絞り弁駆動手段と、を備え、 エンジンの運転状態に応じて、前記吸気絞り弁駆動手
段を駆動して前記吸気絞り弁の開度を制御することによ
り、前記エンジンの騒音を低減するディーゼルエンジン
の吸気制御装置において、 前記エンジンの燃焼室内の実着火時期を検出する着火
時期センサと、 前記エンジンの運転状態に応じて、所定の燃焼状態と
するために、目標着火時期を設定する目標着火時期設定
手段と、 前記着火時期センサによって検出した実着火時期の前
記目標着火時期設定手段によって設定した目標着火時期
からの偏差を求める偏差検出手段と、 該偏差検出手段によって検出した実着火時期の偏差に
より、前記目標着火時期に対する前記実着火時期の進角
値が所定値以上の範囲にあると判断された時、前記吸気
絞り弁駆動手段を用いて、前記吸気絞り弁の開度を小さ
くする方向に制御する吸気絞り弁開度制御手段と、 を備えたことを特徴とする。
[作用] ディーゼルエンジンのアイドリング時等における騒音
や振動を低減する手段として、アイドリング時等に吸気
絞り弁を閉じて吸入空気量を抑えることにより、燃焼圧
力上昇率を抑えて騒音や振動を低減しようとする吸気制
御が知られている。
また、ディーゼルエンジンは、圧縮圧力を高めること
によるシリンダ内の温度上昇によって燃料を自己着火さ
せるものであるので、圧縮圧力が十分高ければ自然に着
火時期は早まる(即ち進角側へと移行する)。いま、仮
に、吸気絞り弁を閉じれば、当然圧縮圧力は低下する
が、ある値以上、実着火時期がその時々の運転状態で決
まる目標着火時期に対して進角していれば、吸気を絞っ
ても失火を生じる恐れはなく、燃焼に影響を与えること
もない。
そこで、本発明では、検出した実着火時期と目標着火
時期(設定着火時期)との偏差により、目標着火時期に
対する実着火時期の進角値が所定値以上の範囲にあると
判断された時には、吸気絞り弁の開度を小さくする方向
に制御している。
尚、この進角値とは、第4図に示す様に、負の進角の
場合、即ち所定範囲の遅角の場合も含む。具体的には、
進角値が所定値以上の範囲とは、目標着火時期に対する
実着火時期の進角値が、第4図のグラフが急に上方に折
れ曲がる点(第1の所定値)CA1より右側の範囲内にあ
る場合を意味している。従って、進角値が例えば点CA1
の場合は、進角値は負の値となる。
この様に、本発明は、実着火時期と目標着火時期との
偏差、正確には、目標着火時期に対する実着火時期の進
角値が所定値以上の場合は、吸気絞り弁の開度を小さく
する様に制御することによって、良好な燃焼状態を確保
しつつ、吸気絞り弁の遮音効果等を十分に発揮する様に
したものである。
吸気絞り弁は、例えば、後の実施例でも述べるよう
に、前記偏差、正確には、目標着火時期に対する実着火
時期の進角値を、エンジンクランク角に対応づけられた
ものとすると、クランク角に対して第4図に示すような
開度をもたせるようにする。
[実施例] 以下、本発明を第2図ないし第4図にもとづいて説明
する。
第2図は本発明の一実施例の構成を表わすシステム図
である。
第2図において、1はエンジン負圧を駆動源とするダ
イアフラム式アクチュエータ、3はアクチュエータ1に
より作動される吸気絞り弁、5は吸気管をそれぞれ表わ
している。吸気絞り弁3は、吸気管5内の、運転者のア
クセル操作に応動するスロットルバルブ11をバイパスす
る通路部分に設置されている。アクチュエータ1は制御
回路9からのデューティ比信号つまり一定周期における
ハイレベル期間とローレベル期間との比が可変な信号に
したがってその作動空気圧が調整され、吸気絞り弁3に
作動空気圧に対応した開度をもたせる。
7は受光部が渦流室に露出するようシリンダヘッドに
取り付けられた着火時期センサを表わす。着火時期セン
サ7は着火光を内蔵の石英ガラスを透過して同じく内蔵
のフォトトランジスタに照射させ、フォトトランジスタ
の通電の有無にしたがった2値信号を出力するよう構成
される。
9は制御回路を表わしており、制御回路9は少なくと
も着火時期センサ7および後述するアイドルスイッチ13
のそれぞれと電気的に接続されるとともに、アクチュエ
ータ1、後述するグロープラグ15および吸気加熱器17と
も電気的に接続される。制御回路9はそのハード構成に
ついては図示しないが、マイクロコンピュータを中心と
して構成される。その処理などについては後述する。
11は前記のようなスロットルバルブを表わし、また13
はスロットルバルブ11の全閉のときオンするアイドルス
イッチ、15はグロープラグ、17は吸気加熱器をそれぞれ
表わしている。
制御回路9は、アイドルスイッチ13のオン、オフにも
とづいてアイドル状態を判別するとともに、アイドル状
態であると判定している間、着火時期センサ7の出力パ
ルスが入力されてきた時期と予め定められた基準時期と
の偏差時間に対応するクランク角に対応するデューティ
比のパルスをアクチュエータ1に出力する。併せて、ア
イドル状態と判定している間、前記のパルス入力時期が
前記基準時期よりも所定のクランク角以上遅いかどうか
を判断し、遅いと判定している間、グロープラグ15およ
び吸気加熱器17を通電するための信号を出力する。
この処理の一例について第3図のフローチャートを参
照して説明する。
アイドルスイッチ13がオンしているかどうかを判断す
る(図中の符号101で表わすステップが対応する。)。
アイドルスイッチ13がオンしていると判定すると、着
火時期センサ7の信号にもとづき実着火時期を求める
(ステップ102)。なお、実着火時期を定めるに当って
設定着火時期の設定に当っての条件を適用することは、
制御上当然ともいえることである。
次に実着火時期の設定着火時期からの偏差に該当する
クランク角を求める(ステップ103)。ここで設定着火
時期はアイドル時において良好な燃焼状態を呈している
ときのクランク角位置に対応するものであり、予めマイ
クロコンピュータのROM(リードオンリメモリ)に格納
されている。この設定着火時期はアイドル時のエンジン
運転状態全般にわたって一律な固定値でなくともよく、
センサとして吸気圧センサ、吸気温センサなどを新たに
設置した場合には、これらのパラメータによって選定さ
れるようにしてもよい。
次に、求まったクランク角から吸気絞り弁3の制御目
標開度いいかえるとデューティ比を求める(ステップ10
4)。ここで制御目標開度(デューティ比)はクランク
角に対して第4図に示すように関係づけられており、予
めROMに格納されている。 尚、第4図は、偏差クラン
ク角、正確には、目標着火時期に対する実着火時期の進
角値と、吸気絞り弁の制御目標開度との関係を示したも
のであり、この第4図から明らかな様に、偏差クランク
角が所定値(第1の所定値)CA1以上の場合には、その
偏差クランク角に対応して、吸気を絞る様に、吸気絞り
弁の制御目標開度を設定する。
次に、求まったデューティ比の信号をアクチュエータ
1へ出力する(ステップ105)。
次に、求まった偏差クランク角が所定値(第2の所定
値)以上であるかどうかを判断する(ステップ106)。
ここでクランク角の第2の所定値は第4図においてCA0
で示されるようにする。
偏差クランク角が第2の所定値CA0以上であると判定
すると、グロープラグ15を通電し(ステップ107),吸
気加熱器17を通電する(ステップ108)。
一方偏差クランク角が第2の所定値CA0以上でないと
判定すると,グロープラグ15を通電せず(ステップ10
9),吸気加熱器17を通電しない(ステップ110)。
ステップ101にてアイドルスイッチ13がオフしている
と判定した場合はステップ102〜108の処理を何ら実行せ
ず,ステップ109とステップ110を実行する。すなわち本
発明に係わる範囲内で、吸気絞り弁3の開度制御および
グロープラグ15、吸気加熱器17への通電は行わない。ま
た、ステップ106にて偏差クランク角が第2の所定値CA0
未満であると判定した場合はステップ107、108の処理は
実行しない。すなわち、ステップ109,ステップ110にて
グロープラグ15、吸気加熱器17への通電を停止する。
このように、本実施例においては、アイドル状態と判
定している間実着火時期と設定着火時期との偏差(正確
には目標着火時期に対する実着火時期の進角値)に該当
するクランク角を求め、この偏差クランク角に予め対応
づけておいたデューティ比をもつ信号をアクチュエータ
1に出力するようにする。即ち、目標着火時期に対する
実着火時期の進角値が第1の所定値CA1以上の場合は、
吸気を絞る様に制御する。従って、良好な燃焼状態を確
保しつつ、騒音や振動を低減することができる。併せ
て、アイドル状態であってしかも偏差クランク角が第2
の所定値CA0以上であると判定している間、グロープラ
グ15および吸気加熱器17を通電するようにする。
なお、上述した実施例では、アクチュエータをダイア
フラム式のものとして説明したが、本発明は、ステップ
モータ式など広く吸気絞り弁の開度を定めることのでき
るものであれば、積極的に適用が除外されるものではな
い。また、本発明はアイドル時の他に、例えば楕行時に
も適用可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、検出した実着火時期
と目標着火時期との偏差により、目標着火時期に対する
実着火時期の進角値が所定値以上の範囲にあると判断さ
れた時には、吸気絞り弁の開度を小さくする方向に制御
しているので、吸気絞り弁の遮音効果を最大限発揮させ
つつ良好な燃焼状態を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を明示するための対応図、第2図ないし
第4図は本発明の一実施例を示し、第2図はそのシステ
ム図、第3図はその動作を説明するためのフローチャー
ト、第4図は実着火時期と設定着火時期との偏差に該当
するクランク角に対して定められる吸気絞り弁の開度を
示す線図である。 1…アクチュエータ、3…吸気絞り弁 5…吸気通路(吸気管)、7…着火時期センサ 9…制御回路、13…アイドルスイッチ 15…グロープラグ、17…吸気加熱器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、 該吸気絞り弁を駆動して、吸気絞り弁の開度を調節する
    吸気絞り弁駆動手段と、を備え、 エンジンの運転状態に応じて、前記吸気絞り弁駆動手段
    を駆動して前記吸気絞り弁の開度を制御することによ
    り、前記エンジンの騒音を低減するディーゼルエンジン
    の吸気制御装置において、 前記エンジンの燃焼室内の実着火時期を検出する着火時
    期センサと、 前記エンジンの運転状態に応じて、所定の燃焼状態とす
    るために、目標着火時期を設定する目標着火時期設定手
    段と、 前記着火時期センサによって検出した実着火時期の前記
    目標着火時期設定手段によって設定した目標着火時期か
    らの偏差を求める偏差検出手段と、 該偏差検出手段によって検出した実着火時期の偏差によ
    り、前記目標着火時期に対する前記実着火時期の進角値
    が所定値以上の範囲にあると判断された時、前記吸気絞
    り弁駆動手段を用いて、前記吸気絞り弁の開度を小さく
    する方向に制御する吸気絞り弁開度制御手段と、 を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの吸気制
    御装置。
JP61053293A 1986-03-10 1986-03-10 ディ−ゼルエンジンの吸気制御装置 Expired - Lifetime JP2507991B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5820939A (ja) * 1981-07-30 1983-02-07 Nippon Soken Inc デイ−ゼルエンジンの吸気絞りの電子制御システム
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