JPH0472988B2 - - Google Patents

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JPH0472988B2
JPH0472988B2 JP59003549A JP354984A JPH0472988B2 JP H0472988 B2 JPH0472988 B2 JP H0472988B2 JP 59003549 A JP59003549 A JP 59003549A JP 354984 A JP354984 A JP 354984A JP H0472988 B2 JPH0472988 B2 JP H0472988B2
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Tetsuo Kikuchi
Kazuki Kato
Satoshi Kuwakado
Nobuaki Kawai
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Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はデイーゼル機関の吸気絞り制御装置に
関する。
従来技術 デイーゼル機関においては、機関の振動、騒音
を低減するために吸気絞り機構を設けてある。他
方、一般に、燃料噴霧は、燃料の貫通力、霧化、
そして渦流との混合等の条件が必要であり、これ
らの各条件は燃料噴射圧、渦流の強さ、噴射孔位
置等によつて決定される。さらに、このうち、渦
流の強さは機関の回転速度によつて決定される
が、吸気絞り時には特に低下し、この結果、壁面
に衝突あるいは付着する燃料が多くなつて空気と
十分混合しなくなる。従つて、吸気絞り量が増加
すると、HC，CO等のエミツシヨンが悪化し、排
気白煙が増加するという問題点があつた。
発明の目的 本発明の目的は、上述の従来形における問題点
に鑑み、燃料噴射装置の開弁圧を可変にし、たと
えばピントークスノズルを用いて渦流にのる噴霧
量を増加させて空気との混合を促進させて燃焼を
良好にさせる一方、吸気絞り時には燃料噴射装置
の開弁圧を低下させることにより、振動、騒音の
低減効果と共に、吸気絞り時のHC，CO等のエミ
ツシヨンを低減させると共に排気白煙を低減させ
ることにある。
発明の構成 上述の目的を達成するための本発明の構成は第
１図に示される。第１図において、デイーゼル機
関において、吸気絞り機構が設けられ、燃料噴射
装置が機関の渦流室に設けられ、制御手段は機関
の運転状態パラメータに応じて吸気絞り機構を制
御し且つ吸気絞り機構を絞るときに燃料噴射装置
の開弁圧を低下させるように制御する。
発明の実施例 以下、第２図以降の図面により本発明の実施例
を説明する。
第２図は本発明に係るデイーゼル機関の吸気絞
り制御装置の一実施例を示す全体概要図である。
第２図において、機関本体１の吸気管２には吸気
絞り機構としてのバルブ３が回転可能に設けら
れ、このバルブ３は負圧を利用したアクチユエー
タ４によつて駆動される。つまり、アクチユエー
タ４は電磁弁５によつて負圧源としてのバキユー
ムタンク６に接続されることによつて駆動され
る。また、機関本体１の燃焼室（渦流室）７には
開弁圧が可変な燃料噴射装置８が取付けられ、燃
料噴射装置８には燃料噴射ポンプ９から配管１１
を通じて燃料が供給される。さらに燃料噴射ポン
プ９には回転速度センサ（電磁ピツクアツプ）１
２が設けられ、この回転速度センサ１２は機関の
回転速度に応じた正弦波信号を発生する。機関本
体１のシリンダブロツクには水温センサ（サーミ
スタ）１３が設けられ、この水温センサ１３は冷
却水温に応じたアナログ信号を発生する。また、
アクセルペダル１４にはアクセル全閉時にオフ、
それ以外でオンとなるアクセルスイツチ１５が設
けられている。
回転速度センサ１２、水温センサ１３、および
アクセルスイツチ１５の各出力は制御回路１０に
供給され、これらの信号にもとづいて制御回路１
０は電磁弁５を制御すると共に燃料噴射装置８の
開弁圧を制御する。
第２図の燃料噴射装置８は第３図に示すような
ピントークス型ノズルを有したものであつて、低
開弁圧化と同時に副噴射孔からも噴射でき、従つ
て、その噴霧の流れ（低開弁圧時）は第４図の実
線に示すごとくなり、この結果、渦流にのる噴霧
量が多くなり、壁面に付着する燃料量が少なくな
り、つまり、空気との混合が促進され、良好な燃
焼が得られる。この結果、失火、白煙、HCの増
加が少なくなり、吸気絞り量をさらに増加させる
ことが可能となり、振動、騒音の低減に役立つも
のである。
第２図の燃料噴射装置は開弁圧が可変であつ
て、その全体はたとえば第５図に示される。第５
図においては、ホルダ５１内に、ノズル５２、ス
プリング５３、スプリングシート５４が設けられ
ており、さらに、スプリングシート５４を押圧す
るためのプツシユロツド５５がムービングコア５
６に取付けられている。このムービングコア５６
はコイル５７によつて形成される磁気回路中に摺
動可能に設けられており、従つて、第２図の制御
回路１０によつてコイル５７に電流を流すことに
より開弁圧の制御が可能となる。
第６図は第２図の制御回路１０の詳細な回路図
である。第６図において、回転速度センサ１２の
出力信号は周波数／電圧変換回路１０によつて回
転速度に比例する電圧に変換された後に比較器１
０２に供給される。比較器１０２は回転速度が所
定値たとえば700rpm以下のときにハイレベル
（“１”）の信号を発生し、他方、回転速度が所定
値以上のときにローレベル（“０”）の信号を発生
する。水温センサ１３の出力信号は比較器１０３
に供給され、従つて、比較器１０３は冷却水温が
所定値以上のときにハイレベルの信号を発生し、
他方、冷却水温が所定値未満のときにローレベル
の信号を発生する。アクセルスイツチ１４の出力
信号は積分（フイルタ）回路１０４に供給され
る。従つて、アクセルが全閉のときには、積分回
路１０４はハイレベルの信号を発生し、アクセル
が全閉でないときには、積分回路１０４はローレ
ベルの信号を発生する。各比較器１０２，１０
３、積分回路１０４の各出力信号はアンド回路１
０５に供給される。
比較器１０２，１０３、積分回路１０４の出力
信号がすべてハイレベルのときにアンド回路１０
５の出力はハイレベルとなり、この結果、吸気絞
り制御が実行される。つまり、機関水温が所定値
以上の温間時、且つ回転速度が所定値以下でアク
セル全閉状態のアイドリング時にあつては、アン
ド回路１０５の出力がハイレベルとなつて駆動回
路（この場合、ダーリントン回路）１０８をオン
にする。この結果、第２図の電磁弁５がオンとな
り、アクチユエータ４にバキユームポンプ６より
負圧が供給されて、バルブ３は吸気管２を閉塞す
る方向に作動する。また、同時に、アンド回路１
０５のハイレベルの出力はインバータ１０６にロ
ーレベルの信号に変換されるので、駆動回路（ダ
ーリントン回路）１０７はオフとされる。従つ
て、コイル５７（第５図）の電流はしや断されて
スプリング５３の初期荷重低下の方向にセツトさ
れるので、ノズル５２の開弁圧は低下する。
逆に、上記比較器１０２，１０３、積分回路１
０４の出力の少なくとも１つがローレベルのとき
にはアンド回路１０５の出力はローレベルとな
る。従つて、駆動回路１０８はオフとされ、電磁
弁５がオフとされ、吸気絞りは行われず、他方、
駆動回路１０７はオンとされ、従つて、コイル５
７に通電され、ムービングコア５６と共にプツシ
ユロツド５５がスプリング５３を押圧し、従つ
て、高い開弁圧で燃料噴射装置８が作動すること
になる。
このように、機関の通常回転時にあつては、燃
焼室内圧力および渦流の強さが共に大きいために
高噴射圧で良好な燃焼が得られるが、他方、吸気
絞り時には、上記圧力および渦流強さ共に大きく
低下するために、燃料が高圧で噴射されると壁面
に衝突あるいは付着して充分な燃焼が行なわれな
いので、低噴射圧にすることにより壁面付着を少
なくし、燃料は渦流にのりながら良好な燃焼を行
なうようにしてある。この結果、排気ガス中の
HCは第７図の実線に示すようにたとえば50％低
下させると大きく低減される。従つて、吸気絞り
量を充分大きくとれるために、振動、騒音は低減
効果も極めて大きくなる。なお、第７図の点線は
従来の場合を示す。
第８図は本発明に係るデイーゼル機関の吸気絞
り制御装置の他の実施例を示す全体概要図であ
る。第８図においては、第２図に対してアクセル
スイツチ１５の代りにアクセル開度センサ１５′
を設けてある。アクセル開度センサ１５′はアク
セル開度に応じたアナログ信号を発生する。ま
た、吸気圧センサ１６を吸気管２に設けてある。
この吸気圧センサ１６は吸気圧に応じたアナログ
信号を発生する。さらに、第２図のアクチユエー
タ４、電磁弁５、バキユームポンプ６の代りに、
リニアソレノイド１７を設けてある。これによ
り、吸気絞り量制御および燃料噴射装置８の開弁
圧を連続的に行うようにしたものである。
第９図は第８図の制御回路１０′の詳細なブロ
ツク回路図である。第９図において、回転速度セ
ンサ１２の出力は周波数／電圧変換回路１１０に
よつて電圧に変換されてマルチプレクサ１１４に
供給され、水温センサ１３の出力は積分回路１１
１を介してマルチプレクサ１１４に供給され、ア
クセル開度センサ１５′の出力は積分回路１１２
を介してマルチプレクサ１１４に供給され、吸気
圧センサ１６の出力は増幅器１１３を介してマル
チプレクサ１１４に供給されている。これら各ア
ナログ信号はCPU１１６によつて選択制御され
たマルチプレクサ１１４を介してＡ／Ｄ変換器１
１５に供給され、Ａ／Ｄ変換器１１４は各アナロ
グ信号をクロツク信号（図示せず）を用いてＡ／
Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換終了後に割込み信号を
CPU１１６に送出する。この結果、割込みルー
チンにおいて、回転速度センサ１２、水温センサ
１３、アクセル開度センサ１５′、および吸気圧
センサ１６の最新データは取込まれてRAM１１
８の所定領域に格納されることになる。
ROM１１７には、種々のプログラム、定数、
マツプ等が予め格納されている。
後述のルーチンにて演算された開弁圧データお
よび吸気絞りデータは入出力インターフエイス１
１９の所定位置に送出され、これらの値がＤ／Ａ
変換器１２０，１２１によつてアナログ電圧に変
換される。さらに、各アナログ電圧は比較器１２
２，１２３の一方の入力に印加され、比較器１２
２，１２３の他方の入力には三角波発振回路１２
４の出力信号が供給されている。これら比較器の
動作の結果、各矩形波信号が駆動回路１２５，１
２６に供給され、燃料噴射装置８のコイル５７の
通電制御およびリニアソレノイド１７の通電制御
が行われることになる。つまり、燃料噴射装置８
のコイル５７およびリニアソレノイド１７に対し
てPWM（パルス幅変調）制御が行われることに
なる。
第１０図のフローチヤートを参照して第９図の
制御回路１０′の動作を説明する。ステツプ１０
０１は所定時間毎もしくは所定クランク毎にクタ
ートし、ステツプ１００２では回転速度センサ１
２による回転速度データ、水温センサ１３による
水温データ、アクセル開度センサ１５′によるア
クセル開度データ、および吸気圧センサ１６によ
る吸気圧データを取込んでRAM１１８の所定領
域に格納し、ステツプ１００３では、これらのデ
ータにもとづいてROM１１７に格納されている
４次元マツプから補間計算により最適吸気絞り値
を演算し、ステツプ１００４にてこの最適吸気絞
り値をＤ／Ａ変換器１２１にセツトする。この結
果、比較器１２３によつてパルス幅に変換されて
リニアソレノイド１７が駆動されることになる。
さらに、ステツプ１００５にても最適吸気絞り値
にもとづいて最適開弁圧を演算し、ステツプ１０
０６にてこの最適開弁圧をＤ／Ａ変換器１２０に
セツトする。この結果、比較器１２２によつてパ
ルス幅に変換れて燃料噴射装置８のコイル５７が
駆動されることになる。そして、ステツプ１００
７にてこのルーチンは終了する。
なお、第１０図のフローにおいては、最適吸気
絞り量が増加するときには最適開弁圧が減少する
ように制御されている。また、ステツプ１００３
にて用いられるマツプは、１）水温冷間時に吸気
絞り量を多くすると機関は失火状態となつて振動
の増加、白煙、HCの悪化等を招くという事実、
２）高回転時に吸気絞り量を多くすると機関出力
の低下、黒煙の増加等を招くという事実等、を考
慮して定められている。
このようにして、第２の実施例によれば、吸気
絞り量および開弁圧を連続的に制御できる。
なお、上述の燃料噴射装置の開弁圧の駆動はソ
レノイドを用いたが、油圧によりスプリングを押
圧する構造であつてもよく、あるいは、第１１図
に示すごとく、スプリングの圧縮荷重調整用のね
じ１１０１を設けてそのねじを取付けたセツトバ
ー１１０２を回動させることにより直接スプリン
グの初期荷重を変化させてもよい。このとき、各
気筒のノズルを単独にあるいはそれぞれのセツト
バー１１０２を連結し、アクセルリンク、モー
タ、負圧アクチユエータ等では作動させてもよ
い。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、振動、騒
音の低減と共に、吸気絞り時のHC，CO等のエミ
ツシヨンを低減でき、また、排気白煙を低減でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図は本発明に係るデイーゼル機関の吸気絞り制御
装置の一実施例を示す全体概要図、第３図、第４
図は第２図の燃料噴射装置の一部を示す断面図、
第５図は第２図の燃料噴射装置の一例の全体構成
を示す断面図、第６図は第２図の制御回路１０の
詳細なブロツク回路図、第７図は本発明の効果を
説明するためのグラフ、第８図は本発明に係るデ
イーゼル機関の吸気絞り制御装置の他の実施例を
示す全体概要図、第９図は第８図の制御回路１
０′の詳細なブロツク回路図、第１０図は第９図
の制御回路１０′の動作を示すフローチヤート、
第１１図は第２図、第８図の燃料噴射装置の他の
例を示す断面図である。 １……機関本体、３……バルブ（絞り弁）、７
……渦流室、８……燃料噴射装置、１０，１０′
……制御回路、１２……回転速度センサ、１３…
…水温センサ、１５……アクセルスイツチ、１
５′……アクセル開度センサ、１６……吸気圧セ
ンサ、１７……リニアソレノイド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ デイーゼル機関の吸気絞り機構、前記機関の
    渦流室に設けられた開弁圧可変の燃料噴射装置、
    および、前記機関の運転状態パラメータに応じて
    前記吸気絞り機構を制御し且つ該吸気絞り機構を
    絞るときに前記燃料噴射装置の開弁圧を低下させ
    るように制御する制御手段を具備するデイーゼル
    機関の吸気絞り制御装置。 ２ 前記燃料噴射装置がピントークス型ノズルを
    具備する特許請求の範囲第１項に記載のデイーゼ
    ル機関の吸気絞り制御装置。 ３ 前記機関の運転状態パラメータが、該機関の
    回転速度、該機関の冷却水温度、およびアクセル
    開度であり、前記機関の回転速度が所定値以下、
    前記機関の冷却水温度が所定値以上、且つ前記ア
    クセル開度が全閉であるときにのみ前記制御手段
    は前記吸気絞り機構を絞ると共に前記燃料噴射装
    置の開弁圧を低下させる特許請求の範囲第１項に
    記載のデイーゼル機関の吸気絞り制御装置。 ４ 前記機関の運転状態パラメータが、該機関の
    回転速度、該機関の冷却水温度、アクセル開度、
    および、該機関の吸気圧であり、該運転状態パラ
    メータに応じて前記制御手段は前記吸気絞り機構
    の絞り量および前記燃料噴射装置の開弁圧の低下
    量を連続的に制御する特許請求の範囲第１項に記
    載のデイーゼル機関の吸気絞り制御装置。
JP59003549A 1984-01-13 1984-01-13 デイ−ゼル機関の吸気絞り制御装置 Granted JPS60147551A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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