(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル機関において、機関本体の燃焼室に連通する吸気通路のうち、ブローバイ導入経路下流に設けられた電気的に制御される電制開閉バルブと、オイルパン油量を検知する油量レベルセンサと、回転数、スロットル開度などのディーゼル機関の運転状況を電気信号として検出する運転状況検出器と、前記油量レベルセンサにより機関に対してオイル叩きを起こす危険性のあるオイル油面高さを演算する手段と、前記運転状況検出器からの信号出力によってディーゼル機関へ供給する燃料噴射量を演算する手段と、前記オイル油面高さより前記ディーゼル機関へ供給する吸入空気量を前記電制開閉バルブで調節する手段とを持ち、前記の調節手段を用いてディーゼル機関の非常時に一旦アイドル相当迄、機関回転数を落としてから漸次、機関停止まで制御することを特徴とするディーゼル機関用非常停止装置。
【請求項２】
ディーゼル機関において、機関本体の燃焼室に連通する吸気通路のうち、ブローバイ導入経路上流に設けられた電気的に制御される電制開閉バルブと、オイルパン油量を検知する油量レベルセンサと、回転数、スロットル開度などのディーゼル機関の運転状況を電気信号として検出する運転状況検出器と、前記油量レベルセンサにより機関に対してオイル叩きを起こす危険性のあるオイル油面高さを演算する手段と、前記運転状況検出器からの信号出力によってディーゼル機関へ供給する燃料噴射量を演算する手段と、前記オイル油面高さより前記ディーゼル機関へ供給する吸入空気量を前記電制開閉バルブで調節する手段とを持ち、前記の調節手段を用いてディーゼル機関の非常時に一旦アイドル相当迄、機関回転数を落としてから漸次、機関停止まで制御することを特徴とするディーゼル機関用非常停止装置。
【請求項３】
請求項１記載のディーゼル機関用非常停止装置において、電気的に制御される電制開閉バルブ２個を、機関本体の燃焼室に連通する吸気通路のうちブローバイ導入経路を挟む形で設けることで、万一オイル吹きが発生してもオイルが流出することなく機関停止まで制御できることを特徴とするディーゼル機関用非常停止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関に用いられる非常停止装置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル機関の特徴として、その構造上電気系統の回路を遮断して機関を停止することができない。このためディーゼル機関を停止するには燃料供給を遮断するか、または燃焼用の空気の供給を遮断せねばならない。従来、ディーゼル機関に用いられる非常停止装置の例としては、例えば、特開平４−１３４１３５号公報に記載されているように、噴射ポンプなどの燃料噴射装置を制御して無噴射状態にすることで燃料供給を遮断する構成としたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、燃料噴射装置を制御して燃料供給を遮断した場合でも、機関が停止しない状況も発生しうる。例えば、エンジンオイルの中に燃料などの他の物質が混入してエンジンオイル油面が上昇し、いわゆるオイル叩き、オイル吹きが生じてブローバイ導入経路からエンジンオイルがエンジン吸気通路に混入し、新気と共に燃焼室内に入り込み、混合オイルが燃料として燃焼する場合などには、燃料供給を遮断しても機関は停止することができない。また、燃焼用の空気の供給を停止する場合には、燃焼室に新気が流入しないためその停止動作中において燃焼室内に大きな負圧が発生し、オイル上がりを誘発する可能性もあるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題点を鑑みなされたもので、ディーゼル機関において、オイルパン部に設けられた油量レベルセンサでオイル油量の異常増量を検知することでオイル上がりを予見し、機関本体の燃焼室に連通する吸気通路のうちブローバイ導入経路に近接して設けられた電気的に制御される電制開閉バルブを制御することで、機関に供給する吸入空気量を調節して、オイル上がり等による異常回転を防止し、非常時には自動的に一旦、アイドル相当迄機関回転数を落としてから漸次、機関停止吸入空気量にまで制御して機関を停止させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】
本発明では、オイル上がりなどによる異常回転等を予見し、非常時、機関停止を行う際に電制開閉バルブの開閉により吸入空気量の制御を行うことで、燃焼室内の負圧発生を抑えられるので、機関にオイル上がりなどを起こさずに、安全に停止動作を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明を適用した非常停止装置のブロック図である。エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＨ等のエンジン１の運転状況は各種運転状況検出器５０１により、コントロールユニット５にセンサ出力として供給される。また、油量レベルセンサ１２はエンジン１におけるオイルパン部１１内のエンジンオイルが安全規定量レベルを超える油量であるか否かを示す出力信号を出力する。この信号が前記運転状況検出器５０１を介して、コントロールユニット５内の異常判定装置５０２に送られる。
【０００７】
前記油量レベルセンサ１２としては、例えば特開昭５３−１０２４３３号公報に記載されているようなフロート方式や、非接触式、トランジスタ方式等、エンジンオイル欠乏を検知するセンサとして広く使われているものを使用できる。前記油量レベルセンサ１２を前記オイルパン部１１の複数枚の仕切り板（オイルパンバッフル１４）の間に挟むことによって、走行中などの横Ｇや前後Ｇが大きくなり前記オイルパン部１１内でのオイル片寄りが大きくなる場合にも、正確な油量を検知し、オイル油量の異常増量を正確に検知する構造となっている。
【０００８】
前記油量レベルセンサ１２の出力信号と、前記運転状況検出器５０１からの信号とにより、前記異常判定装置５０２にて異常と特定される状況では、開閉バルブ動作判定機構５０４でエンジン１を安全に停止できると判断された場合には、即座に開閉バルブ制御信号を出力する開閉バルブ制御信号出力部５０５より指令を出し、電制開閉バルブ３を全閉にして、機関停止を行う。
【０００９】
高回転時等、即座に前記電制開閉バルブ３を閉じてしまうとエンジン１にダメージを与えてしまうと判断される場合には、一旦エンジン１をアイドル回転相当の吸入空気量まで前記電制開閉バルブ３を閉じ、その後、タイマーにより設定された時間経過後に徐々に全閉状態にまで制御する。
【００１０】
また、機関の安全な停止のために、前記電制バルブ開閉時に連動して、燃料噴射量制御装置５０３から、燃料噴射ポンプ制御信号５０６を出して、燃料噴射ポンプ２を制御して燃料噴射ノズル２１からの燃焼室２０への燃料噴射をカットする。
【００１１】
図２に本実施の形態１におけるディーゼル機関用非常停止装置の構成概念図を示す。１はエンジンであり、吸入空気の吸気通路１７の吸気マニホールド１５の上流にあるエンジン１からのブローバイ通路６の下流に前記電制開閉バルブ３を設置し、前記エンジン異常回転等、前記油量レベルセンサ１２の信号により非常時と判断される場合に、即座に吸気をカットすると安全に機関を停止できないと判断すると、一旦アイドル相当まで機関回転数を落としてから漸次、機関を停止状態まで制御して、安全に機関を停止させる。
【００１２】
この制御ロジックをフローチャートで示したものが図３である。
図３において、ステップＦ００１で前記エンジン１から各種センサの検出信号により運転状況検出器５０１にエンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＨ等の信号が読み込まれると同時に、油量レベルセンサ１２により算出される現在の機関のエンジンオイル量が読み込まれる。次に、ステップＦ００２において、オイルパン部１１の油量が安全作動規定値よりも多い場合はステップＦ００３に進み、本ステップＦ００３で前記オイルパン部１１の油量の増加率から現在の増加率ではエンジンオイル１３がオイル叩き、オイル吹きの危険量にまで達することが推定される場合、ステップＦ００４に進み、吸入空気量と燃料噴射量の制御にはいる。本ステップＦ００４ではまず、機関回転数等から、そのまま吸入空気を瞬間的に遮断してもエンジン１が安全に停止できるかどうか判断し、問題のない場合はまずステップＦ００７に進み、燃料噴射量を制御すると共に、ステップＦ００８に進み、電制開閉バルブ３を全閉に制御する。そのまま吸入空気を瞬間的に遮断しまうとエンジン１が安全に停止できないと判断した場合、ステップＦ００５に進み、一旦、電制開閉バルブ３をアイドル位置相当にまで閉じ、急激な負圧が発生しないままステップＦ００６にてタイマー設定によりその状態を所定時間保持した後、ステップＦ００７に進み、燃料噴射量を制御すると共に、ステップＦ００８に進み、電制開閉バルブ３を全閉に制御することで機関を安全に停止することができる。
図４は本実施の形態１による制御パターンの特性を示す。本制御により負圧はほとんど発生せずに機関を停止することができる。
【００１３】
図５、図６および図７は本発明の実施の形態２の構成概念図および制御ロジックのフローチャート、制御パターンの特性を示す。実施の形態１と異なる点は図５で示すように、吸入空気の吸気通路１７内のエンジン１からのブローバイ通路６の上流に電制開閉バルブ３０２を設置し、前記エンジン異常回転等、前記油量レベルセンサ１２の信号により非常時と判断される場合に、即座に吸気をカットすると安全に機関を停止できないと判断すると、一旦アイドル相当まで機関回転数を落としてから漸次、前記電制開閉バルブ３を全開位置に戻すことで、負圧を発生することなくアイドル状態まで制御して、安全に機関を停止できる。
【００１４】
図６の実施の形態２のフローチャートにおいて、ステップＦ００７で燃料噴射量を制御すると共に、ステップＦ００９に進み、アイドル状態を維持しながら電制開閉バルプ３を全開に制御することで機関に負圧を発生させることなく安全に停止することができる。
図７は実施の形態２による制御パターンの特性を示す。本制御によりアイドルからの停止により負圧は発生しない。
【００１５】
図８、図９および図１０は本発明の実施の形態３の構成概念図および制御ロジックのフローチャート、制御パターンの特性を示す。実施の形態１と異なる点は図８で示すように、吸入空気の吸気通路１７内のエンジン１からのブローバイ通路６を挟む形で下流電制開閉バルブ３０１、上流電制開閉バルブ３０２の２個のバルブを設置し、前記エンジン異常回転等、前記油量レベルセンサ１２の信号により非常時と判断される場合に、即座に吸気をカットすると安全に機関を停止できないと判断すると、まず下流電制開閉バルブ３０１をアイドル相当に制御することで機関回転数を一旦アイドル相当まで落としてから漸次、両方の電制開閉バルブ３０１、３０２を全閉位置に制御することで、万一オイル上がりが発生してもエンジンオイル１３を吸気経路内の一部に維持することで機関への影響を最小限に抑えながら、安全に機関を停止できる。
【００１６】
図９の実施の形態３のフローチャートにおいて、ステップＦ０１０で下流電制開閉バルブ３０１をアイドル位置に制御してタイマー維持しながらステップＦ００７で燃料噴射量を制御すると共に、ステップＦ０１１に進み、両方の電制開閉バルブ３０１、３０２を全閉位置に制御することで万一オイル上がりが発生してもエンジンオイル１３を吸気経路内の両開閉内に維持することで機関への影響を最小限に抑えながら、安全に機関を停止できる。
図１０は実施の形態３による制御パターンの特性を示す。図に示すとおり、電制開閉バルブを全閉にする際に上流電制開閉バルブ３０２を下流電制開閉バルブ３０１よりもｔ１−ｔ０だけ早く全閉にすることで、エンジンオイル吹き上げが発生しても吸気上流側へ影響を与えない。また本制御により機関に発生する負圧は機関に影響のない程度となる。
【００１７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、実施の形態のなかで、電制の開閉バルブを用いているが、これは新規に設置するものとは限らず、電制の吸気絞り弁等が設置されている場合には、同様の機能を持たせることで流用も可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明では、ディーゼル機関において、オイルパン部に設けられた油量レベルセンサでオイル油量の異常増量を検知することでオイル上がりを予見し、機関本体の燃焼室に連通する吸気通路のうちブローバイ導入経路に近接して設けられた電気的に制御される電制開閉バルブを制御することで、機関に供給する吸入空気量を調節して、オイル上がり等による異常回転を防止し、非常時には自動的に一旦、アイドル相当迄機関回転数を落としてから漸次、機関停止吸入空気量にまで制御して機関を停止させるようにしたことにより、燃焼室内の負圧発生を抑えられるので、機関にオイル上がりなどを起こさずに、安全に停止動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成概念図である。
【図２】実施の形態１のブロック図である。
【図３】実施の形態１の制御ロジックのフローチャートである。
【図４】実施の形態１の制御パターンの特性を示す図である。
【図５】実施の形態２の構成概念図である。
【図６】実施の形態２の制御ロジックのフロチャートである。
【図７】実施の形態２の制御パターンの特性を示す図である。
【図８】実施の形態３の構成概念図である。
【図９】実施の形態３の制御ロジックのフロチャートである。
【図１０】実施の形態３の制御パターンの特性を示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  燃料噴射ポンプ
３  電制開閉バルブ
４  開閉バルブ制御装置
５  コントロールユニット
６  ブローバイ通路（ブローバイ導入経路）
１１  オイルパン部
１２  油量レベルセンサ
１３  エンジンオイル
１４  オイルパンバッフル
１５  吸気マニホールド
１６  ピストン
１７  吸気通路
１８  排気通路
１９  シリンダブロック
２０  燃焼室
２１  燃料噴射ノズル
３１  モーター部
３０１  下流電制開閉バルブ
３０２  上流電制開閉バルブ
５０１  運転状況検出器
５０２  異常判定装置
５０３  燃料噴射量制御装置
５０４  開閉バルブ動作判定機構
５０５  開閉バルブ制御信号出力部
５０６  燃料噴射ポンプ制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003617170.tif 000009
【図９】
0003617170.tif 000010
【図１０】
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