(57)【要約】      （修正有）【課題】冷間始動中に、青白煙が発生するのを抑制することができるディーゼルエンジンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】メイン噴射１に先行してパイロット噴射２を行うディーゼルエンジンの燃料供給装置において、エンジン温度が所定温度未満となる冷間始動時は、１回のメイン噴射１毎に、これに先行する１回のパイロット噴射２と、これに先行するプレパイロット噴射３を行い、エンジン温度が所定温度を越える温間運転時は、プレパイロット噴射３を行うことなく、１回のメイン噴射１毎に、これに先行する１回のパイロット噴射２を行い、冷間始動から温間運転に移行する過渡運転時は、プレパイロット噴射３を行うことなく、１回のメイン噴射１毎に、これに先行する１回のパイロット噴射２を行い、この過渡運転時のパイロット噴射２の噴射時期を、冷間始動時のパイロット噴射２の噴射時期よりも進角させる。【選択図】図１
2011208573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン噴射(１)に先行してパイロット噴射(２)を行うディーゼルエンジンの燃料供給装置において、
エンジン温度が所定温度未満となる冷間始動時は、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)と、これに先行するプレパイロット噴射(３)を行い、
エンジン温度が所定温度を越える温間運転時は、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行い、
冷間始動から温間運転に移行する過渡領域では、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行い、この過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、冷間始動時のパイロット噴射(２)の噴射時期よりも進角させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンの燃料供給装置において、
過渡領域でのメイン噴射(１)の噴射時期を、冷間始動時のメイン噴射(１)の噴射時期よりも進角させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載したディーゼルエンジンの燃料供給装置において、
過渡領域でのパイロット噴射(２)とメイン噴射(１)の噴射時期を、エンジン温度が高くなる程、遅角させるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載したディーゼルエンジンの燃料供給装置において、
過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、冷間始動時のプレパイロット噴射(３)の噴射時期よりも遅くする、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載したディーゼルエンジンの燃料供給装置において、
プレパイロット噴射(３)の噴射量を、これに続くパイロット噴射(２)の噴射量以上の量に設定する、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料供給装置に関し、詳しくは、冷間始動時に、青白煙が発生するのを抑制することができるディーゼルエンジンの燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの燃料供給装置として、メイン噴射に先行してパイロット噴射を行うものがある。
この種の燃料供給装置によれば、パイロット噴射にて可燃混合気濃度に近い領域を作ることによりメイン噴射の着火遅れを抑制し、ＮＯＸおよび燃焼騒音を低減させることができる利点がある。
しかし、この従来技術では、運転条件に拘わらず、１回のメイン噴射毎に、これに先行する１回のパイロット噴射のみしか行わないため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３９５３号公報(図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
《問題》  冷間始動時に、青白煙が発生することがある。
運転条件に拘わらず、１回のメイン噴射毎に、これに先行する１回のパイロット噴射のみしか行わないため、冷間始動時に、青白煙が発生することがある。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、冷間始動時に、１回のメイン噴射毎に、これに先行する１回のパイロット噴射のみしか行わない場合には、パイロット噴射の噴射燃料が十分に気化できず、これに続くメイン噴射の噴射燃料の自己着火が遅れ、未燃燃料が排出されるためではないかと推定される。
【０００５】
本発明の課題は、冷間始動時に、青白煙が発生するのを抑制することができるディーゼルエンジンの燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、メイン噴射(１)に先行してパイロット噴射(２)を行うディーゼルエンジンの燃料供給装置において、
エンジン温度が所定温度未満となる冷間始動時は、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)と、これに先行するプレパイロット噴射(３)を行い、
エンジン温度が所定温度を越える温間運転時は、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行い、
冷間始動から温間運転に移行する過渡領域では、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行い、この過渡運転時のパイロット噴射(２)の噴射時期は、冷間始動時のパイロット噴射(２)の噴射時期よりも進角させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【発明の効果】
【０００７】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  冷間始動時に、青白煙が発生するのを抑制することができる。
図１に例示するように、エンジン温度が所定温度未満となる冷間始動時は、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)と、これに先行するプレパイロット噴射(３)を行うので、冷間始動時に、青白煙が発生するのを抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、冷間始動時は、吸気温度、シリンダ内温度が低いため、１回のパイロット噴射のみでは、噴射した燃料が適正な混合気濃度に達するまでの時間が非常に長くなり、混合気濃度が不均一な燃焼室内にメイン噴射が行われることにより、燃焼が不良となり、未燃燃料が青白煙として排出されるのに対し、本発明のようにパイロット噴射(２)に先行するプレパイロット噴射(３)を行うと、混合気濃度が均一な燃焼室にメイン噴射(１)が行われ、燃焼が良好になり、未燃燃料が排出されにくいためと推定される。
【０００８】
《効果》  温間運転時に、黒煙の発生を抑制することができる。
図１に例示するように、エンジン温度が所定温度を越える温間運転時は、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行うので、温間運転時に、黒煙の発生を抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、温間運転時にプレパイロット噴射とパイロット噴射を行うと、シリンダ内温度が高いため、これらの噴射燃料が可燃性混合気濃度に達して、自己着火を起こし、その後に行われるメイン噴射の噴霧周りの空気が不足し、不完全燃焼により黒煙が排出されるおそれがあるのに対し、本発明のように、プレパイロット噴射(３)を行わない場合には、パイロット噴射(２)のみでは時間的に自己着火を起こす程には至らず、その後に行われるメイン噴射(１)の噴霧周りの空気が不足せず、不完全燃焼による黒煙の排出が抑制されるためと推定される。
【０００９】
《効果》  過渡領域で、エンジントルクの急低下が起こるのを抑制することができる。
図１に例示するように、冷間始動から温間運転に移行する過渡領域では、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行い、この過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、冷間始動時のパイロット噴射(２)の噴射時期よりも進角させるので、過渡領域で、エンジントルクの急低下が起こるのを抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、過渡領域では、黒煙の発生を抑制するため、プレパイロット噴射(３)を行わないが、パイロット噴射(２)の噴射時期を冷間始動時と同じにしておくと、パイロット噴射(２)の噴射燃料が適正な混合気濃度に至らず、これに続くメイン噴射(１)の噴射燃料が適正時期に自己着火せず、エンジントルクが急低下する場合があるのに対し、本発明のように、冷間始動時よりもパイロット噴射(２)の噴射時期を進角させると、パイロット噴射(２)の噴射燃料が蒸発する時間を稼ぐことができる分だけ、その蒸発が促進され、パイロット噴射(２)の噴射燃料が適正な混合気濃度に至り、これに続くメイン噴射(１)の噴射燃料が適正時期に自己着火し、高いエンジントルクが得られるためではないかと推定される。
【００１０】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  過渡領域で、エンジントルクの急低下が起こるのを抑制することができる。
図１に例示するように、過渡領域でのメイン噴射(１)の噴射時期は、冷間始動時のメイン噴射(１)の噴射時期よりも進角させるので、過渡運転時にエンジントルクの急低下が起こるのを抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、過渡領域では、メイン噴射(１)の噴射時期を冷間始動時のメイン噴射(１)の噴射時期よりも進角させると、メイン噴射(１)の噴射燃料の蒸発時間を稼ぐことができる分だけ、その燃焼が促進され、高いエンジントルクが得られるためではないかと推定される。
【００１１】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  過渡領域で黒煙が発生するのを抑制することができる。
過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、エンジン温度が高くなる程、遅角させるようにしたので、過渡運転領域で黒煙が発生するのを抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、エンジン温度が高くなっても、大きな進角のまま維持すると、シリンダ内温度が高いため、その噴射燃料が可燃性混合気濃度に達して、自己着火を起こし、その後に行われるメイン噴射の噴霧周りの空気が不足し、不完全燃焼により黒煙が排出されるおそれがあるのに対し、過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、エンジン温度が高くなる程、遅角させると、パイロット噴射(２)の自己着火が起こりにくく、その後に行われるメイン噴射(１)の噴霧周りの空気が不足せず、不完全燃焼による黒煙の排出が抑制されるためと推定される。
【００１２】
《効果》  過渡領域でのトルク低下を抑制することができる。
過渡領域でのメイン噴射(１)の噴射時期を、エンジン温度が高くなる程、遅角させるようにしたので、過渡領域でのトルク低下を抑制することができる。  その理由は、次のように推定される。
すなわち、過渡領域でのメイン噴射(１)の噴射時期を、エンジン温度が高くなっても、大きな進角のまま維持すると、シリンダ内温度が高いため、その噴射燃料が早期に可燃性混合気濃度に達して、過早着火を起こし、トルクが低下するのに対し、過渡領域でのメイン噴射(１)の噴射時期を、エンジン温度が高くなる程、遅角させると、その噴射燃料が適正時期に自己着火し、トルク低下が抑制されるためと推定される。
【００１３】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  過渡領域での黒煙の発生を抑制することができる。
図１に例示するように、過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、冷間始動時のプレパイロット噴射(３)の噴射時期よりも遅くするので、過渡領域での黒煙の発生を抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、過渡領域では、冷間始動時のプレパイロット噴射(３)よりもパイロット噴射(２)の燃料噴射時期を遅くした方が、高い圧縮空気温度よってパイロット噴射(２)の噴射燃料の気化が促進される分だけ、その不完全燃焼が起こりにくいためではないかと推定される。
【００１４】
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  冷間始動時に、青白煙が発生するのを抑制することができる。
図１に例示するように、プレパイロット噴射(２)の噴射量を、これに続くパイロット噴射(３)の噴射量以上の量に設定するので、冷間始動時に、青白煙が発生するのを抑制することができる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、プレパイロット噴射(２)の噴射量を、これに続くパイロット噴射(３)の噴射量以上の量に設定した方が、多くの燃料をパイロット噴射(２)に先行して噴射することができ、その噴射燃料の蒸発に十分な時間を稼ぐことができ、その噴射燃料の蒸発が促進され、燃焼が良好になり、未燃燃料の排出が抑制されるためではないかと推定される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料供給装置での燃料噴射のタイムチャートを説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料供給装置を備えたディーゼルエンジンの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図２は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料供給装置を説明する図であり、この実施形態では、コモンレール式の直列４気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１７】
ディーゼルエンジンの概要は、次の通りである。
図２に示すように、シリンダブロック(１８)の上部にシリンダヘッド(１９)を組み付け、シリンダブロック(１８)の前部にエンジン冷却ファン(２０)を配置し、シリンダブロック(１８)の後部にはフライホイール(２１)を配置し、フライホイール(２１)にロータプレート(２２)を取り付けている。また、シリンダブロック(１８)の後部には動弁カム軸(２３)に取り付けたセンサプレート(２４)を配置している。シリンダヘッド(１９)には気筒毎にインジェクタ(２７)を配置し、各インジェクタ(２７)はコモンレール(２８)に接続している。各インジェクタ(２７)には電磁弁(２９)が設けられている。コモンレール(２８)には燃料サプライポンプ(３０)を介して燃料タンク(３１)を接続している。
【００１８】
エンジンの目標回転数設定手段(３２)とエンジンの回転数検出手段(３３)とクランク角検出手段(３４)と気筒判別手段(３５)とをエンジン制御手段(１４)を介してインジェクタ(２７)の電磁弁(２９)に連係させている。エンジンの目標回転数設定手段(３２)は、調速レバー(４７)の設定位置からエンジンの目標回転数を電圧値として出力するポテンショメータである。エンジンの回転数検出手段(３３)とクランク角検出手段(３４)はロータプレート(２２)の外周に臨ませたピックアップコイルで、ロータプレート(２２)の外周に一定間隔で多数設けた歯の数を検出し、エンジンの回転数とクランク角を検出する。気筒判別手段(３５)は、センサプレート(２４)に設けた突起の検出により、各気筒の燃焼サイクルがいかなる行程にあるかを判別するためのセンサである。エンジン制御手段(１４)は、エンジンＥＣＵである。ＥＣＵは、電子制御ユニットの略称である。
エンジン制御手段(１４)は、エンジンの目標回転数とエンジンの回転数の偏差を小さくするように、インジェクタ(２７)の電磁弁(２９)の開弁タイミングと開弁継続時間を制御し、インジェクタ(２７)から燃焼室に所定の噴射タイミングで所定量の燃料の噴射を行わせる。
【００１９】
エンジン制御手段(１４)による燃料噴射時期の制御は、次の通りである。
図１に示すように、エンジン温度が所定温度未満となる冷間始動時は、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)と、これに先行するプレパイロット噴射(３)を行う。
エンジン温度が所定温度を越える温間運転時は、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行う。
冷間始動から温間運転に移行する過渡領域では、プレパイロット噴射(３)を行うことなく、１回のメイン噴射(１)毎に、これに先行する１回のパイロット噴射(２)を行い、この過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期を、冷間始動時のパイロット噴射(２)の噴射時期よりも進角させる。
パイロット噴射(２)は、メイン噴射(１)の直前に噴射される１回の燃料噴射であり、プレパイロット噴射(３)は、パイロット噴射(２)の直前に噴射される燃料噴射である。
【００２０】
図２に示すように、エンジン温度は、エンジン冷却水温度を検出する冷却水温度センサ(４)により検出する。エンジン冷却温度は、エンジン機壁温度を検出する機壁温度センサ、エンジンオイル温度を検出するオイル温度検出センサ、エンジン冷却排風温度を検出する冷却排風温度センサによって検出してもよい。
この実施形態で、冷間始動時とは、エンジン冷却水温度が１０°Ｃ未満のエンジン始動時をいい、温間運転時とは、エンジン冷却水温度が８０°Ｃ以上のエンジン運転時をいい、過渡領域とは、エンジン冷却水温度が１０°Ｃから８０°Ｃに至るエンジン温度領域をいう。これらの温度域の設定は変更することもできる。
【００２１】
過渡領域でのメイン噴射(１)の噴射時期は、冷間始動時のメイン噴射(１)の噴射時期よりも進角させる。
過渡領域でのパイロット噴射(２)の噴射時期は、冷間始動時のプレパイロット噴射(３)の噴射時期よりも遅くする。
プレパイロット噴射(３)の噴射量は、これに続くパイロット噴射(２)の噴射量と等量に設定している。プレパイロット噴射(３)の噴射量は、これに続くパイロット噴射(２)の噴射量よりも多くしてもよい。すなわち、プレパイロット噴射(３)の噴射量は、これに続くパイロット噴射(２)の噴射量以上の量に設定する。
プレパイロット噴射(３)とパイロット噴射(２)の噴射量は、いずれもメイン噴射(１)の噴射量よりも少なくする。
【００２２】
冷間始動時のメイン噴射(１)とパイロット噴射(２)とプレパイロット噴射(３)の噴射時期は、エンジン温度が低くなる程、進角させる。
冷間始動時のメイン噴射(１)とパイロット噴射(２)とプレパイロット噴射(３)の噴射量は、エンジン温度が低くなる程、多くする。
【００２３】
過渡運転時のメイン噴射(１)とパイロット噴射(２)の噴射時期は、エンジン温度が高くなる程、遅角させる。
過渡運転時のメイン噴射(１)とパイロット噴射(２)の噴射量は、エンジン温度が高くなる程、少なくする。
【００２４】
温間運転時のメイン噴射(１)とパイロット噴射(２)の噴射時期は、エンジン温度が高くなる程、遅角させる。
温間運転時のメイン噴射(１)とパイロット噴射(２)の噴射量は、エンジン温度が高くなる程、少なくする。
【符号の説明】
【００２５】
(１) メイン噴射
(２) パイロット噴射
(３) プレパイロット噴射
【図１】
2011208573.tif 000003
【図２】
2011208573.tif 000004