(57)【要約】【課題】冷間始動時のエンジン始動性を改善し、白煙を防止できるディーゼルエンジンの始動制御方法を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１０の冷間始動時、ディーゼルエンジン１０をクランキング回転させると共にシリンダー１１ｃ内に噴射する燃料で希薄予混合気を形成し、その希薄予混合気が排気系に流出しないよう排気系を絞ると共にグロー過熱して希薄予混合気の熱分解を促進させ、熱分解が進んだ予混合気に内にメイン噴射を行って初爆を発生させ、初爆後も予混合噴射を継続し、エンジン回転数の上昇と共に排気系の絞りを解除し、エンジン回転数がアイドル回転数に達したら通常噴射に戻すディーゼルエンジンの始動制御方法である。【選択図】図１
2016098796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの冷間始動時、ディーゼルエンジンをクランキング回転させると共にシリンダー内に噴射する燃料で希薄予混合気を形成し、その希薄予混合気が排気系に流出しないよう排気系を絞ると共にグロー過熱して希薄予混合気の熱分解を促進させ、熱分解が進んだ希薄予混合気に内にメイン噴射を行って初爆を発生させ、初爆後も希薄予混合気の噴射を継続し、エンジン回転数の上昇と共に排気系の絞りを解除し、エンジン回転数がアイドル回転数に達したら通常噴射に戻すことを特徴とするディーゼルエンジンの始動制御方法。
【請求項２】
排気ブレーキバルブ又はＶＳＧターボチャージャのノズルベーンを絞って前記希薄予混合気が排気系に流出させないようにした請求項１記載のディーゼルエンジンの始動制御方法。
【請求項３】
エンジン回転数の上昇と共に前記排気ブレーキバルブ又は前記ＶＳＧターボチャージャのノズルベーンの開度を徐々に開けて排気系の絞りを解除する請求項２記載のディーゼルエンジンの始動制御方法。
【請求項４】
前記希薄予混合気は、パイロット噴射とプレ噴射をして形成する請求項１記載のディーゼルエンジンの始動制御方法。
【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始動性を改善するためのディーゼルエンジンの始動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの始動時は、スタータモータでクランキングし、シリンダー内をグロー過熱すると同時に通常より大量の燃料をシリンダーの中に噴射し、着火条件になるシリンダー内燃料の分布条件を確率的に増やし、早い始動初爆を得るようにしている。
【０００３】
すなわち、始動時、始動モードに入ると、
（１）燃料は通常状態より多くの燃料が噴射される
（２）初爆後エンジンが吹き上がるまでこの噴射量増が継続される
（３）エンジンが吹き上がると燃料は、通常噴射量に戻され、暖機エンジン回転で暖機される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０４４０４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０８５７３号公報
【特許文献３】特開２００９−１９７７０８号公報
【特許文献４】特開２００８−１９０３９１号公報
【特許文献５】特開２００２−１５５７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、冷間始動時には、シリンダー内に大量の燃料を噴射しても、着火条件になるまでに時間がかかる。このため、大量の燃料噴射で始動時の燃費悪化、さらにその後の暖機、吹き上げ機関で大量の白煙を発生させてしまっている。
【０００６】
また排気系の大量のＨＣ流出からＮＯｘ触媒及びＤＰＦ触媒はＨＣ被毒を起こし触媒活性の低下の原因となっている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、冷間始動時のエンジン始動性を改善し、白煙を防止できるディーゼルエンジンの始動制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、ディーゼルエンジンの冷間始動時、ディーゼルエンジンをクランキング回転させると共にシリンダー内に噴射する燃料で希薄予混合気を形成し、その希薄予混合気が排気系に流出しないよう排気系を絞ると共にグロー過熱して希薄予混合気の熱分解を促進させ、熱分解が進んだ希薄予混合気に内にメイン噴射を行って初爆を発生させ、初爆後も希薄予混合気の噴射を継続し、エンジン回転数の上昇と共に排気系の絞りを解除し、エンジン回転数がアイドル回転数に達したら通常噴射に戻すことを特徴とするディーゼルエンジンの始動制御方法である。
【０００９】
排気ブレーキバルブ又はＶＳＧターボチャージャのノズルベーンを絞って前記希薄予混合気が排気系に流出させないようにすることが好ましい。
【００１０】
エンジン回転数の上昇と共に前記排気ブレーキバルブ又は前記ＶＳＧターボチャージャのノズルベーンの開度を徐々に開けて排気系の絞りを解除するのが好ましい。前記希薄予混合気は、パイロット噴射とプレ噴射をして形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、冷間始動時に排気系を絞り、シリンダー内に噴射する燃料を少なくして希薄混合気を形成し、これをシリンダー内部にＥＧＲとして繰り返し戻すことで、希薄混合気中の燃料の熱分解を促進させることで、エンジンの始動性が改善できると共に白煙を防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明において、エンンジン始動時のエンジン回転数変化と燃料噴射パターンを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１において、ディーゼルエンジン１０のシリンダブロック１１には、シリンダー１１ｃ毎に、クランク軸１２とコンロッド１３を介して上下動するピストン１４が設けられる。シリンダブロック１１上のシリンダヘッド１５には、各シリンダー１１ｃ毎に燃料を噴射する燃料インジェクタ１６が設けられると共に吸気弁１７と排気弁１８とが設けられる。また燃料インジェクタ１６の近傍には始動時の燃料の着火を促進するためのグロープラグ１９が設けられる。
【００１５】
燃料インジェクタ１６には、コモンレール（図示せず）からの高圧の燃料が供給され、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２０にて、燃料インジェクタ１６が開閉制御されるようになっている。
【００１６】
ディーゼルエンジン１０への吸気は、ＶＧＳターボチャージャ２２のコンプレッサ２２ｃで昇圧され、吸気管２３からインタークーラ２４を通り、吸気スロットルバルブ２５で吸気量が調整され、吸気マニホールド２６から吸気弁１７を介してシリンダー１１ｃに吸気される。各シリンダー１１ｃからの排気は、排気弁１８を介して排気マニホールド２７に排気された後、排気系としての排気管２８を通してＶＧＳターボチャージャ２２のターボ２２ｔを駆動し、ターボ２２ｔの下流の排気管２８に設けた排気ブレーキバルブ２９を通し、ＮＯｘ触媒と触媒コートＤＰＦ等からなる後処理装置３０にて排気中のＮＯｘとＰＭ（パティキュレートマター）が除去されて大気に排気される。
【００１７】
また排気マニホールド２７の排気の一部は、ＥＧＲ管３１、ＥＧＲクーラ３２、ＥＧＲ弁３３を介して吸気マニホールド２６に再循環されるようになっている。
【００１８】
ＶＧＳターボチャージャ２２のターボ２２ｔには、翼角度可変のノズルベーン３５が設けられ、そのノズルベーン３５の翼角度を調整する翼角調整装置３６が設けられる。
【００１９】
また、ディーゼルエンジン１０には、図示していないが、エンジン始動時にクランク軸１２を回転するスタータモータが連結される。
【００２０】
本発明においては、エンジン始動時にＥＣＵ２０が、スタータモータを駆動制御し、また排気系のノズルベーン３５の角度を翼角調整装置３６にて排気を絞るように制御、または、排気ブレーキバルブ２９を閉じるように制御すると共に燃料インジェクタ１６での燃料噴射で希薄混合気となるように燃料を多段噴射（パイロット噴射、プレ噴射）し、その後、初爆が発生し、エンジン回転数が上昇するにつれて、ノズルベーン３５が徐々に開くよう、または、排気ブレーキバルブ２９が徐々に開くように制御し、エンジン回転数がアイドル回転に到達したときには燃料インジェクタ１６で通常噴射になるように制御する。
【００２１】
これにより、本発明は、（１）始動時の燃料噴射量低減による、燃費の改善、（２）始動時の燃料噴射低減により、排気系に流出するＨＣが低減し、排気系に設置された、ＮＯｘ触媒や触媒コートＤＰＦなどの触媒ＨＣ被毒が低減し、触媒活性の低下を防止できる。
【００２２】
このＥＣＵ２０によるエンジン始動を説明する。
【００２３】
ＥＣＵ２０は、エンジン始動時に、大気が氷点下で冷間始動であるときに、始動モードに入ると、排気ブレーキバルブ２９、または、ＶＧＳターボチャージャ２２のターボ２２ｔのノズルベーン３５を絞るように制御して、排気系の流れを絞ると共にグロープラグ１９に通電する。
【００２４】
次に、スタータモータで始動クランキングに入ると、非常に早期（例えば圧縮行程のごく初期）に、多段噴射により、シリンダー１１ｃの壁に燃料が到達付着するのを防止しながら、希薄予混合気を形成するように燃料インジェクタ１６での燃料を噴射する。生成された予混合気はシリンダー１１ｃ内の全体の圧縮空気により、暖められ熱分解が促進する。この時、排気ブレーキバルブ２９、ノズルベーン３５等で排気系が絞られていると、排気弁１８のポートからシリンダー１１ｃ内への吹き戻しによる内部ＥＧＲ量の効果で筒内圧縮端温度が高くなるので、噴射された希薄予混合気の熱分解はより早く、また多くの領域で進む。その後、熱分解が進んだ予混合気内に、メイン噴射を行い早期の初爆を発生させる。初爆後もこの予混合早期噴射を継続する。エンジン回転数の上昇に伴い、ノズルベーン３５の開度や排気ブレーキバルブ２９の開度を徐々に開けて行く。これは圧損対応及び回転上昇につれて圧縮端温度も上昇するので、内部ＥＧＲ量を減らしても燃焼が良好に行えるためである。通常のアイドル回転に達したら始動のための制御を終了する。
【００２５】
このエンジン始動を図２により更に説明する。
【００２６】
エンジンが時間ｔ0で始動されると、クランキング回転数（例えば２００ｒｐｍ）で回転する。この際、排気ブレーキバルブ２９、ノズルベーン３５を閉とした状態で、燃料インジェクタ１６から多段噴射としてパイロット噴射とプレ噴射を行う。このパイロット噴射とプレ噴射は、通常燃焼時の噴射タイミングより早期に噴射するように、例えば圧縮行程のごく初期に噴射を行う。
【００２７】
このように多段噴射が行われるとシリンダー内に圧縮空気との希薄混合気が形成される。この希薄混合気は、シリンダー壁が冷えているため、着火することなく、爆発・排気行程でシリンダーから排気されるが、吸気行程で再度シリンダー内にＥＧＲとして戻り、これにより希薄混合気中の燃料の熱分解が促進される。
【００２８】
次に、このパイロット噴射とプレ噴射の多段噴射を行い、燃料の熱分解が十分に行われたとき、圧縮上死点近傍に達する時間ｔ1でメイン噴射を行って初爆を発生させる。初爆によりエンジン回転数は上昇するが、アイドル回転数に達するまで（時間ｔ2）は、初爆後もパイロット噴射とプレ噴射の早期噴射とメイン噴射を継続する。エンジン回転数の上昇に伴い、排気ブレーキバルブ２９、ノズルベーン３５を閉から徐々に開けて行く。
【００２９】
このようにしてエンジン回転数が、時間ｔ2でアイドル回転数（例えば６００ｒｐｍ）に到達したのちは、燃料インジェクタで通常噴射（パイロット、プレ、メイン、アフタ噴射）を行って通常の制御に戻す。
【００３０】
以上により、エンジンの初爆までに噴射した燃料は、後処理装置３０に流れることなく、その中に設けられている触媒をＨＣで被毒することはなく、また白煙も発生することがない。
【００３１】
また、クランキング回転中にパイロット噴射とプレ噴射された燃料は希薄混合気となると共に熱分解され、この時点でメイン噴射を行えば初爆が発生し、以後はアイドル回転数に到達するまでこの状態を継続することで、エンジンの暖気を行いつつ、いち早くアイドル回転数にすることが可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ディーゼルエンジン
１１ｃ  シリンダー
１６  燃料インジェクタ
１９  グロープラグ
２０  ＥＣＵ
２２  ＶＧＳターボチャージャ
２２ｔ  ターボ
２８  排気管
２９  排気ブレーキバルブ
３５  ノズルベーン
【図１】
2016098796.tif 000003
【図２】
2016098796.tif 000004