CN100430587C - 柴油机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柴油机，其在燃料用尽后的再起动等时，可以自动进行必要的起动注油作业。其具备：高压泵(5)，其由发动机(E)驱动，用于将燃油箱(2)内的燃料供给共轨(3)；设置在从燃油箱(2)向高压泵(5)延伸的燃料通路(15)中的电动起动泵(13)；以及，用于控制电动起动泵(13)的控制装置(10)，其中，控制装置(10)，在发动机起动时，发动机的转速(Ne)比第一设定转速(N1)高，并且共轨压(Cp)比第一设定压力(C1)低的状态在第一设定期间(T1)以上持续时，驱动电动起动泵(13)。

Description

柴油机

技术领域

本发明涉及一种柴油机，特别是涉及燃料用尽后的发动机再起动等时，可以自动进行必要的起动注油作业的柴油机。

技术背景

在柴油机中，由于燃料用尽(燃欠)或者燃油滤清器的交换等而使空气混入燃料通路中的情况下，为了使发动机再起动，就必须进行起动注油作业来从燃料通路中除去混入的空气。

一般的柴油机，在燃油箱和用于将燃油箱内的燃料供给喷油器的高压泵(喷油泵)之间设置有手动的起动泵，可以通过驾驶员等操作人员手动操作起动泵而进行起动注油作业。(例如，参照专利文献1)。

可是，这样的现有柴油机，由于操作人员必须通过手动作业来操作起动泵，对于操作人员来说存在很大的负担。例如，根据起动泵的种类，为了将混入的空气从燃料通路中完全除去，甚至有必要使起动泵进行数百次的上下动作。另外，由于必须要依靠操作人员的感觉来判断是否已完全将混入的空气从燃料通路中除去，这也增加了操作人员的负担。

因此，提出一种柴油机：在燃油箱和高压泵之间设置有电动泵，通过该电动泵将燃油箱内的燃料自动送入高压泵，从而可以将混入的空气除去(例如，参照专利文献2)。

专利文献1特开平10-252599号公报

专利文献2特开平7-103836号公报

可是，该柴油机不能自动进行对起动注油作业必要性的判断(对燃料通路中是否混入了空气的判断)，以及对电动泵停止时刻的判断(对是否已经将混入的空气从燃料通路中除去的判断)，并没有完全实现起动注油作业的自动化。

具体说明时，由于专利文献2中柴油机不能自动进行上述判断，而需要定期驱动电动起动泵。结果，即使在没有必要进行起动注油作业的情况下，也会驱动电动起动泵，效率很差。另外，专利文献2的柴油机是通过操作人员打开/关闭开关来实现电动起动泵的驱动/停止切换的。即，在这种情况下，上述判断依赖于操作人员，操作人员的负担依然存在。

这样，当前的情况是，即使设置了电动起动泵，起动注油作业还是不能实现完全自动化。可是，搭载了近年来被迅速推广使用的共轨式燃油喷射装置的柴油机，为了推进控制系统的整体电子控制化(自动化)，迫切希望实现起动注油作业的自动化。

因此，本发明的目的是提供一种柴油机，其可以解决上述课题，在燃料用尽后的发动机再起动等时，可以自动进行必要的起动注油作业。

发明内容

为了达成上述目的，在本发明的柴油机具备：高压泵，其由发动机驱动，用于将燃油箱内的燃料供给共轨；设置在从所述燃油箱向所述高压泵延伸的燃料通路中的电动起动泵；用于控制该电动起动泵的控制装置；用于检测上述发动机的转速的发动机转速检测装置；以及，用于检测上述共轨内的压力的共轨压检测装置，上述控制装置，在发动机起动时由上述发动机转速检测装置检测出的发动机转速比第一设定转速高，并且由上述共轨检测装置检测出的共轨压比第一设定压力低的状态持续到第一设定期间以上时，驱动上述电动起动泵；第一设定转速被设定为，比发动机空转时的转速低、且高压泵由发动机的曲柄轴正常驱动的转速；第一设定压力被设定为，比通常模式时的最低共轨压低的值；第一设定期间被设定为，在高压泵由发动机的曲柄轴正常驱动、且燃料通路内没有混入空气的通常状态下，可以使共轨压完全达到上述规定的第一设定压力的期间。

这里，上述控制装置也可以是，在驱动上述电动起动泵后，由上述发动机转速检测装置检测出的发动机转速在比上述第一设定转速大的第二设定转速以上时，或者由上述共轨压检测装置检测出的共轨压在比上述第一设定压力大的第二设定压力以上时，或者上述电动起动泵在第二设定期间以上被驱动时，将上述电动起动泵停止，

所述第二设定期间被设定为通过由电动起动泵进行的起动注油作业、燃料通路内的混入空气充分地被除去的值。

发明的效果

通过本发明，发挥了可以自动进行起动注油作业的良好效果。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的柴油机的概况图；

图2是执行图1中的柴油机的ECU的发动机起动时的控制流程图。

发明的具体实施方式

下面，根据附图对本发明的一个较好实施例进行详细的说明。

图1是本实施例的柴油机的概况图。

本实施例的柴油机搭载了共轨式的燃油喷射装置，并具备：燃油箱2，用于将燃油箱2内的燃料供给共轨3的高压泵5(喷油泵)。高压泵5通过齿轮等连接在发动机本体E的曲柄轴C上，并通过曲柄轴C的回转而被驱动。

在发动机本体E的各气缸内设置有喷油器6，各喷油器6分别与共轨3相连接。

燃油箱2内的燃料被高压泵5吸引从而被送入共轨3并被储压。共轨3的高压燃料被供给到各喷油器6中。

用于使剩余燃料返回燃油箱2的溢出通路7连接在高压泵5上，用于使从各减压阀8排出的剩余燃料返回燃油箱2的溢出通路9连接在共轨3上。

该柴油机设置有对其进行电子控制的控制装置10(以下称为ECU)。在ECU10上连接有各种检测装置，ECU10根据这些检测装置的检测值来对各控制对象进行控制。

具体来说，用于检测发动机本体E的曲柄轴C的转速的发动机转速传感器(发动机转速检测装置)11，以及用于检测共轨3内的压力的共轨压传感器(共轨压检测装置)12等被连接在ECU10上。ECU10根据这些传感器11、12等的检测值来调节对于高压泵5的流入燃料量以使排油量改变，从而对共轨压进行控制。另外，ECU10根据传感器11、12等的检测值控制喷油器6的开闭，从而对喷油量以及喷油时机等进行控制。

而且，本实施例的柴油机具有电动起动泵13，其是用于在燃料用尽后的发动机再起动等时，可以自动进行起动注油作业。电动起动泵13设置在从燃油箱2延伸至高压泵5的进料通路15中。电动起动泵13是由ECU10控制的。

电动起动泵13通常处于停止状态(非驱动)，通过后述的发动机起动时的控制，在被判断为有必要进行起动注油作业时被驱动。在电动起动泵13被驱动时，燃油箱2内的燃料被送入高压泵5中，进料通路15内的混入空气通过溢出通路7、9等被强制排出到燃油箱2中。从而将空气从燃料通路中除去。

根据图2的流程图，对通过本实施例的柴油机进行发动机起动时的控制进行说明。该控制是由ECU10执行的。

首先，在一般的柴油机中，当起动机被打开时，执行被称为起动模式的控制模式，接着，转移到通常模式(运行模式)。所谓的起动模式是从将起动机打开开始，发动机的燃烧被完全地进行，直到无需起动电动机的作用即可使发动机运转为止的期间内所执行的模式。具体来讲，在起动模式中，要比通常模式喷出更多的燃料，在发动机的转速达到预定值(例如900rpm)时转移到通常模式。

本实施例的柴油机，在起动机被打开时，首先进入起动模式，从而执行图2所示的起动注油作业判断模式。

首先，通过将起动机打开而开始该控制，在步骤S1中，读取由发动机转速传感器11检测到的当前的发动机转速Ne以及由共轨压传感器12检测到的当前的共轨压Cp。

接着，进入步骤S2，对电动起动泵13是否停止(OFF)进行判断。在起动机被打开从而开始执行该控制时，电动起动泵13通常被停止。

在电动起动泵停止的情况下，进入步骤S3，判断在步骤S1中读取的发动机转速Ne是否比预先被输入ECU10中的第一设定转速N1高。第一设定转速N1是对发动机本体E的曲柄轴C是否通过起动电机而正常回转进行判断的值。换言之，其是用于判断高压泵5是否由发动机E的曲柄轴C正常驱动的值，这里设定为60rpm。发动机转速Ne在第一设定转速N1以下时，返回步骤S1并重复进行上述控制。

在步骤S3中，当发动机的转速Ne被判断为比第一设定转速N1高(Ne＞N1)时，进入到步骤S4，判断在步骤S1中读取的共轨压Cp是否比预先输入ECU10中的第一设定压力C1低。第一设定压力C1被设定为比通常模式下的最低共轨压(例如，理想状态的共轨压)还低的值。这里，第一设定压力C1为6Mpa。

在步骤S4中，在判断为共轨压Cp比第一设定压力C1低(Cp＜C1)的情况下，进入到步骤S5，判断内置在ECU10中的第一正时器(タイマ一)是否打开。在起动机被打开并开始执行该控制时，第一正时器通常被关闭。

在第一正时器关闭的情况下，进入到步骤S6，将第一正时器打开并开始测量。

接着，进入到步骤S7，对第一正时器的测量值Ta是否在预先输入ECU10内的第一设定期间T1以上进行判断。第一正时器的测量值Ta比第一设定期间T1还要小的情况下，返回到步骤S1，重复执行上述的控制。

在第一正时器的测量值Ta被判断为在第一设定期间T1以上的情况下，进入到步骤S8，将电动起动泵13打开(驱动)。即，开始执行起动注油作业。

这里，第一设定期间T1被设定为，在燃料通路内没有混入空气的通常状态下，可以使共轨压完全达到上述的第一设定压力C1的期间。这里，第一设定期间T1为4s。

在燃料用尽后的再起动时等使空气混入燃料通路内的情况下，由于燃料从燃料通路逸出，即使驱动高压泵5，共轨压也不会上升。因此，本实施例的柴油机就是利用该现象自动对起动注油作业的必要性进行判断的一种装置。即，不论高压泵5是否被正常驱动，按理说，即使经过了认定共轨压达到预定值C1的认定期间T1，共轨压仍然比预定值C1低时，就判断为有必要进行起动注油作业，并驱动电动起动泵13。换言之，在发动机E起动时，由发动机转速传感器11检测到的发动机转速Ne比第一设定转速N1高(通过步骤S3来判断)，并且，由共轨压传感器12检测到的共轨压Cp比第一设定压力C1低(通过步骤S4来判断)的状态持续到第一设定期间T1以上时(通过步骤S7来判断)，驱动电动起动泵13。相反，在经过预定期间T1之前，在共轨压达到预定值C1的情况下(通过步骤S4判断为否的情况下)，判断为没有必要进行起动注油作业，进入到步骤S11并转移到上述起动模式。

那么，在步骤S8中，在电动起动泵13打开的同时，重设第一正时器，并将第二正时器打开。在本实施例中，第一正时器与第二正时器实质上是相同的。因此，在步骤S8中，在重设正时器后立刻再开始进行时间测定。第二正时器用于测定电动起动泵13的驱动期间。

在进行到步骤S8时，若再次返回到步骤S1，在这种情况下，由于电动起动泵13业已打开，在步骤S2中被判断为否，进入到步骤S9。

在步骤S9中进行如下判断：在步骤S1中读取的发动机转速Ne是否在预先输入到ECU10中的第二设定转速N2以上；在步骤S1中读取的共轨压Cp是否在预先输入到ECU10中的第二设定压力C2以上；第二正时器的测量值Tb是否在第二设定期间T2以上。

该步骤S9的各个条件用于对起动注油作业的完成与否(是否已经从燃料通路将混入的空气除去)进行判断。

首先，第二设定转速N2被设定为认为发动机已经完全燃烧时的值。所谓的发动机已经完全燃烧意味着充分的燃料被供给到共轨3以及喷油器6中，这是因为可以判断为已将混入的空气从燃料通路中除去。在本实施例中，第二设定转速N2为900rpm，被设定为与从上述起动模式转移到通常模式时的转速相同。并且，当然也可以将第二设定转速N2与从起动模式转移到通常模式时的转速设定为不同的值。通常，第二设定转速N2被设定为比上述第一设定转速N1大的值。

接着，第二设定压力C2被设定为认为已经从燃料通路将混入的空气除去时的值。通过起动注油作业将混入燃料通路中的空气除去时，燃料被供给共轨3，共轨压上升。在检测出该共轨压的上升时，判断为不需要进行起动注油作业。这里，第二设定压力C2为6Mpa，被设定为与上述第一设定压力相同。并且，当然也可以将第一设定压力C1与第二设定压力C2设定为不同的值。通常，第二设定压力C2被设定成为在第一设定压力C1以上的值。

接着，第二设定期间T2被设定为认为通过由电动起动泵13进行的起动注油作业将混入到燃料通路内的空气充分除去时的值。即，第二设定期间T2被设定为，考虑到燃料通路的容量、电动起动泵13的性能等，认为仅在该期间T2内驱动电动起动泵13即可几乎完全将混入的空气除去的值。这里，第二设定期间T2为300s。

那么，在步骤S9中，在没有满足全部的三个条件(Ne≥N2、Cp≥C2、Tb≥T2)的情况下，返回到步骤S1。即，三个条件全部被否定时，继续驱动电动起动泵13。

另一方面，在步骤S9中，即使在满足了三个条件中的任何一个条件的情况下，也会进入到步骤S10，电动起动泵13停止(OFF)，并重设第二计时器。即，起动注油作业终止。而且，进入到步骤S1，转移到起动模式。

这样，通过本实施例的柴油机，ECU10可以自动对起动注油作业的必要性、电动泵的停止时机进行判断，因此，可以实现起动注油作业的完全自动化。即，完全不会给操作人员带来负担，就可以进行起动注油作业。

本发明并不限于上述实施例，可以考虑各种各样的变形例。

例如，上述各设定值N1、N2、C1、C2、T1、T2的值仅仅是作为一个例子，但并不仅仅限定于本发明。

另外，虽然说明的是，即使在满足步骤S9中的三个条件(Ne≥N2、Cp≥C2、Tb≥T2)中任何一个的情况下，也会进入到步骤S10、S11而转移到起动模式，但是，如上述实施例所述，在步骤S9的第二设定转速N2与从起动模式向通常模式转移的转速相同的情况下，步骤S9中发动机转速的判断条件(Ne≥N2)成立时，进入到步骤S10后，也可以转移到通常模式。

另外，在步骤S9中，并非必须要设置全部的上述三个判断条件，也可以选择设定任意一个或任意两个。

Claims (2)

1.一种柴油机，其特征在于，其具备：高压泵，其由发动机驱动，用于将燃油箱内的燃料供给共轨；设置在从所述燃油箱向所述高压泵延伸的燃料通路中的电动起动泵；用于控制该电动起动泵的控制装置；用于检测上述发动机的转速的发动机转速检测装置；以及，用于检测所述共轨内压力的共轨压检测装置，

所述控制装置，在发动机起动时由所述发动机转速检测装置检测出的发动机转速比第一设定转速高，并且由所述共轨压检测装置检测出的共轨压比第一设定压力低的状态持续到第一设定期间以上时，驱动所述电动起动泵，

第一设定转速被设定为，比发动机空转时的转速低、且高压泵由发动机的曲柄轴正常驱动的转速，

第一设定压力被设定为比通常模式时的最低共轨压低的值，

第一设定期间被设定为，在高压泵由发动机的曲柄轴正常驱动、且燃料通路内没有混入空气的通常状态下，可以使共轨压完全达到上述规定的第一设定压力的期间。

2.如权利要求1所述的柴油机，其特征在于，所述控制装置，在驱动所述电动起动泵后，由所述发动机转速检测装置检测出的发动机转速在比上述第一设定转速大的第二设定转速以上时，或者由所述共轨压检测装置检测出的共轨压在比上述第一设定压力大的第二设定压力以上时，或者所述电动起动泵在第二设定期间以上被驱动时，将所述电动起动泵停止，

所述第二设定期间被设定为通过由电动起动泵进行的起动注油作业、燃料通路内的混入空气充分地被除去的值。

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