JP2009030616A - 低温エンジンが低温時の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料量信号を補正するように設計された燃料速度マップの異なる組を使用して、低温と高温で作動中のエンジンに給送される燃料の量を制御する。エンジン冷却水温度に基づくスイッチング機構(78)を使用して、どちらの組のマップを使用するかを選択する。エンジン冷却水温度が、しきい値レベルより低いとき、低温トルクマップ(74)が、燃料が噴射される継続時間限度を表す信号を発生する。低温スモークマップ(76)から得られた補正ファクターは、低温トルクマップ信号を調節するため使用され、過剰の煙を防止するため、燃料の量を制限する。エンジン冷却水温度が、しきい値レベルより高いとき、標準温度トルクマップ(70)からの燃料継続時間限度信号が、標準温度スモークマップ(72)からの燃料継続時間限度信号と比較され、2つの信号のうち小さいほうが、燃料インジェクター用の出力として選択される。
【選択図】図2
Description
HEUI燃料システム10は、1つ又はそれ以上のユニット式燃料インジェクター等の油圧作動電子制御インジェクター14を備え、各インジェクターはエンジン12のそれぞれのシリンダーヘッドボア内に位置する。システム10はさらに、油圧作動流体を各インジェクター14に供給する装置即ち手段16と、燃料を各インジェクターに供給する装置即ち手段18と、インジェクター14により、燃料が噴射される方法を電子的に制御する装置即ち手段20とを備える。この燃料が噴射される方法には、タイミング、噴射回数、噴射プロファイル、エンジン速度及び負荷と独立のHEUI燃料システム10の作動流体圧力等がある。インジェクター14に供給される油圧作動流体の油圧エネルギーを再循環する即ち回復する装置即ち手段22もまた設けられる。
インジェクター14と組み合わさる作動流体マニホルド36は、共通レール流路38と、複数のレール分岐流路40とを備え、該レール分岐流路は、共通レール流路38から延び共通レール流路38と各インジェクター14の作動流体入口を流体接続する。共通レール流路38はまた、高圧の作動ポンプ34の出口と流体接続するように配置されている。
電子制御手段20は、電子制御モジュール(ECM)56を備えるのが好ましく、その使用法業界で知られている。本発明のECM56は、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサ等の処理手段と、燃料量を制御する比例積分微分(PID)制御器等のエンジン速度ガバナー58と、入力/出力回路等を含む回路とを備える。ECM56はまた、エンジンに噴射される燃料の量を調節するエンジンマップを使用する。ここで使用する「マップ」という言葉は、多次元データテーブルを言い、そこから業界でよく知られているソフトウェアで実行するテーブルルックアップルーチンを使用してデータを得ることができる。このようなエンジンマップは、トルクマップ、スモークマップ、又は他の種類のマップを含み、燃料噴射タイミング、噴射する燃料量、燃料噴射圧力、噴射サイクル当たりの噴射数、噴射セグメント間の時間間隔、各噴射セグメントで噴射される燃料量を制御するのに使用される。このようなパラメータの各々は、エンジン速度及び負荷と独立に可変制御可能である。
各インジェクター14は、米国特許第5,463,996号、第5,669,355号、第5,673,669号、第5,678,693号、第5,697,342号のうち1つに示される種類が好ましい。しかし、本発明は他の種類の油圧作動電子制御噴射と組み合せて使用することもできる。
図3、4では、例示のトルクマップ70,74は、複数の冷却水温度カーブを含み、各温度カーブは、実際のエンジン速度と噴射作動圧力に対応する複数の複数のカーブを有する。これらの例では、所望の燃料量を示す信号は、冷却水温度と、噴射作動圧力と、エンジン速度信号に基づいて求められる。所望の燃料量を表示する値は、例えばインジェクター14がエンジンに燃料を噴射すべき時間量を示すクランク角度等の継続信号とすることができ、又は、給送する燃料量を示す燃料量信号とすることができる。通常の作動の間は、標準燃料信号82が発生し、エンジンが低温で作動しているときは、低温トルクマップ74から低温燃料信号84が発生する。選択した重量のオイルでほぼ最大ポンプ負荷と半分のポンプ負荷で、-28℃のような低温から暖かい即ち通常のモードまで、エンジンを作動させることにより、低温トルクマップは、作り出された。異なる噴射作動圧力で試験が繰り返された。ある噴射作動圧力における低温燃料信号84の概略の式は、そのある噴射作動圧力における2つの試験ポイントを結んで描いた線の傾斜とオフセットから求めることができる。次のこのデータを使用して、低温トルクマップ74の値を求めることができる。
ターゲット継続時間マップ100もまた、低温速度ガバナー58により使用されて、ターゲットクランク継続時間値で、インジェクターのクランク継続時間の間保持する噴射作動圧力を求める。これは、低温モードの作動の間にエンジンにより生じる白いスモークの量を制御するのに使用される場合がある。ターゲット継続時間マップ100の値は、冷却水温度の関数であり、エンジン作動温度範囲にわたって色々の等級のオイルを試験することにより求められる。
本発明の他の態様、目的、利点は、図面、発明の詳細な説明、及び特許請求の範囲から、得ることができる。
12 エンジン
14 インジェクター
24 流体サンプ
25 作動流体冷却器
26 流体移送ポンプ
30 作動流体フィルター
34 高圧作動流体ポンプ
35 作動流体排出制御弁
36 高圧流体マニホルド
38 共通レール流路
39 油圧モーター
40 レール分岐流路
42 燃料タンク
44 燃料供給流路
46 低圧流体移送ポンプ
48 燃料フィルター
50 戻り流路
56 ECM
58 ガバナー
62 エンジン速度センサー
64 スロットル
66 作動流体圧力センサー
70 標準トルクマップ
72 標準スモークマップ
74 低温トルクマップ
76 低温スモークマップ
78 スイッチング機構
Claims (14)
- エンジンの燃料噴射の継続時間を制御する装置において、
エンジン温度信号を出力することのできるエンジン温度センサー、
標準トルクマップ、
低温トルクマップ、及び、
前記エンジン温度信号を受信し、前記標準トルクマップと前記低温トルクマップの何れかを選択し、前記エンジン温度信号と選択したトルクマップに基づいて、前記エンジンへ給送する燃料量を表す信号を生成することのできるデータ処理手段を備えることを特徴とする装置。 - 請求項1に記載した装置であって、
エンジン速度を表す信号を供給することのできるエンジン速度センサー、及び、
標準スモークマップを備え、前記データ処理手段は、前記エンジン温度信号と前記標準スモークマップに基づいて、標準燃料限度信号を供給することができ、
前記データ処理手段はさらに、前記エンジン温度信号がしきい値より高いとき、通常モードを選択し、前記エンジン温度信号が他のしきい値より低いとき、低温モードを選択し、前記通常モードが選択されるとき、前記標準燃料限度信号と燃料量信号の間の最小値を求め、前記最小値をエンジンへ送信する装置。 - 請求項2に記載した装置であって、前記データ処理手段はさらに、前記低温モードが選択されるとき、前記エンジン速度信号と前記低温トルクマップに基づいて、低温燃料信号を生成し、前記低温燃料信号を前記エンジンへ送信することができる装置。
- 請求項3に記載した装置であって、さらに、
低温スモークマップを備え、前記データ処理手段は、前記エンジン速度信号と前記低温スモークマップとに基づいて、低温燃料限度信号を供給することができ、
前記データ処理手段はさらに、前記低温モードが選択されるとき、前記低温燃料信号と前記低温燃料限度信号をかけることにより最終低温燃料信号を形成し、前記最終低温燃料信号を前記エンジンへ送ることのできる装置。 - エンジンの噴射される燃料量を制御する装置において、
エンジン温度信号を出力することのできるエンジン温度センサー、
噴射作動圧力信号を出力することのできる噴射作動圧力センサー、
標準トルクマップ、
低温トルクマップ、及び、
前記エンジン温度信号と前記噴射作動圧力信号を受信し、前記標準トルクマップと前記低温トルクマップの何れかを選択し、前記エンジン温度信号と前記噴射作動圧力信号と選択したトルクマップとに基づいて、前記エンジンへ給送する燃料量を表す信号を生成することのできるデータ処理手段を備えることを特徴とする装置。 - 請求項5に記載した装置であって、
エンジン速度を表す信号を供給することのできるエンジン速度センサー、
エンジンブースト圧力を表す信号を送信することのできるブースト圧力センサー、及び、
標準スモークマップを備え、前記データ処理手段は、前記エンジン温度信号と前記ブースト圧力信号と前記標準スモークマップとに基づいて、標準燃料限度信号を供給することができ、
前記データ処理手段はさらに、前記エンジン温度信号がしきい値より高いとき、通常モードを選択し、前記エンジン温度信号が他のしきい値より低いとき、低温モードを選択し、前記通常モードが選択されるとき、前記標準燃料限度信号と燃料量信号の間の最小値を求め、前記最小値をエンジンへ送信する装置。 - 請求項6に記載した装置であって、前記データ処理手段はさらに、前記低温モードが選択されるとき、前記エンジン速度信号と前記ブースト圧力信号と前記低温トルクマップとに基づいて、低温燃料信号を生成し、前記低温燃料信号を前記エンジンへ送信することができる装置。
- 請求項7に記載した装置であって、さらに、
低温スモークマップを備え、前記データ処理手段は、前記エンジン速度信号と前記ブースト圧力信号と前記低温スモークマップとに基づいて、低温燃料限度信号を供給することができ、
前記データ処理手段はさらに、前記低温モードが選択されるとき、前記低温燃料信号と前記低温燃料限度信号をかけることにより最終低温燃料信号を形成し、前記最終低温燃料信号を前記エンジンへ送ることのできる装置。 - エンジンの噴射される燃料量を制御する装置において、
エンジン温度信号を出力することのできるエンジン温度センサー、
噴射作動圧力信号を出力することのできる噴射作動圧力センサー、
エンジン速度信号を出力することのできるエンジン速度センサー、
標準トルクマップ、
低温トルクマップ、及び、
前記エンジン温度信号と前記噴射作動圧力信号を受信し、前記標準トルクマップと前記低温トルクマップの何れかを選択し、前記エンジン温度信号と前記噴射作動圧力信号と前記エンジン速度信号と選択したトルクマップとに基づいて、前記エンジンへ給送する燃料量を表す信号を生成することのできるデータ処理手段を備えることを特徴とする装置。 - 請求項9に記載した装置であって、
エンジンブースト圧力を表す信号を送信することのできるブースト圧力センサー、及び、
標準スモークマップを備え、前記データ処理手段は、前記エンジン温度信号と前記ブースト圧力信号と前記標準スモークマップとに基づいて、標準燃料限度信号を供給することができ、
前記データ処理手段はさらに、前記エンジン温度信号がしきい値より高いとき、通常モードを選択し、前記エンジン温度信号が他のしきい値より低いとき、低温モードを選択し、前記通常モードが選択されるとき、前記標準燃料限度信号と燃料量信号の間の最小値を求め、前記最小値をエンジンへ送信する装置。 - 請求項10に記載した装置であって、前記データ処理手段はさらに、前記低温モードが選択されるとき、前記エンジン速度信号と前記ブースト圧力信号と前記低温トルクマップとに基づいて、低温燃料信号を生成し、前記低温燃料信号を前記エンジンへ送信することができる装置。
- 請求項11に記載した装置であって、さらに、
低温スモークマップを備え、前記データ処理手段は、前記エンジン速度信号と前記ブースト圧力信号と前記低温スモークマップとに基づいて、低温燃料限度信号を供給することができ、
前記データ処理手段はさらに、前記低温モードが選択されるとき、前記低温燃料信号と前記低温燃料限度信号をかけることにより最終低温燃料信号を形成し、前記最終低温燃料信号を前記エンジンへ送信することのできる装置。 - 請求項12に記載した装置であって、さらに、
前記最終低温燃料信号の最小値を制限するための最小継続時間限度を備える装置。 - 請求項12に記載した装置であって、前記データ処理手段はさらに、前記エンジンが所定の作動状態に到達するまで、前記燃料限度が前記低温燃料信号に適用されるのを防ぐ遅延ロジックを備える装置。
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