JP2532206B2

JP2532206B2 - タ−ボ過給機付デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御装置

Info

Publication number: JP2532206B2
Application number: JP61000370A
Authority: JP
Inventors: 則男湊
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-01-06
Filing date: 1986-01-06
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JPS62159739A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ターボ過給機を備え、過給圧の上昇に伴っ
て、最大燃料噴射量を増大するように構成されたディー
ゼルエンジンの燃料噴射量制御装置に関する。

（従来技術）ディーゼルエンジンにおいて、エンジンの高速領域で
過給機を作動させて吸気量を増大させるとともに、これ
に伴って燃料噴射量を増大して、高出力を得るようにす
る技術は、公知である。例えば、特開昭55-96328号公報
では過給機付ディーゼルエンジンにおいて、吸気圧力す
なわちブースト圧に応じて最大燃料噴射量を制御するブ
ーストコンペンセーター（以下ブーコンという）に複数
のスプリングを設け、ブースト圧の増加に応じて、この
複数のスプリングを段階的に作用させて燃料増量を図
り、これによって高速時の噴射量不足を解消するように
している。

（解決しようとする問題点）上記特開昭55-96328号に開示されるような過給機付デ
ィーゼルエンジンのブーコンを用いた噴射量制御装置で
は、加速操作などによってエンジンの回転数が上昇する
と過給機が作動し、これによってブースト圧が上昇した
ときブーコンを作動させて噴射量を増大させるようにな
っている。しかし、ターボ過給機を用いるディーゼルエ
ンジンでは、エアーポンプの過給作用は、排気ガス圧の
上昇によってタービン回転が所定以上に上昇した場合に
はじめて得られるものであり、従って、加速開始直後に
おいては、エアーポンプ回転の上昇が僅かな時間遅れを
もって生じることとなる。このため、エアーポンプの回
転数が十分に上昇するまでの加速開始直後の運転状態で
は、エアーポンプの存在は、むしろ、吸気通路抵抗を増
大させる結果となり、一時的に吸気量の落ち込み現象が
生じる。一方、燃料噴射量は、この吸気量の落ち込みに
対して、補正はなされないので、一時的に吸気不足が生
じ、スモークが発生するという問題がある。

（問題を解決しようとすための手段）ターボ過給機と、該ターボ過給機より下流の過給圧を検出する過給圧検
出手段と、を備え上記過給圧検出手段に基づいて過給状態が検出された
ときには、非過給状態の最大燃料の噴射量より最大燃料
噴射量を増大させるように構成されたディーゼルエンジ
ンの燃料噴射量制御装置であって、加速を検出する加速検出手段と、該加速検出手段による加速検出時から過給圧が所定値
以上となるまで、非過給状態における最大燃料噴射量よ
りも所定量だけ少ない最大燃料噴射量に設定する制御手
段と、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる噴射量制御装置好ましくは、過給時す
なわちブースト圧が上昇した場合に燃料噴射ポンプのコ
ントロールラックの最大変位量を増大させ、これによっ
て最大燃料噴射量を増大させるブーコンを備えている。

そして、本発明の好ましい態様では、ブーコンとは別
に、コントロールラックの最大変位量を制御する手段を
備えており、この手段は、コントロールラックの最大変
位量を規制するレバー部材、好ましくは、ダイアフラム
装置で構成され、レバー部材を駆動するアクチュエー
タ、このアクチュエータの作動負圧を供給するバキュー
ムポンプ、及び上記アクチュエータとバキュームポンプ
との連絡通路に設けられアクチュエータへの負圧供給を
制御する電磁制御弁、さらにこの電磁弁を制御するコン
トローラから構成される。このコントローラには、エン
ジン回転数、アクセル開度、及びシフト位置等の情報が
入力されるようになっている。

コントローラは、これらの入力情報に基づき加速初期
状態を検出し、加速開始後所定期間だけバキュームポン
プからの負圧がアクチュエータに作用するように電磁弁
に致し開命令信号を出力する。これによって、レバー部
材が回動してコントロールラックを燃料減少方向に所定
量だけ変位させる。

（発明の効果）本発明によれば、アクセルペダルが踏み込まれて加速
状態が開始した場合において、加速開始後一定期間だ
け、すなわち加速初期において最大燃料噴射量を通常の
最大燃料噴射量すなわち非過給状態における最大燃料噴
射量よりも、所定量だけ減少させるようにしている。従
って、加速初期において、ターボ過給機のエアーポンプ
の回転上昇の遅れに起因する吸気量の落ち込み現象が生
じても混合気が不当に濃化することはなく、スモークの
発生の問題を解消することができる。本発明は、上記の
加速初期におけるスモークの問題を解消する場合に適用
することができるのみならず、他の制御にも有効に適用
することができる。例えば、加速時において、ブースト
圧が急激に上昇する結果、ブーコンの作動により噴射量
が急増して加速ショックが発生するような場合には、本
発明の制御機構を用いて噴射量の増大を抑えるように制
御することにより、加速ショックを防止することができ
る。また、減速時においては、ブーコンの作動による燃
料噴射量の減少傾向を本発明の機構を用いて抑制するよ
うに制御することにより、減速ショックを防止すること
ができる。この加減速ショック防止制御に本発明を適用
する場合には、積荷重量を考慮して、加減速ショックが
顕著に表われる軽荷時において行うのが望ましい。

（実施例の説明）以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例につき説明
する。

第１図を参照すれば、本発明の適用されるエンジン１
は、コンロッド２を介してクランク軸３に連結されるピ
ストン４を備えており、このピストン４はシリンダボア
５内に往復枢動自在に配置される。シリンダボア５のピ
ストン４の上部空間は、燃焼室６を構成する。燃焼室６
には、吸気ポート７及び排気ポート８が開口している。
これらのポート７及び８には、吸気弁９及び排気弁10が
組合わされるとともに、吸気通路11、及び排気通路12が
それぞれ接続される。また吸気通路11には、ターボ過給
機13のエアーポンプ14が、排気通路12にはエアーポンプ
14に共通軸15によって連結され該ポンプ14を駆動するた
めのタービン16が配置されている。さらに、吸気通路11
のタービン下流には、過給機下流側の過給圧すなわちブ
ースト圧を検出するブースト圧検出管17が配置される。
この検出管17は、燃料噴射ポンプの最大燃料噴射量を制
御するための噴射量制御装置を構成するブーコン18に接
続されている。ブーコン18は、ダイヤフラム19で仕切ら
れた２つの室20、21を備えており、室20には、ブースト
圧が導入されるようになった加圧室を構成する。他方の
室21には、ブーコンスプリング22が配置されており、ダ
イヤフラム19を加圧室20側に付勢している。また、ダイ
ヤフラム19には、室19を突出延びるプッシュロッド22a
が取付けられており、該プッシュロッド22aの先端は、
ピン23に揺動自在に取付けられたレバー24の一端に係合
している。レバー24の他端は、プッシュロッド25の一端
に係合している。プッシュロッド25の他端は、固定ピン
26と、固定ロッド27に回動自在に取付けられたＵ型レバ
ー28の当接面28aに当接している。ロッド27には、Ｕ型
レバー28を図において、左まわり（図の矢印Ａ）に付勢
するキャンセルスプリング29が取付けられる。また、Ｕ
型レバー28の固定ピン26に支持される側の折り曲げ分の
先端には、ピン30が取付けられている。該ピン30には、
センサレバー31が揺動自在に取付けられる。該センサレ
バー31の１端には、Ｕ型凹部31aが形成されており、こ
の凹部31aには、変位量に応じて噴射量を制御するコン
トロールラック32の先端に取付けられたピン33が係合し
ている。また、センサレバー31の他端側は、ロッド34に
固定されたトルクカム35に当接している。また、キャン
セルスプリング29が取付けられるロッド27のＵ型レバー
28が取付けられるのとは反対側には、フルロードレバー
36の一端が取付けられ、該フルロードレバー36の他端に
は、アクチュエータ37からのロッド38が接続されてい
る。またフルロードレバー36の下端は、フルロードセッ
トスクリュー36aに当接している。

第２図を併わせて参照すれば、アクチュエータ37は、
ダイヤフラム式であり、内部にダイヤフラム39を備えて
いる。ダイヤフラム39は、フルロードレバー36にロッド
38を介して連結されるとともに、負圧室40を画成してい
る。負圧室40には、スプリング41が配置されダイヤフラ
ムをフルロードレバー36の方向に付勢している。該負圧
室40は、負圧通路42を介して、バキュームポンプ44に接
続されるとともに、アクチュエータ37とバキュームポン
プとの間には、三方電磁弁43が配置される。電磁弁43
は、リレー44a、スイッチ45及びスイッチ46を介してバ
ッテリ46aに接続されている。また、リレー44aは、好ま
しくは、マイクロコンピュータを含んで構成されるコン
トローラ47からの命令信号によってオンオフ作動するよ
うになっており、これによって、電磁弁43のポートを切
換え、アクチュエータ37の作動を制御するようになって
いる。コントローラ47には、エンジン回転数、アクセル
開度、吸気マニホルド圧力等の信号が入力されるように
なっており、コントローラ47はこれらの信号に基づいて
所定の演算を行い、リレー44aに対して命令信号を出力
する。

以上の構造において、過給機が作動していない非過給
時においては、吸気通路11のエアーポンプ14下流側の吸
気圧力すなわちブースト圧は、それ程大きくなく、ブー
コン18の加圧室には、ダイアフラムを移動させるだけの
ブースト圧は作用しない。従ってダイアフラム19は、第
１図において右方の通常の位置すなわち、破線で示す位
置にある。従って、レバー24は右方に回動した位置にあ
りプッシュ、ロッド25は左方に移動したにおいて、Ｕ型
レバー28と当接している。従って、センサーレバーは破
線で示す右方に移動した位置にあってコントロールロッ
ドを破線の位置に保持している。この結果ブーコン作動
に基づく燃料噴射増量は行なわれない。従って最大燃料
噴射量は、第３図の特性曲線ａのように、回転数との関
係において推移する。また、過給時においては、ブース
ト圧が上昇するので、ブーコン18のダイアフラムは、加
圧室20内に作用するブースト圧により、図において実線
位置まで作動させる。これによって、このダイアフラム
19と連動する各部材24、25、28及び31はそれぞれ図の実
線位置に移動し、これに伴って、コントロールラック32
も実線、位置に移動する。この結果、燃料噴射量は、発
生するブースト圧の大きさに応じて増大する。従って、
最大燃料噴射量は、第３図の特性曲線ｂのように推移す
る。

また、加速時などのように、非過給状態から、過給状
態に移行する場合には、吸気圧力は第４図に示すよう
に、エアーポンプ14が作動を開始していない加速初期の
段階では、エアーポンプ14は、吸気通路抵抗となるた
め、低下傾向を示し、いったん大気圧より低下する。そ
の後、タービンの回転が上昇して、エアーポンプ14が過
給作用を発揮するようになると吸気圧力は上昇し始め、
大気圧よりも高くなる。このように、吸気圧の低下傾向
が生じこの結果、吸気量の１時的な落ち込みが生じる加
速初期のような状態においては、本例では、最大燃料噴
射量を非過給状態の最大燃料噴射量よりも所定量だけ減
少させるようにしている。すなわち、本例のコントロー
ラ47は入力されるアクセル開度信号から、アクセル開度
変化率を算出し、変化率が設定値を越えるときには、加
速状態になったものと判定する。そして、加速状態と判
定した場合には、吸気圧力を吸気マニホルドにおいて検
出された信号に基づき、吸気圧力が設定値を越えるま
で、リレー44aに対して命令信号を出力する。これによ
って、電磁弁43のソレノイド43aが励磁されて、アクチ
ュエータ37の負圧室40にバキュームポンプ44からの負圧
が導入される。これによってアクチュエータ37が作動
し、ロッド38が第１図において右方向に移動し、フルロ
ードレバー36を時計方向に回動させる。この結果、Ｕ型
レバー28及びセンサーレバー31が時計方向に回動し、コ
ントロールラック32を破線位置を越えてさらに右方向に
移動させ、燃料噴射量を第３図に示すように、非過給状
態の最大燃料噴射量レベルａよりも、所定量だけ少い線
ｃで示すレベルまで制限する。そして、吸気圧力が第４
図に示す設定値を越えた場合には、コントローラは、リ
レー44aの励磁を解除する。これによって、アクチュエ
ータ37へ負圧導入が停止されて、フルロードレバー36は
元の位置に復帰する。従って、Ｕ型レバー28、センサレ
バー31及びコントロールラック32は、キャンセルスプリ
ング29の弾性力により、それぞれ元の位置すなわち図の
破線位置に復帰する。すなわち、最大燃料噴射量は、通
常の非過給状態のレベルａまで復帰する。その後さらに
吸気圧力が増大するとブーコン18の作用により、最大燃
料噴射量は、過給時の最大噴射量レベルｂまで増大す
る。従って、本例の制御では、最大燃料噴射量は、第３
図の実線ｄで示すように変化する。従って、従来におい
ては、加速初期において、吸気量の落ち込みが生じるに
もかかわらず、燃料の減量補正がされず第３図の破線ｅ
のように通常の非過給時のレベルａに維持されていた結
果、この時期に吸気不足が生じ、スモークが発生すると
いう問題を有していたものであるが、本例のように噴射
量を制御することによりこの問題を解消することができ
る。

本発明は、このような加速初期におけるスモーク発生
の解消のために活用することができるだけなく別の制御
にも適用することができるものである。

例えば、車両への積荷重量をコントローラ43に入力す
るようにし、積荷重量が軽い場合における急加速があっ
た場合には、加速開始から一定期間アクチュエータ37を
作動させて、燃料の急激な増量を抑えるようにすれば、
加速ショックを緩和することができる。また、積荷重量
が大きいときには、このような制限を解除すれば、十分
な加速性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の燃料噴射量制御装置及び該装置を備
えたディーゼルエンジンの全体図、第２図は、第１図の
制御装置の作動説明図、第３図は、最大燃料噴射量の特
性図、第４図は、加速時の吸気圧変化を示すグラフであ
る。１……エンジン、４……ピストン、11……吸気通路、12
……排気通路、13……過給機、18……ブーコン、19……
ダイアフラム、28……Ｕ型レバー、31……センサレバ
ー、32……コントロールラック、36……フルロードレバ
ー、37……アクチュエータ、43……三方電磁弁、44……
バキュームポンプ、47……コントローラ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ターボ過給機と、該ターボ過給機より下流の過給圧を検出する過給圧検出
手段と、を備え上記過給圧検出手段に基づいて過給状態が検出されたと
きには、非過給状態の最大燃料の噴射量より最大燃料噴
射量を増大させるように構成されたディーゼルエンジン
の燃料噴射量制御装置であって、加速を検出する加速検出手段と、該加速検出手段による加速検出時から過給圧が所定値以
上となるまで、非過給状態における最大燃料噴射量より
も所定量だけ少ない最大燃料噴射量に設定する制御手段
と、を備えたことを特徴とするターボ過給機付ディーゼルエ
ンジンの燃料噴射量制御装置。