JP2630086B2 - 燃料噴射ポンプ制御装置 - Google Patents

燃料噴射ポンプ制御装置

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JP2630086B2
JP2630086B2 JP3033619A JP3361991A JP2630086B2 JP 2630086 B2 JP2630086 B2 JP 2630086B2 JP 3033619 A JP3033619 A JP 3033619A JP 3361991 A JP3361991 A JP 3361991A JP 2630086 B2 JP2630086 B2 JP 2630086B2
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boucon
fuel injection
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stroke
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島 吉 也 福
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン車
が厳しい排ガス規制の規準を満たしつつも、始動性等の
他の特性が悪化しないようにした、燃料噴射ポンプ制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ制
御装置には、ポンプ内で燃料を加圧するプランジャの外
側に、摺動自在に制御スリーブを嵌装し、その位置をア
クチュエータにより変え、プランジャのプリストローク
(pre-stroke プランジャの下死点から噴射開始までの
ストローク) を制御するようにしたものがある。そうす
ることにより、燃料の噴射タイミングおよび噴射率(単
位角度回転当たりの噴射量:Injection rate) を所望の
値に制御することが出来る。そのような制御をする方式
は、タイミング・アンド・インジェクションレート・コ
ントロール・システム(Timing & Injection rate Cont
rol System) と言われ、「TICS」と略称されてい
る。
【0003】図2は、従来の燃料噴射ポンプ制御装置の
ブロック構成図である。図2において、1は吸気管、2
はブーコンパイプ、3はターボチャージャ、4はエンジ
ン、5は水温センサ、6は回転センサ、9はブーコン、
10は燃料噴射ポンプ、11はプリストロークアクチュ
エータ、12はプリストロークセンサ、13はラック位
置センサ、14はTICS電源スイッチ、15はコント
ローラ、16はダイアグノウスティック・ツール、17
はエラー表示部である。次に、各部の構成の概要につい
て述べる。
【0004】(燃料噴射ポンプ10のプランジャおよび
その周辺の構造について) 図3は、燃料噴射ポンプ10内にあるプランジャ周辺の
構造要部を示す図である。符号は図2のものに対応し、
18はプランジャ、18−1は吐出孔、19は溝、20
は制御スリーブ、21は制御孔、22は切欠溝、23は
レバー、24は支点、25はスリーブ、26はラックで
ある。
【0005】プランジャ18は図示しないカムによって
押し上げられ、プランジャ18上面で加圧された燃料
が、噴射ノズル(図示せず)から噴射される。スリーブ
25の縁はラック26と噛合されており、ラック26の
位置が矢印方向に直線的に動かされると、スリーブ25
が回動される。プランジャ18は、スリーブ25が回動
すると、それにつれて回動するよう係合されているの
で、ラック26の位置に応じて回動する。これによっ
て、プランジャ18の1ストローク当たりの燃料噴射量
が調節される。
【0006】制御スリーブ20は、プリストロークアク
チュエータ11により、プランジャ18の軸方向での位
置が変化される。その位置によって、噴射タイミングが
調節される。即ち、プランジャ18の下死点から噴射開
始までのストローク(プリストローク)が変えられる。
プリストロークと噴射タイミングとの間には、プリスト
ロークが小だと噴射タイミングは進み、大だと遅れると
いう関係がある。
【0007】制御スリーブ20の側部には切欠溝22が
開けられ、そこに支点24を中心にして回動するレバー
23の一端が係合される。レバー23の他端は、プリス
トロークアクチュエータ11に連結される。プランジャ
18の外壁には溝19が設けられ、溝19は、プランジ
ャ18の内部を通って吐出孔18−1と連通している。
また、制御スリーブ20の側壁には内部へ貫通する制御
孔21が設けられている。制御スリーブ20が溝19を
覆っている時が燃料噴射時であり、溝19が制御スリー
ブ20から露呈している時や、溝19と制御孔21とが
連通している時が、無噴射時である。これらにより、噴
射の開始や終了が決められる。
【0008】プリストロークアクチュエータ11により
制御スリーブ20の位置が変化されると、制御スリーブ
20によって覆い隠される溝19の長さが変化し、噴射
タイミングが変えられる。図2に示すように、プリスト
ロークアクチュエータ11は、TICS電源スイッチ1
4を経てバッテリ(+B)と接続されているが、TIC
S電源スイッチ14はリレーで構成され、コントローラ
15からの信号によりオン,オフされる。プリストロー
クセンサ12は、プリストロークアクチュエータ11に
よって移動された制御スリーブ20の位置を検出する。
プリストロークセンサ12の検出出力は、電圧信号の形
で図2のコントローラ15に伝えられる。
【0009】(水温センサ5,回転センサ6,ラック位
置センサ13について) 図2に戻るが、水温センサ5,回転センサ6は、それぞ
れエンジンの温度,回転数を検出し、検出信号をコント
ローラ15に送る。ラック位置センサ13は、ラック2
6の位置(燃料噴射量に関係)を検出し、検出信号をコ
ントローラ15に送る。
【0010】(エラーに関する構造部分) エラー表示部17は、運転席の近くに設けてあるランプ
等の表示部の1つであり、図示しないスイッチ(ダイア
グノウスティック・スイッチ Diagnostic Switch)によ
り、ドライバー向けのモードとかディーラー向けのモー
ドとかに切り換えられて、何処に故障が発生したかを表
示する。ドライバー向けの表示では、例えば「エンジン
を点検せよ」等と表示される。ダイアグノウスティック
・ツール16は、コントローラ15が発生しているとこ
ろの故障に関するエラーコードを読み取る手段である。
【0011】(ブーコン9について) ブーコン(ブーストコンペンセータの略)9は、メカニ
カルガバナ(図示せず)に付設される公知の機構であ
り、これにより、排ガスに含まれるパティキュレート
(微粒子)の量は低減される。従来のブーコン9は、ブ
ーコンパイプ2を介して直接吸気管1に接続されてい
る。吸気圧を感知し、吸気圧が小である間は、アクセル
を大きく踏み込んだとしても燃料の噴射量は少なくし、
吸気圧が上昇すると噴射量を多くするという作用をして
いた。パティキュレート(微粒子)の低減は、主とし
て、空吹かしをした時などのように急激にアクセルを踏
み込んだ時に効果があり、その時に出る黒煙を少なくし
ている。
【0012】図7は従来のブーコンの特性を示す図であ
り、横軸は吸気圧,縦軸はラック位置(上方に行くほど
噴射量大)である。特性曲線は、エンジン回転数Nをパ
ラメータとして描かれるものであり、図7の曲線はN=
K という一定の回転数の時のものである。曲線上の点
Aは、吸気圧が所定の値PA になった点であり、点Bは
A より大なる所定の値PB になった点である。吸気圧
がPA 以下である場合には、いくらアクセルを踏み込ん
だとしても、ラック位置はRA に維持され、噴射量が抑
えられており、PA からPB に至るまでは徐々に増加さ
れる。PB 以上になると、RB に維持される。
【0013】従来のブーコンでは、前記したような黒煙
の発生を少なくすることを主たる目的としていたので、
吸気圧がまだ低い間は噴射量を少なくしているが、吸気
圧が少し上昇すれば噴射量を増やしてもよいということ
から、PA とPB との差圧DP は比較的小さくされてい
た(言い換えれば、点Aと点Bとを結ぶ線の傾きは比較
的大にされていた)。なお、吸気圧が所定値PA 以下で
ラック位置が噴射量の少ないRA に固定されている状態
を「ゼロブースト状態」と言い、PB 以上になって噴射
量の多いRBに固定されている状態を「フルブースト状
態」と言う。
【0014】ところで、自動車の排ガス規制は、外国に
おいても次第に厳しいものとなって来ている。排ガス規
制は、主としてパティキュレート(微粒子)とNOXを
規準値以下にすることであるが、ディーゼルエンジンで
この規準を満たすためには、噴射タイミングを遅らせる
(タイミング・リタード)ことと、燃料を高圧噴射する
こととが必要であり、TICSの燃料噴射ポンプでもそ
のような制御がなされていた。
【0015】前記のような制御を行うに際して、その制
御系統に故障が発生した場合にどのような措置を取るか
ということも、安全走行を確保する上で重要なことであ
るが、従来は、制御スリーブを噴射タイミングが最も遅
れる位置(プリストロークが最も大きい位置)に固定す
るという方式(いわゆるMax Retard方式)が採用されて
いた。
【0016】図5は、噴射タイミングの制御範囲を示す
図であり、TMAは制御装置により最も進めることが出来
る噴射タイミングを示し、TMRは最も遅らせることが出
来る噴射タイミングである。これらは、それぞれ制御に
より実現できる最小のプリストローク,最大のプリスト
ロークに対応している。Max Retard方式では、燃料噴射
ポンプ制御系に故障が発生した時には、TMRに固定され
る。なお、燃料噴射ポンプ制御装置に関する従来の文献
としては、例えば特開昭62−91645 号公報がある。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従来は、TICSが故
障して噴射タイミングが制御できないようになった時に
は、噴射タイミングを最も遅れるように固定してしまう
Max Retard方式をとっていたので、低温時には噴射燃料
が不足してエンジンが始動できないことがあるという問
題点があった。始動出来なければ、上記故障の修理のた
めに修理工場へ行こうとしても、行くことが出来なかっ
た。本発明は、以上のような問題点を解決することを課
題とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、ブーコンパイプを介して吸気管と接続
されているブーコンと、燃料噴射ポンプの噴射用のプラ
ンジャに嵌装した制御スリーブの位置を変えるアクチュ
エータと、該アクチュエータを制御して前記プランジャ
のプリストロークを制御すると共に故障発生を検知する
コントローラとを具えた燃料噴射ポンプ制御装置におい
て、前記ブーコンパイプの途中に大気開放できるブーコ
ンカット弁を介挿し、前記コントローラが故障発生を検
知した時には前記制御スリーブを噴射タイミングが最も
進む位置に移動すると共に、前記ブーコンカット弁を大
気開放することとした。
【0019】
【作用】本発明の燃料噴射ポンプ制御装置では、その制
御系統にエラーが生じた場合には、制御スリーブを噴射
タイミングが最も進む位置に移動すると共に、ブーコン
パイプに介挿されたブーコンカット弁を大気開放する。
これにより、始動性を良好に保つと共にエンジンを破損
させることなく回転させることが出来、走行が可能とな
る。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明にかかわる燃料噴射ポンプ
制御装置のブロック構成図である。符号は図2のものに
対応し、7はブーコンカット弁、8は開口パイプであ
る。ブーコンカット弁7は、大気に開口している開口パ
イプ8を具備している。本発明では、ブーコン9は、吸
気管1とは直接には接続されず、ブーコンカット弁7を
介して接続される。
【0021】(ブーコンカット弁7について) 図4は、ブーコンカット弁の動作説明図である。符号
は、図1のものに対応している。ブーコンカット弁7
は、図1のコントローラ15からの指令で作動する電磁
弁を有しており、ブーコン9を吸気管1へ通じさせた
り、或いはそれを遮断(カット)して大気と通じさせた
りする。図4(イ)は吸気管1と通じさせている状態を
示しており、図4(ロ)は、大気と通じさせている状態
を示している。大気圧は、ラック位置がゼロブースト状
態とされる前記所定圧力PA より小であるから、ブーコ
ンカット弁7が大気に対して開いた場合、ラック位置は
ゼロブースト状態とされ、燃料噴射量は抑えられる。
【0022】図6に、本発明で使用するブーコンの特性
図を示す。符号は図7のものに対応している。本発明の
ブーコン9は、従来よりも差圧DP を大に(即ち、点A
と点Bとを結ぶ線の傾きが従来より緩やか)したものを
用いている。従って、ゼロブースト状態を脱した後、吸
気圧が相当上がらなければフルブースト状態に至らな
い。
【0023】(故障発生時の措置) 制御系統に故障が発生した場合、従来は、制御スリーブ
20を噴射タイミングが最も遅れる位置に固定していた
(Max Retard方式)が、前記したように、これでは低温
時にエンジンの始動が出来なくなる恐れがあった。そこ
で、本発明では、始動性を確保するため、故障した時に
は噴射タイミングを最も進んだ位置に固定することにし
た(言わば、Max Advance 方式)。図5で言うならば、
MAに固定する。そうするために、故障時には、制御ス
リーブ20をプリストロークが最も小となる位置に固定
する。
【0024】しかし、噴射タイミングを最も進んだ状態
にして、供給燃料を通常のままとすると、燃料が多過ぎ
てエンジンが破損してしまう恐れがある。そこで、ブー
コン9と吸気管1とを結ぶブーコンパイプ2の途中に、
大気開放の出来るブーコンカット弁7を介挿する。そし
て、故障発生時には、ブーコンカット弁7を開いて(図
3(ロ)参照)ブーコン9に大気を導き、ゼロブースト
状態とする。 そうすると、エンジンに供給される燃料
流量が少なくされるので、エンジンが破損する恐れもな
く、無事に修理工場まで走行することが出来る。
【0025】図8は、TICS故障時の燃料流量の変化
を示す図であり、曲線イは通常の全負荷時の場合の変化
であり、曲線ロは本発明のようにゼロブースト状態とさ
れた場合の変化である。ゼロブースト状態では、燃料流
量が少なくされる。
【0026】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料噴射ポン
プ制御装置によれば、噴射制御に故障が発生した時に
は、制御スリーブを噴射タイミングが最も進む位置にす
ると共にブーコンカット弁を大気開放するので、低温時
であっても始動性が良好に保たれると共に、エンジンを
破損させることなく回転させ、修理工場等へたどり着く
ための最低限の走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかわる燃料噴射ポンプ制御装置の
ブロック構成図
【図2】 従来の燃料噴射ポンプ制御装置のブロック構
成図
【図3】 プランジャ周辺の構造要部を示す図
【図4】 ブーコンカット弁の動作説明図
【図5】 噴射タイミングの制御範囲を示す図
【図6】 本発明のブーコンの特性を示す図
【図7】 従来のブーコンの特性を示す図
【図8】 TICS故障時の燃料流量の変化を示す図
【符号の説明】
1…吸気管、2…ブーコンパイプ、3…ターボチャージ
ャ、4…エンジン、5…水温センサ、6…回転センサ、
7…ブーコンカット弁、8…開口パイプ、9…ブーコ
ン、10…燃料噴射ポンプ、11…プリストロークアク
チュエータ、12…プリストロークセンサ、13…ラッ
ク位置センサ、14…TICS電源スイッチ、15…コ
ントローラ、16…ダイアグノウスティック・ツール、
17…エラー表示部17、18…プランジャ、18−1
…吐出孔、19…溝、20…制御スリーブ、21…制御
孔、22…切欠溝、23…レバー、24…支点、25…
スリーブ、26…ラック

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブーコンパイプを介して吸気管と接続さ
    れているブーコンと、燃料噴射ポンプの噴射用のプラン
    ジャに嵌装した制御スリーブの位置を変えるアクチュエ
    ータと、該アクチュエータを制御して前記プランジャの
    プリストロークを制御すると共に故障発生を検知するコ
    ントローラとを具えた燃料噴射ポンプ制御装置におい
    て、 前記ブーコンパイプの途中に大気開放できるブーコンカ
    ット弁を介挿し、 前記コントローラが故障発生を検知した時には前記制御
    スリーブを噴射タイミングが最も進む位置に移動すると
    共に、前記ブーコンカット弁を大気開放することを特徴
    とする燃料噴射ポンプ制御装置。
JP3033619A 1991-02-01 1991-02-01 燃料噴射ポンプ制御装置 Expired - Lifetime JP2630086B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19850586A1 (de) * 1998-11-03 2000-05-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2006098058A1 (ja) * 2005-03-16 2006-09-21 Yanmar Co., Ltd. 燃料噴射システム

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JPH063164B2 (ja) * 1985-02-25 1994-01-12 トヨタ自動車株式会社 デイ−ゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法

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