JP2874161B2 - Fuel injection rate control device for diesel engine - Google Patents

Fuel injection rate control device for diesel engine

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JP2874161B2
JP2874161B2 JP63016410A JP1641088A JP2874161B2 JP 2874161 B2 JP2874161 B2 JP 2874161B2 JP 63016410 A JP63016410 A JP 63016410A JP 1641088 A JP1641088 A JP 1641088A JP 2874161 B2 JP2874161 B2 JP 2874161B2
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    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、始動時に有効なディーゼル機関の燃料噴射
率制御装置に関する。
Description: Object of the Invention [Industrial application field] The present invention relates to a fuel injection rate control device for a diesel engine which is effective at the time of starting.

[従来の技術] 従来より、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプに内設さ
れた加圧室と連通する可変容積室を設け、該可変容積室
の容積を積層型圧電アクチュエータ等により増減して燃
料の噴射率を調節する、所謂、燃料噴射率制御を行なう
技術が知られている。このような技術として、例えば、
次のようなものが提案されている。すなわち、 (1) ディーゼル機関の燃料噴射ポンプの加圧室に連
通する圧力室にピエゾスタックを介挿し、該ピエゾスタ
ックに印加する電圧に応じて前記圧力室の圧力を調節
し、ディーゼル機関の作動パラメータに応じた最適なフ
ィードバック制御により燃料噴射率を制御する「ディー
ゼル機関における燃料噴射率制御装置」(特開昭59−18
249号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a variable volume chamber communicating with a pressurization chamber provided in a fuel injection pump of a diesel engine is provided, and the volume of the variable volume chamber is increased or decreased by a laminated piezoelectric actuator or the like to inject fuel. 2. Description of the Related Art There is known a technique of controlling a fuel injection rate, that is, controlling a fuel injection rate. Such techniques include, for example,
The following have been proposed: That is, (1) a piezo stack is inserted into a pressure chamber communicating with a pressurization chamber of a fuel injection pump of a diesel engine, and the pressure of the pressure chamber is adjusted according to a voltage applied to the piezo stack to operate the diesel engine. "A fuel injection rate control device for a diesel engine" that controls the fuel injection rate by optimal feedback control according to parameters (Japanese Patent Laid-Open No. 59-18 / 1984)
No. 249).

(2) 燃料噴射ポンプの燃料を加圧するポンプ室内の
燃料圧力が一定の圧力を越えた所定の時期に、上記ポン
プ室に連通する可変容積室の容積を電歪式アクチュエー
タにより増大し、燃料の噴射率を低下させ、制御精度の
高いパイロット噴射を行なう「ディーゼル機関用燃料噴
射率制御装置」(特開昭61−25925号公報)。
(2) At a predetermined time when the fuel pressure in the pump chamber for pressurizing the fuel of the fuel injection pump exceeds a certain pressure, the volume of the variable volume chamber communicating with the pump chamber is increased by the electrostrictive actuator, and "Diesel engine fuel injection rate control device" that lowers the injection rate and performs pilot injection with high control accuracy (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-25925).

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来技術は、ディーゼル機関の始動、暖
機完了後の通常運転状態において、効果を発揮する燃料
の噴射率制御を実現するものであり、始動状態における
性能向上に関しては、何等考慮されていなかった。始動
状態では、ディーゼル機関の回転速度が低いため、燃料
噴射ポンプの加圧・圧送能力も低下する。一般に始動状
態では、第7図に破線で示すように、目標噴射率は高
く、かつ、該目標噴射率の時間変化は、噴射開始時期に
迅速に増加し、噴射終了時期に速やかに減少することが
望ましい。ところが、従来技術では、燃料噴射ポンプの
加圧・圧送能力の低下により、同図に実線で示すよう
に、噴射率の低い噴射が間欠的に行なわれる、所謂、多
段噴射を引き起こしていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-described prior art realizes fuel injection rate control that exerts an effect in a normal operation state after the start and warm-up of the diesel engine is completed. No consideration was given to improving performance. In the starting state, since the rotation speed of the diesel engine is low, the pressurizing / pumping capacity of the fuel injection pump also decreases. Generally, in the starting state, as shown by a broken line in FIG. 7, the target injection rate is high, and the time change of the target injection rate increases rapidly at the injection start timing and rapidly decreases at the injection end timing. Is desirable. However, in the prior art, the so-called multi-stage injection in which the injection with a low injection rate is intermittently performed as shown by the solid line in FIG.

上記のように、始動状態で多段噴射が発生すると、燃
焼室内部での燃料噴霧の微粒化不完全、燃料噴霧の貫徹
力低下、等により燃料液滴が吸入空気中に混在する状態
を招き易い。このため、着火性の悪化に伴い、円滑な燃
焼状態へ速やかに移行できなくなるので、ディーゼル機
関の出力が低下してしまう。したがって、ディーゼル機
関の摩擦トルク等の機械的損失仕事を上回る出力が迅速
にえられず、始動状態から、所謂、吹き上がり状態への
速やかな遷移を極めて困難にしていた。
As described above, when the multi-stage injection occurs in the starting state, it is easy to cause a state in which the fuel droplets are mixed in the intake air due to imperfect atomization of the fuel spray inside the combustion chamber, a decrease in the penetration force of the fuel spray, and the like. . For this reason, it is impossible to promptly shift to a smooth combustion state with the deterioration of the ignitability, so that the output of the diesel engine is reduced. Therefore, an output exceeding mechanical loss work such as friction torque of the diesel engine cannot be obtained quickly, and it has been extremely difficult to make a quick transition from a starting state to a so-called blow-up state.

また、上記のように、始動状態では円滑な燃焼が行な
われ難いので、排気中に含有される白煙が増加したり、
刺激臭が発生する等の問題もあった。
Further, as described above, it is difficult for smooth combustion to be performed in the starting state, so that white smoke contained in the exhaust gas increases,
There were also problems such as generation of pungent odor.

本発明は、簡単な構成で、ディーゼル機関の回転速度
が低い始動状態においても、好適な燃料噴射を実現可能
なディーゼル機関の燃料噴射率制御装置の提供を目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel injection rate control device for a diesel engine that has a simple configuration and can realize a suitable fuel injection even in a start state where the rotation speed of the diesel engine is low.

発明の構成 [課題を解決するための手段] 上記課題を解決するためになされた本発明は、第1図
に例示するように、 ディーゼル機関M1によって駆動され、該ディーゼル機
関M1に供給する燃料の圧力を昇圧する加圧室および該加
圧室に連通する可変容積室を有する燃料噴射ポンプM2
と、 上記可変容積室の容積を、外部からの指令に従って変
更する容積変更手段M3と、 上記ディーゼル機関M1の運転状態に基づいて、該ディ
ーゼル機関M1が始動状態であるか否かを判定する始動状
態判定手段M4と、 該始動状態判定手段M4により始動状態であると判定さ
れたときは、上記燃料噴射ポンプM2の燃料噴射期間に亘
って、上記可変容積室の容積を減少させる指令を上記容
積変更手段M3に出力する制御手段M5と、 を備えたことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射
率制御装置を要旨とするものである。
Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The present invention made to solve the above problems is, as illustrated in FIG. 1, driven by a diesel engine M1 to supply fuel to the diesel engine M1. Fuel injection pump M2 having a pressurizing chamber for increasing pressure and a variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber
Volume change means M3 for changing the volume of the variable volume chamber in accordance with an external command; and starting to determine whether or not the diesel engine M1 is in a start state based on an operation state of the diesel engine M1. When the starting state determining unit M4 determines that the engine is in the starting state, the state determining unit M4 issues a command to reduce the volume of the variable volume chamber over the fuel injection period of the fuel injection pump M2. And a control means M5 for outputting to the change means M3.

ここで、燃料噴射ポンプM2の可変容積室とは、例え
ば、加圧室に併設されていても良く、また、例えば、加
圧室とディーゼル機関とを接続する管路に連通するよう
設けられていても良い。
Here, the variable volume chamber of the fuel injection pump M2 may be provided, for example, in parallel with the pressurizing chamber, or provided, for example, so as to communicate with a pipe connecting the pressurizing chamber and the diesel engine. May be.

容積変更手段M3とは、可変容積室の容積を外部からの
指令に従って変更するものである。例えば、積層された
圧電素子に駆動回路を介して高電圧電源から電荷を供給
して伸縮させる圧電アクチュエータにより実現できる。
ここで、圧電素子とは、電荷を加えると歪を生じる性質
(所謂、逆圧電効果)を有するものであり、例えば、PZ
T等のセラミックの積層体、ポリマー系圧電材料から成
る素子、水晶から成る素子等であっても良い。
The volume changing means M3 changes the volume of the variable volume chamber according to an external command. For example, it can be realized by a piezoelectric actuator that supplies electric charges from a high-voltage power supply to a stacked piezoelectric element via a drive circuit to expand and contract.
Here, the piezoelectric element has a property of causing distortion when a charge is applied (so-called inverse piezoelectric effect).
A ceramic laminate such as T, an element made of a polymer-based piezoelectric material, an element made of quartz, or the like may be used.

始動状態判定手段M4とは、ディーゼル機関M1の運転状
態に基づいて、ディーゼル機関M1が始動状態であるか否
かを判定するものである。例えば、スタータ信号、エン
ジン冷却水温度に基づいて始動状態にあるか否かを判定
するよう構成できる。また、例えば、スタータ信号、エ
ンジン回転速度、あるいは、スタータ作動開始時からの
経過時間等に基づいて判定することもできる。
The start state determination means M4 determines whether or not the diesel engine M1 is in a start state based on the operation state of the diesel engine M1. For example, it can be configured to determine whether or not the engine is in a starting state based on a starter signal and an engine coolant temperature. Further, for example, the determination can be made based on a starter signal, an engine rotation speed, an elapsed time from the start of the starter operation, or the like.

制御手段M5とは、始動状態判定手段M4により始動状態
であると判定されたときは、燃料噴射ポンプM2の燃料噴
射期間に亘って、可変容積室の容積を減少させる指令を
容積変更手段M3に出力するものである。例えば、始動状
態にあるときは、燃料噴射開始時から終了時まで圧電素
子に高電圧を印加する指令を出力するよう構成できる。
When the starting state determination unit M4 determines that the engine is in the starting state, the control unit M5 sends a command to reduce the volume of the variable volume chamber to the volume changing unit M3 over the fuel injection period of the fuel injection pump M2. Output. For example, when in the starting state, a command to apply a high voltage to the piezoelectric element from the start of fuel injection to the end thereof can be output.

上記始動状態判定手段M4、制御手段M5は、例えば、各
々独立したディスクリートな論理回路により実現でき
る。また、例えば、周知のCPUを始めとしてROM,RAMおよ
びその他の周辺回路素子と共に論理演算回路として構成
され、予め定められた処理手順に従って上記両手段を実
現するものであってもよい。
The starting state determination means M4 and the control means M5 can be realized by, for example, independent and independent logic circuits. Further, for example, a logical operation circuit may be configured together with a known CPU, a ROM, a RAM, and other peripheral circuit elements, and the above-described means may be realized in accordance with a predetermined processing procedure.

[作用] 本発明のディーゼル機関の燃料噴射率制御装置は、第
1図に例示するように、ディーゼル機関M1の運転状態に
基づいて、該ディーゼル機関M1が始動状態であると始動
状態判定手段M4により判定されたときは、燃料噴射ポン
プM2の燃料噴射期間に亘って、該燃料噴射ポンプM2の加
圧室に連通する可変容積室の容積を減少させる指令を、
制御手段M5が容積変更手段M3に出力するよう働く。
[Operation] As shown in FIG. 1, the fuel injection rate control device for a diesel engine according to the present invention determines that the diesel engine M1 is in the starting state based on the operating state of the diesel engine M1 and that the starting state determining means M4 When determined by, over the fuel injection period of the fuel injection pump M2, a command to reduce the volume of the variable volume chamber communicating with the pressurization chamber of the fuel injection pump M2,
The control means M5 operates to output to the volume changing means M3.

すなわち、ディーゼル機関M1の始動状態において、該
ディーゼル機関M1の回転速度の降下に起因して低下して
いる燃料噴射ポンプM2の加圧能力を、該燃料噴射ポンプ
M2の加圧室に連通する可変容積室の容積を容積変更手段
M3により減少させて増加補正し、上記ディーゼル機関M1
に圧送する燃料を充分に昇圧させるのである。
That is, in the starting state of the diesel engine M1, the pressurizing capacity of the fuel injection pump M2, which has been reduced due to the decrease in the rotation speed of the diesel engine M1, is determined by the fuel injection pump M2.
Means for changing the volume of the variable volume chamber communicating with the M2 pressurization chamber
Reduced by M3 and corrected for increase, the above diesel engine M1
That is, the pressure of the fuel to be pumped is increased sufficiently.

従って、本発明のディーゼル機関の燃料噴射率制御装
置は、始動状態における燃料の噴射率を高めるよう働
く。
Therefore, the fuel injection rate control device for a diesel engine according to the present invention works to increase the fuel injection rate in the starting state.

以上のように本発明の各構成要素が作用することによ
り、本発明の技術的課題が解決される。
As described above, the technical problems of the present invention are solved by the operation of each component of the present invention.

[実施例] 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例であるディーゼルエンジンの
燃料噴射率制御装置のシステム構成を第2図に示す。
[Embodiment] Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows a system configuration of a fuel injection rate control device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

同図に示すように、ディーゼルエンジンの燃料噴射率
制御装置1は、ディーゼルエンジン2、該ディーゼルエ
ンジン2に供給する燃料を加圧・圧送する分配型の燃料
噴射ポンプ3、該燃料噴射ポンプ3に併設された圧電ア
クチュエータ4、該圧電アクチュエータ4を駆動する駆
動回路5と高電圧電源6およびこれらを制御する電子制
御装置(以下単にECUと呼ぶ。)7から構成されてい
る。
As shown in FIG. 1, a fuel injection rate control device 1 for a diesel engine includes a diesel engine 2, a distribution type fuel injection pump 3 for pressurizing and pumping fuel supplied to the diesel engine 2, and a fuel injection pump 3. It comprises a piezoelectric actuator 4 provided in parallel, a drive circuit 5 for driving the piezoelectric actuator 4, a high-voltage power supply 6, and an electronic control unit (hereinafter simply referred to as ECU) 7 for controlling these.

上記ディーゼルエンジン2は、シリンダ11、ピストン
12およびシリンダヘッド13から燃焼室14を形成し、該燃
焼室14には燃料噴射弁15が配設されている。
The diesel engine 2 includes a cylinder 11, a piston
A combustion chamber 14 is formed from the cylinder head 12 and the cylinder head 13, and a fuel injection valve 15 is disposed in the combustion chamber 14.

上記分配型の燃料噴射ポンプ3には、上記ディーゼル
エンジン2から、該ディーゼルエンジン2のクランク軸
にベルト等の伝動機構により連結されたドライブプーリ
21を介して駆動力が伝達される。該ドライブプーリ21に
結合されたドライブシャフト22には、燃料フィードポン
プであるベーン式ポンプ23、外周面に等間隔で複数の突
起を刻設したパルスギヤ24およびカップリング25が接続
されている。該カップリング25は、カムプレート26と一
体的に結合されたプランジャ27の一端側に連結され、該
プランジャ27の他端部はシリンダ28内部に嵌入されてい
る。カップリング25とプランジャ27とは一体的に回転す
るが、プランジャ27は、同図に矢印A,Bで示す軸方向に
往復動可能に支持されている。なお、プランジャ27とカ
ムプレート26とはスプリング29により、同図に矢印Aで
示す方向に付勢されている。
A drive pulley connected to the distribution type fuel injection pump 3 from the diesel engine 2 to a crankshaft of the diesel engine 2 by a transmission mechanism such as a belt.
The driving force is transmitted via 21. A drive shaft 22, which is connected to the drive pulley 21, is connected to a vane pump 23, which is a fuel feed pump, a pulse gear 24 having a plurality of projections engraved on an outer peripheral surface thereof at equal intervals, and a coupling 25. The coupling 25 is connected to one end of a plunger 27 integrally connected to the cam plate 26, and the other end of the plunger 27 is fitted into the cylinder 28. The coupling 25 and the plunger 27 rotate integrally, but the plunger 27 is supported so as to be able to reciprocate in the axial direction indicated by arrows A and B in FIG. The plunger 27 and the cam plate 26 are urged by a spring 29 in a direction indicated by an arrow A in FIG.

上記カップリング25とカムプレート26との間には、ロ
ーラリング30が配設されている。該ローラリング30のカ
ムプレート26に対向する面には、ローラリング30の回転
軸を中心とする円周に沿ってカムローラ31が取り付けら
れている。カムプレート26の上記ローラリング30に対向
する面には突起26aが突設されている。ドライブシャフ
ト22によりカップリング25を介してカムプレート26に回
転力が伝達され、ローラリング30に圧接されたカムプレ
ート26が回転することにより、プランジャ27は回転する
と共に、同図に矢印A,Bで示す方向に往復動し、燃料を
分配圧送する。
A roller ring 30 is disposed between the coupling 25 and the cam plate 26. A cam roller 31 is attached to a surface of the roller ring 30 facing the cam plate 26 along a circumference around the rotation axis of the roller ring 30. A projection 26a is provided on the surface of the cam plate 26 facing the roller ring 30. The rotational force is transmitted to the cam plate 26 via the coupling 25 by the drive shaft 22 and the cam plate 26 pressed against the roller ring 30 is rotated, whereby the plunger 27 is rotated, and arrows A and B in FIG. Reciprocate in the direction shown by, and distribute and feed the fuel.

燃料噴射ポンプ3のハウジング32の頭部には、シリン
ダ28の嵌合によりブロック33が取り付けられている。該
ブロック33内部には、上記プランジャ27およびシリンダ
28により加圧室34が形成されている。上記プランジャ27
は、外周面に気筒数に対応して形成されてハウジング32
内部の燃料を吸入する燃料導入凹部35を有し、該吸入し
た燃料を上記加圧室34内部で昇圧する。また、上記プラ
ンジャ27は、上記ディーゼルエンジン2の気筒数に対応
して外周面に凹設され、上記昇圧した燃料を分配する分
配ポート36および上記昇圧した燃料のうちの余剰燃料を
溢流するスピルポート37を備える。さらに、上記プラン
ジャ27の上記スピンポート37近傍には、該プランジャ27
による燃料の加圧終了時期を調節して燃料噴射量を制御
するスピルリング38が摺動自在に外嵌されている。な
お、上記ブロック33には、上記分配ポート36に連通する
燃料供給通路39a、該燃料供給通路39aに接続されたデリ
バリバルブ40aが配設されている。該デリバリバルブ40a
は、燃料パイプ41を介して既述した燃料噴射弁15に接続
されている。
A block 33 is attached to the head of the housing 32 of the fuel injection pump 3 by fitting a cylinder 28. Inside the block 33, the plunger 27 and the cylinder
A pressurizing chamber 34 is formed by 28. Plunger 27 above
Are formed on the outer peripheral surface corresponding to the number of cylinders, and the housing 32
It has a fuel introduction recess 35 for sucking the fuel inside, and the pressure of the sucked fuel is increased in the pressurizing chamber 34. Further, the plunger 27 is provided on the outer peripheral surface corresponding to the number of cylinders of the diesel engine 2, and is provided with a distribution port 36 for distributing the pressurized fuel and a spill for overflowing surplus fuel of the pressurized fuel. The port 37 is provided. Further, in the vicinity of the spin port 37 of the plunger 27, the plunger 27
A spill ring 38, which controls the fuel injection amount by adjusting the fuel pressurization end timing by slidably fits outside. The block 33 is provided with a fuel supply passage 39a communicating with the distribution port 36, and a delivery valve 40a connected to the fuel supply passage 39a. The delivery valve 40a
Is connected to the fuel injection valve 15 described above via a fuel pipe 41.

上記圧電アクチュエータ4は、ケーシング51、該ケー
シング51内部の中空部と液密的、かつ、摺動自在に嵌合
するピストン52、該ピストン52にその一端部が当接し、
他端部がケーシング51の中空部下端面に固定された圧電
素子53、該圧電素子53の発生する電荷、あるいは、上記
圧電素子53に供給する電荷の導通路である信号線54から
構成されている。上記圧電アクチュエータ4は、上記ケ
ーシング51の先端外周部に刻設された螺子部51aにより
上記燃料噴射ポンプ3のブロック33に螺着され、上記ケ
ーシング51の中空部、上記ピストン52の上端面52aおよ
び上記ブロック33から可変容積室55を形成しており、該
可変容積室55は、連通孔56により上記燃料噴射ポンプ3
の加圧室34に連通している。上記圧電素子53はPZTから
成る円板状部材を複数枚積層した構造をなし、信号線54
から電荷が供給されると、同図に矢印Cで示す方向に伸
張して上記ピストン52を同方向に摺動させるので、上記
可変容積室55の容積は減少し、一方、信号線54を介して
電荷を放電すると、同図に矢印Dで示す方向に収縮して
上記ピストン52を同方向に摺動させるので、上記可変容
積室55の容積は増加する。なお、上記可変容積室55内部
の燃料圧力の増加に伴って同図に矢印Dで示す方向の圧
縮力が上記圧電素子53に作用すると、該圧縮力に起因す
る歪に応じた量の電荷を上記圧電素子53は信号線54に放
電する。
The piezoelectric actuator 4 has a casing 51, a piston 52 that fits in a liquid-tight and slidable manner with a hollow portion inside the casing 51, and one end of the piston 52 abuts the piston 52,
The other end is composed of a piezoelectric element 53 fixed to the lower end surface of the hollow portion of the casing 51, and a signal line 54 which is a conduction path of the electric charge generated by the piezoelectric element 53 or the electric charge supplied to the piezoelectric element 53. . The piezoelectric actuator 4 is screwed to the block 33 of the fuel injection pump 3 by a screw portion 51a engraved on a tip outer peripheral portion of the casing 51, and a hollow portion of the casing 51, an upper end surface 52a of the piston 52 and A variable volume chamber 55 is formed from the block 33, and the variable volume chamber 55 is connected to the fuel injection pump 3 by a communication hole 56.
Is connected to the pressurizing chamber. The piezoelectric element 53 has a structure in which a plurality of disk-shaped members made of PZT are laminated, and a signal line 54 is formed.
When the electric charge is supplied from, the piston 52 is extended in the direction shown by the arrow C in the same figure and the piston 52 is slid in the same direction, so that the volume of the variable volume chamber 55 is reduced. When the electric charge is discharged, the piston 52 contracts in the direction indicated by the arrow D in the same figure and slides the piston 52 in the same direction, so that the volume of the variable volume chamber 55 increases. When a compressive force in the direction indicated by arrow D in FIG. 5 acts on the piezoelectric element 53 with an increase in the fuel pressure inside the variable volume chamber 55, an amount of electric charge corresponding to the strain caused by the compressive force is generated. The piezoelectric element 53 discharges to the signal line 54.

ところで、上記構成の燃料噴射ポンプ3は、ドライブ
シャフト22の回転に伴い、ベーン式ポンプ23、カムプレ
ート26およびプランジャ27が回転し、該カムプレート26
の突起26aがローラリング30のカムローラ31から乗り下
げる過程でプランジャ27は燃料の吸入行程に移行してハ
ウジング32内部の燃料を加圧室34、連通孔56および可変
容量室55内部に導入し、一方、上記カムプレート26の突
起26aがローラリング30のカムローラ31に乗り上げる過
程でプランジャ27は燃料の圧縮行程に移行して加圧室3
4、連通孔56および可変容量室55内部の燃料を昇圧す
る。したがって、可変容量室55の容積が増加すると加圧
・圧送される燃料の圧力は通常圧縮行程時より低下し、
一方、可変容量室55の容積が減少すると加圧・圧送され
る燃料の圧力は通常圧縮行程時より上昇する。
Incidentally, in the fuel injection pump 3 having the above configuration, the vane pump 23, the cam plate 26, and the plunger 27 rotate with the rotation of the drive shaft 22, and the cam plate 26
The plunger 27 shifts to the fuel suction stroke in the process in which the protrusion 26a of the roller ring 30 gets down from the cam roller 31 of the roller ring 30, and introduces the fuel inside the housing 32 into the pressurizing chamber 34, the communication hole 56, and the variable capacity chamber 55, On the other hand, in the process in which the projection 26a of the cam plate 26 rides on the cam roller 31 of the roller ring 30, the plunger 27 shifts to the fuel compression stroke,
4. The pressure inside the communication hole 56 and the variable capacity chamber 55 is increased. Therefore, when the volume of the variable capacity chamber 55 increases, the pressure of the fuel that is pressurized and pumped becomes lower than during the normal compression stroke,
On the other hand, when the volume of the variable capacity chamber 55 decreases, the pressure of the fuel that is pressurized and pumped increases during the normal compression stroke.

上記圧電アクチュエータ4を駆動する駆動回路5は、
高電圧電源6に並列接続されたコンデンサ61、該コンデ
ンサ61と上記圧電アクチュエータ4との間に直列接続さ
れた通電用サイリスタ62および通電用コイル63、上記圧
電アクチュエータ4に並列接続された放電用サイリスタ
64および放電用コイル65、既述したECU7から伝達される
駆動回路制御信号である矩形信号の立ち上がり時(ON)
に上記通電用サイリスタ62にトリガパルスを出力し、一
方、上記矩形信号の立ち下がり時(OFF)に上記放電用
サイリスタ64にトリガパルスを出力するトリガ発生器66
から構成されている。
The driving circuit 5 for driving the piezoelectric actuator 4 includes:
A capacitor 61 connected in parallel to the high-voltage power supply 6, a current-carrying thyristor 62 and a current-carrying coil 63 connected in series between the capacitor 61 and the piezoelectric actuator 4, and a discharge thyristor connected in parallel to the piezoelectric actuator 4;
64 and the discharge coil 65, when the rectangular signal which is the drive circuit control signal transmitted from the ECU 7 described above rises (ON)
A trigger generator 66 outputs a trigger pulse to the energizing thyristor 62, and outputs a trigger pulse to the discharging thyristor 64 when the rectangular signal falls (OFF).
It is composed of

上記構成の駆動回路5は、高電圧電源6で発生した高
電圧を一旦コンデンサ61に蓄電し、ECU7からの矩形信号
の立ち上がり時に通電用サイリスタ62が導通状態(ON)
になると上記コンデンサ61に蓄電された電荷を圧電アク
チュエータ4に供給し、一方、ECU7からの矩形信号の立
ち下がり時に放電用サイリスタ64が導通状態(ON)にな
ると上記圧電アクチュエータ4に蓄電された電荷を放電
する。
The drive circuit 5 having the above configuration temporarily stores the high voltage generated by the high-voltage power supply 6 in the capacitor 61, and turns on the energizing thyristor 62 when the rectangular signal from the ECU 7 rises (ON).
, The electric charge stored in the capacitor 61 is supplied to the piezoelectric actuator 4. On the other hand, when the discharging thyristor 64 becomes conductive (ON) when the rectangular signal from the ECU 7 falls, the electric charge stored in the piezoelectric actuator 4 is turned on. To discharge.

上記ディーゼルエンジンの燃料噴射率制御装置1は検
出器として、上記燃料噴射ポンプ3のドライブプーリ21
の突起21aの接近時に上記ディーゼルエンジン2の各気
筒の燃料噴射行程を検出する基準信号発生センサ71、上
記パルスギヤ24に近接対向し、上記ドライブシャフト22
の回転速度からディーゼルエンジン2の回転速度Neを検
出する回転速度センサ72、上記ディーゼルエンジン2の
冷却水温度を検出する水温センサ73、該ディーゼルエン
ジン2のシリンダブロックの壁面温度を検出するブロッ
ク温度センサ74およびディーゼルエンジン2の始動時に
スタータ信号を出力するスタータスイッチ75を備える。
The fuel injection rate control device 1 for the diesel engine serves as a detector, and the drive pulley 21 of the fuel injection pump 3 serves as a detector.
The reference signal generation sensor 71 for detecting the fuel injection stroke of each cylinder of the diesel engine 2 when the projection 21a approaches
A rotation speed sensor 72 for detecting the rotation speed Ne of the diesel engine 2 from the rotation speed of the diesel engine 2, a water temperature sensor 73 for detecting the cooling water temperature of the diesel engine 2, and a block temperature sensor for detecting the wall surface temperature of the cylinder block of the diesel engine 2. 74 and a starter switch 75 for outputting a starter signal when the diesel engine 2 is started.

上述したECU7は、CPU7a,ROM7b,RAM7c,タイマ7dを中心
に論理演算回路として構成され、コモンバス7eを介して
入出力部7fに接続されて外部との入出力を行なう。上記
各センサおよびスイッチの検出信号および圧電素子53の
圧電素子電圧は入出力部7fを介してCPU7aに入力され、
一方、CPU7aは入出力部7fを介して上記駆動回路5およ
び高電圧電源6に制御信号を出力する。なお、上記駆動
回路5およびECU7には、車載バッテリ76からイグニッシ
ョンスイッチ77を介して電力が供給される。
The above-described ECU 7 is configured as a logical operation circuit centering on the CPU 7a, the ROM 7b, the RAM 7c, and the timer 7d, and is connected to the input / output unit 7f via the common bus 7e to perform input / output with the outside. The detection signals of the above sensors and switches and the piezoelectric element voltage of the piezoelectric element 53 are input to the CPU 7a via the input / output unit 7f,
On the other hand, the CPU 7a outputs a control signal to the drive circuit 5 and the high-voltage power supply 6 via the input / output unit 7f. The drive circuit 5 and the ECU 7 are supplied with electric power from an on-vehicle battery 76 via an ignition switch 77.

次に、上記ECU7が実行する燃料噴射制御処理を第3図
に示すフローチャートに、噴射率制御処理を第4図に示
すフローチャートに、各々基づいて説明する。まず、燃
料噴射制御処理を第3図のフローチャートに基づいて説
明する。本燃料噴射制御処理は、上記スタータ信号の入
力に伴って実行される。まず、ステップ100では、初期
化処理が行われる。続くステップ110では、既述した各
センサの検出信号を読み込む処理が行われる。次にステ
ップ120に進み、上記ステップ110で読み込んだ冷却水温
度THWが、予め定められた基準冷却水温度THW0以上であ
るか否かを判定し、肯定判断されると、もはやディーゼ
ルエンジン2が始動状態にないものとして一旦本燃料噴
射制御処理を終了して通常運転時の燃料噴射制御処理が
行なわれ、一方、否定判断されると、未だ始動状態に有
るものとしてステップ200に進む。始動状態にあると判
定されたときに実行されるステップ200では、後述する
噴射率制御処理を実行した後、再び上記ステップ110に
戻る。以後、本燃料噴射制御処理は、スタータ信号が入
力される毎に、上記ステップ100〜200を実行する。
Next, the fuel injection control process executed by the ECU 7 will be described based on the flowchart shown in FIG. 3, and the injection rate control process will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the fuel injection control process will be described with reference to the flowchart of FIG. The fuel injection control process is executed in response to the input of the starter signal. First, in step 100, an initialization process is performed. In the following step 110, a process of reading the detection signals of the sensors described above is performed. Next, proceeding to step 120, it is determined whether the cooling water temperature THW read in step 110 is equal to or higher than a predetermined reference cooling water temperature THW0, and if an affirmative determination is made, the diesel engine 2 is no longer started. The fuel injection control process is terminated once assuming that the vehicle is not in the state, and the fuel injection control process during normal operation is performed. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 200 assuming that the vehicle is still in the starting state. In step 200, which is executed when it is determined that the engine is in the starting state, after performing an injection rate control process described later, the process returns to step 110 again. Thereafter, the fuel injection control process executes the above steps 100 to 200 every time the starter signal is input.

次に、上記燃料噴射制御処理のステップ200で実行さ
れる噴射率制御処理を第4図のフローチャートに基づい
て説明する。本噴射率制御処理は、上記燃料噴射制御処
理のステップ120で否定判断された場合に実行される。
まず、ステップ210では、圧電素子電圧Vを読み込む処
理が行われる。続くステップ220では、上記ステップ210
で読み込んだ圧電素子電圧Vが、予め定められた制御開
始電圧V0以上であるか否かを判定し、否定判断される
と、未だ圧縮行程にある燃料噴射ポンプ3の加圧室34内
部の圧力、すなわち、燃料噴射管内圧力Pが充分上昇し
てないものとして再び上記ステップ210に戻り、一方、
肯定判断されると、燃料噴射管内圧力Pが燃料噴射弁開
弁圧力P0近傍まで上昇したものとしてステップ230に進
む。燃料噴射管内圧力Pが充分上昇していると判定され
たときに実行されるステップ230では、タイマ7dをリセ
ット・スタートして計時を開始する処理が行われる。続
くステップ240では、上記圧電アクチュエータ4に電荷
を供給(ON)する駆動回路制御信号を、上記駆動回路5
に出力する処理が行われる。本ステップ240の処理によ
り、圧電アクチュエータ4に高電圧V1が印加されて圧電
素子53が伸張し、上記可変容積室55の容積を減少させる
ので、燃料噴射管内圧力Pは上昇する。次にステップ25
0に進み、タイマ時計値τが、燃料噴射時間に基づいて
予め定められた基準時間τ0を上回ったか否かを判定
し、否定判断されると、未だ燃料噴射期間にあるものと
して、再び上記ステップ240に戻り、一方、肯定判断さ
れると、既に燃料噴射期間が終了したものとして、ステ
ップ260に進む。燃料噴射期間終了時に実行されるステ
ップ260では、上記圧電アクチュエータ4から電荷を放
電(OFF)する駆動回路制御信号を、上記駆動回路5に
出力する処理が行われる。本ステップ260の処理によ
り、圧電アクチュエータ4の電荷は放電されて圧電素子
53が収縮し、上記可変容積室55の容積を増加させるの
で、燃料噴射管内圧力Pは通常の圧力に戻る。上記ステ
ップ260実行後、一旦、本噴射率制御処理を終了し、制
御は既述した燃料噴射制御処理に移行する。以後、本噴
射率制御処理は、上記燃料噴射制御処理でステップ200
が実行される毎に、上記ステップ210〜260を実行する。
Next, the injection rate control process executed in step 200 of the fuel injection control process will be described with reference to the flowchart of FIG. The present injection rate control process is executed when a negative determination is made in step 120 of the fuel injection control process.
First, in step 210, processing for reading the piezoelectric element voltage V is performed. In the following step 220, the above step 210
It is determined whether or not the piezoelectric element voltage V read in is equal to or higher than a predetermined control start voltage V0. If a negative determination is made, the pressure inside the pressurizing chamber 34 of the fuel injection pump 3 still in the compression stroke is determined. That is, the process returns to step 210 again assuming that the pressure P in the fuel injection pipe is not sufficiently increased.
If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 230 on the assumption that the fuel injection pipe pressure P has increased to near the fuel injection valve opening pressure P0. In step 230, which is executed when it is determined that the fuel injection pipe internal pressure P is sufficiently increased, a process of resetting and starting the timer 7d and starting time measurement is performed. In the following step 240, the drive circuit control signal for supplying (ON) the electric charge to the piezoelectric actuator 4 is transmitted to the drive circuit 5
Is output. By the process of step 240, the high voltage V1 is applied to the piezoelectric actuator 4, the piezoelectric element 53 expands, and the volume of the variable volume chamber 55 decreases, so that the pressure P in the fuel injection pipe increases. Then step 25
Then, it is determined whether or not the timer clock value τ has exceeded a predetermined reference time τ0 based on the fuel injection time. Returning to 240, on the other hand, if a positive determination is made, it is determined that the fuel injection period has already ended, and the routine proceeds to Step 260. In step 260 executed at the end of the fuel injection period, a process of outputting a drive circuit control signal for discharging (OFF) the electric charge from the piezoelectric actuator 4 to the drive circuit 5 is performed. By the process of step 260, the electric charge of the piezoelectric actuator 4 is discharged and the piezoelectric element
Since 53 contracts to increase the volume of the variable volume chamber 55, the pressure P in the fuel injection pipe returns to the normal pressure. After the execution of the step 260, the present injection rate control process is temporarily ended, and the control shifts to the fuel injection control process described above. Thereafter, the present injection rate control processing is performed in step 200 in the fuel injection control processing.
Is executed, the above steps 210 to 260 are executed.

次に、上記噴射率制御の様子の一例を、第5図のタイ
ミングチャートに従って説明する。燃料噴射ポンプ3が
圧縮行程に移行すると、加圧室34、連通孔56および可変
容積室55内部の燃料圧力、すなわち、燃料噴射管内圧力
Pが上昇し始め、該燃料噴射管内圧力Pにより圧電アク
チュエータ4内部の圧電素子53は圧縮力を受けるので、
圧電素子電圧Vが上昇し、時刻T1に到ると、制御開始電
圧V0以上になる。このとき、圧電アクチュエータ4に高
電圧V1が印加されるので、圧電素子53は伸張し、可変容
積室55の容積が減少する。従って、燃料噴射管内圧力P
は上昇し、燃料噴射弁開弁圧力P0を上回るので、充分昇
圧された燃料の噴射が開始され、噴射率は迅速に増加す
る。上記時刻T1から基準時間τ0経過後の時刻T2に到る
と、燃料噴射が終了するため、圧電アクチュエータ4に
印加されていた電荷が放電されるので、圧電素子53は収
縮し、可変容積室55の容積が増加する。従って、燃料噴
射管内圧力Pは低下し、燃料噴射弁開弁圧力P0を下回る
ので、燃料噴射が終了し、噴射率も速やかに減少する。
以後、ディーゼルエンジン2が始動状態にある間は、上
述のような制御が継続して行われる。
Next, an example of the injection rate control will be described with reference to the timing chart of FIG. When the fuel injection pump 3 shifts to the compression stroke, the fuel pressure in the pressurizing chamber 34, the communication hole 56 and the variable volume chamber 55, that is, the pressure P in the fuel injection pipe starts to increase, and the pressure P in the fuel injection pipe causes Since the piezoelectric element 53 inside 4 receives a compressive force,
When the piezoelectric element voltage V rises and reaches time T1, it becomes equal to or higher than the control start voltage V0. At this time, since the high voltage V1 is applied to the piezoelectric actuator 4, the piezoelectric element 53 expands, and the volume of the variable volume chamber 55 decreases. Therefore, the fuel injection pipe pressure P
Rises and exceeds the fuel injection valve opening pressure P0, so that injection of sufficiently pressurized fuel is started, and the injection rate rapidly increases. At the time T2 after the elapse of the reference time τ0 from the time T1, the fuel injection ends, and the electric charge applied to the piezoelectric actuator 4 is discharged, so that the piezoelectric element 53 contracts and the variable volume chamber 55 Volume increases. Therefore, the pressure P in the fuel injection pipe decreases and falls below the valve opening pressure P0 of the fuel injection valve, so that the fuel injection is terminated and the injection rate decreases rapidly.
Thereafter, while the diesel engine 2 is in the starting state, the above-described control is continuously performed.

なお本実施例において、ディーゼルエンジン2がディ
ーゼル機関M1に、燃料噴射ポンプ3が燃料噴射ポンプM2
に、圧電アクチュエータ4と駆動回路5と高電圧電源6
とが容積変更手段M3に、各々該当する。また、水温セン
サ73とスタータスイッチ75とECU7および該ECU7の実行す
る処理(ステップ110,120)が始動状態判定手段M4とし
て、ECU7および該ECU7の実行する処理(ステップ210〜2
60)が制御手段M5として、各々機能する。
In this embodiment, the diesel engine 2 is connected to the diesel engine M1, and the fuel injection pump 3 is connected to the fuel injection pump M2.
The piezoelectric actuator 4, the drive circuit 5, and the high-voltage power supply 6
Correspond to the volume changing means M3. Further, the water temperature sensor 73, the starter switch 75, the ECU 7 and the processing executed by the ECU 7 (steps 110 and 120) are used as the starting state determination means M4 as the ECU 7 and the processing executed by the ECU 7 (steps 210 to 2).
60) function as control means M5.

以上説明したように本実施例によれば、始動状態にあ
るディーゼルエンジン2の回転速度Neが低く、燃料噴射
ポンプ3の加圧能力が比較的低下しているときは、圧電
アクチュエータ4の作動により燃料噴射管内圧力Pを昇
圧補正するので、燃料噴射の開始時期から終了時期に亘
って、連続的で適切な燃料の噴射率制御を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, when the rotation speed Ne of the diesel engine 2 in the starting state is low and the pressurizing capacity of the fuel injection pump 3 is relatively low, the operation of the piezoelectric actuator 4 Since the pressure P in the fuel injection pipe is corrected to be increased, continuous and appropriate control of the fuel injection rate can be realized from the start time to the end time of the fuel injection.

このように、始動状態にあるディーゼルエンジン2に
噴射される燃料の噴射率向上に伴って、燃焼室14内部の
燃料噴霧の微粒化が促進されるため、燃焼状態は、所
謂、初爆状態、連爆状態、完爆状態、吹き上がり状態の
順序で迅速に進行するので、始動時間の大幅な短縮等、
始動性が向上する。
As described above, since the atomization of the fuel spray in the combustion chamber 14 is promoted with the improvement of the injection rate of the fuel injected into the diesel engine 2 in the starting state, the combustion state is a so-called first explosion state. Rapidly progress in the order of consecutive explosion, complete explosion, and blow-up, so the starting time can be significantly reduced.
Startability is improved.

また、上記のように始動状態における燃焼が速やかに
進行するため、ディーゼルエンジン2の機関温度の上昇
により、排気中の水分や炭化水素(HC)の冷却を防止で
きるので、白煙や刺激臭の排出を抑制できる。
In addition, since the combustion in the starting state proceeds quickly as described above, it is possible to prevent cooling of moisture and hydrocarbons (HC) in the exhaust gas due to an increase in the engine temperature of the diesel engine 2, so that white smoke and irritating odor are generated. Emission can be suppressed.

さらに、始動性の向上により、始動状態におけるディ
ーゼルエンジン2の燃焼性能を高めるための設計時の制
限が解除されて設計の自由度が高まるため、ディーゼル
エンジン2の圧縮比を従来より低い値に設定できるの
で、フリクション損失の低減により、燃料消費効率およ
び機関出力を共に向上でき、高速運転状態におけるディ
ーゼルエンジン2の性能は顕著に高まる。
Furthermore, since the improvement of the startability removes the restriction at the time of design for improving the combustion performance of the diesel engine 2 in the start state and increases the degree of freedom in design, the compression ratio of the diesel engine 2 is set to a lower value than before. As a result, both the fuel consumption efficiency and the engine output can be improved by reducing the friction loss, and the performance of the diesel engine 2 in a high-speed operation state is significantly increased.

また、ディーゼルエンジン2の始動補助対策として、
例えば、吸気加熱用ヒータの配設、始動時燃料噴射増量
制御、始動時燃料噴射時期進角制御等、専用の始動補助
装置の配設や制御処理の実行を必要としない簡単な構成
で始動性を向上できるので、ディーゼルエンジンの燃料
噴射率制御装置1の信頼性および耐久性を向上でき、し
かも、装置の車両搭載時の実装性や汎用性も拡大する。
In addition, as an auxiliary measure for starting the diesel engine 2,
For example, a simple configuration that does not require the installation of a dedicated start-up auxiliary device or the execution of control processing, such as the arrangement of a heater for intake air heating, the control of increasing the fuel injection at start-up, the control of advancement of fuel injection timing at start-up, etc. Therefore, the reliability and durability of the fuel injection rate control device 1 for a diesel engine can be improved, and the mountability and versatility of the device when mounted on a vehicle can be expanded.

さらに、燃料噴射ポンプ3の圧縮行程において、圧電
アクチュエータ4の出力する圧電素子電圧Vに基づい
て、燃料噴射管内圧力Pが燃料噴射弁開弁圧P0近傍に上
昇したことを判定して該圧電アクチュエータ4を伸張さ
せるので、専用のセンサ等の検出器を配設しないで、正
確、かつ、速やかな噴射開始時期の検出が可能になり、
噴射率制御の制御精度や応答性が向上する。
Further, during the compression stroke of the fuel injection pump 3, it is determined based on the piezoelectric element voltage V output from the piezoelectric actuator 4 that the pressure P in the fuel injection pipe has increased to near the fuel injection valve opening pressure P0. 4, the detection of the injection start timing can be performed accurately and promptly without disposing a detector such as a dedicated sensor.
Control accuracy and responsiveness of the injection rate control are improved.

また、圧電アクチュエータ4の伸張を所定時間τ0に
亘って行なうので、燃料噴射管内圧力Pを噴射期間中は
高圧に保持できる。
Further, since the expansion of the piezoelectric actuator 4 is performed for a predetermined time τ0, the pressure P in the fuel injection pipe can be maintained at a high pressure during the injection period.

なお、本実施例では、始動状態の判断を冷却水温度TH
Wに基づいて行ったが、例えば、ディーゼルエンジン2
の回転速度Neが基準回転速度Ne0未満の場合に始動状態
にあると判定するよう構成しても良い。
In this embodiment, the determination of the starting state is made based on the cooling water temperature TH.
W based on, for example, diesel engine 2
If the rotation speed Ne is less than the reference rotation speed Ne0, it may be determined that the engine is in the starting state.

また、例えば、スタータ信号が入力された時期から所
定時間経過後までは始動状態にあると判定するよう構成
することもできる。
Further, for example, it may be configured to determine that the engine is in the starting state until a predetermined time elapses after the starter signal is input.

さらに、第4図に示す噴射率制御処理に代えて、第6
図のフローチャートに示す噴射率制御処理を実行するよ
う構成しても良い。すなわち、同図に示すように、ま
ず、圧電素子電圧Vを読み込み(ステップ310)、該圧
電素子電圧Vが、予め定められた制御開始電圧V0以上で
あるか否かを判定し(ステップ320)、肯定判断される
と、燃料噴射管内圧力Pが燃料噴射弁開弁圧力P0近傍ま
で上昇したものとして、上記圧電アクチュエータ4に電
荷を供給(ON)する駆動回路制御信号を、上記駆動回路
5に出力し(ステップ330)、再び圧電素子電圧Vを読
み込み(ステップ340)、該圧電素子電圧Vが、予め定
められた制御終了電圧VE未満であるか否かを判定し(ス
テップ350)、肯定判断されると、上記圧電アクチュエ
ータ4から電荷を放電(OFF)する駆動回路制御信号
を、上記駆動回路5に出力し(ステップ360)、一旦、
本噴射率制御処理を終了する。
Further, in place of the injection rate control process shown in FIG.
The injection rate control process shown in the flowchart of FIG. That is, as shown in the figure, first, the piezoelectric element voltage V is read (step 310), and it is determined whether the piezoelectric element voltage V is equal to or higher than a predetermined control start voltage V0 (step 320). If the determination is affirmative, the drive circuit control signal for supplying (ON) the electric charge to the piezoelectric actuator 4 is transmitted to the drive circuit 5 assuming that the pressure P in the fuel injection pipe has increased to near the fuel injection valve opening pressure P0. Output (step 330), read the piezoelectric element voltage V again (step 340), determine whether the piezoelectric element voltage V is lower than a predetermined control end voltage VE (step 350), and make a positive determination. Then, a drive circuit control signal for discharging (OFF) the electric charge from the piezoelectric actuator 4 is output to the drive circuit 5 (step 360).
This injection rate control processing ends.

なお、上述した実施例は、スピルリング38を備えた燃
料噴射ポンプ3について説明したが、例えば、加圧室と
ポンプハウジング内部の低圧室との間に電磁弁である溢
流弁を介装し、該電磁弁を開閉駆動して燃料噴射の開始
・終了制御を行なう構成の燃料噴射ポンプに適用して
も、既述した実施例と同様な効果が得られる。
In the above-described embodiment, the fuel injection pump 3 including the spill ring 38 has been described. For example, an overflow valve, which is an electromagnetic valve, is interposed between the pressurizing chamber and the low-pressure chamber inside the pump housing. The same effects as those of the above-described embodiment can be obtained by applying the present invention to a fuel injection pump configured to perform start / end control of fuel injection by opening and closing the solenoid valve.

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、
本発明はこのような実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。
Although several embodiments of the present invention have been described above,
The present invention is not limited to such embodiments at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

発明の効果 以上詳記したように本発明のディーゼル機関の燃料噴
射率制御装置は、ディーゼル機関の始動状態において、
該ディーゼル機関の回転速度の降下に起因して低下して
いる燃料噴射ポンプの加圧能力を、燃料噴射ポンプの加
圧室に連通する可変容積室の容積を容積変更手段により
減少させて増加補正し、上記ディーゼル機関に圧送する
燃料を充分に昇圧させるよう構成されている。このた
め、始動状態にあるディーゼル機関に供給される燃料の
噴射率が高まり、燃焼室内部で燃料噴霧は充分に拡散す
るので、円滑な燃焼および迅速な吹き上がり特性を実現
でき、始動性が飛躍的に向上するという優れた効果を奏
する。
Effect of the Invention As described in detail above, the fuel injection rate control device for a diesel engine according to the present invention, in the starting state of the diesel engine,
The pressurizing capacity of the fuel injection pump, which is reduced due to the decrease in the rotation speed of the diesel engine, is increased by reducing the volume of the variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber of the fuel injection pump by volume changing means. The fuel pumped to the diesel engine is sufficiently pressurized. As a result, the injection rate of the fuel supplied to the diesel engine in the starting state is increased, and the fuel spray is sufficiently diffused inside the combustion chamber, so that it is possible to realize smooth combustion and quick blow-up characteristics, and the startability is greatly improved. It has an excellent effect of improving the quality.

また、上記のように燃焼が円滑に進行するので、白煙
や刺激臭の発生を充分抑制できる。
Further, since the combustion proceeds smoothly as described above, the generation of white smoke and pungent odor can be sufficiently suppressed.

さらに、始動性の向上により、始動状態におけるディ
ーゼル機関の燃焼性能保障のための設計上の制限が軽減
されるため、ディーゼル機関の圧縮比を低く設定できる
ので、機械的摩擦損失の低減により、燃料消費効率の改
善と機関出力の向上とを両立でき、特に、高速運転状態
における機関の性能を高められる。
Furthermore, the improvement of the startability reduces the design restrictions for ensuring the combustion performance of the diesel engine in the starting state, so that the compression ratio of the diesel engine can be set low. The improvement of the consumption efficiency and the improvement of the engine output can be achieved at the same time, and in particular, the performance of the engine in the high-speed operation state can be improved.

また、ディーゼル機関の始動促進対策として、例え
ば、吸気加熱、始動時燃料増量、始動時燃料噴射時期進
角等、専用の始動補助手段を設けることなく始動性を向
上できるので、装置構成が簡略化できると共に、装置の
信頼性・耐久性も高まり、さらに、装置の実装性や汎用
性も拡大するという利点も生じる。
Further, as a measure for promoting the start of the diesel engine, the startability can be improved without providing a dedicated start auxiliary means such as, for example, intake air heating, increasing the amount of fuel at the time of starting, and advancing the fuel injection timing at the time of starting. In addition to this, there is an advantage that the reliability and durability of the device are improved, and the mountability and versatility of the device are also expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成
図、第2図は本発明一実施例のシステム構成図、第3
図、第4図は同じくその制御を示すフローチャート、第
5図は同じくその制御の様子を示すタイミングチャー
ト、第6図は同じくその他の実施例の制御を示すフロー
チャート、第7図は従来技術の作動の様子を示すタイミ
ングチャートである。 M1……ディーゼル機関 M2……燃料噴射ポンプ M3……容積変更手段 M4……始動状態判定手段 M5……制御手段 1……ディーゼルエンジンの燃料噴射率制御装置 2……ディーゼルエンジン 3……燃料噴射ポンプ 4……圧電アクチュエータ 5……駆動回路、6……高電圧電源 7……電子制御装置(ECU) 7a……CPU、34……加圧室 55……可変容積室、72……回転速度センサ 73……水温センサ、75……スタータスイッチ
FIG. 1 is a basic configuration diagram conceptually illustrating the contents of the present invention, FIG. 2 is a system configuration diagram of one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the control, FIG. 5 is a timing chart showing the state of the control, FIG. 6 is a flowchart showing the control of another embodiment, and FIG. 6 is a timing chart showing the state of FIG. M1 ... Diesel engine M2 ... Fuel injection pump M3 ... Volume changing means M4 ... Start condition determination means M5 ... Control means 1 ... Diesel engine fuel injection rate control device 2 ... Diesel engine 3 ... Fuel injection Pump 4 Piezoelectric actuator 5 Drive circuit 6 High-voltage power supply 7 Electronic control unit (ECU) 7a CPU 34 Pressurizing chamber 55 Variable volume chamber 72 Rotational speed Sensor 73: Water temperature sensor, 75: Starter switch

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 1/02 301 F02D 41/00 - 41/40 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F02D 1/02 301 F02D 41/00-41/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ディーゼル機関によって駆動され、該ディ
ーゼル機関に供給する燃料の圧力を昇圧する加圧室およ
び該加圧室に連通する可変容積室を有する燃料噴射ポン
プと、 上記可変容積室の容積を、外部からの指令に従って変更
する容積変更手段と、 上記ディーゼル機関の運転状態に基づいて、該ディーゼ
ル機関が始動状態であるか否かを判定する始動状態判定
手段と、 該始動状態判定手段により始動状態であると判定された
ときは、上記燃料噴射ポンプの燃料噴射期間に亘って、
上記可変容積室の容積を減少させる指令を上記容積変更
手段に出力する制御手段と、 を備えたことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射率
制御装置。
1. A fuel injection pump driven by a diesel engine and having a pressurizing chamber for increasing the pressure of fuel supplied to the diesel engine, a variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber, and a volume of the variable volume chamber Volume changing means for changing the diesel engine in accordance with an external command; starting state determining means for determining whether or not the diesel engine is in a starting state based on the operating state of the diesel engine; and starting state determining means. When it is determined that the engine is in the starting state, over the fuel injection period of the fuel injection pump,
Control means for outputting a command to reduce the volume of the variable volume chamber to the volume changing means. A fuel injection rate control device for a diesel engine, comprising:
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