JP2884770B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置Info
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- fuel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の
改良に関する。
改良に関する。
（従来の技術およびその課題） ディーゼルエンジンの着火遅れを少なくして円滑な燃
焼を実現するために、燃料噴射を段階的に行う装置があ
る（例えば実開昭63−82066号公報、実開昭63−158580
号公報、参照）。
焼を実現するために、燃料噴射を段階的に行う装置があ
る（例えば実開昭63−82066号公報、実開昭63−158580
号公報、参照）。
燃料噴射ノズルのニードルを閉弁付勢する第一バネと
第２バネを並列に介装し、ニードルが初期リフトの段階
では第一バネが働き、初期リフトを過ぎるとこれに加え
て第二バネを働かせることにより、燃料噴射圧力に対し
てニードルを段階的にリフトさせ、初期噴射燃料が着火
した後に大量の主噴射を行い、着火遅れの少ない、した
がって振動や騒音の少ない安定かつ円滑な燃焼を確保し
ている。
第２バネを並列に介装し、ニードルが初期リフトの段階
では第一バネが働き、初期リフトを過ぎるとこれに加え
て第二バネを働かせることにより、燃料噴射圧力に対し
てニードルを段階的にリフトさせ、初期噴射燃料が着火
した後に大量の主噴射を行い、着火遅れの少ない、した
がって振動や騒音の少ない安定かつ円滑な燃焼を確保し
ている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例えばエアコンディショナやパワース
テアリング等に用いられるエンジン補機の負荷がかかっ
た場合に、同一運転条件であっても、噴射量が増加する
と、噴射期間が拡大し、特にEGR領域においてスモーク
特性が悪化するという問題点があった。
テアリング等に用いられるエンジン補機の負荷がかかっ
た場合に、同一運転条件であっても、噴射量が増加する
と、噴射期間が拡大し、特にEGR領域においてスモーク
特性が悪化するという問題点があった。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目
的とする。
的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、第１図に示すよ
うに、エンジン回転に同期して駆動されて燃料を圧送す
る燃料噴射ポンプ１と、燃料ポンプ１から圧送される燃
料圧力に応じてニードルが２段階にリフトして燃料を２
段噴射する燃料噴射ノズル２とを備えたディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射ポンプ
の燃料噴射量を調整する手段３と、前記ニードルの２段
目開弁圧を調整する手段４と、エンジン補機の作動を検
出する手段５と、エンジン補機の作動時に前記燃料噴射
量を増大する制御手段６と、同じくエンジン補機の作動
時に前記ニードルの２段目開弁圧を減少する制御手段７
とを備えた。
うに、エンジン回転に同期して駆動されて燃料を圧送す
る燃料噴射ポンプ１と、燃料ポンプ１から圧送される燃
料圧力に応じてニードルが２段階にリフトして燃料を２
段噴射する燃料噴射ノズル２とを備えたディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射ポンプ
の燃料噴射量を調整する手段３と、前記ニードルの２段
目開弁圧を調整する手段４と、エンジン補機の作動を検
出する手段５と、エンジン補機の作動時に前記燃料噴射
量を増大する制御手段６と、同じくエンジン補機の作動
時に前記ニードルの２段目開弁圧を減少する制御手段７
とを備えた。
（作用） エンジン補機の作動時に、燃料噴射量を負荷増加分に
見合う量で増大補正するとともに、ニードルの２段目開
弁圧を減少制御することにより、燃料噴射圧が低く燃料
の微粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮し
て、スモークの発生量を抑制することができる。
見合う量で増大補正するとともに、ニードルの２段目開
弁圧を減少制御することにより、燃料噴射圧が低く燃料
の微粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮し
て、スモークの発生量を抑制することができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず第２図に燃料噴射ポンプ10の一例を示すが、これ
はいわゆる列型の燃料噴射ポンプ（特開昭61−218769号
公報参照）であり、カム11の回転によりプランジャ12が
上下し、加圧室13の燃料を燃料弁14を介して、燃料噴射
ノズル20に圧送する。
はいわゆる列型の燃料噴射ポンプ（特開昭61−218769号
公報参照）であり、カム11の回転によりプランジャ12が
上下し、加圧室13の燃料を燃料弁14を介して、燃料噴射
ノズル20に圧送する。
プランジャ12の周囲には制御スリーブ15が装着され、
このスリーブ15の位置により、燃料圧送の開始時期が決
まる。スリーブ15は燃料が送り込まれる燃料室16と加圧
室13との間を連通するプランジャ12に設けた通路17の燃
料室側開口部分を開閉し、プランジャ12が上昇する過程
で、スリーブ15の下端により通路17の開口が閉じられる
と、燃料室16との連通が遮断され、加圧室13の圧力が高
まり始める。
このスリーブ15の位置により、燃料圧送の開始時期が決
まる。スリーブ15は燃料が送り込まれる燃料室16と加圧
室13との間を連通するプランジャ12に設けた通路17の燃
料室側開口部分を開閉し、プランジャ12が上昇する過程
で、スリーブ15の下端により通路17の開口が閉じられる
と、燃料室16との連通が遮断され、加圧室13の圧力が高
まり始める。
また、プランジャ12の上昇により、通路17から分岐す
るポート17aがスリーブ15の途中に設けた通孔15aに連通
すると、加圧室13が再び燃料室16と連通して、燃料の圧
送が終了する。
るポート17aがスリーブ15の途中に設けた通孔15aに連通
すると、加圧室13が再び燃料室16と連通して、燃料の圧
送が終了する。
そして位置制御機構18とそのアクチュエータによりス
リーブ15の位置を上下させることにより、燃料の圧送開
始時期を進めたり、遅らせたりすることができる。
リーブ15の位置を上下させることにより、燃料の圧送開
始時期を進めたり、遅らせたりすることができる。
また、分岐ポート17aはプランジャ周囲に傾斜溝とし
て開口しているので、プランジャ12の軸線まわりの回転
位置を回転制御機構19とそのアクチュエータによって変
化させることにより、通孔15aに対する連通時期が変化
し、燃料の圧送終了時期、すなわち燃料噴射量を調整す
ることができる。
て開口しているので、プランジャ12の軸線まわりの回転
位置を回転制御機構19とそのアクチュエータによって変
化させることにより、通孔15aに対する連通時期が変化
し、燃料の圧送終了時期、すなわち燃料噴射量を調整す
ることができる。
第３図は燃料噴射ノズル20の一例を示すが、ノズルホ
ルダ21の内部にニードル22が配置され、このニードル22
は第一バネ23と第二バネ24によって閉弁方向に付勢され
る。
ルダ21の内部にニードル22が配置され、このニードル22
は第一バネ23と第二バネ24によって閉弁方向に付勢され
る。
燃料圧力室25に導入される燃料圧力により、ニードル
22にかかる圧力が所定値以上に高まると、プッシュロッ
ド26を介して第一バネ23を圧縮しながらニードル22は初
期リフト量L1だけリフトする。
22にかかる圧力が所定値以上に高まると、プッシュロッ
ド26を介して第一バネ23を圧縮しながらニードル22は初
期リフト量L1だけリフトする。
これが初期噴射であり、燃料圧力が第二バネ24の初期
バネ荷重（２段目開弁圧）を越えるまではこの状態を維
持する。次いで、バネ座27を介して第二バネ24を圧縮し
ながら、ニードル22が全リフト量L2までリフトし、大量
の燃料を供給する主噴射が始まる。
バネ荷重（２段目開弁圧）を越えるまではこの状態を維
持する。次いで、バネ座27を介して第二バネ24を圧縮し
ながら、ニードル22が全リフト量L2までリフトし、大量
の燃料を供給する主噴射が始まる。
このようにして、初期リフト（初期噴射）期間に少量
の燃料を噴射し、次いでメインリフト（主噴射）期間に
大量の燃料を噴射するという、段階的な燃料噴射が行わ
れるのである。
の燃料を噴射し、次いでメインリフト（主噴射）期間に
大量の燃料を噴射するという、段階的な燃料噴射が行わ
れるのである。
上記ニードル22の２段目開弁圧を調整可能とするため
に、第二バネ24の上端とノズルホルダ21の間に圧電素子
28が介装される。この圧電素子28はこれに印加される電
圧に応じてその厚さが変化し、第二バネ24の初期バネ荷
重が調節される。
に、第二バネ24の上端とノズルホルダ21の間に圧電素子
28が介装される。この圧電素子28はこれに印加される電
圧に応じてその厚さが変化し、第二バネ24の初期バネ荷
重が調節される。
ところで、自動車用エンジン等にあっては、例えばエ
アコンディショナやパワーステアリング等に用いられる
エンジン補機の負荷がかかった場合に、燃料噴射圧の低
い初期噴射期間が拡大すると、スモーク特性が悪化する
傾向にある。
アコンディショナやパワーステアリング等に用いられる
エンジン補機の負荷がかかった場合に、燃料噴射圧の低
い初期噴射期間が拡大すると、スモーク特性が悪化する
傾向にある。
そこで本発明は、エンジン補機の負荷がかかった場合
に、燃料噴射ポンプ10から噴射ノズル20に圧送される燃
料噴射量を増加するとともに、ニードル22の２段目開弁
圧をエンジン補機の負荷に応じて減少制御することに要
点があり、これは第４図に示すコントローラ30によって
制御される。
に、燃料噴射ポンプ10から噴射ノズル20に圧送される燃
料噴射量を増加するとともに、ニードル22の２段目開弁
圧をエンジン補機の負荷に応じて減少制御することに要
点があり、これは第４図に示すコントローラ30によって
制御される。
コントローラ30は演算部分のCPU、記憶部分のRAM、RO
M、入出力部分のI/O等からなるマイコンで構成される。
M、入出力部分のI/O等からなるマイコンで構成される。
コントローラ30にはエンジン回転数センサ31、アクセ
ル開度センサ32からの検出信号、さらにエンジン補機の
作動スイッチ33の信号を入力し、これら基づいて燃料噴
射時期、燃料噴射量、さらにニードル22の２段目開弁圧
を適正に制御するように、それぞれ前記スリーブ位置制
御用アクチュエータ34、スリーブ回転制御用アクチュエ
ータ35、圧電素子28に出力する。
ル開度センサ32からの検出信号、さらにエンジン補機の
作動スイッチ33の信号を入力し、これら基づいて燃料噴
射時期、燃料噴射量、さらにニードル22の２段目開弁圧
を適正に制御するように、それぞれ前記スリーブ位置制
御用アクチュエータ34、スリーブ回転制御用アクチュエ
ータ35、圧電素子28に出力する。
ここでコントローラ30における制御動作を第５図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。
ローチャートを参照しながら説明する。
まずステップ500でエンジン回転数Ne、アクセル開度A
ccを読込み、次いで基本燃料噴射量Qn、基本燃料噴射時
期ITn、基本EGR率（基本排気還流率）Gn、基本２段目開
弁圧Pnをそれぞれテーブルルックアップにより求める
（ステップ520）。
ccを読込み、次いで基本燃料噴射量Qn、基本燃料噴射時
期ITn、基本EGR率（基本排気還流率）Gn、基本２段目開
弁圧Pnをそれぞれテーブルルックアップにより求める
（ステップ520）。
基本噴射量Qnは第６図に示すように、エンジン回転数
Neとアクセル開度Accとに基づいて、また基本燃料噴射
時期ITnは第７図に示すように、エンジン回転数Neに基
づいて、基本EGR率Gnは第８図に示すように、エンジン
回転数Neと燃料噴射量Ｑに基づいて、最適な特性に予め
決 基本２段目開弁圧Pnはエンジン回転数Neに基づいて第
９図の特性に設定してあり、これは燃料噴射ノズル20の
ニードル22が第一バネ23を圧縮してから第二バネ24の圧
縮を開始するまでの初期燃料噴射期間を制御するもの
で、圧電素子28の厚さを増大させて第二バネ24の初期バ
ネ荷重を高めることにより、ニードル22のメインリフト
の開始時期を早めて初期燃料噴射期間を短縮する。
Neとアクセル開度Accとに基づいて、また基本燃料噴射
時期ITnは第７図に示すように、エンジン回転数Neに基
づいて、基本EGR率Gnは第８図に示すように、エンジン
回転数Neと燃料噴射量Ｑに基づいて、最適な特性に予め
決 基本２段目開弁圧Pnはエンジン回転数Neに基づいて第
９図の特性に設定してあり、これは燃料噴射ノズル20の
ニードル22が第一バネ23を圧縮してから第二バネ24の圧
縮を開始するまでの初期燃料噴射期間を制御するもの
で、圧電素子28の厚さを増大させて第二バネ24の初期バ
ネ荷重を高めることにより、ニードル22のメインリフト
の開始時期を早めて初期燃料噴射期間を短縮する。
基本２段目開弁圧Pnは、エンジン低回転数域では回転
数に応じて上昇し、設定回転数に到達すると高回転数域
まで一定値になっている。
数に応じて上昇し、設定回転数に到達すると高回転数域
まで一定値になっている。
このように各基本値をテーブルルックアップにより読
込んだら、次にステップ520において、エンジン補機ス
イッチ33の信号がONがどうかを判定する。これによりエ
アコンディショナやパワーステアリングが作動状態にあ
るかどうかが判断される。
込んだら、次にステップ520において、エンジン補機ス
イッチ33の信号がONがどうかを判定する。これによりエ
アコンディショナやパワーステアリングが作動状態にあ
るかどうかが判断される。
エンジン補機信号がONの場合、ステップ530で噴射量
補正量ΔＱ、２段目開弁圧補正量ΔＰをで噴射量補正量
ΔＱ、２段目開弁圧補正量ΔＰをそれぞれテーブルルッ
クアップにより求める。
補正量ΔＱ、２段目開弁圧補正量ΔＰをで噴射量補正量
ΔＱ、２段目開弁圧補正量ΔＰをそれぞれテーブルルッ
クアップにより求める。
噴射量補正量ΔＱは第10図に示すように負荷増分に見
合う一定値を取り、２段目開弁圧補正量ΔＰは回転数Ne
に基づいて第11図の特性に設定してあるが、初期噴射期
間を減らす負の値となり、低回転域程、初期噴射期間が
増大するので、ΔＰを減量側に補正する特性とし、所定
の設定回転数以上では高回転数域まで一定値をとる。
合う一定値を取り、２段目開弁圧補正量ΔＰは回転数Ne
に基づいて第11図の特性に設定してあるが、初期噴射期
間を減らす負の値となり、低回転域程、初期噴射期間が
増大するので、ΔＰを減量側に補正する特性とし、所定
の設定回転数以上では高回転数域まで一定値をとる。
これに対して、エンジン補機スイッチ33の信号がOFF
の場合、ステップ540で噴射量補正量ΔＱ、２段目開弁
圧補正量ΔＰを共に０とする。
の場合、ステップ540で噴射量補正量ΔＱ、２段目開弁
圧補正量ΔＰを共に０とする。
ステップ550にあるように、燃料噴射量Ｑ＝Qn＋Δ
Ｑ、噴射時期IT＝ITn、EGR率Ｇ＝Gn、２段目開弁圧Ｐ＝
Pn＋ΔＰが算出される。
Ｑ、噴射時期IT＝ITn、EGR率Ｇ＝Gn、２段目開弁圧Ｐ＝
Pn＋ΔＰが算出される。
このようにして、エンジン補機の作動時に、燃料噴射
量を増大補正するとともに、ニードル22の２段目開弁圧
を減少制御することにより、燃料噴射圧が低く燃料の微
粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮して、ス
モークの発生量を抑制することができる。
量を増大補正するとともに、ニードル22の２段目開弁圧
を減少制御することにより、燃料噴射圧が低く燃料の微
粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮して、ス
モークの発生量を抑制することができる。
なお、ステップ560で算出された燃料噴射量Ｑ、噴射
時期IT、EGR率Ｇ、２段目開弁圧Ｐはそれぞれ所定のア
ドレスに格納して、一連の制御ルーチンを完了する。
時期IT、EGR率Ｇ、２段目開弁圧Ｐはそれぞれ所定のア
ドレスに格納して、一連の制御ルーチンを完了する。
もちろん、この制御動作はエンジン回転に同期して繰
り返し行われ、その都度新しいデータに更新されていく
のであり、これに基づいて、コントローラ30は前記した
燃料噴射量制御用アクチュエータ35と圧電素子28の作動
を制御する。
り返し行われ、その都度新しいデータに更新されていく
のであり、これに基づいて、コントローラ30は前記した
燃料噴射量制御用アクチュエータ35と圧電素子28の作動
を制御する。
（発明の効果） 以上の通り本発明は、燃料噴射ポンプから圧送される
燃料圧力に応じて段階的にニードルがリフトして燃料を
多段噴射する燃料噴射ノズルを備えたディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置において、エンジン補機の作動時
に、燃料噴射量を増大補正するとともに、ニードルの２
段目開弁圧を減少補正することにより、燃料噴射圧が低
く燃料の微粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短
縮して、特に排気還流が行われて空気過剰率が低下する
運転条件でのスモークの悪化が防止され、ディーゼルエ
ンジンの低公害化がはかれる。
燃料圧力に応じて段階的にニードルがリフトして燃料を
多段噴射する燃料噴射ノズルを備えたディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置において、エンジン補機の作動時
に、燃料噴射量を増大補正するとともに、ニードルの２
段目開弁圧を減少補正することにより、燃料噴射圧が低
く燃料の微粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短
縮して、特に排気還流が行われて空気過剰率が低下する
運転条件でのスモークの悪化が防止され、ディーゼルエ
ンジンの低公害化がはかれる。
第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例を示
す燃料噴射ポンプの断面図、第３図は燃料噴射ノズルの
断面図、第４図はコントローラのブロック図、第５図は
制御動作のフローチャート、第６図〜第11図はそれぞれ
基本燃料噴射量、基本燃料噴射時期、EGR率、基本２段
目開弁圧、燃料噴射量補正量、２段目開弁圧補正量の制
御特性図である。 １……燃料噴射ポンプ、２……燃料噴射ノズル、３……
燃料噴射量調整手段、４……２段目開弁圧手段、５……
エンジン補機作動検出手段、６……燃料噴射量補正手
段、７……２段目開弁圧調整手段。
す燃料噴射ポンプの断面図、第３図は燃料噴射ノズルの
断面図、第４図はコントローラのブロック図、第５図は
制御動作のフローチャート、第６図〜第11図はそれぞれ
基本燃料噴射量、基本燃料噴射時期、EGR率、基本２段
目開弁圧、燃料噴射量補正量、２段目開弁圧補正量の制
御特性図である。 １……燃料噴射ポンプ、２……燃料噴射ノズル、３……
燃料噴射量調整手段、４……２段目開弁圧手段、５……
エンジン補機作動検出手段、６……燃料噴射量補正手
段、７……２段目開弁圧調整手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/04 395 F02D 45/00 312 F02M 45/08 F02M 61/20
Claims (1)
- 【請求項１】エンジン回転に同期して駆動されて燃料を
圧送する燃料噴射ポンプと、燃料ポンプから圧送される
燃料圧力に応じてニードルが２段階にリフトして燃料を
２段噴射する燃料噴射ノズルとを備えたディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射ポンプ
の燃料噴射量を調整する手段と、前記ニードルの２段目
開弁圧を調整する手段と、エンジン補機の作動を検出す
る手段と、エンジン補機の作動時に前記燃料噴射量を増
大する制御手段と、同じくエンジン補機の作動時に前記
ニードルの２段目開弁圧を減少する制御手段とを備えた
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32623890A JP2884770B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32623890A JP2884770B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194360A JPH04194360A (ja) | 1992-07-14 |
| JP2884770B2 true JP2884770B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=18185537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32623890A Expired - Lifetime JP2884770B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884770B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP32623890A patent/JP2884770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04194360A (ja) | 1992-07-14 |
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