JP6464070B2 - エンジン - Google Patents

エンジン Download PDF

Info

Publication number
JP6464070B2
JP6464070B2 JP2015199454A JP2015199454A JP6464070B2 JP 6464070 B2 JP6464070 B2 JP 6464070B2 JP 2015199454 A JP2015199454 A JP 2015199454A JP 2015199454 A JP2015199454 A JP 2015199454A JP 6464070 B2 JP6464070 B2 JP 6464070B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotational speed
engine
fuel injection
fuel
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015199454A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017072075A (ja
Inventor
勝大 山田
勝大 山田
敦 上原
敦 上原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Co Ltd filed Critical Yanmar Co Ltd
Priority to JP2015199454A priority Critical patent/JP6464070B2/ja
Priority to EP16853627.4A priority patent/EP3361076B1/en
Priority to US15/765,550 priority patent/US10655544B2/en
Priority to CN201680053172.2A priority patent/CN108138680B/zh
Priority to PCT/JP2016/079633 priority patent/WO2017061473A1/ja
Publication of JP2017072075A publication Critical patent/JP2017072075A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6464070B2 publication Critical patent/JP6464070B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/02Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • F02D1/08Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1408Dithering techniques
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/02Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • F02D1/08Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance
    • F02D2001/082Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance electric
    • F02D2001/085Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance electric using solenoids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/04Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/24Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke
    • F02M59/26Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders
    • F02M59/265Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders characterised by the arrangement or form of spill port of spill contour on the piston

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、エンジンに関する。
従来、エンジンとしては、例えば、特許文献1に記載されたディーゼルエンジンがある。特許文献1のディーゼルエンジンは、制御装置と、電子ガバナとを備え、電子ガバナは、電動アクチュエータと燃料調量ラックとを有する。制御装置は、電動アクチュエータの出力部が往復作動するように電動アクチュエータを制御する。電動アクチュエータの出力部が往復作動することによって、燃料調量ラックを所定のストロークで往復摺動させるようになっている。このディーゼルエンジンでは、このように燃料調量ラックの位置を調整することにより、燃焼室に噴射する燃料の量を調整している。
また、特許文献1のディーゼルエンジンでは、電動アクチュエータにより燃料調量ラックを微小振動させるディザー制御が行われている。ディザー制御を行うことで、電動アクチュエータおよび燃料調量ラックにおける可動部の静摩擦を動摩擦として摩擦力を低減でき、応答性を高めた制御を実現できる。
特開2014−62530号公報
本発明者は、電子ガバナを備えるエンジンに次の問題が生じる場合があることを見出した。具体的には、アクチュエータに対して特定周波数で励起させるディザー制御を行った場合、特定のエンジン速度(すなわち、回転数)において周期的なエンジン速度の変動が引き起こる場合があることを見出した。そして、この周期的な変動が生じた場合に、特定周波数で耳に付く不快な音(可聴音)が生じる場合があることを見出した。
本発明の目的は、ディザー制御により引き起こされる周期的なエンジン速度の変動を抑制できるエンジンを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のエンジンは以下のように構成する。
本発明の一の態様にかかるエンジンは、燃焼室へ噴射する燃料の噴射量を調整するラックと、前記ラックの位置を制御するアクチュエータとを有する燃料噴射装置と、指示回転数に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御するとともに、前記アクチュエータをディザー制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ディザー制御におけるディザー周波数とエンジンの回転数との関係に基づく回転数変動領域の情報を有し、前記指示回転数が前記回転数変動領域内にあると判断した場合に、前記ディザー周波数および前記指示回転数の少なくとも一方を変更する、ものである。
本発明のエンジンによれば、ディザー制御により引き起こされる周期的なエンジン速度の変動を抑制することができる。
本発明の一の実施の形態にかかるディーゼルエンジンの概念構成図 図1のエンジンにおける燃料噴射ポンプの模式断面図。 図2の燃料噴射ポンプにおいて、カム軸の軸方向における模式断面図 本実施の形態のエンジンにおいて、ディザー周波数およびエンジンの回転数と、周期的な回転変動の発生の有無との関係を示すマップ 本実施の形態のエンジンの制御装置で実行される制御フローチャート
本発明の第1態様にかかるエンジンは、燃焼室へ噴射する燃料の噴射量を調整するラックと、前記ラックの位置を制御するアクチュエータとを有する燃料噴射装置と、指示回転数に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御するとともに、前記アクチュエータをディザー制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ディザー制御におけるディザー周波数とエンジンの回転数との関係に基づく回転数変動領域の情報を有し、前記指示回転数が前記回転数変動領域内にあると判断した場合に、前記ディザー周波数および前記指示回転数の少なくとも一方を変更する、ものである。
このような構成によれば、ディザー周波数および指示回転数の少なくともいずれか一方を変更することで、回転数変動領域を回避することができ、ディザー制御により引き起こされる回転数の周期的な変動を抑制できる。また、回転数の周期的な変動により生じる場合がある不快な可聴音を抑制できる。
本発明の第2態様にかかるエンジンは、第1態様のエンジンにおいて、前記制御装置は、前記指示回転数が前記回転数変動領域内にあると判断した場合に、前記指示回転数に対して回転数を増減して、前記回転数変動領域外にある補正回転数とし、前記補正回転数に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御する、ものである。
本発明の第3態様にかかるエンジンは、第1態様のエンジンにおいて、前記制御装置は、前記指示回転数が前記回転数変動領域内にあると判断した場合に、前記指示回転数を前記回転数変動領域外とするように前記ディザー周波数を変更し、前記変更されたディザー周波数に基づいて、前記アクチュエータをディザー制御する、ものである。
本発明の第4態様にかかるエンジンは、第1から第3のいずれかの態様のエンジンにおいて、クランク軸の回転数を検出する回転数検出装置と、前記ラックの位置を検出する位置検出装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記回転数検出装置により検出された回転数、前記位置検出装置により検出された前記ラックの位置、および前記燃料噴射装置による燃料噴射量の情報のうちの少なくとも1つの情報に基づいて、前記回転数変動領域の情報を作成する、ものである。
このような構成によれば、ディザー周波数とエンジンの回転数との関係に基づく回転数変動領域の情報を、制御装置が予めインプットされた情報ではなく、エンジンの運転中に取得したデータから学習して作成することができる。
(実施の形態)
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一の実施の形態にかかるディーゼルエンジンの概念構成図である。
図1に示すように、このディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)100は、エンジン本体10と、燃料噴射ポンプ30と、燃料供給部55と、スタータ60と、遮断弁65と、制御装置70とを備える。本実施の形態では、燃料噴射ポンプ30と、遮断弁65とは、燃料噴射装置90を構成する。
エンジン本体10は、シリンダブロック12と、シリンダヘッド13とを有し、シリンダヘッド13は、シリンダブロック12の上端に配置されている。シリンダブロック12には、複数の気筒11が設けられている。各気筒11内には、ピストン14が往復動可能に嵌挿されている。ピストン14は、コンロッド15を介してクランク軸16に連結している。ピストン14の上端と、シリンダヘッド13の下端との間に、燃焼室17を形成している。シリンダヘッド13は、給気ポート18と、排気ポート19とを有する。
このエンジンは、吸気弁20と、排気弁21とを備える。吸気弁20は、給気ポート18の燃焼室17側の開口を開閉し、排気弁21は、排気ポート19の燃焼室17側の開口を開閉する。シリンダヘッド13は、燃料噴射ノズル22を有する。燃料噴射ノズル22の先端部は、燃焼室17内に突出している。また、燃料噴射ポンプ30は、燃料噴射ノズル22へ燃料を供給する。
図2は、燃料噴射ポンプ30の模式断面図である。
燃料噴射ポンプ30は、ハイドロリックヘッド31と、ポンプハウジング32とを有し、ポンプハウジング32は、ハイドロリックヘッド31の下部に接合されている。ハイドロリックヘッド31にはプランジャバレル33が挿入配置され、プランジャバレル33内にはプランジャ34が上下方向に摺動自在に挿入配置されている。プランジャ34の外周側面にはプランジャリード34aが設けられている。プランジャリード34aは螺旋状の溝である。上下方向に摺動自在の下部バネ受け35を、プランジャ34の下方にバネを介して配置し、ローラ状のタペット36で下部バネ受け35の下端部を回転可能に軸支する。タペット36にはカム37が当接している。カム37はカム軸38に固定され、図示しない歯車を介してエンジン本体10のクランク軸16(図1参照)にカム軸38が接続されている。クランク軸16が回転することによって、カム軸38(カム37)が回転し、その結果、プランジャ34が上下方向にストローク動作する。
図3は、カム軸38の軸方向における燃料噴射ポンプ30の模式断面図である。
燃料供給部55は燃料噴射ポンプ30に燃料を供給する。図3に示すように、プランジャバレル33は、メインポート39を有し、燃料供給部55から圧送した燃料をメインポート39に供給する。
燃料供給部55は、ポンプ(フィードポンプ)55aと、燃料タンク55bと、燃料供給管55cとを有する。ポンプ55aは、カム軸38に接続され、カム軸38の回転(すなわち、プランジャ34のストローク動作)に伴って駆動する。ポンプ55aは、燃料供給管55cを介して燃料タンク55bに接続されている。燃料噴射ポンプ30の上部に設けられる管継手52と燃料供給通路53とを介して燃料ギャラリ54にポンプ55aが、接続され、燃料ギャラリ54がメインポート39に接続されている。ポンプ55aを駆動することによって圧送した燃料タンク55b内の燃料が、燃料供給管55c、管継手52、燃料供給通路53および燃料ギャラリ54を介してメインポート39に供給される。
図2および図3を参照して、プランジャ34が上下方向の可動範囲内における最下位置(下死点)に移動したとき、プランジャバレル33内の燃料圧室40とメインポート39とが連通し、燃料が燃料圧室40に導入される。一方、プランジャ34がカム37により押し上げられて上昇すると、プランジャ34の外壁がメインポート39の燃料圧室40への連通口を閉ざす。その結果、燃料圧室40内の燃料がプランジャ34の上昇に伴って圧縮されるとともに、分配ポート41を介して分配軸42に送られる。そして、圧送された燃料が分配軸42によってデリベリバルブ43へ分配された後、噴射管44を通ってエンジン本体10の燃料噴射ノズル22から噴射されて、燃焼室17(図1参照)内へ供給される。
また、図2および図3を参照して、プランジャ34が更に上昇すると、プランジャ34に形成されたプランジャリード34aとメインポート39とが連通するとともに、プランジャバレル33内とメインポート39とが連通する。そうすると、プランジャバレル33内の燃料がメインポート39の燃料供給部55側へ逆流し、燃料噴射ポンプ30による燃料の噴射が停止される。
図2を参照して、プランジャ34の外周面は、歯車(図示せず)を有し、その歯車は、ラック(すなわち、燃料調量ラック)45と噛合している。ラック45は、ポンプハウジング32により往復動可能に支持されている。ラック45は、一方側位置と他方側位置との間で往復動可能に支持されている。コントロールレバー46およびリンクレバー47を介してアクチュエータ(ソレノイド)48の摺動軸48aにラック45が接続されている。燃料噴射ポンプ30において、電子ガバナ58は、ラック45およびアクチュエータ48等により構成されている。
アクチュエータ48の摺動軸48aとリンクレバー47との間に、ガバナスプリング49が設けられている。ガバナスプリング49は、リンクレバー47を介してラック45を一方側位置へ付勢している。したがって、アクチュエータ48が通電されていない状態では、ラック45は、可動範囲、すなわち、一方側位置と他方側位置との間(一方側位置と他方側位置とを含む)の範囲における一方側位置に存在する。
摺動軸48aを往復動させることによって、アクチュエータ48は、リンクレバー47およびコントロールレバー46を介してラック45を往復動させる。そして、アクチュエータ48によりラック45が往復動されることによって、プランジャ34がその軸回りに回動する。アクチュエータ48によりプランジャ34の回動位置を変更することによって、プランジャ34の上昇時における、プランジャリード34aとメインポート39との連通するタイミングを変更する。このようにして、燃料噴射ポンプ30による燃料噴射量を変更する。
図1に示すように、位置検出装置50をラック45に接続し、位置検出装置50によりラック45の位置を検出する。また、出力値検出装置51をアクチュエータ48に接続し、出力値検出装置51によりアクチュエータ48の出力値(アクチュエータ48に流れる電流値)を検出する。また、回転数検出装置73は、クランク軸16の回転数を検出する。
位置検出装置50は、ラック45の位置を表す信号を制御装置70に出力し、出力値検出装置51は、アクチュエータ48の出力値を表す信号を制御装置70に出力する。また、回転数検出装置73は、クランク軸16の回転数を表す信号を制御装置70に出力する。
スタータ60は、電動モータを有し、エンジンを始動させる。また、遮断弁65は燃料供給管55cに設けられている。遮断弁65は、例えば、電磁弁で構成され、スプールを摺動させて燃料供給管55cを開閉することにより、燃料の流路を位置L1または位置M1に切り換える。
遮断弁65のスプールが、位置L1の状態(閉状態)にある場合には、燃料供給管55cが遮断され、燃料供給部55から燃料噴射ポンプ30に燃料が供給されない。その結果、燃料が燃料噴射ポンプ30から噴出不能な状態になり、燃料が燃料噴射ポンプ30から燃焼室17内へ供給不能な状態になる。
一方、遮断弁65のスプールが、位置M1の状態(開状態)にある場合には、燃料供給管55cが開放され、燃料供給部55から燃料噴射ポンプ30に燃料が供給される。その結果、燃料が燃料噴射ポンプ30から噴出可能な状態になり、燃料が燃料噴射ポンプ30から燃焼室17内へ供給可能な状態になる。なお、本実施の形態では遮断弁65を電磁弁で構成したが、遮断弁の代わりに燃料供給管を開閉可能な他の部材を採用してもよい。
制御装置70は、アクチュエータ48およびスタータ60の動作を制御する。図1に示すように、制御装置70にキースイッチ80を接続している。キースイッチ80は、エンジンの始動および停止を行うための操作具である。キースイッチ80の位置は、OFF位置、ON位置およびSTART位置のいずれかに変更可能である。キースイッチ80が前記OFF位置に操作されているときには、スタータ60および制御装置70が通電されておらず、停止している。キースイッチ80が前記ON位置に操作されているときには、アクチュエータ48、スタータ60および制御装置70が通電されており、作動可能な状態となっている。制御装置70は、キースイッチ80が前記ON位置から前記START位置に操作されたときに、スタータ60を作動させるとともに、エンジンを始動させるための各種制御プログラムを実行する。
制御装置70は、遮断弁65に接続されており、遮断弁65の動作を制御する。制御装置70は、スタータ60に接続されており、スタータ60を操作して、クランク軸16を回転させることによって、プランジャ34にストローク動作を行わせる。制御装置70は、スタータ60を操作して、クランク軸16を回転させることによって、エンジンを始動させる。
制御装置70は、位置検出装置50に接続され、位置検出装置50からラック45の位置の検出値の情報を取得する。また、制御装置70は、出力値検出装置51に接続され、出力値検出装置51からアクチュエータ48の出力値の検出値の情報を取得する。
制御装置70は、アクチュエータ48に接続されており、アクチュエータ48を操作して、ラック45の位置を変更することで、プランジャ34の回動位置を変更する。制御装置70は、プランジャ34の回動位置を変更することで、燃料噴射ポンプ30による燃料噴射量を調整する。また、制御装置70は、回転数検出装置73からのエンジンの回転数を表す信号と、位置検出装置50からのラック45の位置を表す信号と、出力値検出装置51からのアクチュエータ48の出力値を表す信号とのうちの少なくとも一つの信号に基づいて、燃料噴射ポンプ30および遮断弁65を制御することによって、エンジンの回転数の調整を行うことが可能になっている。
また、制御装置70は、アクチュエータ48の可動部の摩擦を低減するため、ディザー制御、すなわち、可動部を特定周波数で励起させる制御を行っている。このディザー制御で、アクチュエータ48の滑らかな摺動を実現して、燃料噴射の制御性を向上している。
本発明者は、このようなディザー制御を行った場合、特定のエンジンの速度において周期的なエンジン速度の変動が引き起こる場合があることを見出した。また、この周期的な変動により、耳に付く不快な音(可聴音)が生じる場合があることを見出した。
ここで、ディザー周波数およびエンジンの回転数と、周期的な回転変動の発生の有無との関係を示すマップを図4に示す。
図4において、最も左に示す左端の列のコラムは、ディザー制御のディザー周波数[Hz]を示し、それ以外の列(上端の行は除く)のコラム内の数字は、エンジンの回転数[min−1(rpm)]を示す。また、エンジンの回転数のうちで下線が引かれた回転数は、その回転数の±20[min−1]の範囲の回転数で、ディザー制御に起因する周期的な回転変動が発生した回転数(すなわち、危険回転数)を示す。一方、エンジンの回転数のうちで下線が引かれていない回転数は、その回転数の±20[min−1]の範囲の回転数で、ディザー制御に起因する周期的な回転変動が発生していない回転数を示す。
図4において、例えば、ディザー周波数が178.6[Hz]の場合、10716±20[min−1]、5358±20[min−1]、3572±20[min−1]および2679±20[min−1]の回転数の範囲では、ディザー制御に起因する周期的な回転変動が発生しなかったことを示す。また、図4において、例えば、ディザー周波数が178.6[Hz]の場合、2143±20[min−1]、1786±20[min−1]、1531±20[min−1]、1340±20[min−1]および1191±20[min−1]の回転数の範囲で、ディザー制御に起因する周期的な回転変動が発生したことを示す。
制御装置70は記憶部71(図1参照)を有する。この記憶部71には、図4に示すマップ、すなわち、ディザー制御におけるディザー周波数とエンジンの回転数との関係(組み合わせ)に基づく、周期的な回転変動の発生の有無との関係を示すマップが予め記憶されている。本実施の形態では、このマップが回転数変動領域の情報の一例となっており、マップに示されている危険回転数とそれぞれの危険回転数±20[min−1]の回転数帯域が、回転数変動領域となっている。
次に、制御装置70で実行される制御のフローチャートを図5に示す。
キースイッチ80を前記ON位置から前記START位置に操作することによって、エンジン100を始動させて、制御をスタートさせる。エンジン100が始動すると、ステップS1にて、制御装置70が記憶部71にアクセスすることによって、マップ(回転数変動領域の情報)を取得し、このマップに基づいて指示回転数が回転数変動領域内の回転数か否かを判断する。なお、回転変動領域とは、ディザー制御に起因して周期的な回転変動を起こすエンジンの回転数領域(例えば、危険回転数±20[min−1]の回転数帯域)のことであり、回転変動領域はディザー周波数毎に決定される。また、指示回転数とは、エンジン100において、オペレータがアクセルを操作する等して、制御装置70に対して入力されるエンジン100の回転数の指令値である。アクセルの開度信号に基づいて、制御装置70が指示回転数を算定するような場合であってもよい。
ステップS1にて、制御装置70が、指示回転数が回転変動領域内の回転数でないと判断するとステップS2に移行する。ステップS2で、制御装置70が、指示回転数を回転数として、第1所定時間の燃料噴射制御を行う。燃料噴射制御は、エンジンの回転数の調整を行うことによって行われる。具体的には、制御装置70が、回転数検出装置73からのエンジンの回転数を表す信号と、位置検出装置50からのラック45の位置を表す信号と、出力値検出装置51からアクチュエータ48の出力値を表す信号とに基づいて、燃料噴射ポンプ30および遮断弁65を制御することにより、燃料噴射制御が行われる。その後、ステップS3に移行する。
ステップS3では、制御装置70が、エンジン停止信号を受けたか、言い換えると、キースイッチ80がOFF位置に操作されたか否かを判断する。ステップS3で、制御装置70が、エンジン停止信号を受けたと判断すると、制御がエンドになる。一方、制御装置70が、エンジン停止信号を受けなかったと判断すると、ステップS1に戻る。
一方、ステップS1で、制御装置70が、指示回転数が回転変動領域内での回転数であると判断するとステップS4に移行する。そして、ステップS4で、制御装置70が、指示回転数を、回転変動領域外の回転数に変更して燃料噴射制御を行う。具体的には、回転数変動領域内にある指示回転数に、所定回転数αを加算した回転数を補正回転数として、この補正回転数に対応した第2所定時間の燃料噴射制御を行う。また、所定回転数αは、如何なる正の回転数でもよいが、危険回転数±20[min−1]の回転数帯域内に入っている指示回転数が、所定回転数αの加算により帯域外の回転数となるような数値を採用することが望ましい。このような観点から、本実施の形態の例では、所定回転数αは、例えば、20[min−1]程度の値が採用される。
燃料噴射制御は、制御装置70が、回転数検出装置73からのエンジンの回転数を表す信号と、位置検出装置50からのラック45の位置を表す信号と、出力値検出装置51からアクチュエータ48の出力値を表す信号とに基づいて、燃料噴射ポンプ30および遮断弁65を制御し、エンジンの回転数の調整を行うことによって行う。その後、ステップS3に移行する。なお、第2所定時間は、第1所定時間と同じ時間でもよく、異なる時間でもよい。ただし、燃料の圧力が同じ場合にあって、第2所定時間の燃料噴射制御を行うことで、エンジン100の回転数を増加させる場合には、第2所定時間は第1所定時間よりも長い時間となる。
本実施の形態によれば、制御装置70は、ディザー制御に起因して回転数の周期的な変動が生じる回転数変動領域を避けるように、エンジンの回転数(指示回転数)を変更する。よって、ディザー制御を実施しながら、回転数の周期的な変動が生じることが抑制できる。したがって、不快な可聴音を抑制できる。
また、制御装置70は、燃料噴射装置90を制御することにより回転数変動領域を回避しているため、簡便な構成で、不快な可聴音を抑制できる。
なお、上述の実施の形態の説明では、制御装置70が、指示回転数が回転数変動領域内にあると判断すると、制御装置70が、指示回転数に所定回転数αを加算した回転数を補正回転数とし、この補正回転数にて燃料噴射制御を行っていた。このような場合に代えて、制御装置が、指示回転数が回転数変動領域内にあると判断すると、制御装置が、指示回転数に所定回転数βを減算した回転数を補正回転数とし、この補正回転数にて燃料噴射制御を行ってもよい。なお、所定回転数βは、所定回転数αと同じ値でも異なる値でもよいが、危険回転数±20[min−1]の回転数帯域内に入っている指示回転数が、所定回転数βの減算により帯域外の回転数となるような数値を採用することが望ましい。
また、制御装置70が、指示回転数が回転数変動領域内にあると判断すると、制御装置70が、アクチュエータ48のディザー周波数のみを変更する制御を行うことにより、ディザー周波数とエンジンの回転数との組を、回転数変動領域外とするようにしてもよい。また、制御装置70が、指示回転数とディザー周波数との両方を変更することで、ディザー周波数とエンジンの回転数との組を、回転数変動領域外とするようにしてもよい。
また、ディザー周波数とエンジンの回転数との組が回転数変動領域内にあるか否かの判断は、予め記憶部71に記憶した図4に示すマップに基づいて判断するような場合に限られない。このような場合に代えて、例えば、エンジンの運転中に、実際に起こった周期的な回転変動の状態・条件を検出して、制御装置が学習することにより、危険回転数を認定して回転数変動領域を作成し、作成された回転数変動領域に基づいて判断を行うようにしてもよい。
制御装置は、例えば、回転数の変動幅(最大値から最小値をひいた値)が予め定められた値より大きく、かつ回転の変動に周期がある場合、ラック位置の変動幅(ラック位置が変動する場合のラックの存在する範囲)が予め定められた値より大きく、かつラック位置の変動に周期がある場合、および、燃料噴射量の変動幅(噴射量が変動する場合の一秒あたりの噴射量の最大値から一秒あたりの噴射量の最小値をひいた値)が予め定められた値より大きく、かつ噴射量の変動に周期がある場合、のうちの少なくとも1つを満足する場合に、ディザー制御に起因する周期的な回転変動が発生していると判断してもよい。制御装置は、これらの情報、すなわち、回転数、ラック位置、および燃料噴射量の情報のうちの少なくとも1つの情報に基づいて、回転数変動領域を作成してもよい。
なお、本発明のエンジンは、気筒数等によらず、如何なる仕様のディーゼルエンジンであってもよい。また、本発明のエンジンは、ディーゼルエンジン以外のエンジンであってもよい。本発明のエンジンは、ラックの位置を制御するアクチュエータのディザー制御を行うエンジンであれば如何なるエンジンであってもよい。
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
16 クランク軸
17 燃焼室
30 燃料噴射ポンプ
45 ラック
48 アクチュエータ
50 位置検出装置
58 電子ガバナ
65 遮断弁
70 制御装置
71 記憶部
73 回転数検出装置
80 キースイッチ
90 燃料噴射装置
100 エンジン

Claims (2)

  1. 燃焼室へ噴射する燃料の噴射量を調整するラックと、前記ラックの位置を制御するアクチュエータとを有する燃料噴射装置と、
    指示回転数に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御するとともに、前記アクチュエータをディザー制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記ディザー制御におけるディザー周波数とエンジンの回転数との関係に基づく回転数変動領域の情報を有し、
    前記制御装置は、前記指示回転数が前記回転数変動領域内にあると判断した場合に、前記指示回転数に対して回転数を増減して、前記回転数変動領域外にある補正回転数とし、前記補正回転数に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射を制御する、エンジン。
  2. クランク軸の回転数を検出する回転数検出装置と、
    前記ラックの位置を検出する位置検出装置と、をさらに備え、
    前記制御装置は、前記回転数検出装置により検出された回転数、前記位置検出装置により検出された前記ラックの位置、および前記燃料噴射装置による燃料噴射量の情報のうちの少なくとも1つの情報に基づいて、前記回転数変動領域の情報を作成する、請求項1に記載のエンジン。
JP2015199454A 2015-10-07 2015-10-07 エンジン Active JP6464070B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199454A JP6464070B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 エンジン
EP16853627.4A EP3361076B1 (en) 2015-10-07 2016-10-05 Engine
US15/765,550 US10655544B2 (en) 2015-10-07 2016-10-05 Engine
CN201680053172.2A CN108138680B (zh) 2015-10-07 2016-10-05 发动机
PCT/JP2016/079633 WO2017061473A1 (ja) 2015-10-07 2016-10-05 エンジン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199454A JP6464070B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 エンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017072075A JP2017072075A (ja) 2017-04-13
JP6464070B2 true JP6464070B2 (ja) 2019-02-06

Family

ID=58487750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015199454A Active JP6464070B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 エンジン

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10655544B2 (ja)
EP (1) EP3361076B1 (ja)
JP (1) JP6464070B2 (ja)
CN (1) CN108138680B (ja)
WO (1) WO2017061473A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6965614B2 (ja) * 2017-07-21 2021-11-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4493302A (en) * 1982-02-01 1985-01-15 Nissan Motor Company, Limited Fuel injection timing control system for an internal combustion engine
JP3744036B2 (ja) * 1995-10-31 2006-02-08 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの燃料性状検出装置および制御装置
JP3572433B2 (ja) * 1997-01-31 2004-10-06 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置
JP2004190628A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Isuzu Motors Ltd コモンレール式燃料噴射制御装置
JP2006077581A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Kubota Corp 電子ガバナ
JP2006077580A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Kubota Corp 電子ガバナ
JP2006207376A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Kubota Corp 電子ガバナ
JP2007040361A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Bosch Corp 電磁弁駆動制御方法
JP5092604B2 (ja) * 2006-10-30 2012-12-05 日産自動車株式会社 振動低減装置
US8176895B2 (en) * 2007-03-01 2012-05-15 Yanmar Co., Ltd. Electronic control governor
JP2008215145A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Yanmar Co Ltd 電子制御ガバナ
JP4659803B2 (ja) * 2007-09-28 2011-03-30 株式会社クボタ エンジンの電子ガバナ
JP2009085062A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Kubota Corp エンジンの電子ガバナ
JP5865219B2 (ja) 2012-09-24 2016-02-17 株式会社クボタ 電子ガバナ付きディーゼルエンジン

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017072075A (ja) 2017-04-13
EP3361076A1 (en) 2018-08-15
EP3361076A4 (en) 2019-06-19
US20180291821A1 (en) 2018-10-11
CN108138680A (zh) 2018-06-08
WO2017061473A1 (ja) 2017-04-13
EP3361076B1 (en) 2020-12-02
CN108138680B (zh) 2021-05-11
US10655544B2 (en) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4050287B2 (ja) 内燃機関の省エネ方式の高圧燃料供給制御装置
US8474436B2 (en) Silenced fuel pump for a direct injection system
JP4535024B2 (ja) 燃圧制御装置
JP2005146882A (ja) 内燃機関の燃料噴射装置
JP2010156326A (ja) 動作の再現性および安定性に優れた内燃機関用燃料噴射装置
JP2008534849A (ja) 直接噴射式の火花点火機関に用いられる高圧ポンプの二点調整
EP2038535B1 (en) Fuel supply apparatus and fuel supply method of an internal combustion engine
JP4605129B2 (ja) 燃圧制御装置
EP3088725B1 (en) Fuel pump for a direct injection system with a reduced stress on the bushing of the piston
JP6464070B2 (ja) エンジン
JP2015014221A (ja) 高圧ポンプの制御装置
JP2013181494A (ja) 内燃機関の燃料噴射システム
JP2004132373A (ja) 特に内燃機関の燃料噴射装置のための通流調整装置
JP2010156298A (ja) 燃料供給装置及びそれに用いる高圧ポンプ
JP2011196333A (ja) エンジン回転数制御装置及びエンジン回転数の制御方法
JP2017145819A (ja) 燃料圧力制御装置
JP2010150987A (ja) 内燃機関の潤滑油供給装置
JP7148283B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010121586A (ja) 燃料噴射制御装置
JP4957749B2 (ja) 燃料噴射制御装置
JP2010059856A (ja) 高圧燃料ポンプ
JP2006170032A (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP4329761B2 (ja) 燃料噴射装置
JP2006257897A (ja) 内燃機関の燃料噴射装置
JP5983465B2 (ja) 燃料噴射装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180911

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181211

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6464070

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350