JPH01193056A - ディーゼル機関の燃料噴射率制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ旦廊呂１ｎ ［産業上の利用分野］ 本発明は、暖機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。

［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
た加圧室と連通ず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５、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
通ず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−
１８２４９号公報）。

（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間に、上記ポン
プ室に連通ず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）。

［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、暖機状態における性
能向上に関しては、同等考慮されていなかった。一般に
、暖機状態では、ディーゼル機関の燃焼室壁面温度が未
だ低いので、燃料噴射ポンプから噴射された燃料噴霧の
微粒化を促進し、該壁面に付着し難くするのが望ましい
。

しかし、従来技術では、上記のような配慮がなされてい
ないため、燃料噴霧が壁面に付着し易く、速やかに暖機
状態を完了させられなかった。

上記のように、暖機状態で燃料噴霧の燃焼室壁面付着が
発生すると、低温のため燃料が蒸発し難いので、燃焼室
内部で適切な混合気を生成するのが困難になり、円滑な
燃焼状態の継続が妨げられていた。

また、上記のように、暖機状態では円滑な燃焼状態が行
なわれ難いため、排気中に未燃燃料が比較的多く含有さ
れるので、白煙が排出されたり、刺激臭が発生する等の
問題もあった。

本発明は、簡単な構成で、暖機状態でも排気特性を悪化
させない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。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 上記問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ず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フて変更
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が暖機状態にあるか否かを判定する暖機
状態判定手段Ｍ４と、 該暖機状態判定手段Ｍ４により１１１機状態にあると判
定されたときは、上記燃料噴射ポンプＭ２の燃料噴射期
間毎に、上記可変容積室の容積を所定回数増減変更させ
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。

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、例えは、加圧
室とディーゼル機関とを接続する管路に連通ずるよう設
けられていても良い。

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、Ｐ
ＺＴ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。

暖機状態判定手段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が暖機状態にある
か否かを判定するものである。例えば、スタータ信号、
ディーゼル機関Ｍ１のシリンダブロック壁面温度等に基
づいて暖機状態にあるか否かを判定するよう構成できる
。また、例えは、スタータ信号、ディーゼル機関Ｍ１の
冷却水温度、あるいは、スタータ作動時からの経過時間
等、ディーゼル機関Ｍ１の燃焼室温度を代表可能な諸量
に基づいて判定することもできる。

制御手段Ｍ５とは、暖機状態判定手段Ｍ４により暖機状
態にあると判定されたときは、燃料噴射ポンプＭ２の燃
料噴射期間毎に、可変容積室の容積を所定回数増減変更
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、暖機状態にあるときは、１回の燃料噴射開始時
から終了時まで圧電素子に高電圧の印加および放電を所
定回数繰り返して多段噴射を行なう指令を出力するよう
構成できる。

上記暖機状態判定手段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。

［作用コ 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が暖機状態にあると暖
機状態判定手段Ｍ４により判定されたときは、燃料噴射
ポンプＭ２の燃料噴射期間毎に、該燃料噴射ポンプＭ２
の加圧室に連通ずる可変容積室の容積を所定回数増減す
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。

すなわち、ディーゼル機関Ｍ１の暖機状態には、燃料噴
射ポンプＭ２の加圧室に連通ずる可変−容積室の容積を
容積変更手段Ｍ３により増減変更して噴射率を急激に変
化させ、燃料の大部分を高い噴射率で噴射させることに
より、上記ディーゼル機関Ｍ１の未だ充分に暖機されて
いない燃焼室壁面に燃料噴霧が付着するのを回避するの
である。

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、暖機状態における燃料の噴射率を１噴射期間中に急
激に増減変更し、燃料の微粒化を促進するよう働く。

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。

［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。

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
。

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。

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２
１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２
日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。

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３
０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。

燃料噴射ポンプ３のハウジング３２の頭部には、シリン
ダ２日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２日により加圧室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３
５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
２０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ボート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ボート３７を備える
。さらに、上記プランジャ２７の上記スピルボート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
、上記分配水−ト３６に連通ずる燃料供給通路３９ａ、
該燃料供給通路３９ａに接続されたデリバリバルブ４０
ａ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。

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５３０発生する電荷、あ
るいは、上記圧電素子δ３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［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、同図に矢印り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りで示す方向
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。

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３
０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３４、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。

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。

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。

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ＴＨＷを検出する水温センサ７
３、該ディーゼルエンジン２のシリンダブロックの壁面
温度であるブロック温度ＴＨＥ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。

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を介して人出力部７ｆに接
続されて外部との人出力を行なう。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
は人出力部７ｆを介してＣＰＵ７ａに入力され、一方、
ＣＰＵ７ａは人出力部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。

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
人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
んだブロック温度ＴＨＢが、予め定められた基準ブロッ
ク温度ＴＨＢＯを上回るか否かを判定し、肯定判断され
ると、もはやディーゼルエンジン２は暖機状態を終了し
た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を実行し、一方、否定判断され
ると、未だ暖機状態に有るものとしてステップ２００に
進む。暖機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、スタータ信号が人力される毎に、上記ステ
ップ１００〜２００を実行する。

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
・ンブ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７０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２１
０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ＰＯ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２３
０では、１燃料噴射期間中に行われる間欠的な燃料噴射
の回数を計数するカウンタの計数値ｉを値１にセットす
る処理が行われる。続くステップ２４０では、タイマ７
ｄ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。次にステップ２５０に進み、上記圧電アクチュエ
ータ４に電荷を供給（ＯＮ）　Ｌｌ、電圧Ｖｉを印加す
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２５０の処理により、圧電アク
チュエータ４に、予め定められて上記ＲＯＭ７ｂ内部に
記憶されているマツプから上記カウンタの計数値ｌに基
づいて算出される高電圧Ｖｉ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２６０
に進み、タイマ計時値τが、燃料噴射時間に基づいて予
め定められ、上記ＲＯＭ７ｂ内部に記憶されているマツ
プから上記カウンタの計数値ｉに応じて算出される基準
時間τｉを上回ったか否かを判定し、否定判断されると
、末だ１噴射朋間のうちの第１回目の燃料噴射期間にあ
るものとして、再び上記ステップ２５０に戻り、一方、
肯定判断されると、既に１噴射期間のうちの第１回目の
燃料噴射期間が終了したものとして、ステップ２７０に
進む。１噴射朋間のうちの第１回目の燃料噴射期間終了
時に実行されるステップ２７０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２７０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。続くステップ２８０では、上記カウン
タの計数値ｉに値１を加算する処理が行われる。次にス
テップ２９０に進み、上記ステップ２８０で加算された
カウンタの計数値ｉが、予め定められて上記ＲＯＭ７ｂ
内部に記憶されているマツプから算出される基準回数１
０を上回ったか否かを判定し、否定判断されると、末だ
１噴射期間が終了していないものとして、再び上記ステ
ップ２４０に戻り、一方、肯定判断されると、既に１噴
射期間が終了したものとして、−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〜
２９０を実行する。

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ＶＯ以上になる。このため、該時刻Ｔ１から
時間τ１に亘って、圧電アクチュエータ４に高電圧■１
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ＰＯを上回るので、充分昇
圧された燃料により、本パ科噴射期間における第１回目
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τ１経過すると、本燃料噴射期間にお
ける第１回目の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
ＰＯを下回るので、本燃料噴射期間における第１回目の
噴射が終了し、噴射率も速やかに減少する。次に、時刻
Ｔ２から時間τ２に亘って圧電アクチュエータ４に高電
圧Ｖ２が印加され、本燃料噴射期間における第２回目の
噴射が行われる。ざらに、時刻Ｔ３から時間τ３に亘っ
て圧電アクチュエータ４に高電圧Ｖ３が印加され、本燃
料噴射期間における最後の間欠的燃料噴射である第３回
目の噴射が行われる。この第３回目の噴射終了時に、本
燃料噴射期間の全ての燃料噴射が終了するため、上記噴
射率制御処理が一旦終了し、制御は既述した燃料噴射制
御処理に移行する。以後、ディーゼルエンジン２が暖機
状態にある間は、上述のような制御が継続して行われる
。

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Ｍ
２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、ブロ
ック温度センサ７４とＥＣＵ？および該ＥＣＵ７の実行
する処理（ステップ１１０．１２０）が暖機状態判定手
段Ｍ４に、ＥＣＵ７および該ＥＣＵ７の実行する処理の
うちステップ（２１０〜２９０）が制御手段Ｍ５とし。

て、各々機能する。

以上説明したように本実施例によれば、暖機状態にある
ディーゼルエンジン２のシリンダブロック壁面のブロッ
ク温度ＴＨＢが基準温度ＴＨＢＯより低く、燃料噴霧が
燃焼室１４壁面に付着し易いときは、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を急激に増減変更
するので、燃料噴射の開始時期から終了時期に亘って、
高圧、かつ、間欠的な高噴射率燃料噴射を可能にする噴
射率制御を実現できる。

このように、暖機状態にあるディーゼルエンジン２に噴
射される燃料の、１噴射朋間内での噴射率変化に起因す
る多段噴射の実現により、燃焼室１４内部の燃料噴霧の
微粒化が促進されるため、噴射された燃料噴霧の燃焼室
壁面への付着を未然に防止し、暖機時間の短縮等、暖機
性能が向上する。

また、上記のように暖機状態における燃焼が迅速に進行
するため、ディーゼルエンジン２の燃焼室温度の上昇に
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。

さらに、暖機状態における燃焼が円滑に行われるため、
未燃燃料が減少するので、排気中に含有される炭化水素
（ＨＣ）や−酸化炭素（ＣＯ）等の有害成分の排出量の
低減により、排気浄化性能が向上する。

また、ディーゼルエンジン２の暖機補助対策として、例
えば、吸気加熱用ヒータの配設、暖機時燃料噴射増量制
御、暖機時燃料噴射時期進角制御等、専用の暖機補助装
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
暖機性能を向上できるので、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。

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■に基づいて、
燃料噴射管内圧力Ｐが燃料噴射弁開弁圧ＰＯ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、専用の燃料噴射管内圧力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。

また、圧電アクチュエータ４の伸張・収縮を所定時間τ
ｉに亘って所定回数ｉ回繰り返して行なうので、１噴射
期間中に複数回実行される噴射の各噴射開始時に、燃料
噴射管内圧力Ｐを常時高圧に昇圧できる。

なお、本実施例では、暖機状態の判断をブロック温度Ｔ
ＨＢに基づいて行ったが、例えば、ディーゼルエンジン
２の冷却水温度ＴＨＷが基準冷却水温度ＴＨＷＯ未満の
場合に暖機状態にあると判定するよう構成しても良い。

また、例えば、スタータ信号が人力されて始動状態が完
了した時期から所定時間経過後までは暖機状態にあると
判定するよう構成することもできる。

さらに、圧電アクチュエータ４の伸張・収縮を所定時間
τｉに亘って所定回数ｉ回繰り返して行なうので、該所
定時間τｉおよび所定回数１を変更設定すると、噴射期
間が短い場合から長い場合まで、あらゆる燃料噴射制御
に適用できる。

なお、本実施例では、スピルリング３日の位置により燃
料噴射制御を行なう燃料噴射ポンプ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、該溢流弁の開閉に
より燃料噴射制御を行なう燃料噴射ポンプに適用しても
、同様な効果を奏する。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に回答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。

１亙−及工 以上詳記したように本発明の本発明のディーゼル機関の
燃料噴射率制御押装置は、ディーゼル機関の暖機状態に
は、燃料噴射ポンプの加圧室に連通ずる可変容積室の容
積を容積変更手段により増減変更して噴射率を急激に変
化させ、燃料の大部分を高い噴射率で噴射することによ
り、上記ディーゼル機関の未だ充分に暖機されていない
燃焼室壁面に燃料噴霧が付着するのを回避するよう構成
されている。このため、暖機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１噴射朋間中に所定回数急
激に増減変化し、燃料は高い噴射率で噴射されて微粒化
し、燃焼室壁面への燃料噴霧の付着は抑制されるので、
円滑な燃焼および暖機状態の迅速な完了を実現でき、暖
機運転特性が飛躍的に向上するという優れた効果を奏す
る。

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。

さらに、暖機状態における未燃燃料の生成を防止できる
ので、排気中に含有される炭化水素（ＨＣ）や−酸化炭
素（ＣＯ’）等の有害成分の排出量を低減でき、排気浄
化性能も高まる。

また、ディーゼル機関の暖機促進対策として、例えは、
吸気加熱、暖機時燃料増量、暖機時燃料噴射時間進角等
、専用の暖機補助手段を設けることなく暖機性能を向上
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。

【図面の簡単な説明】

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
は同じくその制御卸の様子を示すタイミングチャートで
ある。 Ｍｌ　・・・　ディーゼル機関 Ｍ２　・・・　燃料噴射ポンプ Ｍ３　・・・　容積変更手段 Ｍ４　・・・　暖機状態判定手段 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ｆａｊ装置　（Ｅ　ＣＵ　）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 ７４　・・・　ブロック温度センサ ７５　・・・　スタータスイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　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
   ル機関が暖機状態にあるか否かを判定する暖機状態判定
   手段と、 該暖機状態判定手段により暖機状態にあると判定された
   ときは、上記燃料噴射ポンプの燃料噴射期間毎に、上記
   可変容積室の容積を所定回数増減変更させる指令を上記
   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。