JPH01200026A - ディーゼルエンジンの燃料制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼルエンジンの燃料制御装置、特に始
動時の燃料過給に関するものである。

（従来の技術） 従来より、ディーゼルエンジンの燃料供給量を設定する
燃料噴射ポンプとしては、例えば、特開昭８０−１５８
９８８号公報に見られるような列形噴射ポンプが広く採
用されている。

この列形噴射ポンプは、噴射ポンプ本体内に各気筒に対
するカム軸で往復駆動されるプランジャポンプがあり、
このプランジャポンプによる噴射量をコントロールラッ
ク（燃料調量部材）の作動量によって制御するようにし
ている。すなわち、プランジャにらせん状切欠きを設け
、その回転角に応じてリーク時期を可変とすることによ
って、プランジャポンプが送油する有効ストロークを前
記コントロールラックの作動によって変化させるように
している。そして、始動時にはコントロールラックを一
定の操作状態として所定量の始動過給を行うように作動
される。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような噴射ポンプで始動過給を行う場
合に、そのコントロールラックが一定の操作位置にあっ
ても実際に噴射される燃料量はエンジン回転数によって
変化するものである。

すなわち、回転数の上昇に伴って時間単位の噴射量は増
加し、燃料流量の増加に対応して燃料の慣性力が増大し
、それによって吸い戻しバルブの圧力波が遅れて吸い戻
し量が少なくなり同じラック量でもらせん状切欠きによ
る燃料のリーク量が減少する。また、前記プランジャの
外周にはこのプランジャの往復回転運動を許容するため
に所定の隙間があり、この隙間からリークする燃料量も
低回転時には１回のストロークに要する時間が長いこと
から多く、高回転で少なくなる。さらに、燃料圧縮に伴
って発生する熱の影響もあって、燃料噴射量は低回転時
よりも高回転時に増加する傾向にある。

上記のようにエンジン始動時にそのエンジン回転数に対
応して燃料噴射量が変化すると、良好な始動性が得られ
ない問題を有する。着火して燃焼し得る燃料の量は与え
られた空気に対し、その燃料の理論空気量より算出され
るものであり、使用するディーゼルエンジンの充填効率
が判明している場合、燃焼に必要とされる燃料は決まる
。そして、それ以上の燃料が噴射されても、単に圧縮空
気より気化潜熱を奪うだけであり、始動性および着火後
の回転の立ち上がりの特性が低下することになる。また
、前記必要燃料量より少ない始動時燃料では燃焼に利用
されない空気が残り、全空気が利用された時に比べ、爆
発力が小さくなり良好な始動性を確保するためには、エ
ンジン回転数に関係なく常に所定量の始動時燃料の供給
を行う必要がある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、始動時にエンジン回
転数が高（なっても必要以上の燃料供給を阻止して良好
な始動性を確保するようにしたディーゼルエンジンの燃
料制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の燃料制御装置は、エン
ジン始動時にコントロールラックなどの燃料調量部材を
所定の一定増量位置に保って燃料供給を行う始動過給手
段と、エンジン回転状態に応じて高回転ほど始動過給手
段による燃料調量部材を燃料減量方向へ作動させる始動
過給補正手段とを設けるように構成したものである。

また、本発明の燃料制御装置は、エンジン始動時に燃料
調量部材を所定の一定増量位置に保って始動燃料を設定
する始動過給手段を備えると共に、燃料噴射ポンプ内に
、燃料調量部材を移動させるレバーと当接する一方、エ
ンジン回転数の上昇に伴って回動される最大噴射量設定
用のカム部材を配設し、該カム部材は始動後において上
記レバー′が当接する第１のカム面と、始動時のみ上記
レバーが当接する第２のカム面とを備え、第２のカム面
はエンジン回転数の上昇に伴って燃料調量部材を減量方
向に作動させる面形状に設定しているものである。

（作用） 上記のようなディーゼルエンジンの燃料制御装置では、
始動時にエンジン回転数が種々の要件によって変動して
も、このエンジン回転数に対応して始動燃料を補正して
、常に最適始動燃料を供給するように制御し、エンジン
回転の上昇に対してリーク量の低減等に伴って過剰供給
となる始動燃料を適正量に修正して良好な始動性を得る
ようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説明する。

実施例１ 第１図はこの実施例における列形燃料噴射ポンプのガバ
ナ機構の全体構成を示す。

燃料制御装置の一部を構成するガバナ機構１は、図示し
ないプランジャポンプによる燃料噴射量を制御する燃料
調量部材としてのコントロールラック２を有し、その突
出方向Ａへの作動によって燃料噴射量が増大するように
プランジャポンプに連係されている。このコントロール
ラック２は、エンジン回転数に対応したポンプシャフト
３の回転および負荷に対応したコントロールレバー４の
操作に基づいて移動し、燃料噴射量を調整するものであ
る。

ポンプシャフト３はエンジン回転に同期して回転（ｌ／
２回転）シ、この回転に応じてフライウェイト５が遠心
力で移動する。ポンプ回転数が高くなってフライウェイ
ト５が拡がるように移動すると、このフライウェイト５
の基部に押されてシフタ６がアイドルスプリング７に抗
して移動し、回転状態検出手段として機能するテンショ
ンレバー８を揺動する。このテンションレバー８の他端
部はガバナシャフト１０が挿通され、ガバナスプリング
１１で低回転側に付勢さ・れる。また、上記テンション
レバー８の他端部の側方には、始動時に始動過給を行う
始動過給手段としての機能および始動時の回転上昇に伴
って始動過給を補正する始動過給補正手段としての機能
を有するカム部材１２の第１および第２トルクカム１３
，１４を回動操作する第１および第２０ッド１５，１６
が連係されている（第２図参照）。

上記カム部材１２の第１および第２トルクカム１３．１
４は前縁にカム面１３ａ、１４ａをそれぞれ有し、この
カム面１３ａ、１４ａにロッド１５．１６と反対側から
センサレバー１７の下端部１７ａが当接し、カム形状に
対応して揺動する。

そして、このセンサレバー１７の上端部が前記コントロ
ールラック２に連係され、前記トルクカム１３．１４の
カム面１３ａ、１４ａが突出している部分では、これと
接触しているセンサレバー１７の揺動によってコントロ
ールラック２は後退方向に移動して燃料噴射を減量制御
するものである。

一方、負荷の増大に対応してコントロールレバー４がＢ
方向に作動されると、フローチンブレバー１９を介して
コントロールラック２を突出方向Ａに作動し、燃料噴射
量の増量制御を行うものである。

上記のようなガバナ機構１の基本構造において、前記カ
ム部材１２の詳細を第２図および第３図に示す。第１の
トルクカム１３は下部の枢支ピン２０によって回動自在
に支持され、上部に連結された第１０ツド１５の基部が
、前記テンションレバー８の連係部材８ａにスライド可
能に挿通され、スプリング２１を介して連係されている
。この第１のトルクカム１３は、前縁に通常の運転状態
でのエンジン回転数の変動に対した燃料噴射量の調整を
行うための第１のカム面１３ａを有し、このカム面１３
ａの下端部には始動過給用の切欠部１３ｂが連接されて
いる。

センサレバー１７の先端部１７ａが前記第１のトルクカ
ム１３の切欠部ｉ３ｂに係合すると、該センサレバー１
７の先端部１７ａに側方に突設された係合ピン１７ｂが
第２のトルクカム１４の前縁のカム面１４ａに当接する
。そして、始動時の回転数変動に対しては第２のトルク
カム１４の特性に応じて燃料噴射量を補正制御する。第
２のトルクカム１４は前記枢支ピン２０によって第１の
トルクカム１３と同様に回動自在に支持され、上部に連
結された第２０ツド１６の基部は前記テンションレバー
８の連係部材８ｂに固着されて連係されている。

前記テンションレバー８は、回転数の上昇に対応してＣ
方向に揺動し、連係部材８ａ、８ｂはロッド１５．１６
を押すように作用するが、始動時にはセンサレバー１７
の先端部１７ａが前記第１のトルクカム１３の切欠部１
３ｂに係合して第１のトルクカム１３は回動不能であり
、テンションレバー８の連係部材８ａは第１０ツド１５
に対してはそのスプリング２１を押し縮め、第２０ツド
１６によって第２のトルクカム１４を第３図の鎖線のよ
うに回動操作する。この第２のトルクカム１４のカム面
１４ａの形状に伴って、センサレバ−１７は始動増量状
態で回転数の上昇に対して減量する方向に噴射量補正を
行うものであり、カム面１４ａによってセンサレバー１
７の係合ピン１７ｂが押されてＤ方向に後退し、前記コ
ントロールラック２を後退操作するものである。

上記第２のトルクカム１４のカム特性による始動回転数
とコントロールラック２のポジションとの関係は、第４
図に示すように、従来は破線のように回転数Ｎｅの上昇
に対し一定ポジションであったものが、実線のように回
転数Ｎｅの上昇に対しコントロールラック２のポジショ
ンは後退する。

このような始動回転数補正にともなって、実際にプラン
ジャポンプによる燃料噴射量は、第５図に示すように、
始動回転数Ｎｅの上昇に対して、従来はリーク量の低減
等によって破線のように増量傾向にあったものが、実線
のように回転数に関係なく一定量すなわち充填量に対応
した最適噴射量を維持するように補正するものである。

このように、本実施例では、第２トルクカム１４を設け
た簡単な構造でこのような制御ができる。

実施例２ この実施例は第６図および第７図に示し、電子ガバナ機
構による例である。

この例のガバナ機構２５も、図示しないプランジャポン
プによる燃料噴射量を制御する燃料調量部材としてのコ
ントロールラック２を有し、その突出方向Ａへの作動に
よって燃料噴射量が増大するように連係されている。上
記コントロールラック２の端部にはビン２６で枢支され
た揺動リンク２７の一端が係合され、この揺動リンク２
７の他端がアクチュエータ２８（リニアＤＣモータ）の
作動部材２８ａに連係され、始動状態を含む運転状態に
応じてコントロールラック２のポジションを調整して噴
射量制御を行う。

上記アクチュエータ２８はコイル２８ｂへの通電量に応
じて発生する電磁力で作動部材２８ａが上下動するもの
であり、該アクチュエータ２８には始動過給手段、回転
状態検出手段および始動過給補正手段の機能を有するコ
ントローラ２９から運転状態に応じて駆動信号が出力さ
れる。このコントローラ２９には、運転状態を検出する
ために、エンジン回転数信号、クランキング信号（スタ
ータ信号）、アクセル開度信号、水温信号等が入力され
ると共に、前記コントロールラック２の位置を検出する
ポジションセンサ３０からのフィードバック制御用の位
置信号が入力される。そして、上記コントローラ２９は
、エンジン回転数および負荷（アクセル開度）などに応
じて通常の燃料噴射制御を行う一方、始動時には始動過
給を行って基本噴射量を増量すると共に、始動回転数の
上昇に応じてコントロールラック２のポジションを減量
方向に補正操作して、一定の燃料噴射量を維持するよう
に制御するものである。

上記コントローラの処理を、第７図のフローチャートに
沿って説明する。スタート後、ステップＳ１で各種信号
を入力し、この信号に基づいてステップＳ２でクランキ
ング状態か否かを判定する。

この判定がＹＥＳで始動時には、ステップＳ３でエンジ
ン水温に応じて初期ラック位置Ｋｌを設定する。この初
期ラック位置に１は、基本始動過給量に相当し、ステッ
プＳ４で初期ラック位置Ｋｌをエンジン回転数に応じて
補正して最終ラック位置Ｋを求める。この補正は、回転
数Ｎｅに係数αを掛けた値を初期ラック位置Ｋｌから減
算し、回転数の上昇に応じて減量方向に補正するもので
ある。そして、ステップＳ６で上記最終ラック位置Ｋに
対応した駆動信号をアクチュエータ２８に出力する。ま
た、前記ステップＳ２の判定がＮｏで通常の運転状態に
おいては、ステップＳ５でアクセル開度、エンジン回転
数、エンジン水温に応じて、所定のマツプからラック位
置Ｋを算出する通常噴射量制御を行う。尚、上記係数α
は、略エンジン回転数に対して実質噴射量が一定になる
よう設定するものであり、また、この係数αはエンジン
水温に応じて変えてもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、始動時に燃料噴射量の過
給増回を行うように燃料調量部材を操作するについて、
始動回転数の増加に対して燃料調量部材の位置を減量方
向に補正するようにしたことにより、エンジン回転数が
上昇するとリーク量の低減などによって燃料噴射ポンプ
からの実際の燃料噴射量が増量する傾向にあるのを、始
動回転数に関係なく燃料噴射量を吸気充填量に対応した
適正値に設定することができ、必要以上の燃料供給によ
る気化潜熱もしくは必要量以下の燃料噴射による出力不
足での始動不良の発生を改善して、良好な始動性、始動
後のエンジン回転数の立ち上がりを確保することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるディーゼルエン
ジンの燃料制御装置におけるガバナ機構を示す概略斜視
図、 第２図はカム部材の平面図、 第３図は同正面図、 第４図は補正による始動回転数とコントロールラックの
ポジションとの関係を示す特性図、第５図は上記補正に
よる始動回転数と燃料噴射量との関係を示す特性図、 第６図は本発明の第２の実施例におけるディーゼルエン
ジンの燃料制御装置におけるガバナ機構を示す構成図、 第７図は第２の実施例におけるコントローラの処理を説
明するためのフローチャート図である。 １．２５・・・・・・ガバナ機構、２・・・・・・コン
トロールラック（燃料調量部材）、８・・・・・・テン
ションレバー、１２・・・・・・カム部材、１３．１４
・・・・・・トルクカム、１３ａ・・・・・・第１のカ
ム面、１４ａ・・・・・・第２のカム面、１７・・・・
・・センサレバー、２８・・・・・・アクチュエータ、
２９・・・・・・コントローラ。 マ ≦−１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃料噴射量を制御する燃料調量部材と、エンジ
   ン始動時に上記燃料調量部材を所定の一定増量位置に保
   って始動燃料を設定する始動過給手段を備えたディーゼ
   ルエンジンの燃料制御装置において、エンジン回転状態
   を検出する回転状態検出手段と、該エンジン回転状態に
   応じて高回転ほど上記始動燃料を減量方向へ補正する始
   動過給補正手段とを設けたことを特徴とするディーゼル
   エンジンの燃料制御装置。
2. （２）　燃料噴射量を制御する燃料調量部材と、エンジ
   ン始動時に上記燃料調量部材を所定の一定増量位置に保
   って始動燃料を設定する始動過給手段を備えたディーゼ
   ルエンジンの燃料制御装置において、前記燃料調量部材
   を移動させるレバーと当接する一方、エンジン回転数の
   上昇に伴って回動される最大噴射量設定用のカム部材が
   燃料噴射ポンプ内に配設され、該カム部材は始動後にお
   いて上記レバーが当接する第１のカム面と、始動時のみ
   上記レバーが当接する第２のカム面とを備え、第２のカ
   ム面はエンジン回転数の上昇に伴って燃料調量部材を減
   量方向に作動させる面形状に設定されていることを特徴
   とするディーゼルエンジンの燃料制御装置。