JPH01262344A - Pilot injection control device for diesel-engine - Google Patents

Pilot injection control device for diesel-engine

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Publication number
JPH01262344A
JPH01262344A JP8818088A JP8818088A JPH01262344A JP H01262344 A JPH01262344 A JP H01262344A JP 8818088 A JP8818088 A JP 8818088A JP 8818088 A JP8818088 A JP 8818088A JP H01262344 A JPH01262344 A JP H01262344A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
piezoelectric element
pilot injection
injection
pressurizing chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP8818088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimitsu Henda
良光 辺田
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP8818088A priority Critical patent/JPH01262344A/en
Publication of JPH01262344A publication Critical patent/JPH01262344A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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

Abstract

PURPOSE:To always obtain optimum pilot injection in a pilot injection control device in which the increasing rate of the pressure of fuel in a fuel pressurizing chamber is controlled in accordance with an elongation of a piezoelectric element, by increasing the electric charge applied to the piezoelectric element in accordance with an increase in load of an internal combustion engine upon pilot injection. CONSTITUTION:In a distribution type injection pump 1, when a pluger 9 is moved leftward, fuel in a fuel pressurizing chamber 20 is pressurized, and thereafter when a voltage is applied to a piezoelectric element 37 which is therefore elongated, the pressure of fuel in a pressure control chamber 39 and the pressurizing chamber 20 rapidly increase so that a fuel injection valve 25 performs pilot injection. When the plunger 9 is further moved to pressurize fuel in the pressurizing chamber 20, main injection is carried out. In this arrangement, there is provided a load sensor 43 so as to control such that an electric charge applied to the piezoelectric element 57 in accordance with a detected increase in the load of an engine upon pilot injection, and accordingly, the injection rate is increased in accordance with an increase in the load, thereby it is possible to always obtain optimum pilot injection.

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機関のパイロット噴射制御装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pilot injection control device for a diesel engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プランジャにより加圧される燃料加圧室を具備すると共
に燃料加圧室内の燃料圧を上昇せしめるための圧電素子
を具備し、圧電素子の伸び量が増大するにつれて燃料加
圧室内の燃料圧の上昇率が増大し、燃料加圧室内の燃料
を燃料噴射弁から噴射せしめるようにしたディーゼル機
関が公知である(特開昭61−25925号公報)。こ
のディーゼル機関ではパイロット噴射時に圧電素子に一
定の高電圧を印加させることによって圧電素子を一定量
だけ伸長させ、それによって燃料加圧室内の燃料圧を高
めて燃料噴射弁からパイロット噴射を行なう−ようにし
ている。
It is equipped with a fuel pressurizing chamber pressurized by a plunger and a piezoelectric element for increasing the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber, and as the amount of expansion of the piezoelectric element increases, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber increases. A diesel engine is known (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 61-25925) in which the fuel injection rate is increased and fuel in a fuel pressurizing chamber is injected from a fuel injection valve. In this diesel engine, a certain high voltage is applied to the piezoelectric element during pilot injection to cause the piezoelectric element to expand by a certain amount, thereby increasing the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber and performing pilot injection from the fuel injection valve. I have to.

一方、機関の運転状態に応じてパイロット噴射量を制御
するためにパイロット噴射時における噴射率をほぼ一定
に維持した状態で噴射期間を制御するようにしたディー
ゼル機関が公知である(特開昭58−217758号公
報参照)。
On the other hand, a diesel engine is known in which the injection period is controlled while the injection rate during pilot injection is maintained almost constant in order to control the pilot injection amount according to the operating state of the engine. -217758).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところでディーゼル機関ではメイン噴射量に対するパイ
ロット噴射量の割合が騒音の発生や、NOxの排出量に
大きな影響を与える。即ち、メイン噴射量に対するパイ
ロット噴射量の割合が小さすぎると着火遅れ期間が長く
、着火すると急激に圧力上昇して高い燃焼圧となる。こ
のように急激に圧力上昇すると大きな燃焼騒音が発生し
、また燃焼圧が高くなると燃焼温も高くなるので多量の
NOXが発生する。これに対してメイン噴射量に対する
パイロット噴射量の割合が大きくなりすぎるとパイロッ
ト噴射後ただちに燃焼圧が上昇しはじめるために最高燃
焼圧が高くなり、その結果多量のNOXが発生する。従
ってメイン噴射量に対するパイロット噴射量の割合には
最適値が存在し、メイン噴射量に対するパイロット噴射
量を最適値に設定すれば緩やかな燃焼が行なわれ、最高
燃焼圧も低くなるので燃焼騒音の発生およびNO。
By the way, in a diesel engine, the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount has a large effect on noise generation and NOx emissions. That is, if the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount is too small, the ignition delay period will be long, and when ignition occurs, the pressure will rise rapidly and the combustion pressure will become high. Such a sudden pressure rise causes large combustion noise, and as the combustion pressure increases, the combustion temperature also increases, resulting in a large amount of NOx being generated. On the other hand, if the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount becomes too large, the combustion pressure starts to rise immediately after the pilot injection, resulting in a high maximum combustion pressure, and as a result, a large amount of NOx is generated. Therefore, there is an optimal value for the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount, and if the pilot injection amount is set to the optimal value relative to the main injection amount, gentle combustion will occur, and the maximum combustion pressure will also be lower, which will cause combustion noise. and no.

の発生を抑制することができる。The occurrence of can be suppressed.

ところが特開昭61−25925号公報に記載されたデ
ィーゼル機関ではパイロット噴射量が機関の負荷、即ち
メイン噴射量にかかわらずにほぼ一定であるためにメイ
ン噴射量に対するパイロット噴射量の割合が機関負荷に
応じて大巾に変動し、従ってメイン噴射量に対するパイ
ロット噴射量の割合が小さい場合には燃焼騒音と多量の
NOxが発生し、大きい場合には多量のNOxが発生す
るという問題がある。
However, in the diesel engine described in JP-A No. 61-25925, the pilot injection amount is almost constant regardless of the engine load, that is, the main injection amount, so the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount is determined by the engine load. Therefore, if the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount is small, combustion noise and a large amount of NOx will be generated, and if it is large, a large amount of NOx will be generated.

一方、特開昭58−217758号公報に記載されたデ
ィーゼル機関ではパイロット噴射期間を制御することに
よってパイロット噴射量を制御しているが実際にはパイ
ロット噴射完了からメイン噴射開始までの期間が極めて
短かく、従ってパイロット噴射期間を長くする場合には
パイロット噴射開始時期を最適な開始時期よりも早めな
ければならないか、或いはメイン噴射開始時期を最適な
開始時期よりも遅らせなければならないという問題があ
る。
On the other hand, in the diesel engine described in JP-A-58-217758, the pilot injection amount is controlled by controlling the pilot injection period, but in reality the period from the completion of pilot injection to the start of main injection is extremely short. Therefore, when lengthening the pilot injection period, there is a problem that either the pilot injection start time must be earlier than the optimal start time, or the main injection start time must be delayed than the optimal start time.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記問題点を解決するために本発明によればプランジャ
により加圧される燃料加圧室を具備すると共に燃料加圧
室内の燃料圧を上昇せしめるための圧電素子を具備し、
圧電素子の伸び量が増大するにつれて燃料加圧室内の燃
料圧の上昇率が増大し、燃料加圧室内の燃料を燃料噴射
弁から噴射せしめるようにしたディーゼル機関において
、機関負荷に応じて圧電素子に供給される電荷量を制御
する供給電荷量制御装置を具備し、パイロット噴射時に
機関負荷の増大に応じて圧電素子に供給される電荷量を
増大せしめて圧電素子の伸び量を増大せしめるようにし
ている。
In order to solve the above problems, the present invention includes a fuel pressurizing chamber pressurized by a plunger, and a piezoelectric element for increasing the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber,
In a diesel engine in which the fuel pressure in the fuel pressure chamber increases as the amount of expansion of the piezoelectric element increases, and the fuel in the fuel pressure chamber is injected from the fuel injection valve, the piezoelectric element increases depending on the engine load. The piezoelectric element is equipped with a supply charge amount control device that controls the amount of charge supplied to the piezoelectric element, and increases the amount of charge supplied to the piezoelectric element in response to an increase in engine load during pilot injection, thereby increasing the amount of elongation of the piezoelectric element. ing.

〔実施例〕〔Example〕

第2図を参照すると、1は分配型噴射ポンプを示し、噴
射ポンプ1のハウジング2内にはハウジング2内の燃料
室3内に突出しかつ機関のクランクシャフト(図示せず
)によりプーリ4を介して回転駆動せしめられる駆動軸
5が配置される。ハウジング2には燃料供給ポンプ6が
一体的に形成されており、燃料供給ポンプ6の構造を理
解しやすくするために第2図は燃料供給ポンプ6を90
度回転したところを示している。駆動軸5には燃料供給
ポンプ6のロータ7と、燃料室3内に配置されたタイミ
ングギヤ8と、プランジャ9を駆動するためのカップリ
ング10とが固定される。
Referring to FIG. 2, reference numeral 1 designates a distribution type injection pump, and the injection pump 1 has a housing 2 which projects into a fuel chamber 3 within the housing 2 and which is connected to a crankshaft (not shown) of the engine via a pulley 4. A drive shaft 5 that is rotationally driven is arranged. A fuel supply pump 6 is integrally formed in the housing 2, and in order to make it easier to understand the structure of the fuel supply pump 6, FIG.
It is shown rotated by a degree. A rotor 7 of a fuel supply pump 6 , a timing gear 8 disposed within the fuel chamber 3 , and a coupling 10 for driving a plunger 9 are fixed to the drive shaft 5 .

ハウジング2内にはシリンダ11が形成され、このシリ
ンダ11内にプランジャ9の右端部が挿入される。一方
、プランジャ9の左端部にはカム面12を形成したディ
スク状のカムプレート13とカップリング10とが固定
される。このようにプランジャ9と駆動軸5とはカップ
リング10を介して互に連結されているので駆動軸5が
回転するとそれに伴なってプランジャ9が回転せしめら
れる。なお、このカップリング10はプランジャ9が軸
線方向に移動可能なように駆動軸5とプランジャ9とを
連結しており、従ってプランジャ9は回転しつつ軸線方
向に移動することができる。
A cylinder 11 is formed within the housing 2, and the right end portion of the plunger 9 is inserted into the cylinder 11. On the other hand, a disk-shaped cam plate 13 having a cam surface 12 formed thereon and a coupling 10 are fixed to the left end of the plunger 9. In this way, the plunger 9 and the drive shaft 5 are connected to each other via the coupling 10, so that when the drive shaft 5 rotates, the plunger 9 is rotated accordingly. The coupling 10 connects the drive shaft 5 and the plunger 9 so that the plunger 9 can move in the axial direction, and therefore the plunger 9 can move in the axial direction while rotating.

燃料室3内にはカップリング10を包囲するようにロー
ラリング14が配置されており、このローラリング14
はプランジャ9の軸線回りに回動することができる。ロ
ーラリング14は下方に延びるレバー15を具備してお
り、更にこのローラリング14上にはカム面I2と接触
してカム面12上を転勤するカムローラ16が回転可能
に取付けられる。ローラリング14の下方にはタイマピ
ストン17を有するタイマシリンダ18が設けられ、レ
バー15の下端部はタイマピストン17と係合する。な
お、タイマピストン17の構造を理解しやすくするため
に第2図にふいてタイマシリンダ18は90度回転した
ところを示しており、従ってタイマピストン17はレバ
ー15の下端部の回転移動方向と同一方向に移動可能で
ある。斯くしてタイマピストン17が移動するとそれに
伴なってローラリング14が回動せしめられる。このタ
イマピストン17はローラリング14を回動せしめて噴
射時期を制御するために設けられている。
A roller ring 14 is arranged in the fuel chamber 3 so as to surround the coupling 10.
can rotate around the axis of the plunger 9. The roller ring 14 is provided with a lever 15 extending downward, and a cam roller 16 is rotatably mounted on the roller ring 14, the roller ring 14 moving on the cam surface 12 in contact with the cam surface I2. A timer cylinder 18 having a timer piston 17 is provided below the roller ring 14, and the lower end of the lever 15 engages with the timer piston 17. In order to make it easier to understand the structure of the timer piston 17, the timer cylinder 18 is shown rotated by 90 degrees in FIG. It is possible to move in the direction. When the timer piston 17 moves in this manner, the roller ring 14 is rotated accordingly. This timer piston 17 is provided to rotate the roller ring 14 and control the injection timing.

なお、燃料供給ポンプ6から吐出された燃料は燃料室3
内に供給される。
Note that the fuel discharged from the fuel supply pump 6 is transferred to the fuel chamber 3.
supplied within.

カムプレート13のカム面12上には気筒数と同数の、
例えば4個の凸部が形成され、カム面12は戻しばね1
9のばね力によって常時カムローラ16上に押圧される
。駆動軸5が回転するとカム面12の凸部がカムローラ
16と係合したときにプランジャ9は軸線方向に移動せ
しめられ、従って駆動軸5が一回転するとその間にプラ
ンジャ9が4回往復動する。
On the cam surface 12 of the cam plate 13, there are the same number of cylinders as the number of cylinders.
For example, four convex portions are formed, and the cam surface 12 has a return spring 1.
It is constantly pressed onto the cam roller 16 by the spring force of 9. When the drive shaft 5 rotates, the plunger 9 is moved in the axial direction when the convex portion of the cam surface 12 engages with the cam roller 16, so that the plunger 9 reciprocates four times during one revolution of the drive shaft 5.

一方、プランジャ9はシリンダ11内に形成された燃料
加圧室20内に連通ずる1個の燃料吐出口21と燃料逃
し孔22とを具備し、更にシリンダ11の内周面上には
燃料吐出口21と連通可能な4個の燃料流出孔23が形
成される。これらの燃料流出孔23は夫々デリバリバル
ブ24を介して対応する気筒の燃料噴射弁25に連結さ
れる。
On the other hand, the plunger 9 has a fuel discharge port 21 and a fuel relief hole 22 that communicate with a fuel pressurizing chamber 20 formed in the cylinder 11, and further has a fuel discharge port 21 on the inner peripheral surface of the cylinder 11. Four fuel outflow holes 23 are formed that can communicate with the outlet 21. These fuel outflow holes 23 are each connected to a fuel injection valve 25 of a corresponding cylinder via a delivery valve 24.

プランジャ9が左方に移動すると燃料室3内の燃料が燃
料供給路26を介して燃料加圧室20内に供給され、次
いでプランジャ9が右方に移動すると燃料加圧室20内
の燃料が圧縮される。次いでプランジャ9の燃料吐出口
21がいづれか一つの燃料流出孔23に連通した後に燃
料加圧室20内の高圧の燃料が燃料噴射弁25から噴射
される。
When the plunger 9 moves to the left, the fuel in the fuel chamber 3 is supplied into the fuel pressurizing chamber 20 via the fuel supply path 26, and when the plunger 9 moves to the right, the fuel in the fuel pressurizing chamber 20 is supplied to the fuel pressurizing chamber 20. Compressed. Next, after the fuel discharge port 21 of the plunger 9 communicates with one of the fuel outflow holes 23, the high pressure fuel in the fuel pressurization chamber 20 is injected from the fuel injection valve 25.

このようにしてプランジャ9の燃料吐出口21が4個の
燃料流出孔23と順次連通するために各気筒の燃料噴射
弁25から順次燃料が噴射される。
In this manner, the fuel discharge port 21 of the plunger 9 sequentially communicates with the four fuel outflow holes 23, so that fuel is sequentially injected from the fuel injection valve 25 of each cylinder.

一方、プランジャ9上にはプランジャ9の燃料逃し孔2
2を閉鎖可能なスピルリング27が摺動可能に挿入され
、燃料室3内にはスピルリング27を移動させるだめの
レバー28が挿入される。
On the other hand, the fuel relief hole 2 of the plunger 9 is located on the plunger 9.
A spill ring 27 capable of closing 2 is slidably inserted into the fuel chamber 3, and a lever 28 for moving the spill ring 27 is inserted into the fuel chamber 3.

このレバー28はピボットピン28aによりハウジング
2に回動可能に取付けられており、レバー28の下端部
はスピルリング27の外周面上に形成された凹溝内に嵌
着される。一方、レバー28の上端部はコントロールス
プリング29を介してコントロールレバー30に連結サ
レル。コントロールレバー30はハウジング2により回
動可能に支承されており、このコントロールレバー30
はアクセルペダル31に連結される。アクセルペダル3
1の踏込み量が小さくなるとレバー28が時計回りに回
動せしめられる。その結果、スピルリング27が左方に
移動するのでプランジャ9が右方に移動した際に比較的
早い時期にプランジャ9の燃料逃し孔22が燃料室3内
に開口し、燃料噴射弁25からの燃料噴射作用が停止す
る。一方、アクセルペダル31が踏込まれてスピルリン
グ27が右方に移動せしめられると燃料逃し孔22が燃
料室3内に開口するまでプランジャ9はかなり右方に移
動する。従ってスピルリング27の位置によって、即ち
アクセルペダル31の踏込み遣によって燃料噴射量が制
御される。また、燃料室3内にはタイミングギヤ8と噛
合するギヤ32により回転せしめられるガバナ33が設
けられる。
This lever 28 is rotatably attached to the housing 2 by a pivot pin 28a, and the lower end of the lever 28 is fitted into a groove formed on the outer peripheral surface of the spill ring 27. On the other hand, the upper end of the lever 28 is connected to a control lever 30 via a control spring 29. The control lever 30 is rotatably supported by the housing 2.
is connected to the accelerator pedal 31. accelerator pedal 3
When the amount of depression 1 becomes smaller, the lever 28 is rotated clockwise. As a result, since the spill ring 27 moves to the left, when the plunger 9 moves to the right, the fuel relief hole 22 of the plunger 9 opens into the fuel chamber 3 at a relatively early stage, and the fuel from the fuel injection valve 25 is released. Fuel injection action stops. On the other hand, when the accelerator pedal 31 is depressed and the spill ring 27 is moved to the right, the plunger 9 is moved considerably to the right until the fuel escape hole 22 opens into the fuel chamber 3. Therefore, the fuel injection amount is controlled by the position of the spill ring 27, that is, by the depression of the accelerator pedal 31. Further, a governor 33 is provided within the fuel chamber 3 and is rotated by a gear 32 that meshes with the timing gear 8 .

このガバナ33は遠心ウェイト34と、遠心ウェイト3
4の作用によって回転数が高くなるほど右方に移動する
ガバナスリーブ35とを具備する。
This governor 33 has a centrifugal weight 34 and a centrifugal weight 3.
4, the governor sleeve 35 moves to the right as the rotation speed increases.

ガバナスリーブ35が移動するとそれに伴なってレバー
28が回動せしめられ、従ってガバナ33によっても燃
料噴射量が制御される。
When the governor sleeve 35 moves, the lever 28 is rotated accordingly, so that the governor 33 also controls the fuel injection amount.

一方、プランジャ9と共軸的に圧電アクチユエータ36
が配置される。この圧電アクチュエータ36は圧電素子
37と、圧電素子37により駆動されるピストン38と
、ピストン38により画定される圧力制御室39と、圧
力制御室39内に配置されてピストン38を右方に向け
て押圧する皿ばね40とを具備し、圧力制御室39は連
通孔41を介して燃料加圧室20に連通せしめられる。
On the other hand, the piezoelectric actuator 36 is coaxially connected to the plunger 9.
is placed. The piezoelectric actuator 36 includes a piezoelectric element 37, a piston 38 driven by the piezoelectric element 37, a pressure control chamber 39 defined by the piston 38, and is arranged within the pressure control chamber 39 so as to direct the piston 38 to the right. The pressure control chamber 39 is connected to the fuel pressurizing chamber 20 through a communication hole 41.

一方、プーリ4には例えば4個の突起4aが形成され、
この突起4aに近接したときに出力パルスを発生する基
準信号発生器42が設けられる。
On the other hand, for example, four protrusions 4a are formed on the pulley 4,
A reference signal generator 42 is provided which generates an output pulse when approaching the protrusion 4a.

また、コントロールレバー30の回転角、即ち機関負荷
を検出する負荷センサ43がコントロールレバー30に
連結される。これら基準信号発生器42の出力信号S1
および負荷センサ43の出力信号S2が制御回路45に
入力される。圧電素子37には高電圧電源50の出力電
圧Vが駆動回路60を介して印加される。駆動回路60
は制御回路45の出力信号S3によって制御され、高電
圧電源50の出力電圧Vは制御回路45の出力信号S4
によって制御される。
Further, a load sensor 43 that detects the rotation angle of the control lever 30, that is, the engine load, is connected to the control lever 30. Output signal S1 of these reference signal generators 42
The output signal S2 of the load sensor 43 is input to the control circuit 45. The output voltage V of a high voltage power supply 50 is applied to the piezoelectric element 37 via a drive circuit 60. Drive circuit 60
is controlled by the output signal S3 of the control circuit 45, and the output voltage V of the high voltage power supply 50 is controlled by the output signal S4 of the control circuit 45.
controlled by

次に第1図を参照すると第2図に示す制御回路45は第
1図に示されるように基準信号発生器42の出力信号S
1を波形整形する整形回路46と、整形回路46におい
て整形された矩形波を予め定められた一定時間遅延させ
る遅延回路47とを具備し、遅延回路47の出力信号S
3が駆動回路60に供給される。更に制御回路45は負
荷センサ43の出力信号S2に応じて高電圧電源50に
印加される制御信号S4を制御する印加電圧制御回路4
8を具備する。高電圧電源50は制御信号S4に応じて
第4図に示すように機関負荷に比例して増大する出力電
圧Vを発生する。この高電圧電源50は例えばDC−D
Cコンバータを具備しており、このDC−DCコンバー
タを制御信号S4により制御することによって出力電圧
Vが制御される。
Next, referring to FIG. 1, the control circuit 45 shown in FIG. 2 receives the output signal S of the reference signal generator 42 as shown in FIG.
1, and a delay circuit 47 that delays the rectangular wave shaped by the shaping circuit 46 for a predetermined period of time, and the output signal S of the delay circuit 47
3 is supplied to the drive circuit 60. Furthermore, the control circuit 45 is an applied voltage control circuit 4 that controls a control signal S4 applied to the high voltage power supply 50 in accordance with the output signal S2 of the load sensor 43.
8. In response to control signal S4, high voltage power supply 50 generates an output voltage V that increases in proportion to engine load, as shown in FIG. This high voltage power supply 50 is, for example, a DC-D
The output voltage V is controlled by controlling this DC-DC converter using a control signal S4.

駆動回路60はコンデンサ61と、第1サイリスタ62
と、充電用コイル63と、第2サイリスタ64と、放電
用コイル65と、遅延回路42の出力信号S3に基いて
第1サイリスタ62および第2サイリスタ64を制御す
るトリガ発生器66とを具備する。
The drive circuit 60 includes a capacitor 61 and a first thyristor 62.
, a charging coil 63, a second thyristor 64, a discharging coil 65, and a trigger generator 66 that controls the first thyristor 62 and the second thyristor 64 based on the output signal S3 of the delay circuit 42. .

次に第3図を参照しつつ本発明による噴射制御について
説明する。なお、第3図において実線は高負荷運転時を
示し、破線は低負荷運転時を示す。
Next, injection control according to the present invention will be explained with reference to FIG. In addition, in FIG. 3, the solid line shows the time of high load operation, and the broken line shows the time of low load operation.

第3図においてaで示す基準信号S1は整形回路46に
おいて整形され、次いで遅延回路47において一定時間
遅延遅延されて予め定められた時間巾t2を有する矩形
パルス信号S3がトリガ発生器66に入力される(第3
図のb)。トリガ発生器66は矩形パルス信号S3の立
上りによって第1サイリスタ62のゲートを開き、矩形
パルス信号の立下りによって第2サイリスタ64のゲー
トを開く。第1サイリスタ62がオンになると高電圧電
源50の出力電圧Vが充電用コイル63により昇圧され
て圧電素子37に印加される。圧電素子37の伸び量は
圧電素子37にチャージされる電荷lに比例しており、
圧電素子37にチャージされる電荷量は高電圧電源50
の出力電圧Vに比例する。従って圧電素子37の伸び量
は高電圧電源50の出力電圧Vに比例することになる。
The reference signal S1, indicated by a in FIG. (3rd
Figure b). The trigger generator 66 opens the gate of the first thyristor 62 when the rectangular pulse signal S3 rises, and opens the gate of the second thyristor 64 when the rectangular pulse signal falls. When the first thyristor 62 is turned on, the output voltage V of the high voltage power supply 50 is boosted by the charging coil 63 and applied to the piezoelectric element 37 . The amount of elongation of the piezoelectric element 37 is proportional to the electric charge l charged in the piezoelectric element 37,
The amount of charge charged to the piezoelectric element 37 is determined by the high voltage power supply 50.
is proportional to the output voltage V. Therefore, the amount of expansion of the piezoelectric element 37 is proportional to the output voltage V of the high voltage power supply 50.

第1サイリスタ62はプランジャ9により燃料加圧室2
0内の燃料の加圧作用が開始されて燃料吐出口21が燃
料流出口23に連通した後にオンとされる。第1サイリ
スタ62がオンとされて圧電素子37が伸長すると圧力
制御室39および燃料加圧室20内の燃料圧が急激に上
昇し、斯くして燃料噴射弁25から燃料が噴射されてパ
イロット噴射(第3図のe)が開始される。次いで第2
サイリスタ64がオンになると圧電素子37にチャージ
された電荷が放電用コイル65を介して放電されるため
に圧電素子37は収縮する。圧電素子37が収縮すると
圧力制御室39内の容積が増大するために燃料加圧室2
0内の燃料圧が低下し、斯くしてパイロット噴射が完了
せしめられる。次いでプランジャ9により燃料加圧室2
0内の燃料が加圧されて燃料圧が上昇すると再び燃料噴
射弁25から燃料の噴射が開始されてメイン噴射が行な
われる(第3図のf)。次いでスピルリング27が燃料
逃し孔22を開口するとメイン噴射が完了せしめられる
The first thyristor 62 is connected to the fuel pressurizing chamber 2 by the plunger 9.
It is turned on after the pressurization of the fuel in the tank 0 is started and the fuel discharge port 21 communicates with the fuel outlet 23. When the first thyristor 62 is turned on and the piezoelectric element 37 expands, the fuel pressure in the pressure control chamber 39 and the fuel pressurizing chamber 20 rises rapidly, and thus fuel is injected from the fuel injection valve 25 for pilot injection. (e in Figure 3) is started. Then the second
When the thyristor 64 is turned on, the electric charge stored in the piezoelectric element 37 is discharged through the discharge coil 65, so that the piezoelectric element 37 contracts. When the piezoelectric element 37 contracts, the volume inside the pressure control chamber 39 increases.
The fuel pressure within zero is reduced, thus completing the pilot injection. Then, the plunger 9 opens the fuel pressurizing chamber 2.
When the fuel in 0 is pressurized and the fuel pressure rises, fuel injection from the fuel injection valve 25 is started again and main injection is performed (f in FIG. 3). Next, when the spill ring 27 opens the fuel escape hole 22, the main injection is completed.

一方、前述したように機関負荷が高くなると高電圧電源
50の出力電圧Vが上昇せしめられ(第3図のC)、そ
の結果圧電素子37の伸び量が増大する(第3図のd)
。圧電素子37の伸び量が増大すると燃料加圧室20お
よび圧力制御室39内の燃料圧の上昇率が高くなるため
に噴射率が高くなり、燃料噴射量が増大せしめる。即ち
、機関負荷が高くなってメイン噴射量が増大せしめられ
るとそれに伴なってパイロット噴射量も増大せしめられ
、従ってメイン噴射量に対するパイロット噴射量の割合
を機関負荷にかかわらず小さすぎもしないし、大きすぎ
もしない一定範囲の割合に維持することができる。
On the other hand, as described above, when the engine load increases, the output voltage V of the high voltage power supply 50 increases (C in Figure 3), and as a result, the amount of expansion of the piezoelectric element 37 increases (D in Figure 3).
. When the amount of expansion of the piezoelectric element 37 increases, the rate of increase in fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 20 and the pressure control chamber 39 increases, so that the injection rate increases and the amount of fuel injection increases. That is, when the engine load increases and the main injection amount increases, the pilot injection amount also increases accordingly, so that the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount is not too small regardless of the engine load. The ratio can be maintained within a certain range that is not too large.

第5図の曲線aはパイロット噴射を行なわない場合、曲
線すはメイン噴射量に対するパイロット噴射量の割合が
小さすぎる場合、曲線Cはメイン噴射量に対するパイロ
ット噴射量の割合が大きすぎる場合、曲線dは本発明に
おけるようにメイン噴射量に対するパイロット噴射量の
割合を一定範囲の割合に維持した場合を示す。第5図か
ら本発明における場合には圧力上昇が緩やかでありかつ
最高燃焼圧が低くなるために騒音の発生およびNOつの
発生を抑制できることがわかる。
Curve a in Figure 5 is when no pilot injection is performed, curve C is when the ratio of pilot injection amount to main injection amount is too small, curve d is when the ratio of pilot injection amount to main injection amount is too large. shows a case where the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount is maintained within a certain range as in the present invention. It can be seen from FIG. 5 that in the case of the present invention, the pressure rise is gradual and the maximum combustion pressure is low, so that the generation of noise and NO2 can be suppressed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

メイン噴射量に対するパイロット噴射量の割合を機関負
荷にかかわらずに最適な一定範囲に維持できるので燃焼
騒音およびNOxの発生を抑制することができる。また
、機関負荷の増大に応じて噴射率を増大せしめるように
しているので噴射時間がさほど長くならず、従ってパイ
ロット噴射およびメイン噴射を最適な時期に開始させる
ことができる。
Since the ratio of the pilot injection amount to the main injection amount can be maintained within an optimal constant range regardless of the engine load, combustion noise and generation of NOx can be suppressed. Furthermore, since the injection rate is increased in response to an increase in the engine load, the injection time does not become very long, so pilot injection and main injection can be started at optimal timings.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は噴射制御のためのブロック回路図、第2図は噴
射ポンプの側面断面図、第3図は噴射制御のタイムチャ
ート、第4図は高電圧電源の出力電圧を示す線図、第5
図はシリンダ内圧を示す線図である。 42・・・基準信号発生器、43・・・負荷センサ、4
5・・・制御回路、   60・・・駆動回路。 □高負荷時 一一一一一一低負荷時 第3因 第5問
Figure 1 is a block circuit diagram for injection control, Figure 2 is a side sectional view of the injection pump, Figure 3 is a time chart for injection control, Figure 4 is a diagram showing the output voltage of the high voltage power supply, and Figure 4 is a diagram showing the output voltage of the high voltage power supply. 5
The figure is a diagram showing cylinder internal pressure. 42... Reference signal generator, 43... Load sensor, 4
5... Control circuit, 60... Drive circuit. □High load 11111 Low load 3rd cause Question 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  プランジャにより加圧される燃料加圧室を具備すると
共に該燃料加圧室内の燃料圧を上昇せしめるための圧電
素子を具備し、圧電素子の伸び量が増大するにつれて燃
料加圧室内の燃料圧の上昇率が増大し、該燃料加圧室内
の燃料を燃料噴射弁から噴射せしめるようにしたディー
ゼル機関において、機関負荷に応じて圧電素子に供給さ
れる電荷量を制御する供給電荷量制御装置を具備し、パ
イロット噴射時に機関負荷の増大に応じて圧電素子に供
給される電荷量を増大せしめて圧電素子の伸び量を増大
せしめるようにしたディーゼル機関のパイロット噴射制
御装置。
It is equipped with a fuel pressurizing chamber pressurized by a plunger and a piezoelectric element for increasing the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber, and as the amount of expansion of the piezoelectric element increases, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber increases. A diesel engine with an increased rate of rise and in which fuel in the fuel pressurizing chamber is injected from a fuel injection valve is equipped with a supply charge amount control device that controls the amount of charge supplied to a piezoelectric element in accordance with engine load. A pilot injection control device for a diesel engine that increases the amount of electric charge supplied to the piezoelectric element in response to an increase in engine load during pilot injection, thereby increasing the amount of expansion of the piezoelectric element.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007320A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Low-speed 2-cycle gas engine
US20150081195A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling fuel injection and fuel injection system

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