JPH0214972B2

JPH0214972B2 -

Info

Publication number: JPH0214972B2
Application number: JP57015921A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-02-02
Filing date: 1982-02-02
Publication date: 1990-04-10
Also published as: JPS58133429A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射量制
御装置に関する。

デイーゼルエンジンにおいては、高地で空気の
密度が下がるため、最大負荷時に噴射燃料に対す
る吸入空気量が不足して、スモーク（黒煙）が発
生するという問題が生じる。

そこで、従来、この問題を解消するデイーゼル
エンジンの燃料噴射量制御装置としては、プラン
ジヤに嵌挿したコントロールスリーブの変位によ
り、プランジヤに設けたカツトオフポートの開閉
位置を制御して燃料噴射量の制御をするようにし
た分配型燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ
を、大気圧を検出する大気圧検出機構で作動させ
るカムにより、ガバナレバーおよび補正レバーを
介して作動させて、大気圧の低い高地においてコ
ントロールスリーブを燃料の最大噴射量を減少さ
せる方向に移動させて、スモークの量を減少させ
るようにしたものが提案されている（特願昭53−
111122号）。

ところで、デイーゼルエンジンのスモーク発生
量は、第１図に示すように、低地（折れ線Ａで示
す。）よりも高地（折れ線Ｂで示す。）でより多く
なり、しかも、高地において、エンジン回転数が
増大すれば、折れ線Ｂで示すように、噴射燃料に
対する吸入空気量の不足が著しくなつて、スモー
クの発生量が増大し、たとえばエンジン回転数
2200r.p.mで直線Ｃで示すスモークの目標値を越
えることになる。

しかるに、上記従来のデイーゼルエンジンの燃
料噴射量制御装置は、燃料の最大噴射量の制御を
大気圧に応じて制御しているに過ぎないため、高
地におけるエンジンの高回転時にスモークの量が
増大し、スモークを充分に減少させることができ
ないという欠点がある。

この発明の目的は、上記事情に鑑み、燃料の最
大噴射量を大気圧状態およびエンジンの回転状態
に応じて、大気圧の低いときに燃料の最大噴射量
を減少させ、かつエンジンの高回転時にはその最
大噴射量をより減少させることにより、高地、高
回転時に、スモークの発生量をより低減させ得る
ようにしたデイーゼルエンジンの燃料噴射量制御
装置を提供することにある。

このため、この発明は、燃料の最大噴射量を規
制する最大噴射量規制装置を補正制御する補正制
御装置に、エンジン外部の大気圧状態を検出する
大気圧検出器とエンジンの回転検出器との両出力
を入力して、上記補正制御装置によつて、最大噴
射量規制装置を大気圧が低いときにエンジン回転
数に関係なく所定量、最大噴射量を減少させると
共に高回転時には低回転時よりも最大噴射量を減
少させるように補正制御することにより、大気
圧、エンジン回転数に応じて最大噴射量を制御し
て、高地、高回転時においてでも、スモークの発
生を低減させるようにしたことを特徴としてい
る。

以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第２図において、１はデイーゼルエンジンの分
配型燃料噴射ポンプ、２はデイーゼルエンジンの
回転数が一定値（たとえば2500r.p.m）以上にな
るとオンする回転スイツチからなる回転検出器、
３は上記分配型燃料噴射ポンプ１に装着した大気
圧検出器である。

上記分配型燃料噴射ポンプ１において、１０は
内部に燃料が供給されるポンプ室１１を形成する
ハウジング、１２は該ポンプ室１１内の燃料を分
配圧送するプランジヤ、１３はプランジヤ１２と
一体にドライブシヤフト１４によつてエンジン回
転数の1/2の速度で回転駆動されるカムデイスク
であつて、該カムデイスク１３にはエンジンの気
筒数と同数のフエイスカム１３ａが設けられ、プ
ランジヤスプリング（図示せず）によつてプラン
ジヤ１２とカムデイスク１３がローラ１５側に付
勢され、カムデイスク１３のフエイスカム１３ａ
が固定側のローラ１５に圧接されてカムリフト量
だけプランジヤ１２を往復運動せしめるものであ
る。上記プランジヤ１２には、ハウジング１０の
吸入ポート１６と連通する吸入スリツト１２ａ、
中心油路１２ｂ、ハウジング１０の吐出路１７と
連通する分配スリツト１２ｃ、およびポンプ室１
１内に開口するカツトオフポート１２ｄがそれぞ
れ設けられ、このプランジヤ１２の外周には上記
カツトオフポート１２ｄの開閉を行うカツトオフ
スリーブ１８がスライド可能に嵌装されている。
上記プランジヤ１２は、その後退時に吸入スリツ
ト１２ａと吸入ポート１６との合致により、タン
クより給送されたポンプ室１１内の燃料を先端チ
ヤンバー１９内に吸入し、次に、プランジヤ１２
の回転と前進により吸入ポート１６が閉じると同
時に圧縮し、分配スリツト１２ｃと吐出路１７と
が合致することにより、圧縮された高圧燃料をデ
リバリバルブ２０を介して所定気筒の燃焼室へ噴
射し、続いて、プランジヤ１２がさらに前進する
と、カツトオフポート１２ｄがカツトオフスリー
ブ１８の側方へ移動して開口することにより、プ
ランジヤ１２内部の高圧燃料をポンプ室１１へ放
出してその圧力が低下し、噴射を終了するもので
ある。このプランジヤ１２の往復動は、プランジ
ヤ１２の１回転中に気筒数だけ行われ、プランジ
ヤ１２の外周に等間隔に設けられた吐出路１７
（１つしか図示していない）により各気筒に順次
噴射されるものである。また、燃料噴射量の増減
は、カツトオフスリーブ１８をスライドさせ、プ
ランジヤ１２の有効ストローク量を変更させるこ
とにより、すなわちカツトオフポート１２ｄの開
口時期を調整することにより行われ、上記カツト
オフスリーブ１８が図の左方に移動すると噴射量
が減少し、逆に右方向へ移動すると噴射量が増加
するものである。

また、２１はポンプ室１１内上部に内蔵されて
いるハーフオールスピードガバナであつて、該ガ
バナ２１の作動により前記カツトオフスリーブ１
８の移動調整をエンジン回転数に応じて行い、燃
料噴射量を調整するものである。上記ガバナ２１
において、２２はドライブシヤフト１４に固定さ
れた駆動ギヤ２３と噛合するガバナギヤ２４を回
転可能に支持するガバナシヤフト、２５は該ガバ
ナシヤフト２２に設けたガバナギヤ２４と一体に
構成されたフライウエイトホルダ２６の組込まれ
たフライウエイト、２７はガバナシヤフト２２に
沿つてスライド可能に取り付けられたガバナスリ
ーブであつて、遠心力によるフライウエイト２５
の拡張動作によつてガバナスリーブ２７がスライ
ドするように構成されている。

さらに、２８および２９は上記ガバナスリーブ
２７の移動に追随して回動されるテンシヨンレバ
ーおよびスタートレバーであつて、このテンシヨ
ンレバー２８およびスタートレバー２９は、コレ
クタレバー３０に固定された共通の第１ピン３１
を支点として回動するように支承されているとと
もに、スタートレバー２９の背面にはガバナスリ
ーブ２７の先端が当接している。該スタートレバ
ー２９の下端にはボールヘツドピン３２が立設さ
れ、該ボールヘツドピン３２は前記カツトオフス
リーブ１８のピン孔１８ａに係合し、スタートレ
バー２９の回動に応じてカツトオフスリーブ１８
が移動するように構成されている。尚、３３は、
上記スタートレバー２９とテンシヨンレバー２８
との間に弾装されたスタートスプリングである。

一方、３４はハウジング１０にシヤフト３５を
介して軸支されたコントロールレバーであつて、
該コントロールレバー３４はケーブル又はリンク
３６等を介してアクセルペダル３７と連動され、
また上記シヤフト３５の内端には偏心ピン３８を
介してヨーク３９の一端が取り付けられ、該ヨー
ク３９の他端には、上記テンシヨンレバー２８の
上端部にアイドルスプリング４０を介して挿通さ
れたアイドルピン４１が連結され、上記ヨーク３
９にはガバナスプリング４２とパーシヤルロード
スプリング４３との２つの圧縮スプリングが決め
られた荷重で組み込まれており、コントロールレ
バー３４の角度が大きくなると、すなわちアクセ
ルペダル３７の踏み込み量が大きくなると、それ
に応じてヨーク３９が図で左側に引張られ、ヨー
ク３９内のスプリング４２，４３の張力によつて
テンシヨンレバー２８を左側に引張るように作用
するものである。尚、上記コレクタレバー３０は
第２ピン４４によりハウジング１０に固定され、
下部のサポートスプリング４５により付勢されて
おり、その回動位置はフルロード調整ねじ４６に
より調整される。

また、５７は上記テンシヨンレバー２８の第２
図中矢印Ｘで示す燃料増量方向の回動を規制し
て、燃料の最大噴射量を規制する最大噴射量規制
装置の一例としての大略コ字形状をした規制レバ
ーである。この規制レバー５７はピン５８により
ハウジング１０に回動自在に支持して、その一端
５７ａを上記テンシヨンレバー２８の上端部に対
向させて、そのテンシヨンレバー２８の上端部と
上記規制レバー５７の一端５７ａとの当接によ
り、燃料の増量方向の回動を規制するようにして
いる。

また、６１は規制レバー５７を回転駆動すると
共にその回動量を大気圧およびエンジン回転数に
応じて補正制御する補正制御装置であり、次のよ
うに構成している。すなわち、まず、ハウジング
１０の上部に上方に向けて開口するように形成し
た凹部１０ｂの上端面に弾性金属板６２を密着さ
せて、その上部よりブラケツト６３を介して図示
しないボルトで締め付けて固定するとともに、上
記凹部１０ｂの側壁に大気を導びく貫通孔６４を
形成して、凹部１０ｂ内に大気圧室６５を形成す
る。この大気圧室６５内に大気圧検出器としての
ベローズ３を収納し、このベローズ３の上端面を
上記金属板６２の下面に固定する一方、ベローズ
３の下端面と凹部１０ｂの底面との間にコイルス
プリング６７を縮装し、さらに上記ベローズ３内
に一定量の気体を封入して、大気圧室６５内の圧
力が標準気圧である場合に、ベローズ３の軸方向
の寸法が一定値となり、また大気圧に応じてベロ
ーズ３を伸縮させるようにしている。また、上記
ベローズ３の下端面中央には、大径部７２ａと小
径部７２ｂとそれらの間のテーパ部７２ｃからな
る作動ロツド７２の大径部７２ａの上端面を固定
している。この大径部７２ａは上記凹部１０ｂの
底面にパツキン７３を介して摺動自在に嵌め込ん
で、小径部７２ｂおよびテーパ部７２ｃをポンプ
室１１内に突出させている。上記小径部７２ｂま
たはテーパ部７２ｃは規制レバー５７の他端に当
接するようになつている。したがつて、作動ロツ
ド７２の第２図中矢印ｌで示す下方への変位によ
り、規制レバー５７はテーパ部７２ｃにより矢印
Ｙ方向に回動して、規制レバー５７の一端５７ａ
を第２図中右方に変位させて、テンシヨンレバー
２８の矢印Ｘ方向の回動量をより少なく拘束す
る。一方、上記ブラケツト６３の上部にはソレノ
イド８１を固定し、このソレノイド８１のプラン
ジヤ８１ａをブラケツト６３の中央孔６３ａを貫
通させて、金属板６２の中央に接触させている。
上記ソレノイド８１は回転スイツチ２を介して電
源８３に接続している。したがつて、回転スイツ
チ２のオンにより、ソレノイド８１は付勢され
て、プランジヤ８１ａを突出させて、金属板６２
を一定量下方に撓ませるようになつている。

したがつて、上記補正制御装置６１は、大気圧
状態に応じたベローズ３の伸縮により作動ロツド
７２を動作させて、規制レバー５７を所定量回動
させ、その上エンジン回転数が一定値（2500r.p.
m）以上の場合には、ソレノイド８１を付勢し
て、金属板６２およびベローズ３を介して、作動
ロツド７２をさらに一定量下方に突出させて、規
制レバー５７をさらに一定量矢印Ｙ方向に回動さ
せるようになつている。上記作動ロツド７２の下
方への補正量つまり変位量ｌと標高（大気圧に対
応する。）との関係を第３図に示す。第３図中直
線V₁はエンジン回転数が2500r.p.m未満の場合の
作動ロツド７２の変位量を示し、直線V₂はエン
ジン回転数が2500r.p.m以上で、回転スイツチ２
がオンとなり、ソレノイド８１が付勢されている
際の作動ロツド７２の変位量を示す。

上記構成のデイーゼルエンジンの燃量噴射量制
御装置は下記の如く動作する。

いま、エンジンの回転数は2500r.p.m以下であ
るとする。

このとき、回転スイツチ２がオフとなつている
ため、ソレノイド８１は消勢されて、金属板６２
はその弾性で第２図に示すように平面をなす。そ
して作動ロツド７２の変位量ｌは、第３図中直線
V₁に示すように標高（大気圧と一定の関係があ
る。）に応じて変化し、いまたとえば標高が高い
とすれば、作動ロツド７２のテーパ部７２ｃで規
制レバー５７を第２図中矢印Ｙ方向に一定量回動
させて、エンジンの全負荷時に上記テンシヨンレ
バー２８が最大燃料を噴射すべく第２図中矢印Ｘ
方向に回動しようとする際に、作動ロツド７２の
変位に応じて変位している規制レバー５７の一端
５７ａにテンシヨンレバー２８の上部が当接し
て、矢印Ｘ方向の移動が規制されるので、燃料の
最大噴射量は作動ロツド７２の変位量つまり標高
に応じて減量規制される。つまり、カツトオフス
リーブ１８の第２図中右方への前進距離が規制さ
れて、プランジヤ１２の有効ストロークが減少規
制されて、吸入空気量に対する燃料の過剰供給が
防止される。

この状態で、エンジン回転数が2500r.p.m以上
になると、このように燃料の最大噴射量を標高に
応じて減量規制していても、吸入空気量の不足が
生じて、スモークが発生しようとするが、このと
き回転スイツチ２がオンとなつて、ソレノイド８
１が付勢されて、第３図中直線V₂で示すように、
作動ロツド７２の下方への補正量としての変位量
ｌが、2500r.p.m以下の場合（直線V₁で示す。）
よりも大きくなつて、規制レバー５７を第２図中
矢印Ｙ方向にさらに一定量（ソレノイド８１のプ
ランジヤ８１ａのストロークに対応する。）回動
させて、エンジンの全負荷時にテンシヨンレバー
２８が最大燃料を噴射すべく第２図中矢印Ｘ方向
に回動しようとする際に、上記規制レバー５７の
一端５７ａにテンシヨンレバー２８の上部が当接
して、矢印Ｘ方向の移動が規制されるので、燃料
の最大噴射量は大気圧状態に応じて減量規制に加
えて、さらにはエンジンの高回転を斟酌して一定
量減力規制される。これにより、エンジンの高回
転時においても、燃料の過剰供給は防止されてス
モークの発生は防止される。

第４図は今一つの実施例の要部を示し、図示し
ない部分は第２図のものと同一である。

第４図において、２はエンジンの回転数を検出
する回転検出器の一例としての回転センサー、３
は大気圧センサー、９０はコンピユータ、９１は
電流値に比例した量だけ作動ロツドとしてのプラ
ンジヤ９２を突出させる比例ソレノイドであつ
て、この比例ソレノイド９１の作動ロツド９２は
先細のテーパ部９２ａとその先端に連らなる小径
円柱部９２ｂを備え、そのテーパ部９２ａまたは
小径円柱部９２ｂを上記実施例と全く同一構造の
最大噴射量規制装置としての規制レバー５７の他
端５７ｂに当接させて、プランジヤ９２の変位量
に応じて、そのテーパ部９２ａで規制レバー５７
を回動させて、燃料の最大の噴射量を規制するよ
うになつている。

一方、上記コンピユータ９０は、大気圧および
エンジン回転数に応じて、スモークを一定量以上
発生させないような最大負荷時の噴射量を表わす
情報を予め記憶しており、つまり、燃料の最大噴
射量を大気圧が低いときに減少させると共に高回
転時には低回転時よりも減少させるべき作動ロツ
ド９２の変位量ｌ（第５図に示す。）を予め記憶し
ている。なお、第５図中、直線W₁，W₂，W₃…
…W_oの順で低回転から高回転になる。そして、
上記コンピユータ９０は大気圧センサー３および
回転センサー２からの両信号に基づいて、上記情
報（変位量ｌ）を読み出して、この情報で図示し
ないインターフエース回路を介して比例ソレノイ
ド９１に所定の電流を通電して、作動ロツド９２
を所定量(l)突出させて、最大噴射燃料を大気圧お
よびエンジン回転数に応じて規制して高地、高回
転においてでもスモークを発生させないようにし
ている。

なお、この実施例においては、コンピユータ９
０と比例ソレノイド９１とで補正制御装置を構成
する。

この発明に用いる補正制御装置は上記実施例に
限定されるものではなく、種々の構成が可能なも
ので、たとえばエンジン回転数に応じた最大噴射
量を規制する制御を、一定大気圧以下の場合にの
み行なう構造のものであつてもよい。

以上の説明で明らかなように、この発明のデイ
ーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置は、大気圧
検出器と回転検出器との両出力に基づいて動作す
る補正制御装置で最大噴射量規制装置を補正制御
して、大気圧が低いときに最大噴射量を減少させ
ると共に、高回転時には低回転時よりも最大噴射
量を減少させるようにしているので、スモークの
発生量を低減でき、特に高地、高回転時のスモー
クの発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスモーク特性を示すグラフ、第２図は
この発明の一実施例の断面図、第３図は上記実施
例のエンジン回転数をパラメータとする標高と作
動ロツドの変位量との関係を示す特性図、第４図
は他の実施例の要部断面図、第５図は上記実施例
のエンジン回転数をパラメータとする標高と作動
ロツドの変位量との関係を示す特性図である。１……分配型燃料の噴射ポンプ、２……回転検
出器、３……大気圧検出器、５７……最大噴射量
規制装置、６１……補正制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジン外部の大気圧状態を検出する大気圧
検出器と、エンジンの回転状態を検出する回転検
出器と、燃料の最大噴射量を規制する最大噴射量
規制装置と、上記両検出器で検出される大気圧お
よび回転状態に応じて、上記最大噴射量規制装置
に対する補正量を大気圧が低いときエンジン回転
数に関係なく所定量、最大噴射量を減少させる方
向に設定するとともに、上記補正量を高回転時に
は低回転時よりも最大噴射量をより減少させるよ
うに設定して上記最大噴射量規制装置を補正制御
する補正制御装置とを備えたことを特徴とするデ
イーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置。