JPH0245494Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は冷間始動時に燃料噴射タイミングを所
定角度進角させるデイーゼルエンジンの燃料噴射
タイミング制御装置の改良に関するものである。

（従来技術） デイーゼルエンジンには、冷間始動時に燃料噴
射タイミングを所定角度進角させる燃料噴射タイ
ミング制御装置を備えたものが知られている。た
とえば、特開昭57−176326号公報には、燃料噴射
タイミング制御装置として、吸気温度と冷却水温
度とを検出して、冷間始動時にデイーゼルエンジ
ンが完爆しているか否かにかかわりなく燃料噴射
タイミングを所定角度進角させ、冷間始動時にお
ける半失火を防止することが開示されている。

ところで、デイーゼルエンジンにおいて、冷間
始動時にあらかじめ吸気を加熱して始動時に予熱
を行うようにしたものがあり、この始動時に予熱
を行う始動時予熱装置を備えているデイーゼルエ
ンジンの場合には、該予熱装置の高温作動時に噴
射タイミングを進角させると、着火が早すぎて圧
縮上死点のかなり前に着火してしまい、これによ
る逆トルクによつて始動性が阻害されるという問
題が生じる。

（考案の目的） 本考案は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、冷間始動時に燃料噴射
タイミングを進角させる燃料噴射タイミング制御
装置と、冷間始動時の始動予熱装置とを備えたデ
イーゼルエンジンにおいて、冷間始動時に噴射タ
イミングを進角させることに伴う始動性の悪化を
防止するようにしたデイーゼルエンジンの燃料噴
射タイミング制御装置を提供することにある。

（考案の構成） 本考案の特徴は、第１図に示すように、デイー
ゼルエンジンが完爆状態にあるか否かを検出する
完爆状態検出装置１と、フユエルインジエクシヨ
ンポンプ２を駆動して燃料噴射タイミングを進角
させるためのアクチユエータ３を制御するアクチ
ユエータ制御装置４とを設けて、エンジンが完爆
状態にあると完爆状態検出装置１が判断したとき
にのみ、その完爆状態検出装置１の出力に基づい
てアクチユエータ制御装置４を作動させ、アクチ
ユエータ３を進角方向に作動させると共に、この
噴射タイミングの進角を始動予熱装置の作動停止
に同期させるようにしたところにある。

（実施例） 第２図において、５は始動予熱装置としてのグ
ロー、６はフユエルインジエクシヨンノズルであ
つて、グロー５とフユエルインジエクシヨンノズ
ル６とはシリンダヘツド７に取付けられ、その各
先端は渦流室８に臨まされている。フユエルイン
ジエクシヨンノズル６はフユエルインジエクシヨ
ンポンプ２とインジエクシヨンパイプ（図示を略
す）を介して連通され、グロー５はCPU９によ
つて制御されるようになつている。このCPU９
は、デイーゼルエンジンをコントロールする機能
を有するもので、エンジン完爆状態検出装置１、
冷却水温検出装置１０を備えている他にエンジン
制御に要する制御装置１１，１２を備えている。
このCPU９には、イグニツシヨンキースイツチ
（図示を略す）からのキースイツチ信号Ａ、スタ
ータモータからのスタータ信号Ｂ、エンジン完爆
検出センサ１３からの完爆状態検出信号Ｃ、冷却
水温検出センサ１４からの冷却水温検出信号Ｄの
他エンジン制御に要する信号が入力されるものと
なつている。スタータ信号Ｂは、スタータモータ
が回転すると同時にCPU９に入力されるもので
あり、デイーゼルエンジンはスタータモータが回
転すると同時にクランキング状態に入るものであ
る。グロー５は、始動予熱装置の一部を構成する
高温側電流供給装置１５と低温側電流供給装置１
６とに接続されており、高温側電流供給装置１５
と低温側電流供給装置１６とはCPU９によつて
制御されるものである。

第３図は、CPU９の制御タイミングを説明す
るためのタイミングチヤートであつて、この図に
おいて、イはイグニツシヨンキースイツチに基づ
く信号の入力時期を示し、ロは冷却水温の上昇経
違を示し、ハは高温側電流供給装置の温度変化を
示し、ニはグロー５の時間の経過に伴なう温度変
化を示しており、ホは低温側電流供給装置１６の
アフターグロー電圧を示しており、ヘ〜チについ
ては後述することとする。この第３図のイにおい
て、符号t₁はキースイツチ信号Ａの入力時期、符
号t₂はスタータ信号Ｂの入力時期、符号t₃は後述
する完爆信号Ｅの出力時期、符号t₄はイグニツシ
ヨンキースイツチがオンされてからスタータモー
タが回転を開始するまでの間のグロー予熱時間、
符号t₅はスタータモータが回転を開始してからエ
ンジン完爆直前までのクランキング時間を示して
いる。

CPU９は、キースイツチ信号Ａが入力されて
からスタータ信号Ｂが入力されるまでの間、第３
図のハに示すように、高温側電流供給装置１５を
オン状態に維持し、かつ、スタータ信号Ｂが入力
されると同時に高温側電流供給装置１５を間欠的
にオン・オフ制御するものである。グロー５の温
度は、第３図のニに示すように、高温側電流供給
装置１５の間欠的オン・オフによつて一定に保た
れるようになつている。低温側電流供給装置１６
は、完爆信号Ｅが入力されるとオンされるもので
あり、高温側電流供給装置１５は完爆信号Ｅが入
力されるとオフされるものとなつていて、グロー
５の温度は、エンジンがクランキング状態にある
ときの温度よりも低い温度に設定されるようにな
つており、いわゆるアフターグローが行なわれる
ようになつている。この低温側電流供給装置１６
は冷却水温Ｔが上昇して基準温度T₀以上になる
と、オフされるものである、ここでは、冷却水温
が30℃のときを基準温度T₀としており、第３図
において、符号t₆は低温側電流供給装置１６がオ
フされる時期を示しており、冷却水温Ｔが30℃を
越えるとエンジン暖機状態にあるとみなされるも
のとなつている。

CPU９は、冷却水温に基づいてエンジンを冷
間始動の条件下で作動させるか否かを判別する機
能を有している。ここでは、冷却水温検出信号Ｄ
は、冷却水温検出装置１０に入力されるものとな
つており、冷却水温検出装置１０は、冷却水温Ｔ
が基準温度T₀以上であるか基準温度T₀以下であ
るかを判別し、CPU９は冷却水温Ｔが基準温度
T₀以下のときに冷間始動時におけるプログラム
に基づいてエンジンを制御するものとなつてい
る。CPU９は、燃料噴射タイミングの進角量を
定めるプログラムを内蔵しており、基準温度T₀
以下の冷却水温Ｔの各値に対応してそれぞれ異な
る進角量が定められている。冷却水温検出装置１
０は後述するソレノイド制御回路１７，１８に制
御信号を出力する機能を有している。

ソレノイド制御回路１７，１８は、アクチユエ
ータ制御装置４の一部を構成しており、ソレノイ
ド制御回路１７、ソレノイド１９を駆動し、ソレ
ノイド制御回路１８はソレノイド２０を駆動する
機能を有しており、ソレノイド制御回路１８には
完爆信号Ｅが入力されるものとなつている。この
完爆信号Ｅは、完爆状態検出装置１から出力され
るもので、完爆状態検出装置１は、デイーゼルエ
ンジンが完爆状態にあるか否かを検出する機能を
有している。この完爆状態検出装置１には、エン
ジン完爆検出センサ１３からの完爆状態検出信号
Ｃが入力されており、この完爆状態検出信号Ｃと
しては、エンジン回転数信号、オルタネータの発
生電圧信号等が使用され、完爆状態検出装置１は
この完爆状態検出信号Ｃに基づいて完爆信号Ｅを
出力するものであり、ソレノイド制御回路１７，
１８による制御の詳細については、アクチユエー
タ制御装置４、アクチユエータ３の説明をした後
に説明することとする。

アクチユエータ制御装置４は、バキユームポン
プ２１を有しており、２２，２３，２４はバキユ
ーム通路である。バキユーム通路２３，２４はそ
れぞれバキユーム通路２２に連通されており、バ
キユーム通路２３はソレノイド１９によつて開閉
され、バキユーム通路２４はソレノイド２０によ
つて開閉されるものとなつている。アクチユエー
タ３は、燃料噴射タイミングを進角制御する機能
を有しており、ここでは、カソード形のダイヤフ
ラム構成とされている。アクチユエータ３は、進
角レバー２５を駆動する駆動ダイヤフラム２６と
進角量を事前に設定する進角量設定ダイヤフラム
２７とから構成されている。駆動ダイヤフラム２
６はダイヤフラム膜２８によつて大気圧室F₁と
負圧室F₂との２室に画成され、進角量設定ダイ
ヤフラム２７はダイヤフラム膜２９によつて大気
圧室G₁と負圧室G₂との２室に画成されている。
ダイヤフラム膜２８は、取付板３０とスプリング
受け板３１とで挟持され、ダイヤフラム膜２９は
取付板３２とスプリング受け板３３とで挟持さ
れ、取付板３０には、進角レバー駆動ロツド３４
が取り付けられ、取付板３２にはストツパー棒３
５が取り付けられている。負圧室Ｆ２と負圧室Ｆ
２とには、スプリング３６，３７がそれぞれ設け
られ、ダイヤフラム膜２８，２９をそれぞれ大気
圧室F₁，G₁、の側に向かつて付勢している。負
圧室G₂は、バキユーム通路２３に連通され、負
圧室F₂はバキユーム通路２４に連通されている。
ストツパー棒３５は大気圧室G₁を貫通して負圧
室F₂に向かつて進出しており、ソレノイド１９
がオンされて負圧室Ｇ２の圧力が低下すると、ス
プリング３７の付勢力に抗して大気圧室G₁の側
に後退するものとされている。

ここでは、冷間始動時の進角量の設定操作は、
進角レバー２５を介して行なわれるものとなつて
おり、第４図はフユエルインジエクシヨンポンプ
２の進角制御機構の要部断面図を示すものであ
る。この第４図において、３８はカムデイスク駆
動軸、３９はカムデイスクであつて、このカムデ
イスク３９はエンジン気筒数と同数個のリフト部
をそのカム面に有している。このリフト部はカム
デイスクの周回り方向に形成されており、カムデ
イスク３９の軸方向に山高とされている。このカ
ム面にローラ４０が摺接するものとされている。
このローラ４０は、カムデイスク３９をカムデイ
スク駆動軸３８が延びる方向に前進後退させる機
能を有しており、これによつて各気筒に燃料が分
配配分されるものである。ローラ４０は、ローラ
ホルダー４１に支持されている。フユエルインジ
エクシヨンポンプ２は、エンジン回転数に応じて
進角量を自動的に設定する進角量自動設定機構４
２を有しており、この進角量自動設定機構４２
は、タイマーピストン４３と付勢スプリング４４
と係合レバー４５とローラホルダ４１とから構成
されている。

係合レバー４５はローラホルダ４１に係合され
て、このローラホルダ４１をカムデイスク駆動軸
３８の軸心回りに回転させる機能を有しており、
エンジン回転数が増大してフユエルインジエクシ
ヨンポンプの回転速度が上昇すると、フイードポ
ンプ（図示を略す。）の送油圧力が上昇し、タイ
マーピストン４３が、第４図中、矢印Ｈ方向に変
位されて、係合レバー４５が軸４６を中心に矢印
Ｉ方向に回動され、ローラホルダ４１がカムデイ
スク駆動軸３８の回転方向とは反対方向の矢印Ｊ
方向に回転されて、カムデイスク３９のリスト時
期が早められ、燃料噴射タイミングが進角される
ものとなつている。ここでは、冷間始動時におけ
る燃料噴射タイミングの進角は、ローラホルダー
４１を使用して行われるものとなつており、進角
レバー２５には偏心カム４７が取り付けられてお
り、この偏心カム４７はローラホルダ４１に係合
されていて、進角レバー２５を矢印Ｋ方向に操作
すると、ローラホルダー４１が矢印Ｊ方向に回転
されて、冷間始動時の燃料噴射タイミングの進角
がなされるものである。

次に、ソレノイド制御回路１７，１８の制御の
詳細について説明する。

冷間始動条件下で、イグニツシヨンキースイツ
チがオンされると、ソレノイド制御回路１７がオ
ンされて、第３図のヘに示すようにソレノイド１
９がオンされるようになつている。このソレノイ
ド１９がオンされると、バキユーム通路２３が開
成され、負圧室G₂の圧力が低下すると、ストツ
パー棒３５が後退して、進角量設定ダイヤフラム
２７は進角待期状態に入るものである。ここで、
CPU９は、冷却水温Ｔに基づいてそれに対応す
る進角待期状態となるように、ソレノイド制御回
路１７を制御するものである。ソレノイド制御回
路１８は、エンジン完爆前まではオフされてお
り、完爆状態検出装置１が完爆状態を検出して、
完爆信号Ｅが入力されるとオンするようにされて
いる。このソレノイド制御回路１８がオンされる
と、第３図のトに示すようにソレノイド２０がオ
ンされるものであり、バキユーム通路２４が開成
されて、駆動ダイヤフラム２６が作動され、燃料
噴射タイミングの進角が実行に移されるものであ
る。

CPU９は、ここでは、エンジンが完爆状態に
入ると冷却水温Ｔに基づいてバキユーム通路２３
の開閉量が小さくなるように、ソレノイド１９を
制御する機能を有している。進角量設定ダイヤフ
ラム２７のストツパ棒３５は、バキユーム通路２
３の開閉量が小さくなるに伴つて負圧室F₂に向
かつて進出するものとされ、このバキユーム通路
２３の開閉量が小さくなるに伴つてストツパ棒３
５が負圧室F₂に向かつて進出しうるように、ス
プリング３６の付勢力よりもスプリング３７の付
勢力が大なるものとされている。駆動ダイヤフラ
ム２６のダイヤフラム膜２８は、こストツパー棒
３５の進出によつて大気圧室F₁の側に向かつて
押され、進角レバー３４がそれに伴つて進角方向
Ｋとは反対方向に押されて、第３図のチに示すよ
うに、冷却水温Ｔの上昇に伴つて、進角量が徐々
に小さくされるものであり、冷却水温Ｔが温度
T₀を越えるか否かのエンジン暖機状態に入つた
時点で、CPU９の制御に基づいてソレノイド１
９とソレノイド２０と低温側供給装置１６とはオ
フされるようになつている。

以上のことを第５図に示すCPU９のフローチ
ヤートに基づいて説明すると、イグニツシヨンキ
ースイツチがオンされると、冷却水温Ｔがレンジ
基準温度T₀以下であるか否かが判定（ステツプ
４８）されて、エンジンを冷間始動条件の下で作
動させるか否かが決定される。冷間始動の条件を
満足しているときには、冷却水温Ｔの値に対応す
る進角量をプログラムから読込んで、ソレノイド
１９をオン（ステツプ４９）させ、アクチユエー
タ３を進角待期状態（ステツプ５０）に設定す
る。エンジンが完爆状態（ステツプ５１）に入る
までの間は、この進角待期状態が接続されて、エ
ンジン完爆前は燃料噴射タイミングを進角させず
にほぼ上死点前3゜付近として着火性の向上が図ら
れるものである。エンジンが完爆状態に入ると、
完爆状態検出装置１から完爆信号Ｅが出力され
て、ソレノイド２０がオン（ステツプ５２）され
る。すると、アクチユエータ３が進角レバー２５
を操作して、燃料噴射タイミングの進角量が実行
され、その進角量は上死点前10゜〜5゜付近とされ
てエンジンの半失火防止が図られるものである。
エンジン完爆後、冷却水温Ｔが上昇する。ここ
で、冷却水温Ｔ＞T₀であるか否かの判別（ステ
ツプ５３）が行われる。Ｔ＜T₀以下のときには、
その冷却水温の値に対応する進角量をプログラム
から読込んで（ステツプ５４）、ソレノイド１９
をその進角量が徐々に小さくなる方向に制御し
（ステツプ５３）、これを繰返す。冷却水温Ｔが上
昇して、Ｔ＜T₀を越えるとソレノイド１９がオ
フ（ステツプ５６）され、ソレノイド２０が略同
時にオフ（ステツプ５７）されて、冷間始動時に
おけるCPU９の処理が終了する。

（考案の効果） 本考案は以上説明したように、始動予熱装置の
作動に同期して、始動予熱が停止されたときに初
めて噴射タイミングを進角させるようにしてある
ため、冷間始動時に燃焼室を予熱し、なお且つ噴
射タイミングを進角させることに伴う始動性の悪
化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るデイーゼルエンジンの燃
料噴射タイミング制御装置の大略構成図、第２図
は本考案に係るデイーゼルエンジンの燃料噴射タ
イミング制御装置の詳細構成図、第３図は本考案
に係るデイーゼルエンジンの燃料噴射タイミング
制御装置のタイミングチヤート、第４図は本考案
に係るデイーゼルエンジンの燃料噴射タイミング
制御装置に使用するフユエルインジエクシヨンポ
ンプの要部断面図、第５図は本考案に係るデイー
ゼルエンジンの燃料噴射タイミング制御装置のフ
ローチヤート、である。 １……完爆状態検出装置、２……フユエルイン
ジエクシヨンポンプ、３……アクチユエータ、４
……アクチユエータ制御装置、５……グロー、６
……インジエクシヨンノズル、１０……冷却水温
検出装置、２５……進角レバー、２６……駆動ダ
イヤフラム、２７……進角量設定ダイヤフラム、
３４……進角レバー駆動ロツド、３５……ストツ
パ棒。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 噴射タイミングを進角制御するアクチユエータ
   と、冷間始動時に前記アクチユエータを作動させ
   て燃料噴射タイミングを進角させる燃料噴射タイ
   ミング制御装置と、吸気加熱器に大電流を供給す
   る電流供給装置と、冷間始動時に前記電流供給装
   置を作動させて燃焼室の予熱を行う始動予熱装置
   と、を有するデイーゼルエンジンにおいて、 前記デイーゼルエンジンが自力回転できる程度
   に回転数が上昇した完爆状態にあるか否かを検出
   する完爆状態検出装置を備え、 前記燃料噴射タイミング制御装置には、 前記デイーゼルエンジンが完爆状態にあると前
   記完爆状態検出装置が判断したときの出力に基づ
   いて、燃料噴射タイミングが所定角度進角される
   ように前記アクチユエータを作動制御するアクチ
   ユエータ制御装置が設けられ、 前記始動予熱装置には、 前記完爆状態検出装置の完爆状態検出時まで前
   記電流供給装置を作動させ、前記完爆状態検出装
   置が完爆状態に有ると判断したときの出力に基づ
   いて、前記電流供給装置の作動を停止させる電流
   供給制御手段が設けられている、 ことを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射
   タイミング制御装置。