JPH0249953A - ディーゼル機関のパイロット噴射制御装置 - Google Patents

ディーゼル機関のパイロット噴射制御装置

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JPH0249953A
JPH0249953A JP19895088A JP19895088A JPH0249953A JP H0249953 A JPH0249953 A JP H0249953A JP 19895088 A JP19895088 A JP 19895088A JP 19895088 A JP19895088 A JP 19895088A JP H0249953 A JPH0249953 A JP H0249953A
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fuel
piezoelectric element
injection
pilot injection
chamber
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JP19895088A
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Hiromichi Yanagihara
弘道 柳原
Yoshimitsu Henda
良光 辺田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • 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

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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機関のパイロット噴射制御装置に関
する。
〔従来の技術〕
ディーゼル機関においてパイロット噴射を制御するため
に、燃料で満たされかつプランジャによって加圧される
燃料加圧室と、燃料加圧室に連結されかつ燃料加圧室の
燃料圧が予め定められた圧力を越えたときに開弁する燃
料噴射弁と、燃料加圧室に連通ずる可変容積室と、可変
容積室の容積を制御する圧電素子とを具備し、圧電素子
が可変容積室内の燃料圧に比例した電圧を発生し、圧電
素子の発生電圧が予め定められた基準電圧を越えたとき
に圧電素子を伸長駆動して可変容積室の容積を減少させ
ることによりパイロット噴射を開始させるようにしたパ
イロット噴射制御装置が公知である(特開昭61−25
925号公報参照)。このパイロット噴射制御装置では
燃料圧が予め定められた燃料圧よりも高くなったときに
圧電素子を伸長駆動して燃料加圧室内の燃料圧を高める
ことによりパイロット噴射を開始させ、次いで予め定め
られた一定時間が経過したときに圧電素子を収縮させて
燃料加圧内の燃料圧を低下させることによりパイロット
噴射を停止させ、次いでプランジャによって再び燃料加
圧室内の燃料圧が高められたときにメイン噴射を開始さ
せるようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら実際には圧電素子の発生電圧が基準電圧を
越えたことを検出してから実際に圧電素子が伸長するま
でに一定の時間を要する。従って機関回転数が増大する
につれてパイロット噴射が開始されるクランク角、即ち
パイロ・ノド噴射時期が次第に遅れるためにパイロット
噴射とメイン噴射がくっついてしまい、パイロット噴射
が開始されてからメイン噴射が完了するまで燃料噴射が
切れ目なく連続して行なわれる。ところがこのようにパ
イロット噴射とメイン噴射がくっつくと実質的にパイロ
ット噴射が行なわれなかったのと同じになり、斯くして
着火おくれをなくして急激な圧力上昇を阻止するという
バイロフト噴射の利点が得られなくなるという問題があ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば燃料で満た
されかつプランジャによって加圧される燃料加圧室と、
燃料加圧室に連結されかつ燃料加圧室内の燃料圧が予め
定められた圧力を越えたときに開弁する燃料噴射弁と、
燃料加圧室に連通ずる可変容積室と、可変容積室の容積
を制御する圧電素子とを具備し、圧電素子が可変容積室
内の燃料圧に応じた電圧を発生し、圧電素子の発生電圧
が予め定められた基準電圧を越えたときに圧電素子を伸
長駆動して可変容積室の容積を減少させることによりパ
イロット噴射を開始させるようしたパイロット噴射制御
装置において、上述の基準電圧を機関回転数の増大に応
じて低下させるようにしている。
〔作 用〕
基準電圧を機関回転数の増大に応じて低下させると機関
回転数の増大に伴なって基準電圧の検出時期が早まるた
めにパイロット噴射が開始されるクランク角、即ちパイ
ロット噴射時期が遅れるのが防止される。その結果、パ
イロット噴射とメイン噴射がくっつかなくなり、パイロ
ット噴射がメイン噴射に対して独立して行なわれる。
〔実施例〕
第1図に分配型燃料噴射ポンプ1の一部を示す。
分配型燃料噴射ポンプ1は機関によって駆動され、その
内部に低圧燃料ポンプ(図示せず)と回転カムプレート
(図示せず)と、低圧燃料ポンプから吐出された低圧燃
料で満された低圧燃料室(図示せず)を具備する。プラ
ンジャ2は回転カムプレートによって回転しつつ軸方向
に摺動せしめられ、プランジャ2の先端部に燃料加圧室
3が形成される。プランジャ2が左方に移動すると図示
しない燃料供給ポートが燃料加圧室3内に開口し、この
燃料供給ポートから低圧燃料室内の低圧燃料が燃料加圧
室3内に供給される。一方、プランジャ2が右方に移動
すると燃料供給ポートがプランジャ2によって閉鎖され
、その後プランジャ2が右方に移動するにつれて燃料加
圧室3内の燃料が加圧される。
プランジャ2内には燃料加圧室3からプランジャ2の軸
線に沿って延びる燃料流出孔4が形成される。燃料流出
孔4の最奥部には燃料吐出孔5が形成され、この燃料吐
出孔5はプランジャ2上に摺動可能に挿着されたスピル
リング6によって開閉制御される。このスピリング6は
例えばアクセルペダルに連結されてアクセルペダル6の
踏込み量に応じてプランジャ2の軸線方向に摺動せしめ
られ、それによってメイン噴射の噴射完了時期を制御す
る。また、プランジャ2内には燃料流出孔4から半径方
向に延びる燃料吐出孔7が形成され、この燃料吐出孔7
はプランジャ2が回転しつつ往復動する間に燃料吐出通
路8と連通ずる。この燃料吐出通路8は燃料噴射弁9に
連結される。
燃料噴射ポンプ1は更にパイロット噴射制御装置10を
具備する。このパイロット噴射制御装置10はそのハウ
ジング11内に摺動可能に挿入されたピストン12と、
ピストン12とハウジング11間に挿入された圧電素子
13と、ピストン12を常時下方に向けて押圧する圧縮
ばね14と、ピストン12の頂部によって画定された可
変容積室15とを具備し、可変容積室15は燃料流通路
16に連結される。プランジャ2内には燃料流出孔4か
ら半径方向に延びる燃料流通孔17が形成され、この燃
料流通孔17はプランジャ2が回転しつつ摺動する間に
燃料流通路16と連通ずる。
燃料流通路17が燃料流通路16に連通ずると可変容積
室15が燃料加圧室3に連通ずる。
圧電素子13は一対の端子20.21を具備し、これに
一対の端子20.21は圧電素子駆動回路22に接続さ
れる。圧電素子駆動回路22は第1のサイリスタS、と
、昇圧用コイルL1 と、第2のサイリスタS2と、昇
圧用コイルL2と、コンデンサCからなる。第1サイリ
スタS1がオンになると圧電素子13に電圧が印加され
、コンデンサCにチャージされた電荷がコイルL、を介
して圧電素子13にチャージされる。圧電素子13に電
荷がチャージされると圧電素子13が軸方向に伸長し、
その結果可変容積室15の容積が減少せしめられる。次
いで第2サイリスクS2がオンになると圧電素子13に
チャージされた電荷がコイルL2を介してディスチャー
ジされ、圧電素子13の端子電圧が低下する。電荷がデ
ィスチャージされると圧電素子13は軸方向に収縮し、
その結果可変容積室15の容積が増大せしめられる。
各サイリスクS、、S2は電子制御ユニット30の出力
信号に基づいて制御される。
電子制御ユニット30はディジタルコンピュータからな
り、双方向性パス3Iによって相互に接続されたROM
  (リードオンリメモリ)32と、l?AMくランダ
ムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ
)34、入力ポート35および出力ポート36を具備す
る。圧電素子13の端子電圧はAD変換器37を介して
入力ポート35に入力。
され、更に入力ポート35には機関回転数を表わす出力
パルスを発生する回転数センサ23が接続される。一方
、出力ポート36は対応する駆動回路38.39を介し
て第1サイリスタS1のゲートおよび第2サイリスタS
2のゲートに接続される。
第2図は圧電素子13の端子型・圧V、加圧燃料室3内
の燃料圧Pおよび燃料噴射弁9の噴射率Qのタイムチャ
ートを示す。次に第1図および第2図を参照しつつパイ
ロット噴射の制御方法について説明する。
プランジャ2により加圧燃料室3内の燃料の加圧作用が
開始されると燃料吐出孔7が燃料吐出通路8と連通し、
燃料流通孔17が燃料流通路16と連通ずる。従って燃
料加圧室3内の燃料圧が燃料噴射弁9に加わり、可変容
積室15内にも加わる。このときにはまだ燃料噴射弁9
からの燃料噴射は行なわれない。一方、プランジャ2に
よる燃料加圧作用が開始されて燃料加圧室3内の燃料圧
が高まり、それに伴なって可変容積室15内の燃料圧が
高まると圧電素子13に加わる荷重が増大する。圧電素
子13に荷重が加わると圧電素子13には端子電圧Vが
発生し、この端子電圧Vは可変容積室15内の燃料圧に
ほぼ比例する。従って第2図の区間1.  12で示さ
れるように圧電素子13の端子電圧■は徐々に増大する
。次いで第2図のt2において端子電圧Vが基準電圧■
いに達すると第1サイタスタS、がオンとされて圧電素
子13に電圧が印加され、圧電素子13が伸長せしめら
れる。その結果、可変容積室15の容積が減少するため
燃料加圧室3内の燃料圧Pが上昇し、パイロット噴射が
開始される。次いで圧電素子13に端子電圧が印加され
てから時間T(第2図)を経過したt3において第2サ
イリスクS2がオンとされ、圧電素子13の端子電圧が
下降して圧電素子13が収縮せしめられる。その結果、
可変容積室15の容積が増大するために燃料加圧室3内
の燃料圧が低下し、パイロット噴射が停止する。次いで
プランジャ2が更に右方に移動すると燃料流通孔17と
燃料流通路16との連通が遮断され、燃料加圧室3内の
燃料圧Pが再び上昇を開始する。次いで燃料加圧室3内
の燃料圧Pが燃料噴射弁9の開弁圧を越えるとメイン噴
射が開始される。次いでプランジャ2が更に右方に移動
して燃料吐出孔5が解放されるとメイン噴射が停止せし
められる。
ところで前述したように実際には圧電素子13の発生電
圧が基準電圧Vいを越えたことを検出してから実際に圧
電素子13が伸長するまでに一定の時間を要する。従っ
て基準電圧■いを一定に維持しておくと機関回転数が増
大するにつれてバイロフト噴射が開始されるクランク角
、即ちパイロット噴射時期が次第に遅れるためにパイロ
ット噴射とメイン噴射がくっついてしまい、パイロット
噴射が開始されてからメイン噴射が完了するまで燃料噴
射が切れ目なく連続して行なわれることになる。
そこで本発明ではパイロ・ノド噴射をメイン噴射から独
立して行なわせるために第3図(alに示すように機関
回転数Nが増大するにつれて基準電圧Vいを低下させる
ようにしている。基準電圧■いを機関回転数Nの増大に
応じて低下させると機関回転数Nの増大に伴なってバイ
ロフト噴射が開始されるクランク角、即ちパイロット噴
射時期が遅れるのが防止される。その結果、パイロット
噴射とメイン噴射がくっつかなくなり、パイロット噴射
がメイン噴射に対して独立して行なわれることになる。
なお、基準電圧■いを低下しすぎると誤作動を生ずるお
それがあるので第3図(a)に示されるように機関回転
数Nが一定回転数以上で基準電圧■いを一定としている
また、圧電素子13に電荷をチャージしてからディスチ
ャージするまでの時間Tもバイロフト噴射とメイン噴射
とを完全に分離することに影響を与える。従って第3図
(blに示されるように圧電素子13に電荷をチャージ
してからディスチャージするまでの時間Tも機関回転数
Nが増大するにつれて短か(することが好ましい。なお
、圧電素子13に電荷をチャージしてからディスチャー
ジするまでの時間Tが短かくなりすぎると実際にバイロ
フト噴射を行なうことが不可能となり、従って第3図(
b)に示されるように機関回転数Nが一定回転数以上で
時間Tを一定としている。
第4図はパイロット噴射開始を制御するルーチンを示し
ており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実
行される。
第4図を参照するとまず始めにステップ40においてパ
イロット噴射時にセントされるフラグがセントされてい
るか否かが判別される。パイロット噴射が行なわれてい
ないときはフラグがリセットされており、このときには
ステップ41に進んで回転数センサ23の出力信号に基
づき第3図(a)に示す関係から基準電圧■いが計算さ
れる。なお、第3図(a)に示す関係は予めROM 3
2内に記憶されている。次いでステップ42では圧電素
子13の発生電圧■が基準電圧■いよりも大きいか否か
が判別される。■〉■いであればステップ43に進んで
第1サイリスクSlをオンとする駆動信号が発生される
。次いでステップ44において第3図fb)に示す関係
に基づき圧電素子13をチャージしてからディスチャー
ジするまでの時間Tが計算される。なお、第3図(b)
に示す関係は予めROM 32内に記憶されている。次
いでステップ45ではフリーランカウンタの現在の時刻
に時間Tを加えたカウント値C0がフリーランカウンタ
のレジスタにセットされる。次でステップ46において
フラグがセットされる。
第5図はパイロット噴射停止を制御するためのルーチン
を示しており、このルーチンは実際にはフリーランカウ
ンタのカウント値Cとレジスタに記憶されたカウント値
C0が一致したときに実行される。即ち、ステップ50
においてC” Coであると判断されるとステップ51
に進んで第2サイリスタS2をオンにする駆動信号が発
生せしめられ、次いでステップ52においてフラグがリ
セットされる。なお、このフラグはパイロット噴射に続
くメイン噴射が完了したときにリセットするようにして
もよい。
(発明の効果〕 機関回転数にかかわらずパイロット噴射をメイン噴射に
対して完全に独立して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は燃料噴射ポンプの一部の断面図、第2図は圧電
素子の端子電圧等の変化を示すタイムチャート、第3図
は機関回転数と基準電圧の関係等を示す線図、第4図は
パイロット噴射開始を制御するためのフローチャート、
第5図はパイロット噴射停止を制御するためのフローチ
ャートを示す。 1・・・燃料噴射ポンプ、 2・・・プランジャ、3・
・・燃料加圧室、   9・・・燃料噴射弁、10・・
・パイロット噴射制御装置、 13・・・圧電素子、   15・・・可変容積室。 第2因 燃44噴射ポンプ グランツヤ 燃料加圧室 燃料噴射弁 10・ ・・eイロノト噴射制装置 13・・・圧電素子 15・・ 可変容積室 (a) N(r、p、m) (b) N(r、p、m) 第3図 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  燃料で満たされかつプランジャによって加圧される燃
    料加圧室と、該燃料加圧室に連結されかつ燃料加圧室内
    の燃料圧が予め定められた圧力を越えたときに開弁する
    燃料噴射弁と、該燃料加圧室に連通する可変容積室と、
    該可変容積室の容積を制御する圧電素子とを具備し、該
    圧電素子が可変容積室内の燃料圧に応じた電圧を発生し
    、圧電素子の発生電圧が予め定められた基準電圧を越え
    たときに圧電素子を伸長駆動して可変容積室の容積を減
    少させることによりパイロット噴射を開始させるようし
    たパイロット噴射制御装置において、上記基準電圧を機
    関回転数の増大に応じて低下させ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。
JP19895088A 1988-08-11 1988-08-11 ディーゼル機関のパイロット噴射制御装置 Expired - Fee Related JPH079204B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0570986A3 (ja) * 1992-05-21 1994-03-02 Nippon Denso Co
EP0504401A4 (ja) * 1990-10-05 1994-03-16 Nippondenso Co., Ltd.
US5436173A (en) * 1993-01-04 1995-07-25 Texas Instruments Incorporated Method for forming a semiconductor on insulator device
JPH09109967A (ja) * 1995-10-16 1997-04-28 Nec Corp 自動二輪車の転倒警告装置
CN100424507C (zh) * 2001-10-17 2008-10-08 中国石油天然气管道科学研究院 大口径管道环焊缝相控阵超声波自动检测系统

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