JPH0318649A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - 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） この発明はディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置、特
に始動時制御に関する． （従米の技術） 燃料の噴射時期や燃料の噴射量等が電子制御される分配
型の燃料噴射ポンプがある（参考文献・・・１　９　８
　６＃−２月発行のＳＡＥペーパー８６０１４５、また
実開昭６３−１７７６３８号）．これを第１２図により
説明すると、４は図示しないエンジンの出力軸と連結さ
れる駆動軸、２はこの駆動紬４に上り駆動されるベーン
型のフィードポンプで、図示しない燃料入口から７イー
ドポンプ２により吸引された燃料は八ウゾング１内のポ
ンプ室５に供給され、ポンプ室５に開口する吸込通路６
を介してプランジャポンプ３のブランクヤ室１２に送ら
れる． 駆動紬４の一端（図で右端）には、ブランノヤマの左端
に固設された７エイスカム９のツメ９ａが紬方向に摺動
自在に連結され、このツメ９ａを介して、７エイスカム
９およぴブランジャ７が、駆動紬４と同一紬線上に位置
するとともに、ブランクヤ７については粕方向に変位可
能に構威される．前記駆動紬４と７エイスカム９との連
結部外周には、複数のローラ１１を担持するローラホル
ダ１０が駆動紬４と同心に配置され、また７エイスカム
９には気筒敗に対応した数の不等速度カムを威すカム面
９ｂが形ｒＩｔされており、このカム面９ｂは、スプリ
ング１５によＱロー？１１１こ圧接されている。

ブランノヤ７には、その先端にエンジンのシリングと同
数の吸込溝８が形Ｉ！ｔされ、カム面９ｂが駆動紬４と
ともに回転しながらローラホルグ１０に配設されたａ−
ラ１１を乗Ｉ）越えて所定のカムリフトだけ往復運動す
ると、吸込溝８からブランジャ室１２に吸引された燃料
が、プランノヤ室１２に通じる図示しない゜各ス筒毎の
分配ボートがらデリバリバルブを通って噴射ノズルへと
圧送される。

１３は、プランジャ室１２と低圧のポンプ室５とを連通
ずる燃料戻し通路で、この燃料戻し通路１３には駆動回
路からの信号（駆動パルス）によりエンノンの運転条件
に応じて駆動される高連応動型の電磁弁１４が介装され
る．この電磁弁１４は燃料制御のために設けられるもの
で、プランジャ７の圧縮行程中に電磁弁１４を閉じると
、燃料の噴射が開始され、電磁弁１４を開くと噴射が終
了スル．つまり、電磁弁１４の閉弁時期にて燃料の噴射
開始時期が、その閉弁期間に応じて噴射量が制御される
． 電磁弁１４を制御するのは、各種の運転条件信号を入力
するコントロールユニット（図示せず）で、コントロー
ルユニット１こはマイクロコンピュータが使用される．
たとえば、工冫シン回転数，アクセル開度，冷却水温，
燃料温度等の工冫ノンの諸条件に対応する最適な噴射時
期と噴射量を予め実験等により得て、その値をコントロ
ールユニット内のＲＯＭ等の記憶素子に記憶させておく
。そして、実際の運転時には、第１３図に示すような噴
射ポンプの１回転当たり１個のパルス（り７アレンスバ
ルス）と１回転当たり３６個のパルス（スケールパルス
）とを入力してエンジン回転数を計算し、その回転数と
アクセル開度に対応して、さらに冷却水温，燃料温度を
考慮して、基本噴射時期と基本噴ｔ＃量を読み出し、読
み出した情報から駆動パルスを作って電磁弁１４に出力
するの′１′ある．（発明が解決しようとする課題） ところで、このような装置にあっては、始動後の失火を
防ぐために、低温になるほど噴射開始時期が進角側に固
定される．これは、早くより燃料を噴くことで、噴射燃
料と空スとの混合状態が良くなるからである． しかしながら、噴射開始時期の進角のために上死点前か
ら燃焼が始まり、この燃焼による圧力がピストンの上昇
を抑制する方向に働くようだと、クランキング回転の上
昇が妨げられ、却って始動性が悪化する． この発明はこのような従米の課題に着ロしてなされたも
ので、始動時に完燈したかどうかを判定し、完燈の判定
前後で異なる噴射時期を設定するようにした装置を提供
することを目的とする．（課題を解決するための手段） この発明では、第１図に示すように、エンジン回転に同
期して回転する７イードポンプとプランシャポンプを設
け、７イードボンプの吐出側に形或される低圧のポンプ
室と前記ブテン７ヤポンプのブランノヤ室とを連通ずる
燃料戻し通路に駆動パルスにてＷＲ閉される弁手Ｐｉ２
１を介装した燃料噴射ポンプであって、前記弁手段２１
の＃ｉ閉により燃料の噴射開始時期と噴射量が制御され
る燃料噴射ポンプを備え、エンノンの温度を検出するセ
ンサ２２と、始動時であるかどうかを判定する手段２４
と、これが判定された場合に前記エンジン温度の検出値
に基づいて始動時噴射量を設定する手段２５と、電源電
圧またはスタータ電流を検出するセンサ２６と、この検
出値がら完燈したかどうがを判定する手段２７と、この
判定結果に基づき完燥前は遅角側の、完爆後は進角側の
噴射開始時期を、前記エンジン温度の検出値に応じて設
定する手段２８と、この設定された噴ｔｔ開始時期と前
記始動時噴射量とから前記駆動パルスを作って前記燃料
戻し通路に介装される弁手段２１に出力する手段２９と
を設けた． （作用） 始動時に完爆前にも噴射開始時期が進角され、上死点前
上り既に燃焼が開始すると、この燃焼に上る圧力が、ク
ランキング回転の上昇を妨げる．これに対して、この発
明によれば、完ｍ前は燃焼の開始時期が上死点前にくる
ことがないように、完燥後よりも噴射開始時期が相対的
に遅角側にされると、この場合の燃焼圧力のピークが上
死点後に訪れ、これにてクランキング回転の上昇が促さ
れる． （実施例） 燃料噴射ポンプの具体的な構造は第１２図とほぼ同じで
ある． 第２図は制御系のブロック図で、コントロールユニット
は、入出力インター７エース４１，ＲＯＭ４　２，ＲＡ
Ｍ４　３，ＣＰＵ４　４からなるマイクロコンピュータ
から構威され、第１図に示す各手段２４，２５．２７〜
２９のＷ能を備える．入出力インター７エース４１には
、り７７レンスパルス３１，スケールパルス３２やエン
ジン温度信号３３だけでなく、始動と完爆をそれぞれ判
定するために使用される信号（スタータ信号３４と電源
電圧信号３５）が入力される． ＣＰＵ４　４ではＲＯＭ４２に記憶されたプログラムに
したがって入出力インター７エース４１がらの情報を採
り込んで各種の演算処理を行い、燃料戻し通路１３に介
装される電磁弁（井手Ｐｉ）１４を制御するためのデー
タ（噴射開始と噴射終了の各時期および噴射量）を入出
力インター７エース４１にセットする．なお、ＲＡＭ４
３はＣＰυ４４の演算処理に関連したデータを一時的に
退避するために使われる．入出力インター７エース４１
ではＣＰＵ４４から出力されたデータに基づき電磁弁１
４に対して駆動パルスを出力する．第３図はＣＰＵ４４
においで行なわれる始動時の制御動作を示すフローチャ
ートである．まず、Ｓ１ではスタータ信号をみて、これ
がＯＮになっていれば、始動中であると判断し、Ｓ２に
進む．これは、第１図の判定手段２４のｆｉ能を果たす
部分である． Ｓ２ではそのときのエンジン温度とエンジン回転数を読
み込む．工冫ノン温度の具体例は冷却水温や油温等であ
り、いずれであっても構わない．また、エンジン回転敗
はり７７レンスパルス３１とスケールパルス３２を用い
て計算される．Ｓ３では電源電圧の値を読み込み、Ｓ４
でこの電源電圧から完濤したかどうかを判断する．これ
は、第４図に示すように、完爆した瞬間に工冫ジンが自
立運転に入りスター夕への負荷が減るため、そのときよ
りバッテリ電圧（電源電圧）が上昇するので、このバッ
テリ電圧の上昇を捕らえて完爆したと判定するものであ
る．同様にして、第９図に示すスタータ電流特性によれ
ば、完爆によりスタ一夕電流が一気に減少するので、こ
の減少を捕らえて完燥を判定するようにしても構わない
，Ｓ３と８４は＃１１図の完燈判定手段２７の８１能を
果たす部分である． 判定の結果、完燈に至っている場合はＳ５に進んで進角
側の噴射開始時期を、これに対して完爆に至っていなけ
ればＳ７に進んで遅角惰の噴射開始時期を、それぞれそ
のときのエンジン温度とエンジン回転数に応じて設定す
る．これは、第１図の噴射開始時期設定手段２８の機能
を果たす部分である． まずＳ５での噴射開始時期のマップ値を第５図に示すと
、早めに噴いて燃料と空気との混じり共会を良くするこ
とが失火の防止につながるため、進角させた値としてあ
る．このＭＳ５図で与えた特性は従米とほぼ同様である
． これに対しで、Ｓ７での噴射開始時期のマップ値を第７
図に示すと、ここでは、上死点前に既に燃焼が開始され
ないように、第５図と相違して相対的に遅角させた値と
してある． なお、第５図と第７図においてはエンジン温度が低くな
るほど進角させている。これは、低温になるほど燃料と
空スの混じり共合が悪くなるので、その分早めに噴いて
混じりを改善するためである。

また、エンジン回転が高くなるほど進角させているのは
、エンジン回転が高くなるにつれで、クランク角でみた
ときの着火遅れ期闇が長くなることを考慮するものであ
る． Ｓ６，Ｓ８ではそのときのエンジン温度とエンジン回松
数に応じて始動時噴射量を設定する。これは第１図の始
動時噴射量設定手段２５の８！能を果たす部分である．
第６図に完ｔ！ｋ後に使用する始動時噴射量のマップ値
を、また第８図に完燈前に使用する始動時噴射量のマッ
プ値をそれぞれ示す．第５図ないしｔＩＩＪ８図に示し
たマップ値は予めＲＯＭ４２に記憶させておく． Ｓ９では、マップ参照により求めた噴射開始時期と始動
時噴射量の各マップ値をＲＡＭ４３の所定の７ドレスに
格納してルーチンを終了する．なお、噴射開始時期と噴
射量とから噴射終了時期が決定され、これら噴射開始時
期と噴射終了時期の転送される入出力インター７エース
４１においで電磁弁（弁手段）１４への駆動パルスが作
られる．つまり、入出力インター７エース４１がｔＪＳ
ｉ図の出力手段２９の８！能を果たす． ここで、この実施例の作用を説明する．完爆の前後に拘
わりなく、始動時に噴射開始時期を進角側に設定してあ
ると、噴射された燃料と圧縮空スとの混じり共合が良く
なるため、特に低温始動時の失火が防止される． しかしながら、この噴射開始時期の進角により、上死点
前よ９燃焼が閏始すると、この燃焼による圧力が、上昇
してくるピストンに逆らって押し下げるように作用する
ので、エンジンが未だ自立運転に入っていない完燈前に
おいては、クランキング回転の上昇が妨げられる． これに対して、この例に上れば、燃焼の開始時期が上死
点前にくることがないように、完燥前は完爆後よりも噴
射開始時期が相対的に遅角側にされる，ここに、この場
合の燃焼圧力のピークは上死点後に訪れ、上死点を過ぎ
て下降するピストンに対し、ピストンの動きを助けるか
のように作用するので、クランキング時のエンジン回転
の上昇が促される。つまり、完爆するまではスタータに
加勢してクランキング回転を高めることができるのであ
り、これにて始動性が改善される．また、クランキング
回転を速やかに上昇させて完爆までの時間を短縮するこ
とは、大きな電流を食うスタータの作動時間を短くでき
ることでもあり、これにて電源電圧への負担を軽くする
ことができる。

なお、完爆の前と後でＲＲな噴射開始時期と噴射量とが
別個に設定されると、完爆の前後で同じマップしか持た
なかった従来と比較して、始動時制御が精度良く行なわ
れる． 第１０図は他の実施例の噴射ポンプの要部断面図である
。この噴射ポンプは、第１１図に示すように、ポンプ室
５からの燃料の導入される高圧室４３と７イードポンプ
２の吸入側の燃料が導入される低圧室４６との燃料圧力
差に応動して、７エイスカム９の位相を変化させるタイ
マピストン４２と、このタイマピストン４２の高圧室４
３と低圧室４６とを連通ずる燃料通路４８に介装され駆
動信号にて閏閉される制御弁５１とからなるタイマ機構
を設けてあり、７エイスカム９のカム速度使用域を選択
することにより、アイドル時や低負荷域と高負荷域とで
噴射率を変えることがでさる。

こうした噴射ポンプにおいても本発明を適用できる． なお、このものでは、始動中の実際のポンプ室圧がかな
り低いため、制御弁５１に対するデューティ比を制御す
るだけでは、タイマピストンを思うように移動させるこ
とができない．このため、噴射終了後にポンプ室５へと
戻される高圧燃料を蓄圧する手段を設けている． たとえば、電磁弁１４が開くこと１′燃料噴射が終了す
ると、高圧燃料が燃料通路６　１　．６　２およびｌ［
弁６３を通って、ベローズ６５で画戊した蓄圧室６４に
貯えられ、一定圧以上の燃料はｒｌ４整弁６６が開くこ
とで燃料通路６７を介しポンプ室５に戻される．ここに
、始動時の極低回転時にも、一定圧の燃料が蓄圧室６４
に蓄えられるのであり、この一定圧の燃料が燃料通路６
８を介してタイマピストン高圧室４３に供給されると、
始動時にもタイマピストン位置を精密に制御できる。

（発明の効果） この発明によれば、始動時に完燈したかどうかを判定し
、完爆の判定前は遅角側に、完燥の判定後は進角側に噴
射時期を制御することにしたため、完ｔ！ｋまでのクラ
ンキング回転の上昇が助けられ、これにで始動性が改善
されるとともに、完Ｗｋまでの時間短縮により電源電圧
への負担が軽減される．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図は一実ｍ例
のコントロールユニットのブロック図、第３図はこの実
施例の制御動作を説明するための流れ図、第４図はこの
実施例のクランキング時間に対するパッテリ電圧の特性
図、第５図ないし第８図は第３図の制御動作において使
用される各マップ値の内容を示す特性図、ｔＩｓ９図は
他の実施例のクランキング時間に対するスタータ電流の
特性図、第１０図は別の他の実施例の燃料噴射ポンプの
要部断面図、＄１１図はこの実施例のタイマ８！構の断
面図である． ＃ｓ１２図は従未例の噴射ポンプの断面図、第１３図１
１１例のり７アレンスパルスとスケールパルスを示す波
形図である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転に同期して回転するフィードポンプとプラ
   ンジャポンプを設け、フィードポンプの吐出側に形成さ
   れる低圧のポンプ室と前記プランジャポンプのプランジ
   ャ室とを連通する燃料戻し通路に駆動パルスにて開閉さ
   れる弁手段を介装した燃料噴射ポンプであって、前記弁
   手段の開閉により燃料の噴射開始時期と噴射量が制御さ
   れる燃料噴射ポンプを備え、エンジンの温度を検出する
   センサと、始動時であるかどうかを判定する手段と、こ
   れが判定された場合に前記エンジン温度の検出値に基づ
   いて始動時噴射量を設定する手段と、電源電圧またはス
   タータ電流を検出するセンサと、この検出値から完爆し
   たかどうかを判定する手段と、この判定結果に基づき完
   爆前は遅角側の、完爆後は進角側の噴射開始時期を前記
   エンジン温度の検出値に応じて設定する手段と、この設
   定された噴射開始時期と前記始動時噴射量とから前記駆
   動パルスを作って前記燃料戻し通路に介装される弁手段
   に出力する手段とを設けたことを特徴とするディーゼル
   エンジンの燃料噴射制御装置。