JPH04194360A - 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） 本発明は、ディーゼルエン７ンの燃料噴射制御装置の改
良に関する。

（従来の技術およびその課題） ディーゼルエンジンの着火遅れを少なくして円滑な燃焼
を実現するために、燃料噴射を段階的に行う装置がある
（例えば実開昭６３−８２０６６号公報、実開昭６３−
１５８５８０号公報、参照）。

燃料噴射ノズルのニードルを閉弁付勢する第一バネと第
二バネを並列に介装し、ニードルが初期−Ｊ７トの段階
では第一バネが働き、初期り７トを過ぎるとこれｔ：加
えて第二バネを働かせることにより、燃料噴射圧力に対
してニードルを段階的にす７トさせ、初期噴射燃料が着
火した後に大量の主噴射を行い、着火遅れの少ない、し
たがって振動や騒音の少ない安定かつ円滑な燃焼を確保
している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例乏ば工７コンデイシラナやパワーステ
アリング等に用いられるエンジン補機の負荷がかかった
場合に、同一運転条件であっても、噴射量が増加すると
、噴射期間が拡大し、特にＥＧＲｉｌｌ域においてスモ
ーク特性が悪化するという問題点があった。

本発明は、こ）した従来の問題点を解決することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、第１図に示すよう
に、エンノン回転に同期して駆動されて燃料を戻送する
燃料噴射ポンプ１と、燃料ポンプ１から圧送される燃料
圧力に応じてニードルが２段階にす７トして燃料を２段
噴射する燃料噴射／ズル２とを備えたディーゼルエンノ
ンの燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射ポンプの
燃料噴射量を調整する手段３と、前記ニードルの２段目
開弁圧を調整する手段４と、エンノン補機の作動を検出
する手段５と、エンノン補機の作動時に前記燃料噴射量
を増大する制御手段６と、同じくエンノン補機の作動時
に前記ニードルの２段目開弁圧を減少する制御手段７と
を備えた。

（作用） エンノン補機の作動時に、燃料噴射量を負荷増加分に見
合う量で増大補正するとともに、ニードルの２段目開弁
圧を減少制御することにより、燃料噴射圧が低く燃料の
微粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮して、
スモークの発生量を抑制することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず第２図に燃料噴射ポンプ１０の一例を示すが、これ
はいわゆる何型の燃料噴射ポンプ（ｖｆ開昭６１−２１
８７６９号公報参照）であり、カム１１の回転によりプ
ランツヤ１２が上下し、加圧室１３の燃料を燃料弁１４
を介して、燃料噴射ノズル２０に圧送する。

プランツヤ１２の周囲には制御スリーブ１５が装着され
、このスリーブ１５の位置により、燃料圧送の開始時期
が決まる。スリーブ１５は燃料が送り込まれる燃料室１
６と加圧室１３との闇を連通するプランツヤ１２に設け
た通路１７の燃料室１ＩＩＷＲ口部分を開閉し、プラン
ツヤ１２が上昇する過程で、スリーブ１５の下端により
通路１７の開口が閉じられると、燃料室１６との連通が
遮断され、加圧室１３の圧力が高まり始める。

また、プランツヤ１２の上昇により、通路１７から分岐
するボート１７１がスリーブ１５の途中に設けた通孔１
５ｍに連通すると、加圧室１３が再Ｖ＠料室１６と連通
して、燃料の圧送が終了する。

そして位置制御機構１８とその７クチユエータによりス
リーブ１５の位置を上下させることにより、燃料の圧送
開始時期を進めたり、遅らせたりすることができる。

また、分岐ボー）　１７ｍはプランジ中周囲に傾斜溝と
しで開口しているので、プランツヤ１２の輪線まわりの
回（位置を回転制御Ｒ＠１９とその７クチユエータによ
って変化させることにより、通孔１５ｍに対する連通時
期が変化し、燃料の圧送終了時期、すなわち燃料噴射量
を調整することができる。

１３図は燃料噴射ノズル２０の一例を示すが、ノズルホ
ルダ２１の内部にニードル２２が配置すれ、このニード
ル２２は第一バネ２３と鴫二バネ２４によって閉弁方向
に伸管される。

燃料圧力室２５に導入される燃料圧力により、ニードル
２２にかかろ圧力が所定値以上に高まると、ブツシュロ
フト２６を介して第一バネ２３を圧縮しながらニードル
２２は初期リフト量Ｌ１だけす７トする。

これが初期噴射であり、燃料圧力が鴫二バネ２４の初期
バネ荷重（２段目開弁圧）を越えるまではこの状態を維
持する０次いで、バネ座２７を介して第二バネ２４を圧
縮しながら、ニードル２２が全９７）ＩＬ２まです７ト
し、大量の燃料を供給する主噴射が始まる。

このようにして、初期す７ト（初期噴射）期間に少量の
燃料を噴射し、次いでメインＩ７７　）　（主噴射）期
間に大量の燃料を噴射するという、段階的な燃料噴射が
行われるのである。

上記ニードル２２の２段目開弁圧を調整可能とするため
に、第二バネ２４の上端とノズルホルダ　　　−２１の
闇に圧電素子２８が介装される。この圧電素子２８はこ
れに印加されろ電圧に応じてその厚さが変化し、第二バ
ネ２４の初期バネ荷重が調節される。

ところで、自動車用エンジン等にあっては、例えばエア
コンディジタナやパワーステアリング等に用いられるエ
ンジン補機の負荷がかかった場合に、燃料噴射圧の低い
初期噴射期間が拡大すると、スモーク特性が悪化する傾
向にある。

そこで本発明は、エンジン補機の負荷がかかった場合に
、燃料噴射ポンプ１０から噴射ノズル２０に圧送される
燃料噴射量を増加するとともに、ニードル２２の２段目
開弁圧をエンジン補機の負荷に応じて減少制御すること
に要点があり、これは１Ｉ１１４図に示すコントローラ
３０によって制御される。

フン）＋ｙ−２３０は演算部分のＣＰＬ！、記憶部分の
ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力部分のＩｌｏ等からなるマイコ
ンで構成される。

コントローラ３０１こはエンクン回虻数センサ３１、ア
クセル開度センサ３２からの検出信号、さらにエンジン
補機の作動スイッチ３３の信号を入力し、これら基づい
て燃料噴射時期、燃料噴射量、さらにニードル２２の２
段目開弁圧を適正に制御するように、それぞれ前記スリ
ーブ位置制御用７クチユエータ３４、スリーブ回（制御
用アクチュエータ３５、圧電素子２８に出力する。

ここでフントローラ３０における制御動作を第５図の７
０−チャートを参照しながら説明する。

まずステップ５００でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開
度Ａｃｅを読込み、次いで基本燃料噴射ＩＱｎ、基本燃
料噴射時期ＩＴｎ、基本ＥＧＲ車（基本排気還流率）Ｇ
ｎ、基本２段目開弁圧Ｐｎをそれぞれテーブルルックア
ップにより求める（ステップ５２０）。

基本噴射量Ｑｎは第６図に示すように、エンジン回転数
Ｎｅとアクセル開度Ａｃｅとに基づいて、また基本燃料
噴射時期ＩＴｎは第７図に示すように、エンジン回転数
Ｎｅに基づいて、基本ＥＧＲ率Ｇｎは第８図に示すよう
に、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑに基づいて、最
適な特性に予め決基本２・段目開弁圧Ｐｎはエンジン回
転１ｉ　Ｎ　ｅに基づいてｖ４９図の特性に設定してあ
り、これは燃料噴射ノズル２０のニードル２２が第一バ
ネ２３を圧縮してから第二バネ２４の圧縮を開始するま
での初期燃料噴射期間を制御するもので、圧電素子２８
の厚さを増大させて第二バネ２４の初期バネ荷重を高め
ることにより、ニードル２２のメインリフトの開始時期
を早めて初期燃料噴射期間を短縮する。

基本２段目開弁圧Ｐｎは、エンジン低回転数域では回啄
数に応じて上昇し、設定回転数に到達すると高回転数域
まで一定値になっている。

このように各基本値をテーブルルックアップにより読込
んだら、次にステップ５２０において、エンノン補機ス
イッチ３３の信号がＯＮがどうかを判定する。これによ
りエアコンディジタナやパワーステアリングが作動状態
にあるかどうかが判断される。

エンジン補機信号がＯＮの場合、ステップ５３０で噴射
量補正量ΔＱ、２段目開弁圧補正量ΔＰをで噴射量補正
量ΔＱ、２段目開弁圧補正量ΔＰをそれぞれテーブルル
ックアップにより求める。

噴射量補正量ΔＱは＃１１０図に示すように負荷増分に
見合う一定値を取り、２段目開弁圧補正量ΔＰは回転数
Ｎｅに基づいて第１１図の特性に設定しであるが、初期
噴射期間を減らす負の値となり、低回転域程、初期噴射
期間が増大するので、ΔＰを減量側に補正する特性とし
、所定の設定回転数以上では高回虻敗域まで一定値をと
る。

これに対して、エンノン補機スイッチ３３の信号がＯＦ
Ｆの場合、ステップ５４０で噴射量補正量ΔＱ、２段目
開弁圧補正量ΔＰを共に０とする。

ステップ５５０にあるように、燃料噴射ＩＱ＝Ｑｎ＋Δ
Ｑ、噴射時期Ｉ　Ｔ＝　Ｉ　Ｔｎ、ＥＧＲ率Ｇ　＝　Ｇ
　ｎ。

２段目開弁圧Ｐ＝Ｐｎ＋ΔＰが算出される。

この上）にして、エンジン補機の作動時に、燃料噴射量
を増大補正するとともに、ニードル２２の２段目開弁圧
を減少制御することにより、燃料噴射圧が低く燃料の微
粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮して、ス
モークの発生量を抑制することができる。

なお、ステップ５６０で算出された燃料噴射！Ｑ、噴射
時期ＩＴ、ＥＧＲ率Ｇ、２段目閉弁圧Ｐはそれぞれ所定
の７ドレスに格納して、一連の制御ルーチンを完了する
。

もちろん、この制御動作はエンノン回転に同期して繰り
返し行われ、その都度新しいデータに更新されていくの
であり、これに基づいて、コントローラ３０は前記した
燃料噴射量制御用アクチュエータ３５と圧電素子２８の
作動を制御する。

（発明の効果） 以上の通り本発明は、燃料噴射ポンプから圧送される燃
料圧力に応じて段階的にニードルがり７Ｆして燃料を多
段噴射する燃料噴射ノズルを備えたディーゼルエンノン
の燃料噴射制御装置において、エンノン補機の作動時に
、燃料噴射量を増大補正するとともに、ニードルの２段
目開弁圧を減少補正することにより、燃料噴射圧が低く
燃料の微粒化が悪化する傾向にある初期噴射期間を短縮
して、特に排気還流が行われて！２！ス過剰率が低下す
る運転条件でスモークの悪化が防止され、ディーゼルエ
ンジンの低公害化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例を示
す燃料噴射ポンプの断面図、第３図は燃料噴射ノズルの
断面図、第４図はコントローラのブロック図、第５図は
制御動作の７０−チャート、第６図〜第１１図はそれぞ
れ基本燃料噴射量、基本燃料噴射時期、ＥＧＲ率、基本
２段目開弁圧、燃料噴射量補正量、２段目開弁圧補正量
の制御特性図である。 １・・・燃料噴射ポンプ、２・・・燃料噴射ノズル、３
・・・燃料噴射量調整手段、４・・・２段目開弁圧手段
、５・・・エンノン補慨作動検出手段、６・・・燃料噴
射量補正手段、７・・・２段目開弁圧、１１！整手段。 特許出願人　　　　　　日産自動車株式会社−代理人　
　　弁理士　　後　藤　政　喜−１，玉 代理人　　　弁理士　　松　１）嘉　夫＝−一二一　τ
〜 、：　−８二゛＝“ 第２ｒ！！１ 第３図 ９４図 ３０′ 第６図　　　　第７図 第８図 ＬＪ　　　　　　　　Ｎｅ 第９図　　　　第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジン回転に同期して駆動されて燃料を圧送する燃
   料噴射ポンプと、燃料ポンプから圧送される燃料圧力に
   応じてニードルが２段階にリフトして燃料を２段噴射す
   る燃料噴射ノズルとを備えたディーゼルエンジンの燃料
   噴射制御装置において、前記燃料噴射ポンプの燃料噴射
   量を調整する手段と、前記ニードルの２段目開弁圧を調
   整する手段と、エンジン補機の作動を検出する手段と、
   エンジン補機の作動時に前記燃料噴射量を増大する制御
   手段と、同じくエンジン補機の作動時に前記ニードルの
   ２段目開弁圧を減少する制御手段とを備えたことを特徴
   とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。