JPH04228840A - ディーゼル機関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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の燃料噴
射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関において良好な始動を確
保するためには機関始動時に燃料噴射量を増量する必要
がある。そこで機関始動時にスタータスイッチがオンと
なっている期間だけ燃料噴射量を最大噴射量に維持し、
スタータスイッチがオフにされた後は燃料噴射量を機関
回転数とアクセルペダルの踏込み量とから定まる目標噴
射量に維持するようにしたディーゼル機関が公知である
（特開昭５８−２８５４５号公報参照）。この目標噴射
量は通常最大噴射量よりも少なく、従ってこのディーゼ
ル機関ではスタータスイッチがオフになると燃料噴射量
が急激に減少せしめられることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが機関始動時に
おける機関温度が低いときには機関温度が高いときに比
べて機関の回転に対する摩擦力が大きく、また吸入空気
温が低いために圧縮完了時における燃焼室内温度が低く
なって燃焼が不安定となり、回転変動が大きくなってエ
ンジンストールを生じやすい状態となる。従って機関始
動時における機関温度が低い場合において機関回転数が
十分に上昇しないうちに燃料噴射量が最大噴射量から目
標噴射量に切換えられて燃料噴射量が減少せしめられる
と機関出力トルクが摩擦力に打ち勝てず、また燃焼が不
安定であるためにエンジンストールを生じることになる
。

【０００４】これに対して機関始動時における機関温度
が低くてもエンジンストールが発生しないように機関回
転数が十分に上昇したときに燃料噴射量を最大噴射量か
ら目標噴射量に切換えるようにした場合には機関始動時
における機関温度が高いときに最大噴射量の期間が必要
以上に長くなり、斯くして噴射量が過剰となるために多
量のスモークやＨＣ，ＣＯが発生するばかりでなく、燃
料消費量が増大することになる。

【０００５】即ち、エンジンストールの発生を阻止しつ
つ多量のスモークやＨＣ，ＣＯが発生するのを阻止する
ためには機関始動時において最大噴射量から目標噴射量
に切換える機関回転数を機関温度が高くなるほど低くす
る必要がある。しかしながら上述のディーゼル機関のよ
うにスタータスイッチがオンからオフになったときに最
大噴射量から目標噴射量に切換えるようにすると最大噴
射量から目標噴射量に切換えられるときの機関回転数が
いかなる回転数かわからず、斯くして場合によってはエ
ンジンストールが発生し、また場合によっては多量のス
モークや、ＨＣ，ＣＯが発生するという問題を生じる。

【０００６】

【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機関始動時において予め定められた
期間、燃料噴射量を最大噴射量に維持するようにしたデ
ィーゼル機関において、機関始動時に機関回転数が予め
定められた設定回転数に達するまで燃料噴射量を最大噴
射量に維持すると共に設定回転数を機関始動時における
機関温度が高いほど低くするようにしている。

【０００７】

【作用】機関始動時において最大噴射量による噴射作用
が完了するときの機関回転数は機関温度が高いほど低く
なる。

【０００８】

【実施例】図１を参照すると、２は分配型噴射ポンプを
示し、噴射ポンプ２のハウジング４内にはハウジング４
の内室６に突出しかつ機関８のクランクシャフト（図示
せず）によりクランクシャフトと同期して回転駆動せし
められる駆動軸１０が配置される。ハウジング４内には
燃料供給ポンプ１２が一体的に形成されており、燃料供
給ポンプ１２の構造を理解しやすくするために図１は燃
料供給ポンプ１２を９０度回転したところを示している
。駆動軸１０には燃料供給ポンプ１２のロータ１４と、
内室６内に配置されたタイミングギヤ１６と、プランジ
ャ１８を駆動するためのカップリング２０とが固定され
る。タイミングギヤ１６の外周面上には外歯が形成され
ており、この外歯に対向して電磁ピックアップからなる
回転数センサ２２が設けられる。

【０００９】ハウジング４内にはシリンダ２４が形成さ
れ、このシリンダ２４内にプランジャ１８の右端部が挿
入される。一方、プランジャ１８の左端部にはカム面２
６を形成したディスク状のカムプレート２８とカップリ
ング２０とが固定される。このようにプランジャ１８と
駆動軸１０とはカップリング２０を介して互に連結され
ているので駆動軸１０が回転するとそれに伴なってプラ
ンジャ１８が回転せしめられる。なお、このカップリン
グ２０はプランジャ１８が軸線方向に移動可能なように
駆動軸１０とプランジャ１８とを連結しており、従って
プランジャ１８は回転しつつ軸線方向に移動することが
できる。

【００１０】内室６内にはカップリング２０を包囲する
ようにローラリング３０が配置されており、このローラ
リング３０はプランジャ１８の軸線回りに回動すること
ができる。ローラリング３０は下方に延びるレバー３２
を具備しており、このレバー３２上にはカム面２６と接
触してカム面２６上を転動するカムローラ３４が回転可
能に取付けられる。 ローラリング３０の下方にはタイマピストン３６を有す
るタイマシリンダ３８が設けられ、レバー２８の下端部
はタイマピストン３６と係合する。なお、タイマピスト
ン３６の作動を理解しやすくするために図１においてタ
イマシリンダ３８は９０度回転したところを示しており
、従ってタイマピストン３６はレバー３２の下端部の回
転移動方向と同一方向に移動可能である。斯くしてタイ
マピストン３６が移動するとそれに伴なってローラリン
グ３０が回動せしめられる。

【００１１】タイマシリンダ３８内にはタイマピストン
３６によって分離された高圧室４０と低圧室４２が形成
される。 高圧室４０は常時内室６内に連通しており、低圧室４２
は燃料流入通路４４を介して燃料流入口４６に連結され
る。一方、燃料供給ポンプ１２の燃料吐出通路４８は内
室６内に連結され、従って内室６は比較的高圧の燃料で
満たされている。

【００１２】カムプレート２８のカム面２６上には気筒
数と同数の、例えば４個の凸部が形成され、カム面２６
は戻しばね５０のばね力によって常時カムローラ３４上
に押圧される。駆動軸１０が回転するとカム面２６の凸
部がカムローラ３４と係合したときにプランジャ１８は
軸線方向に移動せしめられ、従って駆動軸１０が一回転
するとその間にプランジャ１８が４回往復動する。この
ときタイマピストン３６の作用によってローラリング３
０が回動せしめられるとカム面２６の凸部とカムローラ
３４とが係合する時期が変化せしめられる。

【００１３】一方、プランジャ１８はシリンダ２４内に
連通する１個の燃料吐出口５２と燃料逃し孔５４とを具
備し、更にシリンダ２４の内周面上には燃料吐出口５２
と連通可能な４個の燃料流出孔５６が形成される。これ
らの各燃料流出孔５６は夫々逆止弁５８を介して対応す
る気筒の燃料噴射弁６０に連結される。プランジャ１８
が左方に移動すると内室６内の燃料が燃料供給路６２を
介してシリンダ２４内に供給され、次いでプランジャ１
８が右方に移動するとシリンダ２４内の燃料が圧縮され
る。次いでプランジャ１８の燃料吐出口５２がいづれか
一つの燃料流出孔５６に連通するとシリンダ２２内の高
圧の燃料が燃料噴射弁６０から噴射される。 このようにしてプランジャ１８の燃料吐出口５２が４個
の燃料流出孔５６と順次連通するために各気筒の燃料噴
射弁６０から順次燃料が噴射される。

【００１４】一方、プランジャ１８上にはプランジャ１
８の燃料逃し孔５４を閉鎖可能なスピルリング６４が摺
動可能に挿入され、内室６内にはスピルリング６４を移
動されるためのレバー６６が挿入される。このレバー６
６はピボットピン６８によりハウジング４に回動可能に
取付けられており、レバー６６の下端部はスピルリング
６４の外周面上に形成された凹溝内に嵌着される。一方
、レバー６６の上端部はリニアソレノイド７０のコア７
２と係合可能に配置され、レバー６６の上端部は圧縮ば
ね７４のばね力によってコア７２の先端面に常時圧接さ
れる。このリニアソレノイド７０に供給される電流量は
電子制御ユニット１００　によって制御される。また、
コア７２の先端面に対向してコア７２の位置を検出する
スピルリング位置センサ７４が配置される。

【００１５】リニアソレノイド７０のコア７２が右方に
移動してスピルリング６４が左方に移動するとプランジ
ャ１８が右方に移動した際に比較的早い時期にプランジ
ャ１８の燃料逃し孔５４が内室６内に開口し、燃料噴射
弁６０からの燃料噴射作用が停止する。一方、リニアソ
レノイド７０のコア７２が左方に移動してスピルリング
６４が右方に移動せしめられると燃料逃し孔５４が内室
６内に開口するまでプランジャ１８はかなり右方に移動
し、斯くして燃料噴射量が多くなる。従ってスピルリン
グ６４の位置によって、即ちリニアソレノイド７０に供
給される電流量を制御することによって燃料噴射量を制
御できることがわかる。この場合、スピルリング６４が
最も右端に位置すると噴射量は最大となり、従ってリニ
アソレノイド７０に供給される電流を最大にしてコア７
２が最も左端に位置すると最大噴射量が得られることに
なる。

【００１６】電子制御ユニット１００　はディジタルコ
ンピュータからなり、双方向性バス１０２　によって互
いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）１０４，
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０６，ＣＰＵ（マ
イクロプロセッサ）１０８、入力ポート１１０　および
出力ポート１１２　を具備する。機関８の本体には機関
冷却水温を検出するための水温センサ７６が取付けられ
る。この水温センサ７６は機関冷却水温に比例した出力
電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器１１４　を介
して入力ポート１１０　に入力される。また、アクセル
ペダル７８にはアクセルペダル７８の踏込み量に比例し
た出力電圧を発生する負荷センサ８０が取付けられ、負
荷センサ８０の出力電圧はＡＤ変換器１１６　を介して
入力ポート１１０　に入力される。また、入力ポート１
１０　にはイグニッションスイッチ８２のオン・オフ信
号およびスタータスイッチ８４のオン・オフ信号が入力
される。更に入力ポート１１０　には回転数センサ２２
の出力パルスが入力され、この出力パルスからＣＰＵ１
０８において機関回転数が計算される。

【００１７】一方、出力ポート１１２　は一対の駆動回
路１２０，　１２２に接続され、駆動回路１２０　の出
力端子は切換スイッチ１２４を介してリニアソレノイド
７０に接続される。リニアソレノイド７０は駆動回路１
２２　の出力信号により制御される切換スイッチ１２４
　によって駆動回路１２０　の出力端子又は電源１２６
　に選択的に接続される。切換スイッチ１２４　の切換
作用によってリニアソレノイド７０が電源１２６　に接
続されるとリニアソレノイド７０には最大電流が供給さ
れる。このときコア７２はリニアソレノイド７０により
吸引されて最も左端の位置に移動し、斯くしてこのとき
燃料噴射弁６０からの噴射量は最大噴射量となる。一方
、切換スイッチ１２４　の切換作用によってリニアソレ
ノイド７０が駆動回路１２０　の出力端子に接続される
とこのときにはリニアソレノイド７０に駆動回路１２０
　の出力電流が供給される。この駆動回路１２０　の出
力電流は通常リニアソレノイド７０が電源１２６　に接
続されたときにリニアソレノイド７０に供給される最大
電流よりも小さい。

【００１８】図２は目標燃料噴射量Ｑと機関回転数ＮＥ
およびアクセルペダル７８の踏込み量との関係を示して
いる。なお、図２における各曲線は夫々同一のアクセル
ペダル７８の踏込み量を示しており、各曲線に付された
パーセンテージはアクセルペダル７８の踏込み量の割合
を示している。図２からわかるようにアクセルペダル７
８の踏込み量が一定であれば機関回転数ＮＥが高くなる
ほど目標噴射量Ｑが少なくなり、機関回転数ＮＥが一定
であればアクセルペダル７８の踏込み量が大きくなるに
つれて目標噴射量Ｑが多くなる。通常は図２に示す関係
に基いて目標噴射量Ｑが計算され、燃料噴射量がこの目
標噴射量Ｑとなるようにリニアソレノイド７０に供給さ
れる電流量が制御される。なお、図２に示す関係は予め
ＲＯＭ１０４内に記憶されている。

【００１９】図２に示す目標噴射量Ｑは機関運転時にお
ける最適な噴射量を示しており、従って通常は上述した
ように燃料噴射量が図２に示す目標噴射量Ｑとなるよう
にリニアソレノイド７０に供給される電流量が制御され
る。しかしながら機関の良好な始動を確保するためには
図２に示す目標噴射量Ｑでは噴射量が不足し、良好な始
動を得るためには燃料噴射量を最大噴射量にする必要が
ある。この場合、図１に示す実施例ではリニアソレノイ
ド７０を電源１２６　に接続することによって噴射量を
最大噴射量とすることができる。一方、機関が始動して
或る回転数以上になると今度は最大噴射量では噴射量が
多すぎ、目標噴射量Ｑが最適な噴射量となるのでこのと
きに噴射量が最大噴射量から目標噴射量Ｑに切換えられ
て噴射量が減少せしめられる。

【００２０】ここで問題となるのはいつ噴射量を最大噴
射量から目標噴射量Ｑに切換えるかということである。 即ち、最大噴射量から目標噴射量Ｑへの切換え時期が早
すぎると、即ち機関回転数ＮＥがさほど上昇しないうち
に最大噴射量から目標噴射量Ｑに切換えると機関始動時
における機関温度が高いときには良好な始動が得られる
が機関始動時における機関温度が低いときには前述した
ように機関の回転に対する摩擦力が大きく、しかも燃焼
が不安定であるためにエンジンストールを生じてしまう
ことになる。これに対して最大噴射量から目標噴射量Ｑ
への切換え時期を遅くすると、即ち機関回転数ＮＥがか
なり上昇したときに最大噴射量から目標噴射量Ｑに切換
えると機関始動時における機関温度が低いときは良好な
始動が得られるが機関始動時における機関温度が高いと
きには前述したように最大噴射量の期間が必要以上に長
くなり、その結果噴射量が過剰となって多量のスモーク
や、ＨＣ，ＣＯが発生することになる。

【００２１】従ってエンジンストールの発生および多量
のスモーク、ＨＣ，ＣＯの発生を阻止するためには機関
始動時における機関温度が高いほど最大噴射量から目標
噴射量Ｑに切換える時期を早くする必要がある。即ち、
機関始動時における機関温度が高いほど最大噴射量から
目標噴射量Ｑに切換える機関回転数ＮＥ０　を低くする
必要がある。図３は機関始動時における機関冷却水温Ｔ
に応じた最適な切換え機関回転数ＮＥ０　を示しており
、図３に示す関係は予めＲＯＭ１０４内に記憶されてい
る。図３からわかるように機関始動時における機関冷却
水温Ｔが高いほど切換え機関回転数ＮＥ０　は低くなり
、本発明では機関始動時において機関回転数ＮＥが図３
に示す切換え機関回転数ＮＥ０　に達したときに最大噴
射量から目標噴射量Ｑに切換えるようにしている。

【００２２】次に図４を参照しつつ噴射量の制御ルーチ
ンについて説明する。図４を参照するとまず初めにステ
ップ２００　においてイグニッションスイッチ８２がオ
ンとなっているか否かが判別される。イグニッションス
イッチ８２がオフとなっているときにはステップ２０９
　に進んでスタータスイッチ８４がオンとなったときに
セットされるフラグがリセットされ、処理サイクルを完
了する。一方、イグニッションスイッチ８２がオンのと
きにはステップ２０１　に進んでフラグがセットされて
いるか否かが判別される。イグニッションスイッチ８２
がオンとされた後、スタータスイッチ８４がオンにされ
ていないときにはフラグがリセットされているのでステ
ップ２０２　に進む。ステップ２０２　ではスタータス
イッチ８４がオンであるか否かが判別される。スタータ
スイッチ８４がオフであるときには処理サイクルを完了
する。一方、スタータスイッチ８４がオンであるときに
はステップ２０３　に進んでフラグがセットされ、次い
でステップ２０４　に進む。一旦フラグがセットされる
と次の処理サイクル以後はステップ２０１　から　２０
４にジャンプする。

【００２３】ステップ２０４　では水温センサ７６の出
力信号に基いて図３に示す関係から切換え機関回転数Ｎ
Ｅ０　が計算される。次いでステップ２０５　では機関
回転数ＮＥが切換え機関回転数ＮＥ０　よりも高いか否
かが判別される。ＮＥ＝ＮＥ０　又はＮＥ＜ＮＥ０　の
ときにはステップ２１０　に進んで切換スイッチ１２４
　を電源側に接続すべき信号が駆動回路１２２　に出力
される。その結果、リニアソレノイド７０が電源１２６
　に接続され、斯くしてリニアソレノイド７０には最大
電流が供給されるために噴射量が最大噴射量となる。

【００２４】一方、ステップ２０５　においてＮＥ＞Ｎ
Ｅ０　であると判別されるとステップ２０６　に進んで
切換スイッチ１２４を駆動回路側に接続すべき信号が駆
動回路１２２　に出力される。その結果、リニアソレノ
イド７０は駆動回路１２０　の出力端子に接続される。 次いでステップ２０７　では負荷センサ８０の出力信号
および機関回転数ＮＥに基いて図２に示す関係から目標
噴射量Ｑが計算される。次いでステップ２０８　では目
標噴射量Ｑを得るのに必要なリニアソレノイド７０に供
給すべき電流量を表わす制御信号が駆動回路１２０　に
出力され、それによって噴射量が目標噴射量Ｑとなるの
に必要な電流がリニアソレノイド７０に供給される。

【００２５】

【発明の効果】機関始動時においてエンジンストールが
発生するのを阻止しつつ多量のスモーク、ＨＣ，ＣＯが
発生するのを阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料噴射制御装置の全体図である。

【図２】目標噴射量を示す線図である。

【図３】切換え機関回転数を示す線図である。

【図４】噴射量を制御するためのフローチャートである
。

【符号の説明】

２…分配型噴射ポンプ １２…燃料供給ポンプ １８…プランジャ ６４…スピルリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関始動時において予め定められた期
   間、燃料噴射量を最大噴射量に維持するようにしたディ
   ーゼル機関において、機関始動時に機関回転数が予め定
   められた設定回転数に達するまで燃料噴射量を最大噴射
   量に維持すると共に該設定回転数を機関始動時における
   機関温度が高いほど低くするようにしたディーゼル機関
   の燃料噴射制御装置。