JPH08326592A - ディーゼル機関の始動制御装置 - Google Patents

ディーゼル機関の始動制御装置

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JPH08326592A
JPH08326592A JP7343992A JP34399295A JPH08326592A JP H08326592 A JPH08326592 A JP H08326592A JP 7343992 A JP7343992 A JP 7343992A JP 34399295 A JP34399295 A JP 34399295A JP H08326592 A JPH08326592 A JP H08326592A
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timing
fuel injection
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ディーゼル機関の始動性能を向上する。 【構成】クランキング時に目標噴射時期設定後 (Ｓ１)
、実噴射時期と一致するまでは燃料カット弁を閉じて
燃料噴射を停止し (Ｓ２，Ｓ３) 、目標噴射時期と実噴
射時期とが一致した後、完爆するまでは始動時燃料噴射
量を設定して制御し (Ｓ４，Ｓ５) 、その後は通常の燃
料噴射量で制御する (Ｓ６) 。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の始動
時の燃料噴射を適切に制御することによって始動性を向
上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関の冷間始動時には、吸気
圧縮のみでは吸入空気温度が燃料を自己着火させるまで
に上昇しないことがあるため、燃焼室にグロープラグを
設けて吸入空気を直接加熱したり、排気遮断弁や排気還
流装置を備えて、始動時の排気を吸気系に再循環させ
て、吸気温度を上昇させることにより、低温始動性の改
善が図られている。
【０００３】通常のディーゼル機関では、燃焼室内への
燃料噴射はクランキング開始と同時に行われるが、特に
冷間時は燃料が気化しにくく、更に燃焼室に付着して着
火する機会が失われる燃料量が増えるため、燃料噴射量
は増量制御している (例えば、株式会社ゼクセル １９
８１年１１月発行、ＶＥ型燃料噴射装置 サービスマニ
ュアル等) 。
【０００４】また、適切な噴射時期とすることにより、
始動時の始動性が大幅に改善できるため、始動時は燃料
噴射時期を進角させる始動進角制御機構が設けられてい
るものもある。更に、噴射ポンプの燃料噴射量を調量す
るコントロールスリーブを電子アクチュエータで動かす
燃料噴射量制御装置と噴射時期を制御するタイマピスト
ンとに作用する油圧を電磁弁で調節する噴射時期制御装
置とを備え、前述の噴射量の始動増量制御と始動噴射時
期制御とを自在に可能とした電子制御式噴射ポンプがあ
る (木原良治、ディーゼル乗用車、株式会社 グランプ
リ出版、１９８４年１１月、ＰＰ１３０〜１４１) 。
【０００５】しかし、クランキングの開始と同時に燃料
の噴射を開始し、完爆に至るまで燃料を供給し続ける通
常の噴射制御では、低温での始動時では、燃料がグロー
プラグを冷やしてしまうため却って燃焼室内の温度が低
下し始動性が悪くなったり、冷えた燃焼室表面に付着し
た燃料が未燃焼または不完全燃焼のまま排出されるため
始動白煙の発生や排気中の有害成分の増大を招くという
問題が生じる。このため、クランキング後所定期間燃料
の噴射を停止したり (特開昭５９−１４７８３１号、特
開昭５９−２２１４３８号公報参照) 、その際に排気還
流を促進させたりする技術がある (特開昭６０−１６６
４６号公報参照) 。
【０００６】一方、近年の大都市圏を中心とした環境問
題の深刻化により、国内外において大幅な排気規制強化
が実施されようとしており、排気汚染物質低減のため、
運転条件に応じた噴射時期制御が必要で、従来に比較し
て噴射時期を遅角側に設定する必要が生じている。特
に、タイマピストンを用いてカムディスクの位相を変え
噴射時期を制御している分配型噴射ポンプでは、噴射ポ
ンプの機関への取付角度 (ポンプ駆動軸と機関クランク
軸との回転角位相：以下ポンプセット角という) によっ
て、最も遅角できる噴射時期が決まってしまう。そのた
め、前記排気清浄化の要求から、ポンプセット角を遅角
側に設定せざるを得ないが、始動性を満たすように進角
補正される始動時の要求噴射時期は、従来とあまり変わ
りないため、結果として始動時の要求進角量が増加する
傾向にある。
【０００７】また、フェイスカムの位相を変えて噴射時
期を制御するタイマピストンは、噴射ポンプのポンプ室
圧を圧力源として圧力制御弁を設け、その圧力を調整す
ることにより作動させているが、噴射ポンプのポンプ室
圧は機関回転速度の増加に応じて上昇する特性を有する
ため (図１２) 、低回転時はポンプ室圧が低くなること
が原因で最大進角能力 (図１３) 、制御応答性 (図１
４) の低下が生じてしまう。
【０００８】さて、冷間始動性について考察する。ディ
ーゼル機関の着火遅れ時間は、様々な研究者によって研
究されているが、下記のＷＯＬＦＥＲの式が良く知られ
ている。 τ＝０．４４・Ｐ-1.19 ・ｅ4650/T 但し、τ：着火遅れ時間 (ｍｓ) 、Ｐ：圧力 (ａｍｔ)
、Ｔ：温度 (Ｋ) この式から、着火遅れ時間を短くするには、温度と圧力
を上昇させることが有効であることがわかる。即ち、ま
ず吸気温度を上昇させ、燃料が自発火するのに十分な圧
力・温度まで加圧することにより、着火できる。但し、
自発火する雰囲気は上死点近傍のみであるため、回転・
雰囲気温度に応じて着火遅れ期間を考慮し、燃料噴射時
期を適切に制御しない (過進角または過遅角) と、着火
できないことになる (図１５) 。
【０００９】したがって、従来から実施されている始動
時の吸気温度と圧力とを増大させる方策 (グロー、吸気
加熱特性) に加えて、始動時の噴射時期を適切に制御す
る (図１６) 能力を付与することにより、低温始動時で
の着火遅れ期間を短縮し始動性が向上できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の機械式噴射
ポンプには、冷却水温により作動するワックスの収縮・
膨張により、冷機時の噴射時期を噴射時期を進める始動
進角機能を持たせているが、ＯＮ・ＯＦＦ制御であるた
め、雰囲気温度 (水温・吸気温度) に応じた噴射時期の
制御は困難である。例えば、極低水温時の始動に合わせ
て始動時の噴射時期を設定すると常温時の始動性が悪く
なる等の問題を生じる。
【００１１】また、噴射時期をタイマピストン高圧室の
油圧調整で噴射時期を制御する電子制御噴射ポンプで
は、高圧室油圧はポンプ回転速度に比例して増加する特
性を有しているため、特に冷間時ではクランキング回転
速度が低下することもあり、ポンプ内室が低く進角能力
と応答性が著しく低下する。一方、タイマピストンを進
角させるためには、タイマピストンを遅角側に作動させ
る向きに備えられているスプリング力に打ち勝たなけれ
ばならず (図３) 、また、始動時は燃料噴射量を増量制
御するため、プランジャ室圧の上昇に伴い駆動反力も増
大するため (図１７) 、噴射時期を自在に変化させるこ
とは困難であり、特にポンプ取付角度を遅角セットした
場合には必要な進角量が得られないという問題があっ
た。
【００１２】この問題は、始動時の未着火燃料と不完全
燃焼ガスの排出を防止するためにクランキング後所定時
間燃料噴射量を停止する始動制御装置 (特開昭５９−１
４７８３１号公報参照) では、別の問題が生じる。即
ち、上記のように燃焼室内の温度，圧力が十分になるま
で燃料噴射を停止しても、燃料が良好に自発火する噴射
時期に制御されていないために、燃料を噴射しても即座
に良好な着火が得られない。
【００１３】その結果として、始動時においても燃料停
止制御しない従来の始動制御装置と大差ない期間の燃料
停止制御を行わざるを得ず、結局燃料の気化等により吸
気温度、グロー温度が低下し、燃料噴射停止クランキン
グの時間だけ始動時間が却って長くなってしまい、ま
た、依然として有害排出ガスは低減されないという問題
を生じている。
【００１４】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、冷間始動時でも適切な燃料噴射時期に
制御でき、かつ、着火が確実になったときに燃料を噴射
することにより、始動時の燃料自己着火と完爆を促進さ
せ、始動時間の短縮と排気汚染物質の低減を図ったディ
ーゼル機関の始動制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は図１に示すように、機関を始動時にクランキン
グするクランキング手段と、機関の燃焼室へ加圧燃料を
噴射する燃料噴射手段と、機関の運転状態を検出する運
転状態検出手段と、前記検出された機関の運転状態に応
じて前記燃料噴射手段による前記燃焼室への燃料の目標
噴射時期を設定する目標噴射時期設定手段と、前記設定
された目標噴射時期となるように前記燃料噴射手段によ
る燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、を備
えたディーゼル機関の始動制御装置において、前記噴射
時期制御手段によって制御された実噴射時期を検出する
実噴射時期検出手段と、クランキング開始後、前記検出
された燃料の実噴射時期が目標噴射時期と一致するまで
の間、前記燃料噴射手段からの燃料噴射を遅延する燃料
噴射遅延手段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【００１６】また、請求項２に係る発明は、前記噴射時
期制御手段が、機関の始動時に加圧した燃料を導いて噴
射時期制御部材を進角制御方向に駆動することにより始
動時の進角制御を行う構成としたことを特徴とする。ま
た、請求項３に係る発明は、前記噴射時期制御部材は、
その両側に設けられた油圧室同士の差圧によって進角又
は遅角方向に移動するように構成され、かつ、前記噴射
時期制御手段は、前記油圧室の一方を高圧燃料側へ連通
し、他方を低圧燃料側に連通させることによって、進角
動作と遅角動作を選択的に行わせ、又は、前記両油圧室
ともに密閉させることによって動作を停止させる油路切
換部材を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１７】また、請求項４に係る発明は、前記燃料噴
射遅延手段が、前記燃料噴射手段に燃料を圧送するため
の燃料噴射ポンプのプランジャへの燃料供給通路に介装
された燃料カット弁を閉じることにより、燃料噴射手段
への燃料の供給を停止して燃料噴射を遅延する構成とし
たことを特徴とする。
【００１８】また、請求項５に係る発明は、前記燃料噴
射遅延手段が、前記燃料噴射手段に燃料を圧送するため
の燃料噴射ポンプのプランジャで加圧された燃料を燃料
噴射終了時期に合わせてプランジャ外側のポンプ室にリ
リーフするためのカットオフポートを、前記プランジャ
の燃料加圧行程の初期から開放することにより、燃料噴
射手段への燃料の供給を停止して燃料噴射を遅延する構
成としたことを特徴とする。
【００１９】また、請求項６に係る発明は、前記燃料噴
射遅延手段が、所定の期間内に実噴射時期が目標噴射時
期と一致しない場合は、燃料噴射遅延を解除して燃料噴
射を開始させる構成としたことを特徴とする。また、請
求項７に係る発明は、前記実噴射時期検出手段は、前記
噴射時期制御部材の駆動位置を検出することによって実
噴射時期を検出する構成であり、前記噴射時期制御手段
は、前記噴射時期制御部材が前記設定された目標噴射時
期相当の目標位置と一致するように駆動制御する構成で
あることを特徴とする。
【００２０】また、請求項８に係る発明は、前記実噴射
時期検出手段は、前記燃料噴射手段に燃料を圧送するた
めの燃料噴射ポンプのプランジャに結合するカムのリフ
ト開始時期を検出する手段と、機関のクランク角を検出
する手段と、を備え、検出されたカムリフト開始時期と
クランク角とに基づいて、燃料の圧送開始時期を実噴射
時期として検出する構成であり、前記噴射時期制御手段
は、前記検出された燃料の圧送開始時期が前記設定され
た目標噴射時期相当の目標圧送開始時期と一致するよう
に前記噴射時期制御部材を駆動制御する構成であること
を特徴とする。
【００２１】また、請求項９に係る発明は、前記実噴射
時期検出手段は、前記燃料噴射手段を構成する噴射ノズ
ルの針弁のリフト時期を実噴射時期として検出する手段
を含んで構成され、前記噴射時期制御手段は、所定量以
上の燃料噴射時は、前記設定された目標噴射時期相当の
目標針弁リフト時期と前記検出された針弁リフト時期と
が一致するように前記噴射時期制御部材を駆動制御し、
前記燃料噴射遅延中の無噴射時及び前記所定量未満の燃
料噴射時は、請求項７又は請求項８に記載の構成により
噴射時期の制御を行うことを特徴とする。
【００２２】また、請求項10に係る発明は、前記噴射時
期制御手段は、前記所定量以上の燃料噴射時に、前記針
弁リフト時期と前記噴射時期制御部材の位置又は前記圧
送開始時期との差を記憶しておき、前記燃料噴射遅延中
の無噴射時及び前記所定量未満の燃料噴射時に、前記噴
射時期制御部材の目標位置又は前記圧送開始時期の目標
値を補正する構成を含んでいることを特徴とする。
【００２３】
【作用】請求項１に係る発明では、運転状態検出手段に
よって検出された運転状態に基づいて目標噴射時期設定
手段により目標噴射時期が設定され、始動後は該目標噴
射時期となるように燃料噴射手段による燃焼室への燃料
の噴射時期が制御されるが、クランキング手段による機
関のクランキング時には、実噴射時期検出手段によって
検出される実際の噴射時期が目標噴射時期と一致するま
での間は、噴射遅延手段により噴射手段による燃焼室へ
の燃料の噴射が停止される。
【００２４】これにより、目標噴射時期と実際の噴射時
期とがずれていて噴射しても自発火しにくい状態での噴
射が停止され、その間、噴射燃料による冷却が防止でき
ると同時に空気圧縮により燃焼室内が積極的に加熱さ
れ、目標噴射時期と実際の噴射時期とが一致して燃料が
自発火に最適な噴射時期に制御されてから噴射が行われ
るため、前記燃焼室の温度上昇と相まって燃料の着火が
速やかに行われ、始動性が改善される。
【００２５】請求項２に係る発明では、機関の始動時に
は、燃料噴射ポンプ内部等で加圧された高圧燃料を駆動
力として燃料噴射部材が進角方向に駆動され、以て始動
時の噴射時期を進角補正することができる。請求項３に
係る発明では、油路切換部材によって噴射時期制御部材
の両側の油圧室に導かれる燃料油圧を切り換えることに
より、進角動作，遅角動作，動作停止が選択され、進
角，遅角動作がリターンスプリング等の付勢力に抗した
油圧を必要とせず、両油圧室の差圧のみで行われるた
め、小さな差圧で速やかに動作させることができる。
【００２６】その結果、特に始動時の進角制御の応答性
が高められ、最大進角量を大きくとれることにより始動
性が向上する一方、通常運転時の噴射時期をより遅角側
に設定することができ、以て排気浄化性能が改善され
る。請求項４に係る発明では、燃料カット弁を閉じるこ
とにより、プランジャへの燃料供給が停止され、以てプ
ランジャから燃料噴射手段への燃料の圧送が停止されて
燃料噴射手段による燃料噴射が遅延される。
【００２７】請求項５に係る発明では、プランジャで加
圧された燃料は、該加圧行程の初期からカットオフポー
トを介して低圧源側に流出し、以て燃料噴射手段への燃
料の供給が停止されて燃料噴射が遅延される。この場
合、プランジャの駆動反力が十分小さく抑えられると共
に、ポンプ室にプランジャからの燃料を吐出されること
によりポンプ室圧が速やかに増大し、該ポンプ室圧を噴
射時期制御部材の駆動力として利用した場合、噴射時期
の応答性をより高めることができる。
【００２８】請求項６に係る発明では、低温時における
燃料のワックス化等により噴射時期制御系統にトラブル
が生じて、クランキング時に実噴射時期が目標噴射時期
に一致するのが遅れたり、一致しない状態となった場合
でも、所定期間後には燃料噴射を強制的に開始させるこ
とができ、最低限でも自走することができる。
【００２９】請求項７に係る発明では、前記噴射時期制
御部材の駆動位置を検出して、該駆動位置を目標位置と
一致させるように直接的で簡易なフィードバック制御を
行うことにより、燃料の無噴射時でも噴射時期を制御す
ることができる。請求項８に係る発明では、燃料噴射ポ
ンプのプランジャに結合するカムのリフト開始時期と機
関のクランク角に基づいて検出した燃料の圧送開始時期
を、目標噴射時期相当の目標圧送開始時期と一致するよ
うに前記噴射時期制御部材を駆動制御して間接的なフィ
ードバック制御を行うことにより、燃料の無噴射時でも
噴射時期を制御できると共に、噴射ポンプの機関への初
期セット角度に関係なく噴射ポンプの圧送時期を正確に
検出でき、噴射時期制御精度が向上する。
【００３０】請求項９に係る発明では、所定量以上の燃
料噴射による通常燃焼時には、噴射ノズルの針弁のリフ
ト時期を実噴射時期として検出することにより、燃焼因
子として重要な動的噴射時期を直接検出することがで
き、以て、無噴射時の噴射時期制御を行えることは勿
論、燃料性状や燃料温度、ノズルやポンプの劣化の影響
を受けることなく、噴射時期制御を最も精度良く行うこ
とができ、目標値の適合も容易に行える。
【００３１】また、前記針弁リフト時期検出による噴射
時期制御が難しい燃料無噴射時及び所定量未満の燃料噴
射時は、前記噴射時期制御部材の位置や圧送開始時期の
検出によって前記噴射時期制御を行うことができる。請
求項10に係る発明では、所定量以上の燃料噴射による通
常燃焼時に、前記噴射ノズルの針弁リフト時期の検出に
よる噴射時期制御を行いつつ、該針弁リフト時期と噴射
時期制御部材の位置や圧送開始時期との差を求め、燃料
無噴射時及び所定量未満の燃料噴射時に噴射時期制御部
材の位置や圧送開始時期の検出に基づく噴射時期制御に
おいて、噴射時期制御部材の目標位置や圧送開始時期の
目標値を補正することにより、燃料性状や燃料温度、ノ
ズルやポンプの影響を始動時の目標噴射時期に反映でき
るため、より始動性を向上することができる。
【００３２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図２は、本発明の一実施例の構成を示す。図におい
て、分配型燃料噴射ポンプの構成を説明すると、該噴射
ポンプは、ポンプハウジングを形成する噴射ポンプ本体
１と、噴射ポンプ内のカムローラと係合しつつ回転往復
動しながら、燃料を吸入・圧縮するプランジャ２と、前
記プランジャ２の外周を摺動し、プランジャ２に形成さ
れたカットオフポート２ａを開閉することにより燃料噴
射量を調量するコントロールスリーブ３と、前記コント
ロールスリーブ３を駆動するロータリソレノイド４と、
前記コントロールスリーブ３位置を検出して燃料噴射量
(負荷の代表値) を検出するスリーブ位置センサ５と、
ポンプ駆動軸に取り付けられ、燃料を加圧供給するフィ
ードポンプ６と、ポンプ内部を潤滑すると共に圧力を蓄
圧するポンプ室７と、噴射ポンプのカムローラと係合し
つつカムローラの位相を動かし、噴射時期を制御する噴
射時期制御部材としてのタイマピストン８と、タイマピ
ストン８の一端の高圧室から低圧室側に漏らされる燃料
流量を制御するタイミングコントロールバルブ９と (図
３参照) 、タイマピストン８に連結され、タイマピスト
ン位置を実噴射時期として検出する実噴射時期検出手段
としてのタイマ位置センサ３０と、前記プランジャ２に
前記ポンプ室７からの燃料を供給するための燃料供給通
路に介装された燃料カット弁１０等を備えて構成されて
いる。
【００３３】また、本実施例のシステムは、前記分配型
燃料噴射ポンプの他、該噴射ポンプから圧送された燃料
を機関の燃焼室 (図示せず) に噴射する燃料噴射手段と
しての燃料噴射ノズル１１と、後述する目標噴射時期を
設定するための運転状態検出手段を構成する各種センサ
として、冷却水温を検出する水温センサ１３と、機関回
転速度を検出する回転速度センサ１４と、燃料温度を検
出する燃温センサ１５と、機関の始動指令を認識する始
動スイッチ１６と、機関をクランキングするクランキン
グ手段としてのスタータ１７と、各種センサの信号に基
づいて燃料噴射量と噴射時期を制御するコントロールユ
ニット１８等を備えて構成されている。
【００３４】次に、前記コントロールユニット１８によ
る本実施例の制御を図４に基づいて説明する。このルー
チンは、運転者が始動指令を与えることにより、前記燃
料カット弁を遮断状態のままクランキングすることによ
り開始される。ステップ１では、機関回転速度Ｎと水温
Ｔｗとを参照し、始動噴射時期制御マップに基づいて目
標噴射時期を設定する。このステップ１の機能が、目標
噴射時期設定手段を構成する。
【００３５】ステップ２では、前記タイマ位置センサ３
０によって実測された実噴射時期 (カムリフトはじめ時
期) と、前記ステップ１で決定された目標噴射時期とを
比較する。前記実噴射時期と目標噴射時期との偏差が所
定値以上であれば、燃料カット弁を閉弁し、燃料を遮断
したままクランキングを継続し (ステップ３) 、所定値
未満で略一致している場合は、燃料カット弁を開弁して
燃料噴射を行う。
【００３６】ステップ４では、機関回転速度Ｎと水温Ｔ
ｗとを参照し、始動増量燃料噴射制御マップに基づいて
目標燃料噴射量を決定する。ステップ５では、機関回転
速度Ｎをモニターし、所定値以上機関回転速度Ｎが上昇
したら完爆と判定し、始動増量制御を停止し、始動後の
通常運転燃料噴射制御 (機関回転速度Ｎとアクセル開度
とに応じた目標燃料噴射量制御、以後ドライブＱ制御と
いう) へ移行する。完爆判定されなかった場合は、始動
増量制御を継続する。
【００３７】このように、クランキング開始後、実際に
制御される噴射時期が目標噴射時期に一致せず、燃料を
噴射しても良好に着火せず、却って噴射燃料の気化によ
り吸気温度，グロー温度が低下する期間は、燃料カット
弁を閉じて燃料噴射弁から燃焼室への燃料噴射を停止
し、制御された実噴射時期が目標噴射時期に一致してか
ら燃料を噴射するようにしたため、燃料が最も良好に自
発火する噴射時期に噴射された燃料は、未着火燃料の気
化熱による吸気温度，グロー温度の低下が防止されてい
ることと相まって、速やかに着火され始動性が改善され
る。また、未着火燃料による有害ガス排出量を低減でき
る。尚、燃料噴射停止によりポンプ室７からの燃料の持
ち出しが無くなる分だけ、フィードポンプ６によるポン
プ室７の圧力上昇が速められ、噴射時期が目標噴射時期
に一致するまでの時間が短縮されるので、その点でも始
動性が向上する。
【００３８】図５は、本実施例の燃料噴射量制御の制御
ブロック図を示す。通常運転時は、機関回転速度Ｎと水
温Ｔｗとにより設定されているドライブＱ特性により目
標燃料噴射量を設定する (Ｓ１１) 。アイドル運転時
は、前記ドライブＱ制御に加えて、目標機関回転速度と
実機関回転速度とを比較し、その偏差に応じてＰＩＤ制
御により目標燃料噴射量を増減させる (Ｓ１２) 。
【００３９】標準状態設定されているドライブＱに対し
て、水温Ｔｗや過給圧等で最大噴射量を制限する (Ｓ１
３) 。一方、機関の始動時は、機関回転速度Ｎと水温Ｔ
ｗにより設定されている始動増量制御により目標燃料噴
射量を決定する (Ｓ１４) 。前記燃温センサ１１により
検出された燃料温度によって、等コントロールスリーブ
位置での燃料噴射量が変わるので、Ｓ１１〜Ｓ１４で決
定された目標燃料噴射量に対して燃料温度による補正を
加える (Ｓ１５) 。
【００４０】コントロールスリーブ位置と燃料噴射量と
の関係をポンプ特性マップより検索し、目標燃料噴射量
に対する目標コントロールスリーブ位置を決定する (Ｓ
１６) 。前記目標コントロールスリーブ位置と実測コン
トロールスリーブ位置とを比較し、ＰＩＤ処理により、
コントロールスリーブ移動量を求め、ロータリソレノイ
ドに出力する (Ｓ１７) 。
【００４１】図６は、本実施例の噴射時期制御の制御ブ
ロック図を示す。通常運転時は、機関回転速度Ｎと負荷
(燃料噴射量やアクセル開度で代表される) とにより設
定されている噴射時期の回転−負荷特性により燃料の目
標噴射時期を決定する (Ｓ２１) 。機関の始動時は、機
関回転速度Ｎと水温Ｔｗとにより設定されている始動噴
射時期進角特性により、燃料の目標噴射時期を決定する
(Ｓ２２) 。
【００４２】前記目標噴射時期と前記タイマ位置センサ
３０によって実測された実測噴射時期 (カムリフト開始
時期) とを比較し、ＰＩＤ処理により、タイマピストン
移動量を求め、アクチュエータ指令信号 (タイミングコ
ントロールバルブデューティ比等) を出力する (Ｓ２
３) 。なお、この構成ではタイマピストン位置を計測す
ることにより、以下の関係からポンプ圧送開始時期を求
めることができる。
【００４３】ポンプ圧送開始時期ＢＴＤＣ＝定数×タイ
マピストン位置ｍｍ＋ポンプセット角ＢＴＤＣつまり、
前記のようにして求められるポンプ圧送開始時期ＢＴＤ
Ｃが前記目標噴射時期に一致するときのタイマピストン
の位置が、目標タイマピストン位置として決まるから、
該目標タイマピストン位置に近づけるように、タイマピ
ストンを駆動してフィードバック制御することにより噴
射時期制御を行うのである。
【００４４】次に、第２の実施例について説明する。こ
の実施例では、図７のフローチャートに示すように、実
測噴射時期が目標噴射時期と一致するまでの間燃料噴射
を停止させる際に、ステップ１０１においてプランジャ
２の圧送行程開始から前記カットオフポート２ａが開い
ているようにコントロールスリーブ３の位置を燃料噴射
量零位置に制御するようにしたものである。
【００４５】このようにすれば、前記第１実施例の燃料
噴射停止による効果に加えて、次のような効果が得られ
る。即ち、第１実施例では、燃料カット弁で燃料カット
しているためプランジャの燃料吸い込み行程でチョーク
し、それによって始動時のポンプ駆動力が増大して、ク
ランキング回転速度が低下し、フィードポンプ回転速度
が低下する結果、ポンプ室圧の上昇が遅延し、タイマ進
角量が低下することがあるが、本実施例のようにコント
ロールスリーブで燃料カットした場合、上記の損失がな
いため、噴射ポンプの駆動力が軽減されるので図８に示
すようにポンプ室圧の上昇が速やかに行われて、タイマ
進角が容易となる。但し、コントロールスリーブ位置を
可変とした電子制御型噴射ポンプでは実施が容易である
が、機械式噴射ポンプで本実施例を実施する場合、コン
トロールスリーブ位置を強制的に移動させるアクチュエ
ータを追加することが必要である。
【００４６】次に、第３の実施例について説明する。こ
の実施例では、図９のフローチャートに示すように、実
測噴射時期が目標噴射時期と一致するまでの間、燃料噴
射を停止させる際に、ステップ２０１においてクランキ
ング時の機関回転速度Ｎが所定値以上となったか否かを
判定し、所定値以上となったときには燃料噴射を開始さ
せるようにしたものである。
【００４７】また、クランキング時の機関回転速度Ｎが
所定値未満の間は、ステップ２０２において燃料噴射を
停止すると同時に進角補助手段により、噴射時期を進角
させる。前記進角補助手段の一例を、図１８に基づいて
説明する。このものでは、タイマピストン５１を遅角方
向に付勢するセットスプリング５２のタイマピストン５
１と反対側の端部がソレノイド５３の可動部５３Ａに連
結され、該ソレノイド53のコイル５３Ｂがパワートラン
ジスタ５４を介してバッテリ５５に接続されている。前
記パワートランジスタ５４はコントロールユニット５６
によって通電を制御され、ＯＮ信号が出力されてパワー
トランジスタ５４がＯＮにされると、前記コイル５３Ｂ
が通電され、リターンスプリング５３Ｃに抗して図で下
方に引き込まれ、それによってセットスプリング５２の
セット荷重が減少する。
【００４８】そして、噴射時期はタイマピストン５１が
ポンプ室７から導かれた高圧室５２側の圧力とスプリン
グ５２の付勢力とがバランスする位置で定まるから、ス
プリング５２のセット荷重を小さい側に切り換えること
により、同一の運転条件でタイマピストン５１は、より
進角側でバランスすることになる。つまり、噴射時期を
進角させることができる。
【００４９】本実施例では、極低温時等で所定の回数以
上クランキングを続けても噴射時期制御系統が燃料のワ
ックス化等で作動しがたいような状況が発生した場合に
は、燃料噴射停止を打ち切って燃料噴射を開始させて始
動させることができ、また、それ以外の原因も含めて噴
射時期制御系統のトラブルが生じた場合に異常ながらも
自走して行けるという効果が得られる。
【００５０】次に、第４の実施例について説明する。こ
の実施例では、タイマピストンのセットスプリングを廃
した構造のタイマ機構を用いて前記第１〜第３の実施例
の制御を行うようにしたものである。前記タイマ機構の
作動について図１０を参照して説明する。動作停止時は
同図(Ａ) に示すように、前記フィードポンプ６の吐出
口に通じる高圧側のポンプ室７とタイマピストン２０の
片側 (図示左側) に形成された進角圧力室２１との間
は、タイマピストン２０に形成された油路２３がサーボ
バルブ２２によって遮蔽されるので油密となり、一方、
フィードポンプ６の吸入口に通じる低圧室２４とタイマ
ピストン２０の反対側 (図示右側) に形成れた遅角圧力
室２５との間も、タイマピストン２０に形成された油路
２６が前記サーボバルブ２２によって遮蔽されて油密と
なる。このように、サーボバルブ２２を介して進角圧力
室２１と遅角圧力室２５とが共に油密となるので、タイ
マピストン２０は動きを停止され、噴射時期が固定され
る。
【００５１】タイマ機構の遅角動作時は、同図 (Ｂ) に
示すようにサーボバルブ２２を軸周りに回転させて、進
角圧力室２１と低圧室２４とが、タイマピストン２０内
の油路２３，２７及びサーボバルブ２２内の油路２８を
介して連通するので、進角圧力室２１内の作動油 (燃
料) は、低圧室２４内に流出する。一方、遅角圧力室２
５はタイマピストン２０内の油路２３，サーボバルブ２
２外周の油路２９を介してポンプ室７と連通するので、
遅角圧力室２５にポンプ室７内の高圧作動油が流入す
る。
【００５２】このようにして、サーボバルブ２２を介し
て進角圧力室２１内の作動油が低圧室２４に流出し、か
つ、遅角圧力室２５に高圧作動油が流入するので、結果
としてタイマピストン２０を遅角側に動かす力が発生
し、タイマピストン２０を遅角側に移動させる。タイマ
機構の進角動作時は、同図 (Ｃ) に示すようにサーボバ
ルブ２２を軸周りに回転させて、遅角圧力室２５と低圧
室２４とが、サーボバルブ２２内の油路２８及びタイマ
ピストン２０内の油路２７を介して連通するので、遅角
圧力室25内の作動油 (燃料) は、低圧室２４内に流出す
る。一方、進角圧力室２１はポンプ室７とタイマピスト
ン内の油路２３を介して連通するので、進角圧力室２１
にポンプ室７内の高圧作動油が流入する。
【００５３】このようにして、サーボバルブ２２を介し
て遅角圧力室２５内の作動油が低圧室２４に流出し、か
つ、進角圧力室２１に高圧作動油が流入するので、結果
としてタイマピストンを進角側に動かす力が発生し、タ
イマピストンを進角側に移動させる。以上のように、従
来遅角動作のために設けられたスプリングを廃すること
によって、低速回転時のタイマピストン移動能力が向上
し、かつ、噴射時期制御の応答性も飛躍的に向上できる
ものである。
【００５４】本実施例で使用するタイマ機構では、進角
動作時にタイマピストンに作用する力がないため、特に
低温始動時の進角補正が非常に容易となり、始動時の噴
射時期応答性が非常に向上すると共に、最大進角量も可
及的に増大するため、更なる始動時間の短縮と極低温で
の始動が可能という始動性向上の効果に加えて、ポンプ
セット角の遅角化が大幅に拡大されるため、従来始動性
によって始動後の噴射時期を十分遅角側に設定できない
ための制約を除去し、燃焼室系諸元の設計自由度が拡が
り、例えば低圧縮比化を促進できる等の効果も得られ
る。
【００５５】次に、第５の実施例について説明する。こ
の実施例は、図１９に示すように、噴射ポンプのプラン
ジャと結合されるカムに備えたカムリフト開始時期検出
手段３１と機関のクランク角検出手段１４とを備え、該
カムリフト開始時期検出手段３１によって検出されたカ
ムリフト開始時期と、クランク角検出手段１４によって
検出されたクランク角とに基づいて、燃料の圧送開始時
期を実噴射時期として検出する構成であり、機関の運転
条件に応じて設定される目標噴射時期相当の目標圧送開
始時期と、前記実噴射時期として検出される圧送開始時
期とが一致するようにタイマ両側に設けられた油圧同士
の差圧を調節するタイミングコントロールバルブ９を制
御する構成により噴射時期の制御を行い、前記第１〜第
４の実施例の制御を行うようにしたものである。
【００５６】前記噴射時期制御の作用について、図１９
と図２０を参照して説明する。噴射時期の検出は、噴射
ポンプのフェイスカムに取り付けられたポンプ角プレー
トと回転ピックアップからなるカムリフト開始時期検出
手段としてのポンプ角センサ３１により、ポンプ角信号
(カムリフト開始時期信号) を検出し、また、機関のク
ランク軸に取り付けられたクランク角プレート (例え
ば、ＴＤＣより５０°ＢＴＤＣの位置等) と回転ピック
アップにより、基準クランク角信号を検出する。
【００５７】そして、前記ポンプ角信号 (カムリフト開
始時期信号) と基準クランク角信号との時間差ΔＴPCを
算出することにより、噴射ポンプの圧送開始時期を実噴
射時期として次式に求めることができる。 ポンプ圧送開始時期BTDC＝機関回転速度rpm/260 ×360/
1000×ΔＴPCm sec ＋ＴＤＣに対するオフセット量CA このようにして求められた圧送開始時期と、目標噴射時
期相当の目標圧送開始時期とが一致するように、前記タ
イミングコントロールバルブ９を制御してタイマピスト
ンの位置を制御して噴射時期制御を行うものである。
【００５８】図２１は、本実施例の噴射時期制御の制御
ブロック図を示す。通常運転時は、機関回転速度Ｎと負
荷 (燃料噴射量やアクセル開度で代表される) とにより
設定されている噴射時期の回転−負荷特性により噴射時
期を決定する (Ｓ３００）。機関の始動時は、機関回転
速度Ｎと水温Ｔｗとにより設定されている始動噴射時期
進角特性により、燃料噴射時期を決定する (Ｓ３０１)
。
【００５９】前記目標噴射時期と前記ポンプ角センサ３
１及びクランク角センサからの信号に基づいて検出され
た実測圧送開始時期とを比較し、ＰＩＤ処理により、ア
クチュエータ指令信号 (タイミングコントロールバルブ
デューティ比等) を出力する(Ｓ３０２) 。このように
すれば、前記第１〜第４実施例の燃料噴射停止による効
果に加えて、次のような効果が得られる。即ち、前記第
１〜第４実施例では、タイマピストン位置からポンプの
圧送開始時期を予測し、それをもって噴射時期を制御し
ていたが、噴射ポンプのエンジンへの取付け角度 (ポン
プセット角) が生産時にバラツキを有するため、その分
噴射時期制御に誤差が含まれていた (図２２) 。
【００６０】しかし、本実施例では噴射ポンプのカムに
取り付けられたポンプ角センサとの時間の差からポンプ
圧送開始時期を制御できる。その結果、低温始動時の噴
射時期制御の精度が向上し、より始動性を改善すること
ができる (図２２) 。次に、第６の実施例について説明
する。この実施例は、図２３に示すように、実噴射時期
検出手段として、前記タイマピストン位置の検出あるい
はカムリフト開始時期とクランク角とによる圧送開始時
期の検出を用いた噴射時期制御の構成に加え、噴射ノズ
ルに備えられた針弁リフト時期検出手段１２を備える。
そして、通常の所定量以上の燃料噴射時は、機関の運転
条件に応じて出力される目標噴射時期相当の目標針弁リ
フト時期と実測針弁リフト時期が一致するようにタイマ
両側に設けられた油圧同士の差圧を調節する弁を制御
し、針弁リフトで噴射時期を制御しがたい無噴射時ある
いは所定量未満の低燃料噴射量時はタイマピストン位置
あるいは圧送開始時期検出により噴射時期の制御を行う
構成とし、前記第１〜第５の実施例の制御を行うように
したものである。
【００６１】前記噴射時期制御の作用について、図２３
と図２４とを参照して説明する。前記通常の所定量以上
の燃料噴射時 (針弁リフトセンサが出力できる) は、噴
射時期の検出は、噴射ノズルに取り付けられた針弁リフ
トセンサにより、針弁リフト時期 (動的噴射時期) を検
出し、また、機関のクランク軸に取り付けられたクラン
クプレート (例えば、ＴＤＣより５０°ＢＴＤＣの位置
等) と回転ピックアップにより、基準クランク角信号を
検出する。
【００６２】この構成によれば、針弁リフト時期と基準
クランク角信号の時間差ΔＴNCを算出することにより、
動的噴射時期は次式で求めることができる。 動的噴射時期BTDC＝機関回転速度rpm/260 ×360/1000×
ΔＴNCm sec ＋ＴＤＣに対するオフセット量CA 尚、燃料無噴射時の噴射時期制御は、第１〜第５実施例
と同様の方法で行う。
【００６３】図２５は、本実施例の噴射時期制御の制御
ブロック図を示す。通常運転時は、機関回転速度Ｎと負
荷 (燃料噴射量やアクセル開度で代表される) とにより
設定されている噴射時期の回転−負荷特性により目標針
弁噴射時期ＩＴｎｌを決定する (Ｓ３０３) 。燃料無噴
射時は、機関回転速度Ｎと負荷 (燃料噴射量やアクセル
開度で代表される) とにより設定されている噴射時期の
回転−負荷特性によりポンプ圧送開始時期ＩＴｔｐを決
定する (Ｓ３０４) 。
【００６４】ＩＴｎｌとＩＴｔｐとの切り換えは、完爆
判定 (Ｎ＞所定値かつスタートモードオフ時) と針弁リ
フト信号が検出されているかどうかで判断する (Ｓ３０
５)。機関の始動時で、燃料無噴射時は機関回転速度Ｎ
と水温Ｔｗとにより設定されている始動噴射時期進角特
性により、ポンプ圧送開始時期ＩＴｓｔ ｔｐを決定す
る (Ｓ３０６) 。
【００６５】機関の始動時で、燃料噴射開始後は機関回
転速度Ｎと水温Ｔｗとにより設定されている始動噴射時
期進角特性により、目標針弁リフト噴射時期ＩＴｓｔ
ｎｌを決定する (Ｓ３０７) 。ＩＴｎｌとＩＴｔｐとの
切り換えは、完爆判定 (Ｎ＞始動時の所定値かつスター
トモードオフ時) と針弁リフト信号が検出されているか
どうかで判断する (Ｓ３０８) 。
【００６６】前記目標噴射時期と前記ポンプ角センサ３
１あるいは針弁リフトセンサ１２により実測された実測
圧送開始時期とを比較し、ＰＩＤ処理により、アクチュ
エータ指令信号 (タイミングコントロールバルブデュー
ティ比等) を出力する (Ｓ３１１) 。このようにすれ
ば、前記第１〜第５実施例の燃料噴射停止による効果に
加えて、次のような効果が得られる。即ち、前記第１〜
第５実施例では、ポンプ圧送開始時をもって噴射時期を
制御していたが、燃料性状や燃温、環境の変化により実
際にノズルから燃料噴射される時期とポンプの圧送開始
時期が変化するため、その分噴射時期制御に誤差が含ま
れていた。
【００６７】しかし、本実施例では、通常運転時は動的
噴射時期制御とし、燃料無噴射時は、ポンプの圧送開始
時期をもって噴射時期を制御するため、上記環境の変化
に対する噴射時期誤差要因が補償されるため、高い精度
で噴射時期を制御できる。その結果、低温始動時の噴射
時期制御の精度と通常運転時の噴射時期制御が向上し、
より始動性を改善することができると共に、排気・燃費
・運転性が改善されるという効果がある。
【００６８】次に、第７の実施例について説明する。こ
の実施例は、針弁リフト時期とポンプ圧送開始時期を計
測し、これに基づき燃料性状を判別し、燃料無噴射時の
ポンプ圧送開始時期を補正する構成とし、前記第１〜第
６の実施例の制御を行うようにしたものである。本実施
例の原理を以下に示す。噴射時期の調節は、フェイスカ
ムに取り付けられたローラホルダの位相を変えることに
より調節され、ローラホルダは、レバーを介してタイマ
ピストンに連結されている。タイマピストン位置センサ
あるいはポンプ角センサにより、圧送開始時期が検出さ
れる。圧送し始めるとノズルの開弁圧に至るまでの時間
が掛かるため、ノズルの針弁がリフトするまでに時間を
要する。圧送開始時期と針弁リフト時期との差を噴射遅
れ時間 (ΔＩＴ) と呼ぶと、ΔＩＴは、燃料性状一定の
場合噴射系 (ノズル開弁圧、プランジャ径、噴射管長、
カムのリフト特性等) の諸元により決まるものである。
ΔＩＴと燃料性状 (粘度) とを比較すると、その相関が
高くΔＩＴから燃料性状が推定できることがわかる (図
２６) 。
【００６９】また、燃料性状が軽質の場合と重質の場合
とでは、前者の方が、ポンプ圧送行程の損失が大きく、
同一圧送開始時期で比較すると、動的噴射時期は遅角す
る。そこで、第７実施例では、通常運転時にΔＩＴから
燃料性状を判定し、燃料性状によりポンプ圧送開始時期
補正値を学習しておき、次回の始動時に反映させる構成
とした。
【００７０】図２７は、本実施例の燃料性状判別のフロ
ーチャートを示す。まず、機関の運転状態を読み込み
(Ｓ３１２) 、所定の条件を満たすか判別し (Ｓ３１３
・３１４) 、満たす場合は、圧送開始時期と針弁リフト
時期の差を噴射遅れ時間 (ΔＩＴ) として計測する (Ｓ
３１５・３１６) 。ΔＩＴにより燃料性状判別値Ｆｖｉ
ｓを検索し、これに従い圧送開始時期補正値Ｋ ＩＴを
記憶する。
【００７１】図２８は、本実施例の噴射時期制御の制御
ブロック図を示す。通常運転時は、機関回転速度Ｎと負
荷 (燃料噴射量やアクセル開度で代表される) とにより
設定されている噴射時期の回転−負荷特性により目標針
弁リフト噴射時期ＩＴｎｌを決定する (Ｓ３１８) 。燃
料無噴射時は、機関回転速度Ｎと負荷 (燃料噴射弁やア
クセル開度で代表される) とにより設定されている噴射
時期の回転−負荷特性によりポンプ圧送開始時期ＩＴｔ
ｐを決定する (Ｓ３１９) 。
【００７２】ＩＴｎｌとＩＴｔｐとの切り換えは、完爆
判定 (Ｎ＞所定値かつスタートモードオフ時) と針弁リ
フト信号が検出されているかどうかで判断する (Ｓ３２
０)。機関の始動時で、燃料無噴射時は機関回転速度Ｎ
と水温Ｔｗとにより設定されている始動噴射時期進角特
性により、ポンプ圧送開始時期ＩＴｓｔ ｔｐ０を決定
する (Ｓ３２１) 。
【００７３】記憶された燃料性状補正値により、ポンプ
圧送開始時期を次式で算出する (Ｓ３２２) 。 ＩＴｓｔ ｔｐ＝ＩＴｓ ｔｐ０＋Ｋ−ＩＴ 機関の始動時で、燃料噴射開始後は機関回転速度Ｎと水
温Ｔｗとにより設定されている始動噴射時期進角特性に
より、目標針弁リフト噴射時期ＩＴｓｔ ｎｌを決定す
る (Ｓ３２３、３２４) 。
【００７４】ＩＴｎｌとＩＴｔｐとの切り換えは、完爆
判定 (Ｎ＞始動時の所定値かつスタートモードオフ時)
と針弁リフト信号が検出されているかどうかで判断する
(Ｓ３２５) 。前記目標噴射時期と前記ポンプ角センサ
３１あるいは針弁リフトセンサ１２により実測された実
測圧送開始時期とを比較し、ＰＩＤ処理により、アクチ
ュエータ指令信号 (タイミングコントロールバルブデュ
ーティ比等) を出力する (Ｓ３２６、３２７) 。
【００７５】このようにすれば、前記第１〜第６実施例
の燃料噴射停止による効果に加えて、次のような効果が
得られる。即ち、通常運転時に燃料性状を判別し、燃料
性状差による動的噴射時期とポンプの圧送開始時期の変
化を予測し、次回の始動時の圧送開始時期制御に反映す
るため、さらに始動性が改善されるという効果がある。
【００７６】
【発明の効果】以上説明してきたように請求項１に係る
発明によれば、冷間始動時に、燃料噴射を目標噴射時期
と実際の噴射時期とが一致して最適な噴射時期に制御さ
れてから噴射が行われるため、噴射停止中の空気圧縮に
よる燃焼室の温度上昇と相まって燃料の着火が速やかに
行われる。
【００７７】その結果、始動時の燃料の自己着火と完爆
を促進でき、始動時間が大幅に短縮され、排気汚染物質
も低減できる (図１１参照) 。また、請求項２に係る発
明によれば、機関の始動時には、加圧された高圧燃料を
駆動力として燃料噴射部材が進角方向に駆動されて始動
時の噴射時期を進角補正することができる。
【００７８】また、請求項３に係る発明によれば、噴射
時期制御部材の進角，遅角動作が両油圧室の差圧のみで
行われるため、小さな差圧で速やかに動作させることが
でき、進遅角制御の応答性が高められ、最大進角量を大
きくとれることにより始動性が向上する一方、通常運転
時の噴射時期をより遅角側に設定することができ、以て
機関の全運転領域にわたって排気浄化性能を改善でき
る。
【００７９】また、請求項４に係る発明によれば、燃料
カット弁を閉じることにより、プランジャへの燃料供給
が停止され、以てプランジャから燃料噴射手段への燃料
の圧送が停止されて燃料噴射手段による燃料噴射が遅延
される。また、請求項５に係る発明によれば、プランジ
ャの駆動反力が十分小さく抑えられると共に、燃料噴射
ポンプのポンプ室圧が速やかに増大し、該ポンプ室圧を
噴射時期制御部材の駆動力として利用した場合、噴射時
期の応答性をより高めることができる。
【００８０】また、請求項６に係る発明によれば、噴射
時期制御系統にトラブルが生じて、クランキング時に実
噴射時期が目標噴射時期に一致するのが遅れたり、一致
しない状態となった場合でも、所定期間後には燃料噴射
を強制的に開始させることができ、最低限でも自走する
ことができる。
【００８１】また、請求項７に係る発明によれば、前記
噴射時期制御部材の駆動位置を実噴射時期として検出し
て、噴射時期制御を行うことにより、燃料の無噴射時で
も噴射時期を制御することができる。また、請求項８に
係る発明によれば、燃料の圧送開始時期を実噴射時期と
して検出して、噴射時期制御を行うことにより、燃料の
無噴射時でも噴射時期を制御できると共に、噴射ポンプ
の機関への初期セット角度に関係なく噴射ポンプの圧送
時期を正確に検出でき、噴射時期制御精度が向上する。
【００８２】また、請求項９に係る発明によれば、噴射
ノズルの針弁のリフト時期を実噴射時期として検出し
て、噴射時期制御を行うことにより、無噴射時の噴射時
期制御を行えることは勿論、燃料性状や燃料温度、ノズ
ルやポンプの劣化の影響を受けることなく、噴射時期制
御を最も精度良く行うことができ、目標値の適合も容易
に行える。
【００８３】また、請求項10に係る発明によれば、針弁
リフト時期と噴射時期制御部材の位置や圧送開始時期と
の差に基づいて、噴射時期制御部材の位置や圧送開始時
期の検出に基づく噴射時期制御における噴射時期制御部
材の目標位置や圧送開始時期の目標値を補正することに
より、燃料性状や燃料温度、ノズルやポンプの影響を始
動時の目標噴射時期に反映できるため、より始動性を向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図３】同上実施例の一部拡大断面図。
【図４】同上実施例による第１の制御例を示すフローチ
ャート。
【図５】同上制御中の燃料噴射量制御を示すブロック
図。
【図６】同じく噴射時期制御を示すブロック図。
【図７】同上実施例による第２の制御例を示すフローチ
ャート。
【図８】前記第２の制御例によるポンプ室圧向上効果を
示す図。
【図９】同上実施例による第３の制御例を示すフローチ
ャート。
【図10】タイマ機構の別の実施例 (第４の実施例) を示
す断面図。
【図11】本発明による始動時の全般的な効果を示す図。
【図12】従来の燃料噴射ポンプ内圧力の立ち上がり特性
を示す図。
【図13】同じくタイマ機構の進角能力を示す図。
【図14】同じくタイマ機構の応答性を示す図。
【図15】同じく着火遅れ期間と最適噴射時期の関係を示
す図。
【図16】同じく始動時の最適噴射時期を示す図。
【図17】同じく燃料噴射量と駆動反力との関係を示す
図。
【図18】進角補助手段の一例を示す断面図。
【図19】本発明の第５の実施例のシステム構成を示す
図。
【図20】第５の実施例のクランク角信号とポンプ角信号
による噴射時期制御方法を示す図。
【図21】同上制御中の燃料噴射量制御を示すブロック
図。
【図22】同上実施例のポンプ圧送時期の求め方を説明す
るための図。
【図23】本発明の第６及び第７の実施例のシステム構成
を示す図。
【図24】同上実施例の各種状態量を示す図。
【図25】同上制御中の燃料噴射量制御を示すブロック
図。
【図26】同上実施例の燃料粘度とΔＩＴの関係を示す
図。
【図27】同上実施例による制御例を示すフローチャー
ト。
【図28】第７の実施例の制御中の燃料噴射量制御を示す
ブロック図。
【符号の説明】
２ プランジャ ２ａ カットオフポート ３ コントロールスリーブ ５ スリーブ位置センサ ７ ポンプ室 ８，20 タイマピストン ９ タイミングコントロールバルブ 10 燃料カット弁 11 燃料噴射ノズル 12 ノズルリフトセンサ 13 水温センサ 14 回転速度センサ 15 燃温センサ 16 始動スイッチ 17 スタータ 18 コントロールユニット 21 進角油圧室 22 サーボバルブ 24 低圧室 25 遅角油圧室 31 ポンプ角センサ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】機関を始動時にクランキングするクランキ
    ング手段と、 機関の燃焼室へ加圧燃料を噴射する燃料噴射手段と、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記検出された機関の運転状態に応じて前記燃料噴射手
    段による前記燃焼室への燃料の目標噴射時期を設定する
    目標噴射時期設定手段と、 前記設定された目標噴射時期となるように前記燃料噴射
    手段による燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段
    と、 を備えたディーゼル機関の始動制御装置において、 前記噴射時期制御手段によって制御された実噴射時期を
    検出する実噴射時期検出手段と、 クランキング開始後、前記検出された燃料の実噴射時期
    が目標噴射時期と一致するまでの間、前記燃料噴射手段
    からの燃料噴射を遅延する燃料噴射遅延手段と、 を含んで構成したことを特徴とするディーゼル機関の始
    動制御装置。
  2. 【請求項２】前記噴射時期制御手段は、機関の始動時に
    加圧した燃料を導いて噴射時期制御部材を進角制御方向
    に駆動することにより始動時の進角制御を行う構成とし
    たことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル機関の
    始動制御装置。
  3. 【請求項３】前記噴射時期制御部材は、その両側に設け
    られた油圧室同士の差圧によって進角又は遅角方向に移
    動するように構成され、かつ、前記噴射時期制御手段
    は、前記油圧室の一方を高圧燃料側へ連通し、他方を低
    圧燃料側に連通させることによって、進角動作と遅角動
    作を選択的に行わせ、又は、前記両油圧室ともに密閉さ
    せることによって動作を停止させる油路切換部材を含ん
    で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のデ
    ィーゼル機関の始動制御装置。
  4. 【請求項４】前記燃料噴射遅延手段は、前記燃料噴射手
    段に燃料を圧送するための燃料噴射ポンプのプランジャ
    への燃料供給通路に介装された燃料カット弁を閉じるこ
    とにより、燃料噴射手段への燃料の供給を停止して燃料
    噴射を遅延する構成としたことを特徴とする請求項１〜
    請求項３のいずれか１つに記載のディーゼル機関の始動
    制御装置。
  5. 【請求項５】前記燃料噴射遅延手段は、前記燃料噴射手
    段に燃料を圧送するための燃料噴射ポンプのプランジャ
    で加圧された燃料を燃料噴射終了時期に合わせてプラン
    ジャ外側のポンプ室にリリーフするためのカットオフポ
    ートを、前記プランジャの燃料加圧行程の初期から開放
    することにより、燃料噴射手段への燃料の供給を停止し
    て燃料噴射を遅延する構成としたことを特徴とする請求
    項１〜請求項４のいずれか１つに記載のディーゼル機関
    の始動制御装置。
  6. 【請求項６】前記燃料噴射遅延手段は、所定の期間内に
    実噴射時期が目標噴射時期と一致しない場合は、燃料噴
    射遅延を解除して燃料噴射を開始させる構成としたこと
    を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載
    のディーゼル機関の始動制御装置。
  7. 【請求項７】前記実噴射時期検出手段は、前記噴射時期
    制御部材の駆動位置を検出することによって実噴射時期
    を検出する構成であり、 前記噴射時期制御手段は、前記噴射時期制御部材が前記
    設定された目標噴射時期相当の目標位置と一致するよう
    に駆動制御する構成であることを特徴とする請求項２〜
    請求項６のいずれか１つに記載のディーゼル機関の始動
    制御装置。
  8. 【請求項８】前記実噴射時期検出手段は、前記燃料噴射
    手段に燃料を圧送するための燃料噴射ポンプのプランジ
    ャに結合するカムのリフト開始時期を検出する手段と、
    機関のクランク角を検出する手段と、を備え、検出され
    たカムリフト開始時期とクランク角とに基づいて、燃料
    の圧送開始時期を実噴射時期として検出する構成であ
    り、 前記噴射時期制御手段は、前記検出された燃料の圧送開
    始時期が前記設定された目標噴射時期相当の目標圧送開
    始時期と一致するように前記噴射時期制御部材を駆動制
    御する構成であることを特徴とする請求項２〜請求項６
    のいずれか１つに記載のディーゼル機関の始動制御装
    置。
  9. 【請求項９】前記実噴射時期検出手段は、前記燃料噴射
    手段を構成する噴射ノズルの針弁のリフト時期を実噴射
    時期として検出する手段を含んで構成され、 前記噴射時期制御手段は、所定量以上の燃料噴射時は、
    前記設定された目標噴射時期相当の目標針弁リフト時期
    と前記検出された針弁リフト時期とが一致するように前
    記噴射時期制御部材を駆動制御し、前記燃料噴射遅延中
    の無噴射時及び前記所定量未満の燃料噴射時は、請求項
    ７又は請求項８に記載の構成により噴射時期の制御を行
    うことを特徴とするディーゼル機関の始動制御装置。
  10. 【請求項10】前記噴射時期制御手段は、前記所定量以上
    の燃料噴射時に、前記針弁リフト時期と前記噴射時期制
    御部材の位置又は前記圧送開始時期との差を記憶してお
    き、前記燃料噴射遅延中の無噴射時及び前記所定量未満
    の燃料噴射時に、前記噴射時期制御部材の目標位置又は
    前記圧送開始時期の目標値を補正する構成を含んでいる
    ことを特徴とする請求項９に記載のディーゼル機関の始
    動制御装置。
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