JPS58174128A - 内燃機関の燃料噴射圧力調整装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射圧力調整装置

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JPS58174128A
JPS58174128A JP57057812A JP5781282A JPS58174128A JP S58174128 A JPS58174128 A JP S58174128A JP 57057812 A JP57057812 A JP 57057812A JP 5781282 A JP5781282 A JP 5781282A JP S58174128 A JPS58174128 A JP S58174128A
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JP
Japan
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fuel
pressure
fuel injection
accumulator
cylinder
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JP57057812A
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English (en)
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So Kashima
鹿「じま」 宗
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31Control of the fuel pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • 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】 本発明は、内燃機関の燃料噴射圧力の調整装置に関する
ものである。
ディーゼル機関のような内燃機関において、燃料をシリ
ンダに短期間に投入し燃焼せしめることができれば、燃
焼効率が向上し1機関効率が大幅に改善されることはよ
く知られている。しかl。
シリンダ内で大量の燃料を短期間に燃焼させると。
その燃焼初期においては燃焼圧力上昇率(以下。
単に圧力上昇率と呼ぶ)が過大となりノックを生じる。
さらに燃焼初期以降におAては最大燃焼圧力が過大とな
る。この2つの間頭点を解決するtrめには1機関強度
を非現実的な程大きくしなければならない。限られた機
関強度で機関効率を最大ならしめるためには1機関強度
一杯まで圧力上昇率と最大燃焼圧力を上昇せしめ一燃焼
圧力を効率よく利用する必要がある。最大燃焼圧力を機
関強度一杯まで利用するためには、燃料の噴射時期を調
整すればよく一部に一部の機関で実用化されている。一
方一燃焼圧力の上昇率の極大値は、シリンダ内へ着火す
るまでに投入される燃料量により影響を受ける。すなわ
ち、噴射された燃料は直ちに燃焼するのではなくある時
間遅れをもって燃焼する。したがって燃料が噴射を始め
てから燃焼が始まるまでの間にシリンダ内に噴射された
燃料は燃えずにシリンダ内に蓄積され一着火と同時に一
気に燃焼し、このときシリンダ内の圧力上昇率はサイク
ル中で極大値をとる。よって着火するまでにシリンダ内
に噴射される燃料量を許容最大値に調整すれば圧力上昇
率は最大限利用できる。しかし現在の内燃機関において
は、この燃料量を積極的に調整することにより一圧力上
昇率を機関強度限界まで利用するに到って因ない。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、一定圧力に
保持した高圧燃料油を機関の動きに同期1、てシリンダ
内に供給する燃料噴射装置において一着火するまでに投
入される燃料量を積極的に調整することにより一圧力上
昇率を充分に活用して燃料噴射圧力を調整する装置を提
供せんとするものである。
一般に1着火するまでにシリンダ内に投入される燃料量
は一噴射開始から着火までの時間−すなわち着火遅れt
と、噴射率dB/dt により定まるので、前記燃料量
を一定にするためには着火遅れが短かくなれば噴射率を
上げ1着火遅れが長くなれば噴射率を下げる必要がある
。すなわち、■×t=一定である。着火遅れは主として
燃料噴射時のシリンダ内の温度により定、まるが−シリ
ンダ内温度を直接検出するのは価格の面、信頼性の而 
71・゛ り類推する。
t = A exp (B/Tx )        
  (1)なおA−Bは機関定数である。一方、噴射率
dB/dtは燃料圧力Pinjの平方根に比例するので
一普ocE譜丁でおり、燃焼室壁温度Txを検出して(
2)式により、燃料圧力の目標値Pinjを演算装置に
より求め、この値に応じて燃料アキュムレータの圧力を
制御することにより、所期の目的が達成なおCは機関定
数である。上記の方法において。
燃焼室壁温度の代りに燃焼室壁の冷却水の温度を用−る
ことも可能である。また計算式として(2)式を用いる
代シに一燃焼室壁温度または冷却水温度から定まる他の
関数を使用してもよい、込ずれにせよこのような数値計
算処理をするだめには、演算装置が不可欠であり、演算
装置として記憶装置−入出力装置を有するマイクロコン
ピュータが考えラレるカーマイクロコンピュータ以外で
も実現可能である。なおシリンダ内圧力の上昇率は燃料
噴射時の燃焼室容積にも影響を受けるので、噴射時期に
より燃料圧力を補正することによって、より正確な燃料
圧力の調整が可能となる。すなわち、燃料圧力の補正は
(3)式により求められる。(3)式においてΔPin
jは燃料圧力の補正量、αは燃料噴射タイミング(度)
、D、α。は機関により定まる定数である。
ΔP工。3=D(α−α。)(3) 以下1本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第1図は本発明の装置の一実施態様を示している。
本実施態様における装置は一燃料を一時的に貯える燃料
アキュムレータ2に燃料ポンプ1により高圧の燃料を供
給し−この燃料が機関の動きに同期して駆動される燃料
切換弁3を介してシリンダ4内に噴射、供給される内燃
機関の燃料噴射装置において1機関の燃焼室壁温度また
は燃焼室壁の冷却水温度を検出する温度検出器5と、検
出された温度から前記燃料フキュムレータ2の目標圧力
を計算する演算装置6と、この目標圧力に応じて燃料7
キユムレータ2の燃料圧力を調整する圧力制御装置7と
を設けて構成されている。燃料ポンプ1で燃料を噴射圧
力まで昇圧し、燃料フキュムレータ2に移送する。圧力
制御装置7は高圧の燃料アキュムレータ2の燃料圧力信
号8と燃料圧力設定値信号10とを比較し、燃料ポンプ
1に対し燃料圧力制御信号11を発信し、ラックを操作
するなどにより燃料ポンプの吐出量を調整し燃料アキュ
ムレータ2内の燃料油圧を一定に保持せしめる作用を行
なう。燃料切換弁6は、機関の動きに同期して切換信号
を発生する燃料噴射制御装置12により駆動され一燃料
アキュムレータ2内に一定圧力に保持された燃料油を、
燃料噴射弁13に供弁15に供給された高圧燃料はシリ
ンダ4内に噴射される。演算装置6は一燃焼室壁温度ま
たは燃焼室壁の冷却水温度を検出する温度検出器5から
の信号より、燃料圧力の目標値を(2)式により求め。
燃料噴射制御装置12から出力された燃料噴射タイミン
グ信号14により(3)式を用−て補正計算をして、圧
力制御装置7に対(−て燃料圧力設定値信号10を発信
する。
燃焼室壁温度または冷却水温度から、演算装置により燃
料圧力の目標値を求める方法に比べ、シリンダ内圧力を
検出しその圧力を演算装置に入力して圧力上昇率を求め
、その極大値が機関強度から定まる限界値を越える場合
は一燃料圧力の目標値を下げ一逆に圧力上昇率の最大値
が限界値より下回る場合は一燃料圧力の目標値を上げる
方法がより直接的である。第2図はこの場合の実施態様
を示したものである。本実施態様における装置は、燃料
を一時的に貯える燃料アキュムレータ2に燃料ポンプ1
により高圧の燃料を供給し、この燃料が機関の動きに同
期12て駆動される燃料切換弁3を介してシリンダ4内
に噴射、供給される内燃機関の燃料噴射装置において、
シリンダ4内の燃焼圧力を検出する圧力検出器15と一
検出されたシリンダ内圧力から前記燃料アキュムレータ
2の目標圧力を計算する演算装置6と、この目標圧力に
応じて燃料アキュムレータ2の燃料圧力を調整する圧力
制御装置7とを設けて構成されている。圧力検出器15
はシリンダ内圧力を検出し演算装置乙に伝え、そこで圧
力上昇率の極大値を求め、その値が予め定められた限界
値を越えるときけ一圧力制御装置7に対する燃料圧力設
定値信号10を下げ、逆の場合は燃料圧力設定値信号1
0を上げる。なお燃料噴射制御装置12の出力の燃料噴
射タイミング信号14は演算装置乙の調整部に入力され
、(3)式に従って前記燃料圧力設定値を補正して燃料
圧力設定値信号10として、圧力制御装置7に発信す、
る。16はシリンダ内圧力の読込み用の同期信号を与え
るクランク軸パルスである。
本発明の装置における演算装置6は、第6図に一例とし
て示すように一機関の動きに同期して一クランク軸パル
ス16によりたとえばクランク角度1度毎にシリンダ内
圧力の検出信号を逐次読み込む信号入力部17と、読み
込んだ時系列信号からクランク角度当りの圧力の変化率
を計算する圧力上昇率計算部18と、クランク角度毎に
計算された圧力上昇率を前回のそれと比較し大きい方の
値を記憶する極大値1次保持部20と一各エンジンサイ
クルのある定められたタイミングで極大値1次保持部2
0の内容を次段の2次保持部21に移し−その後、極大
値1次保持部20の内容をクリアする論理部22と一2
次保持部21の値から燃料圧力の設定値を求め出力する
調整部26とからなっている。ここに前記の「定められ
たタイミング」とは、計算部18の圧力上昇率の計算値
が正から負に符号が変化する時点を検出するか、または
機関の動きに同期して得られるクランク軸ノ(ルスをカ
ウンタにより計数しておき、たとえば上死点後20度の
時点をこのカウンタにより検出するなど種々の手段が考
えられる。なお調整部23は2次保持部21の値の上昇
、下降に応じである一定割合で燃料圧力設定値を加減す
る。第3図に示した演算装置6について信号処理の流れ
から見た手順をフローチャートの形で第4図に示す。フ
ローチャートではクランク軸パルス16はクランク角度
1度毎のパルスとし、まだ各エンジンサイタル毎に上死
点後20度で燃料圧力の設定値を計算し出力するように
しであるが、クランク軸パルスは1度毎でなくて本よい
し、エンジンサイクルのタイミングとして上死点後20
度でなく下死点でもよいし、まだ圧力上昇率が正から負
へ符号が変化するタイミングとしてもよい。さらに圧力
上昇率(DP)の算出方法として第4図に示した計算式
、すなわち。
DP=P(k)  P(k−1) の他に1次の計算式によって、もよい。
np= −(11P(k)−18P(k−1)+9P(
k−2)−2P(k−3)1に のようにシリンダ内圧力から圧力上昇率を求め−その極
大値から燃料アキュムレータの目標圧力を加減すること
ができ、また演算装置に燃料噴射時期信号が接続可能と
なっているので、目標圧力に燃料噴射時期に応じた補正
を行なうことができる。さらに演算装置に制限器を備え
ることにより一噴射圧力を予め定められた範囲内に限定
することができる。
以上説明したように1本発明の装置によれば。
着火するまでに投入される燃料量を容易に調整すること
ができ、燃料噴射圧力を適正に調整することができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の内燃機関の燃料噴射圧力調整装置の一
実施態様を示す説明図、第2図は本発明の装置の他の実
施態様を示す説明図、第3図は演算装置の一例を示す説
明図、第4図は第3図の演算装置について信号処理の流
れから見た手順を示すフローチャートである。 1−・・燃料ポンプ、2・・・燃料アキュムレータ、3
・・・燃料切換弁、4・・・シリンダー5・・・温度検
出器。 6・・−演算装置、7・・・圧力制御装置、8・・・燃
料圧力信号−10・・燃料圧力設定値信号、11・・燃
料圧力制御信号、12・・・燃料噴射制御装置−13・
・燃料噴射弁−14・・・燃料噴射タイミング信号、1
5−・・圧力検出器、16・・・クランク軸パルス、1
7・・信号入力部−18・・・圧力上昇率計算部、20
・・−極大値1次保持部、21・・・2次保持部、22
・・−輪環部、26・・・調整部 特許出願人 川崎重工業株式会社 代理人弁理士塩出真− 7°−τ゛ j   ′・・) \・・ −−L+’ノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 燃料を一時的に貯え°る燃料アキュムレータに燃料
    ポンプにより高圧の燃料を供給し、この燃料が機関の動
    きに同期して駆動される燃料切換弁を介してシリンダ内
    に噴射、供給される内燃機関の燃料噴射装置において1
    機関の燃焼室壁温度または燃焼室壁の冷却水温度を検出
    する温度検出器と、検出された温度から前記燃料アキュ
    ムレータの目標圧カラ計算する演算装置と、この目標圧
    力に応じて燃料アキュムレータの燃料圧力を調整す底圧
    カ制御装置とを設けてなることを特徴とする内燃機関の
    燃料噴射圧力調整装置。 2 燃料を一時的に貯える燃料アキュムレータに燃料ポ
    ンプによシ高圧の燃料を供給し、この燃料が機関の動き
    に同期゛して駆動される燃料切換弁を介してシリンダ内
    に噴射、供給される内燃機関の燃料噴射装置にお−で、
    シリンダ内圧力を検出する圧力検出器と、検出されたシ
    リンダ内圧力から前記燃料アキュムレータの目標圧力を
    計算する演算装置と、この目標圧力に応じて燃料アキュ
    ムレータの燃料圧力を調整する圧力制御装置とを設けて
    なることを特徴とする内燃機関の燃料噴射圧力調整装置
    。 6 演算装置は、目標圧力に燃料噴射時期に応じた補正
    を行なうことができるように、燃料噴射時期信号が接続
    可能となっている特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の内燃機関の燃料噴射圧力調整装置。 4 演算装置に目標圧力を予め定められた範囲内に限定
    する制限器を設けてなる特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の内燃機関の燃料噴射圧力調整装置。
JP57057812A 1982-04-06 1982-04-06 内燃機関の燃料噴射圧力調整装置 Pending JPS58174128A (ja)

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