JPS5951140A - デイ−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】 本発明は、燃料噴射量がエンジンの運転状態に応じて演
算され、エンジンの各気筒に対する噴射ノズルに連通さ
れる燃料高圧室を所定のタイミングで低圧側と連通して
燃料噴射量を制御するディーゼルエンジンの燃料噴射制
御装置に関するものである。。

従来のとの鍾ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置で
は、低圧燃料を高圧室に導いて高圧化するとともに高圧
燃料をエンジンの各気筒に分配供給するプランジャに、
高圧室を低圧側と連通させ得るスピルボートが形成され
、そのスピルボートとＩｇｌｒ働するスピルリングを移
動させて燃料噴射量を制御している。その燃料噴射量は
、エンジンの運転状態、例えば、アクセルペダルの踏込
量で検出されるエンジン負荷とエンジン回転数とに応じ
て演算されて決定されている。

かかる燃料噴射制御装置においては、演算された噴射量
に応じてスピルリングを移動させ、これにより高圧室か
ら各気筒に噴射される燃料量が制御されるが、演算され
た燃料噴射量が零のときには、スピルボートを介して高
圧室を低圧側と常時連通するようにスピルリング移動さ
せて、燃料噴射ノズルから燃料が噴射されないようにし
ている。

しかしながら、この種電子燃料噴射制御装置が、エンジ
ンの最高回転速度を越えさせないように高速制御し、低
速では円滑なアイドリンクを行なわせるために低速制御
を行い、中間域の回転速度では調速作用を行なわないミ
ニマム−マキシマムスピードガバナ（ＭＭガバナ）に近
い特性を有する場合には、静的にはスピルボートが常時
開放の位置に移動されていても、動的には燃料噴射ノズ
ルから燃料が漏れて噴射されてしまう場合がある。

一方、エンジンのあらゆる回転速度範囲で調速作用を行
うオールスピードガバナに近い特性を有する場合には、
比較的このような漏れ噴射がされにくいが、漏れ噴射を
零にすることはできない。したがって、燃料噴射量を零
にすべき運転状態、例えば高回転運転での減速時には、
このような漏れ噴射が行なわれてしまい、白煙が発生す
るという問題がある。

本発明の目的は、燃料噴射量を零にするように噴射制御
装置を制御しても、燃料噴射ノズルから漏れた燃料が噴
射されるという問題点を解決するため、演算された噴射
量が零の場合には、プランジャを介して各燃料噴射ノズ
ルと順次連通される高圧室への燃料ポンプからの燃料供
給を燃料遮断弁により遮断するようにしたディーゼルエ
ンジンの燃料噴射制御装置を提供することにある。

本発明は、燃料ポンプから送出されて高圧室に導かれた
低圧燃料をプランジャにより高圧室で高圧化し、その高
圧燃料を噴射ノズルへ供給することにより各気筒に燃料
を噴射するようにし、プランジャには高圧室を低圧側と
連通させるスピルボートが形成され、そのスピルボート
と協働するスピルリングをスピルボートに対して種々の
位置に制御することにより、演算された量の燃料を噴射
させ得るようにした燃料噴射ポンプを有する燃料噴射制
御装置において、燃料ポンプと高圧室とを連通ずる通路
に燃料遮断弁を設けるとともに、燃料噴射量の演算結果
が零であるとき、または、零と判定されたとき、若しく
は演算結果が零となっだ後または零と判定された後の所
定時間経過後に、燃料遮断弁によ多燃料ポンプと高圧室
とを遮断するようにしたことを特徴とするものである。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明　　　゛　　′　−ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置の一実施例を示す構成図である。

燃料噴射ポンプ１は、エンジンによって駆動されるドラ
イブシャフト１０１と、そのドライブシャフト１０１の
端部に設けられたギア１０２およびローラ１０３と、そ
のローラ１０３に遊嵌結合されるカムプレート１０４と
、内部にスピルボート１０５を有し、プレート１０４に
結合されてエンジンの各気筒に対する噴射ノズル２に燃
料を送るだめのプランジャ１０６と、カムプレート１０
４およびプランジャ１０６を、第１図において常時左方
へ偏倚するばね１０７と、燃料を高圧室】０８およびタ
イマーピストン１０９に送る燃料ポンプ１１（）と、タ
イマーピストン１０９の位置を電気的に検出するタイマ
ー位置センザ１１１と、進角調整を決めるタイミング制
御弁１１２と、ギア１０２の回転速度に応じたパルス信
号を出力する回転数センサとしての電磁ピックアップセ
ンサ１１３と、プランジャ１０６の外周面に摺動可能に
取付けられて噴射量を調節するスピルリング１１４と、
そのスピルリング１１４を駆動し、スピルリング１１４
と接続されるプランジャ１１５及びコイル１１６から成
るリニアソレノイド１１７と、スピルリング１１４の移
動量を検出するスピル位置センサ１１８と、燃料ポンプ
１１０から高圧室１０８への燃料供給を制御し、励磁コ
イル１１９およびパルプ１２０から成る燃料カット用ソ
レノイドパルプ１２１と、プランジャ１０６から供給さ
れる燃料の逆流および後だれを防止するデリバリパルプ
１２２およびポンプ内の燃圧を調整するレギュレーティ
ングパルプ１２３から成る。

ドライブシャフト１０１はエンジンの回転に対応して回
転し、燃料ポンプ１１０を駆動すると共に、ローラ１０
３を介して、一体に結合されたプランジャ１０６とカム
プレート１０４とを駆動する。カムプレート１０４およ
びプランジャ１０６は、カムプレート１０４のカム面と
ドライブシャフト１０１の軸方向に対しては固定されて
いるローラ１０３との当接状態に応じて、第１図におい
て左右に往復動する。プランジャ１０６が左方に移動す
ると燃料が高圧室１０Ｂに導かれ、プランジャ１０６が
右方に移動すると高圧室１０８内で燃料が高圧化され、
デリバリパルプ１２２を介して噴射ノズル２へ高圧燃料
が導かれる。スピルボー１１０５がスピルリング１１４
から外れた位置壕でプランジャ１０６が移動すると、高
圧室１０８の燃料がスピルボート１０５から低圧側へ流
出し、ノズル２からの燃料噴射が中止される。燃料の噴
射量は、リニアソレノイド１１７によって位置決めされ
たスピルリング１１４の位置により決定される。

また、各気筒への燃料の分配は、プランジャ１０６が回
転することによシ行なわれる。詳述すれば、プランジャ
１０６の局面には、気筒数の分配孔が形成されており、
また、カムプレート１０４には気筒数の突部が形成され
ており、カムプレート１０４の突部がローラ１０３に乗
り上げる度毎に、高圧燃料がプランジャ１０６の分配孔
からデリバリパルプ１２２を介して各気筒のノズル２へ
圧送されて燃料が噴射される。なお、ポンプ内の余剰燃
料は、オリフィス１２３を介して外部へ流出する。

燃料カットソレノイドパルプすなわち燃料遮断弁１２１
は、スタータスイッチがオンのときに通電され、これに
より燃料が高圧室１０８へ供給可能となり、スタータス
イッチがオフのときに消磁されて高圧室１０８への燃料
供給が遮断される。

まだ、後述するように、パルプ１２１は、演−算された
燃料噴射量が零のときに所定のタイミングで消磁されて
高圧室１０８と燃料ポンプ１１０とを遮断する。これら
のオン−オフ信号は制御回路３から供給される。また、
リニアソレノイド１１７も制御回路３からの信号により
駆動され、スピルリング１１４を所定の位置へ移動する
。

制御回路３には、電磁ピックアップセンサ１１３からの
エンジン回転数についての信号ＳＮと、スピル位置セン
サ１１８からのスピルリング位置についての信号Ｓｓと
、タイマー位置センサ１１１からの燃料噴射タイミング
についての信号ＳＴと、吸気マニホールド４に設けられ
た吸気温センサ５の出力信号ＳＡと、同じく吸気マニホ
ールド４に設けられた吸気温センサ６の出力信号ＳＰと
、エンジン冷却水温を測定する水温センサ７の出力信号
８ｗと、チャンバ温度を検出するチャンバ温度センサ８
の出力信号Ｓｃと、排気温センサ９の出力信号ＳＲおよ
びアクセル１０の踏込量を検出するアクセルセンサ１１
の出力信号８ＡＣＣと、スタータスイッチ１６の出力信
号ＳＩａ　　とが供給され、リニアソレノイド１１７、
ソレノイドパルプ１２１、タイミング制御弁１１２をそ
れぞれ制御すると共に、空燃比の制御も行う。

第２図は、第１図に示した制御回路３の詳細構成例を示
す。第２図を参照するに、各種の処理を実行するための
処理プログラムおよびモニタプログラムが格納されたリ
ード・オンリー・メモリ（Ｒ・ＯＭ）３２、演算内容お
よび各センサの出力内容等を一時的に格納すると共に電
源断時における演算内容、設定値等を記憶し続けるバッ
クアップメモリ３３Ａを有するランダム・アクセス・メ
モＩＪ（ＲＡＭ）３３および入力回路３４がパスライン
３５を介して中央演算処理装置（ＣＰ　Ｕ　）３１に接
続され、いわゆるマイクロコンピュータが構成される。

上述した各センサ５．６．７．８．９．１１．１１１及
び１１８からのアナログ信号は、それぞれ、バッファ４
０．４１．４２．４３，４４．４５．４６Ａ及び４６Ｂ
を介して、マルチプレクサ（ＭＰＸ）４７に供給され、
所望に応じていずれかひとつが選択される。ＭＰＸ４７
にはアナログ−ディジクル変換器（Ａ／Ｄ変換器）４８
が接続され、ＭＰＸ４７からのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換して入出力回路３４にディジタル信号を供
給する。入出力回路３４はパスライン３５エノジン回転
数を検出するピックアップ１１３からの信号は、波形整
形回路４９を介してＣＰ　Ｕされる。

ＣＰＵ３１は、噴射量制御アクチュエータ駆動回路５１
に制御信号を供給し、燃料噴射ポンプ１を制御する。ア
クチュエータ駆動回路５１は、リニアソレノイド１１７
を駆動する駆動回路５２と、この駆動回路５２に駆動信
号を供給するサーボアンプ５３と、ＣＰ　Ｕ　３１から
のディジタル信号をアナログ信号に変換してサーボアン
プ５３にアナログ信号を供給するディジタル−アナログ
変換器（Ｄ／Ａ変換器）５４とから構成する。サーボア
ンプ５３は、スピル位置センサ１１８からのアナログ信
号ＳＳとＤ／Ａ−変換器５４からのアナログ信号の２つ
の信号に基づいた駆動信号を出力する。

また、ＣＰＵ３１には駆動回路５５と５６とを接続し、
これら駆動回路５５及び５６にはそれぞれタイミング制
御弁１１２及び燃料カット用ソレノイドバルブ１２１を
接続する。なお、５０Ａはクロック発振器である。

第３図〜第５図を参照して、本発明の燃料噴射制御装置
における噴射量制御手順の一例を説明する。

第３図は、所定のタイミングで割込み起動される燃料噴
射制御プログラムの一例を示し、１ず手順Ｓ１では、回
転数上ンサ１１３からの信号によりエンジン回転数Ｎｅ
を求め、手順Ｓ２ではアクセルセンサ１１からの信号に
よりアクセル踏込みＢＡ、ｃｃ　　を求める。手順Ｓ３
では、回転数Ｎｅと踏込み量Ａｃｃ　　とに基づいて、
例えば第４図に示すような噴射量パターンに対応した噴
射量テーブルから基本噴射量ＱＢＡＳＥを検索する。次
いで、手順Ｓ４で、この時の運転状態に応じた最大噴射
量（スモーク限界）ＱＭＡＸを求めた後、手順Ｓ５で、
基本噴射量ＱＲＡ　Ｓ　Ｅ、最大噴射量ＱＭＡＸのうち
の小さい値を最終噴射ＪｉＱｐｒＮとする。

手順Ｓ６で最終噴射量ＱＦＩＮが零であれば手順Ｓ７で
フラグＱＯをセットして手順Ｓ８に進む。

手順Ｓ８では、ＱＦＩＮ＝０によりフラグＱＯがセトさ
れてから１秒経過したか否かを判定する。本実施例では
５０ｍ５ｅｃ毎に流れる第５図に示すプログラムを時間
カウンタとして用い、そのカウンタの内容ＣＱｏ　　の
値により、時間の経過を監視すラグＱｏのセット状態を
見て、セントされていれば、（ＣＱ、ｏ＋１）を実行し
、フラグＱＯがリセットされていればＣＱｏをクリアす
る。従って、手順Ｓ８では、ＣＱＯ〉２０を監視するこ
とになる。

手順Ｓ８で肯定判定されると、手順Ｓ９では、燃料遮断
弁１２１を閉じるような指令信号をＣＰＵ３１が駆動回
路５６へ出力し、これにより、遮断弁１２１が閉じられ
る。次いで、手順８１０でフラヂグＱＣＵＴをセットｔ
７て一連の手順を終了する。

手順Ｓ８で否定判定されると、手順８１１において、ス
ピルリング１１４をＱＦＩＮに対応した位置に移動すせ
るべきリニアソレノイド駆動用指令信号Ｖｓｐｐを、Ｑ
、ＦＩＮとＶＳＰＰとを対応させて格納したテーブルか
ら検索し、これにより、リニアソレノイド１１７により
スピルリング１１４が所望の位置に移動され、燃料噴射
が行なわれる。

ＱＦＩＮ＝Ｏでない場合、すなわち手順Ｓ６で否定判定
されると、手順８１２でフラグＱｏをリセットして手順
８１３でフラグＱＣＵＴがセットされているかを判定す
る。フラグＱＣＵＴがセットされていなければ手順８１
１に進み、前述したと同様に燃料噴射を行う。手順８１
３でフラグＱ、ＣＵＴが七ッ卜されていれば、手順８１
４では、燃料遮断弁１２１を開くような指令信号をＣＰ
Ｕ３１が駆動回路５６へ出力し、これによυ、遮断弁１
２１が開かれる。次いで手順８１５でフラグＱＣＵＴを
リセットして手順８１１で前述と同様に燃料噴射を行う
。

本実施例では、Ｑｐ　１Ｎ＝Ｏの判定後の所定時間経過
後に燃料遮断弁１２１を閉じるようにしたが、これは、
スピルリング１１４の移動により噴射量を零に設定した
後の１秒程度は白煙が生じないこと、および遮断弁１２
１の作動回数を極力減らして耐久性を向上させるためで
あシ、従って、Ｑｐ　１Ｎ＝Ｏの判定後直ちに遮断弁１
２１を閉じるようにしてもよいことは勿論である。

なお、第３図および第５図において、Ａは噴射量の演算
手段として機能し、Ｂは第１判定手段として機能し、Ｃ
は第２判定手段として機能し、Ｄは第２指令信号発生手
段として機能し、Ｅは第１指令信号発生手段として機能
し、Ｆは計時手段として機能する処理をそれぞれ実行す
る。

以上説明したように本発明によれば、プランジャに形成
された燃料排出用スピルポートと協働するスピルリング
の位置を制御して噴射量を制御する噴射ポンプにおいて
、噴射量が零のときには、各噴射ノズルと連通されると
ともにプランジャによシ燃料が高圧化される高圧室と燃
料ポンプとを遮断弁により遮断するようにしたので、デ
ィーゼルエンジンの運転状態によシ噴射量を零とすべき
場合に、噴射ノズルからの漏れ噴射を防止でき、以って
、白煙の発生を防止できる。

また、噴射量が零と判定された後の所定時間経過後に遮
断弁を駆動するようにすれば、遮断弁の耐久性が向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
制御回路の詳細を示すブロック図、第３図は本発明にお
ける噴射制御の一手順を示すフローチャート、第４図は
噴射量ノ＜ターンの一例を示すグラフ、第５図は計時手
段として機能する処理を示すフローチャートである。 １・・・噴射ポンプ、３・・・制御回路、１１・・・ア
クセルセンサ、１０６・・・プランジャ、１０８・・・
高圧室、１１０・・・燃料ポンプ、１１３・・・回転数
センサ、１１４・・・スピルリング、１１７・・・リニ
アソレノイド、１２１・・・燃料遮断弁。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料ポンプと、該燃料ポンプからの燃料が高圧化
   される室であってエンジンの各気筒に対応する噴射ノズ
   ルへ順次に連通可能な高圧室と、前記燃料ポンプと前記
   高圧室とを連通する通路を遮断可能に設けられた燃料遮
   断弁と、前記高圧室を低圧側と連通可能なスピルボート
   が形成され、前記高圧室に導かれた燃料を高圧化し、そ
   の高圧燃料を所定のタイミングで前記噴射ノズルに順次
   に供給するプランジャと、前記スピルボートド協働して
   燃料噴射量を調整するスピルリングと、該スピルリング
   の駆動手段とを有する燃料噴射ポンプ；エンジンの運転
   状態を検出する検出手段；該検出手段からの情報により
   エンジンの運転状態を判別して燃料噴射量を演算する演
   算手段ｉ該演算手段で得られた燃料噴射量に応じて、゛
   前記スピルリングを前記スピルボートに対して所定位置
   まで移動させるべき指令信号を前記駆動手段に出力する
   第１指令信号発生手段フ 前記演算手段により得られた燃料噴射量が零か否かを判
   定する第１判定手段；および 該第１判定手段で燃料噴射量が零であると判定されたと
   きに、前記燃料ポンプと高圧室とを遮断するために前記
   燃料遮断弁が閉・し゛るような指令信号を出力する第２
   指令信号発生手段を具備したことを特徴とするディーゼ
   ルエンジンの燃料噴射ポンプｆｉｉ。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
   記第１判定手段により、燃料噴射量が零と判定された後
   の所定時間の経過を計時する計時手段、および該計時手
   段が所定の時間を計時したか否かを判定する第２判定手
   段を更に有し、該第２判定手段で所定時間が経過したと
   判定されたときに、前記第２指令信号発生手段が、前記
   燃料遮断弁が閉じるような指令信号を出力するようにし
   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。