JPS60261955A - 燃料噴射時期制御装置 - 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、内燃機関の低温時における運転特性を向上さ
せるようにした燃料噴射時期制御装置に関する。

従来の技術 内燃機関用燃料噴射装置における噴射時期を調節するた
め、従来から油圧式タイマが広く用いられている。この
油圧式タイマでは、通常、エンジンオイルが作動油とし
て用いられてお９、従って、特に冬期等の寒冷時には、
エンジンオイルの粘性の増大により、機関が暖たまるま
での間油圧式タイマの応答性が低くなってしまうという
不具合を有している。このように応答性の低下が生じる
と、油圧式タイマが最高進角状態から所要の進角状態に
なるまでの時間が長くなシ、この結果、機関の筒内圧力
が上昇しすぎて、機関の寿命に悪い影響を与えるといシ
別の不具合も生じることになる。

上述の不具合を解決するため、例えば、特開昭５８−１
４３１３３号公報には、油圧源と切換弁との間に絞シ流
路を設けると共に油圧アクチエータの遅角側、に油圧ア
クチェータの作動を限定するリミッタを付設して、油圧
源と絞シ流路との間における管路の作動油によってリミ
ッタを作動せしめる構成とし、油温が低く、上記管路の
油圧が高いと−きにはり１・′に大きな油圧力が印カロ
されてン由圧式タイマが最遅角状態に固定され、油温の
上昇と共にリミッタに印加される油圧力が低下し、リミ
２．夕による上述の固定状態が徐々に解除されるように
した燃料噴射時期制御装置が開示されている。

しかし、この提案された装置は、油圧回路が複雑となる
ため、価格が高くならざるを得ないという欠点を有して
いる。

発明の目的 本発明の目的は、従って、油圧式タイマの構成を複雑と
することなしに、低温時の油圧式タイマの最遅角制御を
行なうことができるようにし九燃料噴射時期制御装置を
提供することにある。

発明の構成 本発明の構成は、エンジンオイルが作動油として使用さ
れ進角側及び遅角側に夫々設けられた一対の電磁弁が設
けられて成る油圧式タイマを備えた内燃機関用燃料噴射
時期制御装置において、内燃機関の運転条件に応じた最
適進角値を演算する手段と上記油圧式タイマによる実進
角値を検出する手段とを有し実進角値を上記最適進角値
に一致させるよう上記一対の電磁弁を駆動するための第
１制御データを出力する手段と、上記内燃機関の始動温
度条件を検出する第１検出手段と、上記内燃機が始動し
てから所定時間が経過したか否かを検出する第２の検出
手段と、上記油圧式タイマを最遅角制御状態とするよう
上記一対の電磁弁を駆動するための第２制御データを出
力する手段と、上記遅角側の電磁弁における作動油の流
量が上記進角側の電磁弁における作動油の流量よシ大き
くなるよう上記各電磁弁の開度を設定するための第３制
御データを出力する手段と、上記第１乃至第１制御デー
タが入力されておシ、上記第１及び第２検出手段の各検
出結果に応答して前記始動温度条件が所定温度以下の場
合には上記所定時間が経過するまでは上記第２制御デー
タを選択し上記所定時間が経過した後は上記実進角値か
上記最適進角値に一致するまで上記第３制御データを選
択し、前記始動温度条件が所定温度よシ高い場合又は上
記実進角値か上記最適進角値に一致している場合には上
記第１制御データを選択する手段とを備えた点に特徴を
有する。

上述の始動温度条件は、使用される内燃機関装置の特性
に従って任意に定めることができる。

このような構成によると、始動温度条件が例えば０℃以
下の場合、先ず第２データによって油圧式タイマが最遅
角制御され、所定時間経過後に第３データによる制御に
切換えられることにより若干層められたエンジンオイル
が油圧式タイマ内に進角側電磁弁を介して供給される。

従って、油圧式タイマに供給されるエンジンオイルの温
度は時間の経過と共に徐々に上昇するので、第３２−タ
によって遅角側の電磁弁の平均開度が一定に保たれてい
ても、遅角側電磁弁から流出するエンジンオイルの単位
時間当りの流出量は徐々に増大することとなる。この結
果、始動温度条件が所定値以下であると、油圧式タイマ
は、第２制御データによって、始動後一旦最遅角制御さ
れ、しかる後第３制御データによる制御に移ると、エン
ジンオイルの温度上昇に応じて油圧式タイマが速やかに
遅角するよう制御される。

従りて、低温時の始動においても、油圧式タイマは、始
動後、比較的速やかに所要の進角状態とな勺、機関の筒
内圧力が上昇するのを防止することができる。

実施例 以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による燃料噴射時期制御装置の一実
施例のブロック図が示されている。燃料噴射時期制御装
置１は、ディーゼル機関２と該ディーゼル機関２に燃料
を噴射供給するだめの燃料噴射−ンｆ３との間に設けら
れた油圧式タイマ４を備えている。油圧式タイマ４は常
閉型の進角側電磁弁５を有する入口側通路６と、常閉型
の遅角側電磁弁７を有する出口側通路８とを有しており
、入口側通路６に設けられている油圧ポンプ９によシ、
オイルタンクｌＯ内のエンジンオイル１１が油圧式タイ
マ４に作動油として供給され、エンジンオイル１１は出
口側通路８を介してオイルタンり１０内に戻される構成
となっている。

進角側電磁弁５及び遅角側電磁弁７は、駆動部１２から
出力される一対の駆動信号Ｘ、Ｙにより夫々駆動され、
各電磁弁５，７の開度に従って油圧式タイマ４の入力軸
４ａと出力軸４ｂとの間の位相が変化し、仁れにより燃
料噴射時期、即ち噴射進角が調節される。

入力軸４ａ及び出力軸４ｂには、回転ｐ４ルス発生器１
３．１４が夫々装着されてお夛、各回転・ぐルス発生器
１３．１４からの出力パルスｐ、ｐｚは実進角測定部１
５に入力され、ここでその時々の実噴射進角θａの測定
が出カッ々ルスＰｌｅＰ２の位相差に基づいて測定され
る。実進角測定部１５から出力される実噴射進角θａを
示すデータＤＡは、加算部１６に入力される。２ デイ一ゼル機関２のその時々の運転状態に従った最適な
噴射進角を演算するため、進角演算部１７が設けられて
おシ、進角演算部１７には、アクセルペダル（図示せず
）の操作量金示すアクセルデータＡ１ディーゼル機関２
の負荷の大きさを示す負荷データＱ及びディーゼル機関
２の・冷却水上 温度を示す水温データＴが、その時々のディーゼル機関
２の運転状態を示すデータとして入力されている。これ
らのデータに基づいて演算された最適噴射進角値を示す
データは、目標進角データＤｉとして出力され、加算部
１６においてデータＤａと図示の極性にて加算される。

加算結果得られたデータＤは、ＰＩＤ演算部１８に訃い
てＰＩＤ制御のためのデータ処理が施され、第１制御デ
ータＤｌとして出力され、選択部１９に入力される。

第１制御データＤ１が選択ｓ１９によシ選択されて駆動
部１２に入力されると、データＤａにより示される実進
角値とデータＤｔにより示される目標進角値との差分が
零となるよう電磁弁５，７を駆動するための一対の駆動
信号Ｘ、Ｙが駆動部１２よ多出力される。ディーゼル機
関２の始動時における制御ユニットの回路基板（図示せ
ず）の温度が所定値よシ高い場合にはこの第１制御デー
タＤ１に基づいた駆動信号ｘ、ｙによシミ磯舟５，７が
夫々駆動され、油圧式タイマ４による設定進角値がデー
タＤｔにより示される目標進角値に等しくなるよう油圧
式タイマ４の制御が行なわれる。

本装置１は、低温時においても応答性よく油圧式タイマ
の制御を行なうことができるように、低温時用の油圧式
タイマ制御データを出力する、第１信号発生部２０及び
第２信号発生部２１を備えている。第１信号発生部２０
は、進角側電磁弁５が閉じられ、遅角側電磁弁７の平均
開度が７０ｔｓとなるように各電磁弁５．７を制御する
ための第２制御データｎ、を出力し、第２信号発生部２
１は、進角側電磁弁５の平均開度が３０％となシ、遅角
側電磁弁７が開状態となるように各電磁弁５゜７を制御
するための第３制御データＤ３を出力する。従って、選
択部１９によって第２制御データＤ２が選択され、駆動
部１２に印加されると、駆動信号ｘ、ｙにより、電磁弁
５が閉じられ、電磁弁７の平均開度が７０１とされるの
で、油圧式タイマ４に油圧力が全く印加されず、油圧式
タイマ４は最遅角制御状態となる。尚、ここで、常閉型
の電磁弁７の平均開度が７０９６となるように制御した
のは、電磁５Ｐ７のコイルが過熱するのを防止するため
であシ、従って、その平均開度の値は、使用する電磁弁
の特性に従い、ソレノイドコイルの過熱をもたらさない
範囲内において、よシ大きな値に定めることができる。

一方、選択部１９によって第３制御データＤ３が選択さ
れ、駆動部１２に印加されると、駆動信号Ｘ、Ｙによシ
ミ磯舟５の平均開度が３０チとされ、電磁弁７が開状態
となるので、加圧されたエンジンオイルが電磁弁５を介
して供給され、供給されたエンジンオイルが出口側通路
から戻される状態となる。

ディーゼル機関２の始動温度条件等に応じて第１乃至第
３制御データＤ１乃至Ｄ３のいずれか１つを選択部１９
において選択するため、第１検出部２２及び第２検出部
２３が設けられている。第１検出部２２は、電磁弁５，
７を駆動制御するために使用される回路装置が設けられ
ている制御ユニット（図示せず）の温度を検出するため
のサーミスタ２４に接続されており、制御ユニットの温
度が０℃以下になっているか否かの検出を行ない、−七
の結果を示す第１検出信号ＤＳ１が出力される。

第２検出部２３は、ディーゼル機関２が始動してから所
定時間Ｔｏが経過したか否かを検出するためのものであ
り、図示しないキースイッチがスタート位置に切換えら
れることによ多出力されるスタート信号ＳＴに応答し、
スタート信号ＳＴが出力されてから所定時間Ｔｏが経過
することにより第２検出信号ＤＳ、が出力される構成で
ある。

選択部１９は、第１及び第２検出信号ＤＳＬ、ＤＳ。

に応答し、第１乃至第３制御データＤ１乃至Ｄ３のいず
れかを選択的に出力し、油圧式タイマ４による進角制御
が実行される。

次に、選択部１９の動作について述べると、第１検出信
号ＤＳＩにより、始動時の制御ユニット温度が所定値（
例えば０℃）より高いことが検出された場合には、第１
制御データＤ１が選択され、データＤＢ　＋　Ｄｔに基
づいた通常のフィードバック制御が実行される。

一方、始動時の制御ユニット温度が所定値（例えば０℃
）以下であることが検出されると、第２制御データＤ２
が選択され、ディーゼル機関２０　゛ゆ、、：＃４Ｃ，
＠２１７’　ＪＤｚ□、□□　）制御が開始される。既
に述べたように、この場合には、電磁弁５が閉状態とな
り、電磁弁７の平均開度が７０％とされるが、低温度の
ため作動油であるエンジンオイル１１の粘性が高く応答
性の悪い状態であるから、制御が開始されても、油圧式
タイマ４による制御進角値はすぐには最遅角状態とはな
らない。

ディーゼル機関２の始動後、所定時間Ｔｏが経過して第
２検出信号ＤＳ２が出力されると、第２制御データＤ２
に代えて第３制御データＤ３が出力され、第３制御デー
タＤ３に基づいて電磁弁５゜７の制御が行なわれる。こ
の場合には、電磁弁７が開状態とされ、電磁弁５の平均
開度が３０チとされる０従って、油圧ポンプ９により加
圧され、且つ所定時間Ｔｏの間におけるｆ”４−ゼル機
関２の運転によシ暖められたエンジンオイル１１が油圧
式タイマ４に供給され始めるので、電磁弁５の平均開度
を３０チとすることにより油圧式タイマ４に供給される
エンジンオイルの景よシも、暖メられたオイルを油圧式
タイマ４に送ることにより全開となっている電磁弁７か
ら流出しうるエンシンオイルの量の方が多い状態となる
。時間の経過に従ってエンジンオイルの温度が徐々に増
大し、エンジンオイルの粘性が低くなると、上で述べた
エンジンオイルの入出力のバランスは更にくずれ、結局
、油圧式タイマ４による遅角制御は時間の経過と共に目
標とする最遅内偵に近づくことになる。

尚、上述の所定時間Ｔｏは、一定の値に定めてもよいが
、第１検出部２２において検出された温度の情報に基づ
き、始動時の温度が低い程Ｔｏの値が大きくなるように
第２検出部２３を構成してもよい。

選択部１９においては、第３制御データＤ３による上述
の制御を実行すべき所定時間Ｔ！が定められ、第３制御
データＤ３による制御が所定時間Ｔ１だけ実行されたの
ち、第３制御データＤ３に代えて第１制御データＤ１が
選択され、以後は第１制御データＤ１に基づく通常のフ
ィードバック制御にて、目標噴射進角が得られるよう油
圧式タイマ４が制御される。

上述の制御によれば、機関の始動時の温度条件が所定値
以下となった場合に、先ず最遅角制御を行ない、しかる
後、この期間中に暖められたエンジンオイルを油圧式タ
イマに少しづつ供給し、これによシ油圧式タイマ内の作
動油の温度を徐々に上昇させ、油圧式タイマを速やかに
最遅角状態とすることができる。この結果、エンジンオ
イルの粘性が高くなる低温始動時においてもディーゼル
機関の筒内圧が上昇するのを防止することができ、機関
の寿命を延ばすことができる上に、機関の始動性を著し
く改善することができる。

尚、低温始動時において、第２制御データＤ２による制
御から第３制御データＤ３による制御に切換えられた直
後に、油圧式タイマ４による制御進角値が一時的に進ん
でしまうことが考えられるが、この種の進角状態が発生
するのを防止するため、上述の切換時に、油圧式タイマ
４による制御進角値が所定値以下となるように適宜の進
角制限−手段を設けてもよい。

第１図に示した制御装置と同等の機能をマイクロコレピ
ーータを用いて実現することができ、第２図にはその場
合の制御プログラムの一例が７０−チャートにて示され
ている。

以下、第２図に示したフローチャートについて説明する
と、スタート信号ＳＴが出力されてプログラムがスター
トした後、ステラ７６３１において初期化が行なわれ、
第２又は第３制御データによる低温時制御モードが解除
されているか否かの判別がステップ３２において判別さ
れる。ステップ３２における判別結果がＹＥＳの場合に
は、ステ。

プ３３において第１制御データＤ、による通常の制御が
実行され、ステップ３２の判別結果がＮ。

の場合には、第１検出信号ＤＳ１に基づｈて制御ユニッ
トの温度ｔがＯＣ以下か否かの判別が行なわれる。ｔ）
０℃の場合にはステラｆ３３に進み、ｔ≦０℃の場合に
はその時の制御ユニ、トの温度に従った時間Ｔｏの演算
が予めストアされているマツプに従って行なわれる（ス
テラｆ３５）。

しかる後、初期化ステ、７’３１で零にリセット鉢たカ
ラ□。ＴＲｌ　Ｏ値よ□オヵ。えいケリ゛オ　）３６）
、カウンタＣＴＲ１の値が、ステラ７６３５で演算され
た時間Ｔｏに対応する定数Ａ以上となったか否かの判別
が行なわれる（ステップ３７）。

ステツノ３７の判別結果がＮＯの場合には、第２制御デ
ータＤ２による進角制御が実行され（ステ、ゾ３８）、
ステップ３６に戻る。第２制御データＤ意による進角制
御は、時間Ｔｏが経過してステップ３７の判別結果がＹ
ＥＳとなるまで続けられる。

ステップ３７０判別結果がＹＥＳとなると、ステップ３
９に進み、ここで、第３制御データＤ３による進角制御
データが実行される。次いで、実進角値θａの値が読込
まれ（ステップ４０）、θ８＝２°か否かの判別がステ
ップ４１で実行される。

θ≧２°の場合には、電磁弁５を閉じ、電磁弁７を開く
制御が行なわれ（ステップ４２）、進角の進み過ぎが修
正される。ステ、ゾ４２の実行ノ後は、初期化ステラ７
６３１において零にリセットされているカウンタＣＴＲ
３に１が加えられ（ステップ４３）、次いでカウンタＣ
ＴＲ３の値が所定の飴Ｃ以上となったか否かの判別が行
なわれる（ステップ４４）。ＣＴＲ３＜　Ｃの場合には
、ステップ４０に戻り、再びθ≧２°か否かの判別がス
テップ４１で行なわれ、このときθく２°となっていれ
ばステラ７”’４５に進む。しかし、θ≧２°の場合に
は、ステラｆ４２．４３．４４が繰り返し実行され、θ
≧２°の状態のままＣＴＲ３≧Ｃとなると、ステップ４
６に進み、低温時制御モードが解除され、第１制御デー
タＤ１による通常制御モードに切換えられることになる
（ステップ３３）。

ステ、７”４５ではθ、キ０°か否かの判別が行なわれ
、その判別結果がＮｏの場合には、ステップ４６におい
てカウンタＣＴＲ２を零にセットし□、ステップ４３に
進む。ステップ４５の判別結果がＹＥＳの場合には、ス
テップ４７に進み、カウンタＣＴＲ２に１を加え、その
結果が所定値Ｂ−以上となったか否かの判別が行なわれ
る（ステラｆ４８）。

ステラｆ４８の判別結果；７ｆ　ＹＥＳの場合には低温
時制御モードが解除され（ステップ４６）、通常の制御
モードとなる（ステップ３３）。一方、ステラｆ４８の
判別結果がＮｏの場合には、ステップ４３に進むことに
なる。

即ち、実進角値θ１が２°よル大きい場合には電磁弁５
を閉じ、電磁弁７を開けることにより（ステップ４２）
、油圧式タイマ４による制御進角値を２°以下とするよ
うに制御し、ステップ４２の制御が定数Ｃの値により定
められる所定期間性なわれてもθ１≧２°の場合には、
ＣＴＲ３≧Ｃとなった時点で低温時制御モードを解除す
る。

一方、ステ、プ４２の制御によりθ１く２°となった場
合には、０３キ００となったか否かの判別を行ない、０
８キ００となってから定数Ｂの値により定められる所定
期間が経過してから低温時制御モードを解除する。一方
、θ１く２°となってから、ＣＴＲ３＝　Ｃとなるまで
に０８中００とならない場合には、ＣＴＲ３＝０となっ
た時点で低温時制御モードが強制的に解除される。

、　５°１・ｍＥＩＪ″１”０′″Ａ＊＋、−ｘａ＊＊
”進角を検出する部分の不具合により、θ、く２゜又は
θ１中θ°の条件が検出できなくなった場合において、
低温時制御モードがいつまでも実行され続けるのを防止
することができる。

上記実施例においては、機関の始動を低温制御モードで
行なうための始動温度条件を、制御二ニットの温度が０
℃であることとしたが、本発明の始動温度条件はこれに
限定されるものではなく、冷却水温その他の箇所の温度
を検出して行なってもよく、また、判断基準とする温度
の値は０℃以外の任意の値に定めることができる。

発明の効果 本発明によれば、上述の如く、機関の始動時の温度条件
が所定値以下となった場合に、先ず、最遅角制御を所定
期間性ない、この間において暖められた作動油を油圧式
タイマに少しづつ供給し、これによシ油圧式タイマ内の
作動油の温度を徐々に上昇させ、油圧社タイマを速やか
に最遅角制御状態とすることができる。この結果、低温
始動時においても、穏角制御状態を速やかに最遅角制御
状態とすることができ、ディーゼル機関の筒内圧　ｉの
上昇を有効に防止し、機関の寿命を延ばすことができる
ほか、機関の始動性を著しく改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す！四ツ２図、第２図は
第１図に示される装置と同等の機能をマイクロコンピュ
ータを用いて実現する場合の制御プログラムの一例を示
すフローチャートである。 １・・・燃料噴射時期制御装置、２・・・ディーゼル機
関、３・・・燃料噴射デンゾ、４・・・油圧式タイマ、
５゜７・・・電磁弁、１１・・・エンジンオイル、１５
・・・実進角測定部、１７・・・進角演算部、１９・・
・選択部、２０・・・第１信号発生部、２１・・・第２
信号発生部、２２・−・第１検出部、２３・・・第２検
出部、Ｄ！・・・第１制御データ、Ｄ！・・・第２制御
４Ｉ７′−タ、Ｄ３・・・第、３制御データ、ＤＳｌ・
・・第１検出信号、ＤＳｌ　・・・第２検出信号。 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　高　野　昌　俊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　エンジンオイルが作動油として使用され進角側及
   び遅角側に夫々設けられた一対の電磁弁が設けられて成
   る油圧式タイマを備えた内燃機関用燃料噴射時期制御装
   置において、内燃機関の運転条件に応じた最適進角値を
   演算する手段と前記油圧式タイマによる実進角値を検出
   する手段とを有し実進角値を前記最適進角値に一致させ
   るよう前記一対の電磁弁を駆動するための第１制御デー
   タを出力する手段と、前記内燃機関の始動温度条件を検
   出する第１検出手段と、前記内燃機が始動してから所定
   時間が経過したか否かを検出する第２検出手段と、前記
   油圧式タイマを最遅角制御状態とするよう前記一対の電
   磁弁を駆動するための第２制御データを出力する手段と
   、前記遅角側の電磁弁における作動油の流量が前記進角
   側の電磁弁における作動油の流量よル大きくなるよう前
   記各電磁弁の開度を設定するための第３制御データを出
   力する手段と、前記第１乃至第３制御データが入力され
   ておル、前記第１及び第２検出手段の各検出結果に応答
   して前記始動、温度条件が所定温度以下の場合には前記
   所定時間が経過するまでは前記第２制御デ〒りを選択し
   前記所定時間が経過した後は前記実進角値が゛前記最適
   進角値に一致するまで前記第３制御データを選択し、前
   記始動温度条件が所定温度よシ高い場合又は前記実進角
   値が゛前記最適進角値に一致している場合には前記第１
   制御データを選択する手段とを備えたことを特徴とする
   燃料噴射時期制御装置。