JPS61192818A - デイ−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】 〔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。

〔従来の技術〕

機関吸気通路を過給機に連結し、燃料噴射ポンプの最大
噴射量を制御するブーストコンペンセータの制御圧室を
大気に連通可能な三方切換弁を介して吸気通路に連結し
、機関温度が予め定められた設定温度以下のときには吸
気通路内の過給圧を制御圧室内に導びいて過給圧が高く
なるにつれて最大噴射量を増大せしめ、機関温度が予め
定められた設定温度以上になったときには三方切換弁を
切換えて制御圧室を大気に連通させることにより最大噴
射量の増大作用を停止して機関の耐久性が熱負荷により
低下するのを防止するようにしたディーゼル機関が公知
である（特開昭５８−１３１３４号公報参照）、シかし
ながらこのディーゼル機関では制御圧室が大気に連通せ
しめられると最大噴射量の増大作用がただちに停止させ
るために出力トルクが急激に低下し、斯くして良好な車
両運転性を確保できないという問題がある。

このような問題を解決するために三方切換弁の大気連通
ボート内に絞りを設けて制御圧室が大気に連通せしめら
れたときに制御圧室内の圧力を徐々に低下させ、それに
よって急激な出力トルクの低下を防止して車両運転性を
向上するようにしたディーゼル機関が本出願人により既
に提案されている（実願昭５９−４５８７７号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのディーゼル機関では機関温度が予め定
められた設定温度以下になったときに過給圧が即座に制
御圧室内に加わるために最大噴射量が急激に増大せしめ
られ、斯くして出力トルクが急激に増大するために良好
な車両運転性を得るのが困難であるという問題がある。

また、このディー・ゼル機関では機関温度が急上昇した
場合であっても絞りが設けられているために制御圧室内
の圧力は徐々にしか低下せず、従って最大噴射量がゆっ
くりと低減せしめられるために機関温度が長期間の使用
に耐えうる耐久限界温度を超えてしまうという問題もあ
る。

〔問題点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吸気通
路を過給機に連結し、燃料噴射ポンプの最大噴射量を制
御するブーストコンペンセータの制御圧室を吸気通路に
連結して制御圧室内の圧力が高くなるにつれて最大噴射
量を増大せしめるようにしたディーゼル機関において、
吸気通路と制御圧室との間に制御圧室内の圧力を電流値
に比例して大気圧から吸気通路内の過給圧まで変化させ
ることのできる圧力制御弁を配置し、電流値を機関温度
に応じて変化させて機関温度が予め定められた設定温度
以上上昇したときに機関温度が上昇するにつれて制御圧
室の圧力を低下せしめるようにしている。

〔実施例〕

第１図を参照すると、１はディーゼル機関本体、２は吸
気通路、３は排気通路、４は排気ターボチャージャから
なる過給機を夫々示す。排気通路３は排気ターボチャー
ジャ４の排気タービン５に連結され、吸気通路２は排気
ターボチャージャ４のコンプレッサ６に連結される。コ
ンプレ・ノサ６によって昇圧された吸入空気は吸気通路
２を介して機関シリンダ内に送り込まれ、機関シリンダ
から排出された排気ガスによって排気タービン５が駆動
される。シリンダヘッド内には過流室を形成するチャン
バ８が形成され、チャンバ８内に燃料噴射弁７が配置さ
れる。この燃料噴射弁７は分配型燃料噴射ポンプ１０に
連結される。この燃料噴射ポンプ１０の構造は公知であ
り、従って以下に簡単に説明する。機関クランクシャフ
トに連結されたドライブシャフト１１によりフィードポ
ンプ（省略）が駆動され、フィードポンプからポンプ１
０内の油だまり室１２に燃料が供給されて油だまり室１
２内に充満する。ドライブシャフト１１は歯車を介して
ガバナ１３を駆動すると共にプランジャ１４も駆動する
。プランジャ１４は回転しつつ往復運動を行い、燃料を
加圧するとともに各気筒に燃料を分配する。加圧された
燃料はデリバリバルブ１５を介して燃料噴射弁７から噴
射される。プランジャ１４上にはスピルリング１６が摺
動可能に挿入され、スピルリング１６はプランジャ１４
内を延びて半径方向に開口するボート１４ａの開口制御
を行なう。ボート１４ａがスピルリング１６と重複しな
くなったときにプランジャ１４内の加圧燃料はボート１
４ａから油だまり室１２に逃がされ、従ってスピルリン
グ１６の位置を制御することにより燃料噴射の終了時間
、即ち燃料噴射量が制御される。

スピルリング１６はテンションレバー１７に連結されて
おり、このテンションレバー１７を回動制御することに
よってスピルリング１６の位置、即ち燃料噴射量が制御
される。テンションレバー１７にはブーストコンペンセ
ータ２０のコントロールアーム２１の下端部が係合して
いて燃料噴射量の最大値を規制している。即ち、コント
ロールアーム２１がビン１９回りを時計回りに回動する
と最大噴射量が増量せしめられる。コントロールアーム
２１の上端部にはコネクティングロッド２２が当接して
おり、コネクティングロッド２２はプッシュロッド２３
のテーパ一部２３ａと係合する。

ブツシュロッド２３はダイアフラム２５に連結され、ダ
イアフラム２５の両側には基準圧室２６と制御圧室２７
が夫々形成される。基準圧室２６内にはダイアフラム押
圧用圧縮ばね２８が挿入され、圧力制御室２７は圧力制
御弁３０に連結される。

圧力制御室２７内の圧力が大気圧であるときは圧縮ばね
２８のばね力によりダイアフラム２５及びブツシュロッ
ド２３が上方に移動し、ブツシュロッド２３の大径部が
コネクティングロッド２２と係合する。このときコント
ロールアーム２１が反時計回りに回動してテンシランレ
バーＩ７と係合し、このときには燃料の増量作用が停止
される。

圧力制御室２７内の圧力が高くなるとそれに伴なってブ
ツシュロッド２３が下降し、ブツシュロッド２３のテー
パ一部２３ａがコネクティングロッド２２と係合する。

ブツシュロッド２３が下降するにつれてコントロールア
ーム２１が徐々に時計回りに回動し、その結果テンショ
ンレバー１７との係合点が徐々に左方に移動するために
最大噴射量が増大せしめられる。即ち、制御圧室２７の
圧力に比例して最大噴射量が増大せしめられる。

圧力制御弁３０はダイアフラム３１に取付けられた可動
コア３２と固定配置のステータコア３３を具備し、ステ
ータコア３３周りにソレノイド３４が配置される。ソレ
ノイド３４が付勢されると可動コア３２は下方に吸引さ
れる。圧力制御弁３０の内部はダイアフラム３１によっ
て大気圧室３５と圧力制御室３６に分割され、圧力制御
室３６は可動コア３２に形成された開孔３７およびばね
付勢された第１弁体３８を介して大気圧室３５に連結さ
れる。更に、圧力制御室３６は一方では導管３９を介し
て制御圧室２７に連結され、他方ではばね付勢された第
２弁体４０および導管４１を介して吸気通路２内に連結
される。第１図はソレノイド３４が消勢されているとき
を示しており、このときは第１弁体３８が突起４２と係
合して開弁する。従ってこのときには圧力制御室３６内
は大気圧となっており、従って制御圧室２７内も大気圧
となっている。一方、ソレノイド３４が付勢されると可
動されると可動コア３２に吸引力が作用するために可動
コア３２が下降する。可動コア３２が下降すると第１弁
体３８が閉弁し、一方可動コア３２の突起４３が第２弁
体４０と当接して第２弁体４０が開弁する。第２弁体４
０が開弁すると吸気通路２内の過給圧が圧力制御室３６
内に加わる。このとき圧力制御室３６内の圧力によりダ
イアフラム３１を上方に押圧する力がステータコア３３
による下向きの吸引力よりも大きくなれば再びダイアフ
ラム３１が上昇して第２弁体４０を閉弁すると共に第１
弁体３８を開弁する。第１弁体３８が開弁することによ
り圧力制御室３６内の圧力がわずかでも低下すればダイ
アフラム３１が下降して第２弁体４０を開弁すると共に
第１弁体３８を閉弁する。このようにして圧力制御室３
６内の圧力はダイアフラム３１を上方に押圧する力と吸
引力とが釣合う圧力に保持される。従ってステータコア
３３による吸引力が強くなれば圧力制御室３６内の圧力
は高くなる。第３図はソレノイド３４に加える電流値Ｉ
と圧力制御室３６内の圧力Ｐとの関係を示す。第３図に
示されるようにソレノイド３４に加える電流値１が増大
すれば圧力制御室３６内の圧力が増大する。即ち、圧力
制御室３６内の圧力は電流値１に比例することになる。

電流値ＩがＩ。よりも大きくなれば圧力制御室３６内の
圧力はほとんど過給圧と等しくなる。圧力制御室３６内
の圧力はブーストコンペンセータ２０の制御圧室２７内
の圧力と同じなのでソレノイド３４に加える電流値Ｉを
減少せしめれば制御圧室２７内の圧力が低下して最高噴
射量が低下せしめられる。

第１図に示されるようにソレノイド３４は電子制御ユニ
ット５０に接続される。また、機関本体１には冷却水温
を検出する水温センサ４４、潤滑油温を検出する油温セ
ンサ４５、チャンバ８の温度を検出するチャンバ温セン
サ４６が取付けられ、排気通路３には排気温センサ４７
が取付けられる。

これらの各センサ４４．４５，４６．４７は電子制御ユ
ニット５０に接続される。

第２図に電子制御ユニット５０を示す。電子制御ユニッ
ト５０はディジタルコンピュータからなリ、双方向性バ
ス５１によって相互に接続されたＲＯＭ　（リードオン
メモリ）　５２と、ＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ
）５３と、ＣＰＵ　（マイクロプロセッサ）５４と、入
力ポート５５と、出力ポート５６とを具備する。水温セ
ンサ４４、油温センサ４５、チャンバ温センサ４６およ
び排気温センサ４７は夫々対応するＡＤ変換器５７．５
Ｂ。

５９．６０を介して入力ポート５５に接続され、出力ポ
ート５６は駆動回路６１を介して圧力制御弁３０のソレ
ノイド３４に接続される。水温センサ４４、油温センサ
４５、チャンバ温センサ４６、排気温センサ４７は夫々
冷却水温、潤滑油温、チャンｙｌの温度、排気温に比例
した出力電圧を発生し、これら出力電圧は対応するＡＤ
変換器５７゜５８．５９．６０において２進数に変換さ
れた後に入力ポート５５に入力される。一方、出力ポー
ト５６には電流値を示すデータが出力され、このデータ
に基いて駆動回路６１からソレノイド３４に電流が供給
される。

第５図（ａ）はソレノイド３４に供給すべき電流値■、
と冷却水温Ｔ、との関係を示しており、第５図（′ｂ）
はソレノイド３４に供給すべき電流値■２と潤滑油温Ｔ
ｔとの関係を示しており、第５図（Ｃ）はソレノイド３
４に供給すべき電流値Ｉ３とチャンバ塩Ｔ３との関係を
示しており、第５図（ｄ）はソレノイド３４に供給すべ
き電流値１４と排気温Ｔ４との関係を示している。第５
図においてＴ、は組立てられた各機関毎のばらつきを考
慮した許容温度、即ち機関が長期間の使用に耐えうる耐
久限界温度に対して安全を見込んだ許容温度を示し゛、
Ｔｂは機関が長期間の使用に耐えうる耐久限界温度を示
している。また、第５図に示す■。は第３図に示すＩｏ
と同じであり、従って電流値Ｉ　Ｉｎ　Ｉ　ｔ。

１ｘ、１ａがＩｏよりも大きくなれば前述したように圧
力制御室３６内の圧力は過給圧となる。第５図に示され
るように各温度’ｒｌ、　Ｔｔ、　Ｔｓ、　Ｔａが許容
温度Ｔ、よりも低いときは電流値Ｉ　ＩＩ　ＩＩ、　１
３゜Ｉ４は！。よりも大きく、各温度Ｔ　１．　Ｔ　ｚ
、　Ｔ　ｓ。

Ｉ４が許容温度Ｔ、よりも高くなれば電流値Ｉ、。

Ｉｔ、Ｉｚ、Ｉｍが直線的に下降して各温度Ｔ、、Ｔ、
。

Ｔ　３．　Ｔ　４が限界温度Ｔ、に達すると電流値夏１
゜１ｇ、Ｉｓ、Ｉａは零となり、それ以上各温度Ｔ　Ｉ
。

Ｔ　ｔ、　Ｔ　２．　Ｔ　ａが高くなっても電流値１ｔ
、Ｉｚ、Ｉｓ。

Ｉ４は零になり続ける。第５図の（ａ）から（ｄ）に示
す関係は夫々ＲＯＭ５２内に記憶されている。

次に第４図を参照して本発明による燃料噴射制御方法に
ついて説明する。第４図を参照すると、まず始めにステ
ップ７０において冷却水温Ｔ１を表わす水温センサ４４
の出力信号を取込み、ステップ７１において第５図（ａ
）に示す関係から電流値１１を計算する。次いでステッ
プ７２において潤滑油温Ｔｔを表わす油温センサ４５の
出力信号を取込み、ステップ７３において第５図山）に
示す関係から電流値Ｉ、を計算する。次いでステップ７
４においてチャンバ塩Ｔ、を表わすチャンバ温センサ４
６の出力信号を取込み、ステップ７５において第５図（
Ｃ）に示す関係から電流値■、を計算する。

次いでステップ７６において排気温Ｔ４を表わす排気温
センサ４７の出力信号を取込み、ステップ７７において
第５図（ｄ）に示す関係から電流値■４が計算される。

次いでステップ７日ではＩｔ　とＩ２とが比較され、Ｉ
Ｉ＜Ｌであればステップ７９に進んでＩｃ”ＩＩ　とさ
れ、ｔｚ≦１１であればステップ８０に進んで！。＝ｌ
ｚとされる。

次いでステップ８１では！、とＩｃとが比較され、１３
＜Ｉ。であればステップ８２に進んでＩｃ＝■、とされ
る。次いでステップ８３ではＩ４とＩ、とが比較され、
Ｉａ＜Ｉｃであればステップ８４に進んでＩＣ＝１．と
される。従っそステップ７８からステップ８４において
各電流値■１゜Ｉｔ、Ｉｓ、Ｉ４のうちの最も低い電流
値ＩＣが計算される。ステップ８５ではこの最も低い電
流値ＩＣを表わすデータが出力ポート５６に出力され、
ソレノイド３４にこの電流値■、に対応した電流が供給
される。

従って各温度Ｔ□、Ｔ、、Ｔ、、Ｔ、が許容温度よりも
低ければＩｏよりも大きな電流がソレノイド３４に供給
される。このとき圧力制御室３６内の圧力は過給圧とな
り、ブーストコンペンセータ２０の制御圧室２７内の圧
力も吸気通路２内の過給圧となるので過給圧が高くなれ
ばそれに伴なって最大噴射量が増大せしめられる。一方
、いずれかの温度Ｔ　Ｉ、　Ｔ　ｚ、　Ｔ　３．　Ｔ　
ａが許容温度を超えればソレノイド３４に供給される電
流値ｒｅはＩｏよりも小さくなるので圧力制御室３６内
の圧力は過給圧よりも低くなり、従って最大噴射量が低
下せしめられる。その結果、温度Ｔ　Ｉ、　Ｔ　２．　
Ｔ　ｘ、　Ｔ　ａが低下するために機関の耐久性が低下
するのを阻止することができる。この場合、第５図から
れかるように温度Ｔ、、Ｔ、、Ｔ３．Ｔ４が上昇すれば
それに伴って電流値ＩＣもゆるやかに変化し、一方温度
ＴＩ。

Ｔ　ｚ、　Ｔ　３．　Ｔ　４が下降すればそれに伴なっ
て電流値Ｉｃもゆるやかに変化する。従って最大噴射量
がゆるやかに変化するために出力トルクが急激に変化す
ることがなく、斯くして良好な車両運転性を確保するこ
とができる。

第６図は圧力制御弁３０の別の実施例を示す。

この実施例では第１図に示す第２弁体４０が設けられて
おらず、圧力制御室３６が一方では絞り４８を介して吸
気通路２に連結され、他方ではブーストコンペンセータ
２０の制御圧室２７に連結される。この実施例でも可動
コア３２の吸引力よりもダイアフラム３１に加わる上向
きの力が強くなれば第２弁体３８が開弁するので圧力制
御室３６内の圧力はソレノイド３４に供給される電流値
によって定まる圧力以上にはならない。従って圧力制御
室３６内の圧力はソレノイド３４に供給される電流値に
よって変化するのでいずれかの温度Ｔ１゜Ｔ　ｔ、　Ｔ
　ｓ、　Ｔ　ａが許容温度Ｔａを越えて高くなればそれ
に伴なって最大噴射量が低減せしめられる。

〔発明の効果〕

機関温度が許容温度を越えて高（なればそれに伴なって
ゆっくりとブーストコンペンセータの制御圧室の圧力は
変化し、機関温度が低下すればそれに伴なってゆっくり
とブーストコンペンセータの制御圧室内の圧力が低下す
るので最大噴射量はゆっくりと変化し、斯くして出力ト
ルクが急激に変化することがないので良好な車両運転性
を確保することができる。また、機関温度が急上昇した
ときにはブーストコンペンセータのｍｓ圧室内の圧力は
即座に低下せしめられるので機関の耐久性が低下するの
を阻止することができる。更に、許容温度と耐久限界温
度との間において最大噴射量が直線的に変化せしめられ
るので許容温度を趨えた場合に最大噴射量をただちに低
下させる場合に比べて高出力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射制御装置の全体図、第２図は電子制御
ユニットの回路図、第３図は圧力制御弁のソレノイドに
供給される電流値と圧力制御室内の圧力との関係を示す
線図、第４図はフローチャート、第５図はソレノイドに
供給すべき電流値と各種の温度との関係を示す線図、第
６図は圧力制御弁の別の実施例を示す側面断面図である
。 ２・・・吸気通路、 ４・・・過給機、 １０・・・燃料噴射ポンプ、 ２０・・・ブーストコンペンセータ、 ２７・・・制御圧室、 ３０・・・圧力制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　機関吸気通路を過給機に連結し、燃料噴射ポンプの最
   大噴射量を制御するブーストコンペンセータの制御圧室
   を吸気通路に連結して制御圧室内の圧力が高くなるにつ
   れて最大噴射量を増大せしめるようにしたディーゼル機
   関において、吸気通路と制御圧室との間に制御圧室内の
   圧力を電流値に比例して大気圧から吸気通路内の過給圧
   まで変化させることのできる圧力制御弁を配置し、該電
   流値を機関温度に応じて変化させて機関温度が予め定め
   られた設定温度以上上昇したときに機関温度が上昇する
   につれて制御圧室の圧力を低下せしめるようにしたディ
   ーゼル機関の燃料噴射制御装置。