JPS6296752A - デイ−ゼルエンジンの燃料制御装置 - 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、ディーゼルエンジンに対する燃料供給の制御
を行う燃料制御装置に関し、特に、エンジンで駆動され
る燃料噴射ポンプを有するものにおいてエンジンの始動
性を向上させる対策に関するものである。

（従来の技術） 一般に、ディーゼルエンジンにおいては、その始動時に
、燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズルを介して各燃焼室
に噴射供給される燃料噴！）１伍を増加させることによ
り、シリンダとピストンとの間、の間隙を噴射燃料によ
り気密シールする等して吸気の圧縮温度を高め、エンジ
ンの始動性を向上させるようにすることが行われている
。

しかし、燃料噴射ポンプをエンジンにより駆動する場合
、上記の如きエンジン始動時の燃料噴射量の増量補正に
伴ってスタータの出力の一部がポンプ駆動に費され、そ
の分、エンジンのクランキング回転数が低くなって吸気
の圧縮温度の上昇が不足し、その結果、本来のエンジン
の始動性を向上させる効果が十分に得られなくなるとい
う問題があった。

ところで、従来、特開昭５７−６５８２１号公報には、
上記の如（エンジン始動時に増量補正される燃料噴Ｑ＝
Ｉ　ｆｆｉを時間の経過に伴って減少させるようにする
ことが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） そして、上記従来のものでは、始動時の燃料噴射量を減
少させるため、燃料噴射ポンプの駆動のためのスタータ
の出力を低減できてエンジンのクランキング回転数を高
め得ることができる。しかし、その燃料噴射量の減量制
御は経時的に行われるので、エンジンのクランキング回
転数も徐々に上昇せざるを得ず、クランキング開始後直
ちにエンジンを完爆させることは困難であり、エンジン
の早期始動を図る点で今一つ不十分な感を免れ得ない。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、エンジンの始動時における燃料噴射量を
間欠的に増減制御するようにすることにより、燃料噴射
量の始動増量を確保してエンジンの燃焼室のシール性を
高めつつ、その始動増量に伴う燃料噴射ポンプに対する
スタータの駆動ロスをクランキングの開始初期から減少
させてクランキング回転数を上昇させ得るようにし、よ
ってエンジンの始動性のより一層の向上を図ろうとする
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の解決手段は、エ
ンジンにより駆動される燃料噴射ポンプを備えたディー
ゼルエンジン用の燃料制御装置に対し、エンジンの始動
クランキング時を検出するクランキング検出手段を設け
る。また、該クランキング検出手段の出力を受け、エン
ジンがクランキングされているときには、上記燃料噴射
ポンプによる燃料噴！８吊を所定の周期毎に増減制御す
る噴射量制御手段を設けることとする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジンの始動クラン
キング時、噴射量制御手段により、燃料噴射ポンプによ
る燃料噴射量が所定の周期毎に増減制御されるため、燃
料噴射量の増量制御時にエンジン始動に必要な燃料噴射
量が確保され、エンジンの燃焼室でのシール性を確保す
ることができる。一方、エンジンのクランキング初期で
の燃料噴Ｉｔ　Ｍの減量制御により、そのクランキング
初期から燃料噴射ポンプに対するスタータの駆動ロスを
低減でき、クランキング回転数を早期に上昇させること
ができるとともに、噴射燃料の減醋分だけ燃料の気化熱
等による燃焼室の壁面温度の低下を抑制することもでき
、よって吸気の圧縮温度を十分に上昇させてエンジンの
始動性のより一層の向上を図ることができるのである。

〈実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るディーゼルエンジンの燃
料制御装置の全体構成を概略的に示す。

１は直噴式の多気筒ディーゼルエンジンであって、該エ
ンジン１はシリンダブロック２と、該シリンダブロック
２に接合されたシリンダヘッド３と、該シリンダブロッ
ク２に形成されたシリンダ４と、該シリンダ４内を往復
動するピストン５とからなり、上記ピストン５の頂面、
シリンダ４の壁面およびシリンダヘッド３の下面に囲ま
れて燃焼室６が形成されている。５ａはピストン５の頂
面に凹設されて燃焼室６の一部を構成するキャビティで
ある。また、７は上記燃焼室６内に吸気弁８を介して吸
気（空気）を供給する吸気通路、９は燃焼室６内の排気
ガスを排気弁１０を介して排出する排気通路、１１は燃
焼室６内にピストン５のキャビティ５ａに向けて燃料を
噴射させる燃料噴射ノズルであって、該ノズル１はエン
ジン１により駆動される分配型の燃料噴射ポンプ１３に
燃料噴射管１２を介して接続されている。

上記燃料噴射ポンプ１３は、第２図に拡大詳示するよう
に、内部に燃料室１４が形成されたポンプハウジング１
５を備え、該ハウジング１５の側壁には燃料室１４に燃
料導入通１ｆｆｉ１６を介して連通ずるシリンダ１７が
形成され、該シリンダ１７内には、その高圧室１７ａに
吸入された燃料を加圧して縦孔１９ａおよび各燃料吐出
通路１８を介して上記燃料噴射管１２に送給するための
プランジｖ１９が回転かつ往復動自在に嵌装されている
。

該プランジャ１９はエンジン１と同期して回転する図示
しないドライブシャフトに一体回転可能にかつカム機構
を介して相対移動可能に連結されており、エンジン１の
駆動によりドライブシャフトを回転させることにより、
プランジ１７１９にエンジン１の各燃焼室６に噴射供給
される燃料の吸入圧送のための往復動とエンジン１の各
燃焼室６への分配のための回転とを同時に行わせるよう
に構成されている。

また、上記プランジャ１９の燃料室１４内に突出する部
分にはコントロールスリーブ２０が摺動自在に外嵌合さ
れている。該コントロールスリーブ２０は、上記シリン
ダ１７内の高圧室１７ａをプランジャ１９の縦孔１９ａ
を介して燃料室１４に連通せしめるカットオフボート１
９ｂを開閉制御し、コントロールスリーブ２ｏを図で左
方に移動させたときには、カットオフボート１９ｂの開
口時期を早めてエンジン１への燃料噴射量を減少させ、
逆に右方へ移動させたときには、カットオフボート１９
ｂの開口時期を遅くして燃料噴射量を増加させるように
なされている。

さらに、上記ポンプハウジング１５の上面（外面）には
上記コントロールスリーブ２０を駆動制御するための電
動アクチュエータ２１が取り付けられている。該アクチ
ュエータ２１は、ポンプハウジング１．５の土壁に回転
自在に貫通支持されたシャフト２２と、該シャフト２２
のポンプハウジング１５外側に突出する上端部に回転一
体に固定されたロータ２３と、該ロータ２３を取り囲む
ようにポンプハウジング１５の上面に取り付けられたコ
ア２４と、該コア２４に磁力を発生さぜるコイル２５と
を備えてなり、上記シャフト２２の燃料室１４内に臨む
下端面にはプレート２６を介してボールヘッドビン２７
がシャフト２２の軸心に対し偏心して固定され、該ビン
２７は上記コントロールスリーブ２０の上面に形成した
ビン孔２０ａに係合されている。また、上記シャフト２
２は図示しないリターンスプリングにより所定の戻し方
向に回動付勢されており、コイル２５への給電によりそ
の給電量に応じた磁力をコア２４に発生させてロータ２
３および該ロータ２３と一体のシャフト２２をリターン
スプリングの戻し付勢力に抗して回動させ、その下端の
ボールへラドピン２７を移動させてコントロールスリー
ブ２０を駆動するようになされている。

そして、上記アクチュエータ２１への給電量は第１図に
示すようにコンピュータ（ＣＰＵ）を内蔵したコントロ
ールユニット２８によって制御される。該コントロール
ユニット２８には、大気温度（吸気温度）を検出する大
気温センサ２つと、エンジン回転数を検出する回転数セ
ンサ３０と、エンジン１の始動クランキング時を検出す
るクランキング検出手段としてのスタータスイッチ３１
と、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ３２
との各出力信号が入力されており、これらセンサ２９，
３０．３２およびスイッチ３１からの出カイ８号に基づ
いてコントロールユニット２８が作動してエンジン１の
クランキング時における燃料噴射ポンプ１３による燃料
噴射量を制御するように構成されている。

上記コントロールユニット２８における制御手順を第３
図に示づフローチャートに沿って説明するに、最初のス
テップＳ＋でシステムを初期化した後、ステップＳ２に
おいてイグニッションキースイッチをＯＮ操作し、次い
でステップＳ３でコンピュータ（ＣＰＵ）を作動させる
。この後、ステップＳ４に進んで大気温センサ２９およ
び水温センサ３２の各出力信号に基づいて大気温度およ
び冷却水温度を検出し、次のステップＳ５で上記検出さ
れた大気温度および冷却＊温度に応じてエンジン始動時
における燃料噴射量の増量時間ｔ１および減量時間ｔ２
を決定する。次いで、ステップＳ６に進んでスタータス
イッチ３１のＯＮ動作状態つまりエンジン１のクランキ
ング状態を検出したのち、ステップ＄７で回転数センサ
３０の出力に基づいてエンジン回転数を検出し、次のス
テップＳ８でその検出されたエンジン回転数を基にエン
ジン１が自立運転中、つまり完爆状態にあるか否かを判
断する。この判断がＹＥＳのときにはそのまま本来の基
本制御用のメインルーチンに復帰するが、Ｎｏのときに
はステップＳ９に進み、上記ステップＳ５で決定された
燃料噴射量の増減時間１１．１２になるよう燃料噴射ポ
ンプ１３のアクチュエータ２１に制御信号を出力して始
動燃料噴射量を所定周期で増減制御する。この後、ステ
ップＳ　ＩＱで再度エンジン回転数を検出するとともに
、ステップＳ　＋＋でエンジン１が自立運転中か否かを
判断し、この判断がＮＯｌつまり未だエンジン１が完爆
していないときには、完爆するまでステップ８９〜Ｓ　
ｎを繰り返し、判断がＹＥＳになってエンジン１が完爆
すると、メインルーヂンに復帰する。

よって、本実施例では、上記コントロールユニット２８
により、エンジン１のクランキング時に燃料噴射ポンプ
１３による燃料噴射量を所定周期毎に増減制御するよう
にした噴射量制御手段が構成される。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の始動
時にスタータスイッチ３１のＯＮ操作によってエンジン
１がクランキング状態になると、コントロールユニット
２８から燃料噴射ポンプ１３のアクチュエータ２１に制
御信号が出力され、このアクチュエータ２１の作動によ
るコントロールスリーブ２０の移動制御により、燃料噴
射ポンプ１３からエンジン１の各燃焼室６に噴射される
燃料噴ｔＡ量が第４図＜ａ　＞に示すように所定の周期
でもって増減制御される。この燃料噴射Ｒの増減制御に
伴い、その燃料の減量時間ｔ２が経過している間、燃料
噴射ポンプ１３の駆動のために費されるスタータ出力が
低減されるので、同図（ｂ）に示すようにエンジン１の
クランキング回転数が上昇する。その結果、このクラン
キング回転数の上昇によって同図＜Ｏ）に示すように燃
焼室６での吸気の圧縮温度が早期に上昇し、よってエン
ジン１の完爆までの始動時間を短縮することができる。

その際、エンジン１がクランキング状態になると直ちに
燃料噴射量の増減制御が開始されるので、その減量制御
によるクランキング回転数の上昇をクランキング期間の
初期から得ることができ、その分、エンジン１の始動時
間を効果的に短縮することができる。

また、始動燃料噴射量が一定周期毎に増減制御されるの
で、増量制御時の燃料噴射量によって始動時の燃料噴射
量を全体として増量確保することができ、エンジン１の
燃焼室６での燃料によるシール性を高めてその始動性を
向上維持することができる。

さらに、燃料噴射量が周期的に減量制御されるため、そ
の減量制御時に、エンジン１の燃焼室６に噴射された燃
料の一部が気化するときの気化熱や、あるいは燃料自体
の温度により燃焼ｖ６の壁面ｍＷが低下するのを抑制で
き、よって全体として吸気温度を高温に保持してエンジ
ン１の始動性をより一層向上させることができる。

尚、上記実施例では、始動時の燃料噴Ｉｌｌの増量時間
ｔ１および減量時間ｔ２をそれぞれ一定としたが、エン
ジン１の始動時間が長くなるとみられる極低温時には、
第５図に示すように、クランキング時間の経過に伴って
燃料の増量時間ｔ１を短くしかつ減量時間ｔ２を長くす
るように、つまり減量制御の周期を短くするようにして
もよく、上記実施例での効果をより一層増大させて、極
低温時の始動性を向上させることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発咀によれば、エンジンにより
駆動される燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジン
の燃料制御装置に対し、エンジンの始動クランキング時
に燃料噴射ポンプによる燃料噴射量を所定の周期毎に増
減制御するようにしたことにより、エンジン始動時の燃
料噴射ｍの始動増量による燃焼室のシール性を良好に確
保しつつ、クランキング時の初期から燃料増量に伴う燃
料噴射ポンプに費されるスタータの駆動ロスを低減させ
てエンジンのクランキング回転数を上昇させ得、かつ噴
射燃料による燃焼室壁面温度の低下を抑制することがで
き、よってディーゼルエンジンの始動性のより一層の向
上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は全体構成
図、第２図は燃料噴射ポンプにおける噴射旦制御機構の
拡大断面図、第３図はコントロールユニットにおけるエ
ンジン始動時のサブルーチンを示すフローチャート図、
第４図（ａ）〜（１）　）はそれぞれエンジン始動時に
おける燃料噴！）ｌｌ。 クランキング回転数および気筒内吸気温度の各経時変化
を示す特性図である。第５図はエンジン始動時に燃料の
増量および減」時間を経時変化させる場合を例示する説
明図である。 １・・・エンジン、６・・・燃焼室、１１・・・燃料噴
射ノズル、１３・・・燃料噴射ポンプ、１９・・・プラ
ンジャ、２０・・・コントロールスリーブ、２１・・・
アクチュエータ、２８・・・コントロールユニット、３
１・・・スタ手続補正書く方式） 昭和６１年２月２２日 特許庁長官　　殿　　　　　　　　　　　　　−２、＋
、〆 １、事件の表示 昭和６０年　特　許　願　第２３６９２１号２、発明の
名称 ディーゼルエンジンの燃料制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　　所　　広島県安芸郡府中町新地３番１号名　　称
　　（３１３）　　マツダ株式会社代表者　　山　本　
　健　− ４、代理人　・５５０電０６　（４４５）　２１２８住
　　所　　大阪市西区靭本町１丁目４番８号　太平ビル
氏　　名　　弁理士（７７９３）前　　１）　　　弘７
、補正の内容 （１）明ｓｉの第１５頁第３行目〜同頁第６行目の［第
４図（ａ　）〜（ｂ）はそれぞれエンジン始動時におけ
る燃料噴射量、クランキング回転数および気筒的吸気温
度の各経時変化を示す特性図である。」とあるのを、［
第４図はエンジン始動時における燃料噴射量、クランキ
ング回転数および気筒的吸気温度の各経時変化を示す特
性図である。」に補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンにより駆動される燃料噴射ポンプを備え
   たディーゼルエンジンの燃料制御装置において、エンジ
   ンの始動クランキング時を検出するクランキング検出手
   段と、該検出手段の出力を受け、エンジンのクランキン
   グ時には上記燃料噴射ポンプによる燃料噴射量を所定周
   期毎に増減制御する噴射量制御手段とを設けたことを特
   徴とするディーゼルエンジンの燃料制御装置。