JPS6325353A - 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に燃料を供給する燃料噴射制御
装置に関し、特に燃料の性状を判断する技術に関する。

［従来技術］ 一般にディーゼル機関に供給される燃料、例えば軽油に
は、外気温より低い流動点と適度な粘度が要求される。

すなわら、軽油はある温度以下になると、凝固して流動
しなくなる。この流動点以下になった場合には、軽油は
凝固して噴射が困難になって、エンジンが作動しなくな
る。このためＪＩＳで軽油の使用ガイドラインが示され
ている。

たとえば、該ガイドラインでは国内最寒期（２月頃）に
北海道−特３号、本州北部−３号、本州中部以南−２号
、の軽油グレードの使用を推奨している。この軽油の温
度特性による燃料噴射ポンプの動作の変化を検出して、
タイマ制御を行なう技術が開示されている（特開昭６０
−１５０４５８号公報）。

一方、燃料噴射ポンプのプランジャ等の摺動に対する潤
滑は燃料油自身で行なうので、燃料油には摩耗、焼付き
を防止する粘度が持たされている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら誤って異なる燃料が混入される場合があっ
て、軽油グレード等の燃料の性状が最適に維持されてい
るとは限らない。このため、低温時に燃料が流動点以下
になって、燃料噴射ポンプの制御が不安定になる場合が
ある。一方軽油の代りに粘度の低い灯油等が使用された
場合には、燃料の圧送部分が潤滑不良になって、フェイ
スカムの異常磨耗、プランジヤの焼付等が発生する場合
がある。

従って本発明は上記の問題を解決するために、ディーゼ
ル機関に供給される燃料の異常を判定して、常にディー
ゼルは関に供給される燃料を最適に保つことで、ディー
ゼル機関の運転状態を最適状態に維持することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決して本発明の目的を達成する手段と
して第１図に示すように、 内燃機関Ａへの供給燃料Ｂを導いて、該供給燃料Ｂの圧
力を調整して、燃料噴射ポンプＣの燃料噴射時期を目標
燃料噴射時期に制御する燃料圧式の燃料噴射時期制御手
段りと、 上記燃料噴射時期が目標燃料噴射時期に移行する場合の
噴射時期の応答状態を検出する応答状態検出手段Ｅと、 上記内燃機関Ａの始動時の温度、又は内燃機関Ａの吸気
温度もしくは燃料温度を検出する運転状態検出手段Ｆと
、 該運転状態検出手段Ｆの検出値に対応して、燃料の特性
を予め定めた応答範囲を設定した応答範囲設定手段Ｇと
、 上記応答範囲に上記応答状態が含まれないときに燃料異
常と判定して、警報する異常判定手段Ｈと、 を億えたことを特徴とする燃料噴射制御装置を要旨とす
る構成を採る。

上記噴射時期の応答状態とは、例えば分配型燃料噴射ポ
ンプのタイマピストンが目標噴射時期にに移行する場合
の速度、又は速度の変化率でおる。

上記応答範囲とは、例えば内燃機関の始動時の温度又は
吸気温度もしくは燃料温度に対応して設定されるタイマ
ピストンの移行速度又は移行速度の変化率であって、適
正な燃料が用いられた場合の値である。

上記異常判定手段ト１とは、例えば燃料異常を判定して
、記憶又は表示して、該燃料異常を警報するものである
。

［作用］ 本発明では内燃機関Ａの供給燃料を導いている燃料噴射
時期制御手段りが該供給燃料の圧力を調整して、燃料噴
射ポンプＣの燃料噴射時期を制御している。そして、上
記燃料噴射時期の応答状態を応答状態検出手段Ｅが検出
している。一方、応答範囲設定手段Ｇは運転状態検出手
段Ｆの燃料の粘度に応じた検出値に対応して、燃料の特
性を予め定めた応答範囲を設定している。そして、異常
判定手段Ｈは、上記応答状態が上記応答範囲に含まれな
いときに燃料異常と判定して、警報する。

したがって燃料噴射ポンプＣにて内燃機関Ａに供給され
る供給燃料Ｂが異常の場合、たとえば供給燃料Ｂがワッ
クス化している場合又は粘度の低い灯油等が混入してい
る場合には、応答状態が応答範囲内に含まれなくなる。

この結果、本発明により供給燃料Ｂの異常が判定されて
、表示又は記憶によって、該異常が警報される。

［発明の効果コ 以上に説明したように、本発明を用いることで、供給燃
料Ｂの異常が燃料噴射時期の応答状態から判定される。

したがって、燃料噴射ポンプＣが内燃機関Ａに供給する
供給燃料Ｂの異常が判定されて警報されるので、該警報
にもとづいて、供給燃料の異常に対応することができる
。この結果、燃料異常、たとえばワックス化した燃料、
低粘度燃料等が使用された場合に発生する内燃機関Ａの
作動不良、又は、燃料噴射ポンプＣの焼付等が発生しな
くなる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を第２図〜第８図にもとづいて
説明する。

第２図は本発明の一実施例の構成図である。該図の１は
分配型燃料噴射ポンプを示す。該分配型燃料噴射ポンプ
１にはフィルタにより濾過された燃料が供給され、該燃
料はドライブシャツ１〜２で駆動されるベーン式フィー
ドポンプ（９００展開して図示）４によって給油口６か
らプレッシャレギュレーティングバルブ８に導かれ、こ
のプレッシャレギュレーティングバルブ８により圧力を
調整された後、ポンプハウジング１０内の低圧室である
ポンプ室１２内に満される。ポンプ室１２内に満された
燃料は、ポンプ室１２内で作動部分の潤滑を行うと同時
に、吸入ポート１４を介してプランジャ１６の先端部に
形成される高圧室１８に送られる。また、一部の燃料は
過剰燃料の排出と作動部分の冷却のために、オーバフロ
ーバルブ２０から燃料タンクに戻されて循環する。

プランジャ１６の先端部には、気筒数と同数の吸入グル
ープ２２が穿設され、プランジャ１６の半径方向には軸
心ポート２４に連通する分配ポート２６が穿設されてい
る。また、プランジャ１６の尾端部には、カムプレート
２８が固定され、このカムプレート２８にはローラリン
グ３０にｉＮ合された気筒数と同数のロー５３２が接触
されている。このプランジャ１６は、先端側からシリン
ダ３４に挿入され、プランジャ１６の先端面とシリンダ
３４の内壁面とにより高圧室１８を形成している。シリ
ンダ３４には、吸入ポート１４が穿設されると共にシリ
ンダ内面からデリバリバルブ３６に連通する気筒数と同
数の分配通路３Ｂが穿設されている。また、シリンダ３
４には、高圧室１８とポンプ室１２とを連通ずる連通路
４０が穿設されている。そして、ポンプハウジング１０
には、弁４２によって連通路４０を連通および遮断する
電磁弁４４が取付けられている。この電磁弁４４は、ソ
レノイド４６がオンされると連通路４０を連通させ、ソ
レノイド４６がオフされると連通路４０を遮断する。

ドライブシャフト２は、ポンプ室１２方向へ突出してカ
ップリング４８を介してカムプレート２８に連結されて
いる。そして、カムプレート２８はプランジャ１６に固
定されると共にスプリング５０によりローラ３２に押圧
されている。従って、カムプレート２８がドライブシャ
フト２によって回転され、ローラ３２とカムプレート２
８の接触状態に応じてカムプレート２８のカム山がロー
ラ３２を乗上ることによって、プランジャ１６は１回転
中に気筒数と等しい回転だけ往復動される。

燃料噴射ポンプの下部には、燃料送油圧力の変化を利用
してドライブシャフト２とプランジャ１６を駆゛動する
カムプレート２８どの位相を変化させて燃料噴射時期を
変化させる油圧式タイマ（９０°展開して図示）５２が
設けられている。この油圧式タイマ５２は、スプリング
５４でタイマピストン５６を噴射遅れの方向に押してお
り、タイマ高圧室５７ａには絞り５７ｂを介して回転数
に依らずレギュレートバルブにより一定に調圧されたポ
ンプ内圧が供給されている。そして上記タイマ高圧室５
７ａの燃料圧力を回転数と負荷に応じて電磁弁５７ｃに
よりタイマ低圧室５７ｄに逃がすことにより、タイマ高
圧Ｗ５７ａの圧力とスプリング５４の抗力とのバランス
によりタイマピストン５６の位置が制御されて、噴射時
期が制御される。上記電磁弁５７Ｇが閉じられるとタイ
マ高圧室５７ａの圧力がポンプ内圧と等しい高圧となっ
て、スプリング抗力に打ち勝って、タイマピストン５６
が進角側へ移動して、燃料の噴射時期が進角される。

ドライブシャツ１〜２には、ポンプの１回転で１個の基
準信号を検出する為の突起５８ａを備えるポンプドライ
ブプーリ５８が設けられる。そして、上記突起５８ａが
ポンプフランジに取り付けられた基準信号センサ５９に
より検出されて、エンジンのＴＤＣ近傍の基準位置信号
が出力される。

ドライブシャフト２の先端部にはシグナルロータ６０が
ドライブシャフトと同軸に固定され、ローラリング３０
にはシグナルロータ６０の周面に対向するように信号検
出部としてのピックアップ６２が取付けられている。シ
グナルロータ６０には、幅広の基準位置信号発生部が気
筒数と同数等間隔で配置され、基準位置信号発生部間に
幅狭の回転信号発生部が複数個等間隔で配置されている
。

すなわち、４気筒デイーゼルエンジンの場合には、第３
図に示すように、所定角（例えば５．６２５０、これは
１１．２５℃Ａに相当する）毎に回転信号発生部として
の凸状歯６０ａ、６０ｂ・・・が複数個配置されると共
に、９０’　　（１８０’ＣＡに相当する）毎に凸状歯
が切欠かれて基準位置信号発生部としての欠歯部６０Ａ
〜６０Ｄが形成されている。したがって、シグナルロー
タ６０が回転すると凸状歯がピックアップ６２に対して
接近離反するため、電ｒｔＬＸ導によってピックアップ
から第４図に示す回転数パルス信号が出力される。この
パルス信号の幅広の谷部ＤＳは基準位置信号として作用
し、その他の部分は回転角信号として作用する。また、
ピックアップ６２とシグナルロータ６０とは、高圧室１
８が縮小される方向にプランジャ１６が往動される前す
なわちプランジャ１６がリフトする前に、欠歯部の１つ
がピックアップ６２に接近してピックアップ６２から基
準位置信号が出力されるよう、すなわちパルス信号の谷
部ＤＳの幅が広くなるように、相対位置が定められてい
る。上記の基準位置信号発生部および回転角信号発生部
は、信号検出部を通過するときに区別できる信号を出力
させるものであればよく、基準位置信号発生部を幅広の
凸状歯とし回転角信号発生部を幅狭の凹状歯とすること
もでき、また基準位置信号発生部を幅広の永久磁石とし
回転角信号発生部を幅狭の永久磁石とすることもできる
。

上記基準信号センサ５９から出力される基準位置信号と
上記回転数パルス信号とを第７図に示して、該両信号か
らタイマ５２の速度が算出される過程を説明する。上記
回転数パルス信号は、該第７図に示すように基準位置を
示す谷部ＤＳと回転角信号パルス（Ｏ〜１３）とからな
っている。そして、該回転数パルス信号はタイマ５２の
移動にともなって矢印ＹＡ又は矢印ＹＢ力方向移動する
。

一方、上記基準位置信号はタイマ５２の移動に影響され
ることのない基準位置の信号である。したがって、上記
両信号の相対位置く角度差θ）の変化を算出することで
、タイマ５２の移動速度が算出される。

第２図に戻って、上記ピックアップ６２、基準位置セン
サ５９、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ６
６、吸気温度を検出する吸気温センサ６８、および、冷
却水温を検出する冷却水温センサ７０等からの各種運転
状態信号は制御回路７２に入力される。すなわら上記各
センサからの入力信号はパルス入力部５９ａ、６２ａ、
ｃｌ’＞よび、Ａ／Ｄ変換部６６ａ、６８ａ、７０ａを
介して、入力ポードア４に入力される。そして、上記各
入力信号にもとづいて、ＣＰＵ７６、ＲＡＭ７８、ＥＥ
ＰＲＯＭ７９、ＲＯＭ８０等が本実施例の制御および燃
料噴射時期等の演算を行なう。そして、上記演算結果が
出力ボート８２から電磁弁駆動部４６ａ、５７ｃａ、８
４ａおよびランプ駆動部８６ａを介して、ソレノイド４
６、電磁弁５７ｃ、燃料カットバルブ８４、および、表
示ランプ８６に出力される。

次いで、本実施例の制御を説明する。第５図において、
本実施例では、まず本制御の基本になる機関運転状態を
取り込む（ステップ１００）、すなわち、基準位置セン
サ５９、ピックアップ６２、アクセル開度センサ６６、
吸気温センサ６８、冷却水温センサ７０からの信号を入
力する。そして、燃料温度に代用する微開始動時の冷却
水温に対応する暖機後のタイマ５２の速度範囲を第６図
に示す応答範囲特性図から検索して、設定する（ステッ
プ１１０）。上記第６図は横軸の始動時冷却水温に対応
する正常燃料（ＪＩＳ２号、特３号）の過渡応答時間（
縦軸）を示すものである。なお、始動時冷却水温に代え
て、運転中の燃料の温度や吸気温度を検出してもよい。

すなわち、該図中に２点破線で示される正常域の範囲が
正常燃料の応答範囲である。また、正常域以外は燃料異
常の範囲でおる。なお、図中の点線で示す範囲は灯油の
過渡応答性を示す部分である。次いで、上記ステップ１
１０にて応答範囲を設定した後、噴射ポンプ内の燃料温
度が安定になるまで待機する（ステップ１２０）。すな
わち、燃料温度が安定になって応答状態が安定する暖機
終了時まで待機する。

そして、機関の暖機後に機関が過渡時か否かを判断する
（ステップ１３０）。すなわち、アクセル開度が変更さ
れたか否かから過渡時を判断する。

次いで、機関の過渡時と判断されてから所定時間ＴＤの
経過があったか否かが判断される（ステップ１４０）。

すなわち、アクセル開度が変更されてから、実際にタイ
マピストン５６の移動が開始されて、該タイマピストン
５６の移動速度が一定になるまでの時間より待機する。

そして、該ＴＯの待機後タイマ移動速度が取り込まれる
（ステップ１５０）、すなわら、前記第７図に示すよう
にタイマ移動速度が基準位置信号と回転数パルス信号の
所定の信号との差に対応する偏差角度θの移動量から求
められる。つまり、上記の状態は第８図のタイミングチ
ャートに示すように、運転状態のアクセル１７ｉ度がΔ
αＦ減少した時点Ｔ１から時間ＴＤ経過時点Ｔ２にて、
タイマの実位置のタイマ移動速度へ〇Ｒ／Δ丁（単位時
間６丁における偏差角度Ｑの移動量ΔθＲ）が求められ
るものである。

第５図のフローチャートに戻って、次に一ヒ記タイマ移
動速度ΔＱＲ／Δ丁が始動時水温に対する設定速度範囲
に含まれるか否かを判断する（ステップ１６０）。すな
わち上記ステップ１５０にて求めたタイマ移動速度ΔＱ
Ｒ／Δ丁が前記第６図に示す正常域内に含まれるか否か
を判断する。そして、正常域内に含まれないと判断され
た場合、すなわち異常域であるとされた場合には、燃料
異常の判定がされて（ステップ１７０）　、該燃料異常
がＥＥＰＲＯＭ７９に記憶され（ステップ１８０）、次
いで異常燃料であることを表示する表示ランプ８６が点
灯される（ステップ１９０）。

以上に説明したように本実施例を用いることで、燃料の
圧力を調整して、噴射時期を制御しているタイマのタイ
マ移動速度から、燃料の異常が判断されて、警報を発す
る。したがって、例えば外気温に比べ流動点の高い軽油
、又は、粘度の小さい灯油等が燃料として使用された場
合に、警報が行なわれるので、誤った燃料の使用が防止
される。

この結果、ディーゼル機関の運転状態を最適に保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射制御装置の基本的構成を示す
構成図、第２図は本発明の一実施例の構成を示す構成図
、第３図は本実施例のシグナルロータの説明図、第４図
は本実施例の回転数パルス信号のタイジングチ１ノート
、第５図は本実施例の制御を示すフローチャート、第６
図は本実施例の過渡応答性を示すグラフ、第７図は本実
施例のタイマ移動速度を説明するためのタイミングチャ
ート、第８図は本実施例のタイミングチャートである。 Ａ・・・内燃機関 Ｂ・・・供給燃料 Ｃ・・・燃料噴射ポンプ Ｄ・・・燃料噴射時期制御手段 Ｅ・・・応答状態検出手段 Ｆ・・・運転状態検出手段 Ｇ・・・応答範囲設定手段 Ｈ・・・異常判定手段 １・・・分配型燃料噴射ポンプ ５２・・・油圧式タイマ ５７ｃ・・・電磁弁 ７２・・・制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関への供給燃料を導いて、該供給燃料の圧力
   を調整して、燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を目標燃料
   噴射時期に制御する燃料圧式の燃料噴射時期制御手段と
   、 上記燃料噴射時期が目標燃料噴射時期に移行する場合の
   噴射時期の応答状態を検出する応答状態検出手段と、 上記内燃機関の始動時の温度、又は内燃機関の吸気温度
   もしくは燃料温度を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出値に対応して、燃料の特性を
   予め定めた応答範囲を設定した応答範囲設定手段と、 上記応答範囲に上記応答状態が含まれないときに燃料異
   常と判定して、警報する異常判定手段と、を備えたこと
   を特徴とする燃料噴射制御装置。 ２　噴射時期の応答状態が分配型燃料噴射ポンプのタイ
   マピストンの移行速度である特許請求の範囲第１項記載
   の燃料噴射制御装置。 ３　噴射時期の応答状態が分配型燃料噴射ポンプのタイ
   マピストンの移行速度の変化率である特許請求の範囲第
   １項記載の燃料噴射制御装置。 ４　応答範囲がタイマピストンの移行速度範囲である特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射制御装置
   。 ５　応答範囲がタイマピストンの移行速度の変化率範囲
   である特許請求の範囲第１項又は第３項記載の燃料噴射
   制御装置。