JPS63266149A - 内燃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］ 本発明は燃料供給ポンプを用いて噴射弁から噴射される
燃料の圧ノＪを制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に
関する。

［従来の技術］ この種の内燃機関の燃料噴射制御装置として、従来より
特開昭６２−６４５号公報記載のように、噴射弁と燃料
供給ポンプとの間の燃料供給通路に蓄圧室を備えたもの
が知られている。このような燃料噴射制御装置は、燃料
供給ポンプの吐出圧により制御される蓄圧室内の燃料圧
力を噴射期間や燃料噴射量に応じた適値に制御すること
によって、機関の良好な運転状態を確保できるという優
れたものである。即ら、ディーゼル機関の高負荷運転時
においては燃料圧力を高めて短期間のうらに多量の燃料
を噴射し、低負荷運転時においては燃料圧力を下げて比
較的長い期間かけて少量の燃料を噴射するのである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、以下に示す場合において、猶一層の改善が要
望されている。叩ら、機関が低温状態にあるとき（例え
ば、吸気温度が２０［°Ｃ］以下。

冷却水温が８０［’Ｃ］以下であるとぎ）、燃料の粘性
が大きいため噴射弁から噴射される燃料は十分に微粒化
されないという点でおる。従って、機関の低温時にはス
モーク伍が増えたり、始動性が悪化してしまうというこ
とが考えられた。

そこで、本発明の内燃機関の燃おｌ噴射制御装置は、機
関の低温時、噴射弁から噴射される燃料の微粒化を促進
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は以下の構成をとる。

即ら、第１図に例示するように燃料供給通路Ｍ１を介し
て噴射弁Ｍ２と連結する燃料供給ポンプＭ３と、上記燃
料供給通路Ｍ１に設りられた一定容積の蓄圧室Ｍ４と、
上記燃料供給通路Ｍ１内に取り付けられた燃料圧センサ
Ｍ５と、該燃料圧センサＭ５からの出力信号に応じて上
記燃料供給ポンプＭ３から上記蓄圧室Ｍ４に供給する燃
料の吐出圧を制御する吐出圧制御手段Ｍ６とを備える内
燃機関の燃料噴射制御装置において、 史に、内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段Ｍ７
を備えると共に、 上記吐出圧制御手段Ｍ６は、該検出された温度が低い程
、上記燃お１供給ポンプＭ３の吐出圧を高圧側に補正す
る補正手段Ｍ８を有することを特徴とする内燃機関の燃
料量（ト）制御装置の構成がそれでおる。

燃料供給ポンプＭ３として、燃料タンクから蓄圧室Ｍ４
に供給する燃料量を可変することで蓄圧室Ｍ４内の圧力
を制御する可変容量式のもの等が挙げられる。

吐出圧制御手段Ｍ６として、塩１１供給ポンプＭ３の単
位時間当りのポンピング回数を燃料圧センサ−Ｍ５に応
じて増減させることで、燃お１の圧力を適値に制御する
ものや、１ポンピング当りの燃料量を可変することで燃
料の圧力を適値に制御リーるもの等が挙げられる。

機関温度検出手段Ｍ７として、複数の検出器を備えてい
ても良く、水ジ（ノケットに取り付（〕られた水温セン
サや吸気管に取り付けられた吸気温センサ等が挙げられ
る。

補正手段Ｍ８としては、広い温度範囲全体に亘って補正
を行なうもの、或いは所定温度以下でスデップ関数的に
大きく寄与するもの等が挙げられ、また、複数の検出器
を用いて多重に補正を行なうものでも良い。

［作用］ 本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料供給ポン
プＭ３から一定容積の蓄圧室Ｍ４及び燃料供給通路Ｍ１
を介して噴射弁Ｍ２に吐出する燃料の吐出圧を燃料圧セ
ン１ｊ゛Ｍ５からの出力信号に応じて吐出圧制御手段Ｍ
６により制御し、更に機関温度検出手段Ｍ７において検
出される機関の温度が低い程補正手段Ｍ８に塁づいて吐
出圧を高める。

［実施例］ 次に本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の実施例につ
いて説明する。第２図は実施例の燃わｌ噴射制御装置が
実現されたエンジン及びその周辺装置の構成を略して表
す概略構成図である。

図に示すように、ディーゼルエンジン１は、燃料ポンプ
２によって燃料タンク５から汲みあげた燃料を燃料供給
ポンプ６、燃料供給通路７，９゜蓄圧室］Ｏを介して各
燃焼室の噴射弁１２に供給する。吸気管１４にはターボ
チｊｐ−ジャ１６が取り付りられ、圧縮された空気がエ
ンジン１に送り込まれる。燃料供給ポンプ６はポンプ吐
出量駆動装置１８で設定される通の燃料を蓄圧室１０内
に供給するものでありポンプ吐出量駆動装置１８は、電
子制御装＠（以下ＥＣｔＪとも云う）３０に接続され、
ＥＣＵ３Ｏからの指令に従って、燃料供給ポンプ６の１
回転あたりの吐出量を制御することにより燃料圧力の設
定を行なうものである。燃１’１供給ポンプ６の詳細に
ついては、後述する。

燃料の噴射を行なう噴射弁１２はピエゾ圧電素子を用い
た電歪式のものであり、この噴射弁１２は、正の電圧が
印加される期間だけ開弁じ、その際燃料が蓄圧室１０内
の圧力で噴射される。燃焼に供しなかった燃１１は、噴
射弁１２と燃料タンク５との間に連絡された燃お１リタ
一ン通路２１を介して燃料タンク５に返戻される。

ＥＣＵ３Ｏは、周知のＣＰＵ３２．ＲＡＭ３４゜ＲＯＭ
３６．出力ポート３８．入力ポート３９を備え、更に入
力ボート３９．出力ポート３８に夫々ＡＤ変換器４１，
４２，４３，４４．駆動回路４５．４６，４７，４８．
４９を備えたものである。ＲＯＭ３６には様々な制御プ
ログラム及び種々の特性データが記憶されている。ＥＣ
ＬＪ３０には、上記噴射弁１２やポンプ吐出量駆動装置
１８の他、入力ボート３９．△Ｄ変換器４１ないし４４
を介して、クランク軸５１に近接して設けられた回転角
センサ５３ａ、気筒判別センサ５３ｂ。

蓄圧室１０に設けられた圧力センサ５４．水ジヤケツト
に取り付けられた水温センサ５５．吸気管１４に取り付
けられた吸気温センサ５６及びアクセルペダル５７に設
（プられた負荷セン１）−５８が接続されている。

次に燃料供給ポンプ６について説明する。第３図及び第
４図は、夫々燃料供給ポンプ６及びポンプ吐出量駆動装
置１Ｂの要部の構成を表す。図示するように、燃わ１供
給ポンプ６は、可変音ｄ式の高圧ポンプであって、ポン
プケーシング６０により固定支持された固定１１ｉＩＩ
！６１と、固定軸６１回りで回転するロータ６２と、ピ
ボッ１〜ピン６３を介してポンプケーシング６０に揺動
可能に取付けられたステータ６４と、ステータ６４内に
おいて軸受６５を介して回転可能に支持されたリング６
６とを備える。ロータ６２は放射状に配置された多数個
のラジアルビス１〜ン６７を具備し、各ラジアルビス１
−ン６７とリング６６との間にはラジアルピストン６７
と共に回転するシュー６８が挿入される。ロータ６２が
回転するとそれに伴ってラジアルピストン６７も回転し
、このときシュー６８がリング６６の内周面を！囲動す
ると共にリング６６も回転する。固定軸６１には吸込口
６９と吐出ロア０とが形成され、吸込口６９は燃おｌポ
ンプ２へ、吐出ロア０は蓄圧室１０へ夫々連結される。

各ラジアルビス１〜ン６７のシリンダ室７１はロータ６
２の回転に従って吸込口６９ｄ３よび吐出ロアＯと交互
に連通ずる。シリンダ室７１が吸込口６９と連通したと
きにラジアルピストン６７が半径方向外方に移動するた
めにシリンダ室７１内に燃料が吸込まれ、シリンダ室７
１が吐出ロア０と連通した時に圧縮された燃料がシリン
ダ室７１から吐出ロア０に排出される。吐出ロア０に排
出される燃料の圧力はラジアルピストン６７のス１〜ロ
ークに依存しており、ラジアルピストン６７のストロー
クはステータ６４の位置によって定まる。従ってステー
タ６４をピボットピン６３回りに揺動せしめロータ６２
の軸中心に対し偏心して固定することによって燃料供給
ポンプ６の吐出圧を制御することができる。ポンプケー
シング６０の下部には固定軸６１の軸線方向に開動可能
な制御レバー７２が配置される。この制御レバー７２は
その軸線に対して傾斜した長溝７３を有し、この長溝７
３内にステータ６４の下部に形成されたアーム７４が１
占勤可能に挿入される。従って制御レバー７２をその軸
線方向に移１１Ｉすせるとステータ６４が揺動する。ま
た、制御レバー７２は減速機構７５、ステップモータ７
６からなるポンプ吐出量駆動装置１８に連結されており
、ポンプ吐出量駆動装置１８がＥＣＵ３Ｏからの指令に
基づいて制御レバー７２をその軸線方向に移動すること
で、燃料の吐出圧を制御できる。

以上のように構成されたディーゼルエンジン１の燃料噴
射制御装置の動作についてＲＯＭ３６に記憶されている
燃料噴射制御ルーチンに随って説明する。第５図は燃料
噴射制御ルーチンのフローチャートを表す。本ルーチン
は、ＥＣｔＪ３０内のＣＰＵ３２が起動した後、所定時
間（１０［ｍ５ｅｃｌ）毎の割り込みに因り高いくりか
えし頻度で実行される割り込み処理ルーチンである。Ｃ
ＰＵ３２が作動を開始すると、各部の初期化に伴ってＲ
ＡＭ３４に基本制御圧ＰＢＳ［、基本制御レバー位置Ｒ
ＢＳ［、補正ＩＨＲを割り当てその値をクリアする。

続いて、本ルーチンが開始されると、ＣＰＵ３２は、回
転角センサ５３ａ及び気筒判別センサ５３ｂからの出力
信号を入カポ−１〜３９を介して読み込みエンジン回転
数Ｎ［を求めＲＡＭ３４にストアすると共に、負荷セン
サ５８．水温センサ５５及び吸気温センサ５６からの出
力信号をへ〇変換器４４．４１．４２．入力ポート３９
を介して読み込み、これらの値をアクセル開度θ、冷却
水温ＴＨＷ、吸気温ＴＨＡとしてＲＡＭ３４にストアす
る（ステップ１００）。次に、ＣＰＵ３２は、エンジン
回転数ＮＦとアクセル開度θとから予めＲＯＭ３６に記
憶されている周知のマツプに従って燃お１噴！Ｊｌ　ａ
　ｑを求める他、同じ＜ＲＯＭ３６に記憶されている第
６図に示す特性のマツプに従って基本制御圧ｐ　ＢＳＥ
を求め、これから第７図に示す特性に従って基本制御レ
バー位置ＲＢＳＥを算出し、それらをＲＡＭ３４にスト
アする（ステップ１１０）。また、同様にＣＰＵ３２は
、第８図。

第９図に示す補正係数ＫＰＴ１１Δ、　ＫＰＴｌｌＡの
グラフに塁づいて冷却水温ＴＨＷ、吸気温Ｔ　ｌ−Ｉ　
Ａに応じた冷却水温補正係数ＫＰＴＩＩＷ、吸気温補正
係数Ｋ　Ｐ丁ＨＡを求めＲＡ　Ｍ　３４にストアする（
ステップ１１０）尚、第８図、第９図のグラフに示す如
く、冷却水湿に応じた補正係数ＫＰＴＩ＋訂は吸気管の
補正係数ＫＰＴＩＩＡと較べて大きい。続いて基本制御
圧Ｐ　ＢＳＥに冷却水温補正係数ＫＰＴＨＷ、吸気温補
正係数ＫＰＴＩＩＡを乗じて実行制御圧Ｐを得る（ステ
ップ１２０）。

次に、ＣＰＵ３２は、圧力セン９゛５４からの出力信号
をＡＤ変換器４２．入力ポート３９を介して読み込み蓄
圧室１０内の燃料圧ＰＳＮＳ　＠ＲＡＭ３４にストアす
る（ステップ１３０）。この読み込んだ燃料圧Ｐ　ＳＮ
Ｓとステップ１２０で算出された実行制御圧Ｐとの大小
比較を行ないくステップ１４０）、判定の結果、ｒＹＥ
ｓＪと判断されると制御レバー位置の補正ｆｆｉ　ｌ−
Ｉ　Ｒに所定量ΔＲを加え（ステップ１５０）、ｒＮＯ
Ｊと判断されると制御レバー位置の補正ωＨＲから所定
量ΔＲを減じる（ステップ１６０）。これらの処理（ス
テップ１５０、ステップ１６０）の後、基本制御レバー
位置ＲＢＳＥに補正ＩＨＲを加えて実行制御レバー位置
Ｒ８ｎ出する（ステップ１７０）。このように所謂学習
制御を行なって制御レバーを実行制御レバー位置Ｒまで
駆動する（ステップ１８０）。

次に噴射期間Ｔを算出する。ステップ１２０で求めた実
行制御圧Ｐとステップ１１０で算出した燃料噴射量ｑと
から次式に従って噴射時期Ｔを計算しくステップ１９０
）、本ルーチンを一旦終了する。

（ここで、μＡｆ、ｒ、ｇは夫々噴口流量係数。

密度１重力加速度を表す。）本ルーチンで算出される噴
射期間下は、他の噴射時期制御ルーチンで実行される燃
料噴射に供される。

以上示したように本実施例の燃料噴射制御装置は、 （１）エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度θから燃料噴
射量ｑ、基本制御圧ＰＢＳＥ＠算出する処理、 （２）基本制御圧Ｐ　ＢＳＥに冷却水温ＴＨＷ、吸気温
ＴＨＡを補正して実行制御圧Ｐを得る処理、（３）実行
制御圧Ｐと燃お１噴射１ｑとから噴射時期下を算出する
処理 を実行する。

以上本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、
ディーゼルエンジン１が低温時の状態（例えば冷却水湿
ａｏ’ｃ以下、吸気温２０’Ｃ以下）にある場合には実
行制御圧Ｐを高めて燃料噴射を実行するので噴射された
燃料の微粒化を促進できる。従って、霧化が促進され着
火及び燃焼伝播が好適に行なわれ低温時の運転状態を良
好にできて、スモークの増加を防ぎ、燃料消費や出力効
率を改善できる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に釘等限定されるものではなく、例えばディ
ーゼルエンジン１に代えてガソリンエンジンに搭載した
構成等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
なる態様で実施しくｑることは勿論である。

［発明の効果］ 以上、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、
機関の低温時、噴射される燃料の圧力を高めて微粒化を
促進できるという優れた効果を奏する。従って、霧化が
促進され着火及び燃焼伝播が好適に行なわれ機関の低温
時の運転状態を良好にできて、スモーク吊の増加を防ぎ
、燃料消費や出力効率を改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を例示するブロック図、第２図は
ディーゼルエンジン及びその周辺装置の構成を略して表
す概略構成図、第３図は燃料供給ポンプの内部の構成を
表す断面図、第４図はポンプ吐出量駆動装置を説明する
説明図、第５図は燃おｌ噴射制御ルーチンを表すフロー
チャート、第６図は基本制御圧のエンジン回転数に対す
る特性を表すグラフ、第７図は制御レバー位置に対する
吐出能力の特性を表す特性図、第８図は冷却水温に応じ
た補正係数を表すグラフ、第９図は吸気温に応じた補正
係数を表すグラフである。 １・・・ディーゼルエンジン ６・・・燃料供給ポンプ ７．９・・・燃料供給通路 １０・・・蓄圧至 １２・・・噴射弁 １８・・・ポンプ吐出量駆動装置 ３０・・・ＥＣＵ ３４・・・圧力センサ ５５・・・水温センサ ５６・・・吸気温センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　燃料供給通路を介して噴射弁と連結する燃料供給ポン
   プと、上記燃料供給通路に設けられた一定容積の蓄圧室
   と、上記燃料供給通路内に取り付けられた燃料圧センサ
   と、該燃料圧センサからの出力信号に応じて上記燃料供
   給ポンプから上記蓄圧室に供給する燃料の吐出圧を制御
   する吐出圧制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御
   装置において、 更に、内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段を備
   えると共に、 上記吐出圧制御手段は、該検出された温度が低い程、上
   記燃料供給ポンプの吐出圧を高圧側に補正する補正手段
   を有すること を特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。