JPS63613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射時期制
御装置に関する。

デイーゼルエンジンの燃料噴射時期は、通常エ
ンジンの回転数に応動して進角されている。特
に、従来の分配型燃料噴射ポンプを有するデイー
ゼルエンジンにおいては、燃料噴射ポンプ自身が
内蔵するフイードポンプと調圧弁の作用で、エン
ジン回転数に比例又は応動する油圧を発生し、こ
の油圧を噴射時期調整用ピストンに付加するこに
より回転数に比例又は応動する燃料噴射時期の進
角が実現される。

しかし、上記の燃料噴射ポンプにおいては、エ
ンジン回転数以外のエンジン運転条件、例えば車
速、ギアシフト位置、エンジン各部の温度等に応
動した燃料噴射時期の調整機能はなく、有害排気
ガス（とくにNOx）の低減のためには障害とな
つている。このような障害を取り除くために、燃
料噴射時期を精密に制御する電子制御式噴射時期
制御装置が一部で考案されているが、高コスト及
びシステムの応答性の点で問題を残している。デ
イーゼルエンジンのNOx低減は非常に難かしい
問題であり、燃料噴射時期の遅角は現実的な方法
として有効であるが、全運転域で遅角することは
燃費、HC，COの増加及び運転性の悪化をきた
す。

本発明はかかる状況に鑑み、エンジンのあらゆ
る運転状態、即ち、回転数、車速、ギアシスト位
置、エンジン各部の温度等を制御変数とし、適宜
の条件で選択的に燃料噴射時期を遅角することに
より、燃費、HC，COの増加、運転性の悪化を最
少としつつ、NOx発生を低減することのできる
デイーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置を提
供することを目的とする。

以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明
を詳細に説明する。

第１図に本発明の代表的実施例を示す。分配型
燃料噴射ポンプは、通常、第１図に図示する如
く、タイマピストン１１を具えており、圧力室１
８に加わる燃料フイードド圧でこのタイマピスト
ン１１をバネ１４の力に抗して、図で左方に付勢
し、変位させることにより実現される。

第１図は、最大の加圧位置を示しており、燃料
噴射時期が最も進んだ状態を示す。タイマピスト
ン１１の変位は、サブピント１６、スライドピン
１５を介し、ローラリング１９に伝達される。ロ
ーラリング１９には、ローラ１７が回転自在に組
込まれており、図記しないフエイスカムが前記ロ
ーラと接し、回転することにより、図記しないプ
ランジヤーが動作し、噴射が実現されるととも
に、燃料噴射時期が決定されることになる。即
ち、燃料フイード圧の変化にともない、フイード
圧に応動するピストン装置１０が動作し、噴射時
期が決定される機構となつている。第８図チ，リ
に、前記フイード圧と噴射時期の進角度をそれぞ
れ示す。第８図チのｅ線が燃料フイード圧、リの
ｅ線がこれを対応する燃料噴射時期進角度を示
す。

第１図において、加圧室１８と噴射ポンプハウ
ジング１′の内部は連通しており、一体的に同一
の圧力になつている。したがつてハウジング１′
に電磁式減圧弁２０を取り付け、燃料フイード圧
を低下させることによつて噴射時期の遅角が可能
となる。電磁式減圧弁２０はオリフイス２１、コ
ア２４、バネ２８、コイル２３から成り、コア２
４にはシート材２５が一体的に付与されている。
２２は減圧弁２０のハウジング、２７は保護カバ
ー、２６は燃料の出口ポートを示す。減圧弁２０
から流出する燃料は、配管１０１を介して燃料タ
ンク２に戻される。減圧弁２０は、コイルル２３
に通電されないとき、バネ２８によりコア２８に
よりコア２４が図に右方に付勢され、シート材２
５がオリフイス２１と当接することにより、噴射
ポンプ内部からの燃料流出を止め、減圧は停止さ
れている。一方、端子２９を介しコイル２３に通
電されると、コイル２３は励磁され、コア２４は
バネ２８の付勢力に抗して図にて左方へ変位す
る。したがつて、シート材２５はオリフイス２１
と離れ、ハウジング２２の内部を燃料が通り、ポ
ート２６、配管１０１を介し燃料タンク２へ燃料
が流出し、噴射ポンプハウジング１′内部の燃料
フイード圧が減圧されることになる。

この際、ピストン装置１０加圧室１８内の圧力
も低下し、噴射時期の遅角が実現されることにな
る。この噴射時期の遅角は、エンジンから排出さ
れるNOxの低減を可能とする。

電磁式減圧弁２０は、配線１２１を介する電気
信号によつて動作する。即ち、回転数検出器Ａ、
車速検出器Ｂ、トランスミツシヨン位置検出器
Ｃ、エンジン温度検出器Ｄからの制御信号は、配
線１２５，１２６，１２７，１２８を介して制御
ロジツク５に入力される。制御ロジツク５内部で
処理された出力信号は、配線１２３、リレー４、
配線１２１を介して電磁式減圧弁２０の入力端子
２９へ入力され、燃料フイード圧の減圧、即ち、
噴射時間の遅角が実現される。３はバツテリー
で、配線１２４を介しロジツク５に電力を供給す
る。１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，
１３４はアースラインを示す。

以上、説明した構成を第２図のブロツク図に整
理する。第２図のは、第１図で示した制御装置
のブロツク図を示し、は負圧を用いた応用実施
例を示す。前記の負圧による装置の概要は第９図
で再述する。制御信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはロジツク
５に入力され、処理された出力信号がリレー４、
電磁式減圧弁２０に伝達され、システムが構成さ
れる。負荷を介在した場合破線矢印で示すよう
に、制御ロジツク５、リレー４を介した信号が電
磁式負圧切換弁７の開閉を制御する。太破線は、
負圧の流れを示しており、最終的には、負圧式の
減圧弁３０によつて燃料フイード圧が変化せられ
る。

第３図は、噴射ポンプ１とエンジン１００と、
燃料及び電気信号の流れを模式的に表示した図で
ある。配管１０２から燃料が噴射ポンプ１へ供給
され、噴射ポンプ１で加圧された高圧燃料が噴射
管８を介して噴射ノズル９に送られ、噴射が現さ
れる。余剰の燃料は配管１０３を介して燃料タン
ク２へリターンフローする。第３図における他の
符号は全て第１図における符号と対応した部材を
示す。

第４図に制御ロジツク５の最も簡単な動作例を
示す。第５図は前記のロジツク動作と対応するエ
ンジン特性値の変化を示している。

第４図において、トランスミツシヨン信号Ｃ
は、１速及びトツプ位置にてOFF、２速及び３
速位置にてON信号を発する。又エンジン温度検
出器Ｄは、この場合、エンジン水温を検知してお
り、70℃以上にてON信号を発する。次に前記の
信号CDはロジツク５内のアンドゲート５１に加
わり、アンドゲートからの出力が電磁式減圧弁２
０に加わり、噴射ポンプ１の噴射時期が変化す
る。上記の過程を第５図を用いて詳述する。

第５図横軸は時間経過を示す。イに車速（Km／
hr），ロにロジツク出力信号、ハにロジツク入力
信号、ニに水温（℃）、ホにギヤ位置、ヘにNOx
排出量の経過を各々示す。Ｘ点でエンジンが始動
され、イのように車速が変化する場合、ギヤ位置
ホ、水温ニは図ののように経過する。このときハ
に示すようにロジツク５への入力信号は、ギヤ位
置信号ａ、水温信号ｂのようなON，OFF状態に
ある。水温が70℃に達する以前の時期では、ギヤ
位置信号のON―OFFはあるが、水温信号はOFF
状態にあるので、ロジツクからの出力信号はイン
ドゲート５１の作用により全てOFF状態であり、
噴射時期の遅角は行なわれない。水温が70℃を超
えると、ギヤ位置信号ａに応動してロのようなロ
ジツク出力信号が得られ、ロのON位置におい
て、噴射時期の遅角が行なわれる。この際ヘに示
すようにNOxの低減が得られる。ヘのＣは、従
来システムによるNOxdは本件のシステムによる
NOxの経過を示している。上述の動作を実施す
ることによつて、エンジン冷間時においては、噴
射時期を進み側にセツトし、運転性を確保しつ
つ、エンジンの暖機完了時においては、ギヤ位置
に応動した噴射時期の遅角により、NOxの低減
を実現できる。NOxはおおむね、加速条件にお
いて多量に発生するので２速、３速における遅角
は有効であり、また加速条件の占める時間比率は
比較的少ないため、遅角による燃料消費の増加も
最少に留めることが可能となる。

第６図、第７図に制御ロジツク５の他実施例を
示す。第６図の実施例は、エンジン回転信号Ａを
1500〜3000rpmでONとなるようにとり、Ｂの車
速信号が80Km／hr以下でONとなるように設定し
た例である。第４図で示したＣ，Ｄの信号にＡ，
Ｂの信号を付加し、アンドゲート５２を介するこ
とにより、第４図実施例に、エンジン回転
1500rpmから3000rpmの間、車速80Km／hr以下の
間という限定を加えることが可能となる。この実
施例により、車速発進時（即ち、低回転数）、エ
ンジン高回転時及び車両高速時の噴射時期遅角を
停止し、車両の運転性、安全性を確保することが
できる。

第７図は前記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの検出信号の他
に、ギヤ位置信号C′、車速信号B′を追加してい
る。前記のＡ，Ｂ，Ｃの信号は、５３のアンドゲ
ートに入力される。C′，B′の信号は、５４のアン
ドゲートに入力し、車速50Km／hr以下でトツプギ
ヤ位置でONという信号を出す。アンドゲート５
４とアンドゲート５３の信号は、５５のオアゲー
トに入力し、オアゲート５５の出力は、Ｄの信号
とともにアンドゲート５６に入力し、配線１２１
を介し電磁式減圧弁２０を駆動する。

アンドゲート５３で前述のように回転数
1500rpm〜3000rpmで、車速が80Km／hr以下、か
つ２速、３速時ONという信号を発する。アンド
ゲート５６からの最終的な信号は、1500rpm〜
3000rpmで、車速が80Km／hr以下で２速、３速時
ON、ないしは、50Km／hr以下でトツプ時ONで、
水温が70℃以上という限定の加わつた形態とな
る。

以下制御ロジツクの実施例で説明したように、
入力信号の任意の選択と適宜な制御ロジツクの構
成により、本発明は広範な応用が可能である。ま
た、前記の入出信号、即ち回転数、車速、ギヤ位
置、エンジン温度が選択的に使用されても、また
第７図例のように総合して用いられても良いこと
は自明である。

第８図は、本発明で示した噴射時期制御装置の
有無による噴射時間の変化を示している。第８図
で破線で示すｆ線は、本装置動作時のフイード圧
及び、噴射時期進角度を示しており、各々チ，リ
に示されている。尚、実線ｅから破線ｆへの変化
度は、前述の第１図に示すオリフイス２１の内径
を変えることにより任意に選択される。

第９図は、負圧を介在した本発明の実施例を示
す噴射ポンプハウジング１′には、ダイヤフラム
式減圧弁６０が取り付けられる。この場合、負圧
室６４に負圧が加わると、ダイヤフラム６６が図
にて左方に吸引され、バネ６５の付勢力に打ち勝
つと、ダイヤフラム６５に一体的に保持されたニ
ードル６３がオリフイス６１を開孔し、噴内ポン
プハウジング１′内のフイード圧をポート６２、
配管１０１を介し燃料タンク２へ逃がす。ポート
６７は負圧ポートである。

前述の制御ロジツク５からの出力はリレー４を
介して電磁式負圧切換弁８０を駆動する。電磁式
負圧切換弁８０の８１は負圧入力ポート、８２は
大気ポート、８３は出力ポートであり、通電され
るとバキウムポンプ７０の負圧がポート８１，８
３を通り、配管１１０，１１１を経由してダイヤ
フラム装置６０の負圧ポート６７へ至る。このと
き、破線で枠取つたように、負圧遅延弁９０を負
圧配管中に設置すると、ロジツク信号が変化した
際、負圧の伝達を適宜に遅延し、噴射時期の急激
な遅角を抑え、運転性を阻害させずに済むべく適
合しうる余地を与える。

本考案の実施により、下記の効果が明らかであ
る。

１ エンジンの水温と車両のシフト位置を検出し
て減圧弁を作動させるだけの簡便な装置によ
り、広範囲なエンジン制御が可能となり、
NOxの低減を実現できる。

２ 本考案装置により、NOx低減にともなう燃
料消費、およびHCエミツシヨンの増加を比較
的少なくおさえることができる。

３ 第９図の実施例では、負圧式制御弁を介在さ
せることにより、噴射時期の遅角を一時的に遅
らせることができ、運転性の悪化を防止でき
る。

４ 制御ロジツクにより動作することにより、任
意の制御形態が実用できエンジンの車輛適合上
の選択範囲が拡大する。

５ 既存の噴射ポンプ自体には、何ら変更をほど
こす必要がなく、電磁弁ないしは負圧弁の取付
のみの変更でよく、既存の生産体制を崩さなく
ても実用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の噴射ポンプの部分断面図
と、配線ブロツク図、第２図は考案実施例のブロ
ツク図、第３図は、本考案実施例の外観を示す全
体説明図、第４図は制御ロジツクの一例を示すブ
ロツク図、第５図は前記に対応する特性グラフ、
第６図、第７図は制御ロジツクの他実施例、第８
図は、噴射ポンプの進角度とフイード圧の特性を
示すグラフ、第９図は、負圧線減圧弁を用いた実
施例を示す部分断面図と、配線ブロツク図であ
る。 １……燃料噴射ポンプ、４……リレー、５……
制御ロジツク、２０，６０……減圧弁、２１，６
１……オリフイス（減圧孔）、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…
…検出信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの回転数の増加に伴なつて比例的に
   応動する液圧を発生し、該液圧の変化に応じて燃
   料噴射時期を進角するようにした車輌用デイーゼ
   ルエンジンの燃料噴射時期制御装置であつて、前
   記液圧の経路に設けた、固定オリフイスから成る
   減圧孔を具える減圧弁と、エンジン水温及び車輌
   のシフト位置を検出する装置と、該検出値を電気
   信号又は圧力信号に変換する装置とを含み、エン
   ジン水温が所定温度以上でかつ車輌の中速シフト
   位置走行時に前記減圧孔を開いて前記液圧を減圧
   することにより燃料噴射時期の進角を遮断するこ
   とを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射時
   期制御装置。