JP4352014B2 - Fuel injection system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射量を調節するラックの駆動制御を行う燃料噴射システムに関する。 The present invention relates to a fuel injection system that performs drive control of a rack that adjusts a fuel injection amount.
従来から、ディーゼルエンジンのシリンダに対して燃料を噴射する燃料噴射ポンプ、燃料噴射時期の位相を変化するための油圧式タイマユニット、燃料噴射量を調節するガバナ等を駆動制御する燃料噴射システムがある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there are fuel injection systems that drive and control a fuel injection pump that injects fuel into a cylinder of a diesel engine, a hydraulic timer unit that changes the phase of fuel injection timing, a governor that adjusts the fuel injection amount, and the like. (For example, refer to Patent Document 1).
このような燃料噴射システムにおいては、ガバナに内蔵されるラックが駆動制御され、そのラック位置が調節されることにより燃料噴射量が調節されるが、この燃料噴射量の調節は、一般的にエンジン回転数や過給機の吸気圧力などに応じて行われる。そして、エンジン回転数に基づき燃料噴射量が調節される場合においては、例えば、エンジン回転数に応じた最大燃料噴射量と最小燃料噴射量とが予め定められ、これらの範囲内において燃料噴射量が調節される。すなわち、この場合、エンジン回転数と、最大燃料噴射量及び最小燃料噴射量とのそれぞれの関係が、燃料噴射システムにおけるＥＣＭ等の制御手段に予め記憶されており、これらの関係に基づいて燃料噴射量が制御される。
ところで、前述したような燃料噴射システムにおいては、耐エンスト性能を向上させる等の理由から、エンジン回転数が、予め設定される最低設定回転数よりも低回転側にある場合は、エンジン回転数が低くなるほど燃料噴射量を増加させる制御を行うものがある。すなわち、アイドリング時などのように、エンジン回転数が前記最低設定回転数にある状態から、例えばクラッチ嵌入などによってエンジンに負荷がかかった場合、エンジン回転数が最低設定回転数よりも低下してエンストを引き起す可能性が考えられるが、最低設定回転数よりも低回転側でエンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させることによりエンストを防止する。 By the way, in the fuel injection system as described above, when the engine speed is lower than the preset minimum speed for reasons such as improving engine stall resistance, the engine speed is Some control is performed to increase the fuel injection amount as the value decreases. In other words, when the engine is loaded from the state where the engine speed is at the minimum set speed, such as when idling, for example, due to clutch engagement, the engine speed falls below the minimum set speed and the engine speed is reduced. However, the engine stall is prevented by increasing the fuel injection amount as the engine speed decreases on the lower speed side than the minimum set speed.
このような燃料噴射システムにおいて、最低設定回転数よりも低回転側でエンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させるための、エンジン回転数と燃料噴射量との関係は、予め設定されるある最低設定回転数に応じて、前述の如く制御手段に予め記憶される。このため、最低設定回転数の設定が変更された場合、次のような不具合が生じる可能性が考えられる。 In such a fuel injection system, the relationship between the engine speed and the fuel injection amount for increasing the fuel injection amount as the engine speed decreases on the lower speed side than the minimum setting speed is preset. According to a certain minimum set rotational speed, it is stored in advance in the control means as described above. For this reason, when the setting of the minimum setting rotation speed is changed, the following malfunctions may occur.
すなわち、前記最低設定回転数は、操縦者によるスロットルの操作などによって調節可能な範囲での最低エンジン回転数であり、通常アイドリング時のエンジン回転数となるため、例えば、最低設定回転数が高回転側に設定変更された場合、アイドリング時に、クラッチ嵌入などによってエンジンに負荷が投入された際、操作性や運転フィーリングが損なわれることが考えられる。つまり、最低設定回転数よりも低回転側においてエンジン回転数の低下にともない増加される燃料噴射量は、ある最低設定回転数に応じて定められるエンジン回転数と燃料噴射量との関係に基づくものであるため、最低設定回転数が高回転側に設定変更された場合においては、負荷投入によるエンジン回転数の低下の落ち幅が大きくなったり、負荷投入によるエンジン回転数の低下が、燃料噴射量が十分に増加されるまでに至らなかったりする現象が生じる。このような現象が生じると、負荷投入によるエンジン回転数の低下が回復するまでにある程度の時間を要するので、操作性や運転フィーリングが損なわれることとなる。
逆に、最低設定回転数が低回転側に設定変更された場合は、アイドリング時などに不必要な燃料が過剰に噴射され、未燃の燃料の排出が増加する等の不具合が発生することが考えられる。
That is, the minimum set speed is the minimum engine speed within a range that can be adjusted by the operator's operation of the throttle, and is the engine speed at the time of normal idling. For example, the minimum set speed is high. When the setting is changed to the side, it is conceivable that the operability and the driving feeling are impaired when a load is applied to the engine due to clutch engagement or the like during idling. In other words, the fuel injection amount that increases as the engine speed decreases on the lower speed side than the minimum set speed is based on the relationship between the engine speed and the fuel injection amount determined according to a certain minimum set speed. Therefore, when the minimum setting speed is changed to the high speed side, the range of decrease in engine speed due to load application becomes large, or the decrease in engine speed due to load input decreases the fuel injection amount. There is a phenomenon that does not reach a sufficient increase. When such a phenomenon occurs, it takes a certain amount of time to recover the decrease in the engine speed due to the loading of the load, so that operability and driving feeling are impaired.
Conversely, if the minimum set speed is changed to the low speed side, problems such as excessive injection of unnecessary fuel during idling, etc., and increased discharge of unburned fuel may occur. Conceivable.
そこで、本発明は、設定変更可能な最低設定回転数よりも低回転側で、エンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させる構成の燃料噴射システムにおいて、耐エンスト性能を維持するとともに、最低設定回転数の設定変更にともなう操作性・運転フィーリングの低下や未燃燃料の排出の増加を防止することができる燃料噴射システムを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a fuel injection system configured to increase the fuel injection amount as the engine speed decreases on the lower speed side than the minimum setting speed at which the setting can be changed. It is an object of the present invention to provide a fuel injection system capable of preventing a decrease in operability / operating feeling and an increase in discharge of unburned fuel accompanying a change in the set rotational speed.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
即ち、請求項１においては、設定変更可能な最低設定回転数よりも低回転側で、エンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させる、エンジン回転数と燃料噴射量との関係を定めた低回転側燃料噴射量特性曲線に基づいて、燃料噴射ポンプの燃料噴射量を制御する制御手段を具備する燃料噴射システムであって、前記制御手段は、前記設定変更による前記最低設定回転数の増減に応じて、前記低回転側燃料噴射量特性曲線の燃料噴射量に対応するエンジン回転数を増減するものである。
That is, in
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項１においては、耐エンスト性能を維持するとともに、最低設定回転数の設定変更にともなう操作性・運転フィーリングの低下や未燃燃料の排出の増加を防止することができる。
In
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は燃料噴射システムの概略構成を示したブロック図、図２は燃料噴射ポンプ４０とそれに関連する装置等の概略構成図、図３はエンジン回転数と燃料噴射量との関係を示すグラフ、図４は同じく一部拡大グラフである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. The following best mode for carrying out the present invention is an example embodying the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuel injection system, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a
＜概略構成＞
先ず、図１を用いて本発明の燃料噴射システム１の概略構成について説明する。
尚、ここで説明する燃料噴射システム１は、例えば船舶が具備するエンジンの燃料噴射ポンプの制御システムとして採用する場合について説明するが、本システムを利用することで同様の効果が得られるものであれば如何なるものに採用しても良い。
燃料噴射システム１は、図１に示すように、操作部１０とエンジン２０とに大別される。
操作部１０は、船舶の運転室に設けられるものであって、例えば表示部１１、主スロットル１２、副スロットル１３等が設けられるものである。
表示部１１は、本システムを採用する船舶の状態や警告等を表示するものであり、スピーカ等を内蔵することによって音声による警告を発することも可能なものである。
主スロットル１２は、例えばエンジン２０のスロットルバルブ２９を操作するものであって船舶が正常運転状態である場合に操作されるものであり、例えばレバー式のものである。
副スロットル１３は、主スロットル１２と同様にスロットルバルブ２９を操作するものであるが、船舶が正常運転状態でない場合に操作されるものである点で主スロットル１２とは使用態様が異なる。また、この副スロットル１３の形状は、例えばつまみ式（ボリューム式）のスイッチである。
また、表示部１１及び主スロットル１２は各々独自の制御部を具備しており、エンジン２０側の制御部であるＥＣＭ２１（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）と通信することによって、操作部１０とエンジン２０との全体制御を行っている。
尚、操作部１０とエンジン２０とでプロトコル等の通信方式が異なる場合には、図１に示すように通信方式の整合を図るための通信中継器１５を設ける。
また、副スロットル１３は、エンジン２０側のＥＣＭ２１に直接接続される構成となっており、通信方式はエンジン２０側と同じである。
エンジン２０は、例えばディーゼルエンジンであり、ＥＣＭ２１、クランク軸回転数センサ２２、カム軸回転数センサ２３、遅角用電磁弁２４、進角用電磁弁２５、ラック２８等が設けられるものである。
ＥＣＭ２１は、エンジン２０に関するセンサや上述した操作部１０等の操作系の状態に基づいて、エンジン２０に関するアクチュエータ等を制御するものである。
クランク軸回転数センサ２２は、エンジン２０のクランク軸の回転数を検出するものであって、その検出結果をクランク軸パルスとしてＥＣＭ２１に出力している。
カム軸回転数センサ２３は、エンジン２０のカム軸の回転数を検出するものであって、その検出結果をカム軸パルスとしてＥＣＭ２１に出力している。
また、クランク軸回転数センサ２２及びカム軸回転数センサ２３は光学センサで構成することが可能であり、例えばクランク軸やカム軸の軸自体又はギヤ等に予め製造時に所定間隔で所定数のマークを記しておくことで、このマークを上記光学センサ検出することによって、ＥＣＭ２１はクランク軸とカム軸４１の回転数を算出することができる。
遅角用電磁弁２４及び進角用電磁弁２５は、図２に示すような燃料噴射ポンプ４０のカム軸の位相を変化させるための油圧式タイマユニットのタイマピストンを、進角側又は遅角側に摺動させる油圧を制御するための油圧制御弁である。
ラック２８は、燃料噴射ポンプ４０から噴射する燃料の量を調節するものである。
<Outline configuration>
First, the schematic configuration of the
The
As shown in FIG. 1, the
The
The display unit 11 displays the state of the ship adopting this system, a warning, and the like, and can issue a warning by voice by incorporating a speaker or the like.
The main throttle 12 operates, for example, the throttle valve 29 of the
The
Each of the display unit 11 and the main throttle 12 has its own control unit, and communicates with an ECM 21 (Engine Control Module), which is a control unit on the
If the communication method such as the protocol is different between the
The
The
The
The crankshaft rotation speed sensor 22 detects the rotation speed of the crankshaft of the
The camshaft rotation speed sensor 23 detects the rotation speed of the camshaft of the
Further, the crankshaft rotation speed sensor 22 and the camshaft rotation speed sensor 23 can be constituted by optical sensors. For example, a predetermined number of marks are provided on the crankshaft, the camshaft itself or gears at predetermined intervals at the time of manufacture. Thus, the
The delay angle solenoid valve 24 and the advance angle solenoid valve 25 are used to drive the timer piston of the hydraulic timer unit for changing the cam shaft phase of the
The
＜燃料噴射ポンプ＞
次に、図２を用いて燃料噴射ポンプ４０とそれに関連する装置等の概略構成について説明する。
尚、この図２における油圧式タイマユニット５０に関しては断面を示している。
特に、タイマピストン５２に関しては便宜的に一点鎖線で上下に２分割した状態で示しており、遅角側位置に移動した状態をタイマピストン５２ａで示し、他方、進角側位置に移動した状態をタイマピストン５２ｂで示している。
勿論、実際のタイマピストン５２は、上述のように一点鎖線で２分割されるものではなく一体的に形成されるものであって、図２においてはあくまでもタイマピストン５２の移動状態を説明するために一点鎖線で２分割しているのである。
燃料噴射ポンプ４０は、燃料タンクに貯蔵される燃料をエンジン２０のシリンダに設けた噴射ノズルへ圧送するためのものであり、カム軸４１により駆動され、該カム軸４１の先端部分にはカム軸カップリング５１をカム軸４１に固定するためのカップリング固定部材４２が固設されている。
また、燃料噴射ポンプ４０には、エンジン２０のシリンダへ燃料を供給するための供給口４３が気筒分設けられており、図２に示す例においては６気筒ある場合を示している。
更に、燃料噴射ポンプ４０には、ガバナ３０及び油圧式タイマユニット５０が一体的に設けられている。
ガバナ３０は、上記ラック２８を具備し、該ラック２８はＥＣＭ２１によって駆動制御される比例ソレノイドによって駆動される構造となっている。
油圧式タイマユニット５０は、カム軸カップリング５１の外周面にストレートでスプライン嵌合するタイマピストン５２が設けられており、更に該タイマピストン５２の外周面にヘリカルでスプライン嵌合するポンプ駆動歯車５３が設けられている。
このポンプ駆動歯車５３は、エンジン２０のクランク軸からの回転力を受ける受歯車５５とボルト５６によって固設されている。
このように構成されているので、クランク軸の回転によってカム軸４１を回転させることが可能となると共に、タイマピストン５２をカム軸カップリング５１のスプライン方向（図２に向って左右方向）に摺動させることによって、カム軸カップリング５１とポンプ駆動歯車５３との位相差を変化させることが可能となる。
尚、ここでは既に上述したとおり、タイマピストン５２を５２ａ側へ摺動させることでカム軸は遅角し、５２ｂ側へ摺動させることで進角するようにスプライン嵌合のヘリカル形状を構成している。
また、ポンプ駆動歯車５３と嵌合するタイマピストン５２の外周側にできる空間を遅角室５７ａ、他方、カム軸カップリング５１と嵌合するタイマピストン５２の内周側の空間を進角室５７ｂと各々称する。
この場合に、遅角室５７ａに圧油を圧送することでタイマピストン５２を遅角側（５２ａ側）へ摺動させることができ、他方、進角室５７ｂに圧油を圧送することでタイマピストン５２を進角側（５２ｂ側）へ摺動させることができる。
また、遅角室５７ａへ通じる遅角用圧油経路５８ａと、進角室５７ｂへ通じる進角用圧油経路５８ｂにはそれぞれ上述した遅角用電磁弁２４及び進角用電磁弁２５が配設されて、該遅角用電磁弁２４と進角用電磁弁２５をＥＣＭ２１で制御して作動し、圧油を送油してタイマピストン５２を摺動させるのである。
このように構成されているので、ＥＣＭ２１は、エンジン２０の状況に応じてタイマピストン５２を油圧で制御する制御手段として機能し、エンジン２０のクランク軸とカム軸４１との位相差を自在に遅角又は進角させることが可能となる。
<Fuel injection pump>
Next, a schematic configuration of the
The hydraulic timer unit 50 in FIG. 2 is shown in cross section.
In particular, for the sake of convenience, the timer piston 52 is shown in a state where it is vertically divided by a one-dot chain line, the state moved to the retard side position is indicated by the timer piston 52a, while the state moved to the advance side position is shown. This is indicated by the
Of course, the actual timer piston 52 is not divided into two parts by a one-dot chain line as described above, but is integrally formed. In FIG. 2, only the movement state of the timer piston 52 is described. It is divided into two by a one-dot chain line.
The
Further, the
Further, the
The
The hydraulic timer unit 50 is provided with a timer piston 52 that is straight and spline-fitted to the outer peripheral surface of the
The pump drive gear 53 is fixed by a receiving
Thus, the
Here, as already described above, the helical shape of the spline fitting is configured so that the camshaft is retarded by sliding the timer piston 52 to the 52a side and advanced by sliding the timer piston 52 to the 52b side. ing.
Further, a space formed on the outer peripheral side of the timer piston 52 fitted with the pump drive gear 53 is a
In this case, the timer piston 52 can be slid to the retard side (52a side) by pumping the pressure oil to the
In addition, the retarding solenoid valve 24 and the advancement solenoid valve 25 described above are arranged in the retarding
With this configuration, the
以上のように構成される燃料噴射システム１においては、燃料噴射ポンプ４０の燃料噴射量、即ち本実施形態では前記ガバナ３０におけるラック２８の位置（以下、単に「ラック位置」という。）は、エンジン２０の回転数（以下、単に「エンジン回転数」という。）や過給機の吸気圧力などに基づき調節される。すなわち、その位置が調節されることにより燃料噴射量を調節するラック２８は、エンジン回転数や過給機の吸気圧力などに応じて駆動制御され、これらの関係は、制御手段の一例であるＥＣＭ２１に予め記憶されている。
In the
エンジン回転数と燃料噴射量（ラック位置）との関係は、具体的には、図３に示すグラフのようになる。すなわち、本発明に係る燃料噴射システム１においてエンジン回転数に対する燃料噴射量は、エンジン回転数と最大燃料噴射量との関係を定めた最大燃料噴射量特性曲線Ａ（以下、単に「最大特性曲線Ａ」という。）と、エンジン回転数と最小燃料噴射量との関係を定めた最小燃料噴射量特性曲線Ｂ（以下、単に「最小特性曲線Ｂ」という。）とに基づいて制御される。
そして、ＥＣＭ２１は、設定変更可能な最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側で、エンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させる、エンジン回転数と燃料噴射量との関係を定めた低回転側燃料噴射量特性曲線ｂ（以下、単に「低回転側特性曲線」という。）ｂに基づいて、最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側における燃料噴射ポンプの燃料噴射量を制御する。
Specifically, the relationship between the engine speed and the fuel injection amount (rack position) is as shown in the graph of FIG. That is, in the
Then, the
最大特性曲線Ａは、エンジン回転数と燃料噴射量との関係において、各エンジン回転数に基づいて算出される最大燃料噴射量を示したものであり、言わば燃料噴射量の上限ラインである。
最小特性曲線Ｂは、エンジン回転数と燃料噴射量との関係において、各エンジン回転数に基づいて算出される最小燃料噴射量を示したものであり、言わば燃料噴射量の下限ラインである。
最低設定回転数Ｎｏは、操縦者による前記主スロットル１２の操作などによって調節可能な範囲での最低エンジン回転数であり、通常アイドリング時のエンジン回転数となり、ＥＣＭ２１にて予め設定される。なお、図３に示すグラフ中、Ｎｍは最高設定回転数を示しており、該最高設定回転数Ｎｍは、主スロットル１２の操作などによって調節可能な範囲での最高エンジン回転数であり、ＥＣＭ２１にて予め設定される。
The maximum characteristic curve A indicates the maximum fuel injection amount calculated based on each engine speed in the relationship between the engine speed and the fuel injection amount, and is, so to speak, an upper limit line of the fuel injection amount.
The minimum characteristic curve B shows the minimum fuel injection amount calculated based on each engine speed in the relationship between the engine speed and the fuel injection amount, which is a lower limit line of the fuel injection amount.
The minimum set speed No is a minimum engine speed within a range that can be adjusted by an operation of the main throttle 12 by the operator, and is an engine speed at the time of normal idling, and is preset by the
また、前述の如く、ＥＣＭ２１は、エンジン回転数が最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側となった場合、低回転側特性曲線ｂに基づいて燃料噴射量を制御する。この低回転側特性曲線ｂは、最小特性曲線Ｂについての低回転側の一部をなすものであり、エンジン回転数が最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側にある場合に、エンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させるための燃料噴射量特性を示すものである。
この低回転側特性曲線ｂは、図３のグラフに示すように、最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側でのあるエンジン回転数において、最大特性曲線Ａと交差する点（交点Ｘ）を有しており、この交点Ｘよりも低回転側では、最大特性曲線Ａにより定められる値を越えて燃料噴射量が増加される。
In addition, as described above, the
As shown in the graph of FIG. 3, the low-rotation side characteristic curve b has a point (intersection X) that intersects the maximum characteristic curve A at an engine speed that is lower than the minimum set speed No. The fuel injection amount is increased beyond the value determined by the maximum characteristic curve A on the lower rotation side than the intersection X.
すなわち、ＥＣＭ２１は、基本的には、最大特性曲線Ａと、低回転側特性曲線ｂを含む最小特性曲線Ｂとの間に示される範囲内で、負荷などに応じてラック位置を制御して燃料噴射量を制御する。そして、エンジン回転数の低回転側においては、低回転側特性曲線ｂに従うように制御することにより、エンジン回転数の低下にともなって燃料噴射量を増加させる。この際、最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側でのあるエンジン回転数（前記交点Ｘでのエンジン回転数）よりもさらに低回転側においては、低回転側特性曲線ｂに沿って燃料噴射量を増加させる。
That is, the
このように、本発明に係る燃料噴射システム１は、予め設定される最低設定回転数Ｎｏよりも低回転側において、エンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加することにより、耐エンスト性能の向上を図っている。つまり、アイドリング時などのように最低設定回転数Ｎｏでの運転中において、例えばクラッチ嵌入時などの負荷投入時にエンジン回転数が低下した際、エンジン回転数の低下にともない燃料噴射量を増加させることでエンストを防止している。
As described above, the
また、本発明に係る燃料噴射システム１は、エンジン２０の汎用性を向上させるためや、共振による騒音を防止する観点から、最低設定回転数Ｎｏが設定変更可能に構成されている。すなわち、最低設定回転数Ｎｏを設定変更可能にすることにより、アイドリング時におけるエンジン回転数を変更することができ、操縦者による所望の運転状況に対応することが可能となる。また、アイドリング時のエンジン回転数が変更可能となることにより、船舶などのアイドルング時における共振を回避することができ、エンジン２０の運転にともなう共振による騒音を防止することができる。
この最低設定回転数Ｎｏは、基本的には、燃料噴射システム１が採用される船舶などの納品時に設定されるが、操作部１０に設けられる操作パネル等により、操縦者によって設定変更可能に構成される。具体的には、例えば、最低設定回転数Ｎｏは、７００〜８００［ｒｐｍ］の範囲で２０［ｒｐｍ］刻みで設定変更可能に構成される。
In addition, the
This minimum set rotational speed No is basically set at the time of delivery of a ship or the like in which the
このように、最低設定回転数Ｎｏが設定変更可能に構成される燃料噴射システム１において、制御手段としてのＥＣＭ２１は、前記設定変更による最低設定回転数Ｎｏの増減に応じて、前記低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数を増減する。
すなわち、例えば、最低設定回転数がＮｏからＮｏ１に増加するように高回転側に設定変更された場合、ＥＣＭ２１は、最低設定回転数の増加に応じて低回転側特性曲線ｂの対応するエンジン回転数を増加する。この場合、図３のグラフ上では、最小特性曲線Ｂの低回転側特性曲線のｂ部分が、高回転側（右側）に略平行移動されることとなる（ｂ１参照）。逆に、最低設定回転数がＮｏからＮｏ２に減少するように低回転側に設定変更された場合、ＥＣＭ２１は、最低設定回転数の減少に応じて低回転側特性曲線ｂの対応するエンジン回転数を減少する。この場合、同グラフ上では、最小特性曲線Ｂの低回転側特性曲線のｂ部分が、低回転側（左側）に略平行移動されることとなる（ｂ２参照）。
In this way, in the
That is, for example, when the setting is changed to the high speed side so that the minimum set speed increases from No to No1, the
ここで、前述した設定変更により最低設定回転数Ｎｏが増減された場合、該最低設定回転数Ｎｏの増減に応じて、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が増減されるのであるが、これは、単に低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が増減されるだけに限らず、例えば、設定される最低設定回転数Ｎｏに応じて燃料噴射量特性が変更される場合も含む。つまり、グラフ上において低回転側特性曲線ｂがその形状を保ったまま略平行移動される場合に限られず、最低設定回転数Ｎｏの設定変更に応じて曲線の形状が変更されてもよい。さらに言うと、エンジン回転数の所定の範囲内で設定可能なそれぞれの最低設定回転数Ｎｏに対応した複数の低回転側特性曲線ｂを予めＥＣＭ２１に記憶させておき、操縦者などにより設定された最低設定回転数Ｎｏに対応した低回転側特性曲線ｂに基づいて燃料噴射量が制御される構成でもよい。
Here, when the minimum set speed No is increased or decreased by the setting change described above, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed side characteristic curve b is increased or decreased according to the increase or decrease of the minimum set speed No. However, this is not limited to merely increasing or decreasing the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low-rotation side characteristic curve b. For example, the fuel injection amount is set according to the set minimum rotational speed No. This includes cases where characteristics are changed. That is, it is not limited to the case where the low-rotation side characteristic curve b is substantially translated while maintaining its shape on the graph, and the shape of the curve may be changed according to the setting change of the minimum set rotational speed No. Furthermore, a plurality of low-rotation-side characteristic curves b corresponding to the minimum set rotational speeds No that can be set within a predetermined range of the engine rotational speed are stored in the
このように、最低設定回転数Ｎｏの設定変更に応じて、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数を増減させることにより、耐エンスト性能を維持するとともに、最低設定回転数Ｎｏの設定変更にともなう操作性・運転フィーリングの低下や未燃燃料の排出の増加を防止することができる。
すなわち、最低設定回転数Ｎｏが高回転側に設定変更された場合は、アイドリング時などに負荷が投入された際に、エンジン回転数の低下にともなって適切に燃料噴射量が増加されることとなるので、エンジン回転数の落ち幅の増加を防止することができ、操作性や運転フィーリングの低下を防止することができる。また、最低設定回転数Ｎｏが低回転側に設定変更された場合は、アイドリング時などに不必要な燃料が過剰に噴射されることがなくなり、未燃燃料の排出の増加を防止することができる。
Thus, in accordance with the setting change of the minimum set speed No, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed side characteristic curve b is increased or decreased to maintain the engine stall resistance and the minimum set speed. It is possible to prevent a decrease in operability / operation feeling and an increase in the discharge of unburned fuel due to a change in the No setting.
That is, when the minimum set rotational speed No is changed to the high rotational speed side, the fuel injection amount is appropriately increased as the engine rotational speed decreases when a load is applied during idling or the like. Therefore, it is possible to prevent an increase in the range of decrease in engine speed, and it is possible to prevent a decrease in operability and driving feeling. Further, when the minimum set rotational speed No is changed to the low speed side, unnecessary fuel is not excessively injected at the time of idling or the like, and an increase in discharge of unburned fuel can be prevented. .
以下、図４に示す一部拡大グラフを用いて、エンジン回転数及び燃料噴射量の変化の態様の具体例を示すとともに、前述した効果について説明する。ここで、設定変更される前の最低設定回転数をＮｏとし、該最低設定回転数Ｎｏに対応する低回転側特性曲線をｂとする。 Hereinafter, using the partially enlarged graph shown in FIG. 4, a specific example of changes in the engine speed and the fuel injection amount will be shown, and the above-described effects will be described. Here, the lowest set speed before the setting is changed is No, and the low speed characteristic curve corresponding to the lowest set speed No is b.
始めに、最低設定回転数Ｎｏが高回転側のＮｏ１に設定変更された場合について説明する。
まず、設定変更による最低設定回転数のＮｏからＮｏ１への増加により、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が増加されない（低回転側特性曲線ｂが移動されない）として、エンジン回転数が最低設定回転数Ｎｏ１の状態でアイドリング運転していたとする。つまり、グラフ上では、低回転側特性曲線ｂ上でのエンジン回転数がＮｏ１となる点ｐ１に対応する状態となる。この状態から、クラッチ嵌入などによりエンジン２０に負荷が投入されると、その状態でのエンジン回転数（Ｎｏ１）での最大燃料噴射量に噴射量が増加される。つまり、グラフ上では、点ｐ１から最大特性曲線Ａ上の点ｐ２へと移動する。また、投入された負荷によりエンジン回転数は低下するため、グラフ上では点ｐ２から最大特性曲線Ａに沿って低回転側へと移動する。
そして、エンジン回転数がある値まで低下すると、その値から低回転側では低回転側特性曲線ｂに基づいて燃料噴射量が増加される。つまり、グラフ上では、点ｐ２から最大特性曲線Ａと低回転側特性曲線ｂとの交点Ｘに達すると、この交点Ｘにおけるエンジン回転数よりも低回転側では、低回転側特性曲線ｂに沿って燃料噴射量が増加されることとなる。その後、負荷が解除されることにより、エンジン回転数は増加して最低設定回転数Ｎｏ１に戻り点ｐ１に対応する状態となる。
つまり、設定変更により最低設定回転数がＮｏからＮｏ１に増加されても、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が増加されない（低回転側特性曲線ｂが移動されない）とすると、アイドリング時からエンジン回転数が低下することによって、最大特性曲線Ａに基づく噴射量を超えて低回転側特性曲線ｂに基づいて燃料噴射量が増加されるまでに、エンジン回転数はＮｏ１から交点Ｘにおけるエンジン回転数まで低下することとなる。
First, a description will be given of a case where the minimum setting rotational speed No is set and changed to No1 on the high rotational side.
First, it is assumed that the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed characteristic curve b is not increased (the low speed characteristic curve b is not moved) due to the increase in the minimum set speed from No to No1 due to the setting change. It is assumed that the idling operation is performed in a state where the engine speed is the lowest set speed No1. That is, on the graph, a state corresponding to the point p1 at which the engine speed on the low-rotation side characteristic curve b is No1 is obtained. From this state, when a load is applied to the
When the engine speed decreases to a certain value, the fuel injection amount is increased from the value on the low rotation side based on the low rotation side characteristic curve b. That is, on the graph, when the intersection point X between the maximum characteristic curve A and the low rotation side characteristic curve b is reached from the point p2, the low rotation side characteristic curve b follows the engine rotation speed at the intersection X. As a result, the fuel injection amount is increased. Thereafter, when the load is released, the engine speed increases, returns to the lowest set speed No1, and corresponds to the point p1.
In other words, even if the minimum setting speed is increased from No to No1 due to the setting change, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed characteristic curve b is not increased (the low speed characteristic curve b is not moved). Then, the engine speed decreases from No1 until the fuel injection amount is increased based on the low-rotation side characteristic curve b beyond the injection amount based on the maximum characteristic curve A due to a decrease in the engine speed from the idling time. The engine speed at the intersection X is reduced.
一方、本発明のように、設定変更による最低設定回転数のＮｏからＮｏ１への増加により、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が増加されるとして、同じくエンジン回転数が最低設定回転数Ｎｏ１の状態でアイドリング運転していたとする。つまり、設定変更により最低設定回転数がＮｏからＮｏ１へ増加されることで、低回転側特性曲線ｂがｂ１へと移動され、移動後の低回転側特性曲線ｂ１上でのエンジン回転数がＮｏ１となる点ｐ３に対応する状態となる。この状態から、クラッチ嵌入などによりエンジン２０に負荷が投入されると、前述と同様に、噴射量が増加され、グラフ上では点ｐ３から最大特性曲線Ａ上の点ｐ２へと移動し、投入された負荷によりエンジン回転数は低下して、グラフ上では点ｐ２から最大特性曲線Ａに沿って低回転側へと移動する。
そして、エンジン回転数がある値まで低下すると、その値から低回転側では低回転側特性曲線ｂ１に基づいて燃料噴射量が増加される。つまり、グラフ上では、点ｐ２から最大特性曲線Ａと低回転側特性曲線ｂ１との交点Ｘ１に達すると、この交点Ｘ１におけるエンジン回転数よりも低回転側では、低回転側特性曲線ｂ１に沿って燃料噴射量が増加されることとなる。その後、負荷が解除されることにより、エンジン回転数は増加して最低設定回転数Ｎｏ１に戻り点ｐ３に対応する状態となる。
つまり、設定変更により最低設定回転数がＮｏからＮｏ１に増加されることにより、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が増加されて低回転側特性曲線ｂ１に移動されることから、アイドリング時からエンジン回転数が低下することによって、最大特性曲線Ａに基づく噴射量を越えて低回転側特性曲線ｂ１に基づいて燃料噴射量が増加されるまでに、エンジン回転数はＮｏ１から交点Ｘ１におけるエンジン回転数まで低下することとなる。
On the other hand, as in the present invention, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed characteristic curve b is increased by increasing the minimum set speed from No to No1 due to the setting change. Suppose that the idling operation is performed in the state of the minimum set rotational speed No1. That is, as the minimum setting rotational speed is increased from No to No1 due to the setting change, the low rotational speed characteristic curve b is moved to b1, and the engine rotational speed on the low rotational speed characteristic curve b1 after the movement is No1. It becomes a state corresponding to the point p3. From this state, when a load is applied to the
When the engine speed decreases to a certain value, the fuel injection amount is increased on the low rotation side based on the low rotation side characteristic curve b1. That is, on the graph, when the intersection point X1 between the maximum characteristic curve A and the low rotation side characteristic curve b1 is reached from the point p2, it follows the low rotation side characteristic curve b1 on the lower rotation side than the engine speed at the intersection point X1. As a result, the fuel injection amount is increased. Thereafter, when the load is released, the engine speed increases, returns to the lowest set speed No1, and corresponds to the point p3.
That is, when the minimum setting speed is increased from No to No1 by changing the setting, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed characteristic curve b is increased and moved to the low speed characteristic curve b1. Therefore, the engine speed decreases from the idling time until the fuel injection quantity is increased based on the low speed characteristic curve b1 beyond the injection quantity based on the maximum characteristic curve A, so that the engine speed is No1. To the engine speed at the intersection X1.
これらを比較すると、設定変更後の最低設定回転数Ｎｏ１でのアイドリング時から、負荷投入によってエンジン回転数が低下された場合の、低回転側特性曲線ｂ（またはｂ１）に基づいて燃料噴射量が増加されるまでのエンジン回転数のＮｏ１からの落ち幅が、交点Ｘにおけるエンジン回転数までとなるところが、低回転側特性曲線ｂがｂ１に移動されることにより、交点Ｘ１におけるエンジン回転数までに抑えられることとなる。すなわち、交点Ｘ１におけるエンジン回転数と交点Ｘにおけるエンジン回転数との差ΔＮ分だけ、エンジン回転数の落ち幅を低減することができる。言い換えると、負荷投入により低下されるエンジン回転数の回復を、前記差ΔＮ分だけ早めることができる。これにより、アイドリング時などに負荷が投入された際の操作性や運転フィーリングの低下を防止することができる。 Comparing these, the fuel injection amount is based on the low-rotation-side characteristic curve b (or b1) when the engine speed is reduced by applying a load since idling at the minimum set speed No1 after the setting change. The range of decrease in the engine speed from No1 until the engine speed is increased up to the engine speed at the intersection point X is that the low speed side characteristic curve b is moved to b1 until the engine speed at the intersection point X1. It will be suppressed. That is, the amount of decrease in the engine speed can be reduced by the difference ΔN between the engine speed at the intersection X1 and the engine speed at the intersection X. In other words, it is possible to speed up the recovery of the engine speed, which is reduced by loading the load, by the difference ΔN. Thereby, it is possible to prevent a decrease in operability and driving feeling when a load is applied during idling or the like.
次に、最低設定回転数Ｎｏが低回転側のＮｏ２に設定変更された場合について説明する。
この場合、設定変更による最低設定回転数のＮｏからＮｏ２への減少により、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が減少されない（低回転側特性曲線ｂが移動されない）とすると、エンジン回転数が最低設定回転数Ｎｏ２の状態でのアイドリング時に対応するのは、グラフ上で低回転側特性曲線ｂ上でのエンジン回転数がＮｏ２となる点ｐ４となり、その状態での燃料噴射量をＦ０とする。
一方、本発明のように、設定変更による最低設定回転数のＮｏからＮｏ２への減少により、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が減少されることで、低回転側特性曲線ｂがｂ２へと移動されると、エンジン回転数が最低設定回転数Ｎｏ２の状態でのアイドリング時に対応するのは、グラフ上で移動後の低回転側特性曲線ｂ２上でのエンジン回転数がＮｏ２となる点ｐ５となり、その状態での燃料噴射量をＦ２とする。
Next, a description will be given of a case where the minimum set rotation speed No is changed to No2 on the low rotation side.
In this case, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low-rotation characteristic curve b is not decreased (the low-rotation characteristic curve b is not moved) due to the decrease in the minimum set rotational speed from No to No2 due to the setting change. Then, the idling in the state where the engine speed is the minimum set speed No2 corresponds to the point p4 where the engine speed on the low speed characteristic curve b is No2 on the graph, and the fuel in that state Let the injection amount be F0.
On the other hand, as in the present invention, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed characteristic curve b is reduced by reducing the minimum set speed from No to No2 due to the setting change. When the characteristic curve b is moved to b2, the engine speed on the low-speed characteristic curve b2 after movement on the graph corresponds to idling when the engine speed is the minimum set speed No2. Becomes point p5 at which No2 is obtained, and the fuel injection amount in this state is F2.
つまり、これらを比較すると、設定変更による最低設定回転数Ｎｏの減少にともない、低回転側特性曲線ｂの燃料噴射量に対応するエンジン回転数が減少されて、低回転側特性曲線ｂがｂ２に移動されることにより、設定変更後の最低設定回転数Ｎｏ２でのアイドリング時における燃料噴射量が、Ｆ０からＦ２まで減少することとなる。これにより、不必要な燃料が過剰に噴射されることがなくなり、未燃燃料の排出の増加を防止することができる。 That is, when these are compared, the engine speed corresponding to the fuel injection amount of the low speed characteristic curve b is decreased with the decrease in the minimum set speed No due to the setting change, and the low speed characteristic curve b becomes b2. By being moved, the fuel injection amount at the time of idling at the minimum set rotational speed No2 after the setting change is reduced from F0 to F2. Thereby, unnecessary fuel is not excessively injected, and an increase in discharge of unburned fuel can be prevented.
１ 燃料噴射システム
２０ エンジン
２１ ＥＣＭ
４０ 燃料噴射ポンプ
Ａ 最大燃料噴射量特性曲線
Ｂ 最小燃料噴射量特性曲線
ｂ 低回転側燃料噴射量特性曲線
1
40 Fuel injection pump A Maximum fuel injection amount characteristic curve B Minimum fuel injection amount characteristic curve b Low rotation side fuel injection amount characteristic curve
Claims (1)
前記制御手段は、前記設定変更による前記最低設定回転数の増減に応じて、前記低回転側燃料噴射量特性曲線の燃料噴射量に対応するエンジン回転数を増減することを特徴とする燃料噴射システム。 Low-rotation-side fuel injection amount characteristic curve that defines the relationship between the engine speed and the fuel injection amount, which increases the fuel injection amount as the engine speed decreases, on the low-rotation side of the minimum setting speed that can be changed. A fuel injection system comprising a control means for controlling the fuel injection amount of the fuel injection pump based on
The control means increases / decreases an engine speed corresponding to a fuel injection amount of the low-rotation side fuel injection amount characteristic curve according to an increase / decrease of the minimum set rotation speed by the setting change. .
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