JPH0574705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射量制
御装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般にデイーゼルエンジンの燃料系では、燃料
タンクからの燃料を燃料噴射ポンプでエンジンの
運転状態、例えば回転数と負荷とに応じて調量す
るとともにこれを各気筒に分配し、この燃料を圧
縮行程で圧縮された燃焼室の高温の空気中に噴射
して着火燃焼させるようにしている。しかるにこ
の場合、単に運転状態に応じた量の燃料を噴射す
るようにすると、エンジンの始動時においては、
シリンダ内面とピストンリング間が十分にシール
されず、燃焼室内の圧縮圧力があまり高くならな
いことから着火性が悪いという不具合が生ずる。

そこで従来は、上述のような不具合を解消する
ため、エンジンの始動時においては、通常運転時
の最大噴射量Ｆ／Ｑより多い量、いわゆる始動過
給量の燃料を噴射し、もつて燃焼室内のシール性
を高めて良好な着火を行ない、その後噴射量を減
少させるという制御が行なわれており、その１例
としては、従来、実開昭56−136138号公報に示さ
れるものがある。

しかしながら従来のこのような始動噴射量の制
御方法では、低圧縮比のデイーゼルエンジンにお
いて依然として十分な始動性を得ることができ
ず、これが低圧縮比のデイーゼルエンジンの実用
化に対する障害となつていた。

ところで最近、デイーゼルエンジンの燃料噴射
ポンプとして、電子制御式の燃料噴射ポンプが
種々開発されており、これはマイクロコンピユー
タ等からの制御信号によつてアクセル開度を可変
制御し、燃料噴射量を増量補正しようとするもの
である。そしてこの電子制御式の燃料噴射ポンプ
では、マイクロコンピユータにおいて任意の制御
信号を作成することが可能であり、又これにより
燃料噴射量を任意の量に調量出来るという利点が
ある。

またデイーゼルエンジンの始動時における燃料
噴射量の制御方法について考察すると、次のよう
なことが分る。即ちデイーゼルエンジンの始動時
においては、該エンジンはクランキング開始、初
爆、完爆及び所定回転数までの立上り域を経てア
イドル状態となる。そしてクランキング開始時か
ら初爆時までの間は燃焼室のシール性が不足する
ことから、上述のように多量（始動過給量）の燃
料を供給してシール性の向上を図り、着火性を改
善する必要があつた訳であり、又初爆を過ぎる
と、回転数は自然と上昇し、それに伴つてシール
性も向上することから、燃料噴射量をそれほど多
量に必要とせず、そのため従来は、初爆後徐々に
燃料噴射量を減少させるようにしていた訳であ
る。

ここでこの初爆後の着火性について見ると、燃
焼室内においては初爆したといつてもまだ温度は
低く、このような燃焼室内に燃料を噴射すると、
該燃料が気化する際に燃焼室内の熱をうばうた
め、燃焼室内の温度はさらに低下し、着火性は悪
くなると考えられる。従つて初爆後の着火性向上
の観点からは、初爆後は燃料噴射量を可能な限り
少なくする方が好ましいものである。

またエンジンが完爆すると、エンジン回転数は
さらに上昇し、アイドル回転数以上の所定回転数
まで立上る訳であるが、この立上り領域において
は、燃焼室内の温度は既に十分に上昇しており、
多量の燃料を噴射したとしても、燃料の気化熱に
よつて燃焼室内の温度が低下して着火性・燃焼性
が阻害されるということはないと考えられる。そ
してこの回転数の立上り領域においては、始動性
向上の観点から、可能な限り多量の燃料を噴射し
て所定回転数までの立上り時間を短かくしてやる
のが望ましいものである。

〔発明の目的〕

この発明は、上記電子制御式の燃料噴射ポンプ
においては制御信号の作成を工夫してやることに
よつて燃料噴射量の任意の調量が可能である点、
及び上述のように燃料噴射量をエンジンの始動状
態に応じて細かく制御してやることによつて始動
性を大幅に向上できる点に着目し、高圧縮比エン
ジンのみでなく、低圧縮比エンジンにおいても良
好な始動性を確保できるデイーゼルエンジンの燃
料噴射量制御装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、デイーゼルエンジンの燃料
噴射量制御装置において、電子制御式の燃料噴射
ポンプを設け、燃料噴射量をエンジンのクランキ
ング開始から初爆までを始動過給量に、初爆から
完爆までを通常運転時の最大噴射量以下でかつア
イドル増量以上の量に、完爆からアイドル回転数
以上の所定回転数までの立ち上り域を上記最大噴
射量に制御するようにしたもので、これにより初
爆後の着火性を向上し、かつ完爆後の回転数の立
上り時間を短縮して始動性を大幅に改善するよう
にしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるデイーゼルエ
ンジンの燃料噴射制御装置を示す。図において、
１は燃料噴射量を調量する電子制御式の燃料噴射
ポンプ、２は燃料噴射ポンプ１の回転状態からエ
ンジン回転数を検出する回転センサ、３はエンジ
ンの冷却水温を検出する水温センサ、４はキース
イツチ、５，６はエンジンの吸、排気通路に設け
られた吸気シヤツタ及び排気シヤツタ、７，８は
吸、排気シヤツタ５，６を開閉するアクチユエー
タ、９はエンジンの吸気通路に設けられ、吸気を
加熱するエアヒータ、１０はエアヒータ９の通電
を制御するリレー、１１はエアヒータ９の作動を
表示するインジケータランプ、１２は回転センサ
２、水温センサ３、キースイツチ４の各信号及び
オルタネータ１３のＮ端子電圧を受けて、燃料噴
射ポンプ１、吸、排気シヤツタ５，６のアクチユ
エータ７，８、エアヒータのリレー１０及びイン
ジケータランプ１１を第２図のタイミングチヤー
トに示すように制御する制御装置である。

そして以上のような構成において、上記回転セ
ンサ２、キースイツチ４及びオルタネータ１３が
エンジンの始動状態を検出する始動状態検出手段
となつており、又上記制御装置１２が検出手段の
出力を受け上記燃料噴射ポンプを制御して燃料噴
射量をエンジンのクランキング開始時から初爆時
までを通常運転時の最大噴射量以上の始動過給量
に、初爆時から完爆時までを上記最大噴射量以下
でかつアイドル増量以上の量に、完爆時からエン
ジンがアイドル回転数以上の所定回転数となるま
でを上記最大噴射量に調量せしめる始動噴射量制
御手段となつている。

次に第２図を用いて動作について説明する。こ
こで第２図ａ〜ｇはインジケータランプ１１、エ
アヒータ９、キースイツチ４の各動作、エンジン
回転数の変化、吸・排気シヤツタ５，６の動作、
及び燃料噴射量の変化のタイミングチヤートを示
す。

本装置において、キースイツチ４が時間T1で
ONされると（第２図ｃ参照）、制御装置１２は
それを検出し、リレー１０に通電してエアヒータ
９を発熱させるとともに（第２図ｂ参照）、イン
ジケータランプ１１を点灯させ（第２図ａ参照）、
又吸気シヤツタ５のアクチユエータ７に制御信号
を加えて該吸気シヤツタ５を閉じる（第２図ｅ参
照）。このようにエンジンを始動する場合には、
まず吸気シヤツタ５下流側の吸気をエアヒータ９
によつて加熱し、それをインジケータランプ１１
で表示する。

一定時間が経過して時間T2になると、吸気が
所定温度に達し、又制御装置１２はインジケータ
ランプ１１を消灯させる（第２図ｂ参照）。そし
てある操作遅れの後、時間T3においてキースイ
ツチ４がスタータ位置STに回されると（第２図
ｃ参照）、エンジンのクランキングが開始され、
エンジンは約200rpmで回転される（第２図ｄ参
照）。制御装置１２はキースイツチ４の信号及び
オルタネータ１３のＮ端子電圧からエンジンのク
ランキングが開始されたことを検出し、燃料噴射
ポンプ１に第１のアクセル開度信号を加えて燃料
噴射量を始動過給量Q1に調量する（第２図ｇの
Ａ部参照）。このようにクランキングが開始され
ると、始動過給量Q1でもつて燃料の噴射が開始
され、この多量の燃料が燃焼室内に付着してシー
ル性が向上され、圧縮比が増大して燃焼室内の温
度は上昇する。このときエアヒータ９は作動さ
れ、又吸気シヤツタ５は閉じられて吸気の加熱が
断続されており、上述の圧縮比の増大と吸気の加
熱とによつて燃焼室内の温度は速やかに増大し、
エンジンは初爆することとなる。

時間T4においてエンジンが初爆すると、エン
ジン回転数が上述の200rpmから300〜500rpmま
で上昇することから（第２図ｄ参照）、制御装置
１２は回転センサ２の信号からエンジンが初爆し
たことを検出し、燃料噴射ポンプ１に第２のアク
セル開度信号を加えて燃料噴射量を通常運転時の
最大噴射Ｆ／Ｑ以下でかつアイドル増量Ｉ／Ｑ以
上の所定量Q2に減少させ（第２図ｇのＢ参照）、
時間T5において燃料噴射量が上記所定量に達す
ると、制御装置１２はアクチユエータ７への駆動
信号の発生を停止して吸気シヤツタ５を開く。こ
のようにエンジンが初爆すると、燃料噴射量は直
ちに所定量Q2まで減少され、これにより燃料の
気化熱に起因する燃焼室内の温度低下が抑制され
て燃料は良好に着火され、エンジン回転数が約
800rpmまで速やかに上昇して（第２図ｄ参照）、
エンジンは完爆することとなる。

時間T6においてエンジンが完爆すると、キー
スイツチ４はスタータ位置STからオン位置ON
に戻され（第２図ｃ参照）、又制御装置１２はキ
ースイツチ４の信号からエンジンが完爆したこと
を検出し、今度は燃料噴射ポンプ１に第３のアク
セル開度信号を加えて燃料噴射量を最大噴射量
Ｆ／Ｑまで増量させる（第２図ｇのＣ部参照）。
このようにエンジンが完爆すると、燃料噴射量は
最大噴射量Ｆ／Ｑまで増量され、これによりエン
ジン回転数は所定回転数、例えば2000rpmまで速
やかに立上がることとなる（第２図ｄ参照）。

時間T7においてエンジン回転数が所定回転数
に達すると、制御装置１２は回転センサ２の出力
からエンジンが立上つたことを検出し、まずリレ
ー１０の通電を停止して吸気シヤツタ５を開き
（第２図ｂ参照）、同時に燃料噴射ポンプ１に第４
のアクセル開度信号を加えて燃料噴射量をアイド
ル増量Ｉ／Ｑまで減少させ（第２図ｇのＤ部参
照）、これによりエンジン回転数はアイドル回転
数まで低下する（第２図ｇ参照）。時間T8におい
てエンジンがアイドル回転数に達すると、制御装
置１２は回転センサ２の信号からエンジンがアイ
ドル回転数になつたことを検出し、排気シヤツタ
６のアクチユエータ８に制御信号を加えて該排気
シヤツタ６を閉じる（第２図ｆ参照）。すると排
気通路内の圧力が高まり、これがエンジンに負荷
として作用することにより燃料噴射量が増量し、
又高温の排気ガスによつて燃焼室内の温度が上昇
し、多量の燃料が良好に燃焼して、エンジンは速
やかに暖機されることとなる。暖機が完了する
と、制御装置１２は水温センサ３の信号からそれ
を検出し、アクチユエータ８への制御信号を停止
し、排気シヤツタ６を開くこととなる。

以上のような本実施例の装置では、次のような
効果を得ることができる。

(i) エンジンの初爆後、燃料噴射量を直ちに低減
して燃料の気化熱に起因する燃焼室内の温度低
下を抑制するようにしたので（第２図ｇのＢ参
照）、従来のように燃料噴射量を徐々に低減す
る場合（第２図ｇのＥ参照）に比して着火性を
改善でき、始動性を向上できる。

(ii) またエンジンの完爆後は燃料噴射量を最大噴
射量まで増量するようにしたので、エンジンを
迅速にかつ確実に所定回転数まで立上らせるこ
とができ、従来の制御方法に比し始動性を向上
できる。

(iii) そしてこのようにエンジンの始動性を大幅に
向上できる結果、本装置は低圧縮比のデイーゼ
ルエンジンにおいてもその始動性を保証でき、
これにより低圧縮比、即ち低燃費のデイーゼル
エンジンの実用化に対する障害を解消できると
いう優れた効果がある。

(iv) また完爆後、エンジンを短時間で所定回転数
まで立上らせるようにしたので、燃費を改善で
きる。

なお上記実施例では吸、排気シヤツタ、エアヒ
ータを設けるようにしたが、これらは必ずしも設
ける必要はないものである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るデイーゼルエンジ
ンの燃料噴射量制御装置によれば、電子制御式の
燃料噴射ポンプを設け、燃料噴射量をエンジンの
クランキング開始から初爆までを始動過給量に、
初爆から完爆までを通常運転時の最大噴射量以下
でかつアイドル増量以上の量に、完爆からアイド
ル回転数以上の所定回転数までの立ち上り域を上
記最大噴射量に制御するようにしたので、始動性
を大幅に改善でき、これにより低圧縮比（低燃
費）のデイーゼルエンジンの実用性を向上できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるデイーゼルエ
ンジンの燃料噴射量制御装置の構成図、第２図ａ
〜ｇはインジケータランプ、エアヒータ、及びキ
ースイツチの各動作、エンジン回転数の変化、
吸・排気シヤツタの動作、及び燃料噴射量の変化
のタイミングチヤートを示す図である。 １……燃料噴射ポンプ、２……回転センサ（始
動状態検出手段）、４……キースイツチ（始動状
態検出手段）、１３……オルタネータ（始動状態
検出手段）、１２……制御装置（始動噴射量制御
手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射量を調量する電子制御式の燃料噴射
   ポンプと、エンジンの始動状態を検出する始動状
   態検出手段と、該検出手段の出力を受け上記燃料
   噴射ポンプをして燃料噴射量をエンジンのクラン
   キング開始時から初爆時までを通常運転時の最大
   噴射量以上の始動過給量に、初爆時から完爆時ま
   でを上記最大噴射量以下でかつアイドル増量以上
   の量に、完爆時からエンジンがアイドル回転数以
   上の所定回転数となるまでを上記最大噴射量に調
   量せしめる始動噴射量制御手段とを備えたことを
   特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射量制御
   装置。