JPH07127512A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置

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JPH07127512A
JPH07127512A JP5300885A JP30088593A JPH07127512A JP H07127512 A JPH07127512 A JP H07127512A JP 5300885 A JP5300885 A JP 5300885A JP 30088593 A JP30088593 A JP 30088593A JP H07127512 A JPH07127512 A JP H07127512A
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JP
Japan
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fuel injection
control device
engine
fuel
diesel engine
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JP5300885A
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English (en)
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Masakuni Tsuge
正邦 柘植
Hidenobu Nagase
秀伸 長瀬
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/007Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンが無負荷の運転状態にあることを検
出してエンジン無負荷時のエンジン回転数異常上昇を防
止することができるディーゼルエンジンの燃料噴射装置
を提供すること。 【構成】 Ne計算手段31でNeセンサ19の出力信
号に基づいてエンジン回転数Neを算出し、上昇率算出
手段35でエンジン回転数の上昇率ΔNe/Neを算出
する。そして、比較手段36では前記上昇率ΔNe/N
eと所定値Tとを比較し、前者が後者より大きいときは
アクチュエータ移動判断手段34によりステッピングモ
ータ3のアクチュエータを所定位置に移動する。また、
クラッチスイッチ23の出力信号が無負荷判断手段38
に入力され、クラッチスイッチが「オン」したときは、
上述と同様。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置に関し、より詳しくは各ユニットイン
ジェクタに内蔵されたプランジャの圧送ストロークを変
えて噴射量を制御するステッピングモータが設けられた
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ユニットインジェクタは、噴射ポンプ機
能とノズル機能とを一体化したものであり、プランジャ
から送出される燃料量をそのままノズルから噴出させる
ことが可能なため、近年ディーゼルエンジンの燃料噴出
制御装置に広く利用されている。また、この種のユニッ
トインジェクタにステッピングモ−タを付設し、コント
ロ−ラから各ユニットインジェクタのステッピングモ−
タ制御信号を出力することにより、各気筒の燃料噴射量
を制御しようとしたユニットインジェクタの調量装置が
既に提案されている(例えば、特開昭59−12606
4号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置においては、
エンジンの過高速回転を防止するために、回転リミッタ
を使用してエンジンの回転数を制御することが考えられ
る。
【0004】しかしながら、回転リミッタは、エンジン
の回転数が所定回転数に達しなければ所望の制御が行な
うことができず、回転リミッタで制御したのでは前記所
定回転数に到達してから過度な応答速度でステッピング
モ−タのアクチュエ−タを駆動させなければならないと
いう問題点がある。さらに回転リミッタではエンジンが
要求するあらゆる運転条件下でエンジンの回転数の異常
上昇を防止することが困難であるという問題点がある。
【0005】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、エンジンが無負荷の状態で運転されている
ときのエンジン回転数の異常上昇を防止することができ
るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題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、ユニットインジェクタに内蔵されたプラ
ンジャの圧送ストロークを変えて燃料噴射量を制御する
ステッピングモータが設けられたディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置において、エンジン回転数の上昇率を
算出する上昇率算出手段を備え、該上昇率算出手段によ
り算出された前記上昇率が所定値を越えたときは前記ス
テッピングモータのアクチュエ−タを所定位置に移動さ
せる移動手段を有していることを特徴とするものであ
る。
【0007】また、本発明は、ユニットインジェクタに
内蔵されたプランジャの圧送ストロークを変えて燃料噴
射量を制御するステッピングモータが設けられたディー
ゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンが
無負荷運転状態にあることを検出する運転状態検出手段
を備え、該運転状態検出手段により無負荷運転状態が検
出されたときは前記ステッピングモータのアクチュエー
タを所定位置に移動させる移動手段を有していることを
特徴とするものである。
【0008】また、好ましくは、前記運転状態検出手段
は、クラッチが非係合状態にあることを検出することを
特徴とするか、又はシフトレバーがニュウトラル位置に
あることを検出することを特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成によれば、エンジン回転数の上昇率が
所定値を越えたときは、ステッピングモータのアクチュ
エ−タが所定位置に移動する。
【0010】また、クラッチが非係合状態にあることや
シフトレバーがニュウトラル位置にあることを検出し
て、エンジンの無負荷運転状態を検出したときは、ステ
ッピングモータのアクチュエ−タが所定位置に移動す
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。
【0012】図1は、本発明に係るディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置の一実施例を示す概略構成図であっ
て、4気筒ディーゼルエンジンのシリンダヘッド(図示
せず)には、先端にノズル1a〜1dを有するユニット
インジェクタ2a〜2dが各気筒毎に設けられ、これら
ユニットインジェクタ2a〜2dはノズル1a〜1dを
介して図示しない燃焼室に燃料噴射可能とされている。
また、これら各ユニットインジェクタ2a〜2dの側部
には、ステッピングモータ3a〜3dが付設され、さら
にこれら各ステッピングモータ3a〜3dは、該ステッ
ピングモータ3a〜3dを駆動させるステッピングモー
タドライバ4を介して電子コントロールユニット(以
下、「ECU」という)5に接続されている。
【0013】また、各ユニットインジェクタ2a〜2d
の上部には、カムフォロア6a〜6dが配設されると共
に、該カムフォロア6a〜6dはロッカアーム7a〜7
dに連結され、さらにこれら各ロッカアーム7a〜7d
はカム軸8に当接されている。そして、クランク軸9の
回転がタイミングベルト10を介してカム軸8に伝達す
ることにより各ロッカアーム7a〜7dが揺動可能とさ
れている。
【0014】また、ユニットインジェクタ2a〜2d
は、燃料供給路11を介して燃料タンク12に接続さ
れ、燃料タンク12に内有された軽油等の燃料がユニッ
トインジェクタ2a〜2dに供給可能とされている。
【0015】前記燃料供給路11は、具体的には、ユニ
ットインジェクタ2a〜2dに連通する第1の燃料通路
11aと、燃料タンク12に接続される略逆U字状の第
2の燃料通路11bと、該第2の燃料通路11bと前記
第1の燃料通路11aとを連通して前記第1の燃料通路
11aに燃料を圧送する第3の燃料通路11cと、前記
第1の燃料通路11aと前記第2の燃料通路11bとを
連通してユニットインジェクタ2a〜2dに圧送された
燃料の一部を燃料タンク12に還流する第4の燃料通路
11dとから構成されている。
【0016】さらに、第1の燃料通路11aの適所には
スピル圧センサ14が設けられると共に、該スピル圧セ
ンサ14は、ユニットインジェクタ2a〜2dの噴射終
了時に発生するスピル圧を検出してその電気信号をEC
U5に供給する。
【0017】また、燃料タンク12の稍上流側の第2の
燃料通路11bの管路中には燃料ポンプ15が介装され
ると共に、該燃料ポンプ15はECU5に接続され、E
CU5からの出力信号によりその駆動が制御される。
【0018】また、第2の燃料通路11bと第3の燃料
通路11cとの接続箇所には、燃料カット弁16とフィ
ルタ17とが夫々設けられている。前記燃料カット弁1
6はECU5に接続され、該ECU5からの出力信号に
基づいて制御される。
【0019】さらに、第4の燃料通路11dの管路中に
は圧力調整弁18が介装され、ECU5からの出力信号
に基づき燃料圧を調整する。
【0020】しかして、エンジン運転中は、燃料タンク
12からの燃料が燃料供給路11(第1〜第3の燃料通
路11a〜11c)を介して各ユニットインジェクタ2
a〜2dに供給されると共に、燃料噴射が終了すると各
ユニットインジェクタ2a〜2dから燃料供給路11に
スピルした燃料が圧力調整弁18を介して燃料タンク1
2に還流される。一方、エンジン停止時には、ECU5
からの出力信号により燃料ポンプ15が停止され、燃料
カット弁16が閉弁して燃料タンク12から燃料供給路
11への燃料供給が停止される。
【0021】また、カム軸又はクランク軸周囲の所定位
置にはエンジン回転数(Ne)センサ19及び気筒判別
(CYL)センサ20が夫々取付けられ、ECU5に接
続されている。
【0022】Neセンサ19は、エンジンのクランク軸
の180°回転毎にピストン上死点に相当するクランク
角度位置で信号パルス(以下、「TDC信号パルス」と
いう)を出力し、該TDC信号パルスはECU5に供給
される。
【0023】CYLセンサ20は、クランク軸2回転毎
に特定の気筒の所定のクランク角度位置でパルス信号
(以下、「CYL信号パルス」という)を出力し、該C
YL信号パルスをECU5に供給する。
【0024】アクセル開度(θACC)センサ21は、
アクセルペダル(図示せず)の近傍に配設されてアクセ
ルペダルの踏込量を検出し、その電気信号をECU5に
供給する。
【0025】水温(TW)センサ22は、シリンダヘッ
ド(図示せず)の近傍に配設されて冷却水の水温を検出
し、その電気信号をECU5に供給する。
【0026】クラッチスイッチ(CRSW)23は、ト
ランスミッションのギヤチェンジがマニュアル方式の車
両(MT車)において、クラッチペダルが操作された場
合にオンとなり、所定の電気信号をECU5に供給す
る。
【0027】ECU5は、上述の各種センサおよびスイ
ッチからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レ
ベルに修正し、アナログ信号をデジタル信号値に変換す
る等の機能を有する入力回路と、中央演算処理回路(以
下、「CPU」という)と、該CPUで実行される各種
演算プログラムや後述する各種マップ及び演算結果を記
憶するROM及びRAMからなる記憶手段と、前記ステ
ッピングモータドライバ4、燃料カット弁16及び圧力
調整弁18等に駆動信号を供給する出力回路とを備えて
いる。
【0028】しかして、上記ユニットインジェクタ2
(2a〜2d)は、具体的には、図2に示すように、前
記ロッカアーム7に連結された前記カムフォロア6と、
上端部が前記カムフォロア6に回動自在に連結されて矢
印A方向に往復運動するプランジャ24と、該プランジ
ャ24を摺動自在に収納するプランジャバレル25と、
該プランジャバレル25が内有されるユニットインジェ
クタ本体26と、噴孔27を有して前記ユニットインジ
ェクタ26の先端に螺着されたノズル1とを備えてい
る。
【0029】さらに、前記プランジャ24の外周面に
は、噴射量制御溝28が傾斜状に形成され、プランジャ
24下方に形成される高圧室29に連通されている。ま
た、プランジャバレル25には、第1の燃料通路11a
(図1参照)に連通する燃料供給孔30が貫設されてい
る。
【0030】このように構成されたユニットインジェク
タ2(2a〜2d)においては、プランジャ24が下降
すると、プランジャ24の外周面が燃料供給孔30を閉
塞した時点で高圧室29に閉じ込められた燃料の圧縮を
開始し、ノズル1への圧送を開始して燃料噴射を行う一
方、プランジャ24がさらに下降して前記噴射量制御溝
28が燃料供給孔30にさしかかった時点で高圧室29
内の燃料が燃料供給孔30を介して第1の燃料通路11
aにスピルして圧送行程を終了し、燃料の噴射が終了す
る。また、各気筒のステッピングモータ3(3a〜3
d)によってプランジャ24を回転させることにより、
前記噴射量制御溝28が燃料供給孔30にさしかかる前
記燃料の圧送行程終了時までの圧送ストロークが変化
し、各気筒の噴射量が独立して可変に制御される。
【0031】しかして、上記燃料噴射制御装置において
は、エンジンの無負荷状態を検出し、エンジンが無負荷
状態で運転されているときはステッピングモータ3a〜
3dのアクチュエータを所定位置(無負荷位置)に移動
させている。
【0032】図3は上記燃料噴射制御装置の制御ブロッ
ク図である。
【0033】すなわち、Neセンサ19及びCYLセン
サ20の出力信号は、Ne計算手段31に入力され、該
Ne計算手段31において各気筒におけるTDC信号の
発生間隔、すなわち、ME値が算出され、該ME値より
エンジン回転数Neが計算される。そして、NE計算手
段31の出力信号は基準噴射量算出手段32に入力され
る。一方、θACCセンサ21の出力信号が基準噴射量
算出手段32に入力され、該基準噴射量算出手段32で
は、アクセル開度θACC及びエンジン回転数Neに応
じて所定のマップ値が与えられたTiマップを検索して
基準噴射量Ti値が算出され、その出力信号はTWセン
サ22からの出力信号と共に始動補正手段33に入力さ
れる。始動補正手段33では、エンジン冷却水温に応じ
て設定されたTWマップを検索して水温補正係数KTW
を算出し、基準噴射量Tiに水温補正を施して燃料噴射
量TOUTを算出した後、その出力信号をアクチュエー
タ移動判断手段34に入力する。次いで、アクチュエー
タ移動判断手段34の出力信号はステッピングモータド
ライバ4を介して、各ステッピングモータ3a〜3dに
出力され、始動時に応じた燃料噴射量の制御を行う。
【0034】一方、NE計算手段31の出力信号は上昇
率算出手段35に入力されてエンジン回転数Neの上昇
率ΔNe/Ne値が計算され、その出力信号は比較手段
36に入力され、記憶手段37から入力された所定値と
比較し、その出力信号をアクチュエータ移動判断手段3
4に出力する。すなわち、比較手段36でエンジンが無
負荷状態にあるか否かが判断され、その出力信号がアク
チュエータ移動判断手段34に入力される。そして、ア
クチュエータ移動判断手段34の出力信号はステッピン
グモータドライバ4を介して各ステッピングモータ3a
〜3dに出力され、比較手段36の比較結果に応じた燃
料噴射量の制御を行う。
【0035】また、CRSW23からの出力信号が無負
荷判断手段38に入力され、該無負荷判断手段38でエ
ンジンが無負荷状態に移行するか否かが判断された後、
その出力信号がアクチュエータ移動判断手段34に入力
される。そして、アクチュエータ移動判断手段34の出
力信号はステッピングモータドライバ4を介して各ステ
ッピングモータ3a〜3dに出力され、無負荷判断手段
38の判断結果に応じた燃料噴射量の制御を行う。
【0036】図4は、Neセンサ19から出力される検
出信号に基づき無負荷判断を行なう場合のフローチャー
トであって、本プログラムは例えばTDC信号パルスの
発生と同期して実行される。
【0037】同図において、ステップS1ではTDC信
号を検出し、ステップS2で該検出されたTDC信号に
基づいて、エンジン回転数Neを算出する。
【0038】次に、ステップS3で前回ループ時に算出
されたエンジン回転数Neと今回ループで算出されたエ
ンジン回転数Neとの比較を行い、前回ループのNeが
今回ループNeよりも小さいか否かを判別する。今回N
eが前回Ne以下のときはそのまま本プログラムを終了
する一方、今回ループNeが前回ループのNeよりも大
きいときは、ステップS4に進み、今回ループと前回ル
ープのエンジン回転数の偏差ΔNeを算出すると共に、
エンジン回転数の上昇率ΔNe/Ne値を計算し、該Δ
Ne/Ne値が所定値Tよりも大きいか否かを判別す
る。
【0039】前記ΔNe/Ne値が前記所定値T以下の
場合は、本プログラムを終了する一方、前記ΔNe/N
e値が前記所定値Tよりも大きいときはエンジンが無負
荷であるにもかかわらず、その回転数が異常に上昇して
いると判断してステップS5に進み、ステッピングモー
タのアクチュエータを所定位置、すなわち、エンジン無
負荷時の基準位置に移動させて本プログラムを終了す
る。
【0040】図5は、クラッチの係合状態に応じてエン
ジンの無負荷時の制御を行う場合のフローチャートであ
る。尚、本プログラムは、例えばTDC信号パルスの発
生と同期して実行される。
【0041】同図において、ステップS11では、CR
SW23がオンになったか否かを判別し、CRSW23
がオフである場合は、本プログラムは終了する。一方、
CRSW23がオンの場合は、ステップS12に進み、
ステッピングモータのアクチュエータをエンジン無負荷
時の基準位置に移動させた後本プログラムを終了する。
【0042】以上、MT車に対して本発明を実施する場
合につき説明したが、トランスミッションのギヤチェン
ジがオートマチック方式の車両(AT車)に本発明を実
施することももちろん可能であり、この場合には、前述
した図1および図3のクラッチスイッチ23に代えて、
ニュウトラルスイッチ(NTSW)を具備する構成例が
考えられる。
【0043】該NTSWは、AT車において、シフトレ
バーがニュウトラル位置になった時にオンとなり、所定
の電気信号を図3の無負荷判断手段37に入力するもの
であり、この場合の無負荷判断手段37およびその他の
各部の動作は前述したところと同様であるのでその詳説
は省略し、図6のフローチャートについてのみ説明す
る。
【0044】同図において、ステップS21では、NT
SWがオンになったか否かを判別し、NTSWがオフで
ある場合は、本プログラムを終了する。一方、NTSW
がオンの場合は、ステップS22に進み、ステッピング
モータのアクチュエータをエンジン無負荷時の基準位置
に移動させた後本プログラムを終了する。
【0045】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るディ
ーゼルエンジンの燃料噴射制御装置は、エンジン回転数
の上昇率を算出する上昇率算出手段を備え、該上昇率算
出手段により算出された前記上昇率が所定値を越えたと
きはステッピングモータのアクチュエータを所定位置に
移動させる移動手段を有しているので、必要最小限の応
答速度でもって前記アクチュエータを駆動させることが
でき、アクチュエータに対して過度な応答速度を要求す
ることなくエンジン回転数の異常上昇を防止することが
できる。
【0046】これにより、例えばエンジン無負荷運転時
においてもステッピングモータのアクチュエータを所定
位置に移動することにより、燃料噴射量を無負荷状態に
応じた噴射量に制御することができる。
【0047】また、エンジンが無負荷運転状態にあるこ
とを検出する運転状態検出手段を備え、該運転状態検出
手段により無負荷運転状態が検出されたときはステッピ
ングモータのアクチュエータを所定位置に移動させる移
動手段を有しているので、実際にエンジンが無負荷の運
転状態になる前に必要最小限の応答速度でアクチュエー
タを移動させることが可能となり、無負荷状態に移行し
たときに生じ得るエンジン回転数の異常上昇率を未然に
防止することができる。
【0048】具体的には、例えば、MT車においてはク
ラッチが非係合状態にあることを検出して、また、AT
車においてはシフトレバーがニュウトラル位置にあるこ
とを検出して、エンジンが無負荷運転状態にあることを
検出し、ステッピングモータのアクチュエータを所定位
置に移動することにより、エンジンが負荷のある運転状
態から無負荷運転状態に急変した場合等におけるエンジ
ン回転数の異常上昇を防止することができ、燃料噴射量
を無負荷時に応じた噴射量に制御することができる。
【0049】以上述べたように、本発明の燃料噴射制御
装置に依れば、あらゆる運転条件下においてもエンジン
回転数の異常上昇を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置全体を示す概略構成図である。
【図2】ユニットインジェクタの縦断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置の電子制御部の構成を示すブロック図
である。
【図4】本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置による制御処理を示すフローチャート
である。
【図5】本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置による制御処理を示すフローチャート
である。
【図6】本発明の他の実施例に係るディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置による制御処理を示すフローチャー
トである。
【符号の説明】
2a〜2d ユニットインジェクタ 3a〜3d ステッピングモータ 5 ECU(第1、第2の制御手段) 24 プランジャ 31 Ne計算器(算出手段) 37 無負荷判断手段(検出手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ユニットインジェクタに内蔵されたプラ
    ンジャの圧送ストロークを変えて燃料噴射量を制御する
    ステッピングモータが設けられたディーゼルエンジンの
    燃料噴射制御装置において、エンジン回転数の上昇率を
    算出する上昇率算出手段を備え、該上昇率算出手段によ
    り算出された前記上昇率が所定値を越えたときは前記ス
    テッピングモータのアクチュエ−タを所定位置に移動さ
    せる移動手段を有していることを特徴とするディーゼル
    エンジンの燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】 ユニットインジェクタに内蔵されたプラ
    ンジャの圧送ストロークを変えて燃料噴射量を制御する
    ステッピングモータが設けられたディーゼルエンジンの
    燃料噴射制御装置において、エンジンが無負荷運転状態
    にあることを検出する運転状態検出手段を備え、該運転
    状態検出手段により無負荷運転状態が検出されたときは
    前記ステッピングモータのアクチュエータを所定位置に
    移動させる移動手段を有していることを特徴とするディ
    ーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項3】 前記運転状態検出手段は、クラッチが非
    係合状態にあることを検出することを特徴とする請求項
    2記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
  4. 【請求項4】 前記運転状態検出手段は、シフトレバー
    がニュウトラル位置にあることを検出することを特徴と
    する請求項2記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御
    装置。
JP5300885A 1993-11-05 1993-11-05 ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 Pending JPH07127512A (ja)

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