JPS63266139A - 電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法 - 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、電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法に
関する６ （従来の技術） ディーゼル機関に用いられる燃料噴射装置の一つとして
、電磁弁制御式の燃料噴射ポンプを用いたものがｎ７１
発されている。この燃料噴射ポンプでは、プランジャの
往復動により容積変化する燃料加圧室が、圧送通路を介
してエンジンのノズルに連通されるとともに、電磁弁を
設けた逃がし通路を介して低圧室に連通されている。そ
して、上記燃料加圧室の容積を減少させるプランジャの
往路行程において、上記電磁弁が開いた期間では燃料加
圧室から逃がし通路を経て低圧室へ燃料を逃がし、電磁
弁が閉じている期間だけ燃料を燃料加圧室から圧送通路
を経てエンノンのノズルへ圧送するようになっている。

上記電磁弁は、通常は次のようにして制御される。すな
わち、回転検出装置で、エンジンのクランクシャフトの
基準回転位置通過と所定角度毎の回転を実質的に検出す
る。制御装置では、上記回転検出装置からの検出信号を
受けてクランクシャフトの回転角度および回転数を演算
し、この回転角度および回転数に基づいて、上記燃料噴
射ポンプの電磁弁の駆動回路に駆動信号を出力し、この
電磁弁の開閉時期を制御することにより、燃料噴射時期
および燃料噴射量を制御する。

ところで、エンジンの始動時には、セルモータを起動さ
せて、エンジンのクランクシャフトを回転させる。する
と、クランクシャフトの回転により、上記燃料噴射ポン
プで燃料噴射が開始される。

この際、クランクシャフトが最初にどの位置にあるかは
定まっておらず、回転検出装置により最初にクランクシ
ャフトが基準回転位置を通過するのを検出するまでは、
制御装置でクランクシャフトの回転角度を演算すること
がで島ない。したがって、燃料噴射のタイミングを制御
することかできない。

従来では、上記問題に対して２つの対処方法があった。

第１の対処方法では、クランクシャフトの基準回転位置
通過を検出するまで電磁弁を開くことにより、燃料加圧
室の燃料を逃がし通路から低圧室へ逃がすようにしてい
る。

第２の対処方法では、特開昭６１−２５８９５１号公報
に示すように、クランクシャフトの基準回転位置通過を
検出する主で電磁弁を閉じっばなしにし、燃料加圧室の
燃料を圧送通路からエンノンのノズルへ供給している。

（発明が解決しようとする問題点） 第１の方法では、始動時の初期に燃料が無噴射なので、
燃料の燃焼によるトルクは全く発生せずセルモータのト
ルクだけで始動を行なうため、始動が不安定になる欠点
があった。

第２の方法では、燃料が過剰に供給され、黒煙の発生を
招く欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その要旨は、エンジン始動の際、回転検出装置からクラ
ンクシャフトの基準回転位置通過の検出信号が制御装置
に送出されない期間では、クランクシャフトの回転角度
とは無関係に制御装置から駆動信号としてパルスを間欠
的に出力して電磁弁を繰り返し開閉させることにより、
プランジャの往路行程で燃料の間欠噴射を行なわせるこ
とを特徴とする電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方
法にある。

（作用） エンジン始動時において、回転検出装置からクランクシ
ャフトの基準回転位置通過の検出信号が制御装置に送出
されない期間では、燃料の間欠噴射を行なうため、最初
から燃料のｍ焼によるトルクの助けを借りて始動を確実
に行なえる。また、燃料を過剰に供給しないので、黒煙
の発生を防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図から第４図までの図面
に基づいて説明する。第２図には分配型燃料噴射ポンプ
１が示されている。この燃料噴射ポンプ１はポンプハウ
ジング２を有している。ポンプハウジング２の内部は低
圧室３となっており、この低圧室３には、ポンプハウジ
ング２に設置されたフューエルポンプ（図示しない）か
らの低圧燃料が満たされている。

ポンプハウジング２の側壁にはプランツヤバレル４が挿
入固定され、このプランジャバレル１１には、例えば４
つの吸入通路５ａと１つの吐出通路５ｂとを有するプラ
ンジャ５が往復動可能でかつ回転可能に挿入されている
。プランン゛ヤ５の一端は、エンノンのクランクシャフ
ト（図示しない）に連結された駆動シャフト６に対して
、カブラフにより、回転伝達可能で軸方向移動を許容さ
れた状態で連結されている。プランジャ５の一端には７
エイスカム８が固定されており、このフェイスカム８は
スプリングに押されてローラ（図示しない）に接してお
り、駆動シャフト６の回転に伴ない、プランジャ５を回
転させながら往復動させるようになっている。

プランジャバレル４の奥部には、ブランンヤ５の往復動
により容積が変化する燃料加圧室１０が形成されている
。この燃料加圧室１０は、プランジャ５の回転角度に応
じ、その吐出通路５ｂを介して、プランジャバレル４お
よびポンプハウノング２に形成された例えば４つの圧送
通路１１に選択的に連なっており、さらに、ポンプハウ
シ゛ング２に設置された４つのデリバリバルブ（図示し
ない）と、このデリバリバルブから延びるパイプを介し
てエンジンの各ノズル（図示しない）に連なりている。

燃料加圧室１０は、さらに、供給通路１２を介して上記
低圧室３に連なるとともに、逃がし通路１３ａ、１３ｂ
を介して低圧室３に連なっている。

この逃がし通路１．３ａ、１３ｂ間には、電磁弁２０が
介在されており、この電磁弁２０の開閉により、逃がし
通路１３ａ、１３ｂを介しての燃料の流通および遮断が
制御されるようになっている。

電磁弁２０は、逃がし通路１３１１，１３１）を互いに
連通させる通路２１を有し、この通路２１をポペット弁
２２で開閉するようになっている。ポペット弁２２は、
コイルスプリング２３により通路２１を開く方向に付勢
されている。また、ポペット弁２２にはアーマチャー２
４が取り付けられており、このアーマチャー２４がコイ
ル２５への通電時にステータ２６方向に引き付けられる
ことにより、ポペット弁２２がフィルスプリング２３に
抗して通路２１を閉じるようになっている。

第３図には回転検出装置３０が示されている。

詳述すると、駆動シャフト６のポンプハウジング２外に
突出した部分には、回転体３１が取り付けられている。

この回転体３１の周面には、基準トラック３１ａとスケ
ールトラック３１ｂが形成されている。基準トラック３
１ａでは、特定箇所（基準点）がＮ極とＳ極に磁化され
ている。また、スケールトラック３１ｂでは、例えば１
０度毎にＮｉとＳ極が交互に配されている。回転体３１
の周囲には、この回転体３１の各トラック３１ａ、３１
ｂかられずかに離れて、ホール素子からなる基準点検出
用センサ３２ａおよびスケール検出用センサ３２ｂがそ
れぞれ配置されている。基準点検出用センサ３２ａでは
、基準トラック３１ａの基準点が通過する毎に、基準点
検出パルスを出力し、これにより、クランクシャフトが
基準回転位置を通過したことを検出するようになってい
る。また、スケール検出用センサ３２ｂでは、駆動軸６
が所定角度例えば１０度可回転る毎にスケールパルスを
出力し、これにより、クランクシャフトの２０度毎の回
転を検出するようになっている。

上記電磁弁２０は第１図に示す制御装置４０により、ｒ
ｗＩｒ！１制御されるようになっている。

制御装置４０は、基準点検出用センサ３２ａｈ・らの基
準点検出パルスとスケール検出用センサ３２ｂからのス
ケールパルスを受けてクランクシャフトの回転角度を演
算する回転角度検出回路４１を有するとともに、スケー
ル検出用センサ３２Ｉ〕からのスケールパルスを受けて
クランクシャフトの回転数を演体する回転数検出回路４
２を有している。なお、これらセンサ３２ａ、３２ｂと
検出回路４１．４２との間には、波形整形回路等が介在
されているが図では省略する。

制御装置４０は、アクセル踏み込み量、ブースト圧、燃
料温度、バッテリー電圧、エンジン冷却水温度等の各種
センサから検出信号を受けるようになっている。なお、
これら各種センサは図を簡略化するｊこめに図中符号３
５により１つにまとめて示されている。また、センサ３
５と制御装（買４０との間にはＡ／Ｄ変換器等が介在さ
れているが図では省略する。

制御装置４０において、回転数検出回路４２　ｈ−らの
演算結果と、センサ３５からのアクセル踏み込み量、ブ
ースト圧、燃料温度、バッテリー電圧、エンジン冷却水
温度情報は、それぞれ目標噴射量演算回路４３および目
標噴射時期演算回路４４に送られ、各演算回路４３．４
４での演算結果は、パルス幅演算回路４５、パルス発生
時期演算回路４６にそれぞれ送られるようになっている
。

また、回転角度検出回路４１、パルス幅演算回路４５、
パルス発生時期演算回路４６からの演算結果は、第１の
駆動信号発生回路４７に送られ、この駆動信号発生回路
４７からの駆動信号が、電磁弁２０を駆動するための駆
動回路４８に送られるようになっている。

制御装置４０における上記構成は従来とほぼ同じである
。本実施例では、さらに第２の駆動信号発生回路５０を
有している。第２の駆動信号発生回路５０は、センサ３
５からバッテリー電圧、エンジン冷却水温度の情報を受
けて、後述の演算を行ない、スタータ信号を受けた時に
、上記駆動回路４８に駆動信号を送るようになっている
。なお、第１の駆動信号発生回路４７およＶ第２の駆動
信号発生回路５０と、駆動回路４８との間にはＯＲ回路
５１が介在されている。

上述構成において、始動時には、スタータスイッチをオ
ンにして、セルモータを回転させ、エンジンのクランク
シャフトを強制的に回転させる。すると、駆動シャフト
６が回転し、これに伴ないプランジ゛ヤ５が回転すると
ともに往復動し、その往路行程で燃料加圧室１０の燃料
を加圧する。

ところで、クランクシャフトが基準Ｈ転位置に達するま
では、基準点検出用センサ３２ａから基準点検出パルス
が出力されない。したがって、回転角度検出回路４１で
クランクシャフトの回転角度を演算することができず、
エンジンの各ピストンの位置が不明であるため、燃料噴
射タイミングを決定することができない。このような状
態の時には、第２の駆動信号発生回路５０により電磁弁
２０の制御を行なう。

すなわち、第２の駆動信号発生回路５０では、センサ３
５から送られてくるバッテリー電圧が例えば８Ｖより低
く、エンジン冷却水温度がＯ′Ｃより低い場合には、ス
タータ信号を受けた時、クランクシャフトの回転角度や
ピストン、プランジャ５の位置とは無関係に、Ｈレベル
の駆動信号を継続的に駆動回路４８に送出する。これに
より、電磁弁２０のコイル２５が通電されポペット弁２
２による通路２１の閉じ状態が維持される。この結果、
プランジャ５の往路行程において、燃料加圧室１０で加
圧された燃料は、逃がし通路１３ａ、１３ｂを経て低圧
室３へ逃げず、圧送通路１１からデリバリバルブ、バイ
ブを経てエンジンのノズルに至り、ここでエンジンの燃
焼室に噴射される。

上記のようにバッテリー電圧が低くてセルモータの回転
トルクが弱く、エンジン冷却水温度が低くてピストンの
摺動抵抗が大きい場合には、燃焼により発生するトルク
を大きくする必要があるから、燃料噴射量を最大限大き
くした方が好ましいのである。

上記始動時において、バッテリー電圧やエンジン冷却水
温度が所定値より高い場合には、第２の駆動信号発生回
路５０で、バッテリー電圧および冷却水温度に応じてパ
ルス幅を演算する。このパルス幅はバッテリー電圧およ
び冷却水温度が低いほど広く、これらが高いほど狭くな
っている。一方、スケール検出用センサ３２ｂから出力
されたスケールパルスが、回転角度検出回路４１を通過
して上記第２の駆動信号発生回路５０に送られる。

この第２の駆動信号発生回路５０では、スケールパルス
に同期して、上記演算により得られた幅のパルスからな
る駆動信号を駆動回路４８に送る。

この結果、電磁弁２０が小刻みに開閉を繰り返し、燃料
噴射が間欠的に行なわれる。したがって、バッテリー電
圧や冷却水温度に対応した適量の燃料噴射を実現でき、
エンジンの始動を確実に行なうことができる。また、燃
料噴射量が多すぎて黒煙が発生する不都合も解消できる
。

なお、基準点検出パルスが出力されるまでは、第１の駆
動信号発生回路４７の出力はＬレベルである。

上記始動時において、エンジンのクランクシャフトが２
回転するまでの間、すなわち駆動シャフト６が１回転す
る間には、クランクシャフトが基準回転角度に達し、こ
の時、基準点検出用センサ３２ａから基準点検出パルス
か送出される。この基準点検出パルスは回転角度検出回
路４１を通って上記第２の駆動信号発生回路５０に送ら
れ、上記駆動パルスの出力が停止され、通常の始動制御
か′開始される。すなわち、回転数検出回路４２で検出
された回転数と、センサ３５からのアクセル踏み込み量
、ブースト圧、燃料温度、冷却水温度、バッテリー電圧
等の情報に基づいて、目標噴射量演算回路４３で目標噴
射量が演算されるとともに、目標噴射時期演算回路・ｔ
４で目標噴射時期が演算される。そして、この目標噴射
量に基づいてパルス幅演算回路４５でパルス幅が演算さ
れ、目標噴射時期に基づいてパルス発生時期演算回路４
５でパルス発生時期が演算される。第１の駆動信号発生
回路４７では、基準点検出用センサ３２ａからの基準点
検出パルスを受けた後で、上記演算で得られた時期と幅
のパルスを駆動信号として出力する。このパルス発生に
より、クランクシャフトの回転角に対応して、換言すれ
ばエンシ゛ンの各ピストンの位置に対応して最適な燃料
噴射制御を行なう。

なお、基準点検出用センサ３２ａからの基準点検出パル
スが発生するまでの初期制御において、パルス幅の演算
を行なわずにスケールパルスに同期して出力をＨ，Ｌの
レベルに交互に切り換えることによりデユーティ比が５
０％のパルスを出力してもよい。また、スケールパルス
を受けて例えば２０°の回転角度範囲で出力をＨにし、
１０゜の回転角度範囲でＬにすることにより、デユーテ
ィ比が６６％のパルスを出力してもよい。

さらに、上記制御装置の要部をマイクロコンピュータで
構成してもよいことはもち論である。

第５図に示す実施例は制御装置６０にマイクロコンピュ
ータ６１を用いたものである。このマイクロコンピュー
タ６１には、基準点検出用センサ３２ａから基準点検出
パルスが入力されるとともに、スケール検出用センサ３
２ｂからスケールパルスが入力される。また、スタータ
信号、前述したセンサ３５からの検出信号も入力される
。

マイクロコンピュータ６１の制御ポートには、第１のア
ンド回路６２が接続されるとともに、インバータ６３を
介して第２のアンド回路６４が接続されている。また、
マイクロコンピュータ６１の出力ポートには第１の駆動
信号発生回路６５および第２の駆動信号発生回路６６が
接続されており、これら駆動信号発生回路６５．６６か
らの駆動信号は上記アンド回路６２．６４にそれぞれ送
られるようになっている。そして、各アンド回路６２．
６４の出力は、ＯＲ回路６７を介して駆動回路４８に送
られるようになっている。

上記マイクロコンピュータ６１では第６図に示すような
演算を行なう。すなわち、スケールパルスの割り込みが
行なわれる毎に、ステップ１００で７ラグが「１」であ
るか否かを判別する。フラグがｒＮでない時にはステッ
プ１０１で制御ボートの出力なｒＯＪにし、ステップ１
０２で初期制御を実行する。すなわち、バッテリー電圧
や冷却水温度に対応したデユーティ比を演算し、この演
算結果を第２の駆動信号発生回路６Ｇに送出する。この
駆動信号発生回路では、スケールパルスとは無関係にク
ロックパルスに同期して上記演算により得られたデユー
ティ比を有するパルスを駆動信号として出力する。この
時アンド回路６４には、制御ボートの出力がインバータ
６３により反転されて「１」が入力しているから、上記
パルスは駆動回路４８に送られ、電磁弁２０を小刻みに
開閉制御する。この制御を基準点検出パルスが入力され
るまで継続する。なお、上記パンテリー電圧や冷却水温
度が所定値より低い場合には、デユーティ比を１００％
にすることもできる。

基準点信号が割り込むと、ステップ２００でフラグを「
１」にする。したがって、この後で、スケール信号の割
り込みが行なわれると、ステップ１００でフラグ「１」
を判別し、ステップ１０３でボートを「１」にし、ステ
ップ１０４で通常の始動制御を実行する。すなわち、前
記実施例と同様にしてパルス幅とパルス発生時期を演算
する。第１の駆動信号発生回路６５では、この演算結果
に基づいてパルスを出力する。この時アンド回路６２に
制御ボートの出力「１」が入力しているから、上記パル
スは駆動回路４８に送られ、電磁弁２０をｉｉ制御する
。

なお、上記制御装置６０全部をマイクロコンビよ−タで
構成してもよい。

本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能であ
る。例えば、噴射開始時期を機械式タイマで制御しても
よい。

回転検出装置は一つのトラックを有する回転体と、一つ
のセンサにより構成してもよい。この場合、トラックの
全周の大部分に規則的にＮ極領域とＳ極領域を交互に配
し、１笛所だけ、この配置状態を変えて基準点とする。

センサでは基準点通過の時に特殊な出力波形となり、基
準点検出信号を得ることができる。

また、この回転検出装置は歯車と電磁ピックアップセン
サで構成してもよい。

さらに、初期制御において、バッテリー電圧と冷却水温
度の池に、回転数や燃料温度等を加えて演算することに
より、駆動信号としてのパルスの幅を決定してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、始動を確実に行なえ
るとともに、この始動の際に燃料を過剰に供給しないの
で、黒煙の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図までの図面は本発明の一実施例を示す
ものであり、第１図は制御装置の回路図、第２図は燃料
噴射ポンプの要部断面図、第３図は検出装置の斜視図、
第４図は初期燃料噴射制御のタイムチャートである。ま
た、第５図、第６図は本発明の池の実施例を示し、第５
図は制御装置の回路図、第６図はマイクロコンピュータ
での演算処理を示すフローチャートである。 １・・・燃料噴射ポンプ、３・・・低圧室、５・・・プ
ランジャ、６・・・駆動シャフト、１０・・・燃料加圧
室、１１・・・圧送通路、１３ａ、１３ｂ・・・逃がし
通路、２０・・・電磁弁、３０・・・検出装置、４０．
６０・・・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）　プランジャの往復動により容積変化する燃料加
   圧室が、圧送通路を介してエンジンのノズルに連通され
   るとともに、電磁弁を設けた逃がし通路を介して低圧室
   に連通され、上記燃料加圧室の容積を減少させるプラン
   ジャの往路行程において、上記電磁弁が開いた期間では
   燃料加圧室から逃がし通路を経て低圧室へ燃料を逃がし
   、電磁弁が閉じている期間だけ燃料を燃料加圧室から圧
   送通路を経てエンジンのノズルへ圧送するのを許容する
   ようにした燃料噴射ポンプと、 （ロ）　エンジンのクランクシャフトの基準回転位置通
   過と所定角度毎の回転を実質的に検出する回転検出装置
   と、 （ハ）　上記回転検出装置からの検出信号を受けてクラ
   ンクシャフトの回転角度および回転数を演算し、この回
   転角度および回転数に基づいて、上記燃料噴射ポンプの
   電磁弁の駆動回路に駆動信号を出力し、この電磁弁を制
   御することにより、燃料噴射を制御する制御装置 とを備えた燃料噴射装置において、エンジン始動の際、
   回転検出装置からクランクシャフトの基準回転位置通過
   の検出信号が制御装置に送出されない期間では、クラン
   クシャフトの回転角度とは無関係に制御装置から駆動信
   号としてパルスを間欠的に出力して電磁弁を繰り返し開
   閉させることにより、上記プランジャの往路行程で燃料
   の間欠噴射を行なわせることを特徴とする電磁弁制御式
   燃料噴射装置の初期制御方法。