JPH01318743A - 燃料噴射装置 - 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］ この発明は実着火時期と目標着火時期との時期差に応じ
てインジェクタの噴射時期を調節するエンジンの燃料噴
射装置に関する９ ［従来の技術］ ディーゼル機関の低温始動性に大きな影響を及ぼす１囚
子として一般に燃料の噴射期間がある。

ディーゼル機関にあって始動開始時から初爆及び完爆が
得られる間での時間と燃料噴射時期との関係を示す第４
図によると、初爆及び完爆が得られるまでの時間が最小
となる噴射時期が存在し７、始動時間が最小となる、即
ち始動性が最良となる噴射時期においては着火遅れも最
小になると考えられている。第５図は回転速度を変えた
場合における燃料噴射時期と着火遅れとの関係を示して
いるが、この関係によると、たとえば始動時における回
転上昇等による着火遅れ角度の増加に伴って始動性が最
良となる燃料噴射時期は、前進（進角）させなければ成
らないことが判る。これをシリンダー内の燃焼面から第
６図にそって解析する９着火遅れが大きいとノズルから
噴射された燃料噴宵ジェットのうち一部分が全く着火し
なかったり、或いは着火後も直ちに火炎が消滅して燃焼
圧力上昇が見られない等の現象が発生する。第６図にお
いて、初爆（第４サイクル）直後のサイクルでは燃焼に
よる圧力上昇が上死点前に開始し、ているがサイクル番
号が進むに連れて着火時期は次第に遅れる傾向を示し、
第９サイクルでは上死点後約１５　じＣ＾）で着火する
ようになり第１０サイクルでは、ついに燃焼による圧力
上昇が見られなくなる。この間、回転速度は±２〜±１
　ｒｌ）Ｓの範囲で周期的に変動し、なから約１４　ｒ
ｐｓまで急速に増加するが、この回転速度の上昇に伴っ
てわずか１〜１．５秒間に着火遅れはクランク角度単位
で約４倍に増加している。そして燃焼による圧力上昇の
ないサイクル（たとえば第１０サイクル）が発生すると
、回転速度は直ちに低下するがこの結果クランク角度単
位の着火遅れは再び短くなり、以後のサイクルでは再び
燃焼による圧力上昇が現れる。この繰返し、が低温始動
性悪化の原因である。

低温始動時に燃料噴射時期を制御し、始動性を向上させ
る従来技術に、機械式オートマチックタイマーにおいて
、偏心カムをバネ力によって駆動していたものを油圧を
電気制御することで油圧ピストンで偏心カムを駆動する
ように構成し、た電子タイマーの提案や、実際の燃焼開
始を着火時期センサで検出し、燃料噴射時期をコントロ
ーラで補正制御するように構成り、た提案として、第７
図に示す「ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法
Ｊ　（特開昭６１−２０５３５１号公報）がある。

この提案は、基本燃料噴射時期を得るなめに、制御弁ａ
を制御するＣＰＵ（コントローラ）ｂ内に、実エンジン
回転数と実負荷を対照させる制御マツプを組み込み、対
照によって得る基本指令値を、ＣＰＵｂが目標着火時期
と実際の着火時期との差から補正し、て最終指令値を求
めるとともに、基本指令値をエンジン水温で補正し、て
許容進角限界たるガード指令値を求め、最終指令値がガ
ード指令値より遅角側のときには最終指令値によって制
御弁ａを制御するようにしだらのである。

［発明が解決り、ようとする課題」 しかし上記従来の電子タイマー及び燃料噴射時期制御方
法は、油圧によりタイマーピストンを駆動させて燃料噴
射時期を制御する構成であるため作動油が低温になって
粘度が増加した場合や、タイマーピストンの応答遅れに
より、目標噴射時期に制御するためには多少の時間を必
要とする課題があった９ 即ち、この時間は常温で１秒程度で、しかも低温始動時
は５〜１０秒になるため、きめの細かな噴射時期制御は
困難であると共に、低温始動時で、燃焼による圧力上昇
のないサイクル毎に、噴射時期を、数ｍ５ｅＣオーダー
の応答性で制御することは困難であるがらである。

また燃料噴射時期制御方法のように構成すると、ＣＰＵ
の制御が複雑であり、演算時間が長くなるため、処理能
力、演算速度の優れた高価なＣＰＵでかつコントローラ
の大形化を招＜　Ｃ，Ｐ　Ｕを採用せざるを得ない。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記課題を解決することを目的し、この発明
は、カム駆動されて機関速度に応じてエンジンに燃料を
噴射するインジェクタと、サイクル毎にエンジンの着火
時期、回転速度及び上死点をそれぞれ検出するセンサの
入力値から演算した実着火時期と目標着火時期との時期
差に応じてインジェクタの噴射時期を調節するコントロ
ーラを備えてエンジンの燃料噴射時期置を構成したもの
である。

［作用コ インジェクタは機関速度に応じてカム駆動され、エンジ
ンに適正量の燃料を噴射する。コントローラはエンジン
のサイクル毎にエンジンの着火時期、回転速度及び上死
点をそれぞれ検出するセンサの入力値を演算して実着火
時期を求め、求めた実着火時期と目標着火時期との時期
差に応じてインジェクタの噴射時期を調節するから、サ
イクル毎の着火時期が適正になり、着火遅れが短縮され
る。

この結果、始動時、＠機時の白煙、臭気の排出量が大［
１］に減少する、 ［実施例］ 以下にこの発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示し、であるようにエンジン１のシリンダヘッ
ド２には電子制御式のユニ・ソト型のインジェクタ３が
取り付けられている。実施例にあってこのインジェクタ
３は第２図に示しであるように、エンジン１のクランク
軸４で駆動されるカム５でエンジン１の回転速度に応じ
て駆動される駆動されるプランジャ６を１つのボディ内
に摺動自在に収容し１．その１ランジヤ６の駆動に応じ
て供給された燃料を加圧して後述する燃料供給通路８へ
送り、上記カム５の最小リフト値で後述する燃料リター
ン通路１４へのリーク燃料を導入するための燃料室１０
を形成するノズルホルダ１１と、このノズルホルダ１１
の先端側に一体的に収容されたノズルボディ１２と、上
記ホルダ１１内に形成されて燃料噴射ポンプ（図示せず
）からの燃料を上記ボディ１２内の燃料供給通路８へ誘
導する燃料送油通路１３および上記ホルダ１１内に形成
されて上記ボディ１２からのリーク燃料を上記燃料噴射
ボンズ側へ戻す燃料リターン通路１４のいずれか一方を
解放し、た時に他方をとじる電磁弁１５とから主に構成
される。

実施例にあって上記電磁弁１５は、無通電時に燃料リタ
ーン通路１４を閉じている電磁弁１５のスプール１６を
、リターンスプリング（図示せず）で復帰させて下側の
燃料リターン通路１４を開くと同時に、その燃料リター
ン通路１４に対し、てほぼ並行に形成された燃料送油通
路１３を閉じるように構成しである。

一方ノズルホルダ１１は針弁１７を摺動自在に収容する
ために筒状に形成されると共に、その針弁１７のテーバ
形状の受圧面１８の対面部分を円周方向に沿って半径方
向に窪ませて、上記受圧面１８に燃料油圧を作用させて
上記針弁１７を開弁方向へ移動させる燃圧室１９が形成
される９この燃圧室１９には上記燃料供給通路８が接続
される。

即ち電磁弁１５を０Ｎ−ＯＦＦすることによりインジェ
クタ３を電気的に０Ｎ−ＯＦＦＬＦＦ時期を調節するよ
うにしである。ところでユニットインジェクタの応答性
は十分に速く、各サイクル毎に噴射時期を変えることが
可能に構成しである。

さて、エンジンには第１図に示し、であるようにシリン
ダヘッド２に燃焼室２０内に挿入させて燃焼開始を検出
する着火時期センサ２１が設けであると共に、エンジン
１にはそれぞれ上死点位置及び回転速度を検出するため
のＴ　Ｄ　Ｃ，センサ２２゜回転遠度センサ２３がそれ
ぞれ収り付けられており１．これらセンサ２１．２２．
２３はクランク事由等に一体的に収り付けた符合盤２４
から着火時期、上死点ｔｉ置及び回転速度を検出するよ
うにしである。コントローラ２５はこれら着火時期セン
サ２１、回転速度センサ２３、Ｔ　Ｄ　Ｃ，センサ２２
の出力が入力されその入力値から実着火時期と目標着火
時期とを演算すると共に、演算された実着火時期と目標
着火時期を比較し、その時期差分、毎サイクル毎にイン
ジェクタ３にフィードバックするように構成しである。

第３図にコントローラの制御内容を示す。

図示されるように機関が始動状態に入り、各センサ２１
，２２．２３が入力する着火時期、上死点位置及び回転
速度を情報としてコントローラ２５が取り込みエンジン
１の始動状態を検出する。即ちステップ２６で回転速度
センサ２３による機関の回転速度を、ステップ２７でＴ
ＤＣセンサ２２による上死点位置を、ステップ２８で着
火時期センサ２１による燃焼室２０内での燃料の着火時
期が検出されてコントローラ２５に入力される。この直
後コントローラ２５はステップ２９で回転速度によりク
ランク角１°当たりの時間ｔｏを求め、次いでＴＤＣ（
上死点）信号と着火時期信号との時間差ｔ１　を求め、
ｔｏ、ｔ＋から下式に基づいて上死点に対する着火時期
のずれをクランク角度θ（’　ＣＡ）で求める演算を実
行する。

θ　（０Ｃ＾）＝ｔ＋、／ｌ。

この後コントローラ２５は求めなθと予め設定されたコ
ントローラ２５の目標着火時期θ０とが等し、いかを判
断３０で判定し、Ｎｏの場合は次の判断で求めたθが予
め設定されたコントローラ２５の目標着火時期θ０より
小さいか否かを判定し、求めたθが小さい場合はステッ
プ３１で進角処理を、大きい場合はステップ３２にで遅
角処理を実行する。即ちステップ３１．３２でそれぞれ
得られた差に相当させてインジェクタ３にフィトバック
をかけ目標着火時期θ０になるように上記電磁弁１５の
開時期を調節し、燃料噴射時期を制御する。コントロー
ラ２５はステップ３１，３２゜の実行後、判断３３でエ
ンジン１の冷却水温から終了し、たか否かを判定し４、
始動状態を継続する場合には、スタートにリターンする
。但し目標着火時期θ０は上死点近辺（上死点±５（°
Ｃ＾））の範囲に設定すると最も効率が良い。

以上のように構成するとエンジン１の始動性が大ｒｉに
改善され、暖機時の白煙１臭気の排出量を減少させる５
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この発明によれ
ば次の如き１憂れた効果を発揮できる。

カム駆動されて機関速度に応じてエンジンに燃ｆ１を噴
射するインジェクタと、サイクル毎にエンジンの着火時
期、回転速度及び上死点をそれぞれ検出するセンサの入
力値から演算し、た実着火時期と目標着火時期との時期
差に応じてインジェクタの噴射時期を調節するコントロ
ーラを備えてエンジンの燃料噴射時期置を構成しながら
、１つのポイントでインジェクタの噴射時期をサイクル
毎に調節し５、エンジンの始動性の大［１］な改善、暖
機時の白煙、臭気の排出量の大巾な減少を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示す概略図、第２図
はインジェクタの一例を示す断面図、第３図はコントロ
ーラの制御例を示すフローチャート、第４図は始動開始
時から初爆及び完爆が得られる間での時間と燃料噴射時
期との関係を示す性能線図、第５図は回転速度を変えた
場合における燃料噴射時期と着火遅れとの関係を示す性
能線図、第６図は着火遅れ角度と燃料噴射時期との関係
を示す性能線図、第７図は従来例を示す概略図である９ 図中、１はエンジン、３はインジェクタ、２５はコント
ローラである。 特許出願人　　　いすゾ自動車株式会社代理人弁理士　
　　絹　　谷　　信　　雄第７因 舅ワ印− 着父アイクｌＬ＆ Ｊ爆味角、ｔ　　ｒ、ｄｅｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．カム駆動されて機関速度に応じてエンジンに燃料を
   噴射するインジェクタと、サイクル毎にエンジンの着火
   時期、回転速度及び上死点をそれぞれ検出するセンサの
   入力値から演算した実着火時期と目標着火時期との時期
   差に応じてインジェクタの噴射時期を調節するコントロ
   ーラを備えた燃料噴射装置。