JPS59183042A - デイ−ゼルエンジンの最大燃料噴射量制御装置 - 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】 本光明は、ディーゼルエンジンの最大燃料噴射量制御装
置に係り、特に、高度補償装置や過給圧補償装置等の最
大燃料ｐ、１割輪副輪制御装置む薇憾制御式の燃料噴射
ポンプを備えた自動車用ディーゼルエンジンに用いるの
に好適な、エンジン運転状態に応じて最大燃料噴射≠を
制御するようにしたディ−ゼルエンジンの最大燃料噴Ｑ
’Ｊ量制御装置の改良に関する。

ｑ２に、ディーゼルエンジンにおいては、その燃焼筒に
供給される燃料を、エンジン回転と同期して回転駆動さ
れている燃料＠剣ポンプにより制御覆るようにしており
、該燃料噴釧ポンプ内に設けられたフィードポンプの供
給圧で、タイマピストンを動かしでロールリングを勅か
げことによって、燃１１１１百削時Ｗ］を制御し、又、
遠心力カバナによりスピルリングを動かして圧送路りを
変えることによつ一ンー１撚料噴剖猿を制御づるように
している。

又、一部のディーゼルエンジン、特に、ターホチ７−ジ
ヱが補えられた自＋１１電用ディーゼルエンジンにあい
Ｕ　１ｔ、大気圧（過給圧）が供給される大気圧至（゛
過給圧至）と絶対圧弁から得られるー定圧が供給される
一定圧室を備えたタイヤフラム式の高度補償装置く過給
圧補償装置）からなる最大燃料噴１３１量制御装置を用
いて、前記スピルリングの最大変位位置、即ち、最大燃
料噴射量を最適に制御することによって、高度又は過給
圧に応した吸入空気量の補正を行っている。

しかしなから、このようななタイヤフラム式の制御装置
では、エンジン回転速度、吸入空気温度、エンジン水温
や油温等の熱的負荷から要求される最大燃料噴射量の補
正を行うことはできなかった。

従って、このような場合、スモーク；１度が増加したり
、出力性能か低下したり、又、例えば、異常過熱等によ
ってエンジン本体に致命的な恕影響を与え、エンジン本
体の耐久性を低下させたりすることがあるという問題点
を有していた。

一方、近年、前記のようなタイヤフラム式の制御装置を
用い、その一定圧室に加えられる圧力を、負圧制御弁に
より可変とし、該負圧制御弁の発生負圧を、エンジン回
転速度、吸入空気；温度、熱的負荷等により電子制御す
る試みがなされている。

このような電子制御式の制御装置によれば、機械的なタ
イヤフラム式の制御装置のみを用いた場合に比べて、エ
ンジン回転速度、吸入空気温度、熱的負荷等に応じた、
適切な最大燃料噴射量の補正を行うことが可能となるも
のである。しかしながら、従来のダイヤフラム弐制御装
置をそのまま用いているため、ダイヤフラム式制郭装置
の制御部ｔｌオのばらつきによる最大燃料噴射量のばら
つきが残るだけでなく、負圧制御弁等において、電気信
号を負圧信号に変換するため、負圧制御系部材のばらつ
きによる最大燃料噴射量のばらつきが加わる。従って、
最大燃料噴射量のばらつきか増大して、過渡時にスモー
クを発生したり、出力性能のばらつきを生じる。又、過
渡応答性も悪い。更（こ、負圧制御系を設ける必要があ
るので、構成部品が多くなり、且つ、製造原価も高くな
る等の問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するｌ＼くなされた
もので、負圧制御系を用いることなく、エンジン運転状
態に応じて最大燃料−噴射量を適確に制御することがで
き、従って、応答性を向上できるとともに燃料噴射量の
ばらつきを低減することができるディーゼルエンジンの
最大燃料噴躬量制皿装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジン運転状態に応じて最大燃料噴射量を
制御するようにしたディーゼルエンジンの最大燃料噴射
型制御装置において、第１図にその要旨を示す如く、 エンジン運転状態を表わす各種パラメータを検出するた
めのセンサと、 該センサの出力に応じて最大燃料噴射量を副脚するため
の電気信号を発生する演算手段と、該電気信号に応じて
、全負荷的のｉズネ４噴射吊を決定している、燃料噴射
ポンプのテンションレバーのストッパ位置を操作制御す
るりニアソレノイド弁と、 を含むことにより、前記目的を達成したものである。

本発明によれば、負圧制御系の代わりにリニアンレノイ
ド弁を用いているので、負圧制御系が不要となり、応答
性を向上すると共に燃料噴射量のばらつきを低減するこ
とができる。

以下図面を参照して、本発明に係るディーゼルエンジン
の最大燃料噴射量制御装置が採用された、機械制御式の
燃料噴射ポンプを備えた、自動車用ディーゼルエンジン
の実施例を詳細に説明する。

本実施例の全体構成を示す第２図において、燃料噴射ポ
ンプ１２の駆動軸１４は、ディーゼルエンジン１０のク
ランク軸により駆動され、この駆動軸１４上にある歯車
１Ｇと噛み合う歯車１８を介して、遠心力力ハナ２０の
遠心おもり２ＯＡが回転され、ガバナスリーブ２０Ｂを
エンジン回転速度に応して軸線方向く右方向）に移動さ
せる。

又、前記駆動軸１４は、その軸端に位置するローラリン
グ２２の円周上に配設された複数のローラ２２Ａを、デ
ィーゼルエンジン１ｏのシリンダ数と同数のカム山を持
つフェイスカム２４と一体に回転しながら、軸方向に往
復移動させる。このフェイスカム２４は、圧縮スプリン
グ２５により、ローラ２２Ａに押し付けられている。

フェイスカム２４の反対側端面には、ポンププランジャ
２６が抑圧状態で配置され、駆動軸１４、即ちフェイス
カム２４の１回転毎に、該ポンププランジャ２６は、１
回の回転運動及びカム山の数と同じ回数の軸方向往復運
動を行う。ポンププランジャ２６には、テイーゼルエン
ジン１０のシリンダ数と同数の吸入縦溝２６Ａ及び１つ
の分配縦’ｆ１４２６　Ｂが周囲に形成され、更に、こ
の分配縦お２′６Ｂに連通ずる中心軸孔２６Ｃが端面に
開口され、又、フェイスカム２４に近い所で、ポンプハ
ウジング空間１２Ａに開口するスピルボート２６Ｄに連
通されている。該ボンプランジャ２６か挿入されるポン
プシリンタ１２Ｂには、１つの吸入孔１２Ｃとディーゼ
ルエンジン１０のシリンダ数と同数の分配孔１２Ｄか形
成されている。更に、前記ポンププランギヤ２６上には
、前記スピルボート２６Ｄを開閉するよう、軸方向に移
動可能なスピルリング２８が配設されている。前記吸入
孔１２Ｃは、吸入通路１２Ｅを介して前記ポンプハウジ
ング空間１２Ａと連通している。

従って、駆動軸１４により駆動されて回転しながら、フ
ェイスカム２４とローラ２２Ａとの共同作ｊ１により軸
方向に移動しているポンププランジャ装置か、図のん方
ｌ＼移動する除、その吸入縦溝２６への１つと吸入孔１
２Ｃとが一斂し、シにボンゾブランシｔ２６か図のん方
ｔ＼移動するにつれ、フィートポンプ（図示省略）によ
りエンジン回転速度に比例−リ−る圧力に加圧された、
ポンプハウジング仝ｉ用１２．Ａ内に存在づる燃料が、
吸入通路’２Ｆ＊灼って吸入孔１２Ｃに入り、吸入１１
１溝２６Ａを；烏つ゛ζポンププランジャ２６の右方端
面の圧力°￥２６Ｅ’＼流入する。フェイスカム２４の
回転にどもｌよい、ポンププランジｖ２６か図のん塩１
１２１畝ｌ〕・ら回転しながらも方Ｉ＼移動し始めると
、吸入孔１２ｃと吸入縦溝２６八か也断８れる一方、分
配２］（）菌２６Ｂと分配孔１２１〕の一つか連通し、
加ｊ土され７＝　ｊ：４４ｉ料が、中心軸孔２６Ｃ１分
配縦溝２６Ｂ１分配孔１２０及び送出弁２９を介して、
燃料噴国パイプ３０を通って、燃料嗅身」ノズル３２に
到３Ｍ　シ、これから、ぞの属する燃焼至１０Ａへ＠劃
される。

ポンププランジャ２Ｇの右方移動に従い、スピルボート
２６Ｄかスピルリング２８からはずれて開くと、圧力至
２６Ｅ内の高圧燃料は、中心軸孔２６Ｃからスピルボー
ト２６Ｄを通ってポンプハウジンク空間１２Ａ内へ戻る
。これにより燃料噴射か終了づることになる。従って、
このスピルリング２８の位置により、燃料噴射の終了、
即ち、゛（Ｍ；半斗ｐ負身ｊｋが市１１ｉ卸されること
になる。

エンジン回転速度に応じてスピルリング２８を操作して
燃料噴射量を変化させるため、固定釉３６Ａのまわりに
全負荷燃料材設定ねし３４て設定己れるカイトレバー３
６に、支点３８Ａを介して揺動可能に支持されるコント
ロールレバー３８は、一端でスピルリング２８に係合し
、他端で遠心力）Ｊハチ２０のガバナスリーブ２０Ｂに
係合してあり、エンジン回転速度、即ち、遠心力ガバナ
２０の回転速度が高くなると、遠心おもり２０Ａが外測
に開いてカバナスリーブ２０Ｂを右方へ押し、」ン１−
ロールレバー３８を、その支点３８Ａを軸に詩計方向に
揺動させてスピルリング２８を左方へ移８させ、スピル
ボート２６Ｄを早く開いて、燃料噴射量を少なくする。

又、ポンプハウジングに回動可能に支持される軸４０は
、その上端の中心で、運転席に配設されたアクセルペタ
ル（図示省略）に連結されたアジ”Ｉ７ステングレハー
４２と結合され、その下端の函心ビン４４に一端を掛け
られた引張スプリング・１６の他端は、前記支点３８Ａ
の回りに揺動可能なテンションレバー４８の自由端に取
付けられている。テンションレバー４８とコントロール
レバー３８の間には、圧縮スプリング５０か設けられて
いる。

従って、アシ下ステインクレバー４２をアクセル全開方
向ｌ＼回して、偏心ピン４４を図の最も左方の位置へも
たらすと、引張スプリング４６を介してテンションレバ
ー４８、及び、圧縮スプリング５０を介してコントロー
ルレバー３８が、共に、支点３８Ａの回りに反時計方向
に揺動されて、スピルリング２８が右方へ移動され、燃
料噴射量が最大にされる。

前出第２図は、特定回転速度におけるｉ％料噴躬量に対
応するカイトレバー３６及びコントロールレバー３８の
位置を示しているか、テンションレバー４８を、支点３
８Ａの回りに揺動させることにより、スピルリング２８
の位置、即ち、燃料噴射量を変化させることができる。

このテンションレバー４８を操作するために、リニアソ
レノイド弁５４が設けられ、そのコア５４Ａに係合され
たブツシュロッド５６は、支点５８Ａの回りに揺動可能
に支持されるＬ字形レバー５８の一方の腕５８Ｂにロッ
ド６０を介して）５結され、更にそのレバー５８の他方
のＩＡｉ　５８　Ｃは、ストッパとして、テンションレ
バー４８に連結されている。リニアソレノイド弁５４の
小ビン５４Ｂの周囲に設けられたコイル５４Ｃは、電子
制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６８と接続され
、電流制御が行われる。即ち、コイル５４Ｃに印加され
るＮ流値が増加すると、小ビン５４Ｂに発生づる起磁力
が増加し、コア５４Ａは、ばね５４Ｄを押圧して図の下
方へ移動する。一方、逆に電）た値か減少すると、起磁
力か減少し、コア５４Ａは、ばね５４Ｄにより上方へ戻
される。従って、ＥＣＵ６８からコイル５４Ｃに印加す
る電流１直を市１１葡Ｉすることにより、コア５４Ａに
１系金されたブツシュロッド５６にロッド６０を介して
連結されるＬ字形レバー５８を揺動させることができ、
テンションレバー４８を左右に揺動させて、燃牙斗噴旦
［を変化させることができる。

このリニアソレノイド弁５４を制御するＥＣＵ６８１こ
は、ディーゼルエンジン１０の運転状態を感知づるため
、エンジン回転センサ７２、吸気管７４に配設３れた吸
気圧センサ７６、同じく吸気管７４に配設された吸気温
センサ７８、ディーゼルエンジン１０のシリンタフロッ
ク１０Ｂに配設された水温センサ８０等からの信号が入
力される。

前記スピルリング２８には、第３図に示す如く、ステー
８２を介してビン８４かスピルリンク２８の移動方向に
平ｉテに取付けられ、ビン８４の一瑞は、ポンプヘッド
１２Ｆに固定された負荷センサ８６のコイル部８６Ａに
挿入己れている。従って、スピルリング２８の位置変化
に対して、ビン８４とコイル部８６Ａの重なり量か変化
し、イ°ンダクタンスが変化することによって、スピル
リング２８の位置、即ち、負荷が直接検出される。この
負荷センサ８６の出力も、又、前記Ｅ　Ｃｌ−ｉ　６８
に入力される。

第４図は、前記ＥＣＵ６８の構成を詳細に示づもので、
吸気圧センサ７６、吸気温センサ７８、水温センサ８０
、負荷センサ８６の出力か、各バッファ６８８〜Ｅを介
してアナログマルチプレクサ（以下マルチプレクサと称
する）６８Ｆに送り込まれ、アナログ−デジタル変換器
（以下Ａ　、−′Ｄ変換器、と称する）６８Ｇを介して
入出カポ−トロ８１」に印加己れる。入出カポ−トロ８
Ｈは、ハス６８１を介して、ＥＣＵ６８のマイクロコン
ピュータ部分を構成するバックアップランダムアクセス
メモリを含むランタムアクセスメモリ（以下ＲＡ　ｉｖ
！と称する）６８Ｊ、リードオンリーメモリ（以下ＲＯ
Ｉ＼１１と称する）６８Ｋ、中央処理ユニットく以下Ｃ
ＰＵと称する）６Ｂしに接続されている。一方、前記エ
ンジン回転センサ７２の出力は、波形整形回路６８〜１
を介してＣＰＵ６８Ｌに直接取込まれている。又、前記
ＣＰＵ６８Ｌは、デジタル−アナログ変換器（以下り、
′Ａ変換器と利−づる〉６８１＼、ザーホ増幅器６＋８
０、及び駆動回路６８Ｐを介して、前記リニアソレノイ
ド弁５４に接続されている。尚、各種クロック信号を発
生するクロック６８Ｑも、前記ＣＰＵ６８Ｌ、Ａ／′Ｄ
変換器６８Ｇ、入出カポ−トロ８Ｈ，Ｄ／Ａ変換器６８
ｉくに接続されている。

本寅床例にあける燃料嗅躬量制師は、第５図に示すよう
なルーチンに従って実１１される。

即ち１、まずステップ１１０て、次式に示す如く、エン
ジン回転速度Ｎｅに応じて、基本の最大燃料噴射量（以
下、最大噴射量と称づ−る）Ｑを算出する。

Ｑ−リ（Ｎｅ＞・・・・・・・・・く１〉次いて、ステ
ップ１１２に進み、吸気圧から求められる吸入空気量に
応じて、第６図に示すような、エンジン回転速度毎に求
められた吸入空気量と最大噴射量の関係から、スモーク
レｌ＼ルを一定とするために必要な最大噴射量の補正量
△Ｑ１を求め、次式に示す如く、前出ステップ１１０て
求めら、れた基本の最大噴射量Ｑに加える。

Ｑ←Ｑ＋ΔＱ１　　　　　・・・・・・・・・（２）次
いてステップ１１４に進み、エンジン冷却水温に応して
、第７・図に示すような、ディーゼルエンジン１ｏの異
常過熱を防止するために必要な、エンジン回転速度毎に
求められたエンジン冷却水温と燃料噴射量の関係から、
必要な補正量△Ｑ２を求め、次式に示す如く、前出ステ
ップ１１２て求められた最大噴射量Ｑに加える。

Ｑ←Ｑ十△Ｑ２　　　　　　・・・・・・・・・（３）
次いでステップ１１６に進み、第８図に示すような、エ
ンジン回転速度毎に求められたｊｙ（料囁剣量とスピル
リング位置との関係を用いて、前出ステップ１１４て求
められた最大噴０４　ｍ　Ｑに対応するスピルリング１
立置を求める。次いでステップ１１８に進み、第９図に
示すような、スピルリング位置とりニアツレノド印加電
流の関係を用いて、前出スナップ１１６で求められたス
ピルリング位置に対；ＩＡ刃るりニアソレノイド弁５４
１＼の印加°電流を３ｉ＜ぬる。ｖくいてステップ１２
０（、：進み、求められたの加芒流をリニアソレノイド
弁５４に出力して、このルーチンを終了づる。

このようにして、エンジンｊＬｊ転状態に応じた最）１
３６大噴シｑ４に対応して、ＥＣＵ６８からの出力情号
τリーー１ノンレノイト弁５４に印力１］？Ｉることで
、ガ求スピルリンク２８の位置をフィードバック制ｉ、
）ｉｉ　Ｌ、ξ　　雨１ｙｃよく最通最大ｌＩ員口・］
−を得ることができ机 本兵ｒＪ’ｌ　Ｂ’Ｊにおいては、ｐ萄センサ８６とし
てスビルイ、°！凝センザを設け１、該スピル位置セン
サで検出さく一ξるスピルリング２８の１］！−に応し
て、鰻迩晟大ＩＩ己ｔ１・１セをノイードハツク制荀１
するようにしているのＴ：持に、精＆が筒い１ｉｉｌｌ
　市ｉ１を行うことがでとる。尚、スピル位置センサ（
負荷センサ）を省略しＴ−１７ｉ−−ブンルーブん：ｊ
仰を（１うことも勿論再議　（の０ 尚、Ａｉｊ記芙Ｄｔ例は、本発明を、）段載制御式の燃
料噴射ボンゾを湘え１；自動用用ディーセルエンジンに
適用しくいた７）１、不発りｊの逼用崎Ｎは、これに限
度されず、゛ｅ子制御ヱ（のた”）わ［嘘削ポンプを（
軸え７二−月髪のディーゼルエンジン（こも、５］（５
日５３体ｊｊ羽てピることは萌らかである。

以−に説明し７こｊ円り、本発明によれば、最大噴射量
か、各エンジン回転速度毎に寿られ、しかも、吸入し気
−１づエンジン狗畠九欺（４％：介く等（こ応して補正
量ることｉｒｌできるの′Ｃ，嶋ｉ也ヤー：呂４六態（
こＪ）げる吸入苧気４の減少、ター小チャージャ付きエ
ンジンにおける吸入空気量のｊ雷加、更に、オーバーこ
一ト；１今１こ討刃る最適な最大１１シ躬員を僻ること
がでピる。５に、負圧制御系を省略りることＤ＼できる
ため、１心答叫もよく、史【こ！熱料（１ｉ口Ｊ撫の（
了らつどをイ代河（９にと乃Ｘてき、シスＴムロ藺素て
める。

従つ°（、各」ンシン運転状態Ｃスモーク南曳で一定餠
以ト、〔ンジンの許容さくしる熱的負伺以同に抑えＵ、
Ｍｉｉｉｉ出力１斗能を再ることかでき、更に、滝獲岡
のスｔ−り）さ度の忌化を防止づるととうに、スモー／
／累度、出力性能のばらつとを低減づることＬ）できる
等の１ｇれたＷＪ梁を何ｌる。

【図面の簡単な説明】

鋲１図（才、４・発明に係るディーゼルエンジンの最大
、１ｊ）ｉ眉１唸銅−制御装置の辷旨を示タブロック線
１ｄ、第２ｉｙｊｌ　Ｉｃ；　、本発明か抹式己れｔ＝
、該）ガに制御式のＲ′？（牙斗頃前示ンブを１翰えｌ
こ目向阜用ディーゼルエンジンの冥施例の全体構成を示
す、一部ブロック′−、、：図を誹”：　Ｆ、’＋　！
＋４！　ｆヌ１、第３図は、５１）記芙旅例て用いら（
Ｌｌ−いる８荷センサの配置状態を示す部分断面遂１．
５３４図ｆま、Ｉｃ１ｌ　シ＜　、潅子尤ｉ１１ａｉｌ
ユニツトの構成ぞ示−φノロツク線図、第５図は、同じ
く、エンジン迎り：１壮、：？スに応して最大；３（；
イ８１眼εづシを制（卸づるためのルーチンを示す流れ
ｉｓ：　、、　第６図は、ＮＯ記ルーチンζｊ＋］いら
れ−ている、吸入緊気妬と湿料噴削帳の１に係の列を示
す線図、第７図は、Ｉａ］しく、エンジン冷劫４く−と
）ｙ（料唾躬騙の１刈係の例を示づ線図、第８１イ自Ｊ
、同じく、炊料嗅剣耐とスピルリング位；ｉ″の関係の
１シリを示ず線ト１、第９１ン１は、同じく、スピルし
１ンジ１′、７置とリニアソレノイド弁の印加゛宿派の
関係の例を示づ線図である。 １０・・・テイーゼルエンジン、 １２・・・燃料Ｉ・貢躬ポンプ、 ２６・・・弔ンノブランジ７．２８・・・スピルリンク
、３２・・・７？）；イ８Ｉ喰！２４ノズル、　３６・
・・カイトレバー、３８・・・」ントロールレバー、 ４８・・・テンションレバー、 ５４・・・リーフ７ソレノイド弁。 ｂ８・・・１乎形レバー、　　５６・・・フツシュロツ
１−１６８・・・題子制樹１ユニット＜ＥＣＬｊ）、８
６・・・角面センサ。 代珍人　　高　矢　　証１ （ほか１名） 第１図 １ｚヒ 第２図 第５図 第６図 第７図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 く１）エンジン運転状態に応じて最大燃料噴射量を制御
   するようにしたディーゼルエンジンの最大燃料噴射量制
   御装置において、 エンジン運転状態を表わす各種パラメータを検出するた
   めのセンサと、 該センサの出力に応して最大燃料＠４量を制御するため
   の電気信号を発生する演算手段と、該電気信号に応して
   、全負荷詩の燃料噴射量を決定している、燃料噴射ポン
   プのテンションレバーのストッパ位置を操作制御するり
   ニアソレノイド弁と、 を含むことを特徴とするディーゼルエンジンの最大燃料
   噴射量制御装置。