JPS60252144A - デイ−ゼル機関用燃料噴射装置 - 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 本発明は減筒運転時においても機関の安定な運転を確保
することができるようにした、ディーゼル機関用燃料噴
射装置に関するものである。

従来の技術 従来から、多気筒ディーゼル機関の機関出方を制御する
ため、燃料噴射ポンプから特定の気筒にのみ燃料を供給
する、所謂減筒運転がしばしば行なわれる。減筒運転は
、例えば、特開昭５６−１０６０５５号公報、特開昭５
７−３８６２９号公報等に見られるように、機関の動作
状態に基づいて計算された気筒への燃料供給を燃料カッ
ト用電磁弁等によシ選択的に停止せしめることにょル行
なゎＪする。しかし、いずれの方法にしても、減筒ｊＺ
：転を行なうと機関の運転条件が変ってし１うため稍移
の不具合を生じる。例えば、棒の何部にのみ燃料が供給
されるよう減筒を行なうと、ｌ・ルク変動が増大し７て
その胛期も倍になるほか、噴射量調節部材の位置調節を
行なった後燃料が噴射されて燃焼する１での時間も倍に
々す、制御のむだ時間が倍となるため、ハンチングが発
生しやすく、機関の振動が大きくな勺、機関の運転が不
安定になるという不具合を有し２ていた。

発明の目的 本発明の目的ＬＸ従って、ディーゼル機関を減筒運転し
、フｒ：場合においても、ディーゼル機関の安定な運転
を確保することができるようにした、ディーゼル機関用
の燃料噴射装置を提供することにある。

発明の構成 本発明の構成は、態別噴射ポンプから多気筒ディーゼル
機関の所要の気筒へ供給される燃料をカットＬ、うるよ
うに構成された減筒運転用制御装置を備えたディーゼル
機関用燃料噴射装置において、上記ディーゼル機関の回
転速度に関連したパルス信号を出力する手段と、上記減
筒運転用制御装置の作動状態に関連した状態信号を出力
する手段と、上記パルス信号に応答し上記ディーゼル機
関が減筒運転を行なっていない場合における」二組ディ
ーゼル機関の瞬時速度の変化周期に基づいて上記ディー
ゼル機関の回転速度に関連する第１信号を出力する手段
と、上記パルス信号に応答し上記ディーゼル機関が減筒
運転を行なっている場合における上記ディーゼル機関の
瞬時速度の変化周期に基づいて上記ディーゼル機関の回
転速度に関連する第２信号を出力する手段と、上記状態
信号に従って上記第１又は第２信号のいずれか一方を選
択する選択手段と、該選択手段によシ選択された信号に
少なくとも応答し所定の調速特性に従って上記燃料噴射
ポンプの噴射量制御を行方う制御手段とを備えて成る点
に特徴を有する。

上述の構成によれば、機関が減筒運転を行なうように切
換えられても、機関速度の瞬時値の変動周期に従って機
関速度の演算が杓なわれるので、減筒運転時の機関速度
を正確に把握することができ、従−）で、従来に比べて
より安定にディーゼル機関の減筒運転を行なうことがで
きる。

実施例 Ｕ、−）、図示の実施例（・でより本発明をよシ詳細に
説明″ｊ〆）。

第１　ＩＪ、ｉには、不発１ｕｌｌに上る燃料噴射装置
の一実施例がズロノク図にで示されている。燃料噴射装
置１　ｉ’ｊ’、、ディーゼル機関２に燃料を噴射供給
するための燃ネー１噴射ポング３を含み、燃料噴射ポン
プ３かしの燃料は噴、！Ｊ管を介してディーゼル機関２
／７ノ名気筒に８１．給される構成とな−フでいる。図
示の実施例では、テ゛１−ゼ／’　Ｆ＆関２は４　”）
−イクル、６気油のエンジンであバ従って、６つの噴射
管−１１乃至４６を介してディーゼル機関２の６つの気
筒（図示ぜず）に夫々燃料が供給される。所望によシブ
イーゼル機関２の減筒運転を行なうこと力ヌできるよう
に、燃料噴射ボンｆ３には、減筒制御装置」８が股−り
られている。減筒制御装置８け、ディーゼル機関２の所
要の気筒に供給される燃料を所望によりカットする装置
であわ、これによシブイーゼル機関２を、６気筒による
通常運転、又は６気筒より少ない所要の気筒数でのざ筒
運転のいずれかの状態で運転することができる。この減
筒制御装置８ｉｉ：、後述する制御部９からの制御信号
Ｃ８，に応答して作動し、図示の実施例では、ディーゼ
ル機関２０半分の気筒にのみ燃料を供給し、　”ｔ４減
筒運転を行なう構成となっでいる。しかし、減筒運転の
形態はこれに限定されるものではない。

燃料噴射ポンプ３のコントロールランク１０には、コン
トロールランク１０の位置決めを行なうためのアク“ｆ
ｌ−タ】１が連結されておシ、該アクチェータ】１は、
ディーゼル機関２が減筒運転状態にあるか否かを考慮し
てコントロールユニット１２から出力される制御信号Ｃ
８２によシ駆動制御される。

ディーゼル機関２のその時々の回転速度を検出するため
、クランク軸２ａに固着されたパルサ］２と、該パルサ
１２に接近して配置された電磁ピックアップコイル１３
とから成る回転センサ１４が設けられておシ、・ヤルサ
１２の外周縁に６０’間隔で設けられているコグ１２ａ
乃至１２ｆが電磁ピックアップコイル１３に接近、離反
することによシ生じた交流信号ＡＣが、波形整形回路】
５において波形整形され、爾２図にかされるパルス信号
Ｐとして出力される。

”　ルス４ｒＸ　Ｍ　Ｐ　（ｄ、　、コントロールユニ
ット１２内の周期検出部１６に入力され、ここで、ノク
ルス信号Ｐを樽成する各ノヤルスＰｎ−１＋　Ｐｎｒ　
Ｐｎｒ１　＋・・・が出力される毎に、パルスの周期Ｔ
ｎ−１，Ｔｎ、Ｔｎ＋ｉ。

Ｔｎ＋２．・・・を検出し、その時々のノクルスの周期
を示す周期データＤが出力される。周期プ′−タＤは、
ｒイーゼル機関２が６気筒で通常運転されている場合の
ディーゼル機関２の平均回転周期ＡＴ、を演算出力する
だめの第１演算部１７及びテ゛イーゼル機関２が減筒運
転によって実質的に３気筒で運転されている場合のテ゛
イーゼル機関の平均回転周期ＡＴ２を演算出力するだめ
の第２演算部１８に夫々入力されている。

第１演算部１７は、ディーゼル機関２が通常運転を行な
っている場合における平均回転周期を算出するだめ、下
式に従った演算を実行する。

ここで、ＡＴ、ｎはパルスＰｎが発生した時点の平均回
転周期で、ＴｒｌはパルスＰｎ−１が発生してからパル
スＰｎが発生するまでに要した時間、Ｔｎ−１はパルス
Ｐゎ−２が発生してから）々ルスＰｎ−１が発生するま
でに要した時間である。即ち、第（１）式にょシ算出さ
れる平均回転周期は、機関２における燃焼がパルス信号
Ｐの２パルスに１回いずれかのシリンダで行なわれるこ
とに起因する瞬時速度の変動周期の１周期を基にし２て
演算される。

一方、第２演算部１８は、ｆイーゼル機関２が減筒運転
を行なっている場合における平均周期を算出するため、
下式に従った演ぞを実行する。

ここで、ＡＴ２ｎはパルスＰｎが発生した時点の平均回
転周期であシ、Ｔｎ−５はパルスＰｎ−４が発生してか
らパルスｐｎ−３が発生するまでの時間、Ｔｎ−２はＡ
’ルスＰｎ−５が発生してからパルスＰｎ〜２が発生す
る号での時間である。Ｔ　ｎ−１＋　Ｔｎは第（１）式
のそれと同じである。減筒運転の場合には、本実施例で
は、作動シリンダの数がＩＡとなるので、機関２におけ
る燃焼７）Ｋ　／ぞルス信号Ｐの４ノ（ルスに１回いず
れかのシリンダで惰なわれるこ七となシ、従って、第（
２）式よシ得られる平均回転周期も、結局、減筒運転時
における機関の瞬時速度の変動周期の１周期に基づいて
計ａされることになる。

即ち、ディーゼル機関２の通常運転時には、第１演算部
１７から、ディーゼル機関２の瞬時速度の変動周期の１
周期に基づいて演算された平均回転周期を示す千メｊ回
転周期データＡＴ、が出力され、一方、ディーゼル機関
２０減筒運転時には、第２演算部１８から、ディーゼル
機関２の瞬時速度の変動周期の１周期ににづいて演算さ
れた平均回転周期を示す平均回転周期Ｊ−タＡＴ２が出
力される。

平均回転周期データＡＴｌ、　ＡＴ２は、選択スイッチ
１９に入力され、制御部９がらの制御信号Ｃ８Ｉに応答
して、いずれか一方の平均回転周期データが選択スイッ
チ１９から出力はれ、変換部２ｏに入力される。変換部
２ｏは、入力された平均回転周期データを回転速度デー
タＮに変換し、回転速度データＮは制御部９のほか、第
１及び第２調速パターン演算部２１．２２に印加書れる
。

第１調速パターン演算部２１には、更に、アクセルペダ
ル（図示せず）のアクセル踏込量を示す７り−（＝ルデ
ータＡが図示しないアクセルセンサがら入力されており
、回転速度デ〜りＮとアクセルデータＡとから、ディー
ゼル機関２が通常の運転状態にある場合に適した調速將
性パターンの演算が行々われ、この調速特性パターンに
基づいて、ディーゼル機関２のその時々の運転条件に見
合った最適な噴射量を与えるためのコントロールランク
位置を示す第１目標データＲ１が、データＡ、Ｎに従っ
て出力される。一方、第２調速パターン演算部２２にも
、アクセルデータＡが入力されておシ、回転速度データ
ＮとアクセルデータＡとから、ディーゼル機関２が減筒
運転状態にある場合に適した調速特性・ぞクーンの演算
が行なわれ、との調速特性・クターンに基づいて、ディ
ーゼル機関２のその時々の運転条件に見合った最適な噴
射量を与えるためのコントロールラック位置を示す第２
目標データＲ２が、データＡ、Ｈに従って出力される。

制御部９には、回転速度データＮ１アクセルデータＡの
ほか、コントロールランク１０に連結された位置センサ
２３から出力されその時々のコントロールラック１０の
位置を示すラック位置データＲＰと、ディーゼル機関２
によって駆動される車輌の車速を示す車速データ■とが
入力されておシ、これらの入力データに基づいて、ディ
ーゼル機関２を減筒運転すべきか否かの判別が行なわれ
、その結果を丞す信号が制御信号Ｃ８，として出力され
る。

制御信号Ｃ８，は、減筒制御装置８及び選択スイッチ１
９のほか、第１及び第２目標データＲ，、Ｒ２が入力は
れている別の選択スイッチ２４にも印加されている。選
択スイッチ２４は制御信号Ｃ８ｌに応答し、て作動し、
ディーゼル機関２を通常運転させるときには実線の如く
切換えられ第１目標データＲ１が選択され、一方、ディ
ーゼル機関２を減筒運転させるときには点線の如く切換
えられ第２目標データＲ２が選択される。

選択スイッチ２４によ力選択されたデータは、加算部２
５において、ラック位置データＲＰと図示の極性にて加
算され、その加算結果を示す加算データＡＤはＰＩＤ演
算部２６に入力され、ＰＩＤ制御に必要なデータ処理が
施されたのち、制御信号Ｃ８゜として出力され、アクチ
ェータ１１に印加される。

この結果、選択スイッチ２４によって選択された目標デ
ータに従って、コントロールラック１０の位置制御が閉
ループ制御により行なわれる。

次に、第１図に示した燃料噴射装置ｌの動作について説
明する。

制御部９において、通常運転を行なうべき旨の判別が行
なわれると、減筒制御装置８は作動せず、燃料噴射ポン
プ３からの噴射燃料は各噴射管４１乃至４６を介してデ
ィーゼル機関２の６つのシリンダに夫々供に；される。

このハ１合には、各選択スイッチ１９．２４は制御信号
Ｃ８，により夫々火線で示される９珍状態とされる。従
って、第１演Ｔ部１７から汀１力される平均回転周期デ
ータＡＴＩに赤゛づいた回転速度データＮが変換部２０
がも出力される。そして、第１調速パター゛ン演算部２
１において演ｐさｔ′ｌた、通常運転用の調速特性に基
づいた第１目標データＲ５１が選択スイッチ２４を介し
て取シ出され、この第１目標データＲ，によシ示される
コントロールラック位置が得られるよう、アクチェータ
１１が駆動制御される。

一方、制御部９において、減筒運転を行々うべき旨の判
別が行なわわると、減筒制御装置８が制御信号Ｃ８１に
より作動せしめられ、燃料噴射ポンプ３からの燃料は、
ガイーゼル機関２の所定の３つのシリンダにのみ供給さ
れる状態となシ、各選択スイッチ］、　９　、２４は、
制御信号Ｃ８，によって点線で示される状態に切換えら
れる。この結果、回転速度データＮは、第２演算部１８
からの平均回転周期データＡＴ、に基づいて出力され、
且つ、調速制御は第２の調速パターン演算部２２におい
て得られた減筒運転用の調速パターンに従って行なわれ
ることとなる。

このように、通常運転時の機関速度を得るだめの第１演
算部１７と減筒運転時の機関速度を得るための第２演算
部１８とを設け、ディーゼル機関２がいずれの運転状態
となっても、その時々のディーゼル機関２の瞬時速度の
変化周期の１周期に基づいて機関速度の算出が行なわれ
、このようにして得られたより正確な機関速度に基づい
て噴射量の演算が行なわれるので、減筒運転時において
問題となっていた機関のトルクの変動及びハンチング、
振動の発生を減少せしめることが可能となシ、円滑な減
筒運転を行なうことができる。

本実施例で峰、更に、減筒運転用として別に用意された
第２調速パターン演算部２２によシ、減筒運転時の噴射
量制御を行なう構成であるから、その効果は更に著しい
ものである。

第１図中、一点鎖線で囲まれたコントロールユニット１
２は、例えはマイクロコンピュータを用いて構成するこ
とができ、第３図にはその場合の制御プログラムのフロ
ーチャートの一例が示されている。

第３図を参照して制御プログラムの説明を行なうと、プ
ログラムのスタート後、ステップ３１で各種データの読
込みが行カわれた後、車速Ｖが所定の範囲内にあるか否
かの判別（ステップ３２）、アクセルペダルの操作量θ
が所定の範囲内にあるか否かの判別（ステツｆ３３）、
回転速度データＮが所定の範囲内にあるか否かの判別（
ステップ３４）、コントロールラック１０の位置を示す
ランク位置データＲＰが所定値よシ、Ｊ−さいか否かの
判別（ステップ３５）が夫々行なわれ、いずれの判別結
果もＹＥＳの場合には減筒運転モードとされる（ステッ
プ３６）。一方、ステップ３２乃至３５の判別結果の少
くとも】つがＮＯの場合には、ステップ３７に進み、ク
ラッチがオフか否かの判別が行われ、クラッチオフの場
合にはステツｆ３６に進み、クラッチオンの場合には、
ステツｆ３Ｂにおいてギヤが二一一トラルか否かの判別
が行なわれる。ステツ７６３８の判別結果がＹＥＳの場
合には、ステツ′ｆ３６に進み、Ｎｏの場合にはステッ
プ３９において、通常運転用の調速ノリーンの演算が行
なわれ、ステップ４ｏにおいて、その演算結果に従っタ
コントロールラックの位置決めのためのサーボ制御が実
行され、ステップ３１に戻る。

一方、減筒運転状態になった場’ｆｄ　Ｋは、ステツ７
６４１に進み、減筒運転用の調速ノリーンの演算が行な
われ、その演算結果に従って、す〜ポ制御が実行される
（ステラ７’４０）。

ディーゼル機関２の回転速度の演算は、パルス信号Ｐの
各ノぐルスの発生時に割込みプログラムＮＩＮＴが実行
されることにょシ行なわれる。先ずステップ４２におい
て、予め用意されている７リーランニングのカランタ値
ｃｎが読まれ、ステップ４３においてこのカウンタ値ｃ
ｎＫ基づいてパルス信号Ｐの周期Ｔｎの演算が行なわれ
る。次いでｆイーゼル機関２が減筒運転中か否かの判別
がステップ４４において行なわれ、減筒運転中には、ス
テラ７’　４５において第（２）式に基づいた減筒運転
用の平均回転周期ＡＴ２の演算が行なわれる。一方、通
常運転の場合には、ステップ４６において、第（１）式
に基づいた通常運転用の平均回転周期ＡＴ、の演算が行
なわれる。しかる後、いずれが一方の平均回転周期に基
づいてディーゼル機関２の回転速度データＮの演算が実
行され（ステツ７’　４７　）、主プログラムに戻る。

発明の効果 本発明によれば、上述の如く、減筒運転を行なうと否と
に拘わらず、常に、機関の瞬時速度の変動周期に基づい
て噴射量制御のための機関速度が演算される構成である
から、従来減筒運転時に問題であるとされていた、トル
クの変動、これに伴なうハンチング、振動等を除去する
ことができ、減筒運転時においてもディーゼル機関の運
転を円滑に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図中のノやルス信号の波形図、第３図は第１図に示
すコントロールユニットをマイクロコンピュータで構成
した場合該マイクロコンピュータにストアされる制御プ
ログラムの一例を示すフローチャートである。 １・・・燃料噴射装置、２・・・ディーゼル機関、３・
・・燃料噴射Ｉンプ、８・・・減筒制御装置、９・・・
制御部、１０・・・コントロールラック、１２・・・コ
ントロールユニット、１７・・・第１演算部、１８・・
・第２演算部、１９・・・選択スイッチ、２ｏ・・・変
換部、ｃｓｉ　＋　Ｃ８ｚ・・・制御信号、ＡＣ・・・
交流信号、Ｎ・・・回転速度データ。 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 代Ｊ！人　弁理士　高　野　昌　俊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　燃料噴射ポンプから多気筒ディーゼル機関の所要の
   気筒へ供給される燃料をカットしうるように構成された
   減筒運転用制御装置を備えた７’４−セル機関用燃料噴
   射装置において、前記ディーゼル機関の回転速度に関連
   したパルス信号を出力する手段と、前記減筒運転用制御
   装置の作動状態に関連した状態信号を出力する手段と、
   前記パルス信号に応答し前記ディーゼル機関が減筒運転
   を行なっていない場合における前記ディーゼル機関の瞬
   時速度の変化周期に基づいて前記ディーゼル機関の回転
   速度に関連する第１信号を出力する手段と、前記パルス
   信号に応答し前記ディーゼル機関が減筒運転を行なって
   いる場合における前記ディーゼル機関の瞬時速度の変化
   周期に基づいて前記ディーゼル機関の回転速度に関連す
   る第２信号を出力する手段と、前記状態信号に従って前
   記第１信号又は前記第２信号のいずれか一方を選択する
   選択手段と、該選択手段にょシ選択された信号に少なく
   とも応答し所定の調速特性に従って前記燃料噴射ポンプ
   の噴射量制御を行なう制御手段とを備えて成ることを特
   徴とするディーゼル機関用燃料噴射装置。