JPS6098148A - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 - 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】 この発明は、例えばディーゼル機関に使用される燃料噴
射制御ｌ装■において、特に低温状態の時の応答性を改
善するようにした内燃１１開の燃料噴射時期制御装置に
関づる。

内燃機関、例えばディーゼル機関に対して燃料を供給す
る燃料噴射ポンプにおいては、別間の回転角に対する噴
射時期を設定する噴射進角制御が行われる。このような
噴射進角制御のためには、噴射時期調整装＠（タイマー
機構）が用いられるものであるが、このようなタイマー
１１！１１１としては例えば機関の潤滑油°等を作動流
体として使用づる流体式のタイマー機構が知られている
。すなわち、車両の運転状態を電子的に検出し、この検
出データに基づいて噴射進角を演算導出すると共に、こ
の演算された噴射進角データに対応して上記潤滑油によ
る流体圧力を設定し、この流体圧力をタイマー機構に作
用さゼて機関回転角に対する噴射進角、すなわち燃料噴
射時期を設定するものである。

ここで上記流体圧ノコを設定づる機構は、流体圧力を発
生させるポンプ、およびこのポンプで発生された流体圧
力をタイマー機構に作用させる電磁弁によって構成され
るもので、この電磁弁を噴射進角を演算導出する制御回
路からの指令によって開閉制御し、タイマー機構に作用
づる流体圧力を設定制御するものである。

しかし、このような噴射時期の制御手段を用いた場合、
潤滑油の粘性がタイマー懺構の応答性に直接的に作用す
るようになる。例えば、潤滑油の粘性の高いときには、
上記電磁弁を開放し・てら、流体圧力は速やかにタイマ
ー機構にまで伝達されない。したがって、機関の始動前
の潤滑油の低温状態のときには、圧力流体として使用さ
れる潤滑油の粘性が高く、制御回路で演算された噴射進
角が速やかにタイマー機構に反映されず、応答性の悪い
状態となってしまう。

このような圧力流体の粘性による噴射時期制御の応答性
の悪くなる状態を改善するには、例えば圧力流体を伝送
する配管の径を増加させ、配管抵抗を低減させればよい
ものであるが、自動車に対する機関の搭載上の制約から
、配管類の径を増加させることは困難である。

このような装置において、温度センサを用いて低温、高
温の全ての領域において安定した機関の運転性能が得ら
れるように、温度による補正制御が行われている。しか
し、圧力流体として使用される潤滑油の粘性の状態は、
このような温度に対応する補正制御では対応できないも
のであり、機関制御上で大きな問題となっている。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例え
ば機関の始動時において、圧力流体として使用さＢる潤
滑油の粘性が高い状態が存在したとしても、タイマー機
構に対する応答性を速やかに充分な状態に設定できるよ
うにして、燃料噴射進角を確実に制御設定できるように
する内燃機関の燃料噴射時期制御装置を提供しようとす
るものである。

すなわち、この発明に係る燃料噴射時期制御装置は、圧
力流体の粘性状態を流体温度によって認識し、この流体
温度の低い粘性の高い状態でこの流体を強制的に循環流
動させ、暖機させて、圧力流体の粘性を応答性を充分な
ものとする低い状態にするものである。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその概略的な構成を示すもので、流体温度判定
手段１１を備える。この流体温度判定手段１１は、例え
ば機関の潤滑油の温度、あるいはこの潤滑油温度に対応
する温度状態にある機関冷却水温を検出する濃度センサ
を備えるもので、その他応答速度を観測してこの応答速
度に対応したデータを流体濃度データとして使用するよ
うにしてもよい。そして、この温度データに基づき、圧
力流体の粘性の高い温度状態を判定し、その判定データ
を出力するものである。

また、燃料噴射時期を演算導出するために、機関の回転
数、負荷の状態等を検出する運転状態検出手段１２が設
けられ、この検出手段１２からの検出データ、および上
記流体温度判定手段１１からの温度判定データは、演算
制御装置１３に供給する。この演算制御装置１３ては、
運転状態検出手段１２がらの検出データに基づき噴射進
角を演算し、この演算結果に対応して圧力流体となる潤
滑油の圧力を設定制御する電磁弁ｍ構１４に対して、動
作指令信号を供給する。すなわち、流体圧力を発生する
油圧ポンプからの潤滑油を制御装置１３からの指令で開
閉制御される電磁弁機構１４を介して取り出すようにな
るもので、この電磁弁機構１４から取り出される圧力流
体は、流体圧力式のタイマー機構１５に対して供給作用
させられる。そして、このタイマー機構１５で設定され
た噴射進角によって燃料噴射ポンプ１６の燃料噴射時期
が設定制御されるものである。

また、前期流体温度判定手段１１において、圧力流体の
温度が低温で粘性の高い状態であると判定された場合に
は、その判定出力が演ｎ制御装置１３に供給され、電磁
弁１１構１４に対して流体温度を上昇させる暖機指令が
与えられる。この暖機指令が与えられると、電磁弁機構
では圧ツノ流体の流れる配管に対して循環路を形成し、
圧力流体をその配管内に強制的に流通循環させ、流体の
温度を上昇させるようにする。この場合、流体の粘性が
応答性良好の状態でタイマー１３Ｎ４１１１５に作用す
る状態となるまで、流体温度を上昇させるに必要な時間
は、流体温度判定手段１１で判定され、制御装置１３て
電磁弁機構１４における循環路形成の時間範囲を設定す
る。

第２図は、上記実施例をさらに具体化しで示したもので
、タイマー機構１５は油圧式に構成されている。このタ
イマー機構１４は、図示されない燃料噴射ポンプのカム
軸２１に連結される動作軸２２を備える。この動作軸２
２は中空円筒状に構成され、この軸２２には一体的に回
転されるようにして第１の円板２３が設けられており、
この第１の円板２３の面に対設づる状態で第２の円板２
４が設けられる。このＭ２の円板２４は歯車によって構
成され、上記動作軸２２に回転自在の状態で設定されて
いるもので、図示されない機関の回転軸に歯車機構を介
して結合され、機関の回転に同期して回転駆動されるも
のである。

上記第１の円板２３には、第３図に取り出して示すよう
に第１のカム板２５が嵌め込み設定されるもので、この
カム板２５の偏心した位置にはビン２６を係合する係止
孔を形成して第１の偏心カムが構成されるようにする。

そして、この第１のカム板２５の偏心する位置にはさら
に第２の円板２７を嵌め込み設定し、このカム板２７の
偏心する位置に係止孔を形成して第２の偏心カムが構成
されるようにする。そして、この第２のカム板２７の係
止孔には、上記第２の円板２４に突設したビン２８を嵌
め込み設定してなる。

上記第１のカム板２５の係止孔に係合されるビン２６は
、ピストン２９に突設形成されているもので、このピス
トン２９はシリンダ３０内に設定されており、このシリ
ンダ３０は第１の円板２３の面に一体的に設けられ、こ
の円板２３の直径線に）ａっで設定される。

そして、上記ビストン２９はシリンダ３０内で上記円板
２３の直径線に）台って移動自在に設定されるものであ
る。

上記シリンダ３０は、開口３１を介して前記動作軸２２
の中心軸部の中空部３２に連通されているもので、この
中空部３２に圧力流体が作用する状態となったときに、
その流体圧力によってピストン２９が駆動されるように
構成されている。このピストン２９の動作軸２２と反対
の方向にはスプリング３３を作用させ、上記流体圧力と
平衡してビスミーン２９の位置が設定されるようにして
なる。この場合、円板２３の回転速度によって重量物で
あるピストン２９に遠心力が作用するもので、その回転
速度の上昇に対応してスプリング３３に抗してピストン
２９が移動制御されるようになる。

すなわち、機関の回転に対応して第２の円板２４が回転
されると、ビン２８を介してその回転力が第１の円板２
３に伝達され、この第１の円板２３の回転がカム軸２１
を回転駆動し、図示されない噴射ポンプの機関回転角に
対する噴射進角、すなわち噴射時期を設定制御するよう
になる。この場合、ビス］〜ン２９が移動され、ビン２
８によって第２のカム板２７が回転されると、ビン２６
の動作軸２２の中心軸線からの距離が一定に保たれるも
のであるため第１のカム板２５も回転される。このため
、第１の円板２３と第２の円板２４との相対角度位置関
係が変化するようになり、供関回転位相とカム軸２１の
回転位相との関係が変化して、噴射ポンプにお【プる噴
射進角が変化するようになり、燃料噴射時期を設定制御
するタイマー動作をするようになる。

このようなタイマー機構１５の動作＠２２に形成された
中空部３２には、パイプ３４を介して第１および第２の
電磁弁３５および３６からなる電磁弁機４ｍ１４を備え
る油送装置３７から圧力流体を供給する。すなわち、タ
ンク３８に収納された例えは潤滑油でなる流体３９をポ
ンプ４０て加圧し、第１の電磁弁３５およびパイプ３４
を介して動作軸２２の中空部３２に圧ツノ流体として送
り、ピストン２９に作用させるようにづるものである。

また、第２の電磁弁３６は、上記第１の電磁弁３５に並
列的に設けられるもので、第１および第２の電磁弁３５
．３６が同時に開かれたときには、ポンプ４０で加圧さ
れた流体は第２の電磁弁３６を介してタンク３８に戻さ
れるように循環流通制御されるようになる。ここで、電
磁弁機構１４とパイプ３４との間には絞り４１を設け、
上記第１および第２の電磁弁３５．３６を同時に開く流
体循環時にタイマー機構１５に対して多量の流体が流れ
込まないようにしている。

したがって、運転状態の検出信号と共に実噴射時期検出
器４１の信号の供給される演界制御］装置１３によって
、第１および第２の電磁弁３５および３６の開度を調節
制御することにより、中空部３２内の流体圧力が調節制
御される。すなわち、演算制御装［１３によってピスト
ン２９の位置が制御されるようになるものであり、また
流体圧力の作用しないような状態では、ピストン２９の
自重により回転速度にしたがってこのピストン２９の位
置が変化するようになる。そして、このピストン２９の
位置に対応した噴射進角（時期）が設定されるものであ
る。

第４図は上記演算制御装置１３の動作状態を説明するフ
ローチャートを示すもので、ステップ１００において線
間回転数Ｎを停止状態に対応づる設定値ＮＯと対比して
機関始動の確認を行なう。そして、機関の始動が確認さ
れたならば、ステップ１０１で圧力流体すなわち潤）ｎ
油の温度を測定する油）Ｉ　Ｔ検出動作を実行し、次の
ステップ１０２で前記流体循環動作を行なわせるための
第１および第２の電磁弁３５．３６を同時に開放させる
時間ｔｏを算出する。

この時間ｔｏは、第１および第２の電磁弁３５．３６を
開放して流体を循環流通させ、この流体を暖める動作を
実行した場合に、この流体の粘性がタイマー機構の制御
に充分に活用可能な粘性となるまで温度を上昇させるに
必要な時間である。そして、この油温Ｔに対する必要時
間ｔｏは、例えば第５図に示すような関係でマツプ化さ
れ、適宜記憶装置に対して記Ｉ！設定されている。

次に、ステップ１０３で電磁弁の開放時間ｔを「０」に
初期化し、ステップ１０４で第１および第２の電磁弁３
５および３６を開放して流体の循環経路を形成する。こ
の電磁弁開放時間ｔは、上記開放動作の起動時より計測
されるもので、この開放経過時間ｔは上記油温に対応し
て算出された時間ｔｏとステップ１０５で比較し、時間
ｔが時間ｔｏよりも大きくなる状態で、すなわち流体が
充分に暖機されその粘性が必要充分な状態で低くなった
時にステップ１０６に移行し、第１の電磁弁３５による
タイマー機構１５に対する正常制御状態を設定するもの
である。

以上のようにこの発明によれば、燃料噴射時期を制御す
る流体圧式のタイマー機構において、このタイマー機構
に対して圧力流体を供給するための配管内の流体の温度
が低く、この流体の粘性が高い状態で、タイマー機構を
応答性良好に制御できないようなときに、上記配管に関
連して設けられる電磁弁機構によって圧力流体の循環経
路の形成されるものであり、この循環経路に対して圧力
流体が強制的に循環流通され暖機されるものである。し
たがって、低温時の流体の粘性の高くなる制御不良状態
が効果的に改善されるものであり、例えばディーゼル機
関等の内燃機関の燃料噴射時期制御に対して大きな効果
を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る燃料噴射時期制御装
置を説明する概略的な構成図、第２図は上記装置をより
具体的にして示した構成図、第３図は第２図で示した第
１の円板を取り出して示す図、第４図は上記装置の制御
装置の動作状態を説明するフローチャート、第５図は上
記フローにおける開放時間ｔｏの油温との関係を示す図
である。 １１・・・温度判定手段、１２・・・運転状態検出手段
、１３・・・演算制御装置、１４・・・電磁弁機構、１
５川タイマー橢構、１Ｇ・・・燃料噴射ポンプ、３５．
３６・・・電磁弁、３７・・・油送装置、３９・・・流
体、４０・・・ポンプ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 １１ 第　２Ｐ：ｌ 第３図　ｊＢ４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射ポンプの噴射時期を制ｍ設定する流体圧式のタ
   イマー機構と、このタイマー機構に対して圧力制御され
   た流体を供給する第１の電磁弁回路と、この第１の電磁
   弁回路に並列的に設けられこの電磁弁回路を通る循環閉
   回路を形成する第２の電磁弁回路と、始動時に上記圧力
   流体の温度データを検出する手段と、この手段で検出さ
   れた温度データに対応する時間範囲で上記第１の電磁弁
   回路を含み第２のＮ磁弁回路を開放し上記流体の循環回
   路を形成させる制御手段とを具備したことを特徴とする
   内燃機関の燃料噴射時期制御装置。