JPS595779B2 - 電子式燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼルエンジン、特に加えられた燃料の圧
力に対応して１回の燃料噴射量が制御されるカミンズ式
ジーゼルエンジン等に用いられる低圧（燃料圧０３〜１
５ Ｋｌｊ／ｃｒｔｌの範囲で用いられル）ユニットイ
ンジェクト方式のディーゼルエンジンにおける燃料供給
量を適正に制御する電子式燃料供給装置に関する。

低圧ユニットインジェクト方式によるディーゼルエンジ
ンは各インジェクタによって燃料の噴射が行なわれるが
、このインジェクタの１回の燃料噴射量（１ストローク
当りの噴射量）はインジェクタに加わる燃料圧力とエン
ジンの回転速度の函数によって与えられる。

すなわち燃料圧力が増加するとインジェクタに流入する
単位時間当りの流量が増加し、１回の燃料噴射量は増加
する。

またエンジンの回転速度が増加するとインジェクタによ
る計量時間が減少するので１回の燃料噴射量は減少する
。

従って各インジェクタに供給される燃料の圧力をエンジ
ンの回転速度、吸気温度、吸入圧力、排気温度等のエン
ジンの動作状態に応じて制御し、各インジェクタからの
１回の燃料噴射量を適正の値に保持するようにしなけれ
ばならない。

この各インジェクタに供給される燃料を制御する燃料供
給装置としては従来いわゆるＰＴポンプ等の機械的装置
がある。

この装置はエンジンの回転に応じた遠心力とばねの圧力
との平衡を利用して燃料供給量を制御するＰＴＧガバナ
、ＭＶＳガバナ等のメカニカルババナを用いたものであ
り、非常に複雑で調整要素等が多い上、生産コストも高
いものであった。

また機械式であるため応答時間精度において問題があり
、更にエンジンの回転速度のみならずエンジンの吸気温
度、吸入圧力、排気温度等に応じて精密な制御を行なお
うとすると非常に高価となった。

本発明は、安価でかつ簡単な構成によりエンジンの回転
速度のみならずエンジンの種々の条件に応じて燃料供給
量を高精度で制御することができるようにした燃料供給
装置を提供することを目的とする。

本発明はエンジンの各インジェクタへの燃料供給路に電
磁パルプを配設し、この電磁パルプをエンジンの回転速
度、吸排気温度、吸気圧力等に応じて制御信号を形成す
る電子回路からの制御信号によって制御するようにし、
複雑なメカニカルな制御装置は一切必要とせず、エンジ
ンの各種条件に応じて精確に燃料供給量を制御できるよ
うにしたものである。

以下本発明の電子式燃料供給装置を添付図面の一実施例
を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の電子式燃料供給装置の一実施例を示し
たものである。

燃料タンク１の燃料はフィルタ２を介して燃料ポンプ３
に加えられる。

燃料ポンプ３は吐出される燃料圧が常に一定となるよう
制御されているものであり、この燃料ポンプ３は電動式
のポデプあるいはエンジンによって駆動される機械式の
ポンプのいづれでも用いることができる。

燃料ポンプ３から吐出される一定圧力の燃料は電磁パル
プ４に加えられる。

電磁パルプ４はオン、オフパルプであり、電子回路５か
ら加えられる制御信号Ｃ８［よって制御される。

電子回路５はエンジンの回転速度、吸排気温度、吸気圧
力等のエンジンの各種条件に応じて上記電磁パルプ４を
制御する制御信号Ｃ８を形成するものであり、第２図に
その詳細回路例をブロック図で示ス。

第２図において、エンジン回転センサ６はエンジン（図
示せず）のクランク軸等の適宜箇所に配設されており、
エンジンの回転速度に対応した周波数のパルス信号Ｐａ
を発生する。

エンジン回転センサ６からのパルス信号Ｐａは周波数−
電圧変換器Ｉに加わり、その周波数に対応する電圧すな
わちエンジンの回転速度に対応する電圧ｖｂに変換され
る。

この電圧ｖｂは可変抵抗９によって設定された指令回転
速度電圧Ｖｃ （スロットル信号）が加えられている加
算点１４に加えられ、加算点１４においてエンジンの回
転速度と指令回転速度Ｖｃとの偏差を示す信号Ｖｃは補
正回路８を介して比較器１０に加えられる。

なお、補償回路８はサーボ系において通常用いられる直
列補償回路である。

一方、エンジン回転センサ６から発生されるパルス信号
Ｐａは分周回路１１に加えられる。

分周回路１１はエンジンがｎ気筒であるとすると、加え
られるパルス信号Ｐａをクランク軸の２回転に対してｎ
個発生するパルス信号に分周する。

例えばエンジンが６気筒ならば、分周回路１１の出力は
第３図すのようになる。

この分周回路１１の出力パルス信号Ｐｃは函数発生器１
２に加えられる。

また函数発生器１２にはエンジンの吸気温度、吸気圧力
、排気温度等のエンジンの条件を検出する各種センサ（
図示せず）からの信号が加えられている。

函数発生器１２はパルス信号Ｐｅの各パルスをトリガパ
ルスとして第３図Ｃに示すような立上り部が所定時定数
で制御された波形信号Ｖｆを発生するもので、その立上
りの時定数は上記各種センサからの信号に対応して制御
される。

函数発生器１２からの発生波形Ｖｆの変化の一例を示す
と第３図Ｃに点線で示すようになる。

すなわち函数発生器１２から発生される波形信号はその
周波数がエンジンの回転数に対応し、立上り時定数はエ
ンジンの吸気温度、吸気圧力、排気温度等のエンジンの
他の条件に対応するものとなる。

このような函数発生器１２としてはパルス信号Ｐｅをト
リガパルスとし、前記各種センサからの信号によって立
上り時定数が制御される鋸歯状波発生回路とこの鋸歯状
波発生回路の上限レベルを制限するリミッタ回路との組
合せにより容易に構成できる。

函数発生器１２から発生された波形信号Ｖｆは前記比較
器１０に加えられる。

比較器１０は補正回路８の出力と函数発生器１２の出力
Ｖｆとを比較し、ｖｄ＞ｖｆ であれば−・イレベルの
信号を出力しＶｄ≦Ｖｆ であればローレベルの信号
を出力する。

すなわち補償回路８の出力が第３図Ｃに一点鎖線で示す
ような値であるとすると、比較回路１０の出力は第３図
ｄのようなパルス信号Ｐｇとなる。

また函数発生器１２の出力が第３図Ｃに点線で示したよ
うに変化すると比較器１０の出力は第３図ｄに点線で示
したようになる。

グラフから明らかのように比較器１０から出力される信
号Ｐｇのパルス幅は、補償回路８の出力Ｖｄが増加する
と増加し、減少すると減少し、また函数発生器１２の出
力Ｖｆの立上りの時定数の増加減少に応じて比較器１０
の出力パルス信号Ｐｇのパルス幅は増加、減少する。

比較器１０の出力Ｐｇはパルプドライブ回路１３を介し
、制御信号Ｃ８として前記電磁パルプ４（第１図）に加
えられる。

電磁パルプ４は制御信号Ｃ８が−・イレベルの間はオン
し、各インジェクタに燃料を供給する。

第４図はエンジンの各気筒のインジェクタのメータリン
グオリフィス（図示せず）の開いている時間、すなわち
メータリング領域と電子回路５からの制御信号Ｃ８との
関係を示したものである。

第４図において、第４図ａ ” ｆは夫々１気筒、５気
筒、３気筒、６気筒、２気筒、４気筒のメータリング領
域を示しており、第４図ｇは制御信号Ｃ８を示している
。

制御信号Ｃ８は前述したようにエンジンのクランク軸の
２回転に対して６個のパルスから形成されているので各
気筒のメータリング領域には制御信号Ｃ８の２個づつの
パルスを含むようになり、各気筒には平均して燃料が供
給される。

またこのようにすることにまり上死点、下死点などのタ
イミングを正確にとる必要はない。

第５図は同実施例による電子式燃料供給装置を用いた場
合のエンジンの回転速度と、各インジェクタの１回の燃
料噴射量（この値はトルクに比例）との関係を示す特性
曲線を示したものである。

この特性曲線はスロットル（可変抵抗９（第２図））を
可変することにより、メカニカルガバナを用いた場合と
同様に矢印Ａのように変化させることができ、また各セ
ンサ出力に応じて矢印Ｂのように変化させることができ
る。

以上説明したように本発明によれば各インジェクタの１
ストロークの噴射量を容易に適正な値にするようにする
ことができ、またメカニカルガバナな制御要素を含まな
いため保守が容易であり、排ガス対策などのための特性
の変更が簡単である。

また電子式のため応答が良いので理想的なガバナ特性始
動特性などを得ることができ更に製造コストも著るしく
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子式燃料供給装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は同実施例の一部詳細ブロック図、
第３図、第４図は同実施例の動作を説明するグラフ、第
５図は同実施例によるエンジンの特性を示すグラフであ
る。 ３・・・・・・燃料ポンプ、４・・・・・・電磁パルプ
、５・・・・・・電子回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加えられた燃料の圧力に対応して燃料噴射量が制御
   される複数のユニットインジェクタを有するユニットイ
   ンジェクト方式のジイーゼルエンジンの燃料供給装置に
   おいて、前記ユニットインジェクタへの燃料供給路に各
   ユニットインジェクタに対して共通に配設される電磁パ
   ルプと、エンジンの回転速度に対応する第１の信号を発
   生する回路と、周期がエンジンの回転速度に対応し、立
   上り時定数が吸排気温度、吸入圧力等のエンジンの他の
   条件に応じて制御される第２の信号を発生する函数発生
   器と、前記第１の信号と前記第２の信号とを比較し、前
   記第１の信号が前記第２の信号よりも大のとき前記電磁
   パルプを開に制御し、小のとき前記電磁パルプを閉に制
   御する信号を発生する比較器とを具えた電子式燃料供給
   装置。