(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンに設けられる燃料噴射ポンプであって、
弁体の開閉動作によって加圧された燃料を逃がして燃料噴射量を調整する電磁スピル弁と、
前記電磁スピル弁の駆動電流の電流波形を形成する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
暖態時には、前記電磁スピル弁のバルブ開のときの時間を第一時間として検知し、前記バルブ開のときの通電電流値を第一電流値として検知して、
前記電磁スピル弁のバルブ閉のときの時間を第二時間として検知し、前記バルブ開のときの通電電流値を第二電流値として検知して、
前記バルブ閉後には、前記第二時間から前記第一時間までの経過時間と同等時間にて前記電磁スピル弁の第二電流値が前記第一電流値に戻るように駆動電流の電流波形を形成し、
前記形成した電流波形による駆動電流を前記電磁スピル弁に印加し、
冷態時には、予め設定された電流波形による駆動電流のみを前記電磁スピル弁に印加する、
燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射ポンプであって、
前記電磁スピル弁を通過する燃料の燃料温度を検知する燃料温度検知手段を備え、
前記制御装置は、前記燃料温度が所定温度以上のときを暖態時とし、前記燃料温度が所定温度未満のときを冷態時とする、
燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
請求項１記載の燃料噴射ポンプであって、
前記制御装置は、始動時には、所定エンジン回転数以上を暖態時とし、所定エンジン回転数未満を冷態時とする、
燃料噴射ポンプ。
【請求項４】
請求項１記載の燃料噴射ポンプであって、
前記制御装置は、始動時には、所定時間経過後を暖態時とし、所定時間経過前を冷態時とする、
燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射ポンプの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンに設けられる燃料噴射ポンプは公知である。また、燃料噴射ポンプに設けられる電磁スピル弁も公知である。電磁スピル弁では、制御装置によって電流波形が形成された駆動電流が印加され、バルブの開閉動作によって加圧された燃料を逃がして燃料噴射量が調整される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来、制御装置は、電磁スピル弁の駆動電流の電流波形の形成手段として、フルオートモードと、マニュアルモードと、を備えている。フルオートモードは、電磁スピル弁のバルブ閉（リフト最大）タイミングを検知し、検知したリフト最大タイミングに基づいて最適な駆動電流の電流波形を形成するものである。マニュアルモードは、予め設定された駆動電流の電流波形のみを形成するものである。
【０００４】
しかし、ディーゼルエンジンが燃料に比較的に粘度の高いＣ重油を用いて冷態時に運転され、電磁スピル弁の駆動電流の電流波形がフルオートモードにて形成された場合には、駆動電流が崩れてしまう現象が発生する場合がある。この現象の原因としては、冷態時にＣ重油の粘度が高くなって、電磁スピル弁のバルブ挙動が遅くなり、リフト最大タイミングを検知できないことが考えられる。
【０００５】
また、ディーゼルエンジンでは、上記現象が発生した場合には、定常状態（燃料粘度が十分に低い状態）で長時間運転しても通電電流が正常波形に復帰しないことも確認されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−００３１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、燃料粘度が高い状態であってもバルブ閉のタイミングを正確に検出し、バルブ挙動を制御することができる燃料噴射ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、ディーゼルエンジンに設けられる燃料噴射ポンプであって、
弁体の開閉動作によって加圧された燃料を逃がして燃料噴射量を調整する電磁スピル弁と、前記電磁スピル弁の駆動電流の電流波形を形成する制御装置と、を備え、前記制御装置は、暖態時には、前記電磁スピル弁のバルブ開のときの時間を第一時間として検知し、前記バルブ開のときの通電電流値を第一電流値として検知して、前記電磁スピル弁のバルブ閉のときの時間を第二時間として検知し、前記バルブ開のときの通電電流値を第二電流値として検知して、前記バルブ閉後には、前記第二時間から前記第一時間までの経過時間と同等時間にて前記電磁スピル弁の第二電流値が前記第一電流値に戻るように駆動電流の電流波形を形成し、前記形成した電流波形による駆動電流を前記電磁スピル弁に印加し、冷態時には、予め設定された電流波形による駆動電流のみを前記電磁スピル弁に印加するものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１記載の燃料噴射ポンプであって、前記電磁スピル弁を通過する燃料の燃料温度を検知する燃料温度検知手段を備え、前記制御装置は、前記燃料温度が所定温度以上のときを暖態時とし、前記燃料温度が所定温度未満のときを冷態時とするものである。
【００１１】
請求項３においては、請求項１記載の燃料噴射ポンプであって、前記制御装置は、始動時には、所定エンジン回転数以上を暖態時とし、所定エンジン回転数未満を冷態時とするものである。
【００１２】
請求項４においては、請求項１記載の燃料噴射ポンプであって、前記制御装置は、始動時には、所定時間経過後を暖態時とし、所定時間経過前を冷態時とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃料噴射ポンプによれば、燃料粘度が高い状態であってもバルブ閉のタイミングを正確に検出し、バルブ挙動を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】燃料噴射ポンプの構成を示す模式図。
【図２】電磁スピル弁の制御構成を示すブロック図。
【図３】電磁スピル弁の駆動電流及び通電電流を示すグラフ図。
【図４】第一実施形態の駆動電流制御の流れを示すグラフ図。
【図５】第二実施形態の駆動電流制御の流れを示すグラフ図。
【図６】第三実施形態の駆動電流制御の流れを示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を用いて、燃料噴射ポンプ１００の構成について説明する。図１では、燃料噴射ポンプ１００の構成を模式的に表している。
【００１６】
本実施形態の燃料噴射ポンプ１００は、船舶に搭載される大型のディーゼルエンジンの各気筒にそれぞれ設けられるものである。本実施形態の燃料噴射ポンプ１００は、燃料としてＣ重油が用いられるものとする。
【００１７】
燃料噴射ポンプ１００は、図示しない低圧ポンプ（フィードポンプ）と接続され、低圧ポンプからの燃料を加圧して図示しない燃料噴射ノズルへ供給するものである。燃料噴射ポンプ１００は、ポンプ本体部１０と、電磁スピル弁２０と、等圧弁部３０と、を備えている。
【００１８】
ポンプ本体部１０は、略円筒状に形成されるポンプ本体上部１１と、プランジャ１３を軸心方向に摺動自在に内装するバレル１２と、燃料を加圧するプランジャ１３と、プランジャ１３を下方に付勢するプランジャばね１４と、図示しないカムからの押圧力をプランジャ１３に伝達するタペット１５と、図示しないカムと、を備えている。
【００１９】
バレル１２の軸心部には、プランジャ１３を内装するプランジャ孔１２Ａが下側端部を開放して形成される。バレル１２の軸心部でプランジャ孔１２Ａよりも上側には、第一燃料供給路１２Ｂが上下方向に延びるように形成される。プランジャ１３の上端面とプランジャ孔１２Ａとから加圧室１６が形成される。バレル１２の第一燃料供給路１２Ｂよりも径方向外側には、第一スピル油排出路１２Ｃが概ね上下方向に形成される。
【００２０】
電磁スピル弁２０は、燃料噴射ポンプ１００の燃料噴射量及び噴射時期を調節するものである。電磁スピル弁２０は、ハウジング２１と、インサートピース２２と、スピル弁体２３と、エンドキャップ２４と、ソレノイド２５と、を備えている。
【００２１】
ハウジング２１は、電磁スピル弁２０の本体部分を構成する構造体である。ハウジング２１は、略直方体に形成される。ハウジング２１の上部には、等圧弁ばね室２１Ａが上下方向に形成される。ハウジング２１の下部には、第二燃料供給路２１Ｂが上下方向に形成される。ハウジング２１の第二燃料供給路２１Ｂよりも左側には、第二スピル油排出路２１Ｃが上下方向に形成される。
【００２２】
等圧弁部３０は、燃料を吐出する、または、噴射終了後の高圧管継手３５内の燃料圧力を所定の値に維持するものである。等圧弁部３０は、等圧弁本体３２と、吐出弁３３と、等圧弁３４等を具備する。また、等圧弁部３０には、高圧管継手３５が接続されている。
【００２３】
このような構成とすることによって、加圧室１６内の燃料は、図示しないカムの回転に従って上方向に摺動されるプランジャ１３によって加圧され、加圧室１６、第一燃料供給路１２Ｂ、ハウジング２１の第二燃料供給路２１Ｂの順に送給される。
【００２４】
燃料噴射ポンプ１００が燃料を吐出する場合には、Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ（以下、ＥＣＵ）５０（図２参照）からの信号に基づいて電磁スピル弁２０のソレノイド２５が励磁される。電磁スピル弁２０のスピル弁体２３は、ソレノイド２５の吸引力によって右側方に摺動される。そして、スピル弁体２３のシール面がインサートピース２２の弁座に着座される。
【００２５】
このとき、ハウジング２１の第二燃料供給路２１Ｂと第二スピル油排出路２１Ｃとの連通が遮断されて、第二燃料供給路２１Ｂ内の燃料圧力が第二スピル油排出路２１Ｃを通じて放圧されずに維持される。そして、加圧された燃料が加圧室１６から、第一燃料供給路１２Ｂ及び第二燃料供給路２１Ｂを介して等圧弁ばね室２１Ａ内に満たされた状態となる。即ち、電磁スピル弁２０が閉弁して燃料を供給可能な状態となる。
【００２６】
一方、燃料噴射ポンプ１００が燃料の吐出を停止する場合には、ＥＣＵ５０（図２参照）からの信号に基づいて電磁スピル弁２０のソレノイド２５が消磁される。電磁スピル弁２０のスピル弁体２３は、スピル弁体２３がエンドキャップ２４の当接面に当接するまで左側方に摺動される。この結果、ハウジング２１の第二燃料供給路２１Ｂと第二スピル油排出路２１Ｃとが連通されて、第二燃料供給路２１Ｂ内の燃料圧力が第二スピル油排出路２１Ｃを通じて放圧される。
【００２７】
図２を用いて、電磁スピル弁２０の制御構成について説明する。なお、図２では、電磁スピル弁２０の制御構成をブロック線図によって表している。
【００２８】
電磁スピル弁２０は、電流検知器５５を介してＥＣＵ５０に接続されている。電磁スピル弁２０には、ＥＣＵ５０によって電流波形が形成された駆動電流が印加される。ＥＣＵ５０には、エンジン回転数センサー５１と、燃料温度センサー５２と、が接続されている。
【００２９】
電流検知器５５は、電磁スピル弁２０に通電された通電電流を検知するものである。なお、通電電流とは、駆動電流とソレノイド２５の逆起電力等を含んだものである。エンジン回転数センサー５１は、ディーゼルエンジンのフライホイール近傍に設けられ、エンジン回転数Ｎｅを検知するものである。燃料温度センサー５２は、電磁スピル弁２０近傍の燃料通路に設けられ、燃料温度Ｔｎを検知するものである。
【００３０】
ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジンを総合的に制御するとともに、電磁スピル弁２０を駆動する駆動電流の電流波形を形成するものである。また、ＥＣＵ５０は、駆動電流の電流波形の形成手段として、フルオートモードと、マニュアルモードと、を備えている。
【００３１】
図３を用いて、電磁スピル弁２０の通電電流及び駆動電流について説明する。なお、図３（Ａ）では、電磁スピル弁２０のスピル弁体２３のリフト量を時系列のグラフ図によって表し図３（Ｂ）では、電磁スピル弁２０の通電電流（実線）及び駆動電流（一転破線）を時系列のグラフ図によって表している。
【００３２】
図３に示すように、電磁スピル弁２０の通電電流に対する、実際の電磁スピル弁２０のスピル弁体２３の挙動は、タイムラグが発生する。
【００３３】
フルオートモードとは、電流検知器５５によって電流値Ｉｂ、Ｉｃ及び所定時間ｔｂ、ｔｃ、ｔｄを検知して、それらを最適値に補正するフィードバック制御を行うものである。具体的には、ｔｂ−ｔｃ間の電流波形をフィードバックして、ｔｃの時間軸を対象軸とした同じ電流波形をｔｃ−ｔｄ間で形成する。
【００３４】
詳細には、ｔｂ−ｔｃ間では、駆動電流は、通電電流の逆起電力が発生する。そして、ｔｃ−ｔｄ間では、ｔｂ−ｔｃ間の電流値の変化と時間の変化をフィードバックすることによっての電流波形を形成する。このとき、電流波形がＶ字になることで、Ａ点（バルブ閉のポイント）を検出できる。なお、ｔａ、ｔｅは、エンジン負荷に応じてマップにより決定される値である。
【００３５】
ここで、燃料粘度の高い場合は、燃料粘度の低い場合に比べてｔｂ−ｔｃ間の電流波形とｔｃ−ｔｄ間の電流波形とで形成される電流波形がｔｃの時間軸を対称形とするＶ字形から非対称なＶ字となり、Ａ点が正確に検出できなくなる。
【００３６】
マニュアルモードとは、予め設定された電流値Ｉｂ、Ｉｃ及び所定時間ｔｂ、ｔｃ、ｔｄのみによって駆動電流の電流波形を形成するものである。なお、予め設定された電流値Ｉｂ、Ｉｃ及び所定時間ｔｂ、ｔｃ、ｔｄは、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００３７】
図４を用いて、駆動電流制御Ｓ１００について説明する。なお、図４では、駆動電流制御Ｓ１００の流れをフローチャートによって表している。
【００３８】
駆動電流制御Ｓ１００は、ＥＣＵ５０が、燃料温度Ｔｎに基づいて、駆動電流の電流波形の形成手段としてフルオートモードとマニュアルモードとを切り換える制御である。ステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、燃料温度Ｔｎが所定温度Ｔｎ１より大きいか否かを判断し、燃料温度Ｔｎが所定温度Ｔｎ１より大きい場合には、ステップＳ１２０に移行し、燃料温度Ｔｎが所定温度Ｔｎ１以下の場合には、ステップＳ１３０に移行する。
【００３９】
ステップＳ１２０において、ＥＣＵ５０は、フルオートモードにて駆動電流の電流波形を形成する。ステップＳ１３０において、ＥＣＵ５０は、マニュアルモードにて駆動電流の電流波形を形成する。なお、本実施形態では、所定温度Ｔｎ１を１１０℃としている。
【００４０】
駆動電流制御Ｓ１００の効果について説明する。駆動電流制御Ｓ１００によれば、燃料粘度が高い状態であっても電磁スピル弁２０に通電される電流波形の崩れを防止することができる。すなわち、燃料温度Ｔｎが所定温度Ｔｎ１以下の場合には、Ｃ重油の燃料粘度が高い状態であることが予想されるため、駆動電流の電流波形の形成手段をマニュアルモードに設定し、電磁スピル弁２０に通電される電流波形の崩れを防止することができる。
【００４１】
図５を用いて、駆動電流制御Ｓ２００について説明する。なお、図５では、駆動電流制御Ｓ２００の流れをフローチャートによって表している。
【００４２】
駆動電流制御Ｓ２００は、ＥＣＵ５０が、エンジン回転数Ｎｅに基づいて、駆動電流の電流波形の形成手段としてフルオートモードとマニュアルモードとを切り換える制御である。ステップＳ２１０において、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１より大きいか否かを判断し、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１より大きい場合には、ステップＳ２２０に移行し、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以下の場合には、ステップＳ２３０に移行する。
【００４３】
ステップＳ２２０において、ＥＣＵ５０は、フルオートモードにて駆動電流の電流波形を形成する。ステップＳ２３０において、ＥＣＵ５０は、マニュアルモードにて駆動電流の電流波形を形成する。なお、本実施形態では、所定回転数Ｎｅ１を７２０ｒｐｍとしている。
【００４４】
駆動電流制御Ｓ２００の効果について説明する。駆動電流制御Ｓ２００によれば、燃料粘度が高い状態であっても電磁スピル弁２０に通電される電流波形の崩れを防止することができる。すなわち、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以下の場合には、Ｃ重油の燃料粘度が高い状態であることが予想されるため、駆動電流の電流波形の形成手段をマニュアルモードに設定し、電磁スピル弁２０に通電される電流波形の崩れを防止することができる。
【００４５】
図６を用いて、駆動電流制御Ｓ３００について説明する。なお、図６では、駆動電流制御Ｓ３００の流れをフローチャートによって表している。
【００４６】
駆動電流制御Ｓ３００は、ＥＣＵ５０が、起動後の経過時間に基づいて、駆動電流の電流波形を形成手段としてフルオートモードとマニュアルモードとを切り換える制御である。ステップＳ３１０において、ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジンが起動したかどうかを判断し、ディーゼルエンジンが起動した場合には、ステップＳ３２０に移行する。
【００４７】
ステップＳ３２０において、ＥＣＵ５０は、起動後１０分経過したかどうかを判断し、起動後１０分経過した場合には、ステップＳ３３０に移行し、起動後１０分経過していない場合には、ステップＳ３４０に移行する。ステップＳ３３０において、ＥＣＵ５０は、フルオートモードにて駆動電流の電流波形を形成する。ステップＳ３４０において、ＥＣＵ５０は、マニュアルモードにて駆動電流の電流波形を形成する。
【００４８】
駆動電流制御Ｓ３００の効果について説明する。駆動電流制御Ｓ３００によれば、燃料粘度が高い状態であっても電磁スピル弁２０に通電される電流波形の崩れを防止することができる。すなわち、ディーゼルエンジン起動後１０分未満の場合には、Ｃ重油の燃料粘度が高い状態であることが予想されるため、駆動電流の電流波形の形成手段をマニュアルモードに設定し、電磁スピル弁２０に通電される電流波形の崩れを防止することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２０      電磁スピル弁
２３      スピル弁体
５０      ＥＣＵ（制御措置）
１００    燃料噴射ポンプ
【図１】
0006464076.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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