(57)【要約】【課題】急激な負荷が投入された際に、エンジン回転数の減少から復帰する時間を短縮して、必要なトルクを供給することができる電子ガバナ制御式エンジンを提供する。【解決手段】本発明にかかる電子ガバナ制御式エンジンは、回転数検知手段１５と、ラック位置検知手段１４と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数を検知し、目標回転数Ｎｓｅｔより目標ラック位置Ｒｓｅｔを演算し、該目標ラック位置Ｒｓｅｔと実ラック位置Ｒａｃｔの偏差が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加し、又は、低温始動装置（ＣＳＤ）２１を作動して進角するように制御した。【選択図】図４
2008291754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
実回転数を検知し、目標回転数より目標ラック位置を演算し、該目標ラック位置と実ラック位置の偏差が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項２】
回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
実回転数を検知し、目標回転数より目標ラック位置を演算し、該目標ラック位置の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項３】
回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
実回転数を検知し、該実回転数の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項４】
回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
実回転数と、目標回転数より負荷を演算し、該負荷の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項５】
回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
燃料噴射ポンプのプランジャの回転角度を検知し、該プランジャの回転角度の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項６】
回転数検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
燃料噴射ノズルのニードルリフト量を検知し、該ニードルリフト量の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、前記ニードルリフト量の初期最大値を増加し、及び／又は、進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項７】
回転数検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、
燃料噴射圧力を検知し、該燃料噴射圧力の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量の初期最大設定値を増加し、及び／又は、進角するように制御したことを特徴とする電子ガバナ制御式エンジン。
【請求項８】
前記負荷が投入されたと判断したとき、エンジン制御手段（ＥＣＵ）の制限ラック位置の上限を解除するように制御したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一の請求項に記載の電子ガバナ制御式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ガバナ制御式エンジンに関するものであり、負荷が投入されてエンジン回転数が減少した際に復帰する時間を減少させる燃料噴射量制御及び進角制御を具備する電子ガバナ制御式エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子制御ガバナによりコントロールラックを動作させる、即ち、コントロールラックのラック位置を制御することにより、燃料噴射量の調量を行う構成の燃料噴射ポンプは周知となっている。そして、低温始動時では、電子制御ガバナによって燃料噴射量を増量させることにより、低温時の始動性の向上を図ることとしている（例えば、特許文献１参照）。
また、噴射時期の進角／遅角を行うための低温始動装置を備え、低温始動時では、この低温始動時進角装置（ＣＳＤ）によって噴射時期を進角させ、これにより、燃料噴射量も増量させることにより、低温時の始動性の向上を図る構成についても周知となっている（例えば、特許文献２参照）。前記低温始動装置は、特に低温始動時における始動性の確保のため、噴射量増量を行うものとしていた。これは、低温始動時でない場合、即ち、機関の周囲温度が高い場合や、作業機運転後に間もなく始動された場合等の暖態始動時では、燃料の増量を行わなくても始動性が確保できると考えられているためである。
【特許文献１】特開平１１−２１３７号公報
【特許文献２】特開２００１−３２３８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、エンジンの出力に発電機等の作業機を接続した際に急激な負荷が投入されると、瞬時に必要トルクが増加するが、コントロールラックのラック位置は予め定められた制限ラック位置までしか移動しないため、必要トルクが制限ラック位置でのトルク以上であった場合にはトルクが不足してしまい、エンジン回転数が減少することとなり、必要電力が得られない場合が生じる。
そこで、本発明はかかる課題に鑑み、急激な負荷が投入された際に、エンジン回転数の減少から復帰する時間を短縮して、必要なトルクを供給することができる電子ガバナ制御式エンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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。
【０００５】
即ち、請求項１においては、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数を検知し、目標回転数より目標ラック位置を演算し、該目標ラック位置と実ラック位置の偏差が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。
【０００６】
請求項２においては、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数を検知し、目標回転数より目標ラック位置を演算し、該目標ラック位置の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。
【０００７】
請求項３においては、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数を検知し、該実回転数の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。
【０００８】
請求項４においては、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数と、目標回転数より負荷を演算し、該負荷の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。
【０００９】
請求項５においては、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、燃料噴射ポンプのプランジャの回転角度を検知し、該プランジャの回転角度の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置よりも設定値増加し、及び／又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。
【００１０】
請求項６においては、回転数検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、燃料噴射ノズルのニードルリフト量を検知し、該ニードルリフト量の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、前記ニードルリフト量の初期最大値を増加し、及び／又は、進角するように制御したものである。
【００１１】
請求項７においては、回転数検知手段と、エンジン制御手段を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、燃料噴射圧力を検知し、該燃料噴射圧力の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量の初期最大設定値を増加し、及び／又は、進角するように制御したものである。
【００１２】
請求項８においては、前記負荷が投入されたと判断したとき、エンジン制御手段（ＥＣＵ）の制限ラック位置の上限を解除するように制御したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、負荷の投入が目標ラック位置と実ラック位置の偏差により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００１５】
請求項２においては、負荷の投入が目標ラック位置の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００１６】
請求項３においては、負荷の投入が実回転数の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００１７】
請求項４においては、負荷の投入が負荷の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００１８】
請求項５においては、負荷の投入がプランジャの回転角度の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００１９】
請求項６においては、負荷の投入がニードルリフト量の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００２０】
請求項７においては、負荷の投入が燃料噴射圧力の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００２１】
請求項８においては、負荷の投入後の復帰時間を前記よりもさらに速くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明にかかる燃料噴射量の制御機構を具現するための装置構成例を示す図、図２は燃料噴射ポンプの構成について示す図、図３は燃料噴射量制御と進角制御の流れを示すフローチャート図、図４はエンジンの制御マップについて示す図、図５はトルクとエンジン回転数の関係を示すグラフ図、図６は噴射時期とエンジン回転数を示すグラフ図、図７は実施例２にかかるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す図、図８は実施例２にかかる燃料噴射量制御装置について示すブロック図、図９はユニットインジェクタ式燃料噴射装置の制御装置について示すブロック図である。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明にかかる燃料噴射量の制御機構を具現するための装置構成例について示すものである。
エンジン１には、燃料噴射ポンプ２、セルモータ３が付設される。燃料噴射ポンプ２には、電子ガバナ４、低温始動装置（ＣＳＤ）２１が備えられている。
前記セルモータ３の通電状況は、コントローラ５によって認識される。また、前記電子ガバナ４は、コントローラ５によって制御される。
また、エンジン１には、冷却水温度センサ６が設けられ、前記コントローラ５によってエンジン冷却水温度が認識されるようになっている。
また、前記コントローラ５には、スタータスイッチ７が接続されており、オペレータによってスタータスイッチ７が操作されると、前記セルモータ３に通電がされ、エンジン１が始動されるようになっている。
また、前記コントローラ５には、後述するように、負荷が投入された時にマップによりコントロールラックの位置（以下、単に「ラック位置」とする）を所定量増量側にセットさせる燃料噴射量増量手段８が設けられている。
【００２４】
前記燃料噴射ポンプ２においては、電子ガバナ４のラックアクチュエーターによってコントロールラックが摺動され、該ラック位置が変更されることにより、燃料噴射量が調量されるようになっている。
また、前記燃料噴射ポンプ２は、図示せぬラックアクチュエーター、ラック位置検知手段であるラック位置センサ１４、回転数検知手段である回転数センサ１５が設けられ、これらが前記コントローラ５と接続されるものとしている。
また、前記燃料噴射ポンプ２においては、前記低温始動装置２１によって、圧縮される燃料の溢流の有無を切替えることにより、噴射時期の進角／遅角が行われる。低温始動時では、この低温始動装置２１によって噴射時期が進角され、これに伴って、燃料噴射量も増量され、低温時の始動性の向上を図るこができる。
【００２５】
また、燃料噴射ポンプ２は、例えば、図２に示すごとくの構成とする。
この燃料噴射ポンプ２においては、電子ガバナ４によりリンク４９を介して図示せぬコントロールラックが操作され、該コントロールラックの位置（ラック位置）が変更されることにより、燃料噴射量が調量される。
また、前記燃料噴射ポンプ２においては、前記低温始動装置２１によって、圧縮される燃料の溢流の有無を切替えることにより、噴射時期の進角／遅角が行われる。低温始動時では、この低温始動装置２１によって噴射時期が進角され、これに伴って、燃料噴射量も増量させることにより、低温時の始動性の向上を図ることができる。
また、カム軸４２に設けたカム４３の回転により、プランジャ４５が上下方向に摺動され、プランジャ４５の上面と、プラグ４６との間に燃料圧室が形成され、該燃料圧室にて燃料が圧縮される。
また、該燃料圧室内の圧力を検出するため、例えば、プラグ４６に、圧力センサ５１（図１参照）が設けられる。
また、該燃料圧室内の燃料温度を検出するため、例えば、プラグ４６に、燃料温度センサ５２（図１参照）が設けられる。
また、前記プランジャ４５は、プランジャバレル４４内で摺動され、プランジャの近傍にはプランジャの回転角度センサ５３（図１参照）が設けられている。また、分配軸スリーブ４８内では、分配軸４７が回転摺動する構成としている。
【００２６】
以上のように、燃料噴射量の制御機構は、燃料噴射ポンプ２と、前記燃料噴射ポンプ２のコントロールラックを操作する電子ガバナ４と、前記電子ガバナ４を制御するコントローラ５と、前記コントローラ５に負荷が投入された時にマップによりラック位置を所定量増量側にセットさせる指令を入力するための燃料噴射量増量手段８を具備する構成としている。
そして、この構成において、始動時にオペレータにより燃料噴射量増量手段８が操作された際に、前記コントローラ５は、前記電子ガバナ４にて前記ラック位置を噴射量増量側の位置にセットし、エンジン１の始動性を向上させる。
尚、「コントロールラックの位置を噴射量増量側の位置にセットする」とは、通常始動する際と比較して、燃料噴射量が増量されるように、コントロールラックの位置が設定されることをいうものであり、図４の制御マップにおいて、燃料噴射量を増量する側、即ち、Ｙ軸正の方向に修正することをいうものである。
【００２７】
図３に示す制御マップは、縦軸をラック位置Ｒ、横軸を機関回転数Ｎとするものであり、コントローラ５は、通常の場合、即ち、前記燃料噴射量増量手段８が操作されない場合では、制御マップ６１を用いて電子ガバナ４を制御するものとし、これにより、ラック位置は制御マップ６１に則って設定される。
この制御マップには、エンジン回転数Ｎに応じた制限ラック位置を決定すべく制限ラック位置特性線Ｒｍａｘが記憶され、同じく、エンジン回転数Ｎに応じたアイドルラック位置を決定すべくアイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌが記憶されている。これにより、目標エンジン回転数がＮのときの制限ラック位置Ｒｂと、アイドルラック位置Ｒａとが決定される。
アイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌは、エンジン単体でエンジンを駆動する場合において、エンジンをアイドル運転する際に用いられるラック位置を決定するためのものであり、このアイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌによって決定されるラック位置が、「アイドルラック位置」とされる。
制限ラック位置特性線Ｒｍａｘは、ラック位置の上限値として設定されるものであり、当該制限ラック位置特性線Ｒｍａｘを超えてラック位置が設定されることはない。つまり、制限ラック位置特性線Ｒｍａｘは、燃料の噴射量の上限値を決定するものである。
【００２８】
次に、前記低温始動装置２１を用いた急激な負荷を投入した際のラック位置制御について図３のフローチャートの流れに沿って説明する。
まず、エンジン１に急激な負荷が投入されているか否かの判断を行う（ステップＳ１０）。急激な負荷が投入されていると判断した場合には、ラック位置制御による燃料噴射量制御と前記低温始動装置２１を用いた燃料噴射時期の進角制御を行う（ステップＳ２０）。前記ラック位置制御による燃料噴射量制御と前記低温始動装置２１を用いた進角制御を行った後、再びステップＳ１０の判断を行う。ステップＳ１０の判断で急激な負荷が投入されていないと判断した場合には、正常運転時であると判断し、ループ処理を抜けて通常のラック位置制御による燃料噴射量制御を行う（ステップＳ３０）。
【００２９】
次に急激な負荷が投入されているか否かの判断手法について説明する。
前記目標ラック位置Ｒｓｅｔと実ラック位置Ｒａｃｔの偏差が設定値以上であるならば、負荷が投入されたと判断する。すなわち、目標ラック位置Ｒｓｅｔとは、回転数設定手段により目標エンジン回転数Ｎｓｅｔを設定した時の無負荷時のラック位置であり、実ラック位置Ｒａｃｔは実際のラック位置であることから、急激な負荷が発生した場合には、エンジン回転数Ｎは急激に低下し、コントローラ５は、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔに戻そうとするため、目標ラック位置Ｒｓｅｔを燃料噴射量増量側に急激に変化させる。しかし、ラックはアクチュエーターにより変更されるため、実ラック位置Ｒａｃｔは目標ラック位置Ｒｓｅｔに対して遅れて変化する。そのため、目標ラック位置Ｒｓｅｔと実ラック位置Ｒａｃｔの値が乖離する。この偏差を計測して一定値以上になった場合に急激な負荷が投入されたと判断するものである。このように構成することにより、負荷の投入が目標ラック位置Ｒｓｅｔと実ラック位置Ｒａｃｔの偏差により瞬時に判断できる。
【００３０】
また、急激な負荷が投入されているか否かの判断手法として、前記目標ラック位置Ｒｓｅｔの単位時間当たりの変化量（増加量）が設定値以上であるならば、負荷が投入されたと判断する手法がある。すなわち、目標ラック位置Ｒｓｅｔとは、回転数設定手段により目標エンジン回転数Ｎｓｅｔを設定した時の無負荷時のラック位置であり、急激な負荷を投入した場合にエンジン回転数Ｎが急激に変化（低下）するので、目標ラック位置Ｒｓｅｔは増量側に急激に変化させる。ここで、目標ラック位置Ｒｓｅｔの単位時間当たりの変化量が設定値以上になった場合に急激な負荷が投入されたと判断するものである。このように構成することにより、目標ラック位置Ｒｓｅｔの変化量により瞬時に判断できる。
【００３１】
また、急激な負荷が投入されたか否かの判断手法として、前記プランジャの回転角度の変化量が設定値以上であるならば、負荷が投入されたと判断する手法がある。すなわち、プランジャ４５の回転角度によって燃料の噴射量を決定しており、負荷がかかるとプランジャ４５の回転角度を変化させて燃料の噴射量を増量側に変化させることから、プランジャ４５の回転角度の単位時間当たりの変化量をプランジャ４５の回転角度を検知する回転角度センサ５３（図１参照）で計測して、前記プランジャ４５の回転角度の単位時間当たりの変化量が設定値以上であるならば、急激な負荷が投入されたと判断するものである。このように構成することにより、負荷の投入がプランジャ４５の回転角度により瞬時に判断できる。
【００３２】
次に、負荷が投入された際の燃料噴射量制御について説明する。
負荷が投入された場合には、瞬時に必要トルクが増加するが、コントロールラックのラック位置は予め定められた制限ラック位置Ｒｍａｘまでしか移動しないため、必要トルクに対して十分な量の燃料噴射量が制限ラック位置Ｒｍａｘでの燃料噴射量以上であった場合にはトルクが不足してしまい、エンジン回転数が減少することとなる。
【００３３】
そこで、燃料噴射量を燃料噴射量増量手段８により制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加するように制御する。すなわち、制限ラック位置Ｒｍａｘを超えて実ラック位置Ｒａｃｔを設定することが可能になることにより、燃料噴射量を一時的に増加させることが可能となり、必要トルクに対する燃料噴射量を供給することができる。このように構成することにより、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００３４】
また、負荷が投入された際に、コントローラ５の制限ラック位置Ｒｍａｘの上限を解除するように制御する手段もある。前記制限ラック位置Ｒｍａｘの上限を解除して、高トルクでの制限ラック位置ＲｍａｘＡに変更することによって、実ラック位置Ｒａｃｔを上昇させて、必要トルクを供給する。すなわち、図４に示すラック位置の特性マップの制限ラック位置特性線を図４のＲｍａｘＡに変更することにより、実ラック位置はＲｍａｘの制限ラック位置Ａ特性線上を通ることから必要トルクを供給することができるものである。このように構成することにより、負荷の投入後の復帰時間を、前記制限ラック位置を越えて実ラック位置を設定する手段よりもさらに速くすることができる。
【００３５】
また、前記低温始動装置２１を用いて進角制御をすることにより、負荷投入時に必要なトルクを発生させることができる。すなわち、図５に示すように、負荷が投入された際に、前記低温始動装置２１を用いて、燃料噴射時期を進角側に制御することにより、制限ラック位置はＲｍａｘのままでも必要なトルクを供給することが可能となり、エンストを防止することが可能となる。このように構成することにより、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００３６】
図６に燃料噴射量制御を行った際のトルク特性マップを示す。
図６に示すように、制限ラック位置をＲｍａｘ、低温始動装置（ＣＳＤ）２１を非作動状態（ｏｆｆ）にした場合と比較して、制限ラック位置をＲｍａｘ、低温始動装置（ＣＳＤ）２１を作動状態（ｏｎ）にした場合のほうが、トルク特性線が高トルク側を通っている。また、制限ラック位置をＲｍａｘ、低温始動装置（ＣＳＤ）２１をｏｆｆにした場合と比較して、制限ラック位置をＲｍａｘＡ、低温始動装置（ＣＳＤ）２１をｏｆｆにした場合のほうが、トルク特性線が高トルク側を通っている。さらに、制限ラック位置をＲｍａｘＡ、低温始動装置（ＣＳＤ）２１をｏｎにした場合には、他の制御方法よりもトルク特性線が高トルク側を通っている。つまり、制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加することにより制御する方法及び前記低温始動装置２１を用いて進角制御をする方法を併用することも可能であり、これにより、更に効率よく必要なトルクを得ることができる。
【実施例２】
【００３７】
また、前記電子ガバナ制御式エンジンがコモンレール式燃料噴射装置の場合、つまり、コモンレール内に一定圧力で蓄圧した燃料を制御装置１０９により制御されたインジェクタ１０７の電磁弁の開閉により噴射するコモンレール式燃料噴射装置を具備する電子ガバナ制御式エンジンである場合における燃料噴射量制御について説明する。
【００３８】
図７は燃料噴射装置の構成について示すものである。
燃料タンク１１１内の燃料は、フィードポンプ１１０によりくみ上げられ、サプライポンプ１０１へ供給される。
サプライポンプ１０１は、カム軸１２１の回転により複数のプランジャ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃを独立して上下摺動させるインライン型に構成されている。
各プランジャ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃが摺動されるシリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃでは、電磁弁１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃを介して燃料が吸入される。前記電磁弁１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃでは、コントローラ１０９（電子制御ユニット）による制御により、内部の弁の開閉が行われ、シリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃ内への燃料供給の有無の切り換えが行われる。
また、各シリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃでは、それぞれ高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃを介してコモンレール１０６と接続されており、各シリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃより吐出される高圧燃料は、高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃを介してコモンレール１０６へ供給され、コモンレール１０６内において、燃料の蓄圧が行われる。
【００３９】
また、エンジンの各気筒には、インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃが設けられており、各インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃは、それぞれ高圧管１０８ａ・１０８ｂ・１０８ｃを介してコモンレール１０６と接続されている。これにより、コモンレール１０６内の燃料が高圧管１０８ａ・１０８ｂ・１０８ｃを介してインジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃへ供給され、各インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃのノズルより燃料の噴射が行われる。尚、各インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃには電磁弁が設けられており、該電磁弁のニードルの開閉制御を前記コントローラ１０９にて行うことにより、噴射制御を行う。
【００４０】
以上のように、サプライポンプ１０１と、コモンレール１０６とが、複数の高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃにて接続される構成としている。
そして、前記コモンレール１０６と各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃとの接続部には、それぞれ各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ内からコモンレール１０６内へ向かう燃料の流れを規制する規制手段としての逆止弁機構１０５ａ・１０５ｂ・１０５ｃが設けられる構成としている。
前記逆止弁機構１０５ａ・１０５ｂ・１０５ｃは、各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ内からコモンレール１０６内へ向かう燃料の流れを許容し、これにより、サプライポンプ１０１からコモンレール１０６への燃料の供給が行われるものとしている。
一方、前記逆止弁機構１０５ａ・１０５ｂ・１０５ｃは、コモンレール１０６内から各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ内へ向かう燃料の流れを規制する。これにより、例えば、高圧管１０４ａが破損してしまった場合においても、破損箇所からコモンレール１０６内の燃料の流出を防止することができる。
【００４１】
また、図８に示すように、コモンレール式燃料噴射装置においてはコントローラ（制御装置）１０９による制御により噴射制御を行うため、ラック位置センサは存在せず、回転数センサ１３の他にコモンレールの圧力（燃料噴射圧力）を検知する燃料噴射圧力センサ１５２が入力側に接続されている。燃料噴射量は燃料噴射ノズルの「開」時間と噴射圧により求めることができる。なお、コモンレールを用いずに燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルを一体的に形成したユニットインジェクタを用いた場合には、図９に示すように、電磁弁のニードルのリフト量を検知するニードルリフト量センサ１５３を配置して、リフト量により燃料噴射量を検知することもできる。また、燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルを個別に設ける場合であっても、燃料噴射量を電磁弁で制御する場合においては、電磁弁のニードルのリフト量を検知するニードルリフト量センサ１５３を配置して、リフト量により燃料噴射量を検知することもできる。
【００４２】
次に、前記低温始動装置を用いた急激な負荷を投入した際のラック位置制御について図４のフローチャートの流れに沿って説明する。
まず、エンジン１に急激な負荷が投入されているか否かの判断を行う（ステップＳ１０）。急激な負荷が投入されていると判断した場合には、燃料噴射量制御及び進角制御を行う（ステップＳ２０）。前記噴射量制御及び噴射時期制御を行った後、再びステップＳ１０の判断を行う。ステップＳ１０の判断で急激な負荷が投入されていないと判断した場合には、正常運転時であると判断し、ループ処理を抜けて通常のラック位置制御を行う（ステップＳ３０）。
【００４３】
次に、急激な負荷が投入されているか否かの判断手法について説明する。
急激な負荷が投入されているか否かを、ニードルのリフト量を検知し、該ニードルのリフト量の変化量が設定値以上であるならば、負荷が投入されたと判断することができる。
ニードルのリフト量はインジェクタ１０７に設けた距離センサ１５３により検知される。前記ニードルのリフト量はコントローラ１０９によって制御されており、リフト量により燃料噴射量を検知することができることから、負荷が投入されたことにより燃料噴射量が減少すると、ニードルのリフト量も減少する。そこで、前記ニードルリフト量の変化量が設定値以上になった場合に、急激な負荷が投入されたものと判断するものである。
このように構成することにより、負荷の投入がニードルリフト量により瞬時に判断できる。
【００４４】
また、急激な負荷が投入されているか否かの判断手法として、燃料噴射圧力の変化量が設定値以上であるならば、負荷が投入されたと判断する手法がある。
すなわち前記コモンレール式燃料噴射装置では燃料噴射量は燃料噴射ノズルの「開」時間と噴射圧により求めることができることから、負荷が投入されたことにより燃料噴射量が減少するとともに前記燃料噴射圧力は減少する。そこで前記燃料噴射圧力の変化量を燃料噴射圧力センサ１５２により検知して、燃料噴射圧力の変化量が設定値以上になった場合に、急激な負荷が投入されたものと判断するものである。
このように構成することにより、負荷の投入が燃料噴射圧力の変化量により瞬時に判断できる。
【００４５】
次に、燃料噴射量制御及び進角制御について説明する。
負荷が投入された場合には、瞬時に必要トルクが増加するが、必要トルクに対して十分な量の燃料噴射量が供給されなかった場合にはトルクが不足してしまい、エンジン回転数が減少することとなる。
【００４６】
そこで、燃料噴射量を、燃料噴射圧力を増加させることにより、一時的に増加させて、必要トルクに対する燃料噴射量を供給するものである。このように構成することにより、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００４７】
また、ユニットインジェクタを用いた場合には前記ニードルリフトの燃料噴射時期を制御して進角制御をすることにより、負荷投入時に必要なトルクを発生させることができる。すなわち、負荷が投入された際に、ニードルリフトの燃料噴射時期を制御して進角制御を行い、進角制御する前と同じ燃料噴射量の場合であっても、必要なトルクを供給することが可能となり、エンストを防止することができる。このように構成することにより、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００４８】
また、コモンレール式燃料噴射装置を用いる場合には、前記コントローラ１０９により燃料噴射時期の進角制御をすることにより、負荷投入時に必要なトルクを発生させることができる。すなわち、負荷が投入された際に、燃料噴射時期の進角制御を行うことにより、進角制御する前と同じ燃料噴射量の場合であっても、必要なトルクを供給することが可能となり、エンストを防止することができる。
【００４９】
以上のように、本発明にかかる電子ガバナ制御式エンジンは、回転数検知手段１５と、ラック位置検知手段１４と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数を検知し、目標回転数Ｎｓｅｔより目標ラック位置Ｒｓｅｔを演算し、該目標ラック位置Ｒｓｅｔと実ラック位置Ｒａｃｔの偏差が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加し、又は、低温始動装置（ＣＳＤ）２１を作動して進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入が目標ラック位置と実ラック位置の偏差により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００５０】
また、回転数検知手段１５と、ラック位置検知手段１４と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数Ｒａｃｔを検知し、目標回転数Ｒｓｅｔより目標ラック位置を演算し、該目標ラック位置Ｒｓｅｔの変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加し、又は、低温始動装置（ＣＳＤ）２１を作動して進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入が目標ラック位置の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００５１】
また、回転数検知手段１５と、ラック位置検知手段１４と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数Ｎａｃｔを検知し、該実回転数Ｎａｃｔの変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加し、又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入が実回転数の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００５２】
また、回転数検知手段１５と、ラック位置検知手段１４と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実回転数Ｎａｃｔと、目標回転数Ｎｓｅｔより負荷を演算し、該負荷の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加し、又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入が負荷の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００５３】
また、回転数検知手段１５と、ラック位置検知手段１４と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、燃料噴射ポンプ２のプランジャ４５の回転角度を検知し、該プランジャ４５の回転角度の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量を制限ラック位置Ｒｍａｘよりも設定値増加し、又は、低温始動装置（ＣＳＤ）を作動して進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入がプランジャの回転角度の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００５４】
また、回転数検知手段１５と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、燃料噴射ノズルのニードルリフト量を検知し、該ニードルリフト量の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、該ニードルリフト量の初期最大設定値を増加し、及び／又は、進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入がニードルリフト量の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【００５５】
また、回転数検知手段１５と、エンジン制御手段５を備え、回転数に応じて燃料噴射量を制御する電子ガバナ制御式エンジンにおいて、燃料噴射圧力を検知し、該燃料噴射圧力の変化量が設定値以上あると、負荷が投入されたと判断して、燃料噴射量の初期最大設定値を増加し、及び／又は、進角するように制御したものである。このように構成することにより、負荷の投入が燃料噴射圧力の変化量により瞬時に判断でき、負荷投入より回転数が減少した後の復帰時間を従来より速く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明にかかる燃料噴射量の制御機構を具現するための装置構成例を示す図。
【図２】燃料噴射ポンプの構成について示す図。
【図３】燃料噴射量制御と進角制御の流れを示すフローチャート図。
【図４】エンジンの制御マップについて示す図。
【図５】トルクとエンジン回転数の関係を示すグラフ図。
【図６】噴射時期とエンジン回転数を示すグラフ図。
【図７】実施例２にかかるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す図。
【図８】実施例２にかかる燃料噴射量制御装置について示すブロック図。
【図９】ユニットインジェクタ式燃料噴射装置の制御装置について示すブロック図。
【符号の説明】
【００５７】
１    エンジン
２    燃料噴射ポンプ
３    セルモータ
４    電子ガバナ
５    コントローラ
６    冷却水温度センサ
７    スタータスイッチ
８    燃料噴射量増量手段
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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