(57)【要約】【課題】ＣＳＤが効率的に作動されるように該ＣＳＤの作動を制御することで、黒煙などの排出を低減し、良好なエンジンの始動を可能とする燃料噴射ポンプの進角制御装置を提供すること。【解決手段】燃料噴射ポンプ１に、低温時燃料の流出を停止させる低温時進角手段（ＣＳＤ３０）を備えるエンジンにおいて、前記燃料の流出及びその停止を、コントローラに接続された進角用アクチュエータによってバルブを開閉することにより行い、エンジン始動後、該エンジンが所定温度に達した時、または、所定時間が経過した時に、前記進角用アクチュエータを作動して燃料の流出の停止を解除し、通常運転とするように制御する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射ポンプに、低温時燃料の流出を停止させる低温時進角手段を備えるエンジンにおいて、前記燃料の流出及びその停止を、コントローラに接続された進角用アクチュエータによってバルブを開閉することにより行い、エンジン始動後、該エンジンが所定温度に達した時、または、所定時間が経過した時に、前記進角用アクチュエータを作動して燃料の流出の停止を解除し、通常運転とするように制御することを特徴とする燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【請求項２】
燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段を接続し、低温時始動開始から、エンジンが設定温度に達した時、または、設定時間が経過した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御することを特徴とする燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【請求項３】
燃焼部に、始動後所定時間加熱する始動補助装置を設けるとともに、燃料噴射ポンプに燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行う低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、前記始動補助装置を接続し、エンジンの温度が設定温度に達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開き、かつ、始動補助装置をＯＦＦとするように制御することを特徴とする燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータの作動時間を設定する手段を、前記コントローラと接続したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【請求項５】
燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、エンジン回転数検出手段とを接続し、設定回転数に達した時に、前記アクチュエータにより前記サブポートを閉じ、その後、エンジンが設定温度に達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御することを特徴とする燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【請求項６】
前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、エンジン回転数検出手段とを接続し、設定回転数に達した時に、前記アクチュエータにより前記サブポートを閉じ、その後、低温時における設定回転数に達した時、または、エンジンが設定温度に達した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【請求項７】
燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、発電機とを接続し、低温時における設定電圧に達した時、または、エンジンが設定温度に達した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御することを特徴とする燃料噴射ポンプの進角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温時進角機構を備えるディーゼル機関用の燃料噴射ポンプに関するものであり、詳細には、前記低温時進角機構を効率的に作動させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、燃料噴射ポンプのプランジャーバレル内にてプランジャーを上下摺動させることで、分配軸に圧送される燃料を、分配軸により複数の吐出弁へ送出し、各吐出弁から燃料噴射ノズルへ圧送する構成とするディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプがある。
このような燃料噴射ポンプにおいては、排気ガス対策として、燃料の噴射時期をリタード（遅角）させているが、この噴射時期を遅角させることの副作用として、低温時におけるエンジンの始動が円滑に行われないことがある。このような不具合を解消するため、エンジンの低温始動時に燃料の噴射時期を進角させる低温時進角機構（以下、「ＣＳＤ」（Ｃｏｌｄ  Ｓｔａｒｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）とする）を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このＣＳＤは、前記プランジャーバレルにサブポート（溢流ポート）を形成し、水温センサ等が接続されたコントローラによって、水温によりその作動を電子制御される電磁アクチュエータや、温度変化を感知して伸縮するサーモスタット等の温感部材などの進角用アクチュエータ作動させ、これにより前記サブポートの開閉を行うことによって噴射タイミングを変化させるものであり、低温始動時においては、この進角用アクチュエータにより前記サブポートを閉じることによって燃料の噴射時期を進める制御、即ち、進角制御を行うことでエンジンの始動性を向上させている。
【０００４】
このようなＣＳＤにおいて、電子制御式の進角用アクチュエータによってその作動を制御されるものは一般的に、コントローラに接続されている水温センサによってエンジンの冷却水温を検出し、エンジン始動時にこの検出された冷却水温が設定温度以下であると、前記進角用アクチュエータが作動してサブポートが閉じた状態、即ちＣＳＤがＯＮとなり、その後水温センサが検出する冷却水温が設定温度に達すると、サブポートを開きＣＳＤがＯＦＦとなるように制御されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２３４５７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようなＣＳＤは、サブポートを閉じることによって燃料噴射時期を進角させるのであるが、通常時は開いた状態で燃料が流出（リーク）しているこのサブポートが閉じられることにより、該サブポートからの燃料の流出がなくなるので、ＣＳＤがＯＮとなると必然的に燃料の噴射量が増加する。つまり、ＣＳＤがＯＮされることにより、燃料の噴射時期が進角されるとともに、必要のない燃料の噴射量まで副作用的に増加してしまうのである。このようなＣＳＤによる燃料噴射時期の進角と燃料噴射量の増加を図１２及び図１３に示す。
【０００７】
図１２はポンプ回転数に対する燃料の噴射時期を示すグラフであるが、この図に示すように、ＣＳＤがＯＦＦのときは噴射時期Ｔはほぼ一定に保たれている。一方、ＣＳＤがＯＮの状態では、噴射時期Ｔが早くなっており、即ち噴射時期Ｔが進角され、ポンプ回転数Ｎが増加するに従い進角量も減少していっている。また、図１３はポンプ回転数に対する燃料の噴射量を示すグラフであるが、この図に示すように、ＣＳＤがＯＦＦのときとＯＮのときでは、噴射量Ｑのポンプ回転数Ｎに対する特性曲線はそれぞれ略同一形状となっているが、ＣＳＤがＯＮのときには、燃料噴射量Ｑが増加しているのがわかる。そして、この噴射量Ｑの過剰な増加は、ＣＳＤがＯＦＦの状態でのエンジン始動時の噴射量の約２倍となっているという測定結果も得られている。
【０００８】
また、前記従来のＣＳＤにおいては、ＣＳＤのＯＮ／ＯＦＦは、水温センサによって検出される冷却水温によってのみ制御されているため、低温始動時にＣＳＤが一旦ＯＮとなると、エンジンが始動して立ち上がった後も、アイドリング状態を続けた場合などなかなか水温が上昇せず、冷却水温が設定温度に達するまではＣＳＤがＯＮの状態を保ち続けることとなる。
【０００９】
つまり、このようなＣＳＤにおいては、エンジンの始動が終わった後でのＣＳＤがＯＮの状態が発生する。この状態においてエンジンに負荷をかけ続けると、上述のような過剰に噴射される燃料のため黒煙が発生してしまい、環境に悪影響を与えるおそれがある。さらに、エンジンは噴射される燃料の分だけ馬力を出そうとするので過負荷となってしまい、場合によってはエンジンがマシンダウンを起こしたり、負荷の度合いによってはエンジンが搭載されている本体側にも影響を及ぼしたりする可能性もある。
また、このような不具合を予防するため、ユーザへは暖機運転（エンジンを始動して、エンジンがある程度暖まるまでは走り出さない事）の励行を指導しているが、この暖気運転も行われるという保障はない。
そこで本発明は、ＣＳＤが効率的に作動されるように該ＣＳＤの作動を制御することで、黒煙などの排出を低減し、良好なエンジンの始動を可能とする燃料噴射ポンプの進角制御装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１１】
即ち、請求項１においては、燃料噴射ポンプに、低温時燃料の流出を停止させる低温時進角手段を備えるエンジンにおいて、前記燃料の流出及びその停止を、コントローラに接続された進角用アクチュエータによってバルブを開閉することにより行い、エンジン始動後、該エンジンが所定温度に達した時、または、所定時間が経過した時に、前記進角用アクチュエータを作動して燃料の流出の停止を解除し、通常運転とするように制御するものである。
【００１２】
請求項２においては、燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段を接続し、低温時始動開始から、エンジンが設定温度に達した時、または、設定時間が経過した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するものである。
【００１３】
請求項３においては、燃焼部に、始動後所定時間加熱する始動補助装置を設けるとともに、燃料噴射ポンプに燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行う低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、前記始動補助装置を接続し、エンジンの温度が設定温度に達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開き、かつ、始動補助装置をＯＦＦとするように制御するものである。
【００１４】
請求項４においては、前記アクチュエータの作動時間を設定する手段を、前記コントローラと接続したものである。
【００１５】
請求項５においては、燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、エンジン回転数検出手段とを接続し、設定回転数に達した時に、前記アクチュエータにより前記サブポートを閉じ、その後、エンジンが設定温度に達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するものである。
【００１６】
請求項６においては、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、エンジン回転数検出手段とを接続し、設定回転数に達した時に、前記アクチュエータにより前記サブポートを閉じ、その後、低温時における設定回転数に達した時、または、エンジンが設定温度に達した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するものである。
【００１７】
請求項７においては、燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、発電機とを接続し、低温時における設定電圧に達した時、または、エンジンが設定温度に達した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る燃料噴射ポンプの構成を示す側面断面図、図２はＣＳＤの構成を示す断面図、図３は第一実施例の制御装置を示す結線図、図４は同じく第一実施例の作動タイミングチャートを示す図、図５は第二実施例の制御装置を示す結線図、図６は同じく第二実施例の作動タイミングチャートを示す図、図７は第三実施例及び第四実施例の制御装置を示す結線図、図８は第三実施例の作動タイミングチャートを示す図、図９は第四実施例の作動タイミングチャートを示す図、図１０は第五実施例の制御装置を示す結線図、図１１は同じく第五実施例の作動タイミングチャートを示す図、図１４はポンプ回転数に対する燃料の噴射量の実測値を示すグラフである。
【００１９】
本発明に係る燃料噴射ポンプ１はディーゼルエンジン機関に搭載されるものであり、該燃料噴射ポンプ１の基本的な構成について説明する。なお、以下の説明においては図１の紙面左側を前側とする。
図１に示すごとく、燃料噴射ポンプ１は、ポンプハウジング４５とハイドロリックヘッド４６の部分を上下に接合して構成されている。ポンプハウジング４５の部分の前側面には、電子制御ガバナ装置７のケーシング８が付設され、該ケーシング８の前側よりラックアクチュエータ４０が挿嵌固定されている。なお、前記電子制御ガバナ装置７は、本発明においては、電子制御式のものに限定されず、機械式のガバナ装置の場合に適用される実施例もあり、限定されるものではない。
前記ラックアクチュエータ４０は、摺動軸３を前後方向に進退させるものであり、該摺動軸３の先端部はリンクレバー１３の中途部に枢結されている。このラックアクチュエータ４０は、後述するコントローラ２０に接続されており、該コントローラ２０によってその作動が制御されている。また、該リンクレバー１３は、その下部において基部ピン１４を中心に回動自在に配される一方、上端部にはコントロールレバー６が枢結されており、前記摺動軸３が前後方向に進退すると、リンクレバー１３は、基部ピン１４を回動中心として前後方向に回動し、これにより、コントロールレバー６が前後方向に移動して、プランジャー３２を回動させる図示せぬ調量ラックが操作される、即ち、燃料噴射の増量・減量の調節が行われ、調速操作がなされるのである。
そして、前記ケーシング８の下部には、前記ポンプカム軸２の回転数を検知するための回転センサ２３が取り付けられている。但し、エンジンの回転数はクランク軸等の回転数を検知してもよく、回転センサ２３は電磁ピックアップやフォトインタラプタ等でも可能である。また、発電機の電圧で検知してもよい。つまり、回転センサ２３の種類やその配設位置は限定されるものではない。
【００２０】
また、図１及び図２に示すごとく、前記ハイドロリックヘッド４６にはプランジャーバレル３３が挿嵌されており、該プランジャーバレル３３内にプランジャー３２が上下摺動自在に内装され、ポンプカム軸２に形設したカム４の回転により、タペット１１及び下部バネ受け１２を介して、プランジャー３２が上下移動するように構成されている。そして、プランジャーバレル３３に設けられたメインポート３９には、図示せぬ燃料供給部から圧送された燃料が常時供給される構成となっており、前記プランジャー３２が上下動範囲の下端部（下死点）に位置すると、プランジャーバレル３３内にてプランジャー３２の上方に形成される燃料圧室１７とメインポート３９とが連通して、該燃料圧室１７に燃料が導入される。そして、プランジャー３２がカム４により押し上げられて上昇すると、該プランジャー３２の外壁によりメインポート３９の燃料圧室１７への連通口が閉ざされ、燃料圧室１７内の燃料はプランジャー３２の上昇に伴ってプランジャーバレル３３を貫通する分配ポート４９より分配軸９を介してデリベリバルブ１８へ圧送され、該デリベリバルブ１８からエンジンのシリンダヘッド部に設けられる燃料噴射弁などを介してエンジンのシリンダ内に噴射される。
【００２１】
そして、プランジャー３２がさらに上昇すると、該プランジャー３２に形成されたプランジャーリード３２ａと、メインポート３９とが連通するとともにプランジャーバレル３３内とメインポート３９とが連通し、該プランジャーバレル３３内の燃料がメインポート３９の燃料供給部側へ逆流する。なお、前記電子制御ガバナ装置７によりプランジャー３２を軸心回りに回動させることで、プランジャーリード３２ａとメインポート３９とが連通する際のプランジャー３２の上下位置を変化させることができ、これにより燃料噴射弁からの燃料噴射量の調節を可能としている。
【００２２】
また、ハイドロリックヘッド４６におけるプランジャーバレル３３の後方には、低温時進角手段である低温時進角機構（以下、「ＣＳＤ３０」とする）が設けられ、該ＣＳＤ３０のピストンバレル３４が挿嵌されており、該ピストンバレル３４のピストン摺動部内には上下摺動自在にＣＳＤ用ピストン（以下、「ピストン３５」とする）が設けられている。そして、電磁バルブ１５の進角用アクチュエータであるアクチュエータ１６を作動させ、該ピストン３５を上下摺動させることでＣＳＤ３０のＯＮ／ＯＦＦを行う構成としている。
【００２３】
また、前記メインポート３９の略対向位置には、ＣＳＤ３０のピストン３５の摺動によって開閉可能となっているサブポート３６が設けられており、該サブポート３６は、メインポート３９よりも小径に構成されている。そして、低温始動時においては、始動性向上のため早期の燃料噴射時期が要求されるため、ＣＳＤ３０を作動させて（ＯＮさせて）噴射時期の進角制御を行う。つまり、常温時は開状態となっているサブポート３６の通路３７を介してのピストンバレル３４内及び低圧室４７との連通を、電磁バルブ１５のアクチュエータ１６を作動させてピストン３５によって閉じることで遮断し、これによりプランジャー３２が燃料圧室１７に対してメインポート３９を閉じると同時に、該燃料圧室１７から分配軸９への燃料圧送を開始するようにしている。
一方、常温時においては、ＣＳＤ３０は非作動状態（ＯＦＦ状態）にあり、前記サブポート３６とピストンバレル３４内とは通路３７を介して連通された状態にある。つまり、サブポート３６と低圧室４７とが連通された状態となっており、プランジャー３２によって圧縮される燃料の一部をサブポート３６から排出し、ハイドロリックヘッド４６に形成されたこの低圧室４７に溢流させることで、燃料圧室１７からの燃料圧送の開始を遅らせることで遅角制御している。
【００２４】
また、前記電子制御ガバナ装置７のラックアクチュエータ４０が接続されているコントローラ２０には、ＣＳＤ３０においてサブポート３６の開閉を行うアクチュエータ１６を有する電磁バルブ１５、ポンプカム軸２の回転数を検知するための前記回転センサ２３、及びエンジンの冷却水温を検知するための水温センサ２５が接続されている。
以上のような構成の燃料噴射ポンプ１に具備されるＣＳＤ３０は、従来においては、前記水温センサ２５によって検出される冷却水温によってのみ制御されており、そのＯＮ／ＯＦＦのタイミングが一義的に決められていた。そこで本発明においては、ＣＳＤ３０をより効率的に作動させるため、エンジン始動後、該エンジンが所定温度に達した時、または、所定時間が経過した時、または、該エンジンが所定回転数に達した時に、前記電磁バルブ１５のアクチュエータ１６を作動して前記サブポート３６を開くことで燃料の流出の停止を解除し、通常運転とするように制御している。つまり、従来の水温センサ２５による冷却水温に加え、電磁バルブ１５のアクチュエータ１６の作動時間を設定する手段として、該電磁バルブ１５への通電制御を任意の時間行うタイマ回路２６によって計測される時間、及び前記回転センサ２３によって検出されるエンジンの回転数を、ＣＳＤ３０のＯＮ／ＯＦＦを制御する判断基準としているのである。なお、タイマ回路２６により計測した時間によりＯＮ／ＯＦＦする時間の設定は、図示しない設定装置により設定可能としている。
このようにＣＳＤ３０の作動を制御することにより、ＣＳＤ３０の作動の適正化が図れ、燃費の改善やエンジン始動時に発生する黒煙の低減が図れるとともにエンジンの良好な低温始動性を得ることができる。
以下、このようなＣＳＤ３０を制御する進角制御装置の構造及び制御方法の実施例について説明していく。
【００２５】
まず、第一実施例について説明する。
本実施例の進角制御装置には、図３に示すように、リレー（継電器）が内蔵されたコントローラ２０に、ＱＨＳ（クイックヒートシステム）ヒータや、ＱＧＳ（クイックグローシステム）ヒータ等の始動補助装置であるエアヒータ（又はエアグロー）２８と、エンジンの温度を検出する手段である水温センサ２５が接続された始動補助制御装置が備えられている。そして、この始動補助制御装置のコントローラ２０に、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５、及び余熱ランプ２９が接続されている。
前記始動補助制御装置は、ディーゼルエンジン等において低温始動性の改善や始動後のエミッションの低減のために用いられるものであり、前記コントローラ２０に接続された水温センサ２５によって感知されたエンジンの冷却水温が予め設定された水温以下の場合に作動し、プリヒート（予熱）する機能を有している。そして、この始動補助制御装置のコントローラ２０には、エアヒータ２８の通電制御を任意の時間行う前記タイマ回路２６が内蔵されている。つまり、この始動補助制御装置は、タイマ回路２６により、冷却水温が低いときほど長い時間作動するように制御されている。
そして、この始動補助制御装置のコントローラ２０に接続されている水温センサ２５は、該コントローラ２０に出力端子を持つＣＳＤ３０の電磁バルブ１５を作動させるための水温感知にも併用されている。つまり、この水温センサ２５によって検出される冷却水温が、予め設定された設定温度以下であれば、前記電磁バルブ１５の作動によって前記サブポート３６が閉じられ、ＣＳＤ３０がＯＮとなるのである。
【００２６】
このような構成の制御装置によるＣＳＤ３０の制御について、図４に示す作動タイミングチャートに沿って説明する。
まず、冷却水温が予め設定された設定温度Ｔｎ（例えば、０℃）以下の場合、即ち低温始動時について、図４の（ａ）を用いて説明する。
この場合においては、まず、コントローラ２０に接続されているキースイッチ（キーＳＷ）２１がＯＮされるとともに、余熱ランプ（ランプ）２９及びエアヒータ（ヒータ）２８がＯＮとなり、冷却水温に応じて前記タイマ回路２６によって計測される時間ｔ１の間プリヒートが行われ、この時間ｔ１が経過した後、余熱ランプ２９及びエアヒータ２８がＯＦＦとなる。その後、キースイッチ２１をＯＮの位置からスタート（ＳＴ）の位置にすると、再び前記エアヒータ２８がＯＮとなるとともにＣＳＤ３０がＯＮとなる。そして、エンジンが始動して立ち上がった後、キースイッチ２１をＳＴの位置からＯＮの位置に戻すと同時に、エアヒータ２８がＯＦＦとなり、これとともにタイマ回路２６がはたらき始める。その後、コントローラ２０に予め記憶させている任意の設定時間ｔ２（例えば、２０秒）が経過すると、該タイマ回路２６によってＣＳＤ３０がＯＦＦとなる。なお、この設定時間ｔ２経過中に、水温センサ２５によって検出される冷却水温が前記設定温度Ｔｎに達した場合は、ＣＳＤ３０は設定時間ｔ２経過を待たずにＯＦＦとなる。
つまり、キースイッチ２１をＯＮの位置からＳＴの位置にすると同時にＣＳＤ３０がＯＮとなり、エンジンが始動した後、キースイッチ２１をＳＴの位置からＯＮの位置に戻した時点からタイマ回路２６がはたらき、設定時間ｔ２経過後にＣＳＤ３０がＯＦＦとなるのであるが、この設定時間ｔ２経過中であっても、エンジンの運動とともに冷却水温が上昇して、水温センサ２５によって検出される冷却水温が設定温度Ｔｎに達したときは、この温度上昇が優先されてＣＳＤ３０がＯＦＦとなるのである。
【００２７】
一方、冷却水温が前記設定温度Ｔｎ以上の場合、即ち常温時の場合は、図４の（ｂ）に示すように、上述の低温始動時と比較して温度が高い分、エアヒータ２８がはたらく時間ｔ１が短くなっており、そして、ＣＳＤ３０は常にＯＦＦの状態となっている。
【００２８】
このように、ＣＳＤ３０が、低温始動時においてＯＮとなった場合に、エンジンの冷却水温が前記設定温度Ｔｎに達した時、または、設定時間ｔ２が経過した時の何れか早くの時にＯＦＦとなるように制御されることで、エンジンが始動した後におけるＣＳＤ３０のＯＮの時間、即ち前記設定時間ｔ２を任意に設定して制御でき、これにより、低温時において良好な始動性が得られるとともに始動立ち上がりを短時間に行うことが可能となる。つまり、低温始動時における燃料噴射ポンプ１の進角制御が短時間で終了して通常運転となるので、燃料消費の効率化が図れる。
また、低温時の始動立ち上がり後は、ＣＳＤ３０が短時間でＯＦＦとなるため、該ＣＳＤ３０がＯＮの状態で負荷がかかる確率が低くなるので、黒煙やＣＯ２の発生が低減できる。さらに、エンジンに対する負荷が低減されることで、マシンダウン等の不具合が発生することを防止できる。
【００２９】
ところで、ＣＳＤ３０のはたらきとしては、上述のような低温始動時に燃料噴射時期を進角させることで低温時の良好な始動性を得るということがあるが、この他に、低温時の始動立ち上がり後の白煙発生時間を短縮させるというはたらきもある。つまり、外国、特に米国市場では、低セタン価の燃料（着火性の悪い燃料）が使用されているため、エンジン始動後長い時間にかけて白煙が吐出するという問題があり、この白煙発生の問題に対応するため、ＣＳＤ３０のＯＮ状態が解除される温度、即ち上述したような設定温度Ｔｎが常温近くに設定された仕様の燃料噴射ポンプがある。ここでセタン価とは、軽油の着火のし易さを数値によって示したものである。
しかし、このようにＣＳＤ３０がＯＦＦとなる温度を常温近くに設定することにより、該ＣＳＤ３０がＯＦＦとなるまでの暖気運転時間が通常仕様の場合と比較して必然的に延長されることとなる。つまり、ＣＳＤ３０がＯＮの状態で負荷がかけられる時間が長くなり、上述したようなマシンダウンが発生する可能性が高くなってしまう。
【００３０】
そこで、このような問題に対応すべく構成されたＣＳＤ３０の制御装置及び制御方法について、本発明の第二実施例として以下において説明する。
本実施例における進角制御装置には、図５に示すように、アフターヒート（又はアフターグロー）機能を有するコントローラ２０に、ＱＨＳ（クイックヒートシステム）ヒータや、ＱＧＳ（クイックグローシステム）ヒータ等の始動補助装置であるエアヒータ（又はエアグロー）２８、エンジンの温度を検出する手段である水温センサ２５及び余熱ランプ２９が接続された始動補助制御装置が具備されている。このエアヒータ２８は、燃焼部、即ちエンジンの燃焼室近傍に設けられる。そして、このエアヒータ２８と、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５とが、リレー２７を介して並列に接続されている。つまり、該エアヒータ２８及びＣＳＤ３０の電磁バルブ１５への通電は、前記リレー２７を介して行われるので、これらの作動は同期されている。なお、上述したアフターヒート機能とは、エンジン始動前に予熱をし、エンジンが始動した後にもエアヒータへの通電を継続して始動補助を続け、エンジンの吸気温度を上昇させる機能である。
このコントローラ２０には、第一実施例と同様に、前記エアヒータ２８の通電制御を任意の時間行うタイマ回路２６が内蔵され、また、水温センサ２５及び余熱ランプ２９が接続されている。
このような制御装置において前記タイマ回路２６は、エンジン始動時に、水温センサ２５によって検出される冷却水温に応じた時間プリヒートし、また、予め設定された任意の設定温度以下の場合にアフターヒートするように通電するように制御されている。
【００３１】
このような構成の制御装置によるＣＳＤ３０の制御について、図６に示す作動タイミングチャートに沿って説明する。
まず、冷却水温が予め設定された設定温度Ｔ１（例えば、５℃）以下の場合、即ち低温始動時について、図６の（ａ）を用いて説明する。
この場合においては、まず、コントローラ２０に接続されているキースイッチ（キーＳＷ）２１がＯＮされるとともに、余熱ランプ（ランプ）２９、エアヒータ（ヒータ）２８及びＣＳＤ３０がＯＮとなる。そして、この時の冷却水温Ｔ２（例えば、０℃）に応じて前記タイマ回路２６によって計測される時間ｔ１（例えば、１秒）の間プリヒートが行われ、この時間ｔ１が経過した後、余熱ランプ２９、エアヒータ２８及びＣＳＤ３０がＯＦＦとなる。その後、キースイッチ２１をＯＮの位置からスタート（ＳＴ）の位置にすると、再びエアヒータ２８及びＣＳＤ３０がＯＮとなる。そして、エンジンが始動して立ち上がった後も、エアヒータ２８及びＣＳＤ３０はＯＮの状態を保ち、この状態でキースイッチ２１をＳＴの位置からＯＮの位置に戻すと同時に、この信号によってタイマ回路２６がはたらき始める。その後、コントローラ２０に予め記憶させている任意の設定時間ｔ２（例えば、３分）が経過すると、該タイマ回路２６によってリレー２７を介してエアヒータ２８及びＣＳＤ３０がＯＦＦとなる。なお、この設定時間ｔ２経過中に、水温センサ２５によって検出される冷却水温が前記設定温度Ｔ１に達した場合は、ＣＳＤ３０は設定時間ｔ２経過を待たずにＯＦＦとなる。
つまり、エアヒータ２８及びＣＳＤ３０がＯＮの状態で、キースイッチ２１をＳＴの位置からＯＮの位置に戻した時点からタイマ回路２６がはたらき、前記設定時間ｔ２経過後にエアヒータ２８及びＣＳＤ３０がＯＦＦとなるのであるが、この設定時間ｔ２経過中であっても、エンジンの運動とともに冷却水温が上昇して、水温センサ２５によって検出される冷却水温が前記設定温度Ｔ１に達したときは、この温度上昇が優先されてＣＳＤ３０がＯＦＦとなるのである。
【００３２】
一方、冷却水温が前記設定温度Ｔ１以上の場合、即ち常温時の場合は、図６の（ｂ）に示すように、コントローラ２０に接続されているキースイッチ２１がＯＮされると、該コントローラ２０の作動確認のための通電によって、わずかな時間ｔ１だけ余熱ランプ２９、エアヒータ２８及びＣＳＤ３０がＯＮとなり、始動時においてその後は全て常にＯＦＦの状態となっている。
【００３３】
つまり、コントローラ２０にリレー２７を介してエアヒータ２８とＣＳＤ３０の電磁バルブ１５とを並列に接続して、これらのＯＮ／ＯＦＦを同期して連動するように構成し、低温始動時においてＣＳＤ３０がＯＮとなった場合に、エンジンの冷却水温が前記設定温度Ｔ１に達した時、または、前記設定時間ｔ２が経過した時の何れか早くの時に、該ＣＳＤ３０がＯＦＦとなるように制御されているのである。
このような構成とすることで、低セタン価の燃料を使用しているディーゼル機関における低温始動時において、ＣＳＤ３０の作動による燃料噴射時期の進角制御と、エアヒータ２８のアフターヒート効果による吸気温度の上昇との相乗効果により、低温始動後の白煙発生時間を短縮することができる。つまり、エンジン始動後のＣＳＤ３０のＯＮ状態の時間を短縮することができるので、マシンダウンの発生を予防することができる。
また、ＣＳＤ３０がＯＦＦとなる設定温度を常温近くほど高くに設定する必要がなくなるので、エアヒータ２８による加熱時間と、ＣＳＤ３０による進角制御時間とを短縮することができ、低セタン価の燃料を使用しているエンジンにおいて、良好な低温始動性をえることができる。
【００３４】
また、上述した第一実施例及び第二実施例において、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５を作動時間を設定する手段であるタイマ回路２６は、コントローラ２０に内蔵されているが、該コントローラ２０の外部に接続して設けることもできる。
このような構造にすることにより、タイマ回路２６を容易に変えることが可能となる。つまり、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５や始動補助装置であるエアヒータ２８の作動時間を任意に変更することができることとなるので、季節や気温や燃料の種類などに合わせて、エンジンの最適な始動性を得ることが可能となるのである。
【００３５】
続いて、本発明の第三実施例について説明する。
低温始動時にＣＳＤ３０がＯＮとなった場合、燃料の噴射時期を進角させるため、この副作用として、上述したように必然的に噴射量も増加してしまう。このＣＳＤ３０がＯＮされることによる噴射量の増加は、ＣＳＤ３０がＯＦＦのときと比較すると、約２倍になることが測定により確認されている。また、燃料噴射ポンプに具備される、燃料の噴射量を調節するガバナ装置は、エンジン始動時において燃料を余計に噴射するような構造とされているが、このガバナ装置が電子制御でなく機械式である場合、この始動時噴射量の制限ができずに噴射量が増量してしまう。
これらの原因により、図１４に示すように、エンジン始動時に必要以上の燃料が多量に噴射されてしまう（以下、この領域を「始動時増量域ｉ」とする。）。この始動時増量域ｉにおける必要以上の噴射量Ｑの増加は、多量の黒煙の増加を招き、さらには、シリンダ内において、燃料を燃やすための酸素の不足や冷却作用によって着火した火が消えるという、いわゆる失火現象を引き起こす等の低温始動時の不具合を生じさせている。
また、低温時においてＣＳＤ３０をＯＦＦのまま始動させた場合でも、エンジンの回転数（ポンプ回転数Ｎ）がある程度になるまでは、もたつくことなく上昇することが測定によって確認されている。
【００３６】
以上のようなことを考慮し、本実施例では、ＣＳＤ３０を制御するための手段として、エンジンの回転数を用いようとするものである。以下、本実施例におけるＣＳＤ３０の制御装置及びその作動について説明する。
図７に示すように、本実施例においては、コントローラ２０に、エンジンの温度を検出する手段である水温センサ２５、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５、及びエンジン回転数検出手段としての回転センサ２３である電磁ピックアップ２３ａが接続され、電磁バルブ１５のアクチュエータ１６の作動時間を設定する手段として、該電磁バルブ１５への通電制御を任意の時間行うタイマ回路２６が内蔵されている。つまり、この電磁ピックアップ２３ａによってエンジンの回転数を検出し、これをパルス信号としてコントローラ２０へ入力して、この信号をＣＳＤ３０の制御に用いるのである。
【００３７】
このような構成の制御装置によるＣＳＤ３０の制御について、図８に示す作動タイミングチャートに沿って説明する。
まず、冷却水温が予め設定された設定温度Ｔｎ（例えば、５℃）以下の場合、即ち低温始動時について、図８の（ａ）を用いて説明する。
この場合においては、まず、コントローラ２０に接続されているキースイッチ（キーＳＷ）２１がＯＮされ、その後、該キースイッチ２１をスタート（ＳＴ）の位置にするとともにクランキングが開始される。そして、エンジンが完爆した後、キースイッチ２１がＯＮの位置に戻されると同時に、このキースイッチＯＮの信号によって前記タイマ回路２６が作動し、ＣＳＤ３０を設定時間ｔ（例えば、６０秒）経過後にＯＦＦとするための計測が開始される。この時点ではまだＣＳＤ３０はＯＮとならず、この状態で、電磁ピックアップ２３ａによって検出されるエンジンの回転数が予め設定されている設定回転数Ｎ１に達するとＣＳＤ３０がＯＮとなる。そして、前記設定時間ｔが経過するとＣＳＤ３０がＯＦＦとなる。なお、この設定時間ｔ経過中に、水温センサ２５によって検出される冷却水温が前記設定温度Ｔｎに達した場合は、ＣＳＤ３０は設定時間ｔ経過を待たずにＯＦＦとなる。
つまり、低温始動時において、エンジンの回転数が設定回転数Ｎ１に達してＯＮとなったＣＳＤ３０は、タイマ回路２６によって計測される設定時間ｔ経過後にＯＦＦとなるのであるが、この設定時間ｔ経過中であっても、エンジンの運動とともに冷却水温が上昇して、水温センサ２５によって検出される冷却水温が前記設定温度Ｔｎに達したときは、この温度上昇が優先されてＣＳＤ３０がＯＦＦとなるのである。
【００３８】
一方、冷却水温が前記設定温度Ｔｎ以上の場合、即ち常温時の場合は、図８の（ｂ）に示すように、始動時においてＣＳＤ３０は常にＯＦＦの状態となっている。
【００３９】
このような本実施例におけるＣＳＤ３０の制御を図１４を用いて説明すると、上述した始動時増量域ｉにおいては、ＣＳＤ３０はＯＦＦの状態を保ち、この始動時増量域ｉを経過した後、即ちエンジンの回転数（ポンプ回転数Ｎ）が予め設定された設定回転数Ｎ１に達した時点ではじめてＣＳＤ３０がＯＮとなる。つまり、始動時における燃料の噴射量Ｑが、始動時増量域ｉにおいてはＣＳＤ３０がＯＦＦのときの噴射量となり、この始動時増量域ｉが経過する（エンジンの回転数がＮ１に達する）とともに、ＣＳＤ３０がＯＮのときの噴射量となるように移行して行くという具合である。
このように、回転センサ２３である電磁ピックアップ２３ａからのエンジンの回転数の信号をＣＳＤ３０の電磁バルブ１５の制御に用いることで、始動時増量域ｉにおいてＣＳＤ３０をＯＦＦとして、エンジンが任意の設定回転数Ｎ１に達した時点でＣＳＤ３０をＯＮとすることが可能となり、低温始動時の初爆から完爆に至るまでの間の黒煙の発生及び上述したような失火現象の発生を防止することができる。
【００４０】
次に、第四実施例について説明する。
低温始動時にＣＳＤ３０がＯＮとなった場合、燃料噴射量は、その燃料ポンプの持つ最大噴射量まで増加し、上述したようにガバナ装置が機械式である場合にはこの燃料噴射量の制限ができない構造となっている。そのため、始動時の燃料噴射量過多により、黒煙の排出や失火現象のような問題が発生するが、さらにこれ以外にも問題がある。それは、エンジン始動立ち上がり後も、冷却水温が設定温度に達するまで、または設定時間が経過するまではＣＳＤ３０はＯＮの状態となっており、この始動立ち上がり後にＣＳＤ３０がＯＮの時間に負荷をかけた場合のマシンダウンの発生や、噴射時期の進角によるアイドリング騒音の増大などである。
それに、エンジンが始動立ち上がり後、冷却水温が一定温度に上昇するまでＣＳＤ３０をＯＮの状態に保つのは、上述のように低セタン価の燃料を使用した場合の白煙防止のためであり、セタン価の高い燃料を使用する場合は、この水温の温度上昇を待つ必要性は乏しくなる。
これらのことを考慮し、本実施例では、前記第三実施例におけるＣＳＤ３０がＯＦＦとなるタイミングを、エンジンの温度を検出する手段である水温センサ２５からの検出信号と、電磁バルブ１５の作動時間を設定する手段としてのタイマ回路２６による時間経過とに加え、エンジン回転数検出手段としての回転センサ２３からの信号も用いている。
【００４１】
本実施例におけるＣＳＤ３０の制御装置は、第三実施例で図７に示すものと同じ構成である。
そして、図９に示す作動タイミングチャートのように、ＣＳＤ３０の作動も第三実施例と略同様であるが、ＣＳＤ３０がＯＦＦとなるタイミングの制御に、エンジンの回転数が加えられている。つまり、第三実施例の低温始動時においては、エンジンの回転数が設定回転数Ｎ１に達してＯＮとなったＣＳＤ３０を、タイマ回路２６によって計測される設定時間ｔ経過した時、または水温センサ２５によって検出される冷却水温が設定温度Ｔｎに達した時の何れか早い時にＯＦＦとするように制御されているが、本実施例ではこれらに加え、設定回転数Ｎ２（例えば、定格回転数の８０％）を始動完了回転数として予め設定し、エンジン回転数検出手段としての回転センサ２３である電磁ピックアップ２３ａによって検出されるエンジンの回転数が、この設定回転数Ｎ２に達した時にもＣＳＤ３０をＯＦＦとするのである。
つまり、ＣＳＤ３０がＯＮとなるタイミングを制御する回転数を設定回転数Ｎ１とし、ＣＳＤ３０がＯＦＦとなるタイミングを制御する信号の一つとして設定回転数Ｎ２を設定しているのである。
【００４２】
このように、ＣＳＤ３０をＯＮとするタイミングだけでなく、ＣＳＤ３０をＯＦＦとするタイミングにもエンジンの回転数の信号を用いることにより、設定回転数Ｎ２を始動完了回転数として任意に設定することで、エンジンが任意の回転数に達した時にＣＳＤ３０をＯＦＦとすることができ、マシンダウンからの回避やアイドリング騒音の低減が可能となる。
【００４３】
引き続き、第五実施例について説明する。
例えば建設機械などのように油圧にて駆動される作業機においては、低温始動時に、エンジンが着火した後でも、完全に立ち上がるまではコントローラに接続されたスタータを回し続けるという、いわゆる追打ちが一般的に行われている。そのため、スタータへの長時間連続通電による該スタータの焼損防止用として、エンジン回転数が増加して任意の回転数に達するとスタータへの通電をカットする保護装置（セーフティリレー）が適用されている。
しかし、従来のスタータの保護装置は単機能とされているため、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５の制御のためのコントローラは別途設けられており、部品点数の増加やこれに伴う高コスト化、また配線の複雑化などが懸念されていた。
そこで本実施例においては、このスタータの保護装置のコントローラを、ＣＳＤ３０のコントローラに併用しようとするものである。
【００４４】
以下、本実施例における制御装置の構造について説明していく。
本実施例が適用される作業機には、図１０に示すように、セーフティリレーが内蔵されたコントローラ２０に、スタータ２４と、回転数を検出するためのエンジン補機であるオルタネータ（発電機）２２とが接続されたスタータ保護装置が備えられている。そして、このスタータ保護装置のコントローラ２０に、エンジンの温度を検出する手段である水温センサ２５及びＣＳＤ３０の電磁バルブ１５が接続され、該電磁バルブ１５のアクチュエータ１６の作動時間を設定する手段として、電磁バルブ１５への通電制御を任意の時間行うタイマ回路２６が内蔵されており、該コントローラ２０によってＣＳＤ３０の作動を制御する構成としている。つまり、このような構成によって、エンジンの回転数に比例するオルタネータ２２の電圧を、該オルタネータ２２の出力端子からコントローラ２０に入力し、この信号をエンジンの回転数による信号としてＣＳＤ３０の作動を制御に用いるのである。
【００４５】
このような構成の制御装置によるＣＳＤ３０の制御について、図１１に示す作動タイミングチャートに沿って説明する。
まず、冷却水温が予め設定された設定温度Ｔｎ（例えば、５℃）以下の場合、即ち低温始動時について、図１１の（ａ）を用いて説明する。
この場合においては、まず、コントローラ２０に接続されているキースイッチ（キーＳＷ）２１がＯＮされ、その後、該キースイッチ２１をスタート（ＳＴ）の位置にするとともにスタータ２４がＯＮとなりクランキングが開始される。この状態において、オルタネータ２２からのパルス信号によって検出される電圧が、予め設定された設定電圧Ｖｎに達した時、つまりエンジンの回転数が、予め設定された任意の設定回転数Ｎ１に達すると、コントローラ２０に内蔵されているセーフティリレーがはたらき、スタータ２４への通電が切れＯＦＦとなる。そして、このスタータ２４がＯＦＦとなると同時にＣＳＤ３０がＯＮとなる。つまり、ここではスタータ２４とＣＳＤ３０とを連動させ、スタータ２４がセーフティリレーのはたらきによってＯＦＦとなるとともにＣＳＤ３０をＯＮとなるようにしている。その後、キースイッチ２１がＯＮの位置に戻されると同時に、ＣＳＤ３０を任意の設定時間ｔ（例えば、６０秒）だけＯＮとするための前記タイマ回路２６による計測が開始される。そして、前記設定時間ｔが経過するとＣＳＤ３０がＯＦＦとなる。なお、この設定時間ｔ経過中に、水温センサ２５によって検出される冷却水温が前記設定温度Ｔｎに達した場合は、ＣＳＤ３０は設定時間ｔ経過を待たずにＯＦＦとなる。
つまり、低温始動時においてオルタネータ２２によって検出される電圧が設定電圧Ｖｎに達する、即ちエンジンの回転数が任意の設定回転数Ｎ１に達したことでスタータがＯＦＦとなると同時にＯＮとなったＣＳＤ３０は、タイマ回路２６によって計測される設定時間ｔ経過後にＯＦＦとなるのであるが、この設定時間ｔ経過中であっても、エンジンの運動とともに冷却水温が上昇して、水温センサ２５による検出水温が前記設定温度Ｔｎに達したときは、この温度上昇が優先されてＣＳＤ３０がＯＦＦとなるのである。
【００４６】
一方、冷却水温が前記設定温度Ｔｎ以上の場合、即ち常温時の場合は、図１１の（ｂ）に示すように、キースイッチ２１がＯＮからＳＴの位置になるとともにスタータ２４がＯＮされ、その後エンジンの回転数が前記設定回転数Ｎ１に達すると、セーフティリレーのはたらきによってスタータ２４はＯＦＦとなるが、この時ＣＳＤ３０はＯＮとならず、ＣＳＤ３０は常にＯＦＦの状態となっている。
【００４７】
このように、スタータ２４を保護するためのセーフティリレー内蔵の既存のコントローラ２０に、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５の出力端子を設けてコントローラを併用し、このＣＳＤ３０の電磁バルブ１５とセーフティリレーとを連動させて制御することで、上述した始動時増量域ｉにおいてＣＳＤ３０をＯＦＦとすることによる黒煙の排出や失火現象の防止が図れるだけでなく、コントローラ２０を多機能にしてオルタネータ２２によって検出されるエンジン回転数のパルス信号を、セーフティリレーの作動とＣＳＤ３０の作動とに併用するため、ＣＳＤ３０の電磁バルブ１５を制御するためのコントローラやその他機器等を別途用いる必要もなくなり、部品・配線の追加を最小限に止めることができる。よって構造の簡略化が図れるとともに、コストの低減が図れる。
【００４８】
以上説明した実施例のように、ＣＳＤ３０の作動の制御に、冷却水温だけでなく、時間及びエンジンの回転数を用いることにより、エンジンの種類や使用される燃料の種類などに応じてＣＳＤ３０の作動の最適化を図ることが可能となり、黒煙の排出の低減やマシンダウン等の機械的な不具合の防止が可能となり、低温時におけるエンジンの良好な始動性を得ることができるのである。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００５０】
即ち、請求項１に示す如く、燃料噴射ポンプに、低温時燃料の流出を停止させる低温時進角手段を備えるエンジンにおいて、前記燃料の流出及びその停止を、コントローラに接続された進角用アクチュエータによってバルブを開閉することにより行い、エンジン始動後、該エンジンが所定温度に達した時、または、所定時間が経過した時に、前記進角用アクチュエータを作動して燃料の流出の停止を解除し、通常運転とするように制御するので、前記低温時進角機構の作動の適正化が図れ、燃費の改善やエンジン始動時に発生する黒煙の低減が図れるとともにエンジンの良好な低温始動性を得ることができる。
【００５１】
請求項２に示す如く、燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段を接続し、低温時始動開始から、エンジンが設定温度に達した時、または、設定時間が経過した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するので、低温時において良好な始動性が得られるとともに始動立ち上がりを短時間に行うことが可能となる。つまり、低温始動時における燃料噴射ポンプ１の進角制御が短時間で終了して通常運転となるので、燃料消費の効率化が図れる。
また、低温時の始動立ち上がり後は、ＣＳＤが短時間でＯＦＦとなるため、該ＣＳＤがＯＮの状態で負荷がかかる確率が低くなるので、黒煙やＣＯ２の発生が低減できる。さらに、エンジンに対する負荷が低減されることで、マシンダウン等の不具合が発生することを防止できる。
【００５２】
請求項３に示す如く、燃焼部に、始動後所定時間加熱する始動補助装置を設けるとともに、燃料噴射ポンプに燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行う低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、前記始動補助装置を接続し、エンジンの温度が設定温度に達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開き、かつ、始動補助装置をＯＦＦとするように制御するので、低セタン価の燃料を使用しているディーゼル機関における低温始動時において、ＣＳＤの作動による燃料噴射時期の進角制御と、エアヒータのアフターヒート効果による吸気温度の上昇との相乗効果により、低温始動後の白煙発生時間を短縮することができる。つまり、エンジン始動後のサブポートが閉じられた状態（ＣＳＤのＯＮ状態）の時間を短縮することができるので、マシンダウンの発生を予防することができる。
また、サブポートが開かれる（ＣＳＤがＯＦＦとなる）設定温度を常温近くほど高くに設定する必要がなくなるので、エアヒータによる加熱時間と、ＣＳＤによる進角制御時間とを短縮することができ、低セタン価の燃料を使用しているエンジンにおいて、良好な低温始動性をえることができる。
【００５３】
請求項４に示す如く、前記アクチュエータの作動時間を設定する手段を、前記コントローラと接続したので、このアクチュエータの作動時間を設定する手段であるタイマ回路を容易に変えることが可能となる。つまり、ＣＳＤにおいてサブポートの開閉を行うアクチュエータや始動補助装置であるエアヒータの作動時間を任意に変更することができることとなるので、季節や気温や燃料の種類などに合わせて、エンジンの最適な始動性を得ることが可能となるのである。
【００５４】
請求項５に示す如く、燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、エンジン回転数検出手段とを接続し、設定回転数に達した時に、前記アクチュエータにより前記サブポートを閉じ、その後、エンジンが設定温度に達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するので、始動時増量域においてサブポートが開いた状態（ＣＳＤをＯＦＦ）として、エンジンが任意の設定回転数に達した時点でサブポートを閉じる（ＣＳＤをＯＮとする）ことが可能となり、低温始動時の初爆から完爆に至るまでの間の黒煙の発生及び失火現象の発生を防止することができる。
【００５５】
請求項６に示す如く、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、エンジン回転数検出手段とを接続し、設定回転数に達した時に、前記アクチュエータにより前記サブポートを閉じ、その後、低温時における設定回転数に達した時、または、エンジンが設定温度に達した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するので、エンジンが任意の回転数に達した時にサブポートを開く（ＣＳＤをＯＦＦとする）ことができ、マシンダウンからの回避やアイドリング騒音の低減が可能となる。
【００５６】
請求項７に示す如く、燃料噴射ポンプに、燃料を流出させるサブポートを設け、該サブポートをコントローラに接続されたアクチュエータの作動により開閉可能とし、該サブポートを閉じることで進角制御を行うエンジンの低温時進角機構において、前記コントローラに、エンジンの温度を検出する手段と、発電機とを接続し、低温時における設定電圧に達した時、または、エンジンが設定温度に達した時の何れか早くに達した場合に、前記アクチュエータにより前記サブポートを開くように制御するので、始動時増量域においてサブポートを開く（ＣＳＤをＯＦＦとする）ことによる黒煙の排出や失火現象の防止が図れるだけでなく、コントローラを多機能にして発電機によって検出されるエンジン回転数のパルス信号を、セーフティリレーの作動とＣＳＤの作動とに併用するため、ＣＳＤのアクチュエータを制御するためのコントローラやその他機器等を別途用いる必要もなくなり、部品・配線の追加を最小限に止めることができる。よって構造の簡略化が図れるとともに、コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射ポンプの構成を示す側面断面図。
【図２】ＣＳＤの構成を示す断面図。
【図３】第一実施例の制御装置を示す結線図。
【図４】同じく第一実施例の作動タイミングチャートを示す図。（ａ）は低温時における作動タイミングチャートを示す図。（ｂ）は常温時における作動タイミングチャートを示す図。
【図５】第二実施例の制御装置を示す結線図。
【図６】同じく第二実施例の作動タイミングチャートを示す図。（ａ）は低温時における作動タイミングチャートを示す図。（ｂ）は常温時における作動タイミングチャートを示す図。
【図７】第三実施例及び第四実施例の制御装置を示す結線図。
【図８】第三実施例の作動タイミングチャートを示す図。（ａ）は低温時における作動タイミングチャートを示す図。（ｂ）は常温時における作動タイミングチャートを示す図。
【図９】第四実施例の作動タイミングチャートを示す図。（ａ）は低温時における作動タイミングチャートを示す図。（ｂ）は常温時における作動タイミングチャートを示す図。
【図１０】第五実施例の制御装置を示す結線図。
【図１１】同じく第五実施例の作動タイミングチャートを示す図。（ａ）は低温時における作動タイミングチャートを示す図。（ｂ）は常温時における作動タイミングチャートを示す図。
【図１２】ポンプ回転数に対する燃料の噴射タイミングを示すグラフ。
【図１３】ポンプ回転数に対する燃料の噴射量を示すグラフ。
【図１４】ポンプ回転数に対する燃料の噴射量の実測値を示すグラフ。
【符号の説明】
１  燃料噴射ポンプ
１５  電磁バルブ
１６  アクチュエータ
２０  コントローラ
２２  オルタネータ
２３  回転センサ
２３ａ  電磁ピックアップ
２４  スタータ
２５  水温センサ
２６  タイマ回路
２７  リレー
２８  エアヒータ
３０  ＣＳＤ
【図１】
2005009348.tif 000003
【図２】
2005009348.tif 000004
【図３】
2005009348.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005009348.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005009348.tif 000009
【図８】
2005009348.tif 000010
【図９】
2005009348.tif 000011
【図１０】
2005009348.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2005009348.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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