專利名稱：柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，尤其涉及的是借助 調(diào)速器實現(xiàn)的齒條位置控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在啟動柴油發(fā)動機時，為了提供啟動能力，通過使燃料噴射泵中 的齒條的啟動燃料量位置移動到某個增加的啟動燃料量位置來增加 燃料噴射量。通過向該發(fā)動機提供足夠的燃料量來保持啟動能力，而 不用考慮該發(fā)動機的環(huán)境。圖24典型地描述了發(fā)動機的常規(guī)啟動處理。在圖24中，依照(a)、 (b)和(c)的順序來運行。圖24的左邊部分例示了燃料噴射泵的 狀態(tài)。圖24的中間部分例示了啟動器馬達32的位置。圖24的右邊 部分例示了齒條位置與經(jīng)過時間之間的關(guān)系。如圖24所示，電子調(diào)速器41對燃料噴射泵34的燃料噴射量進 行控制；在這種情況下，在發(fā)動機啟動之前，該量始終為零。當(dāng)開啟 啟動開關(guān)時，齒條移動到啟動燃料增加量位置，并且啟動器馬達轉(zhuǎn)動 曲柄啟動發(fā)動機。在馬達完成曲柄啟動之前，電子調(diào)速器將齒條移動 到啟動器所述位置，并且與啟動增加燃料量位置相對應(yīng)的足夠燃料量 被提供給發(fā)動機1的汽缸。例如，日本專利申請H5-321699公開了電子調(diào)速器依照發(fā)動機用 油的溫度來調(diào)整燃料噴射量。但是，當(dāng)啟動器馬達轉(zhuǎn)動曲柄啟動發(fā)動機時，將大于充分量的燃 料量提供給發(fā)動機。由此，在啟動發(fā)動機時，燃料消耗變得更高，并 且剩余燃料可能導(dǎo)致出現(xiàn)黑煙。在現(xiàn)有技術(shù)中，在開始時提供對于啟動發(fā)動機足夠的燃料量，并 且燃料供應(yīng)趨于變高，由此用于啟動發(fā)動機的燃料消耗也變高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的目的是提出一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，該設(shè)備能 夠平滑啟動該發(fā)動機，以便與該發(fā)動機周圍環(huán)境相匹配，并且能夠節(jié) 省燃料，以及抑制啟動該發(fā)動機時的黑煙。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明，這個目標(biāo)是通過如下所述的設(shè)備實現(xiàn)的。本發(fā)明的第一個特征在于 一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包 括用于在啟動該發(fā)動機時增加燃料量的裝置，所述用于增加燃料量 的裝置包括在從最低齒條位置到啟動燃料增加量位置的運行速度范 圍內(nèi)運行的齒條，所述運行速度范圍慢于最大齒條運行速度。本發(fā)明的第二個特征在于在齒條從最低齒條位置運行到啟動燃 料增加量位置的過程中，該齒條是以兩級的速度工作的，所述兩級的速度具有用以達到配置齒條位置的第一個速度以及第二個速度則慢 于第一個速度。本發(fā)明的第三個特征在于在齒條從最低齒條位置移動到啟動燃 料增加量位置的過程中，在經(jīng)過時間處的齒條目標(biāo)位置被配置成多 級。本發(fā)明的第四個特征在于 一種柴油發(fā)動機的燃料噴射i殳備，包 括用于增加燃料量的裝置，以及用于在啟動該發(fā)動機時識別出柴油 發(fā)動機點火的裝置，其中所述用于增加燃料量的裝置包括齒條，其 中該齒條從最低齒條位置運行到啟動燃料增加量位置，在識別出柴油 發(fā)動機點火之后該齒條還被操作以便減少齒條在每個時間的位移。本發(fā)明的第五個特征在于該齒條被運行從而在預(yù)定時間之后以 最大運行速度到達啟動燃料增加量位置。本發(fā)明的第六個特征在于齒條的運行速度是依照啟動該發(fā)動機 時的溫度而改變的。 本發(fā)明的第七個特征在于設(shè)定的中間齒條目標(biāo)位置是依照啟動 該發(fā)動機的過程中的溫度而改變的。如果該燃料噴射設(shè)備包括電子致動器，那么本發(fā)明將是如下實現(xiàn)的。一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括由致動器運行的齒條以 及用于在啟動該發(fā)動機時增加燃料量的裝置，其中該齒條以如下方式 從最低齒條位置運行到啟動燃料增加量位置，即，以低于以最大運行 速度使齒條從最低齒條位置運行到啟動燃料增加量位置時的速度。由 此，可以在需要的齒條位置對該發(fā)動機進行點火，以便在較低或較高 溫度的狀態(tài)下啟動該發(fā)動機。一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括由致動器運行的齒條， 以及用于在啟動該發(fā)動機時增加燃料量的裝置，其中該齒條被以設(shè)為 兩級的齒條運行速度而從最低齒條位置運行啟動燃料增加量位置，并 且較后的齒條運行速度被減少為低于達到設(shè)定的中間齒條目標(biāo)值的 運行速度。由此，可以縮短用于點火的時間，并且可以抑制在啟動該 發(fā)動機時的黑煙。一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括由致動器運行的齒條， 以及用于在啟動該發(fā)動機時增加燃料量的裝置，其中該齒條是依照齒 條目標(biāo)位置而被運行的，這些位置是根據(jù)所經(jīng)過的時間而設(shè)置為多 級，并且齒條目標(biāo)值被選定。由此，可以確保地抑制黑煙，并且可以 節(jié)省啟動該發(fā)動機時的燃料。一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括由致動器運行的齒條， 以及用于在啟動該發(fā)動機時增加燃料量的裝置，其中該齒條從最低齒 條位置運行到啟動燃料增加量位置，并且該齒條的運行速度在識別出 柴油發(fā)動機點火之后降低。由此，可以避免點火之后對于該發(fā)動機的 過剩燃料供應(yīng)，并且可以抑制啟動該發(fā)動機時的黑煙。在經(jīng)過預(yù)定時間之后，使齒條以最大運行速度運行到啟動燃料增 加量位置。由此，即使該發(fā)動機驅(qū)動作業(yè)機或者作業(yè)機為該發(fā)動機提 供了很多負載，也可以平滑啟動該發(fā)動機。
在啟動該發(fā)動機時，依照溫度設(shè)置設(shè)定的中間齒條目標(biāo)值。由此， 可以依照燃料狀態(tài)啟動該發(fā)動機，以節(jié)省燃料，抑制黑煙并且縮短啟 動所需的時間。在啟動該發(fā)動機時，依照溫度控制齒條的運行速度。由此，可以 依照燃料狀態(tài)啟動該發(fā)動機，并且可以縮短啟動所需的時間。此外，以如下方式正確配置包含機械調(diào)速器的燃料噴射設(shè)備。一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括用于借助與機械調(diào)速器 相連并使齒條運行的調(diào)速器桿運行齒條來增加啟動該發(fā)動機時的燃 料量的裝置，其中在啟動該發(fā)動機時，阻體與調(diào)速器桿相接觸，并且 調(diào)速器桿7達到啟動燃料增加量位置的運行速度減小。由此，可以在 必要的齒條位置對該發(fā)動機進行點火，以便將該發(fā)動機從低溫狀態(tài)啟 動到高溫狀態(tài)。在去往啟動燃料增加量位置的途中阻體與調(diào)速器桿相接觸。由 此，運行速度可以在途中得到控制，可以抑制黑煙，并且可以縮短啟 動所需的時間。包含安裝有調(diào)速器的外殼的阻尼器設(shè)備與調(diào)速器桿相接觸。由 此，可以從調(diào)速器外殼的外部對接觸位置進行控制，并且容易對該接 觸位置進行調(diào)整。阻體安裝有溫度感測部件，由此在啟動該發(fā)動機時能夠根據(jù)溫度 來調(diào)整阻體與調(diào)速器桿接觸的位置。從而，可以根據(jù)溫度狀態(tài)控制燃 料噴射量，并且可以抑制黑煙，此外還可以縮短啟動所需的時間。在一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備中，其中包含了 CSD和用于 在啟動該發(fā)動機時借助齒條運行來增加燃料量的裝置，變更齒條速度 的位置是依照CSD的狀態(tài)而調(diào)整的。由此，即使在燃料噴射泵包含 CSD的情況下，也可以改進該發(fā)動機的啟動，并且可以抑制黑煙。在一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備中，其中包含了CSD和用于 在啟動該發(fā)動機時借助齒條運行來增加燃料量的裝置，該齒條的運行 速度是依照CSD的狀態(tài)而被調(diào)整的。由此，即使燃料噴射泵包含CSD ， 也可以改進該發(fā)動機的啟動，并且可以抑制黑煙。 發(fā)明效果本發(fā)明的柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備使得在啟動柴油發(fā)動機時 柴油發(fā)動機平滑啟動，并且與該發(fā)動機周圍的環(huán)境相匹配，并且節(jié)約 燃料且抑制黑煙。一個優(yōu)點在于發(fā)動機啟動時的碳氫化合物的消耗量減少，并且在 啟動發(fā)動機時的黑煙得到抑制。另一個優(yōu)點在于減少了啟動所需的燃 料量，并且在發(fā)動機啟動時針對啟動運行的響應(yīng)得到改進。另一個優(yōu) 點在于確保了與發(fā)動機周圍的環(huán)境相對應(yīng)的平滑啟動，并且抑制了黑 煙。


圖l是燃料噴射設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。圖2是燃料噴射設(shè)備的局部剖面?zhèn)纫晥D。 圖3是CSD的局部剖面?zhèn)纫晥D。 圖4是例示齒條運行的示圖。圖5是例示電子調(diào)速器和啟動器馬達的運行的示意性例示圖。圖6是例示依照所經(jīng)過的時間設(shè)定齒條位置的實施例的示圖。圖7是例示電子調(diào)速器控制的流程圖。圖8是例示齒條速度與大氣溫度之間關(guān)系的流程圖。圖9是例示發(fā)動機控制的流程圖。圖10是例示在啟動發(fā)動機時對燃料噴射量進行的控制的流程圖。圖ll是例示第二實施例中的齒條運行的示圖。圖12是例示在啟動發(fā)動機時對燃料噴射量進行的控制的流程圖。圖13是例示第三實施例中的齒條運行的示圖。 圖14是例示第三實施例中的對發(fā)動機的控制的流程圖。 圖15是例示第四實施例中的對發(fā)動機的控制的流程圖。 圖16是例示第四實施例中的對點火的控制的流程圖。
圖17是調(diào)速器的局部剖面?zhèn)纫晥D。圖18是例示調(diào)速器和啟動器馬達的運行的示意性例示圖。圖19是例示第五實施例中的調(diào)速器桿和傳送器的運行的示圖。圖20是例示第六實施例中的調(diào)速器桿和齒條的運行的示圖。圖21是例示第七實施例中的組合的示圖。圖22是例示第八實施例中的組合的示圖。圖23是例示第九實施例中的組合的示圖。圖24是例示啟動發(fā)動機時的常規(guī)操作的示意性圖示。標(biāo)號說明1發(fā)動機31控制器32啟動器馬達33熱傳感器34燃料噴射泵36啟動開關(guān)37拾取傳感器(pick-up sensor )41電子調(diào)速器42柱塞43小齒輪(pinion )44套筒45齒條50CSD (冷啟動設(shè)備)具體實施方式
本發(fā)明旨在通過調(diào)整啟動發(fā)動機時的齒條運行速度來改進發(fā)動機啟動。第一實施例在以下陳述中參考附圖來顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1例示了 根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。 在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施例中，該設(shè)備被配置為發(fā)動機l、幫助啟動發(fā)動機的啟動器馬達32、控制器31、啟動開關(guān)36、燃料噴射 泵34以及識別發(fā)動機狀態(tài)的拾取傳感器37。發(fā)動機1包括啟動器馬達32、燃料噴射泵34、拾取傳感器37 以及熱傳感器33。在啟動發(fā)動機時，啟動器馬達32驅(qū)動發(fā)動機的曲 柄軸。燃料噴射泵34由控制器31控制，其中該控制器測量發(fā)動機l 的旋轉(zhuǎn)速度，并且根據(jù)存儲在控制器31中的、將發(fā)動機旋轉(zhuǎn)與燃料 噴射量相關(guān)聯(lián)的映射來控制燃料噴射泵34。燃料噴射泵34以與曲柄軸的旋轉(zhuǎn)同步的方式壓縮和提供燃料， 燃料噴射泵34受控于電子調(diào)速器(包含在燃料噴射泵34中)。拾取 傳感器37對曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度進行測量，并且識別出曲柄搖轉(zhuǎn)或驅(qū) 動的狀態(tài)。而熱傳感器33測量發(fā)動機1的冷卻水的溫度?？刂破?1與啟動開關(guān)36、燃料噴射泵34、拾取傳感器37以及 熱傳感器33相連。該控制器31可以識別出啟動開關(guān)36是接通還是 斷開，并且可以檢測曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度。并且，控制器31可以對燃 料噴射泵34進行控制。啟動開關(guān)36用于驅(qū)動發(fā)動機1或停止發(fā)動機 1，并且該啟動開關(guān)36具有三個位置，即"開啟(驅(qū)動)"、"關(guān)閉(停 止)"、"啟動(曲柄搖轉(zhuǎn))"。該啟動開關(guān)36被設(shè)置在"啟動"位置， 啟動器馬達32被驅(qū)動，并且開始曲柄搖轉(zhuǎn)處理(啟動發(fā)動機)。在 啟動發(fā)動機之后，啟動開關(guān)36從"啟動"位置自動返回到"開啟"位置， 由此啟動開關(guān)36在啟動發(fā)動機之后保持在"開啟"位置，并且發(fā)動機1 保持驅(qū)動。熱傳感器33允許控制器31對發(fā)動機1的冷卻水的溫度進 行識別。該控制器31檢測啟動開關(guān)36處于"啟動"位置的時段。在這 個時段中，啟動器馬達32被驅(qū)動。在下文中將對燃料噴射泵進行描述。圖2例示了燃料噴射設(shè)備的 局部剖面?zhèn)萟L圖。該燃料噴射泵34以與發(fā)動機1的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)同步的方式壓縮 和提供燃料。電子調(diào)速器41以電子方式控制所壓縮和提供的燃料噴 射量。燃料噴射泵34包括電子調(diào)速器41、柱塞42、套筒44、小齒輪
43以及齒條45。柱塞42以與曲柄軸旋轉(zhuǎn)同步的方式在套筒44中上 下滑動。套筒44固定在燃料噴射泵34的外殼中，并且包含作為燃料 出口的端口 。柱塞42包括螺旋槽。而所述槽的位置與端口在套筒44中的位置 的關(guān)系使得可以對燃料噴射量進行調(diào)整。該燃料噴射量是依照柱塞42 在套筒44中的旋轉(zhuǎn)位置來調(diào)整的。電子調(diào)速器41對柱塞42的旋轉(zhuǎn) 位置進行控制。小齒輪43附著并固定于柱塞42，并且是用齒條45嚙合的。電 子調(diào)速器41對齒條45進行控制，使之進行滑動。該電子調(diào)速器41 滑動齒條45,并且改變齒條45的位置，并且小齒輪43被旋轉(zhuǎn)。由此， 柱塞42在套筒44中的旋轉(zhuǎn)位置被控制，并且燃料噴射量被控制。該 電子調(diào)速器41包括線性螺線管或電子汽缸，并且是由控制器31來控 制的。在本發(fā)明的這個實施例中，與齒條45相連的臂連接到螺線管 的一側(cè)，由此該搖臂使齒條45運行。電子調(diào)速器411借助控制器31 并且根據(jù)發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度來使齒條45運行，并且恰當(dāng)?shù)乜刂迫剂?噴射量。冷啟動i殳備(下文中稱為"CSD，，) 5(M皮包含在套筒44的一側(cè)。 該CSD 50依照燃燒溫度來改變?nèi)剂蠂娚淞亢腿剂蠂娚涠〞r。 在下文中描述附著于燃料噴射泵的CSD。 圖3例示了 CSD的局部剖面?zhèn)纫晥D。CSD 50借助于開啟或關(guān)閉子端口 44b與燃燒道44c之間的油道 并且根據(jù)燃燒溫度來變更燃料噴射量以及燃料噴射定時。該CSD 50 包括汽缸51、燃燒室52、活塞53、彈簧54以及活塞腔55。汽缸51 中的蠟的體積依照燃燒溫度而改變，由此活塞53滑動，并且子端口 44b與燃燒道44c之間的油道開啟或關(guān)閉。該汽缸51被包含在燃料流 入的燃燒室52中。燃料被經(jīng)由燃燒室52引入套筒44。該汽缸51包括在某個溫度 熔化的蠟?；钊?3附著于汽缸51的連桿的端頭。該活塞53被包含 在活塞腔55中。該活塞53包含一個縱向孔洞，由此活塞53的上部 空間可以與活塞53的下部空間相通?；钊?3依照蠟的體積變化而滑 動，并且子端口 44b與燃燒道44c之間的油道被開啟或關(guān)閉?；钊?3 的較低部分與彈簧54相接觸，該彈簧使活塞53向上偏移。在CSD 50中，當(dāng)燃燒溫度低，蠟凍結(jié)，并且活塞53向上滑動 時，子端口 44b與燃燒腔44c之間的油道變?yōu)殛P(guān)閉。這是CSD 50的 開啟狀態(tài)。由此，燃料噴射量將增加，并且燃料噴射定時將提前。也 可以改變其以使用電磁閥門來運行CSD50。在控制器31中，用于表 明"CSD"50處于"開啟"還是"關(guān)閉"的指示被識別為CSD 50的狀態(tài)。 在下文中將描述借助控制器31的電子調(diào)速器41的控制系統(tǒng)。 在曲柄搖轉(zhuǎn)發(fā)動機的過程中，控制器31對齒條45的位置進行控 制，以便在啟動發(fā)動機時實現(xiàn)發(fā)動機的平滑點火并且減少黑煙。在釋 放了針對電子調(diào)速器41的通電之后，啟動開關(guān)36被設(shè)置在"關(guān)閉，，位 置，并且齒條45朝著燃料量減少的方向移動，直至零燃料量位置。 在啟動發(fā)動機時，齒條45被運行到啟動燃料量的位置，由此實現(xiàn)平 滑啟動。圖4例示了齒條的運行。圖4(a)例示了齒條位置與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速 度之間的關(guān)系。圖4(b)例示了齒條位置與從開始時起經(jīng)過的時間之間 的關(guān)系。圖5是例示在啟動發(fā)動機時電子調(diào)速器和啟動器馬達的運行 的示意性例示。在圖4(a)中，縱坐標(biāo)軸是齒條的位置；上側(cè)示出燃料增加量的位 置。橫坐標(biāo)軸是發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度。齒條位置R1是齒條45的啟動燃 料量位置。在啟動發(fā)動機時(在將啟動開關(guān)36設(shè)置在"啟動"位置時) 將齒條45的目標(biāo)值設(shè)置在位置R1。在驅(qū)動發(fā)動機l時，R(齒條45 的位置)是依照V(發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度)而控制的。在圖4(b)中，縱坐標(biāo)軸是齒條的指令位置，并且橫坐標(biāo)軸是從開 始起經(jīng)過的時間。兩點點化線LO是示出齒條的旋轉(zhuǎn)運行的線。此夕卜， 在本實施例中，線Ll是示出齒條運行的線。陰影區(qū)域是示出齒條達 到啟動燃料量位置的時間容限的區(qū)域。用L0或L1示出的齒條45的 運行速度與發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度沒有關(guān)聯(lián)。電子調(diào)速器41將齒條45的 位置控制到控制器31的指令位置。在時間和位置方面，齒條45在某 個時間的實際位置不同于齒條的指令位置?？刂破?1指示電子調(diào)速器41，以便對燃料45進行控制，并且 使齒條45的位置運行到啟動燃料量位置Rl。齒條45的運行速度慢 于常規(guī)技術(shù)，并且到達時間是依照TKT2來控制的。在圖4中，電子 調(diào)速器41對齒條45進行控制，使之以恒定速度被運行到目標(biāo)位置。Tl僅僅是在將位置Rl指示為目標(biāo)位置時由電子調(diào)速器41使齒 條45達到目標(biāo)位置的時段，并且該T1取決于電子調(diào)速器41的性能。 通常，Tl大約是0.1秒。如圖4中的陰影區(qū)所示，T2是T1的三到八 倍。由此，燃料噴射量逐漸增加，由此可以避免過多的供應(yīng)，并且可 以抑制黑煙。如果希望節(jié)約啟動發(fā)動機時的燃料，則恒定設(shè)置運行速度，并且 T2被設(shè)置得較長。如果希望縮短啟動時間，則對運行速度進行恒定 設(shè)置，并且將T2設(shè)置得較短。如果希望在啟動發(fā)動機時節(jié)約燃料并 且保持常規(guī)的啟動時間，則將T2設(shè)置在0.5到0.75秒之中。在本實 施例中，我們可以在將T2設(shè)置成0.7秒的情況下實現(xiàn)良好的發(fā)動機 啟動。也就是說，從最低位置到燃料增加量的位置的運行速度被設(shè)置成 慢于借助致動器的最高運行速度所實現(xiàn)的運行速度。在本實施例中，如圖5所示，在將啟動開關(guān)36設(shè)置在"啟動"位 置時，齒條45被從初始位置(如圖5 (a)所示)運行到啟動燃料量 位置，并且啟動器馬達32開始曲柄搖轉(zhuǎn)。在圖5中，右側(cè)的圖表示 出齒條R的位置與所經(jīng)過的時間T之間的關(guān)系。在本實施例中，齒條 45的運行速度慢于常規(guī)速度。由于啟動器馬達32進行的曲柄搖轉(zhuǎn)， 如圖5 (b)和(c)所示，某些燃料噴射是在齒條45達到啟動燃料增 加量位置之前完成的，從而，燃料噴射量可以根據(jù)噴射燃料的曲柄搖 轉(zhuǎn)處理的每個定時來逐漸增加，由此其與用于點火發(fā)動機l的最佳燃 料噴射量之間只有一點誤差。這樣，與從一開始將齒條45運行到位置R0，以便為發(fā)動機啟動
提供足夠燃料的情況相比，實現(xiàn)了燃料的節(jié)約。一種逐步將齒條45運行到開始增加燃料的位置的方法是根據(jù)時 間來改變齒條的目標(biāo)值，或者借助PI增益來控制針對電子調(diào)速器41 的輸入。在根據(jù)時間改變齒條目標(biāo)值的方法中，時間的積分是在將啟動開 關(guān)36設(shè)置在"啟動"時開始的。在控制器31中，依照積分時間的齒條 45的目標(biāo)值被存儲，并且電子調(diào)速器41將齒條45運行到目標(biāo)值的位 置。由此，在啟動發(fā)動機時，齒條45被逐漸運行到燃料增加側(cè)。在控制器31中，依照積分時間的齒條45的目標(biāo)值被預(yù)先存儲， 由此控制器31可以借助電子調(diào)速器41而以低于常規(guī)情況的速度將齒 條45運行到初始燃料位置。圖6例示了根據(jù)所經(jīng)過的時間來設(shè)置齒條位置的實施例。圖6(a) 例示了根據(jù)所經(jīng)過的時間來設(shè)置齒條位置的實施例。圖6(b)例示了才艮 據(jù)所經(jīng)過的時間來設(shè)置齒條的運行值的實施例。在如圖6(a)所示的實施例中，所經(jīng)過的時間以及齒條的運行量,皮分成了多級；每一個齒條位置(Rla、 Rlb、 Rlc.......Rl)都是根據(jù)所經(jīng)過的時間(tl， t2， t3， ......tn)而設(shè)置的?？刂破?1根據(jù)該設(shè)置來輸出齒條45的運行目標(biāo)值。由此，齒條45被逐漸運行到啟動燃 料位置R1。由此，根據(jù)從發(fā)動機啟動起經(jīng)過的時間將齒條45的目標(biāo) 值設(shè)置為多級，并且選定該目標(biāo)值，以便在啟動發(fā)動機時容易地設(shè)置 齒條的運行速度，實現(xiàn)平滑的發(fā)動機啟動，以及節(jié)約燃料和抑制黑煙。在如圖6(b)所示的實施例中，根據(jù)所經(jīng)過的時間(tl， t2， t3， ......tn )設(shè)置運行量dR，并且在經(jīng)過了某個時段之后齒條45是以dR量來運行的。當(dāng)經(jīng)過了某個時段時，控制器31輸出齒條位置， 該齒條位置被添加到量dR中的先前位置。由此，齒條45將逐漸運行 到啟動燃料位置Rl。借助PI增益來控制針對電子調(diào)速器41的輸入的方法是在用于控 制電子調(diào)速器41的PI控制中調(diào)整齒條45的運行速度。圖7例示了用于圖示電子調(diào)速器控制的流程圖。在圖7所示的實 施例中，在處理61中測量軸頸的位置。在處理62中，借助測得的軸 頸位置來計算發(fā)動機旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)速度。在處理63中，將算出的發(fā)動 機旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)速度與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度相比較，以便計算齒條的目標(biāo)位 置。在處理64中，通過比較算出的齒條目標(biāo)位置以及齒條位置來完 成PI控制。來自處理64的控制信號在處理65中被轉(zhuǎn)換成電壓，并 且在處理66中將該控制信號輸出到燃料噴射泵中包含的電子調(diào)速器 41中。在處理66中，檢測齒條的實際位置，并且將其在處理64中用 于PI控制。在處理67中，通過在處理66中調(diào)整電子調(diào)速器41來改 變發(fā)動機1的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。發(fā)動機1的旋轉(zhuǎn)次數(shù)和冷卻水溫度是在處理 67中檢測的，并且在處理64、 63和62中被引用的。發(fā)動機1的狀態(tài) 受外部負載68的影響。在處理63中，檢測用于啟動器馬達32的啟 動信號，并且根據(jù)發(fā)動機啟動來完成齒條控制。一種借助PI增益來控制電子調(diào)速器41的輸出的方法是在用于電 子調(diào)速器41的PI控制中借助PI增益來減慢齒條的運行速度。用于 電子調(diào)速器41的反饋增益是在啟動發(fā)動機時減弱的，由此針對目標(biāo) 位置的響應(yīng)變慢，并且齒條45的運行速度減慢。這樣，這種處理很 容易并且能以很低的成本被應(yīng)用于現(xiàn)有組合?？梢酝ㄟ^溫度來調(diào)整齒條的運行速度。圖8例示了齒條速度與溫度之間的關(guān)系?？v坐標(biāo)軸是齒條速度， 橫坐標(biāo)軸溫度。較低溫度時的潤滑劑阻力以及較高溫度時的燃料流動性增加將 增加足以啟動發(fā)動機l的燃料噴射量。為此目的，在較低溫度或較高 溫度時以特定量增加齒條運行速度將使發(fā)動機平滑啟動。還可以借助 于增加或者減少達到啟動燃料量位置的時間來調(diào)整齒條的運行速度。在圖8中，低于溫度A1的區(qū)域被提供為較低溫度區(qū)域，并且高 于溫度A2的區(qū)域被提供為較高溫度區(qū)域，而Al與A2之間的區(qū)域被 提供為正常溫度區(qū)域。在較低溫度區(qū)域中，溫度越低，齒條運行速度 的增加就越多。在較高溫度區(qū)域中，溫度越高，齒條運行速度的增加 也就越多。由此，即使發(fā)動機l的溫度較冷或較熱，也可以實現(xiàn)發(fā)動
機的平滑啟動。齒條運行速度與溫度之間的關(guān)系被作為映射而保存在控制器31 中，此外，選擇依照溫度的齒條運行速度，并且齒條45凈皮運行。熱 傳感器將用于調(diào)整齒條運行速度的溫度檢測為發(fā)動機l的冷卻水、發(fā) 動機附近、燃料或潤滑劑的溫度。在下文中將描述啟動發(fā)動機時的燃料噴射量的控制流程圖。圖9是例示發(fā)動機控制的流程圖。圖IO是例示在啟動發(fā)動機時 進行的燃料噴射量控制的流程圖。在處理71中，對發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)次數(shù)以及用于停止燃料噴射的預(yù) 定旋轉(zhuǎn)次數(shù)進行比較。如果發(fā)動機旋轉(zhuǎn)次數(shù)小于用于停止燃料噴射的 預(yù)定旋轉(zhuǎn)次數(shù)，那么在處理72中檢測是否將啟動開關(guān)36設(shè)置在"啟 動，，位置(是否在控制器31中開啟啟動信號)。如果沒有將啟動開關(guān) 設(shè)置在"啟動，，位置，則在處理73中完成燃料噴射停止控制，并且返 回到處理71。另一方面，如果將啟動開關(guān)設(shè)置在"啟動，，位置，那么在 處理75中完成燃料噴射泵34中的啟動燃料噴射量控制。如果發(fā)動機旋轉(zhuǎn)次數(shù)大于用于停止燃料噴射的預(yù)定旋轉(zhuǎn)次數(shù)，則 在處理74中對發(fā)動機旋轉(zhuǎn)次數(shù)以及用于結(jié)束發(fā)動機啟動的預(yù)定旋轉(zhuǎn) 次數(shù)進行比較。如果發(fā)動機旋轉(zhuǎn)次數(shù)小于用于結(jié)束發(fā)動機啟動的預(yù)定 旋轉(zhuǎn)次數(shù)，則完成處理75。另一方面，如果發(fā)動機旋轉(zhuǎn)次數(shù)大于用于 結(jié)束啟動的預(yù)定旋轉(zhuǎn)次數(shù)，則在處理76中對燃料噴射泵34中的燃料 噴射執(zhí)行正?？刂?。在啟動發(fā)動機時的燃料噴射量的控制流程中，如圖IO所示，燃 料噴射控制流程是根據(jù)CSD 50的運行狀態(tài)來選擇的，該CSD根據(jù)燃 燒溫度來控制燃料噴射量以及燃料噴射定時。在啟動發(fā)動機時，燃料 噴射的控制流程計算齒條位置的目標(biāo)值。CSD50的運行狀態(tài)是在處理81中辨別的。如果CSD50在運行 中，則在處理83中根據(jù)CSD運行時的狀態(tài)來控制燃料噴射。如果 CSD 50并未運行，則在處理82中根據(jù)CSD未運行時的狀態(tài)來控制 燃料噴射。處理82和處理83的控制流程是相同的。用于在處理82和處理83中計算齒條位置目標(biāo)值的參數(shù)是不同的。由此，在下文中 將描述依照處理82的燃料噴射控制。在處理82中，其中在處理91 中計算齒條45的啟動燃料量R0并對齒條45達到R0的時間進 行辨別。如果尚未對其進行計算，則在處理92中計算時間T2，如果 已經(jīng)對其進行計算，那么控制流程前進到處理93。在處理93中，區(qū) 別是否經(jīng)過了變更齒條位置的時段。如果沒有經(jīng)過該時段，則處理82 將結(jié)束。如果經(jīng)過了該時段，則在處理94中更新齒條45的位置的目 標(biāo)值。由此，電子調(diào)速器41使齒條45運行并移動到目標(biāo)位置。燃料噴射量是根據(jù)CSD50的運行狀態(tài)，由此借助于適應(yīng)發(fā)動機 1周圍的溫度環(huán)境變化來控制的，由此可以有效地實現(xiàn)啟動發(fā)動機時 發(fā)動機的平滑啟動，并且抑制黑煙。第二實施例在下文中將描述與在啟動發(fā)動機時進行的齒條45的控制相關(guān)的 本發(fā)明的第二實施例。在這個實施例中，齒條的運行是分兩步來控制 的首先，齒條45被運行到可以壓縮和提供燃料的位置。其次，齒 條45被逐漸運行到增加的一端。由此，齒條45在無法壓縮和提供燃 料的區(qū)域中的運行時間可以縮短。并且用于點火發(fā)動機l的時間也是 允許縮短的。圖11例示了本實施例中的齒條運行。圖11 U)例示了齒條位 置與所經(jīng)過的時間之間的關(guān)系。圖ll(b)例示了 P2上的齒條位置與溫 度之間的關(guān)系。在圖ll(a)中，縱坐標(biāo)軸是齒條的指令位置，橫坐標(biāo) 軸是從啟動起經(jīng)過的時間。雙點點化線LO是示出齒條常規(guī)運行的線， 線L2是示出依照本實施例的齒條運行的線。位置Rl是啟動燃料量位 置，位置R2是可以在燃料噴射泵34中壓縮和供應(yīng)燃料的齒條位置。在發(fā)動機l的啟動操作開始之后，齒條45,皮運行到位置R2。該 齒條45被逐漸從R2運行到位置R1，也就是說，點P2之前的運行速 度與常規(guī)速度相同，并且點P2之后的運行速度慢于常規(guī)速度。在本實施例中，運行齒條到啟動燃料量位置的時間T2與第一實 施例中是相同的。
在點P2之后的齒條控制中，可以采用與上述方法相類似的方法。 由此，可以縮短運行到點P2的時間，這樣，當(dāng)在點P2之后輸出用于 仍然較慢運行的控制信號時，操作者可以平滑地啟動發(fā)動機l。另外，在實際壓縮并供應(yīng)燃料的點P2之后，允許減少所增加的 燃料量，由此，燃料可被恰當(dāng)供應(yīng)，并且可以防止為發(fā)動機l的汽缸 供應(yīng)多余的燃料。上述方法同樣適用于在點P2之后對齒條45的移動 進行控制。當(dāng)齒條被從最低位置運行到啟動燃料量位置時，該運行速度是分 兩步來設(shè)置的。齒條的后一個運行速度被減小為小于使齒條達到設(shè)定 的中間齒條目標(biāo)值R2的運行速度。由此，可以縮短齒條45被運行到 用于啟動發(fā)動機的最低必要燃料位置的時間，并且可以改善針對啟動 開關(guān)操作的響應(yīng)。點P2可以根據(jù)溫度來調(diào)整，并且能夠借助控制器31測得的溫 度以及CSD 50測得的燃燒溫度來控制。在圖ll(b)中，縱坐標(biāo)軸是在點P2處設(shè)置的齒條位置R2，橫坐 標(biāo)軸是溫度。線L21是示出在CSD 50關(guān)閉時依照溫度的R2變化的 線。虛線L22是示出在開啟CSD 50時依照溫度的R2變化的線。潤滑劑在較低溫度時的阻力以及燃料流動性在較高溫度時的增 加將增加足以啟動發(fā)動機l的燃料量。為此目的，在較低溫度或較高 溫度時，與正常狀態(tài)相比，用于啟動發(fā)動機的最低位置將變成較高的 燃料位置?？刂破?1對溫度進行檢測，然后它根據(jù)溫度來控制第一 目標(biāo)位置R2，由此可以縮短點火發(fā)動機所需的時間，以及齒條達到 啟動燃料量位置的時間。在圖ll(b)中，低于溫度A1的區(qū)域被提供為較低溫度區(qū)域，并 且高于溫度A2的區(qū)域被提供為較高溫度區(qū)域，而Al與A2之間的區(qū) 域被提供為正常溫度區(qū)域。在較低溫度區(qū)域中，溫度越低，齒條運行 速度的增加就越多。在較高溫度區(qū)域中，溫度越高，齒條運行速度的 增加也就越多。由此，即使發(fā)動機l的溫度較冷或較熱，也可以實現(xiàn) 發(fā)動機的平滑啟動。齒條45的第一目標(biāo)位置與溫度之間的關(guān)系將作為映射而被保存在控制器31中，此外，選定依照測得溫度的齒條運 行速度，并且使齒條45運行。用于調(diào)整齒條的第一目標(biāo)位置的溫度 被由熱傳感器檢測為發(fā)動機l的冷卻水、燃料、潤滑劑或發(fā)動機附近 的溫度。當(dāng)開啟CSD50時，由R2設(shè)置的齒條位置是根據(jù)狀態(tài)來調(diào) 整的。當(dāng)CSD50關(guān)閉時，位置R2是如線L21所示而,皮控制的。當(dāng) CSD50開啟時，如虛線L22所示，位置R2將從CSD50關(guān)閉的狀態(tài) 起降低，并且在啟動發(fā)動機時提供的燃料量被調(diào)整。由此，在啟動發(fā) 動機時可以借助于抑制提供給發(fā)動機的多余燃料供應(yīng)來抑制黑煙并節(jié)約燃料。此外，在點P2之后，齒條45的運行速度還可以^l據(jù)CSD 50的 溫度或狀態(tài)來調(diào)整。由此，實現(xiàn)與發(fā)動機狀態(tài)更為適應(yīng)的發(fā)動機啟動。例如，如果發(fā)動機1的冷卻水的溫度低于某個溫度，并且CSD 是開啟的，那么與點P2相對應(yīng)的齒條位置被降低到P20，并且在點 P22之后，齒條的運行量增加。在點P20之前，齒條的運行速度較快， 并且在點P20之后，齒條位置將逐漸提升。在這種情況下，線L20的 傾斜將大于線L2的傾斜。由此，如果發(fā)動機周圍的溫度低，那么與 點P2相對應(yīng)的齒條位置降低，并且用于增加側(cè)的齒條運行速度增加， 由此可以實現(xiàn)燃料節(jié)約以及黑煙抑制。圖12是例示在啟動發(fā)動機時進行的燃料噴射量控制的流程圖。圖12所示的流程圖與第一實施例中描述的處理75相對應(yīng)，并且 它基本上能夠使用圖9所示的控制流程。圖12所示的流程圖旨在依照CSD 50的運行狀態(tài)來選擇燃料噴 射的控制流程。齒條位置R2的第一目標(biāo)值是借助燃料噴射的控制流 程來計算的。在處理81中，辨別CSD 50的運行狀態(tài)。處理182和處理183 的控制流程是相同的，由此在下文中將舉例描述處理182。在處理182 中，其中在處理191中辨別是否給出了齒條45的位置的第一目標(biāo)值 R2的計算。如果尚未計算R2，則在處理192中計算R2，如果已計算 出R2，則控制流程前進到處理193。處理193對點P2之后的齒條運行進行控制，并且對與預(yù)定更新 時段相對應(yīng)的齒條45的位置進行控制。在處理193中，辨別是否經(jīng)過了某個時段。如果尚未經(jīng)過該時段， 則結(jié)束處理182，如果經(jīng)過了該時段，則在處理194中更新齒條45的 目標(biāo)值。由此，電子調(diào)速器411使齒條45運行并使其運行到目標(biāo)位 置。第三實施例下面將描述與在啟動發(fā)動機時的齒條45的控制相關(guān)的本發(fā)明的 第三實施例。在這個實施例中，齒條的運行速度是分三步來控制的；首先，齒條45被運行到可以壓縮并提供燃料的位置，其次，齒條被逐漸運行 到增加側(cè)。第三，齒條的運行速度在識別到發(fā)動機點火之后減慢。與 點火發(fā)動機之后的運行速度相比，點火發(fā)動機之前的運行速度被更快 地控制。由此，可以避免為發(fā)動機提供過多燃料供應(yīng)，并且實現(xiàn)較低的燃 料消耗并抑制黑煙。圖13例示了第三實施例中的齒條運行。圖13(a)例示了齒條運行。 圖13(b)例示了依照CSD的齒條運行變化。在圖13中，縱坐標(biāo)軸是 齒條的指令位置，橫坐標(biāo)軸是從啟動起經(jīng)過的時間。在本實施例中， 齒條45在點P3之前的運行與第二實施例中是相同的。點P3是識別 出發(fā)動機l點火的齒條位置以及識別出發(fā)動機l點火的時間。在圖13(a)中，在發(fā)動機l的啟動運行開始之后，齒條45被運行 到位置R2。電子調(diào)速器41將齒條45設(shè)置到位置R2，作為齒條位置 的第一目標(biāo)值。由此，點P2之前的運行速度與常規(guī)速度相同，并且 在點P2之后，齒條45以設(shè)定運行速度被運行到增加側(cè)。在點P2與 點P3之間的運行控制中，在第二實施例中描述的先前控制是適用的。在控制器檢測到發(fā)動機1點火之后，齒條借助被設(shè)置成是點火后 的速度的運行速度來運行。拾取傳感器37檢測發(fā)動機1的曲柄軸的 旋轉(zhuǎn)速度，并且該傳感器是在發(fā)動機l的曲柄軸周圍提供的。發(fā)動機 點火是由拾取傳感器37檢測的。在檢測到發(fā)動機點火自后，齒條的運行速度減少，從而低于點 P2與點P3之間的運行速度。由此，發(fā)動機可以通過從發(fā)動機逐漸點 火的狀態(tài)起增加燃料噴射量而以最小燃料噴射量啟動。從而實現(xiàn)在啟 動發(fā)動機時節(jié)約燃料，抑制黑煙，并且減少二氧化碳的排放。本實施例中，下面將描述依照CSD的控制。在圖13(b)中，點P20是齒條45的第一目標(biāo)位置。點P30是識 別出發(fā)動機l點火的齒條位置，以及識別出發(fā)動機l點火的時間。如果CSD 50開啟，那么點P20和點P30之后的齒條運行速度是 根據(jù)CSD 50的狀態(tài)設(shè)置的。在圖13 (b)所示的組合中，與CSD 50關(guān)閉的狀態(tài)相比，齒條 在點P20與點P30之間的運行速度增加。在點P30之后，與點P3之 后的運行速度相比，該齒條的運行速度同樣增加。在提供CSD的燃料噴射泵中，發(fā)動機點火之后的齒條運行速度 是依照CSD 50的運行狀態(tài)而被控制的，這樣使得可以在啟動發(fā)動機 時依照燃料噴射泵的特性來控制燃料噴射量，從而節(jié)約燃料并且抑制 黑煙。下面描述第三實施例的控制系統(tǒng)。圖14是例示第三實施例中的 發(fā)動機控制的流程圖。圖14所示的流程圖與第二實施例中的流程圖 幾乎是相同的，但是其差別是辨別發(fā)動機點火以及依照發(fā)動機點火狀 態(tài)的出現(xiàn)來改變齒條位置遞增量的處理。處理192之前的流程與第二 實施例是相似的。發(fā)動機點火是在處理201中辨別出的。如果沒有點 火發(fā)動機1，那么該控制是依照用于處理195中未點火狀態(tài)的控制流 程來進行的。更新時段是在處理193中辨別的，并且齒條的目標(biāo)位置 是在更新時段期間根據(jù)與點火相對應(yīng)的齒條移動量而在處理194中設(shè) 置的。如果發(fā)動機l已被點火，那么該控制是根據(jù)用于處理204中已 點火狀態(tài)的控制流程來進行的。該更新時段是在處理202中辨別的， 并且齒條的目標(biāo)位置是在更新時段期間根據(jù)與點火狀態(tài)相對應(yīng)的齒 條移動量而在處理203中設(shè)置的。在本實施例中，齒條在更新時段的
移動量是如下設(shè)置的；發(fā)動機點火時的齒條移動量小于發(fā)動機未點火 時的齒條移動量。由此，可以根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)控制燃料噴射量，并且可以在啟動發(fā) 動機時節(jié)約燃料，以及增加排氣通道的過濾劑和催化劑的耐用性。第四實施例在下文中將描述本發(fā)明的第四實施例。圖15例示了齒條的運行。圖15(a)是例示作業(yè)機的檢測機制的圖 示。圖15(b)例示了在配備有作業(yè)機的情況下的齒條位置與所經(jīng)過時 間之間的關(guān)系。在本實施例中，齒條的運行速度是依照柴油發(fā)動機點火時提供給 發(fā)動機的負載來控制的。例如，當(dāng)包含發(fā)動機l的作業(yè)車輛配備有作 業(yè)機210時，在發(fā)動機點火時，該作業(yè)機210為發(fā)動機1提供負載。 在這種情況下，必需增加燃料以便保持發(fā)動機1的旋轉(zhuǎn)。在本實施例 中，作業(yè)機的連接是由控制器31通過傳感器211以及其他裝置來檢 測的。如果發(fā)動機l在啟動發(fā)動機l的時接收到負栽，那么齒條的速 度增加。如果發(fā)動機l幾乎沒有接收到負栽，那么齒條的速度降低。如圖15(a)所示，傳感器211與控制器31相連，并且檢測與作業(yè) 機的連接?？刂破?1依照與作業(yè)機的連接來控制燃料噴射泵34。在啟動發(fā)動機的，齒條45被運行到齒條位置R2。在點P2之后， 齒條45以設(shè)定速度被運行到增加側(cè)。控制器31檢測發(fā)動機的點火以 及與作業(yè)機的連接。如果與作業(yè)機相連，那么齒條45以在高負載時 設(shè)置的速度運行到增加側(cè)。如果沒有連接作業(yè)機，那么齒條45被以 在低負載時設(shè)置的速度運行到增加側(cè)。在本實施例中，高負載時的速 度大于發(fā)動機點火之前的速度(介于點P2與P3之間)。此外，供應(yīng) 給發(fā)動機的燃料量被控制為增加，以便足以啟動發(fā)動機1?！截地撦d時 的速度小于柴油發(fā)動機點火之前的速度，這樣可以節(jié)約用于點火的燃 料。在本實施例的控制流程中，在上述流程204中添加用于辨別與作 業(yè)機的連接的處理，而其他的控制系統(tǒng)與第三實施例中相同。 圖16是例示第四實施例中的點火控制的流程圖。該更新時段是 在處理202中辨別的，如果經(jīng)過了該更新時段，則在處理210中辨別 與作業(yè)機的連接。如果與作業(yè)機相連，則在處理212中利用高負載時 的增加來更新齒條的目標(biāo)值。如果沒有與作業(yè)機相連，則在處理211 中利用低負載時的增加來更新齒條的目標(biāo)值。在本實施例中，高負載 時的增加大于發(fā)動機未點火情況下的增加，并且低負載時的增加小于 發(fā)動機未點火情況下的增加。由此，在啟動發(fā)動機時，可以依照提供給發(fā)動機的負栽控制燃料 噴射量，并且可以節(jié)約燃料以及抑制黑煙，這樣，操作者可以在不考 慮發(fā)動機周圍環(huán)境的情況下啟動發(fā)動機。在本實施例中，與上述實施例相似，可以根據(jù)CSD50的狀態(tài)控 制齒條的速度。與CSD 50的狀態(tài)相適應(yīng)的控制可以保持CSD 50的 優(yōu)點，從而在啟動發(fā)動機時節(jié)約燃料并且抑制黑煙。第五實施例在以下陳述中將參考附圖來示出本發(fā)明的第五實施例。 該實施例涉及包含機械調(diào)速器的燃料噴射泵。齒條45的控制與 上述控制系統(tǒng)是相同的。下面描述燃料噴射泵。圖17是調(diào)速器的局部剖面?zhèn)纫晥D。 小齒輪43附著并固定于柱塞42，并且與齒條45相嚙合。致動 器162對齒條45進行控制，使之滑動。該致動器162滑動齒條45并 且改變齒條45的位置，并且小齒輪43被旋轉(zhuǎn)。由此，柱塞42在套 筒44中的旋轉(zhuǎn)位置被控制，并且燃料噴射量被控制。在套筒44的一 端包含冷啟動設(shè)備(下文中稱為"CSD") 50。該CSD 50根據(jù)燃燒溫 度來改變?nèi)剂蠂娚淞恳约叭剂蠂娚涠〞r。在下文中將對調(diào)速器41的構(gòu)成進行描述。借助燃料噴射泵的燃 料噴射量主要是由彈簧杠桿軸12的旋轉(zhuǎn)量來控制的。該調(diào)速器41存 在于彈簧杠桿軸12與燃料噴射泵之間，并且依照發(fā)動機或其他裝置 的旋轉(zhuǎn)速度來控制燃料噴射量。在外殼2中，該調(diào)速器41包括調(diào)速器離心錘8、滑動套筒19以
及調(diào)速桿組件。調(diào)速桿組件被配置為拉桿3、調(diào)節(jié)桿6、調(diào)速桿7。拉 桿3的中心是以橫向提供的旋轉(zhuǎn)軸4為樞軸來轉(zhuǎn)動的。該拉桿3具有 三向擴展的形狀，并且其邊緣是向前、向下和向上擴展的。拉桿3的 前端通過彈簧10而與彈簧桿11相連。拉桿3的上端是接觸部分14。 拉桿3的下部與調(diào)節(jié)桿6以及調(diào)速桿7相連。調(diào)速桿7的上端與運行齒條45的控制桿13的后端相連，并且燃 料噴射量被控制。調(diào)節(jié)桿6以及調(diào)速趕7借助調(diào)節(jié)軸5與拉桿3相連， 并且能夠相對于拉桿3而發(fā)生傾斜。調(diào)節(jié)軸5是用于調(diào)速桿7以及調(diào) 節(jié)桿6的連接插頭，并且是以平行于旋轉(zhuǎn)軸4的方式提供的。該調(diào)節(jié) 桿6以及調(diào)速桿7能夠縱向傾斜的。調(diào)節(jié)桿6和調(diào)速桿7的較短部分與連接彈簧7b相連。此外，調(diào) 節(jié)桿6和調(diào)速桿7的較低部分以彼此相鄰的方式偏置。當(dāng)彈簧杠桿軸12以相對于附圖的順時針方向旋轉(zhuǎn)時，拉桿3將 通過與彈簧桿n相連的彈簧10而以逆時針方向旋轉(zhuǎn)，并且控制桿13 將通過調(diào)速桿7反向移動。由此，提供給發(fā)動機的燃料量增加。當(dāng)旋轉(zhuǎn)次數(shù)增加時，調(diào)速器離心錘8將借助離心力來反向放出滑 動套筒9，并且調(diào)節(jié)桿6被沿著順時針方向推動。由此，拉桿3將順 時針偏置，并且沿著順時針方向傾斜，而彈簧桿11的位置不改變。 控制桿13經(jīng)由調(diào)速桿7向前移動，由此減少提供給發(fā)動機的燃料量。停止螺線管161、致動器2和限制器15是在外殼2的后表面上 提供的。當(dāng)發(fā)動機停止時，停止螺線管161將借助一個向前伸出的連 桿來與調(diào)速桿7進行接觸，從而向前旋轉(zhuǎn)調(diào)速桿7。由此，齒條45滑 動到燃料減少側(cè)，并且燃料噴射泵34提供的燃料供應(yīng)被停止。另一 方面，當(dāng)發(fā)動機啟動時，連桿反向返回并離開調(diào)速桿7。該調(diào)速桿7 偏向于外殼2，由此調(diào)速桿7的上部反向旋轉(zhuǎn)。包含在致動器162中的連桿頂端與調(diào)速桿7的后表面相接觸，由 此致動器162可以調(diào)整調(diào)速桿7的位置。限制器15是在外殼2的上部提供的，并且反向旋轉(zhuǎn)量是通過與 接觸體14的接觸而被限制的。
在下文中將描述由控制器31實施的調(diào)速器41的控制系統(tǒng)。在曲 柄搖轉(zhuǎn)發(fā)動機時，控制器31對齒條45的位置進行控制，由此實現(xiàn)發(fā) 動機的平滑點火，并且減少在啟動發(fā)動機時的黑煙。在將啟動開關(guān)i殳 置在"關(guān)閉，，位置，并且停止與停止螺線管161的通電時，齒條45祐L 運行到燃料減少端，并且停留在該位置；這時沒有燃料供應(yīng)。控制器 31通過使停止螺線管161以及致動器162通電而將齒條45運行到啟 動燃料量位置，由此實現(xiàn)平滑的發(fā)動機啟動。在本實施例中，齒條45的運行與圖4所示運行是相同的。 在本實施例中，在釋放了停止螺線管161之后，調(diào)速桿7是^L致 動器162控制。停止螺線管可以用作致動器162。如下使用返回速度(用于增加 側(cè)的滑動速度)慢于停止螺線管161的停止螺線管是非常有利的。借 助于致動器162與調(diào)速桿7相接觸，可以使調(diào)速桿7保持用于增加側(cè) 的旋轉(zhuǎn)速度，并且在啟動發(fā)動機時避免突然的燃料供應(yīng)。當(dāng)啟動開關(guān) 36被設(shè)置在"啟動"位置時，致動器162被釋放，并且闡述針對調(diào)速桿 7的阻力，由此調(diào)速桿7的旋轉(zhuǎn)被控制。由此，對于增加側(cè)的調(diào)速桿7的旋轉(zhuǎn)速度可以以一種非常方^_的 構(gòu)成方式來控制，并且可以在啟動發(fā)動機時逐步增加燃料供應(yīng)，以及 嘗試使燃料量接近于點火發(fā)動機的最佳燃料量。在致動器162的另一種構(gòu)成中，致動器162被配置為線性螺線管， 由此，該線性螺線管的斜紋是由控制器31依次控制的，并且調(diào)速桿7 的旋轉(zhuǎn)被控制。也就是說，齒條45的位置能夠由與致動器162相連的控制器31 來控制。在本實施例中，如圖18所示，在將啟動開關(guān)36 "^殳置在"啟動" 位置時，齒條45被從圖18(a)所示的初始狀態(tài)運行到啟動燃料量位置， 并且啟動器馬達32開始曲柄搖轉(zhuǎn)發(fā)動機1。在圖18中，右側(cè)的圖表 示出齒條R的位置與經(jīng)過時間T之間的關(guān)系。在本實施例中，齒條 45的運行速度慢于常規(guī)速度，由此如圖18(b)和18(c)所示，在曲柄搖200680009819.8說明書第23/26頁轉(zhuǎn)啟動器馬達32時，在齒條45達到啟動燃料量位置之前完成多次燃 料噴射。燃料噴射量可以根據(jù)用于噴射燃料的曲柄搖轉(zhuǎn)的每個定時而逐 漸增加，由此其與用于點火發(fā)動機l的最優(yōu)燃料噴射量之間只有很小 的誤差。由此，與齒條45運行到足以為發(fā)動機啟動進行足夠供應(yīng)的位置 R0的情況相比，本處理節(jié)約了燃料。一種用于使齒條45逐漸運行到啟動燃料量位置的方法是依照經(jīng) 過的時間來改變齒條目標(biāo)值的方法，以及借助PI增益來對致動器162 的輸入進行控制的方法。在根據(jù)時間改變齒條目標(biāo)值的方法中，時間的積分是在將啟動開 關(guān)36設(shè)置在"啟動"時開始的。在控制器31中，依照積分時間的齒條 45的目標(biāo)值被存儲，并且致動器162將齒條45運行到目標(biāo)值的位置。 由此，在啟動發(fā)動機時，齒條45被逐漸運行到燃料增加側(cè)。在控制器31中，依照積分時間的齒條45的目標(biāo)值被預(yù)先存儲， 由此控制器31可以借助致動器162而以低于常規(guī)情況的速度將齒條 45運行到初始燃料位置。圖19例示了第五實施例中的調(diào)速桿以及致動器的運行。在圖19 中，調(diào)速桿7和致動器162是按照(a ) 、 ( b ) 、 ( c )的順序運4亍 的。如圖19(a)所示，如果發(fā)動機停止，那么停止螺線管161和致動 器162與調(diào)速桿7相接觸，并且停止螺線管161限制調(diào)速桿7的反向 旋轉(zhuǎn)。在將啟動開關(guān)36設(shè)置在"啟動"位置時，停止螺線管161反向滑 動，并且其與調(diào)速桿7的接觸被釋放。由此，調(diào)速桿7與致動器162 相接觸，并且致動器162的伸出量確定了調(diào)速桿7的角度。也就是說， 致動器162通過調(diào)速桿7以及控制桿3來控制齒條45的位置。致動 器162逐漸反向旋轉(zhuǎn)調(diào)速桿7，并且調(diào)速桿7與限制器15相接觸。由 此，確定調(diào)速器7的最大反向旋轉(zhuǎn)量。
從釋放停止螺線管161到接觸限制器15:調(diào)速桿7是由致動器 12控制的，其中該致動器可以控制啟動發(fā)動機時的燃料供應(yīng)。致動器162與控制器31相連，該控制器可以執(zhí)行不同的操作。 與上文所述相似的是，齒條的運行速度是可以通過溫度來調(diào)整的。第六實施例在第六實施例中，阻尼器調(diào)整調(diào)速桿的旋轉(zhuǎn)速度以及控制齒條 45的速度。調(diào)速桿與阻體相接觸，該阻體降低調(diào)速桿的運行速度，直至達到 啟動燃料量位置。圖20例示了第六實施例中的調(diào)速桿和齒條的運行。圖20(a)例示 了調(diào)速桿與阻尼器之間的關(guān)系。圖20(b)例示了齒條位置與經(jīng)過時間之間的關(guān)系。在本實施例中，阻尼器165在釋放了停止螺線管161之后對齒條 45的運行速度進行控制。該阻尼器165是針對調(diào)速桿7的阻體。阻尼器165包含在燃料噴射泵外殼的后部；從阻尼器165中向前 伸出連桿166。如圖20(a)所示，在釋放停止螺線管161之前，在連桿 166的頂端與調(diào)節(jié)桿7之間存在距離，這個距離即為調(diào)節(jié)桿7的旋轉(zhuǎn) 角(Dl)。由此，在釋放了停止螺線管161之后，調(diào)速桿7旋轉(zhuǎn)角度 Dl，而不與阻尼器165相接觸。調(diào)速桿7與連桿166的頂端相接觸，此后，調(diào)速桿7旋轉(zhuǎn)，由此 接納來自阻尼器165的阻力，并且限制器15停止該旋轉(zhuǎn)。在角度范 圍為D2的同時，調(diào)速桿7的旋轉(zhuǎn)速度因來自阻尼器165的阻力而減 小。在圖20(b)中，沒有接收到來自阻尼器165的阻力的點P2之前的 區(qū)域與角度范圍Dl相對應(yīng)，而接收到來自阻尼器165的阻力的區(qū)域 與角度范圍D2相對應(yīng)。也就是說，運行齒條45的構(gòu)件與阻體相接觸， 該阻體依照朝向燃料增加側(cè)的運行而提供阻力，并且齒條45的運行 速度減小。由此，對于發(fā)動機的多余燃料供應(yīng)可被避免，并且在啟動 發(fā)動機時可以實現(xiàn)燃料節(jié)約以及黑煙抑制。阻尼器165的特性可以容 易地借助管口或其他部件的形狀來調(diào)整。提供有與停止螺線管161的 連桿相連的連接構(gòu)件，由此停止螺線管161的連桿的伸出可以使阻尼 器165的連桿166伸出。 第七實施例下面將在第七實施例中描述可以改變阻尼器與調(diào)速桿7之間的 接觸位置的構(gòu)成。圖21例示了第七實施例中的構(gòu)成。圖21(a)例示了阻尼器與致動 器之間的連接構(gòu)成。圖21(b)例示了本實施例中的齒條位置與經(jīng)過時 間之間的關(guān)系。阻尼器165的外殼與致動器167的連桿相連，并且該致動器167 可以調(diào)整阻尼器165的位置。由此，阻尼器165與調(diào)速桿7相接觸的 定時可以改變。如圖21(b)所示，阻尼器165的位置是在圖21(a)的范 圍D3中調(diào)整的，然后，使齒條45的運行速度漸進的定時可以被調(diào)整。 由致動器167操作的阻尼器165的位置能夠依照上述CSD 50、冷卻 水溫度、潤滑劑溫度或燃料溫度而調(diào)整。圖ll(a)所示的方法可以用 作調(diào)整位置的方法。由此，在啟動發(fā)動機時，可以依照發(fā)動機周圍的環(huán)境來控制燃料 供應(yīng)量，從而平滑快速地控制燃料，并且實現(xiàn)燃料節(jié)約以及黑煙抑制。第八實施例在以下陳述中將示出本發(fā)明的第八實施例。在本實施例中，阻尼器的阻力是可以控制的，也就是說，齒條轉(zhuǎn)速度來控制的。圖22例示了第八實施例中的構(gòu)成。圖22(a)例示了 阻尼器阻力可控的構(gòu)成。圖22(b)例示了齒條位置與所經(jīng)過的時間之 間的關(guān)系。阻尼器170包括處于封閉汽缸中的活塞，與調(diào)速桿7相接觸的連 桿連接到該活塞。該汽缸是用液壓液體填充的，并且該汽缸的前部通 過一個可變閥門171而與汽缸的后部相連。通過調(diào)整可變閥門171， 借助活塞的運動可以控制來自液壓液體的流出和流入的阻力。也就是說，如圖22(b)所示，調(diào)速桿7與阻尼器170相接觸，并 且可變閥門被操作，由此汽缸中的液壓液體的阻力被控制，并且齒條 45的運行速度可被控制。該可變閥門171與控制器31相連，并且它 可以根據(jù)發(fā)動機點火或作業(yè)機的連接通過調(diào)整可變閥門171而依照發(fā) 動機周圍的環(huán)境來供應(yīng)燃料。第九實施例以下將在第九實施例中描述使用溫度感測部件來改變阻尼器與 調(diào)速桿7之間的接觸位置的構(gòu)成。圖23例示了第九實施例中的構(gòu)成。圖23(a)例示了溫度感測部件、 阻尼器以及致動器之間的連接構(gòu)成。圖23(b)例示了本實施例中的齒 條位置與所經(jīng)過的時間之間的關(guān)系。阻尼器165的外殼與溫度感測部件180的頂端相連。該溫度感測 部件180配備有外殼2，并且當(dāng)溫度感測部件升溫時，該頂端朝著調(diào) 速桿7伸出。當(dāng)溫度感測部件冷卻時，該頂端返回并離開調(diào)速桿7。該溫度感測部件180是在燃料通道中包含的燃料腔181中提供 的，由此燃料的溫度將被轉(zhuǎn)譯。由此，阻尼器16的位置是依照燃料 溫度來控制的。如果燃料溫度低，那么與調(diào)速桿7相接觸的定時被延 遲，并且初始燃料供應(yīng)增加。也就是說，點P4變成圖22 (b)中的 點P2。由此，通過在低溫狀態(tài)下增加燃料，可以平滑地啟動發(fā)動機。 在啟動發(fā)動機時，根據(jù)發(fā)動機周圍的環(huán)境，通過控制燃料供應(yīng)量，可 以平滑快速地控制燃料，并且實現(xiàn)燃料節(jié)約以及黑煙抑制。在CSD 50 中使用的蠟也適合于作為溫度感測部件使用。工業(yè)實用性根據(jù)本申請的發(fā)明，燃料噴射設(shè)備可能適合應(yīng)用于柴油發(fā)動機的 燃料噴射量的控制機制。
權(quán)利要求
1. 一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括用于在啟動該發(fā)動 機時增加燃料量的裝置，所述用于增加燃料量的裝置包括被操作以在 一運行速度范圍內(nèi)從最低齒條位置到達啟動燃料增加量位置的齒條， 所述運行速度范圍慢于最大齒條運行速度。
2. —種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括用于在啟動該發(fā)動 機時增加燃料量的裝置，所述用于增加燃料量的裝置包括齒條，在從 最低齒條位置到啟動燃料增加量位置的齒條運行范圍內(nèi)，該齒條以兩 級運行速度運行，所述兩級運行速度具有用以達到設(shè)定的中間齒條目 標(biāo)值的第 一運行速度以及慢于第 一運行速度的第二運行速度。
3. —種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括用于在啟動該發(fā)動 機時增加燃料量的裝置，所述用于增加燃料量的裝置包括運行到齒條 目標(biāo)位置的齒條，所述齒條目標(biāo)位置是依照經(jīng)過的時間而設(shè)定為多 級。
4. 一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，包括用于在啟動該發(fā)動 機時增加燃料量的裝置以及用于識別該發(fā)動機點火的裝置，其中所述 用于增加燃料量的裝置包括齒條，該齒條從最低齒條位置運行到啟動 燃料增加量位置，并且識別出該發(fā)動機點火之后該齒條被操作以減少 齒條在每個時間的位移。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，其特征 在于齒條被操作以在預(yù)定時間之后以最大運行速度運行到啟動燃料 增加量位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，其特征 在于齒條的運行速度依照在啟動發(fā)動機時的溫度而改變。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2的柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，其特征在于 設(shè)定的中間齒條目標(biāo)值依照在啟動發(fā)動機時的溫度而改變。
全文摘要
一種柴油發(fā)動機的燃料噴射設(shè)備，能夠通過節(jié)約燃料、減少二氧化碳的排放并抑制啟動柴油發(fā)動機時的黑煙，而平滑地啟動柴油發(fā)動機以與柴油發(fā)動機周圍的環(huán)境匹配。由致動器(41)以如下方式操作齒條(45)以從最低齒條位置到達啟動燃料增加量位置，即，以低于以最大運行速度操作齒條以從最低齒條位置到達啟動燃料增加量位置時的速度。齒條(45)的操作速度被設(shè)為兩級，并且較后的齒條操作速度被減少為低于達到設(shè)定的中間齒條目標(biāo)值P2的齒條操作速度。然后，在識別出發(fā)動機(1)的點火啊之后，減少每小時的齒條(45)操作量。此外，按照啟動發(fā)動機時的大氣溫度來控制齒條(45)的操作速度。
文檔編號F02D1/08GK101146984SQ200680009819
公開日2008年3月19日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者多田茂樹, 深江伸宜, 町山博之, 鹽見秀雄 申請人:洋馬株式會社