JP3769789B2 - 電子制御燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
本発明は電子制御燃料噴射装置に関し、特にEGR(排気循環制御)弁を備えたディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置に関するものである。
【0001】
【従来の技術】
図4には従来より一般的なEGR弁を備えたディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置が示されており、図中、1はディーゼルエンジンを示し、このディーゼルエンジン1の吸気マニホールド2と排気マニホールド3とがEGR管4によってバイパス接続されており、このEGR管4にはEGR弁5が設けられている。
【0002】
EGR弁5は電磁弁6によって負圧制御を受けることにより開閉されるようになっており、この電磁弁6はコントローラ(ECU)7からの制御信号によって電磁弁VSVの場合はON/OFF制御され、電磁弁EVRVの場合はデューティー比制御されるようになっている。
【0003】
また、エンジン1にはインジェクション(噴射)ポンプ(図示せず)が取り付けられており、このインジェクションホンプには、その回転数、すなわち、エンジン回転数を検出する回転数センサ8が取り付けられている。
【0004】
この回転数センサ8の出力信号はアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ9の出力信号とともにコントローラ7に送られるようになっている。
【0005】
そして、コントローラ7は回転数センサ8からのエンジン回転数とアクセル開度センサ9からのアクセル開度と好ましくはエンジン1の水温センサ(図示せず)によって検出された冷却水温信号とに基づいて最適な基本目標燃料噴射(時期)量を求め(図3のメモリマップ▲1▼参照)、これに応じた出力信号をインジェクタ(噴射ノズル)10に与えて燃料をエンジン1内に噴射制御するようにしている。
【0006】
また、コントローラ7は、図5に示すようなエンジン回転数と噴射量とで決定されるEGR領域(斜線部分)のメモリマップを有しており、回転数センサ8からの現在のエンジン回転数と上記のように求めた基本目標燃料噴射量とに対応する点がこのEGR領域に入っている場合(A点の場合)には電磁弁6を介してEGR弁5を開くことにより排気マニホールド3内の排気をEGR管4を経由してEGR弁5より吸気マニホールド2に循環させるが、そうでない場合(C点の場合)にはEGR弁5を閉じてEGRを掛けないように制御を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示すようなEGR制御メモリマップにおいて、A点の状態でEGR運転されていたエンジン1が、アクセルペダルが踏み込まれた結果、基本目標噴射量が大きくなって図示のようにC点に移ったとき、このEGRメモリマップにおけるEGR領域のONとOFFの境界点Bをよぎることになる。
【0008】
このとき、B点をよぎった際にコントローラ7から電磁弁6に与えられる信号は図6(1)に示すようにON→OFFに立ち下がり、電気的にはEGR制御系はOFFになったことになるが、電磁弁EVRV本体を配管内のボリュームが負圧からEGR弁OFFになるまでの時間と、負圧を導入する配管ボリュームの存在により負圧伝達遅れが生じるため、また、EGR弁5がスプリング、ダイヤフラム、バルブ等の機械的なもので構成されているため、同図(2)に示すように実際にEGR弁5のリフト量がOFFになる(全閉になる)までに数100msecから数10msecの時間を要することになる。
【0009】
このため、A点からC点に移る際、B点からC点ではEGR弁5はリフトしている必要がないにも関わらず機械的な部分がOFFになり切るまでの時間遅れDL(B〜D)があるために、必要以上の領域(後述する同図(3)の斜線部分)にEGRがかかってしまい、排気ガス中におけるスモークの割合が増加してしまうという問題があった。
【0010】
一方、特開昭64−66447号公報には、EGR弁を備えたディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置において、コントローラが決定するEGR量の制御指令値が“0”となった時点から所定時間経過するまでの間、燃料噴射量を減量補正することでEGR弁の機械的な作動遅れ期間中に噴射量が増大されてスモーク等の排気ガスの悪化を誘発することを防止する技術が示されている。
【0011】
しかしながら、この公報に示された従来技術には次のような問題点があった。(1)減量補正の実行期間(上記の所定時間)を一律に設定しているため、EGR弁の実際の作動レスポンス(弁の固体ばらつき、前回と今回の弁開度の差)に必ずしも対応せず、精密な減量補正を行うことができない。この結果、補正実行時間が長過ぎたり短か過ぎたりすることになる。
(2)減量補正量を、前回のEGR量の制御指令値に基づいて決定しているが、エンジンが要求する負荷の変化量が加味されていないため、車両用のエンジン等ではドライバビリティー(加速フィーリング)の悪化を招いてしまう。
【0012】
したがって本発明は、EGR弁を備えたディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置において、EGR作動状態からEGR非作動状態に移るときの燃料噴射量の減量補正を精密に行うとともにドライバビリティーの向上を図ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るEGR弁を備えたディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置において、該エンジンの回転数センサと、該エンジンの負荷センサと、該EGR弁の開度センサと、該回転数及び該負荷に応じてメモリマップから基本目標噴射量を決定するとともに該回転数及び該基本目標噴射量からEGR作動/非作動状態を決定し該EGR非作動状態で且つ該EGR弁が開状態であることを検出したときには、前回と今回の基本目標噴射量との差の時間変化量より小さな時間変化量に変換し、該小さな時間変化量に応じて今回の基本目標噴射量を減量補正するコントローラと、を備えたことを特徴としている。
【0014】
すなわち、本発明においてコントローラは、エンジン回転数センサで検出されたエンジン回転数とエンジンの負荷センサによって検出された負荷に応じて従来と同様にメモリマップから基本目標噴射量を決定する。
【0015】
【課題を解決するための手段】
そして、このように決定された基本目標噴射量と検出されたエンジン回転数とから現在エンジンがEGR作動状態にあるか非作動状態にあるかを検出し、EGR非作動状態であることを検出し且つEGR弁が開状態にあることを検出したときには、コントローラは、前回の基本目標噴射量と今回の基本目標噴射量との差の時間変化量より小さな時間変化量に変換し、該小さな時間変化量に応じて今回の基本目標噴射量を減量補正する。
【0016】
【課題を解決するための手段】
これにより、本発明では減量補正の実行時間を前回と今回の基本目標噴射量との差の時間変化量より小さな時間変化量に応じて決定しているので、補正実行時間が適切になり且つエンジン負荷の変化量が考慮されているため加速フィーリングも向上することになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る電子制御燃料噴射装置の実施例を示したもので、この実施例は、図4に示した従来例と比較することにより分かる通り、EGR弁5においてその開度センサ11を設け、この開度センサ11の出力信号がコントローラ7に与えられている点が異なっている。したがって、その他の構成は同様であるので説明は省略する。
【0018】
図2は、図1に示したコントローラ(ECU)7に格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャートを示したもので、図3は図2に示すフローチャートで利用されるためにコントローラ7に予め記憶されている種々のメモリマップを示したものであり、以下、図2及び図3を参照して図1に示した実施例の動作を説明する。
【0019】
まずコントローラ7は、この制御プログラムが開始されると、エンジン回転数センサ8の出力信号より回転数Neと、アクセル開度センサ9の出力信号によって示されるアクセル開度Accと、EGR弁開度センサ11の出力信号によって示されるEGR弁開度と、を入力する(ステップS1)。
【0020】
そして、図3に示したメモリマップ▲1▼から基本目標噴射量QBASEを読み出す(ステップS2)。
【0021】
このメモリマップ▲1▼は横軸に回転数Neを目盛り、縦軸に基本目標噴射量QBASEを目盛ったもので、アクセル開度Accをパラメータとして実験等により予め求めておき、これをコントローラ7に予め記憶しておいたものである。
【0022】
したがって、ステップS1で入力した現在の回転数Neとアクセル開度Accとに基づいて基本目標噴射量QBASE(現在の基本目標噴射量)がメモリマップ▲1▼から求められることになる。
【0023】
このようにして求めた今回の制御プログラムの実行周期で求めた基本目標噴射量QBASEと前回のこの制御プログラムの実行周期で求めた基本目標噴射量QNOWとの差ΔQを求める(ステップS3)。
【0024】
そして、ステップS3で求めた前回と今回の基本目標噴射量との差ΔQの時間変化量(目標増量係数)K1を演算する(ステップS4)。
【0025】
また、この後、図3のメモリマップ▲2▼から加速ダンピンク係数K2を読み出す(ステップS5)。
【0026】
この場合のメモリマップ▲2▼はエンジン回転数Neを横軸としたときの加速ダンピング係数K2を実験等により求めて予め記憶したものであり、ステップS1で入力した現在の回転数Neに基づき、加速ダンピング係数K2をこのメモリマップ▲2▼より読み出すことになる。
【0027】
ただし、このステップS5は好ましい実施態様として示されたものであり、必ずしも不可欠なものではない。
【0028】
次に、コントローラ7は図3に示したメモリマップ▲3▼を参照して現在のエンジンの運転状態がEGR領域に存在しているか否か、すなわちEGR作動状態であるか非作動状態であるかを判定する(ステップS6)。
【0029】
このメモリマップ▲3▼は斜線部分で示す如く上記の図5に対応するものであり、メモリマップ▲1▼と重ねて表示するとメモリマップ▲3▼のようになる。
【0030】
そして、現在のエンジン回転数Neとアクセル開度Accとによってメモリマップ▲1▼から求められた基本目標噴射量QBASEが現在のエンジン回転数Neに対して斜線で示すEGR領域内に存在することがメモリマップ▲3▼から分かったときにはステップS9において上記のステップS4で求めた目標増量係数K1をEGRダンピング係数K3に置き換えてステップS10に進む。
【0031】
一方、ステップS6において現在のエンジン状態がEGR非作動状態であることがメモリマップ▲3▼から分かったときには、コントローラ7はさらにEGR弁開度センサ11の出力信号よりEGR弁5が閉じた状態にあるか否かを判定する(ステップS7)。
【0032】
この結果、EGR弁が閉じていることがわかったときにはステップS9に進むが、弁制御信号がON→OFFになったにも関わらずEGR弁11が開いていることが分かったときにはステップS8に進んでメモリマップ▲4▼からEGRダンピング係数K3を読み出す。
【0033】
ここで、メモリマップ▲4▼はステップS4で求めた目標増量係数K1をEGRダンピング係数K3に変換するためのものであり、ここでは特に係数K1=α・K3(α<1)で表され、係数K3は係数K1より小さくなるように変換されることになる。
【0034】
これを図6(3)の特性グラフにより説明する。
【0035】
まず、図3のメモリマップ▲3▼に示すように、ドライバーがEGR領域におけるA点から瞬間的(図示の例では2プログラム周期分の時間)にC点に移るようにアクセルペダルを踏み込んだ場合、従来においては係数K1で示すようにA点からB点を経て一挙にC点に行こうとするが、本発明ではB点においてメモリマップ▲4▼において係数K1が係数K3に変換されるのでB点からは傾きが小さい係数K3の直線となる。
【0036】
そして、最終的にアクセルペダルが停止してアクセル開度ACCが安定したC’点に移る一周期前の時点Dにおいて目標とする燃料噴射量を得るためにC’点まで増量されることになる。
【0037】
この結果、本発明では同図(3)において斜線で示す部分が従来より燃料噴射量が減量補正された形となる。
【0038】
なお、アクセルペダルがもう少し緩やかに踏み込まれてメモリマップ▲3▼に示す如く、A→B’→C’点を経由するような場合(5プログラム周期分経過)には、上記と同様にして直線ACの傾きK1 'はB’点において傾きK3 'に変換され、D’点からC’点に移るようになる。
【0039】
したがって、この場合でも、三角形B’D’C’で囲まれた部分だけ従来より燃料噴射量が減量補正された形となる。
【0040】
図2に戻って、ステップS10においては係数K2及びK3より最小のものを選択して係数Kとする。
【0041】
これは、ステップS8においては係数K1をメモリマップ▲4▼によりより小さな係数K3に変換されており、またステップS9においては係数K1をそのまま用いる代わりに係数K3に置き換えている(置き換えなくても良い)ので、これらの係数K3が加速ダンピング係数K2より大きくなってしまう場合もあり、そのような場合にも係数K3を使用するのは適当でないので、その場合に限ってステップS5で求めた係数K2を用いることとしている。
【0042】
なお、上記のように、ステップS5は本発明に不可欠のステップではないので、このステップS5を実行しないときには、ステップS10も同様にスキップすることとなる。
【0043】
この後、ステップS10で求めた補正係数Kをこの制御プログラムの周期Δtに乗ずることにより前回の基本目標噴射量QNOWに対する増量補正が今回の基本目標噴射量QNEXTとして演算されることになる(ステップS11)。
【0044】
そして、コントローラ7はこの現在の基本目標噴射量QNEXTに基づいてインジェクタ10を制御して燃料噴射を行い(ステップS12)、現在の基本目標噴射量QNEXTを前回の基本目標噴射量QNOWと置いて(ステップS13)、この制御プログラムを終了する。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る電子制御燃料噴射装置によれば、常に補正実行時間を最適に制御することができ、且つ要求負荷の変化量が加味されているためドライバビリティーの向上に寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子制御燃料噴射装置の実施例を示したブロック図である。
【図2】本発明に係る電子制御燃料噴射装置におけるコントローラに格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャート図である。
【図3】本発明に係る電子制御燃料噴射装置におけるコントローラに格納され且つ図2に示したフローチャートにおいて利用されるための種々のメモリマップ図である。
【図4】従来の電子制御燃料噴射装置の構成例を示したブロック図である。
【図5】従来及び本発明において使用するEGR制御メモリマップ図である。
【図6】従来及び本発明に係る電子制御燃料噴射装置の動作を説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン
5 EGR弁
6 電磁弁
7 コントローラ
8 回転数センサ
9 アクセル開度センサ
10 インジェクタ
11 EGR弁開度センサ
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- EGR弁を備えたディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置において、
該エンジンの回転数センサと、該エンジンの負荷センサと、該EGR弁の開度センサと、該回転数及び該負荷に応じてメモリマップから基本目標噴射量を決定するとともに該回転数及び該基本目標噴射量からEGR作動/非作動状態を決定し該EGR非作動状態で且つ該EGR弁が開状態であることを検出したときには、前回と今回の基本目標噴射量との差の時間変化量より小さな時間変化量に変換し、該小さな時間変化量に応じて今回の基本目標噴射量を減量補正するコントローラと、を備えたことを特徴とする電子制御燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP28002395A JP3769789B2 (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | 電子制御燃料噴射装置 |
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JPH09119330A JPH09119330A (ja) | 1997-05-06 |
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