JPH02104941A - ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はディーゼル機関の燃料噴射制御装置に関する
。

（従来の技術） 従来、自動車用ディーゼル機関等にあっては、アイドル
時等の振動を抑制するために、燃料噴射１等を気筒別に
電子制御するものがある。

このような制御装置として、アイドル回転数が予め定め
た目標回転数となるように、各気筒について検出したア
イドル回転数と目標回転数との偏差に基づいて閉弁期間
のフィードバック補正量を求め、気筒毎にアイドル回転
数制御を行うとともに、このフィードバック補正量を学
習し、アイドル時以外の無負臂運転条件でも気筒別燃料
噴射量のばらつきを補正するものがあった（例えば特開
昭６２−３２２５４号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） この上うな気筒別燃料噴射量を制御するディーゼルＩａ
閏において、燃焼室に臨む噴射ノズルの開弁圧が経時変
化等を米しで変化すると、失火を招いて白煙が増加した
りノック音（燃焼音）が増加することがある。

しかしながら、従来は気筒別補正量を噴射開始時期に反
映させていたため、例えば、ある気筒の閉弁開始時期が
早められている場合にノズル開弁圧が低下すると、その
低下分だけ早めに針弁り７トが開始されるので、この状
態での針弁はリフト開始ｔ　１７７　）終了の双方とも
早くなる。この結果、その気筒だけ早めに噴射がなされ
るので、燃焼状態が良好になる分だけ燃焼音がうるさく
なるのである。この逆に、閉弁開始時期が遅くされてい
る場合にノズル開弁圧が上昇すると、今度はリフト開始
ｔ　Ｉ７７　）終了の双方とも遅くなって、失火を生じ
やすくなる。

また、従来はアイドル時の気筒別補正量を無負荷運転時
にしか反映していないため、気筒別燃料噴射量のばらつ
きにより最大噴射量時にトルク低下を米したりスモーク
が増大することを抑えられなかった。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、アイドル時に学習した気筒別補正量を用いて最大
噴射量時まで燃料の噴射開始時期を制御する装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、燃料の噴射開始時期と噴射開始時期が可変
制御ｌｌ′ｌ−れる燃料噴射ポンプ（第２図参照）を備
え、第１図に示すように、エンジンの作動状態量を検出
するセンサ（たとえばエンジン負荷相当量としてのアク
セルベグル開度（Ａｃｅ）を検出するセンサ２１と、エ
ンジン回転数（Ｎ）を検出するセンサ２２）と、このセ
ンサ検出値（ＡｃｅとＮ）に応じて全気筒に共通な燃料
の基本噴射期間（Ａｖｍ）および基本噴射開始時期（Ｉ
ｔｓ）をそれぞれ算出する手段２３．２４と、アイドル
時であるがどうかを判定する手段２５と、アイドル時に
前記各気筒についてのエンジン回伝数が予め定めた目標
回転数（ＮＭ）となるように各気筒についてのフィード
バック補正量を学習する手段２６と、アイドル時以外の
運転条件でもこの学習されたフィードバック補正！（Δ
Ａｖｉ）にて前記基本噴射開始時期（Ｉｔｌ）をそれぞ
れ補正して決定噴射期間（Ａｖｔ）、決定噴射開始時期
（Ｉｔｉ）をそれぞれ算出する手段２７を設けた。

（作用） この発明によれば、燃料の噴射開始時期を変化させるこ
とで、針弁のす７ト開始が早められあるいは遅められ、
これにて各気筒についてのアイドル回転数が目標回転数
へと収束する。この場合に、ノズル開弁圧が変化すると
、針弁す７Ｆの開始が影響を受けて開弁圧変化分だけ早
くなったり遅くなったりするが、針弁のす７トが終了す
る時期については、ノズル開弁圧の変化によっては影響
を受けることがない、この結果、すべての気筒に同量の
燃料が供給され、気筒間でトルクが均一になり、機関振
動が抑制される。

このアイドル時におけるフィードバック補正量を学習し
て、気筒別の噴射開始時期制御を最大噴射量時まで行う
ことにより、スモーク排出領域で一部気筒に生じる最大
噴射量のばらつきを無くして気筒全体としてのスモーク
量を抑制する。

（実施例） 以下添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

ｔＩＩＪ２図において、１はポンプハウジング、２と３
は駆動軸４により駆動される低圧’ｍフィードポンプと
高圧側プランジャポンプで、図示しない燃料入口からフ
ィードポンプ２により吸引された燃料はハウジング１内
のフィードポンプ室５に供給され、フィードポンプ室５
に開口する吸込通路６を介してプランジャポンプ３に送
られる。

プランジャポンプ３のプランジャ７は、先端に機関のシ
リングと同数の吸込溝８が形成されると共に、他端に同
じく同数のカム山をもつ７エイスカム９が形成され、７
エイスカム９は駆動軸４と共に回転しながらローラリン
グ１０に配設されたロー２１１を朱り越えて所定のカム
リフトだけ往復運動する。

したがって、ブランツヤ７は回転しながら往復運動する
ことになり、この回転往復運動に伴い吸込溝８からプラ
ンツヤ室１２に吸引された燃料が、プランジャ室１２に
通じる図示しない各気筒毎の分配ボートからデリバリパ
ルプを通って燃焼室に臨む噴射ノズルへと圧送される。

そして、燃料の噴射時期や噴射量を制御するために、フ
ィードポンプ室５とプランジャ室１２とを連通ずる燃料
戻し通路１３を形成し、この燃料戻し通路１３の途中に
高速応動型の電磁弁１４を介装している。

この電磁弁１４は、開弁時にプランジャ室１２を開放す
るもので、駆動パルスにより機関の運転条件に応じてプ
ランジャポンプ３の吐出行程で所定の期間閉じられる。

プランツヤ７の圧縮行程中に電磁弁１４を閉じることで
燃料の噴射が開始され、電磁弁１４を開くことで噴射が
終了し、したがって電磁弁１４の閉弁時期により燃料の
噴射開始時期が、またその閉弁期間に応じて噴射量が制
御されるのである。

プランジャ７の圧縮行程の途中で電磁弁１４が−たん開
くようにすると、燃料の主噴射に先立ってパイロット噴
射することも可能となる。

一方、電磁弁１４を制御対象とする装置は、機関の運転
パラメータを検出するセンサ１７と、これら検出信号を
信号処理するコントロールユニット１９と、電磁弁駆動
回路１６とから構成される。

１３図はコントロールユニット１９の詳細を示し、これ
は入出力回路（Ｉｌｏ）４１．ＲＯＭ４２゜ＲＡＭ４３
．ＣＰＵ４４からなるマイクロコンピュータから構成さ
れ、第１図に示す各手段２３〜２８の機能を備える。

入出力回路４１には、エンジンの作動状態量の基本値を
検出するため、噴射ポンプの１回転当たり１個のリファ
レンスパルス３１と１回転当たり３６個のスケールパル
ス３２、エンジン負荷相当量としてのアクセルベグル開
度を検出するセンサ３３だけでなく、その他の運転条件
を検出するセンサ（燃料温度センサ３４．水温センサ３
５．アイドルスイッチ３６．電磁弁１４の実際の開弁開
始時期と閉弁期間を検出するセンサ３７および実際の噴
射開始時期を検出するセンサ３８）からの信号がそれぞ
れ入力される。

ＣＰＵ４４ではＲＯＭ４２に記憶されたプログラムにし
たがって入出力回路４１からの情報を探り込んで各種の
演算処理を行い、電磁弁１４を制御するためのデータ（
閉弁時期と閉弁期間）を入出力回路４１にセットする。

なお、ＲＡＭ４３はＣＰＵ４４の演算処理に関連したデ
ータを一時的に退避するために使われる。入出力回路４
１ではＣＰＵ４４から出力されたデータに基づき電磁弁
１４の駆動パルスを出力する。

次に、ＣＰＵ４４の動作を第４図の７０−チャートに基
づいて説明する。

ステップ５０ではアイドル安定状態かどうかを判定する
。これは、アイドル回転数および気筒毎のアイドル回転
数の差が設定値以下であるか否かで判断される。もし、
ステップ５０でアイドル安定状態であると判断された場
合には、ステップ５７でその時の気筒毎の基本噴射量の
フィードバック補正量ΔＡｖｉを学習し、ステップ５８
でΔＡｖｉの値をメモリに入れる。

ステップ５０でアイドル安定状態でないと判断された場
合には、ステップ５１で８！関回転数Ｎとアクセル開度
Ａｃｅを読込み、ステップ５２でアイドル噴射量よりも
多いか否かを判定し、例えば第５図に示すような特性を
ＲＯＭ４２に記憶させておき、計算式あるいはマツプに
より補正係数Ｋを算出する。

ステップ５３では例えば第６図、第７図の特性をＲＯＭ
４２に記憶させておき、基本噴射期間Ａｖｍ、基本噴射
開始時期Ｉｔｓを決定する。

ステップ５４では、ステップ５８でメモリされた気筒毎
学習補正量ΔＡｖｉを読出し、ステップ５５では、基本
噴射ｊｌＡｖｍと気筒毎学習補正量ΔＡｖｉに補正係数
Ｋを朱じたものを加算して決定噴射期間Ａｖｉを求める
とともに、基本噴射開始時期■ｔｓと気前毎学習補正量
ΔＡｖｉに補正係数Ｋを乗じたものを加算して決定噴射
開始時期Ｉｔｉを求め、ステップ５６で決定噴射期間Ａ
ｙおよび決定噴射開始時期ＩｔをＲＡＭ４１の所定のア
ドレスに格納し終了する。

これを第８図で説明すると、電磁弁１４を開弁する駆動
パルスは、機関の諸条件に対応する基本噴射期間および
基本噴射開始時期に対して、例えぽノズル開弁圧が高い
場合は気筒別学習補正量ΔＡｖｉが正となって駆動パル
スの立ち上がりを早めて、ノズルの針弁す７トの開始が
遅れないように補正する一方、ノズル開弁圧が低下した
場合は気筒別学習補正ｌΔＡｖｉが負となって駆動パル
スの立ち上がりを遅らし、ノズルの針弁す７トの開始が
早すぎないように補正する。

ノズル開弁圧が変化すると、針弁す７トの開始が影響を
受けて開弁圧変化分だけ早（なったり遅（なったりする
が、針弁のり７Ｆが終了する時期については、ノズル開
弁圧の変化によっては影響を受けることがない、この結
果、すべての気筒に同量の燃料が供給され、気筒間でト
ルクが均一になり、機関振動が抑制される。

高負荷域で最大噴射量のばらつきによりスモーク限界を
越えるほど濃い混合気がいずれか一つの気随について供
給されても、全体のスモーク量が増加する。しかしなが
ら、このアイドル時におけるフィードバック補正量を学
習して、気筒別の噴射開始時期を最大噴射量時まで学習
補正することにより、スモーク排出領域で一部気筒に生
じる最大噴射量のばらつ訃を無くシて気筒全体としての
スモーク量を抑制する。尚、７エイスカム９の形状を常
に等送油率となるように形成すれば、ステップ５５で基
本噴射量の補正は行なわなくてもよい。

第９図は他の実施例を示すコントロールユニット１９の
詳細を示し、排気マニホールド集合部に取付けられた空
燃比センサ３９を設け、気筒別の空気過剰率を検出して
燃料噴射開始時期を変えるものである。

第１０図に７０−チャートを示すように、ステップ５５
では、基本噴射期間ＡＶＭに気筒毎補正量ΔＡｖｉに補
正係数Ｋを乗じたちの加算し、さらに気筒別空燃比に応
じた補正量ΔＡｖｐを加算して決定噴射期間Ａｖｉを求
めるとともに、基本噴射開始時期Ｉｔ−と気筒毎補正量
ΔＡｖｉに補正係数Ｋを乗じたものを加算し、さらに気
筒別空燃比に応じた補正量ΔＩｔＡＦを加算して決定噴
射開始時期Ｉｔｉを求める。

第１１図は回転数とアクセル開度をパラメータとして目
標空燃比λ＠ａｐを求めるためのマツプを示し、こうし
て定まる値λ―ａρと実空燃比λｔの差に基づいてｔＩ
ｐｉ１２図、第１３図のマツプから噴射量補正量ΔＡＶ
Ｆと噴射時期補正量ΔＡｖｉをそれぞれ求めるようにな
っている。

この例によれば、所定の空気過剰率を越えないように気
筒別に噴射期間および噴射開始時期の制御をアイドル時
の学習補正と共に行うので、高負荷域で最大噴射量のば
らつきをさらに精度良く抑制し、気筒全体としてのスモ
ーク量が抑えられる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、アイドル時に学習した気
筒別のフィードバック補正量を燃料の噴射開始時期でな
（、噴射開始時期に反映させるようにしたため、ノズル
開弁圧の変化等による実噴射時期の変化によるアイドル
騒音の増大や低温時の失火を防ぐとともに、最大噴射量
噴射時にスモークの排出を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は一実施例の
噴射ポンプの断面図、ＷＩＪ３図はコントロールユニッ
トのブロック図、第４図は制御動作を説明する７ａ−チ
ャート、第５図ないし第８図は制御動作において使用さ
れる各位の内容を示す特性図である。第９図は他の実施
例を示すコントロールユニットのブロック図、第１０図
は制御動作を説明するフローチャート、第１１図ないし
第１３図は制御動作において使用される各位の内容を示
す特性図である。 １・・・ポンプハウジング、３・・・プランジャポンプ
、７・・・プランツヤ、９・・・７エイスカム、１２・
・・プランジャ室、１３・・・燃料戻し通路、１４・・
・電磁弁、１６・・・電磁弁駆動回路、１９・・・コン
トロールユニット、２１・・・アクセル開度センサ、２
２・・・回転数センサ、２３・・・基本噴射期間算出手
段、２４・・・基本噴射開始時期算出手段、２５・・・
アイドル時判定手段、２６・・・気筒別補正量学習手段
、２７・・・噴射期間補正手段、３１・・・ＩＪ７７レ
ンスパルス発生手段、３２・・・スケールパルス発生手
段、４１・・・入出力回路、４２・ＲＯＭ、４３・ＲＡ
Ｍ、４４・ＣＰＵ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料の噴射開始時期と噴射終了時期が可変制御される
   燃料噴射ポンプを備え、エンジンの作動状態量を検出す
   るセンサと、このセンサ検出値に応じて全気筒に共通な
   燃料の基本噴射期間および基本噴射開始時期をそれぞれ
   算出する手段と、アイドル時であるかどうかを判定する
   手段と、アイドル時に各気筒についてのエンジン回転数
   が予め定めた目標回転数となるように求められるフィー
   ドバック補正量を学習する手段と、アイドル時以外の運
   転条件でもこの学習補正量に基づいて前記基本噴射開始
   時期をそれぞれ補正する手段とを設けたことを特徴とす
   るディーゼル機関の燃料噴射制御装置。