JPH0299753A - Fuel injection controller for diesel engine - Google Patents
Fuel injection controller for diesel engineInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は主として自動車用ディーゼルエンジンの燃料噴
射制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention mainly relates to a fuel injection control device for an automobile diesel engine.
（従来の技術）
−ｍに圧縮着火を行うディーゼルエンジンにおいては、
燃焼室に噴射された燃料が着火遅れにより爆発的に燃焼
して、排気ガス中の窒素酸化物（ＮｏＸ）が増加するこ
とがある。(Prior art) - In a diesel engine that performs compression ignition,
Fuel injected into the combustion chamber may burn explosively due to ignition delay, resulting in an increase in nitrogen oxides (NoX) in the exhaust gas.
これに対しては種々の対策が考えられているが、その一
つとして燃料のメイン噴Ｈに先立って少量の燃料をパイ
ロ・ｌト噴射し、これをメイン噴射燃料の火種に利用し
ようという考え方がある。Various countermeasures have been considered for this, one of which is to pyro-inject a small amount of fuel prior to the main fuel injection H and use this as a spark for the main injection fuel. There is.
従来、このようなパイロット噴射を行う燃料噴射システ
ムとしては、例えば特開昭５９−１６５８５６号公報に
記載されたものが知られている。これは、メイン噴射用
の燃料噴射ポンプとパイロット噴射用の燃料噴射ポンプ
を設けて、両方の燃料噴射ポンプからの燃料噴射をエン
ジン運転条件に応じて最適状態に制御することにより、
Ｎ０８の増加を抑制しようというものである。Conventionally, as a fuel injection system that performs such a pilot injection, one described, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 165856/1982 is known. This is achieved by providing a fuel injection pump for main injection and a fuel injection pump for pilot injection, and controlling the fuel injection from both fuel injection pumps to the optimum state according to the engine operating conditions.
The aim is to suppress the increase in N08.
また、同様なＮＯ８低減対策に用いられる手段ａｓｉｏ
ｎ；略してｒＥＧＲＪという。）が従来から知られてい
る。これは燃焼後の排気ガスの一部を吸気系に還流させ
て、排気ガスに含まれる燃焼阻害要成分く例えば、二酸
化炭素：Ｃ０２）により燃焼反応を抑制して燃焼温度を
低下させることにより、ＮＯＸの発生を低減させようと
いうものである。In addition, asio is a method used for similar NO8 reduction measures.
n: Abbreviated as rEGRJ. ) has been known for a long time. This is done by circulating part of the exhaust gas after combustion into the intake system, suppressing the combustion reaction with the combustion-inhibiting components contained in the exhaust gas (for example, carbon dioxide: CO2), and lowering the combustion temperature. The aim is to reduce the generation of NOx.
（発明が解決しようとする課題）
ところで、例えばＥＧＲはＮＯＸを低減するには優れた
効果が期待できるものの、中高負荷域のように空気過剰
率の低い領域でＥＧＲを行なうと、燃焼性が大幅に悪化
してスモーク（黒煙）が発生しやすくなるとともに出力
性能も低下するという不都合がある。(Problem to be solved by the invention) For example, although EGR can be expected to have an excellent effect in reducing NOx, if EGR is performed in a region with a low excess air ratio such as in a medium to high load region, the combustibility will be significantly reduced. This has the disadvantage that smoke (black smoke) is more likely to occur and the output performance is also lowered.
本発明は、ディーゼルエンジンにおける上記の実情に対
処するもので、エンジン負荷全域にわたって出力性能を
損なうことなく排気性能を一層向上させることを課題と
する。The present invention addresses the above-mentioned actual situation in diesel engines, and aims to further improve exhaust performance without impairing output performance over the entire engine load range.
（課題を解決するための手段）
本発明は、第１図に示すように、燃料のメイン噴射に先
立ってパイロット噴射を行いうる燃料噴射手段ａと、排
気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環手段
すとを有するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の
構成において、低負荷時には排気ガスの還流を行わせる
とともにパイロット噴射を停止させ、中負荷時には排気
ガスの還流を停止させるとともにパイロット噴射を行わ
せ、かつ高負荷時には排気ガスの還流及びパイロット噴
射を停止させるように、上記燃料噴射手段ａ及び排気ガ
ス再循環手段すを制御する制御手段Ｃを備えたことを特
徴とする。(Means for Solving the Problems) As shown in FIG. 1, the present invention includes a fuel injection means a that can perform pilot injection prior to main injection of fuel, and a fuel injection means a that recirculates a part of exhaust gas to the intake system. In the configuration of a fuel injection control device for a diesel engine having an exhaust gas recirculation means, exhaust gas is recirculated and pilot injection is stopped at low loads, and exhaust gas recirculation is stopped and pilot injection is performed at medium loads. The present invention is characterized by comprising a control means C for controlling the fuel injection means a and the exhaust gas recirculation means so as to cause the fuel injection means a and the exhaust gas recirculation means to stop the exhaust gas recirculation and pilot injection when the load is high.
（作 用）
上記の構成によれば、低置ｔｚｊ時には制御手段Ｃが上
記排気ガス再循環手段すを制御して、この排気ガス再循
環手段すによって排気ガスの一部を吸気系に還流させる
ことから、燃焼性が適度に低下してＮｏ、発生が少なく
なる。この際には、パイロット噴射が停止されるように
制御手段Ｃが燃料噴射手段ａをＩＩＪ御する。(Function) According to the above configuration, when the engine is in a low position, the control means C controls the exhaust gas recirculation means to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation means. Therefore, the combustibility is moderately reduced and the occurrence of No. 2 is reduced. At this time, the control means C controls the fuel injection means a IIJ so that the pilot injection is stopped.
また、中負荷時には制御手段Ｃが上記排気カス再循環手
段すを制御して排気ガスの還流を停止し、その代わりに
上記燃料噴射手段ａを制御してパイロット噴射を行わせ
る。その結果、ＥＧＲを行う場合に比べてスモークが低
減されるばかりでなく、パイロット噴射によりＮＯｘの
発生も抑制されることになる。Further, during medium load, the control means C controls the exhaust gas recirculation means to stop the recirculation of exhaust gas, and instead controls the fuel injection means a to perform pilot injection. As a result, not only smoke is reduced compared to the case where EGR is performed, but also the generation of NOx is suppressed by pilot injection.
そして、高負荷時には制御手段Ｃが上記排気ガス再循環
手段すを制御して中負荷時に引き続いてＥＧＲを停止さ
せるとともに、同じく制御手段Ｃが上記燃料噴射手段す
を制御してパイ、ロット噴射を停止させる。これにより
燃焼性が向上して出力性能が確保されるとともに、スモ
ークも発生しにくくなる。When the load is high, the control means C controls the exhaust gas recirculation means to continuously stop EGR during the middle load, and the control means C also controls the fuel injection means to perform pie and lot injection. make it stop. This improves combustibility, ensures output performance, and makes smoke less likely to occur.
（実 施 例）
以下、本発明の実施例について説明する。なお、実施例
は自動車用４気筒デイーゼルエンジンに本発明を適用し
たものである。(Example) Examples of the present invention will be described below. In this embodiment, the present invention is applied to a four-cylinder diesel engine for automobiles.
第２図に示すように、本発明に係る燃料噴射ポンプ１は
、エンジン出力軸に連動するドライブシャフト２により
回転駆動されるフィードポンプ３と、同じくドライブシ
ャフト２により係合機構４及びカム機構５を介して回転
自在に往復動される１ランジヤー６とを有する。この１
ランジヤー６の先端付近には圧送室７に連通ずる吸入？
’ｌ１８が設けられているとともに、一端が上記圧送室
７に開口する送油路９が軸長手方向に設けられて、この
送油路９の他端側がプランジャー６の側壁面に形成され
た分配溝１０に連通されている、そして、この分配溝１
０が上記ドライブシャフト２の回転に応じて所定のタイ
ミングでデリバリバルブＩＪに通じる分配通路１２へ連
通可能となっている。そして、図示しない燃料タンクか
ら吸入室３ａへ流入した燃料が、上記フィードポンプ３
の回転動作によってポンプ室１３に導入され、これによ
りポンプ室１３の内圧が高められるとともに、上記１ラ
ンジヤー６がドライブシャフト２に連動して回転しなが
ら往復動することにより、上記ポンプ室１３へ通じる燃
料導入通路１４に吸入溝８が、また上記デリバリバルブ
１１へ通じる分配通路１２に分配溝１０がそれぞれ連通
するようになっている。As shown in FIG. 2, the fuel injection pump 1 according to the present invention includes a feed pump 3 that is rotationally driven by a drive shaft 2 that is linked to an engine output shaft, and an engagement mechanism 4 and a cam mechanism 5 that are also driven by the drive shaft 2. 1 langier 6 which is rotatably reciprocated via the flange. This one
Is the suction connected to the pressure feeding chamber 7 near the tip of the lunger 6?
' l18 is provided, and an oil feed passage 9 whose one end opens into the pressure feeding chamber 7 is provided in the longitudinal direction of the shaft, and the other end side of this oil feed passage 9 is formed on the side wall surface of the plunger 6. The distribution groove 1 is in communication with the distribution groove 10.
0 can communicate with the distribution passage 12 leading to the delivery valve IJ at a predetermined timing according to the rotation of the drive shaft 2. Then, the fuel flowing into the suction chamber 3a from the fuel tank (not shown) is transferred to the feed pump 3.
is introduced into the pump chamber 13 by the rotational movement of the pump, thereby increasing the internal pressure of the pump chamber 13, and as the first langeer 6 reciprocates while rotating in conjunction with the drive shaft 2, it communicates with the pump chamber 13. The suction groove 8 communicates with the fuel introduction passage 14, and the distribution groove 10 communicates with the distribution passage 12 leading to the delivery valve 11.
この場合において、上記カム機構５は、第２図及び第３
図に示すように、プランジャー６の一端に固設された力
ｌ＼ディスク１４と、このカムディスク１４と同軸芯上
に対向配置されたローラリング１５と、このローラリン
グ１５の周方向において上記カムディスク１４の突出部
１４ａ・・・１４ａに対応して配設されたローラ１６・
・・１６とで構成されている。なお、この場合において
、上記の突出部１４ａは、第４図に展開して示すように
山形状に形成されており、このような突出部１４ａがエ
ンジンの気筒数に対応して互いに間隔をおいてカムディ
スク１４から突出し、この突出部１４ａが上記のローラ
１６に乗り上げたときにカムディスク１４がリフトされ
、これによりプランジャー６がリフを−されて上記圧送
室７の燃料を更に加圧し、この加圧燃料が分配溝１０が
分配通路１２に連通したときにデリバリバルブ１１を開
いて噴射するようになっている。なお、上記の圧送室７
とポンプ室１３との間には電磁駆動式の高速スピル弁１
７が配設されており、この高速スピル弁１７を開動作さ
せることにより、圧送室７の燃料が急速スピルされてデ
リバリバルブ１１からの燃料噴射が瞬時に途絶するよう
になっている。In this case, the cam mechanism 5 shown in FIGS.
As shown in the figure, a force l\ disk 14 fixed to one end of the plunger 6, a roller ring 15 disposed coaxially and facing the cam disk 14, and a The rollers 16 are disposed corresponding to the protrusions 14a...14a of the cam disc 14.
...16. In this case, the protrusions 14a are formed in the shape of a mountain as shown in FIG. When the protruding portion 14a rides on the roller 16, the cam disk 14 is lifted, and the plunger 6 is thereby refloated to further pressurize the fuel in the pressure feeding chamber 7. This pressurized fuel is injected by opening the delivery valve 11 when the distribution groove 10 communicates with the distribution passage 12. In addition, the above-mentioned pressure feeding chamber 7
An electromagnetically driven high-speed spill valve 1 is provided between the pump chamber 13 and the pump chamber 13.
7 is provided, and by opening this high-speed spill valve 17, the fuel in the pressure feeding chamber 7 is rapidly spilled, and fuel injection from the delivery valve 11 is instantaneously interrupted.
また、上記のローラリング１５は上記カムディスク１４
と同軸芯上で回転自在に保持されるとともに、タイマ装
置１８によって円周方向の任意位置へ移動制御されるよ
うになっている。このタイマ装置１８は、タイマハウジ
ング１９へ摺動自在に内挿されたタイマピストン２０と
、このタイマピストン２０の一端に臨んで形成された高
圧室２１ａと、同じくタイマピストン２０の他端に臨ん
で形成された低圧室２１ｂと、この低圧室２１ｂに配置
されたタイマスプリング２２と、同じく低圧室２１ｂと
高圧室２１ａとの間にまたがって配設された電磁駆動式
のタイマ制御弁２３と、上記タイマピストン２０の位置
を検出するタイマ位置センサ２４とを有する。この場合
において、上記フィードポンプ３の吸入室３ａと低圧室
２１ｂとが、またポンプ室１３と高圧室２１ａとがそれ
ぞれ連通している。上記のタイマピストン２０には上記
ローラリング１５に固設されたタイマビン２５が係合さ
れており、例えば上記タイマ制御弁２３によるドレン量
を増やすとタイマピストン２０がＡ方向に移動し、これ
によりローラリング１５が上記タイマビン２５を介して
上記プランジャー６の回転方向とは反対のＢ方向に回動
して、プランジャー６のリフト時期がクランク角に対し
てリタード方向に変１ヒする。一方、上記タイマ制御弁
２３によってタイマピストン２０を上記とは反対方向に
移動させると、プランジャー６のリフト時期がクランク
角に対してアドバンス方向に変化する。Further, the roller ring 15 is connected to the cam disk 14.
It is held rotatably on the same axis, and is controlled to move to any position in the circumferential direction by a timer device 18. This timer device 18 includes a timer piston 20 slidably inserted into a timer housing 19, a high pressure chamber 21a formed facing one end of the timer piston 20, and a high pressure chamber 21a formed facing the other end of the timer piston 20. The formed low pressure chamber 21b, the timer spring 22 disposed in the low pressure chamber 21b, the electromagnetically driven timer control valve 23 similarly disposed across the low pressure chamber 21b and the high pressure chamber 21a, and the above-mentioned It has a timer position sensor 24 that detects the position of the timer piston 20. In this case, the suction chamber 3a and the low pressure chamber 21b of the feed pump 3 are in communication with each other, and the pump chamber 13 and the high pressure chamber 21a are in communication with each other. A timer pin 25 fixed to the roller ring 15 is engaged with the timer piston 20. For example, when the drain amount by the timer control valve 23 is increased, the timer piston 20 moves in the direction A, which causes the roller The ring 15 rotates in the B direction opposite to the rotational direction of the plunger 6 via the timer pin 25, and the lift timing of the plunger 6 changes in the retard direction with respect to the crank angle. On the other hand, when the timer piston 20 is moved in the opposite direction by the timer control valve 23, the lift timing of the plunger 6 changes in the advance direction with respect to the crank angle.
ところで、本実施例においては、上記カムディスク１４
のカム面を不等速カム形状、例えば等加速度カム形状と
している。このような等加速度カム形状をしたカムディ
スク１４においては、カムリフト及びカム速度が任意の
突出部１４ａの始端を基準とするカム角に対して第５図
に示すように変化する。すなわち、カム速度曲線は当初
カム角が大きくなるに従って上り傾斜状に変化した後、
カムリフト曲線の変曲点を越えたところで反転して今度
は下り傾斜状に変化し、カムリフト曲線の頂点で０にな
りその復員の領域へ移行する。この場合において、カム
速度曲線の頂点を含む前後の領域（Ｉ）を使用すると、
プランジャー６のリフト速度が速くなって上記圧送室７
の燃料が高速で加圧されるため、燃料が高噴射率で噴射
されることになる。そして、それよりも低角側の領域（
■）を使用すると、カム速度が遅い分プランジャー６の
リフト速度が遅く、これにより燃料が低噴射率で噴射さ
れることになる。なお、燃料を低噴射率で噴射させる場
合には、上記領域（ＩＩ）よりも高角側の領域（Ｉ［［
）を使用してもよい。By the way, in this embodiment, the cam disc 14
The cam surface is in the shape of an inconstant velocity cam, for example, a constant acceleration cam shape. In the cam disk 14 having such a constant acceleration cam shape, the cam lift and the cam speed change as shown in FIG. 5 with respect to the cam angle with respect to the starting end of an arbitrary protrusion 14a. In other words, the cam speed curve initially changes in an upward slope as the cam angle increases, and then
When the cam lift curve crosses the inflection point, it reverses and now changes in a downward slope, reaching 0 at the apex of the cam lift curve and transitioning to its return region. In this case, using the area (I) before and after the cam speed curve including the peak,
The lift speed of the plunger 6 becomes faster and the pressure feeding chamber 7
Since the fuel is pressurized at high speed, the fuel is injected at a high injection rate. Then, the area on the lower angle side (
When (i) is used, the lift speed of the plunger 6 is slow due to the slow cam speed, and as a result, fuel is injected at a low injection rate. Note that when fuel is injected at a low injection rate, a region (I[[
) may be used.
次に、このような構造をした燃料噴射ポンプ１を用いた
エンジン制御システムを第６図を用いて説明すると、こ
の燃料噴射ポンプ１には高圧管２６を介して燃料噴射弁
２７が接続されているとともに、上記タイマ装置１８の
タイマ位置センサ２４からのタイマピストン位置信号が
コントロールユニット２８に入力される。また、このコ
ントロールユニット２８には、アクセル開度センサ２９
からのアクセル開度信号、エンジン回転数センサ３０か
らのエンジン回転数信号、クランク角センサ３１からの
クランク角信号、図示しない過給機の下流側における吸
気通路に配備された吸気圧センサ３２からの吸気圧信号
、吸気温センサ３３からの吸気温信号、エンジン水温を
検出する水温センサ３４からの水温信号、大気圧を検出
する大気圧センサ３５からの大気圧信号及び車速センサ
３６からの車速信号がそれぞれ入力される。−方、コン
トロールユニット２８からは、タイマ制御弁２３及び高
速スピル弁１７に制御信号がそれぞれ出力されることに
なる。Next, an engine control system using the fuel injection pump 1 having such a structure will be explained using FIG. 6. A fuel injection valve 27 is connected to the fuel injection pump 1 via a high pressure pipe 26. At the same time, a timer piston position signal from the timer position sensor 24 of the timer device 18 is input to the control unit 28. The control unit 28 also includes an accelerator opening sensor 29.
an accelerator opening signal from the engine, an engine speed signal from the engine speed sensor 30, a crank angle signal from the crank angle sensor 31, and an intake pressure sensor 32 installed in the intake passage on the downstream side of the supercharger (not shown). The intake pressure signal, the intake temperature signal from the intake temperature sensor 33, the water temperature signal from the water temperature sensor 34 that detects engine water temperature, the atmospheric pressure signal from the atmospheric pressure sensor 35 that detects atmospheric pressure, and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 36 are Each is input. On the other hand, the control unit 28 outputs control signals to the timer control valve 23 and the high-speed spill valve 17, respectively.
そして、本実施例におけるエンジン制御システムには、
エンジンの直下流における排気系と、同じくエンジンの
直上流における吸気系とを互いに連通させるＥＧＲ通路
に配備されなＥＧＲ弁３７が設けられている。このＥＧ
Ｒ弁３７はコントロールユニット２８からの制御信号を
受けて開閉動作するようになっており、開動作時には燃
焼後の排気ガスを吸気系に還流させ、また閉動作時には
排気ガスの還流を停止する。The engine control system in this embodiment includes:
An EGR valve 37 is provided in an EGR passage that communicates the exhaust system immediately downstream of the engine with the intake system immediately upstream of the engine. This EG
The R valve 37 opens and closes in response to a control signal from the control unit 28, and when the valve is opened, the exhaust gas after combustion is recirculated to the intake system, and when it is closed, the recirculation of the exhaust gas is stopped.
次に、本実施例における作用を第７図に示した燃料噴射
制御のフローチャートを参照して更に具体的に説明する
。Next, the operation of this embodiment will be explained in more detail with reference to the flowchart of fuel injection control shown in FIG.
すなわち、コントロールユニット２８は起動後に先ずス
テップＳ、を実行してシステムイニシャライズを行い、
その後ステップＳ２で各種のセンサ信号を入力する。That is, after startup, the control unit 28 first executes step S to initialize the system.
Thereafter, various sensor signals are input in step S2.
次いで、コントロールユニット２８は、ステラ７Ｓ３に
おいて例えばアクセル開度とエンジン回転数に基づいて
高速スピル弁１７及びタイマ制御弁２３に対する基本制
御演算を行う、この場合において、コントロールユニッ
ト２８のメモリには、パイロット噴射の噴射開始時期、
燃料噴射率及び噴射持続時間並びにメイン噴射の噴射開
始時期、燃料噴射率及び噴射持続時間がエンジン負荷状
態に対応して予め記憶されており、コントロールユニッ
ト２８はそれをルックアップすることにより、負荷の低
いときにはパイロット噴射がメイン噴射に先立って行わ
れるとともに、負荷が高くなるに連れて両者の間隔が接
近するような高速スピル弁１７及びタイマ制御弁２３に
対する制御目標値を演算することになる。Next, the control unit 28 performs basic control calculations for the high-speed spill valve 17 and the timer control valve 23 in the Stellar 7S3 based on, for example, the accelerator opening degree and the engine speed. In this case, the memory of the control unit 28 contains the pilot Injection start time of injection,
The fuel injection rate and injection duration, as well as the injection start timing, fuel injection rate and injection duration of main injection, are stored in advance in correspondence with the engine load state, and the control unit 28 looks up these to determine the load. When the pressure is low, pilot injection is performed prior to main injection, and control target values for the high-speed spill valve 17 and timer control valve 23 are calculated so that the distance between them becomes closer as the load increases.
次いで、コントロールユニット２８は、ステップ８４〜
Ｓ９の判断処理を行い、必要ならば該当する補正演算を
行った後、ステップＳＩＯを実行して高速スピル弁１７
、タイマ制御弁２３及びＥＧＲ弁３７に制御信号を出力
する。The control unit 28 then performs steps 84-
After performing the judgment process in S9 and performing the corresponding correction calculation if necessary, step SIO is executed to close the high-speed spill valve 17.
, outputs a control signal to the timer control valve 23 and EGR valve 37.
以下、ステップ８４〜Ｓ９の各判定処理と、それに基づ
いた補正制御について説明する。Hereinafter, each determination process in steps 84 to S9 and correction control based thereon will be explained.
１番目のステップＳ４においては高地補正制御のための
判定処理が行われる。つまり、高地では平地と比べて空
気密度が低く、平地使用時の同様な噴射量で燃料を噴射
すると空燃比が小さくなり、スモークが発生しやすくな
る。このため、コントロールユニット２８は、第８図の
ように大気圧が第１設定大気圧ｐ１以下になるとステッ
プＳ目を実行して所定の高地補正を行う。本実施例では
、大気圧が上記第１設定大気圧ｐ１より低下すると、燃
料噴射率が第２設定大気圧ｐ２に達するまでリニアに増
加するとともに、第２設定大気圧ｐ２に達した時点から
燃料噴射率が一定となるような制御が行われる。これに
より大気圧低下によるスモーク発生が防止されるととも
に、平地における出力性能が確保されることになる。In the first step S4, determination processing for high altitude correction control is performed. In other words, the air density is lower at high altitudes than at flatlands, and if fuel is injected at the same injection amount as when used on flatlands, the air-fuel ratio will be small, making smoke more likely to occur. Therefore, as shown in FIG. 8, when the atmospheric pressure becomes equal to or lower than the first set atmospheric pressure p1, the control unit 28 executes step S to perform a predetermined high altitude correction. In this embodiment, when the atmospheric pressure falls below the first set atmospheric pressure p1, the fuel injection rate increases linearly until it reaches the second set atmospheric pressure p2, and from the time when the second set atmospheric pressure p2 is reached, the fuel injection rate increases. Control is performed to keep the injection rate constant. This prevents the occurrence of smoke due to a drop in atmospheric pressure and ensures output performance on flat ground.
２番目のステップＳ５においては冷寒始動補正制御のた
めの判定処理が行われる。つまり、コントロールユニッ
ト２８は、第９図に示したように、水温センサ３４によ
って検出した水温が第１設定水温ｔ１よりも低下したと
判定すると、ステップＳ１２を実行して所定の冷寒始動
補正を行う。この場合、コントロールユニット２８はタ
イマ装置１８が進角するような補正演算を行うとともに
、カムディスク１４の有効カム領域内でパイ四ツ１〜噴
射とメイン噴射の時間間隔を大きくして、パイロット噴
射の噴射開始時期を低噴射率とし、かつメイン噴射の噴
射開始時期を高噴射率とするような高速スピル弁１７に
対する補正演算を行う。これにより、第１０図に示され
るように、パイロット噴射が低噴射率で早期に行われる
ことになって、リーンな混合気が燃焼室内に形成され、
これにより圧縮行程において雰囲気温度が上昇してパイ
ロット燃料の気１ヒが促進されるとともに前夫反応も発
生することになるから、ラジカル化した雰囲気が燃焼室
内に生じる。そこへ高噴射率で微粒化したメイン噴射燃
料が噴射されることになるから、メイン噴射燃料が確実
に燃焼して良好な始動性能が得られることになる。In the second step S5, determination processing for cold start correction control is performed. That is, as shown in FIG. 9, when the control unit 28 determines that the water temperature detected by the water temperature sensor 34 has fallen below the first set water temperature t1, it executes step S12 to perform a predetermined cold start correction. conduct. In this case, the control unit 28 performs a correction calculation such that the timer device 18 advances, and also increases the time interval between the pie four injection and the main injection within the effective cam area of the cam disk 14, and performs pilot injection. A correction calculation is performed for the high-speed spill valve 17 such that the injection start time of the main injection is set to a low injection rate and the injection start time of the main injection is set to a high injection rate. As a result, as shown in FIG. 10, pilot injection is performed early at a low injection rate, and a lean air-fuel mixture is formed in the combustion chamber.
As a result, the atmospheric temperature rises in the compression stroke, promoting the aeration of the pilot fuel and also causing a forerunner reaction, so that a radicalized atmosphere is generated in the combustion chamber. Since the atomized main injection fuel is injected there at a high injection rate, the main injection fuel is reliably combusted and good starting performance is obtained.
３番目のステップＳ６においては暖機運転補正制御のた
めの判定処理が行われる。つまり、ディーゼルエンジン
においてはパイロット噴射を行うと燃焼騒音を悪化させ
る領域が圧縮行程から膨張行程へ移行するピストン上死
点（ＴＤＣ）の手前にある。そこで、コントロールユニ
ット２８は、第１１図に示すように、水温が第２設定水
温ｔｚ （例えば５０°Ｃ）以下であると判定したと
きには、ステップＳ１３を実行してパイロット噴射の噴
射開始時期をクランク角における燃焼悪化領域に対応す
る禁止時期よりアドバンス側に設定するような補正演算
を行う。これにより、暖機運転中には、第１２図に示す
ように、上記ピストン上死点（ＴＤＣ）の手前の筒内圧
力上昇率の最大値付近の騒音悪化領域よりもアドバンス
側でパイロット噴射が行われることから、失火を防ぎな
がら燃焼騒音も低減することができることになる。In the third step S6, determination processing for warm-up operation correction control is performed. That is, in a diesel engine, when pilot injection is performed, the region where combustion noise is worsened is located just before the piston top dead center (TDC) where the compression stroke shifts to the expansion stroke. Therefore, as shown in FIG. 11, when the control unit 28 determines that the water temperature is below the second set water temperature tz (for example, 50°C), it executes step S13 to crank the injection start timing of the pilot injection. A correction calculation is performed to set the prohibition timing on the more advanced side than the prohibition timing corresponding to the combustion deterioration region at the corner. As a result, during warm-up operation, as shown in Fig. 12, pilot injection is performed on the advanced side of the noise deterioration area near the maximum value of the cylinder pressure increase rate before the piston top dead center (TDC). This makes it possible to reduce combustion noise while preventing misfires.
そして、コントロールユニット２８は水温が第２設定水
温ｔ２に達したと判定すると、パイロット噴射の噴射開
始時期を禁止時期を通り越して進角させる。その結果、
第１３図に示すように、騒音悪化領域を避けてパイロッ
ト燃料が噴射されることになる。なお、本実施例では水
温が上記第２設定水温ｔ２よりも低い第３設定水温ｔ３
になるまで、水温低下とともに燃料噴射率をリニアに低
下させるようになっている。When the control unit 28 determines that the water temperature has reached the second set water temperature t2, it advances the injection start timing of the pilot injection past the prohibition timing. the result,
As shown in FIG. 13, pilot fuel is injected while avoiding the noise worsening region. In addition, in this embodiment, the water temperature is set at a third set water temperature t3 lower than the second set water temperature t2.
The fuel injection rate is reduced linearly as the water temperature decreases until .
ｌ１番目のステップＳ７においては加速補正制御のため
の判定処理が行われる。In the l1th step S7, a determination process for acceleration correction control is performed.
すなわち、第１４図に示すように、単位時間あたりのア
クセル開度の変化、すなわちアクセル開度変化率が設定
値α以上の値を示すと、コントロールユニット２８は加
速中と判定し、ステップＳ１４を実行してパイロット噴
射を停止させ、かつメイン噴射をカムディスク１４の高
噴射率のところに設定する。したがって、第１５図に示
すように、メイン噴射燃料が高速度で単発噴射されるこ
とから、スモーク発生量が低減されるばかりでなく、加
速性能も向上することになる。That is, as shown in FIG. 14, when the change in accelerator opening per unit time, that is, the rate of change in accelerator opening, shows a value equal to or greater than the set value α, the control unit 28 determines that acceleration is in progress, and proceeds to step S14. This is executed to stop the pilot injection and set the main injection to the high injection rate of the cam disk 14. Therefore, as shown in FIG. 15, since the main injected fuel is injected in a single shot at a high speed, not only the amount of smoke generated is reduced, but also the acceleration performance is improved.
第５番目のステップＳ８においてはブースト圧補正制御
のための判定処理が行われる。過給機によって発生する
過給圧が成る程度上昇すると、それによって発生する強
い渦流によりパイロット噴霧が流され、これにより混合
気がオーバーリーン状態となって排気ガス中の炭化水素
（ＨＣ）の濃度が大きくなることが懸念される。この場
合、過給圧の増加により燃料への着火性が良好に維持さ
れるので、パイロツＩ・噴射とメイン噴射の時間間隔を
短縮しても燃焼騒音及びＮＯ，への影響が少ないと考え
られる。そこで、コントロールユニット２８は、第１６
図に示すように、吸気圧が予め設定した第１設定ブース
ト圧ｐｓ （例えば３００ｍ＋ａＨｇ）より大きくな
るとパイロット噴射の噴射開始時期がメイン噴射の噴射
開始時期に近づくように両者の時間間隔をリニアに変ｆ
ヒさせ、吸気圧が第２設定ブースト圧ｐ４に達するとパ
イロット噴射を停止するよう制御する（ステップ５１５
）。In the fifth step S8, determination processing for boost pressure correction control is performed. When the supercharging pressure generated by the supercharger increases to a certain extent, the pilot spray is swept away by the strong vortex generated by the supercharger, which causes the air-fuel mixture to become over-lean and reduce the concentration of hydrocarbons (HC) in the exhaust gas. There is a concern that this will increase. In this case, since the ignitability of the fuel is maintained well by increasing the boost pressure, it is thought that even if the time interval between the pilot I injection and the main injection is shortened, there will be little effect on combustion noise and NO. . Therefore, the control unit 28
As shown in the figure, when the intake pressure becomes larger than the preset first boost pressure ps (for example, 300m+aHg), the time interval between the two is linearly changed so that the injection start time of the pilot injection approaches the injection start time of the main injection. f
control to stop the pilot injection when the intake pressure reaches the second set boost pressure p4 (step 515).
).
したがって、例えば任意の吸気圧ｐｘのときには、パイ
ロット噴射の位置が、第１７図に示すように、上記第設
定１ブースト圧ｐ３に対応する２点鎖線の状態から実線
の状態へ変化することになる。なお、この場合において
上記の第１、第２設定ブースト圧Ｐ３ ＋ Ｐ４はエン
ジン回転数に応じて変更しても良い。Therefore, for example, at a given intake pressure px, the pilot injection position changes from the state indicated by the chain double-dashed line corresponding to the first set boost pressure p3 to the state indicated by the solid line, as shown in Fig. 17. . In this case, the first and second set boost pressures P3 + P4 may be changed depending on the engine speed.
更に、上記補正に加えてパイロット噴射量を過給圧の増
加に応じて減少させても良く、また噴射率を過給圧の増
加に応じて増加させ、更に噴射時期をリタードするよう
にしても良い。Furthermore, in addition to the above correction, the pilot injection amount may be decreased in accordance with an increase in supercharging pressure, the injection rate may be increased in accordance with an increase in supercharging pressure, and the injection timing may be retarded. good.
また、上記補正条件を予めマツプ化しておいて、これに
基づいてブースト圧の補正制御を行うようにしてもよい
。Further, the above correction conditions may be mapped in advance, and the boost pressure correction control may be performed based on this map.
そして、本実施例においては第６番目のステップＳ９に
おいてＥＧＲ補正制御のための判定処理が行われる。す
なわち、第１８図に示すように、エンジン負荷を代表す
るアクセル開度とエンジン回転数とにより決定されるＥ
ＧＲ領域が、予めマツプ化されてコントロールユニット
２８のメモリに記憶されている。なお、本実施例では低
速低負荷状態がＥＧＲを行うＥＧＲ領域として設定され
ている。そこで、コントロールユニット２８は、アクセ
ル開度とエンジン回転数とによりエンジン運転状態がＥ
ＧＲ領域にあると判定したときには、ステップＳ１６を
実行してＥＧＲ弁３７に開動作信号を出力して吸気系へ
排気ガスの一部を還流させる。この際、コンｌ−ロール
ユニット２８は、第１９図に示すように、タイマ装置１
８をアドバンス側に設定するとともに、カム速度の大き
い領域（Ｉ）のところで補正前のメイン噴射の噴射開始
時期よりも２θ１だけリタードするようなメイン噴射動
作信号を高速スピル弁１７へ出力する。これにより、Ｎ
Ｏ８が通常のＥＧＲ以上に低減されるばかりでなく、Ｈ
Ｃ濃度等も低減されることになる。In the present embodiment, determination processing for EGR correction control is performed in the sixth step S9. In other words, as shown in FIG.
The GR area is mapped in advance and stored in the memory of the control unit 28. In this embodiment, the low speed and low load state is set as the EGR region in which EGR is performed. Therefore, the control unit 28 adjusts the engine operating state to E depending on the accelerator opening degree and the engine speed.
When it is determined that the exhaust gas is in the GR region, step S16 is executed to output an opening operation signal to the EGR valve 37 to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system. At this time, the control unit 28 controls the timer device 1 as shown in FIG.
8 to the advanced side, and outputs a main injection operation signal to the high-speed spill valve 17 so as to retard the injection start timing of the main injection before correction by 2θ1 in a region (I) where the cam speed is large. This results in N
Not only is O8 reduced more than normal EGR, but H
The C concentration etc. will also be reduced.
なお、コントロールユニット２８は上記の各補正制御を
行わない場合には、タイマ装置１８及び高速スピル弁１
７をエンジン負荷に応じて次のように制御する。In addition, when the control unit 28 does not perform each of the above correction controls, the timer device 18 and the high-speed spill valve 1
7 is controlled as follows according to the engine load.
先ず、中負荷時においてはコントロールユニット２８か
らＥＧＲ弁３７に停止信号が出力され、これを受けたＥ
ＧＲ弁３７が排気ガスの還流を停止することになる。そ
の際、第２０図に示すように、タイマ装置１８がＥＧＲ
補正時よりもリタードされるとともに、カム速度の小さ
い領域（ＩＩ）における中間部分において、メイン噴射
に近接したところでパイロット噴射が行われる。この結
果、ＥＧＲ補正時、すなわち低負荷状態よりもメイン噴
射の燃料噴射率が低下することになる。First, during medium load, a stop signal is output from the control unit 28 to the EGR valve 37, and the EGR valve 37 receives this signal.
The GR valve 37 will stop the recirculation of exhaust gas. At that time, as shown in FIG. 20, the timer device 18
The pilot injection is performed close to the main injection in the intermediate portion of the region (II) where the cam speed is retarded compared to the time of correction and the cam speed is low. As a result, the fuel injection rate of main injection is lower than during EGR correction, that is, in a low load state.
そして、高負荷時においては、第２１図に示すように、
中負荷時と同様にＥＧＲが停止された状態で高速スピル
弁１７にメイン噴射信号が出力されてメイン噴射のみが
行われることになる。これにより、燃焼がスムーズに行
われて出力性能が確保されるばかりでなく、スモークの
発生が防止されて排気性能が向上することになる。なお
、この場合においてカムディスク１４の領域（Ｉ）にお
ける高噴射率のところを使用するとともに、メイン噴射
の噴射開始時期をΔθ２だけリタードさせるようにすれ
ば、ＮＯＸ及びスモークの両方が低減されるばかりでな
く、燃焼が効率よく行われて燃費性能が向上することに
もなる。When the load is high, as shown in Fig. 21,
As in the case of medium load, a main injection signal is output to the high speed spill valve 17 with EGR stopped, and only main injection is performed. This not only ensures smooth combustion and high output performance, but also prevents the generation of smoke and improves exhaust performance. In this case, by using a high injection rate in region (I) of the cam disc 14 and retarding the injection start timing of main injection by Δθ2, both NOx and smoke can be reduced. In addition, combustion is performed more efficiently and fuel efficiency is improved.
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、低負荷時にはＥＧＲによ
りＮｏＸが低減され、中負荷時にはスモークを発生しや
すい排気ガスの還流を停止してパイロット噴射を行うこ
とによりＮＯＸおよびスモークが低減され、そして高負
荷時にはＥＧＨに加えてパイロット噴射も停止すること
により同様にしてスモークが低減されることになるから
、エンジン負荷全域にわたって出力性能を損なうことな
く排気性能が良好にされるという効果がある。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, NoX is reduced by EGR at low loads, and NOX and smoke are reduced by stopping the recirculation of exhaust gas that tends to generate smoke at medium loads and performing pilot injection. At high loads, pilot injection is also stopped in addition to EGH, which reduces smoke in the same way, resulting in good exhaust performance without compromising output performance over the entire engine load range. effective.
第１図は本発明の機能ブロック図である。第２図〜第２
１図は本発明の実施例を示すもので、第２図は本実施例
における燃料噴射ポンプの内部構造を一部展開して示す
一部切欠全体側面図、第３図は第２図のＩ［Ｉ−Ｉ［［
矢視による要部拡大図、第４図はカムディスクの一部展
開図、第５図は同じくカムディスクのカム速度線図、第
６図はエンジン制御システム図、第７図はコントロール
ユニットが実行する燃料噴射制御のフローチャート図、
第８図は高地補正に用いるマツプの説明図、第９図は冷
寒始動補正に用いるマツプの説明図、第１０図は冷寒始
動補正時の噴射率特性図、第１１図は暖機補正に用いる
マツプの説明図、第１２図は暖機補正時における筒内圧
力上昇率と噴射率の特性図、第１３図は暖機完了後の筒
内圧力上昇率と噴射率の特性図、第１４図は加速補正に
用いるマツプの説明図、第１５図は加速補正時における
噴射率特性図、第１６図はブースト圧補正に用いるマツ
プの説明図、第１７図はブースト圧補正時における噴射
率特性図、第１８図はＥＧＲ補正に用いる領域マツプの
説明図、第１９図はＥＧＲ補正時における噴射率特性図
、第２０図は中負荷時における噴射率特性図、第２１図
は高負荷時における噴射率特性図である。
】７・・・燃料噴射手段（高速スピル弁）、２８・・・
制御手段（コントロールユニット）、３７・・・排気ガ
ス再循環手段（ＥＧＲ弁）。FIG. 1 is a functional block diagram of the present invention. Figure 2-2
Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partially exploded overall side view showing the internal structure of the fuel injection pump in this embodiment, and Fig. 3 is an I of Fig. 2. [I-I[[
An enlarged view of the main parts as viewed from the arrows, Figure 4 is a partial exploded view of the cam disc, Figure 5 is a cam speed diagram of the cam disc, Figure 6 is a diagram of the engine control system, and Figure 7 is a diagram of the control unit running. Flowchart diagram of fuel injection control,
Figure 8 is an explanatory diagram of the map used for high altitude correction, Figure 9 is an explanatory diagram of the map used for cold start compensation, Figure 10 is an injection rate characteristic diagram during cold start compensation, and Figure 11 is warm-up compensation. Fig. 12 is a characteristic diagram of the in-cylinder pressure increase rate and injection rate during warm-up correction, and Fig. 13 is a characteristic diagram of the in-cylinder pressure increase rate and injection rate after warm-up is completed. Fig. 14 is an explanatory diagram of the map used for acceleration correction, Fig. 15 is an injection rate characteristic diagram during acceleration correction, Fig. 16 is an explanatory diagram of the map used for boost pressure correction, and Fig. 17 is an injection rate during boost pressure correction. Characteristic diagram, Fig. 18 is an explanatory diagram of the area map used for EGR correction, Fig. 19 is an injection rate characteristic diagram during EGR correction, Fig. 20 is an injection rate characteristic diagram at medium load, and Fig. 21 is at high load. It is an injection rate characteristic diagram in . ]7...Fuel injection means (high speed spill valve), 28...
Control means (control unit), 37...Exhaust gas recirculation means (EGR valve).
Claims (1)
行いうる燃料噴射手段と、排気ガスの一部を吸気系に還
流させる排気ガス再循環手段とを有するディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置であって、低負荷時には排気ガ
スの還流を行わせるとともにパイロット噴射を停止させ
、中負荷時には排気ガスの還流を停止させるとともにパ
イロット噴射を行わせ、かつ高負荷時には排気ガスの還
流及びパイロット噴射を停止させるように、上記燃料噴
射手段及び排気ガス再循環手段を制御する制御手段が備
えられていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置。(1) A fuel injection control device for a diesel engine, comprising a fuel injection means capable of performing pilot injection prior to main injection of fuel, and an exhaust gas recirculation means for recirculating a part of exhaust gas to the intake system, At low loads, exhaust gas recirculation and pilot injection are stopped; at medium loads, exhaust gas recirculation and pilot injection are performed; and at high loads, exhaust gas recirculation and pilot injection are stopped. A fuel injection control device for a diesel engine, comprising: a control means for controlling the fuel injection means and the exhaust gas recirculation means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251483A JP2594523B2 (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | Fuel injection control device for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251483A JP2594523B2 (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | Fuel injection control device for diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0299753A true JPH0299753A (en) | 1990-04-11 |
| JP2594523B2 JP2594523B2 (en) | 1997-03-26 |
Family
ID=17223478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63251483A Expired - Fee Related JP2594523B2 (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | Fuel injection control device for diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2594523B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012172835A1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | ヤンマー株式会社 | Engine device |
| JP2014125983A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel injection control device of engine |
-
1988
- 1988-10-04 JP JP63251483A patent/JP2594523B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012172835A1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | ヤンマー株式会社 | Engine device |
| JP2013002362A (en) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Yanmar Co Ltd | Engine device |
| CN103597192A (en) * | 2011-06-16 | 2014-02-19 | 洋马株式会社 | Engine device |
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| JP2014125983A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel injection control device of engine |
Also Published As
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| JP2594523B2 (en) | 1997-03-26 |
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