JPH03199652A - 内燃機関の噴射時期制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、特にディーゼルエンジンの燃料噴射時期制
御装置に係り、アイドル時におけるの制御に対応して、
運転時の燃料噴射時期が補正制御されるようにする内燃
機関の噴射時期制御装置に関する。

［従来の技術］ ディーゼルエンジン、特に自動車用のディーゼルエンジ
ンにあっては、排気ガス浄化性能等を最適化するために
、燃料の噴射時期制御が行われている。この噴射時期制
御に際しては、例えば燃料噴射ポンプのタイマーピスト
ンの位置（以下タイマー位置と称する）を検出し、この
検出されたタイマー位置と、エンジンの運転状況に対応
して求められる目標タイマ位置との差に応じて、前記タ
イマーピストンの位置を制御するタイマー制御井をフィ
ードバック制御するようにしている。

この様なタイマー位置のフィードバック制御が行われる
燃料噴射時期制御においては、燃料の温度が上昇し、こ
の燃料の粘性が低下するようになった場合、タイマーピ
ストンの周面から燃料の漏れが生じ、これに起因してタ
イマ一応答性が変化する。しかし、従来のタイマー位置
フィードバック制御に際しては、タイマ一応答性が変化
するために生ずる過渡的なタイマ一応答性を補正するた
めのフィードバック制御については、考慮されていない
。

第７図はこのタイマ一応答性の状態を示したもので、実
線で示す進角目標値に対して、燃料温度の低い状態に比
較して、燃温が高い場合には応答性が大きく遅れる。

したがって、この様な従来の燃料噴射時期制御装置にお
いては、特に燃料が高温の状態となったときに応答性が
悪化し、過渡的な進角不足による出力不足、さらに排気
ガス中に含まれるＨｅ等の含有量が増大することがあっ
た。

また、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御手段とし
て、特開昭６２−２１０２４２号公報に示されるような
方法が提案されている。すなわち、この制御方法にあっ
ては、アイドル回転数制御の制御値の変化量を算出し、
この算出された変化量から燃料噴射時期の補正値を算出
させるようにするもので、この算出補正値によって燃料
噴射時期を補正させるようにする。

しかし、この噴射時期制御方法にあっても、燃料温度が
上昇した場合の燃料の粘性変化に関しては、全く考慮さ
れていない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、燃料
温度が変化し、特に燃料温度が高温となった場合におい
ても、これに制度良く対応することができ、タイマーの
応答性を一定に保ち、進角制御が制度良く実行されて、
安定した出力が常に得られるようにすると共に、排気ガ
ス浄化性能も安定して設定されるようにする内燃機関の
噴射時期制御装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る内燃機関の噴射時期制御装置にあっては
、アイドル時にエンジン回転数を目標回転数に設定する
ための燃料噴射量制御を実行するアイドル回転数制御が
行われると共に、エンジン運転状態において燃料噴射時
期を制御するデイ−セルエンジンの噴射時期制御装置に
おいて、第１図で示されるようにアイドル回転数制御の
制御量の変化量を算出する第１の手段Ａを備える。そし
て、この手段Ａで算出された変化量に基づき、燃料噴射
時期制御ゲインの補正量を算出する第２の手段Ｂが設け
られ、この手段Ｂで算出されて補正値に基づき、第３の
手段Ｃで燃料噴射時期制御ゲインを補正するようにして
いる。

［作用］ この様に構成される内燃機関の噴射時期制御装置によれ
ば、例えばディーゼルエンジンを運転しているときに、
経時的に燃料温度が上昇し、燃料の粘性が低下して、燃
料噴射ポンプのタイマーピストンの周面から燃料が漏れ
るようになってタイマーの応答性が悪化したような場合
でも、この状況はアイドル回転数制御における制御量の
変化量に現われ、この変化量に対応して燃料噴射時期の
制御を行う制御ゲイン補正値が得られる。すなわち、噴
射時期制御を実行する制御ゲインが、アイドル回転数制
御の制御量の変化量に対応して補正され、例えば燃料温
度が上昇した場合の燃料の粘性低下に対応して制御ゲイ
ンが補正されるようになる。したがって、燃料温度の上
昇に起因するタイマ一応答性の誤差の発生を、特に燃温
度センサ等を使用することなく防止できるものであり、
例えば燃料噴射時期の遅角によるエンジンの出力不足、
排気ガス中のＨｅ等の増加を抑制することができる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第２図は自動車用の燃料噴射制御装置の構成を示すもの
で、図では示されないエアクリーナに結合される吸気管
１１部に、吸入空気の温度検出する吸気温センサ１２が
設けられている。この吸気温センサ１２の下流側には、
排気ガスの熱エネルギーによって回転されるタービン１
３１、およびこのタービン１３１によって回転されるコ
ンプレッサ１３２によって構成されるターボチャージャ
１３が設けられる。このターボチャージャ１３のタービ
ン１３１の上流側と、コンプレッサ１３２の下流側とは
、吸気圧の過上昇を防止するためのウェストゲート１４
によって連通されている。

コンプレッサ１３２の下流側にはベンチュリ１５が設け
られ、このベンチュリ１５にはアイドル時等に吸入空気
の流量を制御する、アクセルペダル１６によって非線形
に回動されるようにした主空気絞り弁１７が設定されて
いる。ここで、この絞り弁１７の開度に対応するアクセ
ルペダル１６の動作量、すなわちアクセル開度は、アク
セル開度センサ１８によって検出される。

主空気絞り弁１７部分には、この弁１７と並列にして副
空気絞り弁１９が設けられこの絞り弁１９の開度は、ダ
イヤフラム装置２０によって制御される。このダイヤフ
ラム装置２０には、負圧ポンプ２１で発生した負圧が、
負圧切換え弁（ＶＳＶ）２２または２３を介して供給さ
れている。そして、主空気絞り弁１７および副空気絞り
弁１９の下流側に、吸入空気の圧力を検出する吸気圧セ
ンサ２４が設けられる。

ディーゼルエンジン２５のシリンダヘッド２５１には、
エンジン燃焼室に先端が導入されるようにして燃料噴射
ノズル２６が取り付けられ、さらにグロープラグ２７が
設けられている。また、ディーゼルエンジン２５のシリ
ンダブロック２５２には、このエンジン２５の冷却水温
を検出するための水温センサ２９が設けられる。

燃料噴射ノズル２６には、噴射ポンプ３０からの燃料が
圧送されているもので、この噴射ポンプ３０は、ディー
ゼルエンジン２５のクランク軸の回転と連動して回転さ
れるポンプ駆動軸３１を備え、このポンプ駆動軸３１に
、燃料を圧送するためのフィードポンプ３２（この図で
は９０＠展開した状態で示している）が取り付けられて
いる。またこの噴射ポンプ３０は、燃料供給圧を調整す
るための燃料圧調整弁３３が設けられている。、ポンプ
駆動軸３工には駆動プーリ３４が取り付けられ、このプ
ーリ３４にはその回転角位置からクランク角基準位置、
例えば上死点（ＴＤＣ）を検出する、例えば電磁ピック
アップによって構成される基準位置検出センサ３５設置
されている。ポンプ駆動軸３１には、気筒数に対応する
切歯を有するギア３６が取り付けられ、このギア３６に
は、その回転状態を検出するエンジン回転センサ３７が
設けられている。

ローラリング３８は、駆動軸３Ｉと共に回転され、この
ローラリング３８は、フェースカム３９と接触されてプ
ランジャ４０を、駆動軸３１の回転と共に往復運動させ
るもので、ローラリング３８はこのプランジャ４０の往
復運動のタイミングを設定させる。ローラリング３８の
回動位置は、タイマーピストン４１（図では９０″展開
した状態を示している）によって設定されるもので、こ
のタイマーピストン４１は、噴射時期を制御するための
タイミング制御弁（ＴＣＶ）４２によってその位置が制
御される。

プランジャ４０に対応してスピルボート４３が形成され
、電磁スピル弁４４によってプランジャ４０からの燃料
逃がし時期を変化させ、燃料噴射量を制御するようにな
っている。また、燃料をカットするための燃料カット弁
４５が設けられ、燃料の逆流や後事れを防止するデリバ
リバルブ４６が設けられている。

この様な装置は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０によ
って制御される。このＥＣＵ３Ｏは、例えばマイクロコ
ンピュータによって構成されるもので、吸気温センサ１
２、アクセル位置センサ１８、吸気圧センサ２４、水温
センサ２９、基準位置センサ３５、エンジンの回転数セ
ンサ４６等からの検出信号、さらにキースイッチ、エア
コンスイッチ、ニュートラルセフティスイッチ出力、車
速信号等が、ＥＣＵ３Ｏに人力される。このＥＣＵ３Ｏ
は、この様な人力信号に基づく処理を行い、このＥＣＵ
３Ｏからの出力信号によって、ＶＳＶ２２および２３、
グロー２７、ＴＣＶ４２、電磁スピル弁４４、燃料カッ
ト弁４５等を制御する。

この燃料噴射制御を実行するＥＣＵ３Ｏは、例えば第３
図で示すように構成される。すなわち、各種演算処理を
実行するＣ　Ｐ　Ｕ　５０１を備え、制御プログラムや
各種データ等はＲＯＭ５０２に記憶設定している。また
、人力データ類さらにＣＰ　Ｕ　５０１における演算デ
ータ等は、ＲＡ　Ｍ　５０３に記憶されるもので、クロ
ック発生回路５０４で発生されたクロック信号に基づき
、演算処理が実行されるようになっている。

水温センサ２９、吸気温センサ１２、吸気圧センサ２４
、アクセル位置センサ１８からのアナログ状の検出信号
は、それぞれバッファ５０５〜５０８を介して人力され
、マルチプレクサ５１０で順次選択されてＡ／Ｄ変換器
５１１でディジタルデータに変換されて人力ボート５１
２に入力される。この入力ボート５１２は、データバス
５１３を介して、ＣＰＵ５０１゜ＲＯＭ５０１　、ＲＡ
Ｍ５０３に結合されている。また、スタータ信号、エア
コン信号、トルコン信号等のテセイジタル状の信号は、
入出力ボート５１４に入力される。そして、クランク角
基準センサ３５およびエンジン回転センサ４Ｂからの検
出信号は、それぞれ波形成形回路５１５〜５１７をそれ
ぞれ介して取り込むようになっている。

ＣＰ　０５０１ではこれら入力信号に基づき演算を実行
し、駆動回路５１８〜５２０に対して、スピル制御弁４
４、ＴＣＶ４２、燃料カット弁４５を駆動する信号を与
える。

第４図はこの様に構成される装置における燃料噴射時期
の制御の流れを示しているもので、まずステップ１０１
でエンジン回転数Ｎ、、アクセル開度Ａｃｃｐ、実タイ
マー位置Ｔｐ　ＳＩ　Ｓ　Ｃ（ＩｄｌｅＳｐｅｅｄ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　）補正ｊｌＮＦｌ等のエンジン状態を表
現する各種データを読み込む。次のステップ１０２では
、ステップ１０１で読み込んだエンジン回転数Ｎｉ！お
よびアクセル位置ＡｃｃｐＪ：基づいて、進角目標値Ｔ
ＲＧＣＡを算出する。

ステップ１０３では、ステップ１０１で読み込んだ実タ
イマー位置Ｔｐと、ステップ１０２で算出した進角目標
値ＴＲＧＣＡより、タイマー位置誤差を算出し、この算
出した誤差値に対応して第５図に示したマツプに基づい
て、ＴＣＶ４２に対するデユーティ指令値（ＰＤｕｔｙ
　）を算出する。

これまでの処理は、従来においても実行されている。

次のステップ１０４では、ステップ１０１で読み込んだ
ＩＳＣ補正量ＮＦＩに基づき、第６図で示すようなマツ
プからタイマ一応答性の補正値Ｔｅを算出する。ここで
、第６図の（Ａ）は加速時のＩＳＯ補正量と補正値Ｔｃ
との関係を示し、同図の（Ｂ）は減速時のＩＳＣ補正量
と補正値Ｔｃとの関係を示している。

ステップ１０５では、ステップ１０３で算出したデユー
ティ指令値ＰＤｕｔｙに対して、ステップ１０４で算出
したタイマ一応答性補正値Ｔｃを乗算することによって
補正を加え、これによって最終指令デユーティＰＴＤｕ
ｔｙを算出する。この様にして最終指令デユーティＰＴ
Ｄｕｔｙが算出されたならば、ステップ１０Ｂでこれを
アウトプットコンベアにストックし、ステップ１０７で
ＴＣＶ駆動動作を実行させるようにする。

これまでの実施例説明では、第４図で示したフローチャ
ートおよび第６図で示したような補正量の算出マツプに
基づいて、ＩＳＣ補正量に対応したタイマ一応答性補正
値を算出するようにしていた。しかし、上記補正量を算
出するための手順並びにマツプは、第４図に示したフロ
ーチャートおよび第６図に示したマツプに限らず、その
他の手順およびマツプを用いることもできる。

また実施例においては、電磁スピル弁４４によって燃料
噴射量を制御するようにした、過給機付きディーゼルエ
ンジンに適用した例を示しているが、この噴射時期制御
装置はこれに限らず、電磁スピル弁以外の燃料噴射量制
御アクチュエータを備えた、−殻内なディーゼルエンジ
ンに対しても同様に適用できるものである。

〔発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る内燃機関の噴射時期制御装
置によれば、例えば燃料温度が上昇して、この燃料の粘
性が低下し、この粘性低下に起因してタイマーピストン
の周面より漏れが生じて、タイマ一応答性に遅れが生ず
るような事態となっても、この様な過渡時タイマーの応
答性の悪化を確実に防止することができる。すなわち、
燃料温度が経時的に上昇し、過渡時タイマーが悪化する
ような状態となっても、特に燃料温度を検出するセンサ
等を用いることなく、タイマ一応答性を制度良く補正す
るようになり、過渡時タイマ一応答性の悪化に伴う進角
不足の状態が発生することを阻止することができ、した
がってディーゼルエンジンの出力不足状態の発生が阻止
され、さらに排気ガス中のＨｅ等の低減が効果的に図れ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る内燃機関の噴射時期制御装置の
概略を説明する図、第２図はこの発明の一実施例に係る
噴射時期制御装置の全体的な構成を説明する図、第３図
は上記装置で使用されるＥＣＵを説明する構成図、第４
図はこのＥＣＵの示す図、第７図は従来の噴射時期制御
にのおける進角の状態を説明する図である。 １２・・・吸気温センサ、１ｇ・・・アクセル位置セン
サ、２４・・・吸気圧センサ、２５・・・ディーゼルエ
ンジン、２９・・・水温センサ、３５・・・クランク角
基準センサ、４６・・・エンジン回転センサ、５ｏ・・
・電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　アイドル運転時にエンジン回転数を目標回転数に設定
   するように燃料噴射量を制御するようにしたアイドル回
   転数制御が行われ、さらにエンジン回転数に対応して燃
   料噴射時期制御が実行されるようにしたディーゼルエン
   ジンの燃料噴射時期制御装置において、 前記アイドル回転時のアイドル回転数制御のための制御
   値の変化量を算出する手段と、 この手段で算出された制御値の変化量から、燃料噴射時
   期制御の制御ゲインの補正値を算出する手段と、 この手段によって算出された補正値に基づき、前記燃料
   噴射時期制御の制御ゲインを補正するゲイン補正手段と
   、 を具備したことを特徴とする内燃機関の噴射時期制御装
   置。