JPH0354344A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置

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JPH0354344A
JPH0354344A JP1188638A JP18863889A JPH0354344A JP H0354344 A JPH0354344 A JP H0354344A JP 1188638 A JP1188638 A JP 1188638A JP 18863889 A JP18863889 A JP 18863889A JP H0354344 A JPH0354344 A JP H0354344A
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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) この発明はターボチャーノヤーを備えるディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置、特に加速時の燃料制御に関す
る。
(従米の技術) 燃料の噴射時期や燃料の噴射量等が電子制御される分配
型の燃料噴射ポンプがある(参考文献・・・1986年
2月発行のSAEペーパー860145、また実閏昭6
3−177638号).これを第10図によI)説明す
ると、4は図示しなν・エンジンの出力紬と連結される
駆動紬、2はこの駆動紬4により駆動されるベーン型の
フィードポンプで、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ノング1内のポンプ
室5に供給され、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のプランノヤ室12に送られる
駆動紬4の一端(図で右端)には、プランノヤ7の左端
に固設された7エイスカム9のツメ9aが紬方向に摺動
自在に連結され、このツ〆9aを介して、7エイスカム
9およびプランジャ7が、駆動紬4と同一紬線上に泣置
ずるとともに、ブランジャ7については軸方向に変位可
能に構戊される。
前記駆動紬4と7エイスカム9との連結部外周には、複
数のローラ1】を担持するローラホルグ10が駆動紬4
と同心に配置され、また7エイスカム9には気f2v!
!.に対応した数の不等速度カムを威すカ二面9bが形
戊されており、このカム面9}〕は,スプリング16に
よりローラ11に圧接されている。15はエンジン停止
時等に閉じる燃■カットバルブである。
プランノヤ7には、その先端にエンジンのシリングと同
数の吸込溝8が形戊され、カム面9bが駆動紬4ととも
に回転しなからローラホルグ10に配股されたローラ1
1を乗r)越えて所定のカム97Fだけ往復運動すると
、吸込溝8からプランジャ室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ポ
ートからデリバリバルプを通って噴射ノズルへと圧送さ
れる. 13は、プランノヤ室12と低圧のポンプ室5とを連通
する燃料戻し通路で、この燃料戻し通路13には駆動回
路からの信号{駆動パルス}によりエンジンの運転条件
に応じて駆動される高速応動型の電磁弁14が介装され
る。この電磁弁14は燃料制御のために設けられるもの
で、プランノヤ7の圧縮行程中に電磁弁14を閉じると
燃料の噴射が開始され、電磁井14を開くと噴射が終了
する.つまり、電磁弁14の閉弁時期にて燃料の噴射開
始時期が、その閉弁期間に応じて燃料の噴射期間(燃料
噴射量)が制御される。
電磁井14を制御するのは、各種の運転条件信号を入力
するフントロールユニット(図示せず)で、コントロー
ルユニットにはマイクロコンピュータが使用される.た
とえば、エンジン回転@(以下単に「回転数」と称す)
,アクセルベグル開度,冷却水温,tR料温度等のエン
ジンの諸条件に対応する最適な噴射時期と噴射量を予め
実験等により得て、その値をコントロールユニット内の
ROM%の記!素子に記憶させておく9 そして、実際
の運転時には、第11図に示すような噴射ポンプの1回
転当たり1!のバルス(リファレンスパルス)と1回転
当たり36個のパルス(スケールパルス)とを入力して
回転数を計算し、その回転数とアクセルペダル閏度に対
応して、さらに冶却水温,燃料温度を考慮して、基本噴
射時期と基本噴射量を読み出し、読み出した情報から駆
動パルスを作って電磁#14に出力するのである。
(発明が解決しようとする課題) ところで、このような装置をターボチャーノヤー付きの
ディーゼルエンジンに適用する場合、ターボチャーノヤ
ー特有の点をi!慮する必要がある,すなt)ち、ター
ボチャーノヤーが備えられると、車両の発進,加速ある
いはギアシフト直後の急加速時等の運転状態では、ター
ボチャーノヤーの応答遅れにより、空気の充填効率が一
時的に低下するので、こうした允項効率の低下に拘わら
ず、アクセルペグル開度に応じた燃料量が噴射されると
、2気の利用率が悪くなって加速初期に黒煙が多量に排
出されたり、出力が低下して燃費が悪化したりする。
このなめ、工冫ノンの加速運転状態を検出すると、全負
荷燃料噴射風を減少させることにより、ターポナヤーノ
ヤーの応答遅れに伴う黒煙の発生風を低減するようにし
たらのく特開昭60−104743号公報〉や、吸気コ
ンブレンサー下流の吸只管圧力(この圧力を以下「過給
圧力」と称する)と回転数に応じて定めた黒煙許容燃料
噴射量と、アクセルベグル開度と回転数に応じて定めた
定常運転状態における最適燃料噴射量とを比較して、少
ないほうの燃料噴射量をエンジンに供給することにより
、加速時の燃料噴射量を抑制するようにしたもの(特開
昭62−223423号公報)等が提案されている. しかしながら、前者のものでは空%量を直接検出してい
る訳ではないため、どれくらい噴射量を減らすのかを定
めるのが困難であり、燃料噴射量を減らしすぎると動力
性能が悪化し、逆に燃料噴射量の減量が足りないと効果
的に黒煙を低減することができない. また、定常運転状態と異なり、加速状態ではターボチャ
ージャーの応答遅れに伴って過給圧力の上昇が遅れる反
函、徘スタービン上流の排気圧力(以下単に「排気圧力
」と称す)の上昇は過給圧力の上昇よりも早い.ここに
、この排気圧力と過給圧力との圧力落差(以下単に「圧
力落差」と称す)をとると、この圧力落差は加速度合の
強いほど増大するので、過給圧力が同じ状態にあっても
、急加速で.あるほど空気の充填効率が低下する。この
結果、後者のものでは、過給圧力に応じて燃料噴射量を
制御しているものの、加速の程度に応じ効率的に黒煙を
低減させたり、出力,燃費の悪化を防止することはでき
ないのである.なお、短時間に回転数の急上昇する空吹
かし運転を行った場合(急加速時)の圧力落差,過給圧
力PB+徘ヌ圧力PEXの変化を第12図〜N414図
に示す。
この発明はこのような従米の課題に着目してなされたも
ので、回転数と過給圧力が同じであっても、圧力落差が
大きいほど燃料減量することによって、加速時に実際の
空只充填効率に応じた燃料供給が行なわれるようにした
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V9.) この発明は、エンジン回転に同期して回転するフィード
ポンプとプランジャポンプを設け、フィードポンプの吐
出側に形成される低圧のポンプ室とiiSf記プランジ
ャポンプのプランジャ室とを連通する燃料戻し通路に駆
動パルスにて開閉される電磁弁を介装し、この電磁弁の
rWi閏により燃料の噴射期間が可変制@される燃料噴
射ポンプを備えるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置において、排気圧力を受けて回転する徘スタービンに
より吸式コンプレッサーを駆動して過給を行うようにし
たターボチャーノヤを装備させる一方で、第1図に示す
ように、エンジンの作動状!!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
を検出するセンサ21と回転数を検山するセンサ22)
と、この作動状!!量(アクセルペダル閏度と回転数)
に応じて基本噴射期間(Avu)と定常安定状態での基
本過給圧力(Peu)をそれぞれ算出する手段25.2
6と、過給圧力(Pa)を検出するセンサ23と、この
過給圧力(PB)と防記基本過給圧力(PeJとの偏差
ΔP a(= P BLI一Pe)に応じて過給圧力に
関する減量補正量(ΔAVP)を算出する手段28と、
前記作動状!a量に応じて定常安定状態での基本圧力落
差(poい)を算出する手段27と、排気圧力(PEX
)を検出するセンサ24と、この排気圧力(PEX)と
前記過給圧力(Pn)から圧力落差PD(=PEX  
P[l)を算出する手段29と、この圧力落差(Po)
と前記基本圧力落差(PCIJ)との偏差ΔP D(=
 P D− P DM)に応じて圧力落差に関する減量
補正量(ΔAVD)を算出する手段30と、この圧力落
差に関する減量前正量(ΔAVD)と前記過給圧力に関
する減量補正量(ΔA vp)とを用いて前記基本噴射
期間(Avu)を減量することにより、出力すべき噴射
期間(Av>を決定する手段31と、この決定された噴
射期間(Av)に応じて前記駆動パルスを作って前記燃
料戻し通路に介装される電磁弁33に出力する手段32
とを設けた。
(作用) 加速時には、ターボチャーノヤーの応答遅れに伴って過
給圧力の上昇が遅れるだけでなく、さらに過給圧力の上
昇に先行した徘ス圧力の上昇にて圧力落差を生じ、この
圧力落差に応じても空気の充填率が低下する. この場合に、この発明では、これら2つの要因に対応し
て2つの減量補正量、つまり過給圧力の上昇遅れに応じ
た補正量ΔAVPと圧力落差に応じた減量補正量ΔAV
Dとが算出手段28.29にてそれぞれ算出され、これ
ら補正量で燃料の噴射期間(燃料噴射量)が滅呈補正さ
れる。
(実施例) 第2図は一実施例のシステム図で、燃料噴射ポンプ42
の兵体的な構戊は従米と同じである。図においで、吸六
通路43にターボチャーノヤー47の吸気フンブレンサ
ー48が、また徘ス通路45に前記コンプレッサー48
と同紬の排気タービン4つが介装される。
51と52はいずれも圧カセンサで、このうち圧カセン
サ(過給圧カセンサ〉51には吸気マニホールド44内
の過給圧力が通路53を介して導かれ、この圧カセンサ
51がらは過給圧力に応じた出力■PI1が得られる。
これに対してもう1つの圧カセンサ(徘只圧カセンサ)
52には、排気マニホールド46内の排気圧力が通路5
4を介して導かれ、この圧カセンサ52によれば排気圧
力に応じた出力VPExが得られる。各圧カセンサ51
,52はたとえばシリコンがらなるグイア7ラムの表而
にデーノ抵抗体を設けた半導体式のものが用いられ、ビ
エゾ抵抗効果によって各圧力が検出される. 55はアクセルベグル開度センサで、アクセルベグル5
6と連動して、アクセルベグル閏度に応じた出力■θを
する。57は回転数センサで、回転数に応じた出力VN
をする。ここに、アクセルペダル開度センサ55と回転
数センサ57とはエンジンの作動状態量センサとして構
威されている。
これら4つのセンサ5 1 ,5 2,5 5.5 7
からの出力信号V P R+ V P EXI Vθ,
VNは、コントロールユニント61の入出力回路62に
入力される。
コントロールユニント61は、入出力回路62,ROM
6 3,RAM6 4およびCPU65がらなるマイク
ロコンピュータで構戊され、CPU65では、ROM6
3に記憶されたプログラムにしたがって入出力回路62
がらの情報を取り込んで演算処理を行い、燃料戻し通路
に介装される電磁弁14を開閉制御するためのデータ(
噴射開始時期と噴射期間)を入出力回路62にセットす
る.入出力回路62ではC P tJ G 5がら出力
されたデータに基づき、電磁弁14に駆動パルスを出力
する。
なお、R A M 6 4はCPU65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。
コントロールユニット61は第1図との対応でいえば、
手段25〜32の機能を備える.第3図はC P U 
6 5の動作を説明するための流れ図である。まずS1
ではアクセルベグル開度θ,回転数N,過給圧力PHお
よび排気圧力PEXを読み込む。
S2では回転数に関する噴射期間の補正係数KNを求め
る9 KNの特性を第9図に示すと、Nが大きくなるほ
ど小さくなる値を与える。これは、Nが大きくなるほど
噴射ポンプのポンプ効率が高くなることを2v慮するも
のである。つまり、この例の噴射ポンブ42では、同じ
燃料の噴射期間でも、回転数が高くなるほど燃料噴射量
が増える特性を持つので、これを増やさないようにする
ことにより、同じ噴射期m1であれば、回転数に関係な
く同じ噴射量が供給されるようにするのである。
53〜S5はそれぞれ基本噴射期間AVIJ、定常安定
状想での基本過給圧力PBv、定常安定状想での基本圧
力落差PDuをそれぞれ算出する部分で、第1図の手段
25〜27の各機能を果たす。ここでは、θとNをパラ
メータとするA Vul P euおよびPDuの各マ
ノプがROM63に記憶されてあり、そのときのθとN
の値から各マノブを参照してAVロ+PBuおよびP匹
を読み出す。基本噴射期間Av一の特性を第4図に示す
。また、工冫ジン特性により第5図と第6図に示すよう
な等過給圧と等圧力落差の各ラインが与えられるので、
この特性を用いて、θとNをパラメータするpauとP
DIJの各マップを作成する。
86〜SIOは過給圧力に関する滅景補正量ΔPVPを
求める部分で、第1図の過給圧力差補正量算出手段28
の機能を果たす. まずS6で基本過給圧力PHuと実際の過給圧力Pロと
の偏差ΔPa(=P[]lJ  PB)を算出し、S7
でΔPoloであれば、過給圧力が不足しているとf!
ll断じてS8へ進む.88″cは過給圧力が低下して
いる分、燃料減量を行うべく、減量すべき補正量である
ΔAypをΔPBに応じて求める,89では求めたΔA
VPに補正係数KNをかけたものを改めてΔAvPと置
き直してSllに進む。なお、S7でΔpe≦0から過
給圧力Paが基本過給圧力PBIJよりら高いと判断し
た場合には、減量補正の必要がないため、SIOでΔA
VPをOとしてS11に進む. 同様にしてSll〜S15は圧力落差に関する減量補正
量ΔAVDを求める部分で、第1図の圧力落差袖正量算
出手段30の81能を果たす.S11では実際の圧力落
差P[)と基本圧力落差PD一との偏差ΔP o( =
P o− P ou)を算出し、S12でΔPD>Oの
場合は、徘只圧力の上昇が過給圧力の上昇よりも高くて
空スの充填効率が低下していると判断されるので、S1
3に進む.S13でも、充填効率が低下した分、燃料減
量を行うべく、減量補正1ΔAVDをΔPDに応じて求
める.S14ではΔAVDを補正係数KNで補正し、8
16に進む。なお、S12でΔP,≦0よりPDがPD
M以下にあり圧力落差に伴う空気充填効率の低下の影響
がないと判断すれば、この場合も減量補正の必要はない
ので、S15でΔAvDをOとして816に進む.S1
1で使用する圧力落差PDは別のサブルーチンにて徘ス
圧力PEXと過給圧力PBの差から求めておく. 上記2つの補正量ΔAVPとΔAVDの内容を第7図と
第8図に示すと、直線と曲線の相違はあるものの、各偏
差ΔPB+ΔPDが大きくなるほど大きくなる値を与え
ている。第7図と第8図に示す特性もマ,ブとしてRO
M63に記憶させておき、ルックアップにより読み出さ
せる。
316″Cは、基本噴射期間AVIJから2つの補正量
ΔAVPとΔAVDを差し引くことにより、出力すべき
噴射期間AVを決定する。これは、第1図の噴射期闇決
定手段31の機能を果たす部分である。
S17ではAVをR A M6 4の所定のアドレスに
格納してルーチンを終了する。
なお、別のルーチンにて決定された噴射開始時期とこの
AVとが転送される入出力回路62で駆動パルスが作ら
れる。つまり、入出力回路62が第1図の出力手段32
のlfi能を果たす.ここで、この例の作用を説明する
. 加速時には、ターボチャーノヤ−47の応答遅れにより
、目標値としての基本過給圧力PBIJよりも実際の過
給圧力PBが一時的に低下し、これに伴って空気の充填
効率が低下するので、そのときのアクセルベグル開度θ
がら定まる基本噴射期間AV一に応じて燃料を噴いたの
では燃料過多となるが、これは、目標値(PBM)から
の圧力偏差に応じて求められる減量補正分ΔAVPによ
り、基本噴射期間A l/Jが減量されることで、避け
られる。
しかしながら、これだけでは加速時の対応として十分で
ない.急加速になるほど圧力落差が大きくなり、これに
伴って空気の充填効率が低下していくからである.この
ため、過給圧力が同じだけ低下していても、実際の充填
効率は緩加速時と急加速時とで相違するのである. この場合に、この例によれば、第8図に示した特性より
、目標値としての基本圧力落差pouからの偏差に応じ
た補正量ΔAVDに応じて、基本噴射期間AVIJが減
量、つまり圧力落差PDが目標値よりも大きいほど噴射
量が大きく減量される.たとえば、実際の充填効率が大
きく低下する急加速時には、この充填効率の低下に合わ
せて、それほど充填効率の低下しない暖加速時よりも、
噴射量が大きく減量されるのであl)、これにて実際の
′!I!気充填効率に見合った燃料がエンジンに供給さ
れることになる. この結果、黒煙の発生は最少となり、かつ出力や燃費が
悪化しないようにすることができるばかりでなく、動力
性能の悪化lこついても防+hすることができる. (発明の効果) この発明によれば、加速時の過給圧力の低下に応じるだ
けでなく、圧力落差に応じても燃料の噴射期間(燃料噴
射t)を減量補正することにしたため、実際の2式充填
効率に見合った燃料がエンジンに供給されることになり
、ターボチャーノヤーを備えていても、黒煙の発生が最
少となり、かつ出力や燃費の悪化を防ぎ、さらに動力性
能の悪化をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は一実施例
のシステム図、第3図はこの実施例の制御動作を説明す
るための流れ図、第4図,第7図ないし第9図は第3図
の制御動作において使用される各マンブ値の内容を示す
特性図、第5図と第6図はこの実施例の基本過給圧力P
B&lと基本圧力落差PDIJを作或するrこめに使用
される等過給圧力と等圧力落差の各ラインを示したエン
ジン待性図である。 第10図は従未例の噴射ポンプの断面図、第11[Jl
!従米例のり7アレンスバルスとスケールパルスを示す
波形図、第12図ないし第14図は各種の運転条件下で
の圧力落差+PBおよびPεXの変化を示す特性図であ
る。 1・・・ボンプハウノング、3・・・プランノヤポンプ
、第 5・・ポンプ室、7・・・プランジャ、9・・・フヱイ
スカム、】2・・・プランジャ室、13・・・燃料戻し
通路、14・・・電磁弁、21・・・アクセルベグル開
度センサ、22・・回転数センサ、23・・・過給圧カ
センサ、24・・・排気圧カセンサ、25・・・基本噴
射期間算出手段、26・・基本過給圧力算出手段、27
・・・基本圧力落差ヰ出手段、28・・・過給圧力差補
正量算出手段、2つ・・・圧力落差算出手段、30・・
・圧力落差補正量算出手段、31・・・噴射期間決定手
段、32・・・出力手段、33・・電磁弁、42・・・
燃料噴射ポンプ、47・・・ターボチャージャー、48
・・・吸スコンプレンサー 49・・・排気タービン、
5】・・・圧カセンサ(過給圧カセンサ)、52・・・
圧カセンサ(排気圧カセンサ)、55・・・アクセルペ
ダル間度センサ、57・・回転fiセンサ、61・・・
コントロールユニソト、62・・・入出力回路、63・
・・ROM,64・・・RAM、65・・・cpu,

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジン回転に同期して回転するフィードポンプとプラ
    ンジャポンプを設け、フィードポンプの吐出側に形成さ
    れる低圧のポンプ室と前記プランジャポンプのプランジ
    ャ室とを連通する燃料戻し通路に駆動パルスにて開閉さ
    れる電磁弁を介装し、この電磁弁の開閉により燃料の噴
    射期間が可変制御される燃料噴射ポンプを備えるディー
    ゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、排気圧力を
    受けて回転する排気タービンにより吸気コンプレッサー
    を駆動して過給を行うようにしたターボチャージャーを
    装備させる一方で、エンジンの作動状態量を検出するセ
    ンサと、この作動状態量に応じて基本噴射期間と定常安
    定状態での基本過給圧力をそれぞれ算出する手段と、過
    給圧力を検出するセンサと、この過給圧力と前記基本過
    給圧力との偏差に応じて過給圧力に関する減量補正量を
    算出する手段と、前記作動状態量に応じて定常安定状態
    での基本圧力落差を算出する手段と、排気圧力を検出す
    るセンサと、この排気圧力と前記過給圧力から圧力落差
    を算出する手段と、この圧力落差と前記基本圧力落差と
    の偏差に応じて圧力落差に関する減量補正量を算出する
    手段と、この圧力落差に関する減量補正量と前記過給圧
    力に関する減量補正量とを用いて前記基本噴射期間を減
    量することにより、出力すべき噴射期間を決定する手段
    と、この決定された噴射期間に応じて前記駆動パルスを
    作って前記燃料戻し通路に介装される電磁弁に出力する
    手段とを設けた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。
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