JPH04148053A - ディーゼル機関用スモーク制御装置 - Google Patents
ディーゼル機関用スモーク制御装置Info
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- JPH04148053A JPH04148053A JP2272422A JP27242290A JPH04148053A JP H04148053 A JPH04148053 A JP H04148053A JP 2272422 A JP2272422 A JP 2272422A JP 27242290 A JP27242290 A JP 27242290A JP H04148053 A JPH04148053 A JP H04148053A
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- smoke
- diesel engine
- sensor
- egr valve
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Classifications
-
- 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)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Of 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。
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〕
本発明はディーゼル機関の最大噴射量をスモーク許容限
界値に制御するディーゼル機関用スモーク制御装置に関
する。
界値に制御するディーゼル機関用スモーク制御装置に関
する。
近年、ディーゼル機関の高出力化要求に伴い、ディーゼ
ル機関を最大噴射量（Ｆｕｌｌ−Ｑ）で制御することが
行われている。この場合、ディーゼル機関の最大噴射量
値はスモーク許容値以内で決定されるが、噴射ノズルの
劣化や固体差等を考慮すると、最大噴射量値は低めに抑
えなければならない。
ル機関を最大噴射量（Ｆｕｌｌ−Ｑ）で制御することが
行われている。この場合、ディーゼル機関の最大噴射量
値はスモーク許容値以内で決定されるが、噴射ノズルの
劣化や固体差等を考慮すると、最大噴射量値は低めに抑
えなければならない。
このため、スモーク濃度検出手段（スモークセンサ）を
用いてディーゼル機関の最大噴射量をスモーク許容値ぎ
りぎりまで増量する制御が行われている。
用いてディーゼル機関の最大噴射量をスモーク許容値ぎ
りぎりまで増量する制御が行われている。
現在、ディーゼル機関におけるこの種のスモークセンサ
としては、排気通路の両側に発光ダイオードのような発
光素子とフォトダイオードのような受光素子を置き、ス
モークの変化に対応した透過光量の変化を検出する光学
式スモークセンサや、静電容量式等が用いられている（
例えば、特開昭６３−１３４８３９号公報参照）。
としては、排気通路の両側に発光ダイオードのような発
光素子とフォトダイオードのような受光素子を置き、ス
モークの変化に対応した透過光量の変化を検出する光学
式スモークセンサや、静電容量式等が用いられている（
例えば、特開昭６３−１３４８３９号公報参照）。
ところが、このようなスモークセンサは、耐熱性が低く
、ディーゼル機関の排気系に取り付けることが困難であ
った。また、前述の光学式や静電容量方式のスモークセ
ンサは、いずれも温度特性等による０点ドリフトにより
精度のよい検出が困難であった。
、ディーゼル機関の排気系に取り付けることが困難であ
った。また、前述の光学式や静電容量方式のスモークセ
ンサは、いずれも温度特性等による０点ドリフトにより
精度のよい検出が困難であった。
そこで、本発明の目的は、最大噴射量制御を行うディー
ゼル機関における前記従来の問題点を解消し、スモーク
センサを耐熱温度以下で使用でき、また、スモークセン
サの０点ドリフトをキャンセルすることができて、精度
良くディーゼル機関のスモーク濃度を検出してディーゼ
ル機関をスモーク許容値以内で最大噴射量制御できるデ
ィーゼル機関用スモーク制御装置を提供することにある
。
ゼル機関における前記従来の問題点を解消し、スモーク
センサを耐熱温度以下で使用でき、また、スモークセン
サの０点ドリフトをキャンセルすることができて、精度
良くディーゼル機関のスモーク濃度を検出してディーゼ
ル機関をスモーク許容値以内で最大噴射量制御できるデ
ィーゼル機関用スモーク制御装置を提供することにある
。
前記目的を達成する本発明の構成は、第１図に示すよう
に、ディーゼル機関Ａの排気ガス中のスモーク濃度を検
出するスモーク検出手段Ｂを、機関の排気ガス再循環量
を調節するＥＧＲ弁Ｃの下流側に設け、スモーク検出時
期に所定時間ＥＧＲ弁Ｃを強制開弁させてスモーク濃度
を検出し、ディーゼル機関Ａをスモーク許容値以内で最
大噴射量制御するようにしたことを特徴としている。
に、ディーゼル機関Ａの排気ガス中のスモーク濃度を検
出するスモーク検出手段Ｂを、機関の排気ガス再循環量
を調節するＥＧＲ弁Ｃの下流側に設け、スモーク検出時
期に所定時間ＥＧＲ弁Ｃを強制開弁させてスモーク濃度
を検出し、ディーゼル機関Ａをスモーク許容値以内で最
大噴射量制御するようにしたことを特徴としている。
本発明によれば、排気管には装着不可能であった耐熱性
の低いスモークセンサが装着可能となる。
の低いスモークセンサが装着可能となる。
またＥＧＲを行なわない運転状態では、スモーク検出時
板外センサ部は大気開放となっているので、０点ドリフ
トを補正することができ、高精度なスモーク濃度の検出
が可能となる。さらにこの検出されたスモーク値を用い
ることにより最大噴射量をスモーク許容限界値に制御で
きる。
板外センサ部は大気開放となっているので、０点ドリフ
トを補正することができ、高精度なスモーク濃度の検出
が可能となる。さらにこの検出されたスモーク値を用い
ることにより最大噴射量をスモーク許容限界値に制御で
きる。
以下本発明によるディーゼル機関用スモーク制御装置を
、図面に示す実施例により詳細に説明する。
、図面に示す実施例により詳細に説明する。
第２図は、本発明の一実施例を示す全体構成図である。
１はディーゼル機関で、２はこのディーゼル機関１に供
給する燃料噴射量を電気的アクチュエータにより調節す
る公知の電子制御燃料噴射ポンプであり、３は、ディー
ゼル機関１の排気管１４と吸気管１３とを連絡するＥＧ
Ｒ（排気ガス再循環）管１２に設けられてＥＧＲ量を調
節する公知のＥＧＲ弁である。このＥＧＲＧａＯ２イヤ
フラム室はバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）
５を介してバキュームポンプ４に接続しており、バキュ
ームポンプ４で発生する負圧のＥＧＲＧａＯ２イヤフラ
ム室への導入をＶＳＶ５の開弁期間τにより制御してＥ
ＧＲＧａＯ２開度を決定する。６は電磁ピックアップで
あり、機関の回転数を検出する。検出された信号は、波
形整形回路７にて波形整形され制御回路８に取り込まれ
る。９はアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ
である。
給する燃料噴射量を電気的アクチュエータにより調節す
る公知の電子制御燃料噴射ポンプであり、３は、ディー
ゼル機関１の排気管１４と吸気管１３とを連絡するＥＧ
Ｒ（排気ガス再循環）管１２に設けられてＥＧＲ量を調
節する公知のＥＧＲ弁である。このＥＧＲＧａＯ２イヤ
フラム室はバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）
５を介してバキュームポンプ４に接続しており、バキュ
ームポンプ４で発生する負圧のＥＧＲＧａＯ２イヤフラ
ム室への導入をＶＳＶ５の開弁期間τにより制御してＥ
ＧＲＧａＯ２開度を決定する。６は電磁ピックアップで
あり、機関の回転数を検出する。検出された信号は、波
形整形回路７にて波形整形され制御回路８に取り込まれ
る。９はアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ
である。
１０、１１は光透過式スモークセンサで、１０に発光素
子、１１に受光素子を備えており、センサ１０には制御
回路８より発光信号が送られ、センサ１１からは受光信
号が制御回路８に送られる。このセンサ１０、１１間に
スモークが流入するとセンサ１１まで透過する光量が減
衰する。この透過光の減衰量を測定することでスモーク
濃度が検出できるこのセンサ１０．１１は、ＥＧＲ管１
２と吸気管１３の接続部に装着されている。このため、
スモークセンサ１０．１１のセンサ部温度は、隣接する
吸気管１３の温度に支配されているため常に１２０°Ｃ
以下に保たれ、スモークセンサ１０．１１の耐熱温度を
支配する受発光素子の耐熱温度以下で使用可能となる。
子、１１に受光素子を備えており、センサ１０には制御
回路８より発光信号が送られ、センサ１１からは受光信
号が制御回路８に送られる。このセンサ１０、１１間に
スモークが流入するとセンサ１１まで透過する光量が減
衰する。この透過光の減衰量を測定することでスモーク
濃度が検出できるこのセンサ１０．１１は、ＥＧＲ管１
２と吸気管１３の接続部に装着されている。このため、
スモークセンサ１０．１１のセンサ部温度は、隣接する
吸気管１３の温度に支配されているため常に１２０°Ｃ
以下に保たれ、スモークセンサ１０．１１の耐熱温度を
支配する受発光素子の耐熱温度以下で使用可能となる。
第３図に第２図のスモークセンサ１０．１１の具体的な
構造例を示す。センサ１０．１１において同じ構成部材
には同じ番号を付して説明する。センサｌＯには発光素
子１００１が、センサ１１には受光素子１１０１が内蔵
されており、発光素子１００１と受光素子１１０１とは
、光学窓１００２を先端に装着したセラミック筒１００
３により排気ガスから隔離しである。セラミック筒１０
０３の先端には発熱体１００４が埋め込まれており、発
熱対１００４への通電によりこれを発熱させれば、光学
窓１００２が６００°Ｃに加熱され、窓１００２に付着
したスス等の汚れが焼き切られるようになっている。な
お、この光学窓１００２はセラミック筒１００３内に挿
入した石英導光ロンドでもよい。この２つのセンサ１０
．１１は、ＥＧＲガスの流れに直角に、かつ、光学窓１
００２が対向するようにＥＧＲ管１２に装着される。
構造例を示す。センサ１０．１１において同じ構成部材
には同じ番号を付して説明する。センサｌＯには発光素
子１００１が、センサ１１には受光素子１１０１が内蔵
されており、発光素子１００１と受光素子１１０１とは
、光学窓１００２を先端に装着したセラミック筒１００
３により排気ガスから隔離しである。セラミック筒１０
０３の先端には発熱体１００４が埋め込まれており、発
熱対１００４への通電によりこれを発熱させれば、光学
窓１００２が６００°Ｃに加熱され、窓１００２に付着
したスス等の汚れが焼き切られるようになっている。な
お、この光学窓１００２はセラミック筒１００３内に挿
入した石英導光ロンドでもよい。この２つのセンサ１０
．１１は、ＥＧＲガスの流れに直角に、かつ、光学窓１
００２が対向するようにＥＧＲ管１２に装着される。
第４図に第２図に示した制御回路８内の最大噴射量制御
部の構成を示す。８０１はメインＥＣＵであり、アクセ
ル開度、機関回転数が取り込まれてＶＳＶ駆動回路８０
２と信号処理回路８０３にＶＳＶ駆動信号が出力される
。８０４はスモークセンサコントロール回路であり、ス
モークセンサの出力が所定値を越えると、ここから信号
処理回路８０３にスモーク検出信号が出力される。信号
処理回路８０３ではスモーク検出信号と■ＳＶ駆動信号
を基に、スモーク信号とスモークレス信号が作られ、こ
れらの信号がメインＥＣＵ３０１に出力される。メイン
ＥＣＵ３０１では、スモーク信号、スモークレス信号を
基に最大噴射量値が補正され、補正された最大噴射量値
（図にはＦｕｌｌ−Ｑ値と記す）が噴射ポンプに出力さ
れる。
部の構成を示す。８０１はメインＥＣＵであり、アクセ
ル開度、機関回転数が取り込まれてＶＳＶ駆動回路８０
２と信号処理回路８０３にＶＳＶ駆動信号が出力される
。８０４はスモークセンサコントロール回路であり、ス
モークセンサの出力が所定値を越えると、ここから信号
処理回路８０３にスモーク検出信号が出力される。信号
処理回路８０３ではスモーク検出信号と■ＳＶ駆動信号
を基に、スモーク信号とスモークレス信号が作られ、こ
れらの信号がメインＥＣＵ３０１に出力される。メイン
ＥＣＵ３０１では、スモーク信号、スモークレス信号を
基に最大噴射量値が補正され、補正された最大噴射量値
（図にはＦｕｌｌ−Ｑ値と記す）が噴射ポンプに出力さ
れる。
第５図は第４図に示したスモークセンサコントロール回
路８０４の構成の一部を示す回路図である。
路８０４の構成の一部を示す回路図である。
発光ダイオード（ＬＥＤ） １００１の発した光はフォ
トトランジスタ１１０１で受光され、この特発する光電
流は抵抗１０３で電圧変換されて受光信号Ｓ１となる。
トトランジスタ１１０１で受光され、この特発する光電
流は抵抗１０３で電圧変換されて受光信号Ｓ１となる。
受光信号Ｓ１は、増幅器１０４により増幅信号Ｓ２とな
り、ローパスフィルタ１０５を通る。ローパスフィルタ
１０５の時定数は７ ｓｅｃ以上６０．、ｃ以下程度の
ものとする。このローパスフィルタ１０５により平均化
された出力信号Ｓ３と増幅信号Ｓ２はコンパレータ１０
６に入力され、差動出力信号Ｓ４が得られる。これによ
りスモークの変化分のみを検出することができる。この
差動出力信号Ｓ４は比較回路１０９にてスレショルドレ
ベルと比較され、差動出力信号Ｓ４がスレショルドレベ
ルを越えた時にスモーク検出信号が出力される。
り、ローパスフィルタ１０５を通る。ローパスフィルタ
１０５の時定数は７ ｓｅｃ以上６０．、ｃ以下程度の
ものとする。このローパスフィルタ１０５により平均化
された出力信号Ｓ３と増幅信号Ｓ２はコンパレータ１０
６に入力され、差動出力信号Ｓ４が得られる。これによ
りスモークの変化分のみを検出することができる。この
差動出力信号Ｓ４は比較回路１０９にてスレショルドレ
ベルと比較され、差動出力信号Ｓ４がスレショルドレベ
ルを越えた時にスモーク検出信号が出力される。
また、スモークセンサコントロール回路８０４では、ロ
ーパスフィルタ１０５の出力信号Ｓ３が一定となるよう
に、出力信号Ｓ３は分岐されてコンパレータ１０７に入
力され、コンパレータ１０７に与えられる基準電圧Ｖｒ
ｅｆにより、コンパレータ１０７の出力にてＬＥＤドラ
イブ回路１０８が制御され、ＬＥＤ電流がフィードバッ
ク制御される。これにより、素子の温度特性や、長期的
な汚れによる０点ドリフトをキャンセルすることができ
る。
ーパスフィルタ１０５の出力信号Ｓ３が一定となるよう
に、出力信号Ｓ３は分岐されてコンパレータ１０７に入
力され、コンパレータ１０７に与えられる基準電圧Ｖｒ
ｅｆにより、コンパレータ１０７の出力にてＬＥＤドラ
イブ回路１０８が制御され、ＬＥＤ電流がフィードバッ
ク制御される。これにより、素子の温度特性や、長期的
な汚れによる０点ドリフトをキャンセルすることができ
る。
第６図に、第４図および第５図に示した各出力の詳細な
タイムチャート図を示す。メインＥＣＵ３０１において
アクセル回路と機関回転数により、最大噴射領域（Ｆｕ
ｌｌ−Ｑ領域）と判断されると、第６図（ａ）に示すよ
うにＥＧＲ弁３を制御するｖＳｖ駆動信号が出力される
。このＶＳＶ駆動信号のＯＮ期間τは、スモークセンサ
１０．１１の光路がスモークで充満し、なおかつＥＧＲ
ガスが、スモーク増加やトルク低下を招かないような値
としなければならない。また、高回転時はＥＧＲのサイ
クルが早いため、高回転時はどｖＳ■駆動信号のＯＮ期
間τを小さくする必要がある。従って、この■ＳＶ駆動
信号のＯＮ期間τは、機関回転数に応じて予め設定され
る。
タイムチャート図を示す。メインＥＣＵ３０１において
アクセル回路と機関回転数により、最大噴射領域（Ｆｕ
ｌｌ−Ｑ領域）と判断されると、第６図（ａ）に示すよ
うにＥＧＲ弁３を制御するｖＳｖ駆動信号が出力される
。このＶＳＶ駆動信号のＯＮ期間τは、スモークセンサ
１０．１１の光路がスモークで充満し、なおかつＥＧＲ
ガスが、スモーク増加やトルク低下を招かないような値
としなければならない。また、高回転時はＥＧＲのサイ
クルが早いため、高回転時はどｖＳ■駆動信号のＯＮ期
間τを小さくする必要がある。従って、この■ＳＶ駆動
信号のＯＮ期間τは、機関回転数に応じて予め設定され
る。
ｖＳｖ駆動信号が出力されると、第６図［有］）に示す
スモーク監視信号が信号処理回路８０３内で作られる。
スモーク監視信号が信号処理回路８０３内で作られる。
このスモーク監視信号を設けることで、スモーク検出時
以外に、ＥＧＲ管１２の壁面等に付着していた、スモー
ク等を誤って検出する確率を小さくすることができる。
以外に、ＥＧＲ管１２の壁面等に付着していた、スモー
ク等を誤って検出する確率を小さくすることができる。
ｖＳＶ駆動信号の出力によりＥＧＲ弁３が開くと、第６
図（Ｃ）に示すようにコンパレータ１０６のセンサ差動
出力が変化する。そして、このセンサ差動出力が比較回
路１０９に設定されたスレショルドレベルを越えたら、
比較回路１０９、すなわち、スモークセンサコントロー
ル回路８０４からスモーク検出信号が出力され、この信
号が信号処理回路８０３に入力される。信号処理回路８
０３においてスモーク監視信号が出力されている時に、
スモークセンサコントロール回路８０４からスモーク検
出信号が入力されたら、スモーク監視信号の立ち下がり
時に同期してスモーク信号が信号処理回路８０３からメ
インＥ ＣＵ３０１に出力され、Ｆｕｌｌ−Ｑ値がΔＱ
だけ減らされる。一方、スモーク検出信号が出力されな
い場合は、スモーク監視信号の立ち下がり時に同期して
スモークレス信号が信号処理回路８０３からメインＥ
ＣＵ３０１に出力され、メインＥＣυ８０１によってＦ
ｕｌｌ−Ｑ値がΔＱだけ増やされる第７図に、Ｆｕｌｌ
−Ｑ値をスモークリミットに学習制御する制御回路８の
アルゴリズムの一例を示すステップ３００では機関回転
数Ｎｅとアクセル開度θが読み込まれる。ステップ３０
１では機関の運転状態が第８図に示すＦ ｕ １１−
Ｑ ｊ＋Ｊｌ域であるか否かが判断され、Ｆｕｌｌ−Ω
領域ならばステップ３０２で機関回転数Ｎｅに応じたＦ
ｕｌｌ−〇値ＱＦＵＬＬＡがＲＡＭより読み出され、ス
テップ３０３でこの値が最終Ｆｕｌｌ〜Ｑ値Ｑ ＦＬＬ
Ｂとおかれる。次にステップ３０４で機関回転数Ｎｅに
応じた時間だけｖｓｖｓが駆動され、この間にスモーク
が検出される。
図（Ｃ）に示すようにコンパレータ１０６のセンサ差動
出力が変化する。そして、このセンサ差動出力が比較回
路１０９に設定されたスレショルドレベルを越えたら、
比較回路１０９、すなわち、スモークセンサコントロー
ル回路８０４からスモーク検出信号が出力され、この信
号が信号処理回路８０３に入力される。信号処理回路８
０３においてスモーク監視信号が出力されている時に、
スモークセンサコントロール回路８０４からスモーク検
出信号が入力されたら、スモーク監視信号の立ち下がり
時に同期してスモーク信号が信号処理回路８０３からメ
インＥ ＣＵ３０１に出力され、Ｆｕｌｌ−Ｑ値がΔＱ
だけ減らされる。一方、スモーク検出信号が出力されな
い場合は、スモーク監視信号の立ち下がり時に同期して
スモークレス信号が信号処理回路８０３からメインＥ
ＣＵ３０１に出力され、メインＥＣυ８０１によってＦ
ｕｌｌ−Ｑ値がΔＱだけ増やされる第７図に、Ｆｕｌｌ
−Ｑ値をスモークリミットに学習制御する制御回路８の
アルゴリズムの一例を示すステップ３００では機関回転
数Ｎｅとアクセル開度θが読み込まれる。ステップ３０
１では機関の運転状態が第８図に示すＦ ｕ １１−
Ｑ ｊ＋Ｊｌ域であるか否かが判断され、Ｆｕｌｌ−Ω
領域ならばステップ３０２で機関回転数Ｎｅに応じたＦ
ｕｌｌ−〇値ＱＦＵＬＬＡがＲＡＭより読み出され、ス
テップ３０３でこの値が最終Ｆｕｌｌ〜Ｑ値Ｑ ＦＬＬ
Ｂとおかれる。次にステップ３０４で機関回転数Ｎｅに
応じた時間だけｖｓｖｓが駆動され、この間にスモーク
が検出される。
このスモークの検出においてセンサ差動出力がスレッシ
ョルドレベルを越え、スモーク信号“ｌ”が出力された
かどうかがステップ３０５で判断され、スモーク信号が
”１”の場合はステップ３０６へ進んで、Ｑ ＦＵＬＬ
Ｂから一定値ΔＱが減じられ、ステップ３０９ テＱＰ
ＵＬＬＢがＲＡＭに格納される。一方、ステップ３０５
でスモーク信号“工”が出力されない場合はステップ３
０７に進み、このステップでスモークレス信号“１′が
出力されたかどうかが判断される。そして、スモークレ
ス信号“１″が出力されたら、ステップ３０８でＱＦＵ
ＬＬＢに一定値ΔＱが増やされる。
ョルドレベルを越え、スモーク信号“ｌ”が出力された
かどうかがステップ３０５で判断され、スモーク信号が
”１”の場合はステップ３０６へ進んで、Ｑ ＦＵＬＬ
Ｂから一定値ΔＱが減じられ、ステップ３０９ テＱＰ
ＵＬＬＢがＲＡＭに格納される。一方、ステップ３０５
でスモーク信号“工”が出力されない場合はステップ３
０７に進み、このステップでスモークレス信号“１′が
出力されたかどうかが判断される。そして、スモークレ
ス信号“１″が出力されたら、ステップ３０８でＱＦＵ
ＬＬＢに一定値ΔＱが増やされる。
ステップ３０６またはステップ３０８でＱ ＦＵＬＬＢ
が補正された後はステップ３０９に進み、このステップ
でＱ ＦＵＬＬＢがＲＡＭに格納される。さらにステッ
プ３１０では補正されたＱＦＵＬＬＢよりスピル時期Ｓ
が算出され、ステップ３１１でスピル時期Ｓを出力して
、ステップ３１２でインターバル調整が行われた後に、
ステップ３００にもどる。ここで、次のスモーク検出ま
でにインターバル調整を行うのは、吸い込んだＥＧＲガ
スによるスモーク増加の影響がなくなるまで待つ必要が
あるからであり、このステップ３１２では少なくとも１
秒以上インターバルをおく必要がある。
が補正された後はステップ３０９に進み、このステップ
でＱ ＦＵＬＬＢがＲＡＭに格納される。さらにステッ
プ３１０では補正されたＱＦＵＬＬＢよりスピル時期Ｓ
が算出され、ステップ３１１でスピル時期Ｓを出力して
、ステップ３１２でインターバル調整が行われた後に、
ステップ３００にもどる。ここで、次のスモーク検出ま
でにインターバル調整を行うのは、吸い込んだＥＧＲガ
スによるスモーク増加の影響がなくなるまで待つ必要が
あるからであり、このステップ３１２では少なくとも１
秒以上インターバルをおく必要がある。
また、ステップ３０１でＦＬＩＩＩ−Ω領域でなかった
場合、および、ステップ３０７でスモークレス信号が“
１″でなかった場合はステップ３００に戻り、基本噴射
量により運転されるや この方式により、部品の経年劣化によるスモーク悪化を
防ぐことができ、新品の段階でＦｕｌｌ−Ｑ値をスモー
ク限界にマツチングすることができる。
場合、および、ステップ３０７でスモークレス信号が“
１″でなかった場合はステップ３００に戻り、基本噴射
量により運転されるや この方式により、部品の経年劣化によるスモーク悪化を
防ぐことができ、新品の段階でＦｕｌｌ−Ｑ値をスモー
ク限界にマツチングすることができる。
さらに、部品のばらつきによるスモークのばらつきも、
補正されることになる。
補正されることになる。
次に、本制御によるＦＵＬＬ−Ｑ補正量について、さら
に詳細な説明を補足する。成る機関回転数でスモークを
検出した場合、第８図に示すＦｕｌｌ−Ｑ値全域にわた
り、一定値ΔＱだけ補正してもよいが更にきめ細かに補
正するために、スモーク検出時の機関回転数Ｎにおける
Ｆｕｌｌ−Ｑ補正量をΔＱとすると、回転数Ｎから所定
値ａだけずれた回転数のＦＵＬＬ−Ｑ値までのみ、第８
図に示すパターンで補正するとよい。この場合、回転数
Ｎから別の所定値Ｘだけずれた回転数におけるＦｕｌｌ
−Ｑ補正量はΔＱ×（１−ｘ／ａ）となる。このように
、検出時の機関回転数付近のＦｕｌｌ−Ｑ値のみ書き換
えていく゛ことで、経年劣化等で生しる最適Ｆｕｌｌ−
Ｑパターンのずれを精度よく補正することが可能となる
。
に詳細な説明を補足する。成る機関回転数でスモークを
検出した場合、第８図に示すＦｕｌｌ−Ｑ値全域にわた
り、一定値ΔＱだけ補正してもよいが更にきめ細かに補
正するために、スモーク検出時の機関回転数Ｎにおける
Ｆｕｌｌ−Ｑ補正量をΔＱとすると、回転数Ｎから所定
値ａだけずれた回転数のＦＵＬＬ−Ｑ値までのみ、第８
図に示すパターンで補正するとよい。この場合、回転数
Ｎから別の所定値Ｘだけずれた回転数におけるＦｕｌｌ
−Ｑ補正量はΔＱ×（１−ｘ／ａ）となる。このように
、検出時の機関回転数付近のＦｕｌｌ−Ｑ値のみ書き換
えていく゛ことで、経年劣化等で生しる最適Ｆｕｌｌ−
Ｑパターンのずれを精度よく補正することが可能となる
。
また、ＥＧＲ弁３を開（タイミングについて補足する。
ＥＧＲｔ１２内を定常的に流れるスモークは、気筒の排
気周期と同期して濃淡を生じている。
気周期と同期して濃淡を生じている。
そのためＥＧＲ弁３を開くタイミングによってセンサ差
動出力にバラツキが生じてしまう。そこで、ＥＧＲ弁３
を開くタイミングを、ＥＧＲの取り出し部に最も近い気
筒のブローダウンのタイミングに合わせることで、常に
安定した差動出力ピークを得ることができる。ただし、
ＶＳＶ５を開いてからＥＧＲ弁３が動くまでは遅れがあ
るため、その遅れ分早めにＶＳＶ５を開く必要がある。
動出力にバラツキが生じてしまう。そこで、ＥＧＲ弁３
を開くタイミングを、ＥＧＲの取り出し部に最も近い気
筒のブローダウンのタイミングに合わせることで、常に
安定した差動出力ピークを得ることができる。ただし、
ＶＳＶ５を開いてからＥＧＲ弁３が動くまでは遅れがあ
るため、その遅れ分早めにＶＳＶ５を開く必要がある。
第１０図〜第１３図を用い、ＦＵＬＬ−Ｑ値をスモーク
リミットに学習制御するアルゴリズムの他の実施例を示
す。ステップ４００で機関回転数Ｎｅとアクセル開度θ
が読み込まれ、ステップ４０１で最終噴射量ＱＦＩＮが
算出される。次に、算出されたＱＦＩＮが、第１１図に
示す所定噴射ｆＱｆ以上であるか否かが判断する。ここ
でＱｆはスモークが発生し始める噴射量であり、その値
は各機関回転数ごとに決定される。最終噴射量ＱＦ、Ｍ
がＱｆ以上であれば、ステップ４０３でスピル時期Ｓが
算出され、ステップ４０４でこのスピル時期Ｓが出力さ
れる。最終噴射量ＱｒｌＮがＱｆ以下の時はステップ４
１１でスピル時期Ｓが算出され、ステップ４１２でこの
スピル時期Ｓが出力されてステップ４００に戻る。
リミットに学習制御するアルゴリズムの他の実施例を示
す。ステップ４００で機関回転数Ｎｅとアクセル開度θ
が読み込まれ、ステップ４０１で最終噴射量ＱＦＩＮが
算出される。次に、算出されたＱＦＩＮが、第１１図に
示す所定噴射ｆＱｆ以上であるか否かが判断する。ここ
でＱｆはスモークが発生し始める噴射量であり、その値
は各機関回転数ごとに決定される。最終噴射量ＱＦ、Ｍ
がＱｆ以上であれば、ステップ４０３でスピル時期Ｓが
算出され、ステップ４０４でこのスピル時期Ｓが出力さ
れる。最終噴射量ＱｒｌＮがＱｆ以下の時はステップ４
１１でスピル時期Ｓが算出され、ステップ４１２でこの
スピル時期Ｓが出力されてステップ４００に戻る。
ステップ４０４でスピル時期Ｓが出力された後には、ス
テップ４０５で機関回転数に応じた時間だけＶＳＶ５が
駆動され、ステップ４０６で第１２図に示すスモークセ
ンサ差動出力ピークＶｐが検出される。この差動出力ビ
ークＶｐは、第１３図に示すように、スモーク濃度に応
じて定めるため、ステップ４０７で差動出力ビークＶｐ
よりスモーク濃度ｓｂが算出される。
テップ４０５で機関回転数に応じた時間だけＶＳＶ５が
駆動され、ステップ４０６で第１２図に示すスモークセ
ンサ差動出力ピークＶｐが検出される。この差動出力ビ
ークＶｐは、第１３図に示すように、スモーク濃度に応
じて定めるため、ステップ４０７で差動出力ビークＶｐ
よりスモーク濃度ｓｂが算出される。
次に、ステップ４０８で、限界スモークＭ Ｓ ｂａｓ
ｘと現在のスモーク値ｓｂとの差Δｓｂが算出され、ス
テップ４０９で、差Δｓｂに応じて最大噴射量ＱＦＵＬ
ＬＢが決定される。すなわち、現在のスモーク値ｓｂが
限界スモーク値ｓｂ、、、より小さい場合は、現在の最
終噴射量Ｑ ｒ Ｉ ＮにαΔｓｂを加えた値がＱＦＵ
ＬＬＢとされる。また現在のスモーク値ｓｂが限界スモ
ーク値ｓｂ、、、より大きい場合は、最終噴射量ＱＦＩ
ＮよりαΔｓｂを減じた値をＱＦＵＬＬＢとする。
ｘと現在のスモーク値ｓｂとの差Δｓｂが算出され、ス
テップ４０９で、差Δｓｂに応じて最大噴射量ＱＦＵＬ
ＬＢが決定される。すなわち、現在のスモーク値ｓｂが
限界スモーク値ｓｂ、、、より小さい場合は、現在の最
終噴射量Ｑ ｒ Ｉ ＮにαΔｓｂを加えた値がＱＦＵ
ＬＬＢとされる。また現在のスモーク値ｓｂが限界スモ
ーク値ｓｂ、、、より大きい場合は、最終噴射量ＱＦＩ
ＮよりαΔｓｂを減じた値をＱＦＵＬＬＢとする。
ステップ４０９において算出されたＱＦＵＬＬＢはステ
ップ４１０でＲＡＭに格納され、その後ステップ４００
に戻る。なお、ＱＦＵＬＬＢを補正する際、補正前のＱ
ＦＵＬＬＢとの差分ΔＱを求めておき、全回転数域のＦ
ＵＬＬ−Ｑ値をΔＱだけ補正してもよいが、第９図に示
したパターンで、重みづけをして補正してもよい。
ップ４１０でＲＡＭに格納され、その後ステップ４００
に戻る。なお、ＱＦＵＬＬＢを補正する際、補正前のＱ
ＦＵＬＬＢとの差分ΔＱを求めておき、全回転数域のＦ
ＵＬＬ−Ｑ値をΔＱだけ補正してもよいが、第９図に示
したパターンで、重みづけをして補正してもよい。
このアルゴリズムによれば、Ｆｕｌｌ−Ｑ値の補正がＦ
ｕｌｌ−０時に限られることがないため、補正の頻度が
高くなり、最適Ｐｕ１ｌ Ｑ値に収束する時間の短縮
化を図ることができる。
ｕｌｌ−０時に限られることがないため、補正の頻度が
高くなり、最適Ｐｕ１ｌ Ｑ値に収束する時間の短縮
化を図ることができる。
以上のように本発明によれば、排気管には装着不可能で
あった耐熱性の低いスモークセンサが装着可能となる。
あった耐熱性の低いスモークセンサが装着可能となる。
またＥＧＲを行なわない運転状態では、スモーク検出時
板外センサ部は大気開放となっているので、０点ドリフ
トを補正することができ、高精度なスモーク濃度の検出
が可能となる。
板外センサ部は大気開放となっているので、０点ドリフ
トを補正することができ、高精度なスモーク濃度の検出
が可能となる。
さらにこの検出されたスモーク値を用いることにより最
大噴射量をスモーク許容限界値に制御できる。
大噴射量をスモーク許容限界値に制御できる。
以上述べた如く、本発明のディーゼル機関用スモーク制
御装置によれば、耐熱温度の低いスモークセンサを耐熱
温度以下で使用でき、しかもＦｕｌｌ−０時のスモーク
をスモーク０からの変化分で検出するため、温度特性や
汚れの影響がキャンセルでき、精度のよいスモーク検出
ができる。またこの検出結果をもとにＦＵＬＬ−Ｑ（ｉ
を補正することにより、経年劣化や製品のバラツキによ
らず、スモーク限界値で運転でき、限界まで出力を高め
ることが可能となる。
御装置によれば、耐熱温度の低いスモークセンサを耐熱
温度以下で使用でき、しかもＦｕｌｌ−０時のスモーク
をスモーク０からの変化分で検出するため、温度特性や
汚れの影響がキャンセルでき、精度のよいスモーク検出
ができる。またこの検出結果をもとにＦＵＬＬ−Ｑ（ｉ
を補正することにより、経年劣化や製品のバラツキによ
らず、スモーク限界値で運転でき、限界まで出力を高め
ることが可能となる。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第３図は
スモークセンサの一実施例を示す詳細図、 第４図はスモークセンサコントロール回路のブロック図
、 第５図はＦｕｌｌ Ｑ制御を行う電気的制御手段の構
成図、 第６図は第５図中の電気信号のタイムチャート図、 第７図は第５図中のメインＥＣＵにおける演算処理手順
の一例を示すフローチャート、第８図は回転数とアクセ
ル開度に対するＦＵＬＬ −Ｑ領域を示す図、 第９図は回転数に対するＦｕｌｌ Ｑの補正量を示す
特性図、 第１０図は第５図中のメインＥＣＵにおける演算処理手
順の他の例を示すフローチャート、第１１図は成る回転
数におけるアクセル開度と噴射量の関係を示す特性図、 第１２図はスモークセンサ差動出力波形、第１３図はス
モーク濃度とスモークセンサ差動出力ピークの関係を示
す線図である。 １・・・ディーゼル機関、 ２・・・燃料噴射ポンプ、 ３・・・ＥＧＲ弁、 ４・・・バキュームポンプ、 ５・・・バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）、６
・・・電磁ピックアップ、 ７・・・波形整形回路、 ８・・・制御回路、 ８０１・・・メインＥＣＵ。 ８０２・・・ｖＳＶ駆動回路、 ８０３・・・信号処理回路、 ８０４・・・スモークセンサコ ９・・・アクセル開度センサ、 １０、１１・・・スモークセンサ、 １００１・・・受光素子、 １１０１・・・発光素子、 １００２・・・光学窓、 １００３・・・セラミック筒、 １００４・・・発熱体、 １２・・・ＥＧＲ管、 １３・・・吸気管、 １４・・・排気管。 ントロール回路、 ２つ 凶 ｈ−一 弔 図 茅９ 四 第１１図
スモークセンサの一実施例を示す詳細図、 第４図はスモークセンサコントロール回路のブロック図
、 第５図はＦｕｌｌ Ｑ制御を行う電気的制御手段の構
成図、 第６図は第５図中の電気信号のタイムチャート図、 第７図は第５図中のメインＥＣＵにおける演算処理手順
の一例を示すフローチャート、第８図は回転数とアクセ
ル開度に対するＦＵＬＬ −Ｑ領域を示す図、 第９図は回転数に対するＦｕｌｌ Ｑの補正量を示す
特性図、 第１０図は第５図中のメインＥＣＵにおける演算処理手
順の他の例を示すフローチャート、第１１図は成る回転
数におけるアクセル開度と噴射量の関係を示す特性図、 第１２図はスモークセンサ差動出力波形、第１３図はス
モーク濃度とスモークセンサ差動出力ピークの関係を示
す線図である。 １・・・ディーゼル機関、 ２・・・燃料噴射ポンプ、 ３・・・ＥＧＲ弁、 ４・・・バキュームポンプ、 ５・・・バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）、６
・・・電磁ピックアップ、 ７・・・波形整形回路、 ８・・・制御回路、 ８０１・・・メインＥＣＵ。 ８０２・・・ｖＳＶ駆動回路、 ８０３・・・信号処理回路、 ８０４・・・スモークセンサコ ９・・・アクセル開度センサ、 １０、１１・・・スモークセンサ、 １００１・・・受光素子、 １１０１・・・発光素子、 １００２・・・光学窓、 １００３・・・セラミック筒、 １００４・・・発熱体、 １２・・・ＥＧＲ管、 １３・・・吸気管、 １４・・・排気管。 ントロール回路、 ２つ 凶 ｈ−一 弔 図 茅９ 四 第１１図
Claims (3)
- １．ディーゼル機関の排気ガス中のスモーク濃度をス
モーク検出手段により検出し、ディーゼル機関をスモー
ク許容値以内で最大噴射量制御するディーゼル機関用ス
モーク制御装置であって、前記スモーク検出手段を、機
関の排気ガス再循環量を調節するＥＧＲ弁の下流側に設
け、スモーク検出時期に所定時間前記ＥＧＲ弁を強制開
弁させることを特徴とするディーゼル機関用スモーク制
御装置。 - ２．前記ＥＧＲ弁を気筒の排気周期に合わせて開弁し
てスモーク濃度を検出することを特徴とする請求項１に
記載のディーゼル機関用スモーク制御装置。 - ３．機関の運転状態に応じて決定される最終燃料噴射
量が所定値以上か否かを判定し、所定値以上の場合には
、一時的に前記ＥＧＲ弁を開弁させてスモーク濃度を検
出し、検出濃度値が許容限界値になるよう最大噴射量を
制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に
記載のディーゼル機関用スモーク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2272422A JPH04148053A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | ディーゼル機関用スモーク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2272422A JPH04148053A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | ディーゼル機関用スモーク制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04148053A true JPH04148053A (ja) | 1992-05-21 |
Family
ID=17513692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2272422A Pending JPH04148053A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | ディーゼル機関用スモーク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04148053A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525441A (ja) * | 2000-03-02 | 2003-08-26 | エヌディーシー・インフラレッド・エンジニアリング・リミテッド | 電磁検出装置 |
| WO2007119872A1 (ja) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 排ガス分析装置 |
| CN105223023A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-01-06 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 一种egr气体温度及egr冷却器冷却效率的检测方法 |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP2272422A patent/JPH04148053A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525441A (ja) * | 2000-03-02 | 2003-08-26 | エヌディーシー・インフラレッド・エンジニアリング・リミテッド | 電磁検出装置 |
| WO2007119872A1 (ja) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 排ガス分析装置 |
| JP2007285826A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Toyota Motor Corp | 排ガス分析装置 |
| CN105223023A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-01-06 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 一种egr气体温度及egr冷却器冷却效率的检测方法 |
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