JPH0270958A - ディーゼルエンジン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エンジンの燃料噴射制御装置の改
良に関する。

（従来の技術） ディーゼルエンジンの燃料噴射装置として、燃料の噴射
時期や噴射量等を電子制御するようにした分配型の燃料
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）これを！＠８図により
説明すると、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側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内の低圧室５に
供給され、低圧室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には、その先端にエ
ンジンのシリンダと同数の吸込溝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に配設されたローフ１１を乗り越え
て所定のカムリフトだけ往復運動する。このプランツヤ
７の回転往復運動にて、吸込溝８からプランジャポンプ
３の加圧室１２に吸引された燃料が、加圧室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バルブ
を通って噴射ノズルへと圧送される。

１３は、加圧室１２と低圧室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
ジャ７の圧送行程中に電磁弁１４を閉じると、燃料の噴
射が開始され、電磁弁１４を開くと噴射が終了する。つ
まり、電磁弁１４の閉弁時期にで燃料の噴射開始時期が
、その閉弁期間に応じて噴射期間（噴射１１）が制御さ
れる。

電磁弁１４を制御するのは、各種の運転条件信号を入力
するコントロールユニット（図示せず）で、コントロー
ルユニットｌこはマイクロコンビエータが使用される。

たとえば、エンジン回転数等のエンジンの諸条件に対応
する最適な噴射開始時期と噴射期間（噴射パルス幅でも
ある）を予め実験等により得で、その値をコントロール
ユニット内ノＲＯＭ等の記憶素子に記憶させておく。そ
して、実際の運松時には、エンジン回転数とアクセルペ
ダル開度に対応して噴射開始時期と噴射期間を読み出し
、読み出した情報から駆動パルスを作って電磁弁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、このような燃料噴射ポンプを用いた噴射制御
において、実際の空気過剰率を検出し、この検出値に応
じてアクセルの全開時にスモーク限界を越えないように
最大噴射量をフィードバック補正することで、排気スモ
ークを低減するようにしたものが知られでいる。（例え
ば、特開昭６ｏ−ｅｏｓｏ号、６１−１４４４８号公報
参照）。

ところが、このようなフィードバック制御だと、空気過
剰率を検出してから噴射ポンプによる噴射量の補正が行
なわれ、戴だ空気過剰率の検出センサ（リーンセンサ）
等の応答遅れも無視できず、このためアクセルの全開初
期にはスモークの発生を回避しにくいという問題があっ
た。＊た、アクセル全開状態での運転は、加速時毎に頻
繁に行なわれるため、運転中にスモークがたびたび排出
されるという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決することを目的と
している。

（１１題を解決するための手段） この発明は、第１図に示すように、燃料噴射ポンプ２１
の低圧室とプランジャ加圧室とを連通する燃料通路に電
磁弁２２を介装すると共に、エンジンの運転状態を検出
する手段２３と、この検出値を基に燃料噴射量を演算す
る手段２４と、この燃料噴射量を基に前記電磁弁２２を
駆動する手段２５とを設けたディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置において、排気成分から空気過剰率を検出
する手段２６と、アクセル全開時に一定期間空気過剰率
の最小検出値を検索する手段２７と、この最小検出値と
目標空気過剰率との比較結果に応じて燃料補正量を算出
する手段２８と、この燃料補正量に応じてアクセル全開
時の燃料噴射量を学習補正する手段２９とを設ける。

（作用） したがって、アクセル全開時の一定期間における空気過
剰率の最小検出値と目標空気過剰率（スモーク限界）と
の比較により燃料補正量を算出すると共に、この補正量
によりアクセル全開時の燃料噴射量を学習補正、即ち次
回の燃料噴射量を前記補正量により予め補正するため、
以後のアクセル全開時には全開初期からスモークの排出
が確実に防止される。

（実施例） 第２図は本発明の実施例を示す構成断面図で、３０は燃
料噴射ポンプに設けた燃料制御用の電磁弁１４を開閉制
御するコントロールユニット、３１はエンジンの回転数
を検出する回転センサ、３２はアクセルの開度を検出す
るアクセル開度センサ、３３はエンジンの排気成分から
空気過剰率を検出するリーンセンサで、ある。なお、燃
料噴射ボンプは第８図と同じものである。

コントロール二二ツ）　３０は、演Ｋｅ３４、記憶部３
５、入出力部３６等からなるマイクロコンピュータにて
構成され、記憶部３５にはエンジン回転数とアクセル開
度等に対応して予め設定した燃料の噴射時期と噴射量が
記憶されている。

通常運転時には、フントロールユニット３０は、エンジ
ン回転数の検出値とアクセル開度の検出値を基に記憶部
３５から噴射時期と噴射量を読み出し、空気過剰率の検
出値と目標空気過剰率との比較に応じて噴射量をフィー
ドバック補正し、運転状態に合った噴射時期、噴射量と
なるように燃料噴射ポンプの電磁弁１４を制御する。

そして、アクセルの全開運軟時には、コントロールユニ
ット３０は、同じくエンジン回転数の検出値とアクセル
開度の検出値を基に記憶部３５から噴射時期と噴射量を
読み出し、空気過剰率の検出値とスモーク限界となる目
標空気過剰率との比較に応じて噴射量をフィードバック
補正し、運転状態に合った噴射時期、噴射量となるよう
に燃料噴射ポンプの電磁弁１４を制御すると共に、この
場合アクセルが全開となってから一定期間の開に、空気
過剰率の最小検出値を検索し、この最小検出値とスモー
ク限界となる目標空気過剰率との比較により所定の補正
量を算出し、この補正量に応じて対応する記憶部３５の
噴射量を学習補正する。

即ち、第３図の７０−チャートに示すように、アクセル
が全開されると、エンジン回転数ＮＥを読込むと共に、
アクセルの全開からｔ秒間リーンセンサ３３の出力を読
込み、その間のリーンセンサ３３の出力最小値Ａ／Ｆｍ
１ｎを求める。（ステップ１０１〜１０３）。

次に、このＡ／Ｆａ＋ｉｎをスモーク限界となる基準値
Ａ／Ｆｌｉ鋤と比較し、Ａ／Ｆｍ１ｎがＡ／Ｆｌｉ輪よ
りも小さければ、記憶部３５のマツプ（最大噴射量マツ
プ）のエンジン回転格子値の中から前記エンジン回転数
ＮＢに近い格子点ＮＨｒｅｆ＋％ＮＰ：ｒｅｆ２（Ｎ　
Ｂ　ｒｅＬ≦Ｎｇ≦ＮＢｒｅｆ２）を求め、これらのＮ
Ｂ　ｒｅＬ％Ｎｐ　ｒｅｆｔに対応した噴射量値ＱＦ、
、Ｑ　Ｆ　２を読込む（ステップ、１０４〜１０６）、
そして、このＱＦＩ、ＱＦ２から所定量αを減算し、こ
の減算後の噴射量値Ｑ　Ｆ　１’　　Ｑ　Ｆ　ｚ　　を
記憶ｎ３５の対応する格子点の新しい噴射量値ＱＦ、、
ＱＦ２として記憶、更新する（ステップ１０７．１０８
）。また、Ａ／Ｆｍ１ｎがＡ／Ｆｌｉｍよりも大きけれ
ば、空気過剰率がスモーク限界内と判断し、ＱＦＩ−Ｑ
Ｆｚの更新は行わない。

なお、この噴射量の学習補正中に、り一ンセンサ３３の
出力によるフィードバック補正を行うと、リーンセンサ
３３の出力が変化して１度の学習では最適な噴射量値が
得られないことがあるため、アクセル全開後の一定期間
はフィードバック補正を中止し、学習補正終了後にフィ
ードバック補正を行うようにしても良い。

このような構成により、アクセル全開運転時には、エン
ジン回転数とアクセル開度に応じて記憶部３５から読出
した噴射時期および噴射量を基に燃料噴射ポンプの電磁
弁１４が制御されるが、アクセルが全開となってから一
定期間の間のリーンセンサ３３の出力最小値が基準値よ
りも小さい場合、即ちその一定期間における空気過剰率
の最小検出値がスモーク限界となる目標空気過剰率より
も小さい場合には、このときのエンジン回転数とアクセ
ル開度に対応する記憶ｓ３５の噴射量値から所定値を減
算され、この減算後の値が対応する記憶部３５の噴射量
値として学習、更新される。

この記憶部３５の噴射量値をグラフで示すと、空気過剰
率の最小検出値がスモーク限界を越えた場合には、その
噴射量値が第４図のように減少補正される。なお、この
例では記憶マツプの構成上、所定のエンジン回転格子点
の値Ｑ　Ｆ　＋、Ｑ　Ｆ　２をＱＦ、、ＱＦ、’に減少
補正する。（第３図参照）。

これにより、次のアクセル全開運転時には、記憶ｗＳ３
５の学習後の噴射量を基に燃料噴射ポンプの電磁弁１４
が制御されるため、燃料がスモーク限界を越えて噴射さ
れるようなことはなく、したがってアクセル全開初期か
らスモークの排出を確実に防止することができる。

また、この場合アクセル全開後の一定期間にて空気過剰
率の最小検出値を求めるため、検出精度および学習精度
が高まると共に、空気過剰率の検出値によるフィードバ
ック補正も行っているため、アクセル全開時のスモーク
の排出をより確実に防止できる。なお、学習制御により
前記フィードバック補正による制御幅が小さなものとな
るため、フィードバック補正の応答性が高まることにも
なる。

なお、通常運転時には、噴射量は記憶部３５の噴射量値
と、空気過剰率の検出値とに基づいて制御されるが、こ
の場合にはスモークの心配がないので、空気過剰率の検
出値によるフィードバック補正を行わずとも良い。

第５図、第６図は本発明の他の実施例を示すもので、ア
クセル全開からｔ秒間におけるリーンセンサ３３の出力
最小値Ａ／Ｆｍ１ｎとスモーク限界となる基準値Ａ／Ｆ
ｌｉ−との差ΔＡ／Ｆに応じて補正量ａを求め（第５図
のステップ２０５．２０６）、この補正ｆｉｆｆにより
記憶部３５の噴射量値を学習補正するようにしたもので
ある。

このように、Ａ　／　Ｆ　ｇａｉｎとＡ／Ｆｌｉａとの
差ΔＡ／Ｆに応じた補正量ａにより学習補正を行えば、
学習精度がより向上し、スモークの排出を防止しつつよ
り適正な噴射量制御が得られる。

第７図（ａ）、（ｂ）は同じく本発明の他の実施例を示
すもので、アクセル全開からｔ秒間におけるリーンセン
サ３３の出力最小値Ａ／Ｆｍ１ｎとスモーク限界となる
基準値Ａ／Ｆｌｉ−との比較による補正指令の発生回数
ｉ（Ｎ　）をカウントし、この発生回数ｉ（Ｎ　）が所
定値１ｒｅｆを越えたときに噴射量値の学習補正を行う
ようにしたものである。

この場合、補正指令が発生したとき（ステップ３０５）
のエンジン回転数ＮＥに近い記憶部３５のエンジン回転
格子点毎に補正指令の発生回数１（Ｎ）をカウントしく
ステップ３０６．３０７）、この発生回数ｉ（Ｎ　）が
所定値１ｒｅｆを越えたものについて、所定値ａにより
対応する記憶部３５の噴射量値を学習補正する（ステッ
プ３０８〜３１２．３１３〜３１？）。

このように補正指令の発生回数により学習補正を行なう
ようにすれば、検出誤差等もな（、より正確な学習制御
が得られる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、燃料噴射ポンプの低圧室
とプランジャ加圧室とを連通する燃料通路に電磁弁を介
装すると共に、エンジンの運転状態を検出する手段と、
この検出値を基に燃料噴射量を演算する手段と、この燃
料噴射量を基に前記電磁弁を駆動する手段とを設けたデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、排気成
分から空気過剰率を検出する手段と、アクセル全開時に
一定期間空気過剰率の最小検出値を検索する手段と、こ
の最小検出値と目標空気過剰率との比較結果に応じて燃
料補正量を算出する手段と、この燃料補正量に応じてア
クセル全開時の燃料噴射量を学習補正する手段とを設け
たので、フィードバック制御のように噴射量の補正が遅
れることはなく、アクセル全開時に全開初期から最適な
噴射量を得ることができ、スモークの排出を確実に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例を示
す構成断面図、第３図、第４図はその制御内容を示す７
０−チャートと学習内室を示す特性図、第５図、第６図
は本発明の他の実施例を示す７０−チャートと補正量の
特性図、第７図（＆）、（ｂ）は同じ（本発明の他の実
施例を示す７０−チャート、第８図は従来例の断面図で
ある。 ５・・・低圧室、１２・・・加圧室、１３・・・燃料通
路、１４・・・電磁Ｌ３０・・・コントロールユニット
、３１・・・回転センサ、３２・・・アクセル開度セン
サ、３３・・・リーンセンサ。 第３図 Ｃ亘亘Ｄ 第４図 第６図 ΔＡ／Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料噴射ポンプの低圧室とプランジャ加圧室とを連
   通する燃料通路に電磁弁を介装すると共に、エンジンの
   運転状態を検出する手段と、この検出値を基に燃料噴射
   量を演算する手段と、この燃料噴射量を基に前記電磁弁
   を駆動する手段とを設けたディーゼルエンジンの燃料噴
   射制御装置において、排気成分から空気過剰率を検出す
   る手段と、アクセル全開時に一定期間空気過剰率の最小
   検出値を検索する手段と、この最小検出値と目標空気過
   剰率との比較結果に応じて燃料補正量を算出する手段と
   、この燃料補正量に応じてアクセル全開時の燃料噴射量
   を学習補正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。