JPH0320583B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デイーゼルエンジンの燃料噴射時期
制御方法に係り、特に、吸気絞り弁及び電子制御
燃料噴射装置を備えた自動車用デイーゼルエンジ
ンに用いるのに好適な、エンジン回転速度、エン
ジン負荷等のエンジン運転状態に応じて燃料噴射
時期を決定するようにしたデイーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御方法の改良に関する。

一般に、デイーゼルエンジンにおいては、その
燃焼室に供給される燃料を、エンジン回転と同期
して回転駆動されている燃料噴射ポンプにより制
御するようにしており、該燃料噴射ポンプ内に設
けられたフイードポンプの供給圧で、タイマを動
かしてローラリングを動かすことによつて、燃料
の噴射時期を制御し、又、遠心式ガバナによりス
ピルリングを動かして圧送終りを変えることによ
つて、燃料噴射量を制御するようにしている。し
かしながら従来は、前記タイマ及びスピルリング
が、いずれも、機械的に制御されていたため、精
密な燃料噴射量制御を行うことは困難であつた。

一方近年、電子制御技術、特にデジタル制御技
術の発達と共に、デイーゼルエンジンの燃料噴射
量を電子制御する試みもなされている。

このような電子制御によれば、エンジン回転速
度、エンジン負荷等のエンジン運転状態に応じ
て、最適な燃料噴射時期に最適な量の燃料を噴射
することができるという特徴を有する。

このような電子制御において、車両が減速して
いる時には、燃料噴射ポンプのスピルリングを、
燃料が噴射されない位置に制御するようにしてい
るが、実際には、燃料噴射ポンプの漏れ等によ
り、燃料噴射量が完全に零にはならない。又、部
品のばらつきや経時変化により、前記の漏れ噴射
量が大きくばらつく。このような状態で高地を走
行することによつて、或いは、アイドル振動を低
減すると共にエンジン停止時の操作感を向上する
目的で、アクセルペダルと連動して開閉される吸
気絞り弁が付加されたデイーゼルエンジンにおい
ては、平地を走行している時であつても、吸気絞
り弁が閉じられることによつて、吸気圧力が低下
すると、燃焼室内の圧力が着火点まで上昇せず、
且つ、チヤンバ温度が低下して着火性が悪化する
ため、漏れ噴射量が燃焼されないまま白煙として
多量に排出され、排気ガス中の有害成分である
HCが増加したり、異臭を発生したりすることが
あるという問題点があつた。

又、車両の減速時にエンジンストールを防止す
るため、燃料噴射量を要求噴射量の減少割合より
もゆつくり低下させ、所謂ダツシユポツト機能を
持たせることが考えられるが、このダツシユポツ
トが作動すると、高地を走行している時、或い
は、吸気絞り弁が付加されたデイーゼルエンジン
においては、平地を走行している時であつても吸
気絞り弁が閉じられた時は、吸気圧力が低下して
いる状態で多くの燃料が噴射されることになるの
で、やはり未燃焼分が白煙となつて排出される。
従つて従来は、この白煙を防止するために、ダツ
シユポツトを充分に利かせることができないとい
う問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、ダツシユポツトが作動している時
の白煙の発生を防止することができ、従つて、ダ
ツシユポツトを充分に利かせることができるデイ
ーゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法を提供す
ることを第１の目的とする。

本発明は、又、前記第１の目的に加えて、減速
時の白煙の発生を防止することができるデイーゼ
ルエンジンの燃料噴射時期制御方法を提供するこ
とを第２の目的とする。

本発明は、エンジン回転速度、エンジン負荷等
のエンジン運転状態に応じて、燃料噴射時期を決
定するようにしたデイーゼルエンジンの燃料噴射
時期制御方法において、第１図にその要旨を示す
如く、ダツシユポツト作動中は、燃料噴射時期を
進角するようにして、前記第１の目的を達成した
ものである。即ち、ダツシユポツト作動中に燃料
噴射時期を進角することによつて、着火性が向上
し、空燃比が稀薄であつても燃焼が可能となり、
未燃焼ガスの発生、即ち、白煙の発生が防止され
る。

又、前記ダツシユポツト作動中の進角量を、燃
料噴射量に応じて変化させるようにして、適切な
進角が行われるようにしたものである。

本発明は、又、同じくデイーゼルエンジンの燃
料噴射時期制御方法において、第２図にその要旨
を示す如く、減速中及びダツシユポツト作動中
は、燃料噴射時期を進角するようにして、前記第
２の目的を達成したものである。即ち、減速中及
びダツシユポツト作動中に、点火時期を進角させ
ることによつて、着火性が向上し、空燃比が稀薄
であつても燃焼が可能となり、未燃焼ガスの発
生、即ち、白煙の発生が防止される。

又、前記減速中の進角量を、エンジン回転速度
に応じて変化させるようにして、適切な進角が行
われるようにしたものである。

以下、図面を参照して、本発明に係るデイーゼ
ルエンジンの燃料噴射時期制御方法が採用され
た、自動車用デイーゼルエンジンの電子制御燃料
噴射装置の実施例を詳細に説明する。

本実施例は、第３図に示すような、デイーゼル
エンジン１０の主吸気通路１２に配設された、例
えば運転者が操作するアクセルペダル１４と連動
して回動するようにされた主吸気絞り弁１６と、
前記主吸気通路１２をバイパスする副吸気通路１
８に配設された、アイドル時に吸気を絞つてアイ
ドル振動を低下させるための副吸気絞り弁２０
と、デイーゼルエンジン１０の出力軸の回転と連
動して回動される駆動軸２４、該駆動軸２４に固
着された、燃料を圧送するためのフイードポンプ
２６（第２図は90゜転回した状態を示す）、燃料供
給圧を調整するための燃圧調整弁２８、前記駆動
軸２４に固着されたギヤ３０の回転変位から、前
記駆動軸２４が所定のクランク角度だけ回転する
のに要する時間を測定してデイーゼルエンジン１
０の回転速度を検知するための、例えば電磁ピツ
クアツプからなる回転速度センサ３２、燃料噴射
時期を制御するためのローラリング３４、該ロー
ラリング３４を駆動するためのタイマピストン３
６、該タイマピストン３６の位置を制御するため
のタイミング制御弁３８、前記タイマピストン３
６の位置を検知するための、例えば可変インダク
タセンサからなるタイマ位置センサ４０、燃料噴
射量を制御するためのスピルリング４２、該スピ
ルリング４２を駆動するための、プランジヤ４４
ａ、圧縮ばね４４ｂ、コイル４４ｃ及びコイルケ
ース４４ｄからなるスピルアクチユエータ４４、
前記プランジヤ４４ａの変位から前記スピルリン
グ４２の位置を検知するための、例えば可変イン
ダクタンスセンサからなるスピル位置センサ４
６、エンジン停止時に燃料をカツトするための燃
料カツトソレノイド（以下、FCVと称する）４
８、プランジヤ５０及びデリバリバルブ５２を有
する燃料噴射ポンプ２２と、該燃料噴射ポンプ２
２のデリバリバルブ５２から吐出される燃料をデ
イーゼルエンジン１０の副燃料室内に噴射するた
めのインジエクシヨンノズル５４と、吸気管５６
を介して吸入される吸入空気の圧力を検出するた
めの吸気圧センサ５８と、同じく吸入空気の温度
を検出するための吸気温センサ６０と、デイーゼ
ルエンジン１０のシリンダブロツク１０ａに配設
された、エンジン冷却水温を検出するための冷却
水温センサ６２と、前記アクセルペダル１４の踏
込み角度（以下、アクセル開度と称する）を検出
するためのアクセルセンサ６６と、前記アクセル
センサ６６出力から検知されるエンジン負荷、前
記回転速度センサ３２出力から検知されるエンジ
ン回転速度、前記冷却水温センサ６２出力から検
知されるエンジン冷却水温等により目標噴射時期
及び計算噴射量を求め、前記燃料噴射ポンプ２２
から、目標噴射時期に計算噴射量の燃料が噴射さ
れるように、前記タイミング制御弁３８、スピル
アクチユエータ４４等を制御する電子制御ユニツ
ト（以下、ECUと称する）６８とを備えた、自
動車用デイーゼルエンジン１０の燃料噴射量制御
装置において、前記ECU６８内で、減速中及び
ダツシユポツト作動中は、前記目標噴射時期を、
前記計算噴射量及びエンジン回転速度に応じて進
角するようにしたものである。

図において、３５はカムプレート、４３は引張
りばねである。

前記ECU６８は、第４図に詳細に示す如く、
各種演算処理を行うための、例えばマイクロコン
ピユータからなる中央処理ユニツト（以下、
CPUと称する）６９と、バツフア７０を介して
入力される前記冷却水温センサ６２出力、バツフ
ア７２を介して入力される前記吸気温センサ６０
出力、バツフア７４を介介して入力される前記吸
気圧センサ５８出力、バツフア７６を介して入力
される前記アクセルセンサ６６出力、センサ駆動
回路７８出力のセンサ駆動用周波数信号によつて
駆動され、センサ信号検出回路８０を介して入力
される前記スピル位置センサ４６出力、同じくセ
ンサ駆動回路８２出力のセンサ駆動用周波数信号
によつて駆動され、センサ信号検出回路８４を介
して入力される前記タイマ位置センサ４０出力等
を順次取込むためのマルチプレクサ８６と、該マ
ルチプレクサ８６出力のアナログ信号をデジタル
信号に変換するためのアナログ−デジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）８８と、該Ａ／
Ｄ変換器８８出力をCPU６９に取込むための入
出力ポート９０と、前記回転速度センサ３２出力
を波形整形して前記CPU６９に取込むための波
形整形回路９４と、クロツク発生回路１０２と、
CPU６９における演算データ等を一時的に記憶
するための、電源異常時にバツクアツプするバツ
クアツプ用ランダムアクセスメモリ（以下、バツ
クアツプRAMと称する）を含むランダムアクセ
スメモリ（以下、RAMと称する）１０４と、制
御プログラムや各種データ等を記憶するためのリ
ードオンリーメモリ（以下、ROMと称する）１
０６と、前記CPU６９における演算結果に応じ
て前記タイミング制御弁３８を演算するための駆
動回路１０８と、同じく前記CPU６９における
演算結果に応じてFCV４８を駆動するための回
路１０９と、デジタル−アナログ変換器（以下、
Ａ／Ｄ変換器と称する）１１０によりアナログ信
号に変換された前記CPU６９出力と前記スピル
位置センサ４６出力との偏差に応じて、前記スピ
ルアクチユエータ４４を駆動するためのサーボ増
幅器１１２及び駆動回路１１４とから構成されて
いる。

以下作用を説明する。

本実施例における燃料噴射時期の制御は、第５
図に示すような燃料噴射時期制御ルーチンに従つ
て実行される。即ち、前記ECU６８のCPU６９
は、まずステツプ1010で、前記回転速度センサ３
２出力から求められるエンジン回転速度NE及び
前記アクセルセンサ６６出力から求められるアク
セル開度から、例えば前記ROM１０６に記憶さ
れている二次元マツプを用いて、基本噴射時期
Tbaseを求める。次いでステツプ1020に進み、例
えば前記アクセルペダル１４が全閉状態にあり、
且つ、エンジン回転速度NEが所定値以上である
ことから、減速中であるか否かを判定する。判定
結果が正である場合には、ステツプ1030に進み、
次式に示す如く、前記基本噴射時期Tbaseに、例
えば所定進角量3゜CAを加えることによつて、最
終噴射時期Tfinを求める。

Tfin←Tbase＋3゜CA ………(1) 尚前記所定進角量3゜CAを、エンジン回転速度
NEに応じて変えることによつて、更に適切な進
角量を得ることが可能である。

一方前出ステツプ1020における判定結果が否で
ある場合には、ステツプ1040に進み、基本噴射時
期Tbaseをそのまま最終噴射時期Tfinとする。

前出ステツプ1030又は1040終了後、ステツプ
1050に進み、例えば減速時に燃料噴射量が要求噴
射量よりも増量されていることや、又は、エンジ
ン回転速度が所定量以上減小した場合に、増量を
行うためにセツトされるダツシユポツトフラグが
セツトされていることから、ダツシユポツト作動
中であるか否かを判定する。判定結果が正である
場合には、ステツプ1060に進み、次式に示す如
く、前出ステツプ1030又は1040で求められた最終
噴射時期Tfinに、例えば所定進角量5゜CAを加え
ることによつて、最終噴射時期Tfinを更に進角
する。

Tfin←Tfin＋5゜CA ………(2) このステツプ1060で加えられる所定進角量を、
燃料噴射量によつて変えることによつて、更に適
切な進角を行うこともできる。

ステツプ1060終了後、或いは、前出ステツプ
1050における判定結果が否である場合には、ステ
ツプ1070に進み、最終噴射時期Tfinと前記タイ
マ位置センサ４０出力のタイマ位置信号から推定
される実噴射時期との偏差に応じて、前記タイミ
ング制御弁３８に出力されるべき制御デユーテイ
信号を算出して、このルーチンを終了する。

本実施例においては、ダツシユポツト作動中の
進角制御だけでなく、減速中の進角制御も併用さ
れていたので、特に白煙防止効果が高い。尚ダツ
シユポツト作動中の進角制御及び減速中の進角制
御をそれぞれ独立に行うことも可能である。

前記実施例においては、本発明が、吸気絞り弁
及び電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用デイ
ーゼルエンジンに適用されていたが、本発明の適
用範囲はこれに限定されず、電子制御燃料噴射装
置のみを備えた自動車用デイーゼルエンジン、或
いは、他の燃料噴射装置を備えた一般のデイーゼ
ルエンジンにも同様に適用できることは明らかで
ある。

以上説明した通り、本発明によれば、ダツシユ
ポツト作動中に燃料噴射時期を進角することによ
つて、高地及び吸気絞り弁を備えたデイーゼルエ
ンジンにおいては平地も含めて、ダツシユポツト
作動時の白煙を低減できる。従つて、ダツシユポ
ツトを充分利かせて最適制御を行うことができ、
エンジンストールを確実に防止することが可能と
なる。更に、ダツシユポツト作動中だけでなく減
速中にも燃料噴射時期を進角することによつて、
減速時の白煙を低減することができる等の優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係るデイーゼル
エンジンの燃料噴射時期制御方法の要旨を示す流
れ図、第３図は、本発明に係るデイーゼルエンジ
ンの燃料噴射時期制御方法が採用された、自動車
用デイーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置の
実施例の構成を示す、一部ブロツク線図を含む断
面図、第４図は、前記実施例で用いられている電
子制御ユニツトの構成を示すブロツク線図、第５
図は、同じく、燃料噴射時期制御ルーチンを示す
流れ図である。 １０……デイーゼルエンジン、１６……主吸気
絞り弁、２２……燃料噴射ポンプ、３２……回転
速度センサ、３８……タイミング制御弁、４０…
…タイマ位置センサ、６６……アクセルセンサ、
６８……電子制御ユニツト（ECU）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン回転速度、エンジン負荷等のエンジ
   ン運転状態に応じて燃料噴射時期を決定するよう
   にしたデイーゼルエンジンの燃料噴射時期制御方
   法において、ダツシユポツト作動中は、燃料噴射
   時期を進角するようにしたことを特徴とするデイ
   ーゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法。 ２ 前記ダツシユポツト作動中の進角量を、燃料
   噴射量に応じて変化させるようにした特許請求の
   範囲第１項に記載のデイーゼルエンジンの燃料噴
   射時期制御方法。 ３ エンジン回転速度、エンジン負荷等のエンジ
   ン運転状態に応じて燃料噴射時期を決定するよう
   にしたデイーゼルエンジンの燃料噴射時期制御方
   法において、減速中及びダツシユポツト作動中
   は、燃料噴射時期を進角するようにしたことを特
   徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射時期制御
   方法。 ４ 前記減速中の進角量を、エンジン回転速度に
   応じて変化させるようにした特許請求の範囲第１
   項に記載のデイーゼルエンジンの燃料噴射時期制
   御方法。