JPS5920547A - 燃料消費量自動制御装置 - 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】 本発明は、ディーゼルエンジンにおいて燃料噴射装置お
よび油圧管制排気弁の副シリンダ内のピストンの行程容
積を燃料性状や負荷条件１機関室温度等の運転条件の変
化に応じて変更して燃料噴射時期および開弁時期を最適
化することにより、最小の燃料消費状態で運転すること
ができるようにした燃料消費量自動制御装置に関するも
のである。

ディーゼルエンジンにおいてはその使用燃料の性状ある
いは負荷条件１機関室温度等の運転条件の変化に応じて
燃料噴射装置の燃料噴射開始時期および油圧管制排気弁
の開弁時期を変更することによシ、少ない燃料消費状態
で運転することができる。

例えば、部分負荷運転の場合には油圧管制排気弁の開弁
時期を遅らせることにより、すなわち燃焼ガスの有効膨
帳期間を長くして排気ガスへのエネルギーの損失を少く
することにより、熱効率の低下を防ぎ燃料消費量の増加
を抑えることができる。まだ、燃料をＡ重油から性状の
悪いＣ重油に変えた場合には、燃料噴射開始時期を早目
にして燃焼による筒内最高圧の低下を防ぐことにより、
熱効率の低下を防ぎ燃料消費量の増加を抑えることがで
きる。さらに、機関室の湿層の上昇に伴って筒内最高圧
が低下した場合、燃料噴射開始時期を早目にして筒内最
高圧の低下を防ぐことにより燃料消費量の増加を抑える
ことができる。

そこで、従来において第１図および第３図に示すような
構造により、油圧管制弁の開弁時期および燃料噴射時期
を所望の時期に調整し得るようにした開弁時期変更装置
および燃料噴射開始時期変更装置が本願と同一出願人に
よって提案されている。

すなわち、第１図の開弁時期変更装置は、開弁用の油圧
シリンダ１とその駆動源の油圧アクチュエータ２とをつ
なぐ油圧路に分岐を設け、この分岐を副シリンダ３のシ
リンダ頭に接続し、かつ副シリンダ３内のピストン４に
はシリンダ頭に向けてバネ５を課し、さらにピストン４
の後部にはストッパネジ６を配置し、このストッパネジ
６の位置をラックとピニオンの機構を利用した調整レバ
ー７によって図の左右方向に変化させるようにしたもの
である。

この装置によれば、アクチュエータ２のピストン８がカ
ム９の動きに従って圧縮行程に入ると、シリンダ室１０
内の油の圧力が上昇し始めるため、ピストン４はその圧
力を受けてバネ５を押えつけながら図の右方向へストッ
パネジ６に当る才で移動する。そして、この状態からア
クチュエータ２のピストン８による油の圧力がさらに上
昇して排気弁バネ１１の圧力に打勝つと油圧管制排気弁
１２が開き、燃焼ガスの排気が行なわれるようになる。

従ッテ、ピストン４が第２図に示すように行程ｄだけ動
く間、排気弁１２の開弁時期が遅れることになる。従っ
て、ピストン４の行程をストツノくネジ６の位置の調整
によって変えることにより、排気弁１２の開弁時期を所
望の時期に変えることができる。

一方、第３図の燃料噴射開始時期変更装置も同様な原理
により、スピルポート１３から吸込んだ燃料がプランジ
ャ１４によって圧縮されて噴射弁１５に送シ出される通
路１６に分岐通路１７を設け、この分岐通路１７を副シ
リンダ１８のシリンダ頭に接続し、かつ副シリンダ１Ｂ
内のピストン１９にはシリンダ頭に向けてバネ２０を課
し、さらにピストン１９の後部にはストッパネジ２１を
配置し、このストッパネジ２１の位置をラックとビニオ
ンの機構を利用した調整レバー２２によって図の左右方
向に変化させるようにしたものである。

この装置によれば、プランジャ１４が燃焼カム（図示せ
ず）の動きに従って圧縮行程に入ると、シリンダ室２３
内の燃料の圧力が上昇し始めるため、ピストン１９はそ
の圧力を受けてバネ２０を押えつけながら図の左方向へ
ストッパネジ２１に当るまで移動する。そして、この状
態からプランジャ１４による燃料の圧力がさらに上昇し
て噴射ポンプ１５の開弁圧を越えると燃料噴射が行なわ
れるようになる。従って、ピストン１９が第４図に詳し
く示すように行程ｄだけ動く間、燃料噴射時期が遅れる
ことになる。従って、ピストン１９の行程をストッパネ
ジ２１の位置の調整によって変えることにより、燃料の
噴射開始時期を所望の時期に変えることができる。そし
て、このような装置を利用して油圧管制排気弁の開弁時
期および燃料噴射開始時期を適宜調整することにより、
少ない燃料消費状態で運転させることができる。

しかし、燃料性状の変化、負荷条件および機関室温度の
変化などに応じて副シリンダ内のピストンの行程容積を
その都度手動によって調整しなければならず、調整に時
間がかかると同時に面倒であるという欠点がある。まだ
、開弁時期および燃料噴射開始時期を別々に調整するた
め、両者による相乗効果が充分発揮されず、制御性が悪
いという欠点がある。

本発明はこのような欠点に鑑みなされたもので、その目
的は最適な燃料消費状態で運転するだめの制御を迅速に
、かつ高精度で自動的に行うことができるようにした燃
料消費量自動制御装置を提供することにある。

このために本発明は、機関の回転数および機関室温度に
応じた筒内最高圧の目標値を発生させ、実際の筒内最高
圧がこの目標値に一致するように燃料噴射開始時期を制
御すると共に、機関回転数に応じた掃気化開時筒内圧の
目標値を発生させ、実際の筒内圧がこの目標値に一致す
るように排気弁の開弁時期を制御するように構成したも
のである。

以下、図示する実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第５図は、本発明をマイクロコンピュータ等のディジタ
ル演算処理装置を利用して構成した場合の一実施例を示
すブロック図である。同図において、３０はプログラム
メモリ３１に予め記憶されたプログラムに従って最適な
燃料噴射開始時期および排気弁の開弁時期を決定するた
めの演算処理を行う演算処理装置、３２は演算処理装置
３０における演算結果等を一時記憶するランダムアクセ
スメモリ、３３は燃料噴射開始時期や排気弁の開弁時期
の制御に必要な各種の命令語や数値データ等を入力する
キーボード、３４は平均有効圧を算出するだめの連接棒
長さやクランク半径などの定数データを予め記憶すると
共に、機関の現在の運転条件における回数数、平均有効
圧および圧縮終り時の筒内圧、掃気口開時の筒内圧のそ
れぞれに対し、熱効率が最良となる筒内最高圧の目標値
や掃気口開時筒内圧の目標値などのデータを予め記憶し
ている定数メモリ、３５は筒内圧などの各種センサの出
力信号を演算処理装置３０に転送する入力回路である。

この場合、入力回路３５は各種センサの出力信号がアナ
ログ信号の場合には該アナログ信号をディジタルデータ
に変換して演算処理装置３０に転送する。なお、とのセ
ンサの出力信号を演算処理装置３０に転送すべきかは装
置３０によって指示される。

３６は機関の回転数を検出するための回転マークセンサ
であって、第６図の外観図に示すように、機関の回転軸
に結合された回転体５０に設けられた回転マーク５１を
電磁的あるいは光学的に検出するセンサによって構成さ
れ、ここでは回転マーク５１をピストンの上死点に対応
する位置に設け、ピストンが上死点に達するたびに所定
パルス幅の回転マーク信号ＲＭを取り出し、この信号Ｒ
Ｍを信号ライン５２を介して本体部４７の入力回路３５
に供給するように構成されている。従って、演算処理装
置３０はこの回転マーク信号ＲＭをサンプリングし、所
定時間内における該信号ＲＭの発生回数あるいは発生周
期を計測することにより、機関の現在の回転数Ｎを知る
ことができる。まだ、回転マーク信号ＲＭの周期を計測
し、その計測値を３６０等分することによシ、クランク
角度を１度単位で知ることができる。

３７は機関の筒内圧を検出する筒内圧センサであって、
シリンダ内に設けられ、その出力信号Ｐｃｏは信号ライ
ン５３を介して本体部４７の入力回路３５に入力される
。従って、演算処理装置３０は、この筒内圧検出信号Ｐ
ｃｏを高速でザンプリングし、クランク角度を表わすデ
ータと対比することにより、圧縮路り時の筒内圧ＰＣお
よび掃気孔開時節内圧Ｐ　ｃｓｂを知ることができる。

また、行程容積の変化に伴って変化する筒内圧検出信号
ｐｃｏを下死点から次の下死点に到るまでの間積分する
ことにより、平均有効圧Ｐ１を知ることができる。さら
に、筒内圧検出信号Ｐｃｏを微分することにより、現在
の筒内最高圧Ｐｍｘｂを知ることができる７、 この場合、ピストンが上死点に達した後の燃焼による筒
内圧と掃気時の筒内圧とは非常に大きな差があり、単一
の圧力センサによってこのような大きな圧力範囲に亘る
筒内圧を所定の分解能で精度良く検出することは困難で
あるだめ、実際にはピストンの上死点および下死点近傍
の２箇所に圧力センサを設け、所定のクランク角度を境
界にして２つの圧力センサを使い分け、これによって筒
内圧を精度良く検出できるように構成されてい、る。

３８は掃気圧を検出する掃気圧センサであって、掃気管
に設けられ、その出力信号Ｐ８は信号ライン５４を介し
て本体部４γの入力回路３５に入力される。

３９は機関室の温度を検出する機関室温センサであって
、その検出温度信号ｔは入力回路３５に入力される。

次に４０は第３図に示したような機構により、燃料の噴
射開始時期を副シリンダ内のピストンの行程容積の可変
によって制御する噴射時期制御アクチュエータである。

なお、このアクチュエータ４０における副シリンダは燃
料ポンプ５５と一体に組込まれるものであるが、ここで
は副シリンダおよびピストン、ストッパネジ、ピニオン
とラック機構など燃料噴射開始時期の変更に積極的に関
与する部分を噴射開始時期制御アクチュエータと定義す
る。

４１はアクチュエータ４０におけるラックパー６４を第
６図の矢印Ａに示す方向に移動させてストッパネジ６５
の位置を移動させるモータ、４２はラックパー６４の現
在位置を検出する位置センサであシ、その出力信号は信
号ライン５６を介して本体部４７の入力回路３５に入力
される。

次に４３は、第１図に示したよりな機構により、排気弁
の開弁時期を副シリング内のピストンの行程容積の可変
によって制御するアクチュエータである。なお、このア
クチュエータ４３における副シリンダは油圧アクチュエ
ータ５７と一体に組込まれるものであるが、ここでは副
シリンダおよびピストン、ストツノくネジ、ピニオンと
ラック機構など排気弁の開弁時期の変更に積極的に関与
する部分を開弁時期変更用のアクチュエータと定義する
。

４４ば、アクチ、ユエータ５７におけるラツクノ（＝５
８を第６図の矢印Ｂに示す方向に移動させてストッパネ
ジ５９の位置を移動させるモータ、４５はラックパー５
８の現在位置を検出する位置センサであシ、その出力信
号は信号ライン６０を介して本体部４Ｔの入力回路３５
に入力される。

４６はモータ４１．４４を燃料噴射時期およびづト気弁
の開弁時期の変更量に応じて回転させるモータ制御回路
である。

なお、第６図において６１は排気管、６２は排気弁ハネ
、６３はアキュムレータである。

第７図は、以上の構成において実行される燃料消費量の
自動制御のだめの各種演算処理の流れを示す図である。

以下、この第７図に従って第５図の構成による燃料消費
量自動制御装置の動作を説明する。

まず、演算処理装置３０はステップ１００の回転数検出
処理において回転マークセンサ３８の出力信号ＲＭに基
づき機関の現在の回転数Ｎを検出する。また、ステップ
１０１のクランク角度算出処理において回転マークセン
サ３６の出力信号ＲＭに基づきクランク角度を順次算出
する。この後、演算処理装置３０はステップ１０２の圧
縮路シ筒内圧検出処理において、クランク角度算出処理
によって算出されたクランク角度が圧縮路υのクランク
角度になった時、筒内圧センサ３７によって検出された
筒内圧Ｐｅａによって圧縮路シ時の筒内圧Ｐｃを検出す
る。次に、演算処理装置３０はステップ１０３０筒内最
高圧算出処理において、筒内圧センサ３７によって検出
された筒内圧Ｐｃ。

を微分して筒内圧Ｐｅａの増加率が正から負の値へ変化
する圧を筒内最高圧Ｐｍｘｂとして検出する。

このようにして圧縮路り時の筒内圧Ｐｃおよび筒内最高
圧Ｐｍｘｂが検出されるが、演算処理装置３０はステッ
プ１０４においてクランク角度が１°進む毎に平均有効
圧Ｐｉの算出処理を行う。すなわち、演算処理袋［３０
はピストンが下死点から次の下死点に致る寸での１サイ
クルの間、クランク角度算出処理において順次算出され
るクランク角度が１°進む毎に筒内圧センサ３７により
検出した筒内圧Ｐｃｏと、定数メモリ３４に予め記憶さ
れた連接棒長さ等の定数とに基づき、ＰＩ　＝　ｆ　、
”０ＰｃｏｄＶ　　　　　　　、、、、、、、、、、、
、（１）・・・・・・・・（２） で示される演算式の演算処理を実行して平均有効圧Ｐ１
を算出する。

なお第（２）式においてθはクランク角度（０８〜３６
０°）、Ｊは連接棒長さ、ｒはクランク半径を表わす。

この場合、筒内圧センサ３７によって検出された筒内圧
Ｐｃｏは相対圧を表わすものであるだめ、掃気圧Ｐｓが
加算されて絶対圧を示す値に変換され、この絶対圧化さ
れた筒内圧の検出値によって平均有効圧Ｐｌが算出され
る。

次に、演算処理装置３０はステップ１００において検出
した現在の回転数Ｎに対しエンジンの熱効率が最良とな
るような筒内最高圧の目標値Ｐｍｘ（Ｎ）をステップ１
０５の第１の目標値発生処理により定数メモリ３４から
発生させる。同様にして、ステップ１０４において算出
した現在の平均有効圧Ｐ１に対しエンジンの熱効率が最
良となるような筒内最高圧の目標値Ｐｍｘ（ＰＩ）をス
テップ１０６の第２の目標値発生処理により定数メモリ
３４から発生させる。また、ステップ１０２において検
出した現在の圧縮路υ葡内圧Ｐｃに対しエンジンの熱効
率が最良となるような筒内最高圧の目標値ｐｍｘ（Ｐｃ
）をスッテプ１０７の第３の目標値発生処理により定数
メモリ３４から発生させる。

次に演算処理装置３０はステップ１０８の補正係数発生
処理において、機関室温センサ３９によって検出された
機関室温ｔに応じて前記目標値Ｐｍｘ（Ｎ）およびＰｍ
ｘ（ＰＩ）を補正するだめの補正係数Ｋｔを定数メモリ
３４から発生させ、ステップ１０９および１１００乗算
処理において目標値Ｐｍｘ（Ｎ）およびＰｍｘ（ＰＩ）
に対して補正係数Ｋｔを乗算するととによって補正する
。

この後、演算処理装置３０はステップ１１１の最小値選
択処理において、補正された目標値Ｋｔ・Ｐｍｘ（Ｎ）
およびＫｔＰｍｘ（ＰＩ）と第３の目標値Ｐｒｎｘ（Ｐ
ｃ）との３つの目標値のうち最小値を選択し、この最小
値を現在の運転条件（負荷１機関室温度および燃料性状
）において熱効率を最良とするための筒内最高圧の目標
値Ｐｍｘａとして決定する。

すなわち、一般にディーゼルエンジンにおいては、機関
室温度が所定温度であり、かつ、全負荷時および規定の
性状の燃料を使用している時のみ、筒内最高圧を許容限
界まで高くして熱効率が最大となるように燃料噴射時期
を設定しているだめ、部分負荷時や性状の悪い燃料を使
用した場合、あるいは機関室温度が上昇した場合には筒
内最高圧。

平均有効圧が低下し、熱効率も低下するようになる。そ
こで、ここでは回転数Ｎ、平均有効圧Ｐ１を現在の運転
条件を表わす因子として検出し、これらの因子によシ筒
内最高圧がエンジンの設計上許容される範囲内で、熱効
率が最良となる圧１で高くなるように燃料噴射開始時期
を制御するため回転数Ｎおよび平均有効圧Ｐ１をそれぞ
れパラメータとする筒内最高圧の目標値Ｐｍｘ（Ｎ）、
Ｐｍｘ（ｐｔ）を発生させる。同時に、現在の機関室温
度を検出し、機関室温度が上昇するに従って前記目標値
Ｐｍｘ（Ｎ）およびＰｍｘ（Ｐｉ）を大きな値とするよ
うに補正する。

一方、現状のディーゼルエンジンにおいて筒内最高圧の
限界は機械的強度等の理由によυ、圧縮路シ時の筒内圧
のほぼ１．６倍程度以下に抑える必要があるため、圧縮
終り時の筒内圧Ｐｃを検出し、この筒内圧Ｐｃにおいて
許容される筒内最高圧の目標値（限界値）Ｐｍｘ（Ｐｃ
）を発生させる。そして、このようにして発生させた３
つの目標値ＫＬ・Ｐｍｘ（Ｎ）、ＫＩＰｍｘ（Ｐｉ）、
Ｐｍｘ（Ｐｃ）のうち最小値を現在の運転条件において
熱効率を最良とするための筒内最高圧の目標値Ｐｍｘａ
として決定する。

この場合、回転数Ｎ、平均有効圧Ｐｉ、圧縮終り筒内圧
Ｐｃのそれぞれに対する筒内最高圧の目標値Ｐｍｘ（Ｎ
）　、Ｐｍｘ（Ｐｉ）、Ｐｍｘ（Ｐｃ　）の関係は、例
えば第８図〜第１０図に示すような関係に設定されこの
関係に対応した数値データが定数メモリ３４に予め記憶
されている。なお、第８図〜第１０図において縦軸およ
び横軸は全負荷時を１００チとして各値を表わしている
。

また、機関室温度ｔに対する補正係数Ｋｔの関係は、例
えば第１１図に示すような関係に設定され、この関係に
対応して補正係数Ｋｔが数値データとして定数メモリ３
４に予め記憶されている。

とのようにして筒内最高圧の目標値Ｐｍｘｉが決定する
と、演算処理装置３０．はステップ１１２の偏差処理に
おいて筒内最高圧の目標値Ｐｍ−ｘ　ａと現在値Ｐｍｘ
’ｂとの偏差を求める。すなわち、最小値選択処理にお
いて決定した目標値Ｐｍｘａと、筒内最高圧算出処理に
おいて算出した筒内最高圧の玩在値Ｐｍｘｂとの偏差Ｐ
ｄｅｖを求める。これにょシ、現在の筒内最高圧Ｐｍｘ
ｂを変化させるべき増減値がわかる。そこで、演算処理
装置３ｏはステップ１１３の噴射開始時期修正量算出処
理において、第１２図に示すような関係に設定され、定
数メモリ３４に数値データとして記憶されている偏差Ｐ
ｄｅｖに対する噴射開始時期修正用のアクチュエータ位
置修正量データＤＡＰ　ａｄ　ｊに基づき、偏差Ｐ　ｄ
ｅｖに対応したアクチュエータ位置修正量ＡＰａｄｊを
算出する。この後、ラックバ−位置センサ４２からラッ
クバー６４の現在位置を検出し、この現在位置が前記修
正量ＡＰ　ａｄ　ｊ　　に対応する距離だけ移動するま
でモータ４１を回転させる。これによシ、ラックバー６
４が移動してアクチュエータ４０内のストッパネジ６５
の位置が移動し、副シリンダ内のピストンの行程容精が
変更される。

この結果燃料噴射開始時期が変更され、筒内最高圧は目
標値Ｐｍｘａに高められる３、すなわち、燃料噴射開始
時期は、現在の運転条件における筒内最高圧の目標値Ｐ
ｍｘａに基づき機関の熱効率が最良となる時期に制御さ
れる。

この場合、モータ４１の１回転に対するラックバ−の移
動量あるいはストッパネジ６５の位置移動量は予め計測
しておくことができるため、ステップ１１３において算
出したアクチュエータ位置修正量データＤＡＰａｄｊに
対するモータ４１の回転回数データを定数メモリ３４に
予め記１意させておけば、このデータＤＡＰａｄｊに対
する回転回数データを読出してモータ４１の回転回数を
制御することにより、燃料噴射開始時期を目標とする時
期に制御できる。このようにした場合にはラックバ−位
置センサ４２を省くことができる。

このようにして燃料噴射時期を制御した後、演算処理装
置３０はステップ１１４の掃気孔開時節内圧算出処理に
おいて、クランク角度算出処理において算出されたクラ
ンク角度が掃気孔開時のクランク角度を示す値になった
時、筒内圧センサ３７によって検出された筒内圧Ｐｃｏ
に基づき掃気孔開時の筒内圧Ｐｃ５ｂを検出する。同様
に、ステップ１１５の掃気孔開時掃気圧算出処理におい
て、掃気圧センサ３８によって検出された掃気圧Ｐｐ、
に基づき掃気孔開時の掃気圧ＰＳｏを検出する。

次に、演算処理装置３，０はステップ１００において検
出した現在の回転数Ｎに対しエンジンの熱効率が最良と
なるような掃気孔開時節内圧の目標値Ｐｃ５（Ｎ）をス
テップ１１６の第４０目柳値発生処理により定数メモリ
３４から発生させる。同様に、ステップ１０４において
算出した平均有効圧Ｐ１に対しエンジンの熱効率が最良
となるような掃気孔開時節内圧の目標値Ｐｅａ（Ｐｌ）
をステップ１１７の第５の目標値発生処理によυ定数メ
モリ３４から発生さぜる。また、ステップ１１５におい
て検出した掃気孔開時の掃気圧Ｐｓｏに対しエンジンの
熱効率が最良となるような掃気孔開時筒内圧の目標値Ｐ
ｃ５（Ｐｓｏ）をステップ１１８の第６の目標値発生処
理によυ定数メモリ３４から発生させる。

次に、演算処理装置３０はステップ１１９の最大値選択
処理において３つの目標値Ｐｃ５（Ｎ）　。

Ｐｃ５（ＰＩ）　、　Ｐｃ５（Ｐｓｏ）のうち最大値を
選択し、この最大値を現在の運転条件（負荷および燃料
性状）において熱効率を最良とするだめの掃気孔開時節
内圧の目標値Ｐｃ５ａとして決定する。

すなわち、一般にディーゼルエンジンにおいては、全負
荷時および規定の性状の燃料を使用している時のみ、掃
気孔開時の筒内圧を許容限界まで高くして熱効率が最大
となるように排気弁の開弁時期を設定しているため、部
分負荷時や性状の悪い燃料を使用した場合には平均有効
圧や掃気孔開時の筒内圧が低下し、熱効率も低下するよ
うになる。

そこで、ここでは掃気孔開時の筒内圧がエンジンの設計
上許容される範囲内で、熱効率が最良となる圧まで高く
なるように排気弁の開弁時期を制御するため、まず回転
数Ｎ、平均有効圧Ｐｉを現在の運転条件を表わす因子と
して検出し、これらの因子をそれぞれパラメータとして
掃気孔開時節内圧を可能な限シ高くする掃気孔開時節内
圧の目標値Ｐｃ５（Ｎ）　、　Ｐｃ５（ＰＩ）を発生さ
せる。同時に、ディーゼルエンジンにおいて掃気孔開時
節内圧は、掃気の逆流を防ぐために掃気孔開時の掃気圧
より低くしなければならないという条件があるため、前
記２つの目標値とともに現在の掃気圧Ｐ８の条件におい
て許容される掃気孔開時の筒内圧の目標値（限界値）　
Ｐｃｓ　（Ｐｓｏ）を発生させる。ぞして、とのように
して発生させた３つの目標値Ｐｃ！！（Ｎ）Ｐｃｓ（Ｐ
　Ｉ　）　、　Ｐｃｓ（Ｐｇｏ）のうち最大値を現在の
運転条件において熱効率を最良とするだめの掃気孔開時
の筒内圧の目標値Ｐｃ５ａとして決定する。

この場合、回転数Ｎ、平均有効圧Ｐｊおよび掃気孔開時
節内圧Ｐｓｏのそれぞれに対する掃気孔開時節内圧の目
標値Ｐｃ５（Ｎ）　、　Ｐｃ５（ＰＩ）　、　Ｐｅ＠（
Ｐｓｏ）の関係は、例えば第１３図〜第１５図に示すよ
うな関係に設定され、この関係に対応した数値データが
定数メモリ３４に予め記憶されている。なお、第１３図
〜第１５図において縦軸および横軸は全負荷時を１００
係として各値を表わしている。

このようにして掃気孔開時節内圧の目標値Ｐｃ５ａが決
定すると、演算処理装置３０はステップ１２０の偏差処
理において目標値Ｐｃ５ａと現在値Ｐｃ５ｂとの偏差を
求める。すなわち、最大値選択処理において決定した目
標値Ｐｃ５ａと、掃気孔開時節内圧算出処理において算
出した掃気孔開時節内圧の現在値Ｐｃ５ｂとの偏差Ｐｄ
ｅｖ２を求める。これにより、掃気孔開時節内圧の現在
値Ｐｃ５ｂを変化させるべき増減値がわかる。そこで、
演算処理装置３０はステップ１２１の開弁時期修正量算
出処理において、第１６図に示すような関係に設定され
、定数メモリ３４に数値データとして記憶されている偏
差Ｐｄｅｖ２に対する開弁時期修正用のアクチュエータ
位置修正量データＤＡＰａｄｊ！に基づき、偏差Ｐｄｅ
ｖ”に対応したアクチュエータ位置修正量ＡＰａｄｊ”
を算出する。

この後、ラックバ−位置センサ４５からランクバー５８
の現在位置を検出し、この現在位置が前記修正量ＡＰａ
ｄｊ″に対応する距離だけ移動する寸でモータ４４を回
転させる。これにより、ラックバー５８が移動してアク
チュエータ４３内のストッパネジ５９の位置が移動し、
副シリンダ内のピストンの行程容積が変更される。この
結果排気弁の開弁時期が変更され、排気孔開時筒内圧は
目標値Ｐ　ｃｓａに高められる。すなわち、排気弁の開
弁時期は、現在の運転条件において機関の熱効率が最良
となるように目標値Ｐｃ５ａに対応した時期まで遅らさ
れる。

この場合、モータ４４の１回転に対するラックバーの移
動量あるいはストッパネジ５９の位置移動量は予め計測
しておくことができるため、ステップ１２１において算
出したアクチュエータ位置修正量データＤＡＰ　ａｄ　
ｊ’に対するモータ４４の回転回数データを定数メモリ
３４に予め記憶させておけば、このデータＤＡＰａｄｊ
”に対する回転回数データを読出してモータ４４の回転
回数を制御することにより、排気弁の開弁時期を目標と
する時期に制御できるっこのようにした場合にはラソク
ハー位置センサ４５を省くことができる。

演算処理装置３０は以上のようにして燃料噴射時期およ
び排気弁の開弁時期を制御するが、この制御によって平
均有効圧Ｐ１などの各圧鵡用側へ移行される。すると、
演算処理装置３０はこの新たな平均有効圧Ｐ１などの各
圧をパラメータとして同様な制御を繰り返し行うように
なる。この結果、燃料噴射開始時期と排気弁の開弁時期
は、最終的には現在の回転数Ｎや機関室温度および燃料
性状において熱効率が最良となる時期に最適化される。

このように燃料噴射開始時期および排気弁の開弁時期の
両方を同時に制御することＫより、両者による相乗効果
が充分発揮され、現在の負荷や機関室温度などの運転条
件において最小の燃料消費量で運転することができる。

ところで、以上においてはシリンダが単一のエンジンを
想定して説明したが、複数のシリンダを有スるエンジン
においても同様に実施できるものである。また、燃料噴
射開始時期および排気弁の開弁時期を制御するアクチュ
エータには、ビニオンとラックの機構を用いているが、
ストッパネジをモータによって直接動かすようにしても
よい。

さらに、マイクロコンピユータ等のディジタル演算処理
装置によって各種の演算処理および制御を行っているが
、演算内容に応じた専用の回路を組合せて構成するよう
にしても良い。

さらに、第５図においては目標値、Ｐｍｘ（Ｎ）および
Ｐｍｘ（ＰＩ）を乗算処理によって補正しているが、定
数メモリ３４に対し所定温度間隔で目標値Ｋｔ・Ｐｍｘ
（Ｎ）　、　Ｉ（ｔ−Ｐｒｎｘ（Ｐ　ｌ　）を記憶させ
ておくことにより、第１および第２の目標値発生処理１
０５゜１０６においては回転数Ｎおよび機関室温度の両
方に応じた目標値を直接発生するようにしても良い。

以上の説明から明らかなように本発明によれば、機関室
温度などの運転条件に応じて燃料消費量を最小とするだ
めの制御を迅速に、かつ高精度で自動的に行うことがで
き、省燃費化を図る上で優れだ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は従来装置の一例を示す図、第５図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第６図はその外
観図、第７図は制御に用いる各種演算処理の流れを示す
フロー図、第８図〜第１６図は制御に用いる各称定数と
変数との関係の−ｆ１を示す図である。 ３０・・・・演算処理装置、３１・・・・プログラムメ
モリ、３３・・・・キーボード、３４・・・・・定数メ
モリ、３５・・・・入力回路、３６・・・・回転マーク
センサ、３７・・・・筒内圧センサ、３８・・・・掃気
圧セン−９−１４０・・・・噴射時期制御アクチュエー
タ、４１．４４・・・・モータ、４３・・・・開弁時期
制御アクチュエータ、５０・・・・回転体、５５．５９
・・・・ストッパネジ。 特許出願人　三井造船株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料ポンプに設けられた副シリンダ内のピストンの行程
   容積の可変により燃料噴射時期が制御可能に構成された
   燃料噴射装置と、油圧アクチュエータに設けられた副シ
   リンダ内のピストンの行程容積の可変により開弁時期が
   制御可能に構成された油圧管制排気弁と、内燃機関の回
   転数を検出する回転数検出手段と、１機関サイクルにお
   ける平均有効圧を検出する平均有効圧検出手段と、圧縮
   行程終了時の筒内圧を検出する第１の圧力検出手段と、
   １機関サイクルにおける筒内最高圧を検出する第２の圧
   力検出手段と、掃気圧を検出する第３の圧力検出手段と
   、筒内圧を検出する第４の圧力検出手段と、機関室温度
   を検出する温度検出手段と、前記回転数および機関室温
   度の検出値に対する筒内最高圧の目標値を発生する第１
   の目標値発生手段と、前記平均有効圧および機関室温度
   の検出値に対する筒内最高圧の目標値を発生する第２の
   目標値発生手段と、前記圧縮行程終了時の筒内圧の検出
   値に対する筒内最高圧の目標値を発生する第３の目標値
   発生手段と、前配回転数の検出値に対する掃気孔開時の
   筒内圧の目標値を発生する第４の目標値発生手段と、前
   記平均有効圧の検出値に対する掃気孔開時の筒内圧の目
   標値を発生するｆ５５の目標値発生手段と、前記掃気圧
   の検出値に対する掃気孔開時の筒内圧の目標値を発生す
   る第６の目標値発生手段と、前記３つの筒内最高圧の目
   標値のうち最小値と前記筒内最高圧の検出値との偏差を
   演算し、この演算値に応じて前記燃料噴射装置における
   副シリンダ内のピストンの行程容積を制御する第１の制
   御手段と、前記３つの掃気孔開時の筒内圧の目標値のう
   ち最大値と前記掃気孔開時の筒内圧の検出値との偏差を
   演算し、この演算値に応じて前記油圧アクチュエータに
   おける副シリンダ内のピストンの行程容積を制御する第
   ２の制御手段とを備え、機関回転数および機関室温度に
   応じて燃料噴射開始時期および排気弁開弁時期を制御す
   るようにした燃料消費量自動制御装置。