JPS6321023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射時期
の制御装置に関する。 〔従来の技術及び問題点〕 デイーゼルエンジンの燃料噴射時期制御は、従
来、機械的な制御が主として行われていたが、機
械的な制御では各運転条件に応じて最適な燃料噴
射時期に制御することは困難である。そこで、特
開昭54−113728号ではエンジン回転数、負荷、水
温、吸入空気温度等の各運転条件に応じて燃料噴
射時期の目標値を算出し、実際の燃料噴射時期が
この目標値と一致するようにフイードバツク制御
することを提案している。 この従来技術では燃料噴射時期を入力軸の位置
に応じたパルス信号と出力軸の位置に応じたパル
ス信号との位相処理によつて算出しているため、
構成的に複雑になる。また、従来技術では各運転
条件で燃料噴射時期の目標値をどのように算出す
るかについては具体的には説明がない。そこで、
この発明では、燃料噴射時期の制御を簡便にする
とともに燃料噴射時期の目標値を効率的に算出す
る点に関して従来技術の改善を図ることを目的と
する。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明のデイーゼルエンジンの燃料噴射時期
制御装置は、第１３図に示すように、燃料圧力に
よつて燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御
部材８５と、電気信号によつて駆動され、該電気
信号に応じて前記燃料噴射時期制御部材８５にか
かる燃料圧力を制御するアクチユエータ８６と、
燃料噴射時期制御部材８５にかかる燃料圧力を実
測するセンサ手段８７と、燃料噴射時期の実測値
と目標値との差を算出し、その差が解消するよう
に前記アクチユエータへの制御信号を制御するフ
イードバツク手段８８と、デイーゼルエンジンの
負荷及び回転数の組合せから決まる燃料噴射時期
の基準値を格納しておく記憶手段８９と、負荷及
び回転数の現在値より前記記憶手段を利用して燃
料噴射時期の基準値を補間演算する燃料噴射時期
基準値算出手段９０と、EGR率、エンジン各部
の温度、吸入空気圧力等の補助条件毎に設置さ
れ、夫々がその補助条件に応じた燃料噴射時期補
正値を記憶する記憶手段９１ａと、補助条件の現
在値に応じた燃料噴射の補正値を補正値記憶手段
を利用して補間演算する燃料噴射時期補正値算出
手段９１ｂとからなる補助条件補正手段９１と、
燃料噴射基準値算出手段９０が算出する燃料噴射
時期基準値と、各補正手段９１が算出する燃料噴
射時期補正値とからフイードバツク手段８８への
目標燃料噴射時期を算出する目標燃料噴射時期算
出手段９２とから構成される。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例によつて詳細に説明する
と、第１図においてデイーゼル機関に空気クリー
ナ１と、吸気管３と、エンジン本体５と、排気管
６とを備え、エンジン本体５内にピストン７が設
けられ、ピストン７の上方に燃焼室８があり、燃
焼室８には対応する燃料噴射弁９からの燃料が吸
気管からの空気と一緒に導入される。１０は排気
ガス再循環通路であり、吸気管３との結合部に制
御弁（EGR弁）１１が設けられ、ダイヤフラム
１３でEGR率を制御する。 尚ダイヤフラム１３には図示しない負圧源（例
えば負荷ポンプ）からの作動負圧が作用してい
る。 燃料噴射ポンプは第２図の様に所謂、分配式で
ある。即ち、プランジヤ１３の一端にフエイスカ
ム１５を設け、一方、ハウジング１７にローラリ
ング１９を設け、ローラリング１９上にカムロー
ラ２１を取付けている。ドライブ軸２３の一回転
中にローラ２１とカム１５との協働作用でプラン
ジヤ１３はエンジンの気筒の数だけ左右に往復
し、ポンプ室２５内の燃料を吐出室２７に吸引し
引続いて圧縮する。圧縮された燃料はプランジヤ
１３内の通路２８及び通路２９を経て矢印ｑの如
く第１図の燃料噴射弁９に至る。尚、軸２３上に
ベーン３１が設けられ、燃料タンクより矢印ａの
如く導入された燃料を矢印ｂの如くポンプ室２５
内に充満させる。 プランジヤ１３上にスピルリング３３が設けら
れ、プランジヤ内のスピル通路３４が開放される
時期、換言すれば、プランジヤの有効ストローク
を制御する。スピルリング３３はテンシヨンレバ
ー３９、メインスプリング４１を介して、アジヤ
ステイングレバー４３に連結し、アクセルペダル
の踏み込みに応じスピルリング３３の位置制御を
行なう。スピルリング３３は更に、コントロール
レバー４４を介しガバナスリーブ４５に連結して
いる。かくして、フライウエート４６の速度に応
じたスピルリング３３の位置制御が行なわれる。 第１図に示すようにローラリング１９はコネク
テイングロツド４７によつてタイマピストン４８
に連結される。タイマピストン４８の一側空間４
９は通路５０を介し、ポンプ室２５に通じ、一
方、その反対側の空間５２はばね５３が設けられ
る。そのため、ローラリング１９の角度位置、換
言すれば燃料噴射時期は空間４９に働くポンプ室
２５の内圧によつて、第３図のように制御され
る。 本発明の燃料噴射時期制御は、回転数及び負荷
で定まる各運転条件に対して、燃料噴射時期の代
表値であるポンプ室２５の内圧を記憶しておき、
運転中にその運転条件に即した燃料噴射時期をフ
イードバツクすることにある。そして、EGR率、
エンジン温度、吸入空気密度、吸入空気温度等に
よる燃料噴射時期の補正値も計算し、より一層の
精密制御を図る。 以下、更に詳しく説明すると、５４は本発明の
制御を行なうコンピユータで、入力部５５と、演
算部５７と、メモリ５９，６１と、比較部６２
と、出力部６３とより成る。メモリ５９には後述
のように回転数及び負荷の複数の組合せに応じた
燃料噴射時期がポンプ室圧力の形でマツピングさ
れている。 一方、メモリ６１にはEGR率、エンジン温度
吸入空気圧力、吸入空気温度といつた各因子によ
るポンプ室圧力の補正値がマツピングされてあ
る。 入力部５５には次のような各センサからの信号
が入力する。 ６４はエンジン回転数センサでクランク軸等に
設けたガバナギヤ６５の凹凸に応じたパルスを発
生する。 エンジンの負荷は、差動トランス式スピルリン
グ変位センサ６６にて検出される。即ち、第２図
の如くこれは、噴射ポンプヘツドに装着されたセ
ンサ本体６７と、スピルリング３３に固装した検
出棒６８とを有し、検出棒６８はセンサ本体６７
の先端のコイル部６７１内に挿入して構成する。
検出棒６８の位置によつて検出部６７１のインダ
クタンスが変化し、かくして、スピルリング３３
の位置、換言すれば、燃料噴射量Ｑが制御され
る。尚、第４図に各回転数Nm−１、Nm、Nm
＋１において、センサ出力と噴射量Ｑの関係を示
す。 本発明では、ポンプ室の圧力の計算値と実測値
とを一致するようフイードバツク制御するが、こ
の実測のため圧力センサが機能する。圧力センサ
７０はポンプ室２５内の圧力を検知し、これを入
力部５５に送る。 エンジンからの要求噴射時期は、回転数負荷に
より定まる基本的運転条件のみでなく、その他エ
ンジン暖機状態、吸入空気温度、EGR、吸入空
気密度によつても変化する。この補正のため、入
力部５５に次のようなセンサ群が接続される。 ７２は燃焼室壁温センサで、エンジンの暖機状
態を電気的に検出する。吸入空気温は吸気管３に
装着した吸気温センサ７７で、又、空気密度は吸
気管３に装着した吸気圧センサ７６と前記吸気温
センサ７７とにより、各々、電気的に検出され
る。又、EGR率はEGR弁１１のダイヤフラム１
３の位置を差動トランス式のダイヤフラム変位セ
ンサ７８にて電気的に検出し、入力部５５に送
る。 本発明では各運転条件における燃料噴射時期に
対応する目標値として、ポンプ室内圧をコンピユ
ータで計算し、これに一致するよう内圧の制御を
行なうのであるが、ポンプ室２８の圧力制御は熱
料ブリード弁８０によつて行なう。弁８０はソレ
ノイド８２に働く電磁力によつてその開量、即
ち、ポンプ室２５から弁座８４を介しブリード口
８３に燃料が導びかれ結果としてポンプ室２５に
導入される空気量が変化し、かくして、ポンプ室
２５の圧力が制御される。そして、コンピユータ
制御を行なうため、ソレノイド８２は出力部６３
に接続している。 以下制御コンピユータ５４の作動をフローチヤ
ートによつて説明する。 第５図のフローチヤートにおいて、ステツプ
100でコンピユータの計算が開始し、102でイニシ
ヤライズ処理される。104のステツプはエンジン
の運転中か否かの判断である。 106のステツプでは、回転数センサ６４及び負
荷センサ６６からの信号が入力する。 108では、回転数センサ及び負荷センサ６６か
らの回転数Ｎ、負荷Ｑの信号に基づさ、これに見
合つた基準目標値Ａ（実際はポンプ室２５の圧力）
が計算される。この計算ステツプを第６図で分解
して説明すると、まず、第１図のメモリ５９には
第７図のように各回転数Nn及び負荷Qmに対し
目標値Amnがマツピングされている。ステツプ
1081ではセンサ６４で検知された回転数Ｎがどの
マツピング間に位置するかを検出する。同様に
1082では検知された負荷がどのマツピング値間に
位置するかを見る。1083のステツプでは比例配分
によつて検知した回転数Ｎに対する目標値Ａの計
算を行なう。 再び第５図のフローチヤートに戻ると、110の
ステツプではEGR率θの検知信号がセンサ７８
から入力する。 112のステツプではEGRが行なわれているか否
か判断し、NOであれば補正が不要なので補正値
ΔA₁は０とする。一方、YESであれば、114のス
テツプでΔA₁を計算する。この114のステツプは、
第８図に分解して示す。即ち、メモリ６１には下
表に、

〔発明の効果〕

この発明では燃料圧力で動く燃料噴射時期制御
部材（タイマピストン４８）を設け、これに加わ
る圧力をセンサ７０で実測するとともに圧力目標
値を算出し、両者を一致するようにフイードバツ
ク制御することにより簡単な構造で正確な燃料噴
射時期制御が実現する。そして、圧力目標値の算
出を回転数及び負荷で決まる基本的な値を記憶す
るメモリより補間により行い、一方EGR率によ
る燃料噴射時期の補正値の値もメモリに記憶して
おき、補間によりそのときの補正値を算出してい
るため、その運転条件における最適な燃料噴射時
期目標値を正確に算出することができ、圧力フイ
ードバツク制御と組み合わせることによりデイー
ゼルエンジンにおける最適燃料噴射時期制御が実
現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデイーゼル機関を示す図、第
２図は、第１図の略々−線に沿う燃料噴射ポ
ンプの軸方向断面図。第３図はポンプ内圧と噴射
時期との関係グラフ。第４図は、負荷検知センサ
の特性図。第５図は、本発明の制御方法のフロー
チヤート図。第６図は、第５図のステツプ108の
詳細図。第７図は、回転数、負荷に対する基準目
標値のマツピング図。第８図は、第５図のステツ
プ114の詳細図。第９図は、第５図のステツプ120
の詳細図、第１０図は、回転数Nn、温度Tnに対
する補正値Cmnのマツピング図。第１１図は第
５図の126のステツプの詳細図。第１２図は、回
転数Nnと吸入空気量変化量Emとに対する補正値
dmnのマツピング図。第１３図はこの発明の構成
を示す図。 ５４……コンピユータ、５５……入力部、５
９，６１……メモリ、６３……出力部、６４……
回転数センサ、６６……負荷センサ、７０……ポ
ンプ内圧センサ、７２……燃焼温センサ、７６…
…吸気圧センサ、７７……吸入空気温センサ、７
８……EGR率センサ、８０……燃料ブリード弁、
Ｎ……エンジン回転数、θ……EGR率、Ａ……
基準目標値、Ｔ……チヤンバー温度、Ｐ……吸入
空気圧力、A′……目標値、ｔ……吸入空気温度、
Ｂ……フイードバツク値、P₀，t₀……基準吸入空
気圧力・及び温度、K₁，k₂，k₃……定数、Ｇ…
…燃料ブリード弁作動時間相当電気的エネルギ計
算値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 以下の構成要素から成るデイーゼルエンジン
   の燃料噴射時期制御装置、 燃料圧力によつて燃料噴射時期を制御する燃料
   噴射時期制御部材、 電気信号によつて駆動され、該電気信号に応じ
   て前記燃料噴射時期制御部材にかかる燃料圧力を
   制御するアクチユエータ、 燃料噴射時期制御部材にかかる燃料圧力を実測
   するセンサ手段、 燃料噴射時期の実測値と目標値との差を算出
   し、その差が解消するように前記アクチユエータ
   への制御信号を制御するフイードバツク手段、 デイーゼルエンジンの負荷及び回転数の組合せ
   から決まる燃料噴射時期の基準値を格納しておく
   記憶手段、 負荷及び回転数の現在値より前記記憶手段を利
   用して燃料噴射時期の基準値を補間演算する燃料
   噴射時期基準値算出手段、 EGR率、エンジン各部の温度、吸入空気圧力
   等の補助条件毎に設置され、夫々がその補助条件
   に応じた燃料噴射時期補正値を記憶する記憶手段
   と、補助条件の現在値に応じた燃料噴射の補正値
   を補正値記憶手段を利用して補間演算する燃料噴
   射時期補正値算出手段とからなる補助条件補正手
   段、及び、 燃料噴射基準値算出手段が算出する燃料噴射時
   期基準値と、各補正手段が算出する燃料噴射時期
   補正値とからフイードバツク手段への目標燃料噴
   射時期を算出する目標燃料噴射時期算出手段。