JP2672087B2 - デイーゼル機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

デイーゼル機関の燃料噴射制御装置

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JP2672087B2
JP2672087B2 JP61075083A JP7508386A JP2672087B2 JP 2672087 B2 JP2672087 B2 JP 2672087B2 JP 61075083 A JP61075083 A JP 61075083A JP 7508386 A JP7508386 A JP 7508386A JP 2672087 B2 JP2672087 B2 JP 2672087B2
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富夫 伊藤
敦則 橋本
紳一郎 岡山
真人 長砂
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディーゼル機関の燃料噴射制御装置に関
し、詳しくはアイドル回転の安定化を目的とした制御装
置の改良技術に関する。 (従来の技術) ディーゼル機関のアイドル回転速度は運転環境に影響
されやすく、機関冷却水やオイルの温度、吸気温度、燃
料性状、その他経時的に変化する要因等により大幅に変
動する。 これに対して、例えば特開昭56−101059号公報、同57
−105550号公報等に見られるように、燃料噴射ポンプの
制御系を電子化したものが知られており、これによれば
安定したアイドル運転が可能である。 すなわち、この種の制御装置に用いられる燃料噴射ポ
ンプは、その燃料噴射量を加減するための機構にパルス
モータなどからなる駆動手段が設けられており、電気的
な制御信号に基づいて燃料噴射量を精密に制御しうるよ
うになっているため、機械制御式の噴射ポンプでは困難
なアイドル回転の自動制御も容易に実現でき、具体的に
はアイドル回転速度の目標値からのずれをフィードバッ
クして燃料噴射量を加減することにより運転環境の変動
にかかわらず常にアイドル回転速度を一定に保つことが
できる。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、こうした従来の噴射制御装置にあって
は、アイドル運転時の燃料噴射量が予め定められてお
り、アイドル回転速度が目標値からずれたときにその都
度燃料噴射量の不足分または過剰分を補正して回転を一
定に保つようになっていたため応答性が不充分であっ
た。つまり、定常的なアイドル運転のときには確かに安
定性が発揮されるものの、一度アイドル状態から離れる
と、その後アクセラレータが戻されたときには再び当初
のアイドル燃料噴射量から補正がなされることになるた
め制御が遅れることがあり、アイドル回転のアンダーシ
ュートやハンチング、さらにはストールを起こすおそれ
があった。 本発明はこのような従来の問題点を解消することを目
的としている。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明では、第1図に示す
ように、燃料噴射量が電気的な制御信号に基づいて可変
制御される燃料噴射ポンプを備えたディーゼル機関101
において、機関回転速度を検出する回転速度検出手段10
2と、アイドル運転状態を検出するアイドル検出手段103
と、前記各検出手段と協働してアイドル運転時の実機関
回転速度と目標値との差が減少する方向に基本燃料噴射
量Qに対する補正量ΔQを増減して供給燃料量をフィー
ドバック制御する制御手段104と、前記基本燃料噴射量
Qを、前記補正量ΔQが燃料噴射量増大方向に所定値を
超えたときには増大させ、補正量ΔQが燃料減少方向に
所定値を超えたときには減少させることにより、補正量
ΔQが常に所定値以内となるように基本燃料噴射量Qを
学習補正する噴射量設定手段105とを設けた。 (作用) 上記構成に基づき、制御手段104は常に噴射量設定手
段105を介しての補正後の基本噴射量Qを初期値として
補正量ΔQを増減することによりアイドル回転制御を行
い、またこの補正量ΔQが所定値内に収まるように基本
燃料噴射量Q自体が学習補正される。従って、アイドル
回転速度は機関のフリクションの大小や経時変化等の回
転速度変動要因に対応して目標とする回転速度に速やか
に制御され、負荷が加わった状態からアイドル運転に戻
った当初においても回転の低下やストールを起こすおそ
れがなく、その逆にアイドル運転から負荷運転に移行す
るときもトルクの低下などを起こすことなく、滑らかな
運転性ないし加速性が発揮される。 (実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。 第2図は本発明の実施例の機械的構成を、第3図は同
じく制御系統の動作内容を表す流れ図である。 第2図において、1はエアクリーナ、2は吸気管、3
は主燃焼室、4は渦流室、5はグロープラグ、6は噴射
ノズル、7は燃料噴射ポンプ、8は排気管、9は吸気絞
り弁、10は前記絞り弁9を開閉駆動する負圧駆動装置、
11は排気還流量を制御するEGR制御弁、12は前記EGR制御
弁11を開閉駆動する第2の負圧駆動装置、13A,Bは前記
負圧駆動装置11,12へと供給する負圧をデューティー比
制御する電磁弁、14は前記負圧の供給源となるバキュー
ムポンプ、15は前記バキュームポンプ14の発生負圧を一
定化する定圧弁である。なお、前記燃料噴射ポンプ7は
燃量噴射量を電気的な信号に基づいて制御しうるように
構成された周知の分配型噴射ポンプであり、例えばその
負荷制御レバーないしはコントロールスリーブを駆動す
るサーボモータ(図示せず)に対し、サーボ回路18を介
してレバー位置制御信号OC4が付与され、これに応じて
燃料噴射量が可変制御される点で機械制御式のものと異
なる。 16はバッテリ、17はグロープラグ5への通電を制御す
るグローリレー、18は上述の通り噴射ポンプ7の燃料噴
射量を制御するサーボ回路、19はグロープラグ5への通
電状態を表示するグローランプである。 20はアクセルペダルの踏み込み角度に対応したアクセ
ル位置信号IS1を出力するアクセル位置センサ、21はク
ランク角の基準位置(例えば120度)毎に基準パルスIS2
を、単位角度(例えば1度)毎に単位パルスIS3を各々
出力する回転センサ、22は変速機がニュートラル位置に
あることを検知してニュートラル信号IS4を出力するニ
ュートラルスイッチである。この他に、図示しないがク
ラッチのオンオフに応じた信号を出力するクラッチスイ
ッチが設けられ、これと前記アクセル位置センサ20とニ
ュートラルスイッチ22とが第1図のアイドル検出手段10
3に、また回転センサ21が同じく回転速度検出手段102に
各々相当する。 23は車両の走行速度に応じた車速信号IS5を出力する
車速センサ、24は機関冷却水温に応じた温度信号IS6
出力する温度センサ、25は噴射ノズル6が燃料噴射を開
始する毎に噴射開始信号IS7を出力するリフトセンサ、2
6は大気の温度と圧力に応じた大気密度信号IS8を出力す
る大気密度センサである。 さらに、27は上記各種の信号に基づき所定の制御信号
を出力してEGR率及び燃料噴射量を制御する制御装置
で、CPU28、ROM20、RAM30、I/Oインターフェイス31等か
ならるマイクロコンピュータとして構成され、第1図の
制御手段104とアイドル噴射量設定手段105の機能を包含
している。 この制御装置27は、電磁弁13A,Bに対してそれぞれパ
ルス信号である絞り弁開度制御信号OS1とEGR制御信号OS
2を出力し、これらのパルス信号のデューティー比を変
えて電磁弁13A,Bの実効開度を変化させることにより吸
気絞り弁9とEGR制御弁11の開度を連続可変的に制御す
る。前記デューティー比はテーブル形式で予めROM29に
記憶されており、アクセル踏角(IS1)と機関回転速度
(IS2またはIS3)とからテーブルルックアップによりデ
ューティー比の指令値を求め、これに必要に応じ水温や
大気密度から補正を加えて電磁弁13A,Bに出力する。 一方、燃料噴射量制御であるが、これも基本的には上
記と同様であり、第4図のようにROM29に形成された指
令値(レバー位置制御信号OS4)のテーブルを機関運転
状態に応じて読みだし、これをサーボ回路18に付与して
燃料噴射ポンプ7の燃料噴射量を制御する。この場合、
燃料噴射ポンプ7からサーボ回路18へと実際のレバー位
置を示すレバー位置信号IS9をフィードバックして精度
の高い噴射量制御を図っている。 なお、制御装置27は上記の他に、機関停止操作時に燃
料噴射ポンプ7への燃料供給を遮断する燃料カット信号
OS3、燃料噴射時期を制御する噴射時期制御信号OS5、暖
機運転時にグローリレー17の開閉を制御するグロー制御
信号OS6、グロー作動時にランプ19を駆動するモニタ信
号OS7等を出力する。 以上述べたところは周知のディーゼル機関用電子制御
燃料噴射装置と同様であるが、本発明では既述したよう
に所定のアイドル回転速度を確保するのに必要な燃料噴
射量として、常に補正後の燃料噴射量を設定する。ただ
し、この場合燃料噴射量は燃料噴射ポンプ7のレバー位
置で代表されるので、制御上はその実際位置を示すレバ
ー位置信号IS9について所定の初期値からのオフセット
量ΔS(電圧減少値)を付与して制御装置27に対する見
掛け上のレバー位置を変化させるとともに、このオフセ
ット量ΔSを増減補正した結果を新たなレバー位置の初
期値として噴射量を決定するようにしている。 次に、このようなアイドル回転制御の制御動作例の詳
細を第3図に沿って説明する。 この制御ではまず、回転センサ21からの信号IS2また
はIS3に基づいて算出した機関回転速度Neを所定の基準
値N0と比較して停止状態か否かを判定する(ステップ30
1)。Ne<N0のときは機関停止状態であり、このときオ
フセット量ΔSないし燃料噴射量Qを補正すると始動後
に燃料過多となってNeが上昇してしまうので、ΔSの補
正処理を迂回してステップ310以下の処理に進む。 これに対して、Ne≧N0のときは機関運転中であるとみ
なして、次にアイドル運転状態か否かを判定する(ステ
ップ302)、これは、アクセル位置センサ20及びニュー
トラルスイッチ22、クラッチスイッチ状態に応じて、例
えばアクセルオフで変速機がニュートラルであり、かつ
クラッチがつながれているときにはアイドル状態である
と判定する。もし非アイドル状態である場合は以下のΔ
Sの補正処理を迂回し、ステップ310以下の処理に進
む。 機関がアイドル状態である場合は、次に現在のアイド
ル噴射Qの補正値ΔQを所定の下限値A及び上限値Bと
比較する(ステップ303)。このとき、A<ΔQ<Bで
あれば、これは後述する噴射量補正の結果として既にア
イドル回転が目標値付近の許容範囲内に制限されている
ことを示しているので、ΔSの補正処理を迂回してステ
ップ310に進む。 これに対して、ΔQ≦Aのとき、これはレバー初期位
置からの減算値であるオフセット量ΔSが過小であり、
すなわちアイドル噴射量Qが多すぎてNeが目標アイドル
回転よりも大であることを示しているので、ΔSを増加
するためのステップ304以下の処理に進む。この処理で
は、制御の安定性を考慮して、まずタイマによりインタ
ーバル時間Tを積算し、これが所定値t以上となったと
きにTをリセットしたのち所定量だけΔSを増加する
(ステップ304〜306)。一方、ステップ303の判定にお
いてΔQ≧Bであれば、これはΔSが過大でその分だけ
Q過小でストールやハンチングを起こしやすくなるの
で、前記と同様にしてインターバル時間をとり、その後
所定量だけΔSを減じる(ステップ307〜309)。 次に、このようにして補正したΔSを現在のレバー位
置信号IS9から減してこれを新たにIS9とし、これと回転
速度Neとに基づいて第4図のように形成されたテーブル
から燃料噴射量Qを読みだす。前記テーブルに記録され
たQは実際にはレバー位置制御信号の基本値であり、こ
れに現在のアイドル燃料噴射量ΔQを加えたものをOS4
として燃料噴射ポンプ7に出力する(ステップ310〜31
2)。 最後に、上記の噴射量補正後のNeを検出し、これがア
イドル回転速度の目標値Niに一致するか否かを判定し、
Ne=Niであればそのまま1回の制御サイクルを終了して
初めの処理に戻る。また、もしNe<NiであればΔQを所
定量だけ増加し、Ne>Niであれば同じく減じてから初め
の処理に戻る(ステップ313〜315)。 以上の処理を要約すると、制御が反復される過程で気
温、水温等の要因が変化してアイドル回転速度が目標値
からずれると、これを補償するようにレバー位置の見掛
け上の位置が変化し、これに伴って制御装置27は目標値
に向かって回転速度が変化する方向にΔQを補正する。
この結果としてアイドル回転速度が目標値と一致する
と、そのときのΔQは、再び前記要因によりアイドル回
転速度が変化しない限り一定に保たれる。換言すると、
一度目標値通りのアイドル回転速度が得られるとアイド
ル燃料噴射量の適正値が記憶された状態となり、従って
要求負荷(レバー位置)が変動したのち再びアイドル状
態に復帰したときにも直ちに適量のアイドル燃料が噴射
される。このため、ストールやアンダーシュートを起こ
すことが無く、極めて安定したアイドル回転状態が得ら
れるのである。また、このように常にΔQがある程度小
さな値に収まるように基本となる噴射量Qが補正される
ので、負荷要求の増大によりアイドル運転状態から脱す
るときのトルク変化も少なく、それだけ滑らかな運転性
ないし加速性が得られる。 また、上記処理によれば補正量ΔQをフィードバック
してレバー位置のオフセット量を修正するので、レバー
位置を検出するためのセンサ等に取り付け誤差が有って
も、その取り付け誤差に原因する出力値のずれが自動的
に補正されるという利点が生じる。 (発明の効果) 以上の通り、本発明によれば、燃料、吸気、冷却水、
エンジンオイル等の温度やその他のアイドル回転速度の
変動要因に対応して基本燃料噴射量そのものを調整する
ことにより基本噴射量に対する補正量が常に所定の範囲
内にあるようにしたので、目標とするアイドル回転速度
への制御応答及び精度を向上させることができる。即
ち、本発明では基本燃料噴射量と補正量とを別個に演算
することから、走行後に再びアイドル運転状態に戻った
場合にも基本燃料噴射量に基づいて速やかに適切な燃料
を噴射でき、従って制御応答遅れに原因するアンダーシ
ュートやハンチング、ストール等を確実に回避すること
ができる一方で、アイドル運転状態から加速するときの
運転性も改善される。 また、本発明によればアイドル以外の運転状態におい
ても基本燃料噴射量を基準として要求される出力に対応
した出力要求分の燃料を増量するだけで正確に要求出力
を発揮できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のクレーム対応図である。第2図は本発
明の実施例の機械的構成図、第3図はアイドル回転制御
に関する制御系の動作内容を表す流れ図、第4図は前記
制御において使用する燃料噴射量のテーブル内容を表し
た制御特性線図である。 6……噴射ノズル、7……燃料噴射ポンプ、18……サー
ボ回路、20……アクセル位置センサ、21……回転セン
サ、22……ニュートラルスイッチ、23……車速スイッ
チ、27……制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 敦則 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 岡山 紳一郎 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 長砂 真人 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−38628(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.燃料噴射量が電気的な制御信号に基づいて可変制御
    される燃料噴射ポンプを備えたディーゼル機関におい
    て、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、アイ
    ドル運転状態を検出するアイドル検出手段と、前記各検
    出手段と協働してアイドル運転時の実機関回転速度と目
    標値との差が減少する方向に基本燃料噴射量Qに対する
    補正量ΔQを増減して供給燃料量をフィードバック制御
    する制御手段と、前記基本燃料噴射量Qを、前記補正量
    ΔQが燃料噴射量増大方向に所定値を超えたときには増
    大させ、補正量ΔQが燃料減少方向に所定値を超えたと
    きには減少させることにより、補正量ΔQが常に所定値
    以内となるように基本燃料噴射量Qを学習補正する噴射
    量設定手段とを設けたことを特徴とするディーゼル機関
    の燃料噴射制御装置。
JP61075083A 1986-04-01 1986-04-01 デイーゼル機関の燃料噴射制御装置 Expired - Lifetime JP2672087B2 (ja)

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JPS62233442A JPS62233442A (ja) 1987-10-13
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5738628A (en) * 1980-08-13 1982-03-03 Nissan Motor Co Ltd Idle control apparatus of diesel engine

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