JP2704890B2 - Fuel injection control device for diesel engine - Google Patents

Fuel injection control device for diesel engine

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JP2704890B2
JP2704890B2 JP63251482A JP25148288A JP2704890B2 JP 2704890 B2 JP2704890 B2 JP 2704890B2 JP 63251482 A JP63251482 A JP 63251482A JP 25148288 A JP25148288 A JP 25148288A JP 2704890 B2 JP2704890 B2 JP 2704890B2
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fuel injection
engine
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博昭 斉藤
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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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は主として自動車用ディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection control device for a diesel engine for an automobile.

(従来の技術) 一般に圧縮着火を行うディーゼルエンジンにおいて
は、燃焼室に噴射された燃料が着火遅れにより爆発的に
燃焼して、燃焼騒音や排気ガス中の窒素酸化物(NOX
が増大することがある。
(Prior Art) Generally, in a diesel engine that performs compression ignition, fuel injected into a combustion chamber explosively burns due to ignition delay, resulting in combustion noise and nitrogen oxides (NO X ) in exhaust gas.
May increase.

これに対しては、燃料のメイン噴射に先立って少量の
燃料をパイロット噴射し、これをメイン噴射燃料の火種
に利用しようという考え方がある。従来、このようなパ
イロット噴射を行う燃料噴射システムとしては、例えば
特開昭59−165856号公報、及び特開昭62−659号公報に
記載されたものが知られている。これは、メイン噴射用
の燃料噴射ポンプとパイロット噴射用の燃料噴射ポンプ
を設けて、両方の燃料噴射ポンプをエンジン運転条件に
応じて制御するようになっている。
In response to this, there is a concept that a small amount of fuel is pilot-injected before the main injection of fuel, and the pilot injection is used as the kind of main injection fuel. Conventionally, as a fuel injection system for performing such pilot injection, for example, those described in JP-A-59-165856 and JP-A-62-659 are known. In this system, a fuel injection pump for main injection and a fuel injection pump for pilot injection are provided, and both fuel injection pumps are controlled according to engine operating conditions.

(発明が解決しようとする課題) ところで、一般にディーゼルエンジンの燃焼騒音は、
筒内圧力上昇率の最大値が大きいほど増大する傾向があ
る。この筒内圧力上昇率は、第21図に示されるように、
圧縮行程から膨張行程へ移行する際のピストン上死点
(TDC)の手前側で最大値を示すのが通例である。した
がって、この最大値付近(例えば、TDC前20゜〜5゜の
範囲)でパイロット燃料を噴射すると、それが燃焼する
ことによって発生する燃焼圧がピストンにより機械的な
空気圧縮圧に従畳し、図の2点鎖線のように筒内圧力上
昇率の最大値が更に大きくなって騒音性能が悪化するこ
とが懸念される。
(Problems to be solved by the invention) By the way, combustion noise of a diesel engine is generally
It tends to increase as the maximum value of the in-cylinder pressure rise rate increases. This in-cylinder pressure rise rate is, as shown in FIG.
It usually shows a maximum value before the top dead center (TDC) of the piston when transitioning from the compression stroke to the expansion stroke. Therefore, when pilot fuel is injected near this maximum value (for example, in the range of 20 ° to 5 ° before TDC), the combustion pressure generated by its combustion follows the mechanical air compression pressure by the piston, As shown by the two-dot chain line in the figure, there is a concern that the maximum value of the in-cylinder pressure rise rate is further increased and the noise performance is deteriorated.

これに対しては、パイロット燃料を上記騒音悪化領域
より遅らせて噴射させることが考えられるが、そうする
と冷寒暖機時等で失火しやすくなって白煙を生じたり、
最悪の場合にはエンジンストップを招来するおそれがあ
る。
In response to this, it is conceivable to inject the pilot fuel later than the above-mentioned noise-deteriorated region.
In the worst case, there is a risk that the engine will stop.

本発明は燃料のメイン噴射に先立ってパイロット噴射
が行われるディーゼルエンジンにおける上記の実情に対
処するもので、特にエンジン冷態時における燃焼性能及
び騒音性能の両立を図ることを課題とする。
The present invention addresses the above-described situation in a diesel engine in which pilot injection is performed prior to main injection of fuel, and an object of the present invention is to achieve both combustion performance and noise performance particularly when the engine is cold.

(課題を解決するための手段) 本発明は、第1図に示すように、燃料のメイン噴射に
先立ってパイロット噴射を行いうる燃料噴射手段aを有
するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の構成にお
いて、上記パイロット噴射の噴射時期を変更する噴射時
期可変手段bと、エンジン温度が所定値以下の低温時に
は上記パイロット噴射の噴射時期を、圧縮行程から膨張
行程へ移行する際のピストン上死点より所定角度以上前
のアドバンス側に設定し、かつエンジン温度が所定値を
越える高温時には該噴射時期を上記所定角度以上前のア
ドバンス側から所定のクランク角幅を越えて一気にピス
トン上死点側のクランク角までリタードさせるように上
記噴射時期可変手段bを制御する制御手段cを備えたこ
とを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a fuel injection control device for a diesel engine having fuel injection means a capable of performing pilot injection prior to main injection of fuel, as shown in FIG. An injection timing variable means b for changing the injection timing of the pilot injection, and when the engine temperature is lower than a predetermined value, the injection timing of the pilot injection is shifted by a predetermined angle from the piston top dead center when shifting from the compression stroke to the expansion stroke. When the engine temperature is set to the preceding advance side and the engine temperature is higher than a predetermined value, the injection timing is extended from the advance side more than the predetermined angle to the crank angle on the piston top dead center side beyond the predetermined crank angle width at a stroke. Control means c for controlling the injection timing variable means b so as to retard is provided.

(作用) 上記の構成によれば、エンジン温度が所定値以下の低
温時には、制御手段cが噴射時期可変手段bを制御し
て、パイロット噴射の噴射時期を上記ピストン上死点よ
り所定角度以上前のアドバンス側に設定する。そして、
エンジン温度が所定温度を越えた高温時には、制御手段
cが噴射時期可変手段bを制御して、パイロット噴射の
噴射開始時期を上記ピストン上死点の近傍まで所定のク
ランク角幅を越えて一気にリタードさせる。これによ
り、上記燃料噴射手段aからは騒音悪化領域の前後でパ
イロット燃料が噴射されることになる。
(Operation) According to the above configuration, when the engine temperature is low and equal to or lower than the predetermined value, the control means c controls the injection timing variable means b so that the injection timing of the pilot injection is at least a predetermined angle before the piston top dead center. Set to the advance side of. And
When the engine temperature is higher than the predetermined temperature, the control means c controls the injection timing variable means b so that the injection start timing of the pilot injection is retarded at a stroke beyond the predetermined crank angle width to the vicinity of the piston top dead center. Let it. As a result, the pilot fuel is injected from the fuel injection means a before and after the noise deterioration area.

(実 施 例) 以下、本発明の実施例について説明する。なお、実施
例は自動車用4気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用
したものである。
(Examples) Hereinafter, examples of the present invention will be described. In the embodiment, the present invention is applied to a four-cylinder diesel engine for an automobile.

第2図に示すように、本発明に係る燃料噴射ポンプ1
は、エンジン出力軸に連動するドライブシャフト2によ
り回転駆動されるフィードポンプ3と、同じくドライブ
シャフト2により係合機構4及びカム機構5を介して回
転自在に往復動されるプランジャー6とを有する。この
プランジャー6の先端付近には圧送室7に連通する吸入
溝8が設けられているとともに、一端が上記圧送室7に
開口する送油路9が軸長手方向に設けられて、この送油
路9の他端側がプランジャー6の側壁面に形成された分
配溝10に連通されている、そして、この分配溝10が上記
ドライブシャフト2の回転に応じて所定のタイミングで
デリバリバルブ11に通じる分配通路12へ連通可能となっ
ている。そして、図示しない燃料タンクから吸入室3aへ
流入した燃料が、上記フィードポンプ3の回転動作によ
ってポンプ室13に導入され、これによりポンプ室13の内
圧が高められるとともに、上記プランジャー6がドライ
ブシャフト2に連動して回転しながら往復動することに
より、上記ポンプ室13へ通じる燃料導入通路14に吸入溝
8が、また上記デリバリバルブ11へ通じる分配通路12に
分配溝10がそれぞれ連通するようになっている。
As shown in FIG. 2, the fuel injection pump 1 according to the present invention
Has a feed pump 3 driven to rotate by a drive shaft 2 linked to an engine output shaft, and a plunger 6 rotatably reciprocated by the drive shaft 2 via an engagement mechanism 4 and a cam mechanism 5. . A suction groove 8 communicating with the pressure feed chamber 7 is provided near the tip of the plunger 6, and an oil feed path 9 having one end opened to the pressure feed chamber 7 is provided in the axial longitudinal direction. The other end of the passage 9 communicates with a distribution groove 10 formed on the side wall surface of the plunger 6, and the distribution groove 10 communicates with the delivery valve 11 at a predetermined timing according to the rotation of the drive shaft 2. The communication with the distribution passage 12 is enabled. Then, the fuel flowing from the fuel tank (not shown) into the suction chamber 3a is introduced into the pump chamber 13 by the rotation of the feed pump 3, whereby the internal pressure of the pump chamber 13 is increased and the plunger 6 is driven by the drive shaft. By reciprocating while rotating in conjunction with 2, the suction groove 8 communicates with the fuel introduction passage 14 leading to the pump chamber 13, and the distribution groove 10 communicates with the distribution passage 12 leading to the delivery valve 11. Has become.

この場合において、上記カム機構5は、第2図及び第
3図に示すように、プランジャー6の一端に固設された
カムディスク14と、このカムディスク14と同軸芯上に対
向配置されたローラリング15と、このローラリング15の
周方向において上記カムディスク14の突出部14a…14aに
対応して配設されたローラ16…16とで構成されている。
なお、この場合において、上記の突出部14aは、第4図
に展開して示すよ山形状に形成されており、このような
突出部14aがエンジンの気筒数に対応して互いに間隔を
おいてカムディスク14から突出し、この突出部14aが上
記のローラ16に乗り上げたときにカムディスク14がリフ
トされ、これによりプランジャー6がリフトされて上記
圧送室7の燃料を更に加圧し、この加圧燃料が分配溝10
が分配通路12に連通したときにデリバリバルブ11を開い
て噴射するようになっている。なお、上記の圧送室7と
ポンプ室13との間には電磁駆動式の高速スピル弁17が配
設されており、この高速スピル弁17を開動作させること
により、圧送室7の燃料が急速スピルされてデリバリバ
ルブ11からの燃料噴射が瞬時に途絶するようになってい
る。
In this case, as shown in FIGS. 2 and 3, the cam mechanism 5 has a cam disk 14 fixed to one end of the plunger 6 and a coaxial core opposed to the cam disk 14. It is composed of a roller ring 15 and rollers 16... 16 arranged in a circumferential direction of the roller ring 15 so as to correspond to the projections 14 a.
In this case, the projecting portions 14a are formed in a mountain shape as shown in FIG. 4, and the projecting portions 14a are spaced apart from each other in accordance with the number of cylinders of the engine. The cam disk 14 protrudes from the cam disk 14, and when the protruding portion 14a rides on the roller 16, the cam disk 14 is lifted, whereby the plunger 6 is lifted to further pressurize the fuel in the pumping chamber 7, and this pressurization is performed. Fuel distribution groove 10
Is connected to the distribution passage 12, the delivery valve 11 is opened to inject. An electromagnetically driven high-speed spill valve 17 is provided between the pumping chamber 7 and the pump chamber 13. By opening the high-speed spill valve 17, fuel in the pumping chamber 7 is rapidly discharged. The fuel injection from the delivery valve 11 is instantaneously interrupted by being spilled.

また、上記のローラリング15は上記カムディスク14と
同軸芯上で回転自在に保持されるとともに、タイマ装置
18によって円周方向の任意位置へ移動制御されるように
なっている。このタイマ装置18は、タイマハウジング19
へ摺動自在に内挿されたタイマピストン20と、このタイ
マピストン20の一端に臨んで形成された高圧室21aと、
同じくタイマピストン20の他端に臨んで形成された低圧
室21bと、この低圧室21bに配置されたタイマスプリング
22と、同じく低圧室21bと高圧室21aとの間にまたがって
配設された電磁駆動式のタイマ制御弁23と、上記タイマ
ピストン20の位置を検出するタイマ位置センサ24とを有
する。この場合において、上記フィードポンプ3の吸入
室3aと低圧室21bとが、またポンプ室13と高圧室21aとが
それぞれ連通している。上記のタイマピストン20には上
記のローラリング15に固設されたタイマピン25が係合さ
れており、例えば上記タイマ制御弁23によるドレン量を
増やすとタイマピストン20がA方向に移動し、これによ
りローラリング15が上記タイマピン25を介して上記プラ
ンジャー6の回転方向とは反対のB方向に回動して、プ
ランジャー6のリフト時期がクランク角に対してリター
ド方向に変化する。一方、上記タイマ制御弁23によって
タイマピストン20を上記とは反対方向に移動させると、
プランジャー6のリフト時期がクランク角に対してアド
バンス方向に変化する。
The roller ring 15 is rotatably held on the same axis as the cam disk 14 and has a timer device.
The movement is controlled to an arbitrary position in the circumferential direction by 18. The timer device 18 includes a timer housing 19
A timer piston 20 slidably inserted into, and a high-pressure chamber 21a formed facing one end of the timer piston 20,
A low-pressure chamber 21b also formed facing the other end of the timer piston 20, and a timer spring arranged in the low-pressure chamber 21b
22, an electromagnetically driven timer control valve 23 also disposed between the low-pressure chamber 21b and the high-pressure chamber 21a, and a timer position sensor 24 for detecting the position of the timer piston 20. In this case, the suction chamber 3a of the feed pump 3 communicates with the low-pressure chamber 21b, and the pump chamber 13 communicates with the high-pressure chamber 21a. A timer pin 25 fixed to the roller ring 15 is engaged with the timer piston 20.For example, when the drain amount by the timer control valve 23 is increased, the timer piston 20 moves in the A direction, thereby The roller ring 15 rotates in the direction B opposite to the rotation direction of the plunger 6 via the timer pin 25, and the lift timing of the plunger 6 changes in the retard direction with respect to the crank angle. On the other hand, when the timer piston 20 is moved in the opposite direction by the timer control valve 23,
The lift timing of the plunger 6 changes in the advance direction with respect to the crank angle.

ところで、本実施例においては、上記カムディスク14
のカム面を不等速カム形状、例えば等加速度カム形状と
している。このような等加速度カム形状をしたカムディ
スク14においては、カムリフト及びカム速度が任意の突
出部14aの始端を基準とするカム角に対して第5図に示
すように変化する。すなわち、カム速度曲線は当初カム
角が大きくなるに従って上り傾斜状に変化した後、カム
リフト曲線の変曲点を越えたところで反転して今度は下
り傾斜状に変化し、カムリフト曲線の頂点で0になりそ
の後負の領域へ移行する。この場合において、カム速度
曲線の頂点を含む前後の領域(I)を使用すると、プラ
ンジャー6のリフト速度が速くなって上記圧送室7の燃
料が高速で加圧されるため、燃料が高噴射率で噴射され
ることになる。そして、それよりも低角側の領域(II)
を使用すると、カム速度が遅い分プランジャー6のリフ
ト速度が遅く、これにより燃料が低噴射率で噴射される
ことになる。
By the way, in the present embodiment, the cam disk 14
Has a non-uniform cam shape, for example, a constant acceleration cam shape. In the cam disk 14 having such a uniform acceleration cam shape, the cam lift and the cam speed change as shown in FIG. 5 with respect to the cam angle based on the starting end of an arbitrary protrusion 14a. That is, the cam speed curve initially changes in an upward slope as the cam angle increases, and then reverses at a point beyond the inflection point of the cam lift curve, and then changes downward in a slope, and becomes zero at the top of the cam lift curve. Then, it shifts to the negative area. In this case, when the region (I) before and after including the apex of the cam speed curve is used, the lift speed of the plunger 6 is increased and the fuel in the pumping chamber 7 is pressurized at a high speed. It will be injected at a rate. And the lower angle side area (II)
Is used, the lift speed of the plunger 6 is reduced by the lower cam speed, so that the fuel is injected at a low injection rate.

なお、燃料を低噴射率で噴射させる場合には、上記領
域(II)よりも高角側(III)を使用してもよい。
When the fuel is injected at a low injection rate, a higher angle side (III) than the area (II) may be used.

次に、このような構造をした燃料噴射ポンプ1を用い
たディーゼルエンジンの燃料噴射システムを第6図を用
いて説明すると、この燃料噴射ポンプ1には高圧管26を
介して燃料噴射弁27が接続されているとともに、上記タ
イマ装置18のタイマ位置センサ24からのタイマピストン
位置信号がコントロールユニット28に入力される。ま
た、このコントロールユニット28には、アクセル開度セ
ンサ29からのアクセル開度信号、エンジン回転数センサ
30からのエンジン回転数信号、クランク角センサ31から
のクランク角信号、図示しない過給機の下流側における
吸気通路に配備された吸気圧センサ32からの吸気圧信
号、吸気温センサ33からの吸気温信号、エンジン水温を
検出する水温センサ34からの水温信号、大気圧を検出す
る大気圧センサ35からの大気圧信号及び車速センサ36か
らの車速信号がそれぞれ入力される。一方、コントロー
ルユニット28からは、タイマ制御弁23及び高速スピル弁
17に制御信号がそれぞれ出力されることになる。
Next, a fuel injection system for a diesel engine using the fuel injection pump 1 having such a structure will be described with reference to FIG. 6. In the fuel injection pump 1, a fuel injection valve 27 is provided via a high-pressure pipe 26. While connected, the timer piston position signal from the timer position sensor 24 of the timer device 18 is input to the control unit 28. The control unit 28 includes an accelerator opening signal from an accelerator opening sensor 29 and an engine speed sensor.
The engine speed signal from the engine 30, the crank angle signal from the crank angle sensor 31, the intake pressure signal from the intake pressure sensor 32 disposed in the intake passage downstream of the supercharger (not shown), and the intake An air temperature signal, a water temperature signal from a water temperature sensor 34 for detecting engine water temperature, an atmospheric pressure signal from an atmospheric pressure sensor 35 for detecting atmospheric pressure, and a vehicle speed signal from a vehicle speed sensor 36 are input, respectively. On the other hand, from the control unit 28, the timer control valve 23 and the high-speed spill valve
Control signals will be output to 17 respectively.

次に、本実施例における作用を第7図に示した燃料噴
射制御のフローチャートを参照して更に具体的に説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described more specifically with reference to the flowchart of the fuel injection control shown in FIG.

すなわち、コントロールユニット28は起動後に先ずス
テップS1を実行してシステムイニシャライズを行い、そ
の後ステップS2で各種のセンサ信号を入力する。次い
で、コントロールユニット28は、ステップS3において例
えばアクセル開度とエンジン回転数に基づいて高速スピ
ル弁17及びタイマ制御弁23に対する基本制御演算を行
う。この場合において、コントロールユニット28のメモ
リには、パイロット噴射の噴射開始時期、燃料噴射率及
び燃料持続時間並びにメイン噴射の噴射開始時期、燃料
噴射率及び噴射持続時間がエンジン負荷状態に対応して
予め記憶されており、コントロールユニット28はそれを
ルックアップすることにより、低負荷時にはパイロット
及びメイン噴射を低噴射率とし、高負荷時にはパイロッ
ト噴射を低下してメイン噴射を高噴射率とするような高
速スピル弁17及びタイマ制御弁23に対する制御目標値を
演算することになる。なお、本実施例において高負荷に
なるほどパイロット噴射の噴射開始時期がメイン噴射の
噴射開始時期に接近するような制御構成とされている。
That is, the control unit 28 performs system initialization by performing the first step S 1 after startup, and then inputs various sensor signals in step S 2. Then, the control unit 28 performs a basic control operation for high-speed spill valve 17 and the timer control valve 23 based on the engine speed and the accelerator opening degree for example, in step S 3. In this case, the memory of the control unit 28 stores in advance the injection start timing of the pilot injection, the fuel injection rate and the fuel duration, and the injection start timing of the main injection, the fuel injection rate and the injection duration corresponding to the engine load state. The control unit 28 looks up the values, and makes a high injection rate such that the pilot injection and the main injection are set to a low injection rate at a low load and the pilot injection is reduced to a high injection rate at a high load. The control target values for the spill valve 17 and the timer control valve 23 are calculated. In this embodiment, the control configuration is such that the injection start timing of the pilot injection approaches the injection start timing of the main injection as the load becomes higher.

次いで、コントロールユニット28は、ステップS4〜S8
の判断処理を行い、必要ならば該当する補正演算を行っ
た後、ステップS9を実行して高速スピル弁17及びタイマ
制御弁23に制御信号を出力する。
Then, the control unit 28, step S 4 to S 8
Determination process performed, after performing the appropriate correction operation, if necessary, outputs a control signal to the high-speed spill valve 17 and the timer control valve 23 executes step S 9.

以下、ステップS4〜S8の各判定処理と、それに基づい
た補正制御について説明する。
Hereinafter, each determination processing in step S 4 to S 8, correction control for based thereon will be described.

1番目のステップS4においては高地補正制御のための
判定処理が行われる。つまり、高地では平地と比べて空
気密度が低く、平地使用時の同様な噴射量で燃料を噴射
すると空燃比が小さくなり、スモークが発生しやすくな
る。このため、コントロールユニット28は、第8図のよ
うに大気圧が第1設定大気圧p1以下になるとステップS
10を実行して所定の高地補正を行う。本実施例では、大
気圧が上記第1設定大気圧p1より低下すると、燃料噴射
率が第2設定大気圧p2に達するまでリニアに増加すると
ともに、第2設定大気圧p2に達した時点から燃料噴射率
が一定となるような制御が行われる。これにより大気圧
低下によるスモーク発生が防止されるとともに、平地に
おける出力性能が確保されることになる。
Determination processing for high altitude correction control is performed in the first step S 4. That is, at high altitudes, the air density is lower than that on flat terrain, and when fuel is injected with the same injection amount when using on flat terrain, the air-fuel ratio decreases, and smoke is more likely to occur. Therefore, the control unit 28, step S when the atmospheric pressure as Figure 8 is first set atmospheric pressure p 1 or less
10 is executed to perform a predetermined high altitude correction. In this embodiment, when the atmospheric pressure falls below the first set atmospheric pressure p 1, the fuel injection rate with increasing linearly until it reaches the second set atmospheric pressure p 2, reaches the second set atmospheric pressure p 2 Control is performed so that the fuel injection rate becomes constant from the time point. This prevents the generation of smoke due to a decrease in atmospheric pressure and ensures the output performance on flat ground.

2番目のステップS5においては冷寒始動補正制御のた
めの判定処理が行われる。つまり、コントロールユニッ
ト28は、第9図に示したように、水温センサ34によって
検出した水温が第1設定水温t1よりも低下したと判定す
ると、ステップS11を実行して所定の冷寒始動補正を行
う。この場合、コントロールユニット28はタイマ装置18
が進角するような補正演算を行うとともに、カムディス
ク14の有効カム領域内でパイロット噴射とメイン噴射の
時間間隔を大きくして、パイロット噴射の噴射開始時期
を低噴射率とし、かつメイン噴射の噴射開始時期を高噴
射率とするような高速スピル弁17に対する補正演算を行
う。これにより、第10図に示されるように、パイロット
噴射が低噴射率で早期に行われることになって、リーン
な混合気が燃焼室内に形成され、これにより圧縮行程に
おいて雰囲気温度が上昇してパイロット噴射の気化が促
進させるとともに前炎反応も発生することになるから、
ラジカル化した雰囲気が燃焼室内に生じる。そこへ高噴
射率で微粒化したメイン噴射燃料が噴射されることにな
るから、メイン噴射燃料が確実に燃焼し、良好な始動性
能が得られることになる。
Determination processing for cold cold start correction control is performed in the second step S 5. That is, the control unit 28, as shown in FIG. 9, if it is determined that the water temperature detected by the water temperature sensor 34 is lower than the first set temperature t 1, the predetermined cold cold start executes step S 11 Make corrections. In this case, the control unit 28
Is performed, the time interval between the pilot injection and the main injection is increased within the effective cam area of the cam disk 14, the injection start timing of the pilot injection is set to a low injection rate, and the main injection Correction calculation is performed on the high-speed spill valve 17 so that the injection start timing is set to a high injection rate. As a result, as shown in FIG. 10, the pilot injection is performed early at a low injection rate, and a lean air-fuel mixture is formed in the combustion chamber, thereby increasing the ambient temperature in the compression stroke. Since the vaporization of the pilot injection is promoted and a preflame reaction occurs,
A radicalized atmosphere is created in the combustion chamber. Since the main injection fuel atomized at a high injection rate is injected there, the main injection fuel is reliably burned, and good starting performance is obtained.

そして、3番目のステップS6において、本実施例に係
る暖機運転補正制御のための判定処理が行われる。つま
り、ディーゼルエンジンにおいては、上記したようにパ
イロット噴射を行うと燃焼騒音を悪化させる領域が、圧
縮行程から膨張行程へ移行するピストン上死点の手前に
ある。そこで、コントロールユニット28は、第11図に示
すように、水温が第2設定水温t2(例えば50℃)以下で
あると判定したときに、パイロット噴射の噴射開始時期
をクランク角における燃焼悪化領域に対応する禁止時期
よりアドバンス側に設定するような補正演算を行う(ス
テップS12)。これにより、暖機運転中には、第12図に
示すように、上死点(TDC)の手前の筒内圧力最大値付
近の騒音悪化領域よりもアドバンス側でパイロット噴射
が行われることから、失火を防ぎながら燃焼騒音も低減
することができることになる。そして、コントロールユ
ニット28は水温が第2設定水温t2に達したと判定する
と、パイロット噴射の噴射開始時期を禁止時期を通り越
してピストン上死点近傍まで一気に進角させる。その結
果、第13図に示すように、騒音悪化領域を避けてパイロ
ット燃料が噴射されることになる。なお、本実施例では
水温が上記第2設定水温t2よりも低い第3設定水温t3
なるまで、水温低下とともに燃料噴射率をリニアに低下
させるようになっている。
Then, in the third step S 6, the determination process for the warm-up operation correction control according to the present embodiment is performed. That is, in the diesel engine, the region where the combustion noise is deteriorated when the pilot injection is performed as described above is located before the piston top dead center at which the transition from the compression stroke to the expansion stroke occurs. Therefore, as shown in FIG. 11, when the control unit 28 determines that the water temperature is equal to or lower than the second set water temperature t 2 (for example, 50 ° C.), the control unit 28 sets the injection start timing of the pilot injection to the combustion deterioration region at the crank angle. a correction operation is performed so as to set the advance side than the ban corresponding to (step S 12). As a result, during the warm-up operation, as shown in FIG. 12, pilot injection is performed on the advance side of the noise deterioration region near the maximum in-cylinder pressure value before the top dead center (TDC), Combustion noise can be reduced while preventing misfiring. Then, the control unit 28 determines that the water temperature has reached the second set temperature t 2, is once advanced until the piston on the vicinity of dead center past the ban the injection start timing of the pilot injection. As a result, as shown in FIG. 13, the pilot fuel is injected while avoiding the noise deterioration area. Incidentally, the water temperature in the present embodiment is adapted to reduce to a third predetermined temperature t 3 lower than the second set temperature t 2, the fuel injection rate with temperature decrease linearly.

4番目のステップS7においては加速補正制御のための
判定処理が行われる。
Determination processing for the acceleration correction control is performed in the fourth step S 7.

すなわち、第14図に示すように、単位時間あたりのア
クセル開度の変化、すなわちアクセル開度変化率が設定
値α以上の値を示すと、コントロールユニット28は加速
中と判定し、パイロット噴射を停止させると同時にメイ
ン噴射をカムディスク14の高噴射率のところに設定する
(ステップS13)。したがって、第15図に示すように、
メイン噴射燃料が高速度で単発噴射されることから、ス
モーク発生量が低減されるばかりでなく、加速性能も向
上することになる。
That is, as shown in FIG. 14, when the change in the accelerator opening per unit time, that is, the rate of change in the accelerator opening shows a value equal to or greater than the set value α, the control unit 28 determines that acceleration is in progress and performs pilot injection. simultaneously with the stop to set the main injection at a high injection rate of the cam disc 14 (step S 13). Therefore, as shown in FIG.
Since the main injection fuel is injected in a single shot at a high speed, not only the amount of smoke generated is reduced, but also the acceleration performance is improved.

第5番目のステップS8においてはブースト圧補正制御
のための判定処理が行われる。すなわち、過給機によっ
て発生する過給圧が或る程度上昇すると、それによって
発生する強い渦流によりパイロット噴霧が流され、これ
により混合気がオーバーリーン状態となって排気ガス中
の炭化水素(HC)の濃度が大きくなることが懸念され
る。この場合、過給圧の増加により燃料への着火性が良
好に維持されるので、パイロット噴射とメイン噴射の時
間間隔を短縮しても燃焼騒音及びNOXへの影響が少ない
と考えられる。そこで、コントロールユニット28は、第
16図に示すように、吸気圧が予め設定した第1設定ブー
スト圧p3(例えば300mmHg)より大きくなるとパイロッ
ト噴射の噴射開始時期がメイン噴射の噴射開始時期に近
づくように両者の時間間隔をリニアに変化させ、吸気圧
が第2設定ブースト圧p4に達するとパイロット噴射を停
止するよう制御する(ステップS14)。したがって、例
えば任意の吸気圧pXのときには、パイロット噴射の位置
が、第17図に示すように、上記第設定1ブースト圧p3
対応する2点鎖線の状態から実線の状態へ変化すること
になる。なお、この場合において上記の第1、第2設定
ブースト圧p3,p4はエンジン回転数に応じて変更しても
良い。
Determination processing for the boost pressure correction control is performed in the fifth step S 8. That is, when the supercharging pressure generated by the supercharger rises to some extent, the strong vortex generated thereby causes the pilot spray to flow, whereby the air-fuel mixture becomes over lean and the hydrocarbon (HC) in the exhaust gas is exhausted. ) May be increased. In this case, since the ignitability of the fuel by increasing the supercharging pressure is maintained well, even by shortening the time interval of the pilot injection and the main injection is considered to be significantly affect the combustion noise and NO X. Therefore, the control unit 28
As shown in FIG. 16, when the intake pressure becomes larger than the first set boost pressure p 3 (for example, 300 mmHg), the time interval between the two is linearly adjusted so that the injection start timing of the pilot injection approaches the injection start timing of the main injection. is changed to control so as to stop the intake pressure reaches a second predetermined boost pressure p 4 pilot injection (step S 14). Therefore, for example, at an arbitrary intake pressure p X , the position of the pilot injection changes from the state of the two-dot chain line corresponding to the first set boost pressure p 3 to the state of the solid line as shown in FIG. become. In this case, the first and second set boost pressures p 3 and p 4 may be changed according to the engine speed.

更に、上記補正に加えてパイロット噴射量を過給圧の
増加に応じて減少させても良く、また噴射率を過給圧の
増加に応じて増加させ、更に噴射時期をリタードするよ
うにしても良い。
Further, in addition to the above correction, the pilot injection amount may be decreased according to an increase in the supercharging pressure, or the injection rate may be increased according to an increase in the supercharging pressure, and the injection timing may be retarded. good.

また、上記補正条件を予めマップ化しておいて、これ
に基づいてブースト圧の補正制御を行うようにしてもよ
い。
The correction conditions may be mapped in advance, and the boost pressure correction control may be performed based on the map.

そして、コントロールユニット28は、上記の各補正制
御を行わない場合には、タイマ装置18及び高速スピル弁
17をエンジン負荷に応じて次のように制御する。
When not performing the above-described correction control, the control unit 28 controls the timer device 18 and the high-speed spill valve.
17 is controlled as follows according to the engine load.

先ず、低負荷時においては、第18図に示すように、タ
イマ装置18がリタード側に設定されるとともに、カム速
度の小さい領域(II)、特に低噴射率側において少量の
パイロット燃料が噴射され、それよりも所定量クランク
角がリタードした領域(II)でメイン噴射燃料が噴射さ
れる。したがって、パイロット燃料を火種としてメイン
噴射燃料の着火性が良好に維持され、これにより燃焼騒
音及び排気ガス中のNOX量が少なくなるばかりでなく、
メイン噴射燃料も低噴射率で噴射されることから、燃料
噴霧が過度に拡散することがなくHC量の増加が抑制され
ることになる。
First, at the time of low load, as shown in FIG. 18, the timer device 18 is set to the retard side, and a small amount of pilot fuel is injected in the region (II) where the cam speed is low, especially in the low injection rate side. The main injection fuel is injected in a region (II) where the crank angle is retarded by a predetermined amount. Therefore, the ignitability of the main injection fuel is favorably maintained by using the pilot fuel as an ignition source, thereby not only reducing the combustion noise and the NO X amount in the exhaust gas, but also
Since the main injection fuel is also injected at a low injection rate, the fuel spray is not excessively diffused and the increase in the HC amount is suppressed.

また、中負荷時においては、第19図に示すように、タ
イマ装置18が低負荷時よりもやや進角されるとともに、
カム速度の小さい領域(II)における中間部分におい
て、メイン噴射に近接したところでパイロット噴射が行
われる。
In addition, at the time of medium load, as shown in FIG. 19, the timer device 18 is advanced slightly more than at the time of low load,
In an intermediate portion in the low cam speed region (II), pilot injection is performed near the main injection.

そして、高負荷時においては、第20図に示すように、
タイマ装置18が更に進角されるとともに、カム速度の大
きい領域(I)においてメイン噴射のみが行われること
になる。このように、高負荷時にはメイン噴射燃料が高
噴射率で噴射されることにより、燃料噴霧の微粒化が良
好になって貫徹力が高まり、これにより燃料噴霧が局部
的に過濃となることがないから、メイン噴射の噴射開始
クランク角を低負荷時よりΔθだけリタードさせても、
スモークの発生が防止されるとともに、燃焼が効率よく
行われて燃費性能が向上することにもなる。
And, at the time of high load, as shown in FIG.
The timer device 18 is further advanced, and only the main injection is performed in the region (I) where the cam speed is high. As described above, when the load is high, the main injection fuel is injected at a high injection rate, so that the atomization of the fuel spray is improved and the penetration force is increased, whereby the fuel spray may be locally excessively concentrated. Therefore, even if the injection start crank angle of the main injection is retarded by Δθ from the low load,
The generation of smoke is prevented, and the combustion is performed efficiently, thereby improving fuel efficiency.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、この種のディーゼルエ
ンジンにおける圧縮行程から膨張行程へ移行する過程に
おいて、ピストン上死点の手前にできる機械的な騒音悪
化領域を避けてパイロット噴射を行うようになっている
から、失火による燃焼性能の悪化を防止しつつ、低騒音
性を実現することができるという効果が得られたもので
ある。特に、本発明を圧縮化の低い副室式エンジンに適
用することにより、優れた静粛性が得られるという利点
がある。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, in the process of shifting from the compression stroke to the expansion stroke in this kind of diesel engine, the pilot engine avoids the mechanical noise deterioration area which can be generated just before the piston top dead center. Since the injection is performed, the effect that low noise can be realized while preventing the deterioration of the combustion performance due to the misfire is obtained. Particularly, by applying the present invention to a sub-compartment type engine with low compression, there is an advantage that excellent quietness can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の機能ブロック図である。第2図〜第20
図は本発明の実施例を示すもので、第2図は本実施例に
おける燃料噴射ポンプの内部構造を一部展開して示す一
部切欠全体側面図、第3図は第2図のIII−III矢視によ
る要部拡大図、第4図はカムディスクの一部展開図、第
5図は同じくカムディスクのカム速度線図、第6図は燃
料噴射システム図、第7図はコントロールユニットが実
行する燃料噴射制御のフローチャート図、第8図は高地
補正に用いるマップの説明図、第9図は冷寒始動補正に
用いるマップの説明図、第10図は冷寒始動補正時の噴射
率特性図、第11図は暖機補正に用いるマップの説明図、
第12図は暖機補正時における筒内圧力上昇率と噴射率の
特性図、第13図は暖機完了後の筒内圧力上昇率と噴射率
の特性図、第14図は加速補正に用いるマップの説明図、
第15図は加速補正時における噴射率特性図、第16図はブ
ースト圧補正に用いるマップの説明図、第17図はブース
ト圧補正時における噴射率特性図、第18図は低負荷時に
おける噴射率特性図、第19図は中負荷時における噴射率
特性図、第20図は高負荷時における噴射率特性図であ
る。また、第21図は従来の問題点を示すクランク角に対
する筒内圧力上昇率の変化を示す特性図である。 17……燃料噴射手段,噴射時期可変手段(高速スピル
弁)、28……制御手段(コントロールユニット)。
FIG. 1 is a functional block diagram of the present invention. Figures 2 to 20
Fig. 2 shows an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a partially cutaway side view showing the internal structure of the fuel injection pump according to the embodiment partially expanded, and Fig. 3 is III- FIG. 4 is a partial exploded view of the cam disk, FIG. 5 is a cam speed diagram of the same cam disk, FIG. 6 is a fuel injection system diagram, and FIG. 7 is a control unit. Flow chart of the fuel injection control to be executed, FIG. 8 is an explanatory diagram of a map used for high altitude correction, FIG. 9 is an explanatory diagram of a map used for cold start correction, and FIG. 10 is an injection rate characteristic at the time of cold start correction FIG. 11 is an explanatory diagram of a map used for warm-up correction,
FIG. 12 is a characteristic diagram of the in-cylinder pressure increase rate and the injection rate during the warm-up correction, FIG. 13 is a characteristic diagram of the in-cylinder pressure increase rate and the injection rate after the completion of the warm-up, and FIG. 14 is used for the acceleration correction. Illustration of the map,
FIG. 15 is an injection rate characteristic diagram at the time of acceleration correction, FIG. 16 is an explanatory diagram of a map used for boost pressure correction, FIG. 17 is an injection rate characteristic diagram at the time of boost pressure correction, and FIG. FIG. 19 is an injection rate characteristic diagram at a medium load, and FIG. 20 is an injection rate characteristic diagram at a high load. FIG. 21 is a characteristic diagram showing a change in an in-cylinder pressure rise rate with respect to a crank angle showing a conventional problem. 17 ... fuel injection means, injection timing variable means (high-speed spill valve), 28 ... control means (control unit).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 45/06 F02M 45/06 A (56)参考文献 特開 昭62−659(JP,A) 特開 昭62−55436(JP,A) 特開 昭62−58034(JP,A) 特開 昭62−150053(JP,A) 特開 昭61−275532(JP,A) 特開 昭62−55458(JP,A) 特開 昭63−147956(JP,A) 特開 平2−95742(JP,A) 特開 昭62−17343(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication F02M 45/06 F02M 45/06 A (56) References JP-A-62-659 (JP, A) JP-A-62-55436 (JP, A) JP-A-62-58034 (JP, A) JP-A-62-150053 (JP, A) JP-A-61-275532 (JP, A) JP-A-62-55458 (JP, A) JP-A-63-147956 (JP, A) JP-A-2-95742 (JP, A) JP-A-62-17343 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】燃料のメイン噴射に先立ってパイロット噴
射を行いうる燃料噴射手段を有するディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置であって、上記パイロット噴射の噴
射時期を変更する噴射時期可変手段と、エンジン温度が
所定値以下の低温時には上記パイロット噴射の噴射時期
を、圧縮行程から膨張行程へ移行する際のピストン上死
点より所定角度以上前のアドバンス側に設定し、かつエ
ンジン温度が所定値を越える高温時には該噴射時期を上
記所定角度以上前のアドバンス側から所定のクランク角
幅を越えて一気にピストン上死点側のクランク角までリ
タードさせるように上記噴射時期可変手段を制御する制
御手段が備えられている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。
1. A fuel injection control device for a diesel engine having fuel injection means capable of performing pilot injection prior to main fuel injection, comprising: an injection timing variable means for changing an injection timing of the pilot injection; Is lower than a predetermined value, the injection timing of the pilot injection is set to an advance side which is a predetermined angle or more before the piston top dead center when shifting from the compression stroke to the expansion stroke, and the engine temperature exceeds a predetermined value. Sometimes control means is provided for controlling the injection timing variable means so as to retard the injection timing from the advance side, which is at least the predetermined angle before, to the crank angle on the piston top dead center side beyond the predetermined crank angle width at a stroke. A fuel injection control device for a diesel engine.
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