JP2762433B2 - デイーゼル機関用燃料噴射率制御方法 - Google Patents
デイーゼル機関用燃料噴射率制御方法Info
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- F02B3/06—Engines 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低負荷時における燃焼音が
低下するように燃料噴射率を制御するディーゼル機関用
燃料噴射率制御方法に関する。 〔従来の技術〕 従来から、ディーゼル機関の燃料噴射時において、そ
の初期の噴射率を低下させたり、パイロット噴射をした
りすることが、ディーゼル機関の騒音或いは、有害な排
気ガス（特にNOx）を低減に効果にあることが知られて
いる。 しかしながら、上記のような噴射率の制御、特にパイ
ロット噴射するものにおいては、非常に精度良く行なわ
れないと、騒音の悪化を招き、かえって逆効果となって
いる。 そこで特開昭61−25925号公報等に示されるように、
電歪式ピエゾアクチュエータを用いて電気的な制御によ
りパイロット噴射を形成するものが提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の特開昭61−25925号公報等に示
されるようなものにおいては、パイロット噴射を精度良
く制御できるものの、噴射ノズル等の装置の経時変化ま
では補正できず、長期安定的にパイロット噴射を運転状
態に応じた最適なものにすることは不可能であった。 そこで本発明は、上記の点に鑑みて創案されたもの
で、経時変化等により劣化する事なく、長期安定的に燃
料噴射率を運転状態に応じた最適なものに制御でき、デ
ィーゼル機関の低負荷時における燃焼音を低下させるデ
ィーゼル機関用燃料噴射率制御方法を提供する事を目的
としている。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため第１の発明では、ノズルを
介してディーゼル機関に対し燃料を供給すると共に前記
ノズルに対し供給する燃料量をアクチュエータにより制
御することで、前記ディーゼル機関に供給される燃料噴
射量を制御する機関において、主噴射の前に実行するパ
イロット噴射燃料量を前記アクチュエータにて制御し、
前記ディーゼル機関の燃料の燃焼音を示す信号を検出
し、この検出信号に応じて前記燃焼音が低くなるよう
に、前記アクチュエータにおける前記パイロット噴射燃
料量の制御値を設定することを特徴とするディーゼル機
関用燃料噴射率制御方法とした。 また、第２の発明では、ノズルを介してディーゼル機
関に対し燃料を供給すると共に前記ノズルに対し供給す
る燃料量をアクチュエータにより制御することで、前記
ディーゼル機関に供給される燃料噴射量を制御する機関
において、主噴射の前に実行するパイロット噴射燃料量
を前記ディーゼル機関の運転状態に応じて求めた計算パ
イロット噴射終了時期にアクチュエータを駆動すること
により制御し、前記計算パイロット噴射終了時期とこの
計算パイロット噴射終了時期より所定のパイロット噴射
終了時期量だけ変化した互いに異なる少なくとも２点の
パイロット噴射終了時期にて交互に所定の期間ずつ機関
を運転し、これら各パイロット噴射終了時期にて運転し
たときの機関の燃焼音を示す信号を検出し、該燃焼音の
大小を判別し、この判別結果により前記計算パイロット
噴射終了時期が燃焼音を最小の値にさせる最適パイロッ
ト噴射終了時期より進み側にあるか遅れ側にあるかを判
定し、この判定結果に基づいて前記計算パイロット噴射
終了時期を修正することを特徴とするディーゼル機関用
燃料噴射率制御方法とした。 〔作用〕 一般に、燃料噴射率とディーゼル機関の燃料の燃焼音
との間には所定の関係があり、燃焼音が最適となる最適
な燃料噴射率が存在する。 燃料噴射率を制御する１つの手法としてパイロット噴
射があるが、機関への燃料供給量を制御するアクチュエ
ータはノズルの上流側に配設されるため、ノズルの開弁
圧が経時変化により劣化するとアクチュエータを新品同
様に制御したとしても結局実際の機関への燃料供給量が
変化してしまうことになる。よって従来は最小音を狙っ
た燃料噴射率をパイロット噴射制御により実現しようと
しても、ノズル側の経時変化の影響が実際のパイロット
噴射量に影響を及ぼすため効率的に騒音を低減させるこ
とは困難であった。 第１の発明では、アクチュエータにて制御するパイロ
ット噴射燃料量の制御値を燃焼音をより低くなる値に設
定することで、パイロット噴射の本質的な狙いである騒
音低減効果を、ノズルの経時変化がどのように発生した
としても、常にパイロット噴射制御量はそのときの経時
変化状態を考慮された改善された量として実際に機関に
供給されることなるため、ノズル劣化に対してもパイロ
ット噴射による騒音低減効果を効率的に発揮できる。 第２の発明では、パイロット噴射燃料量をパイロット
噴射終了時期により制御するようにし、さらにこのパイ
ロット噴射終了時期を積極的に変化させながら最も騒音
の低いパイロット噴射終了時期を見つけることができる
ので、ノズル経時変化がどのように噴射量変化に影響し
たとしても、アクチュエータ側でパイロット噴射終了時
期を補正してその時の最適なパイロット噴射量をノズル
の経時変化による悪影響を排除して実際に機関に供給で
きるので、常にパイロット噴射制御による騒音低減効果
を最大限に発揮できる。 〔実施例〕 以下本発明を図に示す実施例により説明する。第１図
は本発明方法を適用する装置の全体構成を示すものであ
る。10はディーゼル機関であり、プーリギヤ等を介して
燃料噴射量を制御する燃料噴射ポンプ（例えば分配型燃
料噴射ポンプ）13を駆動する。14はパイロット噴射装置
（例えば特開昭61−25925号公報で示されるアキュムレ
ート型パイロット弁）で、燃料の圧送が開始され図示し
ないノズルからの燃料の噴射が始まった直後の適当な時
期に制御コントローラ16からの信号により駆動され、一
定量噴射ポンプ高圧室容積を増して燃料圧力を下げノズ
ルからの噴射を停止させてパイロット噴射を形成する。
11は吸気管、12は排気管、15は燃料の燃焼音を検出する
ためにディーゼル機関10のブロックに取付けられる燃焼
音センサで、燃焼音センサ15の信号は制御コントローラ
16に入力される。又、17,18はそれぞれディーゼル機関1
0の回転数、冷却水温度を検出する回転数検出器、冷却
水温検出器で、両者からの信号も制御コントローラ16に
入力される。そして、後述するパイロット噴射時期決定
のための演算処理をその制御コントローラ16にて実行し
てパイロット噴射制御時期を決定し、パイロット噴射装
置14を調節することによりパイロット噴射時期を制御す
る。 一般的にディーゼル機関のシリンダ内に噴射された燃
料が所定の着火遅れ期間後、第一期燃焼が始まるがこの
燃焼により発生する圧力波振動周波数は機関の燃焼室の
大きさ、形状等により決まり、機関の種類により決定さ
れる。この燃焼により発生した圧力波は燃焼室内からシ
リンダ壁面、シリンダヘッド、シリンダブロック等を介
して機関外壁に伝達され、外壁が振動することにより、
音として空気中に放射される。即ち機関の燃焼状態は機
関外壁の振動状態を計測すれば推定できる。そこで、燃
焼音センサ15として振動センサが適用可能であり、これ
は例えば自動車技術第40巻第２号216頁〜224頁に示され
ているような、火花点火機関用ノックセンサを応用すれ
ばよい。又、それは例えば検出周波数を火花点火機関に
おける自己着火現象（ノッキング）により発生する振動
周波数７〜9KHzに適合する設計から、圧縮着火機関にお
ける前述の周波数（２〜3KHz）に適合するようすれば良
い。 第２図はディーゼル機関10の回転数と噴射の開始時期
を一定に保った場合のパイロット噴射制御時期Ｔと燃焼
音Ｎの関係を示す特性図であり、燃焼音が最小となる最
適パイロット噴射制御時期が存在することは同図から明
らかである。第３図はパイロット噴射制御時期Ｔに対す
る噴射率QDの概念図で、第２図においてパイロット噴射
制御時期T0,T0−ΔT,T0＋ΔＴ各々に対するパイロット
噴射波形AB,AR,AAを示している。尚、ΔＴは後述する
が、本発明でいうパイロット噴射制御時期量に相当する
ものである。又、第２図及び第３図において、パイロッ
ト噴射制御時期がグラフの最小値より進み側にある時、
例えばパイロット噴射波形がAAの時に、燃焼音が高くな
っているのは、パイロット噴射が主噴射の火種となり得
ず、主噴射の燃焼が爆発的に起こる為と考えられ、パイ
ロット噴射制御時期がグラフの最小値より遅れ側にある
時、例えばパイロット噴射波形がARの時はパイロット噴
射自体の燃焼が爆発的に起こる為と考えられる。本実施
例では、回転数検出器17により検出した回転数をパラメ
ータとして求めた基本パイロット噴射時期に冷却水温検
出器18からの信号に応じて補正を加え、計算パイロット
噴射制御時期とし、この計算パイロット噴射制御時期お
よび計算パイロット噴射制御時期より進角側、遅角側の
各パイロット噴射制御時期の３点でディーゼル機関10を
運転し、燃焼音の変動状態から、燃焼音の低下する方向
を判別するようにしている。 第４図により制御コントローラ16について詳しく説明
する。100はパイロット噴射制御時期を算出するマイク
ロプロセッサ（以下「CPU」という）であり、101は回転
数検出器17からの信号によりディーゼル機関10の回転数
およびクランク角度を検出する回転数カウンタである。
102はアナログ入力ポートであり、燃焼音センサ15、冷
却水温検出器18よりの各信号をアナログ／デジタル（A/
D）変化して順次CPU100に読み込ませる機能を持つ。 これらを各ユニット101,102の出力情報はコモンバス1
09を通してCPU100に伝達される。 107は電源回路で後述する一時記憶ユニット（RAM）10
4に電力を供給する。20はバッテリ、19はキースイッチ
であるが、電源回路107はキースイッチ19を通さず直接
バッテリ20に接続されている。また、電源回路108はRAM
104以外の部分に電源を供給する。104はプログラム動作
中一時使用される一時記憶ユニット（RAM）であるが、
前述の様にキースイッチ19に関係なく常時電源が印加さ
れキースイッチ19をOFFにして機関の運転を停止して
も、記憶内容が消失しない構成となっていて不揮発性メ
モリをなす。105はプログラムや各種の定数等を記憶し
ておく読み出し専用のメモリ（ROM）である。106はパイ
ロット噴射制御時期制御部で、CPU100で演算されたパイ
ロット噴射制御時期を表わす信号に応じて実際にパイロ
ット噴射装置14の駆動を制御する出力信号を発生するも
のである。103はタイマーであり、経過時間を測定しCPU
100に伝達する。 第５図及び第６図はCPU100における演算処理手順を示
す概略フローチャートであり、このフローチャートに基
づき、CPU100の機能を説明するとともに、構成全体の作
動をも説明する。ステップ301にて演算がスタートさ
れ、ステップ302を経てステップ303にて機関の運転状態
である機関回転数、冷却水温が入力される。ステップ30
4ではディーゼル機関10のアイドル運転状態を機関回転
数、もしくは図示しないアイドル検出器の信号により判
別し、非アイドル運転と判別されるとステップ302へ戻
り、アイドル運転と判別されるとステップ305に進む。
ステップ305では、装置の経時変化を考えずに、実験的
に得られたデータを予めマップ化して格納しているRAM1
04にて基本パイロット噴射時期T0を回転数に応じて演算
し、次のステップ306では冷却水温に応じたパイロット
噴射制御時期の補正量T1を演算する。ステップ307を経
てステップ308では最終的なパイロット噴射制御時期Ｔ
をＴ＝T0＋T1として演算し、パイロット噴射制御時期制
御部106に出力し、パイロット噴射装置14を駆動する。
ステップ309ではパイロット噴射制御時期Ｔ＝T0＋T1で
機関が運転されている時間を判別し、所定時間Δｔが経
過するまで前述のステップ303〜308を繰り返す。この時
間Δｔが経過するとステップ310において再びアイドル
運転かどうかを判定し、このとき非アイドル運転と判定
されればステップ302から再度繰り返され、アイドル運
転と判定されれば次のステップ311において時間Δｔ間
のディーゼル機関10の燃焼音（騒音）の積算値を算出し
ABとする。その後、ステップ321,322,323,307,312を経
てステップ313に進み、ここでは今までのパイロット噴
射制御時期に微小量である所定のパイロット噴射制御時
期量ΔＴを加え、即ち、ΔＴだけパイロット時期を進め
たパイロット噴射制御時期を求め、出力する。このパイ
ロット噴射制御時期Ｔ＝T0＋ΔＴ＋T1にて時間Δｔだけ
ディーゼル機関10を運転し、時間Δｔ経過後ステップ31
4を経てステップ315に進み、前述のように時間Δｔ間の
燃焼音の積算値AAを求める。次にステップ321,322,323,
307,312を経て、ステップ317に進み、パイロット噴射制
御時期をＴ＝T0−ΔＴ＋T1として出力し、即ち、前記ス
テップ308で求めたパイロット噴射制御時期Ｔ＝T0＋T1
よりΔＴだけ遅角させたパイロット噴射制御時期を出力
する。このパイロット噴射制御時期にて時間Δｔだけデ
ィーゼル機関10を運転し、その後ステップ319を経てス
テップ320に進み、時間Δｔ間の燃焼音の積算値ARを求
める。そして、ステップ321,322,323を経て第６図のス
テップ324へ進む。 ステップ324以下は、ディーゼル機関10の燃焼音が向
上するパイロット噴射制御時期の進遅角方向を判別し、
その判別結果に応じて、基本パイロット噴射制御時期T0
のマップを修正する。即ち、ステップ324、及び326に
て、前述の燃焼音の積算値AB,AA,ARの大小関係を判別
し、AA＞AB＞ARのとき、つまりパイロット噴射制御時期
Ｔが遅角側にある程燃焼音が低下する場合は、燃焼音が
低下する方向は遅角側と判別され、ステップ325にてマ
ップ上の基本パイロット噴射制御時期T0はΔＴだけ遅角
側に修正される。また、逆にAR＞AB＞AAのとき燃焼音が
低下する方向は遅角側と判別され、ステップ327にてマ
ップ上の基本パイロット噴射制御時期T0はΔＴだけ進角
側に修正される。そして、AA＞AB＞ARまたはAR＞AB＞AA
の関係が成立しないとき、もしくはAA−AB,AR−ABの絶
対値が所定の比較レベルACよりも小さいとき（本実施例
は前者）には、ステップ328に進み、基本パイロット噴
射制御時期T0の修正はしない。 第７図は、パイロット噴射制御時期Ｔ、燃焼音レベル
Ａの変化状態を示すタイムチャートであり、時点t1,t2,
t3でそれぞれパイロット噴射制御時期Ｔが進角側あるい
は遅角側に振られ、時点t3において各パイロット噴射制
御時期における機関騒音を表わす燃焼音の積算値を比較
して騒音の低下する方向を判別し、基本パイロット噴射
制御時期T0をΔＴだけ修正している（ここでは進角
側）。 本実施例によると、ディーゼル機関10の運転状態に応
じて求めた計算パイロット噴射制御時期T0を、装置の経
時変化等により変化する最適パイロット噴射制御時期に
常に近づくように修正する事ができるので、燃焼音が最
も低下するパイロット噴射制御時期に近づける事がで
き、アイドル運転時の騒音を低下できるという効果があ
る。 尚、本発明は上記実施例に限定される事なく、その主
旨を逸脱しない限り以下の如く種々変形可能である。 （１）パイロット噴射制御時期にてディーゼル機関10を
運転させ、燃焼音を検出する所定の時間Δｔ、及び、基
本パイロット噴射制御時期T0の修正量ΔＴは冷却水温等
により任意に変更可能としてもよい。 （２）燃料噴射率を制御する時期は、ディーゼル機関10
のアイドル運転時のみに限らず、例えば低負荷時のよう
な高い出力を必要とせず、騒音を低下したいような時期
であってもよい。 （２）上記実施例においては、パイロット噴射の噴射開
始時期を一定に保ち、パイロット噴射制御時期を変化さ
せているので、この場合、パイロット噴射の噴射終了時
期が制御されている事になるが、制御する時期は、パイ
ロット噴射の噴射開始時期、又はパイロット噴射と主噴
射との間隔等であってもよい。 （４）本発明のディーゼル機関用燃料噴射率制御方法は
パイロット噴射を形成する燃料噴射率制御装置のみに採
用されるものではなく、燃料圧送行程中に燃料の一部を
逃し、燃料噴射期間を増大させる装置（例えば、実公昭
58−23952号公報）等にも採用可能であり、この場合、
例えば燃焼音が低下するように燃料の逃し量を制御すれ
ばよい。 （５）上記実施例では、燃焼音のレベルとして、所定期
間Δｔにおける燃焼音の積算値を用いているが、これは
例えば燃焼音の平均値等であってもよい。 （６）パイロット噴射時期を振る場合、上記実施例に示
すようにステップ的に変化させるのではなく、期間の回
転数の変化を最小限に抑える必要がある時等には、段階
状に徐々に変化させてもよい。 〔発明の効果〕 第１の発明によれば、アクチュエータにて制御するパ
イロット噴射燃料量の制御値を燃焼音をより低くなる値
に設定することで、パイロット噴射の本質的な狙いであ
る騒音低減効果を、ノズルの経時変化がどのように発生
したとしても、常にパイロット噴射燃料量はそのときの
経時変化状態を考慮された改善された量として実際に機
関に供給されることになるため、ノズル劣化に対しても
パイロット噴射による騒音低減効果を効率的に発揮でき
るという優れた効果がある。 また、第２の発明によれば、パイロット噴射燃料量を
パイロット噴射終了時期により制御するようにし、さら
にこのパイロット噴射終了時期を積極的に変化させなが
ら最も騒音の低いパイロット噴射終了時期を見つけるこ
とができるので、ノズル経時変化がどのように噴射量変
化に影響したとしても、アクチュエータ側でパイロット
噴射終了時期を補正してその時の最適なパイロット噴射
量をノズルの経時変化による悪影響を排除して実際に機
関に供給できるので、常にパイロット噴射制御による騒
音低減効果を最大限に発揮できるという優れた効果があ
る。
低下するように燃料噴射率を制御するディーゼル機関用
燃料噴射率制御方法に関する。 〔従来の技術〕 従来から、ディーゼル機関の燃料噴射時において、そ
の初期の噴射率を低下させたり、パイロット噴射をした
りすることが、ディーゼル機関の騒音或いは、有害な排
気ガス（特にNOx）を低減に効果にあることが知られて
いる。 しかしながら、上記のような噴射率の制御、特にパイ
ロット噴射するものにおいては、非常に精度良く行なわ
れないと、騒音の悪化を招き、かえって逆効果となって
いる。 そこで特開昭61−25925号公報等に示されるように、
電歪式ピエゾアクチュエータを用いて電気的な制御によ
りパイロット噴射を形成するものが提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の特開昭61−25925号公報等に示
されるようなものにおいては、パイロット噴射を精度良
く制御できるものの、噴射ノズル等の装置の経時変化ま
では補正できず、長期安定的にパイロット噴射を運転状
態に応じた最適なものにすることは不可能であった。 そこで本発明は、上記の点に鑑みて創案されたもの
で、経時変化等により劣化する事なく、長期安定的に燃
料噴射率を運転状態に応じた最適なものに制御でき、デ
ィーゼル機関の低負荷時における燃焼音を低下させるデ
ィーゼル機関用燃料噴射率制御方法を提供する事を目的
としている。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため第１の発明では、ノズルを
介してディーゼル機関に対し燃料を供給すると共に前記
ノズルに対し供給する燃料量をアクチュエータにより制
御することで、前記ディーゼル機関に供給される燃料噴
射量を制御する機関において、主噴射の前に実行するパ
イロット噴射燃料量を前記アクチュエータにて制御し、
前記ディーゼル機関の燃料の燃焼音を示す信号を検出
し、この検出信号に応じて前記燃焼音が低くなるよう
に、前記アクチュエータにおける前記パイロット噴射燃
料量の制御値を設定することを特徴とするディーゼル機
関用燃料噴射率制御方法とした。 また、第２の発明では、ノズルを介してディーゼル機
関に対し燃料を供給すると共に前記ノズルに対し供給す
る燃料量をアクチュエータにより制御することで、前記
ディーゼル機関に供給される燃料噴射量を制御する機関
において、主噴射の前に実行するパイロット噴射燃料量
を前記ディーゼル機関の運転状態に応じて求めた計算パ
イロット噴射終了時期にアクチュエータを駆動すること
により制御し、前記計算パイロット噴射終了時期とこの
計算パイロット噴射終了時期より所定のパイロット噴射
終了時期量だけ変化した互いに異なる少なくとも２点の
パイロット噴射終了時期にて交互に所定の期間ずつ機関
を運転し、これら各パイロット噴射終了時期にて運転し
たときの機関の燃焼音を示す信号を検出し、該燃焼音の
大小を判別し、この判別結果により前記計算パイロット
噴射終了時期が燃焼音を最小の値にさせる最適パイロッ
ト噴射終了時期より進み側にあるか遅れ側にあるかを判
定し、この判定結果に基づいて前記計算パイロット噴射
終了時期を修正することを特徴とするディーゼル機関用
燃料噴射率制御方法とした。 〔作用〕 一般に、燃料噴射率とディーゼル機関の燃料の燃焼音
との間には所定の関係があり、燃焼音が最適となる最適
な燃料噴射率が存在する。 燃料噴射率を制御する１つの手法としてパイロット噴
射があるが、機関への燃料供給量を制御するアクチュエ
ータはノズルの上流側に配設されるため、ノズルの開弁
圧が経時変化により劣化するとアクチュエータを新品同
様に制御したとしても結局実際の機関への燃料供給量が
変化してしまうことになる。よって従来は最小音を狙っ
た燃料噴射率をパイロット噴射制御により実現しようと
しても、ノズル側の経時変化の影響が実際のパイロット
噴射量に影響を及ぼすため効率的に騒音を低減させるこ
とは困難であった。 第１の発明では、アクチュエータにて制御するパイロ
ット噴射燃料量の制御値を燃焼音をより低くなる値に設
定することで、パイロット噴射の本質的な狙いである騒
音低減効果を、ノズルの経時変化がどのように発生した
としても、常にパイロット噴射制御量はそのときの経時
変化状態を考慮された改善された量として実際に機関に
供給されることなるため、ノズル劣化に対してもパイロ
ット噴射による騒音低減効果を効率的に発揮できる。 第２の発明では、パイロット噴射燃料量をパイロット
噴射終了時期により制御するようにし、さらにこのパイ
ロット噴射終了時期を積極的に変化させながら最も騒音
の低いパイロット噴射終了時期を見つけることができる
ので、ノズル経時変化がどのように噴射量変化に影響し
たとしても、アクチュエータ側でパイロット噴射終了時
期を補正してその時の最適なパイロット噴射量をノズル
の経時変化による悪影響を排除して実際に機関に供給で
きるので、常にパイロット噴射制御による騒音低減効果
を最大限に発揮できる。 〔実施例〕 以下本発明を図に示す実施例により説明する。第１図
は本発明方法を適用する装置の全体構成を示すものであ
る。10はディーゼル機関であり、プーリギヤ等を介して
燃料噴射量を制御する燃料噴射ポンプ（例えば分配型燃
料噴射ポンプ）13を駆動する。14はパイロット噴射装置
（例えば特開昭61−25925号公報で示されるアキュムレ
ート型パイロット弁）で、燃料の圧送が開始され図示し
ないノズルからの燃料の噴射が始まった直後の適当な時
期に制御コントローラ16からの信号により駆動され、一
定量噴射ポンプ高圧室容積を増して燃料圧力を下げノズ
ルからの噴射を停止させてパイロット噴射を形成する。
11は吸気管、12は排気管、15は燃料の燃焼音を検出する
ためにディーゼル機関10のブロックに取付けられる燃焼
音センサで、燃焼音センサ15の信号は制御コントローラ
16に入力される。又、17,18はそれぞれディーゼル機関1
0の回転数、冷却水温度を検出する回転数検出器、冷却
水温検出器で、両者からの信号も制御コントローラ16に
入力される。そして、後述するパイロット噴射時期決定
のための演算処理をその制御コントローラ16にて実行し
てパイロット噴射制御時期を決定し、パイロット噴射装
置14を調節することによりパイロット噴射時期を制御す
る。 一般的にディーゼル機関のシリンダ内に噴射された燃
料が所定の着火遅れ期間後、第一期燃焼が始まるがこの
燃焼により発生する圧力波振動周波数は機関の燃焼室の
大きさ、形状等により決まり、機関の種類により決定さ
れる。この燃焼により発生した圧力波は燃焼室内からシ
リンダ壁面、シリンダヘッド、シリンダブロック等を介
して機関外壁に伝達され、外壁が振動することにより、
音として空気中に放射される。即ち機関の燃焼状態は機
関外壁の振動状態を計測すれば推定できる。そこで、燃
焼音センサ15として振動センサが適用可能であり、これ
は例えば自動車技術第40巻第２号216頁〜224頁に示され
ているような、火花点火機関用ノックセンサを応用すれ
ばよい。又、それは例えば検出周波数を火花点火機関に
おける自己着火現象（ノッキング）により発生する振動
周波数７〜9KHzに適合する設計から、圧縮着火機関にお
ける前述の周波数（２〜3KHz）に適合するようすれば良
い。 第２図はディーゼル機関10の回転数と噴射の開始時期
を一定に保った場合のパイロット噴射制御時期Ｔと燃焼
音Ｎの関係を示す特性図であり、燃焼音が最小となる最
適パイロット噴射制御時期が存在することは同図から明
らかである。第３図はパイロット噴射制御時期Ｔに対す
る噴射率QDの概念図で、第２図においてパイロット噴射
制御時期T0,T0−ΔT,T0＋ΔＴ各々に対するパイロット
噴射波形AB,AR,AAを示している。尚、ΔＴは後述する
が、本発明でいうパイロット噴射制御時期量に相当する
ものである。又、第２図及び第３図において、パイロッ
ト噴射制御時期がグラフの最小値より進み側にある時、
例えばパイロット噴射波形がAAの時に、燃焼音が高くな
っているのは、パイロット噴射が主噴射の火種となり得
ず、主噴射の燃焼が爆発的に起こる為と考えられ、パイ
ロット噴射制御時期がグラフの最小値より遅れ側にある
時、例えばパイロット噴射波形がARの時はパイロット噴
射自体の燃焼が爆発的に起こる為と考えられる。本実施
例では、回転数検出器17により検出した回転数をパラメ
ータとして求めた基本パイロット噴射時期に冷却水温検
出器18からの信号に応じて補正を加え、計算パイロット
噴射制御時期とし、この計算パイロット噴射制御時期お
よび計算パイロット噴射制御時期より進角側、遅角側の
各パイロット噴射制御時期の３点でディーゼル機関10を
運転し、燃焼音の変動状態から、燃焼音の低下する方向
を判別するようにしている。 第４図により制御コントローラ16について詳しく説明
する。100はパイロット噴射制御時期を算出するマイク
ロプロセッサ（以下「CPU」という）であり、101は回転
数検出器17からの信号によりディーゼル機関10の回転数
およびクランク角度を検出する回転数カウンタである。
102はアナログ入力ポートであり、燃焼音センサ15、冷
却水温検出器18よりの各信号をアナログ／デジタル（A/
D）変化して順次CPU100に読み込ませる機能を持つ。 これらを各ユニット101,102の出力情報はコモンバス1
09を通してCPU100に伝達される。 107は電源回路で後述する一時記憶ユニット（RAM）10
4に電力を供給する。20はバッテリ、19はキースイッチ
であるが、電源回路107はキースイッチ19を通さず直接
バッテリ20に接続されている。また、電源回路108はRAM
104以外の部分に電源を供給する。104はプログラム動作
中一時使用される一時記憶ユニット（RAM）であるが、
前述の様にキースイッチ19に関係なく常時電源が印加さ
れキースイッチ19をOFFにして機関の運転を停止して
も、記憶内容が消失しない構成となっていて不揮発性メ
モリをなす。105はプログラムや各種の定数等を記憶し
ておく読み出し専用のメモリ（ROM）である。106はパイ
ロット噴射制御時期制御部で、CPU100で演算されたパイ
ロット噴射制御時期を表わす信号に応じて実際にパイロ
ット噴射装置14の駆動を制御する出力信号を発生するも
のである。103はタイマーであり、経過時間を測定しCPU
100に伝達する。 第５図及び第６図はCPU100における演算処理手順を示
す概略フローチャートであり、このフローチャートに基
づき、CPU100の機能を説明するとともに、構成全体の作
動をも説明する。ステップ301にて演算がスタートさ
れ、ステップ302を経てステップ303にて機関の運転状態
である機関回転数、冷却水温が入力される。ステップ30
4ではディーゼル機関10のアイドル運転状態を機関回転
数、もしくは図示しないアイドル検出器の信号により判
別し、非アイドル運転と判別されるとステップ302へ戻
り、アイドル運転と判別されるとステップ305に進む。
ステップ305では、装置の経時変化を考えずに、実験的
に得られたデータを予めマップ化して格納しているRAM1
04にて基本パイロット噴射時期T0を回転数に応じて演算
し、次のステップ306では冷却水温に応じたパイロット
噴射制御時期の補正量T1を演算する。ステップ307を経
てステップ308では最終的なパイロット噴射制御時期Ｔ
をＴ＝T0＋T1として演算し、パイロット噴射制御時期制
御部106に出力し、パイロット噴射装置14を駆動する。
ステップ309ではパイロット噴射制御時期Ｔ＝T0＋T1で
機関が運転されている時間を判別し、所定時間Δｔが経
過するまで前述のステップ303〜308を繰り返す。この時
間Δｔが経過するとステップ310において再びアイドル
運転かどうかを判定し、このとき非アイドル運転と判定
されればステップ302から再度繰り返され、アイドル運
転と判定されれば次のステップ311において時間Δｔ間
のディーゼル機関10の燃焼音（騒音）の積算値を算出し
ABとする。その後、ステップ321,322,323,307,312を経
てステップ313に進み、ここでは今までのパイロット噴
射制御時期に微小量である所定のパイロット噴射制御時
期量ΔＴを加え、即ち、ΔＴだけパイロット時期を進め
たパイロット噴射制御時期を求め、出力する。このパイ
ロット噴射制御時期Ｔ＝T0＋ΔＴ＋T1にて時間Δｔだけ
ディーゼル機関10を運転し、時間Δｔ経過後ステップ31
4を経てステップ315に進み、前述のように時間Δｔ間の
燃焼音の積算値AAを求める。次にステップ321,322,323,
307,312を経て、ステップ317に進み、パイロット噴射制
御時期をＴ＝T0−ΔＴ＋T1として出力し、即ち、前記ス
テップ308で求めたパイロット噴射制御時期Ｔ＝T0＋T1
よりΔＴだけ遅角させたパイロット噴射制御時期を出力
する。このパイロット噴射制御時期にて時間Δｔだけデ
ィーゼル機関10を運転し、その後ステップ319を経てス
テップ320に進み、時間Δｔ間の燃焼音の積算値ARを求
める。そして、ステップ321,322,323を経て第６図のス
テップ324へ進む。 ステップ324以下は、ディーゼル機関10の燃焼音が向
上するパイロット噴射制御時期の進遅角方向を判別し、
その判別結果に応じて、基本パイロット噴射制御時期T0
のマップを修正する。即ち、ステップ324、及び326に
て、前述の燃焼音の積算値AB,AA,ARの大小関係を判別
し、AA＞AB＞ARのとき、つまりパイロット噴射制御時期
Ｔが遅角側にある程燃焼音が低下する場合は、燃焼音が
低下する方向は遅角側と判別され、ステップ325にてマ
ップ上の基本パイロット噴射制御時期T0はΔＴだけ遅角
側に修正される。また、逆にAR＞AB＞AAのとき燃焼音が
低下する方向は遅角側と判別され、ステップ327にてマ
ップ上の基本パイロット噴射制御時期T0はΔＴだけ進角
側に修正される。そして、AA＞AB＞ARまたはAR＞AB＞AA
の関係が成立しないとき、もしくはAA−AB,AR−ABの絶
対値が所定の比較レベルACよりも小さいとき（本実施例
は前者）には、ステップ328に進み、基本パイロット噴
射制御時期T0の修正はしない。 第７図は、パイロット噴射制御時期Ｔ、燃焼音レベル
Ａの変化状態を示すタイムチャートであり、時点t1,t2,
t3でそれぞれパイロット噴射制御時期Ｔが進角側あるい
は遅角側に振られ、時点t3において各パイロット噴射制
御時期における機関騒音を表わす燃焼音の積算値を比較
して騒音の低下する方向を判別し、基本パイロット噴射
制御時期T0をΔＴだけ修正している（ここでは進角
側）。 本実施例によると、ディーゼル機関10の運転状態に応
じて求めた計算パイロット噴射制御時期T0を、装置の経
時変化等により変化する最適パイロット噴射制御時期に
常に近づくように修正する事ができるので、燃焼音が最
も低下するパイロット噴射制御時期に近づける事がで
き、アイドル運転時の騒音を低下できるという効果があ
る。 尚、本発明は上記実施例に限定される事なく、その主
旨を逸脱しない限り以下の如く種々変形可能である。 （１）パイロット噴射制御時期にてディーゼル機関10を
運転させ、燃焼音を検出する所定の時間Δｔ、及び、基
本パイロット噴射制御時期T0の修正量ΔＴは冷却水温等
により任意に変更可能としてもよい。 （２）燃料噴射率を制御する時期は、ディーゼル機関10
のアイドル運転時のみに限らず、例えば低負荷時のよう
な高い出力を必要とせず、騒音を低下したいような時期
であってもよい。 （２）上記実施例においては、パイロット噴射の噴射開
始時期を一定に保ち、パイロット噴射制御時期を変化さ
せているので、この場合、パイロット噴射の噴射終了時
期が制御されている事になるが、制御する時期は、パイ
ロット噴射の噴射開始時期、又はパイロット噴射と主噴
射との間隔等であってもよい。 （４）本発明のディーゼル機関用燃料噴射率制御方法は
パイロット噴射を形成する燃料噴射率制御装置のみに採
用されるものではなく、燃料圧送行程中に燃料の一部を
逃し、燃料噴射期間を増大させる装置（例えば、実公昭
58−23952号公報）等にも採用可能であり、この場合、
例えば燃焼音が低下するように燃料の逃し量を制御すれ
ばよい。 （５）上記実施例では、燃焼音のレベルとして、所定期
間Δｔにおける燃焼音の積算値を用いているが、これは
例えば燃焼音の平均値等であってもよい。 （６）パイロット噴射時期を振る場合、上記実施例に示
すようにステップ的に変化させるのではなく、期間の回
転数の変化を最小限に抑える必要がある時等には、段階
状に徐々に変化させてもよい。 〔発明の効果〕 第１の発明によれば、アクチュエータにて制御するパ
イロット噴射燃料量の制御値を燃焼音をより低くなる値
に設定することで、パイロット噴射の本質的な狙いであ
る騒音低減効果を、ノズルの経時変化がどのように発生
したとしても、常にパイロット噴射燃料量はそのときの
経時変化状態を考慮された改善された量として実際に機
関に供給されることになるため、ノズル劣化に対しても
パイロット噴射による騒音低減効果を効率的に発揮でき
るという優れた効果がある。 また、第２の発明によれば、パイロット噴射燃料量を
パイロット噴射終了時期により制御するようにし、さら
にこのパイロット噴射終了時期を積極的に変化させなが
ら最も騒音の低いパイロット噴射終了時期を見つけるこ
とができるので、ノズル経時変化がどのように噴射量変
化に影響したとしても、アクチュエータ側でパイロット
噴射終了時期を補正してその時の最適なパイロット噴射
量をノズルの経時変化による悪影響を排除して実際に機
関に供給できるので、常にパイロット噴射制御による騒
音低減効果を最大限に発揮できるという優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
パイロット噴射時期と燃焼音との関係を示す特性図、第
３図はパイロット噴射制御時期に対する噴射率の変化を
示す概念図、第４図は第１図中の制御コントローラの詳
細構成図、第５図、第６図は制御コントローラにおける
演算処理手順を示すフローチャート、第７図は第１図に
おける実施例の作動説明に供するタイミングチャートで
ある。 10……ディーゼル機関,13……燃料噴射ポンプ， 14……パイロット噴射装置,15……燃焼音センサ， 16……制御コントローラ,17……回転数検出器， 18……冷却水温検出器。
パイロット噴射時期と燃焼音との関係を示す特性図、第
３図はパイロット噴射制御時期に対する噴射率の変化を
示す概念図、第４図は第１図中の制御コントローラの詳
細構成図、第５図、第６図は制御コントローラにおける
演算処理手順を示すフローチャート、第７図は第１図に
おける実施例の作動説明に供するタイミングチャートで
ある。 10……ディーゼル機関,13……燃料噴射ポンプ， 14……パイロット噴射装置,15……燃焼音センサ， 16……制御コントローラ,17……回転数検出器， 18……冷却水温検出器。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−17343（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−131735（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−37428（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−138247（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−203958（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−199945（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ノズルを介してディーゼル機関に対し燃料を供給す
ると共に前記ノズルに対し供給する燃料量をアクチュエ
ータにより制御することで、前記ディーゼル機関に供給
される燃料噴射量を制御する機関において、主噴射の前
に実行するパイロット噴射燃料量を前記アクチュエータ
にて制御し、前記ディーゼル機関の燃料の燃焼音を示す
信号を検出し、この検出信号に応じて前記燃焼音が低く
なるように、前記アクチュエータにおける前記パイロッ
ト噴射燃料量の制御値を設定することを特徴とするディ
ーゼル機関用燃料噴射率制御方法。 ２．ノズルを介してディーゼル機関に対し燃料を供給す
ると共に前記ノズルに対し供給する燃料量をアクチュエ
ータにより制御することで、前記ディーゼル機関に供給
される燃料噴射量を制御する機関において、主噴射の前
に実行するパイロット噴射燃料量を前記ディーゼル機関
の運転状態に応じて求めた計算パイロット噴射終了時期
にアクチュエータを駆動することにより制御し、前記計
算パイロット噴射終了時期とこの計算パイロット噴射終
了時期より所定のパイロット噴射終了時期量だけ変化し
た互いに異なる少なくとも２点のパイロット噴射終了時
期にて交互に所定の期間ずつ機関を運転し、これら各パ
イロット噴射終了時期にて運転したときの機関の燃焼音
を示す信号を検出し、該燃焼音の大小を判別し、この判
別結果により前記計算パイロット噴射終了時期が燃焼音
を最小の値にさせる最適パイロット噴射終了時期より進
み側にあるか遅れ側にあるかを判定し、この判定結果に
基づいて前記計算パイロット噴射終了時期を修正するこ
とを特徴とするディーゼル機関用燃料噴射率制御方法。 ３．前記燃焼音の大小の判別は、前記少なくとも２点の
パイロット噴射終了時期で機関を運転した時の燃焼音の
うち、少なくとも連続して運転した３点の燃焼音信号を
比較することにより行うことを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載のディーゼル機関用燃料噴射率制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61113216A JP2762433B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | デイーゼル機関用燃料噴射率制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61113216A JP2762433B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | デイーゼル機関用燃料噴射率制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62267546A JPS62267546A (ja) | 1987-11-20 |
| JP2762433B2 true JP2762433B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=14606513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61113216A Expired - Lifetime JP2762433B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | デイーゼル機関用燃料噴射率制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762433B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11294228A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-26 | Isuzu Motors Ltd | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
| FR2844830B1 (fr) * | 2002-09-23 | 2006-06-02 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme de controle du fonctionnement d'un moteur diesel de vehicule automobile |
| KR100448398B1 (ko) * | 2002-11-11 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 연료 제어방법 |
| KR100534725B1 (ko) * | 2002-11-11 | 2005-12-07 | 현대자동차주식회사 | 커먼 레일 디젤 엔진의 소음 저감방법 |
| JP2010112295A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置及び制御方法 |
| JP5554295B2 (ja) | 2011-07-28 | 2014-07-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の燃焼騒音検出方法及び燃焼騒音検出装置並びに内燃機関の制御装置 |
| JP2014094665A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Volvo Lastvagnar Aktiebolag | 車両のハイブリッドシステム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59131735A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料噴射ポンプの燃料噴射装置 |
| JPS6217343A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-26 | Toyota Motor Corp | 燃料噴射制御方式 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP61113216A patent/JP2762433B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62267546A (ja) | 1987-11-20 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |