JP3052310B2 - Fuel injection control device for diesel engine - Google Patents

Fuel injection control device for diesel engine

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JP3052310B2
JP3052310B2 JP1087701A JP8770189A JP3052310B2 JP 3052310 B2 JP3052310 B2 JP 3052310B2 JP 1087701 A JP1087701 A JP 1087701A JP 8770189 A JP8770189 A JP 8770189A JP 3052310 B2 JP3052310 B2 JP 3052310B2
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英二 相吉澤
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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.

(従来の技術) ディーゼルエンジンの燃料噴射装置として、燃料の噴
射時期や噴射量を電子制御しうるようにした分配型燃料
噴射ポンプが知られている。
(Prior Art) As a fuel injection device for a diesel engine, a distribution type fuel injection pump in which the injection timing and injection amount of fuel can be electronically controlled is known.

その一例を第12図に示す。これを説明すると、図にお
いて1はポンプハウジング、2と3は駆動軸4により駆
動される低圧側フィードポンプと高圧側プランジャポン
プで、図示しない燃料入口からフィードポンプ2により
吸引された燃料はハウジング1内のポンプ室5に供給さ
れ、ポンプ室5に開口する吸込通路6を介してプランジ
ャポンプ3に送られる。
One example is shown in FIG. To explain this, in the figure, 1 is a pump housing, 2 and 3 are a low pressure side feed pump and a high pressure side plunger pump driven by a drive shaft 4, and fuel sucked by a feed pump 2 from a fuel inlet (not shown) is supplied to the housing 1. It is supplied to the pump chamber 5 in the inside, and is sent to the plunger pump 3 through the suction passage 6 opened to the pump chamber 5.

プランジャポンプ3のプランジャ7には、その先端に
エンジンのシリンダと同数の吸込溝8が形成されてお
り、他端には同じく同数のカム山を持つフェイスカム9
が形成されている。フェイスカム9は、駆動軸4と共に
回転しながらローラリング10に配設されたローラ11を乗
り越えて所定のカムリフトだけ往復運動する。このプラ
ンジャポンプ7の回転往復運動にて、吸込溝8からプラ
ンジャ室12に吸引された燃料が、プランジャ室12に通じ
る図示しない各気筒毎の分配ポートからデリバリバルブ
を通って噴射ノズルへと圧送される。
The plunger 7 of the plunger pump 3 has the same number of suction grooves 8 formed at its tip as the number of cylinders of the engine, and the other end thereof has a face cam 9 having the same number of cam ridges.
Are formed. The face cam 9 reciprocates by a predetermined cam lift over a roller 11 provided on a roller ring 10 while rotating with the drive shaft 4. By the reciprocating motion of the plunger pump 7, the fuel sucked into the plunger chamber 12 from the suction groove 8 is pumped from the distribution port for each cylinder (not shown) communicating with the plunger chamber 12 to the injection nozzle through the delivery valve. You.

13は、プランジャ室12と低圧のポンプ室5とを連通す
る燃料戻し通路で、この燃料戻し通路13の途中には、燃
料噴射を制御するための弁手段として、駆動回路からの
信号(駆動パルス)によりエンジンの運転条件に応じて
駆動される高速応動型の電磁弁14が介装されている。こ
の電磁弁14は、プランジャ7の圧縮行程中に電磁弁14を
閉じると、燃料の噴射が開始され、電磁弁14を開くと噴
射が終了する。つまり、電磁弁14の閉弁時期に応じて燃
料の噴射開始時期が、閉弁期間に応じて噴射量が制御さ
れる。
A fuel return passage 13 communicates the plunger chamber 12 with the low-pressure pump chamber 5. In the middle of the fuel return passage 13, a signal (drive pulse) from a drive circuit as valve means for controlling fuel injection is provided. ), A high-speed responsive solenoid valve 14 driven according to the operating conditions of the engine is interposed. When the solenoid valve 14 is closed during the compression stroke of the plunger 7, fuel injection is started, and when the solenoid valve 14 is opened, the injection ends. That is, the fuel injection start timing is controlled according to the valve closing timing of the electromagnetic valve 14, and the injection amount is controlled according to the valve closing period.

一方、フェイスカム9の位相(リフト時期)を制御す
るために、第13図に示したような位相制御手段が設けら
れている。18は上記ローラリング10に対して接線方向に
往復動するように連接されたタイマピストンであり、基
本的にはこのタイマピストン10の一端に画成された高圧
室20に作用するポンプ室圧力と、他端の低圧室21に設け
られたタイマスプリング20の張力とのつり合いに応じて
タイマピストン10の位置及びローラリング10の位相が制
御されるようになっている。ただし、高圧室20は途中に
デューティ制御電磁弁22が介装されたバイパス通路23を
介して低圧室21に連通しており、所定の周波数で開閉作
動する電磁弁23の平均開度が増大するほど高圧室20から
低圧室21側へと圧力が逃がされるので、それだけ前記タ
イマピストン18の移動が抑制されることになる。このよ
うにしてローラリング10を回動させることによって、電
磁弁14による噴射時期に対してフェイスカム9のリフト
領域が移動するので、フェイスカム9のリフトカーブに
応じて噴射率が変化することになる。
On the other hand, in order to control the phase (lift timing) of the face cam 9, a phase control means as shown in FIG. 13 is provided. Reference numeral 18 denotes a timer piston connected so as to reciprocate in a tangential direction with respect to the roller ring 10.Basically, a pump chamber pressure acting on a high-pressure chamber 20 defined at one end of the timer piston 10 and The position of the timer piston 10 and the phase of the roller ring 10 are controlled according to the balance with the tension of the timer spring 20 provided in the low-pressure chamber 21 at the other end. However, the high-pressure chamber 20 communicates with the low-pressure chamber 21 via a bypass passage 23 in which a duty control electromagnetic valve 22 is interposed, and the average opening of the electromagnetic valve 23 that opens and closes at a predetermined frequency increases. The more the pressure is released from the high-pressure chamber 20 to the low-pressure chamber 21, the more the movement of the timer piston 18 is suppressed. By rotating the roller ring 10 in this manner, the lift area of the face cam 9 moves with respect to the injection timing of the solenoid valve 14, so that the injection rate changes according to the lift curve of the face cam 9. Become.

上記の電磁弁14と22を制御するのは、各種の運転条件
信号を入力するコントロールユニット(図示せず)で、
コントロールユニットにはマイクロコンピュータが使用
される。たとえば、電磁弁14についてはエンジン回転数
等のエンジンの諸条件に対応する最適な閉弁開始時期と
閉弁期間を、電磁弁22については同じくデューティ比を
予め実験等により得て、その値をコントロールユニット
内の記憶装置に記憶させておく。そして、実際の運転時
には、燃料噴射ポンプの1回転あたり1個のリファレン
スパルスと、同じく36個のスケールパルスとを入力して
エンジン回転数を計算し、その回転数とアクセルペダル
開度(踏込量)に対応して噴射開始時期、噴射期間、デ
ューティ比を読み出し、この読み出した情報から駆動パ
ルスを生成して電磁弁14と22に出力するようにしてい
る。
Controlling the solenoid valves 14 and 22 is performed by a control unit (not shown) that inputs various operating condition signals.
A microcomputer is used for the control unit. For example, for the solenoid valve 14, the optimal valve closing start timing and the valve closing period corresponding to various engine conditions such as the engine speed, and for the solenoid valve 22, the duty ratio is obtained in advance by experiments or the like, and the values are obtained. It is stored in a storage device in the control unit. At the time of actual operation, one reference pulse per one rotation of the fuel injection pump and 36 scale pulses are input to calculate the engine speed, and the engine speed and the accelerator pedal opening (depression amount) are calculated. ), The injection start timing, the injection period, and the duty ratio are read, and a drive pulse is generated from the read information and output to the solenoid valves 14 and 22.

なお、この種の燃料噴射ポンプの公知文献としては、
特開昭60−132038号公報、同61−14448号公報等があ
る。
In addition, as a well-known document of this kind of fuel injection pump,
JP-A-60-132038 and JP-A-61-14448 are examples.

(発明が解決しようとする課題) ところで、このような従来の燃料噴射ポンプにおい
て、例えば最大噴射量を制御する場合には、排気中の酸
素濃度から検出した空気過剰率をフィードバックして、
空気過剰率が主としてスモーク限界で定まる所定の領域
を外れないように電磁弁14の閉弁期間を加減するように
している。この場合、スモークの発生を抑えつつトルク
を向上させるために、予め最大噴射量噴射時の平均噴射
率が最も高くなるようにエンジン回転数毎に電磁弁14の
最適閉弁期間をマップ化してこれをメモリに記憶してお
き、基本的にはこのマップを参照しながら電磁弁14の閉
弁期間を決定し、これを必要に応じて空気過剰率で補正
することになる。
(Problems to be Solved by the Invention) In such a conventional fuel injection pump, for example, when controlling the maximum injection amount, the excess air ratio detected from the oxygen concentration in the exhaust is fed back,
The closing period of the solenoid valve 14 is adjusted so that the excess air ratio does not deviate from a predetermined region mainly determined by the smoke limit. In this case, in order to improve the torque while suppressing the generation of smoke, the optimal closing period of the solenoid valve 14 is mapped in advance for each engine speed so that the average injection rate during the maximum injection amount injection becomes highest. Is stored in a memory, and basically the valve closing period of the solenoid valve 14 is determined with reference to this map, and this is corrected by the excess air ratio as needed.

しかしながら、このような制御によると燃料噴射装置
の機構上の問題点に関連して次のような不具合が生じ
る。
However, according to such control, the following inconvenience occurs in connection with a problem in the mechanism of the fuel injection device.

即ち、燃料噴射装置の平均噴射率は大気圧の変動に影
響されるうえに、噴射ノズルのスプリングの劣化に伴う
開弁圧の変動などによっても変化し、これにより予め平
均噴射率を最大にすべく決定されていた閉弁期間の記憶
値が最適値からはずれてしまう。これは平均噴射率が低
下することを意味するから、結果としてはスモーク排出
量の増大及びトルクの低下を引き起こすのである。
That is, the average injection rate of the fuel injection device is affected not only by the fluctuation of the atmospheric pressure, but also by the fluctuation of the valve opening pressure due to the deterioration of the spring of the injection nozzle and the like, thereby maximizing the average injection rate in advance. The stored value of the valve closing period that is determined to be different from the optimal value. This means that the average injection rate decreases, which results in an increase in smoke emission and a decrease in torque.

なお、噴射率は常に最大であれば良いというものでは
なく、エンジンの運転条件や要求性能に応じて、例えば
NOxを低減する目的で噴射率を最大値よりも小さいとこ
ろに設定することもあり、その場合も上記と同様の理由
により当初の設定最適値からのずれが生じることから、
エミッションや運転性の悪化を引き起こす。
It should be noted that the injection rate is not always the maximum, and for example, depending on the operating conditions and required performance of the engine,
In order to reduce NOx, the injection rate may be set to a value smaller than the maximum value.In that case, a deviation from the initial set optimal value occurs for the same reason as above,
This causes emission and driving deterioration.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、大気圧変化や噴射装置の機構上の特性変動にか
かわらず常に最適な平均噴射率を維持しうる噴射制御装
置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides an injection control device that can always maintain an optimum average injection rate regardless of a change in atmospheric pressure or a change in characteristics of a mechanism of the injection device. It is intended to be.

(課題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、上述したよう
な燃料の噴射開始時期及び噴射期間を制御する弁手段
と、フェイスカムの位相を制御する位相制御手段とを備
えた分配型燃料噴射ポンプの制御装置において、第1図
に示したようにエンジン回転数Nを検出する回転数検出
手段31と、アクセル開度等からエンジン負荷ACCを検出
する負荷検出手段32と、前記各検出手段31,32の出力に
基づいて燃料の基本噴射量AVM(弁手段の閉弁期間)と
基本噴射時期ITM(同閉弁開始時期)を決定する基本制
御量決定手段33と、同じく各検出手段31,32の出力に基
づいてフェイスカムの基本位相VTM(タイマピストンの
位置)を決定する位相決定手段34と、エンジンの空気過
剰率VAF(実空燃比γT)を検出する空気過剰率検出手段
35と、空気過剰率検出手段35の出力に基づいて少なくと
も基本噴射量を補正する基本制御量補正手段36と、同じ
く空気過剰率検出手段35の出力に基づいてフェイスカム
の基本位相を補正する基本位相補正手段37とを備える。
また、前記基本位相補正手段37は空気過剰率がスモーク
リミットを超過したときはフェイスカムの基本位相VTM
を噴射率が増大する方向に補正すると共に前記基本制御
量補正手段36は前記噴射率増大補正に対応して所期の燃
料噴射量が得られるように基本噴射量AVMを補正する構
成とした。なお、第1図においてAV,IT,VTはそれぞれ
噴射量、噴射時期、フェイスカム位相の補正値である。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the present invention, there are provided a valve means for controlling a fuel injection start timing and an injection period as described above, and a phase control means for controlling a phase of a face cam. the control apparatus for a distributor type fuel injection pump equipped with a rotational speed detecting means 31 for detecting the engine rotational speed N as shown in FIG. 1, the load detecting means for detecting an engine load a CC from the accelerator opening degree 32, and a basic control amount determination for determining a basic injection amount A VM (valve closing period of the valve means) and a basic injection timing I TM (valve closing start timing) based on the outputs of the respective detecting means 31 and 32. Means 33, phase determining means 34 for determining the basic phase VTM (position of the timer piston) of the face cam based on the outputs of the respective detecting means 31 and 32, and excess air ratio V AF (actual air-fuel ratio γ) of the engine. T ) means for detecting excess air ratio
35, a basic control amount correction means 36 for correcting at least the basic injection amount based on the output of the excess air ratio detection means 35, and a basic correction of the basic phase of the face cam also based on the output of the excess air rate detection means 35. And a phase correction unit 37.
When the excess air ratio exceeds the smoke limit, the basic phase correcting means 37 outputs the basic phase VTM of the face cam.
And the basic control amount correction means 36 is configured to correct the basic injection amount AVM so as to obtain a desired fuel injection amount corresponding to the injection rate increase correction. . Incidentally, A V, I T, respectively V T injection amount in the first diagram, the injection timing is a correction value of the face cam phase.

(作用) エンジンの使用を開始した当初は、回転数Nと負荷A
CCで代表されるエンジン運転状態に基づいて決定される
フェイスカムの基本位相VTMによって適切な平均噴射率
が与えられる。ただし、既述したように経時変化や大気
圧により同一のカム位相でも噴射率が変動して最適値か
らのずれを生じる。このずれは空気過剰率VAFの変化と
して検出され、これに基づいて空気過剰率VAFが目標値
に接近する方向にフェイスカム位相VTM、つまり噴射率
が最適方向に補正される。これは、具体的には、例えば
最大噴射量制御時にあっては空気過剰率がスモークリミ
ットを超えない限りにおいて平均噴射率が最大となるよ
うに位相補正される。一方、同一噴射期間に対して噴射
率が変化すると燃料噴射量も変化するが、これは基本噴
射量AVM及び必要に応じての基本噴射時期ITMの補正によ
り補償される。
(Operation) At the beginning of use of the engine, the rotational speed N and load A
An appropriate average injection rate is given by the basic phase VTM of the face cam determined based on the engine operating state represented by CC . However, as described above, the injection rate fluctuates even at the same cam phase due to a change over time or the atmospheric pressure, and a deviation from the optimum value occurs. This deviation is detected as a change in the excess air ratio V AF , and based on this, the face cam phase V TM , that is, the injection rate is corrected in the direction in which the excess air ratio V AF approaches the target value. Specifically, for example, at the time of maximum injection amount control, the phase is corrected so that the average injection rate becomes maximum as long as the excess air ratio does not exceed the smoke limit. On the other hand, when the injection rate changes for the same injection period, the fuel injection amount also changes, but this is compensated by correcting the basic injection amount AVM and the basic injection timing ITM as necessary.

なお、フェイスカムのカムプロファイルは、一般にカ
ム機構上の最大噴射率領域を使用しなくとも最大噴射量
制御時において所要噴射率が得られるように設定されて
おり、かつカムプロファイルないしリフトカーブは既知
であるから、上述のようにして必要に応じて所望量だけ
噴射率を増加することが可能となる。
The cam profile of the face cam is generally set so that the required injection rate can be obtained at the time of maximum injection amount control without using the maximum injection rate area on the cam mechanism, and the cam profile or lift curve is known. Therefore, as described above, it is possible to increase the injection rate by a desired amount as needed.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明において制御の直接の対象となる燃料噴射ポン
プの構成については第12図と同様であり、即ち弁手段に
あたる電磁弁14の閉弁タイミングによって燃料の噴射時
期及び噴射量を制御するとともに、位相制御手段である
電磁弁22のデューティ比によってフェイスカム9の位相
を制御する。フェイスカム9の位相は、既述したように
フェイスカム9と対向して相対回転するローラリング10
のポンプ軸まわりの角度をタイマピストン18の位置を制
御することにより変化させる。
The configuration of the fuel injection pump directly controlled by the present invention is the same as that shown in FIG. 12, that is, while controlling the fuel injection timing and injection amount by the closing timing of the solenoid valve 14 corresponding to the valve means, The phase of the face cam 9 is controlled by the duty ratio of the solenoid valve 22, which is a control means. The phase of the face cam 9 is, as described above, the roller ring 10 which rotates relatively to face cam 9.
The angle around the pump shaft is changed by controlling the position of the timer piston 18.

第2図は上記電磁弁14と22に制御信号を出力するコン
トロールユニットの詳細を示したもので、これは入出力
回路(I/O)41、ROM42、RAM43、CPU44等からなるマイク
ロコンピュータから構成され、第1図に示した各手段3
3,34,36,37の機能を備えている。
FIG. 2 shows the details of a control unit for outputting control signals to the solenoid valves 14 and 22. The control unit comprises a microcomputer comprising an input / output circuit (I / O) 41, a ROM 42, a RAM 43, a CPU 44 and the like. Each means 3 shown in FIG.
It has 3,34,36,37 functions.

入出力回路41には、エンジンの基本作動状態量を代表
するエンジン回転数のリファレンスパルス及びスケール
パルスの各センサ51、52からの回転数信号と、同じく負
荷状態を示すアクセル開度センサ53からのアクセル開度
信号、及び燃料温度センサ54、水温センサ55、アイドル
スイッチ56からの燃料温度信号、水温信号、アイドル信
号が入力される。さらにこの入出力回路41には、エンジ
ン排気中の酸素濃度から空気過剰率を検出する空燃比セ
ンサ57からの空燃比信号が入力される。なお、58は電磁
弁14の実際の閉弁開始時期及び閉弁期間、つまり噴射開
始時期及び噴射量を検知するDVCセンサ、59はフェイス
カム位相に対応するタイマピストン位置を検出するタイ
マピストン位置センサであり、これらはそれぞれ燃料噴
射量・噴射時期及びタイマピストン位置を制御した結果
をフィードバックして制御精度を向上させる目的で必要
に応じて設けられる。
The input / output circuit 41 includes a reference signal and a scale pulse of the engine rotation speed representing the basic operation state amount of the engine, and a rotation speed signal from each of the sensors 51 and 52. An accelerator opening signal and a fuel temperature signal, a water temperature signal, and an idle signal from the fuel temperature sensor 54, the water temperature sensor 55, and the idle switch 56 are input. Further, the input / output circuit 41 receives an air-fuel ratio signal from an air-fuel ratio sensor 57 that detects an excess air ratio from the oxygen concentration in the engine exhaust. 58 is a DVC sensor that detects the actual valve-closing start timing and the valve-closing period of the solenoid valve 14, that is, the injection start timing and the injection amount, and 59 is a timer piston position sensor that detects the timer piston position corresponding to the face cam phase. These are provided as needed for the purpose of improving the control accuracy by feeding back the results of controlling the fuel injection amount / injection timing and the timer piston position.

CPU44ではROM42に格納されたプログラムに従って上記
入出力回路41からの各種信号を取り込んで所定の演算処
理を行い、電磁弁14及び22を制御するためのデータ、つ
まり電磁弁14についてはその閉弁開始時期と閉弁期間、
電磁弁22については駆動パルスのデューティ比を決定し
てこれらを入出力回路41にセットする。これに伴って、
入出力回路41は電磁弁14と22に制御信号を出力する。
The CPU 44 fetches various signals from the input / output circuit 41 according to a program stored in the ROM 42, performs predetermined arithmetic processing, and data for controlling the solenoid valves 14 and 22, that is, the closing of the solenoid valve 14 is started. Timing and closing period,
For the solenoid valve 22, the duty ratio of the drive pulse is determined and these are set in the input / output circuit 41. Along with this,
The input / output circuit 41 outputs a control signal to the solenoid valves 14 and 22.

次に、このようなCPU44の動作例を第3図の流れ図に
沿って説明する。
Next, an example of the operation of the CPU 44 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップ61でエンジン回転数N、アクセル開度
ACC、冷却水温度TW、燃料温度TF、タイマピストン位置V
Tの各信号を読み込み、引き続きステップ62で前記N、A
CCの各信号に基づいて第4図〜第6図に例示したような
特性上で基本噴射量AVM、基本噴射時期ITM、基本タイマ
ピストン位置VTMを決定する。このとき、前記各制御量
は冷却水温度TWまたは燃料温度TFに応じて必要な補正が
施される。なお、第4図〜第6図のデータは所定の入力
信号に基づいて演算処理、検索及び補間計算等によりそ
れぞれの特性に対応したデータが得られるように予めRO
M42に記憶された処理を実行することにより得られる。
この点は、以下の第7図から第11図についても同様であ
る。
First, at step 61, the engine speed N and the accelerator opening
A CC , cooling water temperature T W , fuel temperature T F , timer piston position V
Each signal of T is read, and subsequently, in step 62, the N, A
The basic injection amount A VM , the basic injection timing I TM , and the basic timer piston position V TM are determined based on the characteristics illustrated in FIGS. 4 to 6 based on the CC signals. At this time, the control amounts are corrected as necessary according to the cooling water temperature TW or the fuel temperature TF . The data shown in FIGS. 4 to 6 are previously processed by RO processing so that data corresponding to each characteristic can be obtained by arithmetic processing, search, interpolation calculation, etc. based on a predetermined input signal.
It is obtained by executing the processing stored in M42.
This applies to FIGS. 7 to 11 described below.

次に、ステップ63では、空燃比センサ57の出力電圧V
AFが読み込まれ、これの関数として第7図に例示した特
性上の実空燃比λTが算出される。そして、ステップ64
では実噴射量をフィードバックするためにDVCセンサ58
の出力に基づいて電磁弁14の閉弁期間が検出されたの
ち、ステップ65で現在の実空燃比γTがスモークリミッ
ト内であるか否かが判定される。
Next, in step 63, the output voltage V of the air-fuel ratio sensor 57
AF is read, and the actual air-fuel ratio λ T on the characteristic illustrated in FIG. 7 is calculated as a function of the AF . And step 64
In order to feed back the actual injection amount, the DVC sensor 58
After the valve-closing period of the solenoid valve 14 is detected based on the output of the ECU, in step 65, it is determined whether or not the current actual air-fuel ratio γ T is within the smoke limit.

スモークリミットの判定は、第8図に例示したように
そのときのアクセル開度ACCとエンジン回転数Nとの関
係、及びこれを必要に応じて冷却水温度TW、燃料温度TF
により補正して得られる目標空燃比λMAPと実空燃比λT
とを比較することにより行なわれ、例えばアクセル開度
ACCが100%のときの目標空燃比λMAPよりも実空燃比λT
のほうが小さければ、そのときは全開時のスモークリミ
ットを超えていると判定される。もし、実空燃比λT
スモークリミットを超えていると判定されたときにはス
テップ66に、スモークリミット内であると判定されたと
きにはステップ67へと進む。
Determination of smoke limit, the relationship between the accelerator opening A CC and the engine speed N at that time as illustrated in FIG. 8, and the cooling water temperature T W which optionally fuel temperature T F
Target air-fuel ratio λ MAP and actual air-fuel ratio λ T
Is compared with, for example, the accelerator opening
Actual air-fuel ratio λ T compared to target air-fuel ratio λ MAP when A CC is 100%
Is smaller than the smoke limit at the time of full opening. If it is determined that the actual air-fuel ratio λ T exceeds the smoke limit, the routine proceeds to step 66, and if it is determined that the actual air-fuel ratio is within the smoke limit, the routine proceeds to step 67.

各ステップ66,67では、次のようにして噴射量補正量
ΔAVと噴射時期補正量ΔIT、及びタイマピストン位置補
正量ΔVTが決定される。まず、エンジン回転数Nとアク
セル開度ACCとの関係から第9図に例示したような特性
で空燃比の最大バラツキ幅Δλが算出され、これを目標
空燃比λMAPと実空燃比λTとの差と比較して、この空燃
比差がΔλよりも小さいと判断されたときには、この条
件下では噴射量のみの補正で対応すればよいので、噴射
時期補正量ΔIT=0とするとともに、噴射量補正量ΔAV
を当該空燃比差に基づき、第10図に例示した特性上で決
定する。これに対して、空燃比差がΔλ以上に大きいと
判断された場合には、実空燃比λTが目標空燃比λMAP
と速やかに接近するように噴射量補正量ΔAVのみなら
ず、当該空燃比差に基づき、第11図に例示した特性上で
噴射時期補正量ΔITをも決定する。このようにして決定
された噴射量補正量ΔAVと噴射時期補正量ΔITは、次の
ステップ68においてそれぞれ基本噴射量AVMと基本噴射
時期ΔITMに加算され、最終的な制御量としての噴射量A
Vと噴射時期ITが得られる。空燃比差がΔλよりも小さ
いときはΔIT=0であるから、基本噴射時期ITMがその
ままITとして設定されることになる。
Each step 66 and 67, as follows and the injection quantity correction .DELTA.A V injection timing correction amount [Delta] I T, and a timer piston position correction amount [Delta] V T is determined. First, the maximum variation width Δλ of the air-fuel ratio is calculated from the relationship between the engine speed N and the accelerator opening ACC with the characteristics illustrated in FIG. 9, and is calculated based on the target air-fuel ratio λ MAP and the actual air-fuel ratio λ T When it is determined that the air-fuel ratio difference is smaller than Δλ in comparison with the above-described condition, it is sufficient to correct only the injection amount under this condition, so that the injection timing correction amount ΔI T = 0 and , Injection amount correction amount ΔA V
Is determined on the basis of the air-fuel ratio difference on the characteristics exemplified in FIG. On the other hand, when it is determined that the air-fuel ratio difference is larger than Δλ, not only the injection amount correction amount ΔA V but also the injection amount correction amount ΔA V so that the actual air-fuel ratio λ T approaches the target air-fuel ratio λ MAP quickly. based on the air-fuel ratio difference also determines the eleventh injection timing on the illustrated characteristic in Figure correction amount [Delta] I T. The injection amount correction amount ΔA V and the injection timing correction amount ΔI T determined in this way are added to the basic injection amount A VM and the basic injection timing ΔI TM respectively in the next step 68, and the final control amount Injection amount A
V and the injection timing IT are obtained. Because when the air-fuel ratio difference is smaller than Δλ is ΔI T = 0, so that the basic injection timing I TM is set as it is as I T.

ところで、タイマピストン位置VTについて、ステップ
65にて実空燃比λTがスモークリミットを超えていると
判定されたときには、ステップ66でタイマピストン位置
補正量ΔVTが算出される。すでに説明したように、基本
制御量による制御でスモークリミットを超えるのは機構
上の経時的変化等に原因して噴射率が適正値よりも低下
しているときであるから、この補正量ΔVTを基本タイマ
ピストン位置VTMに加算してフェイスカム位相を進角さ
せ、噴射率を増加方向に補正するのである。フェイスカ
ム9の現在の位相はタイマピストン位置の制御信号VT
ら分かり、またカムプロファイルのデータは既知である
から、噴射率の適正な補正量つまりタイマピストン位置
補正量ΔVTは、これら既知量の関係から容易に算出する
ことができる。一方、噴射期間を固定したまま噴射率を
変化させると噴射量も共に変化することになるので、ス
テップ66では噴射率の制御に伴って所期の燃料噴射量が
得られるように噴射量補正量ΔAVが決定される。このよ
うにして、空燃比がスモークリミットを超過したときに
は噴射率が最大となるところまでタイマピストン位置VT
が補正されるので、燃料噴射ポンプの機構部品の劣化や
大気圧の変動にかかわらず所要の燃料噴射量と適切な噴
射率が維持され、従って必要なエンジントルクが確保さ
れると共にスモークの増大が抑えられる。
Incidentally, the timer piston position V T, step
When the actual air-fuel ratio lambda T is determined to exceed the smoke limit at 65, the timer piston position correction amount [Delta] V T is calculated in step 66. As already described, since it is when the temporal change or the like cause to the injection rate on the mechanism from exceeding the smoke limit control according to the basic control amount is lower than the appropriate value, the correction amount [Delta] V T Is added to the basic timer piston position VTM to advance the face cam phase and correct the injection rate in the increasing direction. Current phase of the face cam 9 is known from the control signal V T of the timer piston position, and because the data of the cam profile are known, the appropriate correction amount, that the timer piston position correction amount [Delta] V T of the injection rate, these known amount Can be easily calculated from the relationship. On the other hand, if the injection rate is changed while the injection period is fixed, the injection amount also changes.Therefore, in step 66, the injection amount correction amount is adjusted so that the desired fuel injection amount is obtained with the control of the injection rate. ΔA V is determined. In this way, when the air-fuel ratio exceeds the smoke limit, the timer piston position V T is increased until the injection rate becomes maximum.
Is corrected, the required fuel injection amount and the appropriate injection rate are maintained irrespective of the deterioration of the mechanical parts of the fuel injection pump and fluctuations in the atmospheric pressure, so that the required engine torque is secured and the smoke is increased. Can be suppressed.

一方、ステップ65にて実空燃比λTがスモークリミッ
ト内であると判定されたときは、ステップ67でタイマピ
ストン位置補正量VT=0に設定される。この場合、次の
ステップ68にて基本タイマピストン位置VTMがそのまま
タイマピストン位置VTとして設定される。この結果、ス
モークリミット内での無用な噴射率の増大が回避され
て、適正なエミッション性能が維持される。
On the other hand, when it is determined in step 65 that the actual air-fuel ratio λ T is within the smoke limit, in step 67, the timer piston position correction amount V T = 0 is set. In this case, the basic timer piston position V TM is directly set as a timer piston position V T at the next step 68. As a result, an unnecessary increase in the injection rate within the smoke limit is avoided, and proper emission performance is maintained.

なお、ステップ69は以上のようにして決定された制御
量としての噴射量AV、噴射時期IT、タイマピストン位置
VTをRAM43の所定のアドレスに格納する処理であり、こ
れに伴って前記各制御量が入出力回路41を介して電磁弁
14及び22へと出力される。
In step 69, the injection amount A V as the control amount determined as described above, the injection timing I T , the timer piston position
A process of storing V T to RAM43 of a predetermined address, the solenoid valve via the respective control amount output circuit 41 along with this
Output to 14 and 22.

(発明の効果) 以上説明した通り本発明によれば、空気過剰率をフィ
ードバックして燃料噴射量とともにフェイスカムの位相
をも補正制御するようにしたので、燃料噴射機構の経時
的変化や大気圧変動にかかわらず、常に最適の噴射率を
得ることが可能であり、従ってどのような運転条件下に
あっても、スモーク等の排気性能を悪化させることなく
ディーゼルエンジンの諸性能を最大限に引き出すことが
できる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the excess air ratio is fed back to correct and control not only the fuel injection amount but also the phase of the face cam. Irrespective of fluctuations, it is possible to always obtain the optimum injection rate, and therefore maximize the performance of diesel engines under any operating conditions without deteriorating exhaust performance such as smoke be able to.

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

第1図は本発明の構成概念を示すブロック図、第2図は
本発明の一実施例のコントロールユニットのブロック
図、第3図は前記実施例の制御動作例を示す流れ図、第
4図〜第11図はそれぞれ第3図の制御動作において使用
される各種のデータの内容を示す特性図である。第12図
は前記実施例により制御される燃料噴射ポンプの一例の
縦断面図、第13図はそのタイマピストン部分の平面断面
図である。 1……ポンプハウジング、3……プランジャポンプ、5
……ポンプ室、7……プランジャ、9……フェイスカ
ム、12……プランジャ室、13……燃料戻し通路、14……
電磁弁、18……タイマピストン、22……電磁弁、41……
入出力回路、42……ROM、43……RAM、44……CPU、51…
…リファレンスパルス発生センサ、52……スケールパル
ス発生センサ、53……アクセル開度センサ、57……空燃
比センサ、58……DVCセンサ。 59……タイマピストン位置センサ。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration concept of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control unit according to one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control operation of the embodiment, and FIGS. FIG. 11 is a characteristic diagram showing the contents of various data used in the control operation of FIG. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of an example of the fuel injection pump controlled by the embodiment, and FIG. 13 is a plan sectional view of the timer piston portion. 1 ... Pump housing, 3 ... Plunger pump, 5
…… Pump room, 7 …… Plunger, 9 …… Face cam, 12 …… Plunger room, 13 …… Fuel return passage, 14 ……
Solenoid valve, 18 Timer piston, 22 Solenoid valve, 41
Input / output circuit, 42 ROM, 43 RAM, 44 CPU, 51
... Reference pulse generation sensor, 52 ... Scale pulse generation sensor, 53 ... Accelerator opening degree sensor, 57 ... Air-fuel ratio sensor, 58 ... DVC sensor. 59 …… Timer piston position sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 1/00 - 41/40 F02M 41/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 1/00-41/40 F02M 41/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ローラリングとフェイスカムとの相対回転
に基づいて回転往復運動するプランジャポンプと、プラ
ンジャポンプの燃料戻し通路の途中に位置して燃料の噴
射開始時期及び噴射期間を制御する弁手段と、前記ロー
ラリングを駆動してフェイスカムの位相を制御する位相
制御手段とを備えた分配型燃料噴射ポンプの制御装置に
おいて、 エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン
負荷を検出する負荷検出手段と、前記各検出手段の出力
に基づいて燃料の基本噴射量と基本噴射時期を決定する
基本制御量決定手段と、同じく各検出手段の出力に基づ
いてフェイスカムの基本位相を決定する位相決定手段
と、エンジンの空気過剰率を検出する空気過剰率検出手
段と、空気過剰率検出手段の出力に基づいて少なくとも
基本噴射量を補正する基本制御量補正手段と、同じく空
気過剰率検出手段の出力に基づいてフェイスカムの基本
位相を補正する基本位相補正手段とを設け、前記基本位
相補正手段は空気過剰率がスモークリミットを超過した
ときはフェイスカムの基本位相を噴射率が増大する方向
に補正すると共に前記基本制御量補正手段は前記噴射率
増大補正に対応して所期の燃料噴射量が得られるように
噴射量を補正する構成とした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 plunger pump that reciprocates based on the relative rotation of a roller ring and a face cam, and a valve means located in the middle of a fuel return passage of the plunger pump for controlling fuel injection start timing and injection period. And a phase control means for controlling the phase of the face cam by driving the roller ring. In the control device for a distribution type fuel injection pump, a rotation speed detection means for detecting an engine rotation speed, and an engine load are detected. Load detecting means, basic control amount determining means for determining the basic fuel injection amount and basic injection timing based on the output of each detecting means, and similarly determining the basic phase of the face cam based on the output of each detecting means. Phase determining means, excess air rate detecting means for detecting an excess air rate of the engine, and at least a basic injection amount based on an output of the excess air rate detecting means. And a basic phase correction means for correcting the basic phase of the face cam based on the output of the excess air ratio detection means, wherein the excess air ratio has a smoke limit. When it exceeds, the basic phase of the face cam is corrected in the direction in which the injection rate increases, and the basic control amount correction means adjusts the injection amount so that the expected fuel injection amount is obtained in accordance with the injection rate increase correction. A fuel injection control device for a diesel engine, wherein the fuel injection control device is configured to make a correction.
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