JPH0557427B2

JPH0557427B2 -

Info

Publication number: JPH0557427B2
Application number: JP25893384A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Nakajo; Toshasu Katsuno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1993-08-24
Also published as: JPS61138851A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はデイーゼル機関の燃料噴射量制御方法
に係り、特に空気過剰率に基づいてスモーク限界
を推定し、スモーク限界に対応する空気過剰率を
越えないように燃料噴射量をフイードバツク制御
するデイーゼル機関の燃料噴射量制御方法に関す
る。

〔従来の技術〕

一般のデイーゼル機関では、アクセル開度と機
関回転数とで基本燃料噴射量を定め、吸気温や機
関冷却水温等に応じて基本燃料噴射量を補正して
燃料噴射量を求め、この燃料噴射量に基づいてス
ピルリングの位置等をマイクロコンピユータで制
御して燃料を噴射している。しかしながら、上記
の基本燃料噴射量は、機関の使用条件をある範囲
に限定した状態で定めているため、製品のばらつ
きおよび経時変化により、要求燃料噴射量が基本
燃料噴射量よりずれてしまい、吸気温等によつて
補正しても機関が要求する量の燃料を噴射するこ
とができない場合が生じていた。特に、全負荷時
の最大燃料噴射量が要求燃料噴射量よりずれる
と、スモークが多量に発生する場合が生じる。

この問題を解決するため、従来では、特開昭56
−2433号公報に示されるように、排ガス中の残留
酸素濃度を検出するO₂センサ出力に基づいてス
モーク限界を推定し、スモーク限界に対応する空
気過剰率を越えないように燃料噴射量をフイード
バツク制御してスモークの発生を防止することが
行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明者等が、上記の燃料噴射量のフ
イードバツク制御における全負荷特性について研
究したところ、第２図に示すように、低中回転域
のフイードバツク制御によつてオープンループ制
御よりトルク変動を防止できることを見出した。
しかしながら、高回転域でフイードバツク制御を
行なうと、オープンループ制御の場合よりトルク
変動が大きくなるという問題が発生することを見
出した。

本発明の目的は、低回転から高回転の全回転域
にわたつてトルク変動を最小とすることができる
デイーゼル機関の燃料噴射量制御方法を提供する
ことである。

〔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、本発明は、空気過
剰率を検出するとともに、その検出結果に基づい
てスモーク限界を推定し、実際の空気過剰率が前
記スモーク限界に対応する空気過剰率に一致する
よう、燃料噴射量をフイードバツク制御するデイ
ーゼル機関の燃料噴射量制御方法において、機関
の負荷と回転数を検出し、機関が全負荷時で高回
転域であるときは、前記フイードバツク制御を中
止して、スモーク限界を越えない範囲内で、アク
セル開度と機関回転数とに基づいた量の燃料を噴
射するオープンループ制御を実行することを特徴
としている。

〔作用〕

燃料噴射量をオープンループ制御した場合、低
回転域及び中回転域ではエンジンの慣性効果が小
さいため、噴射ノズルにデポジツトが付着したり
して噴射量に誤差が生じ、大きなトルク変動とな
つて現れるが、高回転域では慣性効果が大きく、
トルクに対する噴射量誤差小さい。これに対し、
フイードバツク制御した場合、最終的な出力値を
目標値になるよう指令値をその都度変更するとい
う制御自体の性質上、上記のような噴射量誤差は
補正され、噴射量誤差の影響によるトルク変動は
制御される方向にある。ところが、フイードバツ
ク制御には応答性に限界があり、トルク変動を完
全に抑制することは困難あり、高回転域でのトル
ク変動は避けられない。

そこで、本発明のように、高回転域では、フイ
ードバツク制御を中止してオープンループ制御を
実行することにより、図２に示すように、トルク
変動を全回転域にわたつて小さくすることができ
る。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に
説明する。第３図は本発明の実施例に係る燃料噴
射量制御装置を備えたデイーゼル機関（エンジ
ン）の概略図である。

燃料噴射ポンプ２は、周知のようにベーンポン
プ２ａによつて回転往復動されるプランジヤ２ｂ
を備えている。プランジヤ２ｂには、プランジヤ
２ｂに穿設されたスピルポート２ｃから燃料をス
ピルさせる時期を制御することにより燃料噴射終
了時期を制御するスピルリング２ｄが嵌合されて
いる。このスピルリング２ｄは、レバーを介して
リニアソレノイド型アクチユエータ２ｅに連結さ
れて位置が制御される。また、スピルリング２ｄ
の位置は、アクチユエータ２ｅに連結されたスピ
ルセンサ２ｆにより検出される。

燃料噴射ポンプ２の下部には、ローラの位置を
変化させて燃料噴射開始時期を制御するタイマ２
ｇが設けられており、このタイマ２ｇはタイミン
グコントロールバルブ２ｈにより制御され、また
タイマ２ｇの制御位置はタイマセンサ２ｉにより
検出される。

燃料噴射ポンプ２のドライブシヤフトには、シ
グナルロータ２ｊが固定され、このシグナルロー
タの歯に対向するようにピツクアツプで構成され
たエンジン回転数センサ２ｋが取付けられてい
る。また、燃料噴射ポンプには、プランジヤ２ｂ
の先端部に形成された高圧室へ燃料を供給するた
めの吸入ポートを遮断して燃料噴射を停止させる
燃料噴射停止弁２ｌが取付けられている。そし
て、燃料噴射ポンプ２のデリバリバルブ２ｍは配
管を介してデイーゼルエンジン４に設けられた燃
料噴射弁６に連結されている。

デイーゼルエンジン４には、過給機８が取付け
られており、また吸気通路１０にはベンチユリ１
２が取付けられている。ベンチユリ１２は、アク
セルペダルと連動する主吸気絞り弁１２ａおよび
アクチユエータ１４によつて開度が制御される副
吸気絞り弁１２ｂで構成されている。主吸気絞り
弁１２ａには、吸気絞り弁１２ａと連動し、吸気
絞り弁１２ａの開度からアクセル開度を検出して
アクセル開度信号を出力するポテンシヨメータ等
で構成されたアクセル開度センサ１８が取付けら
れている。また、アクチユエータ１４は、負圧源
に接続されたバキユームスイツチングバルブ１６
Ａ，１６Ｂに接続されている。

また、エキゾーストマニホールドには、限界電
流方式の酸素濃度検出器（リーンセンサ）２０が
取付けられている。このリーンセンサは、空気過
剰率が１以上の領域で排ガス中の酸素濃度に比例
した線形の信号を出力する。

上記のエンジン回転数センサ２ｋ、アクセルセ
ンサ１８およびリーンセンサ２０等は、周知のよ
うにランダムアクセスメモリ（RAM）、リード
オンリメモリ（ROM）、中央処理装置（CPU）
および入出力ポート等から構成されたマイクロコ
ンピユータ２２に接続されている。そして、マイ
クロコンピユータ２２は、燃料噴射ポンプ２のア
クチユエータ２ｅ等に接続されている。

上記のマイクロコンピユータのROMには、第
４図に示すアクセル開度とエンジン回転数とで定
められた燃料噴射量パターンに基づいて、第５図
のように定められた基本燃料噴射量がマツプの形
で記憶されており、また、燃料噴射量に対するス
ピルリングの位置が第６図に示すように燃料噴射
量とエンジン回転数とに基づいてスピルリングを
移動させるスピル指令電圧としてマツプの形で記
憶されている。また、ROMには、第７図に示す
ように、エンジン回転数が上昇するに従つて大き
くなる基準値がスモーク限界として予め記憶さ
れ、また第１図に示すルーチンが予め記憶されて
いる。

次に第１図のルーチンを説明しながら本実施例
の燃料噴射量制御方法について説明する。まず、
ステツプ100において、デイジタル変換れてて
RAMに記憶されている現在のアクセル開度
ACC、エンジン回転センサ出力より演算されて
RAMに記憶されている現在のエンジン回転数
NEおよびデイジタル変換されてRAMに記憶さ
れると共に空気過剰率を示すリーンセンサ出力を
取込む。次のステツプ102では、アクセル開度
ACCが100％か否かを判断することにより全負荷
か否かを判断し、全負荷でなければステツプ118
で第５図のマツプから補間法により基本燃料噴射
量TPを演算する。そして、図示しないステツプ
において、エンジン冷却水温等に応じて基本燃料
噴射量TPを補正しして燃料噴射量を求め、第６
図のマツプからこの燃料噴射量に対応するスピル
指令電圧を求めて、スピル指令電圧とスピルセン
サ出力とが一致するようにリニアソレノイドの電
流をフイードバツク制御してスピルリングの位置
を制御する、これより、上記のように計算された
量の燃料が噴射される。

一方、全負荷と判断されたときは、ステツプ
104においてエンジン回転数NEが4000rpmを越え
ているか否かを判断することによりエンジン高回
転域か否かを判断し、エンジン高回転域ならばス
テツプ116において基本燃料噴射量TPを演算して
上記のようにして所定量の燃料を噴射する。

また、全負荷でかつエンジン回転数が4000rpm
以下のときは、ステツプ106において、リーンセ
ンサ出力が第７図のマツプから計算される基準値
以下か否かを判断することにより、現在の空気過
剰率がスモーク限界に対応する空気過剰率以下か
否かを判断する。リーンセンサ出力が基準値以下
のときはステツプ108においてフイードバツク補
正係数FAFを所定量減少させ、リーンセンサ出
力が基準値を越えるときにはステツプ110におい
てフイードバツク補正係数FAFを所定量増加さ
せる。なお、フイードバツク補正係数FAFを増
減するにあたつては、比例積分動作させるように
行う。このときのセンサ出力とフイードバツク補
正係数FAFの変化を第８図に示す。

上記のようにフイードバツク補正係数FAFを
計算した後、ステツプ112で基本燃料噴射量TPを
計算し、ステツプ114で基本燃料噴射量TPにフイ
ードバツク補正係数FAFを乗算して噴射量を求
め、上記のようにスピルリングの位置を制御して
燃料を噴射する。

以上の結果、全負荷でかつエンジン低中回転域
では空気過剰率により推定されるスモーク限界を
越えないように燃料噴射量がフイードバツク制御
され、全負荷でエンジン高回転域ではこのフイー
ドバツク制御が中止されて基本燃料噴射量に基づ
いた量の燃料が噴射される。

なお、上記ではスピルリングの位置を制御する
ことにより燃料噴射量を制御する分配型燃料噴射
ポンプを備えたデイーゼルエンジンに本発明を適
用した例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなくスピルリングに代えてスピ
ル用の電磁弁を設けた分配型燃料噴射ポンプを備
えたデイーゼルエンジンにも適用することが可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、全回転
域にわたつてトルク変動を小さくすることができ
るので、ドライバビリテイを向上させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のメインルーチンの一
部を示す流れ図、第２図は全負荷時のエンジン回
転数に対するトルク変動を示す線図、第３図は本
発明が適用されるデイーゼル機関の概略図、第４
図は基本燃料噴射量パターンを示す線図、第５図
は基本燃料噴射量のマツプを示す線図、第６図は
スピル指令電圧のマツプを示す線図、第７図はエ
ンジン回転数に対する基準値の変化を示す線図、
第８図はリーンセンサ出力とフイードバツク補正
係数との変化を示す線図である。６…燃料噴射弁、２０…リーンセンサ、１８…
アクセルセンサ。

Claims

【特許請求の範囲】１空気過剰率を検出するとともに、その検出結
果に基づいてスモーク限界を推定し、実際の空気
過剰率が前記スモーク限界に対応する空気過剰率
に一致するよう、燃料噴射量をフイードバツク制
御するデイーゼル機関の燃料噴射量制御方法にお
いて、機関の負荷と回転数を検出し、機関が全負荷時
で高回転域であるときは、前記フイードバツク制
御を中止して、スモーク限界を越えない範囲内
で、アクセル開度と機関回転数とに基づいた量の
燃料を噴射するオープンループ制御を実行するこ
とを特徴とするデイーゼル機関の燃料噴射量制御
方法。