JPH0777098A - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射時期制御装置

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JPH0777098A
JPH0777098A JP5246424A JP24642493A JPH0777098A JP H0777098 A JPH0777098 A JP H0777098A JP 5246424 A JP5246424 A JP 5246424A JP 24642493 A JP24642493 A JP 24642493A JP H0777098 A JPH0777098 A JP H0777098A
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fuel injection
rectangular wave
point
ignition point
ignition
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JP5246424A
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Hisashi Nakamura
久 中村
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Bosch Corp
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Zexel Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 燃料粘度などの条件の変化に影響されること
なく常に、燃料噴射過程における着火ポイントを適正時
期に制御することができる内燃機関の燃料噴射時期制御
装置を提供する。 【構成】 燃料噴射ノズルの針弁リフト量を検出するリ
フトセンサと、リフトセンサの出力信号を所定のスレッ
ショルドレベルにより矩形波に変換する矩形波変換手段
と、変換した矩形波における着火ポイントの時間的位置
を、運転条件に応じて算出する着火ポイント算出手段と
備え、算出した着火ポイントを制御対象とすることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射時
期の制御装置に関わり、特に、燃料噴射ノズルの針弁の
リフト時期の検出及び目標リフト時期の決定のための技
術の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の燃料噴射ノズルには、エンジ
ン回転周期内のコントロールされた時期に、燃料噴射ポ
ンプから燃料が圧送されてくる。噴射ノズル内に燃料が
送り込まれると、燃料の圧力によってバネ付勢されてい
る針弁が押し上げられて燃料噴射口が開くことにより、
燃料が燃焼室内に噴射される。
【0003】このような燃料噴射機構において、燃料噴
射時期を制御するために、針弁のリフト時期を検出し、
これを予め定めた目標時期に一致させるよう、フィード
バック制御する装置が設けられる(特開平4−1775
4号公報)。
【0004】従来の噴射時期制御装置は、針弁リフトを
検出するセンサを備え、その出力信号により針弁リフト
の開始時期、つまり燃料噴射の開始時期を検出してい
る。そして、負荷(噴射量)及びエンジン回転数に対し
て最適な噴射時期を定めたマップを備え、そこから読み
出した最適噴射時期を目標噴射時期として用いて、この
目標時期と検出したリフト開始時期とを一致させるよ
う、燃料噴射ポンプの圧送時期を制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の制御装置の
一つの問題は、エンジン運転の諸条件、特に燃料の粘度
が変化した場合、燃料噴射時期の進角の過不足が生じて
騒音悪化、エミッション悪化、着火失敗等を招くことが
あることである。
【0006】図1は、種々の条件下での針弁リフトセン
サの出力信号波形、つまり針弁リフト量の変化を示した
ものである。図において、実線波形と破線波形は異なる
燃料粘度における波形を示している。
【0007】この図において、A点は針弁リフトの開始
時期であって、従来の制御装置が制御対象としている時
期である。また、B点は噴射燃料の累積量が着火の必要
量に達した時期である(以下、着火ポイントという)。
そして、実際にエミッションや着火失敗等の現象に大き
い影響を与えるのは、A点の位相ではなくB点の位相で
ある。
【0008】従って、燃料噴射時期制御は本来B点を制
御対象とするべきである。しかし、上述したように従来
の制御装置はA点を制御対象としている。そのため、特
に、図1に示す中速、中負荷時のように、A点とB点間
の位相距離が燃料粘度によって大きく異なる場合には、
燃料粘度に関係なく常にB点を適正時期に制御すること
が従来はできず、上述したような不具合が生じる。
【0009】従って、本発明の目的は、燃料粘度などの
条件の変化に影響されることなく常に、燃料噴射過程に
おける着火ポイント(図1のB点)を適正時期に制御す
ることができる内燃機関の燃料噴射時期制御装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】燃料噴射ノズルの針弁リ
フト量を検出するリフトセンサと、リフトセンサの出力
信号を所定のスレッショルドレベルにより矩形波に変換
する矩形波変換手段と、変換した矩形波において燃料の
実着火に対応するポイントの時間的位置を、内燃機関の
運転条件に応じて算出する着火ポイント算出手段と備
え、算出した着火ポイントを制御対象とすることを特徴
とする。
【0011】
【作用】リフトセンサから出力される信号は、所定のス
レッショルドレベルによって矩形波に変換される。次
に、その矩形波の時間幅の中で、内燃機関の運転条件に
応じた所定位置が燃料の実着火に対応するポイントとし
て算出される。そして、この着火ポイントが目標時期に
一致するように制御が行われる。
【0012】上記スレッショルドレベルを適切に設定す
ることにより、燃料粘度に関わらず、矩形波内での実着
火に対応するポイントの時間的位置をほぼ一定とするこ
とができるため、着火ポイントを常に適切な時期に制御
することが可能となる。
【0013】
【実施例】図2は、本発明に係る燃料噴射時期制御装置
の一実施例のハードウェア構成を示す。
【0014】図2において、エンジン回転数センサ1、
アクセル開度センサ3、上死点センサ5、及びリフトセ
ンサ7は、エンジン回転数Ne 、アクセル開度Acc、エ
ンジンクランクの上死点TDC、及び噴射ノズルの針弁
リフト量Vn をそれぞれ検出する。
【0015】これらセンサの出力に基づいて、マイクロ
コンピュータ9が後述するような演算処理を行うことに
より、燃料噴射時期を制御するための操作信号を生成し
て駆動回路11に出力する。駆動回路11はこの操作信
号に基づいて電磁弁13の開度を制御する。電磁弁13
は、例えば特開昭56ー52530号に示されるよう
に、燃料噴射ポンプに結合され、ポンプ内の燃料噴射時
期を調節するタイマー高圧室の圧力を制御する。
【0016】図3は、マイクロコンピュータ9による処
理を説明するための図である。
【0017】図3(A)はリフトセンサ7の出力電圧V
n を示しており、図中のB点は前述した着火ポイントで
ある。マイクロコンピュータ9は、この着火ポイントを
検出するために、リフトセンサの出力電圧Vn を所定の
スレッショルド電圧Vs を用いて同図(C)に示すよう
な矩形波に変換する。そして、この矩形波の時間幅に、
予め定めてある着火ポイントの矩形波内での位置を規定
した所定の分数m/nを乗ずることにより、クランク周
期内での着火ポイントの位置を算出する。図3の例で
は、分数m/nは3/10であり、算出された着火ポイ
ントはB点である。
【0018】次に、マイクロコンピュータ9は、算出し
た着火ポイントBから、上死点センサ5が上死点TDC
を検出した時点(同図(B))までの時間を求め、この
時間を噴射時期の検出値ITi とする。そして、この噴
射時期検出値ITi と、同図(D)に示すような予め定
めた目標噴射時期ITs とを比較して両者の誤差を求
め、この誤差に所定のPID演算を施すことにより、噴
射時期制御のための操作信号を生成する。
【0019】図4は、マイクロコンピュータ9内に予め
用意されているマップを示す。上記の処理は、このマッ
プを参照して行われる。
【0020】図4に示すように、このマップには、種々
の噴射量(負荷)Qとエンジン回転数Ne との組み合わ
せに対して、目標噴射時期ITs 、スレッショルド電圧
Vs及び上記分数m/nが設定されている。これらの値
はいずれも、予め実験により求められた最適値である。
【0021】ところで、既に図1で説明したように、特
に中速、中負荷時には燃料粘度によって噴射開始時点
(A点)から着火ポイント(B点)までの時間が大きく
変わる。しかし、図1から推測できるように、スレッシ
ョルド電圧を適切に選ぶことにより、矩形波内における
着火ポイントの位置(m/n)を燃料粘度に大きく左右
されないようにすることができる。例えば、中速、中負
荷時の場合、図のA点より少し高い電圧レベルにスレッ
ショルド電圧を設定すれば、矩形波内のB点の位置(m
/n)はほぼ一定となる。
【0022】このような観点から、矩形波内の着火ポイ
ントの位置が燃料粘度に関わらずほぼ一定となるよう
に、図4のマップ内のスレッショルド電圧Vs 及び分数
m/nが決められている。
【0023】尚、スレッショルド電圧Vs は、適切な着
火ポイントの決定が保証できる範囲内で、出来るだけ高
いレベルに設定することが、ノイズに対する耐性を強め
て制御の信頼性を高める上で望ましい。この点から、マ
イクロコンピュータ9においてスレッショルド電圧Vs
を固定に設定せずに、図4に示すように条件に応じて可
変に設定していることに意味がある。
【0024】以下、上述したマイクロコンピュータ9の
処理をより詳細に説明する。
【0025】マイクロコンピュータ9は、上死点センサ
5がクランクの上死点TDCを検出する度に、内部のカ
ウンタを起動して回転周期のカウントを開始する。続い
て、回転数センサ1及びアクセル開度センサ3からエン
ジン回転数Ne 及びアクセル開度Accを取り込む。そし
て、これらの入力値に基づき先ず燃料噴射量(負荷)Q
を演算する。次に、図4のマップを参照して、エンジン
回転数Ne 及び負荷Qに対応した目標噴射時期ITs 、
スレッショルド電圧Vs 及び着火ポイント決定のための
分数m/nを読み出す。尚、センサから入力した値がマ
ップに設定してある値の中間値である場合は、所定の補
間式によりマップから読み出した値を補間して利用す
る。
【0026】続いて、マイクロコンピュータ9は、リフ
トセンサ7の出力電圧Vn を継続的にチェックして、こ
れとスレッショルド電圧Vs とを比較する。そして、リ
フトセンサ出力電圧Vn がスレッショルド電圧Vs を越
えた時点で、カウンタの値を矩形波の開始時点として記
憶する。その後、リフトセンサ出力電圧Vn がスレッシ
ョルド電圧Vs を下回った時点で、カウンタの値を矩形
波の終了時点として記憶する。
【0027】次に、マイクロコンピュータ9は、記憶し
た矩形波の開始時点と終了時点との差を求め、これに上
記読み出した分数m/nを乗じ、この積と開始時点とを
加算することにより着火ポイントを算出する。この後、
上死点センサ5が次の上死点TDCを検出した時点で、
その時のカウンタの値を回転周期として記憶し、この回
転周期から上記算出した着火ポイントを差し引くことに
より、噴射時期の検出値ITi を求める。
【0028】次に、マイクロコンピュータ9は、求めた
噴射時期検出値ITi と上記読み出した目標噴射時期I
Ts との誤差を求め、この誤差にPID演算を施して操
作信号を生成する。
【0029】以上の処理が各回転周期について行われる
ことにより、各周期において着火ポイントが最適時期に
制御される 結果となる。
【0030】以上、本発明の一実施例を説明したが、本
発明はこの実施例以外にも種々の異なる態様で実施する
ことが出来る。例えば、上記実施例ではマップに着火ポ
イントを決めるための整数mとnの双方を設定したが、
nを固定としてmだけをマップに設定しても良い。ま
た、上記実施例においてマップに設定されていた種々の
値は、マップを用いずに、エンジン回転数Ne と負荷Q
の関数として、関数演算により求めるようにしても良
い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
針弁リフトセンサの出力を矩形波に変換し、この矩形波
内の所定の時間的位置を実着火に対応するポイントとし
て検出するようにしているため、燃料粘度に関わらず着
火ポイントを精度良く検出でき、この着火ポイントを制
御対象とすることにより常に良好な燃料噴射時期制御を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】針弁リフトセンサの出力信号波形の運転条件に
よる相違を示した図。
【図2】本発明の実施例の構成を示したブロック図。
【図3】同実施例の動作を説明するための説明図。
【図4】同実施例で用いられるマップを示した図。
【符号の説明】
1 回転数センサ 3 アクセル開度センサ 5 上死点センサ 7 リフトセンサ 9 マイクロコンピュータ 11 駆動回路 13 電磁弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の燃料噴射時期制御装置におい
    て、 燃料噴射ノズルの針弁リフト量を検出するリフトセンサ
    と、 リフトセンサの出力信号を所定のスレッショルドレベル
    により矩形波に変換する矩形波変換手段と、 変換した矩形波において燃料の実着火に対応するポイン
    トの時間的位置を、内燃機関の運転条件に応じて算出す
    る着火ポイント算出手段と、を備え、算出した着火ポイ
    ントを制御対象とする燃料噴射時期制御装置。
JP5246424A 1993-09-07 1993-09-07 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 Pending JPH0777098A (ja)

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JP5246424A JPH0777098A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 内燃機関の燃料噴射時期制御装置
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