JPS58133444A - 自己点火式内燃機関の噴射開始制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自己点火式内燃機関の噴射開始制御装置、特に
少なくとも噴射開始、クランク軸位置の現在値、負荷及
び温度を検出するセンサと、噴射開始目標値形成回路と
、目標値と現在値の差信号に従って噴射開始を制御する
制御器とを備えた自己点火式内燃機関の噴射開始制御装
置に関する。

自己点火式内燃機関（ディーゼル機関）の噴射開始制御
はオツトー機関の点火時点制御と同様重要な意味を待つ
。噴射開始時期は、出力、走行特性及び排気ガス組成に
重要な影響を与える。噴射開始制御の原理とその効果は
丁で（二知られて久しい。燃料の価格が上昇しているこ
と並びＣ２排ガス規制が厳しくなっていることを考える
と、噴射開始制御をさらに精密にし、しかも最適化する
ことが重要Ｃ二なってくる。

ドイツ特許公開公報第２６５３０４６号（ＵＳ−５Ｎ８
５３６６９）には動作特性量に関係した目標値を力杉成
し、この目標値と測定された現在値を比較し、両値の差
を制御（二相いるよう（二した噴射開始側副装置が記載
されている。この装置の主な特徴は最も早い噴射開始と
なるその前のクランク軸−１ｘに基準マークが設けられ
ていることであり、この基準マークに関連して噴射開始
現在値と目標値に対するクランク軸の増分が計数され信
号が制御技術を用イて処理されている。

しかしこのような従来の装置（二はそれぞれ基準マーク
用のセンサと角度増分を検出するセンサが必要となる。

できるだけ安価（二大量生産を行なわなければならない
ことを考えると、このように二つのセンサを用いること
は好ましくない。

従って本発明の目的は、できるだけ簡単なセンサを用い
て噴射開始制御を行なうことが可能な自己点火式内燃機
関の噴射開始制御装置を提供することを目的とする。

本発明では、噴射開始信号の発生時点と基準マーク（た
とえば上死点信号）間の時間が計数され、その計数結果
と目標値が比較される。計数は誤動作を防止するために
クランク軸の角度が所定の範囲になったときのみ可能と
なる。計数周波数は種々の値が考えられ、例えば５０〜
２００臘の範囲例えば、７０％に制限される。

このよう≦ユして本発明６二よる制御装置ではセンサの
構造が簡単になり、安価ζ二なるとともに故障が少なく
なるという利点が得られる。

以下添付図面に示す実施例Ｃ二基いて本発明の詳細な説
明する。

本発明は自己点火式内燃機関の噴射開始を制御する制御
装置（１関するものであり、４シリンダの内燃時間の場
合、第１図に図示したような信号特性が得られる。

第１Ａ図には基準マーク信号が図示されており、この信
号はクランク軸が９０度回転するとと（１現われ、例え
ばシリンダ（ＺＹＬ）の上死点（σ０と同期して現われ
る。

又第１Ｂ図には４シリンダ内燃機関の噴射ノズルに関す
る噴射開始信号が図示されている。その場合１番目のシ
リンダ（ＺＹＬ　１　）の噴射開始信号が図示されてい
る。この信号はクランク軸が２回転するごとに現われる
のでその間隔は角度にして７２０度となる。

第１Ｃ図には第１Ｂ図から得られる信号が図示されてお
り、その信号は噴射開始から関連するシリンダの上死点
まで続く。αを角度、ｔを経過時間、ｎを回転数とする
と、 （Ｚ（”）＝＝ｔ　（ｍｓｅｃ）ｏｎ（１／＝）ｓ６ｓ
ｌＯ−”の関係を持つ時間と角度の関係が得られる。

本発明（二よれば、噴射開始信号が発生した時点と次５
二来る基準マーク間の時間が計数され、七の計数結果が
噴射開始目標値と比較される。例えばノイズ信号が発生
して誤った語数が行なわれるのをさけるために第１Ｄ図
に示したように計数できる領域が定められる。その信号
の幅は噴射開始信号の全スペクトルを覆い次の基準マー
クが発生するまで続く。木実施例の場合、この幅は２つ
の基準マーク間の幅Ｃ二定められる。

第２図には本発明による制御装置の構造がブロック図と
して図示されている。符号１０．１１で示すものは基準
マーク（ＯＴ）と噴射開始（ＳＢ）を検出するセンサで
あって、その各出力信号はカウンタ１２に入力される。

その場合基準マークセンサ１０はカウンタ１２のストッ
プ入力端子と、又噴射開始センサ１１はスタート入力端
子と接続される。カウンタ１２の計数周波数は入力端子
１３を介して変化させることができる。その場合例えば
計数周波数は温度、スタート信号あるいは回転数などの
動作特性量≦ユ従って変化ぎれる。カウンタ１２の出力
は換算回路１４と接続され、この換算回路では回転数入
力端子１５を介して入力される回転弊信号（例えば基準
マークの発生頻度を介して求められる。）を用いてクラ
ンク軸（二関連した角度信号が求められる。この換算回
路の後に比較点１６．　ＰＩ制御器（比例及び積分動作
を行なう制御器）１７．スイッチ回路１８．噴射調節器
（図示せず）を駆動する駆動回路１９が接続される。噴
射開始目標値は基本特性信号発生器２０を介して同転数
（ｎ）。

負荷（ＱＫ）に従って求められ、その出力値は補性特性
信号発生器２１を介して回転数並びにエンジンの温度（
θＭ）に従って補正することが可能である。最終的な噴
射開始目標信号は噴射開始の現在値信号と共孟二比較点
１６に入力される。現在値と目標値の偏差は制御器１７
　において処理され噴射調節器の駆動装置１９（二人力
される。

通常とる位置で図示されているスイッチ１８の第２の入
力端子（−は噴射開始用制御特性信号発生器２３からの
信号が入力され、その信号値は回転数並びシー負荷に従
って読み出される。この信号発生器２３は各センサ並び
ζ−回路から点線で図示されてスイッチ１８ニ導φ）山
でいることかられかるよう（二誤動作した場合（二有効
となる。リード線２５は噴射開始センサが故障した場合
を、又リード線２６は例えば計数信号が誤っている場合
のようにカウンタ１２の計数領域が少なすぎた場合を、
又リード線２７は換算回路１４’＋″−エラーが発生し
た場合をそれぞれ示す。これら３つのリード線２５〜２
１並びＣ二場合Ｃ二よっては他のエラー信号線２８がオ
ア回路２９（二人力され、七のオア回路の出力信号ζ−
よってスイッチ１８の切り換え位置が定められ乙。

次（−第２図直二６示した噴射開始制御装置の動作を説
明する。

第１Ｂ［Ｊに示した噴射開始信号が現われるとカウンタ
１２は入力端子１３を介して制御される周波数（二より
基準マークが発生するまで計数を開始する。第１Ｃ図（
二四示された信号期間に対応する計数結果は続いて換算
回路≦二よってクランク軸角度信号≦−変換される。七
れにより噴射開始の角度位置が与えられ、この角度位置
は特性信号発生器２０．２１＋：よって形成される目標
値と比較される。

両特性信号発生器２０．２１は別体として構成さｆＬる
。というのは技術的Ｃユみて多次元の特性信号発てしま
うからである。

後段のＰＩ制御器１１では制御偏差が可能な限りＯとな
るように制御され、噴射調節器を駆動する駆動信号がス
イッチ１８を介して得られる。

エラーが発生した場合、非常運転が維持できるよう≦二
最適ではない（二しても制御特性器２３（二おいて異な
る噴射開始制御が行われる。誤動作の場合、第２図（二
よれば制限回路３０により燃料供給料の制限が行われる
。この制限回路３０　ｉ二よってエラーが発生した場合
、燃料供給量制御信号ＱＫは元の必要量の７０チ（−減
少され非常走行運転力１できるようＣ二される。

多様な制御が可能なことからコンピュータを用いた制御
が行われているが、次（ニヤの方法を説明する。

第３図≦−は、コンピュータユニット３５．メモリ３６
人カカウンタ３７．出力カウンタ３８並びにデータアド
レスバス３９を備えたコンピュータ装置が概略図示され
ている。入力カウンタ３７のスタート、ストップ入力端
子４０．４１の前段（−は噴射開始センサ並びし基準マ
ークセンサからの出力信号を受けるパルス形成回路４２
．４３が接続される。

コンピュータユニット３５番−はデータアドレスバス３
９の他にパルス形成回路４３から信号線４４が導かれる
。又、入力線４５からは他の種々の制御信号が入力され
る。出力力ウンタ３８の出力には最終段４６が接続され
、この最終段４６はさら≦二噴射調節器４７と接続され
る。

第４Ａ図には噴射開始制御の流れが図示されている。

割り込み５０＋二続いて回転数読み込み゛命令５１が実
行される。続いてパルスカウンタがデクレメントされ（
５２）この計数状態がＯならば（５３）このカウンタは
シリンダ数の２倍にセットされる。これは７２０°のク
ランク軸角度≦ユ現われる基準マークの数あるいは２つ
の噴射開始パルスが発生する射開始用（ＳＢ）カウンタ
が読み込まれ（５５）、次（二〇≦−なったか否かが判
断される（５６）。０の場合はエンジンブレーキなどの
ような減速運転や噴射開始センサが故障している場合の
よう（二噴射開η 始パルスが現れない場合に発生する。巳の場合には減速
フラッグがセットされる（５７）。他の場合（−は第２
図の換算回路１４により噴射開始時間が角度に換算され
る（５８）。換算の結果角度が所定の値以下の場合は、
その角度が記憶される（６０）。

他の場合Ｃ二は同様に減速フラッグがセットされる（６
１）。６０．６１のブロックの後１４マ始動か否かを判
断するブロック６２が接続される。始動時（二は例えば
５０−の計数周波〜数（第２因のカウンター２）で処理
され、一方始動時以外は例えば２００動時と通常運転時
で計数周波数を違えたのは回転数の差が太きいため、計
数領域をあまりに多く選択しなくてもよいよう（ユし柔
軟性を持たせるためである。

！４Ｂ図（ユは第２図装置の制限回路３０の動作が示さ
れているリセット（７０）及び初期化（７１）に続いて
噴射開始制御が行われるような計算が行われ（７２）、
続いて噴射調節器に信号が出力される（７３）。続いて
必要な噴射量ＱＫが計算され（７４）減速フラッグ（５
７，６１）がセットされているかどうか、すなわち減速
運転かあるいは誤動作かが調べられる（１５）。　フラ
ッグがセットされている場合≦二は燃料は規定量の７０
チに制限され（７６）この値するいは減速フラッグがセ
ットされていない場合には全量ＱＫが出力される（７７
）。噴射開始及び噴射量の計算は継続して繰り返される
。

すて≦−説明したよう≦二、本発明（二よる制御装置で
はセンサの構造が簡単（二なるという特徴があり、さら
Ｃ二第２図のカウンタ１２のスタート、ストン７”　制
ａ　（二よりノイズパルスが入ってきてもそれを確実６
二無効６二することかできる。

第２図の装置では比較点１６において角度の比較が行わ
れたが、原理的４二は純粋に時間の比較な行うｉともで
き、その場合≦看マ換算回路１４を省略することかでき
る。比較値の選択はそれぞれ異なる目的に従って決めら
れ具体的な事例≦二合わせて調節される。

【図面の簡単な説明】

第１ＡＩＤから第１Ｄ図は本発明装置の原理を説明する
パルス波形図、第２図は全体の構成を説明するブロック
図、第３図はコンピュータを用いた場合の構・成を示す
ブロック肉、第４Ａ図及び第４Ｂ図は第３因装置の動作
を説明する流れ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　少なくとも噴射開始、クランク軸位置の現在
   値、負荷及び温度を検出するセンサと、噴射開始目標値
   形成回路と、目標値と現在値の差信号（二従って噴射開
   始を制御する制御器とを備えた自己点火式内燃機関の噴
   射開始制御装置≦二おいて、噴射開始の現在値とクラン
   ク軸位置（二関する基準マーク間の時間間隔を所定の計
   数周波数信号で計数し、その計数結果を目標値と比較し
   、比較結果を制御器（Ｄ）−二人力するようにした自己
   点火式内燃機関の噴射開始制御装置。 （２）前記計数結果を角度信号≦二変換するようにした
   特許請求の範囲第１項に記載の自己点火式内燃機関の噴
   射開始制御装置。 （３）前記計数周波数を動作特性量（二５関係して変化
   させるよう檻ユした特許請求の範囲第１項（二記載の自
   己点火式内燃機関の噴射開始制御装置。 （４）前記計数周波数を温度に関係して変化させ署 るよう（ユした特許請求の範囲第３項ｆ″一記載の自己
   点火式内燃機関の噴射開始制御装置。 （５）前記計数周波数をスタート信号１二関係して変化
   させるようにした特許請求の範囲第３項ｌ′一記載の自
   己点火式内燃機関の噴射開始制御装置。 （６）前記計数周波数を回転数（二関係して変化させる
   よう（ユした特許請求の範囲第３項ｌ二記載の自己点火
   式内燃機関の噴射開始制御装置。 （力　前記計数周波数を５０〜２００版の範囲の間で選
   ぶようにした特許請求の範囲第３項から第６項までのい
   ずれか１項に記載の自己点火式内燃機関の噴射開始制御
   装置。 （８）誤動作の場合噴射開始制御を他の系統の噴射開始
   基本特性値り替えるよう（ユした特許請求の範囲第１項
   から第７項までのいずれか１項に記載の自己点火式内燃
   機関の噴射開始制御装置。 （９）噴射開始目標値を噴射開始基本特性値及び補正特
   性値を介して求めるようにした特許請求の範囲第１項か
   ら第８項までのいずれか１項に記載の自己点火式内燃機
   関の噴射開始制御装置。 （１０）クランク軸が所定の角度範囲にあるときのみ計
   数を行なうよう（ユした特許請求の範囲第１項から第９
   項までのいずれか１項に記載の自己点火式内燃機関の噴
   射開始制御装置。 ０υ　噴射開始信号が誤っている場合燃料供給量を約７
   ０％に制限するよう（二した特許請求の範囲第１項から
   第１０項までのいずれか１項に記載の自己点火式内燃機
   関の噴射開始制御装置。