JPS5939942A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御装置

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JPS5939942A
JPS5939942A JP57150397A JP15039782A JPS5939942A JP S5939942 A JPS5939942 A JP S5939942A JP 57150397 A JP57150397 A JP 57150397A JP 15039782 A JP15039782 A JP 15039782A JP S5939942 A JPS5939942 A JP S5939942A
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    • F02M41/126Variably-timed valves controlling fuel passages valves being mechanically or electrically adjustable sleeves slidably mounted on rotary piston
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関
し、特に、ディーゼルエンジンを搭載した車両のオ設計
上の総合的観点から冷却能力が比較的低いディーゼルエ
ンジンのオーバーヒートを、走行能力を低下させること
なく、かつクーラのようなアクセサリを停止させること
なく防止するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置に関するものである。
一般に、ディーゼルエンジンは、圧縮比が高いので熱効
率が良いが、全負荷時での熱効率は比較的悪い。また、
近年、同一排気量でエンジン出力を向上させる目的で過
給機を装着したり、乗用車の空気抵抗を減少させる目的
で、車両のノーズを前方に向けて傾斜させる、いわゆる
スラントノーズ化が行なわれており、これら要因によシ
ラジエータを含むエンジン冷却系統のスペースが不足す
る傾向がある。
従って、この種ディーゼルエンジンにおいては、所望の
冷却性能を得ることが難かしく、エンジンが比較的オー
バーヒートし易い。
このような冷却性能における問題点を解決するため、従
来は、例えば、エンジン冷却剤の温度を検知し、所定温
度以上に達したときに燃料ポンプから噴射ノズルへ供給
する燃料噴射1′を減量したシ、または、同様の条件で
クーラめ運転を停止させることにより、エンジンのオー
バーヒートを防止している。
しかしながら、このようにしてオーバーヒートを防止し
ようとすると、燃料噴射量の減1;i:に伴ってエンジ
ン出力が低下し、登板時においては速度低下あるいは登
板不可能といった間;ミ′(が生ずる倶れがある。また
、クーラーを停止させると車内が暑くなってしまう、。
本発明の目的は、燃料噴射量の減量に伴うエンジン出力
の低下を、燃料噴射タイミングを進ませることにより防
止するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置を提供することにある。
本発明は、エンジン冷却剤の温度を検知し、所定温度以
上に達したときに燃料ポンプから噴射ノズルへ供給され
る燃料噴射量を減量するとともに、噴射タイミングを進
角させ、以て、噴射1を減−゛に伴うエンジン出力の低
下を防止することを特徴とする。
すなわち、本発明は、エンジン冷却剤の温度を検出して
温度信号を得る温度センサを誉み、エンジンの運転状態
を検出して各種検出信号をイ4)る各種センサと、前記
検出信号に基づいて燃料噴射量を演算する第1演算手段
と、噴射タイミングを演算する第2演算手段と、前記温
度信号と基準温度を示す基準信号とを比較して前記冷却
剤の温度が所定値以上であることを判別する第1温度判
別手段と、前記第1演算手段で求めた燃料噴射量を所定
値だけ減量する噴射量補正手段と、前記第2演算手段で
求めた噴射タイミングを!9一定値だけ進める噴射タイ
ミング補正手段と、燃料を高圧化して噴射ノズルへ燃料
を供給する燃料噴射ポンプとを有し、前記第1潟度判別
手段で前記冷却剤の温度が所定値以上であると判別され
たときに、前記噴射駿補正手段により補正された噴射量
及び前記噴射タイミング補正手段により補正されたタイ
ミングで前記燃料噴射ポンプから燃料を前記噴射ノズル
へ供給することを特徴とする。
れるドライブシャフト101と、そのドライブシャフト
101−の端部に設けられたギア102およびローラ1
03と、そのローラ103に遊嵌結合されるカムブレー
)104と、内部にスピルボート1054有し、カムプ
レート104に結合されてエンジンのインジェクション
ノズル2に燃料を送るだめのプランジャ10Gと、カム
プレート104およびプランジャ106を、第1図にお
いて常時左方へ偏倚するばね107と、燃料を、■j圧
室108およびタイマーピストン109に送る燃料ポン
プ110と、タイマーピストン109の位置を“電気的
に検出するタイマー位置センサ111と、進角調整を決
めるタイミング制御弁112と、ギア102の回転速度
如応じたパルス信号を出力する回転数センサとしての電
磁ピックアップセンサ113と、プランジャ106の外
周面に摺動可能に取付けられて噴射量を調節するスピル
リング114と、そのスピルリング114を駆−動し、
スピルリンβ114と接続されるプランジャ115及び
コイル116から成るリニアソレノイド117と、スピ
ルリング114の移動量を検出するスピル位置センサ1
18と、高圧室1()8への燃料供給を制御し、励磁コ
イル119およびパルプ120から成る燃料カット用ソ
レノイドパルプ121と、プランジャ106から供給さ
れる燃料の逆線、および後だれを防止するデリバリパル
プ122およびポンプ内の燃圧を調整するレギュレーテ
ィングパルプ123から成る。
ドライブシャフト101はエンジンの回転に対応して回
転し、燃料ポンプ110を1駆動すると共に、ローラ1
03を介して、一体に結合されたプランジャ106とカ
ムプレート104とを駆動する。カムプレート104お
よびプランジャ306は、カムプレート104のカム面
とドライブシャフト101の軸方向に対しては固定され
ているローラ103との当接状態に応じて、第1図にお
いて左右に往復動する。プランジャ106が左方に移動
すると燃料が高圧室108に導かれ、プランジャ106
が右方に駆動する゛と高圧室108内で燃料が高圧化さ
れ、デリバリパルプ122を介してインジェクションノ
ズル2へ高圧燃料が導かれる。スピルボート105がス
ピルリング114から外れた位置までプランジャ106
が移動すると、高圧室108の燃料ガスビルボー)10
5から流出し、ノズル2からの燃料噴射が中止される。
燃料の噴射量は、リニアソレノイド117によって位置
決めされたスピルリング114の位置によシ決定される
。また、燃料噴射のタイミングは、タイマーピストン1
09の位置に応じて決定されるが、タイミング制御弁1
120開度を任意に選択することにより、タイマーピス
トン109に働く燃圧を制御し、以って、燃料噴射のタ
イミングを制御できる。例えば、定速回転域では、制御
弁112の開度を小さくして、タイマー−ストン109
に比較的高い圧力がかかるようにして大きな進角を得る
ようにすることができる。
また、各気1司への燃料の分配は、プランジャ106が
回転することにより行なわれる。詳述すれば、プランジ
ャ106の周面には、気筒数の分配孔が形成されており
、また、カムプレート104には気筒数の突部が形成さ
れておシ、カムプレート104の突部がローラ103に
乗り上げるtg毎に、高圧燃料がプランジャ106の分
配孔からデリバリパルプ122を介して各気筒のノズル
2へ圧送されて燃料が噴射される。なお、ポンプ内の余
剰燃料は、オリフィス123を介して外部へ流出する。
制御回路3には、回転数センサ113で検出した回転数
信号SNと、スピル位iffセンサ118で検出したス
ピル位置48号S、と、タイマ位置センサ111で検出
したタイマピストン位1歳信号STと、吸気マニホルド
4に設けた吸気温センサ5で検出した吸気温信号SAと
、吸気マニホルド4に設けた吸気圧センサ6で検出した
吸気圧信号SPと、エンジン冷却剤の温度を検出する温
度センサ7からの冷却剤温度信号SWと、チャンバ温度
センサ8で検出したチャンバ温度信号Scと、排気温度
センサで検出した排気温度信号SEと、アクセル10の
踏込量からエンジン負荷を検出する負荷センサとしての
アクセルセンサ11からの負荷信号5ACCと、車速セ
ンサ12で検出した車速信号Svsとが供給され、この
制御回路3により、リニアソレノイド117.ソレノイ
ドパルプ121及びタイミング制御弁112がそれぞれ
制御され、以て、燃料噴射針及び燃料噴射タイミングが
運転状態に応じて制御される。
すなわち、燃料カットソレノイドパルプ121は、スタ
ータスイッチがオンのときに通電され、これにより燃料
が高圧室108・\供紹呵能となり、スタータスイッチ
がオフのときに消イ社すれて高圧室108への燃料供給
が遮断される。丑だ、リニアソレノイド117も制御回
路3からの噴射役制御信号により駆動され、スピルリン
グ114を所定の位置へ移動する。更に、タイミング制
御弁112が制御回路3からのタイミング(開切1信号
によりIa、< +1rjされ、弁開度が任意に選択さ
れる。
εj’4 ’/!図は、第11ン1に示した匍I 11
1回路:4のiロイ1口1ダ成例を示す。第2ト1を参
1(〈(するに、各イ’+Iiの処理を実行するための
処理プログラムおよびモニクブログンムが格納されたリ
ード・オンリー・メ士り (ROM)32、演算内容お
よび各センサの出力内容等を一時的に格納すると共に電
υ!j!、断時におりる河算内容、設定値等を記憶し続
けるバックアップメモリ33Aを有するランダム・アク
セス・メーし!J  (RAM)33および入力回路3
4がハスフィン:(5を介して中央演算処理装置(C1
)ml)31に接続され、いわゆるマイクロコンピュー
タが4’f’;成される。
上述した各センサ5j 6,7,8,9,11゜111
及び118からのアナログ45号は、それぞれ、バッフ
ァ40,41,42,43,44,45゜4、6 A及
び46Bを介して、マルチゾレクッ (MP147に供
給され、所望に応じていずれがひとつが選択される。M
PX47にはアナログディジタル変換器(A、;’D変
換器)48が接続され、MPX47からのアナログ信号
をディジタル信号に変換して入出力回路34にディジタ
ル信号を供給する。エンジン回転数センサ113からの
回転数信号8Nおよび車速センサ12からの車速信号S
vsは、波形整形回路49を介1−1てc P [J 
31に供給される。
CPU31は、噴射(葎制御アクチュエー タ駆動回路
51に制(+’14B号を供給し、燃料噴射ポンプ1を
制御する。アクアユエータ駆動回路51は、リニアソレ
ノイド117を駆動する駆動回路52と、この駆動回路
52に駆動信号を供給する刃−ボアンプ53と、CP 
U 31からのディジタル信号をアナログ信号に変換し
てサーボアンプ53にアナログ信号を供給するディジタ
ル−アナログ変換器(D/A変換器)54とから構成す
る。サーボアンプ53は、スピル位置センサ118から
のアナログ信号SsとD/A変換器54からのアナログ
信号の2つの信号に基づいた駆動信号を出力する。
また、CPU31には駆動回路55と56とを接続し、
これら駆動回路55及び56にはそれぞれタイミング制
御弁112及び燃料カット用ソレノイドパルプ121を
接続する。なお、50Aはクロック発振器である。
第3図〜第10図を参照して本発明における手用αにつ
いて6見明する。
ステップS1で初期セットを行い、燃料噴射1j)を求
める第1の演算手段として機能するステップS2では、
エンジン回転数信号SNのディジタル値によりエンジン
回転蚊Nr、を読み込み、負荀イ、1号5ACCのディ
ジタル値によりエンジン負荷状態、すなわち本実施例で
はアクセル開度Accを読み込み、これら2つの値を用
いて第4図に示す噴射h1パターンに対応する第5図に
示す噴射□□□マツプから燃料噴射しrQを求める。噴
射タイミングを求める第2の演算手段として機能するス
テップS3では、エンジン回転数NEとステップS2で
求めた燃料噴射fli′Qを用いて、第6図に示す噴射
時JtjJパターンから噴射タイミングTIを求める。
噴射時期は、噴射量に応じて、第6図の枠線内で選択さ
れる。
第1温度判−別手段として機能するステップS4では、
冷却剤温度信号Swのディジタル値により冷却剤温度T
Cを読、み込み、ステップS5では、その読み込まれた
冷却剤温度TCを予め定めた基準温度TR(例えば11
0°C)と比較する。冷却剤温度TCが基準温度TRを
越えていればステップS6で補正フラグが「1」である
か否かを判断し、「1」が設定されていなければステッ
プS7へ進む。噴射量補正手段として機能するステップ
S7では、ステップS2で求めた燃料噴射量Qを減量補
正する。噴射量補正量△Qは、第7図に示すように、ア
クセル開度Aceをパラメータとして車速Vの関数で表
わされ、ROM:12にマツプとして格納されている。
しかして、負荷信号5ACCのディジタル値によりエン
ジン〔1荷Aceを読み込むとともに、車速信号SVS
のディジタル値によυ車速Vを読み込み、これら2つの
値により補正量△Qを算出する。次いで、(Q−△Q)
を演算し、その減j′)結果を新たな燃料噴射SA Q
とする。
タイミング補正手段として機能するステップS8では、
ステップS:3で求めた噴射タイミングTIを補正する
。タイミング補正量△T 、+ &7i、 X第8図に
示すように、車速Vの関数として表わされ、ROM32
にマツプとして格納されている。しかして、車速Vを読
み込んで噴射タイミング補正量△TIを算出する。次い
で、(T■+△1゛■)を演算し、その加算結果を新た
な噴射タイミングTIとしてステップS9に進む。ステ
ップs9では補正フラグに1−1」を設定してステップ
SIOに進む。
第2温度判別手段として機能するステップS10では、
ステップS4で読み込んだ冷却剤温度TCを限界温度T
L(例えば115°C)と比較し、冷却剤温度TCが限
界温度TLよりも高いときには、ステップS11で最終
燃料噴射量QFINを零とし、限界温度以下のときには
、ステップSi2で最終燃料噴射量QFINをステップ
S7で求めた噴射量Qとし、ステップS13で最終噴射
タイミングTIFINをステップS8で求めたタイミン
グTIとする。
このようにして決定された燃料噴射量Qおよび噴射タイ
ミングTIに従って、スピルリング114をリニアソレ
ノイド117で所定の位置に移動させ、タイミング制御
弁112の開度を所定量に設定して燃料を噴射する。従
って、エンジン冷却剤の温度が低下するように燃料噴射
量を減量させても、噴射タイミングを進めることにより
、減量前の噴射量に相当するエンジントルクをイけるこ
とができる。
なお、ステップS5において、冷却剤温度TCが基準温
度TRに達していないときにtit 、ステップ814
でフラグに「0」を設定し、ステップS10、S゛12
.およびS13を実行する。第9図は、車速■1〜V3
をパラメータとして燃料噴射量に対するエンジン冷却剤
の温度を実線で示すとともに、燃料噴射量と車速に対す
る最大走行可能登板勾配を破線で示したものである。ま
だ、第10図は、車速v2における燃料噴射量とエン少
ントルクの関係を噴射タイミングβ1.β2をパラメー
タとして示したものである。車速■2で勾配α3の坂を
登板してエンジン冷却剤の温度TCが基(1,収温鹿T
Rに達すると、前述の第3図の手Jlli’↓に従って
、燃料噴射値がQlからQ2に減量され、噴射タイミン
グがβ1からβ2に進角される。もし、進角がβ1の1
まであれば、第10図に示すように、エンジントルクは
T1からT2に低下するが、本発明のように、進角を進
めてβ2とすれば、燃料噴射量をQ2に減量しても、減
量前のエンジントルクTIを維持できる。従って、勾配
α3の坂道を、噴射量Q2で車速v意のまま走行でき、
エンジン冷却剤の温度TCを基準温度T Rよシ低いT
Vに低下させることができる。
以上屑、明したように、本発明によれば、エンジン冷却
剤の温度が基準温度以上になったときに、燃料噴射量を
減量するとと4に、噴射タイミングを早めるようにした
ので、エンジン出力を低下させることなくエンジンのオ
ーバーヒートを防止できる。
なお、燃料噴射ポンプの構成は、本実施例に限られるこ
とがないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はその
制御回路の詳細を示すブロック図、第3図は同じくその
手順を示すフローチャート、第4図は噴射縫パターンの
一例を示すグラフ、第5図は噴射量を求めるマツプ、第
6図は噴射タイミングパターンを示すグラフ、第7図は
噴射量補正量を示すグラフ、第8図は噴射タイミング補
正量を示すグラフ、第9図は燃料噴射量とエンジン冷却
剤温度との関係を示すグラフ、第10図は燃料噴射量と
エンジントルクとの関係を示すグラフである。 1・・・燃料噴射ポンプ、  3・・・制御回路。 7・・・温度センサ、  11・・・アクセルセンサ。 12・・・車速センサ、  112・・・タイミング制
御弁。 113・・・回転数センサ、  117・・・リニアソ
レノイ  ド。 工′/シンmu遺戊NE (X IQ” rPm)第5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)エンジン冷却剤の温度を検出して瀞、鹿信号を得る
    温度センサを含み、エンジンの運転状態を検出して各種
    検出信号を得る各種→仁ンサと、前記検出信号に基づい
    て燃料噴射量を油3す:する第1演算手段と、噴射タイ
    ミングを演算する第2演算手段と、前記温度信号が示す
    冷却剤温度と基準温度とを比較して前記冷却剤の温度が
    基準温度具」二であることを判別する第1温度判別手段
    と、前記第1演算手段で求めた燃料噴射量を所安値だけ
    減量する噴射量補正手段と、前記第2演vr手i位で求
    めた噴射タイミングを所定値だけ進める噴射タイミング
    補正手段と、燃料を高圧化して噴射ノズルへ燃料を供給
    する燃料噴射ポンプとを有シ2、前記第1温度判別手段
    で前記冷却剤の温度が所定(ji Jet上であると判
    別されたときに、前記噴射量補正手段により補正された
    噴射量及び前記噴射タイミング補正手段によシ補正され
    たタイミングで前記燃料噴射ポンプから燃料を前記噴射
    ノズ、ルヘ供給する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。 2)前記第1演算手段は、エンジン回転数およびアクセ
    ル開度に基づいて燃料噴射量を演算することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載のディーゼルエンジンの
    燃料噴射制御装置。 3)前記燃料噴射ポンプは、燃料を高圧室で高圧化して
    各気筒に燃料を供給し、噴射終了時に高圧燃料を前記高
    圧室から流出させるスピルボートを有するプランジャと
    、前記スピルボートを開閉するスピルリングと、該スピ
    ルリンク゛と前記スピルボートとの位置関係を制御して
    燃料噴射量を制御する駆動装置と、噴射タイミングを燃
    料フィードポンプの吐出側圧力に応じて制御する油圧タ
    イマと、該油圧タイマにかかる油圧力を制御して前記油
    圧タイマを制御するタイミング制御弁とを有することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のディーゼルエ
    ンジンの燃料噴射制御装置。 4)前記駆動装置は、励磁コイルと、前記スピルリング
    と接続され、前記励磁コイルに供給される%L流値に応
    じた位置に移動するスピルリング移動用プランジャとを
    有することを特徴とする特♂1−請求の範囲第3項に記
    載のディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプM。 5)前記噴射量補正手段は、アクセル開度をパラメータ
    として、車速の関数で表わした噴射量補正計を求めるマ
    ツプを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 6)前記噴射タイミング補正手段は、車速の関数で表わ
    した噴射タイミング補正111゛を求めるマツプを有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のディ
    ーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 7)前記冷却剤の温度を前記基”A I?7A eより
    高い限界温度と比較して前記冷却剤の温度が前記限界温
    度以上であることを判別する第2温度判別手段を更に有
    し、限界温度以上のときに、燃料噴射量を零とすること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のディーゼル
    エンジンの燃料噴射装置。
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