JPS5949341A - デイ−ゼル機関用電気的制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関用電気的制御装置

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JPS5949341A
JPS5949341A JP57159798A JP15979882A JPS5949341A JP S5949341 A JPS5949341 A JP S5949341A JP 57159798 A JP57159798 A JP 57159798A JP 15979882 A JP15979882 A JP 15979882A JP S5949341 A JPS5949341 A JP S5949341A
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JP
Japan
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detector
intake air
signal
engine
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP57159798A
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English (en)
Inventor
Mikio Kumano
熊野 幹夫
Shizuo Kawai
川合 静男
Noritaka Ibuki
伊吹 典高
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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、電気的演算手段によってディーゼル機関の目
標とすべき燃料噴射量、燃料噴射時期。
あるいはEGR率(排気ガス再循環率)を演算し、燃料
噴射量調節手段、燃料噴射時期調節手段、あるいはEG
R率調節手段を帰還制御する制御装置に関するものであ
る。
ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量の上限を決定
する一つの要素であるスモークリミットは機関への吸入
空気量に依存して決定される。また吸入空気量により、
圧縮着火の遅れ時間も変化し、吸入空気量に応じた燃料
噴射タイミング制御を行なわないと、機関の出力低下や
白煙の吐出を招いてしまう。またEGR率も吸入空気量
に対する比率で表わされるように吸入空気量は重要な制
御パラメータである。このようにディーゼル機関のEG
R率や燃料噴射ポンプの燃料噴射量、燃料噴射時期を制
御する時、機関の吸入空気量を的確に検出し、制御する
ことが必要である。
従来、吸気管内圧をダイヤフラム等で構成され(4) た負圧室へ導びき、リンクを介して噴射量制限機構を構
成したり、吸気管内圧や吸気温度を電気信号に変換して
演算処理装置に取り込み、燃料噴射量、燃料噴射時期、
、EGR率を制御していた。しかしこれらの場合、吸気
温度による吸気量変化を検出不能であったり、吸気管内
圧及び吸気温度から吸入空気量を求める場合でも、燃焼
に有効な外気からの吸入量を検出するためには、EGR
Iを差し引かなければならない。このため、燃料噴射量
、@料噴射時期およびEGR率制御に必要な外気吸入量
を正確に検出することができない。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ディーゼ
ル機関の電気的制御システムにおいて、外気からの吸気
流量と吸気温度を検出してEGR量等を除いた燃焼に有
効な吸入空気量を的確に算出し、目標とすべき最大燃料
噴射量、燃料噴射時期、あるいはEGR率を高精度且つ
高速度で演算し、燃料噴射量調節手段、燃料噴射時期調
節手段。
またはRGR率調節手段をきめ細かく帰還制御すること
により、排気ガス浄化や、スモーク限界を(5) 越えない条件で機関の最大出力を引き出すことが可能な
ディーゼル機関用電気的制御装置の提供を目的とする。
以下本発明になる装着を図面に示す実施例により説明す
る。第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。1
a〜1jはディーゼル機関B及び分配型(VE型)燃料
噴射ポンプAの運転条件を電気信号として検出する運転
条件検出器(センサ)であり、エンジン回転検出器1a
、吸気流量検出器1b、吸気温度検出器1c、エンジン
冷却水温検出器1d、アクセル操作量検出器1e、燃料
調節部材位置検出器1f、EGRバルブリフト検出器1
g、タイマピストン位置検出器1h、スタータスイッチ
状態検出器11.及びキースイッチ状態検出器1jから
成っている。吸気流量検出器1bは、吸気流量によって
メジャーリングプレート開度が変化するいわゆるエアー
フローメータを用いており、メジャーリングプレート開
度を可変抵抗器により検出している。吸気温度検出器I
Cはサーミスタを使用し、吸気流量検出器内部に配置(
6) されている。
2は燃料噴射ポンプAの燃料噴射量、燃料噴射時期、及
びディーゼル機関BのEGR率を制御する演算処理装置
としてのマイクロコンピュータCの主要部をなす中央処
理ユニッ) (CPU)であり、3はそのプログラムメ
モリ及びデータメモリ(ROM、RAM)である。
CPU2は噴射量制御機能として、運転条件検出器1a
〜1eより回転数信号、吸気流量信号。
吸気温度信号、エンジン冷却水温信号、アクセル操作量
信号を波形整形回路、あるいはA/Dコンバータを介し
て入力し、目標噴射量Qfを算出し、D/Aコンバータ
に出力している。位置決めサーボ回路4は、CPU2か
らD/Aコンバータを通じて出力された目標噴射量指令
電圧Vsと燃料調節部材(スピルリング)5の実位置を
検出する実位置検出器1fからの出力を比較して誤差を
検出し、誤差信号を処理して、誤差を修正するように電
気的サーボ手段としての電磁アクチュエータ7を駆動す
る。電磁アクチュエータ7は位置決めす(7) −水回路4からの信号に応じて燃料調節部材5を動かす
ものであり、リニアソレノイドを使用している。
またCPR2は燃料噴射時期制御機能として、運転条件
検出器より回転数信号、エンジン冷却水温信号、吸気流
量信号、吸気温信号を入力し、前記目標噴射量Qfとに
より目標燃料噴射時期Tf1hを算出する。
このタイマピストンによる燃料噴射時期制御機構は第2
図に示す通りである。タイマピストン21はピンチによ
りローラリング23と接続されており、タイマピストン
21が図中左方へ移動するとローラリング23は右回転
方向に回転し、燃料噴射時期は進角側に変わるものであ
る。25はベーン型燃料ポンプであり、噴射ポンプの図
示しないドライブシャフトにより回転し、燃料タンクか
ら燃料をポンプ内圧力室29へ圧送する。26はオーバ
ーフローチェックバルブであり、ポンプ内圧力室28の
圧力の過上昇を防ぐためのものである。
ポンプ内圧力室29内の燃料は機関へ噴射される(8) と共に、絞りを通りタイマピストン高圧室20へ導びか
れる。従って、タイマピストン高圧室20の圧力と、低
圧室27中のタイマピストンリターンスプリングの力が
つり合う圧力でタイマピストンの位置が決まるためロー
ラリング23の位置が定まり、噴射時期が決まる。22
はタイマピストン位置調節手段としての電磁バルブであ
り、24は実噴射時期検出器としてのタイマピストンの
実位置検出器である。
CPU2はこのタイマピストン実位置検出器24からタ
イマピストン実位置’T’ppを入力する。さらに前記
目標燃料噴射時期Tf:Hより決定される −目標タイ
マピストン位置TTPとタイマピストン実位置’T’p
pを比較してその誤差を算出する。次に誤差を修正する
ようにタイマピストン位置調整用電磁バルブ22を制御
する。EGR率制御も同様に、運転条件検出器より回転
数信号、吸気流量信号、吸気温度信号、エンジン冷却水
信号を入力し、前記目標噴射量Qfとにより目標EGR
率E+11.Iを算出する。
(9) EGRバルブ8は第1図に示す通り、ディーゼル機関B
の吸、排気管を連通ずる通路に取り付けられており、E
GR率はそのバルブリフトにより調節される。EGRバ
ルブリフトはEGRバルブケースとダイヤフラムによっ
て形成される負圧室8c内の圧力と負圧室8c内のスプ
リング8aのバネ力のつり合いにより決定され、その圧
力を負圧源9と大気に接続された負圧制御弁VSV1゜
VSV2により制御する。1gは実EGR率検出器とし
てのEGRバルブリフト検出器であり、CPR2はこの
EGRバルブリフト検出器からEGRバルブ実リフ)E
vpを入力する。さらに前記目標EGR率より決定され
る目標EGRバルブリフトとEGRバルブ実リフトを比
較してその誤差を算出する。次に誤差を処理して、誤差
を修正するようにEGRバルブ調整用のVSVI、VS
V2を制御する。
以下第3図(A)、  (B)、  (C)に示すフロ
ーチャートに従って燃料噴射量、燃料噴射時期。
EGR率の制御手順を詳細に記述する。第3図(10) (A)、  (B)はメインルーチンであり、302〜
331のステップを繰り返し実行している。
301ステツプは以後の処理に必要なイニシャルセット
等積々の準備をする。302ステツプでは前記運転条件
検出器からの出力を取り込む。303ステツプでは30
2ステツプで取り込まれた吸気流量及び吸気温度より吸
入空気量QAiRを算出する。304ステツプは、機関
の回転吸うにより機関の始動時かどうかを判定し、目標
燃料噴射量演算方法を変えるステップで、機開始動時に
は305ステツプで始動時基本噴射量QsTAを、30
6ステツプでエンジン冷却水温からエンジン冷却水温補
正量Qwを求め、始動時燃料噴射量を算出する。機関始
動後は308ステツプに進み、回転数とアクセル操作量
により基本燃料噴射量QBASEを算出する。この求め
方は第1図のメモリ3 (ROM)に回転数とアクセル
操作量をパラメータとする2次元マツプを記憶させてお
き、そのマツプを検索補間することにより求める。
309ステツプでは回転数をパラメータとする1次元マ
ツプを検索補間して算出された基本最大制限噴射量を、
303ステツプで求めた吸入空気量QAiRで補正し、
最大制限噴射量0間AX’を算出する。次に310ステ
ツプで前記基本噴射量QBASEと最大制限噴射量Q)
’IAXを比較して、量の少ない方を選択し、目標噴射
量Q+imとする。
すなわち最大制限噴射量は基本噴射量の上限となる。3
11,312ステツプでは目標噴射量Q fi Nを目
標噴射量指令電圧Vsに対応するデジタル値に変換しD
/Aコンバータへ出力している。313〜323ステツ
プは燃料噴射時期を制御するステップである。313ス
テツプは機関の回転数により、機関の始動時かどうかを
判定し、目標燃料噴射時期演算方法を変えるステップで
、機開始動時には、314ステツプで始動時燃料噴射時
期TETAを算出する。機関始動後は、315ステツプ
に進み、回転数と目標燃料噴射量Q千IN により、基
本燃料噴射時期TBAsEを算出する。316ステツプ
ではエンジン冷却水温からエンジン冷却水温補正量Tw
を求め、317ステツプでは吸入空気量QAiRから吸
入空気量補正係数ρを求める。
318ステツプでは算出された基本燃料噴射時期TB 
A S E、エンジン冷却水温補正量TW、吸入空気量
補正係数ρから目標燃料噴射時期T千1)I を算出す
る。319ステツプでは、演算された目標燃料噴射時期
’I”f’iNまたは、始動時燃料噴射時期TSTAを
目標タイマピストン位置TTPに変換する。320,3
21ステツプでは前記タイマピストン位置検出器からデ
ータを入力し、タイマピストン実位NTPPを算出する
。322ステツプでは前記目標タイマピストン位置TT
Pと前記タイマピストン実位置 TPPとの差を取り、
タイマピストン位置誤差 TERRを算出する。そして
、323ステツプではこの誤差を処理して、その誤差を
修正するようなタイマピストン位置調整用電磁開弁パル
ス幅 PWTを算出する。
324〜331ステツプはEGR率制御ステッフであり
、324ステツプでは回転数と目標燃料噴射量Q〒IN
により、基本EGR率EBAsEを算出する。325ス
テツプでは吸入空気量Q^IR(13) から吸入空気量補正係数εを求める。次に326ステツ
プでは算出された基本EGR率EBAgEと吸入空気量
補正係数Cから目標E G R’$ Efisを算出す
る。327ステツプでは演算された目標EGR率Efi
べを目標EGRバルブリフトBTPに変換する。328
.329ステツプでは前記EGRバルブリフト検出器か
らデータを入力しEGRバルブ実リフすEppを算出す
る。330ステツプでは前記目標EGRバルブリフトE
TPと前記EGRバルブ実リフトEPPとの差を取り、
EGRバルブリフト誤差EERRを算出する。そして3
31ステツプではこの誤差を処理して、その誤差を修正
するようなEGRバルブリフト調整用VSVIの駆動パ
ルス幅PWEIを算出する。
またメインルーチンの外に定時割込みルーチンを持ち、
第3図(C)にそのフローチャートを示す。この定時割
こみルーチンは一定時間毎のパルス信号によりその処理
を開始する。まず332ステツプでは一定時間毎の機関
エンスト検出処理等の定時割込み処理を行なう。333
ステツプでは(14) 323ステツプで演算されたパルス幅P W Tをカウ
ンタに出力し、そのパルス幅の制御信号をタイマピスト
ン位置調節用電磁バルブに出力する。334ステツプで
は、同様に331ステツプで演算されたパルス幅PWE
 、をカウンタに出力し、そのパルス幅の制御信号をE
GRバルブリフト調整用VSVIに出力する。すなわち
定時割込み毎にあるパルス幅のパルスを出力するため、
定時割込み周期毎のパルスデューティ−を制御すること
になる。
以上詳細に説明したように本発明は、ディーゼル機関の
燃料噴射量、装置噴射時期、またはEGR率を制御する
システムにおいて、外気流量と吸気温度を検出して正確
な外気よりの吸入空気量を求め、燃料噴射量制限、燃料
噴射時期補正、EGR率補正補正ない、燃料噴射量調節
手段、燃料噴射時期調節手段、EGR率調節手段を高精
度、高速に帰還制御しているので、的確な燃料噴射量、
燃料噴射時期、EGR率でディーゼル機関を運転するこ
とができ、この結果排気ガス浄化をはかり。
ディーゼル機関特有のスモーク限界を越えない条件で機
関の最大出力を引き出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
第1図中の噴射時期制御機構の断面構成図、第3図(A
)、  (B)、  (C)は第1図に示す装置の制御
手順を示すフローチャートである。 1a・・・回転速度検出器、■b・・・吸気流量検出器
、IC・・・吸気温度検出器、1d・・・冷却水温検出
器、1e・・・アクセル操作量検出器、1f・・・燃料
調節部材位置検出器、1g・・・EGRバルブリフト検
出器、1h・・・タイマピストン位置検出器、2・・・
中央処理ユニット、3・・・メモリ、4・・・位置決め
サーボ回路、5・・・燃料調節部材、7・・・電磁アク
チュエータ、8・・・EGRバルブ、22・・・タイマ
ピストン位置調整用電磁バルブ、A・・・燃料噴射ポン
プ、B・・・ディーゼル機関、C・・・演算処理装置。 代理人弁理士 岡 部   隆

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11デイ一ゼル機関用燃料噴射ポンプの燃料調節部材
    を操作する電気的サーボ手段と、機関の運転条件を電気
    信号として検出する運転条件検出器と、前記燃料噴射ポ
    ンプの燃料噴射量に応じた実噴射量信号を発生ずる実噴
    射量検出器と、前記運転条件検出器からの電気信号に応
    じて記憶手段に記憶された演算プログラムに従って目標
    噴射量を算出すると共に前“記実噴射量の前記目標噴射
    量に対する誤差を修正するように前記電気的サーボ手段
    を操作する演算処理装置とを備え、前記運転条件検出器
    は、機関に流入する外気からの吸気流量を検出する吸気
    流量検出器、その温度を検出する吸気温度検出器及び機
    関回転速度を検出する回転速度検出器を有すると共に、
    前記演算処理装置は前記目標噴射量を前記吸気流量、前
    記吸気温度及び機関回転速度に応じて算出される最大制
    限噴射量で(1) 制限するようにしたことを特徴とするディーゼル機関用
    電気的制御装置。 (2)ディーゼル機関用燃料噴射ポンプによる機関への
    燃料噴射時期を調節する噴射時期調節手段と、機関の運
    転条件を電気信号として検出する運転条件検出器と、前
    記燃料噴射ポンプの燃料噴射時期に応じた実噴射時期信
    号を発生する実噴射時期検出器と、前記運転条件検出器
    からの電気的信号に応じて記憶手段に記憶された演算プ
    ログラムに従って目標噴射時期を算出すると共に前記実
    噴射時期の前記目標噴射時期に対する誤差を修正するよ
    うに前記燃料噴射時期調節手段を操作する演算処理装置
    とを備え、前記運転条件検出器は、機関に流入する外気
    からの吸気流量を検出する吸気流量検出器、吸気温度を
    検出する吸気温度検出器及び機関回転速度を検出する回
    転速度検出器を有すると共に、前記演算処理装置は機関
    の回転速度と燃料噴射量とに応じて算出される基本目標
    噴射時期を前記吸気流量及び前記吸気温度に応じて算出
    される吸入空気量補正係数で増減させて前記目標噴(2
    ) 射時期を算出することを特徴とするディーゼル機関用電
    気的制御装置。 (3)ディーゼル機関のEGR率を調節するEGR率調
    節手段と、機関の運転条件を電気信号として検出する運
    転条件検出器と、前記EGR率に応じた実EGR率信号
    を発生する実EGR率検出器と、前記運転条件検出器か
    らの電気信号に応じて記憶手段に記憶された演算プログ
    ラムに従って目標EGR率を算出すると共に前記実EG
    R率の目標EGR率に対する誤差を修正するように前記
    EGR率調節手段を操作する演算処理装置とを備え、前
    記運転条件検出器は、機関に流入する外気からの吸気流
    量を検出する吸気流量検出器、吸気温度を検出する吸気
    温度検出器及び機関回転速度を検出する回転速度検出器
    を有すると共に、前記演算処理装置は機関の回転速度と
    燃料噴射量とに応じて算出される基本目標EGR率を前
    記吸気流量及び前記吸気温度に応じて算出される吸入空
    気量補正係数で増減させて前記目標EGR率を算出する
    ことを特徴とするディーゼル機関用電気的制御装置。 (3)
JP57159798A 1982-09-15 1982-09-15 デイ−ゼル機関用電気的制御装置 Pending JPS5949341A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61167048A (ja) * 1985-01-17 1986-07-28 株式会社豊田自動織機製作所 流体噴射式織機における緯糸吸引装置
JPH02230943A (ja) * 1989-03-01 1990-09-13 Hino Motors Ltd 燃料噴射装置
JPH0334086U (ja) * 1989-08-09 1991-04-03

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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