JPS60111045A - デイ−ゼル機関の燃料制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関の燃料制御装置

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JPS60111045A
JPS60111045A JP58219174A JP21917483A JPS60111045A JP S60111045 A JPS60111045 A JP S60111045A JP 58219174 A JP58219174 A JP 58219174A JP 21917483 A JP21917483 A JP 21917483A JP S60111045 A JPS60111045 A JP S60111045A
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fuel
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engine
fuel injection
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佐野 行則
Kiichi Hoshi
星 喜一
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Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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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】 〔発明の利用分野〕 /ド発明は、テイーゼル機関に係り、特に燃料噴射ポン
プにおける燃料噴射量制御、噴射時期制御が電磁弁の駆
動によって行うことのできるディーゼル機関に関する。
〔発明の背景〕
周知の如くディーゼル機関は、点火プラグを用いず燃料
の圧縮による熱によって着火爆発を起しピストンを駆動
している。そして、その着火のタイミングは、シリンダ
内に燃料を入れる時期によって決定される。このような
ディーゼルd関においても、点火プラグを用いていない
とはいえ、ガソリンエンジンと同様、エンジンの回転速
度に応じて着火時期(点火時期)を進角させてやる必要
がるる。この点火時期の進角は、燃料噴射時期を進める
ことによって解決される。しかしながら、従来は、この
ディーゼル機関における燃料噴射量と進角制御を電磁弁
を用いて行なう制御をするものがなかった。
近年、電磁弁を用いたものとして、特願昭56−585
15号に示される如く、噴射開始の基準となるパルスを
基に1つの電磁弁を駆動し、その電磁弁の開時間の長短
により他の電磁弁の駆動開始時間を設定できる。l:う
にしたものがある。これは、2つの電磁弁の相互作用が
燃料噴射ポンプの構造から生れるものでるる。しかし、
燃料噴射ポンプの改良に伴い特願昭5s−24652号
に示す如く相互の作用が微少となってき、安定でしかも
大容喰の燃料噴射ポンプの燃料供給および安定でかつ噴
射時期の広い制御を実現するために電磁弁の最適タイミ
ングを設定することが必要となった。これば、回転体内
部に回1販軸直角方向からの燃料供給が、供給[」と人
ログ(との屯なりで行われ、そのy(fなりの面−蹟6
j、回転角の開破となっているからで・わる。この7″
こめ、1メを来のテイーゼル(吹関に必っては、エンジ
ンに供給する燃ト+量の必委燃刺はを得ることができな
いという欠点を・IJシていた。
〔発明の目的〕
木ンa明の目的は、IL電磁弁最適、1枢動タイミング
をfeることのできるフ′イーゼル機関の燃料制御装置
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本冗明は、燃料噴射量と)熱料噴射時期の制御を独立し
て行なう2家運通制御式燃料噴射ポンプの燃料噴射量制
御弁と燃料噴射時期制御弁の2つの電磁弁の駆動タイミ
ングを一燃料噴射ポンプの供給部回転角基準信号と回転
角度1d号を基に、任意に設定できる。!:9にするこ
とにより、電磁弁の最適駆動タイミングを得ようという
ものでるる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図には、本発明の用いられるシステムの全体構成図
が示さ扛ている。
図において、4気筒デイ一ゼル機関1にはリングギア2
が設けられておシ、このリングギア2の回転によりギア
歯に応じたパルスを出力し機関の回転角信号PO810
1を発生する4磁ピツクアツプ5がリングギア2の近険
に設けられている。
また、4気筒デイ一ゼル機関1には、燃料を供給する燃
料噴射ポンプ3が接続されている。この燃料噴射ポンプ
30回転を検出するだめのロータ4が設けられている。
このロータ4に対向して燃料噴射ポンプ供給口回転角基
準信号REF 100を出力する+1.i式ピックアッ
プ6が設けしれている。
この燃料噴射ポンプ3には、燃料1八躬量を決定する電
磁弁7と噴射時期を決定する電磁弁8が設けられている
。この電磁弁7.8は1、駆動回路9゜10によってそ
れぞれ駆動されるように(i4成されている。このWh
 rib回路9,10は、マイクロコンピュータでろる
制御回路12のプログラムタ・イマモジュール(以−ト
、P ’l’ Mと称する)16によって、・、駆動す
るように(1η成されCいる。この制御回路12は、内
部にf:LAM(ランダム・アクセス・メモリ)をイJ
するマイクログロセソーリ゛(以下、MPUと称する)
13と、[尤(JM(リード・オンリー・メモリ)14
と、人出力回す各(以F、i10と称する)15とによ
って4f17成され−Cいる。また、この:i+ll 
l+・11回11’612には、4気筒テイ一セル機関
lの回私故鉗11り定する/こめの回1献数設定器11
からの情弓が人力jるようにhJT戊されている。
i(巳2はIにO」、cal1図図示i1+lI御回路
12の詳細が/」<纒ルCXA/、)。
谷、1≦子&J2、I〜i P U 13が市販(1)
IiD6802W((株)日立製作新製)、ROM14
が市販の1−ID462732 ((株)日立製作新製
) 、 l1015が市販のHD46510 (C株)
日立製作新製)、PTM16が市販のIID 6840
 ((株)日立製作新製)を用いている。このMPU1
3はROM14内に記憶された各種のプログラムにより
、l1015からの入力データを演算し、その演算結果
を再び11015とPTM16へ出力する。これらの中
間的な記憶にはMPU13内のE(、AMが用いられる
。また、MPU13とl’LOM14と、Ilo 15
と、P’l’M16間のデータのやりとりは、データバ
ス17とコントロールバス18とによって行つ。
次に11015内部のレジスタ類と機能について説明す
る。
MPU13からのコントロールバス18はMPUインタ
フェース300に接続されており、このMPUインタフ
ェース300はl1015からMPU13への割込信号
(以下、IRQと怖する)。
アドレス、チップセレクト、リードライト信号等のイン
タフェースを行うと共に、l1015のアドンスレジス
タ301.乗算器302.パスバッファ/マルチプレク
サ303のレジスタの選択。
コントロールを行う。まだ、アドレスレジスタ301、
乗算器302はMPU13がら直接アクセスできるが、
第2図図示パスバッファ/マルチゾレクサ303より下
記のレジスタは間接アクセスである。アクセスするレジ
スタアドレスをアドレスレジスタ301に書き込む。乗
算器302には瀕来数レジスタと乗数レジスタ304と
、采算結果レジスク305がある。
また、310はI/O15内郡のコントロール回路であ
す、角度割込元生の角度指定を行うレジスタ(以下、A
NGRと弥する)311、一定周期のタイマー割込みを
発生させる周期指定を行うレジスタ(以下、INVTR
と称する)312、I/O15の動作を指定するレジス
タ(以下、MODERど称する)313、各列込み安水
をマスクするレジスタ(以下、MASKRと称する)3
14、割込み出力の鮫因を示すレジスタ(以下、STS
IRと称する)315、I/O15の状態を示すレジス
タ(以下、STS2Rと称する)316によって構成さ
れている。
角度劇込み発生は、ANGR311に書込まれた値と角
度計数が一致するとSTSIR315レジジスタ2Gビ
ットが1となり割込みが発生する。
角度の係数は機関回転角度信号POS101のパルスの
立ち上り及び立ち下りで行なわれ、燃料噴射ポンプの行
程の基準信号REF100の立ち上りが人力される度に
クリアされる。
また、タイマー割込み発生は、INTVR312に書込
まれた値と内部にもつ128μsccのクロック信号の
計数値が一致した鳴合128μsec後にSTSIR3
15の25ビットが1となり割込みが発生する。
次に、アナログテーク入力回路330はアナログ入力端
子(AI/DI)を8間有しており、端子の選択はユナ
ログ入力端子選択レジスタ(以下、AlSELと称する
)331に書込まれたテークにjる。A/D変換された
ブータは、9ビットテータレジスタ331、8ビットテ
ークレジスタ333に保持される。また、アナログ人力
群AI/DIは、内部でデジタル人力回烙(以下、DI
1と称する)320に梗続されるMOSレベルでのデジ
クル信号とじて1か0でデジクル人力レジスタ(以下、
DI2と才する)321に保持される。
また、回転機計測回路340には、機関回転角度信号P
OS101のパルスを訃父する計測時川を指定するレジ
スタ341と、計測データの保持レジスタ312がある
同様に車速宋測回路350には、車速信号VSP102
のパルスを計数する泪測時間を指定ずるレジスタ351
と、計測レジスタの保持レジスタ313がある。すだ、
360は、燃料噴射ポンプの供給部基準角臥信号REF
100、機関回転角度信号POS101、車速信号VS
P102の入力によるカウンタ酌処卯のロジカルな処理
を行つパノスを作る回路である。
また、燃料噴射ボンプの第1電浪弁の駆動パルス(以下
、Qパルスと称する)のトリガ信号Qtを形成すり回洛
370は、供給口基準角度現号REF100から第1電
磁弁の開弁までの回転角を指定するレジスタ371(以
下、QFFSRと称する)、出力パルス隔を指定するレ
ジスタ372(以下、ELOIと亦する)、出力パルス
幅の分解走となる時間を指定するレジスタ(以下、TB
ASEと称する)373によって構成されている。
OFFR371の回転角の計数は燈関回転角度括号PO
S101の立ら士り及び立ち丁りで行なわれる。
まだ、燃料噴射ポンプの噴射時期を決定する第2電磁弁
駆動パルス(以下、Tパルスと称する)出力の開始のト
リガ信号Ttを形成する回路380は、共給口角工基準
日号RET100からTパルス出勾の開始までの回転角
を指定するレジスタ(以下、 DWLRと称する)38
2、Tパルス出力からの出力パルス幅の回転角を指定す
るレジスタ(以下、ADVRと称する)381によって
構成されており、回転角の計数は幾関回転角度信号PO
S101の立ち二り及び立ち下りで行なわれる。
なお、ELOI 372 、 TBASE 373 、
 AI)VR381のレジスタ内容は最少値に初期設定
される。
捷だ、デジタル人出方回路410は、入出力の方向全決
定するレジスタ(以下、DDIもと称する)411、人
力データレジスタ(以下、I)Iと称すル) 412.
 出力データレジスタ(以下、I)01と称する)41
3によって174成されている。デジタル入出力端子D
r10は6個設けられておシ、その中の1端子DI10
目は外部割込み端子として動作する。。
さらに、フリーランカウンタ回路420は、カウンタの
プIルセットレジスタ(以下、PR8Rと称する)42
1.カウンタのタイマカウンタ(以下、’l’1MEc
と称する)422で構成され、16μsecのクロック
で前feDI、10n(i号の立ち上りで内部タイマの
内容を保持、記憶し割込みが発生する。
また、タイマがオーバーフローを起せば割込みが発生ず
る。このi’IMEc 422の読取シはオーバーフロ
ーの割込み回数と計算により機関の回転周期が1計61
すされる。
第3図には、PTM16の詳細が示されている。
すなわち、MPU13よりラッチ力クンタ200へi!
l!込まれたQパルスΩメルフ幅Q、がトリガ信号Q、
の立ち上りによって出力される。Tパルスの発生も上記
と同様でらる。Q、及びT、のパルス幅f−夕1t’i
M、P U l 3のコントロールバス18内にあるイ
ネ−グル信号のクロックパルス1μsecの分解能を持
ち、それぞれQパルス、Tパルスが決定される。
第4図には、各信号のタイミングチャートが示されてい
る。
第4図(5)は、燃料噴射ポンプの機械的構造による燃
料の供給と圧縮のタイミングをポンプ角度で示したもの
である。ディーゼル機+!’Iの燃料噴射は圧縮期間中
のある短い期間に行なわれる。供給時は第1及び第2電
磁弁の開弁にニジ、弁からの流入燃料によりそれぞれ燃
料噴射景、噴射時期が制御できる。よってこの供給時の
開弁時間を適当な時間に制御すればよいが、第4図(5
)に示した如く、3角形状は、その流入通路断面積がポ
ンプ回転角により変化することを示している。また、第
4図03)は燃料供帖口の角度基準1g号で必シ、供給
前ポンプ角で15°前に機械的に設定しである。これt
ま′1ル磁弁の開弁がら弁ニジ流出する燃、料が燃料噴
射ポンプの燃料供給口に達するまでの時間的遅れがある
ため、高速回転、多量1貢射時には供給口前から燃)P
lを供給するためである。また、第4図(Qは機関回転
19度信号PO8101を示している。
チ/コ、’:’I’s 4図0))はIlo LS11
5(7)(Jl”l’sl(、371のレジスタのブー
ータS、により出力される角度が決よった弔1亀磁弁Q
 パルスのトリガ信号Qtである。!tだ、第4図0つ
は第1屯磁弁の開弁時間をθe>14−JるP i’ 
M 16 (/Jクラッチ20(1)データQ、 pに
より出力さ7LるQパルスである。ブだ、第4 i=、
Ift)ば1.10 JJS I 15 ノA−1)V
lも381(/JL/ジスクのラ−−−りS【により出
力される角就が決葦った、Ill、2 ’+H)’、罎
弁゛rパルスのトリガが信号′1゛tである。
まだ、(])はdS 2 TIJ、’ (+B弁)v:
4弁時間を決定するPTMloのラッチ2.2001(
7)デー$i’、Pこより出カ込れる′■゛パルスであ
る。
次に、本発明の実施例を第5図、第6図を用いて説明す
る。
第5図において、燃料噴射ボ/プ供給口汽度基準信号)
LEF 100の立ち上りにより割込みが発生し、この
割込み信号によってステップ1000においてスタート
する。フローがスタートすると、ステップ1001にオ
イ”c、TIMEC422’111’読取シテータとオ
ーバーフロー割込みの回数によル時間を加え前読取シi
’1MEc 422テータとの減q−を行い、2階し、
周期をめ逆数di数にょやエンジン回転数Nを計算する
。次に、ステップ1002において、回転数設定データ
ACCELをA/D変換回路330のレジスタから読み
とバステップ1003において、エンジン回転数Nと回
転数設定f−タACCEL工り、予めめておいたエンジ
ン特性曲線のマツプデータをROM14から読取り補間
d1算により、1圓射拙fri制御の第1亀磁弁の開弁
パルス幅Qpをめる。次に、ステップ1004において
、エンジン回転数Nとu14弁パルス幅Q、がら同じく
予め定めだjツ[定の開弁タイミング角度テ−タS、金
1・Iる計nを行ない開弁タイミング角度データSqを
める。次に、ステップ1005において、噴射用−fi
i制御のax’s 1 ′tiL磁弁電磁弁パルス幅デ
ータQ、と、エンジン回転数Nよシ予めめておいたエン
ジン特性曲線の噴射時期マツプニジ、噴射時期の第2 
ili’制御11L磁弁の開弁パルス幅T、をめる。こ
のう+’z 2制御電磁弁の開弁パルス幅′工゛、をス
テップ1005においてめると、ステップl (106
に4?いて、この開弁パルス幅’r pとエンジン回転
数Nとから同じく予め定めた所定の開弁タイミング11
 If j−一タStを計算してめる。次に、ステップ
1007において請求めたQパルスのパルス幅データQ
 P + ’1 パルスのパルス幅データT。
kぞ71、ぞ)+ p TM i 6のラッチ力ウンク
200゜201にj(II fi込み、Cλパルスの開
弁タイミング角1ノヒンーータS9.′I′ハルスの&
l弁タイミングデータS を介ぞJLぞ才1.1. 、
/(J l 5の01”1”S)t 371 。
ADVIl、 3 j31に、1き込む処理を行いステ
ップ1(JulにおいC終j′する。
、(S6図に[;1]弁タイミング計tT、処理のサブ
ルーチンが、第7図に開弁タイミングの決定要素となる
パルス中心振分けの特性が示−されている。
本実施例においては、機関回転数にニジ出力パルス(以
下、Pと称する)により、第7図に示す如(Pの中心位
置が変化する。この特性の条件はθを角度基準信号がら
Pパルスの中心位置までの角度としく第4図)、 N< 200Orpm17)場合 θo−37,5゜ 2000rpm≦N<350Orpmの場合3500r
l)m≦Nの場合 ただし、パルス2Pのパルス幅が角度基準信号REF 
100↓り前にでる場合は、前記条件によらず、Pパル
スは、角度基準信号と同時の即時出力となる。なお、本
実施例に用いた回転角度信号の分解能は0.9091°
である。
第6図において、ステップ2000において、サブルー
チンがスタートすると、N<2000 rpmでθo−
37.5°の場合、ステップ20旧で電磁弁の開弁タイ
ミングS。を計算する。すなわち、でめる。次にステッ
プ2002において、機関回転数Nが20CQ rpm
より大きいが否が判定し、犬キくないと判定するとステ
ップ2006において、S=S、とする。また、ステッ
プ2002においで(幾関回転叔Nが200Qrpm 
ニジ太きいと判定すると、ステップ2003において、
機関回転数Nが3500 r 1)Ill等しめかある
いは太きいがを判定する。このステップ2003におい
て機関回転数Nが350Orpm より小さいと判定す
ると、ステップ2004において、電磁弁の開弁タイミ
ング81を、S+=8. (N−2000)X8.25
X10−”なる式にてめ、ステップ2006において、
5=SL とする、。
a、so、orpm↓9太きいと判定すると、ステップ
2005において電磁弁の開弁タイミングS2を、8x
=8. (N+1000)X2.75xlO−3なる式
によってめ、ステップ2006においてS=82 とす
る。
次に、ステップ2007において、ステップ2006に
おいて設定されたSの値が、S<O であるか否かを判定し、「0」ニジも太きいと判定する
と、ステップ2008において、S−0として終了する
したがって、本実施例に工れば、燃料(賞射ポンプへの
燃料噴射蓋の供給及び噴射時期決定の制御が、燃料噴射
ポンプの構造及び回転に伴う動的な供給遅れを予め実験
的に測定し最適な開弁タイミングを設定することにより
、より安定性の高い制御を行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば電磁弁の冊、商W
m+タイミングをイ昼ムとと力;で1に
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適用さ−・れるディーゼル機関の燃料
唄射システムのブロック図、第2図、第3図は第1図の
詳細ブロック図、第4図は制御信号のタイミングチャー
ト、第5図、第6図は制御フローチャート、第7図は開
弁タイミングの決定要素となるパルス中心振分けの特性
図である。 ■・・・ティーゼルエンジン、3・・・燃料噴射ポンプ
、9・・・第1市磁弁、10・・第2電磁弁、11・・
・回転数設定?:へ、】2・・・制御回路。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 も(図 光2図 千5図 千6図 N CrPTn)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、燃];・1噴射通を開側1する第1電磁弁と燃料噴
    射++、7期を制御するムI2電磁弁の少くとも2つの
    電磁弁を有する2家運通制御式燃料噴射ポンプと、前記
    燃料噴射ポンプの燃料共給部の回転角基準信号と回転角
    度IB号と機関の回転数設定信号を少なくとも有しiM
    fJ記屯磁弁の駆動を該各信号の処理により行うマイク
    ロコンピュータを用いfc電子制御装置全治するディー
    ゼル機関の燃料制御装置において、上dC燃料噴射ポン
    プの燃料噴射量制御弁と燃料噴射時期制御弁の2つの電
    磁弁の駆動タイミングを燃ネ[噴射ポンプの洪給部回転
    角基弗信号と回転角1隻侶号を基に、任意に設定できる
    ようにしたことを髄徴とするテイーゼル機関の燃料制御
    装置。
JP58219174A 1983-11-21 1983-11-21 デイ−ゼル機関の燃料制御装置 Granted JPS60111045A (ja)

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JP58219174A JPS60111045A (ja) 1983-11-21 1983-11-21 デイ−ゼル機関の燃料制御装置
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