JPS6098147A - 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御方法 - Google Patents

電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御方法

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Publication number
JPS6098147A
JPS6098147A JP58205248A JP20524883A JPS6098147A JP S6098147 A JPS6098147 A JP S6098147A JP 58205248 A JP58205248 A JP 58205248A JP 20524883 A JP20524883 A JP 20524883A JP S6098147 A JPS6098147 A JP S6098147A
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JP
Japan
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fuel injection
sensor
ignition timing
timing
ignition
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JP58205248A
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Takafumi Inagaki
稲垣 隆文
Hiroshi Sasaoka
笹岡 博
Mamoru Kobashi
小橋 守
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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】 【産業上の利用分野】
本光明は、電子制御ディーゼルエンジンの燃オニ1噴制
制御方法に係り、11に、M 91弁スピル式の分配型
燃料噴口Jポンプが採用された目動車用電子制御ディー
ゼルエンジンに用いるのに好適な、着火時期センサを用
いて検出される着火時期に基づいて、燃料噴射時期や燃
料噴91量を制御するようにした電子制御ディーゼルエ
ンジンの燃料噴射制御方法の改良に関する。
【従来技術] ディーゼルエンジンの排気カス浄化性能等を最適化する
ための燃料噴割峙期や燃料噴口J吊の制御に際して、例
えばエンジン燃焼室内の燃焼〉しの状態から着火時期を
検出する着火時期ヒンリを設け、該着火時期センサを用
いて検出される看ソ(時期に基づいて、例えばタイミン
グ制御弁やスピルII弁をフィードバック制御する方法
が提案されている。 このような燃料噴射制御における着火時期の検出に際し
て、前記着火時期センサの光導体の先端面は、常時燃焼
ガスに晒されているため、使用により煤等が付着して、
感度が不良となったり、又は、前記光導体の後端におい
て燃焼光の強度に応じた電気信号を発生するフ第1〜ト
ランジスタが故障したりした場合には、着火時期が検出
できなくなり、タイミング制御弁を制御することができ
なくなるだけでなく、スピル電磁弁をオンとするべき時
期の判別ができなくなって、燃料噴射量が最大になって
しまうことがあるという問題点を有していた。 [発明の目的] 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、着火時期センサが故障して着火時期を検出できな
くなった場合においても、適切な燃料噴射制御を行うこ
とができる電子制御ディーゼルエンジンの燃料噴射制御
方法を提供することを目的とする。 【発明の構成1 本発明は、着火時期センサを用いて検出される着火時期
に基づいて、燃料噴射時期や燃料噴射量を制御するよう
にした電子制御ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法
において、第1図にその要旨を示す如く、ローラリング
の回動角から噴射開始時期を検出する手順と、前記着火
時期センサ出力の着火時期信号が、前記噴射開始時期が
ら設定期間内に発生した時は、該着火時期に基づいて燃
料噴射を制御する手順と、前記着火時期信号が、前記設
定期間内に発生しなかった時は、着火時期の代りに前記
噴射開始時期に基づいて燃料噴射を制御する手順と、を
含むことにより、前記目的を達成したものである。 又、本光明の実論態様は、前記噴射開始時期に基づいて
燃料噴射を制御するに際して、通常の着火遅れ時間を加
味プることとして、着火時期センサの故障時にも、正常
時とほとんど変わらない燃料噴射IIIIllが行われ
るようにしたものである。 【発明の作用】 本光明においては、着火時期センサ出りの着火時期信号
が、ローラリングの回動角から検出される噴射開始時期
から設定期間内に発生しなかった時は、着火時期センサ
の故障と判断して、着火時期の代りに前記噴射開始時期
に基づいて燃料噴射を制御することとして、着火時期セ
ンサの故障時にも、適切な燃料噴射制御が行われるよう
にしたものである。 [実施例] 以下図面を参照して、本発明が採用された電子制御ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の実施例を詳細に説
明する。 本実施例は、第2図に示す如く、エンジン本体10に配
設された、エンジン燃焼室10A内の燃焼光の状態から
着火時期を検出するための着火センサ12と、電磁弁ス
ピル式の分配型燃料噴射ポンプ20の駆動軸22に配設
された、外周に回転検出用の歯及びその気筒数に合せた
信号発生用の切欠き部が設けられたロータ24と、前記
燃料噴射ポンプ20のポンプハウジング26のロータ外
周近傍に配設された、前記歯の接近からエンジンの回転
を検出すると共に、前記切欠き部の接近から基準クラン
ク角、例えば上死点を検出するための回転及び基準クラ
ンク角センサ28と、ローラ30及び該ローラ30が転
勤するカムブしl−1−32と共働して、前記駆動軸2
2の回転運動を燃料圧送用のプランジャ34の11復運
動に変換するためのローラリング36のロータ外周近傍
に配設された、前記切欠き部の接近から噴射開始を検出
プる噴射開始センサ38と、タイマピストン40の両側
に形成された圧力空間の圧力差を変えることによってタ
イマピストン40の変位を制御し、これによりスライド
ビン42を介して前記ローラリング36をポンプハウジ
ング26内で前記駆動軸22に対して相対的に回転変位
させて燃料噴射時期を制御するためのタイミング制ti
t弁44と、プランジャ室46の壁面に設けられたスピ
ルi+X−+・48を、燃料の圧送終り時期に開成づる
ことによって噴射開始時期を制御し、これによって燃1
1噴射量を制t[11るためのスピルNm弁50と、前
記着火センサ12、回転及び基;Vクランク角セン→)
28、噴射開始センサ38の出力及び他のセンサ(図示
省略)から入力されるスロットル開度、エンジン冷却水
温、吸気管圧力等に応じて、燃料噴射制御や燃料噴射量
が目標値となるよう、前記タイミング制御弁44やスピ
ル電磁弁50を制御する電子制御ユニット(以下ECL
Jと称する)52とから偶成されている。 図において、60は、エンジン本体10の各気筒に配設
された燃料噴射ノズル、62は、前記燃料噴射ポンプ2
0を構成する、前記駆動軸22によって回転駆動される
フィードポンプ、64は、同じく燃料噴射ポンプ20を
構成する、前記プランジャ室46内で圧縮された高圧燃
料を、デリバリバルブ66を介して前記燃料噴口Jノズ
ル60に分配するための分配通路である。 前記着火センサ12は、例えは第3図に詳細に示す如く
、先端面がエンジン燃焼室10A内に臨むように配置さ
れる光導体12Aと、該光導体12Aの後端近傍に配設
された、燃焼光に応じた電気信号を発生するための光電
変換素子、例えばフオ]・トランジスタ12Bとから構
成されている。 前記回転及び基準クランク角センサ28及び噴射開始セ
ンサ38は、例えば第4図及び第5図に詳細に示す如く
、ロータ24の外周部との間に磁気回路を形成するため
の永久磁石28△と、前記ロータ24の外周に形成され
た歯又はその切欠き部の接近による磁束変化を検出する
ための磁気抵抗素子28Bと、該磁気抵抗素子28Bに
所定のバイアスをかけておくための永久磁石28Cとか
ら構成されている。 前記ECU32は、各種演算処理を行うためのCPIJ
52Aと、制御itプログラムや各種データ等を記憶す
るためのリードオンリーメモリ(以下ROMと称する)
52Bと、前記CPU52ΔにJ3ける演算データ等を
一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ(以下
RA Mと称する)52Cと、前記着火センサ12出力
、前記回転及び基準クランク角センザ28出力、前記噴
射開始センサ38出力、スロットル開度、エンジン冷却
水温、吸気管圧力等を取込むための入力口1520と、
該入力回路52Dを介して入力される入力信号の内、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換するためのアナログ−
デジタルコンバータ(以下A /′Dコンバータと称す
る)52Fと、前記CPLI52Aの演紳結果に応じて
、前記タイミング制御弁44やスピル電磁弁50に制叩
信号を出力するための出力回路52Fとから偶成されて
いる。 以下実施例の作用を説明する。 前記ECU32内における燃料噴射制御は、第6図に承
りような流れ図に従って実行される。即ち、前記回転及
び基進クランク角センサ28の出力によって、ロータ2
4外周の切欠き部から、第7図(△)に示す如く、基準
クランク角Soが検出されると同峙に、第6図に示すよ
うな基準クランク角割込みルーチンに入り、まずステッ
プ110で、前記回転及び基準クランク角センサ28出
力のロータ24の歯に対応する矩形波信号の発生間隔か
ら樟出されるエンジン回転数Neを取込む。 次いでステップ112に進み、第7図(A)、(B)に
示すような、前記ロータ24外周の切欠き部の位置の、
前記回転及び基準クランク角センサ28出力と前記噴射
開始センサ38出力の位相差から検出されるローラリン
グ36の回動角、即ち、噴射開始時期5illjから設
定期間、例えば設定時間Tk内であるか否かを判定する
。判定結果が正である場合には、ステップ113に進み
、第7図(C)に示すような前記着火センサ12出力の
立上がりから検出される着火時期信号3 ignが発生
したか否かを判定する。判定結果が正である場合には、
ステップ114に進み、着火センサ12が故障している
ことを示す着火フェイルフラグをリセツ1−する。一方
、前出ステップ113の判定結果が否である場合には、
ステップ116に進み、着火フェイルフラグをセットづ
る。 ステップ114.116終了後、又は、前出ステップ1
12の判定結果が否である場合には、ステップ118に
進み、着火フェイルフラグがセットされているか否かを
判定する。判定結果が否である場合、即ち、着火センサ
12が正常に作動していると判断される時には、ステッ
プ120に進み、着火センサ12で検出された着火時期
Signを、そのまま制御用着火時期3ignに入れる
。一方、前出ステップ118の判定結果が正である場合
、即ち、着火センサ12か故障していると判断される時
には、ステップ122に進み、前記噴射開始センサ32
によって検出される噴射開始時期3injを一制御用着
火時期3ig++に入れる。 前出ステップ120又は122柊了後、ステップ124
に進み、スロツ]−ル間度を取込む。次いてステップ1
26に進み、エンジン冷却水温や吸気管圧力を取込む。 次いてステップ128に進み、前記RON・152Bに
記憶されているエンジン回転数Ne及び燃料噴射制御θ
と前記スピル電磁弁50をオンとしてスピルポート48
を開くべき時間の関係を表わしたマツプを検索する。次
いでステップ130に進み、ステップ128で検索され
たスピル電磁弁50の開時間を、エンジン冷却水温及び
吸気管圧力により補正する。次いでステップ132に進
み、前記R−0,M、 52Bに記憶されている、エン
ジン回転数Ne及びエンジン負荷1 oadと目標着火
時期の関係を表わしたマツプを検索する。次いでステッ
プ134に進み、該目標着火時期と前記着火センサ12
(故障時は噴射開始センサ38)によって検出される実
際の着火時期51g11(故障時は噴射開始時期3in
j)とを比較し、該比較結果に基づいて、ステップ13
6で、前記タイミング制御弁44に着火時期フィードバ
ック用の制御信号を出力する。次いてステップ138に
進み、前記出力回路52F内の出力比較レジスタに、前
記スピル電磁弁50の開時門番セツl−ツる。次いでス
テップ140に進み、セット時間とクロックの時間計数
値が一致するまで、即ち、スピル電磁弁50の開時間と
なるまで持つ。次いで、ステップ142に進み、前記ス
ピル電磁弁50をオンとして、スピルボー1〜48を間
き、燃t’l噴口1を終了させて、このルーチンを抜け
る。 本実施例における、着火センサ12が正常な時の、スピ
ル電磁弁50をオンとするタイミングと、着火センサ1
2が故障した時のスピル電磁弁50をオンとするタイミ
ングを、第7図([))及び(「)に比較して示す。 本実施例においては、着火センサの故障時に噴射開始時
期3injに応じて燃料噴射を制御iIIするに際して
、噴射開始時期3inJをそのまま着火時期31(II
+の代りに用いているので、制御が単純である。なお、
着火センサ12の^シ障時に噴射開始時期3injに応
じて燃料噴射を制御する方法はこれに限定されず、例え
は、前記噴射開始時期3injに、通常の着火遅れ時間
、例えば前回の噴射開始時期5injと着火時期S1g
nの差を引いた乙のを、制御用着火時期とすることによ
って、着火Lンサ故障時にも、正常時とほとんど変わら
ない燃料噴射制御が行われるようにすることも可能であ
る。 又、本実施例においては、着火時期センサとして、エン
ジン燃焼至10Δ内の燃焼光の状態から着火時期を検出
する着火センサ12を用い−Cいるので、着火状態を確
実に検出することができる。 なお、着火時期センサの種類はこれに限定されず、例え
ば、プランジャ室46の圧力上昇から着火時期を検出す
る圧力センサを用いることも可能である。 更に、本実施例においては、回転センサと基準クランク
角センサが一体化された回転及び基準クランク角センサ
28とされ、更に、噴射開始センサ38も回転及び基準
クランク角センサ28と同一のロータ24の外周に形成
された歯やその切欠き部の接近を検出するようにされて
いたので、センサの構成が非常に単純である。なお、回
転センサや基準クランク角Cンザ、噴射開始センサの構
成はこれに限定されず、例えばそれぞれ別体のセンサを
用いることも可能である。 前記実施例においては、本発明が、電磁弁スピル式の分
配型燃料噴射ポンプを有する電子制御ディーゼルエンジ
ンに適用されていたが、本発明の適用範囲はこれに限定
されず、電磁弁スピル式以外の他の型式の燃料噴射ポン
プを有づる電子制御ディーゼルエンジンにも同保に適用
できることは明らかである。 【発明の効果] 以上説明した通り、本発明によれば、着火時期センサが
故障して着火時期を検出できなくなった場合においても
、適切な燃料噴射副部を行うことが可能となる。従って
、着火時期センサの故障時に、燃料噴射同期を制御Iす
ることができなくなったり、燃料噴射量が最大になって
しまう等の不具合がなくなり、信頼性が向上するという
優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る電子制御ディーピルエンジンの
燃籾噴剣制(W方法の要旨を示す流れ図、第2図は、本
発明が採用された電子制御ディーゼルエンジンの燃籾噴
削制御装置の実施例の構成を、示す、一部ブロック線図
を含む断面図、第3図は、前記実施例で用いられている
着火センサの構成を示す断面図、第4図は、同じく、回
転及び基準クランク角センザ又は噴射開始センサの配設
状態を示す正面図、第5図は、同じく側面図、第6図は
、前記実施例で用いられている、燃料噴射を制御するた
めの基準クランク角割込みルーチンを示す流れ図、第7
図は、前記実施例における各部信号波形及びスピル電ト
n弁の作動タイミングを示t 1m図である。 3ii+J・・・噴剣開始詩期、 3i111・・・着
火時期、Tk・・・設定時間、 10・・・エンジン本体、 12・・・着火センサ゛、
20・・・分配型燃料噴射ポンプ、 22・・・駆動軸、 24・・・ロータ、26・・・ポ
ンプハウジング、 28・・・回転及び基準クランク角センサ、34・・・
プランジャ、 36・・・ローラリング、38・・・噴
射開始センサ、 42・・・タイマビス[−ン、44・
・・タイミング制御(I弁、48・・・スピルボー1〜
.50・・・スピル電磁弁、 52・・・電子制御ユニツl−’ (E CU )。 代理人 高 矢 論 (ばか1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)着火時期センサを用いて検出される着火時期に基
    づいて、燃料噴射時期や燃料噴射量を制御するようにし
    た電子制御ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法にお
    いて、ローラリングの回動角から噴射開始時期を検出す
    る手順と、前記着火時期センサ出力の着火時期信号が、
    前記噴射開始時期から89定期間内に発生した時は、該
    着火時期に基づいて燃料噴射を制御する手順と、前記着
    火時期信号が、前記設定期間内に発生しなかった時は、
    着火時期の代りに前記噴射開始時期に基づいて燃料噴射
    を制御する手順と、を含むことを特徴とする電子制御デ
    ィーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
  2. (2)前記噴射開始時期に基づいて燃料噴口・1を制御
    づるに際して、通常の着火遅れ時間が加味されている特
    許請求の範囲第1項記載の重子制御ディーゼルエンジン
    の燃料噴射制御i11方法。
JP58205248A 1983-11-01 1983-11-01 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御方法 Pending JPS6098147A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6232247A (ja) * 1985-07-16 1987-02-12 Toyota Motor Corp デイ−ゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6232247A (ja) * 1985-07-16 1987-02-12 Toyota Motor Corp デイ−ゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法

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