JPS62228643A - デイ−ゼルエンジンの噴射時期制御方法 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの噴射時期制御方法

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JPS62228643A
JPS62228643A JP7399386A JP7399386A JPS62228643A JP S62228643 A JPS62228643 A JP S62228643A JP 7399386 A JP7399386 A JP 7399386A JP 7399386 A JP7399386 A JP 7399386A JP S62228643 A JPS62228643 A JP S62228643A
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JP
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timing
firing
ignition
injection
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JP7399386A
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Tadashi Fukuyama
福山 正
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • 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

Landscapes

  • 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1 本発明は、ディーゼルエンジンの噴射時期制御方法に係
り、特に、着火時期センサで検出された実着火時期によ
り、電子制御ディーゼルエンジンの燃料n、g射時期を
制御する際に用いるのに好適な、ディーゼルエンジンの
噴射時期制御方法の改良に関する。
【従来の技術] 自rMJ■等の一車両に搭載されるディーゼルエンジンにおいては、燃焼空白の燃料の着火時期を検出する着火時期センサを備えた電子制御によるIIQ則時期制m+装置がある。このにうな噴射時期制御装置では、通常、予め求められた要求着火時期と前記着火時期センサで検出される実着火時期が一致づるにうに、そのnl射時期をフィードバック制御することにより、着火時期を制御している。この傷合、前記要求着火時期は、前記唱用時門制j卸装買内の演算器中にエンジン回転数やエンジン負荷によるマツプとして与えられている。 【発明が解決しようとする問題点】
ところで、ディーゼルエンジンの燃焼の最適な状態は、
噴射された燃料のむ火時期そのものだけで決定されるの
ではなく、むしろ、該燃料がI+、n射されてから着火
までの期間、即ち着火遅れ期間に大きく左右されるもの
である。従って、前記の如く着火時期のみを制御する従
来の制御装置で(よ、噴射系(噴射ポンプ、噴射ノズル
等)の経時変化、量産によるばらつき及び燃料性状のば
らつき等で前記着火遅れ期間が変化し、その期間中の混
合気の形成状態が変化してしまうため、排気中のエミッ
ションや黒煙の増加及びエンジン騒音の増加等を沼いて
しまうという問題点をイjしていた。 【発明の目的1 本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、常に着火遅れ期間を最小値に制御できるディーゼ
ルエンジンの噴射時期制御方法を捉供することを目的と
する。 [問題点を解決するための手段1 本発明は、若人時期センサで検出された実着火時期によ
り、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期を制御する際に
、その要旨を第1図に示すように、エンジンへの燃料の
実噴射時期を検出し、検出された実着火時期及び実噴射
時期の差から着火遅れ期間を算出し、算出された着火遅
れ期間を最小とするよう燃料噴射時期を制御することに
より、前記目的を達成したものである。 [作用] 第2図にディーゼルエンジンにJ3ける噴射時期[NJ
Tと着火遅れ期間θとの関係の例を示づ゛。 この着火近れ期間θは、着火時期IGTと次式(1)の
関係にある。 θ= IGT−INJT   ・・・・・・・・・(1
)図から、噴射時期INJTが進み側でも遅れ側でもむ
火遅れ期間θが増加し、従って、着火近れ期間θを最も
小さくする噴射時期INJTがあることが理解される。 図のような関係は、通常ディーゼルエンジンの作動成金
てに当てはまるものである。 本発明は、係る知見に基づきなされたものであって、噴
射時期INJTを変化させてもその前後でむ火遅れ期間
θの差がなくなり(onや1−θn=0)、第2図から
理解されるように、着火遅れ期間θを最も短くすること
ができる領域を要求域として噴射時期INJTをフィー
ドバック制御するものである。 従って、本発明により、全運転領域で着火遅れ期間が最
短となるように制御されるため、エンジンの振動や騒音
等が低減され、排気ガス中のエミッションや黒、煙の増
加を防止することができる。 (実施例1 以下図面を参照して、本発明に係るディーゼルエンジン
の噴射時期制御方法が採用された自動車用電子制御ディ
ーゼルエンジンの実施例を詳細に説明する。 本実施例は、本発明を、第3図に示す如く、エンジン燃
焼空(図示省略)内の着火状態を検出する若人時期セン
サ12を備え、該着火時期センサ12からの信号によっ
て燃料の噴射時期をフィードバック制御するようにした
ディーゼルエンジン10に適用したものである。 このディーゼルエンジン10は、その燃焼窄に燃料噴射
弁14からディーゼルエンジン用の液体燃料が噴射供給
されるようになっている。なお、該燃料噴射弁14には
、燃料の実噴射時期を検出するだめのギャップセンサが
組込まれている。 このディーゼルエンジン10は、又、前記燃焼至に開口
した吸気ボート(図示省略)と排気ポート(図示省略)
とを有しており、吸気ボートには吸気マニホールド16
が接続され、排気ポートには排気マニホールド18が接
続されている。該吸気マニホールド16の上流側には吸
気管20が接続され、前記排気マニホールド18の下流
側には排気管22が接続されている。該吸気管2o及び
排気管22の途中には、排気管22を流れる排気の圧力
によって吸気管20を流れる吸気を圧縮づるためのター
ボチャージャ24が配設されている。 前記燃料噴射弁14は、燃料パイプ26によって燃料噴
射ポンプ28に接続され、該燃料噴射ポンプ28によっ
て、エンジン負荷に応じて量産された流用の液体燃料が
所定の圧力をもって供給される。 前記燃料噴射ポンプ28は、例えばアクセルペダル(図
示省略)と連動して回動するアジVステングレバー28
A1エンジン回転数に応じて燃お1噴射量を制御するた
めのガバナ等によって駆すJされるスピルリング(図示
省略)、燃料噴射時期を制御するためのタイマピストン
28B、冷間時や侵出エアコンスィッチ56オン時のア
イドルアップを制御するためのアイドルアップは構28
C1吸気圧力に応じて過給燃料を増量するための高度補
償付過給燃料増■機構(以下BAC3と称する)28D
を有しており、前記スピルリングの位Kに応じて燃料r
fQ射爪を制御する、それ自体周知の燃料噴射ポンプで
ある。 前記排気マニホールド18には排気ガス取入ボート18
Aが、又、吸気マニホールド16には排気ガス注入ポー
ト(図示省略)が各々設けられており、該排気ガス取入
ボート18Aは、EGR通路30及びEGR弁32を経
て、前記排気ガス注入ポートに接続されている。 前記EGR弁32は、そのダイヤフラム室32Aに印加
される制御負圧に応動して前記EGR通路30の流通面
積を制御するようにされている。 前記ダイヤフラム室32Aは、エンジン温度に応動して
開閉する温度感知式の負圧切換弁(以下BVSvと称す
る)34、電子制御ユニット(以下ECtJと称する)
36の出力によってオンオフされる負圧切J灸弁(以下
VS■と称する)38を経て電子RIIt ’+211
式、の負圧制御弁(以下EVRVと称づる)40に接続
されている。このE V RV 40は、又、一定負圧
を供給するための定圧弁(以下CPVと称する)42を
経て、ディーゼルエンジン10に設けられたバキューム
ポンプ44に接続されCいる。従って、EGR弁32の
開度は、EC1J36の出力によってVSV38が開か
れ、且つ、エンジン暖義が終了してBVSV3/Iも聞
かれている時には、ECU36の出力によってEVRV
40で調整される制御負圧に応じて制御されることとな
る。 前記CPV42出力の一定貞圧は、前記B八C328D
にも供給されている。又、前記VSV38の出力は、前
記アイドルアップ(幾構28Cにもg(給されている。 前記燃料噴射ポンプ28には、前記アジヤステンブレバ
ー28Aの開度を検出するアクセル開度センサ46、及
び、エンジンの回転角が基準位置、例えば上死点にある
ことを検出するための基準位置(以下TDCと称する)
セン゛す°48が配設されている。又1.前記燃料噴射
ポンプ28には、ECU36の出力に応じてタイマピス
トン28Bの位置を油圧制御することにより噴射時期を
制御211′TJるためのタイマ制御弁(以下TCVと
称する>50が配設されている。 前記ECU36は、例えば第4図に詳細に示す如く、マ
イクロコンピュータ〈以下MPUと称する)52を含ん
でいる。このMPU52は、信号の入出力を司どる入出
力ポート52Aと、リードオンリーメモリ(以下ROM
と称する)52Cと、中央処理ユニット(以下CPUと
称する)52Dと、を有する一般的なものである。なお
、MPU52内には、図示されていないがランダムアク
セスメモリ(以下RAMと称する)が収容されている。 このMPU52の入出力ポート52Aには、前記着火時
期センサ12により得られる着火時期に関する情報及び
ギャップセンナで得られた実噴射時期に関する情報が、
サーボアンプ62Aで演算された後に、アナログ−デジ
タル変換器(以下A/D変換器と、称する)62Bでデ
ジタル変換されて入力される。又、前記入出力ポート5
2Aには、前記TDCセンサ48によりjJられる基Q
位置に関する信号がパルス整形回路62Gで整形されて
入力され、前記アクセル開度センサ46にJ:す17ら
れるエンジン負荷及びアクセル開度に関する信号及び水
温センサ54により得られるエンジン冷却水温に関する
信号が他のA/D変j矢器62Dでデジタル変換されて
入力され、エアコンスイツヂ56のオンオフ状態に関す
るf3号、ヒータスイッチ58のオンオフ状態に関する
信号等が入力される。MPU52はこれらの情報をCP
tJ52Dに取込む。そしてROM52Gに記憶された
プログラム及びデータに基づいて入出カポ−1−52八
より、駆動回路36A、36B、36Gを介して、前記
VSV38、EVRV40及7J T CV 50 ”
Sに電気的な信号を出力するようになっている。 叩ち、前記MPU52は、入出力ボート52Δを介して
該MPU52内に入力された信号に基づき、最適噴射時
期、最適EGRが、最適アイドルアップ屯になるような
デユーティ指令値及びEGR作動領域とアイドルアップ
領域との判別値を基に演算する。そして、前記MPU5
2は、演口結l ニJ: リ、VSV38、EVRV4
.O,TCV50をそれぞれの駆動回路36A〜36C
に入力する信号で制御して燃料噴射時期、EGR、アイ
ドルアップを最適に制御する。なJ3、前記MPU52
でディーゼルエンジン10の状態を診断した結果を駆動
回路36Dを介してダイアグランプ64で表示できる。 以下、実施例の作用について説明する。 前出第2図に示した噴射時11111NJTと着火遅れ
期間θとの関係を考察すると、噴射時期INJ王を変化
させる場合、以下に示すように3つの領域に分けて考え
ることができる。 (i)噴射時期が進むと召゛火遅れ期間が短くなる領域
。 (ii )噴射時期が進んでも着火遅れ期間が変わらな
い領域(このft域が噴射時期を1lilI御する際に
要求される領域で、且つ@適なin:である)。 (iii )噴射時期が進むと着火遅れ期間が良くなる
領域。 これらの領域は、噴射時期INJTを変化く進みあるい
は遅れ)させたときに、変化させる前((で噴射時ti
ll I N J Tと着火遅れ期間θが増加(プラス
)したか減少(マイナス)したかの積を次式(2)〜(
4)に示す領域判別式に対応させて判別することができ
る。なお、前記(i)の場合、次式(2)となり、前記
(ii )の場合、次式(3)となり、前記(iii 
)の場合、次式(4)となる。 (θn、−θn)X (INJTnn  INJTn)
くO・・・・・・・・・(2) On+、−θn−0・・・・・・・・・(3)(θル1
−θn)X([NJTn++  1NJTn)〉O・・
・・・・・・・(4) On射時期を制御する際には、まず、現在の噴射時期が
前記(i)〜(iii )で定めるどの領域にあるかを
判別するために、噴射時期を一定徂進角させ、(2)〜
(4)式の領域判別式で判定を行う。 その後、噴射時期を変化させていき、最終的に(3)式
が成立する領域となる噴射時期に制御するものである。 この噴射時期の制御は、例えば第5図に示されるような
タイマデユーティDど110 D3時時期NJTとの関
係を用いて制御することができる。この場合、噴射時1
1111NJTはデユーティDを減少させれば進角し、
増加させれば遅角する。 次に、この実施例における噴射時期の制御手順について
、第6図に示されるフローチャートに塁づき説明する。 まず、ステップ100で噴射時期を制御itする前の状
態、即ち初期状態であることを認識するために、状態変
化判別1iQnに1を入力する。次いで、ステップ11
0でエンジン回転aNEを入力し、ステップ120でア
クル開度A CCDを入力し、ステップ130でそれら
入力された情報に基づき基本タイマデユーティD ba
seを算出する。なお、基本タイマデユーティ□ ba
seを、予め着火遅れ期間の短い領域となるよう設定す
れば、収束を早めることができる。 次いで、ステップ140で噴射時期INJTn(n−1
>を検出し、ステップ150でむ火時萌IGTn(n−
1)を検出し、ステップ160で、検出された噴射時期
INJTn及び着火時1’I] [GTnから、前出(
1)式を用いて着火遅れ期間0n(n−1)を算出し、
ステップ170で算出された着火遅れ期間θnをMPU
52内のRAMに格納しておく。 次いで、ステップ180で前記状態変化判別値nが1で
あるか否かに基づき、初期状態か否かを判定する。判定
結果が正、即ち、初期状態であれば、ステップ190に
進み、現在の噴射時期(NJTが前記した(i)〜(i
ii )のどの領域に3よれるか否かを判断するため、
実噴射時期INJTに一定量の進角を与えるJ:う、次
式(5)で基本タイマデユーティQ baseをΔDだ
け減する。 D (−D base−ΔD     −・−−−−−
・−(5’)ステップ200でこの(5)式で求められ
たデユーティDを出力してTCV50を制御し、噴Q=
J時!Ill I N J Tの進角を行い、ステップ
210で、そのときの実噴射時期INJTnn (n=
1 )を検出し、ステップ220で実着火時期I G 
T n=+を検出し、ステップ230に進む。前のステ
ップ180で判定結果が否、即ち、初期状態でないと0
″−bステップ230に進む。ステップ230では、そ
れら検出された値から、前出(1)式を用いてむ火遅れ
期間θn++(n=1)を算出する。次いで、ステップ
240で、前のステップ170で記憶された初期の着火
遅れ期間θnを続出し、ステップ250で、読出された
着火遅れ期間θnと、算出された着火遅れ期間θI’1
Mとの間に前記(3)式が成立するか否かを判定し、各
々の着火遅れ期間θnとθn++が一致するか否かを判
定する。 (3)式が成立し、それぞれの着火遅れ期間θ間、θn
が一致しておれば前出第2図に示した要求1或であるの
で、タイマデユーティDをTCV50に出力して噴射時
期INJTを制御し、このルーチンを終了する。 一方、ステップ250の判定結果が否のとき、即ち、そ
れぞれの着火ぼれ期間on、θnやIが一致していない
場合、ステップ270に進み、前記(4)式が成立する
か否かで噴射時期の領域の判定を行う。判定結果が正の
ときは噴射時tI I N JTが進角過ぎるので、ス
テップ280に進み、所定のタイマデユーティΔDだけ
次式(6)のように遅角させる。 D+−D+ΔD       ・・・・・・・・・(6
)ステップ270の判定結果が否のときは噴射時期が遅
角側であるので、ステップ290に進み、次式(7)に
基づきタイマデユーティDを減じ、噴射時期を進角させ
る。 D+−D−ΔD       ・・・・・・・・・(7
)ステップ280及びステップ290で算出されたタイ
マデユーティDをステップ300で出力し、噴射時期I
NJTを制御する。次いで、ステップ310で実噴射時
期INJTn+2を検出し、ステップ320で実着火時
期IGTn+zを検出し、ステップ330で、検出され
た実噴射時期INJTn+zと実着火時期IGTn十z
に基づき、1)り出(1)式を用いて着火遅れ期間θn
+zを算出する。次いで、ステップ340で状態変化判
別圃nを1増加させて着火遅れ期間θn+2をベースと
し、再び前のステップ160に進む。 以上のサイクルを繰返すことにより、最終的に着火遅れ
期間θが変化しない(3)式が成立するタイマデユーテ
ィ値りを算出して出力することにより、TCV50を制
御し、実噴射時期INJTを第2図中の要求域にフィー
ドバック制御することができる。これにより、常に着火
遅れ期間を最小値に制御することができる。又、このよ
うに制御する際に、着火時期の要求値マツプを用いるこ
とがないため、MPU52中のプログラム8但の削減を
図ることができる。 なお、前記実施例においては、実噴射時期を検出する手
段として、燃料噴射弁に組込まれたギャップセンサを用
いていた、。この場合、組込むことで、それらを別体と
したときに比べて小形化できるため、装置全体の小形化
を図れる。しかしながら、本発明を実施するための実噴
射時期を検出づる手段は、前記ギャップセンサに限定さ
れず、他の検出手段を他の箇所に設置して実噴射時!L
りを検出できるこ、とは明らかである。 又、前記実施例においては、第5図に示されるタイマデ
ユーティと噴射時期の関係に基づきタイマデユーティを
変化させることにより噴射時期を制御していたが、噴射
時期の制御法はこのタイマデユーティを変化させること
のみに限られず、他の方法により噴射時期を制御できる
ことは明らかである。 更に、前記実施例においては、第6図に示されるような
手順で噴射時期を制御していたが、噴Q=1時期を制御
する手順は第6図に示されるようなフローチャートに限
定されず、噴射時期と若人時期を検出して着火遅れの期
間をn出し、口出された着火遅れ期間が最小となるよう
に噴射時期を制■する手順であれば他の手順を用いるこ
とがでさ゛る。 又、前記実施例においては、第4図に示されるようなE
CU36を備える、第3図に示されるにうな電子制御デ
ィーゼルエンジンについて本発明を採用した場合につい
て例示したが、本発明が採用される電子制御装置及びデ
ィーゼルエンジンはこれらのもの−に限定されるもので
はなく、他の電子制御装置を備えた他のディーピルエン
ジンに本発明を採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、運転条件や使用環
境条件によらず全運転領域で常に着火遅れ期間を最小値
になるようHill Otlできる。従って、該着火遅
れに起因して生ずる混合気の形成状四の変化がなくなり
、エンジンの異常燃焼が生ずることがないため、異常燃
焼に起因して排気ガス中に牛するエミッションを減少さ
せ、エンジンから生ずる騒音や振動を著しく低減するこ
とができる。 又、例えば予混合燃焼時に生成されて排気ガス中に生ず
る黒煙を減少させてエンジンの出力向上を図ることがで
きる。更に、エンジン個々の特性のばらつきによる燃料
噴射時期への彫りをなくすこともでき、仕様の異なる全
てのディーゼルエンジンのl1fJ !l)J時期を制
御して着火遅れを最小とすることができる等の優れた効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の要旨を示す流れ図、第2図は、本発
明の詳細な説明するための、噴OA時朋と着火遅れ期間
の関係の例を示す線図、第3図は、本発明が採用された
自動車用電子制御ディーゼルエンジンの実施例の構成を
示す、一部平面図及び正面図を含む管路図、第4図は、
前記実施例で用いられる電子制御ユニットの(を成を示
すブロック線図、第5図は、同じく、タイマデユーティ
と噴射時期の関係の例を示す線図、第6図は、同じく、
検出された着火時期と噴射時期に応じて着火遅れl1f
J間を最小とするようフィードバック制御するための手
順を示す流れ図である。 10・・・ディーゼルエンジン、 12・・・着火センサ、 14・・・燃料噴射弁、 28・・・燃料噴射ポンプ、 30・・・排気ガス再循環(EGR)通路、32・・・
排気ガス再循環制御弁(EGR弁)、36・・・電子制
御ユニット(ECU)、40・・・負圧調整弁(EVR
V)、 42・・・定圧弁(CPV)、 7!14・・・負圧ポンプ、 46・・・アクセル開度センサ、 48・・・基準位@(TDC)センサ、50・・・タイ
マ制御弁(TCV)、 52・・・マイクロコンピュータ(MPU)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)着火時期センサで検出された実着火時期により、
    デイーゼルエンジンの燃料噴射時期を制御する際に、 エンジンへの燃料の実噴射時期を検出し、 検出された実着火時期及び実噴射時期の差から着火遅れ
    期間を算出し、 算出された着火遅れ期間を最小とするよう燃料噴射時期
    を制御することを特徴とするデイーゼルエンジンの噴射
    時期制御方法。
JP7399386A 1986-03-31 1986-03-31 デイ−ゼルエンジンの噴射時期制御方法 Pending JPS62228643A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007092583A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射時期決定装置
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