JPS6226342A - 燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

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］ 本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
、特に燃料噴射の着火にもとづき失火発生限界近くまで
噴射時期を遅角制御し、アイドル時の騒音を充分に低減
する燃料噴射時期制御装置に関する。

［従来の技術］ 「ディーゼル乗用車」　（監修木原良治）の１２２〜１
２３ページに示されるように、ディーゼルエンジンでは
、アイドル時に着火遅れが生ずること１よってシリンダ
圧力が上昇し、この圧力上昇がピストンを介してシリン
ダを叩き、騒音を発生させやすくすることから、着火遅
れによる圧力上昇をできるだけ小さくしてアイドル時の
騒音を低減するために、燃料噴射時期を遅角ざぜる制御
が行なわれている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、アイドル時に燃料噴射時期を遅角しすぎ
ると、エンジンが失火を起こしてアイドル回転が不安定
となり、一方、不充分な遅角制御では騒音低減効果があ
まり得られない問題が生ずる。

本発明は、前記に鑑み、アイドル時に失火することなく
最大限に騒音低減効果が得られる燃料噴射時期制御装置
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためになされた本発明は、第１図に
示すように ディーゼルエンジンの燃焼光に応じた信号を発生する着
火検出器１と、 アイドル時の燃料噴射時期データを予め記憶する記憶手
段２と、 ピストンの上死点位置を示す上死点信号列を出力する回
転角検出器３と、 エンジンがアイドル運転に入った際、前記回転角検出器
３の上死点信号列及び前記着火検出器１の着火信号をも
とに隣り合う上死点信号間の着火信号の有無を判断する
判断手段４を備え、かつ、この判断結果をもとに、着火
信号有りと判断される間は前記燃料噴射時期データを初
期値とする燃料噴射時期を徐々に遅角制御し、着火信号
無しと判断されると、噴射時期を進角制御して着火信号
が消失する直前の燃料噴射時期に噴射時期を固定する演
算制御手段５と、 を備えることを特徴とする。

［作用］ 前記演算制御手段による遅角進角制御の一例は、進角制
御により着火信号有りと再び判断されると、このときの
噴射時期を以後固定値として定めるようにする。また、
他の例では、最初の遅角制御後の進角制御における進角
量は、それまでの遅角量の１７２とし、この進角制御の
次の遅角制御における遅角量は前記進角量の１／２とい
うように定めてゆき、所定回数後の進角制御により定ま
った噴射時期を以後固定値として定めるようにする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置の
ブロック図を示し、１は燃焼室内の着火を光によって検
出する着火検出器で、第３図に示すように、機関のシリ
ンダヘッド３０に設けた孔に取付けられ、耐熱性、耐振
性の透光体を介して受光素子により燃焼光を受光し、着
火信号を出力する。３は、機関のクランク軸の回転角に
比例した数のパルスを出力する回転角検出器であり、燃
料噴射ポンプ２０の回転シャフトに軸着された歯車状の
タイミングロータ２１にピックアップコイルを対向設置
して構成され、この回転角検出器３からピストンの上死
点位置を示す上死点信号も出力される。６はエンジンの
負荷を検出する負荷検出器であり、ここでは、第３図に
示すようにアクセルペダル２２の踏込量をポテンショメ
ータによって検出し、これを負荷としている。演算制御
手段５は、ＣＰＵ１０を中心に構成され、読出し専用メ
モリのＲＯＭ１１に予め格納されたプログラムデータに
基づき、後述するような燃料噴射時期の制御を実行する
。書き込み読み出し可能なＲＡＭ１２はエンジンキーの
オフ後もデータを保持するようにバックアップされ、こ
のＲＡＭ１２にはアイドル時における燃料噴射時期の初
期値を含む噴射時期データが格納される。入力ポート１
３にはバッファ回路、波形整形回路、Ａ／Ｄ変換器など
が設けられ、回転角検出器３、着火検出器１、負荷検出
器６などからの検出信号を波形整形、或はディジタル信
号に変換してＣＰＵ１０に取り込む。出力ポート１４は
、ＣＰＵ１０で緯出した燃料噴射時期に基づく制御信号
を出力するように構成され、制御信号のパルスデューテ
ィ比がセットされるカウンタ等が設けられる。出力ポー
ト１４に接続された駆動回路１５は制御されたデユーテ
ィ比のパルス信号を入力し、この制御信号に応じた駆動
電流をタイマ機構４０のタイマコントロールバルブ１６
に出力する。

タイマ機構４０は、第３図に示すように分配型の燃料噴
射ポンプ２０に設けられ、タイマコントロールバルブ１
６の開度を調節することにより油圧を制御し、タイマピ
ストンをこの油圧により移動させることによりスライド
ピンを介して円筒状のローラリング２３の角度を変え、
燃料噴射時期を制御する周知の構造である。

燃料噴射ポンプ２０のデリバリバルブ２４はシリンダヘ
ッド３０に取付けた噴射ノズル５０に接続され、ポンプ
プランジャ２６の回転往復動により燃料を噴射ノズル５
０に圧送し、燃料噴射ωは電磁弁２７によりポンププラ
ンジャ２６のスピル時期を調節することによって制御さ
れる。

次に、燃料噴射時期側ａ装置の動作をＣＰＵ１０が実行
する第４図のフローチャートにより説明する。

この燃料噴射時期制御の処理は、回転角検出器３によっ
て検出されるピストンの上死点信号（ＴＤＣ信号）のタ
イミングで割込む割込みルーチンにより実行される。こ
のルーチンに入ると、先ず、ステップ１１０を実行し、
エンジン回転数と負荷検出器６によって検出されたエン
ジン負荷からアイドル時か否かを判定し、例えば回転数
が一定値以下で最小負荷のとき、アイドル時と判定して
次にステップ１３０に進み、非アイドル時にはこのルー
チンを抜ける。

ステップ１３０では、ＲＡＭ１２に格納されている前回
の燃料噴射時期のデータＴ　（’ＣＡＢＴＤＣ）を読み
出す。尚、始動後、初めてこのステップを実行する際に
は予め設定された噴射時期の初期値が読み出される。次
のステップ１４０では着火検出器１から送られる着火信
号（電圧信号）Ｖｆの電圧データをＣＰＵ１０に取り込
む。この着火信号Ｖｆは第５図の波形図に示すように、
°燃焼室の混合気に着火した際、電圧Ｖｆまで立上がる
電圧信号であり、ホールド回路を通して検出される。そ
して、ステップ１５０にて、着火信号Ｖｆが予め設定し
た基準値（着火か否かを判断するスレッシュホールド値
）ＶＴより大きいか否かを判定し、着火が良好に行なわ
れ、基準値ＶＴより大きい着火信号Ｖｆであれば、次に
ステップ１６０に進む。ステップ１６０ではフラグＦが
Ｏか否かを判定し、フラグＦがＯのとき次にステップ１
７Ｏに進み、前回の燃料噴射時期Ｔから小さな値Ｋ（’
ＣＡ）を引き、燃料噴射時期をＫだけ遅角させる。その
後、ステップ２１０にてフラグＦをＯにリセットした後
、このルーチンを終了し、アイドル時、上死点信号が入
る毎にステップ１１０〜１７０を繰り返し実行すること
により噴射時期ＴはＫ　（’ＣＡ）ずつ徐々に遅角制御
されていく。

そして、遅角制御により着火状態が悪化し、着火信号Ｖ
ｆが基準値ＶＴ以下に低下すると、ステップ１５０にて
失火と判定され、次にステップ１８０に進み、フラグＦ
を１にセットした後、ステップ１９０にて、噴射時期Ｔ
に小さな値Ｋ　（℃Ａ＞を加算し、噴射時期をＫだけ進
角させる。その後、このルーチンを終了し、次の上死点
信号が入力されたとき、再びこの割込みルーチンに移り
、ステップ１１０〜１５０を実行し、ステップ’１５０
で、それまで失火と判定されていた状態から着火信号Ｖ
ｆが基準値より大きい着火状態に回復した場合には、次
にステップ１６０に進み、フラグＦがＯか否かを判定す
る。ここで、前回の処理ルーチンにてステップ１１０〜
１９０が実行され、フラグＦは１にセットされているた
め、ステップ１６０からステップ２００に進み、前のス
テップ１９０で算出された燃料噴射時期Ｔが失火発生限
界の直前の値としてＲＡＭ１２に格納され、以後、この
失火発生限界直前まで遅角制御された燃料噴射時期Ｔが
アイドル時の噴射時期制御に使用され、エンジンの失火
を発生させることなく、アイドル時の騒音が効果的に低
減される。

第６図のフローチャートは他の実施例における燃料噴射
時期制御処理を示し、上記と同様、上死点信号が入力さ
れる毎に割込む割込みルーチンによって実行される。

この処理ルーチンに入ると、先ず、ステップ３１０でア
イドル時か否かを判定し、例えばエンジン回転数が所定
値以下で無負荷（アクセルペダルが踏み込まれていない
状態）のとき、アイドル状態と判定し、次にステップ３
２０に進み、非アイドル時には、このルーチンを扱ける
。ステップ３２０ではアイドル状態に入って最初の処理
か否かを判定し、このステップ３２０を初めて通る際に
は次にステップ３３０に進み、噴射時期を進角又は遅角
させる小さな補正量Ｋ　（℃Ａ＞をＫｉとし、ｉを１と
し、更にフラグＦをＯにリセットする。

そして、ステップ３４０にて、ＲＡＭ１２に格納され、
ている前回の燃料噴射時期データＴを読み出し、ステッ
プ３５０にて、着火検出器１からの着火信号の検出デー
タＶｆをＣＰＵｌ０に取り込み、次にステップ３６０に
進む。ステップ３６０では、着火信号Ｖｆが予め設定し
た基準値７丁より大きいか否かを判定し、着火信号Ｖｆ
が基準値７丁より大きく着火有りと判断した場合には、
次にステップ３７０に進み、フラグＦがＯか否かを判定
する。ここで、フラグＦがＯであれば、次にステップ３
８０に進み、噴射時期Ｔから小さな補正量Ｋを減算し、
燃料噴射時期をわずかに遅角させ、このルーチンを扱け
る。更に、上死点信号が入力される毎に上記ステップ３
１０〜３８０が繰り返され、燃料噴射時期Ｔは徐々に遅
角されていく。そして、遅角制御により着火が不充分と
なり、着火信号の検出データＶｆが基準値Ｖ１以下に低
下するようになると、ステップ３６０で失火と判定され
、ステップ３６０からステップ３９０に進む。

ステップ３９０ではフラグＦを１にセットした後ステッ
プ４００で補正ＩＫｉの１／２を次の補正１Ｋｉ＋１と
する。そして、ステップ４１０にて、燃料噴射時期下に
この補正量Ｋ１１１を加え、燃料噴射時期Ｔを前回遅角
させた量の１／２だけ進角させ、ステップ４２０で補正
量に−の番号を示すｉに１を加えた後、このルーチンを
扱ける。

次に、再びこのルーチンに入り、ステップ３６０を実行
した際、着火信号Ｖｆが基準値７丁より大きくなり着火
と判定された場合には、次にステップ３７０に進み、フ
ラグＦｔｆｉＯか否かを判定する。ここでは、前回ルー
チンのステップ３９０で７ラグＦが１にセットされてい
るため、次にステップ４３０に進み、補正ｆｆ１Ｋｉが
予め設定した小ざな値ＫＸより大きいか否かを判定し、
補正量に１がＫｘより大きいときには、次にステップ４
５０に進む。ステップ４５０では補正量に：の１／２を
次の補正１）（ｉ＋１とし、次にステップ４６０にて、
噴射時期Ｔからの補正量Ｋｉ＋１を減算し、燃料噴射時
期Ｔを前回進角させた量の１７２だけ遅角させ、ステッ
プ４７０でｉに１を加えた後、このルーチンを扱ける。

そして、再びこのルーチンに入り、ステップ３６０を実
行した際、着火信号Ｖｆが基準値ＶＴ以下になり失火と
判定された場合には、上述のように、ステップ３９０〜
４２０が実行され、前回遅角させた量の更に１／２の補
正量Ｋｉ＋１だけ燃料噴射時期Ｔが進角制御される。

このように、ステップ３１０〜３６０１ステツプ３９０
〜４２０、及びステップ３７０〜４７０が繰り返し実行
されることにより、補正ｆｆ１Ｋｉが徐々に減少しなが
ら燃料噴射時期Ｔは徐々に失火発生限界直前の値に近付
き、ステップ４３０で、補正量Ｋｉが予め設定された小
さな値ＫＸ以下になったとき、ステップ４３０からステ
ップ４８０に進み、この失火発生限界の燃料噴射時期Ｔ
をＲＡＭ１２に格納する。

この後、アイドル運転が続く間、この失火発生限界直前
まで遅角された燃料噴射時期Ｔが噴射時期制御に使用さ
れ、王から算出されたパルスデューティ比に基づきタイ
マコントロールバルブ１６が制御され、機関の燃料噴射
時期が失火を生じずに遅角制御されることによってアイ
ドル時の騒音が低減される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の燃料噴射時期制御装置に
よれば、アイドル時に入った際、着火検出器からの着火
信号を見ながら噴射時期を徐々に遅角制御し、着火信号
が消失したとき、噴射時期を進角制御して着火信号が消
失する失火発生限界直前の噴射時期に燃料噴射時期を固
定するように構成した。よって、アイドル時に失火させ
ることなく、充分に噴射時期の遅角制御を行なうことが
でき、最大限に騒音を低減させることが可能となる。ま
た、エンジン始動時を含め、アイドル時には、必ず遅角
噴射時期が運転状態に応じて算出されるため、制御部品
の経年変化に応じた精度の高い噴射時期制御を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例の
ブロック図、第３図は制御系を含む燃料噴射ポンプとタ
イマ機構の概略構成図、第４図は噴射時期制御のフロー
チャート、第５図は各信号のタイミングチャート、第６
図は他の実施例のフローチャートである。 １・・・着火検出器 ２・・・記憶手段（ＲＯＭ＞ ３・・・回転角検出器 １０．１１，１２，１３，１４．１５．１６・・・演算
制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディーゼルエンジンの燃焼光に応じた信号を発生する着
   火検出器と、 アイドル時の燃料噴射時期データを予め記憶する記憶手
   段と、 ピストンの上死点位置を示す上死点信号列を出力する回
   転角検出器と、 エンジンがアイドル運転に入った際、前記回転角検出器
   の上死点信号列及び前記着火検出器の着火信号をもとに
   隣り合う上死点信号間の着火信号の有無を判断する判断
   手段を備え、かつこの判断結果をもとに着火信号有りと
   判断される間は前記燃料噴射時期データを初期値とする
   燃料噴射時期を徐々に遅角制御し、着火信号無しと判断
   されると噴射時期を進角制御し、着火信号が消失する失
   火発生限界直前の噴射時期に燃料噴射時期を固定する演
   算制御手段と、 を備えることを特徴とする燃料噴射時期制御装置。