JPS6232249A - デイ−ゼルエンジンの燃料着火時期制御方法 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの燃料着火時期制御方法

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JPS6232249A
JPS6232249A JP60158630A JP15863085A JPS6232249A JP S6232249 A JPS6232249 A JP S6232249A JP 60158630 A JP60158630 A JP 60158630A JP 15863085 A JP15863085 A JP 15863085A JP S6232249 A JPS6232249 A JP S6232249A
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ignition timing
pseudo
speed
engine speed
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Kiyotaka Matsuno
松野 清隆
Fumiaki Kobayashi
文明 小林
Masaomi Nagase
長瀬 昌臣
Yoshiyasu Ito
嘉康 伊藤
Keisuke Tsukamoto
啓介 塚本
Kanji Kizaki
幹士 木崎
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Toyota Motor Corp
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料着火時期制御方法
に係り、特に、着火時期センサを備えた自動車用の電子
制御ディーゼルエンジンに用いるのに好適な、少なくと
もエンジン負荷とエンジン回転数を含むエンジン運転状
態に応じて最適な目標燃料着火時期を求め、該目標着火
時期が得られるように燃料着火時期を制御するようにし
たディーゼルエンジンの燃料着火時期制御方法の改良に
関する。
【従来の技術】
ディーゼルエンジン、特に自動重用ディーゼルエンジン
の排気ガス浄化性能等を最適化するための燃料噴射時期
制御に際しては、少なくともエンジン負荷とエンジン回
転数を含むエンジン運転状態に応じて最適な目標燃料着
火時期を求める必要がある。 エンジン運転状態に応じて目標燃料着火時期を求める方
法としては、例えば特開昭56−146023や特開昭
58−25584で、目標燃料着火時期を、エンジン負
荷(燃料噴射量)とエンジン回転数の生のデータから直
接水める方法が提案されている。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、エンジン回転数として実際のエンジン回
転数を用いているので、アイドル回転数制御等によりみ
かけ上エンジン回転数をずらした位置で着火時期制御を
行わなければならないときでも、それができない。又、
エンジン負荷として燃料噴射量を用いる場合には、その
時の燃料噴射量を把握しておく必要があり、例えば燃料
噴射量は機緘的に制御し、燃料着火時期は電子的に制御
する装置に用いる場合には、−何らかの方法で燃料噴射
量を検出しなければならない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、燃料噴射量を直接検出することなく、エンジン運
転状態に応じた最適な目標燃料着火時期を的確に求める
ことができるディーゼルエンジンの燃料着火時期制御方
法を提供することを目的とする。 【間1点を解決するための手段) 本発明は、少なくともエンジン負荷とエンジン回転数を
含むエンジン運転状態に応じてR適な目(原燃料着火時
期を求め、該目標着火時期が得られるように燃料着火時
期を制御するようにしたディーゼルエンジンの燃料着火
時期制御方法において、第1図にその要旨を示す如く、
エンジン負荷を検出する手順と、エンジン回転数を検出
する手順と、検出されたエンジン負荷に、エンジン運転
状態に応じた補正を加えて、擬似エンジン負荷を求める
手順と、検出されたエンジン回転数に、エンジン運転状
態に応じた補正を加えて、擬似エンジン回転数を求める
手順と、前記擬似エンジン負荷及び擬似エンジン回転数
に基づいて、目標着火時期を求め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、本発明の実施態様は、前記擬似エンジン負荷を、擬
似アクセル開度としたものである。 又、本発明の実施態優は、更に、前記擬似アクセル開度
を、検出されたアクセル開度に、低)B始動補正やダッ
シュポット補正を加えることによって求めるようにした
ものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記擬似エンジン回転数
を、検出されたエンジン回転数に、アイドル回転数制御
のための補正を加えることによって求めるようにしたも
のである。 【作用1 本発明においては、少な(ともエンジン負荷とエンジン
回転数を含むエンジン運転状態に応じて最適な目標燃料
着火時期を求めるに際して、目1票着火時明を、検出さ
れたエンジン負荷及びエンジン回転数に、それぞれエン
ジン運転状態に応じた補正を加えた擬似エンジン負荷及
び擬似エンジン回転数から求めるようにしている。従っ
て、燃料111Ij量を直接検出することなく、エンジ
ン運転状態に応じた最適な目標着火時期を求めることが
できる。 【実施例] 以下図面を参照して、本発明に係る燃料着火時期制御方
法が採用された、自動車用の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。 本発明の第1実施例には、第2図に示す如く、エアクリ
ーナ(図示省略)の下流に配設された、吸入空気の温度
を検出するための吸気温センサ12が1佑えられている
。該吸気温センサ12の下流には、排気ガスの熱エネル
ギにより回転されるタービン14Aと、該タービン14
Aと連動して回転されるコンプレッサ14Bからなるタ
ーボチャージャ14が備えられている。該ターボチャー
ジャ14のタービン14Aの上流側とコンプレッサ14
Bの下流側は、吸気圧の過上昇を防止するためのウェス
トゲート弁15を介して連通されている。 前記コンプレッサ148下流側のベンチュリ16には、
アイドル時等に吸入空気の流量を制限するための、運転
席に配設されたアクセルペダル17と連動して非線形に
回動するようにされた主吸気絞り弁18が備えられてい
る。前記アクセルペダル17の開It(以下、アクセル
開度と称する)A CCIIは、アクセル位置センサ2
oによって検出されている。 前記主吸気絞り弁18と並列に副吸気較り弁22が備え
られており、該n1吸気絞り弁22の開度は、ダイヤフ
ラム装置24によって制御されている。該ダイヤフラム
装置24には、負圧ポンプ26で発生した負圧が、負圧
切換弁(以下、V S Vと称する)28又は30を介
して供給される。 前記吸気絞り弁18.22の下流側には吸入空気の圧力
を検出するための吸気圧センサ32が備えられている。 ディーゼルエンジン10αシリンダヘツド1゜Aには、
エンジン燃焼室10Bに先端が臨むようにされた噴射ノ
ズル34、グロープラグ36及び着火時期センサ38が
備えられている。又、ディーゼルエンジン10のシリン
ダブロック1oCには、エンジン冷却水温を検出するた
めの水温センサ40が備えられている。 前記噴射ノズル34には、噴射ポンプ42から燃料が圧
送されてくる。該噴射ポンプ42には、ディーゼルエン
ジン10のクランク軸の回転と連動して回転されるポン
プ駆動軸42Aと、該ポンプ駆動軸42Aに固着された
、燃料を加圧するためのフィードポンプ42B(第2図
は90°展開した状態を示す)と、燃料供給圧を調整す
るための燃圧:′Ii整弁42Gと、前記ポンプ駆動軸
42Aに固着されたポンプ駆動プーリ42Dの回転変位
から基準位置、例えば上死点(TOC)を検出するため
の、例えば電磁ピックアップからなる基準位置センサ4
4と、同じくポンプ駆動軸42Aに固着されたギヤ42
Eの回転変位からエンジン回転数を検出するだめの、例
えば電磁ピックアップからなるエンジン回転数センサ4
6と、フェイスカム42Fとプランジャ42Gを往復動
させ又、そのタイミングを変化させるためのローラリン
グ42Hと、該ローラリング42Hの回動位置を変化さ
せるためのタイマピストン42J(第2因は90°展開
した状態を示す)と、該タイマピストン42Jの位置を
制御することによって噴射時期を制御するためのタイミ
ング制御弁(以下、TC\/と称する)48と、スピル
ポート42Kを介してのプランジャ42Gからの燃料逃
し時期を変化させることによって燃料噴射量を制御する
ためのffi Efiスピル弁5弁上0燃料をカットす
るための燃料カット弁52と、燃料の逆流や後生れを防
止するためのデリバリバルブ42Lと、が備えられてい
る。 前記グロープラグ36には、グローリレー37を介して
グロー電流が供給されている。 前記吸気温センサ12、アクセル位置センサ20、吸気
圧センサ32、着火時期センサ38、水温センサ40、
基準位置センサ44、エンジン回転数センサ46、峙記
グロープラグ36に流れるグロー電流を検出するグロー
電流センサ54、キイスイッチ、エアコンスイッチ、ニ
ュートラルセーフティスイッチ出力、車速信号等は、電
子制御ユニット(以下、ECUと称する)56に入力さ
れて処理され、該ECU36の出力によって、前記VS
V28.30、グローリレー37、TCV48、電磁ス
ピル弁50、燃料カット弁52等が制御される。 前記ECU36は、第3図に詳細に示す如く、各1演r
3処理を行うための中央処理ユニット(以下、CPUと
称する)56Aと、制御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七り(以下、RONvl
と称する)56Bと、前記CPU56Aにおける演算デ
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、R△N・1と称する)56Cと、クロック信
号を発生するクロック56Dと、バッファ56Eを介し
て入力される前記水温センサ40出力、バッファ56F
を介して入力される前記吸気温センサ12出力、バッフ
ァ56Gを介して入力される前記吸気圧センサ32出力
、バッファ56Hを介して入力される前記アクセル位置
センサ20出力等を順次取込むためのマルチプレクサ(
以下、M P Xと称する)56にと、n M P X
 56 K出力の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−デジタル変換器〈以下、A 、/ 
D変換器と称する)56Lと、該A 、/ D変換器5
6L出力をCPU56Aに取込むための入出力ボート5
6Mと、バッファ56Nを介して入力されるスタータ信
号、バッファ56Pを介して入力されるエアコン信号、
バッファ56Qを介して入力されるトルコン信号、波形
整形回路56Rを介して入力される前記着火時期センサ
38出力等をCPU56Aに取込むための入出力ボート
56Sと、前記着火時期センサ38出力を波形整形して
前記CPU56Aの入力割込み端子ICAP2に直接取
込むための前記波形整形回路56Rと、前記基準位置セ
ンサ44出力を波形整形して前記CPU56Aの同じ入
力割込み端子ICAP2に直接取込む−ための波形整形
回路56Tと、前記エンジン回転数センサ46出力を波
形整形して前記CPU56Aに直接取込むための波形整
形回路56Uと、前記CPU56Aの演算結束に応じて
前記電磁スピル弁50を駆動するための駆動回路56V
と、前記C,PU56Aの演n結果に応じて前記TCV
48を駆動するための駆動回路56Wと、前記CPU5
6Aの演算結果に応じて前記燃料カット弁52を駆動す
るための駆動回路56Xと、前記各構成機器間を接続し
てデータや命令の転送を行うためのコモンバス56Yと
から構成されている。 ここで、前記波形整形回路56R出力の着火信号を、C
PU56Aの入力割込み端子ICAP2だけでなく、入
出力ボート56Sにも入力しているのは、同じ入力割込
み端子ICAP2に入力される波形整形回路56T出力
の基準位置信号と識別するためである。 以下、第1実施例の作用を説明する。 この第1実施例における目標着火時期の算出は、第4図
に示すような流れ図に従って実行される。 即ち、例えば一定時間経過毎にステップ110に入り、
前記エンジン回転数センサ46の出力から求められたエ
ンジン回転数NE、前記アクセル位置センサ20で検出
されたアクセル開度Acct、。 前記水温センサ40で検出されたエンジン冷却水)島T
 HW、トルコン信号TOR、スタータ信号S丁A等を
ECU36に取込む。次いでステップ112に進み、ス
テップ110で取込んだ信号及びデータにより、その時
の制御に応じた擬似アクセル開度ACCI) A及び擬
似エンジン回転数N E iscを算出する。 このステップ112における1疑似アクセル間度ACC
11Aの算出は、具体的には次のようにして行われる。 即ち、まず、スタータ信号STAの有無、エンジン回転
数NE及びエンジン冷却水iTH〜■に応じて、低温始
動補正を行うためのファーストアイドル補正値Ac5T
Aを求める。このファーストアイドル補正1a A C
S T Aは、スタータ信号STAがオンであり、且つ
エンジン回転数NEが11000rp未満の時は、エン
ジン冷却水温TH〜■に応じて、例えば第5図に示すよ
うな1自とされる。又、スタータ信号STAがオフであ
るかエンジン回転数NEが1100Orp以上である時
は、その時のファーストアイドル補正値AC8TAを、
例えば一定割合で0%まで徐々に減少させる。 次いで、エンジン回転数NEの変化状態に応じて、ダッ
シュポット補正1m Q RE Cを求める。即ち、エ
ンジン回転数NEが例えば1300ppmより高い状態
から低下した時、1300ppmになった時から例えば
0.1秒後のエンジン回転数NEの落込み量NDに応じ
て、例えば第6図に示すような関1系によりダッシュポ
ット補正(直QR1”Cの初期値をセットし、以後、例
えば一定割合で0%まで減少させる。 このようにして求められたファーストアイドル補正(a
 A CS T A及びダッシュポット補正値QREC
を、次式に示す如く検出アクセル開度△CCpに加える
ことによって、擬似アクセル開rl A capAが求
められる。 Accp A−Accp +AC8TA+QREC・・
・・・・(1) なお、前記ファーストアイドル補正値AC8TA及びダ
ッシュポット補正1i!IQRECに9口えて、更に加
速t11m補正値を加えることも可能である。 又、前出ステップ112における擬似エンジン回転IN
Eiscの算出は、次のようにして1テわれる。即ち、
まず、エンジン冷却水ITH〜■より、第7図に示すよ
うな関係を用いて、水温補正係数F(t)を求める。次
いで、求められた水温補正係数F(t)、トルコン信号
TOR1エアコン信号から見込み制御111N Fpを
算出する。具体的には、Nレンジで且つエアコンがオフ
の詩は次の(2)式を用いる。 NFp =500x (F N )−1)・・・(2)
又、Dレンジで且つエアコンがオフの時は、次の(3)
式を用いる。 NFp −500x (F (t ) −1) +40
・・・・・・(3) 又、Nレンジで且つエアコンがオンの時は、次の(4)
式を用いる。 NFf) −500X (F (t ) −1)+Ma
xC80−143X (F (t )−1)、30] 
・・・・・・(4) 又、Dレンジで且つエアコンがオンの時は、次の(5)
式を用いる。 NFp −500x (F (t ) −1)+Max
[130−125X [F (t )−1)、60] 
 ・・・・・・(5)次に、アイドル安定状態で、目標
回転INFとエンジン回転数NEの差ΔNEより積分制
御INFiを求める。具体的には、エンジン回転数!’
、IEが目標回転INFより小ざい時は、次式に示す如
く、前回の積分1mNFiに積分補正量ΔNFtを加え
たものを今回の積分値とする。 NFf 4−NFi+ΔNFi・・・・・・(6)一方
、エンジン回転数NEが目標回転数NFより大きい時は
、次式に示す如く、前回の積分1i11NFiから積分
補正量ΔNFiを引いたものを今回の積分値とする。 NFf4−NFi−ΔNFi・・・・・・(7)又、目
標回転数NFとエンジン回転数NEが等しい場合には、
前回の積分値NFiをそのまま今回の積分値とする。 ここで、前記積分補正量ΔNFiは、例えばエンジン回
転数の差ΔNEから、第8図に示すような関係を用いて
求めることができる。 前記エンジン回転数NEから、次式に示す如く、見込み
制!!11NINF11及び積分制御lll量NFiを
引くことによって、擬似エンジン回転数NEisc(≧
0)が求められる。 NEisc −NE  (NFf)+NFi >・・・
(8)前出ステップ112終了後、ステップ114に進
み、求められた擬似アクセル開度A’CCI) A及び
擬似エンジン回転fiNEi3Cから、それらの2次元
マツプを補間計算することによって、目標着火時期T 
RG igを算出する。 次いでステップ116に進み、前記吸気圧センサ32で
検出される吸気圧pimから、最大着火時期IQful
lを算出する。具体的には、まず、計算式に必要なオフ
セットを与えるため、エンジン回転数NEの1次元マツ
プを補間計算して、IGfOを求める。又、吸気圧Pi
IIIに応じて、例えば第9図に示すような関係から吸
気圧補正係数に2を求める。次いで、次式の関係を用い
て、吸気圧Pimによって限定される最大着火時期I 
Q fu’l lを求める。 1Qfull−IGf o  (K2 0.6>10.
781X100・・・・・・(9)ステップ116終了
後、ステップ118に進み、最大着火時期IQb+ll
が目標着火時期T RG igより大であるか否かを判
定する。判定結果が正である場合には、ステップ120
に進み、前出ステンブ114で求められた目標着火時期
T RG iqをそのまま目標着火時期として、このル
ーチンを終了する。 一方、前出ステップ118の判定結果が否である場合に
は、ステップ122に進み、最大着火時期IQft+l
lを目標着火時期T RG ivとして、このルーチン
を終了する。ここで、目標着火時期TRG1りを、吸気
圧Pimによって限定される最大着火時期IQfull
でガードしているのは、過給機付エンジンにおいては、
吸気圧Pimが通常吸気エンジンよりも高くなるためで
ある。即ち、この操作により、アクセルが開いてもいて
も吸気圧P1mはあがっていない時には、その吸気圧P
iIllに応じた最適な目標着火時期TRGigを得る
ことができる。 この第1実施例においては、擬似アクセル開度ACCI
)A及び擬似エンジン回転数NEiSCから求められる
目標着火時期T RG i*を、吸気圧Pimによって
限定される最大着火時期(Gfullでガードするよう
にしているので、過給機付エンジン車においても、吸気
圧P1mに応じた最適な目1fi着火時期T RG i
qを1りることができる。なお、特に通常吸気エンジン
車においては、ステップ118以降を省略し、第10図
に示す第2実旋例の如く、ステップ114で求められた
目標着火時期TRG1りをそのまま目標着火時期とする
ことができる。 前記実施例においては、いずれも、擬似エンジン負荷を
擬似アクセル開度ACC11Aとし、該擬似アクセル開
rJ[AccI]Aを、撥出されたアクセル開度A c
cpに、低温始動補正(AC8TA)やダッシュポット
補正(QREC)を加えることによって求めるようにし
ているので、他の制御で用いられる擬似アクセル開度を
そのまま擬似エンジン負荷として用いることができる。 なお、擬似エンジン負荷の種類はこれに限定されない。 又、前記実施例においては、いずれも、擬似エンジン回
転数NEiscを、検出されたエンジン回転数NEに、
アイドル回転数制御のための補正(NFp、NFi )
を加えることによって求めるようにしているので、アイ
ドル回転数制御のための擬似エンジン回転数をそのまま
用いることができる。なお、擬似エンジン回転数の種類
もこれに限定されない。 前記実施例においては、いずれも、本発明が、電mスピ
ル弁50によって燃料噴射量を制御するようにされたデ
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…スピル弁以外の燃料噴tJ
J量制御アクチュエータを備えた一般のディーゼルエン
ジンにも同様に適用できることは明らかである。 [弁明の効果) 以上説明した通り、本発明によれば、燃料噴射量を検出
することなく、エンジンの運転状態に応じた最適な目標
着火時期を的確に求めることができるという浸れた効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料着火
時期制御方法の要旨を示す流れ図、第2図は、本発明が
採用された自動重用電子制御ディーゼルエンジンの第1
実施例の全体構成を示す、一部ブロック線図を含む断面
図、第3図は、前記第1実施例で用いられている電子制
御ユニットの構成を示すブロック線図、第4図は、同じ
く、目標着火時期を算出するためのルーチンを示す流れ
図、第5図は、同じく、エンジン冷却水温とファース1
−アイドル補正値の関係の例を示す線図、第6図は、同
じく、エンジン回転数の落込み量とダッシュポット補正
値の関係の例を示す線図、第7図は、同じく、エンジン
冷却水温と水温補正係数の関係の例を示す線図、第8図
は、同じく、目標回転数とエンジン回転数の差と積分補
正量の関係の例を示す線図、第9図は、同じく、吸気圧
と吸気圧補正係数の関係の例を示す線図、第10図は、
本発明の第2実施例における、目標着火時期を締出する
ためのルーチンを示す流れ図である。 10・・・ディーゼルエンジン、 17・・・アクセルペダル、 20・・・アクセル位置センサ、 Accp・・・アクセル開度、 38・・・着火時期センサ、 40・・・水濡センサ、 42・・・噴射ポンプ、 42J・・・タイマピストン、 44・・・基準位置センサ、 46・・・エンジン回転数センサ、 NE・・・エンジン回転数、 48・・・タイミング制御弁(TCV)、56・・・電
子制御ユニット(ECU)、ACCI) A・・・擬似
アクセル開度、NEisc・・・擬似エンジン回転数、
AC3TA・・・ファーストアイドル補正値、QREC
・・・ダッシュポット補正値、T RG iq・・・目
標着火時期。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくともエンジン負荷とエンジン回転数を含む
    エンジン運転状態に応じて最適な目標燃料着火時期を求
    め、該目標着火時期が得られるように燃料着火時期を制
    御するようにしたデイーゼルエンジンの燃料着火時期制
    御方法において、エンジン負荷を検出する手順と、 エンジン回転数を検出する手順と、 検出されたエンジン負荷に、エンジン運転状態に応じた
    補正を加えて、擬似エンジン負荷を求める手順と、 検出されたエンジン回転数に、エンジン運転状態に応じ
    た補正を加えて、擬似エンジン回転数を求める手順と、 前記擬似エンジン負荷及び擬似エンジン回転数に基づい
    て、目標着火時期を求める手順と、を含むことを特徴と
    するデイーゼルエンジンの燃料着火時期制御方法。
  2. (2)前記擬似エンジン負荷を、擬似アクセル開度とし
    た特許請求の範囲第1項記載のデイーゼルエンジンの燃
    料着火時期制御方法。
  3. (3)前記擬似アクセル開度を、検出されたアクセル開
    度に、低温始動補正やダツシユポツト補正を加えること
    によつて求めるようにした特許請求の範囲第2項記載の
    デイーゼルエンジンの燃料着火時期制御方法。
  4. (4)前記擬似エンジン回転数を、検出されたエンジン
    回転数に、アイドル回転数制御のための補正を加えるこ
    とによつて求めるようにした特許請求の範囲第1項記載
    のデイーゼルエンジンの燃料着火時期制御方法。
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