JPS6260961A - 電子制御デイ−ゼルエンジンの噴射時期制御方法 - Google Patents

電子制御デイ−ゼルエンジンの噴射時期制御方法

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JPS6260961A
JPS6260961A JP20137485A JP20137485A JPS6260961A JP S6260961 A JPS6260961 A JP S6260961A JP 20137485 A JP20137485 A JP 20137485A JP 20137485 A JP20137485 A JP 20137485A JP S6260961 A JPS6260961 A JP S6260961A
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crank angle
ignition
angle signal
timing
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啓介 塚本
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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

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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] 本発明は、電子制御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9゛を(<6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
、燃焼宮内の着火を検出して得られる着火信号と、着火
時期の基準位置信号としてのクランク角信号により着火
発明を求めて、噴q・1時期を電子的にフィードバック
制御するようにした電子制御ディーゼルエンジンの[j
Q川用期制御方法の改良に関する。 【従来の技術1 ディーゼルエンジン、特に自動車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噴射時期制御
に際して、特開昭57−28842、特開昭58−25
582、特開昭58−192935、特開昭59−15
3942等において、燃焼至に火炎センサ等の着火時1
IJll:=ンサを設置し、該着火時期センサによる燃
焼室内の着火時期(@火により燃焼光が立上がる時期、
又は、シリンダ内の圧力が燃焼により急激に立上がる時
期)の検出結果をフィードバックすることにより、実際
の着火時期が、エンジン負荷とエンジン回転数等により
定まる目標着火時期となるように噴射時期をフィードバ
ック制御することが捉案されている。 このような打火時明センサの出力信号に基づく噴射時期
のフィードバック制御に際しては、第8図に示ず如く、
着火時期センサにより燃焼室内の着火を検出して得られ
る着火信号(第8図(D))と同時に、着火時期の基準
位置信号として、エンジン回転又は噴(ト)ポンプの回
転に同期して所定位置で発生するクランク角信号(第8
図(B))が必要である。 一般に着火時期センサは1気筒だけでよいため、4気筒
エンジンであれば、720” CAに1回着入信号を得
ることになる。従って、この場合クランク角信号は、エ
ンジン回転同期(1回/360°CΔ)よりポンプ回転
同期(1回/720″′CA)の方が好ましい。 又、クランク角信号及び着火信号に応じた従来の着火時
期フィードバック制御は、第9図及び第10図に示すよ
うな手順に従って行われている。 叩ら、まずクランク角信号が入力すると、第9図に示づ
クランク角信号入力割込みルーチンが起動し、ステップ
110で、クランク角信号の入力時刻Teaがメモリさ
れる。次に着火信号が入力すると、第10図に示す着火
信号入力割込みルーチンが起動し、ステップ210で着
火信号の入力時刻Tiqがメモリされ、ステップ212
で、TeaとTigの差と、その時の平均エンジン回転
数NEより、次式を用いて、Tea−Tig間の角度(
検出着火時期)ACTiりを算出する。 ACTig<−(T ig−Tea)/  (60X 
106/NEX360)       ・・・・・・ 
(1)そして、平均エンジン回転数NEと噴射箔指令(
直Q finより予め算出された目標着火時期TRG1
qを用いて、ステップ214及び216で、検出石火時
期A CT ioと目標着火時期T RG igの大小
関係を比較する。検出着火時期A CT igが目標着
火時期T RG igよりも大である時には、ステップ
218で、ローラリングの回動佐賀を変化させるための
タイマピストンの位置を制御することによって噴射時期
を制御しているタイマ制郊弁(以下TCVと称する)の
制御デユーティ比F T dutyを減らして、やや進
角気味にする。逆に、検出着火時期ACTigが目標着
火時期T Ra iQよりも小である時には、ステップ
220で、制御デユーティ比F T dutyを増やし
て、やや遅角気味にする。又、検出着火時期へ〇Tig
が目標着火時rgJT RG igと一致する時には、
制御デユーティ比FTdutyはそのままとする。 このようにして、検出着火時期へ〇 T igと目標着
火時WITRGigが一致するように噴射時期がフィー
ドバック制御されている。 一方、ここでクランク角信号は、第11図に示す如く、
通常、ポンプ駆動プーリ42D上の所定位置に設けられ
た突起からなるパルサ42Pと、それに近接したマグネ
ットピックアップからなるクランク角センサ44との相
対運動により電磁気的に得られる出力波形(第8図(A
))を、波形成形して用いている(第8図(B))。こ
の際、バルサ42Pの加工精度や位置のばらつき、その
他各部位の交差の影響をなくずため、エンジン出荷時に
アイドル状態とし、クランク角信号の発生する位置が、
エンジンの、上死点(以下TDCと称する)に対し所定
の位置となるよう、タイミングライト等を用いてクラン
ク角センサ44の位置を動的に調整している。 【発明が解決しようどする問題点】 しかしながら、前記出力波形〈第8図(A))は、クラ
ンク角センサ44とパルプ42PのギャップG(第11
図及び第12図参照)が異なると、回路上の時定数や磁
束密度の変化等により、出力波形の零クロス点く第8図
(△))がずれてしまう。 第13図乃至第15図に、平均エンジン回転数NEとギ
A7ツブGの大きさによる位相遅れの変化の例を示す。 第13図及び第14図から明らかな如く、ギャップGが
広くても、アイドル回転数では、ギャップGが狭い時と
あまり差がないため、前述したアイドル時の調整では、
クランク角信号の発生遅れを検出することができず、ア
イドルでの調整が所定値になっていても、第13図及び
第15図に示す如く、ギャップGが広いと出力が遅れる
高回転時に大きな遅れを生じてしまう。 この状態で着火フィーバツクが行われると、基準位置が
遅れるため、検出着火時期A CT iqと目(票着火
時明T RG igが一致した時に、ギャップGが正規
の時に比べて、第16図に示す如く、位相遅れ分だけ着
火時期が遅角した値となり、実質的に噴射時期が遅れて
しまい、排気温度の上昇や出力の低下等、重大な弊害を
きたす可能性がある。 又、逆にギャップGが狭で−ざると、噴射時期が進み、
燃焼室温度の上背、排気黒煙の増加、エミツショの悪化
等に繋が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づるべくなされたも
ので、クランク角センサとパルサのギャップのばらつき
によるクランク角信号の出力波形の差に拘わらず、噴射
時期を精度よ< i、++ 御することができる電子制
御ディーゼルエンジンの噴射時期制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、燃焼室内の着火を検出して得られる着火信号
と、容入時期の基準位置信号としてのクランク角信号に
より着火時期を求めて、噴射時期を電子的にフィードバ
ック制御するようにした電子制御ディーゼルエンジンの
噴射時期制御方法において、第1図にその要旨を示す如
く、前記クランク角信号の波形成形前のピークレベルを
検出号−る手順と、該ピークレベルのu LSu [か
らのずれを検出する手順と、該ずれに応じて噴射時期を
補正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、本発明の実施態様は、前記ピークレベルの基準値か
らのずれを、エンジン回転数が設定範囲にある時に検出
するようにしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記ピークレベルが基準値に
比べて小さい程、相対的に噴射時期を進角するようにし
たものである。 又、本発明の実施態様は、前記噴射時期の補正を、クラ
ンク角信号によって検出された基準位置をずらすことで
行うようにしたものである。 (作用1 本発明においては、着火信号とクランク角信号により着
火時期を求めて、噴射時期を電子的にフィードバック制
御するに際して、クランク角信号の波形成形前のピーク
レベルの基準値からのずれに応じて噴射時期を補正する
ようにしている。従って、クランク角センサとバルサの
ギャップのばらつき等によりクランク角信号の出力波形
が変化しても、最適な噴射時期制御を行うことができる
。 又、前記ピークレベルの基準(直からのずれを、エンジ
ン回転数が設定クセ囲にある時に検出するようにした場
合には、前記ずれを容易に且つ的確に検出することがで
きる。 又、前記ピークレベルが基準値に比べて小さい程、相対
的に噴射時期を進角づ“るようにした場合には、噴射時
期を的確に補正することができる。 又、前記噴射時期の補正を、クランク角(8号によって
検出された基準位置をずらすことで行うようにした場合
には、噴射時期を簡単に補正することができる。 【実施例] 以下図面を参照して、本発明に係る噴射時期制御方法が
採用された、自動重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。 本発明の実施例には、第2図に示づ如く、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(稍えられている。該
吸気温センナ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△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14Δの上流側とコンプレッサ14B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14B下流側のベンチュリ16には、
アイドル時等に吸入空気の滝川を制限するための、運転
席に配設されたアクセルペダル17ど連動して非線形に
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の開度(以下、アクセル開
度とひする)Δccpは、アクセル位置センサ20によ
って検出されている。 1)i1記主吸気較り弁18と並列に副吸気絞り弁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、■S■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はンサ32が備えられている。 ディーゼルエンジン10のシリンダヘッド10△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10C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から燃わ[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@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″展間し
た状態を示す)と、燃料供給圧を調整するための燃圧調
整弁42Cと、前記ポンプ駆!7J tll 42 A
に固着されたポンプ駆動プーリ42Dの回転変位からク
ランク角基準位置、例えば上死点(TDC)を検出する
ための、従来と同様のクランク角センサ44と、同じく
ポンプ駆ジノ軸42Aに固着されたギヤ42Eの回転変
位からエンジン回転数を検出するための、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46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図は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TCV48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nO剣矛を制
御するための電磁スピル弁50と、燃料をカットするた
めの燃料カット弁52と、燃料の逆流や後爪れを防止す
るためのデリバリバルブ42しと、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、着火時期センナ38、水温センサ40.
クランク角センサ44、エンジン回転数センサ46、前
記グロープラグ36に流れるグロー電流を検出するクロ
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ECtJ56の出力によって、前記
VSV28.30、グローリレー37、TCV48、N
Ia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、各種演樟
処理を行うための中央処理ユニット(1’/。 下、CPUと称する)56△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モリ(以
下、ROMと称する)56Bと、前記CP LJ 56
 Aにおける演算データ等を一時的に記憶するだめのラ
ンダムアクセスメモリ(以下、RAMと称づる)56G
と、クロック信号を発生づるクロック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1
2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、前記クランク角センサ
44の波形成形前の出力等を順次取込むためのマルチプ
レクサ(以下、MPXと称する)561〈と、該MPX
56に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
称づる)56しと、該Δ/D変換器56L出力をCPU
56Aに取込むための入出力ボート56M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56
P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、波形成形回路56Rを
介して入力される前記着火時期センサ38出力等をCP
U56△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出力を波形成形して前記CPLI56
Aの入力割込み端子ICAP2に直接取込むための前記
波形成形回路56Rと、前記クランク角センサ44出力
を波形成形して前記CPU56Aの同じ入力割込み端子
ICAP2に直接取込むための波形成形回路56Tと、
前記エンジン回転数センサ46出力を波形成形して前記
CPtJ56Aに直接取込むための波形成形回路56U
と、前記CPU56Aの演算結果に応じて前記電磁スピ
ル弁50を駆動1[るための駆動回路56Vと、前記C
PU56Aの演算結果に応じて前記TCV48を駆動す
るための駆動回路56Wと、前記CPU56Aの潰砕結
果に応じて前記燃料カット弁52を駆動づるための駆動
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とから梠成され
ている。 ここで、前記波形成形回路56R出力の着火43号を、
CPU56A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に入力される波形成形回路56T出
力の基準位置信号と識別するためである。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例におけるクランク角信号入力割込みルーチンは
、第4図に示す如くであり、前出第9図に示した従来例
と同様のステップ110終了後、ステップ120で、エ
ンジン回転数NEが設定範囲、例えば2950〜305
0rpm内にあるか否かを判定する。判定結果が正であ
り、クランク角信号の波形成形前のピークレベルの基準
値からのずれを検出する必要があると判断される時には
、ステップ122に進み、その時のクランク角信号のピ
ークレベルVpp(第8図(A>参照)に応じて、R’
0M56Bに予め記憶されている、第5図に示すような
、ピークレベル■ppと補正時間ΔTCaとの関係を用
いて、補正時間△Tcaを痺出し、メモリする。次いで
ステップ124に進み、次式に示す如く、ステップ11
0で求められたクランク角信号入力時刻”l”caに補
正時間ΔTCaを加えることによって、補正後のクラン
ク角信号入力時刻Tea’(μsec )を算出1ノ、
メモリする。 T Ca’  ←T ca+△Tca       −
(2)従って、例えばピークレベルVpρが、ギャップ
Gが正規の時の埴1.7Vより小さい時は、補正時間へ
TCa〈0となり、Tca′<Tcaとなる。 次に、第6図に示す着火信号入力割込みルーチンでは、
前出第10図に示した従来例と同様のステップ210終
了後、ステップ230で、前出(1)式の変わりに次の
(3)式により検出着火時lII]AcTigを算出す
る。 A CT i(1←(T i(]−Tca’ )/(6
0xlO6/NEx360)  −<3)ステップ23
0柊了後、従来例と同様のステップ214に進み、以後
従来例と同様の手順を行う。 従って、第7図に示す如く、ピークレベル\10nが基
準1it!1.7Vより小である時には、基準性である
時に比べて、検出着火時期A CT igが大ぎめの値
となるため、噴射時期が従来に比べて進角し、基準値1
.7■の時と同じ噴射時期になる。逆に、ピークレベル
■ppが基準値1.7Vより大である時には、基準値で
ある詩に比べて、検出着火01明ACTigが小さめの
値に算出されるため、噴(ト)時期は従来に比べて遅れ
、やはり、基準値1.7Vである時と同一の噴射時期に
なる。又、第4図に示したクランク角信号入力割込みル
ーチンのステップ120の判定回転域外でも、補正時間
ΔTeaはメモリされているため、全域で補正が行われ
る。 本実施例においては、クランク角信号の波形成形前のピ
ークレベル■ppの基準値(実施例では1゜7V)から
のずれをエンジン回転数NEが設定範囲(実施例では2
950〜3050rl)m)にある時に検出するように
しているので、ピークレベルVppの基準値からのずれ
を、容易に且つ的確に検出することができる。なお、ピ
ークレベルVppの基準値からのずれを検出する方法は
これに限定されず、例えば、エンジン回転数NEが他の
設定範囲にある時に検出するようにしたり、あるいは、
エンジン回転数に対応させた基準値のマツプを設けて、
あらゆるエンジン回転数域でピークレベルVppの基準
値からのずれを検出したりすることも可能である。 又、本実施例においては、前出第5図に示した如く、ク
ランク角信号のピークレベルMDI)が基準値に比べて
小さい程、相対的に噴射時期を進角するようにしている
ので、l171剣時期の補正を的確に行うことができる
。なお、ピークレベルVppの基準値からのずれに応じ
て噴射時期を補正する方法はこれに限定されず、例えば
段階的に補正することも可能である。 又、本実施例においては、前記噴用時期の補正を、クラ
ンク角信号によって検出された基準位置を補正時間ΔT
eaによってずらすことで行うようにしているので、噴
射時期の補正を容易に行うことができる。なお、噴射時
期を補正する方法はこれに限定されず、従来例の(1)
式によって計算された後の検出着火時ii11AcTi
gに補正を加えたり、あるいは、目標着火時期T RG
 iOに補正を加え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ターボチャー
ジャ付きの自動車用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、電磁スピ
ル弁以外の燃料噴射用制御アクチュエータを備えた一般
の電子制御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。 [発明の効果] 以上説明した通り、本発明によれば、クランク角センサ
とパルサとのギャップのばらつき等によるクランク角信
号の出力波形の変化に拘わらず、エンジンの運転条件に
応じて最適な噴射時期制御を行うことができるという優
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ゼルエンジンの
噴射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車用電子制御ディーゼルエンジンの
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、前記実施例で用いられている電子制御ユ
ニットの構成を示づ°ブロック線図、第4図は、同じく
、クランク角信号人力υj込みルーチンを示す流れ図、
第5図は、前記ルーチンで用いられている、クランク角
信号のピークレベルと補正時間の関係の例を承り線図、
第6図は、前記実施例で用いられている着火信号入力割
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、クランク角センサとパルサのギャップが正常であ
る時と広い時の、クランク角信号と着火信号の関係の例
を比較して示す線図、第8図は、クランク角センサ出力
波形、クランク角信号、着火時期センサ出力波形及び着
火信号の関係の例を示す線図、第9図は、従来のクラン
ク角信号入力割込みルーチンの例を示す流れ図、第10
図は、同じ〈従来の着火信号入力割込みルーチンの例を
示す流れ図、第11図は、パルサとクランク角センサの
取付は状態を示す、ポンプ駆動ブーりの横断面図、第1
2図は、第11図のXff−XI線に沿う横断面図、第
13図は、クランク角センサとパルサのギャップが変化
した場合の、平均エンジン回転数と位相遅れの関係の例
を示づ゛線図、第14図は、アイドル回転数でギャップ
が変化した時のクランク角レンサ出力波形を比較して示
す線図、第15図は、高速回転でギャップが変化しした
場合のクランク角センサ出力波形を比較して示す線図、
第16図は、従来例における、クランク角センサとパル
サのギャップが正常である時と広い時の、クランク角信
号と着火信号の関係の例を比較して示す線図である。 10・・・ディーゼルエンジン、 38・・・着火時期センサ、 42・・・燃料噴射ポン
プ、42P・・・バルサ、   44・・・クランク角
センサ、48・・・タイマ制御弁(TCV)、 Tea・・・クランク角信号入力時刻、A CT ia
・・・検出着火時期、 T RG ig・・・目標着火時期、 F T duty・・・制御デユーティ比、Vpp・・
・クランク角信号のピークレベル、Δ7ca・・・補正
時間、 TCa′ ・・・補正後のクランク角信号入力時刻。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室内の着火を検出して得られる着火信号と、
    着火時期の基準位置信号としてのクランク角信号により
    着火時期を求めて、噴射時期を電子的にフイードバツク
    制御するようにした電子制御デイーゼルエンジンの噴射
    時期制御方法において、前記クランク角信号の波形成形
    前のピークレベルを検出する手順と、 該ピークレベルの基準値からのずれを検出する手順と、 該ずれに応じて噴射時期を補正する手順と、を含むこと
    を特徴とする電子制御デイーゼルエンジンの噴射時期制
    御方法。
  2. (2)前記ピークレベルの基準値からのずれを、エンジ
    ン回転数が設定範囲にある時に検出するようにした特許
    請求の範囲第1項記載の電子制御デイーゼルエンジンの
    噴射時期制御方法。
  3. (3)前記ピークレベルが基準値に比べて小さい程、相
    対的に噴射時期を進角するようにした特許請求の範囲第
    1項記載の電子制御デイーゼルエンジンの噴射時期制御
    方法。
  4. (4)前記噴射時期の補正を、クランク角信号によつて
    検出された基準位置をずらすことで行うようにした特許
    請求の範囲第1項記載の電子制御デイーゼルエンジンの
    噴射時期制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62237058A (ja) * 1986-04-07 1987-10-17 Toyota Motor Corp デイ−ゼルエンジンの噴射時期制御装置
JP2013007359A (ja) * 2011-06-27 2013-01-10 Denso Corp エンジン制御装置

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JP2013007359A (ja) * 2011-06-27 2013-01-10 Denso Corp エンジン制御装置

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