JPS63170542A - デイ−ゼルエンジンのアイドル噴射量制御方法 - 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アイドル噴射量ｆｆ１
ｌ　１３１１方法に係り、特に、電子制御ディーゼルエ
ンジンに用いるのに好適な、アイドル時に所定の傾きの
ガバナパターンに基づき、エンジン回転数に応じて燃料
噴射量を制御するディーゼルエンジンのアイドル噴射量
制御方法の改良に関する。

【従来の技ｔｒｉ３ 電子制御による分配型燃料噴射ポンプが搭載されたディ
ーゼルエンジンにおいて、アイドル回転数を制御する技
術には、例えば、出願人が既に特公昭６０−５５６９７
号公報で開示したディーゼルエンジンのアイドル回転数
電子制御方法がある。 この制御方法においては、目標アイドル回転数と実際の
回転数との誤差を検出し、検出誤差に応じて予め定めた
アイドル回転数に対する燃料噴射量のパターンを平行移
動させるように該燃料噴射量パターンのパラメータを）
Ｉｎ正し、該パラメータの値に応じて燃料噴射量をフィ
ードバック制御することにより、アイドル回転数を一定
に保つようにしている。 又、同じく、例えば特開昭５７−３８６２８号公報で示
されたディーゼルエンジンのアイドル制Ｕａ装置がある
。このアイドル制御装置においては、アクセル開度とエ
ンジン回転数とに応じた噴射量指令値のテーブル値をア
イドル回転−数の変動幅に応じて一律に補正し、アイド
ル回転数が許容範囲を越えて変動したときに補正後のテ
ーブル値に基づき噴射量を制御するようにしている。 以上のごとき従来のアイドル時の燃料噴射量制御におい
ては、燃料噴射量をフィードバック制御している。そし
て、アイドル時に燃料噴射量を決定するガバナパターン
の傾きは、エンジン回転停止及びアイドル安定性の両者
を考慮して決定する。 通常、エンジン回転停止に対してはガバナパターンの傾
きが大きい方が有利であり、アイドル安定性に対しては
ガバナパターンの傾きが小さい方が有利である。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、実際のディーゼルエンジンのガ。 バナパターンは、第７図に示されるように、燃料噴射ポ
ンプの公差に基づく噴射量ばらつきがその傾きに加味さ
れたものである。即ち、図において、アイドル時の所定
のエンジン回転数ＮＨの規格点ＮＥａ　、ＮＥｂに対す
る噴射ｉＱが、燃料噴射ポンプの公差により、図中符号
ａｌ、ａ２、ｂｌ、ｂ２で示す範囲の値となる。従って
、狙いとする目標アイドルガバナパターン（符号ＧＰ）
に対する前記公差によるアイドルガバナパターンの実際
の傾きは、アイドルガバナパターンの晟も傾きの大きな
ポンプで図中の符号ａｌ、ｂ２をつないだものとなり、
最も傾きの小さいポンプで図中の符号ａ２、ｂｌをつな
いだものとなる。上記の如くガバナパターンの最も傾き
の大きなポンプでは、エンジン回転数が所定のアイドル
回転数（例えば図では７００ｒｐｌ）を超えた場合にア
イドル安定性が悪いものとなり、又、上記ガバナパター
ンの最も傾きの小さなポンプでは、エンジン回転数が前
記所定のアイドル回転数以下の回転域でエンジン停止が
生じ易く、即ち耐エンジン停止性が悪いという問題があ
る。

【発明の目的】一 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
であって、燃料噴射ポンプの公差に基づくガバナパター
ンの変化による、アイドル時のエンジン回転数が所定の
エンジン回転数以下におけるエンジン停止を防止すると
共に、同じく、該所定の回転数を超える場合のアイドル
安定性を確保することができるディーゼルエンジンのア
イドル噴射量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、アイドル時に、所定の傾きのガバナパターン
に基づき、エンジン回転数に応じて燃料噴射量を制御す
るディーゼルエンジンのアイドル噴射量制御方法におい
て、前記ガバナパターンの傾きを、前記エンジン回転数
が所定のアイドル回転数以下の場合よりも該エンジン回
転数が所定のアイドル回転数を越える場合を小さくする
ことにより、前記目的を達成したものである。

【作用】

本発明においては、ディーゼルエンジンのアイドル噴射
量を制御する際に、ガバナパターンの傾きを、エンジン
回転数が所定のアイドル回転数以下の場合は大きくし、
該エンジン回転数が所定のアイドル回転数を越える場合
は小さくする。 従って、燃料噴射ポンプの公差によりアイドル時のガバ
ナパターンの傾きが変化しても、エンジン回転数が所定
のアイドル回転数以下ではガバナパターンの傾きが大き
くなるため、エンジン回転数低下と共に噴射量増量率が
大となりエンジン停止が防止でき、一方、前記エンジン
回転数が所定のアイドル回転数を越える場合はガバナパ
ターンの傾きが小さぐなるため、エンジン回転変動が生
じても噴射量変化が小さくアイドルハンチングが防止で
きてアイドル安定性が向上する。 よって、前出第８図に示した燃料噴射ポンプの公差によ
る問題は、例えば第１図に示されるようにエンジン回転
数ＮＨに対する噴射量Ｑのガバナパターンの狙い（符号
ＧＰ）を所定のアイドル回転数ＮＥｏを中心にして変化
させることにより、本発明の効果を得て解消することが
可能となる。 又、通常、燃料噴射ポンプにおいては、燃料温度が上昇
すると燃料の粘度が下がるため、前記燃料噴射ポンプの
燃料噴射部からの燃料の漏れ量が多くなる。この場合、
単位時間当りの漏れ量が−定であるため、特に低回転側
はど燃料噴射ポンプからの噴射量が減り、該低回転側の
実際のガバナパターンの傾きが減ることになる１以上の
ような燃料噴射ポンプの温度特性に対しても、本発明は
、低回転側、高回転側でガバナパターンを変化させるた
め、有効に対処して低回転側でエンジン停止を防止し、
且つ、高回転側でアイドル時のハンチングを防止するこ
とができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明に係るディーゼルエンジン
のアイドル噴射量制御方法の実施例を詳細に説明する。 本実施例には、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が備えられている。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１４Ａ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１
５を介して連通されている。 前記コンプレッサ１４Ｂ下流側の吸気通路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の開度（以下、アクセル開度
と称する）Ａｃｃｐは、アクセル開度センサ２０によっ
て検出されている。 前記主吸気絞り弁１８と並列に副吸気絞り弁２２が備え
られており、該副吸気絞り弁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、ｖＳｖ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１０のシリンダヘッド１０Ａ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、及びグロープラグ３６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ＩＯＣ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、燃料噴射ポンプ４２から燃料
が圧送されてくる。該燃料噴射ポンプ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調整弁４２Ｃ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
位からクランク角基準位置、例えば上死点（ＴＤＣ）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４４と、同じくポンプ駆動軸４２Ａに固着さ
れたギヤ４２Ｈ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４
２Ｇ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９０４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、ＴＣＶと称する）４
８と、スピルボート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、燃料の逆流や後事れを
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、アクセル間層センサ２０、吸気
圧センサ３２、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、前記グロープラグ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ＥＣ
Ｕ３６の出力によって、前記ＶＳＶ２８．３０、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、各種演算
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モリ（以下、ＲＯＭ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、ＲＡＭ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聞蒲センサ２０
出力等を順次取込むためのマルチプレクサ（以下、ＭＰ
Ｘと称する）５６にと、該ＭＰＸ５６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変換器と称する）５６Ｌと、該Ａ／Ｄ
変換器５６Ｌ出力をＣＰＵ５６Ａ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
号等をＣＰＵ５６Ａに取込むための入出力ボート５６Ｓ
と、前記基準位置センサ４４出力を波形整形して前記Ｃ
ＰＵ５６Ａの入力割込みボー）　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°す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
の演算結果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５６■と、前記ＣＰＵ５６Ａ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。 以下、実施例の作用を説明する。 第４図は、本発明を実施して、噴射ポンプ４２から噴射
される燃料噴射量を決定するための、最終噴射量Ｑｆｉ
ｎｆ！：算出するための第１実施例のメインルーチンで
ある。 図のメインルーチンが起動すると、まず、ステップ１１
０でエンジン回転数センサ４６の出力からエンジン回転
数ＮＥを、アクセル開度センサ２０の出力からアクセル
開度Ａ　ＣＣｐａを算出する。そして、アイドル時か否
かを判定するためアクセル開度Ａｃｃｐａ＝Ｏが成立す
るか否かをステップ１２０で判定する０判定結果が正、
即ちアクセル開度Ａ　ＣＣｐａが０の時はステップ１３
０に進む、一方、判定結果が否、即ちアクセル開度Ａ　
ＣＣｐａがＯでないときはアイドル時ではないと判断さ
れるため、このメインルーチンを一旦終了する。 ステップ１３０では、算出されたエンジン回転数ＮＥが
所定のアイドル回転数、例えば実施例に係るディーゼル
エンジン１０のアイドル回転数下限値と考えられる７０
０ｒｐｎｆ：越えるか否かを判定する。なお、このアイ
ドル回転数下限値を超えていればアイドル回転数であり
、該下限値以下であれば、エンジンが停止しそうな低回
転時と考えられる。 判定結果が正、即ちエンジン回転数ＮＥが７００　ｒｐ
ｎ＋を超えるときはステップ１４０に進み、第５図に示
されるように、７００ｒｐｍｆ！：超える領域でアイド
ルガバナパターンの傾きを小さくすべく、次式（１）で
最終噴射量Ｑｆｉｎｔ−算出する。 ｑｒｉｎ　＝（：　１　＋Ｃ２ＮＥ　　　−（１）但し
、ＣＩ、Ｃ２は定数である。 一方、判定結果が否、即ちエンジン回転数ＮＥが７０Ｏ
ＲＰＭ以下のときはステップ１５０に進み、エンジン回
転数ＮＥが４０ＯＲＰＭを越えるか否かを判定する０判
定結果が正、即ちエンジン回転数が７００≧ＮＥ＞４０
０のｉ囲にあるときはステップ１６０に進み、次式（２
）で最終噴射量Ｑｆｉｎを算出する。 Ｑｆｉｎ　＝Ｂ　１＋Ｂ　２　ＮＥ　　　”　（２＞但
し、Ｂｌ、Ｂ２は定数である。 一方、判定結果が否、即ちエンジン回転数ＮＥが４００
　ｒ＋ｏａ以下のときはステップ１７０に進み、更にガ
バナパターンの傾きを大きくすべく次式（３）で最終噴
射量Ｑｆｉｎを算出する。 Ｑｆｉｎ　＝Ａ　１　＋Ａ　２　ＮＥ　　　・・・（３
）但し、Ａ　１　、Ａ　２は定数である。 以上のように最終噴射量Ｑｆｉｎが決定されるため、ア
イドルガバナパターンは、所定のアイドル回転数下限値
７００ｒｐｎｔ！−超える場合においては（１）式で傾
きの小さいものとなり、７００　ｒｐｎ以下の場合にお
いては４００　ｒｐｎまで傾きが（２）式で大きくなる
。そして、４００　ｒｐｍ以下の場合には、更に（３）
式で前記ガバナパターンの傾きが大きくなって、低回転
域において燃料噴射量の増量率が更に大きくなるため、
アイドル時の低回転時にエンジン停止の事態を確実に防
止することができる。 次に、第２実施例として、上記第１実施例の如く最終噴
射量を直接算出するのではなく、基本的な噴射量に噴射
量補正係数Ｋａｒｔを乗じて最終噴射、（ｌＱｆｉｎを
算出するようにした制御手順を説明する。この制御手順
は第６図に示されるような流れ図のメインルーチンで実
行される。 即ち、図のルーチンが起動すると、ステップ２１０で、
第１実施例と同様にエンジン回転数ＮＥ、アクセル開度
Ａ　ＣＣｐａを算出し１．ステップ２２０でアクセル開
度Ａ　ＣＣｐａが零か否かでアイドル時か否かを判定す
る０判定結果が正のときはアイドル時と判断されるため
、ステップ２３０に進み、前出（１）式を用いて基礎と
なる燃料噴射量Ｑｒｉｎ’を算出する。そしてステップ
２４０で、次表に示すようなエンジン回転数ＮＥ（ｒｐ
ｎ）に対する一次元マツブから噴射量補正係数Ｋａｔｌ
ｔを算出する。 次いで、ステップ２５０で、算出された噴射量補正係数
Ｋａｕｔを、算出された燃料噴射量Ｑｆｉｎ′に、次式
（４）の如く乗じて最終的な燃料噴射量Ｑｆｉｎを算出
する。 Ｑｆｉｎ　＝Ｑｆｉｎ　’　　−Ｋａｕｔ　　　−（４
）ところで、アイドル時にエンジン回転数を目標アイド
ル回転数に制御すべく燃料噴射量を補正する燃料噴射量
制御においては、前記第１実施例で燃料噴射量Ｑｆｉｎ
を制御すると、実際のエンジン回転数（以下、エンジン
実回転数ＮＥｒと称する）に対し、アイドル回転数制御
を行うために用いられるエンジン回転数ＮＥｉｓｃが外
れてしまう場合が考えられる。従って、噴射ポンプによ
っては、アイドル時にガバナパターンの傾きの大きな領
域が用いられて燃料噴射量が制御されアイドル安定性が
悪化し、あるいは、逆に低回転でエンジンが停止しそう
な時にガバナパターンの傾きの小さな領域が用いられて
燃料噴射量が制御されてエンジン停止に至る可能性があ
る。これに対して、前記第２実施例においてはガバナパ
ターンを算出する段階で、例えば前記アイドル回転数Ｎ
Ｅｉｓｃを用いても噴射量補正係数Ｋａｕｔを算出する
段階でエンジン実回転数ＮＥｒを用いるなめ、ガバナパ
ークンがエンジン実回転数ＮＥｒから外れず、上記のご
とき第１実施例の不具合をなくすることが可能である。 なお、前記第１及び第２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
れた過給器付ディーゼルエンジンに採用されていたが、
本発明の採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。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、燃料噴射ポンプの
交差に基づく噴射基のばらつきによる実質的なアイドル
ガバナパターンの傾きの変化に対し、所定のアイドル回
転数以下においてエンジン停止を防止し、前記所定のア
イドル回転を越えるエンジン回転数においてアイドル安
定性を向上できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するためのエンジン回転
数に対するガバナパターンの例を示す線図、第２図は、
本発明に係るディーゼルエンジンのアイドル噴射制御方
法の実施例の自動車用電子制御ディーゼルエンジンの全
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、前記ディーゼルエンジン
の燃料噴射量を制御するための第１実施例のメインルー
チンを示す流れ図、第５図は、前記第１実施例のメイン
ルーチンで用いられるガバナパターンの例を示す線図、
第６図は、前記燃料噴射量を制御するための第２実施例
のメインルーチンを示す流れ図、第７図は、エンジン回
転数に対する従来のアイドルガバナパターンの例を示す
線図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ４２・・・燃料噴射ポンプ、 ４６・・・エンジン回転数センサ、 ＮＥ・・・エンジン回転数、 ２０・・・アクセル開度センサ、 ＡＣＣｐａ・・・アクセル開度、 ５０・・・電磁スピル弁、 ５６・・・電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アイドル時に、所定の傾きのガバナパターンに基
   づき、エンジン回転数に応じて燃料噴射量を制御するデ
   イーゼルエンジンのアイドル噴射量制御方法において、 前記ガバナパターンの傾きを、前記エンジン回転数が所
   定のアイドル回転数以下の場合よりも該エンジン回転数
   が所定のアイドル回転数を越える場合を小さくすること
   を特徴とするデイーゼルエンジンのアイドル噴射量制御
   方法。