JPS63205447A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法 - 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燃料噴ｌ）１ｍ制御方
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、ディーゼルエンジンの燃料ＩＩＡ射量制量
制御方法良に関する。

【従来の技術】

燃料の着火を検出する着火センサを有するディーゼルエ
ンジンにおいては、従来、エンジン始動時の燃料噴！）
Ｊ　ｉｔが、ある一定置の燃料を噴射し続けることによ
り制御されている。例えばエンジン回転数がＯ〜約１０
０　Ｏｒｐｍまでのスピル角を８２℃Ａ一定として燃料
を噴射し続けることが考えられる。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、前記の如く始動時に一定の噴射」を噴射
し続けるのは常温において問題がないが、低温時におい
ては、クランキング回転数が低く、供給される燃料がな
かなか着火しないため、前記の如く一定の燃料を噴射し
続けると、供給燃料が過多となって燃焼に使いきれなく
なると共に、該供給燃料がグロープラグを冷やし、該グ
ロープラグの温度上昇を妨げるだけであり、初爆まで非
常に時間がかかつてしまうという問題点がある。 なお、上記問題に関連して、出願人は特開昭５９−１４
７８３１に示したように、クランキングの開始から設定
した時間経過後に燃料を噴射するようにしたディーゼル
機関の始動制ＯＩＩ装置を提案している。この制御装置
にＪ３いては、クランキングによって圧縮加熱されて燃
焼空壁温度が充分高くなってから初めて燃料噴射が行わ
れることになり、低温始動時間を大幅に短縮している。 しかしながら、この技術では、無噴射にしている期間は
初爆せず、従って、初爆時期が遅れてしまい、又、逆に
無噴射期間終了後の噴射によってグロープラグが冷され
る可能性がある。 ［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
のであって、低温始動時に、燃料過多によるグロープラ
グの冷却を防止して失火を防ぎ、従って、初爆までの時
間を短くして低温始動性を向上させることができるディ
ーゼルエンジンの燃料＠胴旦制御方法を提供１゛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、燃料の着火を検出する着火センサを有するデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射量を制御するに際し、その
要旨を第１図に示すように、低温始動時に、始動後から
着火が検出されるまでの間の燃料噴射量を、該着火が検
出された後よりも減量することにより、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燃料噴射量制御方法において、低温始動時に始動後から、着火時期センサで着火が検出されるまでの間の燃料噴射量を、該着火が検出された後よりも減量する。 従って、低温始動時に、始動後から着火信号が検出されるまでの間の燃料噴射量を少なくしているため、燃料過多によるグロープラグの冷却を防止して失火を防ぎ、よって、初爆までの時間を短くして低温始動性を向上させることができる。 【実施例】

以下、図面を参照して、本発明に係る燃料噴射量制御方
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。 本実施例には、第２図に示す如く、エアクリーナの下流
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下流側の吸気通路１６には、ア
イドル時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）Ａｃｅｐは、アクセルセンサ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〈図示省略）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、グロープラグ３６及び着火センサ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（図示省略）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の回転変位からエ
ンジンの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ク
ランク角センサ４４と、前記ポンプ駆動軸４２Ａに固着
されたエンジン回転パルサ（以下ＮＥパルサと称する）
４２Ｅの回転変位から、エンジン回転角及び欠歯位置を
検出１′るための、ローラリング４２Ｈに固定された、
例えば電磁ピックアップからなるエンジン回転センサ（
以下ＮＥセンサと称する）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４２１−１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ｍするためのタイミング制御弁（以下、
ＴＣＶ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電磁スピル弁（
以下、ＳＰＶと称する）５０と、異常時に燃料をカット
するための燃料カット弁（以下ＦＣＶと称する〉５２と
、燃料の逆流や後型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。 前記吸気温センサー２、アクセルセンサ２０゜吸気圧セ
ンサ３２、着火センサ３８、水温センサ４０、クランク
角センサ４４、ＮＥセンサ４６、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、ＥＣｔＪと称す
る）５６に入力されて処理され、１ＸＥｃＵ５６の出力
によって、前記ＶＳＶ２．８．３０ＸＴＣＶ４８．５Ｐ
Ｖ５０、ＦＣＶ５２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、Ｃ
ＰＵ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、ＲＯ
Ｍ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あ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
を発生ずるりＤツク５６Ｄと、バッファ５６Ｅを介して
入力される前記水温センサ４ｏ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
５．６Ｇ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
、ＭＰＸ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
ための入出力ポート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を介して空気
調和装置から入力されるエアコン信号、バッファ５６Ｑ
を介して自動変速機から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センサ３８
出力等をＣＰＵ５６Ａに取込むための入出力ポート５６
Ｓと、前記着火センサ３８出力を波形成形して前記ＣＰ
Ｕ５６Ａの入ノ〕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５
６Ｔと、前記ＮＥセンサ４６出力のエンジン回転（ＮＥ
）信号を波形成形してＣＰＵ５６Ａ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５ＰＶ５０を駆動するための駆動回路５６■
と、前記ＣＰｔＪ５６Ａの演算結果に応じて前記ＴＣＶ
４Ｂ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ＦＣＶ５２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、前記波形成形回路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。 まず、第１実施例として、低温状態におけるエンジン始
動時、即ち冷間始動時に、極低回転での燃料噴射量を、
クランキング初期の少ない噴ｌＦＪ量から徐々に増ｍし
、着火センサ３８から着火信号が入った時点以降に通常
の燃料噴射針まで増量するようにした燃料噴射ｍ制御に
ついて説明する。 この燃料噴射ｍ制御における燃料噴射量は、第４図に示
される流れ図の始動時燃料噴射ｍＱ　ｓｔａ算出ルーチ
ンで決定される。 即ち、図のルーチンが起動すると、まずステップ１１０
で、冷間始動時か否かをエンジン冷却水温が低温例えば
−２０℃以下か否かで判定する。 判定結果が正のとき、即ち冷間始動時と判断されるとき
はステップ１２０に進み、着火信号が着火センサ３８で
検出されたか否かを判定する。判定結果が否、即ち未だ
着火信号が検出されず、従って、低温始動時で未だ着火
していないと判断されるとぎはステップ１３０に進み、
ＮＥセセン４６の出力信号からエンジン積算回転数ＮＥ
Ｃを読取る。次いで、ステップ１４０で、読取られたエ
ンジン積算回転数ＮＥＣから、第５図に示されるような
マツプを用いて、低温始動時の燃料噴射ｈｔＱＬ　ｓｔ
ａを算出する。このマツプにより、積算回転数ＮＥＣの
増加に応じて噴射□□□を徐々にある一定■になるまで
増加させる。 一方、先のステップ１１０の判定結果が否、即ちエンジ
ン冷却水温が一２０℃以上であり低温始動時でないとぎ
、あるいは先のステップ１２０の判定結果が正、即ち着
火信号が入った後は、通常の始動時と判断されるため、
ステップ１５０に進む。このステップ１５０では、通常
の始動時条件に従う始動時燃料噴射量Ｑ　ｓｔａを算出
する。 以上のように、この第１実施例に係るＱ　Ｓｔａルーチ
ンにおいては、低温始動時であり、且つ、着火信号が入
っていないとぎは、エンジンの積算回転数ＮＥＣに従っ
て燃料噴射量を徐々に増加させ（実施例の場合、ある程
度積算回転数ＮＥＣが増加ずれば、スピル角７６℃Ａの
一定噴！）１ｆｆｉとする）、これにより、始動直後の
燃料過多によるグロープラグ３６の冷却を防ぐ。そして
、その後着火信号が入った場合には、燃料噴射量を通常
の始動時燃料噴射量Ｑ　ｓｔａにまで、例えば第６図に
示ずように増加させる。図において、符号Ｆで示す時点
が着火信号が入り初爆した時点である。そして、着火信
号が入った後は、図中符号ＡあるいはＢで示す如く始動
時の燃料噴射量を増量させて、滑かな回転状態が得られ
るようにすることができる。 ところで、クランキング開始直後無噴射にしてグロープ
ラグの冷却を防止するようにした技術（例えば特開昭５
９−１４７８３１　）では、無噴射にしている期間は、
初爆時期が遅れてしまう。 又、逆に無噴射後の噴射によっても、又グロープラグが
冷却される可能性がある。これに対して、上記第１実施
例では、グロープラグ３６が加熱されて確実に初爆が起
きてから噴射量を増量しておリ、従って、上記問題なく
良好な低温始動性を得ることができる。 次に、第２実施例として、着火信号が検出されるまでの
燃料噴射針の減命を、燃料噴射針の時間平均値で行うべ
く、間欠噴射を行うようにした始動時燃料噴１）１ｆｆ
ｌ制御について説明する。この制御における燃料Ｄ’ｆ
４　ＤＡ　ｍは、第７図に示す流れ図の始動時燃料噴射
量Ｑ　Ｓｔａ算出ルーチンで決定される。 即ち、図のルーチンが起動すると、まずステップ２１０
で、エンジン冷却水温が低温例えば−２０℃未満か否か
を判定する。判定結果が正のときは、ステップ２２０に
進み、着火センサ３８で着火信号が検出されたか否かを
判定する。判定結果が否、即ち、低温始動時で、未だ着
火していないと判断されるとぎは、ステップ２３０に進
む。このステップ２３０以下は、間欠噴射を行うための
ルーチンである。 即ち、各気筒の噴射をＮＥセセン４６の欠歯の通過回数
によってカウントすべく、ステップ２３０で、ＮＥセセ
ン４６により欠歯が検出されたか否かを判定する。ここ
で、第８図にＮＥセセン４６出力の例を示ず。図におい
て、立ち下がっている部分が欠歯検出位置である。 判定結果が正、即ち欠歯が検出されたとぎはステップ２
４０に進み、欠歯カウンタＫＫを、次式（１）のように
インクリメントして、ステップ２５０に進む。 ＫＫ＋−ＫＫ＋１　　　　　　・・・・・・（１）一方
、欠歯が検出されないときは欠歯カウンタＫＫをインク
リメントせずにステップ２５０に進む。 ステップ２５０では、欠歯カウンタＫＫが１以下か否か
を判定し、判定結果が正のときはステップ２６０に進み
、始動時燃料噴射量Ｑ　ｓｔａを零とし、無噴射を行う
ようにする。 一方、判定結果が否のときは欠歯カウンタＫＫが１を超
えると判断されるため、ステップ２７０に進んで、始動
時燃料噴射量Ｑ　ｓｔａを算出し、ステップ２８０で、
欠歯カウンタＫＫに零を入れてリセットする。 以上のように、ステップ２３０〜２８０においては、欠
歯を２回通過（ＫＫ＝２）するまでの間はＱＳｔａ＝Ｏ
で無噴射を行い（ステップ２６ｏ）、３回目には通常の
噴射を行って（ステップ２７０）、欠歯カウンタＫＫを
リセットする（ステップ２８０）。 即ち、低温始動時に着火信号が入るまでは、ある気筒で
噴射を行い、次の２回の実行時は無噴射となり、従って
、間欠噴射が行なわれる。このため、通常は、クランク
２回転で全気筒１回噴射が行なわれるところを、クラン
ク４回転で各１回噴射が行なわれることとなる。なお、
欠歯位置と、噴射位置の関係は、第８図に示す如くとな
り、図中符号Ｑｓで示ず位置で＠躬が行われる。又、欠
歯位置に対する間欠噴射の関係は所望の関係を選ぶこと
ができる。 一方、先のステップ２１０の判定結果が否、即ちエンジ
ン冷却水温が一２０°Ｃ以上のとき、ある　　　。 いは、ステップ２２０の判定結果が正、即ち着火　　　
′が検出されたときは、通常の始動時と判断されるため
、ステップ２９０に進む。ステップ２９０では、通常の
条件に従って始動時燃料噴射ｆｆ１Ｑｓｔａを算出する
。 なお、前記実施例においては、冷間始動時としてエンジ
ン冷却水温が一２０℃のときの始動時を考慮していたが
、低温始動時の条件はこれに限定されず、他の条件、例
えば外気温が一２５℃の条件を考慮スることができる。 又、前記実施例においては、第２図及び第゛３図に示し
た如き電子制御ディーゼルエンジンを例示したが、本発
明を採用して始動時燃料噴射量を制ｍ−＝ｒるディーゼ
ルエンジンは図に示されるものに限定されず、他のディ
ーゼルエンジンに本発明を採用することもできる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、低温始動時に、燃
料過多によるグロープラグの冷却を防止して失火を防ぎ
、従って、初爆までの時間を短くして低温始動性を向上
させることが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、本発明の要旨を示す流れ図、第２図は、本発
明が採用された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、前記ディーゼルエンジン中の電子制御ユニットの
電気的な構成を示すブロック線図、第４図は、本発明を
採用して、前記ディーゼルエンジンの始動時燃料噴射量
を算出するため第１実施例のルーチンを示ず流れ図、第
５図は、前記ルーチンで用いられる始動時撚Ｆ！Ｉ噴躬
徂を算出するためのマツプの例を示す線図、第６図は、
前記第１実施例で制御された燃料噴ＤＡ量の変化の例を
示す線図、第７図は、本発明を採用して前記始動時燃料
噴射量を算出するための第２実施例のルーチンを示ず流
れ図、第８図は、前記第２実施例の作用を説明するため
のＮＥセセン出力の欠歯位置と噴射位置の関係の例を示
す線図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ３６・・・グロープラグ、　　３８・・・着火センサ、
４０・・・水温センサ、　　　４２・・・噴射ポンプ、
４２Ｅ・・・エンジン回転（ＮＥ）パルサ、４６・・・
エンジン回転（ＮＥ）センサ、５０・・・電磁スピル弁
（ＳＰＶ）、 ５６・・・電子制御ユニット（ＥＣＵ）、Ｑ　Ｓｔａ・
・・始動時燃料噴射量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料の着火を検出する着火センサを有するデイー
   ゼルエンジンの燃料噴射量を制御するに際し、 低温始動時に、始動後から着火が検出されるまでの間の
   燃料噴射量を、該着火が検出された後よりも減量するこ
   とを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射量制御方
   法。