JPS6350648A - ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御方法 - 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噴射時期制御方法に係
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噴射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の始動時における従来の噴射時期制
御方法には、例えば、燃料噴射ポンプのタイマピストン
へ印加される燃料圧力を電磁弁によるデユーティ比制御
で制御する方式のものがある。かかる方式の制御におい
ては、第６図及び第７図に示される如く、平均エンジン
回転数ＮＥの上昇に伴い、気筒内の爆発力を確保し噴き
上がりを良くするため、始動時のデユーティ比Ｄ　ｓｔ
ａを小とするよう制御している。即ち、前記電磁弁によ
る燃料圧力（燃圧）開放時間を短くし噴射時期を進角し
ていた。 従って、従来の始動時における噴射時期制御方法におい
ては、始動時の低温状態における連続爆発中は、初期の
爆発時に比べ燃焼案内の壁面等の温度が高く着火時の燃
焼が速やかに行われるため、回転数ＮＥの上昇に伴い噴
射時期を速め、着火までに噴射される燃料を多くし、よ
り大きな爆発力を得るようにしている。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、前記のようにして従来の噴射時期制御方
法でディーゼルエンジンの始動時の運転を制御している
状態において、ある気筒が失火を生じた場合、第８図に
示されるように（図の場合失火気筒は１香気８（＃１”
）である）、平均エンジン回転数が極端に低下し、失火
していない他の気筒は迅速な燃焼が行われる状態にある
にも拘わらず、上記平均エンジン回転数ＮＥに従って噴
射時期（図中、始動時□ｕｔｙ比Ｄｕｔ’／ＳＴＡで示
す）が遅角するため、大きな爆発力が得られなくなって
しまう。更に、この場合、失火していない気筒の爆発に
より、ある程度平均エンジン回、転数ＮＥが上昇するた
め、失火した気筒の噴射時期が再び進んだ状態となり、
再失火する危険が大きく、上記不具合がより増大してし
まう場合がある。 従って、前記従来の噴射時期制御方法で始動時にｒｇ４
射時期が制御されると、失火した場合に始動時間が長く
なり、始動性が低下してしまうという問題点を有する。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、ある気筒が失火しても、着火気筒の爆発力を維持
し、又、前記失火気筒の再失火を防止して低温時の始動
性を向上できる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］ 本発明においては、ディーゼルエンジンの噴射時期制御
方法において、その要旨を第１図に示すように、ディー
ゼルエンジンの始動時に各気筒の噴射燃料の失火を判定
し、失火したと判定された場合、失火気筒の噴射時期は
所定値遅角さぜ、失火気筒以外の気筒の噴射時期は失火
判定前の状態に固定することにより、前記目的達成した
ものである。 （作用１ 本発明においては、ディーゼルエンジンの始動時に各気
筒の噴射燃料の失火を判定し、失火したと判定された場
合、失火気筒の噴射時期を所定値遅角させ、失火気筒以
外の気筒の噴射時期は失火判定前の状態に固定する。従
って、始動時に失火気筒が生じた場合着火気筒の爆発圧
力を維持でき、又、失火気筒の再失火を防ぐことができ
るため、始動性を向上させることができる。 【実施例］ 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。 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、ディーゼルエンジン１０へ
の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１
４Ｂ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下流側のベンチュリ１６には、
アイドル時等に吸入空気の流量をυｊ限するための、運
転席に配設されたアクセルペダル１７とＭ動して非線形
に＠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〉Ａ　ｃｃｐは、アクセル位置センサ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、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
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
タイミングυ１ｇ！Ｊ弁（以下、ＴＣＶと称する）４８
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用！ｌ
）１　ｂｉ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
後垂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、
基準佐賀センサ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ＥＣＵ３６の出力によって、前記ＶＳ
Ｖ２８．３０、グ０−ＩＪｔ／−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ＥＣｔＪ５６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ＣＰｔＪ５６Ａ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５６
Ｇを介して入力される前記吸気圧センサ３２出力、バッ
ファ５６）−１を介して入力される前記アクセル位置セ
ンサ２ｏ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）５６
Ｌ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、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
ボート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の同じ入力割込みボート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ＣＰｔＪ５６
Ａに直接取込むための波形整形回路５６Ｕと、前記ＣＰ
Ｕ５６Ａ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５６Ｖ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５６’ｖＶ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ω」回路５６
Ｘと、前記各描成は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とから描成されている。 ここで、前記波形整形回路５６Ｒ出力の着火信号を、Ｃ
ＰＵ５６Ａの入力割込みボート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
込みボート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、実施例の作用を説明する。 本実施例におけるディーゼルエンジンの噴射時期の制６
１１は、第４図に示されるような流れ図に従って実行さ
れる。この場合、図示されないメインルーチンでは、エ
ンジン回転数ＮＥの平均値で始動時のデユーティ比（補
正始動時デユーティ比）Ｑ　ｓｔａを求めている。 即ち、図の制御ルーチンは、入力割込み毎に起動するイ
ンプットキャプチャーインタラブト（ＩＣ＋）であり、
実施例の場合、前記クランク角で１１．２５°ＣＡ毎に
発生するエンジン回転数ＮＥパルスにより割込みがかか
ると起動する。 このルーチンが起動するとステップ１００で、前回の起
動時刻Ｂ　ＣＡ　ｐｔと今回の起動時刻ＣＡｐ、ｔとの
差を次式（１）で算出し、ＮＥパルス間１ｉＴＮｉｎｔ
に入れる。 Ｔ　Ｎ　ｉｎｔ　４−ＯＡｌ）ｔ　−Ｂ　ｃＡｐｔ　　
・＝−・・・・・（１）そして、ステップ１１０で、次
回の起動に備え今回起動時刻ＣＡ　ｐｔを前回起動時刻
ＢＣＡｐｔに入れる。次いで、ステップ１２０で、ＮＥ
パルス番号ＣＮ１ｒｑを更新する。なお、このＮＥパル
ス番号（ＪＪｉｒｑとエンジン運転状態の関係は第５図
の如くであり、その値はＯ→１→・・・→１３→○の如
く変化する。図中、ＮＥパルス番号１３，０間は欠歯部
とされ、実施例の場合３３．７５℃Ａである。 次いでステップ１３０．１４０でＮＥパルス番号ＣＮ１
ｒｑが零ならば気筒番号１を更新し、零でない場合はス
テップ１５０に進む。この気筒番号ｉは○→１→２→３
→０の如（更新される。 そしてステップ１５０で、前記ＮＥパルス番号ＣＮ１ｒ
ｑが５であるか否かを判定し、判定結果が正のときはス
テップ２２０以下に進み、否のとぎはステップ１６０以
下に進む。ステップ１６０では、ＮＥパルス番号ＣＮ１
ｒｑが１３であればステップ１７０に進み、始動状態、
即ち例えばスタータ信号が入力されていて、且つ、エン
ジン回転数ＮＥが９０　Ｏｒｐｍ以下であるか否かを判
定し、判定結果が正のときはステップ１８０に進む。ス
テップ１８０では、今回のＮ「パルス間隔ＴＮｉｎｔ即
ち△ＴＤＣ９０″ＣＡ（クランク上死点後９０”ＣＡ）
近傍のＮＥパルス間隔Ｔ　Ｎ　ｉｎｔが、前回のＮＥパ
ルス１Ｓｉｌ隔ＴＮｉｎｔＨ即ち直前の上死点（以下、
ＴＤＣと称する）近傍のＮＥパルス間隔ＴＮｉｎｔの０
．９倍より大（ＴＮｉｎｔ≧０６９×ＴＮｉｎｔｉ）で
あるか否かを判定する。判定結果が正のときはｉ番気筒
が失火状態であると判断されるので、ステップ１９０で
、ｉ番気筒の補正始ｖＪ時のデユーティ比ＤｓｔａＨに
１５（％）を入れて記惚スる。次いで、ステップ２００
で失火カウンタＣｍ１ｓｆに３を入れ、ステップ２１０
で、記憶されている９０°ＣＡ前（失火前）の補正始動
時デユーティ比［）ｓｔａ、即ち後述のＤ　ｓｔａｍを
、失火時の固定デユーティ比Ｑ　５ｔａｂに入れ、その
後ステップ２９０に進む。 一方、ステップ１６０〜１８０の判定結果が否のときも
ステップ２９０に進む。この場合、前記ｉ番気筒の補正
始動時デユーティ比［）Ｓｔａｉは零のままである。 一方、先のステップ１５０の判定結果が正、即ちＮＥパ
ルス番号ＣＮ１ｒｑが５ならばステップ２２０で、まず
現在の補正始動時デユーティ比Ｄａｔａをメモリ□　ｓ
ｔａｍに一旦入れて記憶し、その後ステップ２３０に進
み、失火カウンタＣＩｎ１Ｓｆが零であるか否かを判定
する。判定結果が正のときは、失火していないかあるい
は失火後７２０″ＣＡ以上経過しているため、補正始動
時デユーティ比Ｄｓｔａはメインルーチンで算出された
ままの値としてステップ２６０に進む。 一方、判定結果が否のときは、失火後７２０゛ＣΔ以内
であるためステップ２４０で、前記失火カウンタＣｍ１
ｓｒから１を引いてデクリメントし、ステップ２５０で
、前ｉ［した失火時の固定デユーティ比Ｑ　５ｔａｂを
新たに補正始動時デユーティ比Ｄｓｔａとする。このよ
うに補正始動時デユーティ比□ｓｔａを決定するのは、
メインルーチンよりＩＯ２割込みルーチンの方が優先度
が高いためである。 次いでステップ２６０で、前記補正始動時デユーティ比
Ｄ　ｓｔａに数寄気筒の補正始動時デユーティ比Ｄ　Ｓ
ｊａ　（ｉ−１）を次式（２）のようにして加え、最終
始動時デユーティ比［）　５ｔａ−とする。 Ｄｓｔａ　＝　←Ｄｓｔａ　＋Ｄｓｔａ　（ｉ＋＋　＋
　　−（２）この最終始動時デユーティ比□ｓｔａ”で
ＴＣＶ４８を制御すれば、第５図に示す如く、今回の気
筒の噴射時期に干渉することなく、余裕を持って次の気
筒の噴射時期を制御することができる。なお、気筒番号
ｉ−３のときは、ｉ＋ｉ−Ｑとして前記Ｒ終始励時デユ
−ティ比ｏ　５ｔａ−を算出する。 そして、ステップ２７０で、現在はぼＴＤＣとなってい
る気筒の補正始動時デユーティ比□　５ｔａｉを零とし
、ステップ２８０で、今回のパルス間隔ＴＮｉｎｔをＴ
ＤＣ近傍パルス間隔Ｔ　Ｎ　！’ｎｊ　ｉとする。そし
て、ステップ２９０で、ＮＥパルス番号ＣＮ１ｒｑが１
．５．９．１３であるならば、１８０″ＣＡ間の平均エ
ンジン回転数ＮＥを算出し、それ以外のときはこのルー
チンを一旦終了し、次の割込みが入るまで侍医する。 なお、ステップ１８０においては、１番気筒が失火状態
にあるか否かを判定するため、ＡＴＤＣ９０″ＣＡ近傍
のＮＥパルス間隔ＴＮｉｎｔ、即ち所定クランク角所要
時間が、直前のＴＤＣ近傍のＮＥパルス間隔ＴＮｉｎｔ
ｉに対し０．９倍以上であるか否かで判定していた。し
かしながら、判定するための倍率は０．９倍に限定され
るものではなく、例えば０．８０〜１．００倍の範囲で
判定し、次回のその気筒の始動時に噴射時期を通常算出
される始動時の噴射時期より所定量だけ遅角することも
できる。又、ステップ１８０の如く、ＮＥパルス間隔で
失火状態を検出する代わりに、ＡＴＤＣ９０°ＣＡにお
ける平均エンジン回転数ＮＥが直前のエンジン回転数よ
り小であることをもって失火を判定することもできる。 又、ステップ１８０で失火が判定されたときから７２０
’　ＣＡ間にある失火気筒以外の失火気筒の噴射時期を
、（２）式のように失火判定直前の始動時の噴射時期、
又は、該始動時噴射時期より所定量だけ遅角したものと
することができる。これにより、複数の気筒が失火した
場合に、それら複数の気筒を共に遅角させることができ
る。 なお、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過給機
付き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、ある気筒に失火が
発生しても、着火気筒の爆発力を維持し、又、失火気筒
の再失火を防止し、低温時におけるディーゼルエンジン
の始動性を向上させる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、本発明の要旨を示す流れ図、第２図は、本発
明が実施される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、前記実施例の作用を説
明するための、ＩＣＩ割込みルーチンを示す流れ図、第
５図は、同じく、ＮＥパルス番号とエンジン運転状態の
関係の例を示す線図、第６図は、始動時にデユーティ比
制御をするためのエンジン回ｔａに対するデユーティ比
の例を示す線図、第７図は、同じく、各エンジン回転数
に対するデユーティ比と噴射時期の関係の例を示す線図
、第８図は、失火時のデユーティ比とエンジ回転速度の
関係の例を示Ｖ線図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ４２・・・噴射ポンプ、 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）、Ｃｍ１ｓｆ・・・失火カウ
ンタ、 Ｄ　ｓｔａ・・・補正始動時デユーティ比。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　デイーゼルエンジンの始動時に各気筒の噴射燃
   料の失火を判定し、 失火したと判定された場合、失火気筒の噴射時期は所定
   値遅角させ、失火気筒以外の気筒の噴射時期は失火判定
   前の状態に固定することを特徴とするデイーゼルエンジ
   ンの噴射時期制御方法。