WO1989005393A1 - Fuel injection control apparatus for supercharged diesel engine - Google Patents

Description

明 細 ¾ 過給機付きデ ィ ーゼル機関の燃料 m制 ^ g 技 術 分 野

こ の発明は 、 過給機を炅えた τ ィ ーゼル機 mの燃料 噴射制御装置 に関 し 、 詳 し く は過給機のブース 卜 圧 に 対応 し て燃 i の噴射量を制御する燃斜 噴射制御装置 に 関す る 。 背 景 技 ¾

一般に 、 過給機 ディ ーゼル機閔で は 、 急加逸運転 時にブ ース 卜 玨 に ¾ 応 し た噴射 a以上 の燧 : が噴射さ れる こ と があ り 、 こ のため燃焼が不完全 と な っ て排気 ガス中 に黒煙が発生 す る問題点がぁ つ た 。 こ の よ う な 問題点を解決するた め從来で はブ一ス 卜 コ ンペ ンセ一 夕 と 称さ れる別部材の裝匿を燃料噴射制御装 E に取付 け 、 こ のブース 卜 コ ンペ ンセー タ に よ り ブース 卜 に 応 じ た燃料噴 aの上 限 βを制御 し 、 拔 ス 中 に 煙が発生 する こ と を防止 する よ う に し て いた _c

ま た 、 従来で は上述 し た問題点を解決する ため 、 m 制 噴射制 s置を構成す る コ ン 卜 ロ ーラ の記 '匿装置 に 、 予め急加速 ¾ に おけるブース 卜 圧変化の最多平均値を 記惶させ る と と も に 、 こ の よ う な 、 ブース 卜 圧変化の 最多平均値 に好適な燃料噴射 £iを記憶さ せ 、 こ れ ら の ip, ¾情 に づいて 急 谏 m に おけ るブ一ス 卜 &変化 に 応する よ う に燃料噴射 を制御 し排気ガス中 に黒 煙が発生 する こ とを防止する よ う に して いた 。

と こ ろで、 上述 した従来の燃料噴射制御装置のう ち 、 ブース 卜 コ ンペンセータ を使用 するものにあ っ て は 、 別部材であるブース 卜 コ ンペンセータ を使用するため、 部品点数が多 く なるばか り でな く 、 燃料噴射制御装置 そのものが高価 となる問題点があ っ た 。

ます ：燃料噴射制御装置を構成するコ ン 卜 ロ ーラの 記憶装置に 、 予め急加速時におけ るブース 卜 圧変化の 最多平均値を記憶させ 、 ブース 卜 圧変化に対応する よ う に燃料噴射 を制御するものにあ っ て は、 & く ま で ブース 卜 圧変化の最多平均値に対応 して燃料噴射 Eを 制御するため 、 広範囲なブース 卜 圧変化に対応 して 好 適な燃料噴射量の制御を行う こ と は困難で、 こ のため しば しば急加速時に黒煙を発生する問題点があ っ た 。

この発明は上述 した事情に鑑み、 ブース 卜 コ ンペン セータ等の別部品 と しての装置を使用する こ とな く 、 急加速時に おけ る黒煙を発生を可及的に 防止す る よう に し た過給機付きデ ィ ーゼル機関の燃料噴射制御装置 を提供するこ とを目 的とする 。 発 明 の 開 示

この発明に係わる過給機付きディ ーゼル機関の燃 噴射制御裝置は、 燃料噴射量を制御するラ ッ ク 移動値 とア ク セル開度 と の関係、 各機関回転速度に ¾ 応す る 各ブース 卜 圧時における発煙限界のラ ッ ク 上限移動 と の関係、 各機閔回転速度 と各ブース 卜 圧時に おける 過給機の応答遅れの時定数 との閡係が予め設定さ れ記 億さ れて お り 、 ア ク セルを踏んだ際に 、 前記記憶情報 に基づいて ア ク セル開度に対 応す るラ ッ ク 移勁値を箅 出 し 、 算出されたラ ッ ク移動値が前記記憶情報 に基づ く 発煙限界のラ ッ ク 上限移動値よ り も小さ い場合 は 、 算出されたラ ッ ク移動値に基づいて燃料噴射 fiを制御 するァ ク チ ユ エー タ を作動さ せ る と とも に 、 前記算出 さ れた ラ ッ ク移動値が発煙限界のラ ッ ク 上限移動値 よ り も大き い場合 は 、 ラ ッ ク 上限移動値に基づいて 前記 ァ ク チ ユ エー タ を作動さ せ 、 さ ら に過給機の応答特性 を考慮 し た時間の絰過後、 再び上述 した記懔情報に基 づき上述 した手順を繰 り 返すコ ン ト ロ ーラ を具えて お り 、 こ のよ う な 、 コ ン 卜 ロ ーラ に よ り 、 いかなる急加 速運転時 において もプ一ス 卜 圧 に対応 した好適な量の 燃料を噴射させて 、 過給機付きデ ィ ーゼル機関の排気 ガス中 に黒煙を発生さ せ ない よ う に し たものである 。

図面の簡単な説明

第 1 図 は こ の発明 に係わる燃料噴射制御装置を説明 するプ ロ ッ ク 図。

第 2 図 （ a ) 乃至第 2 図 （ d ) はコ ン ト u —ラ 内 に 予めマ ッ プ情報 と して 設定さ れ記憶さ れる情報の種類 を示す図。

第 3 図 は 、 こ の発明 に係わる燃料噴射制御装:置の コ ン ト ロ ーラ の制 手 I を示 フ L!一チ ヤ一 卜 である 発明を実施するための最良の形態

以下 、 この発明 に係わる燃料噴射制 ϋ裝置の一実施 例を詳述する c

第 Ί 図はこの発明 に係わる燃料噴射制御装置を示す プ ロ ッ ク 図である。

この燃料噴射制御装置には燃料ボンプに燃料噴射量 を調節するラ ッ クか らなるァ クチ ユ エータ 2 が配設さ れてお り 、 ま た 、 コ ン 卜 ロ ーラ Ί 内には第 2 図 （ a ) 乃至第 2 図 （ d ) で示すよ う に各座標要素の変化に対 応する情報が予め設定さ れ記憶さ れて いる 。

このう ち第 2 図 （ a ) は、 镞 §0のア ク セル開度 と 、 こ のア ク セル開度に対応する前記ァ ク チ ユ エー タ 2 の ラ ッ ク移動値 と の関係を二次元座標のマ ッ プ情報で示 し たものであ り 、 ま た第 2 図 （ b 〉 は名镞関回転速度 に対応する各ブース 卜圧時におけ る発煙陧界のラ ッ ク 上限移動値 との闋係を三次元座標のマ V プ情報で示 し た おのである ま た第 2 図 ( c ) は定常時の機関回耘 速度に対す る名ブース 卜 圧時におけ る前記ラ ッ ク移 ft 値 と の関係を三次元座標のマ ッ プ情報で示 し たもので ある 。 さ ら に第 2 図 （ d ) は各機関回転速度に対応す る各ブース 卜圧時に おける過給機の応答遅れの時定数 と の関係を三次元座標のマ ッ プ情報で示 し たものであ る。

なお、 第 2 図 （ a ) 乃至第 2 図 （ d ) 内に は各座標 要素の変化に基づき予め設定される具体的なマ ッ プ情 報は示 して いないが 、 これ らのマ ッ プ情報は実際使用 9/05393

一 5 —

するデ ィ ーゼル機関毎に 、 或い は実際使用 るデ ィ ー ゼル镞関の種類ご と に予め設定さ れ記憶さ れる こ と は 言 う ま でもない 。

次 に上述 した コ ン ト ロ ーラ 1 の作用 を第 3 図 に示す フ ロ ーチ ヤ一 卜 に よ り 詳述する 。

図示せぬデーゼル機閲を作動させ 、 し かる後ァ ク セ ルを踏み込む と 、 図示せ ぬア ク セル開度を検出する ァ ク セル開度検出セ ンサに よ り ア ク セル開度の情報が コ ン 卜 ロ ーラ 1 に入力 さ れ （ ステ ッ プ 1 0 0 ) 、 コ ン ト ロ ーラ 1 は伝達された ア ク セル開度の情報 に ® づき第 2 図 （ a 〉 に示すマ ッ プ情報か ら ア ク セル開度 に ¾ 応 し た好適なラ ッ ク移動値 R s を箅出する （ ス テ ッ プ 1 0 Ί )

次に 、 コ ン ト ロ ーラ Ί は図示せ ぬデ ィ ーゼル鏺関の 機関回転速度を検出する機関回転速度検出セ ンサか ら 入力 さ れる機閔回転速度の情報 に基づき第 2 図 （ b ) で示すマ ップ情報か ら発煙限界のラ ッ ク 上限移動値 R s 1 を算出す る （ ステ ッ プ 1 0 2 ) 。 し かる後、 コ ン 卜 ロ ーラ 1 は ス テ ッ プ 1 0 Ί で算 出 し た つ' ッ ク 移 ¾ Hi R a と ス テ ッ プ Ί 0 2 で箅出 し たラ ッ ク 上 限移動値 R s 1 と を比較 し （ ステ ッ プ 1 0 3 〉 、 R a ≤ R s 1 と 判断 し た場合 は R a のラ ッ ク移動値をァ ク チ ユ エ ー タ 2 ( 第 Ί 図 〉 に転送 し （ ステ ッ プ 1 0 4 ) 、 ァ ク チ ュ エ ータ 2 は転送さ れた R a のラ ッ ク 移動値に基づきラ ッ ク を制御する 。 し かる後、 コ ン 卜 ロ ーラ Ί は R s ¹ に等 し い ラ ッ ク 移動値 R s に づき第 2 図 （ ； 〉 ら ラ ッ ク 移動値 R s時のブース 卜 圧を算出 し （ ステ ッ プ 1 0 5 ) 、 さ ら にステ ッ プ Ί 0 5で算出されたブース 卜 圧に基づき第 2図 （ d ) か ら！!給機の応答時定数を 算出 し （ ステ ッ プ 1 G 6 ) 、 この応答時定数で設定さ れた時間 tの経過後再び機関回転センサか ら検出され る機関回転速度の情報に基づき第 2図 （ b ) で示すマ ッ プ情報か らステ ッ プ 1 0 2で示す発煙限界のラ ッ ク 上限移動値 R s 1 を算出 し以降はステ ッ プ Ί 0 2か ら ステ ッ プ Ί 0 6までの同様の処理を鞣 り 返す。

—方、 コ ン ト ロ ーラ 1 はステ ッ プ 1 0 3で、 ステ ツ プ 1 0 1 で算出 したラ ッ ク移動値 R a とステ ッ プ 1 0 2で算出 したラ ッ ク上限移動値 R s 1 とを比較 し 、 R a > s 1 と判断 した場合は、 コ ン ト ロ ーラ 1 は R s 1 に等いラ ッ ク移動値 R sをァ ク チ ユ エー タ 2 ( 第 Ί 図 ） に転送 し （ ステ ッ プ 1 0 7 ) 、 ァ ク チ ユ エータ 2 は転送された R sのラ ッ ク移動値に基づきラ ッ クを制 御する。 しかる後、. コ ン 卜 ロ ーラ 1 はステ ッ プ 1 0 8 で、 機関をラ ッ ク 移動値 R s に ¾応 し て加速させ 、 &, 降は上述 したステ ッ プ Ί 0 5以降の処理を同搔に実行 させる 。

以上説明 したよう に 、 こ の発明に係わる燃料噴射制 卸装置では加速時における燃料噴射量の決定を 、 機関 回転数及びマ ッ プ情報 と して予め記憶された過給機の ブース 卜 圧に対する発煙限界のラ ッ ク上限移動値に基 づいて制御するよ う に し たので、 急加速運転時にプー ス 卜 圧に対応 した噴射量の上限以上の燃科が噴射さ れ る こ とがな く 、 こ のた め排気ガス中 に おけ る黒煙の発 生が可及的に 防止さ れる 。 ま た 、 從来の如 く ブース 卜 コ ンペンセ ー タ 等の別部品を使用 する こ とな く 燃料噴 射制御装置を構成するコ ン 卜 ロ ーラ に よ り 排気ガス中 に おける黒煙の発生を可及的に 防止する よ う に し た の で 、 部品点数は増大せず、 こ のため こ の よ う な作用 を 有する燃料噴射制御装置を安価に提供す る こ と も出来 るこ と となる。

なお 、. こ の発明 は図示 し 、 解説さ れた実施例 に 限定 さ れるものではな く 、 特許請求の範囲内で各種の変形 例が考え ら れる 。 産業上 の利 可能性

以上説明 した よ う に 、 こ の発明に係わる燃料噴射制 御装置は 、 急加速運転時におけ る黒煙発生 の防止が要 求さ れる過給機付 きデ ィ ーゼル機関の燃料噴射制御裝 置 に適 して いる 。

Claims

IS 求 の 範 囲 過給機のブース ト 圧に応じて燃料の噴射 fiを制 御する過給機付きデ ィ ーゼル機関の燃料噴射制御装置 において 、

前記デ ィ ーゼル襟関への燃料噴射量を調節する ラ ッ クからなるァ ク チ ユ エータ と 、

前記ラ ッ クの移動値を検出するラ ッ ク値検出セ ンサ と、

前記デ ィ ーゼル機関の機関回転速度を検出す る 機関回転速度検出センサ と 、

ア ク セル開度を検出するア ク セル開度検出セ ン サ と 、

予め設定さ れた 、 ア ク セル開度の変化に対応 し た前記ラ ッ ク移動値 と 、 機 ϋ回転速度 とブース 卜圧の 変化に対応 した発煙限界のラ ッ ク上限移動値 と 、 機関 回転速度 とブース 卜 Sの変化に ¾ 応 し た 51給 ^の IS答 遅れ の時定数 とを記億 し 、 ア ク セル操作後に 、

( a ) 前記ア ク セル開度検出センサに よ り 検出さ れた ア ク セル開度に対応するラ ッ ク移動値を、 前記予め設 定され記憶された ア ク セル開度の変化に対応 した前記 ラ ッ ク移動値か ら算出する と ともに 、

( b ) 前記機関回転速度検出セ ンサに よ り 検出さ れた 機関回転速度に対応する発煙限界のラ ッ ク上限移動値 を 、 前記予め設定さ れ記億された镞関回転速度 とブー ス 卜 5の変化に対 応 し た 1煙限界のラ ッ ク 上陧移動修 か ら算出 し 、

( c ) 該算出された発煙限界のラ ッ ク 上限移動 i と前 記算出 し た ラ ッ ク 移動値 と を比較 し 、

( d ) 該箅出 したラ ッ ク移動値が前記発煙限界のラ ッ ク上限移動値よ り も小さ い場合 は 、 算出さ れた前記ラ ッ ク移動値に基づいて前記ァ ク チ ュ ユ ー タ のラ ッ ク を 作動させ る と とも に 、

( e ) 前記算出されたラ ッ ク移動値が前記発煙限界の ラ ッ ク 上限移動値よ り も大きい場合 は 、 前記箅出さ れ たラ ッ ク上限移動値に基づいて前記ァ ク チ ユ エ ー タ の ラ ッ ク を作動させ 、

( f ) さ ら に前記機関回転速度検出セ ンサに よ り 検出 さ れた機関回転速度に対 応する過給機の応答遅れの莳 定数を前記予め設定さ れ記憶さ れた機関回乾速度 とプ ース 卜 圧の変化 に対応 し た過給機の応答！:れの時定数 か ら算出 し 、

( Q ) 算出 した過給機の応答特性を者慮 し た時 ¾3の経 過後 、 再び前記 （ s ) か ら （ g 〉 ま での処 ®を繰 り 返 す コ ン 卜 ロ ーラ と

を具えた こ と を特徴 と する過給機付 き デ ィ ーゼ ル機関の燃料噴射制御装置。