JPH023023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンにおける燃料噴射ポンプの燃
料調量装置に関し、特に、多シリンダエンジンの
シリンダ相互間における燃料噴射量のバラツキ
を、燃料噴射ポンプの燃料溢流通路に設置された
流量制御弁を各シリンダに対応して開弁制御する
ことにより修正するようにした燃料調量装置に関
するものである。

従来、エンジンに使用される燃料噴射ポンプ
は、エンジン回転数とスロツトルの踏み込み量に
応じて動くガバナレバーにより燃料噴射量を全気
筒共通に一律に制御していた。

しかし、製造公差あるいは経時変化などにより
気筒相互間で燃料噴射弁の開口面積にバラツキを
生ずるなどして気筒別の燃料噴射量にバラツキを
生じ、その結果安定した燃焼が得られず、排ガス
中の有害成分が増大したり特にアイドル回転時に
おけるドライバビリテイを損うというような問題
が生じ易かつた。

本発明は上記の点を解決することを目的とし、
各気筒毎に適正な燃料噴射量が得られ上記の如き
エミツシヨンを良好にすることができしかもドラ
イバビリテイの向上を図るものである。

このため本発明は多シリンダエンジンの各シリ
ンダに対応するエンジン回転速度に応じて燃料噴
射量を調節する燃料噴射ポンプの燃料調量装置で
あつて、該エンジンの回転速度を検出する回転速
度センサと、該エンジンの負荷量を示す信号を出
力するエンジン負荷センサと、上記エンジンの回
転速度にもとづくエンジン平均回転速度と負荷量
とから基本制御量を演算すると共に、上記エンジ
ンの平均回転速度と各シリンダに対応する回転速
度との偏差に応じてシリンダ毎の学習値を算出
し、上記基本制御量をシリンダ毎の学習値により
補正することによりシリンダ毎の制御量を算出す
る制御回路と、噴射ポンプの燃料溢流通路に設置
され、かつ、上記制御回路による制御量のデータ
にもとづく制御信号を受け各シリンダ間の燃料噴
射量の不均量を補正するように開弁動作する電磁
弁とを備えたことを特徴とする。以下図面を参照
しつつ本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体構成図を示
す。

第１図において、分配型であつてフエイスカム
式の燃料噴射ポンプの本体１には、燃料の吸入、
圧縮及び分配を行うプランジヤ２が嵌入される。
該プランジヤ２の先端はポンプ本体１と共に圧力
室５を形成する。他端はフエイスカム３が取りつ
けられると共にエンジンのドライブシヤフトと連
結される。該フエイスカム３はローラ保持器１４
に固定されたローラピン３２で支承されたローラ
３１と当接している。従つて、前記プランジヤ２
は回転しながら、図示矢印ａ，ｂ方向に往復動す
るようになされる。又、前記プランジヤ２には燃
料吸入、分配及び溢流用の各ポートが設けられ、
回転に伴つてポンプ本体１に設けられた吸入通路
１０、分配通路６及び溢流通路７とそれぞれタイ
ミング良く合致するようになされている。分配通
路６の末端は吸い戻し弁４を介して噴射ノズルへ
連結され、溢流通路７の間は溢流制御用の電磁弁
８を介して燃料吸入側へ連結されている。

一方、ECU即ち制御回路９には、エンジンの
クランク軸に取り付けられたリングギアと電磁ピ
ツクアツプとからなる回転速度センサ１１、車両
のアクセルペダルの踏み込み具合を検出するポテ
ンシヨメータ等からなるエンジン負荷センサ１
２、又、必要に応じてアクセルが踏み込まれない
状態を検出するアイドルスイツチ１３、更に例え
ばエンジンの冷却水温度、吸入空気温度、大気
圧、吸気圧等を検出する各種センサ１５及び気筒
判別センサ１６が接続される。ECU９はこれら
の入力信号に基づいて所定の演算処理を行い電磁
弁８の開弁時期を決定し対応する指令信号を出力
する。

次に、本実施例の作用を説明する。

プランジヤ２とフエイスカム３はエンジンの回
転に同期して回転しつつ、１回転に気筒数分だけ
往復動し、該１往復動を１サイクルとし、各サイ
クル毎に先ずプランジヤ２の下降時（図示矢印ａ
方向の動作）に吸入通路１０から圧力室５内へ燃
料を吸入し、続いてフエイスカム３がローラ３１
に乗り上げてプランジヤ２を押し上げて上昇工程
（図示矢印ｂ方向の動作）に入ると、プランジヤ
２の回転につれて吸入通路１０は塞がれ、吸入さ
れた燃料は圧力室５内で圧縮され、引き続いて分
配通路６が開口して、高圧燃料は吸い戻し弁４の
閉弁圧力に打つ克つてノズルから噴射され、更に
所定時間経過後電磁弁８を通電すると、高圧燃料
は溢流通路７を通つて低圧側へ溢流して圧力が低
下してノズルからの噴射は終了する。

前記電磁弁８の開弁時期はECU９からエンジ
ンの運転状況に応じて各シリンダ毎の最適値に演
算指令されるものである。

第２図は制御回路９のブロツク図を示し、１０
０は気筒毎の制御量を演算するマイクロプロセツ
サ（CPU）である。１０１は入力カウンタであ
り、回転速度センサ１１からの信号よりエンジン
回転速度をカウントする。またこの信号カウンタ
１０１はエンジン回転に同期して割り込み制御部
１０２に割り込み指令信号を送る。割り込み制御
部１０２はこの信号を受けると、コモンバス１５
０を通じてマイクロプロセツサ１００に割り込み
信号を出力する。又入力カウンタ１０１には基準
のシリンダを示すパルス信号を発生するシリンダ
判別センサ１６が接続され、そのシリンダを示す
デジタル２進信号をマイクロプロセツサ１００に
伝達する。１０３はＡ−Ｄ変換器から成るアナロ
グの入力ポートであつて、エンジン負荷センサ１
２からの信号をＡ−Ｄ変換してマイクロプロセツ
サ１００に読み込ませる機能を持つ。これら各ユ
ニツト１０１，１０２，１０３の出力情報はコモ
ンバス１５０を通してマイクロプロセツサ１００
に伝達される。１０５は電源回路で後述する
RAM１０６に電力を供給する。１７はバツテ
リ、１８はキースイツチであるが電源回路１０５
はキースイツチ１８を通さず直接、バツテリ１７
に接続されている。よつて後述するRAM１０６
はキースイツチ１８のオン・オフに関係無く常時
電源が印加されている。１０４も電源回路である
がキースイツチ１８を通してバツチリ１７に接続
されている。電源回路１０４は後述するRAM１
０６以外の部分に電源を供給する。１０６はプロ
グラム動作中一時使用される一時記憶ユニツト
（RAM）であるが前述の様にキースイツチ１８
のオン・オフに関係なく常時電源が印加されキー
スイツチ１８をオフにして機関の運転を停止して
も記憶内容が消失しない構成となつていて不揮発
性メモリをなす。１０７は通常の一時記憶メモ
リ、１０８はプログラムや各種の定数等を記憶し
ておく読み出し専用メモリ（ROM）である。１
１０は、電磁弁８に制御信号を送る出力回路であ
り、ラツチ、ダウンカウンタ、増幅回路等を含
み、CPU１００で演算された制御量を示すデー
タに基づいて電磁弁８を開弁させる。電磁弁８は
出力回路１１０からの駆動信号を受けて開弁動作
を行い、燃料を燃料溢流通路７を経て溢流させ
る。１１１はタイマーであつて、クロツクパルス
信号を発生して経過時間を測定し、CPU１００
にクロツク信号を出力したり、割り込み制御部１
０２に時間割り込み信号を出力する。入力カウン
タ１０１は回転速度センサ１１の出力によりエン
ジン半回転に１回、エンジン回転速度を測定し、
その測定の終了時に割り込み制御部１０２に割り
込み指令信号を供給する。割り込み制御部１０２
はその信号から割り込み信号を発生し、マイクロ
プロセツサ１００に制御量の演算を行なう割り込
み処理ルーチンを実行させる。

尚、回転速度センサ１１は、エンジンのクラン
ク軸の回転速度を検出し、回転速度に応じた周波
数のパルス信号を出力する。

シリンダ判別センサ１６は各シリンダの燃焼順
序に応じて燃料を供給する各シリンダを特定する
ため基準となる第１シリンダの噴射時にパルス信
号を出力する。

エンジン負荷センサ１２は、エンジンの負荷に
応じたアナログ電圧信号を入力ポート１０３に出
力する。

第３図はマイクロプロセツサ１００の概略フロ
ーチヤートを示す。以下、このフローチヤートに
もとづきマイクロプロセツサ１００の機能を説明
すると共に構成全体の作動をも説明する。

キースイツチ１８がオンすると同時に、ROM
１０８内に予め用意されたプログラムがスタート
し、まず後続の処理に先立つて初期化の処理を実
行する。

ステツプ２００では回転速度センサ１１による
回転速度Ｎからエンジン平均回転速度を算出す
ると共に、エンジン負荷センサ１２からエンジン
負荷量αを取り込み、これらのデータ、αから
基本制御量T₀を算出する。

ステツプ２０１ではシリンダに対応した学習値
を補正する為、シリンダｉの判定をシリンダ判別
センサ１６からのＧ信号入力後の回転速度センサ
１１からのＮ信号の入力回数により行う。

ステツプ２０２で不揮発性メモリ１０６内にあ
る上記判定されたシリンダｉに対応する学習値
Kiを取り出し、ステツプ２０３では学習値Kiに
より基本制御量T₀を補正して制御量TiをT₀×
（１＋Ki）とし、ステツプ２０４で出力する。

ステツプ２０５〜２０６の間では、エンジン負
荷およびエンジンの回転速度の安定状態を判別
し、安定状態の時のみステツプ２０７へ進む。非
安定状態の時はステツプ２２２へ進み、メモリ１
０６内の後述するエンジン回転速度積算値ΣNiを
クリアして偏つたエンジン回転数データで学習値
の補正をしない様にしている。

上述の安定状態の判別は次の様に実施してい
る。即ち、ステツプ２０５ではエンジン回転速度
変化量およびエンジン負荷変化量（ΔN＝Ni_-1−
NiおよびΔα＝αi_-1−αi）がそれぞれ各所定値以
下かどうかを判別し、当該変化量が所定値以下の
場合は更にステツプ２０６に進み、確実な学習の
ために、負荷変化が無くなつてからエンジン状態
が安定になるまでのデイレイ判定を行なう。そし
て所定デイレイ後はステツプ２０７に進む。

ステツプ２０７から２１２間では学習のための
気筒別のエンジン回転速度Niを取り込み後述す
るステツプ２１３における比較基準を算出する。
即ちステツプ２０７では燃料噴射後の燃料がエン
ジントルクとして反映されるまのデイレイを考慮
し、所定デイレイ中はそのルーチンから抜けてス
テツプ２２２へ進むが、所定デイレイ後はステツ
プ２０８に進む。

ステツプ２０８では燃料がエンジン出力として
反映された時の気筒別のエンジン回転速度Niを
取り込み、ステツプ２０９に進んで、メモリ１０
６内にあるエンジン燃料積算値ΣNiに加えて新た
なΣNiとする。

ステツプ２１０では前ステツプ２０９で算出し
たエンジン回転速度積算値ΣNiをメモリ１０６に
格納する。

ステツプ２１１ではエンジン回転速度Niの取
り込み回数が所定回数（気筒数の整数倍例えば４
回）と一致したかどうかを判定し、所定回数に満
たない場合は本ルーチンから抜けてステツプ２０
０にジヤンプするが、所定回数になつた場合には
ステツプ２１２に進む。

ステツプ２１２では所定回数取り込んだ後のエ
ンジン回転速度積算値ΣNiの平均値を算出し
て、ステツプ２１３では該平均値と気筒別のエ
ンジン回転速度Niとの差（ΔN＝Ni−）が正
か、負かあるいは等しいかの判別を行ない、エン
ジン回転速度Niが平均値より大きい場合は当
該気筒の燃料噴射量が多いと判定しステツプ２１
６に進むが、エンジン回転速度Niが平均値よ
り小さい場合は当該気筒の燃料噴射量が少ないと
判定してステツプ２１４に進み、エンジン回転速
度Niが平均値と等しい場合はステツプ２１５
に進む。

ステツプ２１６ではステツプ２０３での制御量
Tiから単位補正量ΔTiを減じ、ステツプ２１４
では制御量Tiに単位補正量ΔTiを加え、ステツ
プ２１５では制御量Tiをそのままとし、それぞ
れ補正制御量Ti′とする。

ステツプ２１７では補正制御量Ti′と基本制御
量T₀との差をとり、単位補正量積算値（ΣΔT）
ｉを求める。

ステツプ２１８ではステツプ２１７で求めた単
位補正量積算値（ΣΔT）ｉが所定値以上である
かどうかを判別し、所定値以上の場合は何らかの
異常があるとしてステツプ２１９へ進み、学習値
Kiをクリアする。一方、所定値未満の場合は正
常としてステツプ２２０で単位補正量積算値
（ΣΔT）ｉとステツプ２００で求めた基本制御量
T₀との比を新たな学習値Kiとして求める。

ステツプ２２１では学習量Kiを不揮発性メモ
リ１０６に記憶して、次回の制御量Ti算出に利
用する。

マイクロプロセツサの機能は以上の通りであ
る。以上の様にして気筒別の学習値Kiを補正し
各シリンダ相互間の燃料噴射量差をなくすように
電磁弁８のシリンダ毎の開弁時期を決定する。

第４ａ図および第４ｂ図は上述した如き実施例
を従来例と比較して具体的に説明するためのタイ
ムチヤートを示しており、第４ａ図が従来例に対
応するもの、第４ｂ図が本実施例に対応するもの
として表わしている。

従来の方法においては、第４ａ図に図示する如
く、エンジン回転速度Ｎが気筒間での供給燃料量
のバラツキによりａに示す如く気筒間でバラツキ
を生じていても、基本制御量T₀を一定に設定し、
かつ学習値Ｋがないため制御量Ｔはｂに示す如く
一定となり、このため供給燃料量ｑはｃに示す如
く依然として気筒間でバラツキをもち、この結果
エンジン回転速度Ｎは修正されず気筒間でバラツ
キを生じたままの状態とされる。

これに対し、本実施例においては、第４ａ図の
ａに示す如くエンジン回転速度Ｎにバラツキが発
生すると、第３図で上述した如く、学習値Ｋを気
筒別に補正するため、第４ｂ図に図示する如く制
御量Ｔはｂに示す如く気筒別に補正され、この結
果供給燃料量ｑはｃに示す如く気筒間でのバラツ
キが解消されて全気筒について略同一の値をもつ
ようになる。従つてエンジン回転速度Ｎはａに示
す如く気筒間でのバラツキが解消し全気筒につい
て略同一の値となり回転ムラのない運転状態とな
る。

以上説明した如く、本発明に多シリンダエンジ
ンの各シリンダに対応するエンジン回転速度に応
じて燃料噴射量を調節する燃料噴射ポンプの燃料
調量装置であつて、該エンジンの回転速度を検出
する回転速度センサと、該エンジンの負荷量を示
す信号を出力するエンジン負荷センサと、上記エ
ンジンの回転速度にもとづくエンジン平均回転速
度と負荷量とから基本制御量を演算すると共に、
上記エンジンの平均回転速度と各シリンダに対応
する回転速度との偏差に応じてシリンダ毎の学習
値を算出し、上記基本制御量をシリンダ毎の学習
値により補正することによりシリンダ毎の制御量
を算出する制御回路と、噴射ポンプの燃料溢流通
路に設置され、かつ、上記制御回路による制御量
のデータにもとづく制御信号を受け各シリンダ間
の燃料噴射量の不均量を補正するように開弁動作
する電磁弁とを備えてなる。

このため本発明によれば気筒間で燃料噴射量に
バラツキを生ずるようになつても適切な修正を行
なうため全気筒について均一な燃料噴射量に補正
でき、このためエミツシヨンの改善、ドライバビ
リテイの向上を充分に達成することが可能にな
る。更にアイドル運転の安定性上により燃費の改
善を図ることもできる。

上述した実施例では基本制御量T₀の大小に無
関係に学習値Kiを定め補正を行なつているが、
基本制御量T₀の値に応じて学習値Kiを定め該定
められた学習値Kiにより補正を行なうようにし
てもよい。

また本発明の構成要素である電磁弁は１個に限
定されるものではなく、複数個例えば気筒と同数
個でそれぞれ対応する気筒の噴射量を制御するも
のであつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例全体構成、第２図は
その電気ブロツク構成、第３図は本実施例の処理
の一例を表わすフローチヤート、第４ａ図は従来
例の説明図、第４ｂ図は本発明の説明図をそれぞ
れ示す。 １…燃料噴射ポンプ本体、７…燃料溢流通路、
８…電磁弁、９…制御回路、１１…回転速度セン
サ、１２…エンジン負荷センサ、１６…気筒判別
センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各シリンダエンジンの各シリンダに対応する
   エンジン回転速度に応じて燃料噴射量を調節する
   燃料噴射ポンプの燃料調量装置であつて、該エン
   ジンの回転速度を検出する回転速度センサと、該
   エンジンの負荷量を示す信号を出力するエンジン
   負荷センサと、上記エンジンの回転速度にもとづ
   くエンジン平均回転速度と負荷量とから基本制御
   量を演算すると共に、上記エンジンの平均回転速
   度と各シリンダに対応する回転速度との偏差に応
   じてシリンダ毎の学習値を算出し、上記基本制御
   量をシリンダ毎の学習値により補正することによ
   りシリンダ毎の制御量を算出する制御回路と、噴
   射ポンプの燃料溢流通路に設置され、かつ、上記
   制御回路による制御量のデータにもとづく制御信
   号を受け各シリンダ間の燃料噴射量の不均量を補
   正するように開弁動作する電磁弁とを備えたこと
   を特徴とする燃料噴射ポンプの燃料調量装置。