JPH0442534B2 - - Google Patents

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JPH0442534B2
JPH0442534B2 JP60164963A JP16496385A JPH0442534B2 JP H0442534 B2 JPH0442534 B2 JP H0442534B2 JP 60164963 A JP60164963 A JP 60164963A JP 16496385 A JP16496385 A JP 16496385A JP H0442534 B2 JPH0442534 B2 JP H0442534B2
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Yoshasu Ito
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Keisuke Tsukamoto
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、デイーゼルエンジンの燃料噴射量補
正方法に係り、特に、電磁弁スピル式の燃料噴射
ポンプを備えた自動車用の電子制御デイーゼルエ
ンジンに用いるのに好適な、エンジン回転パルス
の位相ずれや電磁スピル弁の応答性のばらつきを
補正する手段を備え、該補正手段の出力に応じて
燃料噴射ポンプの制御信号を補正するようにした
デイーゼルエンジンの燃料噴射量補正方法の改良
に関する。
【従来の技術】
近年、電子制御技術、特にデジタル制御技術の
発達と共に、デイーゼルエンジンの燃料噴射ポン
プを電子的に制御するようにした、いわゆる電子
制御デイーゼルエンジンが実用化されている。 燃料噴射ポンプを電子制御する方法には種々あ
るが、その一つに、燃料噴射ポンプにおける燃料
のスピルを電磁弁で制御するようにした、いわゆ
る電磁スピル式の燃料噴射ポンプがある。この電
磁スピル式の燃料噴射ポンプにおいては、燃料噴
射量が目標値に達した時点で、電磁スピル弁によ
りスピルポートを開放して、燃料の圧送終りを制
御することにより、燃料噴射量を制御するように
している。 前記電磁スピル弁は、例えばノーマルオープン
タイプとされ、電子制御ユニツト(以下、ECU
と称する)において、アクセル開度やエンジン回
転数等から求められるスピル指令角度θにより、
エンジン回転パルス(以下、NEパルスと称す
る)の位置を基準としてオンオフ通電制御されて
いる。 この際に関して、出願人の一人による特開昭59
−134377では、NEパルスを発生するクランク角
センサの位置調整を不要とする技術が開示されて
いる。即ち、クランク角センサの組み付けずれに
よるNEパルスの位相ずれや電磁スピル弁の応答
性のばらつきを補正するための、位相補正抵抗
(以下、θ補正抵抗と称する)や応答性補正抵抗
(以下、τ補正抵抗と称する)を、例えば燃料噴
射ポンプに取付けて備えることができる。このθ
補正抵抗及びτ補正抵抗は、何れも、燃料噴射ポ
ンプの特性が規格噴射量となるように、出荷段階
で調整されている。 このような場合、ECUは、例えば、第5図に
示すような流れ図に従つて、電磁スピル弁をオフ
(スピルはオン)とするタイミングTSPonを算出
する。具体的には、まずステツプ110で、検出さ
れたエンジン回転数やアクセル開度からスピル指
令角度θを算出する。次いでステツプ112で、ス
ピル指令角度θに、エンジン回転パルサ(以下、
NEパルサと称する)の圧入ずれやエンジン回転
センサ(以下、NEセンサと称する)の位置ずれ
による噴射量変化を補正するための前記θ補正抵
抗からアナログ−デジタル変換して読込んだ、位
相補正値(以下、θ補正値と称する)Vrpを加え
た値θ+Vrp(゜CA)より、基準となるNEパル
スn(例えばn=2)を算出し、余りの角度を時
間に換算してTSPon′とする。次いでステツプ
114で、次式に示す計算を行つて、電磁スピル弁
をオフにする時期TSPonを求める。 TSPon←TSPon′+Vrt ……(1) ここで、Vrtは、前記τ補正抵抗からアナログ
−デジタル変換して読込んだ、電磁スピル弁の応
答遅れのばらつきによる噴射量変化を補正するた
めの応答性補正値(以下、τ補正値と称する)で
ある。 次いで、NEパルスによる割込みによつて、第
6図に示すようなNE割込みルーチンに入り、そ
のステツプ210で、NEパルスのn番目がきたか
否かを判定する。判定結果が正である場合には、
ステツプ212に進み、前出ステツプ114で算出され
たTSPonを割込みカウンタOCRにセツトして、
このルーチンを終了する。 このようにして、第7図に示す如く、NEパル
スn(=2)がきてから、TSPon後に電磁スピル
弁がオン状態からオフ状態にされ、スピルされ
て、燃料噴射が停止される。
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、前記θ補正抵抗やτ補正抵抗が
断線したり、バツテリのプラス電圧側に短絡した
場合には、θ補正値Vrpやτ補正値Vrtが過大と
なり、燃料噴射量も過大となつて、デイーゼルス
モークが非常に多くなるだけでなく、走行を継続
した場合には排気温度や燃焼室温度が上昇し、エ
ンジンの寿命を短縮してしまう可能性があつた。 又、逆に前記θ補正抵抗やτ補正抵抗が接地短
絡された時には、補正値が過小となり、燃焼噴射
量が過小となつて、運転性能が著しく低下する可
能性があつた。
【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、θ補正抵抗やτ補正抵抗等の故障
に拘わらず、デイーゼルスモークの悪化やエンジ
ンの寿命を短縮してしまうことを防ぐと共に、通
常の運転に比べ運転性能を大きく低下させること
のないデイーゼルエンジンの燃料噴射量補正方法
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、製品ばらつきであるエンジン回転パ
ルスのエンジン毎の定常的な位相ずれや電磁スピ
ル弁の応答性のエンジン毎の定常的なばらつきを
出荷前に補正するための固定の出力を供給する補
正手段を備え、該補正手段の出力に応じて燃料噴
射ポンプの制御信号を補正するようにしたデイー
ゼルエンジンの燃料噴射量補正方法において、前
記補正手段出力が通常範囲外、即ち調整して出荷
可能な製品ばらつきに対応した補正範囲外である
状態になつたことから、該補正手段の出力が異常
であることを検出する手順と、前記補正手段出力
の異常時には、このような異常時に固定の該補正
手段出力の代りに用いるため、該補正手段出力の
通常範囲でのばらつきに対応した予め設定されて
いる補正値に応じて、燃料噴射ポンプの制御信号
を固定値で補正する手順と、を含むことにより、
前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記固定値を、補正
手段出力のばらつきの下限値に近い値としたもの
である。
【作用】
本発明においては、NEパルスの位相ずれや電
磁スピル弁の応答性のばらつきを補正する手段を
備え、該補正手段の出力に応じて燃料噴射ポンプ
の制御信号を補正するに際して、該補正手段の出
力が通常の範囲であるか否かの判定により、該補
正手段出力の異常を検出している。 この補正手段の出力の大きさは、エンジン毎の
クランク角センサの組み付けずれの相違の範囲で
所定の分布となる。このとき、この分布に従つた
この補正手段の出力の大きさの通常の範囲を予め
把握しておくことにより、該補正手段の出力の異
常を正確に検出することができる。 又、この補正手段出力の異常が検出された時に
は、前記燃料噴射ポンプの制御信号を固定値で補
正するようにしている。 この固定値は、補正手段出力の通常のばらつき
に対応した値となつている。即ち、クランク角セ
ンサの調整の通常のばらつきに対応した値であ
る。 従つて、補正手段出力の異常時にも、過大又は
過小な補正が行われることがなく、デイーゼルス
モークの悪化やエンジンの損傷を防ぐと共に、通
常の運転に比べ運転性能を大きく低下させること
なく、全くの最低限よりはある程度の余裕をもつ
た運転が可能となる。又、一般には、正常時と大
差ない走行状態が得られる。 従来にも電子制御式燃料噴射装置の燃料噴射量
を決定する信号が過大となつたとき、異常と判定
し、この信号を予め設定されている設定値に置換
え、燃料噴射量を必要最低限程度まで抑え、運転
状態が変化しても燃料噴射量が一定あるいはほぼ
一定としてしまう技術が開示されている(特開昭
53−123728)。 しかしながら、本発明では、故障時に固定値を
用いるのは、NEパルスの定常的な位相ずれや電
磁スピル弁の応答性の定常的なばらつきを補正す
る補正手段出力に異常が検出されたときのみであ
る(発明者の一人が、既に、特開昭59−134377で
開示した技術の改善等が目的)。 従つて、通常のこれらの補正値に従つて、本発
明の異常時に用いられる固定値を定めれば、補正
手段出力に異常が検出されても、燃料噴射量は通
常適量に比べて極端に過不足することはない。即
ち、このような異常時においても、一般には、
NEパルスの定常的な位相ずれや電磁スピル弁の
応答性のばらつきによる影響の低減の効果が悪化
する程度に、異常による弊害を抑えることがで
き、多くは正常時と大差ない走行状態が得られ
る。なお、このときの燃料噴射量は、運転状態に
応じて制御されている。 又、前記固定値を、補正手段出力のばらつきの
下限値に近い値とした場合には、補正手段異常時
であつても、エンジンを損傷することなく、多く
は正常の走行よりやや劣る程度の走行を保証する
ことができる。
【実施例】
以下図面を参照して、本発明に係る燃料噴射量
補正方法が採用された、自動車用の電子制御デイ
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11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
ツサ14Bからなるターボチヤージヤ14が備え
られている。該ターボチヤージヤ14のタービン
14Aの上流側とコンプレツサ14Bの下流側
は、吸気圧の過上昇を防止するためのウエストゲ
ート弁15を介して連動されている。 前記コンプレツサ14B下流側のベンチユリ1
6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)
Accpは、アクセルセンサ20によつて検出され
ている。 前記主吸気絞り弁18と並列に副吸気絞り弁2
2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によつて制御されてい
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、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。 デイーゼルエンジン10のシリンダヘツド10
A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、デイ
ーゼルエンジン10のシリンダブロツク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、デイーゼルエンジン1
0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イードポンプ4
2B(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軸
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、例えば電磁ピツクアツプからなる基準位
置センサ44と、主として該基準位置センサ44
の取付け位置のずれを補正するためのθ補正抵抗
及び主として電磁スピル弁50の応答遅れのばら
つきを電気的に補正するためのτ補正抵抗からな
る補正抵抗45と、前記ポンプ駆動軸42Aに固
着されたNEパルサ42Eの回転変位から、エン
ジン回転角及び欠歯位置を検出するための、ロー
ラリング42Hに固定された、例えば電磁ピツク
アツプからなるNEセンサ46と、フエイスカム
42Fとプランジヤ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4
2H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42
Jの位置を制御することによつて噴射時期を制御
するためのタイマ制御弁(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
ヤ42Gからの燃料逃し時期を変化させることに
よつて燃料噴射量を制御するための電磁スピル弁
50と、異常時に燃料をカツトするための燃料カ
ツト弁(以下FCVと称する)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42
Lと、が備えられている。 前記吸気温センサ12、アクセルセンサ20、
吸気圧センサ32、着火時期センサ38、水温セ
ンサ40、基準位置センサ44、補正抵抗45、
NEセンサ46、キイスイツチ、エアコンスイツ
チ、ニユートラルセーフテイスイツチ出力、車速
信号等は、電子制御ユニツト(以下、ECUと称
する)56に入力されて処理され、該ECU56
の出力によつて、前記VSV28,30、TCV4
8、電磁スピル弁50、FCV52等が制御され
る。 前記ECU56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ツト(以
下、CPUと称する)56Aと、バツフア56B
を介して入力される前記水温センサ40出力、バ
ツフア56Cを介して入力される前記吸気温セン
サ12出力、バツフア56Dを介して入力される
前記吸気圧センサ32出力、バツフア56Eを介
して入力される前記アクセルセンサ20出力、バ
ツフア56Fを介して入力されるθ補正値Vrp、
バツフア56Gを介して入力されるτ補正値Vrt
等を順次取込むためのマルチプレクサ(以下、
MPXと称する)56Hと、該MPX56H出力の
アナログ信号をデジタル信号に変換してCPU5
6Aに取込むためのアナログ−デジタル変換器
(以下、A/D変換器と称する)56Jと、前記
NEセンサ46出力を波形整形してCPU56Aに
取込むための波形整形回路56Kと、前記基準位
置センサ44出力を波形整形してCPU56Aに
取込むための波形整形回路56Lと、前記着火時
期センサ38出力を波形整形してCPU56Aに
取込むための波形整形回路56M、スタータ信号
をCPU56Aに取込むためのバツフア56Nと、
エアコン信号をCPU56Aに取込むためのバツ
フア56Pと、トルコン信号をCPU56Aに取
込むためのバツフア56Qと、前記CPU56A
の演算結果に応じて前記FCV52を駆動するた
めの駆動回路56R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56Sと、前記CPU56Aの演算結果に
応じて前記電磁スピル弁50を駆動するための電
流駆動回路56Tと、前記電磁スピル弁50に流
れる電流を検出して前記駆動回路56Tにフイー
ドバツクするための電流検出回路56Uと、低電
圧を検出して前記駆動回路56Tに入力するため
の低電圧検出回路56Vと、前記CPU56Aの
演算結果に応じて自己診断信号(以下ダイアグ信
号と称する)を出力するための駆動回路56W
と、前記CPU56Aの演算結果に応じて警告灯
を駆動するための駆動回路56Xとから構成され
ている。 以下実施例の作用を説明する。 本実施例における、前記θ補正値Vrp及びτ補
正値VrtをCPU56Aに取込む際のA/D変換
は、第4図に示すような流れ図に従つて実行され
る。 即ち、例えば5ミリ秒毎のA/D変換周期でス
テツプ310に入り、θ補正値Vrpが通常範囲、例
えば0.5V〜4.5V以内であるか否かを判定する。
判定結果が否である場合には、ステツプ312に進
み、その状態が設定回数、例えば5回以上継続し
たか否かを判定する。判定結果が正であり、θ補
正値Vrpが異常であると判断される時には、ステ
ツプ314に進み、θ補正値Vrpのばらつきの標準
偏差3σの範囲、約1.0〜4.5Vのほぼ下限に属する
固定値1.0Vをθ補正値Vrpに入れる。 このようにθ補正値Vrpのばらつきを標準偏差
3σによつて把握しながら固定値を決定すること
により、θ補正値VrpのA/D変換値が異常であ
つても、デイーゼルスモークを悪化させたり、エ
ンジンを損傷することなく、一般には、正常時と
同様あるいはやや劣る程度の走行を可能とするこ
とができる。 なお、本発明は、ばらつきの把握を標準偏差
3σによつて行うことに限定するものではない。
即ち、複数のエンジンに対する測定から得られた
複数のデータの分布(ばらつき)を把握するもの
であればよい。 一方、前出ステツプ310の判定結果が正である
か、又は前出ステツプ312の判定結果が否である
場合には、θ補正値VrpのA/D変換値がそのま
ま制御に用いられるようにする。 次いでステツプ316に進み、τ補正値Vrtが通
常範囲、例えば1.2V〜3.8Vの範囲内であるか否
かを判定する。判定結果が否である場合には、ス
テツプ318に進み、その状態が設定回数、例えば
5回以上継続したか否かを判定する。判定結果が
正であり、τ補正値Vrtが異常であると判断され
る時には、ステツプ320に進み、τ補正値Vrtを、
そのばらつきの範囲内で小さめの値、例えば
1.5Vとする。 一方、前出ステツプ316の判定結果が正である
か、又は前出ステツプ318の判定結果が否である
場合には、A/D変換されたτ補正値Vrtがその
まま制御に用いられるようにする。 このようにして、θ補正値Vrp又は/及びτ補
正値Vrtの異常時には、その値を設定値、例えば
Vrp=1.0V、Vrt=1.5Vに固定することによつ
て、異常時にも、デイーゼルスモークの悪化やエ
ンジンの損傷を防ぎつつ、最低限の走行が可能と
なる。 本実施例においては、補正手段がNEパルサ4
2Eの圧入ずれやNEセンサ46の位置ずれよる
噴射量変化を補正するためのθ補正抵抗と、電磁
スピル弁50の応答遅れのばらつきによる噴射量
変化を補正するためのτ補正抵抗を含むものとし
ているので、θやτのずれを確実に補正すること
ができる。なお、本発明が適用される補正手段の
種類はこれに限定されない。 又、本実施例においては、θ補正値Vrpやτ補
正値Vrtが異常であることを、これらの値が通常
範囲外である状態が5回以上継続したことから検
出するようにしているので、θ補正値Vrpやτ補
正値Vrtの異常を的確に検出することができる。
なお、補正手段の出力が異常であることを検出す
る方法はこれに限定されない。 又、本実施例においては、前記固定値を補正手
段出力のばらつきの下限値に近い値としているの
で、エンジンを損傷することなく、最低限の走行
を保証することができる。なお、固定値はこれに
限定されない。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、補正手段
の出力が異常となつた場合でも、デイーゼルスモ
ークの悪化やエンジンの寿命が短縮してしまうこ
とを防ぎつつ、運転性能の大きな低下のない、あ
るいは、一般には正常時と同様の運転を可能とす
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、本発明に係るデイーゼルエンジンの
燃料噴射量補正方法の要旨を示す流れ図、第2図
は、本発明が採用された自動車用電子制御デイー
ゼルエンジンの実施例の全体構成を示す、一部ブ
ロツク線図を含む断面図、第3図は、前記実施例
で用いられている電子制御ユニツトの構成を示す
ブロツク線図、第4図は、同じく、本発明により
補正手段出力を固定するための、アナログ−デジ
タル変換ルーチンの要部を示す流れ図、第5図
は、エンジン運転状態に応じて電磁スピル弁をオ
フとする時間を算出するためのルーチンを示す流
れ図、第6図は、エンジン回転割込み時に電磁ス
ピル弁をオフとするためのエンジン回転割込みル
ーチンを示す流れ図、第7図は、エンジン回転パ
ルスと電磁スピル弁のオンオフ状態の関係の例を
示す線図である。 10……デイーゼルエンジン、42……燃料噴
射ポンプ、42E……エンジン回転(NE)パル
サ、44……基準位置センサ、45……補正抵
抗、Vrp……位相(θ)補正値、Vrt……応答性
(τ)補正値、46……エンジン回転(NE)セ
ンサ、50……電磁スピル弁、56……電子制御
ユニツト(ECU)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 製品ばらつきであるエンジン回転パルスのエ
    ンジン毎の定常的な位相ずれや電磁スピル弁の応
    答性のエンジン毎の定常的なばらつきを出荷前に
    補正するための固定の出力を供給する補正手段を
    備え、該補正手段の出力に応じて燃料噴射ポンプ
    の制御信号を補正するようにしたデイーゼルエン
    ジンの燃料噴射量補正方法において、 前記補正手段出力が通常範囲外、即ち調整して
    出荷可能な製品ばらつきに対応した補正範囲外で
    ある状態になつたことから、該補正手段の出力が
    異常であることを検出する手順と、 前記補正手段出力の異常時には、このような異
    常時に固定の該補正手段出力の代りに用いるた
    め、該補正手段出力の通常範囲でのばらつきに対
    応した予め設定されている補正値に応じて、燃料
    噴射ポンプの制御信号を固定値で補正する手順
    と、 を含むことを特徴とするデイーゼルエンジンの燃
    料噴射量補正方法。 2 前記固定値を、補正手段出力のばらつきの下
    限値に近い値とした特許請求の範囲第1項記載の
    デイーゼルエンジンの燃料噴射量補正方法。
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