JPH0545804Y2

JPH0545804Y2 -

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Publication number: JPH0545804Y2
Application number: JP11315888U
Authority: JP
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1993-11-26
Anticipated expiration: 2003-08-29
Also published as: JPH0234738U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案はデイーゼルエンジンの燃料噴射制御
装置、特にアイドル回転数制御を行うものに関す
る。

（従来の技術）デイーゼルエンジンの燃料噴射装置として、燃
料の噴射時期や燃料の噴射量等を電子制御するよ
うにした分配型の燃料噴射ポンプがある（参考文
献……1986年２月発行のSAEペーパー860145）。

これを第７図により説明すると、１はポンプハ
ウジング、２と３は駆動軸４により駆動される低
圧側フイードポンプと高圧側プランジヤポンプ
で、図示しない燃料入口からフイードポンプ２に
より吸引された燃料はハウジング１内のポンプ室
５に供給され、ポンプ室５に開口する吸込通路６
を介してプランジヤポンプ３に送られる。

プランジヤポンプ３のプランジヤ７には、その
先端にエンジンのシリンダと同数の吸込溝８が形
成されると共に、他端に同じく同数のカム山をも
つフエイスカム９が形成され、フエイスカム９は
駆動軸４と共に回転しながらローラリング１０に
配設されたローラ１１を乗り越えて所定のカムリ
フトだけ往復運動する。このプランジヤ７の回転
往復運動にて、吸込溝８からプランジヤ室１２に
吸引された燃料が、プランジヤ室１２に通じる図
示しない各気筒毎の分配ポートからデリバリバル
ブを通つて噴射ノズルへと圧送される。

１３は、プランジヤ室１２と低圧のポンプ室５
とを連通する燃料戻し通路で、この燃料戻し通路
１３には駆動回路からの信号（駆動パルス）によ
りエンジンの運転条件に応じて駆動される高速応
動型の電磁弁１４が介装される。この電磁弁１４
は燃料制御のために設けられるもので、プランジ
ヤ７の圧縮行程中に電磁弁１４を閉じると、燃料
の噴射が開始され、電磁弁１４を開くと噴射が終
了する。つまり、電磁弁１４の閉弁時期にて燃料
の噴射開始時期が、その閉弁期間に応じて噴射期
間（噴射量）が制御される。

電磁弁１４を制御するのは、各種の運転条件信
号を入力するコントロールユニツト（図示せず）
で、コントロールユニツトにはマイクロコンピユ
ータが使用される。たとえば、エンジン回転数等
のエンジンの諸条件に対応する最適な閉弁開始時
期と閉弁期間（噴射パルス幅でもある）を予め実
験等により得て、その値をコントロールユニツト
内のROM等の記憶素子に記憶させておく。そし
て、実際の運転時には、噴射ポンプの１回転当た
り１個のパルス（リフアレンスパルス）と１回転
当たり36個のパルス（スケールパルス）とを入力
して全気筒の平均回転数（Ｎ）を計算し、その回
転数とアクセルペダル開度（Acc）に対応して各
気筒に共通な基本閉弁開始時期（I_TM）と基本閉
弁期間（A_VM）を読み出し、読み出した情報から
駆動パルスを作つて電磁弁１４に出力するのであ
る。

（考案が解決しようとする課題）ところで、デイーゼルエンジンについてもアイ
ドル回転数が予め定めた目標回転数（N_M）とな
るように、各気筒について検出したアイドル回転
数と目標回転数N_Mとの偏差に基づいて閉弁期間
のフイードバツク補正量（ΔA_V）を求め、この
ΔA_Vにて基本閉弁期間（A_VM）を補正して、気筒
毎に電磁弁１４の閉弁期間（A_V）を決定するよ
うにした、いわゆるアイドル回転数制御を行なう
ことがある。

これを第６図で説明すると、同図のＡはアイド
ル回転が目標回転数に一致している気筒について
の電磁弁駆動パルス、Ｂはこのパルスにて電磁弁
１４が閉じられた場合における噴射ノズルの針弁
リフトをそれぞれ示し、電磁弁１４の閉弁開始時
期（パルスの立ち上がり時期）より若干の遅れを
もつて針弁のリフトが開始し、電磁弁１４の閉弁
終了時期（パルスの立ち下がり時期）とほぼ同じ
時期に針弁のリフトが終了する。

これに対して、同図の駆動パルスC₁とD₁はア
イドル回転が目標回転数N_Mに一致せず、したが
つて基本閉弁期間（A_VM）を増減補正する必要の
ある気筒についてのものである。ここでは、ｉ
（４気筒エンジンであればｉは１〜４の整数）番
気筒で代表して述べるものとすれば、ｉ番気筒に
ついてのアイドル時回転数（Ni）がN_Mに達して
いなければ、ｉ番気筒についてのフイードバツク
補正量（ΔA_Vｉ）だけA_VMを増量する、つまり破
線で示すパルスC₁のように閉弁終了時期（パル
スの立ち下がり時期）を遅角させることで、アイ
ドル回転を高めて目標回転数N_Mへと戻す。この
逆にN_Mを越えている場合には、ΔA_Vｉだけ減量
する、つまり実線で示すパルスD₁のように閉弁
終了時期を進角させることで目標回転数N_Mへと
収束させるのである。

このようなアイドル回転数制御を行う際に、経
時変化等に伴つて噴射ノズルの開弁圧が変化する
と、失火を招いて白煙が増加したりノツク音（燃
焼音）が増加することがある。たとえば、パルス
D₁のように閉弁終了時期が早められている場合
にノズル開弁圧が低下すると、その低下分だけ早
めに針弁リフトが開始されるので、この状態での
針弁は実線D₂で示すようにリフト開始、リフト
終了の双方とも早くなる。この結果、ｉ番気筒全
体としては早めに噴射がなされるので、燃焼状態
が良好になる分だけ燃焼音がうるさくなるのであ
る。この逆に、破線C₁のように閉弁終了時期が
遅くされている場合にノズル開弁圧が上昇する
と、今度は針弁リフトが破線C₂のようにリフト
開始、リフト終了の双方とも遅くなつて、失火を
生じやすくなる。

この考案はこのような従来の課題に着目してな
されたもので、アイドル回転数制御を燃料の噴射
開始時期を変えることにより行うようにした装置
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）この考案は、プランジヤ高圧室を低圧側に連通
する通路の途中に電磁弁を介装し、この電磁弁の
開閉制御に基づいて燃料の噴射開始時期と噴射終
了時期の少なくともいずれか一方を可変制御する
燃料噴射ポンプ（第７図参照）を備えるデイーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置において、第１図
に示すように、エンジンの作動状態量を検出する
センサ（たとえばエンジン負荷相当量としてのア
クセルペダル開度（Acc）を検出するセンサ２１
とエンジン回転数（Ｎ）を検出するセンサ２２）
と、このセンサ検出値（AccとＮ）に応じて全気
筒に共通な燃料の基本噴射期間を算出する手段２
３と、各気筒についてのエンジン回転数を検出す
るセンサ２４と、アイドル時であるかどうかを判
定する手段２５と、アイドル時に前記各気筒につ
いてのエンジン回転数が予め定めた目標回転数
（N_M）となるように各気筒についての噴射期間の
フイードバツク補正量を算出する手段２６と、こ
のフイードバツク補正量にて前記基本噴射期間を
補正して前記燃料噴射ポンプからの燃料の噴射期
間を各気筒について決定する手段２７と、アイド
ル時になると総ての気筒について噴射終了時期を
所定のクランク角位置に固定する手段２８と、こ
の噴射終了時期と前記噴射ポンプからの燃料の噴
射期間とを用いて各気筒についての噴射開始時期
を決定し該噴射期間に対応して前記電磁弁を駆動
する手段２９とを設けた。

（作用）この考案によれば、燃料の噴射終了時期を固定
し、代わりに噴射開始時期を変化させることで、
針弁のリフト開始が早められあるいは遅められ、
これにて各気筒についてのアイドル回転数が目標
回転数へと収束する。ここに、噴射終了時期とほ
ぼ同じ時期に針弁リフトが終了するので、アイド
ル回転数制御を行つても、針弁リフトの終了時期
が変化することはない。

この場合に、ノズル開弁圧が変化すると、針弁
リフトの開始が影響を受けて開弁圧変化分だけ早
くなつたり遅くなつたりするが、針弁のリフトが
終了する時期については、ノズル開弁圧の変化に
よつては影響を受けることがない。

この結果、針弁リフトの開始時期と終了時期の
双方がともに早められたり遅くされたりすること
が避けられる。

（実施例）第７図に示した燃料噴射ポンプの具体的な構造
は従来と同じである。第２図はコントロールユニ
ツトの詳細を示し、これは入出力回路（Ｉ／Ｏ）
４１，ROM４２，RAM４３，CPU４４からな
るマイクロコンピユータから構成され、第１図に
示す各手段２３，２５〜２９の機能を備える。

入出力回路４１には、エンジンの作動状態量の
基本値を検出するセンサ（リフアレンスパルス、
スケールパルスを発生する各センサ３１，３２、
エンジン負荷相当量としてのアクセルペダル開度
を検出するセンサ３３）だけでなく、その他の運
転条件を検出するセンサ（燃料温度センサ３４、
水温センサ３５、アイドルスイツチ３６、電磁弁
１４の実際の閉弁開始時期と閉弁期間を検出する
センサ３７および実際の噴射開始時期を検出する
センサ３８）からの信号が入力される。

CPU４４ではROM４２に記憶されたプログラ
ムにしたがつて入出力回路４１からの情報を採り
込んで各種の演算処理を行い、電磁弁１４を制御
するためのデータ（閉弁時期と閉弁期間）を入出
力回路４１にセツトする。なお、RAM４３は
CPU４４の演算処理に関連したデータを一時的
に退避するために使われる。入出力回路４１では
CPU４４から出力されたデータに基づき電磁弁
１４に駆動パルスを出力する。

次に、CPU４４の動作を第３図のフローチヤ
ートに基づいて説明する。ステツプ51では全気筒
についての平均のエンジン回転数（Ｎ）、アクセ
ルペダル開度（Acc）、冷却水温（T_W）および燃
料温度（T_F）を取り込み、ステツプ52でこれら
の値に応じて全気筒に共通な基本閉弁期間
（A_VM）と基本閉弁開始時期（I_TM）を決定する。
第４図と第５図はＮとAccをパラメータとする
A_VMとI_TMの基本特性を示し、こうして定まる値
がさらにT_WとT_Fの補正を受け、補正後の値が改
めてA_VM，I_TMとされる。なお、A_VMは基本噴射期
間相当量、I_TMは基本噴射開始時期相当量である。

ステツプ53では、アイドルスイツチ３６からの
信号に基づいてアイドル時であるかどうかを判定
し、アイドル時であればステツプ54〜57へと進ん
で、気筒別にアイドル回転数制御を行う。ここ
に、気筒別のアイドル回転数制御によれば、気筒
毎に異なる閉弁期間が算出されることになるが、
以下には４気筒エンジンのうちｉ（ｉ＝１〜４）
番気筒で代表して述べる。

ステツプ54でｉ番気筒についてのアイドル時回
転数（Ni）を読み込み、ステツプ55でこれと全
気筒に共通する目標回転数（N_M）との偏差に基
づいて、ｉ番気筒についての閉弁期間のフイード
バツク補正量（ΔA_Vｉ）を算出する。

Niは、ｉ番気筒に対応するクランク角区間
（180°CA）に入力するリフアレンスパルスをカウ
ントすることで計測される。N_Mはアイドル回転
が安定するようにと予め定められる値で、たとえ
ばそのときの冷却水温やバツテリ電圧、さらにエ
アコン等の補機や作動如何に応じて異なる値を
ROMに格納しておく。

ΔA_Vｉは前述のA_VMを増減補正するための値
で、A_VM＋ΔA_Vｉがｉ番気筒についての最終的な
閉弁期間（A_Vｉ）となる（ステツプ56）。ΔA_Vｉ
は、N_Mからの回転数偏差（Ni−N_M）とフイード
バツク定数（比例積分動作によれば、比例ゲイン
と積分ゲイン）を用いて算出する。つまり、Ni
がN_Mに達していない場合は、ΔA_Vｉに対応する
燃料量だけ多く噴射してアイドル回転を高め、こ
の逆にNiがN_Mを越えているならΔA_Vｉに対応す
る燃料量だけ少なくして、目標アイドル回転数に
収束させるのである。

さて、アイドル回転数制御中にノズル開弁圧が
一時的に変化し、あるいは経時変化に伴つてノズ
ル開弁圧が変化した後にアイドル回転数制御が行
なわれると、針弁リフトの開始と終了がともに早
くされたり遅くされたりして、ノツク音や白煙の
増加を生じることがあつた。

そこで、この例ではアイドル回転数制御中にな
ると、総ての気筒の閉弁終了時期を所定のクラン
ク角位置に固定し、その代わりに閉弁開始時期を
早めたり遅くしたりすることで、アイドル回転数
制御を行う。なお、閉弁終了時期と閉弁開始時期
はそれぞれ噴射終了時期と噴射開始時期の相当量
である。

そのため、ステツプ56で全気筒に共通な閉弁終
了時期（I_TE）を読み込み、ステツプ57でこのI_TE
とA_Vｉとを用いてｉ番気筒についての閉弁開始
時期（I_TMｉ）を決定する。たとえば、第６図の
実線で示すパルスD₃についてI_TEとA_Vｉを図示の
ようにとれば、I_TMｉ＝A_Vｉ−I_TEにてI_TMｉが算出
される。なお、I_TEはROM４２に予め格納してお
く。

ステツプ59ではA_VｉとI_TMｉをRAM４３のｉ
番気筒についての所定のアドレスに格納すること
で制御を終了する。

一方、ステツプ53でアイドル時でないと判断さ
れた場合は、アイドル回転数制御を行う必要がな
いので、ステツプ58へと進んでA_VMをそのまま最
終的な閉弁期間（A_V）とする。この場合のA_Vは
全気筒に共通な値であり、ステツプ59で全気筒と
もA_VとI_TMを格納する。

第４図と第５図に示した特性については、これ
らの値を計算式により、あるいはROM４２に予
め記憶させてあるマツプを参照したり基本特性の
マツプ参照と補間計算を組み合わせることにより
求めることが考えられる。

次に、この例のアイドル時の作用を第６図を参
照しつつ説明すると、パルスC₃，D₃が従来のパ
ルスC₁，D₁にそれぞれ対応する。つまり、この
例によれば、NiがN_Mに達しない場合には破線で
示すパルスC₃のように閉弁開始時期を早め、こ
の逆にNiがN_Mを越えている場合は実線で示すパ
ルスD₃のように閉弁開始時期で遅らせることで、
目標アイドル回転数へと収束させる。このため、
パルスC₃，D₃に応じて針弁リフトはC₄，D₄で示
すように、針弁のリフト開始が早まつたり遅くな
つたりするが、針弁リフトの終了時期について
は、閉弁終了時期とほぼ同じであり変化しない。

この場合に、ノズル開弁圧が変化するとすれ
ば、針弁リフトの開始については、従来と同じに
開弁圧変化分だけ早くなつたり遅くなつたりす
る。しかしながら、針弁リフトの終了時期につい
ては、ノズル開弁圧の変化によつては影響を受け
ることがなく、ノズル開弁圧が変化しても、閉弁
終了時期にほぼ対応して針弁リフトが終了する。

つまり、針弁リフトの開始時期だけがノズル開
弁圧変化の影響を受けるのだから、アイドル回転
数制御についても針弁リフトの開始時期を変化さ
せることで対処させると、針弁リフトの終了時期
については変化しないこととなり、針弁リフトの
開始時期と終了時期の双方がともに早められたり
遅くされたりすることが避けられるのである。こ
の結果、失火による白煙の増加やノツク音の増加
が抑制される。

（考案の効果）この考案によれば、燃料の噴射開始時期を進角
あるいは遅角させることでアイドル回転数制御を
行うように構成したため、アイドル時の失火によ
る白煙の増加やノツク音の増加を抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のクレーム対応図、第２図は一
実施例のコントロールユニツトのブロツク図、第
３図はこの実施例のCPUの制御動作を説明する
ための流れ図、第４図と第５図は第３図の制御動
作において使用される各値の内容を示す特性図、
第６図はこの前記実施例の作用を説明するための
波形図である。第７図は従来例の噴射ポンプの断
面図である。１……ポンプハウジング、３……プランジヤポ
ンプ、５……ポンプ室、７……プランジヤ、９…
…フエイスカム、１２……プランジヤ室、１３…
…燃料戻し通路、１４……電磁弁、２１……アク
セルペダル開度センサ、２２……回転数センサ、
２３……基本噴射期間算出手段、２４……回転数
センサ、２５……アイドル時判定手段、２６……
フイードバツク補正量算出手段、２７……気筒別
噴射期間決定手段、２８……噴射終了時期固定手
段、２９……噴射開始時期決定手段、３１……リ
フアレンスパルス発生センサ、３２……スケール
パルス発生センサ、４１……入出力回路、４２…
…ROM、４３……RAM、４４……CPU。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

プランジヤ高圧室を低圧側に連通する通路の途
中に電磁弁を介装し、この電磁弁の開閉制御に基
づいて燃料の噴射開始時期と噴射終了時期の少な
くともいずれか一方を可変制御する燃料噴射ポン
プを備えたデイーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置において、エンジンの作動状態量を検出するセ
ンサと、このセンサ検出値に応じて全気筒に共通
な燃料の基本噴射期間を算出する手段と、各気筒
についてのエンジン回転数を検出するセンサと、
アイドル時であるかどうかを判定する手段と、ア
イドル時に前記各気筒についてのエンジン回転数
が予め定めた目標回転数となるように各気筒につ
いての噴射期間のフイードバツク補正量を算出す
る手段と、このフイードバツク補正量にて前記基
本噴射期間を補正して前記燃料噴射ポンプからの
燃料の噴射期間を各気筒について決定する手段
と、アイドル時になると総ての気筒について噴射
終了時期を所定のクランク角位置に固定する手段
と、この噴射終了時期と前記噴射ポンプからの燃
料の噴射期間とを用いて各気筒についての噴射開
始時期を決定し該噴射期間に対応して前記電磁弁
を駆動する手段とを設けたことを特徴とするデイ
ーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。