JPS5985432A - 燃料噴射装置の制御方法 - 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】 本発明はディーゼルエンジンに用いられる高噴射圧力を
有する燃わ１＠射装置のコニツトインジエクタの制御方
法に関し、特に多シリンダエンジンのシリンダ相互間に
お【ノる燃料噴用吊のバラツキを、ユニットインジェク
タの燃料吸入通路途上に設置された流量制御弁を各シリ
ンダに対応して制御することにより修正Ｊるようにした
燃料噴卦１装置の制御方法に関するものでおる。

従来、ユニットインジェクタはエンジンの回転数、負荷
損に応じて７００気圧以上に加圧された燃料の最適燃料
噴射部を得るために、例えば電）１（ｋ式流量制曲弁を
開閉さＵて燃わ１噴川州の調整を・括して行う方法が提
案されているが、該方法で（まユニットインジェクタ等
の製造十のバラツギや経時変化によって、各シリンダ相
互間に燃料噴θＪ　ｈ＠のバラツキが生じた場合、この
バラツキを補正する手段がなく、バラツキはそのままエ
ミッションを悪化させたり、燃焼不安定につながり、ド
ライバビリティ（運転性）を損なうと言う欠点があっｌ
こ　。

本発明は、エンジンの回転速度に基づくエンジン平均回
転速度と負荷組とから基本制御量を演算づるど共に、舶
−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各シリンダ毎に前記基本料ｔＩ
１ｍを補正し、当該補正結果に基づきユニットインジェ
クタの燃料吸入通路に設置された流量制御弁を制御し、
各シリンダ間の燃料噴射量の不均聞を補正することによ
って、前記従来の制り［１方法の欠点を解消しようとす
るものである。。

以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

まず、第１図は燃料噴！）ｌ装置を模式的に示す流路系
統図を示し、第１図において、１はユニットインジェク
タの噴射シリンダで、該噴射シリンダ１内に噴射プラン
ジャ２が磨動自在に嵌合され、また噴射シリンダ１と一
体に和みイ」けられた圧送シリンダ３には、圧送プラン
ジｐ４が摺動自在に嵌合され、Ｍ圧送プランジヤ４は、
ぞのＡＶ面が図示しないフォロアと係合し、同じく図示
しないカムにより、エンジンと同期して図面の下ヵに駆
動され、図示しないフォロアスプリングにおいて押し上
げられるように構成されているものとし、更に圧送シリ
ンダ３には圧送用フィードボー１・５、タイミング用の
タイミングポート６が開口し、また圧送プランジャ４に
は、圧送用フィードボー１〜５及びタイミングボート６
を開開するスピルリード７が形成されている。

８は圧送用フィードポンプ（゛燃料タンク０の燃料を圧
送ポンプ室１ｏへ供給し、前記圧送プランジャ４が下方
へ作動する時、電子制御回路（以下Ｅ　ＣＬＪと称する
）１００にＪ、って制Ｄ１１されるタイミング制御用電
磁弁１１により、圧送ポンプ室１０内の燃料はタイミン
グ用−１−６を通り、調圧弁１２、絞り１３を通り、燃
料タンク９へ戻される。

また、前記噴射シリンダ２にはスピルポート１４、ドレ
インポート１５、フィードポート１６とが開口し、噴射
プランジャ２にはスピルポート１６を開閉するスピルリ
ード１７とドレインポート１５を開閉づるドレインリー
ド１８とが形成され、更に前記噴射プランジャ２には噴
射ポンプ室１９と１′Ａ１状ｆＭ　２０とを連絡する縦
穴２１と横穴２２とが形成され、該Ｉ＠躬ポンプ室１９
はディーゼル用噴削ノズル２３と接続されている。そし
て燃料は噴射用フィードポンプ２４からサージタンク２
５を通り、ＥＣＵ１０６で制御される電磁式の流量制御
弁２６、調圧弁２７、絞り２８及び調圧弁２９を介して
噴射ポンプ室１９へ供給されるようになされている。

次に、前記ユニットインジェクタの作動について説明づ
゛ると、先ず、圧送プランジャ４、噴射プランジ１ν２
が、１−死点にある場合は、エンジン回転数Ｎ１負荷α
等に応じた制御信号がＥＣＵｌｏｏから出力され、流量
制御弁２６の作動によって最適噴射量が噴射ポンプ室１
９へ供給され、この状態で図示しないカムの作動ににり
圧送プランジャ４が下降し、タイミング制御用電磁弁１
１の開閉により圧送ポンプ室１０内の燃料圧の−Ｆ昇１
１．１明が決まり、燃料圧が上昇し、タイミングボート
６が閉じられると□、圧送ポンプ室１０内の圧力は高圧
となり、噴射プランシト２の背圧に高圧が印加され、こ
のため噴射プランジャ２は圧送ブランジレ４の受圧面積
化分だけ増速した速度で駆動され、噴射ポンプ室１９も
高圧となって噴射ノズル２３から燃料が噴射される。

従って、本発明では、噴射ポンプ室１９ど噴射用フィー
ドポンプ２４との間の通路途上に電磁式流量制御弁２６
を設（）て、該流量制御弁２６を［ＣＵｌｏｏで適切に
制御覆ることによって、燃料噴射ポンプ室１９へ送られ
る燃料を調ｆｔｉ制罪Ｊ゛ることができる。またＥＣＵ
ｌｏｏは丁ンジン回転速度信月Ｎ、気筒判別信号Ｑ及び
負荷信号αを１１７り込み、後述するプログラムに従っ
て演紳処理を行い制御信号を出力し、これによって流が
制御弁２６を駆動し、燃料品を調量制御Ｊるものである
。

第２図は制御回路１のブロック図を示し、１５０は気筒
毎の制御量を演算するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）で
ある。１０１は入力カウンタであり、回転速度セン＋）
３ｏがらの信号よりエンジン回転速度Ｎをカウントする
。またこの入力カウンタ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
１５１を通じてマイクロプロセッサ１５０に割り込み信
号を出力する。また入力カウンタ１０１には基準のシリ
ンダを示すパルス信号を発生ずるシリンダ判別センサ３
１が接続され、そのシリンダを示すデジタル２進信号を
マイクロプロセッサ１５０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って、エンジ
ン負荷センサ３２からの信号をＡ−Ｄ変換してマイクロ
プロセッサ１５０に読み込ませる機能を持つ。これら各
ユニット１０１．１０２．１０３の出力情報はコモンバ
ス１５１を通してマイクロプロセッサ１５０に伝達され
る。１０５は電源回路で後述するＲ、ＡＭ１０６に電力
を供給する。３４はバッテリ、３５はキースイッチであ
るが電源回路１０５はキースイッチ３５を通さず直接、
バッテリ３４に接続されている。よって後述するＲＡＭ
１０６はキースイッチ３５のオン・オフに関係無く帛“
時電源が印加されＣいる。１０４も電源回路であるがキ
ースイッチ３５を通してバッテリ３４に接続されている
。電源回路１０４は後述するＲΔＭ１０６以外の部分に
電源を供給り−る。１０（３はブ臼グシム動作中一時使
用される一時配憶ユニツ１〜（ＲＡＭ）であるが前述の
様にキースイッチ３５０Ａン・オフに関係なく常時？ｒ
ｆ　ＩＱが印加されキースイッチ３５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って
いて不揮発↑１メモリをなす。１０７は通常の一１１３
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。１１０
は、流量制御弁２６に制御信号を送る出力回路であり、
ラッチ、ダウンカウンタ、増幅回路等を含み、マイクロ
プロセッサ１５０で演算された制御品を示すデータに基
づいて流量制御弁２６を駆動制御するように動作する。

流膳制御井２６は出力回路１１０からの駆動信号を受け
て動作を行い、燃料吸入通路３６を通過する燃料を調量
制御する。また１１２はタイミング制御用電磁弁１１に
制御信号を送る出力回路であり、１１０と同一機能を有
し、平均回転数Ｎに対応覆る制御ｌ量を示すデータに基
づいてタイミング制御用電磁弁１１を駆動制御する。１
１１はタイマーであって、クロックパルス信号を発生し
て経過時間を測定し、マイクロプロセッサ１５ｒ）にク
ロック信号を出力したり、割り込み制御部１０２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＋１−３０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
指令信号を供給づる。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、マイクロプロセッサ１５
０に制御ｌｌＩｍ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１１１　Ｌ’ンリ３０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Ｊる。

シリンダ判別センサ３１は各シリンダの燃焼ｘ゛＋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１．′Ｊにパルス信号を出力す
る。

エンジン負荷センサ３２は、アクレル間度等によりエン
ジンの負荷に応じたアナ１］グ電Ｉ■信号を入カポ−１
〜１０３に出力する。

第；う図は制御プログラムの１■略ノ１コーチト−トを
示す。以下、このフローチ１−−　ｈにもとつぎマイク
ロプロセッサ１５０の機自ヒを説明ηると」夫に構成全
体の作動をも説明づる。

キースイッチ３５がオンすると同時に、ＲＯＭ２Ｏ３内
に予め用意されたプ「１グラｌ＼がスター１〜し、まず
後続の処理に先立って初期化の処理を実行する。

ステップ２００では回転速度【？ン１ノ３０による回転
速度Ｎからエンジン平均回転速度Ｎを篩用すると共に、
エンジン負荷レンリ３２から丁ンジン負荷αを取り込み
、これらのデータＮ、αから基本制御かＴｏを伸出する
。

ステップ２０１　ｒはシリンダに対応した学習値を補正
する為、シリンダ（１）の判別をシリンダ判別センサ３
１からのＧ信号入力後の回転速度センサ３１からのＮ信
号の入力回数により行う。

ステップ２０２では不揮発性メモリ１０６内にある１記
判定されたシリンダ（ｉ）に対応する学習値に１を取り
出し、ステップ２０３では学習値に１により基本制御量
ＴＯを補正して制御ＩＴｉをＴｏＸ（１→−Ｋｉ）とし
、ステップ２０４で出力する。この時、同時にデータＮ
に対応するタイミング制御量をＲＯＭから読み出し、タ
イミング制御用電磁弁１１を制御する。

ステップ２０５〜２０６の間では、エンジン負荷αお、
」；びエンジン回転速度Ｎの安定状態を判別し、安定状
態の時のみステップ２０７へ進む。非安定状態の時はス
テップ２２２へ進み、メモリ１０６内の後述−４６工ン
ジン回転速度８！［算値ΣＮｉをクリアして偏ったエン
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、ステップ２０５ではエンジン四転速痘変化量およ
びエンジン負荷変化量（ΔＮ−Ｎ！−＋−ＮＩおよびΔ
α−α１−１−αｉ）がそれぞれ各所定値以下かと・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
ップ２０６に進み、１ｉ（ｆ実な学習のために、負荷変
化が無くなってからエンジン状態が安定になるまでのデ
ィレィ判定を行なう。

そして所定ディレィ後はステップ２０７に）Ｗむ。

ステップ２０７から２１２間では学詔のための気筒別の
エンジン回転速度Ｎｉを取り込み後述Ｊるステップ２１
３にお（Ｊる比較基準を締出Ｊる。

即ちステップ２０７では燃料噴用後の燃料が１ンジン１
−ルクとして反映されるまでのディレィを考慮し、所定
ディレィ中はこのルーチンから１友（〕てステップ２２
２へ進むが、所定ディレィ後はステップ２０８に進む。

ステップ２０８では燃料がエンジン出力としで反映され
た時の気筒別の］−ンジン回転速度Ｎ１を取り込み、ス
テップ２０９に進んで、メモリ１０６内にあるエンジン
回転速度積算値ΣＮｉに加えて新たなΣＮｉとする。

ステップ２１０では前ステップ２０９で締出したエンジ
ン回転速度積算値ΣＮ１をメ七り１０６に格納する。

ステップ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／
ｊかどうかを判定し、所定回数に満たない場合は木ルー
ヂンから抜けてステップ２００にジャンプＪるが、所定
回数になった場合にはステップ２１２に進む。

ステップ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Ｎを算出して、ステップ２
１３では該平均値Ｎと気筒別のエンジン回転速度Ｎｉ　
との差（ΔＮ＝Ｎｉ−Ｎ）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１＆Ｎｉが平均値Ｎ
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
ステップ２１６に進むが、エンジン回転速度Ｎｉが平均
値習より小さい場合は当該気筒の燃料１１１′１射量が
少ないと判定してステップ２１４に進み、エンジン回転
速度Ｎｉが平均値祠ど等しい場合はステップ２１５に進
む。

ステップ２１６ではステップ′２０３での制御（１うｌ
ｉから単位補正量へ１−ｉ＠減し、ステップ２１４では
制御１ｆｆｉＴｉに単位補正量△］−１を加え、ステッ
プ２１５　’ｔ’は制御ωＴｉ（！−そのままとし、そ
れぞれ補正制Ｄｆｌ量Ｔｉ−と覆る。

ステップ２１７で（，１補正制御ｍＴｉ　−とり本制御
量玉との差をとり、単（１］補ｉ［用槓粋１ｉｆＪ　（
８６丁）１を求める。

ステップ２１８ではステップ２１７で求めた単位補正ｍ
積算値（８６丁）１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
ップ２１９へ進み、学習１イ（Ｋｉをクリアする。一方
、所定値未満の場合は正常としてスラーツブ２２０で単
位補ｉＥ船情Ｒ（ｉ６（Σ△Ｔｒｉ　とステップ２００
で求めた１４木制御＋　ｆａＴａとの比を新たな学習値
Ｋｉ　として求める。

ステップ２２１では学習ｆｆ１Ｋｉを不揮発性メモリ１
Ｄ６に記憶して、次回の制御ｆｆ１Ｔｉ算出に利用する
。

フ【コーチ１！−１〜に示す処理は以−トの通りである
。

以−に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ＯＡ量差をなくすようにしている。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ヂャ−１〜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、Ｔ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　＞に承り如く気筒間でバラツキを生じていても
、基本制御闇玉を一定に設定し、かつ学習値１くがない
ため出力制御Ｉ量Ｔは（ｂ）に示づ如く一定となり、こ
のため供給燃才斗量ｑは（Ｃ）に示す如く依然どして気
筒間でバラツキをもら、この結果Ｔ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にノ＼ラツキが発生ずると
、第３図で１−）ホした如く、学習値１くを気１ｈ別に
補正するため、第４ｂ図に図示づる如く制御ｍＴは（１
））に示す如く気１６）別に補正さ４ｔ、この結果供給
燃料量ｑは（Ｃ）に示Ｊ如く気ｊｎ間でのバラツキが解
消されて金気筒について略同−の値をもつようになる。

従って］−ンジン回転速度Ｎは（ａ＞に示づ゛如く気筒
間でのバラツキがＹＲ消し金気筒について略同−の値と
なり回転ムラのない運転状態となる。

尚、噴射タイミングの制御）ｐは、前記ｄ１明において
は、］ｌ均ｌ転回転数より一仕各気ｆ；１のターｒミン
グの制御を行〕でいる。しかし、この場合学習前、学習
中、回転数Ｎｉが一神で４ｒいためある気筒では着火遅
れ等による不具合が発うトすることもあり得る。従つで
、各気筒の回転数Ｎ１に対応し一０１ステップ２０４で
出力回路１１２により電磁弁１１を制御し、各気筒のタ
イミングを制御し対策づることができる。

以上説明した如く本発明は多シリンダエンジンの各シリ
ンダに対し、圧送シリンダ内に嵌挿されエンジンと同期
して往復動する圧送プランジャと、この圧送プランジャ
の往復動により圧力が発生される圧送ポンプ室と、噴射
シリンダ内に嵌挿され前記圧送ポンプ室の圧力により駆
動される１ＩＦｌｔＡプランジヤと、このｌ＠躬プラン
ジャの往復ｉ［ＩＪ　ｔこよりＩＦ力が発化される噴射
ポンプ室と、該噴射ポンプ室への燃料供給口と、該噴射
ポンプ室内の燃料をエンジン内へＩＩＪ４１）１する燃
料噴射ノズルとを備えたユニツｉ〜インジーｒクタを配
設し、 上記燃料供給口に接続された燃料供給通路途上に流量制
御弁を設番ノ、 該エンジンの回転速度と、該エンジンのエンジン負荷に
基づき、基本料ｔａｏｉを演算し、更に前記エンジンの
平均回転速度と各シリンダに対応する回転速度とを求め
ると共にその偏差に応じてシリンダ毎に前記基本制御量
を補正し、当該補正結果に基づき、前記流量制御弁を制
御するようにしている。

このため本発明によれば気筒間で燃料噴１ｊＪ　Ｌｉ４
にバラツキを生ずるようになっても適切す修正を行なう
ため金気筒について均一な燃ｉｌ′！ｌ哨用ＩＮに補ｊ
［でき、このため丁ミッションの改善、ドライバビリテ
ィの向上を充分に達成でることが可能になると共にアイ
ドル運転の安定付向上により燃費の改善を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すしので、第１図は本発明が
適用された燃料噴射装置の流路系統図、第２図は制御回
路のブロック図、第３図は制御プログラムの）［コーチ
ヤード、第４ａ図Ｊ５よび第４ｂ図はそれぞれ従来例お
よび本実施例の作用説明図である。 １・・・噴射シリンタ ２・・・噴射プランジ髪・ ３・・・圧送シリンダ ４・・・ｊｌ：送プランジャ １１・・・タイミング制御電磁弁 １９・・・噴射ポンプ室 ２３・・・ノズル ２６・・・流量制御弁 ３ｏ・・・回転速度センサ ３１・・・シリンダ判別センサ ３２・・・エンジン負荷センサ ３４・・・バッテリ ３５・・・キースイッチ １００・・・電子制御回路 １０６・・・不揮発性メモリ １５０・・・マイクロプロセツサ（Ｍ　Ｐ　Ｕ　）代理
人　弁理士　定立　勉　他１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多シリンダエンジンの各シリンダに対し、圧送シリンダ
   内に嵌挿されエンジンと同期して往復動する圧送プラン
   ジャと、この圧送プランジャの往復動により圧力が発生
   される圧送ポンプ室と、噴射シリンダ内に嵌挿され前記
   圧送ポンプ室の圧力により駆動される噴射プランジャと
   、この＠射プランジ１７の往復動により圧力が発生され
   る噴射ポンプ室と、該噴射ポンプ室への燃料供給口と、
   該噴射ポンプ室内の燃料をエンジン内へ噴射する燃料噴
   射ノズルとを備えたユニットインジェクタを配設し、 」−記燃料供給「１に接続された燃料供給通路途上に流
   量制御弁を設け、 該′Ｌンジンの回転３１１ｍと、該エンジンのエンジン
   負荷に基づぎ、基本制御量を演算し、更に前記エンジン
   の平均回転速度と各シリンダに対応する回転速度とを求
   めると共にその偏差に応じてシリンダ毎に前記基本料ｍ
   ｕを補正し、当該補正結果に基づき、前記流量制０１１
   弁を副部１ノることを特徴とする燃料噴射装置の制御方
   法。