JPS6157460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射量をエ
ンジン運転状態に応じて電子制御する装置に関
し、特にそのアイドル回転を安定させる装置に関
する。

従来のデイーゼルエンジンでは、燃料噴射ポン
プの噴射量、噴射時期、ガバニングをアクセル開
度、エンジン回転数等と機械的に関連させて制御
する方式であつたため、様々に変化するエンジン
運転状態に的確に対応した制御特性を設定するの
は極めて困難であつた。

このため、燃料噴射量等を電子的に制御できる
ようにした装置が提案されるに至つている。

これは、エンジン回転数やアクセル開度を検出
し、これに基づいてマイクロコンピユータ等の制
御回路が指令値を出力して噴射ポンプの噴射量等
をフイードバツク制御するというものである
（SAE800167）。

このような制御を可能にするためには、燃料噴
射ポンプの噴射量等を司る機構を指令値に従つて
駆動するアクチユエータが必要である。

一例として、本出願人が提案した装置を第１図
に示す。

図は分配型噴射ポンプについての例であるが、
この噴射ポンプでは、よく知られているようにエ
ンジンと同期的（回転比１／２）に回転しながら
往復動するプランジヤ１の作用により高圧の燃料
が分配供給され、プランジヤ１に形成したカツト
オフポート２の開時期をコントロールスリーブ３
を介して遅進させることにより噴射量を加減する
ようになつている。

図の装置は、このコントロールスリーブ３のア
クチユエータとしてサーボモータ４を設けたもの
である。

サーボモータ４の軸５にはネジ係合する滑動子
６が設けられ、サーボモータ４が正転または逆転
すると滑動子６が軸５上を進退するようになつて
いる。

滑動子６の動きは、支点７を中心として揺動す
るレバー８を介してコントロールスリーブ３に伝
達される。

従つて、サーボモータ４の回転量に比例してコ
ントロールスリーブ３が移動し、噴射量を増減さ
せる。

サーボモータ４は、所定の回転比で回転するポ
テンシヨメータ９を備えており、このポテンシヨ
メータ９の抵抗値でサーボモータ４の回転量、す
なわちコントロールスリーブ３の位置がフイード
バツク制御されるわけである。

ところで、このようにプランジヤ１のカツトオ
フポート２の開時期を遅進させることにより噴射
量を増減させるようにした噴射ポンプでは、コン
トロールスリーブ３の位置が一定であつても、回
転数に比例して噴射量が増減する性質があるた
め、例えばアイドル運転状態で一度回転が低下し
はじめるとそのままストールしてしまつたり、逆
に回転上昇が起ると暴走状態になる可能性があ
る。

機械式の噴射ポンプでは、これを遠心ガバナー
で制御するのであるが、電子制御方式では、エン
ジン回転数の変化に対して燃料噴射量が逆比例し
て変化するように、制御回路に何らかの演算回路
を組込んで対処する必要がある。

第２図に、このような目的から本出願人が構成
した演算回路のフローチヤートを示す。これを説
明すると、まずエンジンの実際のアイドル回転数
が検出され、目標値からの差ΔＮが算出される。

回転数ΔＮは、回転変動の影響を考慮して数サ
イクル分が算出され、そして平均値が求めら
れる。

平均値が０よりも大きければ、これは目標
値よりも実際のエンジン回転数が低いことを意味
するから、に応じた補正量が計算され、その
結果が前回の指令値に加えられて燃料増量され
る。が０よりも小さいときは、その絶対値｜
｜に応じた補正量が計算され、その結果が前
回の指令値から差し引かれて燃料量が減らされ
る。

このようにして、アイドル回転数がいつも一定
に保たれるように図つたのである。

ところが、このような回路では応答が遅く、第
３図に示したように例えばアイドル運転時にエア
コンを作動させた場合など、負荷が加わつて回転
数が低下してから所定の回転数に達するのに時間
がかかり、またハンチング現象を生じることが確
認された。

本発明はこのような問題を解決するもので、ア
イドル時の負荷変動などに対して応答性のよい回
転数の収束制御を実現することを目的とする。

そこで第６図に示すように、アクセル開度とエ
ンジン回転数とに応じてテーブル値として記憶さ
れた噴射量指令値に基づいて、エンジン運転状態
に応じた燃料噴射量に制御するようにした制御装
置において、アクセル開度とエンジン回転数に応
じての噴射量指令値をテーブル値として記憶する
手段５０と、この記憶手段５０からアクセル全閉
時のテーブル値を読み出して記憶する手段５１
と、アイドル運転状態を検出する手段５４と、ア
イドル運転状態でのアイドル回転数の変動幅が許
容範囲を超えて変動したかどうかを判断する手段
５５と、前記許容範囲を超えたときはアイドル回
転数の変動幅に応じて計算した値だけ前記アクセ
ル全閉時の記憶テーブル値を一律に補正する手段
５２と、この補正後のテーブル値に基づいてアイ
ドル運転状態での燃料噴射量を制御する手段５３
とを備えるようにした。

したがつてアイドル運転時にエアコンのコンプ
レツサ、パワーステアリングのポンプなどの負荷
が作用したときは、これらに対応してアイドル時
の噴射量が一律に増量され、アイドル回転数の変
動を速やかに収束させられる。

以下、図面に基づいて本発明の制御回路例を説
明する。

第４図はアクセル開度全閉時の噴射量特性（実
線）であるが、これは既述したようにエンジン回
転数−アクセル開度のテーブル（ROM）に記憶
された指令値に基づいて得られる。

本発明では、まずエンジン始動時のキー操作等
からイニシヤライズして上記ROMのアクセル開
度全閉時に相当する一次元テーブル（即ちアクセ
ル開度θ＝０の噴射量対回転数のテーブル）のみ
を読み出し、これを新たに記憶させるための記憶
回路、例えばRAMと、このRAMに記憶された一
次元テーブルに所定のエンジン運転条件下でアイ
ドル回転の変動巾に応じた補正値を一律に加減す
る補正回路とを設ける。

第５図は上記補正回路の作動の一例を示すフロ
ーチヤートであるが、以下このフローチヤートに
従つて説明する。

補正回路では、まずアクセル開度とエンジン負
荷状態からアイドル運転状態であるか否かが判断
され、アクセル開度全閉（０）、エンジン無負荷
であれば第２図と同様にしてアイドル回転の変動
巾の平均値が算出される。アクセル開度≠０
またはエンジン負荷状態であれば走行条件にある
と判断され、通常の噴射量制御系統の作動に委ね
られる。なお、エンジン負荷状態は、変速機のニ
ユートラルスイツチ、クラツチペダルの位置など
から検出する。

アイドル運転状態にあるとして平均値が算
出されると、次に前回の補正制御から所定の時間
が経過したか否かがタイマなどを介して検討さ
れ、設定時間経過前であれば前回のRAM一次元
テーブル値をそのままにして指令値が出力され
る。これは、指令値が出力されてからエンジン回
転数が応答するまでには若干の時間遅れがある点
を考慮したものである。

設定時間が経過した場合は、次に平均値の
絶対値｜｜がアイドル回転数の変動許容値
（例えば±50RPM相当）と比較される。

許容範囲内であれば前回のRAM一次元テーブ
が維持されるが、許容範囲を逸脱している場合に
は、平均値の正負が判別される。

平均値＞０であれば、これはエンジン回転
数が目標回転数よりも低い場合であるから、平均
値の大きさに応じた補正値が計算され、その
結果がRAM一次元テーブル値に一律に加えら
れ、他方、平均値＜０であれば、同様にして
計算された補正値がRAM一次元テーブル値から
一律に差し引かれる。

アイドル回転数が許容範囲を超えて変動した場
合には、この補正後の新たなRAM一次元テーブ
ルに基づいて指令値が出力される。

この結果、アイドル運転時に何らかの負荷、例
えばエアコンのコンプレツサ、パワーステアリン
グのポンプ、自動変速機のトルクコンバータ等の
負荷が加わつた場合には、第４図の破線で示した
ように負荷に応じた分だけ増量された噴射量特性
となり、速やかに目標アイドル回転数に安定させ
られる。すなわち、アイドル時に負荷が加わつた
場合は、第４図のように、アイドル目標回転数と
して、例えば600rpmを維持しようとすると、実
線で示す噴射量よりも相対的に多い点線で示す噴
射量にする必要があり、このことは回転数が目標
回転数よりも低下したときにも同様に、実線で示
す噴射量よりも多い点線で示す噴射量に修正する
必要があることを意味し、したがつてこのような
場合に、目標とする噴射量を一律に高めると、回
転数が低下したときにも、直ちにアイドル負荷の
増加分に対応した補正後の噴射量を読み出すこと
ができるので、この燃料量に制御することによ
り、アイドル回転数を速やかに目標回転数に復帰
させられるのである。

この点、従来のように、アイドル負荷の増加に
伴うアイドル回転数の変動（低下）時に、回転数
を目標回転数に復帰させるために、基準のアイド
ル噴射量特性から演算した変動分に応じての補正
量を加算したとしても、上記のように、その時点
では既に要求噴射量が相対的に増大しているので
あるから、この補正分では間に合わず、このため
再度増量補正することが必要となり、回転数が低
下してから目標の回転数に回復するまでに時間が
かかるのである。また燃料温度が低下すると噴射
量が相対的に増えてアイドル回転数が上昇する
が、このような場合には噴射量特性が減量方向へ
補正され、速やかに目標アイドル回転数に戻され
る。

このように、アイドル回転数の変動に対して、
制御テーブルの指令値が変動巾に対応して増減さ
れるので、アイドル回転の制御応答性が高まるほ
か、ハンチング現象が大巾に低減する。

なお、上記制御をさらに精密にするために、イ
ニシヤライズでRAMに書き込む一次元テーブル
を、エンジン回転数の格子間隔に対して小さく密
に設定するのが好ましい。

以上のように本発明は、アクセル開度とエンジ
ン回転数に応じての噴射量指令値をテーブル値と
して記憶する手段と、この記憶手段からアクセル
全閉時のテーブル値を読み出して記憶する手段
と、アイドル運転状態を検出する手段と、アイド
ル運転状態でのアイドル回転数の変動幅が許容範
囲を超えて変動したかどうかを判断する手段と、
前記許容範囲を超えたときはアイドル回転数の変
動幅に応じて計算した値だけ前記アクセル全閉時
の記憶テーブル値を一律に補正する手段と、この
補正後のテーブル値に基づいてアイドル運転状態
での燃料噴射量を制御する手段とを備えたので、
アイドル運転時の負荷変動や燃料温度の変化に起
因して回転数変動を生じたときに、これらに対応
して変化する要求噴射量特性に目標アイドル噴射
量特性を直ちに修正することができ、このため、
変動した回転数における燃料噴射量の制御値が、
即座にアイドル負荷の増加分等に対応した目標回
転数を回復するのに必要量となり、このためアイ
ドル回転数の変動時に、ハンチングを伴わずに速
やかに目標アイドル回転数に回復させることがで
き、アイドル安定性を向上させられるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子制御式燃料噴射ポンプの一例を表
す断面図、第２図、第３図は各々その制御回路の
従来のアイドル制御フローチヤート、制御特性の
説明図である。第４図は本発明におけるアイドル
時噴射量特性を表す説明図、第５図は同じく制御
フローチヤート、第６図は本発明の構成概略図で
ある。 １……プランジヤ、２……カツトオフポート、
３……コントロールスリーブ、４……サーボモー
タ、９……ポテンシヨメータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクセル開度とエンジン回転数とに応じてテ
   ーブル値として記憶させた噴射量指令値に基づい
   て、エンジン運転状態に応じた燃料噴射量に制御
   するようにした制御装置において、アクセル開度
   とエンジン回転数に応じての噴射量指令値をテー
   ブル値として記憶する手段と、この記憶手段から
   アクセル全閉時のテーブル値を読み出して記憶す
   る手段と、アイドル運転状態を検出する手段と、
   アイドル運転状態でのアイドル回転数の変動幅が
   許容範囲を超えて変動したかどうかを判断する手
   段と、前記許容範囲を超えたときはアイドル回転
   数の変動幅に応じて計算した値だけ前記アクセル
   全閉時の記憶テーブル値を一律に補正する手段
   と、この補正後のテーブル値に基づいてアイドル
   運転状態での燃料噴射量を制御する手段とを備え
   たことを特徴とするデイーゼルエンジンのアイド
   ル制御装置。