JPS6226341A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御方法 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法に係
り、特に、電磁弁スピル式の燃料噴射ポンプを用いた自
動重用の電子制御ディーゼルエンジンに用いるのに好適
な、燃料噴射ポンプのブランジャリフトに同期し、且つ
、所定ポンプ色毎に入力される信号とエンジン回転数よ
り、角度を時間換算して決定したスピル時期に基づいて
、電磁スピル弁とオンオフ制御することにより燃料噴射
量を制御すると共に、タイマ制御弁をオンオフデユーテ
ィ制御することにより燃料噴射時期を制御するようにし
たディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法の改良に関す
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、ディ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ィーゼルエンジ
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［４１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、ｉ
ｆ…スピル弁によりスピルボートを開放して、燃料の圧
送終りを制御することにより、燃料噴射時期を制御する
ようにしている。 このようなＴｉ電磁スピル式燃料噴射ポンプにおいては
、通常、第７図に示す如（、プランジャリフトに同期し
、且つ一定ボンブ色毎に入力される信号、例えばエンジ
ン回転パルス（以下、ＮＥパルスと称する）と平均エン
ジン回転数により、目標スピル角度を時間換緯して目標
スピル時期を決定し、該目標スピル時期に基づいて、１
ｆ１１スピル弁をオンオフ制御するようにしている。 又、燃料噴射時期に関しては、ローラリングと係合する
タイマピストンを制御するタイマ制御弁をオンオフデユ
ーティ制御することによって、制御するようにしている
。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、通常、前記ＮＥパルスは、第８図及び第
９図に示す如く、ポンプ駆動軸４２Ａに圧入された、外
周に歯車及びその欠歯が形成されたエンジン回転パルサ
（以下、ＮＥパルサと称する）４２Ｅと、ローラ４２１
を回動自在に支持しているローラリング４２Ｈ上に設け
られたエンジン回転数センサ（以下、ＮＥセンサと称す
る）４６により得るようにしているため、プランジャ４
２Ｇがリフトする際に、ローラ４２１を介して伝えられ
るフェイスカム４２Ｆからの反力により、ローラリング
４２Ｈが駆動方向に僅かに回動されて、前記時間換算量
とプランジャリフト、との同期がずれ、第１０図に示す
如く、本来スピルすべき時期ｔ１よりも若干早い時期ｔ
２にスピルされてしまうという現象を生ずる。なお、こ
のような現象は、定常的であれば、予め目標スピル時期
自体を送らせること等により対策することが可能であり
、実害は生じない。 一方、第８図に示した如く、前記ローラリング４２Ｈと
係合するタイマピストン４２Ｊは、そのピストン端面（
図では左端面）に印加される高圧の燃料圧力を、タイマ
制御弁（以下、ＴＣＶと称する）４８をオンオフデユー
ティ制御することにより変化させ、ローラリング４２Ｈ
を回動せしめて、目標噴射時期を冑るようにしている。 ところが、このＴＣＶ４８を駆動する周波数が小さいと
、毎回のオン時間即ち電圧開放時間が長くなり、第１１
因に示す如く、プランジャリフト時とオン時間が一致す
る時、即ち、フェイスカム反力とオン時間が一致する時
に、前記のようなスピル時期のずれがより大きくなり、
非定常的に噴射量が変動して不整となるため、特にアイ
ドル時の如く、噴射量の影響が回転数に反映され易い領
域では、振動が悪化することがあるという問題点を有し
ていた。 このような問題点を解決するべく、Ｔ　ＣＶ　４８の駆
動周波数を一律に高くすることが考えられるが、この場
合には、Ｔ　ＣＶ　４８の作動回数が飛躍的に増加し、
ＴＣＶ４８の寿命が短くなって、信頼性上好ましくない
という問題点を有していた。

【発明の目的１ 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、タイマ制御弁の寿命を大幅に短縮することなく、
噴射量の不整をアイドル１辰動を悪化させないレベルに
抑えることができるディーゼルエンジンの燃料噴射制御
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１ 本発明は、燃料噴射ポンプのプランジャリフトに同期し
、且つ、所定ポンプ色毎に入力される信号とエンジン回
転数より、目標スピル角度を時間換算して決定した目標
スピル時期に基づいて、電磁スピル弁をオンオフ制譚す
ることにより燃料噴射量を制御するとｉに、ＴＣＶをオ
ンオフデユーティ制御することにより燃料噴射時期を制
御するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方
法において、第１図にその要旨を示す如く、アイドル及
びアイドル付近の運転状態であることを検出する手順と
、アイドル又はアイドル付近以外の通常運転状態では、
通常の駆動周波数で前記下ＣＶを駆動する手順と、アイ
ドル及びアイドル付近の運転状態では、通常より高い駆
動周波数で前記ＴＣＶを駆動する手順とを含むことによ
り、前記目的を達成したちのである。 又、本発明の実施態様は、前記アイドル付近の運転状態
を、ニュートラルレンジで且つアクセル開度が所定ｔＩ
ｔＩ以下の運転状態としたものである。 更に、本発明の実施態様は、前記駆動周波数の切替えに
際して、前記アクセル開度にヒステリシスを設けたもの
である。 又、本発明の他の実施態様は、前記通常より高い駆動周
波数を、通常の駆動周波数の整数倍としたものである。 【作用】 本発明においては、燃料噴射ポンプのプランジャリフト
に同期し、且つ、所定ポンプ色毎に入力される信号とエ
ンジン回転数より、１櫃スピル角度を時間換算して決定
した目標スピル時期に基づいて、１！迩スピル弁をオン
オフ制御することにより燃料噴射量を制御すると共に、
ＴＣＶをオンオフデユーティ制御することにより燃料噴
射時期を制御するに際して、アイドル及びアイドル付近
の運転状態では、通常より高い駆動周波数で前記ＴＣｖ
を駆動するようにしている。従って、１辰動が悪化する
恐れがあるアイドル及びアイドル付近で、前記スピル時
期のずれが助長されることがなく、アイドル撮動の悪化
を防止することができる。又、アイドル又はアイドル付
近以外の通常運転状態では、通常の駆動周波数でＴＣＶ
を駆動するようにしているので、ＴＣＶの作動回数を必
要最小限とすることができ、作動回数が著しく増加して
、その寿命が棉まるごともない。 又、前記アイドル付近の運転状態を、ニュートラルレン
ジで且つアクセル開度が所定値以下の運転状態とした時
には、不整噴射の影響が生じ難い無負荷レーシング時の
周波数切替えを迅速に行うことができ、信頼性上有利で
ある。 更に、前記駆動周波数の切替えに際して、前記アクセル
開度にヒステリシスを設けた場合には、駆動周波数が必
要以上にｍ繁に切替えられることがない。 又、前記通常より高い駆動周波数を、通常の駆動同波数
の整数倍とした場合には、制御ロジックが簡潔である。

【実施例１ 以下図面を参照して、本発明に係る燃料噴射制御方法が
採用された、自動重用の電子制御ディーゼルエンジンの
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（図示
省略）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ッサ１４Ｂからなるターボチャージ
ャ１４が備えられている。該ターボチャージャ１４のタ
ービン１４Ａの上流側とコンプレッサ１４Ｂの下流側は
、吸気圧の過上昇を防止するためのウェストゲート弁１
５を介して連通されている。 前記コンプレッサ１４Ｂ下流側のベンチュリ１６には、
アイドル時等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較り弁１８が１轄えられて
いる。前記アクセルペダル１７の開度（アクセル開度と
称する）Ａｃｃｐは、アクセル位置センサ２０によって
検出されている。 前記主吸気校り弁１８と並列に副吸気較り弁２２が備え
られており、該副吸気較り弁２２の開度は、ダイヤフラ
ム装置２４によって制１ｔｌＩされている。該ダイヤフ
ラム装置２４には、負圧ポンプ２６で発生した負圧が、
負圧切換弁（以下、Ｖ　Ｓ　Ｖ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。 ディーゼルエンジン１０のシリンダヘッド１０Ａ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、ディーゼルエンジン１０のシリン
ダブロック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、ディーゼルエンジン１０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４２△
と、該ポンプ駆動軸４２Ａに固着された、燃料を加圧す
るためのフィードポンプ４２Ｂ（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
ポンプ駆動プーリ４２Ｄの回転変位からクランク角基準
位置、例えば上死点（ＴＤＣ）を検出するための、例え
ば１！磁ピツクアツプからなる基準位置センサ４４と、
同じくポンプ駆動軸４２△に固着されたＮＥバルサ４２
Ｅの回転変位からエンジンの回転状態を検出するための
、ローラリング４２Ｈに固定された、例えば？ｉ…ピッ
クアップからなるＮＥセンサ４６と、フェイスカム４２
Ｆとプランジャ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４２Ｈ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４２Ｊの位置を制御順することによっ
て噴射時期を制御するためのＴＣＶ４８と、スピルボー
ト４２Ｋを介してのプランジャ４２Ｇからの燃料逃し時
期を変化させることによって燃料噴射量を制御するため
の電磁スピル弁５０と、燃料をカットするための燃料カ
ット弁５２と、燃料の逆流や後型れを防止するためのデ
リバリバルブ４２Ｌと、が備えられている。 前記グロープラグ３６には、グローリレー３７を介して
グロー電流が供給されている。 前記吸気）昌センサ１２、アクセル位置センサ２０、吸
気圧センサ３２、着火時期センサ３８、水温センサ４０
．Ｗ重位置センサ４４、ＮＥセンサ４６、前記グロープ
ラグ３６に流れるグロー電流を検出するグロー電流セン
サ５４、キイスイッチ、エアコンスイッチ、ニュートラ
ルセーフティスイッチ出力、車速信号等は、電子制御ユ
ニット（以下、ＥＣＵと称する）５６に入力されて処理
され、該ＥＣＵ３６の出力によって、前記ＶＳＶ２８．
３０、グローリレー３７、ＴＣＶ４８、電磁スピル弁５
０、燃料カット弁５２等が制御される。 前記ＥＣＵ３６は、°第３図に詳細に示す如く、各種演
ＦＩ！処理を行うための中央処理ユニット（以下、ＣＰ
Ｕと称する）５６Ａと、制御プログラムや各種データ等
を記憶するためのリードオンリーメモリ（以下、ＲＯＭ
と称する）、　５６　Ｂと、前記ＣＰＬＩ５６Ａにおけ
る演算データ等を一時的に記憶するためのランダムアク
セスメモリ（以下、ＲＡＭと称する）５６Ｃと、クロッ
ク信号を発生するクロック５６Ｄと、バッファ５６Ｅを
介して入力される前記水温センサ４０出力、バッファ５
６Ｆを介して入力される前記吸気温センサ１２出力、バ
ッファ５６Ｇを介して入力される前記吸気圧センサ３２
出力、バッファ５６Ｈを介して入力される前記アクセル
位置センサ２０出力等を順次取込むためのマルチプレク
サ（以下、ＭＰＸと称する）５６にと、該ＭＰＸ５６に
出力のアナログ信号をデジタル信号に変換するためのア
ナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する
）５６Ｌと、該Ａ／Ｄ変換器５６Ｌ出力をＣＰＵ５６Ａ
に取込むための入出力ボート５６　Ｍと、バッファ５６
Ｎを介して入力されるスタータ信号、バッファ５６Ｐを
介して入力されるエアコン信号、バッファ５６Ｑを介し
て入力されるトルコン信号、波形整形回路５６Ｒを介し
て入力される前記着火時期センサ３８出力等をＣＰＵ５
６Ａに取込むための入出力ボート５６８と、前記着火時
期センサ３８出力を波形整形して前記ＣＰＵ５６Ａの入
力割込み端子ＩＣＡＰ２に直接取込むための前記波形整
形回路５６Ｒと、前記基準位置センサ４４出力を波形整
形して前記ＣＰＵ５６Ａの同じ入力割込み端子ＩＣＡＰ
２に直接取込むための波形整形回路５６Ｔと、前記ＮＥ
センサ４６出力を波形整形して前記ＣＰＵ５６Ａに直接
取込むための波形整形回路５６Ｕと、前記ＣＰＵ５６Ａ
の演算結果に応じて前記電磁スピル弁５ｏ＠駆動するた
めの駆動回路５６Ｖと、前記ＣＰＬＪ５６Ａの演算結果
に応じて前記ＴＣＶ４８を駆動するための駆動回路５６
Ｗと、前記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応じて前記燃料カ
ット弁５２を駆動するための駆動回路５６Ｘと、前記各
構成機器間を接続してデータや命令の転送を行うための
コモンバス５６Ｙとから構成されている。 ここで、前記波形整形回路５６Ｒ出力の着′火信号を、
ＣＰＵ５６Ａの入力割込み端子ｒｃＡＰ２だけでなく、
入出力ボート５６８にも入力しているのは、同じ入力割
込み端子ＩＣＡＰ２に入力される波形整形回路５６Ｔ出
力の基準位置信号と識別するためである。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例におけるＴＣＶ４８の駆動周波数の決定は、第
４図に示すような流れ図に従って実行される。 即ち、まずステップ１１０で、エンジン運転状態に応じ
て、公知の方法でＴＣＶ４８の制御デユーティ比を算出
する。次いでステップ１１２に進み、ステップ１１０の
演算結果に応じて、ＴＣＶ４８をオンとすべき時間を算
出する。次いでステップ１１４に進み、例えば前記アク
セル位置センサ２０の出力から、アクセルペダル１７が
全開とされたアイドル状態であるか否かを判定する。判
定結果が否である場合には、ステップ１１６に進み、例
えばトルコン信号からニュートラルレンジ（以下、Ｎレ
ンジと称する）が遍択されているか否かを判定する。判
定結果が正である場合にはステップ１１８に進み、前記
アクセル位置センサ２０の出力から、アクセル間Ｉｔ　
Ａ　ｃｃｐが、例えば４〜１０％の範囲内の設定値、例
えば７％以下であるか否かを判定する。 前出ステップ１１４の判定結果が否であり、且つ、前出
ステップ１１６又は１１８の判定結果が否である場合、
即ち、アイドル状態でなく、且つ、Ｎレンジでないか又
はアクセル開度△ＣＣｐが７％を越えていると判断され
た時には、ステップ１２０に進み、ＴＣＶ４８の駆動周
波数を通常の値、例えば２０Ｈｚとして、このルーチン
を終了する。 一方、前出ステップ１１４の判定結果が正であるか、あ
るいは、ステップ１１６及び１１８の判定結果が何れも
正である時、即ち、アイドル状態であるか又はＮレンジ
で且つアクセル開度Ａ　ＣＣ１１が７％以下であると判
断された時には、ステップ１２２に進み、前出ステップ
１１２で算出されたＴＣＶ４８のオン時間を１／２とす
る。次いでステップ１２４に進み、ＴＣＶ４８の駆動周
波数を。 通常の値２０Ｈｚの２倍の値４０　Ｈｚとして、このル
ーチンを終了する。 本実施例における、無負荷状態でアクセル開度Ａ　ＣＣ
ｐが０％から４０％に変化した無負荷レーシング時のエ
ンジン回転数及びＴ　ＣＶ駆動周波数の変−化状態の関
係の例を第５図に示す。 このようにして、アイドル状態及びＮレンジで且つアク
セル間ｒ！ｌＡ　ｃｃｐが所定値以下の時のみ、Ｔ　Ｃ
Ｖ　４８の駆動周波数を通常の２倍とすることにより、
悪影響の生じ易いｉｉａ域で噴射量の不整を抑え、アイ
ドル撮動を効果的に抑制することができる。又、前記ア
イドル状態及びＮレンジで旦つアクセル開度△ｃｃｐが
所定値以下の状態以外の通常運転状態では、ＴＣＶ４８
の＠動因波数を従来通りとすることにより、Ｔ　ＣＶ　
４８の作動回数を従来に比べて２〜３割程度の増加に留
めることができ、Ｔ　ＣＶ　４　Ｂの寿命が大幅に短縮
されるのを防いで、信頼性上問題のないレベルとするこ
とができる。 本実施例においては、アイドル付近の運転状態を、ニュ
ートラルレンジで且つアクセル間ｒｌＪ　Ａ　ＣＣｐが
所定値７％以下の運転状態としているので、前出第５図
に示した如く、不整噴射の影響が生じ難い無負荷レーシ
ング時では、エンジン回転数の変化よりも速く駆動周波
数を切替えることができ、信頼性上も有利である。なお
、アイドル付近の運転状態はこれに限定されない。 又、本実施例においては、通常より高い駆動周波数を、
通常の駆動周波数の２＠とじているので、制御ロジック
が非常に簡潔である。なお、通常より高い駆動周波数の
設定は、不整噴射の度合、ＴＣＶ　４８の信頼性等を考
慮して、任意の値に設定することができる。 なお、前記アクセル開度ＡＣＣ１１による駆動周波数の
切替えに際して、例えば第６図に示す第２実施例の如く
、駆動周波数を４０Ｈｚから２０Ｈｚに切替える時には
アクセル間［Ａｃｃｐ　−８％で切替え、一方、２０）
１ｚから４０Ｈｚに切替える時にはアクセル開度ＡＣＣ
Ｉ）　−６％で切替えるようにすることもできる。 この第２実施例のように、アクセル開度にヒステリシス
を設けた場合には、駆動周波数切替え時のハンチングを
防止することができる。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、非定常的な不整噴
射によるアイドル振動を効果的に抑制することができ、
しかも、Ｔ　ＣＶの作動回数の増加を最小限に留めて、
信頼性上問題のないレベル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、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
制御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ィーゼルエンジンの実施例の
全体構成を示す、一部ブロッ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ットの
構成を示すブロック線図、第４図は、同じく、タイマ制
御弁の駆動周波数を決定するためのルーチンを示す流れ
図、第５図は、前記実施例における、無負荷レーシング
時のアクセル開度、エンジン回転数及びタイマ制御弁駆
動周波数の関係の例を示す線図、第６図は、本発明の第
２実施例におけるアクセル開度とタイマ制°御弁駆動周
波数の関係の例を示す線図、第７図は、電磁弁スピル式
の燃料噴射ポンプにおける、プランジャリフトとエンジ
ン回転パルスの関係の例を示す線図、第８図は、燃料噴
射ポンプへのエンジン回転バルサの取付は状態を示す横
断面図、第９図は、第８図のｒＸ−ｒＸ線に沿うＩｌ？
横断面図、第１０図は、従来例において、ローラリング
の回動により、実スピル時期が本来スピルすべき時期か
らずれている状態を示す線図、第１１図は、従来例にお
ける、プランジャリフト、ローラリング回動量及びタイ
マ制御弁のオンオフ状態の関係の例を示す線図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ２０・・・アクセル位置センサ、 Ａ　ｃｃｐ・・・アクセル開度、 ４２・・・燃料噴射ポンプ、 ４２Ｅ・・・エンジン回転（ＮＥ）バルサ、４２Ｇ・・
・プランジャ、 ４２Ｈ・・・ローラリング、 ４２Ｊ・・・タイマピストン、 ４６・・・エンジン回転（ＮＥ）センサ、４８・・・タ
イマ制御弁（ＴＣＶ）、 ５６・・・電子１ＩｉＩＪ罪ユニツト（ＥＣＵ）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料噴射ポンプのプランジャリフトに同期し、且
   つ、所定ポンプ角毎に入力される信号とエンジン回転数
   より、目標スピル角度を時間換算して決定した目標スピ
   ル時期に基づいて、電磁スピル弁をオンオフ制御するこ
   とにより燃料噴射量を制御すると共に、タイマ制御弁を
   オンオフデューティ制御することにより燃料噴射時期を
   制御するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射制御
   方法において、 アイドル及びアイドル付近の運転状態であることを検出
   する手順と、 アイドル又はアイドル付近以外の通常運転状態では、通
   常の駆動周波数で前記タイマ制御弁を駆動する手順と、 アイドル及びアイドル付近の運転状態では、通常より高
   い駆動周波数で前記タイマ制御弁を駆動する手順と、 を含むことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射
   制御方法。
2. （２）前記アイドル付近の運転状態を、ニュートラルレ
   ンジで且つアクセル開度が所定値以下の運転状態とした
   特許請求の範囲第１項記載のディーゼルエンジンの燃料
   噴射制御方法。
3. （３）前記駆動周波数の切替えに際して、前記アクセル
   開度にヒステリシスを設けた特許請求の範囲第２項記載
   のディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
4. （４）前記通常より高い駆動周波数を、通常の駆動周波
   数の整数倍とした特許請求の範囲第１項記載のディーゼ
   ルエンジンの燃料噴射制御方法。