JPS63263247A - 燃料噴射量の制御方法 - 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】 ル咀９且釣 ［産業上の利用分野コ 本発明は、回転機構、例えは、内燃機関等の回転タイミ
ング検出装置に関する。特にパルス出力の回転角センサ
を有し、１サイクル中に回転変動を生ずる回転機構が所
望の回転角度位相に至ったか否かを検出する装置に関す
る。

［従来の技術］ ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの噴！］終了制御
をするために、電磁式のスピル弁を採用しているものが
ある。スピルのタイミングはディーゼルエンジンの運転
状態、例えは、アクセルペダルの踏込み量・エンジンの
回転速度等に基づき計算され、対応する機関回転角度位
相で衷される。

ところで、過密機関の回転角度位相の検出は、機関出力
軸あるいは燃料噴射ポンプの駆動軸に備えられた歯車状
の突起を周縁に有するロータの回転を近接して設けられ
たビックア・ンプにより、突起の接近・離間をパルス信
号として捉えるものである。即ち、回転速度に応じてそ
の時間間隔が短くなるパルス信号を利用する。このパル
ス数を基準パルスから計数すれは、現在の回転角度位相
が判明し、所望の角度位相に至ったタイミングにて、ス
ピルすることができるのであるが、所望の角度位相がパ
ルスの間に存在する場合は、更に、前回のパルス間、通
常前回の所望角度位相が存在したパルス間の時間間隔を
計測しておいて、２つのパルス出力間の回転角と最後の
パルスの角度位相から所望の角度位相までの角度差とを
用いて、所望の角度位相に到達する時間を計算している
。

こうして通常は、比較的正確にパルス間の所望の角度位
相に到達したタイミングを捉えることが出来る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、ディーゼルエンジン◆ガソリンエンジン等の内
燃機関や、その他電動ポンプ等のような回転機構は１サ
イクル中においても、その排気による負荷のタイミング
や爆発による出力のタイミングにより、回転速度が変動
している。

この様な状況下で、上記のような所望角度位相の検出を
していると、所望角度位相は各サイクル毎に変動するも
のであることから、そのタイミングの計算の内、最後の
パルスから所望角度位相までの時間計算は前回の所望角
度位相が存在するパルス間の時間間隔を用いているので
、前回と今回とのパルス間の位相が１サイクル中で異な
る場合がある。

この場合には、上記負荷のタイミングや出力のタイミン
グに対する位相が異なることになり、同一の回転変動下
での回転速度データを用いているとは限らず、前回のパ
ルス時間間隔を用いて計算すると回転速度の違いから誤
差を生じてしまい、燃料噴射量が不正確なものとなり、
回転が不安定となったり、エミッションが低下したりす
る恐れがあった。

この変動を考慮して所望の回転角度位相付近における直
前の回転速度と平均回転速度との関係に基づいて回転変
化率を求め、パルス間の時間間隔を補正する装置（特開
昭６０−１７２５２号）も提案されているが、やはり所
望の回転角度位相における変動を吸収するには十分とは
言えなかった。

え胛Ω孟戒 そこで、本発明は、上記問題点を解決することを目的と
し、次のような構成を採用した。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところは、第１図に例示する
ごとく、 回転機構Ｍ１の所定角度毎にパルス信号を出力するパル
ス出力手段Ｍ２と、 回転機構Ｍｌが所定基準回転角度位相から回転１サイク
ル中の所望の回転角度位相に至るまでのパルス数と最後
のパルスからの時間とを算出するタイミング算出手段Ｍ
３と、 上記パルス数のパルス信号出力を上記所定基準回転角度
位相から計数し最後のパルスからの時間を計数すること
により回転機構Ｍ１が所望の回転角度位相に至った時点
を検出する回転タイミング検出手段Ｍ４と、 を備えた回転機構のタイミング検出装置において、上記
タイミング算出手段Ｍ３が、最後のパルスからの時間を
、前回の回転サイクルの同一位置パルスと次のパルスと
の時間間隔データを用いて算出することを特徴とする回
転機構の回転タイミング検出装置にある。

［作用］ パルス出力手段Ｍ２は、回転機構Ｍ１の所定角度回転毎
にパルス信号を出力することにより、回転機構Ｍ１の回
転状態を検出している。このパルス信号を受けて、タイ
ミング算出手段Ｍ３は、まず所望の回転角度位相に至る
までのパルス数を計算する。パルス信号が角度θ３毎に
出力されているものとすると、基準角度位相からの所望
の角度位相θに対して、パルス数には下式により計算さ
れる。

θ／θ９　＝ｋ　、　　　　余りθｎ また最後のパルスからの時間りは上記余りθ。から、下
式により計算される。

ｈ　＝θｎ　　＋　　’ｌ’ｔｏｓ丁／θ８ここでＴ　
ＬＩＩＩＳＴは前回の回転サイクルにおける基準角度位
相から１（番目のパルスとに＋１番目のパルスとの時間
間隔を表している。

回転タイミング検出手段Ｍ４は、まず基準角度位相から
パルス数ｋを計数した後、最後のパルス信号から時間り
を計時して、その時点を所望の回転タイミングとする。

［実施例コ 次に、本発明の詳細な説明する。本発明はこれらに限ら
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々の
態様のものが含まれる。

第２図に本発明の一実施例の燃料噴射ポンプ１の概略構
成を示す。

本燃料噴射ポンプ１は、ボ・ンシュタイプの分配型燃料
噴射ポンプをベースとする電磁スピル調量方式燃料噴射
ポンプである。該燃料噴射ポンプ１は、駆動軸２により
、図示しないエンジンに連動し、ベーン式フィードポン
プ３を回転させている。

ベーン式フィードポンプ３は、吸入口４から図示しない
燃料タンク内の燃料をフィルタを介してＡより、導入し
、この燃料を加圧してレギュレートバルブ５の設定する
圧力に調圧したのち、燃料噴射ポンプ１内に形成した燃
料室６へ供給する。

上記駆動軸２はカップリング７を介してプランジャ８を
駆動する。このカップリング７はプランジャ８を回転方
向へは一体的に回転させるが、プランジャ８が軸方向へ
往復運動する場合にはこの軸方向移動を自由に許す。上
記プランジャ８にはフェイスカム９が一体的に設けられ
ている。フェイスカム９はスプリング１０によりカムロ
ーラ１１に押し付けられており、これらフェイスカム９
とカムローラ１１との摺接により、これらのフェイスカ
ム９のカム山がカムローラ１１に乗り上げるとプランジ
ャ８が往復動される。プランジャ８は１回転中に、図示
しないエンジンの気筒数に応じた回数（ここでは４回）
だけ往復動される。

プランジャ８は燃料噴射ポンプ１に取り付けられたヘッ
ド１２に摺動自在にかつ精密に嵌合されており、このヘ
ッド１２とプランジャ８の端面とでポンプ室１３を形成
している。プランジャ８の端部周面には吸入溝１４が形
成されており、プランジャ８の吸入行程中に、即ち、第
２図の図示左方への移動中にこれら吸入溝１４のうち一
つが、ヘッド１２に設けた図示しない吸入ボートに連通
ずると、前記燃料室６からポンプ室１３に燃料を吸入す
る。またプランジャ８の圧縮行程中、つまり第２図の図
示右方への移動中に、ポンプ室１３内で加圧された燃料
は、連通路１９、分配ボート１６を通じて噴射通路１７
へ圧送され、吐出弁１日を介して、Ｂから、図示しない
噴射弁によりエンジンの燃焼室へ噴射される。

上記ポンプ室１３にはスピル式の電磁弁２０が接続され
ている。すなわちポンプ室１３は？ａＳ　１Ｍ通電磁弁
２０は、ニードル弁２４をソレノイド２５によって作動
させるもので、このソレノイド２５に通電するとニード
ル弁２４がリフトされてポンプ室１３が溢流通路２１．
２２を介して燃料室６に開放される。したがってプラン
ジャ８の圧縮行程中に電磁弁２０を作動させるとポンプ
室１３内で加圧されている燃料が溢流通路２１．２２を
介して低圧側の燃料室６へ逃されるから、前記噴射通路
１７側へは送られなくなり、燃料の噴射が停止される。

このことによりエンジン側に供給すべき燃料噴射量を制
御する。尚、燃料室６へ溢流した燃料の一部は、Ｃより
図示しない燃料タンクへ還流する。

上記電磁弁２０への通電開始タイミングは、マイクロコ
ンピュータ等を備えた電子制御回路２６によって行われ
る。

前述のカムローラ１１はローラリング２７に保持されて
いる。このローラリング２７は燃料噴射時期調整機構（
タイマー）３０によって作動される。燃料噴射時期調整
機構３０はタイマピストン３１を備え、このタイマピス
トン３１の一端面には前記燃料室６の燃料圧力が作用す
る。燃料室６の燃料圧力はエンジン回転速度の二分の−
１つまり、フィードポンプ３の回転速度に応じて変化す
る。タイマピストン３１の一端面に上記燃料室６の燃料
圧力が作用すると、このタイマピストン３１は他面に作
用するスプリング３２の力に抗して第２図の左方へ移動
される。このようなタイマピストン３１の往復動はピン
３３を介してローラリング２７に伝えられる。第２図で
はタイマピストン３１を実際の場合とは直交する姿勢で
示してあり、実際はタイマピストン３１の軸線が紙面と
直交する方向に向いて取り付けられるものである。

したがってタイマピストン３１の往復動はローラリング
２７を、駆動軸２を中心として回動変位させる。このた
め、カムローラ１１とフェイスカム９とが相対的に周方
向へ変位するので、フェイスカム９のカム山がカムロー
ラ１１に乗り上げるタイミングがずれ、駆動軸２に対す
るプランジャ８の往復運動の位相が変化する。この結果
、分配ボート１６と噴射通路１７との連通夕″イミング
が変わるので、燃料噴射時期が自動的に調整される。

上記ローラリング２７には例えば電磁と・ンクアップ式
、ホール素子式あるいは光学的角度検出式等の回転角セ
ンサ３５が取り付けられており、これに対して駆動軸２
にはバルサ３６が固定されている。駆動軸２の回転によ
りパルサ３６に形成した突起３７の一つが上記回転角セ
ンサ３５を横切ると、この回転角センサ３５が信号を発
生する。

この信号は前記電子制御装置２６へ送られる。電子制御
装置２６ではこの回転角センサ３５からの出力信号を受
けると、この信号に基づいて所望の角度位相となると、
電磁弁２０へその作動を指令する電力信号を出す。パル
サ３６は基準角度位相を表すために、欠歯を設けている
と共にディーゼルエンジン１回転（３６０’　ＣＡ）当
り３２個の信号を発生するように構成されているので、
各パルス間は１１．２５°ＣＡに相当する。

上記タイマー３０の作動にまりローラリング２７が回動
されると、回転角センサ３５もローラリング２７と同じ
位相だけ回動される。したがって燃料噴躬時朋が調整さ
れた場合に、電子制御３１１装置２６へ送る基準信号も
同じ位相だけずれるので、電磁弁２０の作動時期が変わ
り、プランジャ８の往復タイミングのずれ分だけｉＭ　
？Ｍ時期も変化するから噴射量に変化を及ぼさないよう
になっている。

電子制御回路２６はエンジンの運転状態を検出するため
に種々のセンサ、例えばアクセルペダル４０の位置（踏
み込み量）を検出するアクセル開度センサ４１やエンジ
ンの回転角を検出する図示しない回転数センサ、あるい
は吸気温センサ等が接続されるとともに、前述の回転角
センサ３５の出力がつながれており、バルサ３６と組み
合わされて、前述のごとく燃料噴射ポンプ１のフェイス
カム９の回転位相に応じたパルス信号を検出するよう構
成されている。又、電子制御回路２６はスピル用電磁弁
２０に対して、予め設定された時間経過後、あるいは各
種条件から算出した時間の経過後に、ソレノイド２５を
励磁する電力信号を出力して、その開閉を行う。

上記電子制御回路２６は、ＣＰＵ２６ａＳ　ＲＯＭ２６
ｂＳ　ＲＡＭ２６ｃ、及びバ・ンクア・ンプＲＡＭ２６
ｄ等を中心に論理演算回路として構成され、コモンバス
２６ｅを介して人力部２６ｆ及び出力部２６９に接続さ
れて、回転角センサ３５からのパルス信号、アクセル開
度センサ４１の開度信号、その他吸気温センサ等の出力
信号を受け、電磁弁２０に制御信号の出力を行う。

次に上記電子制御回路２６にて実行されるスピル時期決
定処理を説明する。第３図はそのフローチャート示すも
のである。本処理は回転角センサ３５からのパルス信号
人力毎に割り込み実行されるルーチンである。また、第
４図は本処理を実行した場合の、パルス信号とスピル電
磁弁信号とのタイミングチャートを表している。

まず、ステップ９０にて、今回のサイクルの測定値とし
て、直前のパルスとのパルス時間間隔Ｔ５を測定し、Ｒ
ＡＭ２６ｃに格納する。次にステ・ンブ１００にて、既
に他のルーチンにて回転角センサ３５のパルス信号に基
づいて演算されている機関の回転速度■θと、アクセル
開度センサ４１の出力に基づいて演算されるアクセル開
度θＩＩＩＣＣと、からスピル指令角θＦＩＮを、ＲＯ
Ｍ２６ｂに格納されたマ・ンプから補間演算して求める
。次にステップ１１０にて上記スピル指令角θＦＩＮを
パルス出力の角度間隔である１１．２５°ＣＡによる整
数の商ｎと余り角θｐとに分離する。

次にステップ１２０にて商ｎの傾が検査され、ｒｌ＝５
の場合はステップ１３０の処理がなされ、ｎ＝６の場合
はステップ１４０の処理がなされ、ｎ＝７の場合はステ
ップ１５０の処理がなされる。

即ち、ステ・？ブ１，３０にて（ｉ前回のサイクルの＃
５のパルス信号と＃６のパルス信号との時間間隔Ｔｓ１
にてθＲを回転時間ＴｓρＯＮに変換する。同様にステ
ップ１４０にては前回のサイクルの＃６のパルス信号と
＃７のパルス信号との時間間ｔ１Ｍ　Ｔ　ｓｌにてθＲ
を回転時間ＴｓρＯＮに変換する。更にステップ１５０
にては前回のサイクルの＃７のパルス信号と＃８のパル
ス信号との時間間ｊＭＴｓ＋にてθρを回転時間Ｔ　５
ｐｏＮに変換する。

ここでｒｔは５．　６．　７に限ったが、通常ｎはその
範囲に納まるからである。勿論、必要に応じてｎをもっ
と幅広くしてもよい。即ち、全てのパルス間隔を測定し
記憶してもよい。

次にステップ１６０にてｎの１直をＲＡＭ２６ｃ中の角
度カウンタにセットし、ＴｓρＯＮの１直をＲＡＭ　２
６　ｃ中の時間カウンタにセットする。次にステップ１
７０にて、基準となる＃０のパルス信号°からカウント
して＃ｎとなった際に、時間をカウントし始め、回転時
間ＴｓρＯＮ経過すれば、スピル電磁弁２０が開かれる
。こうして正確にスピル指令角θＦＩＮで燃料の噴射が
停止し、所望の燃料量をディーゼルエンジンに供給する
ことが出来る。

本実施例は上述のごとくスピル時のみのパルス間隔を記
憶しておくのみならず、その前後のパルス間隔をも記憶
しておき、今回のスピルの時間に対応した前回のパルス
間隔にて、回転時間Ｔ　（：１）ＯＮを算出しているの
で、特にレシプロエンジン特有のエンジン行程に伴う回
転変動下においても常に所望の回転角位相に正確にスピ
ルさせることができる。

発Ｊ団１従果 本発明においては、タイミング算出手段Ｍ３が、最後の
パルスからの時間を、前回の回転サイクルの同一位置パ
ルスと次のパルスとの時間間隔を用いて算出しているた
め、回転機構に周期的な回転変動が生じても、その変動
に適合させて、正確に所望のタイミングを検出すること
ができる。特に内燃機関の所望のタイミングにて、燃料
噴射、その停止、点火時期制御等に用いて精密な制御が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成例示図、第２図は本発明の
一実施例の構成図、第３図は電子制御回路にて実行され
る処理を示すフローチャート、第４図はパルス信号とス
ピル電磁弁信号とのタイミングチャートを表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転機構の所定角度毎にパルス信号を出力するパルス出
   力手段と、 回転機構が所定基準回転角度位相から回転１サイクル中
   の所望の回転角度位相に至るまでのパルス数と最後のパ
   ルスからの時間とを算出するタイミング算出手段と、 上記パルス数のパルス信号出力を上記所定基準回転角度
   位相から計数し最後のパルスからの時間を計数すること
   により回転機構が所望の回転角度位相に至った時点を検
   出する回転タイミング検出手段と、 を備えた回転機構のタイミング検出装置において、上記
   タイミング算出手段が、最後のパルスからの時間を、前
   回の回転サイクルの同一位置パルスと次のパルスとの時
   間間隔データを用いて算出することを特徴とする回転機
   構の回転タイミング検出装置。