JP2507985B2 - デイ−ゼル機関用燃料噴射ポンプの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スピルリングをステップモータで駆動する
ことにより燃料噴射量を制御するディーゼル機関用の分
配型燃料噴射ポンプの制御方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の燃料噴射量制御としては、アクセル開
度センサおよび回転角センサからの信号等から目標燃料
噴射量を演算し、この結果に基づいてアクチュエータに
てスピルリングを移動させることにより、目標燃料噴射
量に設定する制御方法がとられでいる。

この制御方法には種々の方法があるが、その内の一つ
としてステップモータをオープンループ制御してスピル
リングの位置を設定する方法が知られている。この方法
では、ステップモータに与えたステップ数だけでスピル
リングの位置を設定できるため、スピルリングの位置を
検出するためのセンサなどを設けなくてもよいという利
点があった。しかし一方では、例えばステップモータの
共振等、何らかの原因でステップモータが脱調した場
合、ステップモータの実際の回転角と指示した回転角と
に「ずれ」が生じるため、この「ずれ」を無視して制御
を続けると、脱調が発生するたびに「ずれ」が蓄積され
て大きくなり、正しい燃料噴射が実施できなくなる恐れ
があった。そのため、この「ずれ」を解消するための対
策を講ずることが必要であった。

従来、この「ずれ」を解消するための対策として、車
両の減速時にステップモータを駆動してスピルリングを
ホームポジションに戻し、その位置でのステップモータ
の回転角をゼロとしてリセットして、脱調によって生じ
た「ずれ」を解消していた。このような制御をすること
で、以降の制御ではモータに与えるステップ数とスピル
リングの位置とが一致し、正しい位置にスピルリングを
移動させることができた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記制御では、車両の減速時にスピルリン
グがホームポジションまで戻りきってしまっているた
め、再度加速した時に、スピルリングがホームポジショ
ンから目標燃料噴射量となる位置にまで移動するのに長
時間を要していた。このため、車両の加速遅れによる加
速ショックが生じ、乗り心地がよくないという問題があ
った。

［問題点を解決するための手段および作用］ 上記問題点を解決するためになされた本発明は、第１
図に示すように、まず、アクセル開度が全閉で、かつ、
車両が停止しているか否かの判定が実行される（Ａ）
（Ｂ）。つまり、車両の走行中に、アクセルペダルを戻
して減速中にあり、車両の燃料カットの条件を満してい
るか否かが判定される。これらの条件が満されていると
きには、エンジン回転数が所定回転数以上か否かが判定
される。これは、エンジン回転数があまりに低い場合
に、後述する制御を行なうとエンジンが停止することが
あるからこれを防止するためである。ついで、ステップ
モータを駆動してスピルリングをホームポジションへ移
動させ（Ｄ）、その後に、さらにスピルリングを燃料噴
射量で零の位置になるようにステップモータを駆動する
（Ｅ）。

ここで、燃料噴射量零の位置とは、燃料噴射が開始さ
れる直前の位置（即ち、燃料噴射量は零となる）を指
す。この燃料噴射量零の位置は、後述の実施例中で詳し
く説明する通り、エンジン回転数によって変動するもの
の、少なくともホームポジションよりも燃料噴射開始側
に近い位置になる。

したがって、この制御後に、車両の加速指令がなされ
た場合にも、スピルリングのホームポジションから燃料
噴射量の零の位置まで移動する時間だけ、スピルリング
が目標燃料噴射量となる位置に到達するまでにかかる時
間が短縮される。したがって、素早い加速応答が得ら
れ、乗り心地が向上する。

［実施例］ 第２図は公知の電子制御式の分配型燃料噴射ポンプの
主要部を示している。同図において、21はエンジンによ
り回転駆動されるドライブシャフト、22はドライブシャ
フト21により駆動され燃料をポンプ室に吸引するフィー
ドポンプ、23はカムプレート、24はカムプレート23のカ
ムフェイスと当接するローラ24aを備え後記タイマピス
トンの変位に応じて回動するローラリング、25はシリン
ダ26内に挿入され、ドライブシャフト21により回転駆動
されると同時にカムプレート23とローラ24aとの作用に
より往復運動をするポンププランジャをそれぞれ表わし
ている。

ポンププランジャ25には軸孔25aとこれに連通するス
ピルポート25bが穿設され、スピルポート25b位置のポン
ププランジャ25の外周にはスピルリング27が摺動自在に
外嵌されている。スピルリング27は連結部材28を介して
ステップモータ29の出力軸29aに連動し、その位置が電
子制御装置で演算された最適燃料噴射量に基づいて制御
され、溢流時期を調整することにより燃料噴射量が制御
される。すなわち、ステップモータ29の出力軸29aに、
第３図に示すように、偏心してボールジョイント28aを
介して連結部材28が連結されており、上記出力軸29aの
回転によりスピルリング27が１〜2mm程度矢印方向へ移
動するように構成されている。

30はポンププランジャ25の分配ポートから送られた燃
料を燃料噴射弁14のノズルへ圧送するデリバリバルブ、
31は燃料のシリンダ26への供給を遮断する燃料遮断弁で
ある。

32は燃料噴射時期を調整する油圧式のタイマであり、
カムプレート23に当接するローラリング24の円周方向に
おける回動をタイマピストン33の移動により、燃料噴射
時期を調整するように構成される。

次に第４図は上記電子制御回路51とその関連部分との
ブロック図を表わしている。

52は各センサより出力されるデータを制御プログラム
に従って入力及び演算すると共に、各種装置を作動制御
等するための処理を行なうセントラルプロセシングユニ
ット（以下単にCPUと呼ぶ）、53は制御プログラム及び
初期データが格納されるリードオンリメモリ（以下単に
ROMと呼ぶ）、54は電子制御回路51に入力されるデータ
や演算制御に必要なデータが一時的に読み書きされるラ
ンダムアクセスメモリ（以下単にRAMと呼ぶ）、55は電
源遮断されても以後の内燃機関作動に必要なデータを保
持するよう、バッテリによってバックアップされた不揮
発性メモリとしてのバックアップランダムアクセスメモ
リ（以下単にバックアップRAMと呼ぶ）、56a〜56dは各
センサ10〜13の出力信号のバッファ、58は各センサの出
力信号をCPU52に選択的に出力するマルチプレクサ、59
はアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、6
0はバッファ56、57、マルチプレクサ58及びA/D変換器59
を介して各センサ信号をCPU52に送ると共にCPU52からの
マルチプレクサ58、A/D変換器59のコントロール信号を
出力する入出力ポートを表わしている。

そして61はセンサ14,15の出力信号の波形を整形する
整形回路を表わし、各センサ信号は直接、入力ポート62
によりCPU52に送られる。

上記センサ10〜15のうち、10はエンジンの冷却水温を
検出する水温センサ、11はエンジンへの吸気温を検出す
る吸気温センサ、12は吸気圧センサ、13はアクセルペダ
ルに連動して作動するスロットル弁の開度を検出するア
クセル開度センサ、14はエンジン回転数を検出する回転
数センサ、15は火炎等を検出する着火時期センサであ
る。

更に、63、64、65は出力ポート66、67、68を介してCP
U52からの信号によってステップモータ29、燃料遮断弁3
1、タイマコントロールバルブ31を駆動する駆動回路を
それぞれ表わしている。また、70は信号やデータの通路
となるバスライン、71はCPU52を始めROM53、RAM54等へ
所定の間隔で制御タイミングとなるクロック信号を送る
クロック回路を表わしている。

つぎに、動作について説明する。

車両の運転時において、各センサ10〜15の各信号は、
電子制御回路51へデータとして取り込まれて、ROM53に
予め記憶されたマップ等に基づいて目標燃料噴射量が演
算され、この結果に基づいてステップモータ29がオープ
ンループ制御される。

この制御において、ステップモータ29の駆動により第
３図に示すスピルリング27は、図示左側から順次移動す
ることにより、ホームポジション→燃料噴射量が零の位
置→所望の燃料噴射量に設定される。ここで、燃料噴射
が開始される直前の位置である燃料噴射零の位置は、エ
ンジン回転数に伴うポンプの圧送特性により、第５図に
示すように、エンジン回転数により異なり、つまり、エ
ンジン回転数が低くなる程ホームポジションから離れた
位置になっている。

一方、噴射時期にあっては、周知のような、着火時期
センサ15から噴射時期を検出し、これとエンジン回転数
およびエンジン負荷等から求められた値とをフィードバ
ック制御により比較演算し、タイマコントロールバルブ
32を駆動することにより制御される。

上記のような燃料噴射量制御における割り込み処理と
して実行される制御プログラムについて第６図にしたが
って説明する。まず、ステップ100にて、アクセル開度
センサ13からの信号に基づいてアクセルが全閉か否かが
判定され、全閉の場合には、次のステップ110にて車速
が零であるか否か、つまり車両が運転中であるか否かが
判定される。すなわち、上記ステップ100,110にて、車
両の走行中にアクセルペダルを戻して減速状態にあり、
燃料カットの条件が満されているか否かが判定される。
これらの条件が満されている場合には、次のステップ12
0にて、エンジン回転数が1500rpm以上か否かが判定され
る。これは、エンジン回転数が1500rpm以下であると、
後述する制御を行なうとエンジンが停止することがある
から、これを防止するためである。上記ステップ120に
て1500rpm以上であると判定されると、ステップ130でス
テップモータ29にパルス信号を送り、ホームポジション
に戻す。このときの時間は最長で80msec程度である。し
たがって、ホームポジションに戻った後に次の制御を実
行するために、100msecの時間設定を行なう。すなわ
ち、ステップ140にてタイマカウンタＴをスタートさ
せ、次のステップで100msec以上経過したと判定したと
きにステップ160が実行される。このステップ160にて、
ホームポジションから燃料噴射量が零の位置までステッ
プモータ29が駆動される。このときの噴射量が零の位置
は、上述のように、第５図で示され、ステップモータ29
にパルス信号ｆ（Ne）を送ることにより、スピルリング
27はこの位置にて待機し、アクセルの操作による加速に
備える。

したがって、上記構成によれば、燃料カット時に、ス
ピルリングをホームポジションに移動させ、ステップモ
ータの脱調対策を講じるとともに、ホームポジションか
ら、さらに燃料噴射量が零の位置まで移動させる。これ
により、後に加速指令が出された場合に、ホームポジシ
ョンから燃料噴射量が零の位置まで予めスピルリングが
移動しているため、その移動にかかる時間の分だけ、目
標燃料噴射量となる位置にスピルリングが到達する時間
が短縮されるので、素早い加速応答が得られ、乗り心地
が向上する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ステップモー
タのオープンループ制御に伴う脱調によってスピルリン
グの位置が所期の位置からずれてしまうことを防止する
とともに、アクセル全閉の減速から加速操作を行なった
場合に素早い加速応答が得られ、乗り心地が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により制御方法を示すフローチャート、
第２図は本発明の実施例による分配型燃料噴射ポンプを
示す概略構成図、第３図は第２図の要部を示す説明図、
第４図は同実施例を示すブロック図、第５図は同実施例
の作動を説明するグラフ、第６図は同実施例のフローチ
ャートである。 25……プランジャ 27……スピルリング 29……ステップモータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オープンループ制御されるステップモータ
   によって燃料噴射ポンプのスピルリングを移動させるこ
   とにより燃料噴射量を制御する制御方法において、 エンジン回転数が所定値以上でスロットル全閉にされて
   車両が減速する際に、スピルリングをホームポジション
   に移動させ、この後に、スピルリングを燃料噴射量零の
   位置に移動させることを特徴とするディーゼル機関用燃
   料噴射ポンプの制御方法。