JP2579770B2 - 電子制御式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁弁の開閉制御によって供給燃料の調節
を行なうように構成された電子制御式燃料噴射装置に関
するものである。

（従来の技術） 供給燃料の調節を電磁弁の開閉制御によって行ないう
るように構成された内燃機関用燃料噴射ポンプが従来か
ら種々提案されてきており、この電磁弁の開閉を電子的
に制御するようにした電子制御式燃料噴射装置が実用化
されている。

この種の装置における電磁弁の開閉制御はカムパルス
の発生タイミングに基づいて行なわれているが、カムパ
ルスの発生密度を高くするのには限界があるので、カム
パルスが発生してから次のカムパルスが発生するまでの
期間中にあってはその時の機関速度に従って補間演算を
行ない、これにより高精度の電磁弁開閉制御を実現する
ようにした技術が採用されている（例えば、特開昭60−
119345号公報，特開昭60−122245号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上述の従来技術においては、カムパルスが発
生してから次のカムパルスが発生するまでの間のタイミ
ングの補間演算を機関速度に基づいて行なうので、機関
の回転変動が大きくなると補間演算の精度が低下する上
に、カムパルスの発生毎に機関速度を演算する必要があ
り、しかもカムパルスの発生頻度は高くした方が高精度
の制御を期待することができるのでその演算に要する処
理時間が多くなる傾向を有する等の問題点を有してい
る。

本発明の目的は、したがって、上述した従来技術の問
題点を克服し、広い回転速度領域に亘って精度よく燃料
噴射制御を行なうことができるようにした電子制御式燃
料噴射装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 従来技術における上記問題点を解決するための本発明
の特徴は、電気信号に応答して開閉される開閉弁を有し
該開閉弁の開閉動作に従って内燃機関に噴射供給される
燃料の制御が行われるように構成された燃料噴射ポンプ
を含んで成る電子制御式燃料噴射装置において、前記内
燃機関のその時々の回転速度を示す速度信号を出力する
手段と、前記燃料噴射ポンプの入力回転軸が所定の基準
回転位置に達する毎に第１パルス信号を出力する第１信
号発生器と、前記燃料噴射ポンプの入力回転軸が所定の
角度回転する毎に第２パルス信号を出力する第２信号発
生器と、前記内燃期間の運転状態に応じてその時々の目
標燃料噴射量を決定する第１決定手段と、前記第１及び
第２パルス信号の発生タイミングに基づいて前記開閉弁
を前記燃料噴射ポンプが燃料噴射状態となる一方の状態
とするタイミングを示す第１タイミング信号を出力する
手段と、前記第１及び第２パルス信号の発生タイミング
と前記第１決定手段の出力とに基づいて前記開閉弁を前
記燃料噴射ポンプが燃料噴射停止状態となる他方の状態
とすべきタイミングの直前に出力される第２パルス信号
の発生タイミングを検出する第１手段と、前記第１決定
手段の出力と前記速度信号とに基づいて前記目標燃料射
量を得るために必要な前記開閉弁を前記他方の状態とす
べき目標タイミングと、該目標タイミングの直前に出力
される前記第２パルス信号の発生タイミングとの間の時
間差を計算する計算手段と、前記速度信号に応答しその
時の機関速度によって定まる補正係数を前記第１パルス
信号の周期を示すデータと前記第２パルス信号の周期を
示すデータとから決定するための第２決定手段と、前記
計算手段において計算された前記時間差を前記機関速度
が所定値より低い場合にのみ前記第２決定手段によって
決定された補正係数で補正する補正手段と、該補正手段
からの出力と前記第１手段により検出された前記発生タ
イミングとから前記開閉弁を前記他方の状態とすべきタ
イミングを示す第２タイミング信号を出力する第２手段
と、前記第１及び第２タイミング信号に応答し前記開閉
弁を前記第１及び第２タイミング信号に従うタイミング
で開閉制御するための開閉弁駆動手段とを備えた点にあ
る。

（作用） 第１決定手段によって決定された目標噴射量を得るた
めに開閉弁を他方の状態とすべき目標タイミングの直前
に出力される第２パルス信号の発生タイミングが、第１
手段によって検出される。一方、計算手段では、その検
出された第２パルス信号の発生タイミングと目標噴射量
を得るために開閉弁を他方の状態とすべきタイミングと
の間の時間差が計算される。この計算された時間差は、
機関速度の変動状態を考慮して補正する目的で、補正手
段により補正される。この補正のために使用される補正
係数は機関速度によって異なるように定められる。例え
ば実施例においては、低速域、中低速域、中速域におい
てそれぞれ所定の値に定められている。上記時間差は、
補正手段によって、機関速度が所定値よりも低い場合に
のみ補正係数に従って補正される。

このようにして補正された時間差と第１手段の検出結
果とにより、開閉弁を他方の状態にすべきタイミングが
決定され、その決定されたタイミングを示す信号が第２
手段より第２タイミング信号として出力される。第１及
び第２タイミング信号により開閉弁の開閉タイミングが
定められ、機関速度の急変等があった場合でも目標噴射
量を精度よく得ることができる。

（実施例） 以下、図示の一実施例により本発明を詳細に説明す
る。

第１図には、本発明による電子制御式燃料噴射装置の
一実施例が示されている。この実施例は、６気筒用の分
配型燃料噴射装置に本発明を適用した場合の実施例であ
り、第１図に示す電子制御式燃料噴射装置100は、分配
型燃料噴射ポンプ１と、この分配型燃料噴射ポンプ１に
設けられているスピル弁13（後述）の開閉動作を電子的
に制御してその燃料制御を電子的に制御するための制御
ユニット（C/U）40とを具えている。

分配型燃料噴射ポンプ１は、ハウジング２に固着され
たプランジャバレル３と、その軸方向に進退可能なよう
にプランジャバレル３に嵌入されているプランジャ４と
を具えており、プランジャ４の外端4aには軸５の一端が
適宜の手段で固着されている。軸５の他端は駆動軸６に
よって回転せしめられるカムドィスク７に埋め込まれて
いる接続ピン８によって連結されており、プランジャ４
はカムディスク７と一体に運動する構成となっている。

軸５の他端をカムディスク７に圧接しておくため、プ
ランジャバレル３とカムディスク７との間には、プラン
ジャスプリング９とスプリングシート10とが設けられて
いる。スプリングシート10は軸５の他端部に適宜の手段
で固着されており、スプリングシート10とプランジャバ
レル３との間にプランジャスプリング９が弾発的に介装
され、これによりプランジャ４がカムディスク７に圧接
されるようばね付勢されている。図示しない内燃機関に
よって駆動軸６が回転せしめられると、駆動軸６によっ
て回転せしめられるカムディスク７とローラホルダ11と
の協働作用により、プランジャ４は駆動軸６の回転にし
たがって回転往復運動を行ない、プランジャバレル３内
に形成される高圧室12内に吸入された燃料を所定のタイ
ミングで加圧する。この加圧された燃料は、スピル弁13
によって開閉される油路14を介して分配型燃料噴射ポン
プ１の低圧部であるポンプ室15内に導びくことができる
ように構成されており、スピル弁13の開閉制御によって
高圧室８内における燃料の加圧開始及び終了タイミング
を制御しうる構成となっている。スピル弁を用いて燃料
供給の制御を行なうようにした上述の分配型燃料噴射ポ
ンプの燃料圧送動作は従来の分配型燃料噴射ポンプの場
合と同じであるから、ここでは、その詳細については説
明するのを省略する。

分配型燃料噴射ポンプ１の作動タイミング、すなわち
プランジャ４の基準回転位置タイミングとその角度位置
タイミングとに夫々関連した信号を得るため、分配型燃
料噴射ポンプ１には、第１信号発生器20及び第２信号発
生器30が設けられている。

第１信号発生器20は、プランジャ４が所定の基準回転
位置に達したタイミングで、換言すれば駆動軸６が所定
の基準回転位置に達したタイミングで第１パルス信号P₁
を出力するためのものであり、パルサとして働くスプリ
ングシート10と第１ピックアップコイル22とから成って
いる。

第１ピックアップコイル22は、その検出端部22aがス
プリングシート10と所定の位置関係をもって対向するよ
う、ローラホルダ11のフレーム11aにボルト止めされた
取付金具23にねじ止めされて固着されている。スプリン
グシート10が回転しつつプランジャ４の軸方向に沿って
往復動し最もプランジャバレル３に近づいたときに、そ
の検出端部22aがスプリングシート10に対向するように
スプリングシート10及び第１ピックアップコイル22の位
置が定められている。したがって、第１信号発生器20か
らは、スプリングシート10がプランジャバレル３に最も
近づいたタイミングを示す第１パルス信号P₁から成るパ
ルス列信号が出力される。

第２信号発生器30は、プランジャ４すなわち駆動軸６
が所定角度回転する毎に第２パルス信号P₂を取り出すた
めのものであり、駆動軸６に固着されたギヤ31と、ロー
ラホルダ11のフレーム11aに螺着されている第２ピック
アップコイル32とから成っている。第２ピックアップコ
イル32は、ギヤ31が駆動軸６と共に回転したときに、ギ
ヤ31の歯が第２ピックアップコイル32の検出端32aに順
次接近、離反するように位置決めされており、駆動軸６
が所定角度θ回転する毎に第２ピックアップコイル32か
ら出力される電気パルス信号が第２パルス信号P₂として
取り出される。

第１及び第２パルス信号P₁,P₂は、アクセスペダル50
の操作量を示すアクセル信号Ａがアクセル検出器51から
入力されている制御ユニット40に入力されている。

符号45で示されるのはタイマ装置であり、油圧の作用
によりローラホルダ11の回動位置の調節を行ない、これ
により燃料噴射開始のタイミングが調節される構成とな
っている。ここで、第１ピックアップコイル22はローラ
ホルダ11に固定されている取付金具23に固着されている
ので、タイマ装置45によってローラホルダ11が回動して
も、第１信号発生器20は、タイマ装置45による調節とは
関係なく、プランジャ４が所定の基準回転位置に達した
タイミングで第１パルス信号P₁を出力することができ
る。

制御ユニット40では、分配型燃料噴射ポンプ１に連結
されている図示しない内燃機関のその時の運転状態に見
合った最適な燃料噴射量が目標燃料噴射量として演算さ
れ、この目標噴射量が得られるようにスピル弁13を開閉
制御するための駆動信号C_sが制御ユニット40から出力さ
れ、スピル弁13に与えられる。図示の実施例では、スピ
ル弁13が閉じられている場合に油路14がポンプ室15から
遮断され、高圧室12内で燃料の加圧が行なわれる構成と
なっている。

第２図には、制御ユニット40の構成がブロック図にて
示されている。第１図に示した分配型燃料噴射ポンプ１
は６気筒用であるから、第１パルス信号P₁は駆動軸６が
60゜回転する毎に出力される。そして、第１パルス信号
P₁の発生タイミングは、内燃機関の各シリンダのピスト
ンが圧縮上死点の近傍の所定のタイミング状態となった
ときに一致するように調整されている。第３図（ｂ）に
は、駆動軸６が60゜回転する毎に第１パルス信号P₁が出
力される様子が波形図にて示されている。第１パルス信
号P₁は、周期検出部61に入力され、ここで、第１パルス
信号P₁が出力されてからの次の第１パルス信号P₁が出力
されるまでの時間T₁,T₂,T₃,…（第３図（ｂ）参照）が
測定され、その結果を示す周期信号Ｔが出力される。

周期信号Ｔは、速度検出部62に入力され、ここで周期
信号Ｔに基づいてその時々の機関速度が計算され、その
時々の機関速度を示す速度信号Ｎが出力される。

速度信号Ｎとアクセル信号Ａとは、内燃機関のその時
の運転状態を示す信号として目標値演算部63に入力され
ており、ここで、内燃機関のその時々の運転状態に見合
った燃料噴射量が計算される。その計算結果を示すデー
タは目標噴射量信号Q_tとして出力され、速度信号Ｎが入
力されている演算部64に入力される。なお、目標値演算
部63における演算が速度信号Ｎとアクセル信号Ａとに基
づいて演算される場合を説明したが、この演算は、例え
ば機関の冷却水温度，燃料温度などの他の運転パラメー
タを更に考慮して行なってもよい。

第２信号発生器30は、駆動軸６が60゜回転する間に第
２パルス信号P₂を10個出力するように構成されており、
且つ第２パルス信号P₂と第１パルス信号P₁とが同時に出
力されることがないように調整されている。

次に、第２パルス信号P₂の発生パターンについて説明
する。ある第１パルス信号P₁が出力されてから次の第１
パルス信号P₁が出力されるまでの間に出力される10個の
第２パルス信号P₂に対して第３図（ａ）に示されている
ように１から10までの番号が付された場合、第２番目か
ら第10番目までの第２パルス信号P₂は、駆動軸６が６゜
回転する毎に出力される。これに対し、第１番目の第２
パルス信号P₂とその前の群の第10番目の第２パルス信号
P₂との間の間隔は、タイマ装置45によってローラホルダ
11の位置調節を行なっても第１パルス信号P₁が必ず上記
第10番目の第２パルス信号P₂と上記第１番目の第２パル
ス信号P₂との間に出力されるように、駆動軸６の６゜の
回転に相応する間隔よりも広く設定されている。

上述の如きパターンで発生する第２パルス信号P₂は、
第１パルス信号P₁に応答してリセットされるカウンタ部
65のクロック端子CLKに計数パルスとして入力されてい
る。したがって、カウンタ部65からは、第２パルス信号
P₂が入力された場合、第３図（ａ）に示された番号と同
一内容の計数信号SNが出力される。すなわち、カウンタ
部65は、第２パルス信号P₂が出力された場合、その第２
パルス信号P₂がその前に出力された第１パルス信号P₁か
ら教えて何番目の第２パルス信号P₂であるかを示す計数
信号SNを出力することになる。

第１タイミング信号発生部66は計数信号SNに応答し、
第１番目の第２パルス信号P₂の出力を示す計数信号SNを
受け取ったタイミングで、スピル弁13を閉状態とするタ
イミングを示す第１タイミング信号TS₁を出力する。従
って、スピル弁13は、第３図（ｃ）に示されるように、
第１番目の第２パルス信号P₂が出力さる毎に閉弁状態と
される。

次に、演算部64について説明する。演算部64は目標噴
射量信号Q_t及び速度信号Ｎに応答し、目標噴射量信号Q_t
により示される目標噴射量を得るために必要なスピル弁
13の開弁タイミングの直前に出力される第２パルス信号
P₂が、何番目の第２パルス信号P₂であるかを演算し、そ
の演算結果を示す演算出力信号MSを出力する。この演算
出力信号MSを得るための演算は速度信号Ｎにより示され
る機関速度の値を考慮して行なわれる。このような演算
は、例えば、目標噴射量信号Q_t及び速度信号Ｎに応答し
て予め用意されたマップデータに従ったマップ演算を行
なうことにより行なうことができる。

演算出力信号MS及び計数信号SNは一致検出部67に入力
され、ここで、計数信号SNの内容が演算出力信号MSによ
って示される内容と一致しているか否かが判別され、両
信号の内容が一致したタイミングで、一致検出部67の出
力線67aのレベルが「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。出力
線67aの「Ｈ」レベル状態は、両信号が一致している間
継続し、両信号の内容が一致しなくなったときに出力線
67aは「Ｌ」レベル状態となる。

計算部68は、目標噴射量信号Q_t及び速度信号Ｎに応答
し、目標噴射量信号Q_tにより示される目標噴射量を得る
ために必要なスピル弁13の開弁タイミングと、その開弁
タイミングの直前に出力される第２パルス信号P₂の発生
タイミングとの間の時間差Δｔを計算する。この計算も
またマップ演算によって可能であり、計算結果得られた
時間差Δｔを示す時間データTDは補正部69に入力され
る。ここで、後述する補正係数演算部80において得られ
た補正係数に従って、所要の補正が時間データTDに対し
て行なわれ、補正部69からはその補正結果得られた補正
時間データTDCが出力される。

補正時間データTDCは、第２タイミング信号発生部70
に遅延時間量を示すデータとして入力される。第２タイ
ミング信号発生部70は、出力線67aのレベルが「Ｌ」レ
ベルから「Ｈ」レベルに変化したタイミングから補正時
間データTDCにより示される時間だけ経過したタイミン
グで、第２タイミング信号TS₂を出力する構成となって
いる。第３図（ｃ）では、第６番目の第２パルス信号P₂
が出力されたタイミングから補正データTDCにより示さ
れる時間Δｔ′だけ経過したタイミングでスピル弁13が
開かれる場合の例が示されている。

第１及び第２タイミング信号TS₁,TS₂は駆動信号発生
部71に入力され、スピル弁13を第１タイミング信号TS₁
により示されるタイミングで閉じ第２タイミング信号TS
₂により示されるタイミングで開くように駆動制御する
ための制御信号C_sが出力され、制御信号C_sはスピル弁13
に印加される。

計算部68において計算される時間差Δｔは、機関の平
均的な回転速度を示す速度信号Ｎに基づいて計算された
ものであり、したがって、機関速度に変動が生じると、
噴射量の制御を正確に行なえなくなる虞れが生じる。こ
の傾向は、特に、低回転高負荷時において問題となり、
制御系にハンチングが生じる等の不具合を生じることに
なる。本発明による装置では、上述の不具合を解決する
ことができるように、計算された時間差Δｔの値をその
時の機関速度の変動状態及び機関速度の値に応じて補正
する構成となっており、その補正量を決定するための補
正係数演算部80が設けられている。

補正係数演算部80における補正係数の演算をその時の
機関速度の値に応じて場合分けして行なうため、その速
度領域を判別するための判別部81が設けられている。図
示の実施例では、機関速度N_eがN_e≦N_Lである低速域、N_L
＜N_e≦N_Mである中低速域、N_M＜N_e≦N_Hである中速域、及
びN_H＜N_eである高速域の４つの速度領域を設定し、各速
度領域毎に補正係数を設定するようになっている。判別
部８は速度信号N_eに応答し、その時の機関速度が上記４
つの速度領域のうちのいずれの速度領域にあるのかの判
別を行ない、その判別結果を示す制御信号DSを出力す
る。

補正係数演算部80は、さらに、第１パルス信号P₁の周
期をその発生毎に検出して記憶するための記憶部82を有
し、記憶部82は、周期信号Ｔに応答してその内容を記憶
し、その記憶内容を示す第１周期信号S₁を出力する。符
号83で示されるのは、第２パルス信号P₂に応答して第２
パルス信号P₂の器をその発生毎に計算し、その結果を記
憶する演算記憶部であり、その記憶内容を示す第２周期
信号S₂を出力する。

第１及び第２周期信号S₁,S₂は、判別信号DSによって
切替制御されるスイッチSW₁,SW₂に夫々与えられてい
る。スイッチSW₁は、４つの切替位置a,b,c,dを有し、機
関速度N_eが低速域にあるときは位置ａに、N_eが中低速域
にあるときは位置ｂに、N_eが中速域にあるときは位置ｃ
に、N_eが高速域にあるときは位置ｄに夫々切替えられ
る。一方、スイッチSW₂もまた４つの切替位置e,f,g,hを
有し、機関速度N_eが低速域にあるときは位置ｅに、N_eが
中低速域にあるときは位置ｆに、N_eが中速域にあるとき
は位置ｇに、N_eが高速域にあるときは位置ｈに夫々切替
えられる。

スイッチSW₁,SW₂の出力側には第１乃至第３係数演算
部84乃至86が設けられており、スイッチSW₁,SW₂の各切
替位置からの信号は、第２図に示されるように各係数演
算部84,85,86に入力される構成となっている。

次に、各速度域における補正係数の演算について説明
する。

先ず、機関速度N_eが低速域にある場合には、各スイッ
チSW₁,SW₂は夫々切替位置a,eにあり、したがって、第１
及び第２周期信号S₁,S₂は第１係数演算部84に入力され
る。第１係数演算部84では、低速域における補正係数K₁
が下式 ここで、 ｔ_{（ｍ−１）（ｎ＋１）}：（ｍ−１）番目の第１パルス
信号P₁の後の（ｎ＋１）番目の第２パルス信号P₂で得ら
れる第２パルス信号P₂の周期 ｔ_{（ｍ−１）ｎ}：（ｍ−１）番目の第１パルス信号P₁の
後のｎ番目の第２パルス信号P₂で得られる第２パルス信
号P₂の周期 t_mn:m番目の第１パルス信号P₁の後のｎ番目の第２パル
ス信号P₂で得られる第２パルス信号P₂の周期 ▲▼：（＝t_Nm/10）第２パルス信号P₂の平均周期を
示すものであり、ｍ番目の第１パルス信号P₁のとき得ら
れる第１パルス信号P₁の回転周期データt_Nmの1/10の値
である。

によって計算され、その結果を示す信号が第１係数信号
K₁として出力される。この係数は各気筒毎に計算され
る。

機関速度N_eが中低速域にある場合には、第１及び第２
周期信号S₁,S₂は第２係数演算部85に入力され、ここ
で、中低速域における補正係数K₂が下式 によって計算され、その結果を示す信号が第２係数信号
K₂として出力される。

N_eが中速域にある場合には、第１及び第２周期信号
S₁,S₂は第３係数演算部86に入力され、ここで、中速域
における補正係数K₃が下式 によって計算され、その結果を示す信号が第３係数信号
K₃として出力される。

機関速度N_eが高速域にある場合には、機関の回転は安
定しており、したがって、そのような補正を必要としな
い場合が殆んどであり、補正を行なわないので、本実施
例では、補正係数の演算を行なわない構成となってい
る。

ここで、第（１）式により示される第１補正係数K₁の
計算においては、着目した気筒に対応する第２パルス信
号P₂群のうち演算出力信号MSによって示される第２パル
ス信号P₂とその１つ前の第２パルス信号P₂との間の時間
t_aをt_mnとすれば、その直前に得られた周期データの1/1
0の値が_ｍとなり、ｔ_{（ｍ−１）ｎ}はその気筒に対す
る１つ前の噴射量制御タイミングのときの時間t_aであ
り、ｔ_{（ｍ−１）（ｎ＋１）}は第２パルス信号P₂におけ
る時間t_aの次の時間間隔ということになる。

第（２）式により示される第２補正係数K₂は上記説明
から容易に理解されるところである。

第（３）式により示される第３補正係数K₃の計算にお
いては、現在着目している気筒の直前における気筒に対
応する第２パルス信号P₂群のうち、現在着目している気
筒に対する燃料制御のために得られた演算出力信号MSに
よって示される第２パルス信号P₂とその１つ後の第２パ
ルス信号P₂との間の時間がｔ_{（ｍ−１）（ｎ＋１）}であ
り、この計算を行なおうとしているときに得られている
周期信号Ｔの最新の値がt_mということになる。

各補正係数信号K₁,K₂,K₃は、出力線67aのレベルが
「Ｈ」となっているときにのみ閉じられるスイッチSW₃
を介して補正部69に供給される。補正部69では、時間デ
ータTDとスイッチSW₃を介して供給される各補正係数信
号とが掛け算され、その結果得られた積が補正時間デー
タTDCとして出力される。

このような構成によると、第１タイミング信号発生部
66から、各第１番目の第２パルス信号P₂の発生タイミン
グで第１タイミング信号TS₁が出力され、これによりス
ピル弁13が閉じられ、燃料噴射動作が開始される。一
方、目標値演算部63においては、その時の目標燃料噴射
量が計算され、演算部64において、この目標燃料噴射量
を得るためにスピル弁13を開くべきタイミングの直前に
発生する第２パルス信号P₂が、第何番目の第２パルス信
号P₂であるかの計算が行なわれ、その結果を示す演算出
力信号MSが出力される。これと同時に、計算部68におい
て、演算出力信号MSによって示される第２パルス信号の
発生タイミングとスピル弁13を開くべきタイミングとの
間の時間差Δｔが計算される。この時間差Δｔは補正部
69において上述の如くして補正され、補正された時間デ
ータTDCは第２タイミング信号発生部70に与えられる。

前述した演算出力信号MSは一致検出部67に入力され、
ここでカウンタ部65からの計数信号SNと比較され、計数
信号SNの内容が、演算出力信号MSにより示される内容と
一致したときに第２タイミング信号発生部70がトリガさ
れ、補正時間データTDCによって定められる時間経過後
に第２タイミング信号TS₂が出力される。すなわち、目
標値演算部63において演算された目標噴射量を得るのに
必要なスピル弁13の開弁タイミングで第２タイミング信
号TS₂が出力される。

駆動信号発生部71は、第１及び第２タイミング信号TS
₁,TS₂に応答し、第１タイミング信号TS₁の発生タイミン
グにおいてスピル弁13を閉弁し、第２タイミング信号TS
₂の発生タイミングにおいてスピル弁13を開弁するため
の制御信号C_sを出力し、これにより所望の目標噴射量が
得られるようにスピル弁13の開閉制御が実行される。

上述の制御動作は、計算部68において実行される速度
信号Ｎに基づく時間の計算に依存しているので、機関速
度が変動すると制御の精度に影響を与えることになる。
この影響を除去するため、機関速度が前述の４つの速度
領域のいずれにあるかによって定められる補正係数K₁,K
₂,K₃が補正演算部80で計算され、補正部69に与えられ
る。ここで、機関速度N_eが高速域にある場合には、機関
速度が急変することは殆んどないとの前提の下に、時間
データTDに対して補正を行なっていない。このため、補
正のための演算による遅れが生じることがなく、高速域
での制御が面倒な計算なしに応答性よく円滑に行なわれ
る。これに対し、中速域より低い機関速度領域では、補
正係数K₁,K₂,K₃のいずれかにより時間データTDの補正が
行なわれる。中速域以下の機関速度（例えば2,000rpm程
度以下の機関速度）では第２パルス信号P₂の発生間隔も
長いので、このような補正係数により時間データTDの補
正を行なっても、これにより制御の応答性に大きな影響
を与えることはなく、円滑に高精度の制御を行なうこと
ができる。

この結果、機関速度が広範囲に亘って変化しても、そ
の速度に応じて適切な補正が行なわれ、又は補正が省略
され、応答性よく精度の高い制御を行なうことができ
る。

第２図に基づいて説明した制御ユニット40は、また、
マイクロコンピュータを用いてそれと同一の機能を果す
ように構成することも可能である。

第４図乃至第６図には、第２図において説明した機能
と同等の機能を果すようにマイクロコンピュータを作動
させるための制御プログラムのフローチャートが示され
ている。

第４図に示される主制御プログラム90は、プログラム
スタート後、ステップ91で初期化が行なわれた後、ステ
ップ92において目標噴射量の計算を繰返し実行するプロ
グラムである。

第５図に示されるプログラムは、第１パルス信号P₁が
出力されたときに起動される第１割込プログラムINT1で
あり、このプログラムINT1が起動すると、先ずステップ
101において第１パルス信号P₁に基づくその周期及び機
関の回転速度などの計算が行なわれ、次いでステップ10
2に進み、ここでN_e＞N_Hか否かの判別が行なわれ、その
判別結果がYESの場合には、ステップ103に進み、ここ
で、フラグF₁及びF₂をリセットする。フラグF₁は第２パ
ルス信号P₂のパルス周期の入力を行なうか否かを示すも
のであり、フラグF₁がセット状態にある場合にのみ、第
２パルス信号P₂のパルス周期の入力を行なう。一方、フ
ラグF₂は回転変動の補正（時間データTDの補正）を行な
うか否かを示すものであり、フラグF₂がセット状態にあ
る場合にのみ、回転変動の補正が行なわれる。したがっ
て、ステップ103が実行された状態にあっては、第２パ
ルス信号P₂の周期の入力を行なわず、且つ回転変動の補
正を行なわないことになる。その後、ステップ104にお
いてスピル弁13の閉弁タイミングを決める第２パルス信
号P₂のタイミングが決定され、スピル弁13の閉弁時間が
ステップ92の計算結果から算出され、主制御プログラム
90の実行に戻る。

ステップ102の判別結果がNOの場合には、ステップ105
に進み、ここでフラグF₁がセットされているか否かの判
別が行なわれる。フラグF₁がセットされていることが判
別された場合にはステップ105の判別結果はYESとなり、
ステップ106に進み、ここでフラグF₂がセットされた
後、ステップ104に進む。すなわち、機関速度N_eが高速
域以外にある場合においてフラグF₁がセットされている
場合には、フラグF₂のセットを行ない、第２パルス信号
P₂の周期の入力及び回転変動の補正が可能な状態とされ
る。

ステップ105の判別結果がNOの場合には、ステップ107
に進み、フラグF₁のセットが行なわれ、しかる後、ステ
ップ104に進む。

次に、第６図を参照して、第２パルス信号P₂の発生に
より起動される割込プログラムINT2について説明する。
第２パルス信号P₂の発生によって割込プログラムINT2が
起動すると、ステップ111においてN_e＞N_Hか否かの判別
が行なわれ、その判別結果がYESの場合には、ステップ1
12に進み、ここでスピル弁13が今回の割込み動作におい
て開かれるのか否かの判別が行なわれる。

ステップ112の判別結果がNOの場合には、プログラムI
NT2の実行は終了し、主制御プログラム90の実行に戻
る。ステップ112の判別結果がYESの場合には、ステップ
113に進み、ステップ104において既に得られている開弁
時間を定める１要因である時間データTDをそのまま補正
時間データTDCとされる。ステップ114では、この補正時
間データTDCに基づいて開弁のための制御が実行され、
しかる後、主制御プログラム90の実行に戻る。

ステップ111の判別結果がNOの場合、すなわち、機関
速度N_eが高速域以外の領域にある場合には、ステップ11
5に進み、ここで第２パルス信号P₂の周期に関するデー
タの読込み、記憶を行ない、ステップ116に進む。

次にステップ116で、フラグF₂がセットされているか
否かの判別が行なわれ、フラグF₂がリセットされている
場合にはINT2の実行が終了し、フラグF₂がセットされて
いる場合には、ステップ117に進み、N_M＜N_e≦N_Hか否か
の判別が行なわれ、判別結果がYESの場合にはステップ1
18においてスピル弁13が今回の割込み動作において開か
れるのか否かの判別が行なわれる。ステップ118の判別
結果がNOの場合には、INT2の実行は終了する。一方、ス
テップ118の判別結果がYESの場合には、ステップ119に
おいて補正係数K₃の計算が行なわれ、ステップ120でTD
×K₃の補正計算が行なわれ、この計算結果が補正時間デ
ータTDCとしてセットされる。しかる後、ステップ114に
進み、ここでこのときのデータTDCに基づく開弁制御が
実行される。

ステップ117での判別結果がNOの場合には、ステップ1
21に進み、N_L＜N_e≦N_Mか否かの判別が行なわれ、その判
別結果がYESの場合にはステップ122に進み、スピル弁13
が今回の割込み動作において開かれるのか否かの判別が
行なわれる。ステップ122の判別結果がNOの場合にはINT
2の実行は終了し、一方その判別結果がYESの場合にはス
テップ123に進み、補正係数K₂の演算が実行される。次
に、ステップ124においてTD×K₂の補正計算が行なわ
れ、この計算結果が補正時間データTDCとしてセットさ
れる。しかる後、ステップ114に進み、ここでこの時の
データTDCに基づく開弁制御が実行される。

ステップ121での判別結果がNOの場合には、ステップ1
25に進み、スピル弁13が今回の割込み動作において開か
れるのか否かの判別が行なわれる。ステップ125の判別
結果がYESの場合には、ステップ126において補正係数K₁
の演算が実行され、次いでステップ127においてTD×K₁
の補正計算が実行され、この計算結果が補正時間データ
TDCとしてセットされる。しかる後、ステップ114に進
み、ここでこの時のデータTDCに基づく開弁制御が実行
される。

ステップ125の判別結果がNOの場合には、ステップ128
に進み、ここで前回のプログラムサイクルにおいてスピ
ル弁13が開いたか否かの判別が行なわれ、その判別結果
がNOの場合にはINT2の実行は終了する。ステップ128の
判別結果がYESの場合にはステップ129に進み、ここで、
係数K₀の計算が行なわれる。ここで、係数K₀は で示されるものである。この係数K₀の計算は前述のステ
ップ126における補正係数K₁の計算に役立つものである
（第（１）式を参照）。

上記説明から判るように、高速域においては補正のた
めの補正係数が１であり、その係数を計算する必要がな
いので、コンピュータの演算時間を他の制御のために使
用することができる。このため、特に高速回転時に問題
となる頻繁な割込みにより長時間コンピュータのCPUを
占有するという不具合が解決される。

なお、上記実施例では、いずれも機関速度を４つの領
域に分けて機関速度の変動の補正方法を異ならせるよう
に構成した場合を示したが、機関速度領域の分割の仕方
及び補正方法は上記実施例に限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、上述の如く、開閉弁を他方の状態と
すべきタイミングの直前に出力される第２パルス信号の
発生タイミングと目標燃料噴射量を得るために開閉弁を
他方の状態とすべきタイミングとの時間差を機関速度に
応じて補正する場合、補正を行うのは機関速度が所定値
以下の場合のみとして、機関速度の急変が殆ど生じるこ
とがない高速域においては補正を行わないので、補正の
ための演算を生じさせることがなく、高速域での制御が
面倒な計算なしに応答性よく円滑に行われる。

また、上記時間差の補正を行う場合には、機関速度に
応じて補正係数が定められるので、機関速度に応じた適
切な補正が行われ、機関速度が広範囲に亘って変化して
も効果的な補正を行え、機関速度の高低によらず広範囲
に亘って応答性よく、且つ精度の高い燃料噴量制御を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す、燃料噴射ポンプの断
面図を含む概略構成図、第２図は第１図に示す制御ユニ
ットの詳細ブロック図、第３図（ａ）乃至第３図（ｃ）
は第２図の制御ユニットの動作を説明するための信号波
形図、第４図乃至第６図は第２図に示す制御ユニットと
同等の機能をマイクロコンピュータにより実現するため
のその制御プログラムの一例を示すフローチャートであ
る。 １……分配型燃料噴射ポンプ、４……プランジャ、６…
…駆動軸、13……スピル弁、20……第１信号発生器、30
……第２信号発生器、40……制御ユニット、50……タイ
マ装置、63……目標値演算部、64……演算部、65……カ
ウンタ部、66……第１タイミング信号発生部、67……一
致検出部、68……計算部、69……補正部、70……第２タ
イミング信号発生部、71……駆動信号発生部、80……補
正係数演算部、81……判別部、P₁……第１パルス信号、
P₂……第２パルス信号、Ｔ……周期信号、SN……計数信
号、Q_t……目標噴射量信号、Ｎ……速度信号、Ａ……ア
クセル信号、MS……演算出力信号。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気信号に応答して開閉される開閉弁を有
   し該開閉弁の開閉動作に従って内燃機関に噴射供給され
   る燃料の制御が行われるように構成された燃料噴射ポン
   プを含んで成る電子制御式燃料噴射装置において、 前記内燃機関のその時々の回転速度を示す速度信号を出
   力する手段と、 前記燃料噴射ポンプの入力回転軸が所定の基準回転位置
   に達する毎に第１パルス信号を出力する第１信号発生器
   と、 前記燃料噴射ポンプの入力回転軸が所定の角度回転する
   毎に第２パルス信号を出力する第２信号発生器と、 前記内燃機関の運転状態に応じてその時々の目標燃料噴
   射量を決定する第１決定手段と、 前記第１及び第２パルス信号の発生タイミングに基づい
   て前記開閉弁を前記燃料噴射ポンプが燃料噴射状態とな
   る一方の状態とするタイミングを示す第１タイミング信
   号を出力する手段と、 前記第１及び第２パルス信号の発生タイミングと前記第
   １決定手段の出力とに基づいて前記開閉弁を前記燃料噴
   射ポンプが燃料噴射停止状態となる他方の状態とすべき
   タイミングの直前に出力される第２パルス信号の発生タ
   イミングを検出する第１手段と、 前記第１決定手段の出力と前記速度信号とに基づいて前
   記目標燃料射量を得るために必要な前記開閉弁を前記他
   方の状態とすべき目標タイミングと、該目標タイミング
   の直前に出力される前記第２パルス信号の発生タイミン
   グとの間の時間差を計算する計算手段と、 前記速度信号に応答しその時の機関速度によって定まる
   補正係数を前記第１パルス信号の周期を示すデータと前
   記第２パルス信号の周期を示すデータとから決定するた
   めの第２決定手段と、 前記計算手段において計算された前記時間差を前記機関
   速度が所定値より低い場合にのみ前記第２決定手段によ
   って決定された補正係数で補正する補正手段と、 該補正手段からの出力と前記第１手段により検出された
   前記発生タイミングとから前記開閉弁を前記他方の状態
   とすべきタイミングを示す第２タイミング信号を出力す
   る第２手段と、 前記第１及び第２タイミング信号に応答し前記開閉弁を
   前記第１及び第２タイミング信号に従うタイミングで開
   閉制御するための開閉弁駆動手段と を備えたことを特徴とする電子制御式燃料噴射装置。