JP2871126B2 - 燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置 - Google Patents

燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置

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JP2871126B2 JP3023865A JP2386591A JP2871126B2 JP 2871126 B2 JP2871126 B2 JP 2871126B2 JP 3023865 A JP3023865 A JP 3023865A JP 2386591 A JP2386591 A JP 2386591A JP 2871126 B2 JP2871126 B2 JP 2871126B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射ポンプの燃料
噴射時期を、油圧式タイマ、偏心カム式タイマ等を用い
て制御するようにした、燃料噴射ポンプの噴射時期制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、燃料噴射ポンプの燃料噴射時期
を制御するため、特開昭59−15640号公報に見ら
れるように、油圧式タイマのタイマピストンに印加され
る油圧力を電磁弁の開度調節によって制御し、タイマピ
ストンに連結されている燃料噴射ポンプの噴射時期調節
部材の位置調節を行う構成が公知である。この従来技術
では、燃料噴射ポンプ側において円板状カムがローラに
当り、ポンプのプランジャを押す際にローラホルダに反
力が働くが、この反力の作用する周期と電磁弁の開閉に
より生じるタイマの高圧室の圧力変化の脈動周期とが整
数倍の関係となることにより生じる制御系内の共振現象
を避ける構成となっており、これにより、燃料噴射時期
制御を安定に行うことができるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の燃料噴射時期制御のための構成においては、一般に、
燃料噴射による反力が、噴射時期を遅らせる、又は進め
るようにタイマピストンに働くため、例えば上述の従来
装置においては、遅角方向の制御利得が進角方向の制御
利得よりも大きくなり、燃料噴射時期を進める場合と遅
らせる場合とで制御の応答性に差が生じ、制御の安定性
を損なうという別の問題点を有している。この問題は、
分配型燃料噴射ポンプの油圧タイマにおいて生じるほ
か、例えば、列型ポンプの油圧タイマを用いる場合にも
同様に生じるものである。本発明の目的は、したがっ
て、燃料噴射による反力がタイマ装置に作用することに
より生じる上述の不具合を排除し、燃料噴射時期の制御
を安定に行ないうるようにした、燃料噴射ポンプの噴射
時期制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、燃料噴射ポンプの燃料噴射時期調節
部材の位置を調節するための圧力応動型のタイマ装置
と、目標噴射時期を決定する第1決定手段と、実噴射時
期を検出する検出手段と、第1決定手段及び検出手段に
応答しPID制御により実噴射時期を目標噴射時期に一
致させるよう上記タイマ装置を制御する制御手段とを備
えて成る燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置において、
上記目標噴射時期の値が上記実噴射時期の値より大きい
か否かを判別する判別手段と、該判別手段の判別結果に
従い上記PID制御の制御利得を決定するための制御定
数が燃料噴射による反力で生じる燃料噴射時期制御の応
答性の変化を抑えるよう設定されるようになっている
2決定手段とを備えた点にある。
【0005】
【作用】判別手段では、目標噴射時期の値が実噴射時期
の値より大きいか否かが判別される。第2決定手段で
は、判別手段における判別結果に従い、PID制御の制
御利得を決定するための制御定数が、燃料噴射による反
力で生じる燃料噴射時期制御の応答性の変化を抑えるよ
うに設定される。この結果、実噴射時期を目標噴射時期
に一致させるため、反力に抗して進角させるための制御
が実行される場合、遅角させるための制御の場合に比べ
て制御利得が大きくなり、噴射時の反力が噴射時期を遅
角させる方向に作用しても、噴射時期の遅角制御及び進
角制御が同一の応答性でされる。噴射時の反力が噴射
時期を進角させる方向に作用する場合の作動も同様であ
る。
【0006】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
につき詳細に説明する。
【0007】図1には、本発明による燃料噴射時期制御
装置の概略構成図が示されている。図1において概略的
に符号1で示されているのは分配型の燃料噴射ポンプで
あり、燃料噴射ポンプ1はローラホルダ2を有し、ロー
ラホルダ2に装着されているローラ2a乃至2dは、プ
ランジャ(図示せず)をその軸方向に往復動させるため
の円板状カム(図示せず)に圧接されている。
【0008】ローラホルダ2は、その周方向に所定角度
だけ回動しうるように構成されており、ローラホルダ2
の回転角度位置を調節することにより、燃料噴射ポンプ
1の燃料噴射時期を調節することができる。
【0009】ローラホルダ2の角度位置を調節して燃料
噴射時期の調節を行うため、燃料噴射ポンプ1には、公
知の構成の油圧式のタイマ装置4が設けられている。こ
こで、5は燃料噴射ポンプ1のハウジング室1aと連通
するシリンダ6内に往復動自在に設けられたタイマピス
トンであり、タイマピストン5の略中央には、一端部が
ローラホルダ2に固着されたロッド7の他端部が関節継
手接続されており、タイマピストン5は第1の室8内に
収納されている弾発ばね9により右手方向に付勢されて
いる。シリンダ6内の第2の室10はオリフィス11に
よってハウジング室1aと連通しており、ハウジング室
1a内に供給される加圧燃料がこのオリフィス11を介
して第2の室10内に供給される。
【0010】第1の室8は、一端開口が燃料タンク(図
示せず)に接続されている通路12の他端開口に接続さ
れており、これにより第1の室8は、常に燃料タンク内
の圧力に保たれる。一方、第2の室10は通路13によ
って通路12と接続されているが、通路13の途中に
は、センサユニット30からの出力に応答してコントロ
ールユニット40から出力されるパルス信号PSに応答
してオン・オフ制御される電磁弁14が設けられてい
る。
【0011】後述の如く、このパルス信号PSのデュー
ティ比に従って電磁弁14の平均開度が制御され、これ
により第2の室10の内圧が調節され、ローラホルダ2
の角度位置が制御されることにより、所望の燃料噴射時
期を得ることができる。
【0012】センサユニット30からは、燃料噴射ポン
プ1と組合わされる内燃機関(図示せず)の回転速度を
示す速度信号N、内燃機関の冷却水温を示す水温信号T
W及びアクセルペダル(図示せず)の操作量を示すアク
セル信号ACが出力されており、実噴射時期検出器31
からは、タイマピストン5の位置に基づいて検出される
その時の実噴射時期TAを示す実信号Pが出力されてい
る。センサユニット30及び実噴射時期検出器31から
の各信号は、コントロールユニット40に入力されてい
る。
【0013】図2には、図1に示されるコントロールユ
ニット40の構成が詳細に示されている。
【0014】目標噴射時期決定部41は、速度信号N、
水温信号TW及びアクセル信号ACに応答し、その時の
機関の運転条件に見合った最適な燃料噴射時期をマップ
演算により決定し、その決定結果を示す信号が、目標噴
射時期を示す目標信号Tとして出力される。
【0015】目標信号Tは、実信号Pが入力されている
誤差演算部42に入力され、ここで、目標噴射時期から
実噴射時期を差し引く計算が行われ、この計算結果を示
す誤差信号Eが誤差演算部42から出力される。誤差信
号Eは、PID制御部43に入力され、ここで、タイマ
装置4により燃料噴射時期のPID制御を行うための信
号処理が誤差信号Eに対して行われ、その結果得られた
制御信号CSが出力される。
【0016】PID制御部43において実行されるPI
D制御のためのPID定数を、目標噴射時期と実噴射時
期との大小関係に従って決定するため、本発明による図
示の実施例では、判別部44と定数決定部45とが設け
られている。
【0017】判別部44は、誤差信号Eに基づき、目標
噴射時期TTと実噴射時期TAとの大小関係を判別し、
TTがTA以上の場合には「1」で、TTがTAより小
さい場合には「0」となる判別信号Dが判別部44から
出力される。
【0018】定数決定部45は、大きな制御利得を得る
ための1組のPID定数データD1を出力する第1デー
タ発生部46と、小さな制御利得を得るための1組のP
ID定数データD2を出力する第2データ発生部47と
を備えている。
【0019】これらのデータD1,D2は判別信号Dの
内容に従って切り換え制御される切換スイッチ48に入
力されており、判別信号Dの内容によりいずれか一方の
データが選択され、選択されたデータが、PID制御部
43におけるPID制御のためのPID制御定数として
使用される。
【0020】図1に示される本実施例の燃料噴射ポンプ
1では、燃料噴射による反力が生じたとき、タイマピス
トン5はこれにより燃料噴射時期が遅れる方向に移動せ
しめられる構成であり、したがって、燃料噴射時期を進
めるように制御する場合、すなわち、TAがTTより小
さい場合には、TAがTT以上の場合に比べて燃料噴射
時期制御のための制御利得を大きくして、燃料噴射によ
り生じる反力の影響を軽減させるため、D=「1」の場
合には第1データD1が選択され、D=「0」の場合に
は第2データD2が選択されるように、切換スイッチ4
8が制御される構成となっている。
【0021】上記説明から判るように、燃料噴射により
生じる反力で燃料噴射時期を進める方向にタイマピスト
ンを移動させる力が働く構成の場合にあっては、D=
「0」の場合には第1データD1が選択され、D=
「1」の場合には第2データD2が選択されるように、
切換スイッチ48が制御される構成とすればよい。
【0022】制御信号CSは、電磁弁14の開度調節の
ためのパルス信号PSを発生するためのパルス信号発生
部49に入力され、ここで、所要の目標噴射時期を得る
のに必要なデューティ比のパルス信号PSが制御信号C
Sに基づいて出力される。
【0023】図1及び図2に示す構成によれば、目標噴
射時期決定部41において決定された目標噴射時期と、
タイマピストン5の位置に基づいて検知された実噴射時
期とに応答し、誤差演算部42において計算された両者
の差分に従ってPID制御により実噴射時期がフィード
バック制御される。
【0024】この場合、判別部44において、目標噴射
時期TTと実噴射時期TAとの大小関係が判別され、こ
の判別結果を示す判別信号Dに応答し、燃料噴射による
反力により生じる、タイマピストン5をして噴射時期を
遅らせしめる力を考慮して、PID制御部43で使用さ
れるPID制御定数が、定数決定部45において決定さ
れる。
【0025】しかるに、TTがTA以上のため、燃料噴
射による反力のためにタイマピストン5に遅角させよう
とする力が加わっている場合において、噴射時期をより
進めなければならない場合には、第1データD1が選択
され、制御ループの制御利得が大きくされ、一方、TT
がTAより小さいため、燃料噴射による反力のためにタ
イマピストン5に作用する噴射時期を遅らせようとする
力を働かせつつ、噴射時期を遅らせる場合には、第2デ
ータD2が選択され、制御ループの制御利得が小さくな
る。
【0026】この結果、噴射時期を調節するためのタイ
マピストン5に対し、燃料噴射による圧力が印加され、
遅角又は進角させるための力が働いていても、進角値を
目標進角値に一致させるための進角又は遅角制御をほぼ
等しい応答性をもって行わせることができるので、燃料
噴射による反力の作用の存在に拘わらず、極めて良好な
噴射時期の制御を行うことができる。
【0027】なお、実噴射時期の検出は、タイマピスト
ン5の位置を検出する構成のほか、例えば、燃料噴射弁
の針弁リフトタイミングと機関のピストンの圧縮上死点
タイミングとを比較することにより検出する構成であっ
てもよい。
【0028】さらに、コントロールユニット40の構成
は、図2に示した構成例に限定されるものではなく、例
えば、マイクコンピュータに所要の制御プログラムを実
行させることにより図2に示す構成による機能と略同等
の機能の構成を得ることができる。
【0029】図3には、このような制御プログラムの一
例を示すフローチャートが示されており、次に図3のフ
ローチャートについて説明する。
【0030】先ずステップ51で初期化が実行され、ス
テップ52においてセンサユニット30からの信号が入
力され、ディジタル形式に変換するための入力処理が行
われる。
【0031】次のステップ53では、入力信号の内容に
基づき、その時の機関の運転状態に見合った最適な噴射
時期が演算され、この演算結果が目標噴射時期TTとし
て決定される。
【0032】ステップ54では、e=TT−TAの計算
が行われ、ステップ53でeが零以上か否かの判別が行
われ、eが零以上の場合にはステップ53の判別結果は
YESとなり、ステップ56で第1データD1がPID
制御定数データとしてセットされる。一方、eが零より
小さい場合には、ステップ55の判別結果はNOとな
り,ステップ57で第2データがPID制御定数データ
としてセットされる。
【0033】ステップ56又はステップ57においてP
ID制御定数がセットされると、ステップ58におい
て、このセットされたPID制御定数に従って、eに対
してPIDの制御のための信号処理が行われ、その結果
に従ったデューティ比のパルス信号PSが出力される
(ステップ59)。
【0034】この結果、図2に示した構成による場合と
同様の制御を行うことができ、それと同様の効果を得る
ことができる。
【0035】なお上記では、分配型燃料噴射ポンプに油
圧式タイマを設けた場合の実施例を示したが、本発明は
この構成に限定されるものではなく、例えば、適宜の燃
料噴射ポンプに偏心カム式タイマを設けた場合の如く、
燃料噴射による反力によってタイマを進角又は遅角させ
る作用を生じる構成に対して広く適用することができ、
所期の効果を得ることができるものである。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、目標噴射時期の値が実
噴射時期の値よりも大きいか否かが判別され、この判別
結果によってPID制御の制御利得を決定するための制
御定数が、燃料噴射による反力で生じる燃料噴射時期制
御の応答性の変化を抑えるように設定されるので、燃料
噴射による反力が圧力応動型のタイマ装置に対し噴射時
期を遅らせる又は進めるように働いても制御の応答性に
変化を生じさせるのを防ぐことができ、燃料噴射時期制
御の応答性及び安定性が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による燃料噴射時期制御装置の概略構成
図。
【図2】図1に示すコントロールユニットの詳細ブロッ
ク図。
【図3】図1に示すコントロールユニットの機能と同等
の機能をマイクロコンピュータを用いて実現するための
制御プログラムを示すフローチャート。
【符号の説明】
1 燃料噴射ポンプ 2 ローラホルダ 4 タイマ装置 5 タイマピストン 14 電磁弁 30 センサユニット 31 実噴射時期検出器 40 コントロールユニット 41 目標噴射時期決定部 42 誤差演算部 43 PID制御部 44 判別部 45 定数決定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/40 F02D 1/18 F02M 41/12 320

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料噴射ポンプの燃料噴射時期調節部材
    の位置を調節するための圧力応動型のタイマ装置と、目
    標噴射時期を決定する第1決定手段と、実噴射時期を検
    出する検出手段と、前記第1決定手段及び前記検出手段
    に応答しPID制御により実噴射時期を目標噴射時期に
    一致させるよう前記タイマ装置を制御する制御手段とを
    備えて成る燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置におい
    て、前記目標噴射時期の値が前記実噴射時期の値より大
    きいか否かを判別する判別手段と、該判別手段の判別結
    果に従い前記PID制御の制御利得を決定するための制
    御定数が燃料噴射による反力で生じる燃料噴射時期制御
    の応答性の変化を抑えるよう設定されるようになってい
    第2決定手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射ポ
    ンプの噴射時期制御装置。
JP3023865A 1991-01-25 1991-01-25 燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置 Expired - Lifetime JP2871126B2 (ja)

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