JP3834947B2 - 燃料噴射ポンプの制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料噴射ポンプにおける燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御する制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの特性バラツキを補正する手段として図15に示すように調整抵抗51a,51bを燃料噴射ポンプ52に搭載することが行われている。この方法は、外部の制御装置53により選択した調整抵抗値による電圧降下分をアナログ電圧として取り込んで補正データに変換し、制御装置53がポンプの噴射量制御用アクチュエータ54に駆動信号を出力して噴射量制御を行うとともに噴射時期制御用アクチュエータ55に駆動信号を出力して噴射時期制御を行うものである。
【0003】
しかし、調整抵抗51a,51bのみを燃料噴射ポンプ52に搭載する方法においては、アナログデータとして制御装置53に取り込む場合、そのデータ数だけ調整抵抗、配線の本数が必要になる(図15の例では調整抵抗2本、配線はグランド線をいれて3本)。このため、補正をきめ細かくしようとしてデータ数を増やすと調整抵抗および配線の本数が増え、現実的な構成とならないし、逆に2〜3本程度の調整抵抗だと補正データ数が2〜3データとなり、自由度が極めて制約されてしまう。
【0004】
これを解決するための一手法として、ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの特性バラツキを補正するために、記憶素子を含む制御装置を燃料噴射ポンプに搭載する技術がある(例えば、特開昭61−1832号公報)。この技術をより詳細に説明すると、図16に示すように、燃料噴射ポンプ61に制御装置62が搭載され、制御装置62にはCPU63と通信バッファ64とインターフェース信号入出力バッファ65と電源回路66と入力信号バッファ67と特性バラツキ記憶素子68とアクチュエータ駆動回路69とを備えている。電源回路66はバッテリ70から電力の供給を受けて所定の電圧を各機器に供給する。また、CPU63は入力信号バッファ67を介して各種センサ信号を取り込むとともに、通信バッファ64を介して外部の制御装置71とデータ通信を行う。さらに、CPU63はインターフェース信号入出力バッファ65を介して外部の制御装置71とインターフェース信号(異常フラグや始動開始フラグ等のフラグデータ)のやりとりを行う。CPU63は特性バラツキ記憶素子68に記憶されたデータを用いてアクチュエータ駆動回路69を介して噴射量制御用アクチュエータ72に駆動信号を出力して噴射量制御を行うとともにアクチュエータ駆動回路69を介して噴射時期制御用アクチュエータ73に駆動信号を出力して噴射時期制御を行う。
【0005】
この技術についてさらに言及すれば、ディーゼル用燃料噴射ポンプには、構成部品の部品加工精度、組付精度等の機械的な要因、あるいは個々のポンプに搭載された噴射量制御用アクチュエータ72や噴射時期制御用アクチュエータ73の応答性、あるいは個々のポンプに搭載された各種センサの出力特性等の電気的、磁気的な要因による個体間の性能バラツキが存在する。そこで、噴射ポンプに搭載する特性バラツキ記憶素子68においては、燃料噴射量あるいは燃料噴射時期の制御指令値に対する、実際の燃料噴射量あるいは燃料噴射時期を然るべき目標公差内に納め、その制御精度を向上させるため、標準的な特性を持ったディーゼル用燃料噴射ポンプとの特性差異からそれぞれの噴射ポンプ固有の補正データを記憶し、これを制御に反映させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、排出ガス規制の強化により、より高精度な特性バラツキ補正を行うため、多点によるきめ細かい補正を行う必要があり、データ数が増加してしまいリードタイムが長くなったりメモリ容量が増加してしまう等の不具合が生じている。
【0007】
つまり、図15に示す抵抗式においては噴射量・噴射時期を一律に一定値だけ増減させる補正を行うので高精度と言いがたく、図16の不揮発性メモリ式においては噴射量・噴射時期を所定領域毎に一定値だけ増減させる補正を行うことができ高精度化を図ることができるが高精度化のためには領域を細分化する必要があり細分化すると補正データの数が増加してしまい、ポンプ搭載側機器およびポンプ非搭載側機器でのメモリ容量が増加してしまうばかりかデータ転送に時間がかかったり転送ミスを招きやすくなるといった問題がある。
【0008】
そこで、この発明の目的は、補正データの数の増加を招くことなく高精度化を図ることができる燃料噴射ポンプの制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の燃料噴射ポンプの制御装置は、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、連続する多面構造をなすベース補正特性面と、このベース補正特性面の一部領域に形成されたピンポイント補正特性面と、からなることを特徴としている。
【0010】
この構成を採用すると、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータの特性線を、連続する多面構造をなすベース補正特性面のみで構成した場合に比べ、多面構造の面数を増加させることなく任意の領域に所望の補正特性を有する特性線を得ることができる。その結果、補正データの数の増加を招くことなく高精度化を図ることができることとなる。
【0011】
ここで、請求項2に記載のように、前記ベース補正特性面は、連続する多面構造における各面の角を規定するデータにて特定されているものであり、ピンポイント補正特性面は、頂点を規定するデータにて特定されているものとするとよい。つまり、ピンポイント補正特性面が頂点を規定するデータにて特定でき、補正データの数の増加を抑制できる。
【0012】
請求項3に記載の燃料噴射ポンプの制御装置は、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、連続する多面構造をなすベース補正特性面と、このベース補正特性面の一部領域に形成されたピンポイント補正特性面と、からなり、
制御手段は、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数とアクセル開度とから基本噴射量を算出する機能と、前記基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値により、前記特性線から補正量を算出し、前記基本噴射量に対し補正量を用いた補正を行う機能と、を有することを特徴としている。
【0013】
この構成を採用すると、制御手段は、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数とアクセル開度とから基本噴射量を算出し、基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値により、特性線から補正量を算出し、基本噴射量に対し補正量を用いた補正を行う。
【0014】
このように請求項3に記載の発明においては、前述の請求項1に記載の効果に加え、燃料噴射量制御システムとして好適なものとなる。
請求項4に記載の燃料噴射ポンプの制御装置は、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、連続する多面構造をなすベース補正特性面と、このベース補正特性面の一部領域に形成されたピンポイント補正特性面と、からなり、
制御手段は、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数とアクセル開度とから基本噴射量を算出する機能と、前記特性線のベース補正特性面にて、基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値、およびエンジン回転数に関する格子点での補正データから補間にてその時の基本補正量を算出する機能と、ピンポイント補正領域であると、その時の基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値、およびエンジン回転数からピンポイント補正量を算出する機能と、前記基本噴射量に対し前記基本補正量およびピンポイント補正量を用いた補正を行う機能と、を有することを特徴としている。
【0015】
この構成を採用すると、制御手段は、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数とアクセル開度とから基本噴射量を算出し、特性線のベース補正特性面にて、基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値、およびエンジン回転数に関する格子点での補正データから補間にてその時の基本補正量を算出し、ピンポイント補正領域であると、その時の基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値、およびエンジン回転数からピンポイント補正量を算出し、基本噴射量に対し前記基本補正量およびピンポイント補正量を用いた補正を行う。
【0016】
このように請求項4に記載の発明においては、前述の請求項1に記載の効果に加え、燃料噴射量制御システムとして実用上好ましいものとなる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
本実施の形態では、自動車に搭載されるディーゼルエンジンにおける燃料噴射ポンプの制御装置に具体化している。図1には燃料噴射ポンプの制御装置の全体構成を示す。
【0018】
ディーゼル用燃料噴射ポンプ1を制御する制御装置は、ポンプ1に搭載されるポンプ搭載側制御機器2(特性バラツキ記憶装置)と、ポンプ1に搭載されないポンプ非搭載側制御機器3(制御装置本体)とからなる。ポンプ非搭載側制御機器3は、電子制御ユニット(ECU)としてパッケージ化されている。
【0019】
図2には、ディーゼルエンジンに燃料を供給するディーゼル用燃料噴射ポンプ1(制御対象)の具体的構成を示す。この燃料噴射ポンプ1は電子制御式の分配型ポンプであって、アクチュエータとして噴射量を制御する電磁スピル弁4と噴射時期を制御するタイミングコントロールバルブ5が取り付けられている。また、センサー類として、回転数センサ6と燃料温度センサ(燃温センサ)7が取り付けられている。燃料の圧送・分配機構は、基本的にはメカニカル式ポンプと同じであるが、電磁スピル弁4の採用により一部異なっている。
【0020】
つまり、ポンプ構造および作動の概要は、ハウジング8内にはドライブシャフト9が配置され、ドライブシャフト9はディーゼルエンジンの出力軸と駆動連結されている。また、ハウジング8内にはフィードポンプ10が設けられ、フィードポンプ10は一回転あたり一定量の燃料をフューエルタンクから吸い上げてポンプ室11に送る。プランジャ12はドライブシャフト9にカップリングで接続されたカムプレート13によって駆動され、プランジャスプリング14によってカムプレート13に押しつけられている。このカムプレート13はドライブシャフト9によって回転させられると固定されたローラ15上を規定のカムリフトだけ往復運動する。よって、カムプレート13に接続されたプランジャ12は回転運動するとともに往復運動して燃料を吸入した後分圧送を行う。燃料の分配はプランジャ12の周りの分配通路16から順次ノズル(燃料噴射ノズル)へ圧送されることにより行われる。
【0021】
ここで、図3に示すように、電磁スピル弁4はポンプ室11とプランジャ12のプレッシャチャンバー室17を結ぶ通路18に設けられており、コイル4aに通電している時は閉じている。そして、吸入行程においては、プランジャ下降時にプレッシャチャンバー室17に燃料が吸入される。このとき、吸入ポート19が開き、分配ポート20は閉じ、電磁スピル弁4は閉じる(通電される)。
【0022】
また、噴射行程においては、図4に示すように、プランジャ12が回転しながら上昇して燃料を圧送する。このとき、吸入ポート19が閉じ、分配ポート20は開き、電磁スピル弁4は閉じる(通電される)。
【0023】
さらに、噴射終りにおいては、図5に示すように、電磁スピル弁4が通電されなくなり弁が開き、プランジャ12内の高圧燃料はポンプ室11内へ押し戻され、圧力が低下し圧送が終了する。このように、噴射終りは電磁スピル弁4が開いて高圧燃料がポンプ室11へスピル(流出)する時点であり、この噴射終りの時期を調整することにより噴射量を増減できる。この電磁スピル弁4の開弁時期がスピル角となり、スピル角が燃料噴射量に対応するものとなる。
【0024】
また、図2において、噴射ポンプのハウジング8下部には、タイミングコントロールバルブ5を具備した油圧式タイマーが設けられている。つまり、高圧室であるポンプ室11とフィードポンプ10の吸入側の低圧室との燃料通路の途中にはタイミングコントロールバルブ5が設けられている。そして、バルブ5の開度はコイルに流される電流のオン・オフ時間の比(デューティ比)によってコントロールされ、オン時間が長ければ開度が大きくなる。この開度が大きいとタイマーピストンTPの高圧側から低圧側にバイパスされる燃料量が大きくなりタイマーピストンTPはスプリングPSの付勢力により遅角側に移動する。逆にバルブ5の開度が小さいとタイマーピストンTPは遅角方向に移動する。よって、タイミングコントロールバルブ5の開度調整にて(デューティ比制御にて)燃料噴射時期がコントロールできる。
【0025】
このように、ディーゼル用燃料噴射ポンプ1には、燃料噴射量、燃料噴射時期の電子制御を行うため、噴射量制御用アクチュエータとしての電磁スピル弁4と噴射時期制御用アクチュエータとしてのタイミングコントロールバルブ5が設けられている。
【0026】
図1において、このポンプ搭載側制御機器2とポンプ非搭載側制御機器3とはクロック同期式シリアル通信ができるようになっており、ポンプ搭載側制御機器2のOTPROM21に記憶された補正データがポンプ非搭載側制御機器3に転送され、ポンプ非搭載側制御機器3のバックアップメモリ22にストアされ、この補正データを用いて電磁スピル弁4とタイミングコントロールバルブ5が駆動制御されるようになっている。
【0027】
以下、その詳細を説明していく。
ポンプ搭載側制御機器2は、記憶素子としてのOTPROM(特性バラツキ記憶素子)21と、通信手段としてのシリアル通信インターフェース23と、通信バッファ24と、入力フィルタ(ノイズフィルタ)25と、電源用コンデンサ26と、逆流防止ダイオード27,28とからなる。OTPROM21は書き込み可能な不揮発性記憶素子であって、OTPROM21には燃料噴射ポンプ毎の機差の情報が記憶されている。このデータは、燃料噴射ポンプ1の工場からの出荷検査工程時に実際に燃料を噴射させて噴射特性を調べ、標準的なポンプの噴射特性に対するズレ分に相当するデータを補正データとして記憶しておいたものである。OTPROM21はデータの保持のための電源は必要としないが、アクセスのために電源が必要な素子である。
【0028】
また、図1の通信バッファ24は、信号レベル変換またはインピーダンス変換を行うためのものである。
このように、制御機器2はディーゼル用燃料噴射ポンプ1に搭載され、ディーゼル用燃料噴射ポンプ1の交換を行っても制御ユニットの再調整を行う必要がなく、ディーゼル用燃料噴射ポンプ1と一体で管理される。
【0029】
なお、OTPROM21の代わりに、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ等の他の不揮発性記憶素子を用いてもよい。
ポンプ非搭載側制御機器3は、ディーゼル用燃料噴射ポンプ1の制御に関する種々の演算を行うものであり、CPU29と入力信号バッファ30とアナログ・デジタルコンバータ(ADC)31と電源回路32とPNPトランジスタ33と抵抗34と通信バッファ35と駆動回路36とROM37とバックアップメモリ22を備えている。電源回路32はイグニッションキースイッチ38を介してバッテリ39から電力の供給を受けて所定の電圧をポンプ非搭載側制御機器3の全体の各機器(回路)に供給する。CPU29は入力信号バッファ30を介して各種センサ信号を取り込む。なお、センサ信号がアナログ信号の場合にはADC31によりデジタル値に変換して取り込む。このセンサ信号は、アクセル開度センサからのアクセル開度信号、エンジン回転数センサ(クランク角センサ)6からのエンジン回転数信号、燃温センサ7からの燃温信号、吸気圧センサからの吸気圧信号、吸気温センサからの吸気温信号、エンジン冷却水温センサからの水温信号等である。
【0030】
ROM37にはエンジン機種毎の適合データ(ポンプの機差がないとしたときの制御データ)が記憶されている。つまり、ROM37は中心値制御データ保存用記憶素子として機能する。なお、ROM37はCPU29の外部ROMとしたが、CPU内蔵のROMとしてもよい。
【0031】
バックアップメモリ22はイグニッションキースイッチ38をオフにした時にもバッテリ39からの電力供給によりデータが保持される書き込み可能な記憶素子であり、ポンプ搭載側制御機器2のOTPROM21から転送された補正データが記憶される。これは、通信にて一旦受け取った補正データを機関の運転中に電源が供給されているときはもちろん、イグニッションキースイッチ38をオフにした時にもバックアップメモリ22にだけは電源供給を継続することにより補正データを保存して通信の頻度を最小限に抑えるためである。つまり、バックアップメモリ22は補正データ保存用記憶素子として機能する。なお、バックアップメモリ22はCPU29の外部メモリとしたが、CPU内蔵のメモリ、あるいはEEPROM、フラッシュメモリなどの書換え可能な不揮発性メモリとしてもよい。
【0032】
ポンプ非搭載側制御機器3とポンプ搭載側制御機器2とは通信のための3本の信号線L1〜L3にて接続されている。ポンプ非搭載側制御機器3のPNPトランジスタ33のエミッタ端子には電源電圧Vcc(5ボルト)が印加されるとともにPNPトランジスタ33のベース端子はCPU29に接続されている。さらに、PNPトランジスタ33のコレクタ端子は抵抗34を介して電力供給兼クロック信号線L1を通してポンプ搭載側制御機器2の入力フィルタ25とダイオード27を経由してコンデンサ26に接続されている。同時に電力供給兼クロック信号線L1はポンプ搭載側制御機器2の内部において入力フィルタ25の上流側で分岐し、シリアル通信インターフェース23に接続されている。ポンプ搭載側制御機器2において電源用コンデンサ26はダイオード28を介してOTPROM21に接続されるとともに、シリアル通信インターフェース23と接続されている。そして、CPU29はトランジスタ33をオン/オフ動作させて電力供給兼クロック信号線L1を通してポンプ搭載側制御機器2にLレベル(グランド電位)とHレベル(Vcc電位;5ボルト)のパルス信号を送出する。このパルス信号は入力フィルタ25を通してノイズを除去した後、シリアル通信インターフェース23に送られる。同信号はシリアル通信インターフェース23にとってはクロック信号となる。また、電力供給兼クロック信号線L1によるパルス信号は、OTPROM21とシリアル通信インターフェース23にとっては電源となる。つまり、電源用コンデンサ26により電力が蓄えられ、OTPROM21とシリアル通信インターフェース23に電力の供給が行われる。
【0033】
また、ポンプ搭載側制御機器2のシリアル通信インターフェース23は通信バッファ24とシリアル通信線L2とポンプ非搭載側制御機器3内の通信バッファ35を経由してCPU29と接続されている。さらに、グランド線L3はポンプ非搭載側制御機器3側のグランド電位と、ポンプ搭載側制御機器2のグランド電位を直接接続し双方の動作基準電位としている。
【0034】
通常の制御中におけるデータ通信時は、これら3本の線L1,L2,L3のみを接続することにより、ポンプ搭載側制御機器2内の書き込み可能なOTPROM21に予め書き込まれている補正データをポンプ非搭載側制御機器3に送信することが可能である。また、書き込み用電圧供給線L4がポンプ搭載側制御機器2の端子として設けられているが、この端子はポンプ搭載側制御機器2内の書き込み可能なOTPROM21に工場からの出荷時あるいは出荷後においてデータの書き込みまたは書換え時にのみ使用される。つまり、図1に一点鎖線で示すデータ入力ツール40をL1〜L4につなぐとともに書き込み用電圧供給線L4に書き込み電圧を印加しデータ入力する。本例では、書き込みデータの入力信号線はシリアル通信線L2を用いたが、別途書き込み時のみ使用する入力信号線を独立に設けてもよい。
【0035】
通信の際には、ポンプ非搭載側制御機器3から出力されるクロック信号に同期し、ポンプ搭載側制御機器2内のOTPROM21からシリアル通信インターフェース23と通信バッファ24を経由してシリアル通信線L2に補正データが順次1ビットずつ出力される、いわゆるクロック同期式通信が行われる。
【0036】
ポンプ非搭載側制御機器3の駆動回路36とディーゼル用燃料噴射ポンプ1の電磁スピル弁4とが駆動線41にて接続されるとともに、駆動回路36とタイミングコントロールバルブ(タイマー)5とが駆動線42にて接続されている。
【0037】
ポンプ非搭載側制御機器3のCPU29は各種センサ信号によりROM37に記憶されたエンジン機種毎の適合データ(ポンプの機差がないとしたときのデータ)を用いた演算を行い、その演算結果を基にエンジンの運転状態に応じて要求される燃料噴射量、燃料噴射時期となるよう駆動回路36を介して噴射量制御用駆動信号SG1と噴射時期制御用駆動信号SG2を出力する。この駆動信号SG1,SG2により電磁スピル弁4およびタイミングコントロールバルブ(タイマー)5が駆動される。
【0038】
この際、ディーゼル用燃料噴射ポンプ1には機械加工精度、および組付精度などに起因する個体間の特性バラツキが存在するため同じエンジンの運転状態で同じ駆動信号を出力しても、実際の燃料噴射量、燃料噴射時期は燃料噴射ポンプ機差によってバラツキが生じる。そこで、バックアップメモリ22に記憶されたOTPROM21の補正データを用いて補正を行って、特性バラツキをきめ細かく補正し、なるべく要求値に近い燃料噴射量、燃料噴射時期としてエンジンの性能向上を図っている。
【0039】
このように、CPU29はOTPROM21の燃料噴射ポンプ毎の機差の情報を用いてディーゼル用燃料噴射ポンプ1の電磁スピル弁4およびタイミングコントロールバルブ(タイマー)5を駆動制御する。
【0040】
以下に、燃料噴射ポンプの制御装置の動作の詳細を図6,7のフローチャートを用いて説明する。
図6,7は、所定の燃料噴射量演算タイミングにて実行される燃料噴射演算のための処理ルーチンである。
【0041】
制御手段としてのCPU29はステップ101で、図8に示すガバナーパターンを用いてエンジン回転数NEとアクセル開度ACCPから理論上必要な噴射量である基本噴射量QB を算出する。図8のガバナーパターンは図1のROM37に記憶されている。そして、CPU29はステップ102で、エンジン回転数NEにより決められる噴射量QNEに対し吸入空気圧、空気温度、燃料温度による補正を加え、エンジン回転時の最大噴射量Qmax (=K1・K2・K3・QNE、ただし、K1・K2・K3は補正係数)を算出する。
【0042】
さらに、CPU29はステップ103で、前述の基本噴射量QB と最大噴射量Qmax の値を比較し、噴射量の少ない方を選択し、これを噴射量Qmin とする。この噴射量Qmin が、ポンプ特性補正前の噴射量となる。
【0043】
そして、CPU29は、図7のステップ104〜109において図1のOTPROM21に記憶した補正データを用いてエンジン運転状態に応じた燃料噴射ポンプ1による噴射量を算出する。図9は、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータの特性線、即ち、補正データのパターン(特性線)を示し、基本噴射量(スピル角)QB とエンジン回転数NEと補正量ΔQの三次元マップである。この図9において、連続する多面構造をなすベース補正特性面Sbaseが形成されるとともにその一部領域にピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3が形成されている。そして、図9の補正データのパターン(特性線)がOTPROM21に記憶され、シリアル通信にてバックアップメモリ22に転送される。
【0044】
このベース補正特性面Sbaseとピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3について、図10,11を用いて詳しく説明する。図10のエンジン回転数NEと基本噴射量QB の関係図に示すように、ベース補正特性面Sbaseを規定するための8つの点(格子点)P1〜P8がある。即ち、エンジン回転数NE1軸上に点P1,P2があり、エンジン回転数NE2軸上に点P3,P4があり、回転数NE3軸上に点P5,P6があり、エンジン回転数NE4軸上に点P7,P8がある。各点P1〜P8において補正量ΔQが設定されており、図12に示すように、その時のNE値とQB 値による点Pm が属する4点補間領域において図13に示すように4点補間にて基本となる補正量ΔQbaseが決定される。
【0045】
なお、本例では4点補間の際には直線補間を行っている。即ち、4つの補正点(補正量ΔQ1L,ΔQ1H,ΔQ2L,ΔQ2H)を直線にて結んで形成されるベース補正特性面における位置(座標)から補正量ΔQbaseを求めている。
【0046】
また、図10においてピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3を決定する3つの点P100,P200,P300がある。各点P100,P200,P300は、図11に示すように、前述の4点補間によるベース補正特性面において四角錐の頂点Pt に対応しており、その頂点Pt での補正量ΔQpin 1が規定されている。
【0047】
つまり、図11に示すように、NE−QB −ΔQpin 系座標でのNEpin 1,Qpin 1を頂点Pt の位置とし、エンジン回転数NE、基本噴射量QB が頂点Pt (NEpin 1,Qpin 1)から離れるに従って補正量ΔQpin が直線的に減少する特性となっており、ピンポイント補正とベース補正とが連続性をもつようになっている。ここで、図11の四角錐の斜面とNE軸およびQB 軸でなす角度は一定値θ1となっている。即ち、NE−ΔQpin 座標系における頂点Pt (NEpin 1,ΔQpin 1)からの拡がり角は一定値θ1となっているとともに、QB −ΔQpin 座標系における頂点Pt (Qpin 1,ΔQpin 1)での拡がり角も一定値θ1となっている。
【0048】
このピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3での補正は図14に示すように頂点Pt の座標位置(NEpin 1,Qpin 1)が分かっているのでコンピュータソフトにより四角錐による拡がり領域Z1を決定し、この領域Z1がピンポイント補正が必要な領域となり、この補正必要領域Z1においてはコンピュータソフトにより適宜の位置の四角錐の傾斜面の高さ(4点補間によるベース補正特性面からの高さ)が補正量ΔQpin となる。トータルの補正量ΔQはベース補正量ΔQbaseとピンポイント補正量ΔQpin との和(ΔQ=ΔQbase+ΔQpin )となる。
【0049】
また、図10の点P300はNMR(ノーロードマキシマムレボリューション)を規定するものであり、このNMR性能規定領域をピンポイント補正領域とすることによりデータ数の増加を招くことなく噴射精度が向上する。即ち、NMR性能規定領域をベース補正領域(4点補間領域)として規定しようとすると、図10にP50にて示すように同一回転数でのもう一つの点を決定しておかねばならず、P50を決定するためにはエンジン回転数NEと基本噴射量QB と補正量ΔQの3つのデータを用意しておく必要があり、NMRのための点P300,P50では合計(2点分)で6個(=2点×3データ)のデータの記憶領域および転送が必要となる。これに対し本実施形態では点P300での頂点データとしてエンジン回転数NEpin 1と噴射量Qpin 1と補正量ΔQpin 1の3データのみでよくデータの記憶領域の確保、および転送時間や多大なデータ転送に伴う転送トラブルを回避するという観点から好ましいものとなる。
【0050】
同様に、図10の点P100はエンジンが高い頻度で使用される領域(10モードで使用される領域)に位置するものであり、この使用領域をピンポイント補正領域とすることによりデータ数の増加を招くことなく噴射精度が向上する。さらに、図10の点P200は出力性能を規定する領域に位置するものであり、この出力性能規定領域をピンポイント補正領域とすることによりデータ数の増加を招くことなく噴射精度が向上する。
【0051】
以下、図7のフローチャートに従い説明していく。
CPU29はステップ104において、図12に示すようにステップ101で求めた基本噴射量QB により4点補間に用いる4つの格子点での補正データ(補正量)ΔQ1L,ΔQ1H,ΔQ2L,ΔQ2Hを選択する。
【0052】
引き続き、CPU29は、ステップ105で図13に示すように、格子点での補正データ(補正量)ΔQ1L,ΔQ1H,ΔQ2L,ΔQ2Hからベース補正量ΔQbaseを算出する。さらに、CPU29は、ステップ106で図14に示すように、ピンポイント補正が必要な領域(図中のハッチング領域Z1)か否か判定する。CPU29は、ピンポイント補正が必要な領域であると、ステップ107に移行する。CPU29は、ステップ107において図14に示すようにその時のエンジン回転数NEとステップ101で求めた基本噴射量QB に対応するピンポイント補正量ΔQpin を算出する。
【0053】
一方、ピンポイント補正が必要な領域でないと、CPU29は、ステップ108に移行してピンポイント補正量ΔQpin =0とする。
CPU29は、ステップ107,108の処理後に、ステップ109に移行して、ステップ105で求めたベース補正量ΔQbaseとステップ107,108で求めたピンポイント補正量ΔQpin を加算してトータル補正量ΔQ(=ΔQbase+ΔQpin ;図14参照)とし、さらに、このトータル補正量ΔQをステップ103で求めた噴射量Qmin に加算して最終噴射量Qfin (=Qmin +ΔQbase+ΔQpin )を算出する。この最終噴射量Qfin となるように電磁スピル弁4が制御される。
【0054】
このように、ポンプ搭載側制御機器2によりシリアル通信データとして受信した特性バラツキ補正データによる噴射ポンプ毎の機差バラツキに応じた補正を行い最終噴射量Qfin に反映させる。
【0055】
燃料噴射時期に関しても同様の補正を行うことができる。つまり、CPU29はエンジン回転数NEと基本噴射量QB と目標進角量(目標噴射時期)とを要素とする三次元マップを用いて、その時のエンジン回転数NEと基本噴射量QB からエンジン運転状態に最適な目標進角量(目標噴射時期)を求める。一方、燃料噴射ポンプ毎の機差の補正データ(燃料噴射時期補正データ)をOTPROM21に記憶しておき、この補正データをバックアップメモリ22に転送し、CPU29は燃料噴射時期補正データにて前述の目標進角量を補正する。この補正後の目標進角量(目標噴射時期)となるようなデューティ比にてタイミングコントロールバルブ(タイマー)5をオン/オフ制御する。また、この際、シリンダブロックに設けたクランク角センサからの信号を利用して実際の噴射時期を算出し、目標噴射時期にフィードバックする。このような燃料噴射時期の制御を行うときに、図9に示すように、連続する多面構造をなすベース補正特性面Sbaseが形成されるとともにその一部領域にピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3が形成されているものを用いる。
【0056】
このように本実施形態は下記の特徴を有する。
(イ)燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、図9に示すように、ベース補正特性面Sbaseと、ベース補正特性面Sbaseの一部領域のピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3とからなり、ベース補正特性面Sbaseは図10に示すように4点補間のための8つの点P1〜P8を有し、ピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3は図14に示すように四角錐をなし、頂点データ(図14のPt)にて規定される。そして、CPU29は、図6,7の処理により、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数NEとアクセル開度ACCPとから基本噴射量QB を算出し、図10に示すように補間に用いるNE−QB 系座標の格子点(図10のP1〜P8)での補正データからベース補正量ΔQbaseを算出するとともに、ピンポイント補正が必要な領域である場合にはピンポイント補正量ΔQpin を算出しベース補正量ΔQbaseに加算するようにした。
【0057】
よって、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータの特性線を、連続する多面構造をなすベース補正特性面Sbaseのみで構成した場合に比べ、多面構造の面数を増加させることなく任意の領域に所望の補正特性を有する特性線を得ることができる。その結果、補正データの数の増加を招くことなく高精度化を図ることができることとなる。
【0058】
また、ベース補正特性面Sbaseは、連続する多面構造における各面の角(図10のP1〜P8)を規定するデータにて特定されているものであり、ピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3は、頂点Ptを規定するデータにて特定されているものとしているので、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータの特性線(ピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3)が頂点Ptを規定するデータにて特定でき、補正データの数の増加を抑制できる。即ち、例えば、図10の点P300にてNMR性能規定領域をピンポイント補正領域とすることにより、図10のP50の4点補間のためのデータを用意することなく点P300での頂点データのみでよくデータの記憶領域の確保、および転送時間や多大なデータ転送に伴う転送トラブルの回避という観点から好ましいものとなる。
【0059】
なお、上述した実施の形態においては、図12に示すように基本噴射量QB により4点補間を用いてベース補正量ΔQbaseを算出したが、4点補間以外の補間法によりベース補正量ΔQbaseを算出してもよい。また、補間の手法として、直線補間の他にも、高次式による補間を行ってもよい。
【0060】
また、上述した実施の形態においては、補正量を算出する際には基本噴射量QB を用いたが、基本噴射量QB の代わりに基本噴射量と対応関係をもつ値、例えばスピル角等を用いてもよい。
【0061】
また、上述した実施の形態においては、ピンポイント補正特性面Spin 1,Spin 2,Spin 3は四角錐の斜面にて構成したが、三角錐の斜面にて構成したり、五角以上の多角錐の斜面にて構成したり、円錐の斜面にて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディーゼル用燃料噴射ポンプの制御装置の全体図。
【図2】ディーゼル用燃料噴射ポンプの断面図。
【図3】燃料噴射ポンプの要部断面図。
【図4】燃料噴射ポンプの要部断面図。
【図5】燃料噴射ポンプの要部断面図。
【図6】作用を説明するためのフローチャート。
【図7】作用を説明するためのフローチャート。
【図8】ガバナーパターンを示す図。
【図9】補正データのパターンを示す図。
【図10】作用説明のためのNE−QB 特性図。
【図11】作用説明のためのNE−ΔQpin 、QB −ΔQpin 特性図。
【図12】作用説明のためのNE−QB 特性図。
【図13】作用説明のためのNE−ΔQbase特性図。
【図14】作用説明のためのNE−ΔQ特性図。
【図15】従来の燃料噴射ポンプの制御装置の全体図。
【図16】従来の燃料噴射ポンプの制御装置の全体図。
【符号の説明】
1…ディーゼル用燃料噴射ポンプ、2…ポンプ搭載側制御機器、3…ポンプ非搭載側制御機器、21…OTPROM、23…シリアル通信インターフェース、29…CPU。
Claims (4)
- ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料噴射ポンプに搭載され、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータを記憶した記憶素子を有するポンプ搭載側機器と、
前記燃料噴射ポンプに搭載されず、前記記憶素子に記憶したデータを用いてエンジン運転状態に応じた燃料噴射ポンプの駆動を行わせる制御手段を有するポンプ非搭載側機器と、
前記記憶素子に記憶したデータを通信にてポンプ非搭載側機器に転送する通信手段と
を備えた燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、連続する多面構造をなすベース補正特性面と、このベース補正特性面の一部領域に形成されたピンポイント補正特性面と、からなることを特徴とする燃料噴射ポンプの制御装置。 - 前記ベース補正特性面は、連続する多面構造における各面の角を規定するデータにて特定されているものであり、ピンポイント補正特性面は、頂点を規定するデータにて特定されているものである請求項1に記載の燃料噴射ポンプの制御装置。
- ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料噴射ポンプに搭載され、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータを記憶した記憶素子を有するポンプ搭載側機器と、
前記燃料噴射ポンプに搭載されず、前記記憶素子に記憶したデータを用いてエンジン運転状態に応じた燃料噴射ポンプの駆動を行わせる制御手段を有するポンプ非搭載側機器と、
前記記憶素子に記憶したデータを通信にてポンプ非搭載側機器に転送する通信手段と
を備えた燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、連続する多面構造をなすベース補正特性面と、このベース補正特性面の一部領域に形成されたピンポイント補正特性面と、からなり、
前記制御手段は、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数とアクセル開度とから基本噴射量を算出する機能と、
前記基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値により、前記特性線から補正量を算出し、前記基本噴射量に対し補正量を用いた補正を行う機能と、
を有することを特徴とする燃料噴射ポンプの制御装置。 - ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料噴射ポンプに搭載され、燃料噴射ポンプ毎の機差のデータを記憶した記憶素子を有するポンプ搭載側機器と、
前記燃料噴射ポンプに搭載されず、前記記憶素子に記憶したデータを用いてエンジン運転状態に応じた燃料噴射ポンプの駆動を行わせる制御手段を有するポンプ非搭載側機器と、
前記記憶素子に記憶したデータを通信にてポンプ非搭載側機器に転送する通信手段と
を備えた燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記燃料噴射ポンプ毎の機差のデータは、その特性線が、連続する多面構造をなすベース補正特性面と、このベース補正特性面の一部領域に形成されたピンポイント補正特性面と、からなり、
前記制御手段は、ガバナーパターンを用いてエンジン回転数とアクセル開度とから基本噴射量を算出する機能と、
前記特性線のベース補正特性面にて、基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値、およびエンジン回転数に関する格子点での補正データから補間にてその時の基本補正量を算出する機能と、
ピンポイント補正領域であると、その時の基本噴射量あるいは基本噴射量と対応関係をもつ値、およびエンジン回転数からピンポイント補正量を算出する機能と、
前記基本噴射量に対し前記基本補正量およびピンポイント補正量を用いた補正を行う機能と、
を有することを特徴とする燃料噴射ポンプの制御装置。
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