JPH04214942A - ディーゼル式内燃機関の制御方法及び装置 - Google Patents
ディーゼル式内燃機関の制御方法及び装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
プ制御方法及び装置、更に詳細には、燃料を加圧しシリ
ンダに送給するカム軸駆動のポンプピストンを備え、少
なくとも一つの電磁弁により送給開始並びに終了が定め
られ、軸上に配置されたマークに従って電磁弁を駆動す
る駆動信号が設定される特にディーゼル式内燃機関の電
磁弁制御の燃料ポンプ制御方法及び装置に関する。
540811に記載されている。同公報には、ディーゼ
ル式内燃機関の電磁弁制御の燃料ポンプを制御する装置
が開示されている。ここに記載されている装置は、ポン
プ作業室内で移動しカム軸により駆動されるポンプピス
トンを有している。このポンプピストンによりポンプ作
業室の燃料が加圧される。燃料は燃料導管を介して内燃
機関の個々のシリンダに送られる。燃料貯蔵容器とポン
プ作業室間に電磁弁が配置される。電子制御装置により
制御パルスが電磁弁に出力される。この制御パルスによ
り電磁弁が開閉される。
ピストンにより燃料が内燃機関の燃焼室に供給される。 駆動パルスにより正確な噴射開始が定まり、また噴射終
了により噴射すべき燃料の量も定められる。制御溝を介
した機械的な燃料量の設定は必要でなくなる。駆動パル
スを得るためにカム軸にインクリメンタル円板が配置さ
れている。同期パルスが発生した後カム軸のインクリメ
ンタル円板からのパルスを計数するカウンタが作動され
る。所定数のパルスを計数後制御装置により駆動パルス
が電磁弁に供給され、それにより噴射開始が定められる
。更に増分パルスを計数することにより送給終了が定め
られる。
計量がかなり不正確であるという、欠点がある。インク
リメンタル円板のパルスを計数することにより駆動パル
スが得られるので、計量精度はインクリメンタル円板の
精度に関係する。従って送給開始並びに送給終了は不正
確にしか定めることができない。製造上の許容誤差によ
りインクリメンタル円板には有限の歯数しか設けること
ができず、カム軸のインクリメンタル円板のパルスには
比較的間隔があく。従って、この方法による計量は不正
確になる。
ンプ作業室と燃料供給部間に配置された電磁弁を介して
正確な送給開始を定める方法が記載されている。送給終
了、従って噴射すべき燃料の量は機械的な部材により定
められる。噴射開始を定める正確な駆動パルスの形成は
、DEーOS3540811と同様な方法で行なわれる
。同様に同期パルスに基づきインクリメンタル円板のパ
ルスが減数される。噴射開始がインクリメンタル円板の
2つのパルス間にあると、その残りは補間される。その
場合、補間は複数の動作サイクルに渡って平均化された
回転数値に従って行なわれる。
サイクル毎に変動するという問題がある。DEーOS3
540313のように、平均回転数を用いると、計量時
に回転数が変動するときには、補間が不正確になる。D
EーOS3540313では、この問題をマップ値に従
った補正係数で補償するようにしている。
して充分正確な値を得ることができない。噴射終了は機
械的な部材により定められるので、送給開始時の誤差は
燃料量の誤差を更に生じさせることになる。
終了を定める電磁弁の駆動時点を可能な限り正確に設定
することができるディーゼル式内燃機関の電磁弁制御の
燃料ポンプ制御方法及び装置を提供することである。
題を解決するために、駆動信号を形成するために軸上の
マークを計数し、マーク間は時間に関して補間を行ない
、その場合補間直前に検出される現在の回転数に基づい
て補間を行なう構成を採用した。
板の個々のパルス間を補間することにより噴射開始だけ
でなく噴射終了も極めて正確に計算することができる。 補間直前の回転数を用いることにより補間値の精度を顕
著に向上させることができる。
細に説明する。
御の燃料ポンプが図示されている。不図示の内燃機関の
個々のシリンダにはポンプピストン15を有する燃料ポ
ンプ10を介して燃料が供給される。燃料ポンプ10は
電磁弁20と結合される。電磁弁20には、出力回路4
0を介して電子制御回路30により切り換えパルスが印
加される。更に電子制御回路30には制御器32が設け
られる。電磁弁20あるいは不図示の噴射ノズルに配置
されたセンサ70により電子制御回路30に信号が供給
される。
タル円板55には角度マークが配置される。インクリメ
ンタル円板には少なくとも1個の空隙ILが設けられる
。この空隙は歯を欠損させることにより実現できる。 歯を欠損させる代りに他の歯と異なる歯により空隙を構
成することもできる。
パルス、従ってインクリメンタル円板55の回転運動を
検出する。測定装置50により対応した信号(パルス)
が電子制御回路30に入力される。
れたセンサ円板95のマーク92を検出し、対応した信
号を電子制御回路30に供給する。他の入力端子80を
介して回転数n、温度Tあるいは負荷FP(アクセルペ
ダル位置)等の値が電子制御回路30に入力される。
て得られる値並びに測定装置50により測定されるポン
プカム軸60の回転移動を介して燃料ポンプ10の送給
開始WB並びに送給角WDが定められる。送給開始WB
と送給角WDの値に基づいて電子制御回路は出力回路4
0を駆動する駆動信号ASの始端並びに終端を計算する
。計算は次のようにして行なわれる。すなわち、電磁弁
20が開始点WBにおいてポンプが送給並びに噴射を行
なう第1の位置を取り、終了点WEにおいて燃料ポンプ
が噴射を行なわなくなる第2の位置をとるように計算が
行なわれる。運転パラメータとして、回転数n、温度T
あるいはアクセルペダル位置ないし所望の車速を特徴付
ける信号FP等の1つあるいは複数の値が用いられる。
し、燃料ポンプ10内の燃料は加圧される。その場合、
電磁弁20は圧力の形成を制御する。電磁弁20は、燃
料ポンプ10に取り付けられており、電磁弁が閉じると
燃料の送給が開始される。あるいは、電磁弁が開放する
と燃料の送給が開始されるようにすることもできる。
用いることができる。
成の場合、電磁弁20が閉じるとまず燃料ポンプ10に
圧力が形成される。燃料ポンプのこの圧力により不図示
の弁が開放し、燃料が噴射ノズル(不図示)を介して内
燃機関の燃焼室に送られる。
するために、センサ70が用いられる。センサ70を噴
射ノズルに配置すると特に好ましく、その場合には、燃
料室への実際の燃料噴射の開始ないし終了を示す信号を
得ることができる。制御器32はセンサ70からの出力
信号並びに測定装置90の信号を目標値と比較し、偏差
がある場合には、送給開始WBをそれに応じて変化させ
る。センサ70からの信号に代え、電磁弁がどの位置に
あるかを示す信号を用いることもできる。そのような信
号は、電磁弁を流れる量あるいは印加電圧を求めること
により得ることができる。
ムストロークNHが、図2bには、電磁弁10を駆動す
る駆動信号ASが、図2cには電磁弁のストロークMH
が、また図2dには同期パルスSがそれぞれ図示されて
いる。同期パルスSを基準にして送給開始WBと送給終
了WEが定められる。電子制御回路は、同期パルスS後
送給開始角度WBになったとき電磁弁20に駆動信号A
Sを出力する。短い遅延時間VT経過後電磁弁の切り換
え状態が変わり、この時点FBから燃料ポンプの送給が
行なわれる。
電磁弁の駆動信号ASがオフにされる。さらに所定の遅
延時間後電磁弁が開放し送給はFEで終了する。カムは
、電磁弁が閉じる時点FBと開放する時点FE間に、い
わゆるカムストロークに対応する距離H移動する。この
カムストロークHにより噴射される燃料の量が決まる。 すなわち、燃料噴射量はカムストロークHに比例するこ
とになる。
射量は送給開始WBに関係しない。ここでカム速度cは
、経過時間に対するカムストロークの比をいう。これに
対してカム速度cが一定でないと、電磁弁20の駆動信
号期間Dが同じ場合、送給開始が変化すると、噴射量も
変化する。カム速度が一定でなくなるのは、例えば噴射
中回転数が変化することによる。
Hが図示されている。また、カム速度cが図3bに図示
されており、カム速度は時間に関して上昇する。図3c
には、2つの計量Z1、Z2(Z1は実線、Z2は点線
)を行なう場合電磁弁に印加される電圧UMが時間に関
して図示されている。その場合、両計量の開始時期WB
は微小差DFBだけで相違する。送給角WDは両計量で
同じである。カム速度が時間と共に上昇すると、第1の
計量に対してはカムストロークH1が、又第2の計量に
対してはカムストロークH2が得られる。カムは第1の
計量中、第2の計量時よりも短いストロークH1移動す
る。従って、第2の計量に対しては第1の計量よりも燃
料噴射量は多くなる。
時間制御は不可能になる。回転数の変動は、例えばクラ
ンク軸とカム軸間の駆動結合に伸縮性があることによっ
て発生する。
、電磁弁の閉じる時間だけでなく、そのときの現在回転
数にも関係する。この場合、Q=送給率*WDの関係が
成立する。送給率は単位角度当たりに噴射される燃料の
量を意味する。送給角に対してはWD=6*N*Dが成
立する。但し、Dは送給時間である。噴射量が体系的で
ない回転数の変動に関係するのを少なくするために、次
の計量方法が用いられる。
装置が概略図示されている。電磁弁の出力回路40には
電子制御回路からの信号が入力される。電子制御回路3
0は計量コンピュータ120、特性マップ値K1、K2
、並びにコンピュータ110から構成されている。計量
コンピュータ120にはカム軸の現在回転数Nを測定す
る回転数センサ125からの信号が入力される。更に計
量コンピュータ120には所望の送給角WDと送給開始
WBを示す信号が入力される。これらの信号は特性マッ
プ値K1、K2から得られる。特性マップ値K1、K2
の入力量としては平均回転数nMと所望燃料量が用いら
れる。信号Qは、種々の入力量に従って燃料噴射量を計
算するコンピュータ110から得られる。
位置FPあるいは他の運転パラメータ等センサ80によ
り測定された量に基づいてコンピュータ110は所望の
燃料噴射量Qを計算する。この燃料噴射量Qと平均回転
数nMに従って特性マップ値K1から送給角WDが読み
出される。送給角WDにより噴射すべき燃料量が定まる
。この送給角は、燃料ポンプが送給している間にカム軸
が回転する角度である。
れる。通常、これはクランク軸ないしカム軸のインクリ
メンタル円板のパルスを検出するセンサである。その場
合、回転数は大きな角度領域ないしカム軸の複数回転に
渡る回転数が平均化される。この信号を、例えば噴射開
始センサのような代りの回転数センサから得ることもで
きる。
と平均回転数nMに従って送給開始WBが読み出される
。これは噴射が始まるべき角度である。計量コンピュー
タ120は、現在回転数を用いて角度信号WD、WBを
時間値に変換する。これらの時間値により図2bに図示
したように、電磁弁に印加される電圧が変化する時点が
定まる。これらの値は電磁弁出力回路40に入力され、
駆動信号ASに変換される。
態が図示されている。図5aには計量中の通常の回転数
カーブが図示されている。回転数は計量中時間とともに
直線的に減少する。図5bには、測定装置50がインク
リメンタル円板55より検出するパルスが図示されてい
る。インクリメンタル円板の各角度マークにより測定装
置50でパルスが形成される。特に2つの角度マーク間
の距離、いわゆる測定角MWを最小送給角WDより小さ
くすると好ましいものになる。この測定角は、好ましく
は3°である。従って、カム軸60のインクリメンタル
円板には3°の間隔で120個の角度マークが設けられ
る。このようなインクリメンタル円板は、特に4、5、
6及び8気筒エンジンに好適である。同期用に同期パル
スSを発生させる少なくとも1つのインクリメンタル空
隙ILが形成される。この同期パルスに基づいて送給開
始角度WBと送給終了角度WEが出力される。
送給角WDに渡って行なわれる。角度WBは送給開始の
整数角度部分WBGと残りの角度RWBないしそれに対
応する残り時間TBに分けられる。それに対応して角度
WEも整数角度部分WEGと残りの角度RWEないしそ
れに対応する残り時間TEに分けるようにする。残りの
角度RWB、RWEを残り時間TB、TEに換算するの
は、現在回転数Nに従って行なわれる。その場合、それ
ぞれの残り時間は残りの角度RWと現在回転数NからT
=RW/(6*N)の式に従って求める。
回転数の値は、それぞれの補間部分に最も近い測定角M
Wから求められる。この可能な限り実際に近い回転数値
を用いることにより誤差の影響を僅少にすることができ
る。
す。カム軸は測定用時間MTの間に測定角MW回転する
。計算用時間TRにおいて現在回転数Nの第1の値を計
算し補間を行なう。計算用時間TRのあと実際の残り時
間TBが求められる。いずれにしても計算用時間TRは
計量前に終了していなければならない。送給開始点WB
に達していない場合には、改めて補間を行なう。他の測
定角で現在回転数Nを検出し計算用時間TRにおいて補
間を行なう(第2の計算)。現在回転数値を繰返し求め
、最新の回転数値を用いることによりカム軸が変動する
ことによって発生する補間誤差を僅少にすることが可能
になる。現在のカム軸回転数Nの検出と補間は、遅くと
も送給開始WBより測定用時間MTと計算用時間TRだ
け前に開始しなければならない。カム軸回転数Nの検出
と補間は、好ましくは所望の送給開始WBより前の測定
用時間MTと計算用時間TRの合計値からなる時間にお
いて行なわれる。
れる。計算用時間において現在回転数の第1の値を計算
し補間を行なう。計算用時間のあと実際の残り時間TE
が得られる。いずれにしても計算用時間は計量終了前に
終了していなければならない。送給終了角度WEに達し
ていない場合には、改めて補間を行なう。他の測定角で
現在回転数Nを検出し計算用時間TRにおいて補間を行
なう。現在回転数値を繰返し求め、最新の回転数値を用
いることによりカム軸が変動することによって発生する
補間誤差を僅少にすることが可能になる。現在のカム軸
回転数Nの検出と補間は、遅くとも送給開始WEより測
定用時間MTと計算用時間TRだけ前に開始しなければ
ならない。カム軸回転数Nの検出と補間は、好ましくは
所望の送給終了WEより前の測定用時間MTと計算用時
間TRの合計値からなる時間において行なわれる。
られる。送給開始の残り時間の計算時に生ずる誤差は送
給終了の計算のときに補正することができる。
噴射に対する送給開始と送給終了は上述した方法にした
がって行なわれる。送給開始と送給終了の角度は整数の
角度マークを計数(減数)することにより形成されその
後時間補間が行なわれるので、このような計量方法をイ
ンクリメンタル角度時間法ということができる。
クリメンタル円板上に少なくとも1つの空隙ILが必要
である。あるいは、Z型空隙も配置することができる。 その場合にはさらにシリンダ識別が必要になる。同期溝
は、他のマークと異なる同期マークとすることもできる
。
のピストンが正しい位置にきたときに行なわなければな
らない。送給開始、従って噴射開始もエンジンの上死点
、従ってクランク軸に基づいて行なわれる。送給開始を
クランク軸のセンサ信号に基づいて行なうとき送給開始
を最適に調節できる。
と、実際の送給開始と最適な送給開始間に偏差が発生す
る。この差は、カムとクランク駆動部材間における伸縮
等の種々の要因に起因する。このようなシステム起因の
偏差は制御器により補正することができる。
。図6aには時間に対する同期パルスSの発生が図示さ
れている。図6bは駆動信号ASを示す。図6cには、
実際の噴射開始を示す信号SBが時間に対して図示され
ている。信号SBはセンサ70により検出される。 図6dには測定装置90から得られる信号OTが図示さ
れている。この信号は、ピストンの上死点に相関してい
る。実際の噴射開始を示す信号SBと測定装置90の信
号OT間の距離SBIが図6eに図示したように制御器
32に入力される。距離SBIは角度値だけでなく時間
値としても表すことができる。この制御器は少なくとも
P特性を有する。更に積分特性をもたせると好ましいも
のになる。制御器32は、実際の噴射を示す信号SBI
と、所定の目標値SBSを比較し、その比較結果に従っ
て送給開始の補正を行なう。次の燃料供給時駆動信号は
送給開始WBではなく、補正された送給開始WBKによ
り行なわれる。
た同期パルスSに基づいて行なわれる。実際の噴射開始
SBIの位置はクランク軸の点OTに対して測定される
。この点は好ましくは、上死点近傍に配置される。それ
により噴射開始をクランク軸に対して最適の位置におい
て行なうことが可能になる。信号処理は、角度値あるい
は時間値あるいはその組み合わせの値により行なわれる
。
量が可能になる。というのは、送給開始がクランク軸の
信号に基づいて調節でき燃料量の計算がカム軸の回転に
従って行なわれるからである。
ンタル円板をクランク軸に配置することもできる。シリ
ンダ同期用には、カム軸にセグメント円板を配置する。 それぞれインクリメンタル円板をカム軸とクランク軸に
配置すると、特に好ましい構成となる。
駆動信号を形成するために軸上のマークを計数し、マー
ク間は時間に関して補間を行ない、その場合補間直前に
検出される現在の回転数に基づいて補間を行なうように
しているので、個々のパルス間の補間により噴射開始だ
けでなく噴射終了も極めて正確に計算することが可能に
なる。
成図である。
電磁弁ストローク、及び同期パルスを示した線図である
。
らつきを説明する線図である。
を示すブロック図である。
板のパルスに関連させて駆動信号を示した線図である。
信号波形図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 燃料を加圧しシリンダに送給するカム
軸駆動のポンプピストンを備え、少なくとも一つの電磁
弁により送給開始並びに送給終了が定められ、軸上に配
置されたマークに従って電磁弁を駆動する駆動信号が形
成される内燃機関の電磁弁制御の燃料ポンプの制御方法
において、駆動信号を形成するために軸上のマークを計
数し、マーク間は時間に関して補間を行ない、その場合
補間直前に検出される現在の回転数に基づいて補間を行
なうことを特徴とする電磁弁制御の燃料ポンプの制御方
法。 - 【請求項2】 電磁弁を駆動する駆動信号を、現在回
転数(N)、送給角(WD)並びに送給開始(WB)に
基づいて形成することを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 送給角(WD)と送給開始(WB)を
それぞれ特性マップ値(K1、K2)から得るようにし
、特性マップ値の入力量として平均回転数(nM)と所
望の燃料量(Q)を用いることを特徴とする請求項2に
記載の方法。 - 【請求項4】 センサ(80)により検出される運転
パラメータに従って所望の燃料量を計算することを特徴
とする請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 マークをカム軸のインクリメンタル円
板に配置することを特徴とする請求項1から4までのい
ずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 マークを約3°の間隔で配置すること
を特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載
の方法。 - 【請求項7】 現在回転数を常時求め、それぞれ補間
時最新の値を用いることを特徴とする請求項1から6ま
でのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項8】 現在回転数の検出と補間を所望の送給
開始よりも前の測定用時間(MT)と計算用時間(TR
)の合計からなる時間において行なうことを特徴とする
請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 実際の送給開始の位置を示す信号(S
BI)と所定の目標値(SBS)と比較する制御器(3
2)が設けられ、その比較結果にしたがって送給開始の
補正が行なわれることを特徴とする請求項1から8まで
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 実際の送給開始の位置を示す信号(
SBI)を実際の送給開始を示す信号(SB)とピスト
ンの上死点に関連した信号(OT)間の差により求める
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 燃料を加圧しシリンダに送給するカ
ム軸駆動のポンプピストンを備え、少なくとも一つの電
磁弁により送給開始並びに送給終了が定められ、軸上に
配置されたマークに従って電磁弁を駆動する駆動信号が
形成される内燃機関の電磁弁制御の燃料ポンプの制御装
置において、駆動信号を形成するために軸上のマークを
計数し、マーク間を時間に関して補間を行なう手段を設
け、その場合補間直前に検出される現在の回転数に基づ
いて補間を行なうことを特徴とする電磁弁制御の燃料ポ
ンプの制御装置。
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DE4004110A DE4004110C2 (de) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe |
DE4004110.7 | 1990-02-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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