JPS58183829A - デイ−ゼル機関用燃料噴射時期制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼル機関の電気的な燃料噴射時期制御方
法に関するものである。

一般に、ディーゼル機関の噴射時期制御装置は機関の回
転数、負荷等の運転条件を電気的な運転条件検出器で検
出し、この検出結果に基づいて燃料噴射ポンプの噴射時
期調節機構を電気的にｖｉｓａする。この櫨の装置では
、機関の負荷条件を燃料噴射ポンプの燃料噴射量調節部
材であるコントロールラック位置の検出器等で検出して
いる。しかし、現在の例えばラック位置検出るは出力信
号等の面で個体差が大きく、また、機関が全負荷時のコ
ントロールランクの位置は、機関に燃料噴射ポンプを取
り付けた後の調整によって変わるため、噴射時期制御装
置とランク位置検出器との適合をはかるには、制御装置
内に可変抵抗器等を設けておき、機関、燃料噴射ポンプ
と噴射時期制御装置とを組み合わせた後に、前記可変抵
抗器等を変化させなければならなかった。

そこで、本発明では、噴射時期制御装置が、機（２） 関の運転条件を表わす入力信号より燃料噴射量調節部材
の位置等の機関の負荷量を推定できるとき、その推定値
と噴射量調部部材位置の入力値より噴射時期制御装置内
の噴射量調節部材位置入力補正係数を変化させることに
より、噴射量調節部材位置検出器と噴射時期制御装置と
の最適な適合を自動的に行なうことを目的としている。

この自動適合能力によって噴射量調節部材位置検出器の
温度変化や経年変化にも対応できる。

以下本発明の一実施例について説明する。第１図はその
全体の構成図であり、１１は中央処理装置、記憶装置、
入出力装置等を備えたマイクロコンピュータを内蔵し、
機関回転数検出器１２からの検出結果等を入力し、この
入力に対応して噴射時期調整機構１６を動かす噴射時期
制御装置である。機関回転数検出１１２は機関が一定角
度回転するたびに１パルスを発生するものである。１３
は機関の冷却水の温度を検出するサーミスタ等を用いた
冷却水温検出器であり、１４は燃料噴射ポンプのコント
ロールラックの位置を検出するイン（３） ダクタンスタイプのラック位置検出器である。１５は機
関運転者が操作する加速ペダルの位置を検出する加速Ｓ
操作量検出器である。噴射時期調整機構１６は噴射時期
制御装置１１からの電気信号に従がって噴射時期を変え
る構成であり、詳細は後述する。

第２図は可変インダクタンスタイプのランク位装置検出
８１４の構造を示すもので、中空のボビン２３に一次コ
イル２２と二次コイル２１が巻いである。中空部にはコ
ア２４が挿入されている。−次コイル２２に振幅一定で
周波数一定の励振信号を与えると、二次コイル２１を抵
抗で終端した場合、この抵抗の両端に電圧が発生する。

今、中空部に挿入されたコア２４が二次コイル２１と重
なっている部分の長さを　にすると、二次コイル両端に
発生する電圧Ｖｌ）ｐと　との関係は、第３図に示すも
のとなる。本実施例の実位置検出器はこの特性の直線部
分を利用している。

本例では噴射ポンプとして西独国ボッシュ社製の判型ポ
ンプを使用している。この判型ポンプに（４） おける噴射時期調節機構１６の例は第４図およびそのＩ
−１線断面図である第５図に示される。

第４．５図において駆動側（エンジン）と同期回転する
回転フランジ３０は止めポルト３５によって装置カバー
３４に一体化され、カバー３４と共に装置のケーシング
を形成する。カバー３４はボルト３１により被駆動側（
燃料噴射装置５９）、あるいは外部固定部に結合される
固定フランジ３２に形成した円筒状スリーブ３３の外周
面３３ａと接しながら回転運動する。被１動側回転体ハ
ブ３６は回転フランジ３０内に組み込まれ、かっナツト
３８により噴射装置のカム軸３７に結合される。

ハブ３６には大小２組の偏心カム５３ａ、５３ｂが設け
られる。一対のスライダ３９は各組の大偏心カム５３ａ
を支承する偏心軸ビン４０を有し、かつその傾斜面３９
ａはハブ３６のボス部３６ａとスリーブ３３の内面３３
ｂをガイド面として、軸方向に摺動するリング状のピス
トン４１の対応傾斜面４１ａと常に接触している。小偏
心カム５３ｂと回転フランジ３０とは偏心軸ビン５８に
より連（５） 結されている。スライダ３９とピストン４１には装置内
の潤漬油及び調整油の流れを助けるための貫通孔４２．
４３が各々少なくとも１個以上設けられる。すなわちこ
れら貫通孔４２．４３の存在により装置内の油の流れが
スムーズになり各部の摩耗が低減されるのみならず、ピ
ストン４１及びスライダ３９の摺動（後述）も滑らかに
なる。

さらに、ピストン４１には少なくとも１個以上の孔４４
が形成され、この孔４４内に対応断面形状のビン４７が
挿入されて圧力室４８を形成する。

ビン４７は固定フランジ３２と一体化され、かつ外部ギ
ヤポンプ４５に導かれる油路４６ｂを有する。油路４６
ｂは固定フランジ３２に形成される油路４６ａを介して
ギヤポンプ４５に連結される。

後述の如く、これら油路４６ａ、４６ｂを設けることに
よりピストン４１を作動させる油圧の供給が容具になる
。また、固定フランジ３２とピストン４１との間には油
だめ４９が形成され、この油だめ４９から固定フランジ
３２に形成した油路５０を介して余分な油を外部の油タ
ンク５４に導く。

（６） リターンスプリング５２はスライダ３９が円周方向に拡
がらないようにするために両スライダ３９間に取り付け
られる。ギヤポンプ４５の吐出側には例えば電磁式の圧
力制御弁５７が設けられ、油の吐出圧を制御する。圧力
制御弁５７の駆動ノＮｌｌルスのデユーティ−比が増加
すると噴射時期は進角し、デユーティ−比を減少すると
噴射時期は遅角する。本例では噴射時期調整機構１６の
制御の精度を上げるために、回転フランジ３０側とカム
軸３７側の２箇所に機関回転数検出器１２を設け、この
２つの検出器から来るパルス信号の時間差より噴射時期
調整量を検出し、噴射時期調整機構１６への制御信号を
補正している。

第６図は機関回転数とランク位置の関係を示す図で、６
１．６２は加速器操作量最低のときと最大のときの特性
を示す。６４の楕円内の直線は、この直線に対応する機
関回転数における全負荷時のランク位置となっている。

この図より、機関回転数−ラック位置特性が６３となる
加速器操作量以上の操作量で機関回転数が６４の楕円内
ならコ（７） ントロールランクは全負荷の位置に在る事が推定できる
。又、このときのランク位置は機関回転数が６４の範囲
内にあれば一定である。

第７図はランク位置およびラック位置検出器の出力と噴
射時期制御装置１１内での認識値との関係を示したもの
である。７１は無負荷時のランク位置で７４はそのとき
のランク位置検出器の出力である。本例では無負荷時の
ランク位置検出器出力は、噴射ポンプ製造時に噴射ポン
プにラック位置検出器を組み付け、調整用ネジを回した
り座金の厚さを変えたりして７４で示す値になるように
調整する。７２．７３は全負荷時におけるランク位置の
取付は誤差等により生しる下限と上限である。７ａ、７
ｂは個々のラック位置検出器の感度の下限と上限であり
、検出器間でバラツキがある。

噴射時期制御装置１１内での認識値とはランク位置検出
器の検出出力に係数を乗算する等の補正計算を施こして
求めた値であり、これが７８で示す値のときは無負荷、
７９は全負荷と＠御装置は認識する。７５は全負荷時の
ラック位置が最小とな（８） る取付状態で、ラック位置検出器の感度が最小のものを
用いたときの全負荷時のラック位置検出器の出力であり
、このラック位置検出器と全負荷時ラック位置特性のと
きは、ラック位置検出出力と認識値との関係が７０とな
るように補正係数を決定するのが良い。同様に、全負荷
時ラック位置が最小となる取付状態でランク位置検出器
の感度が最大のものを用いたときは全負荷時のランク位
置検出出力が７６となり、検出出力と認識値との関係は
７ｄとするのが良く、また全負荷時ランク位置が最大と
なる取付状態で感度が最大のものを用いたときの全負荷
時の検出出力は７７となり、検出出力と認識値との関係
は７ｅとするのが良い事が分る。

本例の噴射時期制御装置１１はマイクロコンピュータを
内蔵しており、このマイクロコンビエータのプログラム
によってランク位置検出器と噴射時期制御装置との自動
適合すなわち、検出出力の補正を行なっている。このプ
ログラムの流れを第８図に示す。８１はランク位置入力
値の補正係数（９） を標準値にしたりする初期化部である。８２はこの＠御
装置の本来の演算である機関回転数や機関負拷量を求め
、噴射時期調整機構１６へ指令を出したりする演算ステ
ップである。本例では加速器操作量検出器１５として、
予め定めた（第６図の６３で示される特性）操作量以上
のときには接続され、それ以下のときには切断されるス
イッチを使用している。８３ではこのスイッチの状態を
判定し、接続されていれば８４へ、切断されていれば８
６へ行く。８４は機関回転数を調べる部分で、機関回転
数が第６図の６４で示す範囲内にあれば８５へ、範囲外
なら８６へ行く。８５では変数Ｃを１だけ増し、８６で
はＣをＯにする。８７はこの変数Ｃの値を調べ、ある基
準値より大きければ８８、小さければ８２へ行く。この
８５．８６．８７のステ７プによって、機関回転数、加
速器操作量が条件を満たした状態を一定時間つづけない
とランク位置検出値補正係数の修正を行なわないように
している。これによって、ランク位置が確実に６４の領
域に来ているときのみ修正するよう（１０） にしている。８８では現在のランク位置検出値を全負荷
と認識できるように補正係数を修正する。

すなわち、例えば補正係数を（認識値のうち全負荷時の
値）／（ラック位置検出値）となる、なお、１回での修
正量は電気的線量等の影響による誤動作を減らす為に少
なくしである。

自動車のキースイッチを切ると噴射時期制御装置１１の
電源が切れてしまい、修正して作られた補正係数も消え
てしまう、これを防ぐため、噴射時期制御装置１１には
自動車のバッテリーより別系統で電源を取り、キースイ
ッチを切られても補正係数を記憶している部分の電源は
切れないようにしである。また、このようにしても、自
動車からバッテリーをはずすと補正係数が消えてしまう
為、噴射制御装置１１内に２次電池を設けておき、この
電池により補正係数が消えないようにする事もできる。

このほかに、電源が切れても記憶内容が消えない記憶装
置を使って補正値を記憶する方法も考えられる。

本例では燃料噴射ポンプガバナとして吸気圧補償が無い
ものを考えたが、ターボチャージャ付きディーゼルエン
ジンの燃料噴射ポンプガバナ等で吸気圧補償装置が付い
ているときは全負荷時のラック位置が吸気圧に従がって
変化する。そこで吸気圧検出器を付加して全負荷を正確
に判定し、ランク位置を推定できるようにすることがで
きる。

そのほかに、吸気圧検出器を使用しなくて、加速器操作
量が十分大きく、機関回転数がある領域に一定時間以上
あれば、吸気の加圧は十分行なわれ、吸気圧補償は上限
に達していると推定でき、全負荷の判定が正確にてきう
、り位置を推定できるようになる。

そのほかに、本例では加速器操作量検出器を使用したが
、これを使用しないで、ある回転領域でのラック位置出
力の最大値を記憶すると共に、常に最大値となるように
更新し、その最大値をとっている状態で設定値を越えて
いるとき全負荷と判定する方法も考えられる。この場合
、最大値の設定値よりの差に応じて前述の補正係数を修
正する（すなわち、最大値を補正した値が全負荷時の値
とみなせるように修正する）。

今まで述べてきた方法は、機関使用中にラック位置検出
出力の補正係数を修正するものであったが、自動車修理
向上などで修正する場合に使用できる次のような方法も
考え゛られる。たとえば機関回転数信号として機関が回
転し得・ないような一定高回転や一定低回転をあたえる
ことにより、現在修正中であることを噴射時期制御装置
に認知させ、このときラック位置を定められた範囲の上
限から下限まで動かし、このときのランク位置検出出力
の上限値と下限値をもとにランク位置検出出力の補正係
数をコンピュータ自体が定めるものが考えられる（例え
ば、上限値を補正した値が全負荷時の値となるように修
正する）。

なお、燃料噴射量調節部材として判型噴射ポンプのコン
トロールラックを示して来たが、ボッシュ社製分配型噴
射ポンプのスピルリングに対しても同様な制御を適用す
ることができる。

以上述べたように本発明は、運転状態より機関（１３） の負荷量を推定し、この推定値と燃料噴射量調節部材の
位置検出値とに応じて噴射量調節部材の位置検出値の補
正係数を修正しているので、噴射時期制御装置と噴射量
調節部材の位置検出値との最適な適合を自動的にはかる
ことができ、位置検出器の感度のバラツキ、経時変化、
噴射ポンプへの取付誤差等による影響を除去できるとい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
ラック位置検出器の断面図、第３図はランク位置検出器
の特性図、第４図、第５図は噴射時期調節機構の断面構
成図、第６図は機関回転数とラック位置の関係を示す図
、第７図はラック位置、ラック位置検出器の出力、′お
よび噴射時期制御装置内の認識値の関係を示す図、第８
図は本発明における演算処理プログラムの流れを示すフ
ローチャートである。 １１・・・噴射時期制御装置、１２・・・機関回転数構
、小器、１３・・・冷却水温検出器、１４・・・ラック
位置（１４） 検出器、１５・・・加速器操作量検出器、１６・・・噴
射時期調整機構。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 （１５） 第４図 第　５　図 ３９　　　　商５３ｂ ｂ 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ディーゼル機関用燃料噴射ポンプの燃料噴射量調
   節部材の位置を検出し、この位置検出値に所定の補正を
   行なって前記燃料噴射ポンプの溶料噴射時期の制御に用
   いるディーゼル機関用燃料噴射時期ｗ御方法において、
   機関の負荷量を機関の運転条件を表わす入力信号より推
   定し、この推定した負積量とそのときの前記燃料噴射量
   調節部材の位置検出値とに応じて前記位置検出値補正用
   の補正係数を前記位置検出値の補正値が前記推定した負
   荷量に対応した値となるように修正することを特徴とす
   るディーゼル機関用燃料噴射時期制御方法。 （２）前記機関の負荷量を推定する運転条件として機関
   の加速器操作量と回転数とを用いることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の燃料噴射時期制御方法。 （１）