JPS5963329A - 燃料噴射装置の溢流時期制御方式 - 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】 本発明は燃料噴射装置の溢流時期制御方式、特に燃料噴
射ポンプの溢流時期調整部材例えばスピルリングの位置
を電気的手段を用いて目標位置に常時一致さぜ′内燃機
関の運転条件（状態）に最適な燃料噴射量を決定する燃
料噴射装置の溢流時期制御方式において、上記溢流時期
調整部材の副−バシュート及びアンダシュ−１〜を防止
すると共に目標位置への追従性を良好にし、溢流時期を
高精度に制御できφようにした燃料噴射装置の溢流時期
制御方式に関するものである。

ディーゼル機関の燃料噴射装置として、第１図に図示づ
る如く、機関の各種運転状態、例えば吸入空気最、機関
回転数（速度）、吸気温、冷却水温等、を機関レンザ群
１により検出し該検出悟り、即ち機関信号をフィクロコ
ンピュータを含む制御装置２に入ツノすると共に、燃料
噴射ポンプの溢流時期調整部０３、例えば分配型温わｌ
噴射ポンプにおいて回転運動及び往復運動を同時に行う
ポンププランジャに外嵌されたスピルリング、の実位置
を磁気−電気変換手段からなる位置セン’＋　４により
検出し該検出信舅即ら実位置信号を上記制御装置２に入
力し、該制御装置２において、上記機関信号に基づいて
機関運転状態にＲ滴な燃料噴射量に対応覆る上記溢流時
期調整部材３の目標位置く用銅終了タイミング）を演粋
し、該目標位置と−Ｖ記実位置信号による実位置との偏
差値に対応した溢流制御信号を上記溢流時期調整部材３
を作動づるアクチュエータ５、例えばスピルリニアソレ
ノイド、に出力するようにし、これにＪ二り、溢流時期
調整部材３を常時機関運転状態に合致した位置に帷持し
最適燃￥３１噴射量が噴射手段（噴射ノズル）から噴射
されるＪ：う構成されたものがある。

従来この種の燃籾噴１１１装置において、通常、上記偏
差値に基づいて溢流制御信号を生成するに当つ゛Ｃ，溢
流制御信号が次式で示ｔ　Ｊ、うなＰｉＤ（Ｐ　ｒｏｐ
ｏｒｔｉｏｎ　　ｒ　ｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　　［）　
１ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　）制御式：即ち △Ｌｌ　　（ｋ　）＝Ｋ　（（ｅ　　（ｋ　）　−ｅ　
　（ｋ　ｌ　）　）十ｃ（ｋ−２））、・・・（１） 但し、Ｋ：比例ゲイン Ｔ：サンプリング周期 Ｔｉ　；時間積分項 Ｔｐ：時間微分項 ｃ（ｋ）；実位置 ｅ（ｋ）；偏差値 ｅ　　（ｋ　）＝ｒ　　（ｋ　）−ｃ　　（ｋ　）ｒ（
ｋ）；目標位置 で与えられるデユーティ増加量Δｕ（ｋ）に基づいて定
まるパルスである場合、上記の式中の比例ゲインには第
２図における破線で示す如く一定であった。

しかしこのにうに比例ゲインＫを一定にして渦流制御信
号のデユーティ比を定めると、偏差（１１１がｆ’　Ｏ
Ｉ　（−１近叩ら比較的小さな値どなる場合にアクブー
二１Ｌ−り５がＡ−バシュート名しくはアンタ゛シュー
１〜し易く、一方偏差値が比較的大きなｌｆｔとなる場
合には追従性が悪いと言う問題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたしのであり、例えば第
２図にＪ３いＣ実線で示す如く、偏差値Ｃ（）（）が小
さいどさ゛は比例ゲイン１くを小さくしてやりＡ−バシ
ュート、アンダシュートを防止し、−力偏差１１ｉ′Ｉ
ｅ（ｋ）が大さいときは比例ゲインＫが人さくなるよう
にして追従性を良好にし、偏差値の全範囲にわたって良
好な目標（ｆ！直利御を１１いｄ≦流時期を高精度に制
御づることを目的どする。

そのため本発明は内燃機関の運転条件を検出する機関セ
ンウ）群ど、燃料噴射ポンプの溢流時期調整部材の実位
置を検出づる位置センソーと、制御装置であって、上記
機関セン４ノ群からの機関信号及び上記４（ｙ置しンリ
−からの実位置１ｎ号をそれぞれ入力し、（イ）最適燃
料用＠…に対応Ｊる上記溢流時期調整部材の目標位置を
演ｎ覆る処理及び（ロ）該目標位置と上記実位置信号に
よる実位置との偏差値を粋出し、該算出された偏差１直
から渦流制偽１１８号の比例ゲインを決定し、更に該決
定後の比例ゲインをもつ溢流制御信号を上記溢流時期調
整部材を作１ＦＩＪ”ｌるアクチュ］ニータに出ノｊづ
る処理を行うものどを備えた内燃機関の燃料噴ｌＪＪ装
置において、 上記比例ゲイン決定処理において、上記偏差（＋ｎが小
さい値となる部分については、上記比例ゲインを小さな
（１ｒ１にし、上記偏差値が人さい値となる部分につい
ては、Ｋが大ぎな値となるような処理を行わしめた ことを特徴と゛づる。以下第３図ないし第５図を参照し
つつ本発明を説明する。

第３図は本発明による溢流時期制御方式が適用される燃
料噴射装置の実施例の仝（Ａ構成を示す。

第５３図において、６は分配型態ｆ３＋噴射ポンプであ
り、図示しない燃料タンクからツユエルストレーナ等を
経てきた燃お１油を図示しない機関気筒に１対１に対応
した噴０１手段（１＠　ＩＪノズル）に分配圧送Ｊるも
の、７は電子式制御装置（以下単に制ｌ２’ｌ＋装置と
いう。）であり、機関の運転条ｆｔ　（状態）を検出す
る機関センυ゛群からの機関信号、及び燃わ１唱射ポン
プ６の運転状態を検出する各種センサからの検出信号を
入ツノし、燃料噴射ポンプ６の各種調整部材を制御ｌ＋
　９るものである。ここで上記機関セン→ノ一群には、
機関の回転に同期して回転づる燃料噴射ポンプ６のドラ
イブシャフト８の回転数（速度）を検出する回転セン４
ノ９、図示しない機関吸気系に配設され吸入空気量を検
出Ｊ゛るポテンショメータ式のエア７０メータ、吸気調
度を検出するサーミスタ式の吸気温センサ、機関冷却水
温を検出する１ノ゛−ミスク式の冷却水晶センサ等があ
る。又、燃料噴射ポンプ６の運転状態検出用センサーに
は、タイマ機構１０の実位置を磁気−電気変換により検
出づるタイマ位置センサ１１、及び燃料噴射ポンプ６の
溢流時期を調整する溢流時期調整部材１２（例えばスピ
ルリング）の実位置を磁気−電気変換により検出づる溢
流時期調整部材位置センサ１３がある。更に燃料噴射ポ
ンプ６の各種調整部材には、タイマ機構の位置を油圧に
より調整するためのタイマコントロールバルブ１４、ポ
ンププランジャ１５が収納されたシリンダ１６内への燃
料供給をカッ１−するツユニルカッ１〜ソレノイド１７
、及び溢流時期調整部材１２の位置を調整部るためのア
クチュエータ１８（例えばスピルニアソレノイド）があ
る。

燃１′３１噴射ポンプ６は、ドライブシ鵞・フト８によ
り同時に回転駆動されるフィードポンプ１９、カムディ
スク２０及びポンププランジＸ・１５を備える。フィー
ドポンプ１９は燃料タンク側からの燃料をポンプ室２１
内に吸い上げる。カムディスク２０はフェイスカム２２
を有し、ドライブシャフト８の回転に伴うローラ２３と
フェイスカム２２との当接作用によりポンプブランシト
１５を往復運動させる。従ってポンププランジャ１５は
回転往復運動を行う。ポンププランシト１５はシリンダ
１６内に摺動自在に収容されると共に、ポンプ室２１内
の燃料をインデークボ−１・２４を経てバイブレッジＶ
チャンバ２５内に導入−するインテークスリット２６と
、ポンププランジＡ７１５内部軸方向にバイブレッジＡ
・チＡ・ンバ２５と分配ボー１−２７とを連通するよう
設りられた内部パッセージ２８と、アウトレットバツレ
ージ２９に合致づるとバイブレッジ【７チＩ７ンバ２５
内の圧油を内部バラレージ２８を介してアラ１−レツ［
〜パラレージ２９に分配づる分配ポート２７と、内部パ
ッセージ２８に連通りるスピルポート３０とを右Ｊる。

ポンププランジｔ！１５にはスピルリング１２が外嵌さ
れており、燃わ１分配圧送行程においてスピルボート３
０がスピルリング１２により閉塞状態に維持され、その
後当該閉塞状態が解除されるようになると、スピルボー
ト３０と比較的低圧のポンプ室２１とが連通して燃料分
配圧送行程が終了する。

この燃料分配■−送行程の終了時が溢流時期、即ら噴射
終了タンミングに対応しており、該溢流時期はスピルリ
ング１２の調整位置によって決定される。

スピルリング１２はスビルリニ゛）２ソレノイド１８を
含むガバナ機構によりその位置が調整される。

またタイマ機構１０はタイマコントロールバルブ１４に
ｊ；り位置が調整され、燃わ１哨躬聞始タイミングが調
整される。

またフコニルカッ］−ソレノイド１７はイグニッション
スイップのＡン、Ａフ等によりインデークスリツ１〜２
６に通じる燃料通路３１を開放、遮断づるゎ 制御装置７は一］二記の如ぎ１人間ビン１ノ群からの機
関信号（回転センサ０による機関回転数伝号を含む。）
、スピル位置センサ１３からのスピル位置信号、即ち実
位置信号、及びタイマ位置センサ１４からのタイマ４（
／装置１８号を入力し、機関運転状態にＲ適な燃料噴射
量を演算する処理、該演咋された燃わ１噴射量に対応づ
−るスピルリング１２の目標位置と実位置との偏差値に
対応する溢流制御信号、及びタイマ機構１０の目標位置
と実位置との偏差値に対応づる噴射開始制御信号をイれ
ぞれスピルリニアソレノイド１８及びタイマー１ント［
］−ルバルブ１４に出力する処理などを行う。

制御装＠７は第４図に図示する如く、スピル位置センサ
１３、タイマ位置センサ１１及びぞの他のアシーＵ−１
グレンリー君Ｙ’、　３２　（例えば王アノ［コメータ
、吸気温セン９等）からの信号が入力され、これらの信
号を選択的にΔ／Ｄ変換し変換後のデジタル信号を二ｌ
　（ンバス３３に送出するアノログ入）ｊボート３４ど
、デジタル信号１すｌ！Ｙ　３５　（例えばスタータス
イッヂ、エアコンスイッチ等）からのデジタル信号が入
力されるデジタル人カポ−１へ３６と、回転センυ９か
らの回転パルス信号をカウントしてゆき７Ｊウント値が
所定値になるたびに割り込み指令信号を割り込み制御部
３７に出ツノｉる回転数カウンタ３８と、該回転数カウ
ンタ３８から割り込み指令信号を受けるとコモンバス３
３を介してＭ　Ｐ　Ｕ　３９に割り込み伏目を送出づる
割り込み制御部３７と、後述する如き演算処理を行うＭ
　Ｐ　Ｕ３９と、クロック信号を送出するタイマ４ｏと
、読み出し書き込み可能なＲＡＭ　（Ｒａｎｄｏｍ　　
ＡＣＣｅｓｓ　　Ｍｃｍｏｒｙ　）　４１と、機関利口
１１プログラムが予め格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ　　
０ｎｌｙ　　１ｙｌｅＩＩＩｏｒｙ）４２ど、ＭＰＵ３
９にて演算処理された結果である溢流制御信号、噴射開
始制御信号及びツユエル）ノット信号をそれぞれスピル
リニアソレノイド１８、タイマコント［Ｊ−ルバルブ１
４及びフコニルカッ１−ソレノイド１７に出力づるど其
にそれらのほかの制御信号をその他のアクデー１−エー
タ４３に出力する出カポ−［〜４４とを備え（いる。ま
た制御装置７にはイグニッションスイッチ４５がオンさ
れると、車載バラアリ４６の電源型■−を安定化し、Ｍ
　ｒ−’　Ｕ　３９、ＲＡＭ４１等に供給覆る電源回路
４７を備えている。

次に制御装置７の主な演算処理を第５図のフローチャー
トを参照しつつ説明Ｊる。

第５図において、ステップ１０１ないしステップ１０４
は機関センザ群からの機関信号に基づいてＲ適燃料噴射
峨を演算する最適燃料噴射昂演箇ステップ群であり、一
方ステップ２０１ないしステップ２０７は予め定めた所
定時間、即ちりンブリング周期Ｔが経過づるたび、即ち
ステップ２００の判定結果がｒＹＥｓＪになるたびに実
行される溢流制御信号出力ステップｆｌｙである。

最適燃料哨１３１　Ｍ演算ステップ群１０１ないし１０
４において、ステップ１０１は図示しない割り込み処理
ルーチンにて取り込まれた回転センυ゛９からの１炭量
回転数信号に基づいてエンジン（機関）回転速度（数）
を演算し、機関回転数データをｌＲＡＭ４１にス１〜ア
づるステップである。ステップ１０２はタイマ位置セン
ザ１１、アナログセンザ群３２及びデジタルセンザ群３
５からの信号をアナ１」グ入カボート３４及びデジタル
入力ボート３６、及びコモンバス３３を介してＭＰＵ３
９内に取り込み、各信号をＲＡＭ４１内の各所定番地に
ストアづるステップである。ステップ１０３はＲＡＭ４
１から機関回転数データ及び吸入空気量データを読み出
しこれらデータをコモンバス３３のデータバスを介して
Ｉｖｌ　Ｐ　Ｕ　３９に取り込むと共に、Ｍ　ｌ）　Ｕ
　３９において弐〇／Ｎ　（但し、Ｑ；吸入空気量、Ｎ
；機関回転数）を演陣し、該演算により得られた基本噴
射量データを］センバス３３のデータバスを介してＲＡ
Ｍ４１の“所定番地にストアリ−るステップである。ス
テップ１０４はＲＡＭ４１から、上記ステップ１０２に
てＲＡＭ４１にストアされたデータのうち機関回転数デ
ータと吸入空気量データとを除いた他のデータ、及び上
記ステップ１０３にてＲＡＭ４１にス１〜アされた基本
噴射量データをコモンバス３３のデータバスを介してＭ
　ＰＵ　３９内に取り込みＭ　Ｉ）　Ｕ　３９にＪ３い
てこれらデータに基づいて最適燃料噴射量を演算し、該
演算により１ｑられた最適燃料噴射量データをコモンバ
ス３３のデータバスを介してＲＡＭ４１の所定番地にス
トアするステップである。

溢流制御信号出力ステップ群２０１ないし２０７におい
て、ステップ２０１はスピル位置はンザ１３からのスピ
ル位置信号をアナ１コグ入力ポート３４、コモンバス３
３のデータバスを介しＩ’　Ｍ　ＰＵ３９に取り込み、
スピル位置データ、叩ら実位置データをコモンバス３３
のデータバスを介してＲＡＭ４１の所定番地にストアづ
るステップである。ステップ２０２は上述した最適噴射
ｍ演禅ステップ群１０１ないし１０４における最適噴射
Ｍ演算ス、テップ１０４にてＲＡＭ４１にス１〜アされ
た最適噴射量データに対応するスピルリング１２の目標
位置データｒ（ｋ）と、上記ステップ２０１にてＲＡＭ
４１にストアされたスピルリング１２の実イ装置データ
ｃ　（ｋ）とを共にＲＡＭ４１からコモンバス３３のデ
ータバスを介してＭＰＵ３９に取り込み、該Ｍ　ｌ）ｔ
’Ｊ　３９にＪ５いて両位置データｒ（ｋ）、ｃ（ｋ）
の差、即ち偏差値データｅ（ｋ　）　、（＝ｒ　　（ｋ
　）　−Ｃ（ｋ　）　）を紳出し、該偏差値データｅ（
、ｋ）をＲＡＭ４１の所定番地にスｌ〜アするステップ
である。ステップ２０３は−り述した式（１）にＪ３り
る積分項に−Ｔ−ｅ（ｋ）／Ｔ；即ちｆ工　を、当該式
の構成用となる各データをＲＡＭ４１からコモンバス３
３のデータバスを介してＭ　Ｐ　Ｕ　３９に取り込み、
Ｍ’、ｒ’　Ｕ　３９においてこれらのデータに基づい
て演算し、該棹出され１ｃ積分項ｆｘ　　データをコモ
ンバス３３のデータバスを介（）てＲＡＭ４１０所定番
地にストアづる。

ここで−ヒ記構成項である比例ゲインには偏差ｆ１ｅ（
ｋ　）に対応づけて比例ゲインにデータが予めストアさ
れているメモリを偏差値ｅ（ｋ）をアドレスデータとし
てアクセスして得られるものである。

ステップ２０４は上記式（１）にお（プる比例項Ｋ（ｃ
　　（ｋ　）　−ｅ　　（ｋ−１）　）即ちｆｐを、当
該式の構成用どなる各データをＲＡＭ４１がらコモンバ
ス３３を介してＭＰＵ３９に取り込み、これらデータに
基づいて演算し、該演算された比例項［ｐデータをコモ
ンバス３３のデータバスを介してＲＡＭ４１の所定番地
にストアＪるステップである。ステップ２０５は上記式
（１）における微分項１〈・Ｔ　−ｅ　　（ｋ　）　／
Ｔｉ即ちｆｏ　　を、当該式の構成用となる各データを
ＲＡＭ４１からコモンバス３３を介してＭＰＵ３９に取
り込みこれらのデータに基づいて演算し、該演算された
微分項Ｔｏ　　データをコモンバス３３のデータバスを
介してＲＡＭ４１の所定番地にストアづるステップであ
る。ステップ２０６は上記ステップ２０３．２０４．２
゜５にてＲＡＭ４１にス］〜アされた積分項［１デーク
、比例項ｆＰ　　データ及び微分項ｆｏ　　データをＭ
　１）ＬＪ３９に取り込み、Ｍ　Ｐ　（Ｊ　３９におい
て上記式（１）のデユーティ増加ｍΔＵを演算し、該デ
ユーティ増加量Δｕ　（！’ＲＡＭ４１にストアづ、る
ステップである。ステップ２０７は前回デ１−ティ比に
ΔＵ（ｋ）によるデユーティ増加量を加えて今回のデコ
ーテイ比を篩用するスフツブであり、ステップ３００で
出ノｊボー１−４４に出ノＪする。

本発明の場合、上記偏差値ｅ（ｋ）に対応づりて予めメ
ｔりにストアされた比例ゲインには、例えば第２図にお
（）る実線で示づ如く、偏差値ｅ（ｋ　）が小さい部分
については比Ｋが小さくなるように、偏差値ｅ（ｋ）が
大きい部分については比Ｋが人さくなるようにする。

上記の構成から明らかな如く、制御装置７はり摺〜 ツブリング周期Ｔが経過づるたびに、制御量の演算を行
い、出力ボート４４に出力する。出ノｊポート４４は該
デコーディ比で与えられる溢流制御信号をスピルリニア
ソレノイド１８に出ツノづる。従ってスピルリング１２
はその位置が目標位置に一致りるよう移動調整される。

即ち、スピルリング１２はＲ適な溢流時期となる位置に
調整される。

尚、上記実施例においては、（１）式の制御を行う場合
について説明したが、他の制御式、例え十食（ｅ　　＜
ｋ＞　−ｅ　（ｂ−１＞））丁 ・・・　（２） 上記（２）式における比例ゲインＫについＣも同様であ
る。、第６図に式（２）の場合の噴銀耐制御のノ［Ｊ−
チャートを示す。く第５図のステップ２０７の処理は不
要どなっている。） 以１−説明した如く、本発明は、内燃機関の運転条イ！
１を検出づる機関ピン９群ど、燃料噴射ポンプの溢流時
期調整部材の実位置を検出する位置センサと、制御装置
であって、上記機関センザ群からの機関信号及び上記位
置センサ゛からの実位置信号をそれぞれ入力し、（イ）
最適燃斜噴躬恒に対応゛りる上記溢流時期調整部材の目
標位置を演算する処理及び（ロ）該目標位置と上記大位
侃信号にＪ、る実位置との偏差値をｎ出し、該惇出され
た偏差値から溢流制御信号の比例ゲインを決定し、更に
該決定後の比例ゲインをもつ渦流制御信号を上記溢流時
期調整部材を作動するアクチーＬエータに出力する処理
を行うものどを備えた機関の燃料噴射装置におい−（、 上記比例ゲイン決定処理において、上記偏差値が小さい
値となる部分については、上記比例ゲインを小さくし、
上記偏差値が大きい揃どなる部分にはついては、比例ゲ
イン１〈が大きな値となるにうな処理を行わしめた。

このｌ、：め本発明によれば、偏差値が小さな部分にｄ
５いて生じ易かった溢流ｎ；’ｉ　ｌＶＪ調整部材のＡ
−バシュート、アンダシコーートを防止づると其に偏差
値が大きな部分にお（プる追従性を高め、最適な溢流時
期を得ることをが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明づるための渦流時期制御方式の構
成例、第２図は本発明を説明するだめの比例ゲイン−偏
差値特性図、第３図は本発明が適用される燃料噴射装置
の一実施例の全体構成、第４図はその制御装置の構成を
主に表わした図、第５図及び第６図は制御装置の主要な
処理を説明りるためのフローヂャートをそれぞれ示寸。 ６・・・燃１３＋　ｆｆＣｌ躬ポンプ ７・・・制御装置 ９・・・回転センサ １０・・・タイマ機構 １１・・・タイマ位置レンサ １２・・・スピルリング（溢流時期調整部材）１３・・
・スピル位置レンナ（位置センサ）１４・・・タイマコ
ントロールバルブ １８・・・スピルリニアソレノイド （アクヂュ］ニータ） 代理人　弁理士　定立　勉（他１名） 第１図 第２図 Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の運転条１′１を検出°りる機関セン勺０と、
   燃料噴射ポンプの溢流時期調整部材の実位置を検出する
   位置センサと、制御装置であって、上記機関センリ一群
   からの機関信号及び上記位置センサからの実位置信号を
   それぞれ入力し、（イ）最適燃料＠ＤＡｌに対応する上
   記渦流時期調整部材の目標位置を演ｎＪる処理及び（ロ
   ）該目標位置と」−記実位置信号による実位置との偏差
   値を算出し、該終用された偏差値から溢流制御信号の比
   例ゲインを決定し、更に該決定後の比例ゲインをもつ溢
   流制御信号を上記溢流時期調整部材を作動するアクチコ
   ーエータに出ツノする処理を行うものとを備えた内燃機
   関の燃お１噴躬装置において、 上記比例ゲイン決定処理において、上記偏差値が小さい
   値となる部分については、上記比例ゲインが小さな値を
   となるよう上記比例ゲインを決定し、」−記偏差値が大
   きい値となる部分については、大きな値となるよう上記
   比例ゲインを決定ザる処理を行わしめた ことを特徴どする燃料＠射装置の溢流時ｗＪｉｌｉｌＪ
   御方式。