JPS62101865A - 燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディーピル機関に燃料を供給する燃料噴射ポ
ンプの燃料噴射時期制御３Ｉｌ装首に関し、特に燃料噴
射時期を、デユーティ比の制御されたパルス駆動信号に
より開閉される油圧制御弁を介して制御する、燃料噴射
ポンプの燃料噴射時期制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来にり燃利噴割ポンプの燃料噴射時１月を調■ｉする
ため、第９図に示すように、高圧室７０の油圧によって
位置決めされるタイマピストン７２を介して燃料噴射ポ
ンプのローラリング７４の回転角度位置を制ｉＩｌ覆る
タイマ装置７６と、デユーティ比の変化するパルス駆動
信号により開閉され、タイマビス１〜ン位置を決定する
高圧室７０の油圧を制御する油圧制御弁７８と、を備え
た燃料噴射時期制御装置が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記従来の燃料噴射時期制御装置では、例えば
実開昭５６−１３６１４１号公報に記載のように上記タ
イマピストン位置を制御する油圧ｉ１ｊ制御弁７８を、
所定周期内でデユーティ比が制御されたパルス駆動信号
−で以って開閉するよう構成されていることから、燃料
噴射ポンプの燃料噴射期間中油圧調整弁に出力される駆
動信号は一定状態＜　ＯＮ　又Ｌ；ｔ　ＯＦ　Ｆ状態）
となラス、第１０図（ロ）又は（ハ）に示す如く、ＯＮ
状態あるいはＯＦＦ状態と変化し、第１０図（イ）で　
点鎖線又は破線で示すように燃料噴射期間内での燃料噴
射率が変化して、燃料噴射ポンプの燃料噴１ｊ　ｌｉｔ
が変動するといった問題があった。

即ち第１０図（ロ）に示す如く、パルス駆動信号がＯＮ
状態である場合、Ｆ配油圧調整弁７８が開状態となって
、油圧シリンダ高圧室７０内の油圧が低下し、タイマピ
ストン７２を介してローラリング７４が遅角側に移動さ
れ、逆に第１０図（ハ）に示ず如く、パルス駆動信号が
ＯＦＦ状態である場合、上記油圧調整弁７８が開状態と
なって油圧シリンダ高圧室７０内の油圧が上昇し、タイ
マピストン７２を介してローラリング７４が進角側に移
動されることから、第１０図（イ）にローラリング７４
に当接されるカムローラのリフト量の傾きで以って表わ
される燃料噴射率がパルス駆動信号の０Ｎ−ＯＦＦ状態
により変化し、燃料噴！）Ｊｆｆｌが変化することとな
るのである。

そこで本発明は、燃料噴射ポンプの燃料噴射ポンプ、パ
ルス駆動信号が常に一定状態となり、パルス駆動信号の
変化によって燃料噴射間が変化しないよう構成された燃
料噴射ポンプの燃料噴射ｍ制御装置を提供することを目
的としてなされたものであって、以下の如き構成をとっ
た。

し問題点を解決するための手段１ 門、上記問題点を解決するための手段としての本発明の
構成は、第１図に示ず如く、 燃料用銅ポンプＭ１のローラリング位置を、油圧によっ
て位置決めされるタイマピストンを介して制御し、燃料
噴射時期を調節する燃料噴射時期調節部材Ｍ２と、 デユーティ比の制御されたパルス駆動信号により開閉さ
れ、上記燃料噴射時期調節部材Ｍ２に加える油圧を制御
する油圧制御弁Ｍ３と、上記燃料噴射ポンプＭ１を介し
て燃料供給されるディーゼル機関Ｍ４の運転状態を検出
する運転状態検出手段Ｍ５と、 該運転状態検出手段Ｍ５の検出結果に基づぎ、上記燃料
噴射ポンプＭ１の目標燃料噴射時期を算出する目標燃料
噴射時期算出手段Ｍ６と、上記燃料噴射時期調節部材Ｍ
２で調節される燃料噴射時期が、上記目標燃料噴射時期
算出手段Ｍ６で算出された［１標燃料噴射時期と一致す
るよう、上記油圧制御弁Ｍ３に出力するパルス駆動信号
のデユーティ比を制御する駆動信号ｆｌ＋Ｑ　１１１手
段Ｍ７と、該制御されたパルス駆動信号を上記油圧制御
弁Ｍ３に出力可る駆動信号出力手段Ｍ８と、を備えた燃
料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置において、 上記燃料噴射ポンプＭ１の燃料噴割前所定の四転角麿を
検出する回転角度検出手段Ｍ９を設け、上記駆動信号出
力手段Ｍ８を、該検出され１ｃ燃料噴銅前所定の回転角
度毎にパルス駆動信号を出力するよう構成してなること
、 を特徴とづる燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置を
要旨としている。

ここで燃料噴射時期調節部材Ｍ２とは、燃料噴射ポンプ
Ｍ１のローラリング位置を調節する前）ホのタイマ装置
のことであって、油圧制御弁Ｍ３により制御される油圧
で以てタイマピストン位置が制御され、これによってロ
ーラリング位置を調節する。

また駆動信号出力手段Ｍ８は、駆動信号制御手段Ｍ７に
てデユーティ比が制御されたパルス駆動信号を油圧制御
弁Ｍ３に出力するものであるが、本発明では、回転角度
検出手段Ｍ９を設け、この駆動信号制御手段Ｍ７から、
燃料噴射ポンプＭ１の燃料噴射前所定の回転角度毎にパ
ルス駆動信号を出力するよう構成されている。これはパ
ルス駆動信号の周期を燃料噴射ポンプＭ１の燃料噴射周
期と同期させると共に、燃料噴射ポンプＭ１の燃料噴射
時にはパルス駆動信号がＯＮ又はＯＦＦ状態のいずれか
の状態となるようするためである。

［作用］ 以上の如く構成された本発明の燃料噴射時期制御装装置
においては、油圧制御弁Ｍ３を開閉するパルス駆動信号
が、駆動信号出力手段Ｍ８から燃料噴射ポンプＭ１の燃
料噴射前所定の回転角毎に出力されることとなる。従っ
て駆動信号あり御手段Ｍ７でデユーディ比の制御される
パルス駆動信号周期は、燃料噴射ポンプＭ１の燃料噴射
周期と−敗し、燃料噴射ポンプＭ　Ｉの燃料噴ｔＦＪＩ
ＩＩ］間中にはパルス駆動信号がＯＮ又は□　Ｉ　Ｆ状
態の一定状態となる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第２図は本実施例の燃料噴射時期制御装置を備えた燃料
噴射ポンプ及びディーゼルは関の概略構成図である。

図にａ３いて１は分配型の燃料噴射ポンプを表わし、デ
ィーゼル機関２のクランク軸にベルト等を介して連結さ
れたドライブプーリ３の回転により駆動され、ｒイーピ
ル機関の燃料噴射ノズル４に燃料を圧送する。ドライブ
プーリ３には突起５が突設され、燃料噴射ポンプ１のポ
ンプハウジング６に設けられたクランク角センサ７を用
いてディーゼル機関２の所定のクランク角度を検出でき
るようにされている。またドライブプーリ３に接続され
た燃料噴射ポンプ１のドライブシャフト８には、燃料フ
ィードポンプであるベーン式ポンプ９及び外周面に複数
の突起を有するパルサ１０が取り付けられ、その先端部
分で、図示しないカップリングを介してカムプレート１
１に接続されている。

カムプレート１１はプランジｐ１２と一体的に接合され
、ドライブシャフト８の回転に応じて回転される。また
カムプレート１１はタイマ装置１３によって位置決めさ
れるローラリング１４に接続されＣおり、ローラリング
１４に取り付けられたカムローラ１５によって図中左右
方向に往復動される。従ってカムプレート１１及びプラ
ンジャ１２はドライブシャツｈ　８の回転によって回転
及び往復動されることとなる。

次にプランジャ１２は図示しない燃料カットバルブ（Ｅ
ＣＵ）により開閉される吸気ボートを介してポンプハウ
ジング６内の燃料室１６と連通されたポンプシリンダ１
７内に嵌挿され、その往復動により燃料を加圧し、デリ
バリバルブ１８を介してディーゼルＢｉｔ！１２の各気
筒に燃料を圧送する。

即ちプランジレ１２の先端部には気筒数と対応Ｊる燃料
通路１２ａが形成され、図中左方向に移動する際、燃料
室１６内の燃料を加圧室１７ａ内に吸入し、図中右方向
に移動する際、加圧室１７【ｌ内の燃料を加圧して分配
ボート１７ｂから燃料を圧送するよう構成されているの
である。

一方ボンブシリンダ１７にはその加圧室１７ａと連通し
でスピルボート１７ｃが形成され、パイロット噴射弁２
０を介して燃料室１６と）１Ｆ通される。パイロット噴
０４弁２０はニードル弁２１の開閉により動作され、プ
ランジャ１２の図中右方向への移動時、叩ら燃料加圧圧
送時に加圧室１７８と燃料室１６とを連通し、加圧室１
７ａ内の燃料を溢流してディーゼル機関への燃料供給を
停止する。

次にタイマ装置１３は、タイマハウジング１３ａ、タイ
マハウジング１３ａ内に嵌挿され、ＣＩ　−クランク１
４と接続されたタイマピストン１３ｂ１及びタイマピス
トン１３ｂを図中右方向に押圧付勢するスプリング１３
ｃから構成され、燃料室１６内の高圧燃料が導入される
高圧室１３ｄの燃料圧によりタイマピストン１３ｂを位
置決めすることによって、ローラリング１４の位置を決
定し、燃料噴射時期を調節する。また高圧室１３ｄの燃
料圧は、高圧室１３ｄと低圧室１３ｅとの連通通路２２
に設けられ、デユーティ比の制御されたパルス駆動信号
により開閉制御される油圧制御弁２３によって調圧され
る。

上記タイマ装置１３及び電磁弁２３により位置決めされ
るローラリング１４には、上記バルサ１０と対向する位
置で、バルサ１０の外周面に形成された突起が横切る度
に検出信号を発生ずる回転角センサ２５が設けられ、燃
料噴射ポンプの回転数、即らディーゼル機関２の機関回
転−敗と、燃料噴射ポンプの燃料噴射周期とを夫々検出
できるＪ：う構成されている。叩らこのバルサ１０の外
周面には、第３図に示で如く、外周面を４等分する４箇
所を切歯とする５６個の突起３７が形成されていること
から、回転角センサ２５からは第４図（イ）に示す如き
検出信号が出力され、この検出信号を波形整形すること
によって第４図（ロ）に示すように、燃料噴射周期と同
期したり準信弓Ａ及び回転数を表わす回転角信号Ｂが１
！１られることとなるのである。またこの回転角センサ
２５はローラリング１４に固定され、その回動と共に移
動することから、基準信号Ａ及び回転角信号Ｂからカム
ローラ１５のリフト時、即ち燃料の噴射時期を検出でき
る。尚本実施例では基準信りＡ出力後４佃目の回転角信
号が出力された際、燃料噴射が開始されるよう回転角セ
ンサ２５が固定されている。

次にディーゼル機関２には、その冷却水温を検出する冷
却水温センサ２６、吸気温度を検出する吸気温セン勺２
７及び吸気圧を検出する吸気圧センサ２８が設けられ、
ディーゼル機関２の運転状態を検出できるようにされて
いる。また２９はアクセルペダル２９ａの踏み込み量を
検出するアクセルセンサであって、これによってもディ
ーゼル機、関２の運転状態を検出できるようにされてい
る。

これら冷却水温センサ２６、吸気温センサ２７、吸気圧
センサ２８、及びアクセルセンサ２９からの検出信号、
及び上記クランク角センサ７や回転角レンサ２５からの
検出信号は、各々電子制御回路３０に入力され、パイロ
ット噴射弁２０や油圧制御弁２３が駆動制御されること
となる。即ち電子制御回路３０では、上記各種センサに
より検出されたディーゼル機関２の運転状態に応じてパ
イロット噴（ト）弁２ｏ及び油圧制御弁２３を駆動制御
Ｊることにより、ディーゼル機関２への燃料噴射量や燃
料噴射時期、を制御するよう構成されているのである。

そしてこの電子制御回路３０は、第５図に示す如く、上
記各セン（すから出力されるアナログ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器３１、上記各センサから出力
されるパルス信号を波形整形づる波形整形回路３２、Ａ
／Ｄ変換器３１あるいは波形整形口！３２を介して入力
された上記各センサからの検出拾〇に基づき燃料噴射ポ
ンプ１の燃料噴射制御を実行するＣＰＵ３３、ＣＰＬＪ
３３にて制御処理を実行する際必要な制御プログラムや
各種データが予め記憶されたＲＯＭ３４、ＣＰＵ３３に
て制御処理を実行する際必要なデータが一時的に読み書
きされるＲＡＭ３５、及び上記パイロット噴射弁２０や
油圧制御弁２３に各々駆動信号を出力する駆動回路３６
．３７から構成されている。

以下、上記電子制御回路３０で実行される本発明にかか
わる主要な制御処理である、燃料噴射時期制御について
第６図ないし第８図に示す）［１−チャートに沿って詳
しく説明する。

第６図は電子制御回路３０内で繰り返し実行され、燃料
噴射時期がディーゼル機関の運転状態に応じ°Ｃ設定さ
れる目標燃料噴射時期となるよう、油圧制御弁２３に加
えるパルス駆動１３号のデユーティ比をフィードバック
制御するパルス駆動１３号制御処理を表わしている。

この処理が開始されるとまずステップ１０１を実行し、
回転角センサ２５からの検出信号基づき機関回転数ＮＯ
を算出して、次ステツプ１０２に移行する。ステップ１
０２においては上記冷１（Ｉ水温センサ２６、吸気温セ
ンサ２７、吸気圧廿ンサ２８、及びアクセルセンサ２９
より出力された、ディーゼル機関２の運転状態を表わす
各種検出信号を読み込み、ステップ１０３に移行する。

ステップ１０３では上記ステップ１０１にて算出された
機関回転数Ｎｅ及びステップ１０２にて読み込まれた機
関状態を表わす検出信号に基づき、目標燃料噴射時期を
Ｉ）出する。つまり機関回転数ＮＯとアクセルセンサ２
９で検出されたアクセルペダルの踏み込み量とをパラメ
ータとして基本となる目標燃料噴射時期を算出し、その
後この求められた値を冷却水温Ｔ　ＨＷ　、吸気温Ｔａ
、吸気圧Ｐａ等により補正することによって目標燃料噴
射時期を決定する、といった従来の手法により目標燃料
噴射時期を算出するのである。

次にステップ１０４においては上記クランク角センサ７
及び回転角センサ２５からの検出信号に基づき実燃料噴
射時期を粋出し、ステップ１０５に移行する。尚この処
理は上述したように回転角センサ２５からの検出信号に
基づき燃料噴射の開始時期が検知できるので、この回転
角センサ２５から出力される検出信号と、クランク角セ
ンサ７から出力される検出信号とを用いて、ディーゼル
機関２のクランク角麿に対する燃料噴射時期を算出する
のである。

次にステップ１０５においては上記ステップ１０３にて
求められた目標燃料噴射時期とステップ１０４にて求め
られた実燃料噴射時期との誤差Ｔｅｒｒを算出し、ステ
ップ１０６に移行する。そしてステップ１０６では上記
誤差Ｔｅｒｒが正であるか否かを判断し、Ｔｅｒｒ＞Ｑ
である場合、即ち実燃料噴射時期が目標噴射時＋１１１
に対し進角側にある場合には、ステップ１０７に移行し
て、燃料噴射時期を遅角するべく、パルス駆動（ｊｉ号
のＯＮ時間を所定時間だけ延良し、本ルーチンの処理を
一旦終了する。

一方ステップ１０６にてＴ　ｅｒｒ≦０である旨判断さ
れた場合にはステップ１０８に移行して、今度は誤差Ｔ
　ｅｒｒが負であるか否かを判断する。ぞしてＴｅｒｒ
＜Ｑである旨判断された場合、即）５実燃料噴射時期が
目標噴射時期に対し遅角側にある旨判断された場合には
、ステップ１０９に移行して、燃料噴射時期を進角側に
補正すべく、パルス駆動信号のＯＮ時間を所定り間だけ
短縮し、本ルーチンの処理を一旦終了する。

次に第７図は回転角センサ２５から回転角信号が出力さ
れる毎に実行される回転角信号割り込み処理であって、
燃料噴射周期と同期して燃料噴射ポンプの所定回転角度
毎にパルス駆動信号を出力する。

処理が開始されるとまずステップ２０１を実行し、フラ
グＦがセット状態であるか否かを判断する。このフラグ
Ｆは後述の処理にて回転角信号のり準信号入力時にセッ
トされ、その後所定数（本実施例では３個）の回転角信
号が入力されるとリセットされるフラグであって、フラ
グＦがリセット状態であれば、ステップ２０２に移行づ
る。ステップ２０２では前回この割り込み処理が実行さ
れた後、今回実行されるまでの時間、即ら回転角信号の
パルス間隔Ｔｐを睦出し、ステップ２０３に移行する。

ステップ２０３においては、上記求められたパルス間隔
Ｔｐと、前回の処理の際求められたパルス間隔Ｔｐ　　
（ｎ−１＞、に定数Ｋを乗埠した値と、を大小比較づる
ことにより、今回入力された回転角信号が基準信号であ
るか否かを判断する。これは基Ｗ信号入力時には、その
間のパルス間隔Ｔｐが通常より２．５倍程度の値となる
ので１例えば定数にの値を２．２８とし、パルス間隔Ｔ
ｐが前回のパルス間隔Ｔｐ　　（ｎｌ　）よりに倍数上
であれば、今回の回転角信号が基準信号であることを検
出できるのである。そしてこのステップ２０３にて回転
角信号が基準信号でないと判断されると、そのまま本ル
ーチンの処理を終了する。

一方、上記ステップ２０３にて回転角信号がＭ単信号で
ある旨判断されると、ステップ２０４を実行し、フラグ
「をヒツトし、ステップ２０５に移行する。ステップ２
０５では、１１述の処理でパルス駆動信号出力時期を検
知するのに用いるカウンタＣの値をクリアし、本ルーチ
ンの処理を終了する。

次にステップ２０１にてフラグＦがセット状態である旨
判断された場合には、ステップ２０６に移行して、カウ
ンタＣの値をインクリメントする。

そして次ステツプ２０７にてこのカウンタＣの１直が３
以上であるか否か、即ち基準信号検出後、３四目の回転
角信号が入力されたか否かを判断する。

このステップ２０７の処理は、油圧制御弁２３にパルス
駆動信号を出力覆るタイミングを検知するための処理で
あって、Ｃ〈３である場合にはパルス駆動信号の出力タ
イミングでないと判断し、そのまま本ルーチンの処理を
終了する。

一方ステップ２０７にてＣ≧３である旨判断された場合
、即ちパルス駆動信号の出力タイミングを検知した場合
には、ステップ２０８に移行してフラグ「をリセッ］〜
し、次ステツプ２０９に移行する。そしてステップ２０
９では、駆動回路３７から出力するパルス駆動信号をＯ
Ｎ状態となるよう制御信号を出力すると共にそのパルス
駆動信号をｏ［Ｆ状態に反転するまでの時間、即ち前記
ステップ１０７又はステップ１０９にて設定されたパル
ス駆動信号のＯＮ時間を設定し、本ルーチンの処理を終
了Ｊる。

以上の如く構成され、燃料噴射時１１！］が制御される
本実施例の燃料噴射時１！ＩＩ制御装置では、第８図に
示す如く、油圧制御弁２３のパルス駆動信号が、燃料噴
射周期と同期して燃料噴射前所定の回転角度毎に出力さ
れ、燃料噴射中には常にＯＮ状態に制御されることとな
る。従って燃料噴射中にはローラリング１４が常に遅角
側に移動して、燃料噴射を常時一定の燃料噴射率で実行
でき燃料噴射周期を良好に制ｔａｎ−Ｊることができる
ようになる。

ここで上記実施例では燃料噴射中にはパルス駆動信号が
常にＯＮ状態となるよう制り１１　Ｌ、だが、燃料噴射
前所定の回転角度でパルス駆動信号をＯＦＦ状態に制御
し、燃料噴射中のパルス駆動信号が常にＯＦＦ状態とな
るよう構成しても、燃料噴射率を常時一定に制御するこ
とはできる。

また上記実施例では燃料噴射量を制御するため、即ち燃
料噴射ポンプ１の加圧室１７ａ内の燃料溢流時期を制御
するため、パイロット噴射装置を用いた燃料噴射ポンプ
を例にとり説明したが、タイマ装置と油圧制御弁とを用
いて燃料溢流時期を調節するよう構成された燃料噴射ポ
ンプであれば、本発明を適用することができる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の燃料噴射ポンプの燃料噴（
ト）時期制御装置によれば、燃料噴射ポンプの燃料噴！
）１期間中に油圧制御弁に出力されるパルス駆動信号が
ＯＮ又はＯＦＦ状態の一定状態となって、ローラリング
が進角又は遅角側のいずれか一方向に移動することとな
る。従って燃料噴射率は常に安定した状態となり、燃料
噴射率を良好に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を表わすブロック図、第２図ない
し第９図は本発明の一実施例であって、第２図は本実施
例の燃料噴射ポンプ及びその周辺装置を表わす概略構成
図、第３図は回転角はンサ２５及びパルサ１０の外周面
の形状を表わす説明図、第４図は回転角セン４ノ２５よ
り出力される検出信号と、波形整形後の回転角信りを表
わず線図、第５図は′重子制御回路の３０の構成を表わ
すブロック図、第６図は電子制御回路３０内で実行され
るパルス駆動信号制御手段を表わすフローヂャー＋１ ト、第７図は同じく回転角１３号割り込み処理を表わす
フローチャート、第８図は本実施例の動作を説明するタ
イムチャー１−１第９図は従来より用いられているタイ
マ装置の構成を説明する説明図、第１０図はこの動作に
より燃料哨！）ｌ串が変化づることを説明するタイムチ
ャートである。 Ｍｌ、１・・・燃料噴射ポンプ Ｍ２・・・燃料噴射時期調節部材 Ｍ３．２３・・・油圧制御弁 Ｍ４，２・・・ディーゼル機関 Ｍ５・・・運転状態検出手段 Ｍ６・・・目標燃料噴射時期算出手段 Ｍ７・・・駆動信号制御手段 Ｍ８・・・駆動信号出力手段 Ｍ９・・・回転角度検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料噴射ポンプのローラリング位置を、油圧によつて位
   置決めされるタイマピストンを介して制御し、燃料噴射
   時期を調節する燃料噴射時期調節部材と、 デユーティ比の制御されたパルス駆動信号により開閉さ
   れ、上記燃料噴射時期調節部材に加える油圧を制御する
   油圧制御弁と、 上記燃料噴射ポンプを介して燃料供給されるディーゼル
   機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果に基づき、上記燃料噴射
   ポンプの目標燃料噴射時期を算出する目標燃料噴射時期
   算出手段と、 上記燃料噴射時期調節部材で調節される燃料噴射時期が
   、上記目標燃料噴射時期算出手段で算出された目標燃料
   噴射時期と一致するよう、上記油圧制御弁に出力するパ
   ルス駆動信号のデユーティ比を制御する駆動信号制御手
   段と、 該制御されたパルス駆動信号を上記油圧制御弁に出力す
   る駆動信号出力手段と、 を備えた燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置におい
   て、 上記燃料噴射ポンプの燃料噴射前所定の回転角度を検出
   する回転角度検出手段を設け、 上記駆動信号出力手段を、該検出された燃料噴射前所定
   の回転角度毎にパルス駆動信号を出力するよう構成して
   なること、 を特徴とする燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置。