JPS62267545A - 燃料噴射制御装置 - 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） 本発明は内燃機関用燃料噴射制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） ガソリン機関、ディーゼル機関の如き内燃機関に噴射供
給すべき燃料の制御を電子的に行なうようにした装置が
一般に知られており、近年、アイドル運転時の内燃機関
の回転速度変動を低減させるため、機関の各気筒の出力
が均一となるように各気筒への燃料噴射量を電子的に調
節するようにした装置が種々提案されている（例えば、
特開昭５９−２２１４３４号公報、特開昭６０−５６１
４５号公報等）。

これらの装置は、いずれも、内燃機関の平均速度に応じ
た周期と各気筒毎の動作周期とを比較し、その比較結果
に基づき、各気筒毎の動作周期が所定の範囲内に入るよ
うに各気筒への燃料噴射量を調節する構成となっている
。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、従来の燃料噴射制御装置では、各気筒の出
力が等しくなるように各気筒に対する燃料噴射量を制御
するものであるから、燃料噴射時期の最適値がずれるこ
とによって気筒の出力が変化してもこれを燃料噴射量の
調節で補正することとなり、制御のバランスが悪くなる
という問題点を有している。この不具合を解決するため
、各気筒毎の実噴射タイミングを検出し、各実噴射タイ
ミングが所定の値になるような制御系を設けることが考
えられるが、このような制御系を別途設けると、構成が
複雑となるのは勿論のこと、コストの上昇をも招くとい
う別の問題点を生じることになる。

本発明の目的は、したがって、各気筒毎の燃料噴射量及
び燃料噴射時期の制御を簡単な構成で実現することがで
きるようにした内燃機関用燃料噴射制御装置を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の構成は、内燃機関に
供給する燃料の噴射量制御及び噴射時期制御を各気筒毎
に行なうようにした燃料噴射制御装置において、内燃機
関の回転タイミングを示す少なくとも１つのパルス信号
を出力する信号発生手段と、上記パルス信号に応答し上
記内燃機関の作動タイミングを識別するための識別信号
を出力する識別手段と、上記パルス信号に応答し上記パ
ルス信号の発生する時間間隔を測定する測定手段と、上
記測定手段の出力と上記識別信号とに応答し上記内燃機
関の各気筒毎の最大角速度値に関連した最大値データと
上記内燃機関の各気筒毎の最小角速度値に関連した最小
値データとを得る演算手段と、上記最大値データと上記
識別信号とに応答し各気筒毎の最大角速度値に応じて各
気筒への燃料噴射量を制御する第１手段と、上記最小値
データと上記識別信号とに応答し各気筒毎の最小角速度
値に応じて各気筒への燃料噴射時期を制御する第２手段
とを備えた点に特徴を有する。

（作　用） 測定手段において、クランク軸が所定角度だけ回転する
時間が測定され、この測定結果が機関のその時々の角速
度値を示している。第２信号発生手段は、第１信号発生
手段からのパルス信号に応答して内燃機関の作動タイミ
ングの判別を行ない、これに基づいて識別信号が出力さ
れる。タイミング信号と測定手段からの出力とはデータ
出力手段に人力され、ここで気筒１（ｉ＝１．２．・・
・・・・ｎ）が燃焼行程にある間における最大角速度値
Ｍ、と最小角速度値Ｎ、とが計算され、このようにして
得られたｎ個の最大角速度値Ｍ、、Ｍ、、・・・・・・
Ｍ７を示す最大値データと、ｎ個の最小角速度値Ｎ、、
Ｎ２゜・・・・・・Ｎ７を示す最小値データとが出力さ
れる。

第１手段は、最大値データと識別信号とに応答し各気筒
毎の最大角速度値Ｍ、、Ｍ、、・・・・・・Ｍｎが揃う
ように各気筒への燃料噴射量を各気筒別に補正し、一方
、第２手段は、最小値データと識別信号とに応答し各気
筒毎の最小角速度値Ｎ、、Ｎ２．・・・・・・Ｎ７が揃
うように各気筒に対する燃料の噴射時期を各気筒別に補
正する。

この結果、噴射進角の検出を行なうことなしに噴射量と
噴射進角との制御が気筒別に行なわれ各気筒の出力が均
一となるように制御することができる。

（実施例） 以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による燃料噴射制御装置の一実施例
がブロック図にて示されている。本実施例においては、
燃料噴射制御装置１は、燃料噴射ポンプ２から４サイク
ル４気筒のディーゼル機関３に供給される燃料の制御を
行なうための装置として構成されており、この燃料噴射
ポンプ２からディーゼル機関３へ噴射供給される燃料の
噴射開始及び噴射終了のタイミングは、燃料噴射ポンプ
２に設けられている電磁弁４の開閉操作によって定めら
れる構成となっている。

燃料噴射ポンプ２の駆動軸２ａの回転タイミングを検出
するため、燃料噴射制御装置１は信号発生部５を備えて
いる。信号発生部５は、その周面に唯１つのコグ６、が
形成されている第１バルサ６と、その周面に１０’間隔
で３６個のコグ７、。

７□、・・・・・・７，６が形成されている第２バルサ
７とを有し、第１及び第２バルサ６．７は駆動軸２ａに
適宜の手段で固着されている。第１パルサ６の近傍には
第１ピツクアツプコイル８が対応して設けられており、
第１パルサ６が回転することにより、コグ６１が第１ピ
ツクアツプコイル８に対向したタイミングで第１出力信
号Ｓ１が出力され、第１出力信号Ｓ、は第１信号処理回
路９に入力されて処理される。図示の実施例では、ディ
ーゼル機関３の着目した気筒のピストンが上死点位置に
達したときにコグ６□が第１ビツクアンプコイル８に対
向するよう、第１バルサ６が駆動軸２ａに固着されてお
り、第１信号処理回路９からはそのタイミングを示す第
１パルス信号Ｐ、が出力される。

一方、第２バルサ７の近傍には第２ピツクアツプコイル
１０が対応して設けられており、第２バルサ７の各コグ
が第２ピツクアツプコイル１０に対向する毎に第２出力
信号Ｓ２が出力され、第２信号処理回路１１に入力され
て処理され、駆動軸２ａが１０６回転する毎にパルスが
出力され、この出力されたパルスから成るパルス列信号
が第２パルス信号Ｐ２として出力される。第１及び第２
パルス信号Ｐ、及びＰ２は第２図（ｂ）、　ＴＣ）にそ
れぞれ示されている。第２図（ａｌに示されるのは、駆
動軸２ａの瞬時回転速度Ｎであり、ディーゼル機関３が
回転している場合、各気筒内で燃料が燃焼する毎にその
クランク軸（図示せず）の回転が加速されるので、駆動
軸２ａの瞬時速度Ｎは第２図（ａｌに示される如く、周
期的に変動することになる。この周期的変動の様子は各
気筒の出力状態に依存しており、瞬時速度Ｎの変化に応
じて第２パルス信号Ｐ２の周期が変化する。

第２パルス信号Ｐ２に基づいてその時々の瞬時速度Ｎの
値を測定するため、第２パルス信号Ｐ２は測定部１２に
入力されている。測定部１２は第２パルス信号Ｐ、に応
答し駆動軸２ａが１０°回転する毎にその時駆動軸２ａ
が１０’回転するのに要した時間を測定し、その測定結
果に基づき、その時の瞬時速度を示す速度信号Ｅが出力
される。

符号１３で示されるのは、第１及び第２パルス信号Ｐ＋
、Ｐｚに応答し、ディーゼル機関３の作動タイミングの
識別を行なうための識別部であり、識別部１３は第１パ
ルス信号Ｐ＋に応答してリセットされ第２パルス信号Ｐ
２に応答して計数動作を行なうカウンタとして構成され
ている。したがって、識別部１３からは第１パルス信号
Ｐ１が発生してからの第２パルス信号Ｐ２のパルス発生
数を示す信号が識別信号りとして出力される。

識別信号り及び速度信号Ｅは演算部１４に入力され、こ
こで、ディーゼル機関３の各気筒毎の瞬時速度の最大値
を示すデータと、最小値を示すデータとが演算される。

図示の実施例では、第２図（ａｌに示されるように、駆
動軸２ａが３６０　’回転する間に瞬時速度Ｎは４つの
山を生じるが、これらの山の１つ１つがいずれかの気筒
の燃焼行程に対応しており、燃焼の開始によって瞬時速
度Ｎが大きくなり、燃焼の終了によって瞬時速度Ｎは小
さくなるという変化を繰り返す。１つの気筒が燃焼行程
にあるのは駆動軸２ａが所定の９０°の回転角度範囲内
にあるときであり、この間に速度信号Ｅが９個測定部１
２から出力される。ここで、一般に、ｉ番目の気筒（ｉ
　＝１．２，３．４）について得られた９つの瞬時速度
を示すデータのうち最も速い速度を示す最大速度値をＭ
、とし、最も遅い速度を示す最小速度値をＮ□を表わす
ことにする。

演算部１４では、識別信号りにより、その時入力された
速度信号Ｅがどの気筒に対応するのかの判別が順次行な
われ、４つの気筒のそれぞれに対する最大速度値Ｍ、〜
Ｍ４と最小速度値Ｎ１〜Ｎ。

が演算される。更に最大速度値の平均値πと最小速度値
の平均値Ｎ）が、下式 にて計算される。

平均値πと最大速度値Ｍ　Ｉ”’　Ｍ　４とを示す第１
演算データＤＭは第１補正量演算部１５に人力され、こ
こで、各最大値速ＫＭ、乃至Ｍ４と平均値■との差分が
計算され、その差分を零にするのに必要な燃料補正量が
各気筒毎に計算され、その計算結果に従う補正データΔ
Ｑ＝　　（ｉ　＝１．２，３．４　）が出力される。こ
こで、補正データΔＱ、は気筒ｉに対する燃料噴射■の
補正量を示すものであり、補正データΔＱ、は気筒１に
対する次回の燃料噴射量調節タイミングの際に出力され
、スイッチ１６を介して第１制御部１７に入力される。

第１制御部１７は、ディーゼル機関３の運転状態に応じ
た最適な燃料噴射量が得られるように電磁弁４を制御す
るための第１制御信号Ｃ，を電磁弁駆動回路１日に与え
るために設けられており、第１制御部１７には、速度信
号Ｅのほか、アクセルペダル１９の操作量を示すアクセ
ル信号Ａ及びディーゼル機関３の冷却水温の温度を示す
水温信号Ｔがアクセルセンサ２０及び水温センサ２１か
ら夫々入力されている。第１制御部１７では、速度信号
Ｅに従ってディーゼル機関３の平均速度が計算され、こ
の平均速度をアクセルデータＡ及び水温データＴに基づ
いて定められる所要の目標速度に維持するに必要な噴射
ＩＱ、が演算される。この噴射ｉＱはスイッチ１６を介
して入力される補正データΔＱ、によって補正され、各
気筒毎の燃料噴射量が定められる。このようにして定め
られた各気筒毎の燃料噴射量を示すデータが第１制御信
号Ｃ，として出力される。

演算部１４で演算された平均値“汗と最小速度値Ｎ、〜
Ｎ、とを示すデータは、第２演算データＤＮとして出力
され、第２補正量演算部２２に入力される。第２補正亙
演算部２２では、各最小速度Ｎ１乃至Ｎ４と平均値Ｘと
の差分が計算され、その差分を零にするのに必要な＃！
　１４噴射時期の補正■が各気筒毎に計算され、その計
算結果に従う補正データΔθｉ　　（ｉ　＝１．２，３
．４　）が出力される。ここで補正データΔθ、は気筒
ｉに対する燃料噴射時期の補正量を示すものである。補
正データは、例えば、平均値Ｋに対しある気筒ｉの値が
小さい場合には噴射時期が進むように調節され、逆に大
きい場合には噴射時期が遅れるように調節されるように
設定される。補正データΔθｉは気筒ｉに対する次回の
燃料噴射量調節タイミングの際に出力され、スイッチ２
３を介１．７で第２制御部２４に人力される。

第２制御部２４は、ディーゼル機関３の運転状態に応じ
た最適な燃料噴射時期が得られるように電磁弁４を制御
するための第２制御信号Ｃ２を電磁弁駆動回路１８に与
えるために設けられており、第２制御部２４には、速度
信号Ｅ及び水温信号Ｔのほか、所定の気筒に設けられた
燃料噴射弁（図示せず）の針弁リフトタイミングを検出
するための針弁リフトセンサ２５からのリフト信号ＬＳ
が入力されている。第２制御部２４では、速度信号Ｅに
従ってディーゼル機関３の平均速度が計算され、この平
均速度と水温信号Ｔとによって定められる目標噴射時期
とリフト信号ＬＳによって示される実噴射時期とに応答
し、最適噴射時期θの演算が行われる。この最適噴射時
期θはスイッチ２３を介して入力される補正データΔθ
ｉによって補正され、各気筒毎の燃料噴射時期が定めら
れる。

このようにして定められた各気筒毎の燃料噴射時期を示
すデータが第２制御信号Ｃ２として出力される。

電磁弁駆動回路１８は第１及び第２制御信号Ｃｌ１０２
に応答し、第１及び第２制御信号Ｃ，，Ｃ２によって定
められる燃料噴射量及び燃料噴射時期が得られるように
電磁弁４の開閉操作を行なうための駆動信号ＤＳを電磁
弁４に与える。

スイッチ１６．２３は、各筒制御が安定に行なえる所定
の条件が満たされていることがループ制御部２６におい
て検出された場合にのみ、スイッチ制御信号ＳＣが出力
されて閉じられる構成となっており、所定の条件が満た
されない場合にはスイッチ１６．２３を開き、各筒制御
を中止し、各筒制御により機関の運転がかえって不安定
になるのを防止するように構成されている。

即ち、上述の各筒制御による角速度側？ｆｆｌは、ａ関
の回転速度が、所望の目標値に対して所定の範囲内に入
っている安定した状態にて行なうのが望ましい。これは
、噴射系及び内燃機関のばらつきによる機関の瞬時速度
の変動が周期的に規則正しく現われる場合において、上
述の各筒制御がうまく作動するためである。従って、加
減速操作を行なっている場合、或いは、制御系に異常が
生じている場合には各筒制扉を行なうとかえって機関の
運転が不安定となる。

従って、本実施例では、■冷却水温が所定値以上となっ
ていること、■機関回転速度が所定値以下であること、
■アクセルペダル１９の操作ｆｆｉが所定値より小さく
なっていることの諸条件が全て満足された場合にのみ、
スイッチ１６．２３が閉しられ、各筒制御が実行される
構成となっている。

上述の構成によると、信号発生部５によって得られた第
１及び第２パルス信号Ｐ、、Ｐ、により、ディーゼル機
関３の作動タイミングの識別が識別部１３において行な
われ、その結果を示す識別信号りが出力される。一方、
測定部１２では、第２パルス信号Ｐ２に応答してディー
ゼル機関３の瞬時速度を示す速度信号Ｅが、駆動軸２ａ
が１００回転する毎に出力される。識別信号りと速度信
号Ｅとは演算部１４に入力され、ここで４つの気筒のそ
れぞれにおける最大速度値と最小速度値、各気筒の最大
速度値の平均値及び最小速度値の平均値が演算される。

第１補正量演算部１５では、各気筒毎に演算された最大
速度値とその平均値とから各気筒に対して補正すべき燃
料噴射量の計算を行なって各気筒毎の補正データを得、
所定の条件の下に閉じられるスイッチ１６を介して補正
データが第１制御部１７に与えられ、ここで各気筒に対
する燃料噴射量を示す第１制御信号Ｃ１が出力される。

一方、第２補正量演算部２２では、各気筒毎に演算され
た最小速度値とその平均値とから各気筒に対して補正す
べき燃料噴射時期の計算を行なって各気筒毎の補正デー
タを得、所定の条件の下に閉じられるスイッチ２３を介
して補正データが第２制御部２４に与えられ、各気筒に
刻する燃料噴射時期を示す第２制御信号Ｃ２が出力され
る。

電磁弁駆動回路１８は、第１及び第２制御信号Ｃ，，Ｃ
，に応答し、各気筒への燃料噴射時期及び燃料噴射量が
適切となるように、各気筒毎の制御が行なわれる。した
がって、ディーゼル機関３の瞬時速度の変動はその上限
及び下限が、それぞれ燃料噴射量及び燃料噴射時期の調
節によって揃えられ、極めて安定にディーゼル機関の運
転を行なうことができる。この効果は、特に、アイドル
運転領域付近の比較的低い回転領域において著しいもの
である。また、この各筒制御は、各筒制御に適した所要
の条件の下においてのみ実行されるように構成されてい
るから、各筒制御によって制御がかえって不安定になる
という心配もないのである。

上記実施例では、ディーゼル機関への燃料の噴射制御を
行なう装置の場合を例にとって説明したが、本発明はガ
ソリン機関に対する燃料噴射制御の場合にも同様にして
適用することができるものである。

（発明の効果） 本発明によれば、上述の如く、機関速度の瞬時値の変化
の極大値と極小値とを測定し、各極大値の値が揃うよう
に各気筒への燃料噴射量の制御を行ない、一方、各極小
値の値が揃うように各気筒への燃料噴射タイミングの制
御を行ない、これにより機関の円滑な運転を実現するも
のであるから、各気筒毎の実燃料噴射時期の検出を行な
うことなしに、燃料噴射時期を各気筒毎に制御すること
ができ、構成を複雑にすることなく燃料噴射■及び燃料
噴射時期の各筒制御を行なうことができるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図（ａｌ乃至第２図（Ｃ１は各部の
波形図である。 １・・・燃料噴射制御装置、２・・・燃料噴射ポンプ、
３・・・ディーゼル機関、５・・・信号発生部、１２・
・・測定部、１３・・・識別部、１４・・・演算部、１
５・・・第１補正量演算部、１７・・・第１制御部、１
８・・・電磁弁駆動回路、２２・・・第２補正量演算部
、２４・・・第２制御部、Ｐｌ・・・第１パルス信号、
Ｐ２・・・第２パルス信号、Ｄ・・・識別信号、Ｅ・・
・速度信号、ＤＭ・・・第１演算データ、ＤＮ・・・第
２演算データ、ΔＱ、。 Δθ１・・・補正データ、Ｃ１・・・第１制御信号、Ｃ
２・・・第２制御信号、ＤＳ・・・駆動信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関に供給する燃料の噴射量制御及び噴射時期
   制御を各気筒毎に行なうようにした燃料噴射制御装置に
   おいて、内燃機関の回転タイミングを示す少なくとも１
   つのパルス信号を出力する信号発生手段と、前記パルス
   信号に応答し前記内燃機関の作動タイミングを識別する
   ための識別信号を出力する識別手段と、前記パルス信号
   に応答し前記パルス信号の発生する時間間隔を測定する
   測定手段と、前記測定手段の出力と前記識別信号とに応
   答し前記内燃機関の各気筒毎の最大角速度値に関連した
   最大値データと前記内燃機関の各気筒毎の最小角速度値
   に関連した最小値データとを得る演算手段と、前記最大
   値データと前記識別信号とに応答し各気筒毎の最大角速
   度値に応じて各気筒への燃料噴射量を制御する第１手段
   と、前記最小値データと前記識別信号とに応答し各気筒
   毎の最小角速度値に応じて各気筒への燃料噴射時期を制
   御する第２手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射制
   御装置。