JP2000345903A - 電子燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】タイミングコントロールバルブを介してディー
ゼルエンジンの燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を制御す
る電子燃料噴射装置において、燃料噴射時期制御部品の
障害態に関わらず安全な燃料噴射を実行できるようにす
る。 【解決手段】実燃料噴射時期と目標燃料噴射時期との差
分に応じて演算される今回フィードバック補正分と前回
最終フィードバック補正分を加算した今回最終フィード
バック補正分が下限値或いは上限値に達した時には、そ
れぞれ進角側又は遅角側においてそれぞれ燃料噴射時期
制御部品が故障状態にあると判定してタイミングコント
ロールバルブの制御を中止する。
ゼルエンジンの燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を制御す
る電子燃料噴射装置において、燃料噴射時期制御部品の
障害態に関わらず安全な燃料噴射を実行できるようにす
る。 【解決手段】実燃料噴射時期と目標燃料噴射時期との差
分に応じて演算される今回フィードバック補正分と前回
最終フィードバック補正分を加算した今回最終フィード
バック補正分が下限値或いは上限値に達した時には、そ
れぞれ進角側又は遅角側においてそれぞれ燃料噴射時期
制御部品が故障状態にあると判定してタイミングコント
ロールバルブの制御を中止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子燃料噴射装置に
関し、特にタイミングコントロールバルブを介してディ
ーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を制御
する電子燃料噴射装置に関するものである。
関し、特にタイミングコントロールバルブを介してディ
ーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を制御
する電子燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図6は本発明に係る電子燃料噴射装置の
一実施例を示したもので、概略的に言うと、噴射ポンプ
1と、エンジンコントロールコンピュータ(以下、ECCと
略称する)2と、電磁スピル弁制御回路(EDU)3とで構成さ
れている。
一実施例を示したもので、概略的に言うと、噴射ポンプ
1と、エンジンコントロールコンピュータ(以下、ECCと
略称する)2と、電磁スピル弁制御回路(EDU)3とで構成さ
れている。
【０００３】ECC2は、噴射ポンプ１に設けられた回転数
センサー11からのエンジン回転速度信号と、燃温センサ
ー12からの燃料温度信号と、いずれも図示しないアクセ
ル開度センサー、圧力センサー、水温センサー、スピー
ドセンサー、吸気温センサー、及びクランクポジション
センサーからそれぞれ出力される各アクセル開度信号
と、吸気圧力信号と、冷却水温信号と、車速信号と、吸
気温度信号と、クランク角信号とを入力し、所定の演算
を行って電磁スピル弁の制御回路３に対してコマンド信
号CMDを与え、タイミングコントロールバルブ(以下、TC
Vと略称する）24に制御信号を与えるようにしている。
センサー11からのエンジン回転速度信号と、燃温センサ
ー12からの燃料温度信号と、いずれも図示しないアクセ
ル開度センサー、圧力センサー、水温センサー、スピー
ドセンサー、吸気温センサー、及びクランクポジション
センサーからそれぞれ出力される各アクセル開度信号
と、吸気圧力信号と、冷却水温信号と、車速信号と、吸
気温度信号と、クランク角信号とを入力し、所定の演算
を行って電磁スピル弁の制御回路３に対してコマンド信
号CMDを与え、タイミングコントロールバルブ(以下、TC
Vと略称する）24に制御信号を与えるようにしている。
【０００４】また、制御回路3はこのようなコマンド信
号CMDを受けて、噴射ポンプ１に設けられた電磁スピル
弁13におけるソレノイド14に対して駆動信号を送ってい
る。このような電子燃料噴射装置において、まず、よく
知られているが噴射ポンプ1の動作を以下に簡単に説明
する。
号CMDを受けて、噴射ポンプ１に設けられた電磁スピル
弁13におけるソレノイド14に対して駆動信号を送ってい
る。このような電子燃料噴射装置において、まず、よく
知られているが噴射ポンプ1の動作を以下に簡単に説明
する。
【０００５】エンジンのクランクシャフト(図示せず)に
同期回転させられるドライブシャフト15が回転すると、
パルサー16が回転し、この回転状態を検出するセンサー
11からECC2に対してエンジン回転速度信号が与えられ
る。ドライブシャフト15が回転することにより、プラン
ジャ17も回転し、このプランジャ17に結合されたカムプ
レート18が同時に回転すると、このカムプレート18に設
けられたカムが、対向する固定のローラーリング19に乗
り上げることにより、プランジャ17は図示の矢印の如く
往復運動を行う。
同期回転させられるドライブシャフト15が回転すると、
パルサー16が回転し、この回転状態を検出するセンサー
11からECC2に対してエンジン回転速度信号が与えられ
る。ドライブシャフト15が回転することにより、プラン
ジャ17も回転し、このプランジャ17に結合されたカムプ
レート18が同時に回転すると、このカムプレート18に設
けられたカムが、対向する固定のローラーリング19に乗
り上げることにより、プランジャ17は図示の矢印の如く
往復運動を行う。
【０００６】プランジャ17が図の右方向に移動すると、
圧力室20における燃料が圧縮され、このときに電磁スピ
ル弁13のソレノイド14がONになっており、マチュアを兼
ねる開閉弁21が図示のように閉じた状態に制御されてい
ると、圧力室20の燃料が分配ポート22から噴射ノズル
(図示せず)へ圧送されることとなる。
圧力室20における燃料が圧縮され、このときに電磁スピ
ル弁13のソレノイド14がONになっており、マチュアを兼
ねる開閉弁21が図示のように閉じた状態に制御されてい
ると、圧力室20の燃料が分配ポート22から噴射ノズル
(図示せず)へ圧送されることとなる。
【０００７】また、プランジャ17が図の左方向に移動
し、ソレノイド14がOFFになると、開閉弁21が開くの
で、圧力室20の燃料はポンプ室へ押し戻され、燃料の圧
送が終了するとともに、燃料は吸入ポート23から圧力室
20へ再び吸入される。このように、電磁スピル弁13のOF
Fタイミングを制御することにより噴射ポンプ1の燃料噴
射量を決定している 一方、燃料噴射時期の制御機構としては、油圧によって
移動するタイマピストン27と、プランジャ17の周囲で回
動することによりプランジャ17の往復運動のタイミング
を変更するローラリング19及びタイマピストン27を連結
するスライドピン26と、タイマピストン27に加わる油圧
の大きさを調整するTCV24とが設けられている。なお、
図では９０度展開されて示されている。
し、ソレノイド14がOFFになると、開閉弁21が開くの
で、圧力室20の燃料はポンプ室へ押し戻され、燃料の圧
送が終了するとともに、燃料は吸入ポート23から圧力室
20へ再び吸入される。このように、電磁スピル弁13のOF
Fタイミングを制御することにより噴射ポンプ1の燃料噴
射量を決定している 一方、燃料噴射時期の制御機構としては、油圧によって
移動するタイマピストン27と、プランジャ17の周囲で回
動することによりプランジャ17の往復運動のタイミング
を変更するローラリング19及びタイマピストン27を連結
するスライドピン26と、タイマピストン27に加わる油圧
の大きさを調整するTCV24とが設けられている。なお、
図では９０度展開されて示されている。
【０００８】そして、ECC2がTCV24のデューティ比を制
御することにより、燃料が封入される圧力室25を介して
タイマピストン27が動かされ、タイマピストン27の位置
を決定し、スライドピン26を介してローラーリング19の
位置が回転させられることになり、カムプレート18のリ
フト開始点が制御され、以て、噴射開始時期を制御して
いる。
御することにより、燃料が封入される圧力室25を介して
タイマピストン27が動かされ、タイマピストン27の位置
を決定し、スライドピン26を介してローラーリング19の
位置が回転させられることになり、カムプレート18のリ
フト開始点が制御され、以て、噴射開始時期を制御して
いる。
【０００９】上記の燃料噴射時期の制御は、エンジンの
運転状態から目標燃料噴射時期を決定し、実際の燃料噴
射時期(以下、実燃料噴射時期と称することがある)が目
標燃料噴射時期に近づくようタイミングコンロールバル
ブ24を制御するという、いわゆるフィードバック制御が
行われている。実燃料噴射時期の検出手段として、クラ
ンクケース（図示せず）内に設けたクランクポジション
センサーから検出したクランク角信号と燃料噴射ポンプ
１の回転数センサー１１で検出したカム角度信号との位
相差からＥＣＣ２は実燃料噴射時期を算出している。
運転状態から目標燃料噴射時期を決定し、実際の燃料噴
射時期(以下、実燃料噴射時期と称することがある)が目
標燃料噴射時期に近づくようタイミングコンロールバル
ブ24を制御するという、いわゆるフィードバック制御が
行われている。実燃料噴射時期の検出手段として、クラ
ンクケース（図示せず）内に設けたクランクポジション
センサーから検出したクランク角信号と燃料噴射ポンプ
１の回転数センサー１１で検出したカム角度信号との位
相差からＥＣＣ２は実燃料噴射時期を算出している。
【００１０】このような電子燃料噴射装置において、Ｔ
ＣＶ２４や回転数センサーなどの燃料噴射時期を制御す
る部品(又は機構)が何らかの原因で故障すると、正常な
燃料噴射時期制御ができなくなるので、ＥＣＣ２は異常
発生が起きているか否かを判定し、異常時にはバックア
ップ制御するという、いわゆるフェイルセーフ制御が行
われている。
ＣＶ２４や回転数センサーなどの燃料噴射時期を制御す
る部品(又は機構)が何らかの原因で故障すると、正常な
燃料噴射時期制御ができなくなるので、ＥＣＣ２は異常
発生が起きているか否かを判定し、異常時にはバックア
ップ制御するという、いわゆるフェイルセーフ制御が行
われている。
【００１１】このような制御方法としては、特開平9-31
7542号公報や特公平3-18023号公報などに示されたもの
が挙げられる。こららの従来技術は、目標燃料噴射時期
と実燃料噴射時期との差分が所定値を越えた場合、異常
と判定するように構成している。
7542号公報や特公平3-18023号公報などに示されたもの
が挙げられる。こららの従来技術は、目標燃料噴射時期
と実燃料噴射時期との差分が所定値を越えた場合、異常
と判定するように構成している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術においては、目標燃料噴射時期と実燃料噴
射時期との差分が所定値を超えない状態で燃料噴射時期
制御部品が故障してしまった場合、故障を検出できない
恐れがある。
うな従来技術においては、目標燃料噴射時期と実燃料噴
射時期との差分が所定値を超えない状態で燃料噴射時期
制御部品が故障してしまった場合、故障を検出できない
恐れがある。
【００１３】また、異常判定された場合のフェイルセー
フ制御として、前者の特開平9-317542号では、燃料噴射
時期制御部品が異常と判定された場合は、実燃料噴射時
期を遅角側の一定値に保持するか、或いは実燃料噴射時
期が極端に大きな値又は小さな値になるのを防止するた
め、目標燃料噴射時期に制限値(ガード)を設けるという
対策が講じられている。
フ制御として、前者の特開平9-317542号では、燃料噴射
時期制御部品が異常と判定された場合は、実燃料噴射時
期を遅角側の一定値に保持するか、或いは実燃料噴射時
期が極端に大きな値又は小さな値になるのを防止するた
め、目標燃料噴射時期に制限値(ガード)を設けるという
対策が講じられている。
【００１４】しかしながら、このような対策も、燃料噴
射時期制御部品が正常に作動すれば実施可能であるが、
その異常により全く作動しない状態になれば燃料噴射の
実施が不可能となり燃料噴射時期の制御ができないにも
関らず燃料噴射を行ってしまうという問題があった。
射時期制御部品が正常に作動すれば実施可能であるが、
その異常により全く作動しない状態になれば燃料噴射の
実施が不可能となり燃料噴射時期の制御ができないにも
関らず燃料噴射を行ってしまうという問題があった。
【００１５】さらには、実燃料噴射時期が進角側か、そ
れとも遅角側で異常状態になったのかが不明なため、も
し実燃料噴射時期が進角側で異常状態になった場合に、
遅角側と同様な燃料噴射を行うと筒内圧が上昇してしま
い、燃焼室回りの部品が損傷してしまうという問題もあ
った。
れとも遅角側で異常状態になったのかが不明なため、も
し実燃料噴射時期が進角側で異常状態になった場合に、
遅角側と同様な燃料噴射を行うと筒内圧が上昇してしま
い、燃焼室回りの部品が損傷してしまうという問題もあ
った。
【００１６】したがって本発明は、タイミングコントロ
ールバルブを介してディーゼルエンジンの燃料噴射ポン
プの燃料噴射時期を制御する電子燃料噴射装置におい
て、燃料噴射時期制御部品の障害状態に関わらず安全な
燃料噴射を実行できるようにすることを目的とする。
ールバルブを介してディーゼルエンジンの燃料噴射ポン
プの燃料噴射時期を制御する電子燃料噴射装置におい
て、燃料噴射時期制御部品の障害状態に関わらず安全な
燃料噴射を実行できるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る電子燃料噴射装置は、該エンジンの運
転状態を検出する手段と、実際の燃料噴射時期を検出す
る手段と、該エンジンの運転状態から基本燃料噴射時期
と目標燃料噴射時期及び該基本燃料噴射時期に対応した
基本デューティ比を算出し、該実際の燃料噴射時期と該
目標燃料噴射時期との差分に応じて演算される今回フィ
ードバック補正分と前回最終フィードバック補正分を加
算した今回最終フィードバック補正分を該基本デューテ
ィ比に加算して最終デューティ比を求め、該最終デュー
ティ比に応じて該バルブを制御するとともに、該今回最
終フィードバック補正分が下限値又は上限値に達した時
には燃料噴射時期制御部品が進角側又は遅角側でそれぞ
れ故障していると判定して該バルブの制御を中止する演
算装置と、を備えている。
め、本発明に係る電子燃料噴射装置は、該エンジンの運
転状態を検出する手段と、実際の燃料噴射時期を検出す
る手段と、該エンジンの運転状態から基本燃料噴射時期
と目標燃料噴射時期及び該基本燃料噴射時期に対応した
基本デューティ比を算出し、該実際の燃料噴射時期と該
目標燃料噴射時期との差分に応じて演算される今回フィ
ードバック補正分と前回最終フィードバック補正分を加
算した今回最終フィードバック補正分を該基本デューテ
ィ比に加算して最終デューティ比を求め、該最終デュー
ティ比に応じて該バルブを制御するとともに、該今回最
終フィードバック補正分が下限値又は上限値に達した時
には燃料噴射時期制御部品が進角側又は遅角側でそれぞ
れ故障していると判定して該バルブの制御を中止する演
算装置と、を備えている。
【００１８】すなわち、本発明では、演算装置が、エン
ジンの運転状態から算出された目標燃料噴射時期と実燃
料噴射時期検出手段によって検出された実燃料噴射時期
との差分に応じて演算される今回フィードバック補正分
と前回最終フィードバック補正分を加算した今回最終フ
ィードバック補正分が下限値(進角側から遅角側に補正
するためのデューティ比の下限値)に達した時には燃料
噴射時期制御部品が進角側で何らかの作動不能な故障状
態にあると判定する。
ジンの運転状態から算出された目標燃料噴射時期と実燃
料噴射時期検出手段によって検出された実燃料噴射時期
との差分に応じて演算される今回フィードバック補正分
と前回最終フィードバック補正分を加算した今回最終フ
ィードバック補正分が下限値(進角側から遅角側に補正
するためのデューティ比の下限値)に達した時には燃料
噴射時期制御部品が進角側で何らかの作動不能な故障状
態にあると判定する。
【００１９】逆に該差分に応じて演算される今回フィー
ドバック補正分と前回最終フィードバック補正分を加算
した今回最終フィードバック補正分が正の上限値(遅角
側から進角側に補正するためのデューティ比の上限値)
に達した時には燃料噴射時期制御部品が遅角側で故障し
ていると判定してタイミングコントロールバルブの制御
を中止している。
ドバック補正分と前回最終フィードバック補正分を加算
した今回最終フィードバック補正分が正の上限値(遅角
側から進角側に補正するためのデューティ比の上限値)
に達した時には燃料噴射時期制御部品が遅角側で故障し
ていると判定してタイミングコントロールバルブの制御
を中止している。
【００２０】このため、目標燃料噴射時期と実燃料噴射
時期との差分が大きくない状態で燃料噴射時期制御部品
が故障となっても、その差分に応じて演算されるフィー
ドバック補正分と前回求めた最終フィードバック補正分
を加算して最終フィードバック補正分を求め、その演算
が繰り返されれば該故障中は最終フィードバック補正分
が徐々に上限側或いは下限側に近づいて最終的には上限
値或いは下限値に達する。
時期との差分が大きくない状態で燃料噴射時期制御部品
が故障となっても、その差分に応じて演算されるフィー
ドバック補正分と前回求めた最終フィードバック補正分
を加算して最終フィードバック補正分を求め、その演算
が繰り返されれば該故障中は最終フィードバック補正分
が徐々に上限側或いは下限側に近づいて最終的には上限
値或いは下限値に達する。
【００２１】従って、目標燃料噴射時期と実燃料噴射時
期との差分が大きくない状態で燃料噴射時期制御部品が
作動不能な故障状態に陥っても進角側で故障したのか、
或いは遅角側で故障したのかが分かるので、この故障結
果を見てバックアップ制御を変更することが可能とな
る。
期との差分が大きくない状態で燃料噴射時期制御部品が
作動不能な故障状態に陥っても進角側で故障したのか、
或いは遅角側で故障したのかが分かるので、この故障結
果を見てバックアップ制御を変更することが可能とな
る。
【００２２】ここで、上記のように燃料噴射時期制御部
品を故障と判定した場合は燃料噴射量に上限を設けるこ
とによって例えば該バルブが作動不能になってもより安
全な燃料噴射量を与えることが可能となる。なお、この
場合進角側で故障と判定した場合の燃料噴射量の上限値
は遅角側で故障と判定した場合の燃料噴射量の上限値よ
りも小さく設定することが好ましい。これにより、進角
側の燃料噴射による筒内圧上昇及び燃料室回りの損傷を
抑えることができ且つ遅角側ではある程度のエンジン出
力を得ることができることになる。
品を故障と判定した場合は燃料噴射量に上限を設けるこ
とによって例えば該バルブが作動不能になってもより安
全な燃料噴射量を与えることが可能となる。なお、この
場合進角側で故障と判定した場合の燃料噴射量の上限値
は遅角側で故障と判定した場合の燃料噴射量の上限値よ
りも小さく設定することが好ましい。これにより、進角
側の燃料噴射による筒内圧上昇及び燃料室回りの損傷を
抑えることができ且つ遅角側ではある程度のエンジン出
力を得ることができることになる。
【００２３】また、上記の故障判定条件として、該差分
が所定の判定範囲内に無い時が所定時間継続されたこと
を付け加えてもよい。つまり、燃料噴射時期制御部品が
故障しても、目標燃料噴射時期と実燃料噴射時期との差
分が所定の判定範囲内であれば、ほぼ目標通り燃料噴射
が行われている状態で、特に大きな問題が生じることが
ないので、故障とは判定せず、燃料噴射時期のフィード
バック制御を継続することができる。
が所定の判定範囲内に無い時が所定時間継続されたこと
を付け加えてもよい。つまり、燃料噴射時期制御部品が
故障しても、目標燃料噴射時期と実燃料噴射時期との差
分が所定の判定範囲内であれば、ほぼ目標通り燃料噴射
が行われている状態で、特に大きな問題が生じることが
ないので、故障とは判定せず、燃料噴射時期のフィード
バック制御を継続することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明に係る電子燃料噴射装置と
しては、図6に示した構成例と同様のものを用いること
ができる。ただし、ECC2における制御アルゴリズムは図
1乃至図5に示すように本発明特有のものである。
しては、図6に示した構成例と同様のものを用いること
ができる。ただし、ECC2における制御アルゴリズムは図
1乃至図5に示すように本発明特有のものである。
【００２５】図1は、本発明に係る電子燃料噴射装置に
おける燃料噴射時期制御のアルゴリズムを示したフロー
チャートであり、以下、このフローチャートを図6の構
成例を参照しながら説明する。まずECC2は、後述する燃
料噴射量制御アルゴリズムにより得られる最終燃料噴射
量Qfnl及び回転数センサー11からのエンジン回転数Neに
基づき基本燃料噴射時期(ＴMbase)及び基本燃料噴射時
期(TMbase)に対応した基本デューティ比(TMDCbase)を求
める(図1のステップS11)。
おける燃料噴射時期制御のアルゴリズムを示したフロー
チャートであり、以下、このフローチャートを図6の構
成例を参照しながら説明する。まずECC2は、後述する燃
料噴射量制御アルゴリズムにより得られる最終燃料噴射
量Qfnl及び回転数センサー11からのエンジン回転数Neに
基づき基本燃料噴射時期(ＴMbase)及び基本燃料噴射時
期(TMbase)に対応した基本デューティ比(TMDCbase)を求
める(図1のステップS11)。
【００２６】次に、後述するフラグA及びBの状態をチェ
ックし(同S12及びS13)、最初はともにフラグA及びBは"
0"になっているのでステップS14に進み、実燃料噴射時
期(TMact)を読み込む。これは上記のように、クランク
ポジションセンサーからのクランク角信号と回転数セン
サー11からのエンジン回転数Neとの位相差から求めるこ
とができる。
ックし(同S12及びS13)、最初はともにフラグA及びBは"
0"になっているのでステップS14に進み、実燃料噴射時
期(TMact)を読み込む。これは上記のように、クランク
ポジションセンサーからのクランク角信号と回転数セン
サー11からのエンジン回転数Neとの位相差から求めるこ
とができる。
【００２７】次に目標燃料噴射時期(TMtarget)を求める
(同S15)。これは、圧力センサーからの吸気圧力(Pbar
o)と吸気温センサーからの吸気温度(Tb)に基づいてステ
ップS11で算出した基本燃料噴射時期(TMbase)を補正す
ることにより求められる。そしてさらに、実燃料噴射時
期(TMact)と目標燃料噴射時期(TMtarget)との差分(ΔT
M)を求める(同S16)。
(同S15)。これは、圧力センサーからの吸気圧力(Pbar
o)と吸気温センサーからの吸気温度(Tb)に基づいてステ
ップS11で算出した基本燃料噴射時期(TMbase)を補正す
ることにより求められる。そしてさらに、実燃料噴射時
期(TMact)と目標燃料噴射時期(TMtarget)との差分(ΔT
M)を求める(同S16)。
【００２８】このようにして求めた差分(ΔTM)が一定の
範囲に入っているか否かを判定する(同17)。すなわち、
目標とする燃料噴射時期(TMtarget)を中心として図2に
示すような斜線の範囲にあるか否かを判定し、斜線の範
囲にあることがわかった時にはステップS22〜S24を実行
し、そうでない場合にはステップS18〜S21を実行する。
範囲に入っているか否かを判定する(同17)。すなわち、
目標とする燃料噴射時期(TMtarget)を中心として図2に
示すような斜線の範囲にあるか否かを判定し、斜線の範
囲にあることがわかった時にはステップS22〜S24を実行
し、そうでない場合にはステップS18〜S21を実行する。
【００２９】まず、図2の斜線範囲に属していない場
合、即ち制御範囲として適当な範囲にある場合には、ま
ずフィードバック補正項としてP補正項(TMDCp)を算出す
る(同S18)。この場合、このP補正項(TMDCp)は、上記の
差分(ΔTM)が負の場合は、(ΔTM＋Kin)*Kpによって算出
し、また、差分(ΔTM)が正の場合は、(ΔTM−Kin)*Kpに
よって算出する。なお、KpはＰ補正項の補正係数であ
る。
合、即ち制御範囲として適当な範囲にある場合には、ま
ずフィードバック補正項としてP補正項(TMDCp)を算出す
る(同S18)。この場合、このP補正項(TMDCp)は、上記の
差分(ΔTM)が負の場合は、(ΔTM＋Kin)*Kpによって算出
し、また、差分(ΔTM)が正の場合は、(ΔTM−Kin)*Kpに
よって算出する。なお、KpはＰ補正項の補正係数であ
る。
【００３０】なお、ここでは、差分(ΔTM)からKinを差
し引いた値にKpを乗算したが、Kinを引かずにそのまま
差分(ΔTM)と係数(Kp)とを乗算した値をＰ補正項として
も構わない。次に、フィードバック補正項としてのI補
正項(TMDCi)を算出する。このＩ補正項(TMDCi)は、(ΔT
M*Ki)+Ｉ補正項(−1)により算出される。なお、KiはＩ
補正項の補正係数であり、Ｉ補正項(−1)は前回のＩ補
正項であることを示す(同S19)。
し引いた値にKpを乗算したが、Kinを引かずにそのまま
差分(ΔTM)と係数(Kp)とを乗算した値をＰ補正項として
も構わない。次に、フィードバック補正項としてのI補
正項(TMDCi)を算出する。このＩ補正項(TMDCi)は、(ΔT
M*Ki)+Ｉ補正項(−1)により算出される。なお、KiはＩ
補正項の補正係数であり、Ｉ補正項(−1)は前回のＩ補
正項であることを示す(同S19)。
【００３１】さらに、ステップS18で求めたＰ補正項(TM
DCp)とステップS19で求めたＩ補正項(TMDCi)を加算して
フィードバック補正項(TMDCfd)を求める(同S20)。そし
てさらに、ステップS20で求めたフィードバック補正項
(TMDCfd)をステップS11で求めた基本デューティ比(TMDC
base)に加えて最終的な燃料噴射時期のデューティ比(TM
DCfnl)を求める(同S21)。
DCp)とステップS19で求めたＩ補正項(TMDCi)を加算して
フィードバック補正項(TMDCfd)を求める(同S20)。そし
てさらに、ステップS20で求めたフィードバック補正項
(TMDCfd)をステップS11で求めた基本デューティ比(TMDC
base)に加えて最終的な燃料噴射時期のデューティ比(TM
DCfnl)を求める(同S21)。
【００３２】このようにして求めた最終デューティ比(T
MDCfnl)に基づき、ECC2はTCV24に対してそのデューティ
比の制御されたパルス信号を出力する(同S25)。従っ
て、差分(ΔTM)が制御に適当な範囲にある時には、フィ
ードバック補正を加えてTCV24のデューティ比を制御
し、目標とする燃料噴射時期(TMtarget)に近づけるよう
に制御する。
MDCfnl)に基づき、ECC2はTCV24に対してそのデューティ
比の制御されたパルス信号を出力する(同S25)。従っ
て、差分(ΔTM)が制御に適当な範囲にある時には、フィ
ードバック補正を加えてTCV24のデューティ比を制御
し、目標とする燃料噴射時期(TMtarget)に近づけるよう
に制御する。
【００３３】一方、ステップS17において差分(ΔTM)が
図2の斜線範囲に属するような場合について説明する
と、所定値(Kin)より小さい場合には、差分(ΔTM)が十
分小さいので新たな補正分を算出する必要が無く、ま
た、所定値(Kout)より大きいと判定された場合は、過渡
的に大きな値が生じている恐れがあるために大きな補正
分を算出するのを防ぐ意味で新たな補正分を参照しない
ようにしている。
図2の斜線範囲に属するような場合について説明する
と、所定値(Kin)より小さい場合には、差分(ΔTM)が十
分小さいので新たな補正分を算出する必要が無く、ま
た、所定値(Kout)より大きいと判定された場合は、過渡
的に大きな値が生じている恐れがあるために大きな補正
分を算出するのを防ぐ意味で新たな補正分を参照しない
ようにしている。
【００３４】ステップS17からステップS22及びS23へ進
み、それぞれ、Ｐ補正項(TMDCp)及びＩ補正項(TMDCi)は
前回のＰ補正項(TMDCp(−1))及びＩ補正項(TMDCi(−1))
を使用する。そして、ステップS24においては、ステッ
プS22で求めたＰ補正項(TMDCp)とステップS23で求めた
Ｉ補正項(TMDCi)をステップS11で求めた基本デューティ
比(TMDCbase)に加算して最終デューティ比(TMDCfnl)を
求め、ステップS25に進んで上記と同様にその最終デュ
ーティ比(TMDCfnl)からTCV24へ駆動パルス信号を出力す
るようにしている。
み、それぞれ、Ｐ補正項(TMDCp)及びＩ補正項(TMDCi)は
前回のＰ補正項(TMDCp(−1))及びＩ補正項(TMDCi(−1))
を使用する。そして、ステップS24においては、ステッ
プS22で求めたＰ補正項(TMDCp)とステップS23で求めた
Ｉ補正項(TMDCi)をステップS11で求めた基本デューティ
比(TMDCbase)に加算して最終デューティ比(TMDCfnl)を
求め、ステップS25に進んで上記と同様にその最終デュ
ーティ比(TMDCfnl)からTCV24へ駆動パルス信号を出力す
るようにしている。
【００３５】上記のステップS12及びS13においてフラグ
A及びフラグBの少なくとも一方が"1"であった場合に
は、ステップS26に進み、TCV24への出力をOFFにしてフ
ィードバック制御を中止する。なお、本実施例では、実
燃料噴射時期(TMact)と目標燃料噴射時期(TMtarget)と
の差分(ΔTM) に応じたフィードバック補正方法をPI制
御により行っているが、I補正項のみで行ってもよく、
さらには微分補正項(D補正項)を加えてもよい。
A及びフラグBの少なくとも一方が"1"であった場合に
は、ステップS26に進み、TCV24への出力をOFFにしてフ
ィードバック制御を中止する。なお、本実施例では、実
燃料噴射時期(TMact)と目標燃料噴射時期(TMtarget)と
の差分(ΔTM) に応じたフィードバック補正方法をPI制
御により行っているが、I補正項のみで行ってもよく、
さらには微分補正項(D補正項)を加えてもよい。
【００３６】また、このデューティ比としてTCV24との
開閉の関係は、デューティ比が0%の場合にはTCV24が閉
弁となって噴射時期が進むようになり、デューティ比が
100%の場合にはTCV24が開弁となって噴射時期が遅れる
ようになる。また、図3は図1に示した燃料噴射時期制御
アルゴリズムを回路構成ブロック図として示したもので
ある。
開閉の関係は、デューティ比が0%の場合にはTCV24が閉
弁となって噴射時期が進むようになり、デューティ比が
100%の場合にはTCV24が開弁となって噴射時期が遅れる
ようになる。また、図3は図1に示した燃料噴射時期制御
アルゴリズムを回路構成ブロック図として示したもので
ある。
【００３７】図4は、燃料噴射時期制御部品の故障判定
制御アルゴリズムを示したもので、図1のステップS12及
びS13に示したフラグA及びBの設定手順を示している。
ここでは、故障判定に使用されるフィードバック補正項
は、図1のステップ19で求めたI補正項(TMDCi)であり、
今回フィードバック補正分がΔTM*Ki、前回最終フィー
ドバック補正分がTMDCi(-1)、及び今回最終フィードバ
ック補正分がTMDCiであるが、これに限定されるもので
はない。
制御アルゴリズムを示したもので、図1のステップS12及
びS13に示したフラグA及びBの設定手順を示している。
ここでは、故障判定に使用されるフィードバック補正項
は、図1のステップ19で求めたI補正項(TMDCi)であり、
今回フィードバック補正分がΔTM*Ki、前回最終フィー
ドバック補正分がTMDCi(-1)、及び今回最終フィードバ
ック補正分がTMDCiであるが、これに限定されるもので
はない。
【００３８】まず、図1のステップS19で求めたフィード
バック補正項(TMDCi)がその下限値または上限値に達し
ているか否かをステップS31及びS37で判定する。フィー
ドバック補正項(TMDCi)がその上限値である場合には、
ステップS32で実燃料噴射時期(TMact)と目標燃料噴射時
期(TMtarget)との差分(ΔTM)が所定の進角判定値（Ka
d：例えば3°）より大きいか否かを判定する。
バック補正項(TMDCi)がその下限値または上限値に達し
ているか否かをステップS31及びS37で判定する。フィー
ドバック補正項(TMDCi)がその上限値である場合には、
ステップS32で実燃料噴射時期(TMact)と目標燃料噴射時
期(TMtarget)との差分(ΔTM)が所定の進角判定値（Ka
d：例えば3°）より大きいか否かを判定する。
【００３９】この判定の結果、差分(ΔTM)が進角判定値
(Kad)より大きい場合、ECC2は内部に備えるカウンタCad
を"1"だけインクリメントし(同S33)、このカウンタが所
定回数を超えたか否か(一定時間経過したか否か)を判定
する (同S34)。最初は、カウンタCadは所定回数を超え
ていないのでフラグAは"0"である(同S35)。
(Kad)より大きい場合、ECC2は内部に備えるカウンタCad
を"1"だけインクリメントし(同S33)、このカウンタが所
定回数を超えたか否か(一定時間経過したか否か)を判定
する (同S34)。最初は、カウンタCadは所定回数を超え
ていないのでフラグAは"0"である(同S35)。
【００４０】そして、このようにフィードバック補正項
(TMDCi)及び差分(ΔTM)がステップS31〜S35を繰り返す
ことによりカウンタCad が所定回数を超えた時、即ち一
定時間が経過した時にはフラグAを"1"にセットする(同S
36)。すなわち、燃料噴射時期制御部品が進角側で故障
している場合は、遅角側へ移動しようとするためにフィ
ードバック補正項(TMDCi)は遅角側のデューティ比であ
る50%を超える値を取るようになる。フィードバック補
正項(TMDCi)は、前回のフィードバック補正項(TMDCi(-
1))が加算されているため、故障状態が継続すれば、100
%に近づいて行く。
(TMDCi)及び差分(ΔTM)がステップS31〜S35を繰り返す
ことによりカウンタCad が所定回数を超えた時、即ち一
定時間が経過した時にはフラグAを"1"にセットする(同S
36)。すなわち、燃料噴射時期制御部品が進角側で故障
している場合は、遅角側へ移動しようとするためにフィ
ードバック補正項(TMDCi)は遅角側のデューティ比であ
る50%を超える値を取るようになる。フィードバック補
正項(TMDCi)は、前回のフィードバック補正項(TMDCi(-
1))が加算されているため、故障状態が継続すれば、100
%に近づいて行く。
【００４１】従って、ΔTMに対するフィードバック補正
項(TMDCi)が上限値である100%になり、さらに差分(ΔT
M)が、これ以上広がると問題が生じるような所定の進角
判定値より大きい場合、燃料噴射時期制御部品が進角側
で故障していることが検出できる。
項(TMDCi)が上限値である100%になり、さらに差分(ΔT
M)が、これ以上広がると問題が生じるような所定の進角
判定値より大きい場合、燃料噴射時期制御部品が進角側
で故障していることが検出できる。
【００４２】また、燃料噴射時期制御部品が遅角側で故
障している場合は、進角側と逆の関係になることは言う
までもないので説明を省略する。一方、実燃料噴射時期
(TMact)が遅角側にずれてしまったような場合において
はステップS31からステップS37に進み、フィードバック
補正項(TMDCi)がその下限値であるか否か(同S37)、差分
(ΔTM)が所定の遅角判定値（Kre：例えば-3°）より小
さいか否か(同S38)を判定する。
障している場合は、進角側と逆の関係になることは言う
までもないので説明を省略する。一方、実燃料噴射時期
(TMact)が遅角側にずれてしまったような場合において
はステップS31からステップS37に進み、フィードバック
補正項(TMDCi)がその下限値であるか否か(同S37)、差分
(ΔTM)が所定の遅角判定値（Kre：例えば-3°）より小
さいか否か(同S38)を判定する。
【００４３】そして、フィードバック補正項(TMDCi)が
その下限値に達し、さらに差分ΔTMが遅角判定値(Kre)
より小さい時間をS39〜S41において判定し、カウンタCr
eが所定回数を超えた時点でフラグBを"1"にセットする
(同S42)。なお、ステップS31及びS37においてフィード
バック補正項(TMDCi)が下限値及び上限値に達していな
いこと、さらに差分ΔTMが所定の判定範囲内にあること
が分かった時にはカウンタCad及びCreをそれぞれ"0"に
リセット(同S43及びS44)するとともにフラグA及びBを"
0"にリセットする(同S45)。
その下限値に達し、さらに差分ΔTMが遅角判定値(Kre)
より小さい時間をS39〜S41において判定し、カウンタCr
eが所定回数を超えた時点でフラグBを"1"にセットする
(同S42)。なお、ステップS31及びS37においてフィード
バック補正項(TMDCi)が下限値及び上限値に達していな
いこと、さらに差分ΔTMが所定の判定範囲内にあること
が分かった時にはカウンタCad及びCreをそれぞれ"0"に
リセット(同S43及びS44)するとともにフラグA及びBを"
0"にリセットする(同S45)。
【００４４】なお、図4においてフラグA又はBがセット
された時には、ECC2はランプ4を点灯するようにしても
よい。またこの場合、フラグAかBかを判別するように別
々のランプを用いて燃料噴射時期制御部品の進角側故障
か遅角側故障かを判別できるようにしてもよい。
された時には、ECC2はランプ4を点灯するようにしても
よい。またこの場合、フラグAかBかを判別するように別
々のランプを用いて燃料噴射時期制御部品の進角側故障
か遅角側故障かを判別できるようにしてもよい。
【００４５】このようにして求めたフラグA又はBは図1
においてステップS12及びS13において判定され、いずれ
かが"1"ならば前述したようにTCV24への出力をOFFにし
てフィードバック制御を中止するわけであるが、さらに
この場合に燃料噴射量制御をどのようにするかが図5の
アルゴリズムに示されている。
においてステップS12及びS13において判定され、いずれ
かが"1"ならば前述したようにTCV24への出力をOFFにし
てフィードバック制御を中止するわけであるが、さらに
この場合に燃料噴射量制御をどのようにするかが図5の
アルゴリズムに示されている。
【００４６】すなわち、まず、アクセル開度センサーか
らのアクセル開度Aclとエンジン回転数センサー11から
のエンジン回転数Neなどのエンジン運転状態に基づき基
本燃料噴射量(Qbase)を求める(図5のステップS51)。次
に、フラグAが"1"にセットされているか否かを判定し
(同52)、"1"にセットされている場合にはステップS51で
求めた基本燃料噴射量(Qbase)と進角側の故障リミッタ
値(QAmax)とを比較し、低い方を選択する(同S53)。
らのアクセル開度Aclとエンジン回転数センサー11から
のエンジン回転数Neなどのエンジン運転状態に基づき基
本燃料噴射量(Qbase)を求める(図5のステップS51)。次
に、フラグAが"1"にセットされているか否かを判定し
(同52)、"1"にセットされている場合にはステップS51で
求めた基本燃料噴射量(Qbase)と進角側の故障リミッタ
値(QAmax)とを比較し、低い方を選択する(同S53)。
【００４７】ステップS52においてフラグAが"1"でない
場合には、今度は基本燃料噴射量(Qbase)を遅角側故障
リミッタ値(QBmax)と比較し、同様に低い方を選択する
(同S54)。このようにしてステップS53又はS54にして求
めた燃料噴射量をリミッタ燃料噴射量(Qlmt)とする(同S
55)。
場合には、今度は基本燃料噴射量(Qbase)を遅角側故障
リミッタ値(QBmax)と比較し、同様に低い方を選択する
(同S54)。このようにしてステップS53又はS54にして求
めた燃料噴射量をリミッタ燃料噴射量(Qlmt)とする(同S
55)。
【００４８】そして、今度はフラグA又はBが"1"に設定
されているか否かを判定する(同S56)。これは、ステッ
プS52においてフラグAについてのみ判定したので、ステ
ップS54においてはフラグBが"1"又は"0"であるか否かに
関り無く実行されているので、フラグA及びBのいずれか
が"1"に設定されているか否かを判定するものである。
されているか否かを判定する(同S56)。これは、ステッ
プS52においてフラグAについてのみ判定したので、ステ
ップS54においてはフラグBが"1"又は"0"であるか否かに
関り無く実行されているので、フラグA及びBのいずれか
が"1"に設定されているか否かを判定するものである。
【００４９】この結果、フラグA又はBが"1"に設定され
ている場合には、ステップS55で設定したリミッタ燃料
噴射量(Qlmt)を最終燃料噴射量(Qfnl)に設定する(同S5
7)。それ以外の場合には、ステップS51で求めた基本燃
料噴射量(Qbase)を最終燃料噴射量(Qfnl)とする。
ている場合には、ステップS55で設定したリミッタ燃料
噴射量(Qlmt)を最終燃料噴射量(Qfnl)に設定する(同S5
7)。それ以外の場合には、ステップS51で求めた基本燃
料噴射量(Qbase)を最終燃料噴射量(Qfnl)とする。
【００５０】なお、上述した進角側故障リミッタ値(QAm
ax)は遅角側故障リミッタ値(QBmax)より小さく設定する
ことが望ましい。これは、進角側の燃料噴射による筒内
圧上昇及び燃料室回りの損傷を抑えることができるから
であり、且つ遅角側ではある程度のエンジン出力を発生
させることができるからである。
ax)は遅角側故障リミッタ値(QBmax)より小さく設定する
ことが望ましい。これは、進角側の燃料噴射による筒内
圧上昇及び燃料室回りの損傷を抑えることができるから
であり、且つ遅角側ではある程度のエンジン出力を発生
させることができるからである。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子燃
料噴射装置によれば、実燃料噴射時期と目標燃料噴射時
期との差分に応じて演算される今回フィードバック補正
分と前回最終フィードバック補正分を加算した今回最終
フィードバック補正分が下限値或いは上限値に達した時
には、それぞれ進角側又は遅角側においてそれぞれ燃料
噴射時期制御部品が故障状態にあると判定してタイミン
グコントロールバルブの制御を中止するように構成した
ので、燃料噴射時期制御部品が作動不能状態になって
も、この判定結果により容易にバックアップ対策を講ず
ることが可能となる。
料噴射装置によれば、実燃料噴射時期と目標燃料噴射時
期との差分に応じて演算される今回フィードバック補正
分と前回最終フィードバック補正分を加算した今回最終
フィードバック補正分が下限値或いは上限値に達した時
には、それぞれ進角側又は遅角側においてそれぞれ燃料
噴射時期制御部品が故障状態にあると判定してタイミン
グコントロールバルブの制御を中止するように構成した
ので、燃料噴射時期制御部品が作動不能状態になって
も、この判定結果により容易にバックアップ対策を講ず
ることが可能となる。
【図１】本発明に係る電子燃料噴射装置に用いられる燃
料噴射時期制御アルゴリズムを示したフローチャート図
である。
料噴射時期制御アルゴリズムを示したフローチャート図
である。
【図２】本発明に係る電子燃料噴射装置の概念を説明す
るためのグラフ図である。
るためのグラフ図である。
【図３】図1に示した燃料噴射時期制御アルゴリズムを
概略的な回路ブロック図で示した図である。
概略的な回路ブロック図で示した図である。
【図４】本発明に係る電子燃料噴射装置に用いられる故
障判定制御アルゴリズムを示したフローチャート図であ
る。
障判定制御アルゴリズムを示したフローチャート図であ
る。
【図５】本発明に係る電子燃料噴射装置に用いられる燃
料噴射量制御アルゴリズムを示したフローチャート図で
ある。
料噴射量制御アルゴリズムを示したフローチャート図で
ある。
【図６】本発明及び従来例に使用される電子燃料噴射装
置の構成を示した図である。
置の構成を示した図である。
1 噴射ポンプ 2 エンジンコントロールコンピュータ(ECC) 3 電磁スピル弁制御回路(EDU) 4 警報ランプ 11 エンジン回転数センサー 12 燃温センサー 13 電磁スピル弁(SPV) 14 ソレノイド 15 ドライブシャフト 16 パルサー 17 プランジャ 18 カムプレート 19 ローラーリング 20,25 圧力室 21 開閉弁 22 分配ポート 23 吸入ポート 24 タイミングコントロールバルブ(TCV) 26 スライドピン 27 タイマピストン 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/20 ３８５ Ｆ０２Ｄ 41/20 ３８５ Ｆ０２Ｍ 41/12 ３２０ Ｆ０２Ｍ 41/12 ３２０Ａ 63/00 63/00 Ｃ Ｊ (72)発明者 西川 朋男 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 Ｆターム(参考） 3G060 AB02 AC10 BA20 BB12 BC06 CA01 CA02 CB00 CC00 CC08 CC09 DA08 FA07 GA00 GA03 GA04 GA08 GA11 3G066 AA07 AB02 AC04 AD02 BA29 BA69 CA20U CA41 CD26 CE13 CE16 CE22 DA01 DA04 DB00 DC05 DC09 DC11 DC19 DC26 3G301 HA02 JB02 JB08 JB09 JB10 KA00 LB16 LB19 LC02 LC06 LC10 MA11 MA18 NA06 NA08 NB02 NB06 NB11 ND01 ND15 ND41 NE06 NE17 NE19 NE23 PA07Z PA10Z PB03Z PB05A PB05Z PE01Z PE03Z
Claims (4)
- 【請求項１】実燃料噴射時期を入力して、デューティ比
の制御されたパルス信号により開閉されるタイミングコ
ントロールバルブを介してディーゼルエンジンの燃料噴
射ポンプの燃料噴射時期をフィードバック制御する電子
燃料噴射装置において、 該エンジンの運転状態を検出する手段と、実際の燃料噴
射時期を検出する手段と、該エンジンの運転状態から基
本燃料噴射時期と目標燃料噴射時期及び該基本燃料噴射
時期に対応した基本デューティ比を算出し、該実際の燃
料噴射時期と該目標燃料噴射時期との差分に応じて演算
される今回フィードバック補正分と前回最終フィードバ
ック補正分を加算した今回最終フィードバック補正分を
該基本デューティ比に加算して最終デューティ比を求
め、該最終デューティ比に応じて該バルブを制御すると
ともに、該今回最終フィードバック補正分が下限値又は
上限値に達した時には燃料噴射時期制御部品が進角側又
は遅角側でそれぞれ故障していると判定して該バルブの
制御を中止する演算装置と、を備えたことを特徴とする
電子燃料噴射装置。 - 【請求項２】請求項１において、 該演算装置は、該制御部品が故障していると判定した場
合は、該エンジンの運転状態から求められる目標燃料噴
射量に上限値を設定することを特徴とした電子燃料噴射
装置。 - 【請求項３】請求項２において、 該演算装置は、進角側で故障していると判定した場合の
該上限値の方を、遅角側で故障していると判定した場合
の該上限値よりも小さく設定することを特徴とした電子
燃料噴射装置。 - 【請求項4】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 該演算装置は、該故障判定に際し、該差分が所定の判定
範囲内に無い時が所定時間接続されたことを付加条件と
することを特徴とした電子燃料噴射装置。
Priority Applications (3)
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| JP11154265A JP2000345903A (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 電子燃料噴射装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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