JP3095027B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents
燃料噴射制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関用燃料
噴射制御装置に関し、詳細には、ディーゼル機関に供給
する燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置に関する。
噴射制御装置に関し、詳細には、ディーゼル機関に供給
する燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディーゼル機関における噴射
量の制御は、噴射ポンプに付加された機械式ガバナおよ
び電子制御式ガバナ等によって行なわれていることが知
られている。例えば、実開昭６０−６９３３６号公報
は、油圧式ガバナのフルラック制御をステップモータに
より制御する噴射装置を開示しているが、この構成では
ディーゼル機関の運転時に常にステップモータを作動さ
せる必要がある。また、特開昭６０−２４０８３４号公
報は、カム駆動方式のユニットインジェクタにおけるガ
バナによって最小および最大噴射量をアクチュエータを
用いて制御する噴射装置を開示している。この構成は、
ユニットインジェクタをベースとしており、列型噴射ポ
ンプの機械式ガバナとは可変機構が異なる。さらに、特
開昭５６−１４６０２７号公報は、機械式ガバナのフル
ラック制御をデューティ制御する噴射装置を開示してい
るが、この構成においては位置フィードバック制御が主
であり、システムの簡素化が困難であるという問題があ
る。
量の制御は、噴射ポンプに付加された機械式ガバナおよ
び電子制御式ガバナ等によって行なわれていることが知
られている。例えば、実開昭６０−６９３３６号公報
は、油圧式ガバナのフルラック制御をステップモータに
より制御する噴射装置を開示しているが、この構成では
ディーゼル機関の運転時に常にステップモータを作動さ
せる必要がある。また、特開昭６０−２４０８３４号公
報は、カム駆動方式のユニットインジェクタにおけるガ
バナによって最小および最大噴射量をアクチュエータを
用いて制御する噴射装置を開示している。この構成は、
ユニットインジェクタをベースとしており、列型噴射ポ
ンプの機械式ガバナとは可変機構が異なる。さらに、特
開昭５６−１４６０２７号公報は、機械式ガバナのフル
ラック制御をデューティ制御する噴射装置を開示してい
るが、この構成においては位置フィードバック制御が主
であり、システムの簡素化が困難であるという問題があ
る。
【０００３】また、一般に、機械式ガバナは、電子制御
式ガバナに比べコストが安いという利点があるが、ディ
ーゼル機関の全負荷性能を決定する最大噴射量の自由度
が小さいという問題がある。排ガス規制強化等によりニ
ーズが高まる中で、最大噴射量のパターンは複雑にな
り、要求規制値を満たすことができない状況である。一
方、電子制御式ガバナは、噴射量制御の自由度が大きく
性能上の問題は特にないといえるが、コストが高いとい
う問題がある。
式ガバナに比べコストが安いという利点があるが、ディ
ーゼル機関の全負荷性能を決定する最大噴射量の自由度
が小さいという問題がある。排ガス規制強化等によりニ
ーズが高まる中で、最大噴射量のパターンは複雑にな
り、要求規制値を満たすことができない状況である。一
方、電子制御式ガバナは、噴射量制御の自由度が大きく
性能上の問題は特にないといえるが、コストが高いとい
う問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するためになされたもので、機械式ガバナ
により、燃料噴射ポンプ最大噴射量の自由度を高め、精
密な燃料噴射制御を可能とする信頼性の高い燃料噴射制
御装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するためになされたもので、機械式ガバナ
により、燃料噴射ポンプ最大噴射量の自由度を高め、精
密な燃料噴射制御を可能とする信頼性の高い燃料噴射制
御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明による燃料噴射制御装置は、 燃料噴射ポンプ
からの噴射される燃料量を調節する燃料噴射量調節部材
と、機関の運転状態に応じて該燃料噴射量調節部材の位
置を調節する機械式ガバナと、前記燃料噴射量調節部材
の実位置を検出するセンサと、このセンサによって燃料
噴射量調節部材の実位置が最大噴射量位置にあることが
検知されたとき、機関の運転状態に応じて該燃料噴射量
調節部材の最大噴射量位置を電気的操作により調節する
ステップモータと、前記センサによって燃料噴射量調節
部材の実位置が最大噴射量位置にあることが検知された
とき、機関の運転状態に応じて前記燃料噴射量調節部材
の最大噴射量位置を制御する信号を前記ステップモータ
に出力する制御装置とを備える。そして、前記燃料噴射
量調節部材の実位置が最大噴射量位置であることが前記
センサにて検出されたとき、前記ステップモータを駆動
させ、機関の運転状態に応じて前記燃料噴射量調節部材
の最大噴射量位置を制御し、前記燃料噴射量調節部材の
実位置が最大噴射量位置でないことが前記センサにて検
出されたとき、前記ステップモータの駆動を遮断し、前
記機械式ガバナにより燃料噴射制御することを特徴とす
る。
の本発明による燃料噴射制御装置は、 燃料噴射ポンプ
からの噴射される燃料量を調節する燃料噴射量調節部材
と、機関の運転状態に応じて該燃料噴射量調節部材の位
置を調節する機械式ガバナと、前記燃料噴射量調節部材
の実位置を検出するセンサと、このセンサによって燃料
噴射量調節部材の実位置が最大噴射量位置にあることが
検知されたとき、機関の運転状態に応じて該燃料噴射量
調節部材の最大噴射量位置を電気的操作により調節する
ステップモータと、前記センサによって燃料噴射量調節
部材の実位置が最大噴射量位置にあることが検知された
とき、機関の運転状態に応じて前記燃料噴射量調節部材
の最大噴射量位置を制御する信号を前記ステップモータ
に出力する制御装置とを備える。そして、前記燃料噴射
量調節部材の実位置が最大噴射量位置であることが前記
センサにて検出されたとき、前記ステップモータを駆動
させ、機関の運転状態に応じて前記燃料噴射量調節部材
の最大噴射量位置を制御し、前記燃料噴射量調節部材の
実位置が最大噴射量位置でないことが前記センサにて検
出されたとき、前記ステップモータの駆動を遮断し、前
記機械式ガバナにより燃料噴射制御することを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明の燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射
量調節部材の実位置がセンサにより検出される。このセ
ンサによって燃料噴射量調節部材の実位置が最大噴射量
位置にあることが検知されたとき、燃料噴射量調節部材
が最大噴射量位置にあるとき、最大噴射量位置が機関の
運転状態に応じてステップモータにより調節されるた
め、機関の運転状態に応じた精密な制御が可能になる。
燃料噴射量調節部材が最大噴射量位置にないことが検出
されるとき、ステップモータの駆動が遮断され、機械式
ガバナにて最大噴射量調節部材を制御し、燃料噴射制御
が行われる。
量調節部材の実位置がセンサにより検出される。このセ
ンサによって燃料噴射量調節部材の実位置が最大噴射量
位置にあることが検知されたとき、燃料噴射量調節部材
が最大噴射量位置にあるとき、最大噴射量位置が機関の
運転状態に応じてステップモータにより調節されるた
め、機関の運転状態に応じた精密な制御が可能になる。
燃料噴射量調節部材が最大噴射量位置にないことが検出
されるとき、ステップモータの駆動が遮断され、機械式
ガバナにて最大噴射量調節部材を制御し、燃料噴射制御
が行われる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１に示すように、噴射ポンプ１は、図示しな
いコントロールラックの位置を検出するラック位置セン
サ２と、アクセルレバー３の全開を検出するスイッチ４
と、スイッチ４の信号をトリガーとしてフルラック位置
を制御するステップモータ５と、さらに、機関の運転状
態、例えば機関回転数信号、ブースト圧信号、スタータ
信号、機関水温信号等を示す信号を取込み最適にフルラ
ック位置を制御する制御装置（ＥＣＵ）６とから構成さ
れる。ステップモータ５は、零点復帰を知らせるスイッ
チ（図示しない）を内蔵する。
明する。図１に示すように、噴射ポンプ１は、図示しな
いコントロールラックの位置を検出するラック位置セン
サ２と、アクセルレバー３の全開を検出するスイッチ４
と、スイッチ４の信号をトリガーとしてフルラック位置
を制御するステップモータ５と、さらに、機関の運転状
態、例えば機関回転数信号、ブースト圧信号、スタータ
信号、機関水温信号等を示す信号を取込み最適にフルラ
ック位置を制御する制御装置（ＥＣＵ）６とから構成さ
れる。ステップモータ５は、零点復帰を知らせるスイッ
チ（図示しない）を内蔵する。
【０００８】フルラック制御機構は、図２に示すよう
に、ステップモータ５で制御する方式を採用するもの
で、代表的なハーフオールスピード機械式ガバナのリン
ク機構を示す。ステップモータ５は、そのモータ軸１０
の先端に偏心カム１１が取付けられている。アーム８は
コントロールラック７に直結されており、かつモータ軸
１０の軸方向に突出する制御ピン９が取付けられてい
る。アクセルレバー３が全開位置に来たとき、制御ピン
９と偏心カム１１は接触する。本構成により、ステップ
モータ５のモータ軸１０が回動すればコントロールラッ
ク７が動き、アクセルレバー３の位置を変化させること
ができる。アクセルレバー３が全開位置より下回れば制
御ピン９は偏心カム１１から離れるため、本来の機械式
ガバナの作動となり、ステップモータ５の依存性はなく
なる。
に、ステップモータ５で制御する方式を採用するもの
で、代表的なハーフオールスピード機械式ガバナのリン
ク機構を示す。ステップモータ５は、そのモータ軸１０
の先端に偏心カム１１が取付けられている。アーム８は
コントロールラック７に直結されており、かつモータ軸
１０の軸方向に突出する制御ピン９が取付けられてい
る。アクセルレバー３が全開位置に来たとき、制御ピン
９と偏心カム１１は接触する。本構成により、ステップ
モータ５のモータ軸１０が回動すればコントロールラッ
ク７が動き、アクセルレバー３の位置を変化させること
ができる。アクセルレバー３が全開位置より下回れば制
御ピン９は偏心カム１１から離れるため、本来の機械式
ガバナの作動となり、ステップモータ５の依存性はなく
なる。
【０００９】図３はステップモータ５を示す正面図であ
る。偏心カム１１には、リターンスプリング１４が取付
けられており、ステップモータ５の通電オフ時には、ス
トッパピン１２に偏心カム１１が当接する。ストッパピ
ン１２と偏心カム１１が接触した時、信号を発生する構
成（図示しない）とする。またこの位置は、図４に示す
制御開始基準位置（ｉ）となる。この位置を基準として
制御が開始されるが、ステップモータ特有の脱調現象を
考慮して、装置を保護するためにラック減方向にもスト
ッパピン１３を設ける。本構成により、ストッパピン１
２およびストッパピン１３の範囲内、すなわち図４に示
される（ｉ）〜（ｉｉ）の範囲内でアクセルレバー３が
全開位置にある時、自由にコントロールラック７を制御
することができる。
る。偏心カム１１には、リターンスプリング１４が取付
けられており、ステップモータ５の通電オフ時には、ス
トッパピン１２に偏心カム１１が当接する。ストッパピ
ン１２と偏心カム１１が接触した時、信号を発生する構
成（図示しない）とする。またこの位置は、図４に示す
制御開始基準位置（ｉ）となる。この位置を基準として
制御が開始されるが、ステップモータ特有の脱調現象を
考慮して、装置を保護するためにラック減方向にもスト
ッパピン１３を設ける。本構成により、ストッパピン１
２およびストッパピン１３の範囲内、すなわち図４に示
される（ｉ）〜（ｉｉ）の範囲内でアクセルレバー３が
全開位置にある時、自由にコントロールラック７を制御
することができる。
【００１０】図５は、制御回路を示すブロック図であ
る。機関状態検出器３１によって得られた前記信号に基
づき、３２〜３３の各フルラック位置のモードをモード
切替判定器３４によって選択し、演算回路３５により目
標フルラック位置を算出する。次に、この目標フルラッ
ク位置よりステップモータ５への指令信号である目標ス
テップ数を演算回路３６により算出し、ステップモータ
５を駆動するためのパルスレートを演算回路３７により
算出する。なお、このパルスレート算出にあたっては、
機関の状態を検知し、パルスレート切替判定器４０によ
って補正する。これは、ステップモータ５に発生するト
ルクが電源電圧の変動によって変化するため、常に最適
のトルクを得られるようパルスレートを切替える必要が
あるからである。また、電源電圧が一定であっても、コ
ントロールラック７等の摺動抵抗は、機関オイル粘度
（温度に依存）によって変化するため、ステップモータ
５に発生するトルクを変化させ最適駆動を行なわせるた
めにパルスレートの切替えが必要である。このパルスレ
ートによって、駆動回路３８を通じてステップモータ５
を駆動する。
る。機関状態検出器３１によって得られた前記信号に基
づき、３２〜３３の各フルラック位置のモードをモード
切替判定器３４によって選択し、演算回路３５により目
標フルラック位置を算出する。次に、この目標フルラッ
ク位置よりステップモータ５への指令信号である目標ス
テップ数を演算回路３６により算出し、ステップモータ
５を駆動するためのパルスレートを演算回路３７により
算出する。なお、このパルスレート算出にあたっては、
機関の状態を検知し、パルスレート切替判定器４０によ
って補正する。これは、ステップモータ５に発生するト
ルクが電源電圧の変動によって変化するため、常に最適
のトルクを得られるようパルスレートを切替える必要が
あるからである。また、電源電圧が一定であっても、コ
ントロールラック７等の摺動抵抗は、機関オイル粘度
（温度に依存）によって変化するため、ステップモータ
５に発生するトルクを変化させ最適駆動を行なわせるた
めにパルスレートの切替えが必要である。このパルスレ
ートによって、駆動回路３８を通じてステップモータ５
を駆動する。
【００１１】本実施例では、ステップモータ５が駆動さ
れるのは、アクセルレバー全開位置検出器４１によって
駆動判定回路４２で全開位置と判定された場合のみであ
り、それ以外の場合には駆動しない（電流を流さない）
構成とする。これは、機関運転中、アクセルレバー３は
常に全開位置にあるわけではないので、不要な時には電
流をカットし、ステップモータ５自体の発熱および制御
装置６内のパワー素子の発熱を低減し、信頼性を確保す
るためである。本構成により、消費電流の節約も達成さ
れる。
れるのは、アクセルレバー全開位置検出器４１によって
駆動判定回路４２で全開位置と判定された場合のみであ
り、それ以外の場合には駆動しない（電流を流さない）
構成とする。これは、機関運転中、アクセルレバー３は
常に全開位置にあるわけではないので、不要な時には電
流をカットし、ステップモータ５自体の発熱および制御
装置６内のパワー素子の発熱を低減し、信頼性を確保す
るためである。本構成により、消費電流の節約も達成さ
れる。
【００１２】一方、実ラック位置を検出回路４３によっ
て検知し、アクセルレバー３の全開時のみ、前記演算回
路３５で算出した目標ラック位置と一致しているかどう
か、いわゆる脱調現象の有無を脱調検出判定回路４４で
判定する。万一、脱調と判定されたら、補正ステップ数
を演算回路４５で算出し、パルスレートを発生させる。
また、補正ステップ数演算回路４５と駆動回路３８との
間には零点復帰回路４６を設ける。
て検知し、アクセルレバー３の全開時のみ、前記演算回
路３５で算出した目標ラック位置と一致しているかどう
か、いわゆる脱調現象の有無を脱調検出判定回路４４で
判定する。万一、脱調と判定されたら、補正ステップ数
を演算回路４５で算出し、パルスレートを発生させる。
また、補正ステップ数演算回路４５と駆動回路３８との
間には零点復帰回路４６を設ける。
【００１３】次に、図６に示すフローチャートに基づい
て説明する。ステップ５１でアクセルレバー３が全開位
置にあるか否かを判定し、全開位置になければステップ
６１に進み、ステップモータ５ヘの通電カットを継続す
る。すなわち、フルラック制御に入らないことを意味す
る。アクセルレバー３が全開位置にあれば、ステップ５
１からステップ５２に進み、ステップモータ５が零点復
帰しているか否かを判定する。ステップモータ５が正常
に零点復帰していれば、ステップモータ５への通電がな
く、リターンスプリング１４によってアクセルレバー３
が常に零点位置に戻されているので、零点信号を出すこ
とになる。しかし、何らかの原因でステップモータ５が
零点復帰していないと基準位置が始動時と異なり、誤っ
た制御をすることになる。このような誤制御を防止する
ため、零点復帰信号の有無を判定し、零点復帰信号がな
ければステップ５９に進む。その後、ステップ６０にお
いて警告ランプを点灯させ故障を告げる。ステップ５２
において零点復帰信号が検知された場合は正常と判断
し、ステップ５３以下ステップ５８まで進み、ステップ
モータ５を駆動させフルラック制御を実施する。
て説明する。ステップ５１でアクセルレバー３が全開位
置にあるか否かを判定し、全開位置になければステップ
６１に進み、ステップモータ５ヘの通電カットを継続す
る。すなわち、フルラック制御に入らないことを意味す
る。アクセルレバー３が全開位置にあれば、ステップ５
１からステップ５２に進み、ステップモータ５が零点復
帰しているか否かを判定する。ステップモータ５が正常
に零点復帰していれば、ステップモータ５への通電がな
く、リターンスプリング１４によってアクセルレバー３
が常に零点位置に戻されているので、零点信号を出すこ
とになる。しかし、何らかの原因でステップモータ５が
零点復帰していないと基準位置が始動時と異なり、誤っ
た制御をすることになる。このような誤制御を防止する
ため、零点復帰信号の有無を判定し、零点復帰信号がな
ければステップ５９に進む。その後、ステップ６０にお
いて警告ランプを点灯させ故障を告げる。ステップ５２
において零点復帰信号が検知された場合は正常と判断
し、ステップ５３以下ステップ５８まで進み、ステップ
モータ５を駆動させフルラック制御を実施する。
【００１４】なお、本実施例では、ラック位置センサ２
によりステップモータ５が正常に作動しているか否かを
判定し補正をかける方法、いわゆる閉ループ制御を示し
たが、ラック位置センサ２が故障した場合には、開ルー
プ制御に切替えることも可能である。本実施例は、ラッ
ク位置センサによりモータを監視する構成であるが、代
わりにステップモータ側にセンサを取付け、モータ位置
を直接監視する構成としてもよい。この場合、零点復帰
スイッチは不要である。
によりステップモータ５が正常に作動しているか否かを
判定し補正をかける方法、いわゆる閉ループ制御を示し
たが、ラック位置センサ２が故障した場合には、開ルー
プ制御に切替えることも可能である。本実施例は、ラッ
ク位置センサによりモータを監視する構成であるが、代
わりにステップモータ側にセンサを取付け、モータ位置
を直接監視する構成としてもよい。この場合、零点復帰
スイッチは不要である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料噴射
制御装置によれば、燃料噴射量調節部材が全開時にのみ
制御を開始する構成にしたため、燃料噴射ポンプの最大
噴射量の自由度を高めて精密な噴射制御が可能となり、
消費電流を節約するとともにモータの発熱および制御装
置のパワー素子の発熱を低減することができるという効
果がある。
制御装置によれば、燃料噴射量調節部材が全開時にのみ
制御を開始する構成にしたため、燃料噴射ポンプの最大
噴射量の自由度を高めて精密な噴射制御が可能となり、
消費電流を節約するとともにモータの発熱および制御装
置のパワー素子の発熱を低減することができるという効
果がある。
【図１】本発明の実施例による燃料噴射制御装置を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】本発明の実施例による燃料噴射制御装置のフル
ラック制御機構を示す斜視図である。
ラック制御機構を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例によるステップモータを示す正
面図である。
面図である。
【図４】本発明の実施例による機関回転数とラック位置
の関係を示す特性図である。
の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の実施例による燃料噴射制御装置の制御
回路を示すブロック図である。
回路を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例による制御例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
１ 噴射ポンプ（燃料噴射ポンプ） ２ ラック位置センサ ３ アクセルレバー（燃料噴射量調節部材） ４ スイッチ ５ ステップモータ ６ 制御装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−85514（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−61330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−101558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−129423（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−88043（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 1/00 - 1/18
Claims (1)
- 【請求項１】燃料噴射ポンプからの噴射される燃料量を
調節する燃料噴射量調節部材と、機関の運転状態に応じて該燃料噴射量調節部材の位置を
調節する機械式ガバナと、 前記燃料噴射量調節部材の実位置を検出するセンサと、 このセンサによって燃料噴射量調節部材の実位置が最大
噴射量位置にあることが検知されたとき、機関の運転状
態に応じて該燃料噴射量調節部材の最大噴射量位置を電
気的操作により調節するステップモータと、 前記センサによって燃料噴射量調節部材の実位置が最大
噴射量位置にあることが検知されたとき、機関の運転状
態に応じて前記燃料噴射量調節部材の最大噴射量位置を
制御する信号を前記ステップモータに出力する制御装置
とを備え、 前記燃料噴射量調節部材の実位置が最大噴射量位置であ
ることが前記センサにて検出されたとき、前記ステップ
モータを駆動させ、機関の運転状態に応じて前記燃料噴
射量調節部材の最大噴射量位置を制御し、 前記燃料噴射量調節部材の実位置が最大噴射量位置でな
いことが前記センサにて検出されたとき、前記ステップ
モータの駆動を遮断し、前記機械式ガバナにより燃料噴
射制御する ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03142561A JP3095027B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03142561A JP3095027B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342833A JPH04342833A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3095027B2 true JP3095027B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15318201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03142561A Expired - Fee Related JP3095027B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095027B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP03142561A patent/JP3095027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04342833A (ja) | 1992-11-30 |
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