JPH04342833A - Fuel injection control device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a reliable fuel injection control device which can enhance the freedom of the maximum injection volume of a fuel injection pump, and which can precisely control fuel injection. CONSTITUTION:When a switch 4 detects a full open of an accelerator lever 3 for adjusting the fuel volume injected from a fuel injection pump 1, a control device 6 delivers an instruction so as to drive a step motor 5, and the position of the maximum fuel injection volume during the full open of the accelerator lever 3 is controlled in accordance with an operating condition of an engine. When no control is required during engine operation, current application to the step motor 5 is cut off.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for a diesel engine, and more particularly to a fuel injection control device for controlling the amount of fuel injected to a diesel engine.

【０００２】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
。2. Description of the Related Art Conventionally, it has been known that the injection amount in a diesel engine is controlled by a mechanical governor, an electronically controlled governor, etc. attached to an injection pump. For example, Japanese Utility Model Application Publication No. 60-69336 discloses an injection device in which full rack control of a hydraulic governor is controlled by a step motor, but with this configuration, it is necessary to always operate the step motor when the diesel engine is operating. be. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 60-240834 discloses an injection device in which the minimum and maximum injection amounts are controlled by a governor in a cam-driven unit injector using an actuator. This configuration is based on a unit injector and differs from the mechanical governor of an in-line injection pump in its variable mechanism. Furthermore, JP-A-56-146027 discloses an injection device that performs duty control over full rack control of a mechanical governor, but this configuration mainly uses position feedback control, making it difficult to simplify the system. There is a problem that.

【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。[0003] Generally, mechanical governors have the advantage of being cheaper than electronically controlled governors, but they have a problem in that they have less flexibility in determining the maximum injection amount that determines the full-load performance of a diesel engine. As needs are increasing due to stricter exhaust gas regulations, etc., the maximum injection amount pattern has become more complex, making it impossible to meet required regulatory values. On the other hand, electronically controlled governors have a large degree of freedom in controlling the injection amount and can be said to pose no particular performance problems, but they do have the problem of high cost.

【０００４】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。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and uses a mechanical governor to increase the degree of freedom in the maximum injection amount of the fuel injection pump, and to achieve precise fuel injection control. The purpose of the present invention is to provide a highly reliable fuel injection control device that enables the following.

【０００５】[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
、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可変燃料噴射
量調節部材の最大噴射量位置を調節するステップモータ
と、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制御装置とを備えたことを特
徴とする。Means for Solving the Problems A fuel injection control device according to the present invention for solving the above problems includes a fuel injection amount adjustment member that adjusts the amount of fuel injected from a fuel injection pump, and a fuel injection amount adjustment member that adjusts the amount of fuel injected from a fuel injection pump. A sensor that detects the actual position of the member, and a step motor that adjusts the maximum injection amount position of the variable fuel injection amount adjustment member when the sensor detects that the actual position of the fuel injection amount adjustment member is at the maximum injection amount position. and a control device that controls the maximum injection amount position of the fuel injection amount adjusting member according to the operating state of the engine.

【０００６】[0006]

【作用】本発明の燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射
量調節部材が最大噴射量位置にあるときにこの最大噴射
量位置が機関の運転状態に応じて調節されるため、機関
の運転状態に応じた精密な制御が可能になる。[Operation] According to the fuel injection control device of the present invention, when the fuel injection amount adjusting member is at the maximum injection amount position, the maximum injection amount position is adjusted according to the engine operating condition. Precise control according to the situation becomes possible.

【０００７】[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。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on the drawings. As shown in FIG. 1, the injection pump 1 includes a rack position sensor 2 that detects the position of a control rack (not shown), and a switch 4 that detects when the accelerator lever 3 is fully opened.
, a step motor 5 that controls the full rack position using the signal from the switch 4 as a trigger, and a signal indicating the engine operating status, such as an engine rotation speed signal, a boost pressure signal, a starter signal, an engine water temperature signal, etc. and a control unit (ECU) 6 that controls the full rack position. The step motor 5 has a built-in switch (not shown) for notifying zero point return.

【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。The full rack control mechanism employs a control method using a step motor 5, as shown in FIG.
The link mechanism of a typical half-all-speed mechanical governor is shown. The step motor 5 has an eccentric cam 11 attached to the tip of a motor shaft 10. The arm 8 is directly connected to the control rack 7 and is connected to the motor shaft 10.
A control pin 9 is attached that projects in the axial direction. When the accelerator lever 3 reaches the fully open position, the control pin 9 and the eccentric cam 11 come into contact. With this configuration, when the motor shaft 10 of the step motor 5 rotates, the control rack 7 moves and the position of the accelerator lever 3 can be changed. When the accelerator lever 3 falls below the fully open position, the control pin 9 separates from the eccentric cam 11, so that the original mechanical governor operates and the dependence on the step motor 5 is eliminated.

【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。FIG. 3 is a front view showing the step motor 5. As shown in FIG. A return spring 14 is attached to the eccentric cam 11, and the eccentric cam 11 comes into contact with the stopper pin 12 when the step motor 5 is turned off. When the stopper pin 12 and the eccentric cam 11 come into contact, a signal is generated (not shown). Moreover, this position becomes the control start reference position (i) shown in FIG. Control is started based on this position, but in consideration of the step-out phenomenon peculiar to step motors, a stopper pin 13 is also provided in the rack reduction direction to protect the device. With this configuration, the stopper pin 1
2 and the stopper pin 13, that is, within the range (i) to (ii) shown in FIG. 4, when the accelerator lever 3 is in the fully open position, the control rack 7 can be freely controlled.

【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。FIG. 5 is a block diagram showing the control circuit. Based on the signal obtained by the engine state detector 31, a mode switching determiner 34 selects a mode for each full rack position 32 to 33, and a calculation circuit 35 calculates a target full rack position. Next, the target number of steps, which is a command signal to the step motor 5, is calculated from this target full rack position by the arithmetic circuit 36, and the target number of steps is calculated from the target full rack position.
The arithmetic circuit 37 calculates the pulse rate for driving the . Note that in calculating this pulse rate, the state of the engine is detected and corrected by the pulse rate switching determiner 40. This is because the torque generated by the step motor 5 changes due to fluctuations in the power supply voltage, so it is necessary to switch the pulse rate so that the optimum torque can always be obtained. In addition, even if the power supply voltage is constant, the sliding resistance of the control rack 7, etc. changes depending on the viscosity of the engine oil (depending on the temperature). It is necessary to switch the pulse rate. The step motor 5 is driven through the drive circuit 38 at this pulse rate.

【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。In this embodiment, the step motor 5 is driven only when the accelerator lever fully open position detector 41 determines that the accelerator lever is in the fully open position by the drive determination circuit 42, and is not driven in other cases. (no current flows)
composition. This is because the accelerator lever 3 is not always in the fully open position during engine operation, so the current is cut when it is not needed, reducing the heat generated by the step motor 5 itself and the power element in the control device 6, thereby reducing reliability. This is to ensure sex. This configuration also achieves savings in current consumption.

【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。On the other hand, the actual rack position is detected by a detection circuit 43, and only when the accelerator lever 3 is fully opened, it is determined whether the actual rack position matches the target rack position calculated by the arithmetic circuit 35, and whether or not there is a so-called step-out phenomenon. The detection and determination circuit 44 makes a determination. If it is determined that synchronization has occurred, the calculation circuit 45 calculates the number of correction steps and generates a pulse rate. Further, a zero point return circuit 46 is provided between the correction step number calculation circuit 45 and the drive circuit 38.

【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。Next, a description will be given based on the flowchart shown in FIG. In step 51, it is determined whether or not the accelerator lever 3 is in the fully open position, and if it is not in the fully open position, the process proceeds to step 61, and the power supply to the step motor 5 is continued to be cut off. In other words, it means not entering full rack control. If the accelerator lever 3 is in the fully open position, proceed to step 5.
1 to step 52, it is determined whether the step motor 5 has returned to zero point. If the step motor 5 has returned to zero point normally, the step motor 5 will not be energized and the accelerator lever 3 will be moved by the return spring 14.
Since it is always returned to the zero point position, it will output a zero point signal. However, if for some reason the step motor 5 has not returned to its zero point, the reference position will be different from that at the time of starting, resulting in incorrect control. In order to prevent such erroneous control, the presence or absence of a zero point return signal is determined, and if there is no zero point return signal, the process proceeds to step 59. Thereafter, in step 60, a warning lamp is turned on to notify the failure. Step 52
If the zero point return signal is detected in step , it is determined to be normal, and the process proceeds from step 53 to step 58, where the step motor 5 is driven and full rack control is performed.

【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。Note that in this embodiment, the rack position sensor 2
A method of determining whether or not the step motor 5 is operating normally and applying correction, so-called closed-loop control, has been shown, but if the rack position sensor 2 fails, it is also possible to switch to open-loop control. . In this embodiment, the motor is monitored by a rack position sensor, but instead, a sensor may be attached to the step motor to directly monitor the motor position. In this case, a zero point return switch is not required.

【００１５】[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、アクセルレバー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。As explained above, according to the fuel injection control device of the present invention, since the control is started only when the accelerator lever is fully opened, the degree of freedom of the maximum injection amount of the fuel injection pump is increased and precision can be improved. This has the effect of enabling efficient injection control, saving current consumption, and reducing heat generation of the motor and power elements of the control device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【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。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection control device according to an embodiment of the present invention.

【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。FIG. 2 is a perspective view showing a full rack control mechanism of a fuel injection control device according to an embodiment of the present invention.

【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。FIG. 3 is a front view showing a step motor according to an embodiment of the present invention.

【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。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between engine speed and rack position according to an embodiment of the present invention.

【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。FIG. 5 is a block diagram showing a control circuit of a fuel injection control device according to an embodiment of the present invention.

【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。FIG. 6 is a flowchart showing an example of control according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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1 Injection pump (fuel injection pump) 2 Rack position sensor 3 Accelerator lever (fuel injection amount adjustment member) 4 Switch 5 Step motor 6 Control device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、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
が検知されたとき該燃料噴射量調節部材の最大噴射量位
置を調節するステップモータと、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
制御装置とを備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置
。1. A fuel injection amount adjusting member for adjusting the amount of fuel injected from a fuel injection pump; a sensor for detecting the actual position of the fuel injection amount adjusting member; and a sensor for detecting the actual position of the fuel injection amount adjusting member. a step motor that adjusts the maximum injection amount position of the fuel injection amount adjustment member when it is detected that the fuel injection amount adjustment member is at the maximum injection amount position; and a step motor that adjusts the maximum injection amount position of the fuel injection amount adjustment member according to the operating state of the engine. A fuel injection control device comprising: a control device for controlling a fuel injection control device;