JP2002188497A

JP2002188497A - 電子制御ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置

Info

Publication number: JP2002188497A
Application number: JP2000388993A
Authority: JP
Inventors: 太洋 ▲廣▼井; Taiyo Hiroi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的に制御可能なスピル弁を有するディー
ゼルエンジンの燃料噴射量制御装置において、回転角パ
ルスにノイズの混入によるパルス割れが何回発生して
も、回転数の落ち込みやエンジンストール等の不具合を
簡単に防止する。【解決手段】回転角センサが出力する回転角パルスの
うちで、スピル弁開弁時刻前後の３個のパルスのパルス
時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を算出する算出手段と、そ
れによってスピル弁の次回の開弁時刻を算出するスピル
弁開弁時刻算出手段と、１サイクルが終了した時のパル
スカウンタの計数値のずれから回転角パルス（ＮＥパル
ス）におけるパルス割れの有無を判定する判定手段と、
パルス割れが生じたと判定された時に、パルス割れによ
って短くなったパルス時間ＴＳ２，ＴＳ３の代わりに、
健全なＴＳ１に所定の補正係数ＲＴＯＴＳ２，３を乗算
した補正値を算出する補正手段とを備えている電子式制
御装置が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射ポンプに付設された電磁スピル弁、或いは
それに代わる電気的に制御可能なスピル弁を、電子式制
御装置によって開閉制御することによりエンジンの燃料
噴射量を適正に制御する、電子制御式ディーゼルエンジ
ンのための燃料噴射量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御ディーゼルエンジンの燃料噴射
ポンプにおいては、燃料を噴射圧力まで加圧するプラン
ジャのリフト時に得られる燃料噴射量が目標値に達した
時に、電子式制御装置によって電磁スピル弁のような電
気的に制御可能なスピル弁を開弁させることにより、プ
ランジャによって加圧された高圧室の燃料を低圧の燃料
室へ漏出（スピル）させて、高圧室の燃料圧力を低下さ
せることにより、そのサイクルにおける燃料噴射を終了
させるようになっている。このような電気的に制御可能
なスピル弁の制御装置においては、通常は、燃料噴射ポ
ンプのプランジャのリフト及びそのドライブシャフトの
回転と、それを駆動するエンジン本体の回転が同期して
いることから、エンジンのクランク軸等の回転角を、パ
ルサと呼ばれている歯車状の回転体と電磁式のピックア
ップからなる回転角センサによって検出し、その出力信
号のパルス（エンジンの回転角パルス）に基づいて目標
とするスピル角度を決定するように構成されている。

【０００３】このような構成のディーゼルエンジンにお
いては、近年の燃料噴射ポンプの高圧化に伴って、エン
ジンの始動直後の低回転状態などにおいて、スピル時の
駆動反力等によって発生するノイズパルスがエンジンの
回転角パルスに混入することがあり、それによって「パ
ルス割れ」という現象が生じて回転角パルスのパルス数
が増加するので、パルス割れをしたエンジンの回転角パ
ルスに基づいて行われるスピル弁の制御は適正に行われ
ないことになり、結果として燃料噴射量制御の精度が低
下するという問題がある。

【０００４】この問題を解消するために、本出願人は既
に次のような幾つかの方策を提案している。まず、特開
平７−１８９７９４号公報に記載されている第１の従来
技術においては、ノイズパルスの混入によって、回転角
センサのパルサの円周上の基準点である１つの欠歯部と
次の欠歯部との間にある一定数の歯に対応して発生する
筈の回転角パルス信号の計数値が、正常な一定値よりも
増加したことが検出された時は、なまし制御を禁止して
燃料の増量を抑えることにより、エンジン回転数がなま
し制御によって上昇するのを防止する。なお、ここで
「なまし制御」というのは、例えばエンジン回転数が何
らかの原因によって一定の目標回転数よりも低下した時
に、燃料噴射量を漸増させることによって目標回転数に
向かって滑らかに回転数を上昇させる制御のことであ
る。

【０００５】第１の従来技術においては、エンジンの回
転角パルスにパルス割れが生じたことによって、回転角
センサが単位時間内に検出するエンジンの回転角パルス
のパルス数が実際に単位時間内にピックアップの前を通
過したパルサの歯の数よりも多くなることにより、あた
かもエンジン回転数が低下したかのように制御装置にお
いては誤認されることから、制御装置がエンジン回転数
の低下を回復させる燃料噴射量の増量操作を行わないよ
うに、燃料噴射量の増量制御を禁止するものであるが、
スピル弁の制御の基準となっているエンジンの回転角パ
ルスに対する補正は行っていないから、パルス割れによ
って生じた１つの問題に対する手当ての域を出ていない
ものであり、根本的な解決手段とは言えない。

【０００６】次に、特開平１０−２０５３８５号公報に
記載されている第２の従来技術は、パルス信号にパルス
割れが生じ易い極低回転のような運転条件においてはパ
ルス信号に基づくエンジン回転数の算出及び燃料噴射量
制御等を禁止する。また、エンジンの回転角パルスの個
々のパルスを逐一検査することによって、実際にパルス
割れが検出された時にはその時期を特定して、パルス割
れをしたパルスを正常なパルスとする補正を加える。そ
れらの手段によって、パルス割れをしたパルスによる誤
った制御が実行されることを防止する。補正の手法は、
スピル開弁前、スピル開弁時、及びスピル開弁後の、そ
れぞれ１パルスの時間（パルス時間）と、更にその後の
パルスのパルス時間をも比較して、それらの大小（長
短）関係に応じて、スピル開弁前やスピル開弁時のパル
ス時間に後続のパルス時間を加えたり、後続のパルス時
間によって置き換えたりするというような方法である。

【０００７】第２の従来技術においては、パルス割れを
したパルスを補正して、それによって生じる弊害を解消
することを考えているが、補正の手法が非常に複雑であ
るために、それを実行する制御装置の構成が複雑になっ
てコストが上昇する。また、制御装置の構成が複雑であ
ることによってトラブルが発生する可能性も高くなると
いう問題もある。更に、第２の従来技術ではエンジンの
回転角パルスにパルス割れが２回以上続いて発生した場
合に対応することができないとか、第２の従来技術にお
いて参照されるスピル開弁後の２個のパルスのパルス時
間にパルサの欠歯部の信号が絡んで来ると、スピル開弁
時及びスピル開弁後のパルスのパルス時間の補正値がず
れるという問題もある。

【０００８】また、特開平１１−２４７７００号公報に
記載されている第３の従来技術は、メインスピル開弁／
閉弁時期がエンジンの回転角パルスのパルス割れによっ
て影響を受けるのを防止するために、従来から行われて
いる方法によって、メインスピル開弁直前のパルスを基
準にして算出した第１のメインスピル開弁／閉弁時刻
と、パルス割れが起こる前の問題のないパルスを基準に
して算出した第２のメインスピル開弁／閉弁時刻とを比
較し、第１の時刻の算出値が第２の時刻の算出値よりも
早くなった（小さくなった）時にはパルス割れがあった
ものと判断して第２の時刻の算出値を採用する一方、逆
の場合にはパルス割れが生じていないものと判断して第
１の時刻の算出値を採用する。これは、なるべく至近の
データを基準にして開弁／閉弁時刻を決定した方が誤差
が少なくなるためである。

【０００９】しかしながら、この第３の従来技術の手法
も、今回提案する本発明の手法とは根本的に異なってい
るだけでなく、第３の従来技術によってはエンジンの回
転角パルスにパルス割れが２回以上続いて発生した場合
に対応することができないという問題がある。従って、
一般の従来技術はもとより、本出願人が先に提案したこ
れら３件の従来技術にも、それぞれ幾つかの解決すべき
問題が残っているので、エンジンの回転角パルスにパル
ス割れが生じた場合に対応する根本的な、より優れた対
策が必要な状態にある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前述のような諸問題に対処して、エンジンの回転
角パルスにノイズパルスが混入することによってパルス
割れが発生した時に、エンジン回転数の落ち込みやエン
ジンストール等の不具合を防止するために、パルス割れ
をしたパルスのパルス時間を簡単な手段によって補正す
ることによりエンジンの回転角パルスを修復して、その
回転角パルスを基準として実行される燃料噴射量の制御
の精度を十分に高く維持することができるような、しか
も、パルス割れが１サイクル内に何回繰り返して発生し
ても、それに対して問題なく対応することができるよう
な、改良された電子制御ディーゼルエンジンの燃料噴射
量制御装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲における請
求項１に記載された電子制御ディーゼルエンジンの燃料
噴射量制御装置を提供する。

【００１２】本発明の電子制御ディーゼルエンジンの燃
料噴射量制御装置は、電気的に開閉制御されるスピル弁
を備えている燃料噴射ポンプのドライブシャフトの回転
角を検出する回転角センサと、スピル弁のための制御信
号を出力する電子式制御装置とを備えており、この電子
式制御装置は、回転角センサが出力する回転角パルスの
パルス時間のうちで、スピル弁開弁前の１個のパルスの
パルス時間と、スピル弁開弁時の１個のパルスのパルス
時間と、スピル弁開弁後の１個のパルスのパルス時間を
算出する算出手段と、１個の回転角パルスが入力される
度にインクリメントされ、１サイクルが終了した時にク
リアされるパルスカウンタと、スピル弁の次回の開弁時
刻を算出するスピル弁開弁時刻算出手段と、１サイクル
が終了した時点におけるパルスカウンタの計数値のずれ
から回転角パルスにおけるパルス割れの有無を判定する
判定手段と、回転角パルスにパルス割れがあると判定さ
れた時に、パルス割れによって短くなったパルスのパル
ス時間の代わりに、スピル弁開弁前の１個のパルスのパ
ルス時間に対して所定の補正係数を乗算することによっ
て得られる補正値を算出するパルス時間の補正手段とを
備えている。

【００１３】従って、回転角センサが検出する回転角パ
ルスにパルス割れが生じたことが検知された時には補正
手段が作動して、パルス割れによって短くなったパルス
のパルス時間の代わりに、健全なパルス時間であるスピ
ル弁開弁前の１個のパルスのパルス時間に対して所定の
補正係数を乗算して、適正な補正値を算出するので、次
回のスピル弁開弁時刻は、補正係数の乗算という簡単な
方法で補正された前回のパルス時間の補正値に基づい
て、スピル弁開弁時刻算出手段によって容易に算出され
るので、回転角パルスのパルス割れによる悪影響が簡単
に除去されて、適正な燃料噴射量が得られることによ
り、ディーゼルエンジンは安定に運転されるために、エ
ンジンストール等の問題を避けることができる。

【００１４】本発明においては、補正手段に予め設定し
て使用する補正係数を、具体的に、ディーゼルエンジン
の回転数と、例えば外気温度、冷却水温度、或いは燃料
温度のような環境温度とをパラメータとして変化する関
数として、２次元マップの形で設定することができる。
本発明においては更に、ディーゼルエンジンの負荷をも
パラメータの１つに加えて、３次元マップの形で設定し
てもよい。それによって算出されるスピル弁開弁時刻の
精度が一層高くなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図５に本発明の電子制御ディーゼ
ルエンジンの燃料噴射量制御装置のシステム構成を例示
する。図５は簡略化して示されているが、構成部分の詳
細な構造は前述の３件の従来技術におけるものと大同小
異であるから、それらの説明を参照することができる。
図５に略示した電子式制御装置（ＥＣＵ）１は、通常の
電子式制御装置と同様にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭや入出
力回路等から構成されている。対象となるディーゼルエ
ンジン（図示しない）の各気筒に対する燃料噴射量の制
御は、燃料噴射ポンプ２に付設された電磁スピル弁３を
ＥＣＵ１によって開閉させることにより、燃料噴射ポン
プ２の図示しないプランジャによって加圧される高圧室
の燃料圧力を制御して行われる。図示実施例における燃
料噴射ポンプ２は所謂分配型のものであって、単一の高
圧室において単一のプランジャによって高圧に加圧され
る燃料が、プランジャの回転によって図示しない各気筒
の燃料噴射弁へ順次に供給（分配）されるようになって
いる。

【００１６】燃料噴射量を制御する電磁スピル弁３は、
ＥＣＵ１から出力される制御信号を受けて作動するドラ
イバ（ＥＤＵ）４によって電気的に駆動される。図示実
施例の場合、燃料噴射ポンプ２のドライブシャフト５に
は、それと一体的に回転するように歯車状のパルサ６が
取り付けられており、パルサ６の外周面の一部に対向す
るように電磁式ピックアップ等からなる回転角センサ７
が固定されていて、回転角センサ７が出力するパルス状
の回転角信号がＥＣＵ１へ入力される。この場合、ドラ
イブシャフト５には、それを回転駆動するためにエンジ
ンのクランク軸等が連結されているので、回転角センサ
７は燃料噴射ポンプ２のドライブシャフト５のみなら
ず、エンジンのクランク軸の回転角をも検出することに
なるので、回転角センサ７をＮＥセンサ７と略称すると
共に、その出力信号である回転角パルスをＮＥパルスと
略称することにする。従って、パルサ６とＮＥセンサ７
は、ドライブシャフト５の代わりに、図示しないエンジ
ンのクランク軸やカム軸等に設けられていてもよい。

【００１７】ドライブシャフト５に取り付けられた歯車
状のパルサ６には位置の基準となる欠歯部８が設けられ
ている。欠歯部８は、例えばパルサ６の外周を４等分す
るように、相互に９０°の角度をなす位置に設けられ
る。欠歯部８は、ＥＣＵ１がそれを正確に認識すること
ができるように、例えば歯１個分が欠如している長い谷
の部分と、それに隣接する回転方向の前方位置に形成さ
れた谷１個分が欠如している長い山（歯）の部分とから
なっている。従って、パルサ６がドライブシャフト５
（従って、エンジンのクランク軸）と共に回転すると
き、ＮＥセンサ７が出力するＮＥパルスは、パルス割れ
が生じていない正常な状態において図５の下段に例示し
たような形状のパルス列となる。ＮＥパルスにおける
８’はパルサ６の欠歯部８に対応して出力される特別の
信号である。パルサ６の隣接する２つの欠歯部８の間に
形成される通常の形状の歯の数は例えば１３個である。
それらに対応して、図５の下段に示すＮＥパルスは、２
つの欠歯部対応パルス８’の間に通常の歯の形をした山
とそれに続く谷からなるパルスが１３個現れている。

【００１８】なお、図５において、９は燃料の温度を検
出する燃温センサ、１０はエンジンの冷却水の温度を検
出する水温センサを示しており、それらが出力する信号
がＥＣＵ１へ入力される。また、ＥＣＵ１にはその他の
情報１１がセンサ類やスイッチ類等から入力されると共
に、演算結果としての制御信号の１つが電磁スピル弁３
のためのＥＤＵ４へ出力される。また、その他の機器へ
供給されるその他の制御信号１２等もまたＥＣＵ１から
出力される。

【００１９】図２は、図５の下段に示したものと同様
に、パルサ６に対応するＮＥセンサ７によって検出され
た、パルス割れが生じていない正常な状態におけるＮＥ
パルスと、電磁スピル弁３を作動させるためにＥＣＵ１
からＥＤＵ４へ供給されるスピル弁制御信号との関係を
例示したタイムチャートである。スピル弁制御信号は、
１つの燃料噴射弁の燃料噴射開始時期に立ち上がって電
磁スピル弁３を閉弁させることにより、図示しないプラ
ンジャによって加圧される高圧室の燃料を高圧に維持
し、その燃料噴射弁からの燃料噴射を開始させる。

【００２０】このスピル弁閉弁時刻、従って燃料噴射開
始時期は、図示例においてはパルス番号（ＥＣＵ１内の
パルスカウンタの計数値ＣＮＩＲＱ）が８のパルスの山
の略中程となっている。また、同じスピル弁制御信号
は、１つの燃料噴射弁の燃料噴射終了時期に立ち下がっ
て電磁スピル弁３を開弁させることにより、高圧室の燃
料を図示しない低圧の燃料室へスピルさせて、高圧室の
燃料圧力を低下させることにより燃料噴射を終了させ
る。このスピル弁開弁時刻、即ち燃料噴射終了時期は、
図示例においてはパルス番号が１０のパルスの谷の略中
程となっている。

【００２１】従って、スピル弁制御信号が立ち上がるス
ピル弁閉弁時刻と、スピル弁制御信号が立ち下がるスピ
ル弁開弁時刻との間がスピル弁閉弁期間となって、この
期間が燃料の噴射期間に対応し、その期間の長さが燃料
噴射量の大きさを決定することになる。一般にプランジ
ャのリフトが未だ小さくて高圧室の圧力が十分に上昇し
ていない時期となるスピル弁閉弁時刻は、燃料噴射量に
及ぼす影響が小さいので重要性は乏しいが、燃料噴射の
終了時期であるスピル弁開弁時刻には高圧室の圧力が高
くなっているため、スピル弁開弁時刻の僅かなずれによ
っても燃料噴射量に大きな差を生じるのでスピル弁開弁
時刻は非常に重要である。

【００２２】このように、スピル弁開弁時刻はスピル弁
閉弁時刻よりも重要であるが、スピル弁開弁時刻の適正
な制御を行う本発明の制御装置における制御の手法を説
明するために、図２のように正常な形のＮＥパルスが生
じている場合に限らず、後述のようにパルス割れが生じ
ている図３に示す場合をも含めて、スピル弁開弁時刻が
属しているパルスから見て１つ前のパルス（図示例の場
合は番号９のパルス）のパルス時間（山と谷を含む波
長）をＴＳ１と定義し、スピル弁開弁時刻そのものが属
しているパルス（図示例の場合は番号１０のパルス）の
パルス時間をＴＳ２と定義すると共に、スピル弁開弁時
刻が属しているパルスから見て１つ後のパルス（図示例
の場合は番号１１のパルス）のパルス時間をＴＳ３と定
義する。

【００２３】ＥＣＵ１は、パルサ６の欠歯部８に対応し
てＮＥセンサ７が発生する欠歯部対応パルス８’を検知
してカウンタの計数値ＣＮＩＲＱをクリアし、前回のス
ピル弁開弁時刻の情報に基づいて今回のスピル弁開弁時
刻（ＴＳＰ_i-1 ）が属するパルスのパルス数（今回ＣＡ
ＮＧＡ_i-1 ）を決定し、カウンタはそのパルス数に向か
って改めて０からパルス数のカウントを開始する。従っ
て、パルスが検出される度にカウンタの計数値ＣＮＩＲ
Ｑが１づつインクリメント（カウントアップ）される。
そして、計数値が目標のパルス数（今回ＣＡＮＧＡ
_i-1 ）に達した時点から、今回の余り角（ＱＡＮＧＲＭ
_i-1 ）に相当する短い時間、即ち今回のスピル弁開弁時
刻（ＴＳＰ_i-1 ）が経過した時点においてＥＤＵ４を介
して電磁スピル弁３を開弁させる。

【００２４】次回（次の気筒）のスピル弁開弁時刻（Ｔ
ＳＰ_i ）は、今回のスピル弁開弁時刻前後の３個のパル
スのパルス時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３に基づいて予め
決定される。次回のＮＥパルスに属するいずれかのパル
スにパルス割れが生じるか否か、パルス割れが生じた場
合にそれが何個であるかというようなことは、実際に次
回のサイクルが終了して欠歯部対応パルス８’が検知さ
れた時に、それまでに実際に計数されたパルス数と、図
２に示すような正常なパルス数とを比較しなければ判ら
ないから、次回のスピル弁開弁時刻（ＴＳＰ_i ）は今回
のスピル弁開弁時刻（ＴＳＰ_i-1 ）のデータに基づいて
設定する他はない。ところが、図３に示すように、その
データであるパルス時間ＴＳ２，ＴＳ３にパルス割れが
生じることによって、パルス時間ＴＳ２或いはＴＳ３が
短くなると、次回のスピル弁開弁時刻も早くなって、ス
ピル弁閉弁期間が図３のスピル弁制御信号に破線で減少
分を例示したように短くなり、その結果として燃料噴射
量が減少してエンジン回転数が低下し、エンジンストー
ルを招く可能性が生じる。

【００２５】そこで、図示実施例の制御装置において
は、パルス割れによって短くなったスピル弁開弁時刻前
後のパルス時間ＴＳ２及び（或いは）スピル弁開弁後の
パルス時間ＴＳ３を補正して、それらの値を本来あるべ
き値に近づけることにより、それらに基づいて算出され
る次回のスピル弁開弁時刻（ＴＳＰ_i ）の精度を向上さ
せて、適正な燃料噴射量が実現されるようにするのであ
る。

【００２６】電磁スピル弁３の開弁時に発生するスピル
反力によってＮＥセンサ７の出力信号にノイズが加わる
と、ノイズによってＮＥパルスに図３の（１）及び
（２）に例示したようなパルス割れが発生する。図３の
（１）は、スピル弁開弁時刻が属しているパルス１０の
パルス時間ＴＳ２にノイズによるパルス割れが生じた例
を示している。この場合はパルス１０の谷部に短時間の
パルス１１が立ち上がるので、図２に示すように本来は
パルス番号が１１であったものがずれてパルス１２とな
る。また、それ以降のパルスもパルス番号がずれて、パ
ルス１２が１３になるというように、本来のパルス番号
に１を加えた番号を有するものとなる。そして、パルス
１０が新たな短いパルス１０と短いパルス１１の２個に
分割された形になるので、パルス時間ＴＳ２及びＴＳ３
の双方が短くなる。その後の新たなパルス１２の長さは
元のパルス１１と同じであるが、パルス番号が１１から
１２に変わっているので、ＥＣＵ１のカウンタはこれを
パルス１２として計数する。

【００２７】図３の（２）は、スピル弁開弁後のパルス
１１のパルス時間ＴＳ３にノイズによるパルス割れが生
じた例を示している。この場合はパルス番号が１１であ
るパルスのパルス時間が短くなり、割れたパルス１１の
残りが短いパルス１２となるので、その後に続く各パル
スは、図２に示すように本来はパルス１２であるべきも
のがパルス１３になるというように、パルス番号が増大
する方向にずれる。もっとも、このようなパルス番号の
ずれは無限に続く訳ではなく、ＮＥセンサ７がパルサ６
の次の欠歯部８を検出した時にＥＣＵ１内のカウンタの
計数値ＣＮＩＲＱがリセット（クリア）されて、次のパ
ルス番号を０にするので、パルス番号だけは正しい数字
に戻る。

【００２８】このようにして、パルス割れが１回生じる
度にパルス数が１個ずつ増加するので、パルス割れが生
じたパルス以後のそれぞれのパルスについてＥＣＵ１が
カウンタの計数値に基づいて認識するパルス番号の数字
は、本来の番号の数字よりもパルス割れの回数だけ大き
くなって行く。

【００２９】前述のように、ＥＣＵ１は今回のスピル弁
開弁時刻に関連するパルス時間ＴＳ１，ＴＳ２，及びＴ
Ｓ３に基づいて演算を行い、次回のスピル弁開弁時刻を
算出するように構成されているので、ＥＣＵ１において
検知された今回のパルス時間ＴＳ２或いはＴＳ３の値が
前述のようにパルス割れ等によって短くなると、次回の
スピル弁開弁時刻が、図３のスピル弁制御信号に破線に
よって示した分だけ、本来の狙いの位置よりも早くなる
ため、次回の燃料噴射量が誤って減少することになる。

【００３０】燃料噴射装置は、前回のスピル弁開弁時刻
に基づいて予め決定されたスピル弁開弁時刻が来た時
に、スピル弁制御信号が立ち下がって電磁スピル弁３を
開弁させることにより、燃料噴射が終了するように構成
されているので、パルス割れによってパルス番号がずれ
ることにより、ＥＣＵ１が狙いのパルスよりも早く現れ
る誤ったパルスを基準としてスピル弁開弁時刻が算出さ
れるので、燃料噴射時間が短くなって１回の燃料噴射量
が適正値よりも少なくなる結果、エンジン回転数が落ち
込んでエンジンストールが起こるというような問題を生
じる。

【００３１】この問題を解決するために、図示実施例の
制御装置においては、欠歯部対応パルス８’が検出され
る各サイクルの終わりにおいて、パルス数の計数値ＣＮ
ＩＲＱを図２のようにパルス割れがなくて正常な場合の
パルス数と比較する。もし、計数値ＣＮＩＲＱの方が大
きい場合には、パルス割れによってパルス数が増加した
ものと考えられるから、スピル弁開弁時のパルス時間Ｔ
Ｓ２及びスピル弁開弁後のパルス時間ＴＳ３の少なくと
も一方が短くなっている筈である。そこで、この短くな
ったパルス時間ＴＳ２，ＴＳ３を正常な長さに補正する
ために、パルス割れの恐れが少ないことから通常は健全
なパルス時間、即ち、スピル弁開弁前のパルス時間ＴＳ
１に対して、予め設定された補正係数をそれぞれ乗算す
ることによって、簡単にＴＳ２，ＴＳ３の補正値を算出
する点に本発明の特徴がある。

【００３２】図４はそれを図３の（１）の場合について
例示したものであって、パルス割れによって短くなった
実際のパルス時間ＴＳ２又はＴＳ３に所定の補正係数Ｒ
ＴＯＴＳ２又はＲＴＯＴＳ３を乗算し、ＴＳ２＝ＴＳ１
×ＲＴＯＴＳ２ＴＳ３＝ＴＳ２×ＲＴＯＴＳ３として算
出される値を次回のスピル弁開弁時刻ＴＳＰ_i を算出す
るためのデータとして使用する。それによってＴＳ２，
ＴＳ３の値が正常な補正値となり、次回のスピル弁開弁
時刻が破線の位置から実線の位置へ移動するので、スピ
ル弁閉弁期間が必要な量だけ延長されて適正な燃料噴射
量が得られる。

【００３３】この場合は、ＴＳ２，ＴＳ３のいずれにパ
ルス割れが生じているかを判定する必要がある。その判
定によって、パルス割れにより短くなったパルス時間が
ＴＳ２及びＴＳ３の双方か、或いはＴＳ３のみであると
いうことが判明するから、短くなったパルス時間にの
み、それに代えて補正値が適用される。

【００３４】図示実施例において、ＴＳ２及びＴＳ３の
補正値を算出するために用いられる補正係数ＲＴＯＴＳ
２及びＲＴＯＴＳ３は、いずれも図６の（ａ）から
（ｃ）の線図に例示したような内容のマップからＥＣＵ
１によって読み取られる。補正係数を示すこれらの線図
は、いずれも実験に基づいて、エンジン回転数と環境温
度（外気温度、冷却水温度、或いは燃料温度のいずれ
か）をパラメータとして予め決定され、ＥＣＵ１のＲＯ
Ｍに格納されている。なお、これらの線図において、横
軸はエンジン回転数（ｒｐｍ）の値を、縦軸は補正係数
ＲＴＯＴＳ２及びＲＴＯＴＳ３の値を示しており、補正
係数ＲＴＯＴＳ２の変化は実線によって、補正係数ＲＴ
ＯＴＳ３の変化は破線によって示しているが、これらの
補正係数は前述の関係からそれぞれ次のように時間比率
ＴＳ２／ＴＳ１及びＴＳ３／ＴＳ２として表すことがで
きるから、縦軸はこれらの時間比率を示すものでもあ
る。ＲＴＯＴＳ２＝ＴＳ２／ＴＳ１ＲＴＯＴＳ３＝ＴＳ
３／ＴＳ２

【００３５】なお、補正係数を算出するためのマップ
は、図６の（ａ）から（ｃ）に例示したような２次元マ
ップに限らず、例えば、パラメータとして更にエンジン
の負荷等を加えた３次元マップとすることができる。こ
のマップを使用すれば、スピル弁開弁時刻の設定の精度
を更に向上させることができる。これらのマップは、い
ずれも実験に基づいて作成することができる。

【００３６】次に、図示実施例のＥＣＵ１において実行
される制御の手順と、その特徴であるスピル弁開弁時の
パルス時間ＴＳ２及びスピル弁開弁後のパルス時間ＴＳ
３の補正等について、その詳細を図１のフローチャート
を使用して説明する。なお、図１のフローチャートの一
部は、後に図７として示すフローチャートによって更に
詳細に説明する。

【００３７】先ず、図示実施例のＥＣＵ１によって実行
される制御の手順の全体の流れを図１に示す。このルー
チンプログラムはエンジンの運転中において、例えば、
エンジン運転用の図示しないエンジンＥＣＵが実行する
メインルーチンプログラムに対して、所定の短時間毎に
割り込むことによって実行される。ステップ１００にお
いて図１のプログラムがスタートすると、まずステップ
１１０においてＮＥセンサ７がパルサ６の欠歯部８を検
出したか否かが判定される。検出されない時はステップ
１７０へ進んでこのルーチンを終了する。

【００３８】ステップ１１０において欠歯部８が検出さ
れた（ＹＥＳ）と判定された時は、ＮＥパルスカウンタ
の計数値ＣＮＩＲＱが正常な値であるか否かが判定され
る。図２のようにパルス割れが発生していない正常な状
態においては、ＥＣＵ１内のカウンタは、パルサ６の１
サイクルが終わった時にパルサ６の１サイクル分の歯数
と同じ数を計数しているから、この歯数が正常値とな
る。従って、計数値ＣＮＩＲＱがこの正常値よりも多い
時はＮＥパルスにパルス割れが生じたものと判定され
る。もし計数値が正常値よりも２個多い時は、前述のよ
うな理由によって、１サイクルに２回のパルス割れがあ
ったと判定することができる。

【００３９】ステップ１２０においてＹＥＳ（パルス割
れがない）と判定された時は、ステップ１３０へ進んで
ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３の正常値を算出するが、ステッ
プ１２０においてＮＯ（パルス割れがある）と判定され
た時はステップ１４０へ進んで、その場合に適合する補
正係数ＲＴＯＴＳ２，ＲＴＯＴＳ３の値を、予めＲＯＭ
に設定されているマップから読み取る。

【００４０】次にステップ１５０へ進み、パルス時間Ｔ
Ｓ２，ＴＳ３のいずれにパルス割れが生じたかを判定す
る。判定のための条件式としては、例えば（ＴＳ１）−
ＴＳ３＞ＴＳ２を用いることができる。この条件式は、
図３（１）のようにパルス時間ＴＳ２にパルス割れが生
じた場合はＴＳ２，ＴＳ３の双方が短くなって、それら
の和が概ねＴＳ１と同程度の長さになるのに対して、パ
ルス時間ＴＳ３にパルス割れが生じた場合はＴＳ３のみ
が短くなるので、ＴＳ２とＴＳ３の和をＴＳ１と比較す
ることによって、ＴＳ２，ＴＳ３のいずれにパルス割れ
が生じたかを判定することができるからである。

【００４１】ステップ１５０においてＹＥＳであればＴ
Ｓ２にパルス割れが生じていると判定することができ
る。また、ＴＳ２，ＴＳ３の双方にパルス割れが生じて
いる時も判定はＹＥＳとなる。この場合はステップ１６
０へ進み、ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３の補正値を算出す
る。ＴＳ１は補正の必要がないが、ＴＳ２及びＴＳ３に
はそれぞれ先に読みだした補正係数ＲＴＯＴＳ２，ＲＴ
ＯＴＳ３を乗算して、パルス割れがないのと同じ適正な
パルス時間を算出する。

【００４２】ステップ１５０の判定がＮＯとなるのは、
図３の（２）に示したように、パルス時間ＴＳ３のみに
パルス割れが生じている場合である。この場合はステッ
プ１７０へ進み、ＴＳ１とＴＳ２は健全であるから、Ｔ
Ｓ３のみに補正係数ＲＴＯＴＳ２を乗算して適正な値を
求める。このようにパルス割れがあるか否かによって必
要な処理が行われて、適正なＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が
算出されるから、ステップ１８０へ進んで、それらのパ
ルス時間に基づいて次回のスピル弁開弁時期を算出す
る。

【００４３】図１に示す実施例のメインルーチンのステ
ップ１８０における次回のスピル弁開弁時期の演算は、
具体的な例として、図７のフローチャートに示すような
手順によって実行することができる。パルスカウンタの
計数値ＣＮＩＲＱが今回のスピル弁開弁パルス数（ＣＡ
ＮＧＡ_i-1 ）と等しくなった時（図１のステップ１１０
の判定がＹＥＳとなった時）に、図１の各ステップ１３
０，１６０，１７０に示す処理のいずれかを実行するこ
とによって、正常なものはそのまま、パルス割れがある
ものには所定の補正係数を乗算するという簡単な演算に
よって、いずれも適正なパルス時間ＴＳ１，ＴＳ２，Ｔ
Ｓ３がＲＡＭに記憶されているから、この場合は、まず
ステップ２１０においてそれらの値を読み込む。

【００４４】その後にステップ２２０へ進んで、次回の
スピル弁開弁時におけるパルスのパルス時間ＴＳ２’を
算出する。具体的には、前のステップ２１０においてメ
モリ（ＲＡＭ）に格納された３個のパルスのパルス時間
ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３のそれぞれにスピル補正項（Ｍ
ＱＴＳＡ）を乗算する。更に、それらの積の値のいずれ
かを運転条件に応じて選択して、それを次回のスピル弁
開弁時のパルス時間ＴＳ２’とする。このスピル補正項
（ＭＱＴＳＡ）は、エンジン回転数の回転変動の大きさ
等をパラメータとするマップとして予めＲＯＭの中に設
定されている。この手法そのものは公知であるからマッ
プ等は図示していない。

【００４５】次のステップ２３０においては次回のスピ
ル弁開弁時刻ＴＳＰ_i を算出する。次回のスピル弁開弁
時刻ＴＳＰ_i は、パルスカウンタの計数値ＣＮＩＲＱが
次回のスピル弁開弁パルス数（ＣＡＮＧＡ_i ）と等しく
なった時を基準として、更にドライブシャフト５が予め
決定された余り角（ＱＡＮＧＲＡ_i ）の分だけ回転した
時として設定されているので、次回のスピル弁開弁時刻
ＴＳＰ_i は、ドライブシャフト５が次回の余り角（ＱＡ
ＮＧＲＡ_i ）の分だけ回転するのに要する時間と同じで
ある。従って、次回のスピル弁開弁時刻ＴＳＰ_i は、例
えば、次のような計算によって算出することができる。ＴＳＰ_i ＝ＱＡＮＧＲＡ_i ／１１．２５×ＴＳ２’

【００４６】次に、ステップ２４０へ進んで、パルスカ
ウンタの計数値ＣＮＩＲＱが、先に算出して設定した次
回のスピル弁開弁パルス数（ＣＡＮＧＡ_i ）に達したか
否かが判定される。未だ達していない（ＮＯ）時は同じ
判定を繰り返して、パルスカウンタを常時チェックす
る。ＹＥＳ（設定されたパルス数に達した）になった時
はステップ２５０へ進み、次回のスピル弁開弁時期をＣ
ＡＮＧＡ_i ＋ＴＳＰ_i としたのち、ステップ２６０にお
いて、そのスピル弁開弁時期にスピル弁制御信号をＯＦ
Ｆとして電磁スピル弁３を開弁させ、次回の燃料噴射を
終了させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置が実行する制御の手順を示す
フローチャートである。

【図２】パルス割れのない正常な運転状態において検出
される回転角パルスを例示するタイムチャートである。

【図３】（１）及び（２）は、いずれもパルス割れが生
じた状態において検出される回転角パルスを例示するタ
イムチャートである。

【図４】パルス割れが生じている状態において、本発明
の制御装置によって補正する部分と手法を示すタイムチ
ャートである。

【図５】本発明の制御装置の全体構成を概念的に示すブ
ロック図である。

【図６】（ａ）ないし（ｃ）は、本発明において設定さ
れる補正係数のマップの内容を例示する線図である。

【図７】図１に示すフローチャートの一部を詳細に例示
するフローチャートである。

【符号の説明】

１…電子式制御装置（ＥＣＵ）２…燃料噴射ポンプ３…電磁スピル弁４…ドライバ（ＥＤＵ）５…ドライブシャフト６…パルサ７…回転角センサ（ＮＥセンサ）８…欠歯部８’…欠歯部対応パルス９…燃温センサ１０…水温センサＴＳ１…スピル弁開弁前の１パルスのパルス時間ＴＳ２…スピル弁開弁時の１パルスのパルス時間ＴＳ２’…次回のスピル弁開弁時の１パルスのパルス時
間ＴＳ３…スピル弁開弁後の１パルスのパルス時間

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｍ 59/36 Ｆ０２Ｍ 59/36 Ｆターム(参考） 3G060 AC10 BA19 CA01 DA06 DA08 FA07 GA03 GA06 GA07 GA08 3G066 AA07 AB02 AD12 BA00 BA29 BA33 CA20U CD26 CE22 DA01 DC05 DC09 DC13 DC14 DC15 3G301 HA02 JA04 JA31 LB15 LB16 MA11 MA18 NB14 NE23 PA10Z PB01Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的に開閉制御されるスピル弁を備え
ているディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプと、前記燃料噴射ポンプを回転駆動するためのドライブシャ
フトの回転角を検出する回転角センサと、少なくとも前記回転角センサの出力信号を受け入れて、
前記スピル弁のための制御信号を出力する電子式制御装
置とを備えており、更に、前記電子式制御装置は、前記ドライブシャフトの回転に同期して前記回転角セン
サが出力する回転角パルスのパルス時間のうちで、少な
くともスピル弁開弁前の１個のパルスのパルス時間と、
スピル弁開弁時の１個のパルスのパルス時間と、スピル
弁開弁後の１個のパルスのパルス時間を算出する算出手
段と、１個の回転角パルスが入力される度にインクリメントさ
れ、１サイクルが終了した時にクリアされるパルスカウ
ンタと、前記スピル弁の次回の開弁時刻を算出するスピル弁開弁
時刻算出手段と、１サイクルが終了した時点における前記パルスカウンタ
の計数値のずれから、前記回転角センサによって検出さ
れた回転角パルスにおけるパルス割れの有無を判定する
判定手段と、前記回転角センサによって検出された今回の回転角パル
スにパルス割れがあると前記判定手段によって判定され
た時に、次回の開弁時刻を算出する前記スピル弁開弁時
刻算出手段における演算の基礎とするために、前記算出
手段によって算出された前記パルスのパルス時間のうち
で、パルス割れによって短くなったパルスのパルス時間
の代わりに、スピル弁開弁前のパルスのうちの任意の１
個のパルスのパルス時間に対して所定の補正係数を乗算
することによって得られる補正値を算出するパルス時間
の補正手段とを備えていることを特徴とする、電子制御
ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記所定の補正係数
が、少なくとも前記ディーゼルエンジンの回転数と環境
温度とをパラメータとして変化する関数として予め設定
されていることを特徴とする、電子制御ディーゼルエン
ジンの燃料噴射量制御装置。
【請求項３】請求項２において、前記所定の補正係数
が、更に前記ディーゼルエンジンの負荷をもパラメータ
として設定されていることを特徴とする、電子制御ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置。