JPH05125988A - エンジンのクランク角検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】瞬間回転速度が最低となる時期近傍での角度時
間の予測精度を更に向上させ、その角度時間に基づく余
り角度の時間換算を更に高精度に行う。 【構成】エンジン回転パルスのある基準位置から目標ク
ランク角度までのパルスカウント数と１パルス分に満た
ない余り角度を求める。その余り角度の時間換算のため
に使用される今回の角度時間ＴＳ１１２５Ａを推定する
に当たり、前回の同一クランク角度位置での角度時間Ｔ
Ｓ１１２５の逆数値である瞬間回転速度を求め、その瞬
間回転速度に、最新の時間Ｔｋ（ｉ）の逆数値である瞬
間回転速度とその前の時間Ｔｋ（ｉ−１）の逆数値であ
る瞬間回転速度との差を加算して補正する。そして、そ
の補正後瞬間回転速度の逆数値を今回の角度時間ＴＳ１
１２５Ａとして推定する。これにより、エンジン回転速
度の変動に影響されることなく、今回の角度時間ＴＳ１
１２５Ａの推定がより高精度に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車に適用
されるエンジンにおいて、その燃料噴射量制御や点火時
期制御の演算処理のために使用されるクランク角度を検
出するクランク角検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば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、そのプランジャのリフ
トに応じて得られる燃料噴射量が目標値になるように、
電磁スピル弁等を制御してスピルポートを開放させるよ
うにしている。これにより、プランジャ高圧室からの燃
料を燃料室へ溢流（スピル）させ、燃料の圧送終わり、
即ち燃料噴射の終了時期を制御し、所要の燃料噴射量を
得るようにしている。

【０００３】このような電磁スピル弁では、通常、プラ
ンジャのリフトに同期し且つ一定のポンプ回転角度毎に
入力される信号、例えばエンジン回転パルスと平均エン
ジン回転速度とにより目標スピル角度を時間換算して目
標スピル時期を決定し、その目標スピル時期に基づき電
磁スピル弁をオン・オフ制御するようにしている。

【０００４】例えば、特開昭６１−１１８５４５号公報
に開示された燃料噴射量制御装置においては、所要の燃
料噴射量を得るべく、一定のクランク角度毎に得られる
エンジン回転パルスに基づき、そのエンジン回転パルス
のある基準位置から目標スピル角度までのパルスカウン
ト数と１パルス分に満たない余り角度を求め、更にその
余り角度をエンジン回転速度に基づき時間換算して目標
スピル時期を決定するようにしている。この場合、前回
に検出された目標スピル角度を含む所定のクランク角度
の間で、エンジンの回転時間を平均エンジン回転速度に
基づいて予測し、その予測された回転時間に基づいて今
回の余り角度を時間換算するようにしていた。

【０００５】しかしながら、前記公報の技術では、ディ
ーゼルエンジンの負荷が変化するような場合に、平均エ
ンジン回転速度は変化しなくても、或いは変化が小さく
ても、目標スピル角度近傍でのエンジン回転速度は変化
する。従って、目標スピル角度近傍でのエンジン回転速
度が実際には変化していても、平均エンジン回転速度が
殆ど変化しないことから、予測されるべき最新の回転時
間の精度が悪くなり、今回の余り角度の時間換算の精度
が低下するというおそれがあった。

【０００６】そこで、その時間換算の精度を補うための
技術が、本願出願人により特願平３−１４４９７４号に
提案された。この技術では、ディーゼルエンジンの瞬間
回転速度が最低となる時期近傍、即ち爆発行程最初の燃
料噴射時期近傍のクランク角度を検出するクランク角検
出方法において、一定クランク角度毎に得られるエンジ
ン回転パルスに基づき、そのエンジン回転パルスのある
基準位置から検出すべき時期に相当する目標クランク角
度（目標スピル角度）までのパルスカウント数と１パル
ス分に満たない余り角度を求めている。更に、その余り
角度を時間換算するに際し、その時間換算のために使用
される時間として、前回の同一クランク角度位置にて同
一角度だけ回転するのに要した角度時間（回転時間）を
求めている。そして、その求められた角度時間を、最新
の瞬間最高回転速度とその前の瞬間最高回転速度との比
を用いて補正するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したク
ランク角検出方法では、前記角度時間を最新の瞬間最高
回転速度とその前の瞬間最高回転速度の変化に応じて補
正することには物理的な意味があるものの、それら両瞬
間最高回転速度の比を用いることには特に物理的な意味
がなかった。そのため、予測されるべき角度時間の補正
が未だ充分でなく、前述した余り角度の時間換算の精度
を向上させる点で改善の余地があった。

【０００８】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、エンジンの瞬間回転速度が
最低となる時期近傍である角度だけ回転するのに要した
角度時間の予測精度を更に向上させることが可能で、も
ってその角度時間に基づく余り角度の時間換算を更に高
精度に行うことの可能なエンジンのクランク角検出方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、エンジンの瞬間回転速度が
最低となる時期近傍のクランク角度を検出するクランク
角検出方法において、一定クランク角度毎に得られるエ
ンジン回転パルスに基づき、そのエンジン回転パルスの
ある基準位置から検出すべき時期に相当する目標クラン
ク角度までのパルスカウント数と１パルス分に満たない
余り角度を求め、更にその余り角度を時間換算するに際
し、その時間換算のために使用される今回の角度時間を
求めるに当たり、前回の同一クランク角度位置にて同一
角度だけ回転するのに要した角度時間に対応する瞬間回
転速度を求め、その瞬間回転速度を、最新の所定クラン
ク角度位置での瞬間回転速度とその前の同クランク角度
位置での瞬間回転速度との差に基づいて補正し、その補
正された瞬間回転速度から今回の角度時間を推定するよ
うにしている。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、エンジンの瞬間回転速度
が最低となる時期近傍のクランク角度を検出するクラン
ク角検出方法において、余り角度の時間換算のために使
用される今回の角度時間を求めるに当たり、前回の同一
クランク角度位置にて同一角度だけ回転するのに要した
角度時間に対応する瞬間回転速度を求める。又、その瞬
間回転速度を、最新の所定クランク角度位置での瞬間回
転速度とその前の同クランク角度位置での瞬間回転速度
との差に基づいて補正する。そして、その補正された瞬
間回転速度の結果から今回の角度時間を推定している。

【００１１】ここで、一般にエンジン回転速度の変化
は、その爆発行程での爆発力、内部フリクション及び負
荷等によって発生することが知られている。又、エンジ
ンの瞬間回転速度が最低となる時期近傍は、前回の爆発
力の影響を受けにくい時期となっている。更に、エンジ
ンの負荷や内部フリクションは、瞬間回転速度の最低と
なる各時期の間で大きく変動することはない。そのた
め、瞬間回転速度の最低となる時期近傍における今回の
角度時間を求めるに当たり、前回の同一クランク角度位
置での角度時間に対応する瞬間回転速度と、今回の角度
時間に対応する瞬間回転速度との間でエンジンの負荷や
内部フリクションの影響を考慮する必要がなくなる。そ
して、瞬間回転速度の最低となる時期近傍における瞬間
回転速度の変化は、単に最新の所定クランク角度位置で
の瞬間回転速度とその前の同クランク角度位置での瞬間
回転速度との差でよく代表される。

【００１２】従って、上記した瞬間回転速度の差に基づ
いて前回の角度時間に対応する瞬間回転速度を補正し、
その補正結果から、即ちその補正結果の逆数チップ部品
により今回の角度時間を推定することにより、エンジン
回転速度の変動に影響されることなく、更に正確な今回
の角度時間が求められる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明におけるエンジンのクランク
角検出方法をディーゼルエンジンに具体化した一実施例
を図１〜図１１に基いて詳細に説明する。

【００１４】図７はこの実施例における過給機付ディー
ゼルエンジンの燃料噴射量制御装置を示す概略構成図で
あり、図８はその分配型燃料噴射ポンプ１を示す断面図
である。燃料噴射ポンプ１はディーゼルエンジン２のク
ランク軸４０にベルト等を介して駆動連結されたドライ
ブプーリ３を備えている。そして、そのドライブプーリ
３の回転によって燃料噴射ポンプ１が駆動され、ディー
ゼルエンジン２の各気筒（この場合は４気筒）毎に設け
られた各燃料噴射ノズル４に燃料が圧送されて燃料噴射
を行う。

【００１５】燃料噴射ポンプ１において、ドライブプー
リ３はドライブシャフト５の先端に取付けられている。
又、そのドライブシャフト５の途中には、べーン式ポン
プよりなる燃料フィードポンプ（この図では９０度展開
されている）６が設けられている。更に、ドライブシャ
フト５の基端側には円板状のパルサ７が取付けられてい
る。このパルサ７の外周面には、ディーゼルエンジン２
の気筒数と同数の、即ちこの場合４個の切歯が等角度間
隔で形成され、更に各切歯の間には１４個ずつ（合計で
５６個）の突起が等角度間隔で形成されている。そし
て、ドライブシャフト５の基端部は図示しないカップリ
ングを介してカムプレート８に接続されている。

【００１６】パルサ７とカムプレート８との間には、ロ
ーラリング９が設けられ、同ローラリング９の円周に沿
ってカムプレート８のカムフェイス８ａに対向する複数
のカムローラ１０が取付けられている。カムフェイス８
ａはディーゼルエンジン２の気筒数と同数だけ設けられ
ている。又、カムプレート８はスプリング１１によって
常にカムローラ１０に付勢係合されている。

【００１７】カムプレート８には燃料加圧用プランジャ
１２の基端が一体回転可能に取付けられ、それらカムプ
レート８及びプランジャ１２がドライブシャフト５の回
転に連動して回転される。即ち、ドライブシャフト５の
回転力がカップリングを介してカムプレート８に伝達さ
れることにより、カムプレート８が回転しながらカムロ
ーラ１０に係合して、気筒数と同数だけ図中左右方向へ
往復駆動される。又、この往復運動に伴ってプランジャ
１２が回転しながら同方向へ往復駆動される。つまり、
カムプレート８のカムフェイス８ａがローラリング９の
カムローラ１０に乗り上げる過程でプランジャ１２が往
動（リフト）され、その逆にカムフェイス８ａがカムロ
ーラ１０を乗り下げる過程でプランジャ１２が復動され
る。

【００１８】プランジャ１２はポンプハウジング１３に
形成されたシリンダ１４に嵌挿されており、プランジャ
１２の先端面とシリンダ１４の底面との間が高圧室１５
となっている。又、プランジャ１２の先端側外周には、
ディーゼルエンジン２の気筒数と同数の吸入溝１６と分
配ポート１７が形成されている。又、それら吸入溝１６
及び分配ポート１７に対応して、ポンプハウジング１３
には分配通路１８及び吸入ポート１９が形成さている。

【００１９】そして、ドライブシャフト５が回転されて
燃料フィードポンプ６が駆動されることにより、図示し
ない燃料タンクから燃料供給ポート２０を介して燃料室
２１内へ燃料が供給される。又、プランジャ１２が復動
されて高圧室１５が減圧される吸入行程中に、吸入溝１
６の一つが吸入ポート１９に連通することにより、燃料
室２１から高圧室１５へと燃料が導入される。一方、プ
ランジャ１２が往動されて高圧室１５が加圧される圧縮
行程中に、分配通路１８から各気筒毎の燃料噴射ノズル
４へ燃料が圧送されて噴射される。

【００２０】ポンプハウジング１３には、高圧室１５と
燃料室２１とを連通させる燃料溢流（スピル）用のスピ
ル通路２２が形成されている。このスピル通路２２の途
中には、高圧室１５からの燃料スピルを調整するスピル
調整弁としての電磁スピル弁２３が設けられている。こ
の電磁スピル弁２３は常開型の弁であり、コイル２４が
無通電（オフ）の状態では弁体２５が開放されて高圧室
１５内の燃料が燃料室２１へスピルされる。又、コイル
２４が通電（オン）されることにより、弁体２５が閉鎖
されて高圧室１５から燃料室２１への燃料のスピルが止
められる。

【００２１】従って、電磁スピル弁２３の通電時間を制
御することにより、同弁２３が閉弁・開弁制御され、高
圧室１５から燃料室２１への燃料のスピル調量が行われ
る。そして、プランジャ１２の圧縮行程中に電磁スピル
弁２３を開弁させることにより、高圧室１５内における
燃料が減圧されて、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射が
停止される。つまり、プランジャ１２が往動しても、電
磁スピル弁２３が開弁している間は高圧室１５内の燃料
圧力が上昇せず、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射が行
われない。又、プランジャ１２の往動中に、電磁スピル
弁２３の閉弁・開弁の時期を制御することにより、燃料
噴射ノズル４からの燃料噴射量が制御される。

【００２２】ポンプハウジング１３の下側には、燃料噴
射時期を調整するためのタイマ装置（この図では９０度
展開されている）２６が設けられている。このタイマ装
置２６は、ドライブシャフト５の回転方向に対するロー
ラリング９の位置を変更することにより、カムフェイス
８ａがカムローラ１０に係合する時期、即ちカムプレー
ト８及びプランジャ１２の往復駆動時期を変更するため
のものである。

【００２３】このタイマ装置２６は油圧により駆動され
るものであり、タイマハウジング２７と、同ハウジング
２７内に嵌装されたタイマピストン２８と、同じくタイ
マハウジング２７内一側の低圧室２９にてタイマピスト
ン２８を他側の加圧室３０へ押圧付勢するタイマスプリ
ング３１等とから構成されている。そして、タイマピス
トン２８はスライドピン３２を介してローラリング９に
接続されている。

【００２４】タイマハウジング２７の加圧室３０には、
燃料フィードポンプ６により加圧された燃料が導入され
るようになっている。そして、その燃料圧力とタイマス
プリング３１の付勢力との釣り合い関係によってタイマ
ピストン２８の位置が決定される。又、タイマピストン
２８の位置が決定されることにより、ローラリング９の
位置が決定され、カムプレート８を介してプランジャ１
２の往復動タイミングが決定される。

【００２５】タイマ装置２６の燃料圧力、即ち制御油圧
を調整するために、タイマ装置２６にはタイミングコン
トロールバルブ３３が設けられている。即ち、タイマハ
ウジング２７の加圧室３０と低圧室２９とは連通路３４
によって連通されており、同連通路３４の途中にタイミ
ングコントロールバルブ３３が設けられている。このタ
イミングコントロールバルブ３３は、デューティ制御さ
れた通電信号によって開閉制御される電磁弁であり、同
タイミングコントロールバルブ３３の開閉制御によって
加圧室３０内の燃料圧力が調整される。そして、その燃
料圧力調整によって、プランジャ１２のリフトタイミン
グが制御され、各燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時期
が調整される。

【００２６】ローラリング９の上部には、電磁ピックア
ップコイルよりなる回転数センサ３５がパルサ７の外周
面に対向して取付けられている。この回転数センサ３５
はパルサ７の突起等が横切る際に、それらの通過を検出
してエンジン回転速度ＮＥに相当するタイミング信号、
即ち所定のクランク角度（１１．２５°ＣＡ）毎の回転
角度信号としてのエンジン回転パルスを出力する。又、
この回転数センサ３５は、ローラリング９と一体である
ため、タイマ装置２６の制御動作に関わりなく、プラン
ジャリフトに対して一定のタイミングで基準となるタイ
ミング信号を出力する。

【００２７】次に、ディーゼルエンジン２について説明
する。このディーゼルエンジン２ではシリンダ４１、ピ
ストン４２及びシリンダヘッド４３によって各気筒毎に
対応する主燃焼室４４がそれぞれ形成されている。又、
それら各主燃焼室４４が、同じく各気筒毎に対応して設
けられた副燃焼室４５に連設されている。そして、各副
燃焼室４５に各燃料噴射ノズル４から噴射される燃料が
供給される。又、各副燃焼室４５には、始動補助装置と
しての周知のグロープラグ４６がそれぞれ取付けられて
いる。

【００２８】ディーゼルエンジン２には、吸気管４７及
び排気管５０がそれぞれ設けられ、その吸気管４７には
過給機を構成するターボチャージャ４８のコップレッサ
４９が設けられ、排気管５０にはターボチャージャ４８
のタービン５１が設けられている。又、排気管５０に
は、過給圧力ＰｉＭを調節するウェイストゲートバルブ
５２が設けられている。周知のようにこのターボチャー
ジャー４８は、排気ガスのエネルギーを利用してタービ
ン５１を回転させ、その同軸上にあるコンプレッサ４９
を回転させて吸入空気を昇圧させる。これによって、密
度の高い混合気を主燃焼室４４へ送り込んで燃料を多量
に燃焼させ、ディーゼルエンジン２の出力を増大させる
ようになっている。

【００２９】又、ディーゼルエンジン２には、排気管５
０内の排気の一部を吸気管４７の吸入ポート５３へ還流
させる還流管５４が設けられている。そして、その還流
管５４の途中には排気の還流量を調節するエキゾースト
ガスリサキュレイションバルブ（ＥＧＲバルブ）５５が
設けられている。このＥＧＲバルブ５５はバキュームス
イッチングバルブ（ＶＳＶ）５６の制御によって開閉制
御される。

【００３０】更に、吸気管４７の途中には、アクセルペ
ダル５７の踏込量に連動して開閉されるスロットルバル
ブ５８が設けられている。又、そのスロットルバルブ５
８に平行してバイパス路５９が設けられ、同バイパス路
５９にはバイパス絞り弁６０が設けられている。このバ
イパス絞り弁６０は、二つのＶＳＶ６１，６２の制御に
よって駆動される二段のダイヤフラム室を有するアクチ
ュエータ６３によって開閉制御される。このバイパス絞
り弁６０は各種運転状態に応じて開閉制御されるもので
ある。例えば、アイドル運転時には騒音振動等の低減の
ために半開状態に制御され、通常運転時には全開状態に
制御され、更に運転停止時には円滑な停止のために全閉
状態に制御される。

【００３１】そして、上記のように燃料噴射ポンプ１及
びディーゼルエンジン２に設けられた電磁スピル弁２
３、タイミングコントロールバルブ３３、グロープラグ
４６及び各ＶＳＶ５６，６１，６２は電子制御装置（以
下単に「ＥＣＵ」という）７１にそれぞれ電気的に接続
され、同ＥＣＵ７１によってそれらの駆動タイミングが
制御される。

【００３２】運転状態を検出するセンサとしては、回転
数センサ３５に加えて以下の各種センサが設けられてい
る。即ち、吸気管４７にはエアクリーナ６４の近傍にお
ける吸気温度ＴＨＡを検出する吸気温センサ７２が設け
られている。又、スロットルバルブ５８の開閉位置か
ら、ディーゼルエンジン２の負荷に相当するアクセル開
度ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ７３が設けら
れている。吸入ポート５３の近傍には、ターボチャージ
ャ４８によって過給された後の吸入空気圧力、即ち過給
圧力ＰｉＭを検出する吸気圧センサ７４が設けられてい
る。更に、ディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検
出する水温センサ７５が設けられている。又、ディーゼ
ルエンジン２のクランク軸４０の回転基準位置、例えば
特定気筒の上死点に対するクランク軸４０の回転位置を
検出するクランク角センサ７６が設けられている。更に
又、図示しないトランスミッションには、そのギアの回
転によって回されるマグネット７７ａによりリードスイ
ッチ７７ｂをオン・オフさせて車両速度（車速）ＳＰを
検出する車速センサ７７が設けられている。

【００３３】そして、ＥＣＵ７１には上述した各センサ
７２〜７７がそれぞれ接続されると共に回転数センサ３
５が接続されている。又、ＥＣＵ７１は各センサ３５，
７２〜７７から出力される信号に基づいて、電磁スピル
弁２３、タイミングコントロールバルブ３３、グロープ
ラグ４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等を好適に制御す
る。

【００３４】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図９のブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７１は
中央処理装置（ＣＰＵ）８１、所定の制御プログラム及
びマップ等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）８２、ＣＰＵ８１の演算結果等を一時記憶するラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３、予め記憶されたデ
ータを保存するバックアップＲＡＭ８４等と、これら各
部と入力ポート８５及び出力ポート８６等とをバス８７
によって接続した論理演算回路として構成されている。

【００３５】入力ポート８５には、前述した吸気温セン
サ７２、アクセル開度センサ７３、吸気圧センサ７４及
び水温センサ７５が、各バッファ８８，８９，９０，９
１、マルチプレクサ９３及びＡ／Ｄ変換器９４を介して
接続されている。同じく、入力ポート８５には、前述し
た回転数センサ３５、クランク角センサ７６及び車速セ
ンサ７７が、波形整形回路９５を介して接続されてい
る。そして、ＣＰＵ８１は入力ポート８５を介して入力
される各センサ３５，７２〜７７等の検出信号を入力値
として読み込む。又、出力ポート８６には各駆動回路９
６，９７，９８，９９，１００，１０１を介して電磁ス
ピル弁２３、タイミングコントロールバルブ３３、グロ
ープラグ４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等が接続され
ている。

【００３６】そして、ＣＰＵ８１は各センサ３５，７２
〜７７から読み込んだ入力値に基づき、電磁スピル弁２
３、タイミングコントロールバルブ３３、グロープラグ
４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等を好適に制御する。

【００３７】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
るクランク角検出の処理動作及び燃料噴射量制御の処理
動作について図１〜図６に従って説明する。先ず、図１
のフローチャートはＥＣＵ７１により実行される各処理
のうち、回転数センサ３５から入力されるエンジン回転
速度ＮＥのエンジン回転パルスの立ち上がりで割り込ま
れる「ＮＥ割込みルーチン」を示している。

【００３８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、フリーランニングカウンタのカ
ウント値である現在時刻ＦＣと、前回のＮＥ割込み時に
おける現在時刻に相当する割込み時刻Ｔ０との差を、パ
ルス時間ＴＮＩＮＴとして設定する。即ち、図２のタイ
ムチャートに示すように、エンジン回転パルスの１パル
ス分に相当するクランク角度（１１．２５°ＣＡ）だけ
進むのに要する時間を算出する。

【００３９】次に、ステップ１０２において、今回の割
込みパルス信号が基準位置信号であるか否かを判断す
る。即ち、ステップ１０１にて算出されたパルス時間Ｔ
ＮＩＮＴ（ｉ）が、前回算出されたパルス時間ＴＮＩＮ
Ｔ（ｉ−１）の「１．５倍」以上あるか否かを比較し、
「１．５倍」以上である場合は、図２における基準位置
信号であると判断する。ここで、基準位置信号である場
合には、ステップ１０３において、パルスカウンタＣＮ
ＩＲＱの値を「０」にリセットした後、ステップ１０４
へ移行する。又、基準位置信号でない場合には、そのま
まステップ１０４へ移行する。

【００４０】ステップ１０２又はステップ１０３から移
行して、ステップ１０４においては、ステップ１０１に
おける現在時刻ＦＣを割込み時刻Ｔ０として設定する。
続いて、ステップ１０５においては、パルスカウンタＣ
ＮＩＲＱの値が「ｋ」であるか否かを判断する。ここ
で、「ｋ」の値としては、後述するスピル時パルス時間
ＴＳ１１２５を算出する時刻に近いことが望ましいが、
算出時間の関係から、あまり近くに設定することはでき
ない。そこで、この実施例では、図２に示すように、ス
ピル時パルス時間ＴＳ１１２５にできるだけ近い値であ
る「ｋ＝６〜８」のうち「ｋ＝８」と設定されている。

【００４１】ここで、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値が
「ｋ」である場合には、ステップ１０６において、前回
にパルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「ｋ」であったとき
に設定された時間Ｔｋ（ｉ）を、その一つ前（１８０°
ＣＡ前）における時間Ｔｋ（ｉ−１）として設定する。
尚、この時間Ｔｋとは、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値
が「ｋ−１」になってから「ｋ」になるまでにクランク
角度で「１１．２５°ＣＡ」だけ進むのに要するパルス
時間ＴＮＩＮＴに相当するものである。

【００４２】そして、ステップ１０７において、ステッ
プ１０１にて求められたパルス時間ＴＮＩＮＴを今回の
時間Ｔｋ（ｉ）として設定し、その後の処理を一旦終了
する。

【００４３】一方、ステップ１０５において、パルスカ
ウンタＣＮＩＲＱの値が「ｋ」でない場合には、ステッ
プ１０８において、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値が
「１０」であるか否かを判断する。ここで、パルスカウ
ンタＣＮＩＲＱの値が「１０」である場合には、ステッ
プ１０９において、先にステップ１０１にて求められた
パルス時間ＴＮＩＮＴをスピル時パルス時間ＴＳ１１２
５として設定し、その後の処理を一旦終了する。即ち、
図２に示すように、スピル時パルス時間ＴＳ１１２５
は、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「９」になってか
ら「１０」になるまでにクランク角度で「１１．２５°
ＣＡ」だけ進むのに要するパルス時間ＴＮＩＮＴに相当
している。これと共に、スピル時パルス時間ＴＳ１１２
５はディーゼルエンジン２の瞬間回転速度が最低となる
時期近傍で、かつ燃料がスピルされる時期に相当してい
る。そして、ステップ１０８において、パルスカウンタ
ＣＮＩＲＱの値が「１０」でない場合には、そのままそ
の後の処理を一旦終了する。

【００４４】次に、上記のようにＮＥ割込みルーチンで
求められるスピル時パルス時間ＴＳ１１２５を使用して
行われる燃料噴射量制御の処理動作について図３〜図６
に従って説明する。

【００４５】図３に示すフローチャートはＥＣＵ７１に
より実行される各処理のうち、燃料噴射ポンプ１におけ
る燃料噴射量制御のための「メインルーチン」であっ
て、所定時間毎の定時割込みで実行される。

【００４６】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２０１において、回転数センサ３５、アクセル開
度センサ７３及び水温センサ７５の各検出値に基づい
て、エンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ及び
冷却水温ＴＨＷをそれぞれ読み込む。

【００４７】続いて、ステップ２０２において、そのア
クセル開度ＡＣＣＰ及び冷却水温ＴＨＷにより、補正後
アクセル開度ＡＣＣＰＡを算出する。この補正後アクセ
ル開度ＡＣＣＰＡは冷却水温ＴＨＷに応じて求められる
始動時疑似アクセル開度ＡＣＳＴＡと、アクセル開度Ａ
ＣＣＰ等との比較によって求められる。

【００４８】次に、ステップ２０３において、先に読み
込まれたエンジン回転速度ＮＥ及び補正後アクセル開度
ＡＣＣＰＡ等に基づき最終噴射量ＱＦＩＮを算出する。
この最終噴射量ＱＦＩＮは、以下の計算式（１）に従っ
て求められる。尚、式中の「Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３」はそれ
ぞれ定数である。

【００４９】 ＱＦＩＮ＝Ｃ１＋Ｃ２×ＡＣＣＰＡ×Ｃ３×ＮＥ …（１） 次に、ステップ２０４において、ディーゼルエンジン２
の低回転領域でのエンストを防止すべく低回転時の増量
補正を実行するために、低回転増量補正係数ＫＡＶＴを
算出する。この低回転増量補正係数ＫＡＶＴは、図示し
ない予め定められたマップを参照して求められる。

【００５０】そして、ステップ２０５においては、先に
求められた最終噴射量ＱＦＩＮにより、スピル時期パル
ス数ＣＡＮＧＬａ及び余り角度θＲＥＭａをそれぞれ算
出する。これらスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａ及び余
り角度θＲＥＭａは、以下の計算式（２）を参照して求
められる。

【００５１】 ＱＦＩＮ＝１１．２５×ＣＡＮＧＬａ＋θＲＥＭａ …（２） つまり、図４に示すように、最終噴射量ＱＦＩＮをエン
ジン回転パルス１個分の角度に相当する「１１．２５」
で除算して、その商をスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａ
として求め、その余りを余り角度θＲＥＭａとして求め
て設定するのである。ここで、スピル時期パルス数ＣＡ
ＮＧＬａは燃料噴射を終了するために電磁スピル弁２３
をオフさせるべき、即ち燃料をスピルすべきスピル時期
に対応するエンジン回転パルス数に相当する（図４では
「９」である）。又、余り角度θＲＥＭａは、当該スピ
ル時期パルス数ＣＡＮＧＬａにおける更に厳密なスピル
時期を角度で示した値である。

【００５２】次に、ステップ２０６においては、補正後
スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａを算出する。この補
正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａは、前述したＮ
Ｅ割込みルーチンにて求められたスピル時パルス時間Ｔ
Ｓ１１２５及び時間Ｔｋ（ｉ），Ｔｋ（ｉ−１）によ
り、以下の計算式（３）を参照して求められる。

【００５３】

【数１】 即ち、この計算式では、今回の補正後スピル時パルス時
間ＴＳ１１２５Ａを推定するために、前回の同一クラン
ク角度位置での角度時間としてのスピル時パルス時間Ｔ
Ｓ１１２５の逆数値に相当する瞬間回転速度を求め、そ
の瞬間回転速度に最新の時間Ｔｋ（ｉ）の逆数値に相当
する瞬間回転速度とその前の時間Ｔｋ（ｉ−１）の逆数
値に相当する瞬間回転速度との差を加算して補正する。
そして、その補正後瞬間回転速度の逆数値を今回の同一
クランク角度位置での角度時間に相当する補正後スピル
時パルス時間ＴＳ１１２５Ａとして推定している。

【００５４】上記のような計算式（３）は、以下のよう
な点でディーゼルエンジン２において物理的な意味を有
している。即ち、一般にディーゼルエンジン２のエンジ
ン回転速度ＮＥの変化は、その爆発行程での爆発力、内
部フリクション及び負荷等によって発生することが知ら
れている。又、スピル時パルス時間ＴＳ１１２５或いは
補正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａの求められる
時期は、ディーゼルエンジン２の瞬間回転速度が最低と
なる時期近傍であり、前回の爆発力の影響を受けにくい
時期となっている。更に、ディーゼルエンジン２の負荷
や内部フリクションは、瞬間回転速度の最低となる時期
近傍の間で大きく変動することはない。そのため、瞬間
回転速度の最低となる時期近傍における今回の補正後ス
ピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａを求めるに当たり、前
回の同一クランク角度位置でのスピル時パルス時間ＴＳ
１１２５に対応する瞬間回転速度と、今回の補正後スピ
ル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａに対応する瞬間回転速度
との間の変動については、ディーゼルエンジン２の負荷
や内部フリクションの影響を考慮する必要がなくなる。
そして、その補正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａ
に対応する瞬間回転速度の変動を考慮するには、単にそ
の近傍での最新の時間Ｔｋ（ｉ）の逆数値に相当する瞬
間回転速度と、その前の時間Ｔｋ（ｉ−１）の逆数値に
相当する瞬間回転速度との差でよく代表されることが分
かっている。

【００５５】このように、エンジン回転速度ＮＥの変動
における物理的な意味に鑑み、上記計算式（３）が参照
されるのである。その後、ステップ２０７において、先
に求められた余り角度θＲＥＭａに低回転増量補正係数
ＫＶＡＴを乗算した結果を、最終余り角度θＲＥＭとし
て設定する。即ち、最終余り角度θＲＥＭに低回転増量
補正係数ＫＶＡＴを反映させて、低回転増量の必要な場
合にはそれに見合った大きさの値とする。

【００５６】続いて、ステップ２０８において、先に求
められた最終余り角度θＲＥＭと補正後スピル時パルス
時間ＴＳ１１２５Ａとにより、スピル時期パルス数ＣＡ
ＮＧＬａにおけるスピル時刻ＴＳＰＯＮａを算出する。
即ち、最終余り角度θＲＥＭを時間換算するのである。
このスピル時刻ＴＳＰＯＮａは以下の計算式（４）に従
って求められる。

【００５７】 ＴＳＰＯＮａ＝（θＲＥＭ／１１．２５）×ＴＳ１１２５Ａ …（４） その後、ステップ２０９において、ＥＣＵ７１による演
算処理速度を考慮し、多重割込みによる遅れを防止する
ために、スピル時刻ＴＳＰＯＮａが所定の「１００μ
ｓ」よりも小さいか否かを判断する。ここで、スピル時
刻ＴＳＰＯＮａが所定の「１００μｓ」よりも小さい場
合には、ステップ２１０において、図５に示すように、
スピル時刻ＴＳＰＯＮａに補正後スピル時パルス時間Ｔ
Ｓ１１２５Ａを加算した結果を最終スピル時刻ＴＳＰＯ
Ｎとして設定する。又、同ステップ１１３において、ス
ピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａから「１」だけ減算した
結果を最終スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬとして設定す
る。

【００５８】そして、ステップ２１１において、その設
定された最終スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬ及び最終ス
ピル時刻ＴＳＰＯＮに基づき電磁スピル弁２３をオフさ
せ、燃料噴射ポンプ１からの燃料噴射の終了時期、即ち
燃料噴射量を制御し、その後の処理を一旦終了する。

【００５９】一方、ステップ２０９において、スピル時
刻ＴＳＰＯＮａが所定の「１００μｓ」以上である場合
には、ステップ２１２において、図６に示すように、ス
ピル時刻ＴＳＰＯＮａをそのまま最終スピル時刻ＴＳＰ
ＯＮとして設定する。又、同ステップ２１２において、
スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａをそのまま最終スピル
時期パルス数ＣＡＮＧＬとして設定する。

【００６０】そして、ステップ２１１において、その設
定された最終スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬ及び最終ス
ピル時刻ＴＳＰＯＮに基づき、電磁スピル弁２３をオフ
させて、燃料噴射ポンプ１からの燃料噴射の終了時期、
即ち燃料噴射量を制御し、その後の処理を一旦終了す
る。

【００６１】以上説明したようにしてディーゼルエンジ
ン２の燃料噴射量制御が実行される。そして、この実施
例では、最終余り角度θＲＥＭを時間換算するために、
単に目標スピル角度近傍の前回のスピル時パルス時間Ｔ
Ｓ１１２５を使用するのではなく、そのスピル時パルス
時間ＴＳ１１２５を補正した補正後スピル時パルス時間
ＴＳ１１２５Ａを使用している。しかも、その補正後ス
ピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａを求めるに当たり、前
回のスピル時パルス時間ＴＳ１１２５の逆数値に相当す
る瞬間回転速度を求め、その瞬間回転速度に最新の時間
Ｔｋ（ｉ）の逆数値に相当する瞬間回転速度とその前の
時間Ｔｋ（ｉ−１）の逆数値に相当する瞬間回転速度と
の差を加算して補正する。そして、その補正後瞬間回転
速度の逆数値を補正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５
Ａとしている。即ち、前回のスピル時パルス時間ＴＳ１
１２５の逆数値としての瞬間回転速度を、パルスカウン
タＣＮＩＲＱの値で「ｋ」の最新のクランク角度位置に
おける瞬間回転速度と、それよりも「１８０°ＣＡ」前
のクランク角度位置での瞬間回転速度との差に基づいて
補正し、その補正後瞬間回転速度の逆数値から今回の補
正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａを推定している
のである。

【００６２】ここで、前述した補正後瞬時回転速度とそ
の実測瞬間回転速度との相関を図１０，１１のグラフに
示す。図１０のグラフはこの実施例における相関を示し
ている。これに対し、図１１のグラフは従来例における
相関を想定したものである。即ち、図１１のグラフは、
前回のスピル時パルス時間ＴＳ１１２５の逆数値である
瞬間回転速度を、最新の所定クランク角度位置での瞬間
回転速度とその前の同クランク角度位置での瞬間回転速
度との比によって補正した補正後瞬間回転速度の相関を
示している。図１０，１１のグラフにおいて、「●」は
１速ブレーキ時の測定結果を示し、「○」は２速発進時
の測定結果を示し、「△」は３速加速時の測定結果示し
ている。

【００６３】図１０，１１のグラフの比較からも明らか
なように、この実施例における補正後瞬間回転速度とそ
の実測瞬間回転速度との相関は極めて高く、その補正後
瞬間回転速度が高精度に補正されていることが分かる。

【００６４】従って、このような高精度に補正された補
正後瞬間回転速度の逆数値から今回の補正後スピル時パ
ルス時間ＴＳ１１２５Ａを推定することにより、更に正
確な補正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａが求めら
れることになる。即ち、ディーゼルエンジン２におい
て、そのエンジン回転速度ＮＥの変動に影響されること
なく、その瞬間回転速度が最低となる目標スピル時期近
傍での補正後スピル時パルス時間ＴＳ１１２５Ａを更に
高精度に予測することができる。

【００６５】よって、適正な補正後スピル時パルス時間
ＴＳ１１２５Ａにより最終余り角度θＲＥＭを時間換算
していることから、その時間換算を更に高精度に行うこ
とができる。その結果として、燃料のスピル時期を更に
正確に決定することができ、燃料噴射量制御を高精度に
行うことができる。

【００６６】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成
の一部を適宜に変更して実施することもできる。例え
ば、前記実施例では、ディーゼルエンジン２の燃料噴射
量制御に具体化して説明したが、例えばガソリンエンジ
ンの目標点火時期近傍のクランク角度を検出する場合に
も適用して具体化することもできる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、余り角度の時間換算のために使用される今回の角度
時間を求めるに当たり、前回の同一クランク角度位置に
て同一角度だけ回転するのに要した角度時間に対応する
瞬間回転速度を求め、その瞬間回転速度を、最新の所定
クランク角度位置での瞬間回転速度とその前の同クラン
ク角度位置での瞬間回転速度との差に基づいて補正し、
その補正された瞬間回転速度から今回の角度時間を推定
するようにしている。そのため、エンジン回転速度の変
動に影響されることなく、その瞬間回転速度が最低とな
る時期近傍での角度時間を更に高精度に予測することが
でき、もってその角度時間に基づく余り角度の時間換算
を更に高精度に行うことができるという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例においてＥＣＵ
により実行され、エンジン回転パルスの立ち上がりで割
り込まれる「ＮＥ割込みルーチン」を説明するフローチ
ャートである。

【図２】一実施例においてエンジン回転速度の変化とエ
ンジン回転パルスの対応関係を説明するタイムチャート
である。

【図３】一実施例においてＥＣＵにより実行される燃料
噴射量制御のための「メインルーチン」を説明するフロ
ーチャートである。

【図４】一実施例においてエンジン回転パルスと電磁ス
ピル弁作動との対応関係、最終噴射量に応じたスピル時
期パルス数及び余り角度等を説明するタイムチャートで
ある。

【図５】一実施例においてスピル時刻が１００μｓより
も小さい場合のエンジン回転パルスと電磁スピル弁作動
との対応関係、最終スピル時期パルス数及び最終スピル
時刻等を説明するタイムチャートである。

【図６】一実施例においてスピル時刻が１００μｓ以上
の場合のエンジン回転パルスと電磁スピル弁の作動との
対応関係、最終スピル時期パルス数及び最終スピル時刻
等を説明するタイムチャートである。

【図７】一実施例において過給付ディーゼルエンジンの
燃料噴射量制御装置を説明する概略構成図である。

【図８】一実施例における燃料噴射ポンプを示す断面図
である。

【図９】一実施例におけるＥＣＵ等の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】一実施例においてディーゼルエンジンの補正
後瞬間回転速度とその実測瞬間回転速度との相関を示す
グラフである。

【図１１】一実施例において、図１０のグラフと比較す
るために従来例を想定してなるディーゼルエンジンの補
正後瞬間回転速度とその実測瞬間回転速度との相関を示
すグラフである。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２…ディーゼルエンジン、３５…
回転数センサ、７１…ＥＣＵ、７３…アクセル開度セン
サ、７５…水温センサ、ＴＳ１１２５…スピル時パルス
時間、ＴＳ１１２５Ａ…補正後スピル時パルス時間、Ｔ
ｋ（ｉ），Ｔｋ（ｉ−１）…所定クランク角度位置にお
ける時間、θＲＥＭ…最終余り角度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの瞬間回転速度が最低となる時
   期近傍のクランク角度を検出するクランク角検出方法に
   おいて、 一定クランク角度毎に得られるエンジン回転パルスに基
   づき、そのエンジン回転パルスのある基準位置から検出
   すべき時期に相当する目標クランク角度までのパルスカ
   ウント数と１パルス分に満たない余り角度を求め、更に
   その余り角度を時間換算するに際し、 その時間換算のために使用される今回の角度時間を求め
   るに当たり、 前回の同一クランク角度位置にて同一角度だけ回転する
   のに要した角度時間に対応する瞬間回転速度を求め、 その瞬間回転速度を、最新の所定クランク角度位置での
   瞬間回転速度とその前の同クランク角度位置での瞬間回
   転速度との差に基づいて補正し、 その補正された瞬間回転速度から今回の角度時間を推定
   することを特徴としたエンジンのクランク角検出方法。