JPH0533714A - デイーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジン回転変動の影響を受けることなく燃料
噴射量制御の精度を向上させる。 【構成】目標スピル時期までのエンジン回転パルスの数
（スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａ）とその１パルス分
に満たない余り角度θＲＥＭの時間換算値とから決定さ
れる時刻タイミングにより燃料噴射ポンプの電磁スピル
弁を開かせて所要の燃料噴射量を得る。ここで、ディー
ゼルエンジンの前回の爆発行程直後に瞬時回転速度が低
下する今回のカウント周期における所定期間で、その瞬
時回転速度の変化を曲線近似する。そして、その曲線近
似された瞬時回転速度の変化に基づき、今回の余り角度
θＲＥＭの時間換算のために使用される１パルス分の所
要時間を予測して求める。これにより、エンジン回転変
動の影響を受けることなく、該当する１パルス分の所要
時間が高精度に求められる。

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
されるディーゼルエンジンに係り、詳しくは燃料溢流式
の燃料噴射ポンプを備えてその燃料噴射ポンプにおける
燃料の溢流を電子制御することにより噴射量制御を行う
燃料噴射量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、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、例えば
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い
て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６２−２６７５４７号公報
に開示された技術では、その時々の運転状態に応じて決
定される燃料噴射量を得るべく、噴射終了時期に相当す
る目標スピル時期に電磁スピル弁によりスピルポートを
開放させている。ここで、目標スピル時期を決定するに
は、一定のクランク角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る。そして、その余り角度につ
いては、前回のスピル時期を含む１パルス分の所要時間
（スピル時パルス時間）に基づいて時間換算するように
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来公
報の技術では、エンジンの回転変動が大きい場合に、上
記のスピル時パルス時間の差が大きくなる。例えば、今
回の目標スピル時期周辺の瞬時回転速度が、前回のスピ
ル時期周辺のそれに比べて落ち込むような場合には、今
回のスピル時パルス時間が前回のスピル時パルス時間に
比べて長くなる。従って、そのような回転変動の大きい
状態で求められた前回のスピル時パルス時間にに基づい
て余り角度を時間換算した場合には、その時間換算の誤
差が非常に大きくなり、燃料噴射量制御の精度が悪化す
るおそれがあった。又、燃料噴射量制御の精度悪化に起
因して、エンジンの回転変動を更に誘発させて出力低下
を招来するというおそれもあった。

【０００６】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、エンジン回転変動の影響を
受けることなく燃料噴射量制御の精度を向上させること
の可能なディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置を提
供することにある。

【０００７】

【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、図１に示すように、ディーゼ
ルエンジンＭ１の回転に連動して往復駆動されるプラン
ジャＭ２により高圧室Ｍ３にて加圧される燃料をディー
ゼルエンジンＭ１へ圧送して噴射する燃料噴射ポンプＭ
４と、その燃料噴射ポンプＭ４からの燃料噴射量を調整
すべく、高圧室Ｍ３での燃料加圧を終了させるために開
かれて高圧室Ｍ３からの燃料の溢流を調整する溢流調整
弁Ｍ５と、ディーゼルエンジンＭ１の運転状態に応じて
決定される燃料噴射量を得るべく、その噴射終了時期に
相当する目標溢流時期を演算する溢流時期演算手段Ｍ６
と、ディーゼルエンジンＭ１の一定クランク角度毎にエ
ンジン回転パルスを検出すると共に、そのエンジン回転
パルス毎の瞬時回転速度を検出するエンジン回転検出手
段Ｍ７と、そのエンジン回転検出手段Ｍ７により順次に
検出さ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溢流時期演算手段Ｍ６に
より演算される目標溢流時期までのエンジン回転パルス
のカウント数とその１パルス分に満たない余り角度を演
算する余り角度演算手段Ｍ８と、その余り角度演算手段
Ｍ８により演算される余り角度を１パルス分の所要時間
に基づいて時間換算する角度時間換算手段Ｍ９と、高圧
室Ｍ３からの燃料の溢流を実行すべく、余り角度演算手
段Ｍ８により演算される目標溢流時期までのエンジン回
転パルスのカウント数と角度時間換算手段Ｍ９による余
り角度の時間換算値とから決定される時刻タイミングに
より溢流調整弁Ｍ５を開かせる溢流調整実行手段Ｍ１０
とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置に
おいて、ディーゼルエンジンＭ１の前回の爆発行程直後
に瞬時回転速度が低下する所定期間で、エンジン回転検
出手段Ｍ７により検出される瞬時回転速度の変化を曲線
近似する速度変化近似手段Ｍ１１と、その速度変化近似
手段Ｍ１１により曲線近似された瞬時回転速度の変化に
基づき、角度時間換算手段Ｍ９にて時間換算のために使
用されるべき今回の目標溢流時期に対応する１パルス分
の所要時間を予測するパルス所要時間予測手段Ｍ１２と
を備えている。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、ディ
ーゼルエンジンＭ１の回転に連動してプランジャＭ２が
往復駆動されることにより、高圧室Ｍ３にて加圧される
燃料がディーゼルエンジンＭ１へ圧送されて噴射され
る。このとき、溢流調整弁Ｍ５が開かれることにより、
高圧室Ｍ３から燃料が溢流されて高圧室Ｍ３での燃料加
圧が終了され、燃料噴射ポンプＭ４からの燃料噴射量が
調整される。

【０００９】そして、ディーゼルエンジンＭ１の運転中
に、溢流時期演算手段Ｍ６はその運転状態に応じて決定
される燃料噴射量を得るべく、噴射終了時期に相当する
目標溢流時期を演算する。又、エンジン回転検出手段Ｍ
７は、ディーゼルエンジンＭ１の一定クランク角度毎に
エンジン回転パルスを検出すると共に、そのエンジン回
転パルス毎の瞬時回転速度を検出する。更に、余り角度
演算手段Ｍ８は、エンジン回転検出手段Ｍ７により順次
に検出さ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溢流時期演算手段Ｍ６
により演算される目標溢流時期までのエンジン回転パル
スのカウント数とその１パルス分に満たない余り角度を
演算する。又、角度時間換算手段Ｍ９は、余り角度演算
手段Ｍ８により演算される余り角度を１パルス分の所要
時間に基づいて時間換算する。そして、溢流調整実行手
段Ｍ１０は、余り角度演算手段Ｍ８により演算される目
標溢流時期までのエンジン回転パルスのカウント数と角
度時間換算手段Ｍ９による余り角度の時間換算値とから
決定される時刻タイミングにより溢流調整弁Ｍ５を開か
せ、これによって高圧室Ｍ３からの燃料の溢流が行われ
る。

【００１０】ここで、速度変化近似手段Ｍ１１は、ディ
ーゼルエンジンＭ１の前回の爆発行程直後に瞬時回転速
度が低下する所定期間で、エンジン回転検出手段Ｍ７に
より検出される瞬時回転速度の変化を曲線近似する。
又、パルス所要時間予測手段Ｍ１２は、その曲線近似さ
れた瞬時回転速度の変化に基づき今回の目標溢流時期に
対応する１パルス分の所要時間を予測する。従って、エ
ンジン回転変動の影響を受けることなく目標とする１パ
ルス分の所要時間が求められ、その所要時間が角度時間
換算手段Ｍ９にて余り角度の時間換算のために使用され
る。

【００１１】

【実施例】以下、この発明におけるディーゼルエンジン
の燃料噴射量制御装置を自動車に具体化した一実施例を
図２〜図１２に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図２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３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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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溢流調
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１
５内の燃料が燃料室２１へスピルされる。又、コイル２
４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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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エンジン回転検出手段としての回転
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数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、そのエンジン回転パルス毎の瞬時回転速度を検出す
る。更に、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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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は溢流時期演算手
段、余り角度演算手段、角度時間換算手段、溢流調整実
行手段、速度変化近似手段及びパルス所要時間予測手段
を構成する電子制御装置（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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図４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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
る燃料噴射量制御の処理動作について図５〜図１２に従
って説明する。図５〜図７のフローチャートはＥＣＵ７
１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数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。

【００３６】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、エンジン回転パルスをカウント
するパルスカウンタＣＮＩＲＱの数が「０」であるか否
かを判断する。この実施例では、パルスカウンタＣＮＩ
ＲＱにより「０〜１２」の数が周期的にカウントされ、
そのカウント周期毎に各回の燃料噴射量制御の処理が実
行される。そして、ステップ１０１において、パルスカ
ウンタＣＮＩＲＱの数が「０」でない場合には、そのま
まステップ１０３へ移行する。

【００３７】又、ステップ１０１において、パルスカウ
ンタＣＮＩＲＱの数が「０」である場合には、ステップ
１０２において、前回のカウント周期で求められたパル
ス時間ＴＮＩＮＴの最大値としての最大パルス時間ＴＭ
ＡＸを「０」にリセットし、その後ステップ１０３へ移
行する。ここで、パルス時間ＴＮＩＮＴとは、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（１
１．２５°ＣＡ）だけ進むのに要する時間である。

【００３８】ステップ１０１又はステップ１０２から移
行してステップ１０３においては、今回の制御周期にお
けるパルスカウンタＣＮＩＲＱの数に対応するパルス時
間ＴＮＩＮＴを求め、その時間をパルス時間配列ＴＮＩ
ＮＴ（ｉ）で順次記憶する。即ち、図８に示すように、
パルスカウンタＣＮＩＲＱの数が「０〜１２」と変わる
順に、求められるパルス時間ＴＮＩＮＴを順次にＲＡＭ
８３に記憶させるのである。ここで、各パルス時間ＴＮ
ＩＮＴの大きさの逆数が瞬間回転速度の大きさに相当す
ることになる。

【００３９】その後、ステップ１０４において、最終ス
ピル角（最終噴射量）ＱＦＩＮに位相補正電圧ＶＲＰを
加算してスピル開角度ＡＮＧＳＰＶを算出する。ここ
で、最終噴射量ＱＦＩＮは、別途のメインルーチンによ
りエンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ及び冷却
水温ＴＨＷ等に基づいて算出される値である。

【００４０】続いて、ステップ１０５において、その求
められたスピル開角度ＡＮＧＳＰＶより、以下の計算式
（１）に従い、図９に示すようにスピル時期パルス数Ｃ
ＡＮＧＬａ及び余り角度θＲＥＭを算出する。

【００４１】 ＡＮＧＳＰＶ＝１１．２５×ＣＡＮＧＬａ＋θＲＥＭ …（１） その後、ステップ１０６においては、今回求められたス
ピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａと前回のカウント周期で
求められた最低瞬時回転速度となるパルス数（最低速パ
ルス数）ＣＢＯＴＭとを比較し、そのスピル時期パルス
数ＣＡＮＧＬａが最低速パルス数ＣＢＯＴＭ以下である
か否かを判断する。

【００４２】ここで、ステップ１０６において、今回の
スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａが前回の最低速パルス
数ＣＢＯＴＭ以下である場合には、今回のスピル時期パ
ルス数ＣＡＮＧＬａが前回の瞬時回転速度変化の変曲点
を越えていないものとして、ステップ１０７へ移行す
る。そして、同ステップ１０７において、今回のカウン
ト周期におけるパルスカウンタＣＮＩＲＱの「０」か
ら、今回のカウント周期におけるスピル時期パルス数Ｃ
ＡＮＧＬａより一つ前の数までの各パルス時間ＴＮＩＮ
Ｔの値に基づき、図８に破線で示すように今回の瞬時回
転速度の変化を最小自乗曲線により近似する。そして、
その瞬時回転速度変化の近似結果に基づき、今回のカウ
ント周期におけるスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａより
一つ後の数におけるパルス時間ＴＮＩＮＴを算出し、そ
の算出結果をスピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａとして
設定する。即ち瞬時回転速度変化の予測変曲点における
スピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａを設定するのであ
る。その処理の後、ステップ１１１へ移行する。

【００４３】一方、ステップ１０６において、今回のス
ピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａが前回の最低速パルス数
ＣＢＯＴＭ以下でない場合には、今回のスピル時期パル
ス数ＣＡＮＧＬａが前回の瞬時回転速度変化の変曲点を
越えたものとして、ステップ１０８へ移行する。そし
て、同ステップ１０８においては、今回のスピル時期パ
ルス数ＣＡＮＧＬａより二つ前の数におけるパルス時間
ＴＮＩＮＴの値を、今回の変曲点前パルス時間ＴＮＩＮ
ＴＫとして設定する。即ち、瞬時回転速度変化の予測変
曲点よりも一つ前の時間を、パルス時間ＴＮＩＮＴとし
て設定する。

【００４４】次に、ステップ１０９において、ディーゼ
ルエンジン２の爆発行程での爆発力の回転上昇補正係数
ＫＦＩＲＥを算出する。即ち、今回求められたスピル開
角度ＡＮＧＳＰＶと前回求められたスピル開角度ＡＮＧ
ＳＰＶとしての前回スピル開角度ＡＮＧＢとの差から、
先ず図１０のマップを参照して仮回転上昇補正係数ＫＦ
ＩＲＥＡを求める。次に、その仮回転上昇補正係数ＫＦ
ＩＲＥＡ、実噴射時期ＡＣＴＣＡ、前回の実噴射時期Ａ
ＣＴＢ及び爆発時のエンジン回転数ＮＥＦＩＲを用い、
以下の計算式（２）に従い回転上昇補正係数ＫＦＩＲＥ
を算出する。

【００４５】 ＫＦＩＲＥ＝１−｛ＫＦＩＲＥＡ＋０．１×（ＡＣＴＣＡ−ＡＣＴＢ）｝ ×（２４００−ＮＥＦＩＲ）／２０００ …（２） ここで、実噴射時期ＡＣＴＣＡは実際の噴射時期を示す
値であり、別途のメインルーチンにおいて、回転数セン
サ３５によるエンジン回転数パルスの検出タイミング
と、クランク角センサ７６によるクランク軸４０の所定
回転位置の示す基準位置信号の検出タイミングとの位相
差に基づいて求められる。又、爆発時のエンジン回転数
ＮＥＦＩＲはその時のエンジン回転数ＮＥに応じて一義
的に定められる値であり、エンジン回転数ＮＥが「２４
００ｒｐｍ」よりも大きい場合には「２４００ｒｐｍ」
に、エンジン回転数ＮＥが「４００ｒｐｍ」よりも小さ
い場合には「４００ｒｐｍ」にそれぞれ定められる。

【００４６】その後、ステップ１１０において、前回の
変曲点後パルス時間ＴＮＩＮＴＡ、前回の変曲点前パル
ス時間ＴＮＩＮＴＢ、今回の変曲点前パルス時間ＴＮＩ
ＮＴＫ及び回転上昇補正係数ＫＦＩＲＥにより、以下の
計算式（３）に従って今回のスピル時パルス時間ＴＳ１
１２５ａを算出する。その後、ステップ１１１へ移行す
る。

【００４７】 ＴＳ１１２５ａ＝ＴＮＩＮＴＫ×（ＴＮＩＮＴＡ／ＴＮＩＮＴＢ） ×ＫＦＩＲＥ…（３） ステップ１０７又はステップ１１０から移行してステッ
プ１１１においては、今回のスピル時期パルス数ＣＡＮ
ＧＬａより一つ前の数でのパルス時間ＴＮＩＮＴの値
を、スピル時期前パルス時間ＴＳ１１２５ｂとして設定
する。

【００４８】その後、ステップ１１２において、スピル
時パルス時間ＴＳ１１２５ａ及び余り角度θＲＥＭよ
り、以下の計算式（４）に従い角度時間換算を行ってス
ピル時刻ＴＳＰＯＮａを算出する。

【００４９】 ＴＳＰＯＮａ＝（θＲＥＭ／１１．２５）×ＴＳ１１２５ａ …（４） 続いて、ステップ１１３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「８８μｓ」
よりも小さいか否かを判断する。ここで、スピル時刻Ｔ
ＳＰＯＮａが所定の「８８μｓ」よりも小さい場合に
は、ステップ１１４において、図１１に示すように、ス
ピル時刻ＴＳＰＯＮａにスピル時期前パルス時間ＴＳ１
１２５ｂを加算した結果を最終スピル時刻ＴＳＰＯＮと
して設定する。又、ステップ１１５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として設定し、ステ
ップ１１８へ移行する。

【００５０】一方、ステップ１１３において、スピル時
刻ＴＳＰＯＮａが所定の「８８μｓ」以上である場合に
は、ステップ１１６において、図１２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、ステップ１１７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として設定し、ステップ１１８へ
移行する。

【００５１】そして、ステップ１１５又はステップ１１
７から移行してステップ１１８においては、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
噴射量を制御する。その後、ステップ１１９へ移行す
る。

【００５２】ステップ１１９においては、今回のパルス
時間ＴＮＩＮＴが前回のカウント周期における最大パル
ス時間ＴＭＡＸ以上であるか否かを判断する。ここで、
そのパルス時間ＴＮＩＮＴが最大パルス時間ＴＭＡＸ以
上でない場合には、そのままステップ１２２へ移行す
る。又、パルス時間ＴＮＩＮＴが最大パルス時間ＴＭＡ
Ｘ以上である場合には、ステップ１２０において、次回
のカウント周期の演算で用いるために、今回のパルス時
間ＴＮＩＮＴを最大パルス時間ＴＭＡＸとして設定す
る。

【００５３】その後、ステップ１２１において、今回の
パルスカウンタＣＮＩＲＱの数を今回のカウント周期に
おける仮最低速パルス数ＣＢＯＴＭａとして設定し、そ
の後ステップ１２２へ移行する。

【００５４】そして、ステップ１１９又はステップ１２
１から移行してステップ１２２においては、今回のパル
スカウンタＣＮＩＲＱの数が「１２」であるか否かを判
断する。ここで、パルスカウンタＣＮＩＲＱの数が「１
２」でない場合には、そのままステップ１２６へ移行す
る。又、そのパルスカウンタＣＮＩＲＱが「１２」であ
る場合には、ステップ１２３において、次回のカウント
周期の演算で用いるために、仮最低速パルス数ＣＢＯＴ
Ｍａの数より一つ後の数におけるパルス時間ＴＮＩＮＴ
（ＣＢＯＴＭａ＋１）を変曲点後パルス時間ＴＮＩＮＴ
Ａとして設定する。

【００５５】又、ステップ１２４において、同じく次回
のカウント周期の演算で用いるために、仮最低速パルス
数ＣＢＯＴＭａの数より一つ前の数におけるパルス時間
ＴＮＩＮＴ（ＣＢＯＴＭａ−１）を変曲点前パルス時間
ＴＮＩＮＴＢとして設定する。

【００５６】更に、ステップ１２５において、同じく次
回のカウント周期の演算で用いるために、仮最低速パル
ス数ＣＢＯＴＭａを次回のカウント周期の演算で用いる
ために最低速パルス数ＣＢＯＴＭとして設定した後、ス
テップ１２６へ移行する。

【００５７】ステップ１２２又はステップ１２５から移
行してステップ１２６においては、今回のパルスカウン
タＣＮＩＲＱの数が最終スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬ
で、かつ電磁スピル弁２３がオフされたか否かを判断す
る。ここで、上記の判断が否定である場合には、そのま
まその後の処理を一旦終了する。又、上記の判断が肯定
である場合には、ステップ１２７において、次回のカウ
ント周期で演算に用いるために、今回のカウント周期で
求められたスピル開角度ＡＮＧＳＰＶを前回スピル開角
度ＡＮＧＢとして設定する。

【００５８】そして、ステップ１２８において、今回の
実噴射時期ＡＣＴＣＡを前回の実噴射時期ＡＣＴＢとし
て設定し、その後の処理を一旦終了する。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、余り角度θＲＥＭ
を時間換算するために使用される１パルス分の所要時間
をより正確に予測して設定している。即ち、今回のスピ
ル時期パルス数ＣＡＮＧＬａが前回の最低速パルス数Ｃ
ＢＯＴＭと同じかそれよりも小さい場合には、図８に破
線で示すように、今回のカウント周期におけるパルスカ
ウンタＣＮＩＲＱの「０」から、今回のカウント周期に
おけるスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａより一つ前の数
までの各パルス時間ＴＮＩＮＴの値に基づき、今回の瞬
時回転速度の変化を最小自乗曲線により近似する。又、
その瞬時回転速度変化の近似結果に基づき、今回のカウ
ント周期におけるスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａより
一つ後の数におけるパルス時間ＴＮＩＮＴを算出し、そ
の算出結果をスピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａとして
いる。つまり、今回のカウント周期における瞬時回転速
度の変化からその変化の成り行きを曲線近似し、その曲
線近似から今回のスピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａを
予測している。

【００５９】従って、この場合には、ディーゼルエンジ
ン２の回転変動に起因して、今回の目標スピル時期周辺
での瞬時回転速度が前回のスピル時期周辺のそれに比べ
て大きく落ち込むような状態でも、その瞬時回転速度変
化の曲線近似により、目標スピル時期周辺でのスピル時
パルス時間ＴＳ１１２５ａをより高精度に予測して求め
ることができる。そして、その高精度に予測されたスピ
ル時パルス時間ＴＳ１１２５ａに基づいて余り角度を時
間換算していることから、より高精度なスピル時刻ＴＳ
ＰＯＮａを求めることができる。そして、高精度なスピ
ル時刻ＴＳＰＯＮａを使用して燃料噴射量制御を実行し
ていることから、ディーゼルエンジン２に回転変動が生
じても、その回転変動の影響を受けることなく燃料噴射
量制御を精度良く行うことができ、燃料噴射量制御の精
度を向上させることができる。又、燃料噴射量制御の精
度を向上できることから、エンジン回転変動の誘発を未
然に防止してディーゼルエンジン２の出力低下を抑える
こともできる。

【００６０】一方、今回のスピル時期パルス数ＣＡＮＧ
Ｌａが前回の最低速パルス数ＣＢＯＴＭより大きくなっ
た場合には、今回のスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬａよ
り二つ前の数におけるパルス時間ＴＮＩＮＴの値を、今
回の変曲点前パルス時間ＴＮＩＮＴＫとして設定する。
又、爆発行程での爆発力による回転上昇補正係数ＫＦＩ
ＲＥを算出する。そして、今回の変曲点前パルス時間Ｔ
ＮＩＮＴＫに、回転上昇補正係数ＫＦＩＲＥと、前回の
変曲点前パルス時間ＴＮＩＮＴＢに対する前回の変曲点
後パルス時間ＴＮＩＮＴＡの比を掛け算した結果を今回
のスピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａとして設定しい
る。つまり、前回と今回の爆発力の差によりスピル時パ
ルス時間ＴＳ１１２５ａを補正している。

【００６１】従って、この場合には、ディーゼルエンジ
ン２の回転変動の影響が補償されることになり、もって
スピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａをより高精度に予測
して求めることができる。そして、その高精度に予測さ
れたスピル時パルス時間ＴＳ１１２５ａに基づいて余り
角度を時間換算していることから、より高精度なスピル
時刻ＴＳＰＯＮａを求めることができる。そして、高精
度なスピル時刻ＴＳＰＯＮａを使用して燃料噴射量制御
を実行していることから、ディーゼルエンジン２に回転
変動が生じても、その回転変動の影響を受けることなく
燃料噴射量制御を精度良く行うことができ、燃料噴射量
制御の精度を向上させることができる。更には、エンジ
ン回転変動の誘発を未然に防止してディーゼルエンジン
２の出力低下を抑えることもできる。

【００６２】又、この実施例では、上記のようにエンジ
ン回転変動の影響を受けることなく燃料噴射量制御を実
行している。そのため、ノーマルフライホイールやフラ
イホイールダンパー等のように回転変動に差のある機構
を採用した異なるディーゼルエンジンの間で制御される
燃料噴射量に差が生じることはなく、噴射量制御のため
に同一の噴射量指令値を用いても差し支えがない。

【００６３】更に、フライホイールダンパーをディーゼ
ルエンジンに採用した場合には、エンジン回転数の整数
倍に比例しないエンジン回転変動が生じる。しかし、こ
の場合でも、本実施例によれば、エンジン回転変動に影
響されることなく、燃料噴射量制御を高精度に行うこと
ができるので、エンジン回転変動の増大を抑えることが
できる。その結果、極低速領域でのドライバビリティを
改善することもできる。

【００６４】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で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、今回の瞬時回転速度の変化を最
小自乗曲線により近似するために、今回のカウント周期
におけるパルスカウンタＣＮＩＲＱの「０」から、今回
のカウント周期におけるスピル時期パルス数ＣＡＮＧＬ
ａより一つ前の数までの各パルス時間ＴＮＩＮＴの値を
使用しているが、それら全てのパルス時間ＴＮＩＮＴの
値を使用することなく、その中から適宜に選択した複数
の値を使用してもよい。

【００６５】（２）前記実施例では、過給機付のディー
ゼルエンジン２に具体化して説明したが、過給機を持た
ないディーゼルエンジンに具体化することもできる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、目標溢流（スピル）時期までのエンジン回転パルス
のカウント数とその１パルス分に満たない余り角度の時
間換算値とから決定される時刻タイミングにより燃料噴
射ポンプの溢流調整弁を開かせて所要の燃料噴射量を得
るようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置
において、今回の余り角度の時間換算のために使用され
る１パルス分の所要時間を、ディーゼルエンジンの前回
の爆発行程直後に瞬時回転速度が低下する所定期間で、
その瞬時回転速度の変化を曲線近似してその曲線近似さ
れた瞬時回転速度の変化に基づいて予測しているので、
エンジン回転変動の影響を受けることなく目標とする１
パルス分の所要時間を高精度に求めることができて余り
角度の時間換算を高精度に行うことができ、もって燃料
噴射量制御の精度を向上させる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】この発明の概念構成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における過給付
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３】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４】一実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【図５】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６】一実施例においてＥＣＵにより実行されるＮＥ
割込みルーチンの続きを説明するフローチャートであ
る。

【図７】一実施例においてＥＣＵにより実行されるＮＥ
割込みルーチンの続きを説明するフローチャートであ
る。

【図８】一実施例において瞬時回転速度の変化に対する
スピル時パルス時間の求め方を説明する説明図である。

【図９】一実施例においてスピル時期パルス数と余り角
度等の求め方を説明するタイムチャートである。

【図１０】一実施例においてスピル開角度と前回スピル
開角度との差に対する回転上昇補正係数の関係を予め定
めたマップを示す図である。

【図１１】一実施例においてスピル時刻が８８μｓ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１２】一実施例においてスピル時刻が８８μｓ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。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２…ディーゼルエンジン、１２…
プランジャ、１５…高圧室、２３…溢流調整弁としての
電磁スピル弁、３５…エンジン回転検出手段としての回
転数センサ、７１…溢流時期演算手段、余り角度演算手
段、角度時間換算手段、溢流調整実行手段、速度変化近
似手段及びパルス所要時間予測手段を構成するＥＣＵ、
ＴＳ１１２５ａ…スピル時パルス時間、θＲＥＭ…余り
角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ディーゼルエンジンの回転に連動して往
   復駆動されるプランジャにより高圧室にて加圧される燃
   料をディーゼルエンジンへ圧送して噴射する燃料噴射ポ
   ンプと、 前記燃料噴射ポンプからの燃料噴射量を調整すべく、前
   記高圧室での燃料加圧を終了させるために開かれて前記
   高圧室からの燃料の溢流を調整する溢流調整弁と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態に応じて決定される
   燃料噴射量を得るべく、その噴射終了時期に相当する目
   標溢流時期を演算する溢流時期演算手段と、 前記ディーゼルエンジンの一定クランク角度毎にエンジ
   ン回転パルスを検出すると共に、そのエンジン回転パル
   ス毎の瞬時回転速度を検出するエンジン回転検出手段
   と、 前記エンジン回転検出手段により順次に検出されるエン
   ジン回転パルスに基づき、そのエンジン回転パルスのあ
   る基準位置から前記溢流時期演算手段により演算される
   目標溢流時期までのエンジン回転パルスのカウント数と
   その１パルス分に満たない余り角度を演算する余り角度
   演算手段と、 前記余り角度演算手段により演算される余り角度を１パ
   ルス分の所要時間に基づいて時間換算する角度時間換算
   手段と、 前記高圧室からの燃料の溢流を実行すべく、前記余り角
   度演算手段により演算される前記目標溢流時期までのエ
   ンジン回転パルスのカウント数と前記角度時間換算手段
   による余り角度の時間換算値とから決定される時刻タイ
   ミングにより前記溢流調整弁を開かせる溢流調整実行手
   段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置
   において、 前記ディーゼルエンジンの前回の爆発行程直後に前記瞬
   時回転速度が低下する所定期間で、前記エンジン回転検
   出手段により検出される瞬時回転速度の変化を曲線近似
   する速度変化近似手段と、 前記速度変化近似手段により曲線近似された瞬時回転速
   度の変化に基づき、前記角度時間換算手段にて時間換算
   のために使用されるべき今回の目標溢流時期に対応する
   １パルス分の所要時間を予測するパルス所要時間予測手
   段とを備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃
   料噴射量制御装置。