JPH07127552A - ディーゼル機関の燃料噴射時期検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射弁の開閉に伴う弁体リフト動作に応
じた電気信号を出力する圧電素子センサの出力信号に基
づいてディーゼル機関への燃料噴射時期を検出するにあ
たり、燃料噴射弁の開弁時期、及び閉弁時期を的確に検
出する。 【構成】 圧電素子センサの出力信号には、燃料噴射弁
の開弁時期及び閉弁時期にそれぞれ対応した第１及び第
２の２つの荷重変化波形（ピーク）が生じる。こうした
信号を処理する回路として、所定値との比較のもとに第
１の荷重変化波形を判別する回路、第１の荷重変化波形
のピーク値を保持するピークホールド回路、そしてこの
保持された第１の荷重変化波形のピーク値との比較のも
とに第２の荷重変化波形を判別する回路をそれぞれ設け
る。第１の荷重変化波形の判別時期は燃料噴射弁の開弁
時期として検出され、第２の荷重変化波形の判別時期は
同燃料噴射弁の開弁時期として検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル機関の燃
料噴射時期検出装置に関し、特に圧電素子を用いた燃料
噴射時期検出用ノズルリフトセンサを通じて燃料噴射時
期を検出する装置にあって、その燃料噴射時期の検出精
度を高めるための信号処理回路構成の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】こうしたディーゼル機関の燃料噴射時期
検出装置に、上記ノズルリフトセンサが用いられること
はよく知られている。図８に、この燃料噴射時期検出用
ノズルリフトセンサの一例を参考までに示す。

【０００３】すなわち、同図８に例示するノズルリフト
センサは、燃料通路５１ａ及び５１ｂ、ノズル先端部の
噴射孔５２、そして第１及び第２圧縮コイルスプリング
５３及び５４を有する燃料噴射弁機構と一体に形成され
るとともに、第１圧縮コイルスプリング５３の一方端に
図示の如く配設される圧電素子センサ５を具えて構成さ
れている。そして、上記燃料噴射弁機構における ( 1)燃料受入口となる燃料通路５１ａに対して図示しな
い圧送シリンダから燃料が圧送される。 ( 2)この圧送された燃料が、燃料通路５１ｂを介してノ
ズル先端部の噴射孔５２に達する。 ( 3)噴射孔５２には、第１及び第２圧縮コイルスプリン
グ５３及び５４によって下方（閉弁方向）に付勢され且
つ逆円錐形状の受圧面を有する図示しないノズルニード
ルが配設されており、上記圧送されて噴射孔５２に達し
た燃料がこの第１及び第２圧縮コイルスプリング５３及
び５４による付勢力に打ち勝って該ノズルニードルを押
し上げる。 ( 4)噴射孔５２は、このノズルニードルが押し上げられ
ることによって開弁状態となり、上記圧送された燃料が
同噴射孔５２から噴射される。 ( 5)燃料の圧送が途絶えれば、上記第１及び第２圧縮コ
イルスプリング５３及び５４による付勢によってノズル
ニードルが元に戻され、閉弁される。といった燃料噴射
動作に対応して、すなわち弁体であるノズルニードルの
開閉に伴うリフト動作に対応して、上記圧電素子センサ
５から、上記第１及び第２圧縮コイルスプリング５３及
び５４（主に第１圧縮コイルスプリング５３）の縮／伸
に同期した電気信号（荷重変化検出信号）を出力するよ
うになる。この圧電素子センサ５の出力信号波形につい
て、その一例を図９に示す。

【０００４】この図９に示されるように、圧電素子セン
サ５の出力信号は、上記圧送燃料によりノズルニードル
の押し上げが開始される時期すなわち開弁時期に同期し
て、破線領域Ａとして示すような第１の荷重変化波形
（ピーク）を生じ、その後、このノズルニードルが元の
位置に戻される時期すなわち閉弁時期に同期して、破線
領域Ｂとして示すような第２の荷重変化波形（ピーク）
を生じるようになる。因みに、上記開弁時期には、第１
圧縮コイルスプリング５３が圧電素子センサ５を圧迫す
る方向に作用することから、上記第１の荷重変化波形は
基本的に、正方向に生じることとなる。逆に、上記閉弁
時期には、同第１圧縮コイルスプリング５３が圧電素子
センサ５に対しその圧迫を開放する方向に作用すること
から、上記第２の荷重変化波形は基本的に、負方向に生
じることとなる。ただし、この出力信号も実際には、上
記第１及び第２圧縮コイルスプリング５３及び５４の振
動や、該ノズルリフトセンサ自身の振動等によって、同
図９に示されるような多くのノイズ成分を含む信号波形
となる。

【０００５】上記ノズルリフトセンサを具える燃料噴射
時期検出装置では、こうした態様で圧電素子センサ５か
ら出力される信号をその出力端子５５を介して取り込
み、該取り込んだ信号を所要に処理することによって当
該ディーゼル機関への燃料噴射時期、或いは燃料噴射量
を検出することとなる。こうしたノズルリフトセンサを
具え、圧電素子センサから出力される信号を処理する回
路として従来は、例えば実開昭６１−１５１０７５号公
報に記載された回路が知られている。

【０００６】すなわち、この公報記載の回路では、上記
圧電素子センサから出力される信号の最大レベルの信号
成分（ピーク値）のみを弁別して取り出すようにし、該
取り出した最大レベルの信号成分の発生タイミングをも
って燃料の噴射タイミング、すなわち上記燃料噴射弁の
開弁時期としている。

【０００７】なお、こうして検出される燃料噴射タイミ
ングが、エンジン出力軸とカムとの間の位相修正等に利
用されるようになることもよく知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、ノズルリ
フトセンサを具える燃料噴射時期検出装置にあっては、
圧電素子センサから出力される信号の荷重変化波形を捕
らえるようにすれば、燃料の噴射タイミングについて、
確かに信頼性ある検出を行うことはできる。

【０００９】しかし、圧電素子センサの出力信号とは、
図９にも示されるように、燃料の１噴射サイクルにつ
き、燃料噴射弁の開弁時期と閉弁時期とで、上述した第
１及び第２の２つの荷重変化波形が生じるものであり、
上記従来の回路のように、圧電素子センサの出力信号か
ら最大レベルの信号成分のみを弁別して取り出すもので
は、その検出される噴射タイミングも自ずと曖昧なもの
となる。

【００１０】すなわち、圧電素子センサの出力信号のう
ち、例えばその正方向のレベルのみに注目した場合、上
述した圧縮コイルスプリングの圧電素子センサに対する
圧迫方向から、理論上は確かに、その最大レベルの信号
成分が上記燃料噴射弁の開弁時期に対応するようになる
はずではあるが、現実としては図９に示されるように、
その複雑な振動により、閉弁時期に対応した第２の荷重
変化波形のピーク値が、その正方向にあっても第１の荷
重変化波形のピーク値を上回って、上記最大レベルの信
号成分となることも十分に起こり得る。こうして第２の
荷重変化波形のピーク値が上記最大レベルの信号成分と
認識される場合には、燃料の噴射が終了したタイミング
である閉弁時期が開弁時期であるかの如く誤って検出さ
れてしまうこととなる。

【００１１】また、上記従来の回路のように、燃料の噴
射タイミングである開弁時期のみを検出するものでは、
燃料の噴射量について、ある程度推定することはできて
も、開弁時間等に基づきこれを正確に検出することはで
きない。

【００１２】なお、ノズルリフトセンサとして、上述し
た２つの圧縮コイルスプリングを具える２段開弁圧を有
するものに限らず、圧縮コイルスプリングを１つだけ具
える１段のみの開弁圧を有するものについても、こうし
た実情に変わりはない。

【００１３】この発明は、上記実情に鑑みてなされたも
のであり、燃料噴射弁の開弁時期、及び閉弁時期を的確
に検出し、ひいてはディーゼル機関に燃料が噴射供給さ
れる時期や、同燃料の噴射量等を正確に検出することが
できるディーゼル機関の燃料噴射時期検出装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明では、圧電素子センサから出力される電
気信号には上記開弁時期及び閉弁時期にそれぞれ対応し
た２つの荷重変化波形（ピーク）が生じることに着目し
て、圧電素子センサの第１の荷重変化出力に基づいて燃
料噴射弁の開弁時期を検出する開弁時期検出手段と、圧
電素子センサの第２の荷重変化出力に基づいて燃料噴射
弁の閉弁時期を検出する閉弁時期検出手段と、をそれぞ
れ具えるようにする。

【００１５】

【作用】圧電素子センサから出力される信号に、燃料噴
射弁の開弁時期及び閉弁時期にそれぞれ対応した第１及
び第２の２つの荷重変化波形が生じ、またたとえ、燃料
噴射弁の複雑な振動等によって、閉弁時期に対応した第
２の荷重変化波形のピーク値が、その正方向にあっても
第１の荷重変化波形のピーク値を上回るようなことがあ
ったとしても、上記のように、第１の荷重変化出力と第
２の荷重変化出力とでこれらを各別に認識する２つの検
出手段を具えることで、燃料噴射弁の開弁時期及び閉弁
時期について、その各々を誤って検出してしまうような
ことはなくなる。

【００１６】また、こうして開弁時期及び閉弁時期の両
方の時期を検出するようにしたことで、燃料噴射弁の開
弁時間も自ずと明らかになり、その都度の燃料噴射量に
ついても、これを正確に検出することができるようにな
る。

【００１７】なお、上記閉弁時期検出手段としてこれ
を、例えば ( a)前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピー
クホールド回路を具え、その保持された第１の荷重変化
出力のピーク値との比較のもとに前記第２の荷重変化出
力を判別する構成。とすれば、第２の荷重変化出力につ
いてのより正確な判別が可能となる。通常、第１及び第
２の荷重変化出力は自ずと強い相関を示すようになるこ
とから、こうして第１の荷重変化出力との比較のもとに
第２の荷重変化出力を判別するようにすることで、この
第２の荷重変化出力についての判別精度も自ずと高まる
ようになる。

【００１８】また、同閉弁時期検出手段としてこれを、
例えば ( b)前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピー
クホールド回路と、この保持された第１の荷重変化出力
のピーク値を修正するレベル修正回路とを具え、前記修
正された第１の荷重変化出力のピーク値との比較のもと
に前記第２の荷重変化出力を判別する構成。とすれば、
第１の荷重変化出力と第２の荷重変化出力とのレベル関
係を、上記レベル修正回路を通じて任意に修正すること
ができるようになる。このため、例えば第２の荷重変化
出力のピーク値が第１の荷重変化出力のピーク値よりも
数％小さい値として出力される場合であっても、それら
適用される環境に応じて、同第２の荷重変化出力につい
ての正確な判別を行うことができるようになる。

【００１９】また、同閉弁時期検出手段としてこれを、
例えば ( c)前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピー
クホールド回路と、この保持された第１の荷重変化出力
のピーク値の正負を反転する反転回路とを具え、前記反
転された第１の荷重変化出力のピーク値との比較のもと
に前記第２の荷重変化出力を判別する構成。とすれば、
燃料噴射弁の閉弁時、先ず負方向にピークを生じるよう
になる第２の荷重変化出力の特性と相まって、この燃料
噴射弁の閉弁時期についてのより実状に近い検出を行う
ことができるようになる。

【００２０】また、同閉弁時期検出手段としてこれを、
例えば ( d)前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピー
クホールド回路と、この保持された第１の荷重変化出力
のピーク値の正負を反転する反転回路と、同保持された
第１の荷重変化出力のピーク値を修正するレベル修正回
路とを具え、前記反転され且つ修正された、若しくは前
記修正され且つ反転された第１の荷重変化出力のピーク
値との比較のもとに前記第２の荷重変化出力を判別する
構成。とすれば、上記( b)の構成による作用と上記( c)
の構成による作用とが合成されて、如何なる環境にあっ
ても第２の荷重変化出力を正確に判別できて且つ、閉弁
時期についてのより実状に近い検出を行うことができる
ようになる。

【００２１】

【実施例】図１に、この発明にかかるディーゼル機関の
燃料噴射時期検出装置についてその第１の実施例を示
す。

【００２２】この実施例の装置も、その燃料噴射弁及び
センサ部としては、図８に例示したような圧電素子セン
サ５が配設されたノズルリフトセンサを用いることを前
提としている。図１は、同実施例の装置として主に、こ
の圧電素子センサ５から出力される電気信号を処理し
て、前述した燃料噴射弁機構の開弁時期及び閉弁時期を
抽出処理する回路部分についてその具体例を示してい
る。

【００２３】さてこの実施例の装置は、同図１に示され
るように、大きくは、基本信号処理回路１、開弁タイミ
ング処理部２、ピークホールド回路３、閉弁タイミング
処理部４、そして開弁タイミング処理部２及び閉弁タイ
ミング処理部４にて各々処理された開弁タイミング信号
及び閉弁タイミング信号が入力される電子制御装置６を
具えて構成される。以下に、これら各回路の構成並びに
機能について順次説明する。

【００２４】基本信号処理回路１は、圧電素子センサ５
から発生される電荷に基づいて先の図９に示されるよう
な基本信号を得るための抵抗１１と、インピーダンス変
換用の演算増幅器１２とを具えて構成される回路であ
る。この演算増幅器１２によって非反転増幅（インピー
ダンス変換）された基本信号は、開弁タイミング処理部
２、ピークホールド回路３、及び閉弁タイミング処理部
４に対してそれぞれ入力される。

【００２５】開弁タイミング処理部２は、抵抗２１及び
２２からなる分圧回路と、この分圧回路による分圧出力
Ｖａを反転入力端に入力し、上記基本信号を非反転入力
端に入力する比較器２３とを具えて構成される回路であ
る。ここで、分圧回路による分圧出力Ｖａとは、上記基
本信号から圧電素子センサ５の前述した第１の荷重変化
出力に対応した部分を判別するための基準電圧として生
成される電圧である。これにより比較器２３からは、上
記基本信号の信号レベルがこの基準電圧を超えるとき、
すなわち圧電素子センサ５から前述した第１の荷重変化
に対応した信号が出力されるとき、論理ハイ・レベルと
なる２値信号が出力されるようになる。この比較器２３
から出力される２値信号は、前記燃料噴射弁の開弁時期
（開弁タイミング）を示す信号として、電子制御装置６
に取り込まれる。

【００２６】また、ピークホールド回路３は、演算増幅
器３１、ダイオード３２、コンデンサ３３、電圧ホロワ
として機能する演算増幅器３４、そしてリセット用のト
ランジスタ３５をそれぞれ具えて構成されている。ここ
では、ダイオード３２による整流作用とコンデンサ３３
による平滑作用とによって上記入力される基本信号のピ
ーク値、すなわち圧電素子センサ５の第１の荷重変化出
力に対応したピーク値を得、これをコンデンサ３３に保
持（充電）するようになる。この保持されたピーク値
は、演算増幅器３４を介して閉弁タイミング処理部４に
与えられる。また、同コンデンサ３３に保持（充電）さ
れたピーク値は、電子制御装置６からリセット信号が加
えられてトランジスタ３５がオンとなることにより、こ
のトランジスタ３５を介して放電され、リセットされ
る。

【００２７】そして、閉弁タイミング処理部４は、この
ピークホールド回路３から出力される基本信号のピーク
値を比較基準電圧として反転入力端に入力し、上記基本
信号処理回路１から直接加えられる基本信号を非反転入
力端に入力する比較器４１を具えて構成される回路であ
る。この閉弁タイミング処理部４からは、上記基本信号
として与えられる圧電素子センサ５からの出力信号がこ
のピークホールド回路３から出力されるピーク値（第１
の荷重変化波形のピーク値）を超えるとき、論理ハイ・
レベルとなる２値信号が出力されるようになる。この出
力される２値信号は、前記燃料噴射弁の閉弁時期（閉弁
タイミング）を示す信号として、電子制御装置６に取り
込まれる。すなわちこの実施例の装置では、先の図９に
示されるような圧電素子センサ５の出力信号波形におい
て、閉弁時期に対応した第２の荷重変化波形のピーク値
が、その正方向にあっても第１の荷重変化波形のピーク
値を上回ることを想定した回路構成を採っている。

【００２８】図２は、このような第１の実施例の装置の
動作例を示したものであり、次に、同図２を併せ参照し
て、この実施例の装置の動作を更に詳述する。ここで
は、基本信号処理回路１から開弁タイミング処理部２、
ピークホールド回路３、及び閉弁タイミング処理部４に
対し、図２（ａ）に示されるような波形（荷重変化率）
を有する基本信号（基本電圧信号）が出力されるものと
する。ここでも破線領域Ａは、前記燃料噴射弁の開弁時
期に対応した第１の荷重変化波形を示し、破線領域Ｂ
は、同燃料噴射弁の閉弁時期に対応した第２の荷重変化
波形を示す。

【００２９】また、開弁タイミング処理部２において
は、その比較基準電圧となる分圧出力Ｖａが、同図２
（ａ）に付記される態様で設定されているものとする。
したがっていま、上記基本信号が燃料噴射弁の開弁時期
に対応して大きな荷重変化を示し、そのレベルが上記分
圧出力Ｖａを超えたとすると、そのタイミングｔA をも
って、図２（ｂ）に示されるような論理ハイ・レベルと
なる２値信号が開弁タイミング処理部２から出力される
ようになる。この開弁タイミング処理部２から出力され
る２値信号が、前記燃料噴射弁の開弁時期（開弁タイミ
ング）を示す信号として電子制御装置６に取り込まれる
ようになることは上述した通りである。

【００３０】一方、上記基本信号の第１の荷重変化波形
（領域Ａ）におけるピーク値ＡP は、ピークホールド回
路３によって保持される。そして、基本信号がその後、
燃料噴射弁の閉弁時期に対応して大きな荷重変化を示
し、そのレベルが上記保持されている第１の荷重変化波
形のピーク値ＡP を超えたとき、その超えたタイミング
ｔB をもって、閉弁タイミング処理部４から図２（ｃ）
に示されるような論理ハイ・レベルとなる２値信号が出
力される。この閉弁タイミング処理部４から出力される
２値信号が、燃料噴射弁の閉弁時期（閉弁タイミング）
を示す信号として電子制御装置６に取り込まれるように
なることも上述した。

【００３１】これにより電子制御装置６では、例えば図
２（ｄ）に示される態様で、前記燃料噴射弁の開弁時期
ｔA 及び閉弁時期ｔB を認識し、併せて同燃料噴射弁の
開弁時間を認識する。そして電子制御装置６では、該認
識した開弁時期ｔA 若しくは閉弁時期ｔB に基づき、同
認識した開弁時間の経過後に、ピークホールド回路３の
前記トランジスタ３５にリセット信号を発し、同ピーク
ホールド回路３に保持されているピーク値をリセット
（放電）する。

【００３２】このように、第１の実施例の装置によれ
ば、燃料噴射弁の開弁時期に対応した第１の荷重変化出
力を上記電圧（分圧出力）Ｖａとの比較のもとにまず判
別し、次いで、この第１の荷重変化出力のピーク値との
比較のもとに、同燃料噴射弁の閉弁時期に対応した第２
の荷重変化出力を判別する構成としたことから、それら
第１及び第２の荷重変化出力についての正確な判別を行
うことができ、ひいてはそれら出力に対応した開弁時
期、及び閉弁時期についてもこれを正確に検出すること
ができるようになる。

【００３３】ところで、上記第１の実施例の装置では、
圧電素子センサ５の出力信号波形において、閉弁時期に
対応した第２の荷重変化波形のピーク値が、その正方向
にあっても第１の荷重変化波形のピーク値を上回ること
を想定した回路構成を採用したが、燃料噴射時期検出用
ノズルリフトセンサが適用される環境によっては、必ず
しもこのような条件が満たされるとは限らない。すなわ
ち、圧電素子センサ５の出力信号波形にあっては、閉弁
時期に対応した第２の荷重変化波形のピーク値が第１の
荷重変化波形のピーク値よりも何割か小さくなるといっ
たようなことも十分に起こり得る。

【００３４】図３に、この発明にかかる燃料噴射時期検
出装置の第２の実施例として、こうした第２の荷重変化
波形のピーク値が第１の荷重変化波形のピーク値より小
さくなる場合であってもこれに良好に対処することので
きる装置についてその一例を示す。

【００３５】なお、この図３に示す第２の実施例の装置
において、先の図１に示した第１の実施例の装置と同一
の回路及び素子については同一の符号を付して示してお
り、それら回路及び素子についての重複する説明は省略
する。

【００３６】さて、この第２の実施例の装置では、図３
に示されるように、ピークホールド回路３から出力され
るピーク値（第１の荷重変化出力のピーク値）を適宜に
分圧してレベル修正するレベル修正回路（分圧回路）７
を新たに具え、該レベル修正回路７を通じてレベル修正
されたピーク値を閉弁タイミング処理部４に対して与え
るようにしている。これにより閉弁タイミング処理部４
（比較器４１）では、このレベル修正されたピーク値を
比較基準電圧として、前記基本信号が同レベル修正され
たピーク値を超えるとき、論理ハイ・レベルとなる２値
信号を電子制御装置６に対し出力するようになる。

【００３７】こうした第２の実施例の装置による閉弁タ
イミング検出動作を図４に示す。すなわち、図４（ａ）
に示されるように、ピークホールド回路３に保持されて
いるピーク値ＡP は、上記レベル修正回路７によってα
％だけレベルダウンされる。このレベルダウンされる割
合であるα％は、同レベル修正回路７を構成する分圧回
路の回路定数に基づき、 α＝｛（抵抗７１の抵抗値）／（抵抗７１の抵抗値＋抵抗７２の抵抗値）｝ ×１００ …（１） として与えられる。そして、このレベルダウンされたピ
ーク値ＡPDが、閉弁タイミング処理部４（比較器４１）
において前記基本信号と比較され、同基本信号が燃料噴
射弁の閉弁時期に対応して大きな荷重変化を示してこれ
を超えたとき、その超えたタイミングｔB をもって、図
４（ｂ）に示されるような閉弁タイミング検出信号がこ
の閉弁タイミング処理部４から電子制御装置６に対し出
力されるようになる。

【００３８】このように、この第２の実施例の装置によ
れば、第２の荷重変化波形のピーク値が第１の荷重変化
波形のピーク値より小さくなる場合であっても、同第２
の荷重変化波形についてこれを正確に判別することがで
き、ひいてはそれに対応する閉弁時期を正確に検出する
ことができるようになる。

【００３９】ところで、図８及び図９を参照して冒頭に
も述べたように、圧電素子センサ５の出力信号におい
て、その第１の荷重変化波形は基本的に正方向に生じ、
第２の荷重変化波形は基本的に負方向に生じる。このた
め、上記第１或いは第２の実施例の装置のように、燃料
噴射弁の閉弁時期についても、その対応する第２の荷重
変化波形を正方向で監視していたのでは、僅かながら、
その検出時期にズレを生じてしまうこととなる。

【００４０】そこで図５に、この発明にかかる燃料噴射
時期検出装置の第３の実施例として、こうした負方向に
生じる第２の荷重変化波形を的確に捕らえ、燃料噴射弁
の閉弁時期についてのより正確な検出を可能とする装置
についてその一例を示す。

【００４１】なお、この図５に示す第３の実施例の装置
においても、先の図１或いは図３に示した第１或いは第
２の実施例の装置と同一の回路及び素子についてはそれ
ぞれ同一の符号を付して示しており、それら回路及び素
子についての重複する説明は省略する。

【００４２】さて、この第３の実施例の装置では、図５
に示されるように、ピークホールド回路３の後段に、同
ピークホールド回路３から出力されるピーク値のレベル
の正負を反転する反転回路８を設け、この反転回路８の
出力を上記レベル修正回路７を介して閉弁タイミング処
理部４に与えるようにしている。反転回路８は、いわゆ
る反転増幅器を構成する演算増幅器８３と抵抗８１及び
８２を有して構成されている。

【００４３】図６は、この第３の実施例の装置の動作例
を示したものであり、以下、同図６を併せ参照して、同
実施例の装置の動作を詳述する。図６（ａ）に破線にて
付記するように、ピークホールド回路３によって保持さ
れ且つ同回路３から出力されるピーク値（第１の荷重変
化出力のピーク値）ＡPは、上記反転回路８によってそ
の極性が反転されて、反転ピーク値ＡPIとなる。そし
て、この反転ピーク値ＡPIが更に上記レベル修正回路７
を通じてレベル修正される。すなわちこの第３の実施例
の装置にあっては、上記ピークホールド回路３によって
保持されたピーク値ＡP は、反転され且つレベル修正さ
れたピーク値ＡPID として閉弁タイミング処理部４に与
えられる。

【００４４】これにより、閉弁タイミング処理部４（比
較器４１）では、この反転され且つレベル修正されたピ
ーク値ＡPID を比較基準電圧として、前記基本信号の挙
動を監視するようになり、該基本信号が燃料噴射弁の閉
弁時期に対応して大きな荷重変化を示してこのピーク値
ＡPID を負方向に超えたとき、その超えたタイミングｔ
B をもって、図６（ｂ）に示されるような閉弁タイミン
グ検出信号を電子制御装置６に対し出力するようにな
る。

【００４５】このように、第３の実施例の装置によれ
ば、先の第２の実施例による作用効果に加え、燃料噴射
弁の閉弁時、まず負方向にピークを生じるようになる第
２の荷重変化出力の特性とも相まって、同燃料噴射弁の
閉弁時期についてのより実状に近い検出を行うことがで
きるようになる。

【００４６】また、換言すれば、先の第１或いは第２の
実施例の装置を通じて該第３の実施例の装置と同等の閉
弁時期検出精度を得ようとすれば、図６（ａ）に付記す
るような時間Δｔによるタイミング補正が必要となると
ころ、同第３の実施例の装置によれば、そのような補正
が一切不要となる、ということもできる。

【００４７】なお、この第３の実施例の装置において、
反転回路８とレベル修正回路７との配置関係は逆であっ
てもよい。すなわち、ピークホールド回路３の出力をレ
ベル修正回路７にてレベル修正した後、これを反転回路
８で極性反転して閉弁タイミング処理部４に与える構成
としても、上記得られる作用効果に変わりはない。

【００４８】また、同第３の実施例の装置では、保持さ
れているピーク値の極性を反転させることのみを意図し
て上記反転回路８を設けているが、同反転回路８を構成
する反転増幅器はそもそも、その入力信号をＥｉ、また
出力信号をＥｏとすると、 Ｅｏ＝−（抵抗８２の抵抗値／抵抗８１の抵抗値）×Ｅｉ …（２） といった関係でその利得が決定されるものであることか
ら、同反転回路８内に配設される抵抗８１及び８２の抵
抗値の設定を積極的に変えるようにすれば、上記レベル
修正回路７を設けずとも、第３の実施例の装置としての
上述した作用効果を得ることはできる。このような燃料
噴射時期検出装置の構成を、この発明にかかる装置の第
４の実施例として図７に示す。

【００４９】すなわち、この図７に示す第４の実施例の
装置では、上記（２）式に基づき、入力信号Ｅｉに対す
る出力信号Ｅｏの絶対値レベルが、例えば前述したα％
だけレベルダウンされるよう、反転回路８を構成する抵
抗８１’及び８２’の各抵抗値が選ばれている。こうし
た反転回路８を用いることにより、レベル修正回路７を
別途に設けずとも、上記第３の実施例の装置と実質的に
同等の作用効果を得ることができるようになる。もっと
も、第２の荷重変化波形のピーク値の絶対値が第１の荷
重変化波形のピーク値の絶対値よりも大きくなる環境下
では、第３の実施例の装置にあっても、上記レベル修正
回路７の配設は不要となる。

【００５０】何れにしろ、この第４の実施例の装置によ
れば、より簡単な構成をもって、第２の荷重変化出力に
ついての正確な判別、並びに閉弁時期についてのより実
状に近い検出を可能とする。

【００５１】なお、上述した各実施例の装置においては
何れも、燃料噴射時期検出用ノズルリフトセンサとし
て、図８に例示した２段開弁圧を有するノズルリフトセ
ンサを想定してその圧電素子センサから出力される信号
を処理する装置について述べたが、この発明にかかる燃
料噴射時期検出装置がこのようなノズルリフトセンサへ
の適用に限られるものでないことは勿論である。例え
ば、圧縮コイルスプリングを１つだけ具えるタイプのも
のについても、燃料噴射弁の開閉に伴う弁体リフト動作
に応じた電気信号がその内蔵される圧電素子センサから
出力されるものでさえあれば、上記同様に、この発明に
かかる燃料噴射時期検出装置を適用することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、燃料噴射弁の開弁時期及び閉弁時期を的確に検出す
ることができ、ひいてはディーゼル機関に燃料が噴射供
給される時期や、同燃料の噴射量等を正確に検出するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるディーゼル機関の燃料噴射時
期検出装置の第１の実施例について圧電素子センサ出力
の処理回路構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示される回路の動作例を示すタイミング
チャートである。

【図３】この発明にかかるディーゼル機関の燃料噴射時
期検出装置の第２の実施例について圧電素子センサ出力
の処理回路構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示される回路の動作例を示すタイミング
チャートである。

【図５】この発明にかかるディーゼル機関の燃料噴射時
期検出装置の第３の実施例について圧電素子センサ出力
の処理回路構成を示すブロック図である。

【図６】図５に示される回路の動作例を示すタイミング
チャートである。

【図７】この発明にかかるディーゼル機関の燃料噴射時
期検出装置の第４の実施例について圧電素子センサ出力
の処理回路構成を示すブロック図である。

【図８】燃料噴射時期検出用ノズルリフトセンサの一例
を示す一部断面側面図である。

【図９】このノズルリフトセンサに内蔵される圧電素子
センサから出力される電気信号の信号波形を示すタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１…基本信号処理回路、２…開弁タイミング処理部、３
…ピークホールド回路、４…閉弁タイミング処理部、５
…圧電素子センサ、６…電子制御装置、７…レベル修正
回路（分圧回路）、８…反転回路。

フロントページの続き (72)発明者 高橋 岳志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼル機関用燃料噴射弁の開閉に伴う
   弁体リフト動作に応じた電気信号を出力する圧電素子セ
   ンサの出力信号に基づいてディーゼル機関への燃料噴射
   時期を検出するディーゼル機関の燃料噴射時期検出装置
   において、 前記圧電素子センサの第１の荷重変化出力に基づいて前
   記燃料噴射弁の開弁時期を検出する開弁時期検出手段
   と、 同圧電素子センサの第２の荷重変化出力に基づいて前記
   燃料噴射弁の閉弁時期を検出する閉弁時期検出手段と、 を具えることを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射時
   期検出装置。
2. 【請求項２】前記閉弁時期検出手段は、 前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピークホ
   ールド回路を具え、その保持された第１の荷重変化出力
   のピーク値との比較のもとに前記第２の荷重変化出力を
   判別する 請求項１に記載のディーゼル機関の燃料噴射時期検出装
   置。
3. 【請求項３】前記閉弁時期検出手段は、 前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピークホ
   ールド回路と、 該保持された第１の荷重変化出力のピーク値を修正する
   レベル修正回路と、 を具え、前記修正された第１の荷重変化出力のピーク値
   との比較のもとに前記第２の荷重変化出力を判別する 請求項１に記載のディーゼル機関の燃料噴射時期検出装
   置。
4. 【請求項４】前記閉弁時期検出手段は、 前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピークホ
   ールド回路と、 該保持された第１の荷重変化出力のピーク値の正負を反
   転する反転回路と、 を具え、前記反転された第１の荷重変化出力のピーク値
   との比較のもとに前記第２の荷重変化出力を判別する 請求項１に記載のディーゼル機関の燃料噴射時期検出装
   置。
5. 【請求項５】前記閉弁時期検出手段は、 前記第１の荷重変化出力のピーク値を保持するピークホ
   ールド回路と、 該保持された第１の荷重変化出力のピーク値の正負を反
   転する反転回路と、 同保持された第１の荷重変化出力のピーク値を修正する
   レベル修正回路と、 を具え、前記反転され且つ修正された、若しくは前記修
   正され且つ反転された第１の荷重変化出力のピーク値と
   の比較のもとに前記第２の荷重変化出力を判別する 請求項１に記載のディーゼル機関の燃料噴射時期検出装
   置。