JPH07133741A - ディ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】本発明はスピル弁の駆動制御を行うことにより
燃料噴射量を制御するディーゼルエンジンの燃料噴射量
制御装置に関し、燃料噴射量のバラツキ発生を防止する
ことを目的とする。 【構成】スピル弁制御手段(A7)で演算される実スピル角
度と、上記要求スピル角度演算手段(A4)で演算されるス
ピル弁(A2)の開弁角度（要求スピル角度）とを比較し、
実スピル角度と要求スピル角度との差に応じて実スピル
角度を補正するスピル角度補正手段(A8)を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの燃
料噴射量制御装置に係り、特にスピル弁の駆動制御を行
うことにより燃料噴射量を制御するディーゼルエンジン
の燃料噴射量制御装置に関する。

【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
料を燃焼室へ溢流（スピル）させ、燃料の圧送終わり
（即ち燃料の噴射の終了）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、か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）等により
要求スピル角度を決定し、その要求スピル角度に基づい
て電磁スピル弁のオン・オフ制御を行うよう構成されて
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
る要求スピル角度で電磁スピル弁を開弁させてスピルポ
ートを開放させている。ここで、要求スピル角度を決定
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
置から要求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】上記のように従来技術
では、一定のクランク角毎に得られるエンジン回転パル
スに基づき要求スピル角度を決定する構成とされてい
る。従って、このエンジン回転パルスの精度が低いと、
これに基づき演算される要求スピル角度の精度も低下し
てしまう。

【０００６】一般にエンジン回転パルスは、燃料噴射ポ
ンプ内に設けられた回転角歯車（パルサ）と、この回転
角歯車に対向して配設された回転数センサとにより検出
される。回転角歯車は、ディーゼルエンジンのクランク
軸に接続されたドライブシャフトに配設されており、ク
ランク軸の回転と同期して回転する。そして、回転角歯
車に対向配設された回転数センサは、回転角歯車に形成
された複数の歯と対向する毎にパルスを発生する。従っ
て、回転数センサから出力されるパルスはディーゼルエ
ンジンのクランク軸の回転に同期したパルス（エンジン
回転パルス）となり、このエンジン回転パルスよりエン
ジン回転数を求めることができる。

【０００７】しかるに、回転角歯車は機械加工により製
造されるものであり、その加工精度には限界がある。よ
って、上記加工精度の悪さにより回転角歯車に形成され
た複数の歯の形成位置にバラツキがあった場合、出力さ
れるエンジン回転パルスにもバラツキが発生してしま
う。

【０００８】このように、出力されるエンジン回転パル
スにバラツキが生じると、このエンジン回転パルスに基
づき演算される要求スピル角度の精度が低下し、噴射さ
れる燃料量にもバラツキが生じ、トルク変動やサージが
発生してしまうという問題点があった。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、実スピル角度と要求スピル角度を比較しその差分
に応じて実スピル角度を補正することにより、燃料噴射
量のバラツキ発生を防止した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する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。同図に示すように、上記課題を解決するために本
発明では、ディーゼルエンジン(A1)の発生する駆動力に
より燃料を加圧し、この加圧された燃料をスピル弁(A2)
により噴射量を制御しつつディーゼルエンジン(A1)に圧
送する燃料噴射ポンプ(A3)と、上記ディーゼルエンジン
(A1)の運転状態に応じ決定される燃料噴射量に基づき、
燃料噴射終了時期に相当するスピル弁(A2)の開弁角度
（要求スピル角度）を演算する要求スピル角度演算手段
(A4)と、上記ディーゼルエンジン(A1)の一定クランク角
毎にエンジン回転パルスを出力するエンジン回転検出手
段(A5)と、上記要求スピル角度演算手段(A4)により演算
されるスピル弁(A2)の開弁角度（要求スピル角度）と、
一定のクランク角毎に上記エンジン回転検出手段(A5)か
ら出力されるエンジン回転パルスとに基づき、このエン
ジン回転パルスの基準位置からスピル位置までのカウン
ト数と、その１パルス分に満たない余り角度を演算する
と共に、この余り角度を時間換算し余り角度時間を演算
する余り角度時間演算手段(A6)と、この余り角度時間演
算手段(A6)により演算される基準位置からスピル位置ま
でのカウント数と余り角度時間とに基づきスピル弁(A2)
を駆動制御するスピル弁制御手段(A7)とを具備するディ
ーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置において、上記ス
ピル弁制御手段(A7)で演算される実スピル角度と、上記
要求スピル角度演算手段(A4)で演算されるスピル弁(A2)
の開弁角度（要求スピル角度）とを比較し、実スピル角
度と要求スピル角度との差に応じて実スピル角度を補正
するスピル角度補正手段(A8)を設けたことを特徴とする
ものである。

【００１１】

【作用】上記構成において、要求スピル角度演算手段(A
4)で演算される要求スピル角度は、例えばエンジン回転
速度，アクセル開度，冷却水温等に基づきマイクロコン
ピュータが演算するものであり、エンジン回転検出手段
(A5)が有する誤差（前記した回転角歯車の加工誤差等）
の影響を受けず演算されるものである。

【００１２】これに対して、スピル弁制御手段(A7)で演
算される実スピル角度は、余り角度時間演算手段(A6)に
おいてエンジン回転検出手段(A5)から出力されるエンジ
ン回転パルスとに基づき演算される基準位置からスピル
位置までのカウント数及びその１パルス分に満たない余
り角度に基づき演算されるため、エンジン回転検出手段
(A5)が有する誤差の影響を受けたものである。

【００１３】よって、要求スピル角度と実スピル角度と
の間に、エンジン回転検出手段(A5)が有する誤差に起因
してバラツキが発生する。

【００１４】スピル角度補正手段(A8)は、スピル弁制御
手段(A7)で演算される実スピル角度と、要求スピル角度
演算手段(A4)で演算される要求スピル角度とを比較し、
実スピル角度と要求スピル角度との差に応じて実スピル
角度を補正するため、要求スピル角度と実スピル角度と
の間におけるバラツキの発生を防止することができる。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。

【００１６】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。

【００１７】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、ベーン式ポン
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クランク角度にし
て、３．７５度毎に突起（歯）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。

【００１８】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。

【００１９】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
復（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。

【００２０】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が形成されてい
る。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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、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。

【００２９】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
けられた副燃料室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てい
る。

【００３０】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のコンプレッサ
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ンサ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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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は要求スピル角度演
算手段、余り角度時間演算手段、スピル弁制御手段及び
要求スピル角度補正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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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、所定のクロッ
ク信号を生成するクロック９２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。

【００３７】入力ポート８５には、前述した吸気温セン
サ７２、アクセル角度センサ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。

【００３８】また、本実施例では、出力ポート８６、駆
動回路９６を介して電磁スピル弁２３に向け出力したス
ピル弁駆動信号（この信号は実スピル角度に相当する）
を、バッファ１０２を介して再びＥＣＵ７１に入力する
構成としたことを特徴としている。

【００３９】そして、ＣＰＵＩ８１は各センサ３５，７
２〜７７から読み込んだ入力値に基づき、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。

【００４０】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
る燃料噴射量制御動作について図５及び図６を用いて説
明する。図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ７１によ
り実行される、本発明の特徴となる実スピル角度補正処
理を示している。尚、この燃料噴射時間演算処理は燃料
の噴射毎に実行される。

【００４１】図５に示される実スピル角度補正処理が起
動すると、先ずステップ１０（図ではステップをＳと略
称する）において、回転数センサ３５から出力されるエ
ンジン回転パルスに基づき求められるエンジン回転数Ｎ
Ｅ、及びアクセル開度センサ７３から求められるアクセ
ル開度ＡＣＣＰに基づき燃料噴射量ＳＰＶが求められ
る。

【００４２】続くステップ１２においては、ステップ１
０で求められた燃料噴射量ＳＰＶに基づき燃料噴射を開
始する噴射開始角度ＡＮＧＳＰＳ（即ち電磁スピル弁２
３をオンする角度）と、燃料噴射を終了する噴射開終了
位置である要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶ（即ち電磁スピ
ル弁２３をオフするスピル位置）を演算する。

【００４３】いま、前記したパルサ７に形成されている
突起（歯）が加工誤差の発生が無く正規に形成されたこ
とを想定し、この加工誤差が無い状態における要求スピ
ル角度ＡＮＧＳＰＶと噴射開始角度ＡＮＧＳＰＳを図６
（Ａ）に示す。いま、パルサ７が理想的に加工形成さ
れ、かつディーゼルエンジン２が一定の回転数で回転し
ている場合、エンジン回転パルスは同一周期で定常的に
発生する。いま、この同一周期で定常的に発生するパル
スの周期を正規パルス時間ＴＮＩＮＴ₀ とすると、パル
サ７に加工誤差が無い場合には各パルスのパルス時間Ｔ
ＮＩＮＴ₀ 〜ＴＮＩＮＴ₃ は正規パルス時間ＴＮＩＮＴ
Ｅと等しくなる（ＴＮＩＮＴ₀ ＝ＴＮＩＮＴ₁ ＝ＴＮＩ
ＮＴ₂ ＝ＴＮＩＮＴ₃ ＝ＴＮＩＮＴＥ）。また、正規パ
ルスをクランクアングルに換算した値は、前記のように
3.75°ＣＡ（以下、これを正規パルス角度ＡＮＧＩＮＴ
₀ という）となる。

【００４４】しかるに、パルサ７に加工誤差が発生して
いる場合には、回転数センサ３５から出力されるエンジ
ン回転パルスに変動が生じる。図６（Ｂ）はパルサ７に
加工誤差が発生している場合における要求スピル角度と
噴射開始角度との関係を示している。同図に示すよう
に、パルサ７に加工誤差が発生している場合には、ディ
ーゼルエンジン２が一定の回転数で回転している状態で
あってもエンジン回転パルスに変動が生じ、同図の例に
おいては第２パルスに変動が生じている。このエンジン
回転パルスの変動は、具体的にはパルサ７に形成されて
いる突起（歯）の歯幅（本例においては第２パルスを発
生させた歯の歯幅）が、正規な歯の歯幅より長く或は短
く形成加工されたことに起因する。

【００４５】一方、上記したようにステップ１２で演算
される要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶ及び噴射開始角度Ａ
ＮＧＳＰＳはエンジン回転数ＮＥに基づき演算され、ま
たこのエンジン回転数ＮＥは回転数センサ３５から出力
されるエンジン回転パルスに基づき求められる。従っ
て、パルサ７に加工誤差が発生している場合、この加工
誤差がステップ１２で求められる要求スピル角度ＡＮＧ
ＳＰＶ及び噴射開始角度ＡＮＧＳＰＳに影響を及ぼすか
どうかが問題となる。

【００４６】しかるに、エンジン回転数ＮＥは所定時間
内に回転数センサ３５から出力されるエンジン回転パル
スのパルス数に基づき演算されるものであり、加工誤差
が生じていてもパルサ７に形成されている歯数は加工誤
差の無いパルサと同一歯数であるため、演算されるエン
ジン回転数ＮＥが上記加工誤差により影響を受けること
はない。従って、ステップ１２で演算される要求スピル
角度ＡＮＧＳＰＶ及び噴射開始角度ＡＮＧＳＰＳは、パ
ルサ７の加工誤差に影響を受けない高い精度を有した値
となっている。

【００４７】上記のようにステップ１２において噴射開
始角度ＡＮＧＳＰＳ及び要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶが
求められると、続くステップ１４ではこの各値に基づき
スピル時パルス数ＣＡＮＧＬａ及び余り角θＲＥＭが算
出される。

【００４８】ここで、スピル時パルス数ＣＡＮＧＬａ及
び余り角θＲＥＭを、エンジン回転パルスが正規であっ
たものとして図６（Ａ）を用いて説明する。スピル時パ
ルス数ＣＡＮＧＬａとは、基準位置から要求スピル角度
ＡＮＧＳＰＶを含むエンジン回転パルス（本実施例では
第３パルスがこれに該当する。尚、以下のこのパルスを
スピル時パルスという）の１パルス前までのパルス数を
いう。また、余り角θＲＥＭとは、スピル時パルスの立
ち上がり位置から要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶまでのク
ランクアングルをいう。更に、本実施例において基準位
置とは、回転数センサ３５から出力されるエンジン回転
パルスの内、パルサ７の回転に伴い切歯形成位置の次に
形成された突起（歯）により出力されるパルスの立ち上
がり位置をいうものとする（本実施例では第０パルスの
立ち上がり位置を基準位置としている）。

【００４９】従って、要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶは上
記のスピル時パルス数ＣＡＮＧＬａ, 余り角θＲＥＭ，
及び正規パルス角度ＡＮＧＩＮＴ₀ を用いて下式のよう
に示される。

【００５０】 ＡＮＧＳＰＶ＝ＡＮＧＩＮＴ₀ ×ＣＡＮＧＬａ＋θＲＥＭ … 続くステップ１６では余り時間ＴθＲＥＭを演算する。
ここで、余り角度時間ＴθＲＥＭとはステップ１４で求
められた余り角度θＲＥＭを時間換算したものである。
この余り時間ＴθＲＥＭを演算するには、先ずスピル時
パルス（本実施例では第３パルス）より１パルス前のパ
ルス時間ＴＮＩＮＴ₂ を演算する。そして、求められた
パルス時間ＴＮＩＮＴ₂ 及びステップ１４で求められた
余り角θＲＥＭを用いることにより、余り時間ＴθＲＥ
Ｍは下式により求めることができる。

【００５１】 ＴθＲＥＭ＝（θＲＥＭ×ＴＮＩＮＴ₂ ）／ＡＮＧＩＮＴ₀ … ここで、余り時間ＴθＲＥＭを正確に演算するには、ス
ピル時パルスのパルス時間ＴＮＩＮＴ₃ を求め、これに
基づき余り角度θＲＥＭを時間換算し、余り時間ＴθＲ
ＥＭを演算する必要がある。しかる、式においてスピ
ル時パルスより１パルス前のパルス時間ＴＮＩＮＴ₂ に
基づき余り時間ＴθＲＥＭを演算する構成としたのは次
の理由による。

【００５２】即ち、実際のスピル時パルス時間ＴＮＩＮ
Ｔ₃ は、スピル時パルスの次のエンジン回転パルス（第
４パルス）が発生した時点でなければ求めることはでき
ない。これに対し、燃料噴射の終了時である要求スピル
角度ＡＮＧＳＰＶは第４パルスの発生時前に存在するた
め、余り角度時間ＴθＲＥＭの演算は第４パルスの発生
時前に演算する必要がある。よって、余り時間ＴθＲＥ
Ｍの演算は、第３パルスの発生時において演算すること
が可能なスピル時パルスの直前の第２パルスのパルス時
間ＴＮＩＮＴ₂ に基づき演算する構成としている。

【００５３】また、エンジン回転は変動するものであ
り、このエンジン回転変動はある特定のエンジン回転パ
ルスから急激に生じるのではなく、エンジン状態によっ
て漸次生じるものである。従って、仮にスピル時パルス
から離れたエンジン回転パルスのパルス時間に基づいて
余り角度時間ＴθＲＥＭを演算した場合、求められる余
り角度時間ＴθＲＥＭは実際の余り角度時間ＴθＲＥＭ
に対して大きな差が生じてしまうおそれがある。これに
対して、スピル時パルスの直前の第２パルスのパルス時
間ＴＮＩＮＴ₂ は、スピル時パルス時間ＴＮＩＮＴ₃ と
近似した時間となっている。このため、このスピル時パ
ルスの直前のパルス時間ＴＮＩＮＴ₂ に基づき余り角度
時間ＴθＲＥＭを演算することにより、上記の式で演
算される余り角度時間ＴθＲＥＭを実際の余り角度時間
ＴθＲＥＭに近付けることができる。

【００５４】上記の如くステップ１６において余り角度
時間ＴθＲＥＭが演算されると、処理はステップ１８に
進む。ステップ１８においては、ステップ１６で求めら
れた余り角度時間ＴθＲＥＭに基づき燃料噴射時間ＴＳ
ＰＶが演算される。ここで、燃料噴射時間ＴＳＰＶと
は、基準位置より燃料噴射が停止されるまでの時間をい
う。いま、ステップ１４で求められるスピル時パルス数
ＣＡＮＧＬａを時間換算した値をＴＣＡＮＧＬａとする
と、燃料噴射時間ＴＳＰＶは下式で示される。

【００５５】 ＴＳＰＶ＝ＴＣＡＮＧＬａ＋ＴθＲＥＭ … 但し、ＴＣＡＮＧＬａ＝ＴＮＩＮＴ₀ ＋ＴＮＩＮＴ₁ ＋ＴＮＩＮＴ₂ … ここで、エンジン回転パルスを生成するパルサ７が正規
の場合と、加工誤差を有する場合との夫々において、ス
テップ１８で演算される燃料噴射時間ＴＳＰＶの値につ
いて図６を用いて考察する。

【００５６】先ず、パルサ７に加工誤差の生じていない
正規状態（図６（Ａ）に示す状態）の場合について考察
する。パルサ７に加工誤差が無い場合には、前記したよ
うにエンジン回転パルスは同一周期で定常的に発生す
る。従って、余り角度時間ＴθＲＥＭを演算する基準と
なる第３パルスのパルス時間ＴＮＩＮＴ₂ は正規パルス
時間ＴＮＩＮＴ₀ と等しくなっている。従って、ステッ
プ１６で演算される余り角度時間ＴθＲＥＭも精度の高
い値となっており、ステップ１８で演算される燃料噴射
時間ＴＳＰＶは、ステップ１２で演算された要求スピル
角度ＡＮＧＳＰＶと一致している。

【００５７】これに対し、パルサ７に加工誤差が生じて
いる誤差発生状態（図６（Ｂ）に示す状態）の場合、次
のような問題点が生じる。いま、パルサ７に発生した加
工誤差により、図６（Ｂ）に示されるように第２パルス
に異常が発生したとして説明する。

【００５８】同図に示される例においては、ステップ１
０及びステップ１２の処理に基づきステップ１４におい
てスピル時パルス数ＣＡＮＧＬａが（ＣＡＮＧＬａ＝
３）と演算される。このステップ１０乃至ステップ１４
で実施される処理は、エンジン回転数ＮＥ，アクセル開
度ＡＣＣＰ等により求められるものであり、演算される
結果にはパルサ７の加工誤差分は反映されていないこと
は前述した通りである。

【００５９】続くステップ１６においては余り角度時間
ＴθＲＥＭが演算されるが、この余り角度時間ＴθＲＥ
Ｍは、前記のようにスピル時パルス（第３パルス）より
１パルス前のエンジン回転パルス（第２パルス）のパル
ス時間ＴＮＩＮＴ₂ に基づき演算される。しかるに、第
２パルスには異常が発生しており、そのパルス時間（以
下、この異常が発生した第２パルスのパルス時間を（Ｔ
ＮＩＮＴ₂ ) _MISSという）は正規のパルス時間ＴＮＩＮ
ＴＥと異なっている。

【００６０】従って、ステップ１６において、この異常
が発生した第２パルスのパルス時間（ＴＮＩＮＴ₂ )
_MISSに基づいて演算される余り角度時間も、実際の余り
時間に対して相違した値となる（以下、（ＴＮＩＮ
Ｔ₂ ) _MISSに基づいて演算された余り角度時間を（Ｔθ
ＲＥＭ) _MISSという）。

【００６１】更に、ステップ１８においては、スピル時
パルス数ＣＡＮＧＬａを時間換算した値が求められ、こ
の値と余り角度時間（ＴθＲＥＭ) _MISSに基づき燃料噴
射時間ＴＳＰＶが算出されるが、第２パルスのパルス時
間（ＴＮＩＮＴ₂ ) _MISSが正規のパルス時間と相違して
いることにより、スピル時パルス数ＣＡＮＧＬａを時間
換算した値（この値を（ＴＣＡＮＧＬａ) _MISSという）
は、下式の値となる。

【００６２】 （ＴＣＡＮＧＬａ) _MISS＝ＴＮＩＮＴ₀ ＋ＴＮＩＮＴ₁ ＋（ＴＮＩＮＴ₂ ) _MISS …… 従って、パルサ７に加工誤差誤差が発生している場合の
燃料噴射時間を（ＴＳＰＶ) _MISSとすると、この燃料噴
射時間を（ＴＳＰＶ) _MISSは下式で示される値となる。

【００６３】 （ＴＳＰＶ) _MISS＝（ＴＣＡＮＧＬａ) _MISS＋（ＴθＲＥＭ) _MISS … そして、電磁スピル弁２３はこの燃料噴射時間（ＴＳＰ
Ｖ) _MISSに基づき生成されるスピル弁駆動信号により駆
動制御される。

【００６４】ここで、図６（Ａ）の正規状態と図６
（Ｂ）の誤差発生状態を比較すると、正規の状態におい
て演算される燃料噴射時間ＴＳＰＶと、誤差発生状態に
おいて演算される燃料噴射時間（ＴＳＰＶ) _MISSとの間
に差が生じる。

【００６５】誤差発生状態はパルサ７に加工誤差が発生
しているのみであり、これによりディーゼルエンジン２
を最適状態で駆動するため機関状態により決定される燃
料噴射時間ＴＳＰＶが変化することはない。よって、誤
差発生状態においてもディーゼルエンジン２を最適状態
で駆動するための燃料噴射時間はＴＳＰＶである。しか
るに、誤差発生状態においては、実際の電磁スピル弁２
３の駆動はパルサ７の加工誤差の影響が反映された燃料
噴射時間（ＴＳＰＶ) _MISSに基づいて行われる。従来に
おいては、このパルサ７の加工誤差の影響が反映された
燃料噴射時間（ＴＳＰＶ) _MISSに基づいて燃料噴射が行
われていたためサージの発生やトルク変動の発生を誘発
していた。

【００６６】本実施例においては、図４を用いて説明し
たように、電磁スピル弁２３に送信されるスピル弁駆動
信号（この信号は燃料噴射時間（ＴＳＰＶ) _MISSと等価
である）をＥＣＵ７１内に入力信号として取り込める構
成となっている。従って、実際に電磁スピル弁２３を駆
動するための信号であるスピル弁駆動信号を取り込ん
で、これとステップ１２で演算される要求スピル角度Ａ
ＮＧＳＰＶを比較し、その差に基づき要求スピル角度Ａ
ＮＧＳＰＶを補正することにより、パルサ７の加工誤差
に影響されない燃料噴射時間を演算することが可能とな
る。

【００６７】図５におけるステップ２０乃至ステップ２
４は要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶを補正するための処理
である。

【００６８】ステップ２０では、ステップ１８で演算さ
れた燃料噴射時間を角度に換算し実スピル角度ＡＮＧＳ
ＰＶＡＣＴを演算する処理を行う。このように燃料噴射
時間を角度に換算するのは、要求スピル角度ＡＮＧＳＰ
Ｖのディメンションが角度であるのに対し、ステップ１
８で演算された燃料噴射時間のディメンションは時間で
あるため、両者を比較できるように両者を同じディメン
ションとするためである。実スピル角度ＡＮＧＳＰＶＡ
ＣＴは下式で示される。

【００６９】 ＡＮＧＳＰＶＡＣＴ＝（ＴＳＰＶ) _MISS／ＡＮＧＩＮＴ₀ … 続くステップ２２においては、ステップ１２で演算され
た要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶと、ステップ２０で演算
された実スピル角度ＡＮＧＳＰＶＡＣＴとの差ΔＡＮＧ
ＳＰＶ（以下、この差をスピル角度差という）を演算す
る。ΔＡＮＧＳＰＶは、下式により演算される。

【００７０】 ΔＡＮＧＳＰＶ＝｜ＡＮＧＳＰＶＡＣＴ−ＡＮＧＳＰＶ｜ … スピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶが演算されると、ステップ
２２では、このスピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶが所定の値
αを越えているかどうかが判断される。上記の説明から
明らかなように、スピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶの値が大
きい程サージやトルク変動が発生し易い。よって所定の
値αは、サージやトルク変動が問題とならない限界のス
ピル角度差に設定されている。

【００７１】ステップ２２において肯定判断がされる
と、即ちスピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶの値がサージやト
ルク変動を発生させる値以上であると判断されると、処
理はステップ２４に進み要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶの
補正処理が行われる。具体的には、要求スピル角度ＡＮ
ＧＳＰＶの補正は下式に基づき実施される。

【００７２】 ＡＮＧＳＰＶＡＣＴ＝ＡＮＧＳＰＶＡＣＴ＋ΔＡＮＧＳＰＶ／ｋ … 但し、ｋは定数 上記の式において、スピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶを実
スピル角度ＡＮＧＳＰＶＡＣＴに直接その全てを加算す
るのではなく、スピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶを定数ｋに
より除算した上で実スピル角度ＡＮＧＳＰＶＡＣＴに加
算補正する構成としたのは、実スピル角度ＡＮＧＳＰＶ
ＡＣＴが急激に変化することによるディーゼルエンジン
駆動の急激な変動を防止するためである。このような所
謂なまし処理を行うことにより、パルサ７の加工誤差に
起因した燃料噴射量のバラツキを滑らかに所望の値に近
づけることができる。

【００７３】尚、ステップ２２において否定判断がされ
た場合、即ちスピル角度差ΔＡＮＧＳＰＶの値がサージ
やトルク変動を伴わない程度であると判断された場合に
は、要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶを補正することなく処
理を終了する構成とした。

【００７４】燃料噴射処理においては、上記した一連の
処理により補正された実スピル角度ＡＮＧＳＰＶを再び
時間換算し燃料噴射時間ＴＳＰＶを求め、この値に基づ
き電磁スピル弁２３を制御して燃料噴射を停止する。こ
の構成とすることにより、噴射される燃料量をステップ
１０で求められた燃料噴射量ＳＰＶに極めて精度よく一
致させることが可能となり、パルサ７の加工精度に拘わ
らず燃料噴射量制御を高精度に行うことができる。

【００７５】ところで、本実施例で採用したいわゆるフ
ェイスカム型の燃料噴射ポンプ１に代えて、燃料をより
高い圧力で加圧できるインナーカム型の燃料噴射ポンプ
を採用した場合、燃料圧力が上昇することにより電磁ス
ピル弁２３のオン・オフ制御をより精度よく行う必要が
生じる。

【００７６】これは、燃料圧力が上昇することにより燃
料噴射ノズル４から噴射される単位時間当たりの噴射量
は増大し、電磁スピル弁２３のオン・オフのタイミング
が所定のタイミングより若干ずれただけで、噴射される
燃料量は演算された既定の噴射量から大きく相違してし
まうことに起因する。従って、電磁スピル弁２３のオン
・オフのタイミングの精度が悪い場合、最適エンジン制
御は不可能となり、エミッションの悪化及び大きなエン
ジン回転変動等が生じてしまう。

【００７７】これに対し、本願構成の燃料噴射量制御装
置は、燃料噴射時間ＴＳＰＶを極めて精度良く設定で
き、従って電磁スピル弁２３のオン・オフのタイミング
を高精度に設定することができる。よって、本願構成の
燃料噴射量制御装置を採用することにより、上記のよう
に供給する燃料圧力が高い燃料噴射ポンプを採用しても
燃料噴射量制御を高精度かつ確実に行うことができる。

【００７８】尚、上記した実施例においては、余り角度
θＲＥＭを時間変換して余り角度時間ＴθＲＥＭを求
め、これに基づき電磁スピル弁２３のオフのタイミング
（即ちスピル位置）を高精度に設定する構成としたが、
この処理を噴射開始位置ＡＮＧＳＰＳにおいても適用し
電磁スピル弁２３のオンタイミングをより高精度に設定
する構成としてもよい。この構成とすることにより、電
磁スピル弁２３のオン・オフのタイミングを共に高精度
に設定することが可能となり、特に上記のように燃料圧
力が高い燃料噴射ポンプにおいて精度の高い燃料噴射量
制御が可能となる。

【００７９】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、要求スピル
角度と実スピル角度との間に、エンジン回転検出手段が
有する誤差に起因してバラツキが発生しても、スピル角
度補正手段により、実スピル角度と要求スピル角度との
差に応じて実スピル角度が補正されるため、要求スピル
角度と実スピル角度との間におけるバラツキの発生を防
止でき、これにより精度の高い燃料噴射量制御を行うこ
とが可能となる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例であ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】本発明の一実施例における燃料噴射ポンプを拡
大して示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例におけるＥＣＵの構成を示す
ブロック図である。

【図５】ＥＣＵにより実行される実スピル角度補正処理
を示すフローチャートである。

【図６】スピル時パルス時間及び燃料噴射時間の求め方
を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ ディーゼルエンジン ４ 燃料噴射ノズル ６ 燃料フィードポンプ ７ パルサ ８ カムプレート ９ ローラリング １０ カムローラ １２ 燃料加圧用プランジャ ２１ 燃焼室 ２２ スピル通路 ２３ 電磁スピル弁 ２６ タイマ装置 ３５ 回転数センサ ４０ クランク軸 ４１ シリンダ ４２ ピストン ４８ ターボチャージャ ５７ アクセルペダル ５８ スロットルバルブ ７１ ＥＣＵ ７３ アクセル開度センサ ７６ クランク角センサ ８１ ＣＰＵ ８２ ＲＯＭ ８３ ＲＡＭ ＳＰＶ ：燃料噴射量 ＡＮＧＳＰＳ ：噴射開始角度 ＡＮＧＳＰＶ ：要求スピル角度 ＡＮＧＳＰＶＡＣＴ：実スピル角度 ＣＡＮＧＬａ ：スピル時バルス数 ＴＣＡＮＧＬａ ：ＣＡＮＧＬａを時間換算した値 θＲＥＭ ：余り角度 ＴθＲＥＭ ：余り角度時間 ＴＳＰＶ ：燃料噴射時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの発生する駆動力に
   より燃料を加圧し、該加圧された燃料をスピル弁により
   噴射量を制御しつつディーゼルエンジンに圧送する燃料
   噴射ポンプと、 該ディーゼルエンジンの運転状態に応じ決定される燃料
   噴射量に基づき、燃料噴射終了時期に相当する該スピル
   弁の開弁角度（要求スピル角度）を演算する要求スピル
   角度演算手段と、 該ディーゼルエンジンの一定クランク角毎にエンジン回
   転パルスを出力するエンジン回転検出手段と、 該要求スピル角度演算手段により演算される該スピル弁
   の開弁角度（要求スピル角度）と、一定のクランク角毎
   に該エンジン回転検出手段から出力されるエンジン回転
   パルスとに基づき、該エンジン回転パルスの基準位置か
   らスピル位置までのカウント数と、その１パルス分に満
   たない余り角度を演算すると共に、該余り角度を時間換
   算し余り角度時間を演算する余り角度時間演算手段と、 該余り角度時間演算手段により演算される基準位置から
   スピル位置までのカウント数と余り角度時間とに基づき
   該スピル弁を駆動制御するスピル弁制御手段とを具備す
   るディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置において、 該スピル弁制御手段で演算される該実スピル角度と、該
   要求スピル角度演算手段で演算される該スピル弁の開弁
   角度（要求スピル角度）とを比較し、該実スピル角度と
   該要求スピル角度との差に応じて該実スピル角度を補正
   するスピル角度補正手段を設け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。