JPH07247930A - 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】 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ポンプに
おいて、エンジン回転角を検出するパルサの全体のパル
ス数を増やすことなく、燃料噴射量制御の精度を高め
る。 【構成】 燃料噴射量を算出するために使用されるエン
ジン回転検出器３５のパルサー７の全周にわたり、パル
ス間隔の小さい密の歯部Ａとパルス間隔の大きい粗の歯
部Ｂとを形成する。パルス間隔が密に配置されている歯
部Ａの領域は少なくともスピル弁開弁位置の変動域に位
置するようにする。これにより、燃料噴射量算出に必要
な回転角パルスの数を増やし燃料噴射時間の演算結果の
精度を高めると共に、割り込み演算によるＣＰＵの負担
の増加を避ける。

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
の燃料噴射ポンプ装置に関する。

【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角パルス）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、特開平０５−３３７１４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角
パルスに基づき、そのエンジン回転角パルスのある基準
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
するようにしている。

【０００５】図９は、従来の燃料噴射制御を行うための
エンジン回転検出器のパルサのエンジン回転角パルスと
スピル弁制御信号の関係を示すものであり、図示される
ように、パルサからは一定のクランク毎に得られるエン
ジン回転角パルスに基づき燃料噴射制御における余り時
間の算出を含む演算が実行されている。

【０００６】

【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、１パルス分に満たない余り角度の時間変換は、予
想式で算出するため、エンジンの回転変動の影響を受け
やすく、燃料の送油率を高くすると角度当たりの噴射量
が増えるため余り時間の誤差が無視できなくなるという
問題がある。特に、エンジン回転数が低い程余り時間が
長くなり回転変動の影響が大きくなる。これに対してパ
ルス数を増やすことにより余り時間を短くすることも考
えられるが、燃料噴射時期及び燃料噴射量の制御に伴う
演算をパルス毎に割り込み処理しているためＣＰＵの処
理能力からその上限に制約があり、充分な精度の噴射制
御ができていない。

【０００７】また、 一般にエンジン回転角パルスは、
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角センサ
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角センサは、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、回転角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（エンジン回転角パルス）となり、このエンジン回転
角パルスよりエンジン回転角及び回転数を求めることが
できる。

【０００８】しかるに、回転角歯車は機械加工または、
焼結により製造されるものであり、歯数の数を増やして
多数のパルスを得ようとしてもその加工精度にはコスト
上からも限界があり、この点からも充分な精度の燃料噴
射制御ができないといった問題があった。 本発明は上
記の点に鑑みてなされたものであり、燃料噴射制御を行
うためのエンジン回転パルスのパルス数を燃料噴射領域
のパルスのパルス数のみを増やすようにして高精度の燃
料噴射制御を可能とするとともに、燃料噴射制御を行う
ための演算処理に伴うＣＰＵの負担の増加を抑制するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】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角パルスを発生する
パルサと該パルサのパルスを検出する回転角センサとか
らな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角パルスとに基づき、
該エンジン回転角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、該エンジン回転検
出手段のパルサのパルス発生部の間隔をパルサ全周にわ
たり粗密に形成し、少なくともスピル弁開放位置近傍に
位置するパルス発生部の間隔を密に形成したことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】上記構成において、要求スピル角度演算手段で
演算される要求スピル角度が、例えばエンジン回転検出
手段から求められるエンジン回転速度，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により演算さ
れる。また、余り角時間演算手段により、要求スピル角
度演算手段により演算される要求スピル角度と、一定の
クランク角毎にエンジン回転検出手段から出力されるエ
ンジン回転角パルスとに基づき、エンジン回転角パルス
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その余り
角度を時間換算し余り角度時間が演算される。そして、
余り角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時間とに基づきスピル
弁を駆動する。

【００１１】このとき、少なくともスピル弁の開放領域
で発生されるパルスはパルス間隔の小さい密のエンジン
回転角パルスが得られ、これにより精度の高い余り時間
演算を行うことができる。そして、他の領域のパルス間
隔を相対的に大きい粗のものとして、全体のパルス数の
増加を抑制し、パルス毎に行われる割り込み演算処理に
よるＣＰＵの負担の増加を抑制する。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は本発明が適用される過給機付ディー
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２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。

【００１４】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。

【００１５】このパルサ７の外周面には、後述するよう
に、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、更に所定の回
転角パルスを発生させるための歯が形成されている。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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角センサ３５ａがパルサ７の外
周面に対向して取付けられていてエンジン回転検出器３
５を構成している。この回転角センサー３５ａはパルサ
７のパルス信号を発生するため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角パルスを出力する。又、更
に、この回転角センサ３５ａ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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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、スピル弁制御手段等を
構成する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）７
１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。

【００３３】運転状態を検出するセンサとしては、エン
ジン回転検出器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）Ｓ
Ｐを検出する車速センサ７７が設けられている。

【００３４】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。

【００３５】次に、回転検出器３５を構成するパルサ７
について、図３及び図４により説明する。

【００３６】前述のように、ディーゼルエンジン２の気
筒数と同数の４個の欠歯部がθ₀の等間隔で形成されて
いるが、図３に示されるように、各欠歯部の間には、パ
ルス発生部として、クランク角度にして、例えば、３．
７５度（θ₁ ）毎に歯が形成された歯部Ａと、例えば、
７．５度（θ₂ ）毎に歯を形成した歯部Ｂが形成されて
いる。即ち、パルサ７は、間隔が小さく密に形成された
歯部Ａと間隔が大きい粗に形成された歯部Ｂを有してい
る。歯部Ａは、また、加工精度を高くして形成してい
る。

【００３７】パルサ７はポンプドライブシャフト５に連
動して、したがって、プランジャ１２の往動に連動して
回転して形成された歯に対応して所定のクランク角度毎
のパルスを発生し、回転角センサ３５ａによって検出し
たパルス信号によりカムリフトに対応しているカム角度
を検出し、ＥＵＣ７１が電磁スピル弁２３へどの時点で
ＯＮ、ＯＦＦ信号を出すかを決めるために使用される。

【００３８】パルサ７は上述のように、歯間隔の密な歯
部Ａと歯間隔の粗の歯部Ｂを有するのであるが、歯部Ａ
は、図４に示すように、カムリフトに対応してスピル弁
制御信号が出される領域に対応する位置に形成されてい
る。従って、スピル弁制御信号が出される領域において
は、パルス間隔の小さい回転角パルスが得られることと
なる。

【００３９】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図５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。

【００４０】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
た回転角センサ３５ａ，３５ｂ、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９６，９７，９８，９９，１００，１０１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３
３、グロープラグ４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等が
接続されている。

【００４１】さらにまた、本実施例では、出力ポート８
６、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。

【００４２】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。

【００４３】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６及び図７を用いて説
明する。図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ７１によ
り実行される、本発明のスピル弁駆動制御処理を示して
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。

【００４４】図６に示される燃料噴射時間演算処理が起
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、エンジン回転検出器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ＮＥ、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。

【００４５】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。

【００４６】このステップ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、上
記したようにエンジン回転数ＮＥに基づき演算され、ま
たこのエンジン回転数ＮＥはエンジン回転検出器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。

【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、図７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７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。なお、本実施例ではこのスピル時パルス数は、
歯部Ａによるパルス数Ｎ_A と歯部Ｂによりパルス数Ｎ_B
の和からなるものである。

【００４９】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、エンジン回転検出器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）。

【００５０】従って、要求スピル角度ＡＮＧＳＰＶは上
記のスピル時パルス数ＣＡＮＧＬａ（Ｎ_A ＋Ｎ_B ）, 余
り角θＲＥＭ，及び歯部Ａおよび歯部Ｂの夫々の単位パ
ルス角度、θ_A 及びθ_B を用いて下式のように示され
る。

【００５１】 ＡＮＧＳＰＶ＝Ｎ_A ×θ₁ ＋Ｎ_B ×θ₂ ＋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、歯部Ａの１パ
ルス当たりの時間Ｔθ₁ を比例計算することにより下式
で求められる。

【００５２】 ＴθＲＥＭ＝（θＲＥＭ×Ｔθ₁ ）／θ₁ … 上記の如くステップ１６において余り角度時間ＴθＲＥ
Ｍ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ＴＳＰＶ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。

【００５３】 ＴＳＰＶ＝ＴＣＡＮＧＬａ＋ＴθＲＥＭ … ここで、ＴＣＡＮＧＬａ＝ＴＮ_A ＋ＴＮ_B … 但し、ＴＮ_A ，ＴＮ_B は、夫々、歯部Ａ，歯部Ｂに対応
する時間。

【００５４】燃料噴射処理においては、上記した一連の
処理により燃料噴射時間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、燃料噴射量制御を高精度に
行うことができる。

【００５５】ところで、図３及び図４に示したように、
本実施例によれば、エンジン回転検出器３５のパルサ７
の歯部は、密に高精度に形成された歯部Ａと通常精度で
粗に形成された歯部Ｂとからなるものである。これは、
電磁スピル弁２３の開閉制御が行われる部分の領域がパ
ルサの特定領域に限られるということに着目してなされ
たもので、電磁スピル弁２３の開閉領域のみのパルス間
隔を密にすることによりパルス数を増やし、これにより
余り角時間の算出の精度が高められると共に、パルサ全
体のパルス数が増えることを抑えることが可能となる。
そして、その結果パルス毎に行う割り込み演算によるＣ
ＰＵ８１の負担の増加を抑制することが可能となる。

【００５６】なお、本実施例においては、図７に示すよ
うに、電磁スピル弁２３の閉位置もパルス間隔の密の領
域にくるようにしているが、電磁スピル弁２３を閉させ
る制御は角度のずれによる噴射量のばらつきはすくな
く、必ずしも、電磁スピル弁２３を閉させる領域をもパ
ルス間隔を増やす必要はない。

【００５７】一方、電磁スピル弁２３を開させる角度
は、エンジン回転、アクセル開度により計算された角度
で開させるため、より高い角度の精度が要求され、この
領域でのパルス間隔を密にすることにより燃料噴射量の
制御の精度の向上が達成される。

【００５８】燃料噴射領域外の歯部によるパルスは、エ
ンスト検出、欠歯検出、回転数の計算などに使用するた
め、必ずしも分割精度はシビアなものである必要はな
い。

【００５９】そして、燃料噴射時間を算出する上記式
、において、歯部Ｂによる時間ＴＮ_B は実際には歯
部Ｂによるパルス数は変化することがなく、回転数のみ
により定まる数値として処理されるものでありこの点か
らも複数種類の間隔を有するパルスを導入したことによ
って演算処理が複雑になることはない。

【００６０】図８は本発明の他の実施例を示すものであ
る。

【００６１】本実施例においては、スピル弁の開時期の
変動域のみにパルス間隔の小さい高精度のパルス歯部Ａ
を設け、他の部分は歯を除去して無くすようにしたもの
である。但し、スピル弁を閉させるための信号を得るた
めのパルス歯Ｂを１つだけ設けている。そして、この場
合、従来の基準となるパルスは欠歯でおこなっていた
が、これを前記歯Ｂにより代替するようにしている。

【００６２】本実施例においても、前記実施例と同様に
燃料噴射量の制御を高精度で行うことが可能となり、割
り込み演算によるＣＰＵ負担の増加も避けることが可能
となる。また、歯部Ａのみを高精度に加工すればよく、
加工精度を上げるためのコストも低減できる。

【００６３】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、燃料噴射制
御において、エンジン回転検出器のパルサの真に必要な
必要な領域のみを高密度のパルス間隔とすることによ
り、精度の高い燃料噴射量の制御が可能となると共に、
燃料噴射制御のための演算処理に伴うＣＰＵの負担が増
加するのを避けることが可能となる。また、パルサの必
要領域のみを高精度に加工すれば足り、パルサの製造コ
ストを低減することがきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】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３】本発明の一実施例におけるパルサを示す図であ
る。

【図４】本発明の一実施例におけるパルサとスピル弁制
御信号との関係を示す図である。

【図５】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６】ＥＣＵにより実行されるスピル弁制御の処理を
示すフローチャートである。

【図７】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。

【図８】本発明の他の実施例によるパルサとススピル弁
制御信号の関係を示す図である

【図９】従来のパルサとスピル弁制御信号の関係を示す
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 パルサー 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 エンジン回転検出器 ３５ａ回転角センサー 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 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辺田 良光 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 森島 保 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 榊原 康行 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内

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
   転角パルスを発生するパルサと該パルサのパルスを検出
   する回転角センサとからな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
   角パルスとに基づき、該エンジン回転角パルスの基準位
   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、 該エンジン回転検出手段のパルサのパルス発生部の間隔
   をパルサ全周にわたり粗密に形成し、少なくともスピル
   弁開放位置近傍に位置するパルス発生部の間隔を密に形
   成し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。