JPH07247930A - ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置

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JPH07247930A
JPH07247930A JP3507694A JP3507694A JPH07247930A JP H07247930 A JPH07247930 A JP H07247930A JP 3507694 A JP3507694 A JP 3507694A JP 3507694 A JP3507694 A JP 3507694A JP H07247930 A JPH07247930 A JP H07247930A
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JP
Japan
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angle
fuel injection
spill
pulse
diesel engine
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Pending
Application number
JP3507694A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunsuke Anzai
俊介 安西
Yoshimitsu Henda
良光 辺田
Tamotsu Morishima
保 森島
Yasuyuki Sakakibara
康行 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Toyota Motor Corp, NipponDenso Co Ltd filed Critical Nippon Soken Inc
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Publication of JPH07247930A publication Critical patent/JPH07247930A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

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NA と歯部Bによりパルス数NB
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(NA +NB ), 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、θA 及びθB を用いて下式のように示され
る。
【0051】 ANGSPV=NA ×θ1 +NB ×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=TNA +TNB … 但し、TNA ,TNB 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TNB 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。
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