JPH08135542A - 燃料噴射時期の測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演算時間の短い燃料噴射時期検出方法および
装置を提供すること。 【構成】 エンジンの燃料噴射弁からの燃料噴射が始ま
る前、３０乃至９０°ＣＡの間に、予め設定され時期に
クランク軸の基準位置信号を発生させ、該基準位置信号
の発生から前記燃料噴射弁に設けたリフトセンサの噴射
信号の発生までの時間と、前記基準位置信号の発生から
上死点までの時間とをクランク角センサの発生するクラ
ンク角信号によって計測することによって燃料噴射時期
を測定する。計測は、基準位置信号の発生から、噴射信
号の発生、上死点信号の発生までの間に発生したクラン
ク角信号の個数と、その１波に満たない端数の計測によ
りおこなう。また、噴射信号が判定値を超えて立ち上が
った時を噴射開始、超えて立ち下がった時を噴射終了と
し、その間を噴射期間とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン内に噴射され
る燃料の噴射時期を検出する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料の噴射時期はエンジンの出力や排気
ガス性状に影響を与えるものであって、特に影響の大き
いディーゼルエンジンを中心にして、燃料の噴射時期を
測定すること、あるいは測定するだけでなく目標の噴射
時期にこれを調整することが公知である。例えば、特開
平５−９９１００号公報に開示された装置では、筒内圧
センサと燃料吐出開始センサとクランク角センサを備
え、筒内圧のピーク時期からＴＤＣ位置を求め、これと
燃料吐出開始センサの出力とクランク角センサの出力か
ら、実際の燃料噴射開始時期をＴＤＣからのクランク角
で得て、これを目標噴射開始時期に調整している。ま
た、特開平４−２３７８４５号公報に開示された装置で
は、ＴＤＣセンサと振動加速度センサとクランク角セン
サを備え、ＴＤＣセンサからＴＤＣ位置を求め、これと
振動加速度センサの出力とクランク角センサの出力か
ら、実際の燃料噴射開始時期をＴＤＣからのクランク角
で得て、これを目標開始時期に調整している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の排気
ガス規制の強化にともない、より細密な燃料噴射の制御
が必要となり、そのために、より高い精度で噴射時期を
捉えることが、その様に細密な制御をおこなうため、ま
たその様な制御を開発するための試験装置にも要求され
る様になってきた。したがって、噴射時期を割り出すコ
ンピュータの演算量は増加し、より高速な演算処理が要
求されている。

【０００４】ところが、上記特開平５−９９１００号公
報の装置では、噴射開始時期の演算方法については明確
な開示はないが、燃料吐出開始センサからの出力信号を
トリガーとしたクランク角センサの出力信号を起点と
し、筒内圧センサからのＴＤＣ信号が到来した時のクラ
ンク角センサの出力信号を読んで、噴射開始時期をＴＤ
Ｃ前何度として検出しているものと推定される。しかし
ながら、噴射開始時期とＴＤＣ位置はエンジン特性や運
転条件によって異なり、筒内圧センサからのＴＤＣ信号
と燃料吐出開始センサの開始信号のいずれの信号が先に
来るかは不明である。したがって、先に来た方を起点と
する場合にはクランク角センサの出力信号の読み出しの
起点が筒内圧センサからのＴＤＣ信号か、燃料吐出開始
センサの開始信号なのかを判定する判定ロジックが必要
であり、演算が複雑になり演算時間が長くなる。

【０００５】あるいは、上記の様な判定ロジックを使わ
ないで、前回のサイクルでのＴＤＣを起点として、燃料
吐出開始センサが出力した時のクランク角を検出するこ
とも考えられるが、クランク角検出期間が長くなり（１
回転３６０°に対し、２７０°以上になると思われ
る）、これを処理している間は他の演算ができなくな
る。また、特開平４−２３７８４５号公報に開示された
装置においても同様であって、高速の演算処理をおこな
うには問題がある。本発明は上記問題に鑑み、高速の演
算処理に適した燃料噴射時期測定方法と装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の、請求項１によ
れば、燃料噴射時期測定方法であって、エンジンの燃料
噴射弁からの燃料噴射が始まる前の予め設定された時期
におけるクランク軸の基準位置信号の発生から前記燃料
噴射弁の噴射信号の発生までの時間をクランク角信号に
よって計測し、前記基準位置信号の発生から上死点まで
の時間をクランク角信号によって計測し、前記計測され
た前記基準位置信号の発生から噴射信号の発生までの時
間と、前記計測された前記基準位置信号の発生から上死
点までの時間とから上死点に対する燃料噴射時期をもと
めることを特徴とする燃料噴射時期測定方法が提供され
る。

【０００７】請求項２によれば、エンジンクランク軸の
所定の回転角度毎にクランク角信号を発生するクランク
角信号発生手段と、エンジンの燃料噴射弁からの燃料噴
射が始まる前の予め設定された時期にエンジンクランク
軸の基準位置信号を発生する基準位置信号発生手段と、
前記燃料噴射弁が燃料噴射する時に噴射信号を発生する
噴射信号発生手段と、ピストンが上死点にきた時に上死
点信号を発生する上死点信号発生手段と、上死点に対す
る燃料噴射時期を、前記クランク角信号発生手段の発生
するクランク角信号によって計測された前記基準位置信
号発生手段による前記基準位置信号の発生から噴射信号
発生手段による噴射信号の発生までの基準位置／噴射間
クランク角度と、前記クランク角信号発生手段の発生す
るクランク角信号によって計測された前記基準位置信号
発生手段による前記基準位置信号の発生から上死点信号
の発生までの基準位置／上死点間クランク角度とからも
とめる燃料噴射時期演算手段とを備えることを特徴とす
る燃料噴射時期測定装置が提供される。

【０００８】請求項３によれば、予め設定されるエンジ
ンクランク軸の基準位置は、エンジンの上死点から３０
°ＣＡ乃至９０°ＣＡ進んだ位置であることを特徴とす
る前記請求項２に記載の燃料噴射時期測定装置が提供さ
れる。

【０００９】請求項４によれば、燃料噴射信号は燃料噴
射弁の開度に対応する信号を発生し、前記燃料噴射信号
が所定の判定値を超えて立ち上がった時期を燃料噴射開
始時期とし、その後前記判定値を超えて立ち下がった時
期を燃料噴射終了時期とし、燃料噴射開始時期から燃料
噴射終了時期までの期間を燃料噴射期間として検出する
ことを特徴とする前記請求項２に記載の燃料噴射時期測
定装置が提供される。

【００１０】請求項５によれば、前記基準位置／噴射間
クランク角度と前記基準位置／上死点間クランク角度と
の計測を、基準位置信号の発生直後に発生するクランク
角信号から開始することを特徴とする前記請求項２に記
載の燃料噴射時期測定装置が提供される。

【００１１】請求項６によれば、前記基準位置／噴射間
クランク角度と前記基準位置／上死点間クランク角度と
の計測は、所定の回転角度毎に発生せしめられるクラン
ク角信号のパルス数の計測と、１パルスに満たない端数
部分の計測とからなり、該端数部分は、前記基準位置以
降のクランク角信号の少なくとも１パルスの間隔に対す
る対パルス端数部分比によってもとめることを特徴とす
る前記請求項２に記載の燃料噴射時期測定装置が提供さ
れる。

【００１２】請求項７によれば、前記対パルス端数部分
比は前記クランク角信号のパルス出力をトリガーとして
カウント開始するカウンタによって計測された前記基準
位置以降のクランク角信号の少なくとも１パルス間のカ
ウント数と該端数部分で計測されたカウント数からもと
めることを特徴とする前記請求項６に記載の燃料噴射時
期測定装置が提供される。

【００１３】請求項８によれば、エンジンクランク軸の
回転速度が所定値を超えた場合、クランク角信号発生手
段がエンジン１回転当たりに発生するクランク角信号の
パルス数を分周した値を用いることを特徴とする前記請
求項２に記載の燃料噴射時期測定装置が提供される。

【００１４】請求項９によれば、燃料噴射期間をエンジ
ン１回転当たり複数回検出し、最も長い燃料噴射期間を
メイン噴射として検出することを特徴とする前記請求項
２に記載の燃料噴射時期測定装置が提供される。

【００１５】請求項１０によれば、燃料噴射期間をエン
ジン１回転当たり複数回検出し、最も長い燃料噴射期間
をメイン噴射とし、メイン噴射以前の噴射をパイロット
噴射とし、メイン噴射以降の噴射を２次噴射として検出
することを特徴とする前記請求項９に記載の燃料噴射時
期測定装置が提供される。

【００１６】請求項１１によれば、燃料噴射信号発生手
段の発生する燃料噴射信号の出力レベルを判定する判定
値を複数個設定し、前記燃料噴射弁の開度の時間変化を
検出することを特徴とする前記請求項４に記載の燃料噴
射時期測定装置が提供される。

【００１７】請求項１２によれば、燃料噴射信号発生手
段の発生する燃料噴射信号のゼロレベルとピークレベル
の差に基づいて、燃料噴射を判定する判定値を補正する
ことを特徴とする前記請求項４に記載の燃料噴射時期測
定装置が提供される。

【００１８】請求項１３によれば、燃料噴射信号が所定
期間以上にわたって、前記判定値より大きな所定値以上
の値を示す時にのみピークレベルであるとすることを特
徴とする前記請求項１２に記載の燃料噴射時期測定装置
が提供される。

【００１９】請求項１４によれば、燃料噴射信号が、所
定の判定値を、ピークレベルに応じて決められる所定の
時間以上、超えた時のみ燃料噴射弁が開弁されたと判定
することを特徴とする前記請求項４に記載の燃料噴射時
期測定装置が提供される。

【００２０】

【作用】請求項１では、エンジンの燃料噴射弁からの燃
料噴射が始まる前の予め設定され時期におけるクランク
軸の基準位置信号の発生から前記燃料噴射弁の噴射信号
の発生までの時間と、前記基準位置信号の発生から上死
点までの時間とをクランク角信号によって計測すること
によって上死点に対する燃料噴射時期をもとめる。

【００２１】請求項２では、上死点に対する燃料噴射時
期を、クランク角信号発生手段の発生するクランク角信
号によって計測された基準位置信号発生手段による基準
位置信号の発生から噴射信号発生手段による噴射信号の
発生までの基準位置／噴射間クランク角度と、クランク
角信号発生手段の発生するクランク角信号によって計測
された基準位置信号発生手段による基準位置信号の発生
から上死点信号の発生までの基準位置／上死点間クラン
ク角度とからもとめる。

【００２２】請求項３では、エンジンクランク軸の基準
位置は、エンジンの上死点から３０°ＣＡ乃至９０°Ｃ
Ａ進んだ位置に予め設定される。

【００２３】請求項４では、燃料噴射信号が所定の判定
値を超えて立ち上がった時期が燃料噴射開始時期とし
て、その後前記判定値を超えて立ち下がった時期を燃料
噴射終了時期として、燃料噴射開始時期から燃料噴射終
了時期までの期間が燃料噴射期間として検出される。

【００２４】請求項５では、基準位置／噴射間クランク
角度と基準位置／上死点間クランク角度との計測は、基
準位置信号の発生直後に発生するクランク角信号から開
始される。

【００２５】請求項６では、基準位置／噴射間クランク
角度と基準位置／上死点間クランク角度との計測は、所
定の回転角度毎に発生せしめられるクランク角信号のパ
ルス数の計測と、１パルスに満たない端数部分の計測に
よりおこなわれ、該端数部分は、基準位置以降のクラン
ク角信号の少なくとも１パルスの間隔に対する対パルス
端数部分比によってもとめられる。

【００２６】請求項７では、前記対パルス端数部分比は
前記クランク角信号のパルス出力をトリガーとしてカウ
ント開始するカウンタによって計測された基準位置以降
のクランク角信号の少なくとも１パルス間のカウント数
と該端数部分で計測されたカウント数からもとめられ
る。

【００２７】請求項８では、エンジンクランク軸の回転
速度が所定値を超えた場合、クランク角信号発生手段が
エンジン１回転当たりに発生するクランク角信号のパル
ス数を分周した値が用いられる。

【００２８】請求項９では、燃料噴射期間をエンジン１
回転当たり複数回検出し、最も長い燃料噴射期間がメイ
ン噴射として検出される。

【００２９】請求項１０では、燃料噴射期間をエンジン
１回転当たり複数回検出し、最も長い燃料噴射期間をメ
イン噴射とし、メイン噴射以前の噴射をパイロット噴射
とし、メイン噴射以降の噴射を２次噴射として検出され
る。

【００３０】請求項１１では、燃料噴射信号が複数個設
定された判定値を超える時期が検出され、噴射の時間変
化が測定される。

【００３１】請求項１２では、燃料噴射信号のゼロレベ
ルとピークレベルの差に基づいて、燃料噴射を判定する
判定値が補正される。

【００３２】請求項１３では、燃料噴射信号が判定値を
超えるが所定期間以上にわたって、判定値より大きな所
定値以上の値を示す時にのみピークレベルが存在したも
のとされる。

【００３３】請求項１４では、燃料噴射信号が、所定の
判定値を、ピークレベルに応じて決められる所定の時間
以上、超えた時のみ燃料噴射弁が開弁されたと判定され
る。

【００３４】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の詳細を
説明する。図１は本発明による燃料噴射時期検出装置の
第１の実施例の全体の構成を模式的に示した図であっ
て、実験室等において研究開発用に用いる試験装置とし
てまとめられている。図１は燃料噴射時期検出装置の全
体を示し、燃料噴射時期検出装置はそれぞれ破線で囲ま
れた計測部１１０、演算部１２０、表示出力部１３０か
ら成る。そして、図中、実線で囲まれた部分、すなわ
ち、計測部１１０の内、１で示されているリフトセン
サ、２で示されている基準位置センサ、３で示されてい
るクランク角センサ３を除いた部分と、演算部１２０、
表示出力部１３０は噴射タイミングモニタ１００として
１体にまとめられている。

【００３５】計測部１１０内部のリフトセンサ１は燃料
噴射弁（図示しない）の内部に組み込まれていて、燃料
噴射量を調整するニードル弁のリフト量を検出して燃料
噴射信号ＮＬを送出し本発明の請求項に記載の燃料噴射
時期信号発生手段としての役を成し、基準位置センサ２
はクランク軸（図示しない）１回転に対して、実際の上
死点（以下ＴＤＣという）から３０°乃至９０°ＣＡ進
角した一定の位置で１回発生する基準位置信号ＲＳを検
出して送出し本発明の請求項に記載の基準位置信号発生
手段としての役を成し、クランク角センサ３はクランク
軸（図示しない）１回転に対して所定の回数（本実施例
では３６０回）発生するクランク角信号ＷＣを検出して
送出し本発明の請求項に記載のクランク角信号発生手段
としての役を成している。

【００３６】燃料噴射信号ＮＬは、リフトセンサ１から
噴射タイミングモニタ１００に送達されるが距離が近い
場合は内部変換器４を介して入力され、距離が遠い場合
はノイズの影響を排除するためにリフトセンサ１の近く
に配設される外部変換器（図示しない）を介して入力さ
れ、５はその切り換えをおこなうスイッチである。６は
スケーリングアンプであって燃料噴射信号ＮＬの増幅、
フィルタ、オフセット処理等をおこなう。７はバッファ
アンプであって前記処理された燃料噴射信号ＮＬの他、
基準位置信号ＲＳ、クランク角信号ＷＣを波形成形して
演算部に送出する。なお、クランク角信号ＷＣは演算部
１２０内の分周器８で１／２分周および波形成形された
ものもＣＰＵ１０に入力される。

【００３７】演算部１２０はＵＰＰ（ユニバーサル・パ
ルス・プロセッサ）９，ＣＰＵ１０，ＲＯＭ１１，ＲＡ
Ｍ１２，ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）１３等を
備えこれらはデータバス１４で互いに接続されていて、
各入力信号を演算処理する。１５ａは歯数設定器であっ
てクランク角信号ＷＣを発生するための電磁式クランク
角センサのクランク軸と同期して回転する円板上に刻ま
れた歯の数、すなわち、クランク軸１回転当たりのクラ
ンク角信号の個数が設定される。１５ｂはＴＤＣ出力信
号を発生させるために基準位置信号ＲＳからのずらし量
を設定するＴＤＣ設定器である。１５ｃは燃料噴射弁の
開弁を判定するための判定値を設定する開弁判定値設定
器である。また、１５ｄはシフトＴＤＣ（以下ＳＴＤＣ
という）設定器であって、実ＴＤＣ位置から任意の角度
だけずらした位置に対する開弁時期の進み、あるいは遅
れの判定をおこなうためのものである。そして、上記の
各種設定器はＣＰＵ１０に接続されている。

【００３８】ＵＰＰ９はプログラム可能なパルス処理機
能を備えＣＰＵでのソフト処理の一部を受持ち、リアル
タイムの信号処理の影響でＣＰＵ１０の演算速度が低下
するのを抑制する。そして、ＵＰＰ９では各種パルス処
理がおこなわれるが、例えば、基準位置信号ＲＳが到来
した以降のクランク角信号ＷＣの数をカウントし、所定
回数カウント後にタイマーを起動してタイマーが所定の
時間（ＷＣの１波の時間より小さい）経過後に、ＴＤＣ
信号を出力する。このＴＤＣ信号はパルス増幅器１６で
所定電圧、例えば１２Ｖ、の電圧信号に変換され、表示
／出力部１３０内に設けられているＴＤＣ信号出力端子
１７に送達され、該ＴＤＣ信号出力端子１７に接続され
ているタイミングライト１８を駆動して発光させる。

【００３９】ここで、タイミングライト１８の駆動につ
いての説明をする。基準位置信号ＲＳは実ＴＤＣから所
定のクランク角だけ進角側で信号出力する様に設定され
ているが個体差があるために、各エンジン毎に正確にそ
の値を求める必要がある。そこで前記ＴＤＣ信号出力に
よって、タイミングライトを駆動させて、タイミングラ
イトが、エンジンクランク軸に刻印したＴＤＣ位置で発
光する様に前記ＴＤＣ設定器を調節した時の調節値が１
５ｂで設定されるＴＤＣとなり、基準位置信号ＲＳより
どれだけ進角側にあるかを示す値である。なお、エンジ
ンクランク軸に刻印されたＴＤＣ位置は本発明の請求項
に記載の上死点信号発生手段の基礎となるものであり、
この位置でタイミングライトを発光させる様に調節され
た基準位置信号ＲＳが上死点信号発生手段となる。

【００４０】次に、ＣＰＵ１０の作動について説明する
が、ＣＰＵ１０には、基準位置信号ＲＳとクランク角信
号ＷＣが直接、あるいはＵＰＰ９でパルス処理されてか
ら、またリフトセンサ１の開弁信号ＮＬがアナログデジ
タル変換されてから取り込まれ各種演算処理がおこなわ
れる。例えば、開弁信号ＮＬの開弁時期とＴＤＣ位置と
を比較して、開弁時期がＴＤＣ前であるかＴＤＣ後であ
るかを出力する。この結果は表示／出力部１３０内に設
けられている出力端子１９から取り出すことが出来る。
また、基準位置信号ＲＳ、クランク角信号ＷＣ，開弁信
号ＮＬに基づき、メイン噴射開始時期、メイン噴射期
間、パイロット噴射開始時期、パイロット噴射期間をそ
れぞれ演算して出力する。その結果は、ＤＡＣ１３，ア
ンプ（番号無し）、フィルタスルー（番号無し）等を経
由して表示／出力部１３０に設けられている端子２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄあるいは表示器２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ，２２ｄに送出される。

【００４１】また、演算部１２０はＬＥＤ（発光ダイオ
ード）２０を備え、電源状態や、前記ＳＴＤＣを利用し
たときに開弁がＳＴＤＣよりも前か後か、あるいはエラ
ーの各状態をモニタ表示する。

【００４２】表示／出力部１３０には、既に説明したＴ
ＤＣ信号出力端子１７、開弁時期がＴＤＣ前であるかＴ
ＤＣ後であるかを出力する出力端子１９の他に、前記メ
イン噴射開始時期、メイン噴射期間、パイロット噴射開
始時期、パイロット噴射期間の演算結果を取り出す（電
圧出力する）ための端子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１
ｄが設けられていて記録計（図示しない）に接続して記
録することができる様にされている他、デジタル電圧計
で構成される表示器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが
設けられており、それぞれ前記メイン噴射開始時期、メ
イン噴射期間、パイロット噴射開始時期、パイロット噴
射期間の演算結果が表示される。なお、表示／出力部１
３０の表示器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに達する
ラインの手前にはフィルタ（番号無し）、アンプ（番号
無し）が設けられている。

【００４３】なお、燃料噴射弁の燃料噴射をとらえるも
のとして、本実施例では燃料噴射弁内部の弁のリフトを
検出するリフトセンサを用いており詳細な説明は省略す
るが、これは、どの様なタイプのものでも良く、例え
ば、自動車技術、ＶＯＬ．４０，Ｎｏ．２（１９８６）
に示される様な公知の可変インダクタンスタイプのもの
や、渦電流タイプのもの、ホール素子を利用したものを
使用することができ、その他のタイプのものを使用する
こともできる。

【００４４】次に、上記実施例における噴射時期、噴射
期間をもとめるための演算の考え方を図２にしたがって
説明する。図２の（Ａ）は基準位置信号ＲＳを、（Ｂ）
は上死点ＴＤＣの信号を、（Ｃ）は噴射信号ＮＬを、
（Ｄ）はクランク角信号ＷＣを示している。さて、ここ
で最終的に求めようとしているのは図２の（Ｂ）にＳ１
およびＬＩで示されている上死点ＴＤＣに対する（を基
準とした）、正確には、上死点ＴＤＣの信号の立ち上が
りに対する（を基準とした）、噴射信号ＮＬが噴射判定
値を超えた時期と、その時期から噴射判定値を下回った
時期までの噴射判定値を超えている時間（期間）であ
る。

【００４５】ここで、基準位置信号ＲＳの立ち上がりか
ら上死点ＴＤＣの信号の立ち上がりまでの時間をＴ１，
基準位置信号ＲＳの立ち上がりから噴射信号ＮＬが噴射
判定値を超えた時期までの時間をＴ２，基準位置信号Ｒ
Ｓの立ち上がりから噴射信号ＮＬが判定値を下回った時
期までの時間をＴ３とすると、Ｓ１、Ｌ１はそれぞれ以
下の様に表すことができる。 Ｓ１＝Ｔ２−Ｔ１…（１） Ｌ１＝Ｔ３−Ｔ２…（２）

【００４６】さらに、Ｔ１は以下の様に表すことができ
る。 Ｔ１＝Ｗ０＋ａ×Ｗｒ＋Ｗ１…（３） ここで、 Ｗ０：基準位置信号ＲＳの立ち上がってから最初に立ち
上がったクランク角信号ＷＣが立ち上がるまでの時間 Ｗｒ：ＷＣの各１波の時間 ａ：基準位置信号ＲＳの立ち上がりから上死点ＴＤＣの
信号の立ち上がりまでの間に立ち上がったクランク角信
号ＷＣの個数 Ｗ１：上死点ＴＤＣの信号が立ち上がる直前のクランク
角信号ＷＣの立ち上がりから上死点ＴＤＣの信号の立ち
上がりまでの時間

【００４７】同様に、 Ｔ２＝Ｗ０＋ｂ×Ｗｒ＋Ｗ２…（４） ここで、 Ｗ０：基準位置信号ＲＳの立ち上がってから最初に立ち
上がったクランク角信号ＷＣが立ち上がるまでの時間 Ｗｒ：ＷＣの各１波の時間 ｂ：基準位置信号ＲＳの立ち上がりから噴射信号ＮＬが
噴射判定値を超えた時までの間に立ち上がったクランク
角信号ＷＣの個数 Ｗ２：噴射信号ＮＬが判定値を超える直前のクランク角
信号ＷＣの立ち上がりから上死点ＴＤＣの信号の立ち上
がりまでの時間

【００４８】同様に、 Ｔ３＝Ｗ０＋ｃ×Ｗｒ＋Ｗ３…（５） ここで、 Ｗ０：基準位置信号ＲＳの立ち上がってから最初に立ち
上がったクランク角信号ＷＣが立ち上がるまでの時間 Ｗｒ：ＷＣの各１波の時間 ｃ：基準位置信号ＲＳの立ち上がりから噴射信号ＮＬが
噴射判定値を下回った時までの間に立ち上がったクラン
ク角信号ＷＣの個数 Ｗ３：噴射信号ＮＬが判定値を下回る直前のクランク角
信号ＷＣの立ち上がりから上死点ＴＤＣの信号の立ち上
がりまでの時間

【００４９】（１）、（２）式に（３）、（４）、
（５）式を代入すると、 Ｓ１＝Ｔ２−Ｔ１＝Ｗ０＋ｂ×Ｗｒ＋Ｗ２−（Ｗ０＋ａ×Ｗｒ＋Ｗ１） ＝（ｂ−ａ）×Ｗｒ＋Ｗ２−Ｗ１…（６） Ｌ１＝Ｔ３−Ｔ２＝Ｗ０＋ｃ×Ｗｒ＋Ｗ３−（Ｗ０＋ｂ×Ｗｒ＋Ｗ２） ＝（ｃ−ｂ）×Ｗｒ＋Ｗ３−Ｗ２…（７） となり、Ｗ０は消去されるので測定不要であり、基準位
置信号発生した直後に立ち上がるクランク角信号から計
測を開始すればよいことがわかる。つまり、基準位置信
号ＲＳの立ち上がりとクランク角信号ＷＣの立ち上がり
が一致していることが理想であるが、上記の様にして求
めると、必ずしも一致している必要はなく、したがっ
て、基準位置信号ＲＳを発生する基準位置センサ２のの
取り付けは高い精度を必要としない。

【００５０】ここで、Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、次の
様にしてもとめる（図２の（Ｅ）参照）。それぞれの期
間内に計測用のＬＯＯＰが何個カウントできるかを計測
すると共に、ＷＣの各１波の時間であるＷｒについても
計測用のＬＯＯＰが何個カウントできるかを計測する。
一方、Ｗｒについては、クランク角センサの歯数からそ
の角度値をもとめておく。例えば、歯数が３６０であれ
ば、Ｗｒの角度は３６０°ＣＡ（クランク角）／３６０
個＝１°ＣＡである。したがって、例えば、Ｗ０，Ｗ
１，Ｗ２，Ｗ３内でカウントしたＬＯＯＰの個数をそれ
ぞれ６、１４、１２、１６とし、Ｗｒ内でカウントした
ＬＯＯＰの個数を２０とすれば、Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ
３の角度は、それぞれ以下の様になる。 Ｗ０＝１°ＣＡ×６／２０＝０．３°ＣＡ Ｗ１＝１°ＣＡ×１４／２０＝０．７°ＣＡ Ｗ２＝１°ＣＡ×１２／２０＝０．６°ＣＡ Ｗ３＝１°ＣＡ×１６／２０＝０．８°ＣＡ

【００５１】一方、各期間内に立ち上がったクランク角
信号ＷＣの個数ａ，ｂ，ｃをそれぞれａ＝９０，ｂ＝６
０，ｃ＝１２０とすれば、Ｓ１，Ｌ１はそれぞれ以下の
様になる。 Ｓ１＝（ｂ−ａ）×Ｗｒ＋Ｗ２−Ｗ１ ＝（６０−９０）×１＋０．６−０．７ ＝−３０．１°ＣＡ ＝３０．１°ＣＡ（ＢＴＤＣ） Ｌ１＝（ｃ−ｂ）×Ｗｒ＋Ｗ３−Ｗ２ ＝（１２０−６０）×１＋０．８−０．６ ＝６０．２°ＣＡ

【００５２】次に、上記の演算部１２０でおこなう演算
処理の内容を図３から図８に示すフローチャートにした
がって説明する。この演算処理はＬＡＲＧＥ ＬＯＯＰ
とＳＭＡＬＬ ＬＯＯＰとから成り、ＳＭＡＬＬ ＬＯ
ＯＰでは基準位置信号ＲＳの到来を基準とした噴射開始
時期および期間をクランク角ＷＣのパルス数とＷＣの１
波に満たない端数でもとめる。

【００５３】さて、図３のステップ１００からＬＡＲＧ
Ｅ ＬＯＯＰが開始されるが、ステップ１０１からステ
ップ１１２まではＲＡＭに読み込まれている各角度値を
初期化し次回に備えるためのものである。このステップ
間に示されている様に、前回の第１噴射の立ち上がり時
点と、立ち下がり時点の角度の整数部分、小数部分をそ
れぞれ１００倍した値と、第２噴射の立ち上がり時点
と、立ち下がり時点の角度の整数部分、小数部分をそれ
ぞれ１００倍した値と、第１噴射の立ち上がり時点と、
立ち下がり時点の角度を１０倍した値がＲＡＭに読み込
まれているので、これら各角度値がクリアされる。これ
は、各クランク角は、小数点以下２桁まで検出される
が、演算後の出力は小数点以下１桁の値でおこなわれ、
それぞれの値はコンピュータ処理上は整数化されている
ためである。

【００５４】次に、図４に示されるステップ１２１から
ステップ１３３について説明する。 ・ステップ１２１では、ＴＤＣ移動は進角かどうか、つ
まり、前記基準位置信号ＲＳに基づく調整されたＴＤＣ
信号出力、すなわちＴＤＣ設定器１５ｂの設定値が、実
ＴＤＣ位置と一致する時の調整値が進角側の値かどうか
を判定し、ＹＥＳであれば、ステップ１２２に進みＵＰ
Ｐのレジスタに与える進角の移動角度を演算し誤差処理
をおこない、ＮＯであれば、ステップ１２３に進みＵＰ
Ｐのレジスタに与える遅角の移動角度を演算し誤差処理
をおこなってからステップ１２４に進みＵＰＰに対し演
算結果を与える。 ・ステップ１２５では、クランク角ＷＣの１波当たりの
時間を求める。

【００５５】以下ステップ１２６からステップ１３１に
かけては、ステップ１２５で求めたクランク角ＷＣの１
波当たりの時間から得たエンジン回転速度が高速の場合
には、ＣＰＵが計測に追従できなくなるので１／２分周
する処理を示している。〔請求項８に対応〕 この判定にはヒステリシスを設けてあるのでステップ１
２６でまずヒステリシス幅を含めた上側の所定値よりも
小さいかどうかを判定し、ＮＯであればステップ１２９
に進み１／２分周するフラグ１を立て、ＹＥＳであれば
ステップ１２７でヒステリシス幅を含めた下側の所定値
よりも大きいかどうかを判定し、ＮＯであればステップ
１３０に進み１／２分周しないフラグ２を立て、ＹＥＳ
であればステップ１２８で１／２分周するフラグが立っ
ているかどうか判定し、ＮＯであればステップ１３０に
進み１／２分周しないフラグ２を立て、ＹＥＳであれば
ステップ１２９で１／２分周するフラグ１を立ててステ
ップ１３１に進む。 ・ステップ１３１では、フラグの種類に基づきＣＰＵへ
の入力ポートの設定をおこなうが、フラグ１が立ってい
る場合には、１／２分周器８を経て入力するようにし、
逆にフラグ２が立っている場合には、バッファアンプ７
で波形整形された生値をそのまま入力するようにする。 ・ステップ１３２では、クランク角ＷＣが生値か、１／
２分周値かに基づいて演算用の基本単位角を演算する。

【００５６】次に、図５に示されるステップ１４１から
ステップ１４４について説明する。 ・ステップ１４１では、基準位置信号ＲＳが立ち上がっ
たかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップ１４２に
進み、ＮＯであれば循環して同じ判定を繰り返す。 ・ステップ１４２では、ステップ１２１と同様にＴＤＣ
の移動は進角かどうかを判定し、ＹＥＳであればステッ
プ１４３に進み角度信号ＷＣを２４０°ＣＡカウントし
てからステップ１４４に進んで噴射判定値を読み込み、
ＮＯであれば、ステップ１４４に直接進んで噴射判定値
を読み込む。ここで、ＴＤＣの移動が進角の場合、角度
信号ＷＣを２４０°ＣＡカウントするまで以降のステッ
プの処理をしないのは、基準位置信号ＲＳを進角させて
実ＴＤＣに一致させたということは、基準位置信号ＲＳ
の発生は、実ＴＤＣの直後乃至それ以降であるというこ
とであって、４サイクルエンジンでは、その後２４０°
ＣＡの間に噴射がおこなわれることはないことによる。
そして、これによって演算負荷が軽減される。

【００５７】次に、図６にステップ１５０からステップ
１６７で示されるＳＭＡＬＬ ＬＯＯＰについて説明す
る。〔請求項６、７の端数部分の計測に対応〕 ・ステップ１５１では、ＬＯＯＰ回数を１だけインクリ
メント（増加）する。 ・ステップ１５２では、角度値、すなわち、基準信号Ｒ
Ｓが立ち上がった後に発生した角度信号ＷＣの個数を取
り込み、ステップ１５３に進む。 ・ステップ１５３では、後述のステップ１５５で立てら
れるフラグ３が立っているかどうかを判定し、ＮＯであ
ればステップ１５４に進み、ＹＥＳであればステップ１
５９に進む。 ・ステップ１５４では、噴射信号ＮＬが噴射判定値を超
えたかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップ１５５
に進んでフラグ３を立ててからステップ１５６に進み、
ＮＯであればステップ１６４に飛ぶ。 ・ステップ１５６では、噴射信号ＮＬが噴射判定値を超
えたのは、１回目か、２回目か、３回目以上であるかを
判定し、１回目であればステップ１５７に進み、後述の
ステップ１６５で加算され、ステップ１５２で取得され
る角度値とステップ１６６で取得される最新のＬＯＯＰ
数を１回目の値Ｒ１として取り込んでステップ１６４に
進み、２回目であればステップ１５８に進み角度値とＬ
ＯＯＰ回数を２回目の値Ｒ２として取り込んでステップ
１６４に進み、３回目以上であれば、そのままステップ
１６４に進む。

【００５８】前記ステップ１５３でＹＥＳと判定されス
テップ１５９に進んだ場合には以下のステップを辿る。 ・ステップ１５９では、噴射信号ＮＬが噴射判定値より
小さいかどうかを判定し、ＹＥＳであれば，ステップ１
６０でフラグ３をクリアしてステップ１６１に進み、Ｎ
Ｏであればステップ１６４に飛ぶ。 ・ステップ１６１では、噴射信号ＮＬが前に噴射判定値
を超えたのは１回目か、２回目か、３回目以上であるか
を判定し、１回目であればステップ１６２に進み角度値
とＬＯＯＰ回数を１回目の値Ｆ１として取り込んでステ
ップ１６４に進み、２回目であればステップ１６３に進
み角度値とＬＯＯＰ回数を２回目の値Ｆ２として取り込
んでステップ１６４に進み、３回目以上であれば、その
ままステップ１６４に進む。

【００５９】・ステップ１６４では、角度信号ＷＣが立
ち上がったかどうかを判定し、ＹＥＳであれば、ステッ
プ１６５に進んでＷＣの立ち上がり毎に角度値を加算
し、ステップ１６６に進んでＬＯＯＰ値を取得してから
１に戻して、ステップ１６７に進む。〔請求項６、７の
１パルス長の計測に対応〕 一方、ステップ１６４でＮＯと判定された場合には直接
ステップ１６７に飛ぶ。 ・ステップ１６７では、角度値が１５０度以上になった
かどうかを判定する。この角度以上には燃料噴射はない
筈なので、ＹＥＳであれば今回の噴射開始時期の取り込
みに区切りを付けＳＭＡＬＬ ＬＯＯＰを抜けステップ
１７１に進み、ＮＯであれば、まだ燃料噴射の可能性が
残っているためステップ１５１に戻る。

【００６０】次に、図７に示されるステップ１７１から
ステップ１８２について説明する。 ・ステップ１７１では、噴射判定値を再読み込みし、次
回に備える。なお、噴射判定値は毎回変更することが可
能である。 ・ステップ１７２では、ＴＤＣ移動角を再読み込みし、
次回に備える。なお、ＴＤＣ移動角は毎回変更すること
が可能である。 ・ステップ１７３では、基準位置信号ＲＳからの角度信
号ＷＣの個数（整数値）とＬＯＯＰ回数で得られた端数
（時間値）により、取得された第１噴射の立ち上がり角
度（Ｒ１）と、第１噴射の立ち下がり角度（Ｆ１）と、
第２噴射の立ち上がり角度（Ｒ２）と、第２噴射の立ち
下がり角度（Ｆ２）とを基準位置信号ＲＳからの角度値
に換算する。なお、実際には、上記の各値の角度の計測
は、基準位置信号ＲＳの立ち上がり直後の角度信号ＷＣ
の立ち上がりを基準として計測しているために、基準位
置信号ＲＳと角度信号ＷＣの立ち上がりは必ずしも一致
しないので、正確には基準位置信号ＲＳからではなく、
基準位置信号ＲＳ直後の角度信号ＷＣの立ち上がりから
の角度値である。 ・ステップ１７４では、ステップ１７３で求めた基準位
置信号ＲＳからの角度値に換算されたＲ１，Ｆ１，Ｒ
２，Ｆ２に基づき、前述の式（２）によって、１回目噴
射期間と２回目噴射期間を演算して求める。

【００６１】ステップ１７５からステップ１７８では、
検出された立ち上がり時期に対する立ち下がり時期が得
られていない場合は、ノイズであると見做して、相当す
る立ち上がり時期を消去する。 ・ステップ１７５では、取得された第１噴射の立ち下が
り角度（Ｆ１）が０かどうかを判定し、ＹＥＳならばス
テップ１７６に進み第１噴射の立ち上がり角度（Ｒ１）
を０としてからステップ１７７に進み、ＮＯならばその
ままステップ１７７に進む。 ・ステップ１７７では、取得された第２噴射の立ち下が
り角度（Ｆ２）が０かどうかを判定し、ＹＥＳならばス
テップ１７８に進み第２噴射の立ち上がり角度（Ｒ１）
を０としてからステップ１７９に進み、ＮＯならばその
ままステップ１７９に進む。 ステップ１７９から１８２では、燃料噴射弁の噴射信号
ＮＬのリフト期間の大小により、パイロット噴射、メイ
ン噴射、２次噴射の区別をおこなう。〔請求項９、１０
に対応〕 ・ステップ１７９では、ステップ１７４で求めた１回目
の噴射期間と２回目の噴射期間とを比較し、１回目の噴
射が２回目の噴射より長いかどうかを判定し、ＹＥＳで
あればステップ１８０に進み１回目の噴射をメイン噴射
とし、２回目の噴射は２次噴射であると見做してデータ
を捨ててステップ１８２に進み、ＮＯであればステップ
１８１に進み１回目の噴射をパイロット噴射、２回目の
噴射をメイン噴射としてステップ１８２に進む。 ・ステップ１８２では、ステップ１７２で求めたＴＤＣ
移動角と、ステップ１７３で求めた基準位置信号ＲＳか
らの角度値に換算されたＲ１，Ｒ２，Ｆ１，Ｆ２に基づ
いて前述の式（１）によって、パイロット噴射、メイン
噴射の開始時期を実ＴＤＣからの角度に換算する。これ
は、基準位置信号ＲＳの立ち上がり直後の角度信号ＷＣ
の立ち上がりから実ＴＤＣまでの角度と、各噴射開始時
期までの角度の差分として求める。

【００６２】次に、図８に示されるステップ１９１から
ステップ２０５について説明する。 ・ステップ１９１では、ＴＤＣの再移動値（ＳＴＤＣ）
を読み込む。 ・ステップ１９２では、メイン噴射開始時期がＳＴＤＣ
より進角か遅角かを判定する。 ・ステップ１９３では、ステップ１９２の判定結果に応
じて、ＳＴＤＣランプのップ指示（例えば、進角は緑、
遅角は赤）をする。これにより、メイン噴射開始時期が
実ＴＤＣより前か後かを知るとともに、任意のクランク
角度位置に実ＴＤＣ位置を基準にして設定されるシフト
ＴＤＣ位置より前か後かも知ることができる。 ・ステップ２０１では、メイン噴射期間の計測値が０
（ゼロ）かどうかを判定し、ＮＯであればステップ２０
４に進み計測値（噴射時期及び噴射期間）をＤＡ変換器
に出力して、ステップ１０１に戻る。一方、ＹＥＳであ
ればステップ２０２に進み、メイン噴射期間の計測値が
２回連続して０（ゼロ）かどうかを判定し、ＹＥＳであ
ればステップ２０３に進みＤＡ変換器に対しすべて０
（ゼロ）を出力し、ステップ１０１に戻り、ＮＯであれ
ばＤＡ変換器に対し出力することなくステップ１０１に
戻る。これは４サイクルエンジンの場合、ある気筒での
燃料噴射はクランクシャフト２回転に１回であるため、
１回おきにメイン噴射期間の計測値は０（ゼロ）となる
ので、その時は無視するということである。

【００６３】次に図９に示したものは、本発明の請求項
１１に対応する第２の実施例における演算の考え方であ
って、噴射弁がプレリフトとメインリフトの２段になっ
たリフト特性を有するいわゆる２スプリングタイプ噴射
弁の場合に、それぞれのリフトの開始時期、期間を捉え
るためのものである。そして、図１０から図１２に、第
２の実施例の演算のフローチャートの内、第１の実施例
と異なる部分を示している。

【００６４】先ず、図１０に示されるステップ１１５３
からステップ１１６７は、第１実施例におけるＳＭＡＬ
Ｌ ＬＯＯＰ内のステップ１５３からステップ１６３に
代わる部分である。 ・ステップ１１５３では、噴射信号ＮＬが第１噴射判定
値を超えたことを示すフラグ４が立っているかどうかを
判定し、ＮＯであればステップ１１５４に進み、ＹＥＳ
であればステップ１１５７に進む。 ・ステップ１１５４では、噴射信号ＮＬが第１噴射判定
値を超えたかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップ
１１５５に進んでフラグ４を立ててからステップ１１５
６に進み、ＮＯであればステップ１６４に飛ぶ。 ・ステップ１１５６では、角度値とＬＯＯＰ回数をＲＰ
として取り込んでステップ１６４に進む。

【００６５】前記ステップ１１５３でＹＥＳと判定され
ステップ１１５７に進んだ場合には以下のステップを辿
る。 ・ステップ１１５７では、噴射信号ＮＬが第２噴射判定
値を超えたことを示すフラグ５が立っているかどうかを
判定し、ＮＯであればステップ１１５８に進み、ＹＥＳ
であればステップ１１６１に進む。 ・ステップ１１５８では、噴射信号ＮＬが第２噴射判定
値を超えたかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップ
１１５９に進みフラグ５を立ててステップ１１６０に進
み、ＮＯであればステップ１１６５に飛ぶ。 ・ステップ１１６０では、角度値とＬＯＯＰ回数をＲＭ
として取り込んでステップ１６４に進む。

【００６６】一方、ステップ１１５７でＹＥＳと判定さ
れステップ１１６１に進んだ場合には以下のステップを
辿る。 ・ステップ１１６１では、噴射信号ＮＬが第１噴射判定
値よりも小さいかどうかを判定し、ＮＯの場合はステッ
プ１６４に飛び、ＹＥＳの場合にはステップ１１６２で
フラグ４を、ステップ１１６３でフラグ５をクリアして
からステップ１１６４に進み、ステップ１１６４で角度
値とＬＯＯＰ回数をＦＭとして取り込んでステップ１６
４に進む。

【００６７】また、ステップ１１５８でＮＯと判定され
ステップ１１６５に進んだ場合には以下のステップを辿
る。 ・ステップ１１６５では、噴射信号ＮＬが第１噴射判定
値よりも小さいかどうかを判定し、ＮＯの場合はステッ
プ１６４に飛び、ＹＥＳの場合にはステップ１１６６に
進む。 ・ステップ１１６６に進んだ場合には、ステップ１１６
６でフラグ４をクリアしてからステップ１１６７に進
み、ステップ１１６７で角度値とＬＯＯＰ回数をＦＰと
して取り込んでステップ１６４に進む。

【００６８】次に、図１１に示されるステップ１１７３
からステップ１１７９は、第１実施例におけるステップ
１７３からステップ１８２に代わるものである。 ・ステップ１１７３では、ＲＰ，ＦＰ，ＲＭ，ＦＭを基
準位置からの角度値に換算する。 ・ステップ１１７４では、ＦＰが０（ゼロ）かどうかを
判定し、ＹＥＳであればステップ１１７５に進み、ＮＯ
であればステップ１１７７に進む。 ・ステップ１１７５に進んだ場合には、ステップ１１７
５でＲＰからＲＭの期間をプレリフト期間とし、ステッ
プ１１７６に進みステップ１１７６でＲＰからＦＭの期
間を噴射期間としてステップ１１７９に進む。一方、ス
テップ１１７７に進んだ場合には、ステップ１１７７で
ＲＰからＦＰの間を噴射期間とし、ステップ１１７８に
進みステップ１１７８でＲＭとＦＭをそれぞれ０（ゼ
ロ）にしてステップ１１７９に進む。 ・ステップ１１７９では、ＲＰを実ＴＤＣからの角度に
換算する。

【００６９】さらに、図１２に示されるステップ１２０
１からステップ１２０５は、第１実施例における、ステ
ップ２０１からステップ２０５に代わるものである。 ・ステップ１２０１では、噴射期間は０（ゼロ）である
かどうかを判定し、ＹＥＳであればステップ１２０２に
進み、ＮＯであればステップ１２０５に進む。 ・ステップ１２０２では、噴射期間は２回連続して０
（ゼロ）かどうかを判定し、ＹＥＳであればステップ１
２０３に進みＤＡ変換器にすべて０（ゼロ）を出力し、
一方、ステップ１２０２の判定結果がＮＯであればステ
ップ１２０４に進み１回目の計測値はＤＡ変換器に出力
しない。 ・ステップ１２０１でＮＯと判定されステップ１２０５
に進んだ場合には、ステップ１２０５で計測値（噴射時
期及び噴射期間）をＤＡ変換器に出力する。なお、第２
の実施例では、パイロット噴射が無い場合について示し
たが、第１の実施例と同様にして、パイロット噴射、メ
イン噴射の区別をすることも可能である。

【００７０】図１３は、本発明の請求項１２、１３に対
応する第３の実施例における制御の特徴を説明する図で
ある。本第３の実施例においては、噴射信号ＮＬのゼロ
・レベルとピーク・レベルの値を捉え、その差に応じて
判定値を補正する。例えば、噴射信号ＮＬのピークレベ
ルが図１３にしめす様にＰ１，Ｐ２，Ｐ３と変化したと
きの判定値Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３を、Ｊ１＝ｋ×Ｐ１，Ｊ２
＝ｋ×Ｐ２，Ｊ３＝ｋ×Ｐ３（ここで、ｋはある定数で
ある）とする。この様に、判定値を補正することによっ
て、リフトセンサの個体差、経時変化の影響を除去する
ことができる。さらに、ピークレベルがある所定の時間
以上持続しない場合はノイズとすることによって正常値
とノイズをわけることができ誤設定を防止できる。この
様にして求められた判定値は図７のステップ１７１で読
み込まれる値として設定される。なお、フローチャート
は省略する。

【００７１】図１４は、本発明の請求項１４に対応する
第４の実施例における制御の特徴を説明する図である。
本第４の実施例は、燃料噴射弁が実際に開弁する時の出
力は、ある期間以上あるレベルを保つということに基づ
き、噴射信号ＮＬが判定値をピークレベルに応じて決ま
る所定の期間以上超えた時のみ燃料噴射弁の開弁として
検出し、判定値を超えても所定の期間持続しない場合は
実際には開弁しておらず、ノイズによる出力であるとし
正常な噴射がおこなわれたとは見做さないということで
ある。これは、実際に弁が開弁する時は、ある開度にな
るにはある程度の時間を要するものであってノイズの様
に瞬時に立ち上がるものではないということにもとづい
ている。図１４の（Ａ）は、比較的出力は小さいがその
割りに持続期間が長い噴射信号ＮＬが発生した場合を示
しており、Ｐ１はピークレベルを示し、Ｊ１は前記ピー
クレベルＰ１に対応して決められた判定値Ｊ１である。
また、ＴＮ１は実際の噴射信号の場合に判定値Ｊ１を超
えて持続すべき期間であってこのＴＮ１も前記ピークレ
ベルＰ１に対応して決められている。一方、Ｔ１は実際
に、噴射信号ＮＬが判定値Ｊ１を超えた期間である。図
示される様にＴ１＞ＴＮ１であるので、この信号は実際
の噴射信号を示していると判断される。

【００７２】一方、図１４の（Ｂ）の実線は、比較的出
力は大きいがその割りに持続期間が短い噴射信号ＮＬが
発生した場合を示しており、Ｐ２はそのピークレベルを
示し、Ｊ２、ＴＮ２は一点鎖線で表された実際の噴射の
場合を考慮して前記と同様にして決められた判定値、お
よび正常と判定される持続期間であり、Ｔ２は前記比較
的出力は大きいがその割りに持続期間が短い噴射信号Ｎ
Ｌが判定値Ｊ２を超えた持続期間である。図示される様
にＴ２＜ＴＮ２であるので、この信号は実際の噴射を示
していないノイズであると判断される。また、Ｔ２’は
実際の正常な噴射の場合の持続期間であってＴＮ２＜Ｔ
２’である。この様に、本第４の実施例では小さなピー
クの実際の噴射についても検出することができ、逆にあ
るレベルを超えてもその持続期間が正常なものに比べて
短い場合にはノイズと判定することが可能となる。な
お、フローチャートは省略する。

【００７３】以上説明してきた各実施例では、図６のＳ
ＭＡＬＬ ＬＯＯＰによってクランク角信号ＷＣのパル
ス数とＷＣの１波に満たない端数を計数して、基準位置
信号ＲＳの到来を基準とした噴射開始時期および期間を
演算しているが、図１５に示される第５実施例において
は、ハード的なカウンタ（カウンタ回路）を用いて、上
記処理を行わせることにより、演算負荷を軽減し結果的
にＵＰＰを不要にしている。図１５は第５実施例におけ
る演算部１２０の主要を拡大したものであって、図１５
において、３１は第１カウンタであって基準位置センサ
２からの基準位置信号ＲＳが、またクランク角センサ３
からクランク角信号ＷＣが前記計測部１１０を経て入力
される。また、３２は第２カウンタであってクランク角
センサ３からクランク角信号ＷＣが前記計測部１１０を
経て、または、分周器８を経て入力され、また発振器３
３から予め決められた周波数、この場合は３１２．５Ｋ
Ｈｚ、のパルス信号が入力される。

【００７４】３４、３５、３６は、それぞれフリップフ
ロップ回路から成る第１ラッチ処理器、第２ラッチ処理
器、第３ラッチ処理器である。第１ラッチ処理器３４に
はリフトセンサ１からの噴射信号ＮＬが立ち上がり立ち
下がり検出回路３７を経て入力され、また第１カウンタ
３１からのカウント信号が入力される。第２ラッチ処理
器３５にはリフトセンサ１からの噴射信号ＮＬが立ち上
がり立ち下がり検出回路３７を経て入力され、また第２
カウンタ３２からのカウント信号が入力される。第３ラ
ッチ処理器３６にはクランク角センサ３からクランク角
信号ＷＣが直接または分周器８を経て入力され、また第
２カウンタ３２からのカウント信号が入力される。なお
各ラッチ処理器はバス１４を介してＣＰＵ１０およびＲ
ＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ＤＡＣ１３と接続されている。

【００７５】図１６は上記の第５実施例における演算の
考え方を説明する図であってこの図にしたがって作動を
説明する。図１６において（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）は、図２と同様に、それぞれ、基準位置信号Ｒ
Ｓ、上死点ＴＤＣの信号、噴射信号ＮＬ、クランク角信
号ＷＣを示している。そして、（Ｅ）は発振器のパルス
信号を示している。（Ｆ）は上記第１カウンタ３１の作
動を示しており入力される基準位置信号ＲＳの立ち上が
り時にクリアされ、その後クランク角信号ＷＣが入力さ
れる毎にカウントアップされその値は第１ラッチ処理器
３４に送られる。第１ラッチ処理器３４はＣＰＵ１０か
ら送られる信号をもとに図中▼印で示されている噴射信
号ＮＬが判定値を上回った時点、上死点ＴＤＣの信号の
立ち上がり時点、及び噴射信号ＮＬが判定値を上回った
時点でラッチ処理をおこない各時点でのカウント値
ａ’、ｂ’、ｃ’がそれぞれＲＡＭ１２に記憶される。
これらの値は、前述の式（３）、（４）、（５）におけ
るａ、ｂ、ｃに相当する。

【００７６】（Ｇ）は上記第２カウンタ３２の作動を示
しており（Ｄ）に示されるクランク角信号ＷＣの立ち上
がり毎にクリアしながら（Ｅ）に示される発振器３３の
パルス信号をカウントする。そして、このカウント値は
第２ラッチ処理器３５、第３ラッチ処理器３６に送られ
る。第２ラッチ処理器３５はＣＰＵ１０から送られる信
号をもとに図中▼印で示されている噴射信号ＮＬが判定
値を上回った時点、上死点ＴＤＣの信号の立ち上がり時
点、及び噴射信号ＮＬが判定値を上回った時点でラッチ
処理をおこない各時点でのカウント値ａ”、ｂ”、ｃ”
がそれぞれＲＡＭ１２に記憶される。この値は上記各時
点と直前のクランク角信号ＷＣの立ち上がり時点の間に
発振器３３のパルス信号が何個存在しているかを示すも
のである。

【００７７】一方、第３ラッチ処理器３６はクランク角
信号ＷＣをもとに図中▽印で示されているクランク角信
号ＷＣの各立ち上がり時点でラッチ処理をおこない各時
点でのカウント値ＧｎがそれぞれＲＡＭ１２に記憶され
る。この値はクランク角信号ＷＣの各１波の間に発振器
３３のパルス信号が何個存在しているかを示すものであ
る。したがって、前記第２ラッチ処理器３５でラッチさ
れた値と、第３ラッチ処理器３６でラッチされた値の比
から、クランク角信号ＷＣの１波に満たない端数部分の
時間を求めることができる。

【００７８】例えば、本第５実施例においては、図１５
の様に各信号が発生する場合には、噴射信号ＮＬが判定
値を上回った時点の、その直前のクランク角信号ＷＣの
立ち上がりの時点からの時間はＷｒ×ａ”／Ｇ２で求め
ている。ここで、Ｗｒは前述と同様にＷＣの１波の時間
である。また、クランク角信号ＷＣの各立ち上がりから
次の立ち上がりまでの間を、基準位置信号ＲＳの立ち上
がり以降、第１、第２、…、第ｎ検出区間とした時に、
ａ”は第３検出区間における値であるのに対して、Ｇ２
は１つ前の第２検出区間の値であるが、これは、Ｇ３を
用いるとａ”の値を得てからＧ３の値が得られるまで待
たなければならないのに対してＧ２はすでに求まってい
るのでａ”の値を得てから直ぐに上記端数分の時間の計
算が可能となり、また実際上、Ｇ３とＧ２の値が大きく
異なることはないためである。

【００７９】したがって、基準位置信号ＲＳの立ち上が
りから、噴射信号ＮＬが判定値を上回った時点までの時
間Ｔ１は、第１実施例で説明したのと同様に第１カウン
タ３１から求めたａ’と第２カウンタ３２から求めた
ａ”とＧｎから次の様にして求めることができる。 Ｔ１＝Ｗ０＋ａ’×Ｗｒ＋Ｗｒ×ａ”／Ｇ２ ここで、Ｗ０は基準位置信号ＲＳが立ち上がってから最
初のクランク角信号が立ち上がるまでの時間であって、
前述の様に、その後の計算の過程において相殺されるも
のである。同様にして、基準位置信号ＲＳの立ち上がり
から、上死点ＴＤＣの信号の立ち上がり時点、及び噴射
信号ＮＬが判定値を上回った時点までの時間、Ｔ２およ
びＴ３が求められる。これらＴ１、Ｔ２、Ｔ３等を求め
る計算の他は、他の実施例と同様である。

【００８０】ここで、発振器の周波数を上記の様に３１
２．５ＫＨｚにした場合、エンジン回転数が５０００回
転の場合の精度は以下の様になる。エンジン回転数５０
００ＲＰＭ＝８３．３ＰＳ（８３．３回転／秒）の時に
は、１秒間に８３．３×３６０度≒２９９８８度回転
し、逆に１度回転するのには１／２９９８８≒３．３３
×１０^-5秒を要する。一方、３１２．５ＫＨｚのパルス
発生器のパルスの間隔は１／（３１２．５×１０００）
＝３．２０×１０^-6秒である。したがって、（３．２０
×１０^-6）÷（３．３３×１０^-5）≒０．０９６（度）
となり、０．１度の精度が確保される。

【００８１】なお、以上説明してきた各実施例は、第１
の実施例を始めとしてすべて測定器としてあるが、本発
明を実際に自動車等の内部に組み込んでエンジンのフィ
ードバック制御、例えば、検出した燃料噴射が予め定め
た範囲内にある様に噴射時期をフィードバック制御する
ことに用いることも可能である。その場合には、ＴＤＣ
信号はタイミングライトであわせることによって得るの
ではなくて、同様の方法で得たＴＤＣ移動角を工場出荷
時に予め設定しておいたり、ＴＤＣセンサを組み込んで
おいてその発生信号を用いて、ＴＤＣ移動角の経時変化
にも対応できるようにすることが必要であるが、基本的
な処理のフローを変える必要はない。また、本発明は、
ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の各種のエン
ジンに適用することが可能である。

【００８２】

【発明の効果】本発明の各請求項に記載の発明によれ
ば、上死点に対する燃料噴射時期は、エンジンの燃料噴
射弁からの燃料噴射が始まる前の予め設定され時期にお
けるクランク軸の基準位置信号の発生から前記燃料噴射
弁の噴射信号の発生までの時間と、前記基準位置信号の
発生から上死点までの時間とをクランク角信号によって
計測することによってをもとめられるので、特に請求項
３の様に基準位置信号が発生する様に設定すれば、計測
期間が短くなり（最大でも１５０°ＣＡ程度である）、
また、燃料噴射弁の噴射信号の発生と上死点の到来のど
ちらが早いかを判定する必要もないので演算時間を短縮
でき、高速で演算することが可能である。

【００８３】また、請求項４の様にすれば燃料噴射開始
時期のみならず、燃料噴射終了時期、燃料噴射期間も測
定することができる。また、請求項５の様にすれば、基
準位置信号の発生直後に発生するクランク角信号から計
測が開始されるので基準位置信号と、該基準位置信号の
発生直後に発生するクランク角信号の間については計測
をする必要がなく演算時間がその分簡略される。また、
請求項６、７の様にすれば、計測は、所定の回転角度毎
に発生せしめられるクランク角信号のパルス数の計測
と、１パルスに満たない端数部分の計測によりおこなわ
れるので精度が良い。また、請求項８の様にすれば、エ
ンジンが高速運転されている場合も計測することができ
る。

【００８４】また、請求項９の様にすれば、メイン噴射
を検出することができ、さらに請求項１０の様にすれ
ば、メイン噴射、パイロット噴射と２次噴射をそれぞれ
検出することができる。また、請求項１１の様にすれ
ば、噴射の時間変化を測定することができる。また、請
求項１２、１３の様にすれば、燃料噴射を判定する判定
値が補正されるので個体差、経時変化の影響を除去する
ことができる。また、請求項１４の様にすれば、小量の
燃料噴射も、大量の燃料噴射も精度良く検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例における演算の考え方を示
す図である。

【図３】本発明の第１実施例における演算のフローチャ
ートを示す図である。

【図４】本発明の第１実施例における演算のフローチャ
ートを示す図である。

【図５】本発明の第１実施例における演算のフローチャ
ートを示す図である。

【図６】本発明の第１実施例における演算のフローチャ
ートを示す図である。

【図７】本発明の第１実施例における演算のフローチャ
ートを示す図である。

【図８】本発明の第１実施例における演算のフローチャ
ートを示す図である。

【図９】本発明の第２実施例における演算の考え方を示
す図である。

【図１０】本発明の第２実施例における演算のフローチ
ャートを示す図である。

【図１１】本発明の第２実施例における演算のフローチ
ャートを示す図である。

【図１２】本発明の第２実施例における演算のフローチ
ャートを示す図である。

【図１３】本発明の第３実施例における演算の考え方を
示す図である。

【図１４】本発明の第４実施例における演算の考え方を
示す図である。

【図１５】本発明の第５実施例の構成を示す図である。

【図１６】本発明の第５実施例における演算の考え方を
示す図である。

【符号の説明】

１…リフトセンサ ２…基準位置センサ ３…クランク角センサ ４…内部変換器 ５…スィッチ ６…スケーリングアンプ ７…バッファアンプ ８…分周器 ９…ＵＰＰ（ユニバーサル・パルス・プロセッサ） １０…ＣＰＵ １１…ＲＯＭ １２…ＲＡＭ １３…ＤＡＣ（デジタル・アナログ・変換器） １５ａ…歯数設定器 １５ｂ…ＴＤＣ設定器 １５ｃ…燃料噴射判定値設定器 １５ｄ…シフトＴＤＣ設定器 １６…パルス増幅器 １７…タイミングライト駆動出力 １８…タイミングライト １９…出力端子 ２０…モニタ用ＬＥＤ（発光ダイオード） ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…出力端子 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…表示器 ３１…第１カウンタ（第５実施例） ３２…第２カウンタ（第５実施例） ３３…発振器（第５実施例） ３４…第１ラッチ処理器（第５実施例） ３５…第２ラッチ処理器（第５実施例） ３６…第３ラッチ処理器（第５実施例） ３７…立ち上がり立ち下がり検出回路（第５実施例） １００…燃料噴射タイミングモニタ（一体構造） １１０…（燃料噴射時期検出装置の）計測部 １２０…（燃料噴射時期検出装置の）演算部 １３０…（燃料噴射時期検出装置の）表示／出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅木 和美 愛知県豊田市豊栄町２丁目88番地 株式会 社トヨタテクノサービス内 (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 (72)発明者 都築 尚幸 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 安西 俊介 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 北野 康司 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 山本 崇 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 (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射時期測定方法であって、 エンジンの燃料噴射弁からの燃料噴射が始まる前の予め
   設定された時期におけるクランク軸の基準位置信号の発
   生から前記燃料噴射弁の噴射信号の発生までの時間をク
   ランク角信号によって計測し、 前記基準位置信号の発生から上死点までの時間をクラン
   ク角信号によって計測し、 前記計測された前記基準位置信号の発生から噴射信号の
   発生までの時間と、 前記計測された前記基準位置信号の発生から上死点まで
   の時間とから上死点に対する燃料噴射時期をもとめるこ
   とを特徴とする燃料噴射時期測定方法。
2. 【請求項２】 エンジンクランク軸の所定の回転角度毎
   にクランク角信号を発生するクランク角信号発生手段
   と、 エンジンの燃料噴射弁からの燃料噴射が始まる前の予め
   設定された時期にエンジンクランク軸の基準位置信号を
   発生する基準位置信号発生手段と、 前記燃料噴射弁が燃料噴射する時に噴射信号を発生する
   噴射信号発生手段と、 ピストンが上死点にきた時に上死点信号を発生する上死
   点信号発生手段と、 上死点に対する燃料噴射時期を、前記クランク角信号発
   生手段の発生するクランク角信号によって計測された前
   記基準位置信号発生手段による前記基準位置信号の発生
   から噴射信号発生手段による噴射信号の発生までの基準
   位置／噴射間クランク角度と、前記クランク角信号発生
   手段の発生するクランク角信号によって計測された前記
   基準位置信号発生手段による前記基準位置信号の発生か
   ら上死点信号の発生までの基準位置／上死点間クランク
   角度とからもとめる燃料噴射時期演算手段とを備えるこ
   とを特徴とする燃料噴射時期測定装置。
3. 【請求項３】 予め設定されるエンジンクランク軸の基
   準位置は、エンジンの上死点から３０°ＣＡ乃至９０°
   ＣＡ進んだ位置であることを特徴とする前記請求項２に
   記載の燃料噴射時期測定装置。
4. 【請求項４】 燃料噴射信号は燃料噴射弁の開度に対応
   する信号を発生し、前記燃料噴射信号が所定の判定値を
   超えて立ち上がった時期を燃料噴射開始時期とし、その
   後前記判定値を超えて立ち下がった時期を燃料噴射終了
   時期とし、燃料噴射開始時期から燃料噴射終了時期まで
   の期間を燃料噴射期間として検出することを特徴とする
   前記請求項２に記載の燃料噴射時期測定装置。
5. 【請求項５】 前記基準位置／噴射間クランク角度と前
   記基準位置／上死点間クランク角度との計測を、基準位
   置信号の発生直後に発生するクランク角信号から開始す
   ることを特徴とする前記請求項２に記載の燃料噴射時期
   測定装置。
6. 【請求項６】 前記基準位置／噴射間クランク角度と前
   記基準位置／上死点間クランク角度との計測は、所定の
   回転角度毎に発生せしめられるクランク角信号のパルス
   数の計測と、１パルスに満たない端数部分の計測とから
   なり、 該端数部分は、前記基準位置以降のクランク角信号の少
   なくとも１パルスの間隔に対する対パルス端数部分比に
   よってもとめることを特徴とする前記請求項２に記載の
   燃料噴射時期測定装置。
7. 【請求項７】 前記対パルス端数部分比は前記クランク
   角信号のパルス出力をトリガーとしてカウント開始する
   カウンタによって計測された前記基準位置以降のクラン
   ク角信号の少なくとも１パルス間のカウント数と該端数
   部分で計測されたカウント数からもとめることを特徴と
   する前記請求項６に記載の燃料噴射時期測定装置。
8. 【請求項８】 エンジンクランク軸の回転速度が所定値
   を超えた場合、クランク角信号発生手段がエンジン１回
   転当たりに発生するクランク角信号のパルス数を分周し
   た値を用いることを特徴とする前記請求項２に記載の燃
   料噴射時期測定装置。
9. 【請求項９】 燃料噴射期間をエンジン１回転当たり複
   数回検出し、最も長い燃料噴射期間をメイン噴射として
   検出することを特徴とする前記請求項２に記載の燃料噴
   射時期測定装置。
10. 【請求項１０】 燃料噴射期間をエンジン１回転当たり
    複数回検出し、最も長い燃料噴射期間をメイン噴射と
    し、メイン噴射以前の噴射をパイロット噴射とし、メイ
    ン噴射以降の噴射を２次噴射として検出することを特徴
    とする前記請求項９に記載の燃料噴射時期測定装置。
11. 【請求項１１】 燃料噴射信号発生手段の発生する燃料
    噴射信号の出力レベルを判定する判定値を複数個設定
    し、前記燃料噴射弁の開度の時間変化を検出することを
    特徴とする前記請求項４に記載の燃料噴射時期測定装
    置。
12. 【請求項１２】 燃料噴射信号発生手段の発生する燃料
    噴射信号のゼロレベルとピークレベルの差に基づいて、
    燃料噴射を判定する判定値を補正することを特徴とする
    前記請求項４に記載の燃料噴射時期測定装置。
13. 【請求項１３】 燃料噴射信号が所定期間以上にわたっ
    て、前記判定値より大きな所定値以上の値を示す時にの
    みピークレベルであるとすることを特徴とする前記請求
    項１２に記載の燃料噴射時期測定装置。
14. 【請求項１４】 燃料噴射信号が、所定の判定値を、ピ
    ークレベルに応じて決められる所定の時間以上、超えた
    時のみ燃料噴射弁が開弁されたと判定することを特徴と
    する前記請求項４に記載の燃料噴射時期測定装置。