JPS59105966A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は，ディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法
に係シ，特に、電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用
ディーゼルエンジンに用いるのに好適な，ディーゼルエ
ンジンの燃料噴射時期検出方法に関する６ 一般に，ｆイーゼルエンジンにおいては，その燃焼室に
供給される燃料を，エンジン回転と同期して回転駆動さ
れている燃料噴射ボンダによシ制御するようにしておシ
，該燃料噴射ポンプ内に設けられたフィードポンプの供
給圧で，タイマを動かしてローラリングを動かすことに
よって，燃料の噴射時期を制御し，又−遠心式ガノ（す
によりスピルリングを動かして圧送路シを変えることに
よって、燃料噴射量を制御するようにしている。しかし
ながら従来は，前記タイマ及びスピルリングが、いずれ
も１機械的に制御されていたため，精密な燃料噴射量制
御を行うことは困難であった。

一方近年、電子制御技術、特にデジタル制御技術の発達
と共に，ディーゼルエンジンの燃料噴射量？電子制御す
る試みもなされている。

このような電子制御においては一正確な燃料噴射時期を
知ることが非常に重要であるが、従来は。

ディーゼルエンジンの燃料噴射時期を一簡単に、且つ一
適確に知ることができる燃料噴射時期検出方法は提案さ
れていなかった。

なお前＠ビタイマの位質ヲ検出することによって燃料噴
射時期を推定することも考えられるが、タイマの動きと
実際の燃料噴射時期の間には時間遅れがあるため、正確
な燃料噴射時期を知ることが出来ない場合があった。

又１本発明と同様にして、燃料噴射時の燃料圧力上昇に
応じて出力されるようにした燃料噴射信号と、エンジン
回転角が上死点位置にある時に出力される上死点信号が
出力されてから次に前記燃料噴射信号が出力される迄の
エンジン回転角から噴射開始タイミングを検出すること
も考えられるが、通常、上死点と燃料噴射時期は４ぼ一
致しておシ、運転状態によっては、噴射開始タイミング
の方が上死点より早くなるため、今回の上死点信号と次
回の燃料噴射信号を用いて燃料噴射時期を検出したので
は、燃料噴射時期の検出が一周期遅れてしまい、応答性
が非常に低下してしまうという問題があった。

特に、第１図に示すような、圧縮→爆発による回転変動
の大きい低速回転時（第１図は、暖機後アイドル時（７
００ｒｐｍ）の場合）には、噴射開始タイミングが最大
遅角近傍にあることとも相俟って１時間遅れが非常に大
きくなり、高精度の燃料噴射時期検出は困難であった。

従って、燃料噴射時期の制御精度が大幅に悪化し、ドラ
イバビリティの悪化、ディーゼルノックの発生、ディー
ゼルスモークや白煙の増加、エンジン振動や騒音の増大
、排気ガス中の有害成分の増加等音引き起こす恐れがあ
った。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
のズ１回転変動の大きい低速回転時の燃料噴射時期を、
簡単に、精度よく、且つ、迅速に検出することができる
ディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法を提供する
ことを目的とする。

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法
において、第２図にその要旨を示す如く。

燃料噴射時の燃料圧力上昇に応じて出力するようにした
燃料噴射信号と、エンジン回転角が、燃料噴射時期を最
大遅角した場合の噴射タイミングよシも必ず後にくるよ
うに設定された。所定の基準クランク位置にある時に出
力するようにした基準位置４８号とを用いて、前記燃料
噴射信号が出力されてから前記基準位置信号か出力され
る迄のエンジン回転角と萌ロ１．：基準クランク位置か
ら、燃料噴射時期を検出するようにして、前記目的を達
成したものである。

以下１図面を参照して１本発明に係るディーゼルエンジ
ンの燃料噴射時期検出方法が採用された。

自動車用ディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置の
実施例を詳細に説明する、 本実施例は、第３図に示すような、ディーゼルエンジン
１０の出力軸の回転と連動して回転される駆動軸１４−
該駆動軸１４に固着された。燃料を圧送するだめのフィ
ードポンプ１６（第２図は９０°転回した状態を示す）
−燃料供給圧を調整するための燃圧調整弁１８−前記駆
動軸１４に固着されたギヤ２００回転変位から、前記駆
動軸１４が所定のクランク角度だけ回転するのに要する
時間を測定してデイゼルエンジンｌＯの回転速度を検知
するための−例えば電磁ピックアップからなる回転速度
センサ２２、燃料噴射時期ヲ宙１］御するためのローシ
リング２４．該ローラ１ノング２４を駆動するためのタ
イマピスト７２６、該タイマピストン２６の位置ｆ　ｆ
ｌｉ！Ｉ御するタリ）ノタイミングｔｌｊｌ）御弁２８
．燃料唄射斯を制御するためのスピルリング３２．該ス
ピルリング３２に駆動するための、プランジャ３４ａ、
圧縮ばね３４ｂ、コイル３４ｃ及びコイノしケース３４
ｄからなるスピルアクチュエータ３４、前Ｍｅプランジ
ャ３４ａの変位から前ａｅスピルリング３２の位置を検
出するための、例えば可変インダクタンスセンサ力１ら
なるスピル位置上／す３６．エンジン停止時に燃料ｔカ
ットするための燃料カットソレノイド°（以下ＦＣ’Ｖ
と称する）３８、プランジャ４０及０てデ１ツバリパル
プ４２を有する燃料噴射ポンプ１２へ。

該燃料噴射ポンプ１２のデリノ；リノ（ルフ゛４２カ・
ら吐出される燃料をディーゼルエンジンｌＯの副燃焼室
内に噴射するだめのインジェクションノズル４４と、吸
気管４６を介して吸入される吸入空気の圧力を検出する
だめの吸気圧センサ４８と、同じく吸入空気の温度を検
出するだめの吸気温センサ５０と、エンジン】０のシリ
ンダブロックｌＯａに配設された、エンジン冷却水温を
検出するための冷却水温センサ５２と、運転者が操作す
るアクセルペダル５４の踏込み角度（以下アクセル開度
と称する）を検出するためのアクセルセンサ５６と、前
ロヒアクセルセンサ５６出力から検知されるエンジン負
荷、前記回転速度センサ２２出力から検知されるエンジ
ン回転速度、前記冷却水温センサ５２出力から検知され
るエンジン冷却水温等により目標噴射時期及び計１！噴
射ｉ’を求め、前記燃料噴射ポンプ１２から、目標噴射
時期に計算噴射量の燃料が噴射されるように、前記タイ
ミング制御弁２Ｂ、スピルアクチュエータ３４等を制御
する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称する）５８とを
備えた。自動車用ディーゼルエンジンｌＯの燃料噴射量
制御装置において、第４図に本発明に係る部分の要旨構
成を示す如く、燃料噴射ポンプ１２内のプランジャ室４
０ａの燃料圧刃金検知して、燃料噴射時の燃料圧力上昇
に応じて出６０と、エンジン回転角が、燃料噴射時期を
最大遅角した場合の噴射開始タイミングよりも必ず後に
くるように設定された。所定の基準クランク位置にある
時に出力される基準位置信号を得るたぬの、例えば、エ
ンジンｌＯのカム軸に固定されたシグナルロータ６２ａ
及び電磁ピックアップ６２ｂからなる基準位置センサ６
２とを設けると共に一前ＢαＥＣＵ３８内で、前記燃料
噴射信号が立上ってから前記基準付量信号が立上る迄の
エンジン回転角と前百じ基準クランク位置から、噴射開
始タイミングを検出するようにしたものである。〜図に
おいて、２５はカムプレート、３３は引張りばねである
。

前記ＥＣＵ３８は、第５図に詳細に示す如く。

各種演算処理を行うための、例えばマイクロコンピュー
タからなる中央処理ユニット（ＣＰＵと称する）５９と
、バッファ６０を介して入力される前記冷却水温センサ
５２出力、バッファ６２を介して入力される前記吸気温
センサ５０出力、バッファ６４を介して入力される前ｌ
ピ吸気圧センサ４８出力、バッファ６６を介して入力さ
れる前記アクセルセンサ５６出力、センサ駆動回路６８
出力のセンザ躯動用周波数信号によって駆動され。

センザ伯号検出回路７０を介して入力される前記スピル
位置センサ３６出力等を順次取込むだめのマルチプレク
サ７６と、該マルチプレクサ７６出力のアナログ信号を
デジタル信号に変換するためのアナログ−デジタル変換
器（以下Ａ　／　Ｄ変換器と称する）７８と、該Ａ／Ｄ
変換器７８Ｂｊ力をＣＰＵ５９に取込むだめの入出力ボ
ート８０と、＠６ピ回転速度センザ２２出力を波形整形
して前ｇピＣＰＵ５９のボートＰ３に堆込むための波形
整形回路９４と、前屈噴射圧センサ６０出力を波形整形
して燃料噴射信号とし、前記ＣＰＵ５９のボートＰＩＫ
取込むための波形整形回路９６と、前記基準位置センサ
６２出力を波形整形して基準位置信号とし、前記ＣＰ　
Ｕ　５９のポー）Ｐ２に取込むための波形整形回路９８
と−クロツク発生回路１０２と、ＣＰＵ５９における演
算データ等を一時的に記憶するための、電源異常時にバ
ックアップするバックアップ用ランダムアクセスメモリ
（以下バックアップＲＡＭと称する）を含むランダムア
クセスメモリ（以下ＲＡＭと称する）１０４と、制御プ
ログラムや各種データ等ヲ記憶するためのリードオンリ
ーメモリ（以下Ｒ１０Ｍと称する）１０６と一前把ＣＰ
Ｕ５９における演算結果に応じて前記タイミング制御弁
２８を駆動するための駆動回路１０Ｂと、同じく前［１
ｄＣＰＵ５９における演算結果に応じて前記ＦＣＶ３８
’ｅ駆動するための駆動回路１０９と、デジタル−アナ
ログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と称する）１１０により
アナログ信号に変換された前ＭｄＣＰＵ５９出力と前記
スピル位置センサ３６出力との偏差に応じて、前記スピ
ルアクチュエータ３４を駆動するためのサーボ増幅器１
１２及び駆動回路１１４とから構成されている。

前記基準位置信号と燃料噴射信号の関係は、最大遅角し
た状態で噴射しても、必らず、燃料噴射信号の立上シよ
シも、必要最小限だけ後に前記基準位性信号の立上りが
くるように設定されている。

以下作用を説明する。

本実施例における燃料噴射時期の検出は、第６図及び第
７図に示すような流れ図に従って実行される。

即ち＋　ＣＰＵ５９においては、燃料噴射が開始され、
ボー１−　Ｐ　１−＼の人力信号、即ち、燃料圧力がΔ
値Ｖｔｈｋ越えることによって発生された燃料噴射信号
（第８図（Ｂ）参照）が立上ると共に、第６図に示した
ような割込みルーチンに入り、甘ずステップ１０１０で
、１１１ｓｅｃ毎にカウントアツプされているカウンタ
（第８図（Ｅ）参照）の現在の計数値（以下カウンタ値
と称する）Ｔ】又はＴ３ヲＲＡＭ　　ＡＫ入れる。次い
でステップ１０２０に進み、燃料噴射信号が入力されて
いることを示す燃料噴射信号入力フラグをセットして−
このルーチンを終了する。

又、ボー）Ｐ２への入力信号−即ち、基準位置信号（第
８図（Ｄ）参照）が立上ると共に、ステップ２０１Ｏに
入り一燃料噴射信号入カフラグが既にセットされている
か否かを判定する。判定結果が否である場合には、その
゛ま甘このルーチンを抜ける。一方、前出ステップ２０
１Ｏにおける判定結果が正である場合には−ステップ２
０２０に進み−燃料噴射信号入カフラグをリセットする
。次いでステップ２　（＋　３０に進み、現在のカウン
タ値Ｔ２又はＴ４から前出第６図に示したルーチンのス
テップ１０１０でＲＡＭ　　Ａに記憶されたカウンタ値
Ｔｌ又はＴ３を引くことによって、燃料噴射信号が立上
ってから基準位置信号が立上る迄の時間差△Ｔを算出す
る（第８図（Ｅ）＃照）。次いでステップ２０４０に進
み、前＠Ｃ回転速度センサ２２の出力から求められるエ
ンジン回転速度と前記時間差ΔＴ’に用いて、噴射開始
タイミングから基準クランク位置迄のエンジン回転角△
ＣＡを計算する。

次いでステップ２０５０に進み一前制基準クランク位置
から前出ステップ２０４０で算出されたエンジン回転角
△ＣＡ　’ｔ−減じることによって一噴射開始タイミン
グを計算し１．このルーチンを終了する。

今前記噴射圧センザ６０の出力信号が第８図（Ａ）で示
す如くであり、又、前記基準位置センサ６２の電磁ピッ
クアップ６２ｂの出力信号が、第８図（Ｃ）で示す如く
であったとすると一前＠仁噴射圧センサ６０出力を波形
整形することによって４Ｕられる燃料噴射信号は、第８
図（Ｂ）に示す如くとなり、又。

前記′亀磁ピックアップ６２ｂ出力を波形整形すること
によって得られる基準位置１百号は、第８図（Ｄ）に示
す如くとなる。従って、ｌμｓｅｃのカウンタのＨ１数
値１゛１〜Ｔ４と時１１＋１差△Ｔの関係は、第８図（
Ｅ）に示す如くとなる。

なお前ｄじ実施例においては、基準位置信号を一燃料噴
射時期を最大遅角した場合の噴射開始タイミングよりも
必ず膿−にくるように設足して、噴射開始タイミングを
検出するようにしていたが１本発明の適用範囲はこれに
限定されず、他の燃料噴射タイミングを検出することも
可能である。

又前ｂ［ｌ；実施例においては１本発明が一電子制御燃
料噴射装置を備えた自動車用ディーゼルエンジンに適用
されていたが５本発明の適用範囲はこれに限定されず、
他の燃料噴射装置を備えた一般のディーゼルエンジンに
も同様に適用できることは明らかである。

以上説明した通り１本発明によれば、基準クランク位置
が燃料噴射時期を最大遅角した場合の噴射タイミングよ
りも必ず後にくるように設定されているので、前出第１
図からも明らかなように。

その間のエンジン回転変動が小格〈な９．圧縮→爆発に
よる回転変動の大きい低速回転時の燃料噴射時期會−簡
単に、梢度よく、且つ、迅速に検出することが可能とな
る。従って、燃料噴射時期の制御精反を高めることがで
き、ドライバビリティの向上、ディーゼルノックの防止
、ディーゼＡスモークや白煙の低減、エンジン＠廿や振
動の低減。

燃費性能や排気ガス浄化性能の向上等ヲ回ることができ
るという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低速回転時の回転変動と噴射開始タイミング
の関係の例を示す線図、第２図は１本発明ニ係るディー
ゼルエンジンの撚料噴射時期検出方法の要旨を示す流れ
図、第３図は、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料
噴射時期検出方法が採用された、自動車用ディーゼルエ
ンジンの電子制御燃料噴射装置の実施例の構成を示す、
一部ブロック線図を含む断面図、第４図は、前Ｇ１実施
例における、本発明に係る部分を抽出して示す、一部ブ
ロック線図を含む断面図、第５図は、前Ｑｉ実施例にお
ける電子制御ユニットの構成を示すブロック線図、第６
図及び第７図は、同じく、噴射開始タイミングを計算す
るだめの、ポートＰｌ入力信号又はポー）Ｐ２人力信号
が立上った時の割込みルーチンを示す流れ図、第８図は
、前ｄじ実施例における各部動作波形の例を示す線図で
ある。 ｌＯ・・・エンジン、１２・・・燃料噴射ポンプ−２２
・・・回転速度センサ、５８・・・電子制御ユニット（
ＥＣＵ）−５９・・・中火処理ユニット（ＣＰＵ　）。 ６０・・・噴射圧センサ、６２・・・基準位置センサ。 ９４−９６．９Ｂ・・・波形整形回路。 代理人　　高　矢　　　論 （ほか１名） 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　燃料噴射時の燃料圧力上昇に応じて出力する
   ようにした燃料噴射信号と、エンジン回転角が。 燃料噴射時期を最大遅角した場合の噴射タイミングより
   も必ず後にくるように設定された、所定の基準クランク
   位置にある時に出力するようにした基準位置、信号とを
   用いて、前記燃料噴射信号が出力されてから前記基準位
   置信号が出力される迄のエンジン回転角と前ｄＣＣ基準
   ２ノ７２料噴射時期を検出するようにしたことを特徴と
   するディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法。