JPS59108864A - 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
に係り、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。

一般に、ディ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
れている燃料噴射ポンプによシ制御するようにしており
、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シリングケ動かずことに
よって、燃料の噴射時期全制御し、又、遠心式カバナに
よυスピルリングケ動かして圧送終夛ヲ変えることによ
って、燃料噴射証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
、機械的に制御されていたため一稍否な燃料１貝射、蹴
制御ケ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ヲ′亀千制御
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、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、簡単に。

且つ、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。

なお前記タイマの位置全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、り出来ない場合が
あった。

又、本発明と同様にして、燃料噴射時の燃料圧力上昇に
応じて出力きれるようにした燃料噴射信号と、エンジン
回転角が上死点にある時に出力される上死点信号とを用
いて、前記上死点と、前ｄｃ上死点信号が出力されてか
ら次に前６じ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全検出することも考えられ
るが、通常。

上死点と？、料噴射時期はほぼ一致しており一運転状態
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
いて燃料噴射時期全検出したのでは、燃料噴射時期の検
出が一周期遅れてし才い一応答性が非常に低下してしま
うという問題があった。

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をひき起こす恐れがあ
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
ので、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ヶ目的とする。

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法
において一第１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
大進角した場合の噴射タイミングよりも必ず前にくるよ
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ｔ用いて、前記基準ク
ランク位置と一前＠じ基準位置信号が出力されてから前
記燃料噴射信号が出力される迄のエンジン回転角から一
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−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２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でれる駆動軸１４、
該駆動軸１４に固着された。燃料音圧送するためのフィ
ードポンプ１６（第２図は９０°転回した状悪盆示′Ｔ
）、燃料供給圧全調整するための燃圧調整弁１８−前記
駆励軸１４に固着されたギヤ２０の回転変位から、曲目
Ｃ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、ディーゼルエンジンｌＯの回転速
度を検知するための１例えば′電磁ピックアップからな
る回転速度センｖ２２、慾料唄射時期會制御するための
ローラリング２４．該ローラリング２４を駆動するため
のタイマピストン２６．該タイマピストン２６の位Ｖ−
を制御するためのタイミング制御弁２８、燃料噴射量を
制御するためのスピルリング３２．該スピルリング３２
を駆動するだめの一プランジャ３４ａ、圧縮げね３４ｂ
、コイル３４ｃ及びコイルケース３４ｄからなるスピル
アクチュエータ３４、前Ｒｅプランジャ３４ａの変位か
ら前記スピルリング３２の位置を検出するための１例え
ば可変インダクタンスセンサからなるスピル位置センサ
３６．エンジン停止時に燃料をカットするための燃料カ
ットンレノイド（以下ＦＣＶと称する）３Ｂ、プランジ
ャ４０及びデリバリバルブ４２會有する燃料噴射ポンプ
１２と。

該燃料噴射ポンプ１２のデリバリバルブ４２から吐出さ
れる燃料をディーゼルエンジン１０の副燃焼室内に噴射
するためのインジェクションノズル４４と、吸気’Ｗ４
６’ｅ介して吸入される吸入空気の圧力を検出するため
の吸気圧センサ４８と、同じく吸入空気の温度を検出す
るたぬの吸気温センサ５０と、エンジン１０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Ｈａ
アクセルセンサ５６出力から検知されるエンジン９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、前記冷却水温センナ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算噴射１１
ヲ求め、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一前記タイミング
制御弁２８．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３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１ランジヤ室４０ａの
燃料圧力を検知して、燃料噴射時の燃料圧力上昇に応じ
て出力される燃料噴射信号？得るための噴射圧センサ６
ｏと一エンジン回転角が、燃料噴射時期を最大進角した
場合の噴射開始タイミングよりも必ず前にくるように設
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めの、例えばエンジン１０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からなる基準位醤センサ６２とを設けると
共に。

前記ＥＣＵ３８内で、前記基準クランク位置と。

前記基準位置信号が立上ってから前ｄじ燃料噴射信号が
立上る迄のエンジン回転角から−ｕＦＬ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９ばねで
ある。

前＋ｉ＋：ＥＣ０５Ｂは、第４図に詳細に示す如く。

各棟演算処理を行うための、例えばマイクロコンピュー
タから表る中央処理ユニット（ＣＰＩＪ！：称する）５
９と、バッファ６０を介して入力される前ｇ１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６′４ヲ介して入力
される前記吸気圧センサ４Ｂ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邑力、センサ駆動
回路６８出力のセンサ駆動用周波数信号によって駆動さ
れ。

センサ信号検出回路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ためのマルチプレク
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７８出力ヲＣＰＵ５９に取込むための入出力ボート８
０と、前記回転速度センサ２２出力を波形整形し、て前
記ＣＰＵ５９のボートＰ３に取込むための波形整形回路
９４と、前記噴射圧センサ６０出力を波形整形して燃料
噴射信号とするための波形整形回路９６と、前ｇｄ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ＣＰＵ５９のポートＰ２に取込むための波形整形回
路９８と、該波形整形回路９Ｂ出力會反転して前記波形
整形回路９６出力の燃料噴射信号と共に前ｇｔｃｐＵ５
ｑのボートＰＩＫ取込むためのインノ（−夕１００と、
クロック発生回路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を記憶するためのリードオンリー
メモリ（以下ＲＯＭと称する）１０６と、前記ＣＰＵ５
９における演算結果に応じて前Ｎじタイミング制御弁２
８を駆動するための駆動回路１０８と、同じく前記ＣＰ
Ｕ５９＆Ｃおける演算結果に応じて前記ＦＣＶ３　Ｂを
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記ＣＰＵ５９出力と前６じスピ
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’を駆動するためのツーボ増幅器１１
２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、最大進角し
た状態で噴射しても、必らず、燃料噴射信号の立上りよ
りも、必要最小限だけ前に前記基準位置信号の立下シが
くるように設定されて℃・る。

以下作用を説明する。

本案流側における燃料噴射時期の検出は、第５図に示す
ような流れ図に従って実行される。

即ち、前記ＥｃＵ５　ｓのｃ　ＰＵ５９に：おいては。

ボートＰｌへの入力信号が立上ると共に、第５図に示し
たような割込みルーチンに入り、まずステップｌ０ＩＯ
で、ボートＰ２が高レベルであるか否か、即ち、今回の
割込みが基準位置信号（第６図（Ｄ）参照）の立上りに
よるものか否かを判定する。

判定結果が正である場合には、ステップ１０２０に進み
、１μｓｅｃ毎にカウントアツプされているカウンタ（
第６図（Ｇ）参照）の現在の計数値（以下カウンタ値と
称する）　ＴＩ又は’ｒｓ　Ｉ　ＲＡ　Ｍ　　Ａに入れ
る。次いでステン７１０３０に進み、基準位置信号が入
力されていることを示す基準位置信号入力フラグをセッ
トして、このルーチンを終了する。

一方、前出ステップ１０１０における判定結果が否であ
る場合、即ち、今回の割込みが、燃料圧力が関値ｖ　ｔ
ｈをこえることによって発生された燃料噴射信号（第６
図ＣＢ）参照）の立上り（＋５を射開始タイミングに対
応）による割込みである場合には、ステップ１０４０に
進み、基準位置信号入力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
ままこのルーチンを抜ける。一方、前出ステップ１０４
０における判定結果が正である場合には、ステップ１０
５０に進み、基準位置信号入力フラグをリセットする。

次いでステップ１０６０に進み、現在のカウンタ値Ｔ２
又はＴ４から前出ステップ１０２０でＲＡＭＡ　Ｋ　配
憶されたカウンタ値Ｔ１又はＴｓ？引くことによって、
基準位置信号が立上ってがら燃料噴射信号が立上る迄の
時間差△Ｔを算出する（第６図（Ｇ）参照）。次いでス
テップ１０７０に進み、前記回転速度センサ２２の出力
から求められるエンジン回転速度と前６に時間差△Ｔを
用いて、基準クランク位置から噴射開始タイミング迄の
エンジン回転角△ＣＡを計算する。次いでステップ１０
８０に進み、前出ステップ１０７０で算出されたエンジ
ン回転角△Ｃへを前＠ピ基準クランク位置に加えること
によって、噴射開始タイミングを計算して、このルーチ
ンを終了する。

今前記噴射圧センサ６０の出力信号が第６図（〜に示す
如くであシ、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６図（Ｃ）に示す如くで
あったとすると、前＠じ噴射圧センサ６０出力を波形整
形することによって得られる燃料噴射信号は、第６図（
Ｂ）に示す如くとなり、又、前記′電磁ピックアップ６
２ｂ出カを波形整形することによって得られる基準位置
信号は、第６図（Ｄ）に示す如くとなる。従って、ＣＰ
Ｕ５９のボートＰＬ、Ｐ２に入力される信号は、それぞ
れ、第６図（Ｅ）ｉＦ）に示す如くとなり、ｌμＢｅＱ
のカウンタの計数値Ｔ】〜Ｔ４　　と時間差△Ｔの関係
は、第６図（Ｇ）に示す如くとなる。

なお前＠じ実施例においては、基準位置信号を、燃料噴
射時期全最大進角した場合の噴射開始タイミングよりも
必ず前にくるように設定して、噴射開始タイミング全検
出するように゛していたが、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シ実流側においては、本発明が、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、本発明の適用範囲はこれに限定されず、他の
燃料噴射装Ｍ’ｆ−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、本発明によれば、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
。ａち、基準位置信号と燃料噴射信号が１なることがな
いため１両者を単一のボートに入れても微笑に区別でき
、従って、′＃Ｌ子制御ユニットの入出力ボートの数が
節約できる。又。

同一の割込みで二つの信号を処理できるため、プログラ
ムも短くなり、それだけ少ないメモリ領域で、しかも安
いＣＰＵ’ｉ用いてエンジン制ｍｌｋ行うことが可能と
なる。更に、二つの信号の測定時間が必要最小限となる
ため、エンジン回転速度が変動した場合でもその影響を
受は難くなり、精度のよい燃料噴射時期検出が可能とな
る。

従って、燃料噴射時期の制御精度を高めることができ、
ドライバビリティの向−ヒ、ディーゼルノッりの防止、
ディーゼルスモークや白煙の低減、エンジン騒音や振動
の低減、燃費性能や排気ガス浄化性能の向−ヒ等を図る
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、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
時期検出方法の要旨を示す流れ図、第２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、一部ブロック線図金倉む
断面図、第３図は、前記実施例における、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４図は、前記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５図は、同じく一噴射開始タイ
ミングを計算するための、ボートＰｌ入力信号が立上っ
た時の割込みルーチンを示す流れ図、第６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。 】０・・・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・・・中央処理ユニット（ＣＰＵ）
−６０・・・噴射圧センサ、６２・・・基準位置センサ
。 ９４．９６．９８・・・波形整形回路。 １００・・・インバータ。 代理人　　為　矢　　　論 （ほか１名） ３− 第５図 第６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
   射時期を最大進角した場合の噴射タイミングよυも必ず
   前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、
   前記基準クランク位置と、前ｄじ基準位置信号が出力さ
   れてから前８じ燃料噴射信号が出力される迄のエンジン
   回転角がら一燃料噴射時期會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
   。