JPS6065253A - ディ−ゼル機関用燃料噴射時期制御装置 - 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】 制御装置に関するものであり、特開昭５７−１４０５３
０号公報による如くディーゼル機関の気筒内に燃料が噴
射開始する時期毎に噴射時期信号を発生する噴射時期検
出器と、機関の所定のクランク角毎に基準信号を発生す
るクランク角基準位置検出器との検出信号に基づいて実
噴射時期を演算し、各種運転状態検出器からの検出信号
により演算された目標噴射時期に前記実噴射時期を一致
させるべく燃料噴射時期調節手段を制御する装置の改良
に関するものである。

従来この種の装置の噴射時期検出器として、例えば燃料
噴射ポンプから燃料噴射ノズルに圧送される燃料の圧力
変化を検知する圧力センサを用いて、燃料の圧力が上昇
する時期を噴射時期として検出する方法等が知られてい
るが、従来の噴射時期制御装置は、この圧力センサの故
障、あるいは圧力センサ信号線の断線および短絡によっ
て噴射時期信号が入力されな（なった場合の故障を的確
に判定する手段を有せず、したがって、上述故障発生の
場合には、誤まった実噴射時期を演算したままで前記噴
射時期調節手段を制御し続け、適正な噴射時期は得られ
ず、機関排気ガス中の有害成分あ増大および機関出力の
低下を招くという問題がある。また、機関の高速回転時
に正規燃料噴射に続いて発生する燃料噴射ポンプの二次
噴射現象により再び燃料の圧力上昇を招（ような場合に
は、噴射時期信号が二度連続して発生し、上述同様、正
確な実噴射時期を算出することができないという問題が
ある。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、そ
の第一の構成は、基準信号の発生回数を計数し、噴射時
期信号発生時毎にクリアされる計数手段、すなわち噴射
時期信号発生周期内にクランク角基準位置検出器より発
生する基準信号を計数する基準信号計数手段を設けるに
より、該計数値が所定の値以上となったとき、噴射時期
検出器系統の故障と判定して噴射時期調節手段への制御
信号であるデユーティ比パルス電圧のデューティ比を実
噴射時期と目標噴射時期との誤差には無関係で、機関運
転」；最低限必要とされる燃料噴射ポンプの燃料噴射時
期を得るべく所定のデユーティ比とするものである。さ
らに、第２の構成は前記基準信号計数手段における計数
値が所定の値となっていないときに、噴射時期検出器よ
り信号が発生した場合は、二次噴射による二度目の噴射
時期信号であるか、あるいはノイズ等による信号である
と判定してこの信号を無視し、噴射時期信号として読み
取らない噴射時期信号処理手段を設けることにより、常
に正確な実噴射時期を演算できるものである。しかして
、その本発明の目的は安定性・信頼性の面で優れた燃料
噴射時期制御装置を提供することにある。

まず、本発明装置の基本構成を図面により簡潔に説明す
ると、第１図は本発明の〜基本構成図〜である。１は運
転状態検出器、２は機関７の所定のクランク角毎に基準
信号を発生するクランク角基準位置検出器、３は機関７
の気筒内に燃料が噴射開始される時期毎に噴射時期信号
を発生する噴射時期検出器、４は電気的制御手段で前記
運転状態検出器１よりの検出信号に基づいて目標噴射時
期を演算する目標噴射時期演算手段４ａと、前記クラン
ク角基準位置検出器２よりの基準信号人力時刻を読み取
る為の処理を行なう基準信号処理手段４ｂと、前記噴射
時期検出器３よりの噴射時期信号の入力時刻を読み取る
為の処理を行なう噴射時期信号処理手段４Ｃと、前記基
準信号入力時刻と前記噴射時期信号入力時刻とから実噴
射時期を演算する実噴射時期演算手段４ｄと、該実噴射
時期と前記目標噴射時期との誤差を演算する誤差演算手
段４ｅと、該誤差に応じたデユーティ比パルス電圧のデ
ユーティ比を演算するデユーティ比演算手段４ｆと、デ
ユーティ比パルス電圧を出力するデユーティ比パルス電
圧出力手段４ｇと、前記クランク角基準位置検出器２よ
りの基準信号入力回数を計数し、前記噴射時期検出器３
よりの噴射時期信号入力待毎にその計数値がクリアされ
る基準信号計数手段４ｈと、この基準信号計数手段４ｈ
の計数値が所定の値以上となったとき前記噴射時期検出
器３系統の故障と判定して、前記デユーティ比演算手段
４ｆにて演算されるデユーティ比を前記誤差演算手段４
ｅにおける誤差とは無関係な所定のデユーティ比とする
故障判定手段４ｉとから成るものである。さらに、本発
明においては前記噴射時期信号処理手段４Ｃとして、前
記基準信号計数手段４ｈの計数値が所定の値以下のとき
は前記噴射時期検出器３よりの検出信号を無視して、そ
の入力時刻を読み取る為の処理を行なわない噴射時期信
号処理手段４Ｃを用いたものである。

５は噴射時期調節手段、６は燃料噴射ポンプ、７はディ
ーゼル機関である。

次に、本発明装置を図面に表わされた実施例に基いて説
明する。

第２図ないし第８図は本発明の一実施例を示している。

第２図は本実施例の全体構成を表わすブロック図である
。運転状態検出器１は機関へ噴射される噴射量、吸気密
度をめるための吸気圧及び吸気温度、及び機関の冷却水
温度等を検出して電気信号を発生する。クランク角基準
位置検出器２は機関７のクランクシャフトの一定回転角
周期θ、毎に基準信号を発生するもので、機関７の回転
数検出器と兼用している。噴射時期検出器３は機関７の
気筒内に燃料が噴射され始める時期を噴射燃料の圧力変
化により検出するものであり、電気的制御手段４は前記
運転状態検出器１からの検出信号を制御パラメータとし
て機関に対する最適の噴射時期目標値すなわち目標噴射
時期θＳを算出すると共に、前記クランク角基準位置検
出器２からの基準信号入力時刻と、前記噴射時期検出器
３からの噴射時期信号入力時刻とにより実噴射時期θｐ
を演算し、前記目標噴射時期θＳに対する実噴射時期θ
ｐの誤差に応じて、その誤差を修正するデユーティ比パ
ルス電圧を噴射時期調節手段５に送る。噴射時期調節手
段５は電気的制御手段４からのデユーティ比パルス電圧
にて駆動され前記基準信号に対する噴射ポンプ６の燃料
噴射時期を調節する。

運転状態検出器１において、機関の回転数は機関のクラ
ンク軸に係動する歯車状インダクタに電磁ピックアップ
を対向させ回転数に比例したノ（ルス数として検出でき
るが、本実施例ではクランク角基準信号の周期より算出
するようにしている。

機関７へ噴射される燃料量すなわち噴射量は噴射量セン
サ１ａにより検出され、具体的には燃料噴射ポンプ６の
燃料調節部材の位置を調節部材位置検出器にて電気信号
としてめ検出する。調節部材位置検出器としてはポテン
ショメータあるいは差動トランス等が適用可能であり噴
射量に比例した信号が得られる。吸入空気量をめるため
の吸気圧センサ１ｄとしては半導体圧力センサが、冷却
水温センサ１ｂ、吸気温度センサＩＣとしてはサーミス
タ等が適用可能である。

機関７のクランク角基準位置検出器２は、クランクシャ
フトに係動するインダクタを配設し、電磁ピックアップ
にて基準位置を検出しクランク角基準信号を得る。この
基準信号は回転数信号として兼用している。

また、噴射時期検出器３として、燃料噴射ポンプ６より
燃料噴射ノズルへ圧送噴射される燃料の圧力を圧電素子
を用いた噴射圧センサにて検出し、噴射圧の上昇変化す
る時期を噴射時期として検出している。第３図はその一
実施例を示すべく分配型燃料噴射ポンプの要部断面図で
ある。２１はローラリングである。２２はフェイスカム
であり、ドライブシャフト２７により回転運動すると共
にプランジャ２４を回転、及び軸方向に往復運動させ燃
料圧送室２８より燃料を噴射ノズル２９へ圧送し機関７
の気筒内へ噴射させる。３０は噴射時期検出器３をなす
噴射圧センサでその構成は第４図の左側に図示する如き
ものである。即ち、噴射圧センサ３０は、ハウジング２
１１のネジ部２１１ｂにより噴射ポンプ６にねじ締めさ
れており、受圧部２１１ａはポンプ燃料圧送室２８の噴
射圧力がかかる様に設置しである。２１２は、ピストン
であり、受圧部２１１ａにかかった圧力を圧電索子２１
３に伝達する。２１４ａは、銅ワッシャであり、圧電素
子２１３の発生電圧をリードワイヤ２１４に引き出す。

２１５はスペーサであり、絶縁体よりなる。２１６は、
ホルダであり、噴射圧力による力を受け止め圧電素子２
１３が動かない様固定するものである。燃料噴射時にポ
ンプ燃料圧送室２８内に発生する噴射圧は、第４図右側
に示す波形整形回路４２内の回路４２ｂのＢ点に第５図
〔ａ〕図示のＢの如き波形を発生し、噴射ノズル２９の
開弁圧に対応する噴射圧設定値（６点の電圧）に達した
とき第５図（ｂ）の如きパルス電圧信号を発生し、ＣＰ
Ｕ４　ｌに入力される。

１ａは燃料調節部材をなすスピルリング２５の位Ｉｎに
応じた電気信号を発生し噴射量を検出する差動トランス
型の噴射量センサである。２６はクランクシャフト回転
角検出用インダクタ（誘導子）であり、ドライブシャフ
ト２７に固定され、エンジンのクランクシャフトに同期
して回転する。クランク角基準位置検出器２としては電
磁ピックアップが使用され、機関回転ＴＤＣ（上死点）
より００度オフセットした位置を基準として機関の一定
回転角周期θ・度毎に基準信号が発生される。

このために、インダクタ２６には２Ｘ３６０／θ鱒個の
凸部が形成されており、電磁ビックア、ツブは上記００
度オフセットしたクランク角基準信号を得る位置に固定
されている。

次に、噴射時期調節手段５について、本発明をボッシュ
分配型燃料噴射ポンプに適用した場合について説明する
。第６図はボッシュ分配型燃料噴射ポンプの要部断面構
成図である。タイマピストン５１はレバー５４でローラ
リング２１と接続されており、タイマピストン５１が図
中左方へ移動するとローラリング２１は右回転方向に回
動し、燃料噴射時期は進角Ａｄ側に変わるものである。

５５はベーン型燃料ポンプであり、噴射ポンプのドライ
ブシャフト２７（第３図）により回転し、燃料タンク５
８から燃料をポンプ内圧力室Ａに圧送する。５６はオー
バーフローチェックバルブであり、ポンプ内圧力室Ａの
圧力の過−り昇を防ぐものである。ポンプ内圧力室Ａ内
の燃料は機関へ噴射されると共に絞りを通りタイマピス
トン高圧室Ｂへ導かれる。従って、タイマピストン高圧
室Ｂの圧力と低圧室Ｃ内のタイマピストンリターンスプ
リング５２の力のつり合う位置でタイマピストン５１の
位置が定まるため、ローラリング２１の位置が定まり噴
射時期が決まる。５７は圧力調整弁でありタイマピスト
ン高圧室Ｂの圧力を電気的制御手段４からのパルス電圧
のオン−オフの時間比率すなわちデユーティ比を変える
事により、開閉時間比率を変えて制御し、タイマピスト
ン５１位置すなわち噴射時期を決める。

電気的制御手段４は第２図に図示する如く、中央処理ユ
ニット（ＣＰＵ）４１、メモリ（ＲＯＭ）４４及びメモ
リ（ＲＡＭ）４５を主要素とするマイクロコンピュータ
を内蔵し、クランク角基準位置検出器２の出力信号及び
噴射時期検出器３の出力信号を波形整形する波形整形回
路４２、運転状態検出器１からの各種アナログ入力信号
をアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ　）変換するＡ／Ｄ変
換器４３、及びＣＰＵ４１からのデユーティ比パルス電
圧を増幅し、噴射時期調節手段５を駆動可能とする電気
信号を得るための駆動回路４６を備える。

この電気的制御手段４は、基準信号及び機関回転数を検
出するクランク角基準位置検出器２、噴射量を間接的に
検出する噴射量センサ１ａ％機関７の暖機状態を検出す
る冷却水温センサ１ｂ、機関７に吸入される空気温を検
出するための吸気温センサＩＣ１及び吸気圧センサｌｄ
からの運転状態を示す各検出信号を入力し、機関７の運
転状態に最も適した目標噴射時期を算出すると共に、後
述する如く算出される実噴射時期と前記目標噴射時期と
の誤差をめ、この誤差値に応じて圧力調整弁５７の開弁
時間を変化させ、タイマピストン高圧室Ｂの圧力を制御
することにより、タイマピストン５１を移動させ、噴射
時期をフィードバック制御する。

次に、実噴射時期の算出方法、及び噴射時期検出器系統
の故障判定方法について第７図（Ａ）、（Ｂ）に示すタ
イミングチャートに沿って説明する。まず、第７図（Ａ
）において（−）はクランクシャフト回転角位置をクラ
ンク角基準位置検出器２としての電磁ピックアップにて
検出した基準信号の出力波形であり、本実施例において
は４気筒エンジンの場合について図示している。この基
準信号（、）は機関回転角のＴＤＣ（上死点）位置より
００度オフセットした位置を基準として一定回転角周期
θ・度毎に発生する。（ｂ）はクランク基準位置検出器
２の出力信号（ａ）が波形整形回路４２にて波形整形さ
れたクランク角基準信号パルスである。（Ｃ）は噴射時
期を検出する噴射時期検出器３をなす噴射圧センサ３０
に用いた圧電素子２１３の出力信号であり、気筒内に燃
料が噴射されはじめる時期を検出する。（ｄ）は噴射時
期検出器３の出力信号を波形整形回路４２にて波形整形
した噴射時期信号パルスの出力波形である。前記信号パ
ルス（ｂ）及び（ｄ）がＣＰＵ４１の入力ボートに印加
され実噴射時期が算出される。なお第７図（Ａ）の実施
例は上記回転角周期θＮを４５度、オフセット角θ０を
仮に１０度として、エンジンクランクシャフト２回転毎
に上記噴射時期信号（Ｃ）が４回発生する場合の実施例
を示すもので、噴射圧センサ系統に特に問題のないとき
は、第７図（Ａ）にて示すように基準信号（ａ）が４回
発生する毎に噴射時期信号（Ｃ）の波形ＣＩ、Ｃ２、Ｃ
３が各１回の割合で発生するものである。

今、マイクロコンピュータとしてワンチップマイクロコ
ンピュータを用いた場合には、第２図のブロック図にお
いてＣＰＵ４１、メモリＲＯＭ４４及びメモリＲＡＭ４
５はワンチップで構成される。例えば富士通（株）社製
の回路番号ＭＢＬ５８０１Ｗ２等が適用可能であり、そ
の場合にはクランク角基準位置検出器２の波形整形され
た出力信号パルス（ｂ）をインプットキャプチャレジス
タ＃１へ、又噴射時期検出器３の波形整形された出力信
号パルス（ｄ）をインプットキャプチャレジスタ＃２へ
印加する様に構成すれば実現可能である。仮にクランク
角基準位置検出器２が第７図（Ａ）に示すように上死点
ＴＤＣに対してオフセット角００度だけ進角Ａｄ側にオ
フセットされているとし、また噴射時期信号パルス（ｄ
）が発生する時刻をｔｐ（ｉ）、この時刻ｔｐ（ｉ）直
後の基準信号パルス（ｂ）発生時刻をｔ、（ｉ）、この
信号パルス（ｂ）の発生時刻ｔ・　（ｉ）に対して１つ
前の基準信号パルス（ｂ）の発生時刻をｔ、（ｉ−１）
とすると、図示の時間差Ｔｐおよび周期Ｔ・は、噴射時
期信号パルス（ｄ）が発生し、その直後に発生した基準
信号パルス（ｂ）を受けた後、噴射時期信号パルス（ｄ
）の発生サイクル毎に時間差Ｔｐ＝ｔ−（ｉ）−ｔｐ（
ｉ）、周期Ｔ・＝ｔお（ｉ　）−ｔ・（ｉ−１）からめ
られ、実噴射時期θｐは、各気筒毎の−Ｌ死点ＴＤＣを
基準として次式にて算出される。

θｐ　＝４５ＸＴ　ｐ／Ｔ−−１０Ｃ度〕なお、実噴射
時期θｐが正（θｐ≧０）のときは上死点ＴＤＣに対し
て進角Ａｄ側の実噴射時期を、また負（０ｐ＜０）のと
きは上死点ＴＤＣに対して遅角Ｒｄ側の実噴射時期を意
味している。

（ｅ）のｃｐｐは第１図中の基準信号計数手段４ｈをな
すカウンタで、基準信号パルス（ｂ）の入力回数を計数
し、噴射時期信号パルス（ｄ）の入力待毎にクリアされ
て０となるものであるが、クリアされる前に、直前のカ
ウンタＣｐＩ）値を参照してＣＰｐ≦３のときには正規
噴射時期信号パルスｄ１、ｄ２、ｄ３とみなさず、２次
噴射による信号Ｃ２′および信号パルスａ、　２　／、
あるいはノイズ等による信号Ｃ２″および信号パルスｄ
２″と判定して、クリアはされず、またその発生時刻ｉ
ｐ’、ｔｐ″を読みとって時間差Ｔｐ１および周期Ｔ、
をめる処理は行なわれず、正規噴射時期信号パルスｄ１
、ｄ２、ｄ３とみなさずに、無視するものである。すな
わら、第７図（Ａ）の（ｇ）にて示される噴射時期信号
処理タイミングにおいて、カウンタＣｐｐ＝４の期間に
入力された噴射時期信号パルス（ｄ）のみを正規噴射時
期信号パルスとして受理し、正規噴射時期信号パルスの
受理後、カウンタＣｐｐ＝０にクリアされ、カウンタＣ
Ｐｐが零から３（０≦Ｃｐｐ≦３）の期間は噴射時期信
号パルスとして入力された信号パルスはすべて無視する
様子を示したものである。また、実噴射時期０ｐは、正
規噴射時期信号パルスｄ１、ｄ２、ｄ３が入力され、そ
の直後に基準信号パルス（ｂ）が入力されてカウンタｃ
ｐｐ”ｉ　となった後算出されるものであり、カウンタ
Ｃｐｐｃ　も常にＣｐｐｃ＝４を保持して始めて噴射時
期検出器系統は正常であると判定（ｈ）されている。

次に、第７図（Ｂ）について説明する。第７図（Ｂ）は
、噴射時期信号パルスｄ４人力後、噴射時期検出器系統
が故障し、その後噴射時期信号パルスｄ５が入力される
まで、噴射時期信号パルスが入力されなかった場合を示
すもので、カウンタＣｐｐの値は、増加し続けＣｐｐ＝
９となった時点でカウンタＣｐｐの値をカウンタＣｐｐ
ｃ　に記憶させ、それ以後は、Ｃｐｐ＝９にて制限し、
カウンタＣｐｐのオーバーフローするのを防止している
。

そして、カウンタＣｐｐｃ＝９となった時点、すなわち
、正常な場合の基準信号パルス（ｂ）が４回人力毎に噴
射時期信号パルス（ｄ）が１回の割合で入力されている
という関係が２回連続して崩れたとき、第１図中の故障
判定手段４１は噴射時期検出器系統の故障と判定してデ
ユーティ比演算手段４ｆにて算出されるデユーティ比を
誤差演算手段４ｅにて算出された誤差とは無関係な所定
のデユーティ比、たとえば機関運転上、特に支障のない
おおよその実噴射時期を得る５０％デユーティ比に固定
され、電気的制御手段４より噴射時期調節手段５に５０
％デユーティ比パルス電圧が出力される。また、第７図
（Ｂ）において、故障判定（ｈ）にて噴射時期検出器系
統が故障と判定された後、何らかの原因で再び噴射時期
信号パルスｄ５、ｄ６を入力されて正常状態に復帰した
場合も考慮し、前述カウンタＣｐｐ＝４の期間のみを噴
射時期信号受理期間としていたが、カウンタＣｐｐ≧４
の期間を受理期間と改めることにより、噴射時期信号パ
ルスｄ５を受理し、さらに噴射時期信号パルスｄ６を受
理した時点、すなわち、再び基準信号パルス（ｂ）の４
回発生毎に噴射時期信号パルス（ｄ）が１回発生すると
いう関係が２回連続して満足されたとき、カウンタＣｐ
ｐｃ　は再びＣｐｐｃ　＝４　となることから、第１図
中の故障判定手段４１は故障復帰と判定して、再びデユ
ーティ比演算手段４ｆは実噴射時期と目標噴射時期との
誤差に応じたデユーティ比演算を行なうものである。

なお、第７図（Ａ）（Ｂ）の実施例では正規噴射時期信
号パルスが１回発生する間に基準信号パルスが４回発生
する場合の実施例について説明したが、例えば噴射時期
信号パルス１回発生毎に基準信号パルスは回転角周期θ
、２９０度毎に２回発生するような基準位置検出器２を
用いた場合は、噴射時期信号パルス無視期間を０≦ｃｐ
ｐ≦１とすればよく、故障判定基準はカウンタＣＰｐ≧
５となった時点で故障と判定すればよく、噴射時期信号
パルス１同発生当り基準信号パルスが少なくとも２回以
上発生するクランク角基準位置検出器２を使用すれば前
述同様に実施可能である。また、カウンタＣＰｐが９と
なった時点で故障と判定したが、カウンタＣｐｐが５以
上の任意の値で故障と判定するようにしてもよく、噴射
時期信号パルス無視期間をカウンタＣ１）Ｉ）が３以下
のときとしたが、カウンタＣｐｐが２以下として縮める
ことも可能である。また、本実施例において、実噴射時
期θｐの検出範囲がθ震−００〉θｐ〉−００゜すなわ
ち３５度〉θｐ＞−１０度に限定されていることが必要
であるが、これは実用上充分検出可能な実噴射時期範囲
であり、万一、上述検出範囲を越えて実噴射時期θｐが
検出されうる場合は、その検出範囲に見合ったオフセッ
ト角θ０を有し、より大きな回転角周期θヨ毎に基準信
号を発生するクランク角基準位置検出器２を設定してお
けばよい。

次に、上記構成による装置の作動を第８図（Ａ）以下第
８図（Ｅ）に示すフローチャートに沿って説明する。第
８図（Ａ）はメインルーチン、第８図（Ｂ）は基準信号
パルス入力の立上がり時毎に起動する第１の割込ルーチ
ン、第８図（Ｃ）は噴射時期信号パルス入力の立上がり
時毎に起動する第２割込ルーチン、第８図（Ｄ）はデュ
ーテ、ｆ比パルス電圧のオン−オフの出力切替え時毎に
起動する第３の割込ルーチン、第８図（Ｅ）は一定の時
間毎に起動する第４の割込ルーチンを示している。第８
図（Ａ）のステップＭ１０１では、基準位置検出器２系
統の故障、または断線・短絡時に基準信号パルスが入力
されな（なった場合の故障判定を行ない、故障の場合は
Ｍ１１３ステップに進みデユーティ比を固定値５０％と
する。以下、基準位置検出器２系統に異常の無い場合、
ステップＭ１０２では、機関回転数Ｎ、を算出するため
にクランク角基準位置検出器２からの信号の周期Ｔオよ
りＮ・＝６０／（Ｔ・Ｘ（３６０／θ舗）〕ｒｐｍ　を
める。ここで、回転角周期θ・は検出エンジン回転数に
十分な応答性と精度を持たせるために、０，８１８０度
とすることが望ましく、前述した如＜０．＝４５度とし
たことは適当な値である。ステップＭ１０３では機関運
転状態信号の読み込みを行なう。すなわち噴射量センサ
１ａとしてのスピル位置センサからの噴射量信号、機関
冷却水温センサ１ｂからの水温信号、吸気温センサＩＣ
からの吸気温信号及び吸気圧センサ１ｄからの吸気圧信
号をＡ／Ｄ変換器４３にてＡ　／　Ｄ変換し、各々対応
するＲＡＭ４５上に記憶する。

ステップＭ１０４では機関回転数Ｎ、と噴射量とから基
本噴射時期の２次元マツプより公知の４点の線形補間計
算を行なって基本噴射時期をめ、次に、吸気圧および吸
気温により吸気密度補正を行なうと共に、機関冷却水温
により、水温補正を行なって目標噴射時期θＳを算出す
る。ステップＭ１０５ではカウンタＣｐｐｃ　の値を参
照して、Ｃｐｐｃ＝９のときは、噴射時期検出器３系統
の故障と判定してステップＭ１１３にてデユーティ比を
５０％固定値とし、再びＭ１０１ステップへとリターン
する。ＣｐｐＣ六９で、噴射時期検出器３系統が故障で
ない場合、ステップＭ１０６にて実噴射時期の演算時期
であるか否かをカウンタｃｐｐの値にて判定し、Ｃｐｐ
＝１で実噴射時期の演算時期である場合は、次のＭ１０
７ステツプへ進み、Ｃｐｐ’ＦＩでその時期ではないと
きにはＭ１０８ステップへジャンプする。Ｍ１０７ステ
ツプでは、時間差ＴｐおよびＴ・により実噴射時期θｐ
を前述した方法にて算出する。ステップＭ１０９では、
ステップＭ１０４でめた目標噴射時期θＳとステップＭ
１０７でめた実噴射時期θｐより誤差θ、■＝θＳ−θ
ｐを算出する。スチップＭ１０９では、ステップＭ１０
８にて算出した誤差の正負の判定を行なう。目標噴射時
期θＳ〉実噴射時期θｐの場合誤差θ・・・〉０となり
、ステップＭ１１２へ飛びデユーティ（ｄｕｔｙ）比を
増加させ圧力調整弁５７のＯＦＦ時間を増加させてタイ
マピストン５１の位置を進角側に移動させろ。又、目標
噴射時期θＳく実噴射時期θｐの場合誤差θ、、、＜０
となり、ステップＭ１１１へ飛びデユーティ比を減少さ
せ、圧力調整弁５７のＯＦＦ時間を減少させて、タイマ
ピストン５１の位置を遅角側に移動させる。目標噴射時
期θＳ＝実噴射時期θｐの場合誤差θｇｍｍ”０となり
デユーティ比は前回と同じ値を出力する。すなわち目標
噴射時期θＳに対して実噴射時期θｐが遅れている場合
は調整弁５７はオフ時間を長くしてタイマピストン高圧
室Ｂの圧力を上げ、タイマピストン５１を進角側へ移動
させ燃焼時期すなわち噴射時期を進め目標値に一致させ
る。以下圧力調整弁５７制御周期毎にステップＭ１０１
からＭ１１３の処理を繰り返す。

次に、第８図（Ｂ）の第１の割込ルーチンでは、ステッ
プ■１０１にて、基準信号パルス入力時刻ｔ、（ｉ）を
読み込み、ステップ１１０２では、回転数計算に必要な
周期Ｔ・；ｔ・（ｉ−１）−ｔ・（ｉ）を算出し、ステ
ップ１１０３では、基準信号カウンタＣ１）Ｐの値によ
り、Ｃｐｐ＝０　ならばステップ１１０４の基準信号パ
ルスと噴射時期信号パルスとの入力時間差Ｔｘ＝ｔｐ（
ｉ　）−ｔｓ　（ｉ　）　の演算をするように、また、
Ｃｐｐ＋Ｏならばステップ１１０５に進むように指令し
、ステップｌＩＯ３では基準信号パルスの入力回数を計
数すべくカウンタＣｐｐｆインクリメントする。そして
、１１０６ステツプではＣｐｐ≧９ならば、ステップ■
１０７にてＣｐ　ｐ＝ｃｐ　ｐ　ｃ＝９として、カウン
タＣｐｐの計薮値にガードするようにし、Ｃｐｐ＜９な
らばステップ１１０８に進むようにする。ステップ■１
０８では、基準信号パルスの周期を１１０２ステツプで
められる周期Ｔ、　とは別にめるための基準信号パルス
カウンタＣ・・をクリアして０とする。このカウンタＣ
ｗ　ｍ　は、第８図（Ｅ）の第４の割込ルーチンにて、
一定時間毎にステップＩ４０１にてインクリメントされ
る。すなわち、カウンタＣ・・は、基準信号周期Ｔ・と
じて算出不可能な非常に長い周期たとえば０・３秒以上
となって回転数が２５ｒｐｍ以下回転停止に到る状態、
すなわち機関のエンスト状態をステップＩ４０２にて判
定するためのものであり、前述第８図（Ａ）のステップ
Ｍ１０１における基準位置検出器２系統の故障判定にお
いても使用され、直前の回転数算出値が機関のアイドリ
ング回転数以上であったにもかかわらず、カウンタＣｗ
ｔ　の値が非常に大きくエンスト状態と判定されたとき
、基準位置検出器２系統の故障と判定するものである。

第８Ｅ（Ｃ）の第２の割込ルーチンでは、ステップＩ２
０１にて噴射時期信号パルス受理期間に入力されるべき
正規噴射時期信号パルスか、２次噴射あるいはノイズに
よる噴射時期信号パルスかを基準信号カウンタＣｐＰに
て判定し、Ｃｐｐ≦３ならば、正規噴射時期信号パルス
入力ではないと判定しステップＩ２０２以下の処理は行
なわず、ｃｐｐ≧４ならば、正規噴射時期信号パルス入
力とみなしてステップＩ２０２にて１Ｉｉｆ射時期信号
パルス人力時刻ｔｐ（ｉ）を読み取り、ステップＩ２Ｏ
３にてカウンタＣｐｐの値をカウンタＣｐｐｃに記憶さ
せたのち、ステップ■２０４にてカウンタＣｐｐを０に
クリアしている。第８図（Ｄ）のステップ■３０１は、
第８図（Ａ）のステップＭ１１０ないしステップＭ１１
３にて算出されたガニ−ティ比のパルスを出力している
。

なお、噴射時期検出器３として、噴射圧センサを用いた
ものに限らず、第９図および第１０図にて示されるもの
を用いてもよい。第９図は、第３図中の燃料噴射ノズル
２９内のノズル弁１０３リフト変化を検出するノズルリ
フトセンサの実施例を示すもので、ノズル弁１０３上に
磁性材１０２を備え、それに対向してコイル１０１を置
き、燃料噴射ポンプ６から燃料が圧送されノズル弁１０
３が持ち上がると、磁性材１０２がコイル１０１に近づ
き、コイル１０１のインダクタンスが変化して、公知の
インダクタンス変化検出回路１０４により第１１１Ｑ（
ａ　）に示されるようなノズルリフトセンサ信号を得、
波形整形されて噴射時期信号パルス（ｂ）を得るもので
あり、また、第１０図は、第３図中のプランジャ２４と
連動して動くプランジャスプリングシート２３のリフト
変化を検出する電磁ピックアップ２０１を設け、第１２
図に示されるようなプランジャリフト信号（ａ）を得、
波形整形されて噴射時期信号パルス（ｂ）を得るもので
ある。

以上述べたように、本発明装置は上記の構成を有するか
ら、クランク角基準位置検出器よりの基準信号と、噴射
時期検出器よりの噴射時期信号とに基づいて実噴射時期
を演算し、目標噴射時期との誤差に応じたデユーティ比
パルス電圧を発生して、噴射時期調節手段を制御する装
置において、噴射時期信号パルス検出周期内に検出され
る基準信号パルス数を計数１７、この基準信号パルス計
数値が所定の値以−Ｆとなっても噴射時期信号パルスが
検出されないときは、機関の運転条件にかかわらず的確
に噴射時期検出器系統の故障と判定し、前記噴射時期調
節手段を制御するパルス電圧のデユーティ比を上述実噴
射時期と目標噴射時期との誤差とは無関係な、機関運転
上支障の無い程度の実噴射時期を得るような所定のデユ
ーティ比とすることができ、また、正規噴射時期信号以
外の信号が噴射時期検出器系統に発生した場合は、正規
噴射時期信号と区別し、正規噴射時期信号以外の信号は
無視する処理を行なうことによって、常に誤まりのない
実噴射時期が算出されるとともに、噴射時期検出器系統
が故障した場合にも安定した燃料噴射時期の制御が可能
な装置を得ることができ、安定性・信頼性の面で優れた
燃料噴射時期制御装置を提供することができるなどの数
々の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図ないし第６図は本
発明の一実施例を示し、第２図はその全体構成を表わす
ブロック図、第３図はクランク角基準位置検出器と噴射
時期検出器としての噴射圧センサと噴射量センサの取付
状態を表わした噴射ポンプの要部概略断面図、第４図は
噴射圧センサの構成図、第５図は噴射圧センサ信号を示
す図、第６図は噴射時期調節手段の構造説明図であり、
第７図は実噴射時期の算出方法及び故障判定方法を説明
するタイミングチャート、第８図は電気的制御手段によ
る処理を示すフローチャート、第９図は噴射時期検出器
として第２の実施例を示すノズルリフトセンサ構成図、
第１０図は噴射時期検出器として第３の実施例を示すプ
ランジャリフトセンサ構成図であり、第１１図は第９図
に示されるノズルリフトセンサ信号を示す図、第１２図
は第１０図に示されたプランジャリフトセンサ信号を示
す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ディーゼル機関の運転状態を検出する種々運転状
   態検出器と、燃料噴射ポンプの噴射時期を調節する噴射
   時期調節手段と、機関の気筒内に燃料が噴射開始される
   時期毎に噴射時期信号を発生する噴射時期検出器と、機
   関の所定のクランク角毎にクランク角基準信号を発生す
   るクランク角基準位置検出器と、前記運転状態検出器よ
   りの検出信号に基づいて目標噴射時期を演算する目標噴
   射時期演算手段と、前記噴射時期検出器と前記クランク
   角基準位置検出器の検出信号に基づいて実噴射時期を演
   算する実噴射時期演算手段と、該実噴射時期と前記目標
   噴射時期との誤差を演算する誤差演算手段と、この誤差
   を修正するようにデユーティ比パルス電圧を発生するデ
   ユーティ比演算手段とを備えたディーゼル機関用燃料噴
   射時期制御装置において、前記噴射時期信号の検出周期
   内に検出される前記クランク角基準信号数を計数する基
   準信号計数手段と、該計数手段の基準信号計数値が所定
   の値以上となったとき、前記噴射時期検出器系統の故障
   と判定する故障判定手段とを備え、該故障判定手段にて
   前記噴射時期検出器系統の故障と判定されたとき、前記
   デユーティ比演算手段により前記デユーティ比パルス電
   圧のデユーティ比を、前記実噴射時期と前記目標噴射時
   期との誤差とは無関係な所定のデユーティ比とすること
   を特徴とするディーゼル機関用燃料噴射時期制御装置。 ■前記噴射時期検出器として、機関の気筒内に噴射され
   る燃料の圧力を検出する噴射圧センサを用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のディーゼル機関用
   燃料噴射時期制御装置ｆｆ　。 （３）ディーゼル機関の運転状態を検出する種々運転状
   態検出器と、燃料噴射ポンプの噴射時期を調節する噴射
   時期調節手段と、機関の気筒内に燃料が噴射開始される
   時期毎に噴射時期信号を発生する噴射時期検出器と、機
   関の所定のクランク角毎にクランク角基準信号を発生す
   るクランク角基準位置検出器と、曲記運転状態検出器よ
   りの検出信号に基いて目標噴射時期を演算する目標噴射
   時期演算手段と、前記噴射時期検出器と前記クランク角
   基準位置信号検出器との検出信号に基づいて実噴射時期
   を演算する実噴射時期演算手段と、該実噴射時期と前記
   目標噴射時期との誤差を演算する誤差演算手段と、この
   誤差を修正するようにデユーティ比パルス電圧を発生す
   るデユーティ比演算手段とを備えたディーゼル機関用燃
   料噴射時期制御装置ｄにおいて、前記噴射時期信号の検
   出周期内に検出される前記クランク角基準信号数を計数
   する基準信号計数手段と、該計数手段の基準信号計数値
   が所定の値以上となったとき、前記噴射時期検出器系統
   の故障と判定する故障判定手段とを備え、該故障判定手
   段にて前記噴射時期検出器系統の故障と判定されたとき
   、前記デユーティ比演算手段により前記デユーティ比パ
   ルス電圧のデユーティ比を、前記実噴射時期と前記目標
   噴射時期との誤差とは無関係な所定のデユーティ比とす
   ると共に、前記基準信号計数手段における基準信号計数
   値が所定の値となる前に、前記噴射時期検出器より発生
   した信号は、これを無視する噴射時期信号処理手段とを
   備えたことを特徴とするディーゼル機関用燃料噴射時期
   制御装置。 ■前記噴射時期検出器とひて、機関の気筒内に噴射され
   る燃料の圧力を検出する噴射圧センサを用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載のディーゼル機関用
   燃料噴射時期制御装置。 ■前記噴射時期検出器として、燃料噴射ノズル内のノズ
   ル弁のリフト変化を検出するノズルリフトセンサを用い
   たことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のディー
   ゼル機関用燃料噴射時期制御装置。 （６）前記噴射時期検出器として、噴射ポンプにおける
   プランジャと連動して動くプランジャスプリングシート
   のリフト変化を検出するプランジャリフトセンサを用い
   たことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のディー
   ゼル機関用燃料噴射時期制御装置。