JP2812240B2 - 電子制御ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

電子制御ディーゼル機関の燃料噴射制御装置

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JP2812240B2 JP7087088A JP8708895A JP2812240B2 JP 2812240 B2 JP2812240 B2 JP 2812240B2 JP 7087088 A JP7087088 A JP 7087088A JP 8708895 A JP8708895 A JP 8708895A JP 2812240 B2 JP2812240 B2 JP 2812240B2
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子制御ディーゼル機関
の燃料噴射制御装置に係り、特に電磁スピル弁の駆動制
御を行うことにより燃料噴射量を制御する電子制御ディ
ーゼル機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子制御ディーゼル機関の燃料噴
射ポンプは、そのプランジャのリフトに応じて得られる
燃料噴射率及び燃料噴射量が目標値になるように、機関
の運転状態に応じて電磁スピル弁の開弁タイミング及び
閉弁タイミングを共に制御（プレストローク制御）する
ことが行われている。
【０００３】この種の制御方法を採用した電子制御ディ
ーゼル機関の燃料噴射制御装置としては、例えば特開平
２−５７３９号公報に開示されたものがある。同公報に
開示された燃料噴射制御装置は、運転状態により設定さ
れる目標燃料噴射率及び目標燃料噴射量に基づき、次の
ように電磁スピル弁の開弁タイミング及び閉弁タイミン
グを設定する構成とされている。
【０００４】先ず、電磁スピル弁を閉弁する閉弁側（プ
レストローク側）においては、目標閉弁位置をクランク
角度として求め、この目標閉弁位置までのエンジン回転
数パルスのパルス数（ＣＡＮＧＬ）と、その１パルス分
に満たない余り角を演算する。また、この１パルス分に
満たない余り角は、前サイクルの所定のパルス間隔時間
に基づき時間換算され剰余時間（ＴＳＰ）が算出され
る。そして、ＣＡＮＧＬがカウントされた後、剰余時間
ＴＳＰが経過するのを待って電磁スピル弁を閉弁する。
【０００５】一方、電磁スピル弁を閉弁する開弁側（ス
ピル側）においても略閉弁側と同様な処理が行われる。
具体的には、目標開弁位置をクランク角度として求め、
この目標開弁位置までのエンジン回転数パルスのパルス
数（ＣＡＮＧＬ２）と、その１パルス分に満たない余り
角を演算する。また、この１パルス分に満たない余り角
は、前サイクルの所定のパルス間隔時間に基づき時間換
算されて剰余時間（ＴＳＰ２）が算出される。そして、
ＣＡＮＧＬ２がカウントされた後、剰余時間ＴＳＰ２が
経過するのを待って電磁スピル弁を開弁する。
【０００６】上記の制御処理を行うことにより、電磁ス
ピル弁の開弁タイミング及び閉弁タイミングを共に最適
に制御でき、所望の燃料噴射率及び燃料噴射量を実現す
ることができる。ところで、上記のように余り角を時間
換算して余剰時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２を算出する制御方
法では、前サイクルの所定パルス間隔時間に基づき余剰
時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２を算出する。このため、前サイ
クルと現サイクルとの間で大きな回転変動が発生してい
る場合には、前サイクルのパルス間隔時間と現サイクル
のパルス間隔時間との間で大きな差異が発生し、よって
前サイクルのパルス間隔時間に基づき算出される余剰時
間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２に誤差が発生することが考えられ
る。
【０００７】そこで、前サイクルと現サイクルとの回転
変動を検出し、この回転変動に基づき余剰時間ＴＳＰ
１，ＴＳＰ２に補正を加える（以下、この補正を予測補
正という）よう構成された燃料噴射制御装置も提案され
ている。この予測補正は、プレストローク制御を行う構
成とされた燃料噴射制御装置では、電磁スピル弁の閉弁
側（プレストローク側）及び開弁側（スピル側）の双方
において行われる構成とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記予測補
正は機関の運転状態によっては実施するのが望ましくな
い場合がある。例えば、機関がアイドル運転時において
は、アイドル時特有の他の制御が実行されており、該他
の制御と予測補正制御とを同時に両立させて行うことは
困難である。よって、一般に予測補正を行う構成とされ
た燃料噴射制御装置は、上記のように機関状態が予測補
正を実施するのに望ましくない場合には予測補正を禁止
する構成とされている。
【０００９】ところが、予測補正を禁止する予測補正禁
止信号或いは予測補正の禁止を解除する予測禁止解除信
号が出力されるタイミングにより、次のような問題点が
生じる。即ち、(1) 閉弁側（プレストローク側）で予測
補正が実施された後、開弁側（スピル側）の予測補正が
行われる前に予測補正禁止信号が出力された場合、また
(2) 閉弁側（プレストローク側）では予測補正が禁止さ
れていたが、その後開弁側（スピル側）の予測補正が実
施される前に予測禁止解除信号が出力され、開弁側（ス
ピル側）では予測補正が実施された場合には、閉弁側
（プレストローク側）或いは開弁側（スピル側）の何れ
か一方においてのみ予測補正が実施されることとなる。
【００１０】このように、閉弁側（プレストローク側）
或いは開弁側（スピル側）の何れか一方においてのみ予
測補正が行われる場合には、開弁側（スピル側）及び閉
弁側（プレストローク側）の双方に予測補正が実施され
なかった場合に比べて燃料噴射量誤差が大きくなってし
まうという問題点があった。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、閉弁側（プレストローク側）或いは開弁側（スピ
ル側）の何れか一方においてのみ予測補正が実施される
ことを防止する構成とすることにより、予測補正におけ
る燃料噴射量誤差の低減を図った電子制御ディーゼル機
関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、電磁スピル弁式分配型燃料噴射ポンプ
と、前記燃料噴射ポンプの回転に同期して回転する欠歯
を有する歯車状パルサを用い、一定クランク角毎にエン
ジン回転パルスを出力するパルス発生手段と、目標噴射
量と目標噴射率に基づき、電磁スピル弁の開弁側のタイ
ミング及び閉弁側のタイミングを、夫々前記欠歯パルス
後のパルス数と余り角として算出する開閉タイミング算
出手段と、前サイクルの機関回転状態に基づき、前記余
り角を時間に変換し余り角時間を算出する時間変換手段
と、所定運転条件時に前サイクルと現サイクルとの回転
速度変化に基づき、前記時間変換された余り角時間を補
正する補正手段とを具備した電子制御ディーゼル機関の
燃料噴射制御装置において、前記電磁スピル弁の閉弁側
での前記余り角時間補正の実行状態を検知する補正状態
検知手段と、前記補正状態検知手段の検知結果により、
前記閉弁側で前記余り角時間補正が実行されたと判断さ
れた時は前記電磁スピル弁の開弁側でも前記余り角時間
補正を実行し、前記閉弁側で前記余り角時間補正が実行
されていないと判断された時は前記電磁スピル弁の開弁
側での前記余り角時間補正の実行を停止させる開弁側補
正実行制御手段とを更に設けたことを特徴とするもので
ある。
【００１３】
【作用】電子制御ディーゼル機関の燃料噴射制御装置を
上記構成とすることにより、補正状態検知手段の検知結
果に基づき開弁側補正実行制御手段は、電磁スピル弁の
閉弁側（プレストローク側）で余り角時間補正（予測補
正）が実行されたと判断された時は電磁スピル弁の開弁
側（スピル側）でも余り角時間補正（予測補正）を実行
し、閉弁側で余り角時間補正が実行されていないと判断
された時は電磁スピル弁の開弁側での余り角時間補正の
実行を停止させる。
【００１４】このように、開弁側補正実行制御手段は閉
弁側或いは閉弁側の何れか一方においてのみ余り角時間
補正が実施されることを防止するため、何れか一方にお
いてのみ余り角時間補正が実施された際に発生する燃料
噴射量誤差の低減を図ることができる。
【００１５】
【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。図１は本発明の一実施例であるディーゼルエンジ
ンの燃料噴射量制御装置を適用した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。
【００１６】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。
【００１７】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。
また、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。このパルサ７の外周面には、ディーゼルエンジン
２の気筒数と同数の、即ち本実施例の場合４個の欠歯が
当角度間隔で形成され、更に各欠歯の間にはクランクア
ングルにして例えば11.25 度毎に突起が等角度間隔で形
成されている。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。
【００１８】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に対向するカム
ローラ１０が取付けられている。また、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。
【００１９】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、プランジャ１２は図中左右方向へ回
転しながら往復駆動される。
【００２０】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。また、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。更に、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。
【００２１】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。また、プランジャ１２が復
動されて高圧室１５が減圧される吸入工程中に、吸入溝
１６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
縮工程中に、後述する電磁スピル弁２３の制御により分
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。
【００２２】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（ＯＦＦ）の状態では弁体２５が開放されて高圧室
１５内の燃料が燃料室１２へスピルされる。また、コイ
ル２４が通電（ＯＮ）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。
【００２３】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、電磁スピル弁２３は閉弁及び開弁制
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の圧縮工程中に
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。
【００２４】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
圧力が噴射ノズル４の開弁圧力まで上昇せず、燃料噴射
ノズル４からの燃料噴射が行われない。また、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
噴射量及び噴射率が制御される。
【００２５】ポンプハウシング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。
【００２６】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内に嵌挿されたタイマピストン２８と、同じくタイ
マハジング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。
【００２７】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。また、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
１２の往復動タイミングが決定される。
【００２８】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。
【００２９】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パルス発生手段としての回転数セン
サ３５がパルサ７の外周面に対向して取付けられてい
る。この回転数センサ３５はパルサ７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パルスを出力する。ま
た、この回転数センサ３５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対のタイミングで基準となる
タイミング信号を出力する。
【００３０】次に、ディーゼルエンジン２について説明
する。ディーゼルエンジン２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。また、
それら各主燃焼室４４が、同じく各気筒毎に対応して設
けられた副燃焼室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。また、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れ
ている。
【００３１】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。
【００３２】また、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ッサ４９を回転させて吸入空気
を昇圧させる。これによって、密度の高い空気を主燃焼
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。
【００３３】また、ディーゼルエンジン２には、排気管
５０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
トガスリサーキュレイションバルブ（ＥＧＲバルブ）５
５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。
【００３４】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吸気絞り弁５８
が設けられている。また、この吸気絞り弁５８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。
【００３５】このバイパス絞り弁６０は、二つのＶＳＶ
６１，６２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。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及び各ＶＳＶ５６，６１，６２は電子制
御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）７１に夫々電気的
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。
【００３６】運転状態を検出するセンサとしては、回転
数センサ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
られると共に、吸気絞り弁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。
【００３７】更に、ディーゼルエンジン２の冷却水温Ｔ
ＨＷを検出する水温センサ７５が設けられている。ま
た、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、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）ＳＰを検出する車速センサ７７が設けられている。
【００３８】そして、上述した各センサ３５，７２〜７
７は、ＥＣＵ７１に夫々接続されている。また、ＥＣＵ
７１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。
【００３９】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図３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、アクセル開度センサ７３、吸気圧センサ７４，
及び水温センサ７５が、各バッファ８８〜９１、マルチ
プレクサ９３及びＡ／Ｄ変換機９４を介して接続されて
いる。同じく、入力ポート８５には、前述した回転数セ
ンサ３５、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。
【００４１】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。また、出力ポート８６には各
駆動回路９６〜１０１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３３、グロープラグ４６及び
ＶＳＶ５６，６１，６２等が接続されている。
【００４２】そして、ＣＰＵ８１は各センサ３５，７２
〜７７から読み込んだ入力値に基づき、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ＶＳＶ５６，６１，６２等を好適に制御する。
次に、前述したＥＣＵ７１により実行される燃料噴射制
御処理について図４乃至図６を用いて説明する。図４及
び図５は燃料噴射制御処理を示すフローチャートであ
り、回転数センサ３５から入力されるエンジン回転数Ｎ
Ｅのエンジン回転パルスの立ち上がりで割り込まれるＮ
Ｅ割り込みルーチンとして実施される。また、図６はエ
ンジン回転の瞬時回転速度，パルスカウント値ＣＮＩＲ
Ｑ，及び電磁スピル弁２３の弁動作状態の一例を示す図
である。
【００４３】図４に示される処理が起動すると、先ずス
テップ１０において、今回のＮＥ割り込みのタイミング
が所定の燃料噴射量を計算するタイミングであるかどう
かが判断される。具体的には、ＥＣＵ７１は燃料噴射量
を計算するタイミングを回転数センサ３５から出力され
るエンジン回転数パルスのカウント値（以下、パルスカ
ウント値ＣＮＩＲＱという）として記憶しており、ステ
ップ１０では今回のＮＥ割り込みにおけるパルスカウン
ト値ＣＮＩＲＱが、上記の燃料噴射量を計算するタイミ
ングのパルスカウント値であるかどうかを判断してい
る。このステップ１０で今回のＮＥ割り込みのタイミン
グが燃料噴射量を計算するタイミングであると判断され
た場合には、処理はステップ１２に進む。
【００４４】ステップ１２では、エンジン回転速度ＮＥ
及びアクセルペダル５７の踏込量ＡＣＣＰ等から目標燃
料噴射量ＱＦＩＮ及び目標燃料噴射率ＲＦＩＮを算出す
る。ステップ１２で目標燃料噴射量ＱＦＩＮ及び目標燃
料噴射率ＲＦＩＮが算出されると、処理はステップ１４
に進む。
【００４５】本実施例においては、ＥＣＵ７１はプレス
トローク制御を実施する構成とされている。ここでプレ
ストローク制御とは、運転状態に応じて燃料噴射率ＲＦ
ＩＮを変えるためにカムリフト工程のうち所望の圧送率
となる部分を選択的に使用するというもので、そのため
に圧送開始タイミングが所望のカムリフト位置となるよ
うにカムリフト途中にスピル弁閉弁時期を設定させる制
御のことである。
【００４６】ステップ１４では上記プレストローク制御
実施のため、電磁スピル弁２３を閉弁するタイミング
（プレストローク側のタイミング）と、電磁スピル弁２
３を開弁するタイミング（スピル側のタイミング）を共
に計算する。詳述すれば、回転数センサ３５から出力さ
れるエンジン回転数パルスを利用して、基準パルス（例
えば欠歯位置）の発生時点から目標とする電磁スピル弁
２３を閉弁する時期（以下、目標スピル弁閉弁時期ＯＮ
ＳＰＶという）及び電磁スピル弁２３を開弁する時期
（以下、目標スピル弁開弁時期ＯＦＦＳＰＶという）ま
でのパルスカウント値ＣＮＩＲＱのカウント数（ＣＡＮ
ＧＬ１，ＣＡＮＧＬ２）と、目標スピル弁閉弁時期ＯＮ
ＳＰＶ及び目標スピル弁開弁時期ＯＦＦＳＰＶまでの１
パルス分のクランク角度（本実施例の場合には11.25 °
ＣＡ）に満たない余り角θＲＥＭ１，θＲＥＭ２を求め
る。
【００４７】従って、目標スピル弁閉弁時期ＯＮＳＰＶ
及び目標スピル弁開弁時期ＯＦＦＳＰＶは下式のように
示される（図６参照）。 ＯＮＳＰＶ＝ＣＡＮＧＬ１＋θＲＥＭ１ …（１） ＯＦＦＳＰＶ＝ＣＡＮＧＬ２＋θＲＥＭ２ …（２） また、余り角θＲＥＭ１，θＲＥＭ２は１パルス分のク
ランク角度よりも小さな値であるため、パルスカウント
値ＣＮＩＲＱでは余り角部分の制御はできない。そこ
で、余り角部分については、余り角θＲＥＭ１，θＲＥ
Ｍ２を予測パルス時間ＴＳ１，ＴＳ２に基づき時間換算
して余り角時間（ＴＳＰ１，ＴＳＰ２）を算出し、この
余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２により電磁スピル弁２３
のスピルＯＮタイミング及びスピルＯＦＦタイミングを
制御することが行われる。 余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳ
Ｐ２は、本実施例の場合（１パルスが11.25 °ＣＡの場
合）には、下式により算出することができる。
【００４８】 ＴＳＰ１＝（θＲＥＭ１／11.25 ）×ＴＳ１ …（３） ＴＳＰ２＝（θＲＥＭ２／11.25 ）×ＴＳ２ …（４） ここで、予測パルス時間ＴＳ１は前回のサイクル（以
下、前サイクルという）におけるＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧ
Ｌ１＋１に対応するパルスのパルス時間であり、また予
測パルス時間ＴＳ２は前サイクルにおけるＣＮＩＲＱ＝
ＣＡＮＧＬ２＋１に対応するパルスのパルス時間であ
る。よって、図６に示す例ではＣＡＮＧＬ１＋１＝５，
ＣＡＮＧＬ２＋１＝１０であるため、ＴＳ１＝ＴＮ
（５）oLD ，ＴＳ２＝ＴＮ（１０）oLD となる。
【００４９】ここで、余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２を
演算するのに、今回のサイクル（以下、現サイクルとい
う）のＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋１，ＣＮＩＲＱ＝Ｃ
ＡＮＧＬ２＋１に対応するパルスのパルス時間ＴＳ
（５），ＴＳ（１０）を用いるのではなく、前サイクル
のＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋１，ＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮ
ＧＬ２＋１に対応するパルスのパルス時間である予測パ
ルス時間ＴＳ１，ＴＳ２を用いているのは次の理由によ
る。
【００５０】即ち、現サイクルのＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧ
Ｌ１＋１及びＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ２＋１に対応する
パルスのパルス時間は、ＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋１
及びＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ２＋１のエンジン回転パル
スが出力された後でなければ演算することができず、よ
ってこれを待って余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２を設定
するのでは電磁スピル弁２３の閉弁及び開弁タイミング
に間に合わないからである。
【００５１】尚、以上説明してきたステップ１０乃至ス
テップ１４の処理は、開閉タイミング算出手段及び時間
変換手段を構成する。また、ステップ１０において、今
回のＮＥ割り込みのタイミングが燃料噴射量を計算する
タイミングではないと判断された場合には、ステップ１
０乃至ステップ１４の処理は実施されず、処理はステッ
プ１６に進む。
【００５２】続くステップ１６乃至ステップ２２の処理
では、後述するステップ２８及びステップ３８で実施さ
れる余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２の値を前サイクルと
現サイクルの回転変動の状態により補正（以下、この補
正処理を予測補正という）する際に用いる予測補正係数
ＭＤＴを算出する。
【００５３】ここで、予測補正について説明する。上記
したように余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２は、１パルス
分のクランク角度に満たない余り角θＲＥＭ１，θＲＥ
Ｍ２を前サイクルの予測パルス時間ＴＳ１，ＴＳ２に基
づいて時間換算した値であるため、余り角時間ＴＳＰ
１，ＴＳＰ２の精度は予測パルス時間ＴＳ１，ＴＳ２の
精度により決定される。
【００５４】また、パルス時間はエンジン回転変動によ
り変化するため、前サイクルと現サイクルとの間にエン
ジン回転変動が発生している場合には、予測パルス時間
ＴＳ１，ＴＳ２（図６に示すＴＮ（５）OLD,ＴＮ（１
０）OLD ）と現サイクルのＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋
１及びＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ２＋１に対応するパルス
のパルス時間（図６に示すＴＮ（５），ＴＮ（１０）。
尚、以下このパルス時間を実パルス時間という）との間
で大きな差が発生してしまうことが考えられる。
【００５５】このように、実パルス時間ＴＮ（５），Ｔ
Ｎ（１０）と予測パルス時間ＴＳ１，ＴＳ２（ＴＮ
（５）OLD,ＴＮ（１０）OLD ）との間に大きな誤差が生
じている場合には、上記した（３）式及び（４）式で算
出される余り角時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２の精度が低下
し、目標スピル弁閉弁時期ＯＮＳＰＶ及び目標スピル弁
開弁時期ＯＦＦＳＰＶにおいて適正に電磁スピル弁２３
の開閉制御が行えなくなるおそれがある。
【００５６】そこで、本実施例では、前サイクルと現サ
イクルとの回転速度変化を検出し、これに基づき予測補
正係数ＭＤＴを求め、この予測補正係数ＭＤＴを余り角
時間ＴＳＰ１，ＴＳＰ２に反映させる予測補正を行うこ
とにより燃料噴射制御の精度を向上させる構成としてい
る。また、本実施例では、ＣＮＩＲＱ＝３における前サ
イクルのパルス間隔Ｔ（３）OLD と現サイクルのパルス
間隔Ｔ（３）との比に基づき予測補正係数ＭＤＴを求め
る構成としている。しかるに、予測補正係数ＭＤＴを求
める方法は種々考えられ、これに限定されるものではな
い。
【００５７】図４に戻り、上記した事項に基づき実施さ
れるステップ１６乃至ステップ２２の予測補正係数ＭＤ
Ｔを求める処理について説明する。ステップ１６では、
今回の割り込み処理がパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝３に
よるものか否かを判断する。そして、今回の割り込み処
理がＣＮＩＲＱ＝３であると判断された場合には、処理
はステップ１８に進み前サイクルのＣＮＩＲＱ＝３にお
ける前サイクルのパルス間隔Ｔ（３）OLD と現サイクル
のパルス間隔Ｔ（３）との比を求めることにより回転変
化量ＴＮＲＡを演算する。この回転変化量ＴＮＲＡは、
下式により求められる。
【００５８】 ＴＮＲＡ＝Ｔ（３）／Ｔ（３）OLD …（５） ステップ１８で回転変化量ＴＮＲＡが演算されると、続
くステップ２０ではステップ１８で求められた回転変化
量ＴＮＲＡに基づき、図７に示すマップより予測補正係
数ＭＤＴが算出される。続くステップ２２では、次回の
回転変化量ＴＮＲＡの算出に備えるため、現サイクルの
パルス間隔Ｔ（３）を前サイクルのパルス間隔Ｔ（３）
OLD としてＲＡＭ８３に記憶させる。
【００５９】一方、ステップ１６で今回の割り込み処理
がパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝３ではないと判断された
場合には、前記したステップ１８〜２２の処理を行うこ
となくステップ１１８に進む構成とされている。尚、本
実施例においてステップ１６においてパルスカウンタＣ
ＮＩＲＱ＝３でステップ１８〜２２の処理を行う構成と
したのは、噴射量制御処理及び予測補正処理の処理時間
を考慮にいれたものである。しかるに、ステップ１８〜
２２の処理の起動はパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝３に限
定されるものではない。
【００６０】上記のように、ステップ１６乃至ステップ
２２の処理が終了すると、処理はステップ２４に進む。
ステップ２４では、今回の割り込み処理がプレストロー
ク側の予測補正を行う時期かどうか、即ち余り角時間Ｔ
ＳＰ１に対して予測補正を行う時期かどうかを判断す
る。ステップ２４で肯定判断がされて今回の割り込み処
理余り角時間ＴＳＰ１に対して予測補正を行う時期であ
ると判断されると、処理はステップ２６に進み、機関状
態が予測補正を行うに適した条件となっているかどうか
が判断される。ここで、機関状態が予測補正を行うに適
した条件とは、機関がアイドル状態ではないこと等であ
る。
【００６１】ステップ２６において、現在の機関状態が
予測補正を行うに適した条件となっていると判断された
場合には、処理はステップ２８に進み、余り角時間ＴＳ
Ｐ１に対し予測補正係数ＭＤＴが反映される。このステ
ップ２８の処理により、プレストローク側において余り
角時間ＴＳＰ１に対して予測補正処理が実施されたこと
になる。
【００６２】続くステップ３０では、ステップ１４で算
出されたＣＡＮＧＬ１及びステップ２８で予測補正処理
が行われた余り角時間ＴＳＰ１に基づき、パルスカウン
タＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１となった後、余り角時間Ｔ
ＳＰ１が経過するのを待って電磁スピル弁２３を閉弁す
る。
【００６３】また、続くステップ３２では、プレストロ
ーク側で予測補正処理が実施されたことを示す予測補正
処理実行フラグＸＭＤＴをセット（ＸＭＤＴ＝１）す
る。即ち、予測補正処理実行フラグＸＭＤＴがＸＭＤＴ
＝１である場合にはプレストローク側で予測補正処理が
実施されており、ＸＭＤＴ＝０で３る場合にはプレスト
ローク側で予測補正処理が実施されなかったことを示
す。
【００６４】尚、ステップ２４で今回の割り込み処理の
タイミングが余り角時間ＴＳＰ１に対して予測補正を行
う時期ではないと判断された場合、またステップ２６で
現在の機関状態が予測補正を行うに適した条件ではない
と判断された場合には、ＥＣＵ７１はステップ２８乃至
３２の処理を行うことなく、処理をステップ３４に進め
る。
【００６５】ステップ３４では、今回の割り込み処理が
スピル側の予測補正を行う時期かどうか、即ち余り角時
間ＴＳＰ２に対して予測補正を行う時期かどうかを判断
する。ステップ３４で肯定判断がされて今回の割り込み
処理余り角時間ＴＳＰ２に対して予測補正を行う時期で
あると判断されると、処理はステップ３６に進み、予測
補正処理実行フラグＸＭＤＴがセットされているかどう
かの判断を行う。
【００６６】このステップ３６の処理は本発明の特徴と
なる処理であり、ステップ３６で予測補正処理実行フラ
グＸＭＤＴがセットされていると判断された場合、即ち
プレストローク側で予測補正が実施されていると判断さ
れた場合には、ステップ３８及びステップ４０の処理を
実施してスピル側においても予測補正を実施する。
【００６７】具体的には、ステップ３８では余り角時間
ＴＳＰ２に対し予測補正係数ＭＤＴが反映され、続くス
テップ４０ではステップ１４で算出されたＣＡＮＧＬ２
及びステップ３８で予測補正処理が行われた余り角時間
ＴＳＰ２に基づき、パルスカウンタＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮ
ＧＬ２となった後、余り角時間ＴＳＰ２が経過するのを
待って電磁スピル弁２３を開弁する。
【００６８】一方、ステップ３４で今回の割り込み処理
のタイミングが余り角時間ＴＳＰ２に対して予測補正を
行う時期ではないと判断された場合、またステップ３６
で予測補正処理実行フラグＸＭＤＴがセットされていな
い（即ち、プレストローク側で予測補正処理が行われな
かった）と判断された場合には、ＥＣＵ７１はステップ
３８乃至４０のスピル側での予測補正処理を行うことな
く処理をステップ４２に進める。
【００６９】尚、上記のステップ３２及びステップ３６
は、補正状態検知手段を構成する。また、上記のステッ
プ２８及びステップ４０は、余り角時間を補正する補正
手段を構成する。更に、ステップ３６乃至ステップ４０
は、開弁側補正実行制御手段を構成する。
【００７０】続くステップ４２では、今回の割り込み処
理がパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋１によ
るものか否かを判断し、肯定判断された場合にはステッ
プ４４において、次回のルーチン処理におけるステップ
１４の演算処理のため、ＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋１
のパルスのパルス時間ＴＮ（ＣＡＮＧＬ１＋１）をＲＡ
Ｍ８３に記憶させる（図６に示す例では、ＴＮ（５）が
これに該当する）。
【００７１】また、ステップ４２では、今回の割り込み
処理がパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ１＋１に
よるものか否かを判断し、肯定判断された場合には同じ
く次回のルーチン処理におけるステップ１４の演算処理
のため、ステップ４８においてＣＮＩＲＱ＝ＣＡＮＧＬ
２＋１のパルスのパルス時間ＴＮ（ＣＡＮＧＬ２＋１）
をＲＡＭ８３に記憶させる（図６に示す例では、ＴＮ
（１０）がこれに該当する）。
【００７２】上記したように、本実施例に係る燃料噴射
制御処理では、ステップ３２で設定される予測補正処理
実行フラグＸＭＤＴのセット状態に基づき、電磁スピル
弁２３のプレストローク側（閉弁側）で余り角時間ＴＰ
Ｓ１に対し予測補正が実行されたと判断された時は、電
磁スピル弁２３のスピル側（開弁側）でも余り角時間Ｔ
ＰＳ２に対して予測補正が実行される構成となってい
る。
【００７３】また、逆にプレストローク側で余り角時間
ＴＰＳ１に予測補正が実施されていないと判断された時
は、電磁スピル弁２３のスピル側での余り角時間ＴＳＰ
２に対する予測補正の実行は停止される構成となってい
る。このように、本実施例の構成では、予測補正がプレ
ストローク側或いはスピル側の何れか一方においてのみ
実施されることが防止されるため、プレストローク側或
いはスピル側の何れか一方においてのみ予測補正が実施
された際に発生する燃料噴射量誤差（目標燃料噴射量に
対する誤差）の低減を図ることができ、よってドライバ
ビィリティを向上させることができる。
【００７４】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、プレストロ
ーク側或いはスピル側の何れか一方においてのみ予測補
正が実施された際に発生する燃料噴射量誤差の低減を図
ることができ、よってドライバビィリティを向上させる
ことができる。
【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ＥＣＵの構成を示す
ブロック図である。
【図４】ＥＣＵにより実行される燃料噴射制御処理を示
すフローチャート(1) である。
【図５】ＥＣＵにより実行される燃料噴射制御処理を示
すフローチャート(2) である。
【図６】エンジン回転の瞬時回転速度，パルスカウント
値ＣＮＩＲＱ，及び電磁スピル弁２３の弁動作状態の一
例を示す図である。
【図７】ＭＤＴを求める際に用いられるマップを示す図
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 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 回転数センサ 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 吸気絞り弁 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
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/38 F02D 41/40 F02D 1/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁スピル弁式分配型燃料噴射ポンプ
    と、 前記燃料噴射ポンプの回転に同期して回転する欠歯を有
    する歯車状パルサを用い、一定クランク角毎にエンジン
    回転パルスを出力するパルス発生手段と、 目標噴射量と目標噴射率に基づき、電磁スピル弁の開弁
    側のタイミング及び閉弁側のタイミングを、夫々前記欠
    歯パルス後のパルス数と余り角として算出する開閉タイ
    ミング算出手段と、 前サイクルの機関回転状態に基づき、前記余り角を時間
    に変換し余り角時間を算出する時間変換手段と、 所定運転条件時に前サイクルと現サイクルとの回転速度
    変化に基づき、前記時間変換された余り角時間を補正す
    る補正手段とを具備した電子制御ディーゼル機関の燃料
    噴射制御装置において、 前記電磁スピル弁の閉弁側での前記余り角時間補正の実
    行状態を検知する補正状態検知手段と、 前記補正状態検知手段の検知結果により、前記閉弁側で
    前記余り角時間補正が実行されたと判断された時は前記
    電磁スピル弁の開弁側でも前記余り角時間補正を実行
    し、前記閉弁側で前記余り角時間補正が実行されていな
    いと判断された時は前記電磁スピル弁の開弁側での前記
    余り角時間補正の実行を停止させる開弁側補正実行制御
    手段とを更に設けたことを特徴とする電子制御ディーゼ
    ル機関の燃料噴射制御装置。
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