JP3239366B2 - 内燃機関の燃料噴射制御方法及び極低回転数検出装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御方法及び極低回転数検出装置

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JP3239366B2 JP51666195A JP51666195A JP3239366B2 JP 3239366 B2 JP3239366 B2 JP 3239366B2 JP 51666195 A JP51666195 A JP 51666195A JP 51666195 A JP51666195 A JP 51666195A JP 3239366 B2 JP3239366 B2 JP 3239366B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は内燃機関の燃料噴射制御方法及び極低回転数
検出装置に係り、特に回転センサの出力信号に基づいて
電磁スピル弁の開閉制御及び極低回転時における回転数
検出を行う内燃機関の燃料噴射制御方法及び極低回転数
検出装置に関する。
背景技術 従来より燃料噴射装置のひとつとして、エンジン回転
に応じて所定のクランク角度で回転信号を出力する発電
式(いわゆる、電磁ピックアップ式)の回転センサを備
えたものがある。この種の回転センサは磁束の変化を検
出する原理であるため、低速回転時にはセンサ内の検出
コイルの起電力が小さくなる欠点がある。従って、例え
ば低温時やバッテリ電圧低下時にエンジンを始動した場
合、その回転が著しく低くなって回転センサからの回転
信号が検出できず、回転信号に応じた燃料噴射制御が実
行されずに始動不能になってしまう問題点が考えられ
る。
そこで、その対策として、例えば特開昭61−258951号
公報に開示されいるように、燃料噴射制御が電磁スピル
弁を用いて実行される場合において、始動時には回転信
号とは関係なく常時電磁スピル弁をオン状態とし、燃料
を常時噴射状態とすることにより問題解決を図る方法が
提案されている。
しかるに、上記従来の制御方法では、始動時に電磁ス
ピル弁を常時閉弁して燃料ポンプ能力の最大限噴射を行
っていたため、燃料噴射量が過多となる場合が殆どであ
った。
このように、燃料噴射量が過多となると、始動時にお
けるスモークが大となり、またポンプ駆動トルクも過大
となるためクランキング回転数が低下し、最悪の場合に
はエンジンストールを引き起こしてしまうという問題点
があった。
発明の開示 そこで、本発明は、上記の問題を除去した新規、か
つ、有用な内燃機関の燃料噴射制御方法及び極低回転数
検出装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、燃料噴射ポンプの回転に同期し
て回転する歯車状パルサと電磁ピックアップとにより構
成され、所定の角度毎にパルスを発生する回転検出手段
を有し、前記歯車状パルサに設けられた欠歯を検出する
ことにより生成される基準信号に基づいて電磁スピル弁
を閉弁すると共に、内燃機関の運転状態及び前記回転検
出手段が検出するパルスに応じて算出された燃料噴射量
に基づき電磁スピル弁を開弁する内燃機関の燃料噴射制
御方法において、現在の運転状態が、前記内燃機関の燃
料サイクルの中で回転速度が極低回転となるピストン上
死点近傍で、且つ、前記パルスが検出不能となる検出不
能領域であるか否かを判定し、前記極低回転時には検出
されたパルスの内、前記検出不能領域近傍のパルス情報
に基づき前記電磁スピル弁を開弁する時期を算出更新す
る構成とし、かつ、前記電磁スピル弁の開弁する時期の
始点を、1回のエンジン回転数が検出限界回転数より高
い領域において出力される前記パルスの最後のパルス時
点として設定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射
制御方法を提供するにある。
本発明方法によれば、始動時の低回転時に検出される
回転パルスに基づき、1回の高速領域において出力され
る前記パルスの最後のパルスを始点として電磁スピル弁
を開弁する時期を予測制御するため、従来行われていた
全量噴射制御に比べてスモークの発生を大幅に減少させ
ることができる。また、始動時にはパルス抜けの可能性
を考慮し、パルス入力毎にスピル開弁時期を算出更新す
るため、常にスピル開弁時期に最も近いパルス発生タイ
ミングでの予測時期が用いられることとなり、噴射量算
出の精度を向上させることができる。
また、本発明の他の目的は、上記の如き内燃機関の燃
料噴射制御方法において、前記回転検出手段が生成する
パルスのパルス抜けを検出するパルス抜け検出手段を設
け、前記パルス抜け検出手段によりパルス抜けの発生が
検出された時には、前記電磁スピル弁を開弁する時期の
算出更新を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴
射制御方法を提供するにある。
本発明方法によれば、電磁スピル弁の開弁時期を高精
度に設定することができる。即ち、パルス抜け後でかつ
スピル開弁前にパルスが入力されると、そのパルスがパ
ルス抜け前における最終パルスの次のパルス(電磁スピ
ル弁を開弁する時期を算出する基準となるパルス)でる
と誤認識して電磁スピル弁の開弁時期を更新するため、
電磁スピル弁の開弁時期が大幅に遅れるおそれがある。
しかるに、本発明方法ではパルス抜け検出手段によりパ
ルス抜けの発生が検出された時には電磁スピル弁の開時
期の更新を禁止するため、上記のような開弁時期が大幅
に遅れる不都合を確実に防止することができる。
また、本発明の他の目的は、上記の如き内燃機関の燃
料噴射制御方法において、前記極低回転時に前記欠歯が
検出された際、前記欠歯が正規なものか否かを判定し、
検出された欠歯が正規の欠歯である場合には、検出後、
機関状態に基づき算出される所定の時期で前記電磁スピ
ル弁を閉弁し、検出された欠歯が正規の欠歯でない場合
には、前記欠歯の検出した後の所定の時期で強制的に前
記電磁スピル弁の開弁することを特徴とする内燃機関の
燃料噴射制御方法を提供するにある。
本発明方法によれば、誤って全量噴射が行われること
を確実に防止することができる。即ち、歯車状パルサに
設けられた欠歯を基準位置として検出する場合、回転検
出手段はパルス抜けを欠歯と誤判断するおそれがある
が、本発明方法では、正規の欠歯か否かを検出し、正規
の欠歯でなければパルス抜けと判断して既定の時期の後
に電磁スピル弁を開弁するため、誤って全量噴射が行わ
れることを確実に防止することができる。
また、本発明の他の目的は、上記の如き内燃機関の燃
料噴射制御方法において、前記内燃機関の回転変動に応
じて、前記電磁スピル弁の開弁する時期を可変する構成
とすると共に、該電磁スピル弁の開弁する時期をエンジ
ン水温で補正する構成としたことを特徴とする内燃機関
の燃料噴射制御方法を提供するにある。
本発明方法によれば、極低回転時における電磁スピル
弁の開時期を適正に設定することができる。即ち、機関
状態が極低回転となるのは概ね始動時に限られるが、極
低回転となる要因としては、主にバッテリのへたりによ
るものと、低温によるフリクションが大きくなることに
よるものの二つがある。ところが、回転変動のパターン
は、この2種類の要因により夫々異なったパターンを示
す。従って、パルスカウントとパルス間隔から一義的に
電磁スピル弁の開時期を設定すると、開時期が実情に合
わない場合が生じる。しかるに、本発明方法のように、
電磁スピル弁の開時期を設定するに際し、温度に応じた
補正を導入することにより、低温域ではフリクション大
による回転変動パターンに合った電磁スピル弁の開時期
を制定することができ、また高温域ではバッテリのへた
りによる回転変動パターンに合った電磁スピル弁の開時
期を設定することができる。
また、本発明の他の目的は、上記の如き内燃機関の燃
料噴射制御方法において、前記基準信号検出前は、前記
パルスの間隔変化を検出し、前記パルスの間隔変化状態
から回転角度位置を推定して、前記電磁スピル弁の開閉
制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方
法を提供するにある。
本発明方法によれば、最初の基準位置が検出される前
に始動を行う場合、パルス間隔の変動状態から角度位置
を推定して電磁スピル弁の開閉制御を行うため、スモー
クの発生を抑制することが可能となり、全量噴射に比べ
てエミッションの向上を図ることができる。
また、本発明の他の目的は、上記の如き内燃機関の燃
料噴射制御方法において、前記基準信号検出前は、機関
温度を検出し、前記機関温度が所定温度以下ならば全量
噴射を行い、前記機関温度が所定温度以上ならば燃料噴
射を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御
方法を提供するにある。
本発明方法によれば、温度に拘わらず始動性を向上さ
せることができる。即ち、高温時は確実に短時間で始動
が完了するため、最初の基準位置が検出されてから燃料
噴射制御処理を行っても始動性に影響はないが、低温時
は始動性が悪いために可能な限り早くから燃料噴射を開
始する必要がある。本発明方法では、低温時は最初の基
準位置の前に全量噴射を行う構成とされているため、始
動性を向上させることができる。
更に、本発明の他の目的は、上記の如き内燃機関の燃
料噴射制御方法に用いられる極低回転数検出装置におい
て、前記各サイクル毎に少なくとも一つのパルスが確実
に発生可能な構成とされたパルス発生手段と、前記パル
ス発生手段が生成するパルスの発生パルス間隔と所定サ
イクル間のクランク角度とに基づきサイクル間平均回転
数を算出する平均回転数算出手段とを設けてなる極低回
転数検出装置を提供するにある。
本発明方法によれば、極低速回転時においても確実に
回転数を算出することができる。従来では、回転数を算
出するに際し、先ず回転検出手段からのパルス出力によ
り、45゜CA毎にこの45゜CAに対応するパルス数と時間と
により回転数を算出する。続いて、算出された45゜CAの
回転数に基づき、その4回分(即ち、180゜CA分)の回
転数を平均して平均回転数を求め、これを機関回転数と
している。しかるに、極低速回転時においては、回転検
出手段が検出するパルスにパルス抜けが発生するおそれ
がある。このパルス抜けが発生した場合には、45゜CAに
対応するパルス数と実際のクランクアングルとが合わな
くなったり、また欠歯前のパルスカウンタ値が正規のカ
ウンタ値でなかったりする事態が発生し、正確な回転数
検出が行えなくなるおそれがある。しかるに、本発明装
置によれば、パルス発生手段き各サイクル毎に少なくと
も一つのパルスが確実に発生する構成とされており、ま
た平均回転数算出手段はパルス発生手段が生成するパル
スの発生パルス間隔と所定サイクル間のクランク角度と
に基づきサイクル間平均回転数を算出する構成とされて
いる。即ち、本発明装置では、発生パルス間隔は45゜CA
ではなく180゜CAを単位としており、かつ基準となるパ
ルスは各サイクル毎(基準となるパルスは180゜CAの間
隔を有している)に確実に発生するパルスを用いている
ため、パルス抜けが発生してもこれは基準となるパルス
間に位置する。よって、パルス抜けが発生しても、これ
が回転数検出に影響することはなく、正確なサイクル間
平均回転数を算出することができる。
図面の簡単な説明 第1図は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、 第2図は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、 第3図は本発明の一実施例におけるECUの構成を示す
ブロック図、 第4図はECUにより実行される燃料噴射制御処理の第
1実施例を示すフローチャート、 第5図は本実施例の制御原理を説明するためのタイミ
ングチャート、 第6図は電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求める際用いら
れるマップを示す図、 第7図は第2実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミングチャート、 第8図は第2実施例に係る燃料噴射制御処理を示すフ
ローチャート、 第9図は第3実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミングチャート、 第10図は第3実施例に係る燃料噴射制御処理を示すフ
ローチャート、 第11図は第3実施例に係る燃料噴射制御処理のメイン
ルーチンを示すフローチャート、 第12図はVRPよりTSPSTを求めるマップを示す図、 第13図はSTA ON後の時間より始動時増量補正係数を
求めるマップを示す図、 第14図は第4実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミング・チャート、 第15図は第4実施例に係る燃料噴射制御処理を示すフ
ローチャート、 第16図は第4実施例に係る燃料噴射制御処理に用いる
マップを示す図、 第17図は第4実施例に係る燃料噴射制御処理に用いる
マップの特性を示す図、 第18図は第4実施例に係る燃料噴射制御処理の変形例
を示すフローチャート、 第19図はTSPSTの算出方法を説明するための図、 第20図は第5実施例に係る燃料噴射制御処理を示すフ
ローチャート、 第21図は第5実施例に係る燃料噴射制御処理に用いる
マップを示す図、 第22図は第6実施例に係る燃料噴射制御処理を示すフ
ローチャート、 第23図は第7実施例に係る燃料噴射制御処理を示すフ
ローチャート、 第24図は第8実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミングチャート、 第25図は第7実施例に係る極低回転数検出処理を示す
フローチャートである。
発明を実施するための最良の形態 次に本発明の実施例について図面と共に説明する。
第1図はこの実施例における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、第
2図はその分配型燃料噴射ポンプ1を示す断面図であ
る。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。
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。又、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、即ちこの場合
4個の欠歯が等角度間隔で形成され、更に各欠歯の間に
はクランク角度にして、3.75度毎に突起(歯)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。
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に対向する複数のカムローラ
10が取付けられている。カムフェイス8aはディーゼルエ
ンジン2の気筒数と同数だけ設けられている。又、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。
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に対向する複数のカムローラ
10が取付けられている。カムフェイス8aはディーゼルエ
ンジン2の気筒数と同数だけ設けられている。又、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。
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
して、気筒数と同数だけ図中左右方向へ往復駆動され
る。又、この往復運動に伴ってプランジャ12が回転しな
がら同方向へ往復駆動される。つまり、カムプレート8
のカムフェイス8aがローラリング9のカムローラ10に乗
り上げる過程でプランジャ12が往動(リフト)され、そ
の逆にカムフェイス8aがカムローラ10を乗り下げる過程
でプランジャ12が復動される。
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。又、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。又、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。
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。又、プランジャ12が復動されて高圧室15が
減圧される吸入行程中に、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が加圧される圧縮行程中に、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。
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(オフ)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21へスピルされ
る。又、コイル24が通電(オン)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。
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、同弁23が閉弁・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の圧縮行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。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。又、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からの燃料噴射量が制御
される。
ポンプハウジング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。
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内に嵌装さ
れたタイマピストン28と、同じくタイマハウジング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。
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。又、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。
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。
ローラリング9の上部には、電磁ピックアップコイル
よりなるエンジン回転検出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変化
する磁束の変化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。又、更
に、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定のタイミングで基準となるタイ
ミング信号を出力する。尚、この回転数センサ35は電磁
ピックアップ式であるため、低回転時にはセンサ内の検
出コイルの起電力が小さくなり、エンジン回転パルスが
出力できなくなることは前記した通りである。
次に、ディーゼルエンジン2について説明する。この
ディーゼルエンジン2ではシリンダ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料室
44がそれぞれ形成されている。又、それら各主燃料室44
が、同じく各気筒毎に対応して設けられた副燃料室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。又、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。
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が設けらてい
る。又、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
上にあるコンプレンサ49を回転させて吸入空気を昇圧さ
せる。これによって、密度の高い混合気を主燃焼室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。
又、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キュレイショ
ンバルブ(EGRバルブ)55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。
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スロットルバルブ58が設けられ
ている。又、そのスロットルバルブ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。
このバイパス絞り弁60は、二つのVSV61,62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。
例えば、アイドル運転時には騒音振動等の低減のために
半開状態に制御され、通常運転時には全開状態に制御さ
れ、更に運転停止時には円滑な停止のために全閉状態に
制御される。
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VSV56,6
1,62は電子制御装置(以下単に「ECU」という)71にそ
れぞれ電気的に接続され,、同ECU71によってそれらの
駆動タイミングが制御される。
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が設けられている。又、スロ
ットバルブ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。
更に、ディーゼルエンジン2の冷却水温THWを検出す
る水温センサ75、及びディーゼルエンジン2の始動時及
び停止時に操作されるイグニションスイッチ78が設けら
れている。又、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。更に又、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。
そして、ECU71には上述した各センサ72〜77がそれぞ
れ接続されると共に回転数センサ35が接続されている。
又、ECU71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。
次に、前述したECU71の構成について、第3図のブロ
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(ROM)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。
入力ポート85には、前述した吸気温センサ72、アクセ
ル角度センサ73、吸気圧センサ74及び水温センサ75が、
各バッファ88,89,90,91、マルチプレクサ93及びA/D変換
器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。また、イグニションスイッチ78も入力ポート85に接
続されている。
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。又、出力ポート86には各駆動回路96,97,98,99,100,
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。
そして、CPU181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。
〔第1実施例〕 次に、前述したECU71により実行される燃料噴射量制
御処理の第1実施例について第4図及び第5図を用いて
説明する。第4図に示すフローチャートは、ECU71によ
り実行される第1実施例に係る燃料噴射制御処理を示し
ている。また、第5図はエンジン回転数,エンジン回転
パルス,電磁スピル弁の駆動信号(図にはSPVと示
す),ポンプカムリフトのカム線図を夫々示すタイミン
グチャートである。尚、本実施例は後述する特許請求の
範囲の第1項及び第2項に対応するものである。
まず、第5図を用いて本実施例の基本的な原理につい
て説明する。前記したように始動時においてはエンジン
回転数は低く(例えば150rpm以下)、また第5図(A)
に示されるようなTDC(上死点)を最低回転数とする回
転変動を行う。また、第5図(A)に一点鎖線で示す回
転数NELIMは回転数センサ35がエンジン回転を検出でき
る限界を示している。本実施例は、回転数センサ35の特
性等により、この検出限界回転数NELIMが比較的高い場
合に用いて好適な制御処理である。
第5図(B)に示されるように、エンジン回転数が上
記検出限界回転数NELIMより高い場合には回転数センサ3
5はエンジン回転パルスを出力することができ、この検
出限界回転数NELIMよりエンジン回転数が低い場合には
回転数センサ35はエンジン回転パルスを出力することが
できない。
本実施例では、変動するエンジン回転数の内、検出限
界回転数NELIMよりエンジン回転数が高い領域(以下、
エンジン回転数が検出限界回転数NELIMより高い領域を
高速領域という)において回転数センサ35より出力され
るエンジン回転パルスに基づき、電磁スピル弁23の開閉
制御を行うよう構成したことを特徴とするものである。
具体的には、回転数センサ35が出力するエンジン回転
パルスのパルス数をカウントする(以下、このカウント
数をNE割込カウンタCNIRQという)と共に、エンジン回
転パルスのパルス間隔(以下、このパルス間隔をNEパル
ス間隔TNINTという)を演算し、このNE割込カウンタCNI
RQとNEパルス間隔TNINTとに基づき電磁スピル弁23の開
閉制御を行う。
電磁スピル弁23の開閉制御は次のように行う。電磁ス
ピル弁23をオン(閉弁)するタイミングは、回転数セン
サ35からエンジン回転パルスが出力された時点に設定し
ている。これは、エンジン回転数の上昇時はエンジンサ
イクルにおける吸入工程であることによる。このよう
に、エンジン回転が高速領域に入りエンジン回転パルス
が出力されるタイミングは、電磁スピル弁23を閉弁する
時期と略一致するため、本実施例では回転数センサ35か
らエンジン回転パルスが出力された時点で電磁スピル弁
23をオン(閉弁)する構成とした。
一方、電磁スピル弁23をオフ(開弁)するタイミング
は次のように決定する。上記のように回転数センサ35か
らエンジ回転パルスが出力されることにより、NE割込カ
ウンタCNIRQ及びNEパルス間隔TNINTが求められる。
NE割込カウンタCNIRQ及びNEパルス間隔TNINTが求めら
れると、ECU71は求められたNE割込カウンタCNIRQ及びNE
パルス間隔TNINTに基づき電磁スピル弁23をオフ(開
弁)する時間を算出する。
上記のように、本実施例は回転数センサ35の検出限界
回転数NELIMが比較的高いため、エンジン回転数が高速
領域において回転数センサ35から出力されるエンジン回
転パルス数は第5図(B)に示されるように1〜3パル
スである。
本実施例では、電磁スピル弁23をオフ(開弁)するタ
イミングを1回の高速領域において出力されるエンジン
回転パルスの最後のパルスを始点とした時間で求めてい
る(以下、この時間を電磁スピル弁OFF時間TSPSTとい
う)。
この電磁スピル弁OFF時間TSPSTは、第6図に示される
マップより求められる。同図に示されるマップは、横軸
にNEパルス間隔TNINTを取り、CNIRQをパラメータとし、
また縦軸に電磁スピル弁OFF時間TSPSTを取った2元マッ
プである。
以下、第6図に示すマップにより電磁スピル弁OFF時
間TSPSTが求められる理由について説明する。
前記のように本実施例では、電磁スピル弁OFF時間TSP
STは、高速領域において出力されるエンジン回転パルス
の内、最後のパルス(第5図(B)に矢印Aで夫々示す
パルス)を始点とした時間で求めている。このため、電
磁スピル弁OFF時間TSPSTは、1回の高速領域において発
生する(出力される)するエンジン回転パルス数により
変化する。
即ち、第5図に示す例を用いて説明すれば、同図に示
す最初の高速領域(矢印H1で示す)では2個のエンジン
回転パルスが発生しており、第2の高速領域(矢印H2で
示す)及び第3の高速領域(矢印H3で示す)では3個の
エンジン回転パルスが発生している。よって、最初の高
速領域における電磁スピル弁OFF時間TSPSTは、第2及び
第3の高速領域における電磁スピル弁OFF時間TSPSTに対
して長くなっている。
また、1回の高速領域において発生するエンジン回転
パルス数は、NE割込カウンタCNIRQで知ることができ
る。よって、第6図に示すマップでは、NE割込カウンタ
CNIRQの値に応じて電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求める
マップ特性を切換える構成としている。
また、第6図の2元マップにおいて、NEパルス間隔TN
INTに基づき電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求める構成と
したのは、本実施例においては、エンジン回転数が低速
領域に入り回転数センサ35からエンジン回転パルスが出
力されない状態になった時の回転数を、高速領域におい
て出力されていたエンジン回転パルスのNEパルス間隔TN
INTから推定して電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求める構
成としたことによる。
電磁スピル弁OFF時間TSPSTがNEパルス間隔TNINTから
推定できるのは次の理由による。即ち、前記のようにTD
C近傍はエンジン回転数が低下し、エンジン回転パルス
が出力されない状態となる。
しかるに、本発明者が電磁ピックアップ式よりも検出
精度の高い例えばMR素子(磁気共鳴素子)を用い、電磁
ピックアップ式の回転数センサ35では検出不能領域(低
速領域)におけるエンジン回転パルスを検出したとこ
ろ、低速領域においてもエンジン回転数の低下に伴いNE
パルス間隔TNINTは次第に長くなり、かつそのNEパルス
間隔TNINTの長くなる割合は高速領域におけるNEパルス
間隔TNINTにより略一定の割合となることが判った。
よって、エンジン回転パルスが出力されない状態とな
っても、高速領域において出力されていたエンジン回転
パルスのNEパルス間隔TNINTから検出不能領域(低速領
域)におけるNEパルス間隔TNINTを求めることは可能と
なり、これにより高速領域において出力されていたエン
ジン回転パルスのNEパルス間隔TNINTに基づき電磁スピ
ル弁OFF時間TSPSTを推定することが可能となる。
本実施例では、上記の理由に基づき高速領域において
出力されていたエンジン回転パルスのNEパルス間隔TNIN
Tに基づき電磁スピル弁OFF時間TSPSTを推定する構成と
しており、具体的にはこの推定値を第6図に示すマップ
としてECU71内に格納している。
よって、本実施例による構成によれば、エンジン回転
パルスが出力されない状態となっても、電磁スピル弁OF
F時間TSPSTを推定し、これに基づき電磁スピル弁23を開
弁する時間を設定し開弁させることができるため、従来
のように始動時に常時電磁スピル弁をオン状態(閉弁状
態)にしておく構成に比べて燃料噴射量の低減及びスモ
ークの低減を図ることができると共に、クランキングト
ルクの低下を防止することができる。
続いて、上記した基本原理に基づきECU71により実行
される燃料噴射量制御処理について第4図を用いて説明
する。同図に示す燃料噴射量制御処理はエンジン回転パ
ルスがECU71に入力されることにより起動するNE割込ル
ーチンである。
同図に示す燃料噴射量制御処理が起動すると、先ずス
テップ101においてECU71は入力されたエンジン回転パル
スに基づきNEパルス間隔TNINTをを演算すると共に、NE
割込カウンタCNIRQのインクリメントを行う。
続くステップ102では、イグニションスイッチ78から
出力される始動信号が入力されたかどうかを判断し、イ
グニションスイッチ78がオン(STA ON)となったと判
断すると、処理をステップ103に進める。ステップ103に
おいては、エンジン回転数が150rpm以下かどうかが判断
される。
尚、始動時においては前記したようにエンジン回転パ
ルスが入力されない状態もありエンジン回転数の検出が
不能の状態が生じる。本実施例においては、このように
エンジン回転数の検出が不能の場合はエンジン回転数=
0と見なされるよう構成されている。
よって、始動時でエンジン回転の変動がありエンジン
回転数の検出が間欠的に行われる場合には、ステップ10
3で肯定判断が行われ、処理はステップ104に進む。
ステップ104では、パルサ7に形成されている欠歯が
回転数センサ35により正常に検出されているかどうか、
換言すればNE割込カウンタCNIRQの値が正しい値となっ
ているかどうかが判断される。
前記したステップ102〜ステップ104は始動時検出手段
として機能する。ステップ102及びステップ103で肯定判
断がされ、かつステップ104で否定判断がされた場合
は、ステップ105以降の始動時燃料噴射処理を行う。一
方、ステップ102,ステップ103で否定判断がされるか、
或いはステップ104で肯定判断がされた場合は、始動時
ではなくエンジン回転パルスは正常にECU71に入力さ
れ、また欠歯検出も正常に行われている状態であるた
め、処理はステップ109に進み、エンジン回転パルスに
基づき燃料噴射制御を行う通常処理を実行する。
ステップ105では、現在電磁スピル弁23がオフ(開弁
状態)であるかどうかが判断される。ステップ105で現
在電磁スピル弁23がオフ(開弁状態)であると判断され
ると、処理はステップ106に進み、電磁スピル弁23をオ
ン(閉弁)する。これにより、燃料ポンプ1からディー
ゼルエンジン2に対して燃料の供給が行われる。
尚、ステップ105及びステップ106の処理により、電磁
スピル弁23は第5図(B)におけるCNIRQ=0のエンジ
ン回転パルスが入力された時点で閉弁される。このよう
に、エンジン回転が高速領域に入って始めて入力される
エンジン回転パルスにより電磁スピル弁23をオン(閉
弁)する構成としたのは、前記のようにエンジン回転数
の上昇時はエンジンサイクルにおける吸入工程であり、
燃料噴射ポンプ1においても燃料を高圧室15に吸入する
工程であり、よって電磁スピル弁23を閉弁する時期であ
ることによる。
続くステップ107では、ステップ101で求められたNE割
込カウンタCNIRQ及びNEパルス間隔TNINTより、電磁スピ
ル弁23(SPV)をオフするべき時間である電磁スピル弁O
FF時間TSPSTを演算する。この電磁スピル弁OFF時間TSPS
Tの演算は、前記したように第6図に示されるマップに
基づき行われる。尚、この第6図に示されるマップは、
ECU71のROM82内に格納されている。
ステップ107で電磁スピル弁OFF時間TSPSTが演算され
ると、処理はステップ108に進み、電磁スピル弁OFF時間
TSPSTと現在の時刻とを加算してこの値をアウトプット
コンペアレジスタ(図示せず)にセットする。
続くステップ110では、電磁スピル弁駆動制御処理を
行い、今回の高速領域において最後のエンジン回転パル
ス(第5図(B)に矢印Aで示すパルス)が入力された
と判断されると、ECU71はアウトプットコンペアレジス
タに格納されている電磁スピル弁OFF時間TSPSTに基づ
き、最後のエンジン回転パルスの入力時刻から電磁スピ
ル弁OFF時間TSPSTだけ経過するのを待って電磁スピル弁
23をオフ(開弁)する。
上記一連の処理を行うことにより、従来のように始動
時に常時電磁スピル弁をオン状態(閉弁状態)にしてお
く構成に比べ、燃料噴射をディーゼルエンジン2の機関
状態に対応させて間欠的に噴射することが可能となり、
燃料噴射量の低減及びスモークの低減を図ることができ
ると共に、クランキングトルクの低下を防止することが
できる。
尚、上記のように第4図に示す処理はNE割り込みとし
て実施されるため、エンジン回転パルスがECU71に入力
される毎に電磁スピル弁OFF時間TSPSTは算出され更新さ
れる。
〔第2実施例〕 次に、ECU71により実行される燃料噴射量制御処理の
第2実施例について第7図及び第8図を用いて説明す
る。第7図は本実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミングチャートであり、また第8図に示すフローチャー
トは、ECU71により実行される第2実施例に係る燃料噴
射制御処理を示している。尚、本実施例は、後述する特
許請求の範囲の第3項に対応するものである。
まず、第7図を用いて本実施例の基本的な原理につい
て説明する。
上記した第1実施例では、回転数センサ35の特性等に
より検出限界回転数NELIMが比較的高く、よって検出さ
れるエンジン回転パルスの数が少ない(1〜3パルス)
場合における燃料噴射量制御処理を示した。しかるに本
実施例においては、回転数センサ35から出力されるエン
ジン回転パルス数は比較的多く、抜け歯の発生が2〜3
本(パルス抜けが2〜3パルス)である場合を対象とし
た実施例である。
第7図(A)に示すのは、エンジン回転が低速領域と
なったことによりNE割込カウンタCNIRQの9番目及び10
番目に対応するパルスが検出できなかった例である(図
7において、検出できなかったパルスを破線で示す)。
第1実施例の構成では、電磁スピル弁23を開弁するタ
イミングを1回の高速領域において出力されるエンジン
回転パルスの最後のパルスを始点として電磁スピル弁OF
F時間TSPSTを求めている。
よって、第7図(A)に示す例では、1回の高速領域
において出力されるエンジン回転パルスの最後のパルス
は、CNIRQ=8に対応するパルスであり、このパルスを
始点として電磁スピル弁OFF時間TSPST8を求めている。
しかるに、エンジン回転変動のTDCが検出限界回転数N
ELIMに近い場合においては、第7図(B)に示されるよ
うに、CNIRQ=9に対応するパルスは検出できなかった
(このパルスが検出できない現象をパルス抜けという)
が、CNIRQ=10に対応するパルスが検出されることがあ
る。
この場合、第1実施例の構成では、パルスのパルス抜
けを検出するパルス抜け検出手段が設けられていなかっ
たため、CNIRQ=10に対応するパルスが検出された時点
で、ECU71は実際はCNIRQ=10に対応するパルスであるに
も拘わらず、このパルスが9番目にECU71に入力された
パルスであると誤認識する。
即ち、実際はCNIRQ=10であるパルスを、CNIRQ=9で
あると誤認識する(ECU71が誤認識したNE割込カウンタC
NIRQの値を図7(B)に括弧書きで示す)。
従って、第7図(B)に示される例では、ECU71はCNI
RQ=10のパルスが入来することにより、CNIRQ=9に対
応した電磁スピル弁OFF時間TSPST9を第6図に示したマ
ップより求め、CNIRQ=10を始点として電磁スピル弁OFF
時間TSPST9を設定する。
しかるに、適正な燃料噴射制御を行うためには、CNIR
Q=10を始点として設定されるのはCNIRQ=10に対応した
電磁スピル弁OFF時間TSPST10でなければならないのに、
上記のようにCNIRQ=10のタイミングにおいてCNIRQ=9
に対応した電磁スピル弁OFF時間TSPST9が設定される
と、燃料噴射が停止される時刻は正規の燃料噴射停止タ
イミングよりも第7図に矢印TDELAYで示す分だけ長くな
り、よって燃料噴射時間が長くなってしまう(燃料噴射
量が多くなる)。このように、燃料噴射時間が正規の燃
料噴射停止タイミングからずれると、スモークの発生及
び排気エミッションが不良となってしまう。
そこで、本実施例ではパルスのパルス抜けを検出し、
パルス抜けが発生した時には、電磁スピル弁OFF時間TSP
STの算出を禁止することにより、燃料噴射時間が正規の
燃料噴射時間より長くなるのを防止し、よってスモーク
の発生防止及び排気エミッションの向上を図ることを目
的としている。
以下、第8図に示すフローチャートを用いてECU71が
実施する第2実施例に燃料噴射制御処理について説明す
る。
第8図に示す燃料噴射制御処理もNE割り込み処理とし
て実施される。先ずステップ200では、ECU71は現在の機
関状態が極低回転領域か否かを判定している。本実施例
では、極低回転領域をエンジン回転数(NE)が120rpm以
下であるか否かで判断する構成としている。そして、ス
テップ200において、現在の機関状態が極低回転領域で
はないと判断した場合には、パルス抜けが発生するおそ
れがないため、ステップ202以降の処理を行うことなく
処理を終了する構成としている。
また、ステップ200において、現在が極低回転領域で
あると判断された場合には、処理はステップ202に進
み、パルサ7に形成されている欠歯が回転数センサ35に
より正常に検出されているかどうか、換言すればNE割込
カウンタCNIRQの値が正しい値となっているかどうかが
判断される。
ステップ200において否定判断がされた場合、即ちNE
割込カウンタCNIRQの値が正しい値となっていない場合
には、正確な燃料噴射制御を行うことができないため、
ステップ204以降の処理を行うことなく処理を終了する
構成としている。
また、ステップ202において、NE割込カウンタCNIRQの
値が正しい値となっていると判断された場合には、処理
はステップ204に進み、TSP更新禁止フラグが禁止状態に
セットされているか否かを判定する。尚、このTSP更新
禁止フラグ、及びステップ202の処理については、説明
の便宜上、後述するものとする。
ステップ206においては、今回のNEパルス間隔TNINTを
算出し、算出されたNEパルス間隔TNINTが所定の予想パ
ルス間時間TNEINTに定数Cを乗算した値(以下、これを
総称して予想パルス間時間という)よりも長いか否かを
判定する。ここで、予想パルス間時間TNEINTとは、抜け
歯が発生していない場合に想定されるNEパルス間隔TNIN
Tの最大値であり、また定数Cは燃料噴射ポンプ1の特
性等により決定される補正値である。
よって、今回算出されたNEパルス間隔TNINTが、予想
パルス間時間よりも長い場合には、ECU71は抜け歯が発
生していると判断する。
これを第7図(A)を用いて説明すると、同図に示さ
れるように、CNIRQ=9,10が抜け歯となっている場合、C
NIRQ=10に対応するパルスがECU71に入力された際に算
出されるNEパルス間隔は、同図にTNINT(MISS)で示す
値となり、CNIRQ=9,10が抜け歯でない場合に比べて長
くなる。
よって、ステップ206では、抜け歯の発生を今回算出
されたNEパルス間隔TNINTの長さにより判定し、今回算
出されたNEパルス間隔TNINTが予想パルス間時間より長
い場合には抜け歯が発生していると判断し、短い場合に
は抜け歯の発生はないと判断する構成としている。
前記のように、抜け歯が発生している場合には、燃料
噴射時間が長くなり、スモークの発生及び排気エミッシ
ョンの低下が発生するおそれがある。このため、ステッ
プ206で肯定判断がされ、抜け歯が発生していると判定
された場合には、処理はステップ212に進み、TSP更新禁
止フラグを禁止状態にセットする。
即ち、TSP更新禁止フラグが禁止状態にセットされた
状態は、抜け歯が発生しており、スモークの発生及び排
気エミッションの低下が発生するおそれがある状態であ
る。
よって、次回のNE割り込みで第8図に示す燃料噴射制
御処理が実施される時は、今回の燃料噴射制御処理でTS
P更新禁止フラグが禁止状態にセットされているため、
ステップ204において肯定判断がされることとなる。ス
テップ204で肯定判断がされると燃料噴射制御処理は直
ちに終了する構成とされているため、よって後述するス
テップ208で行われる電磁スピル弁OFF時間TSPSTの算出
処理は禁止される。
一方、ステップ206で肯定判断がされて抜け歯の発生
がないと判定された場合には、処理はステップ208に進
み、第1実施例と同様にNE割込カウンタCNIRQ及びNEパ
ルス間隔TNINTより電磁スピル弁OFF時間TSPSTを演算す
る。続くステップ210では、次回のNE割り込み処理のス
テップ206で用いるため、予想パルス間時間TNEINTを算
出する。この予想パルス間時間TNEINTは、例えば今回の
NEパルス間隔TNINTとNE割込カウンタCNIRQとをパラメー
タとする2元マップ(図示せず)により求めることがで
きる。
上記のように、本実施例においては、ステップ206で
実施される処理(パルス抜け検出手段に相当する)によ
りパルス抜けの発生が検出された時には、電磁スピル弁
23の開時期の更新を禁止するため開弁時期が大幅に遅れ
る不都合を防止できる。
〔第3実施例) 次に、ECU71により実行される燃料噴射量制御処理の
第3実施例について第9図及び第10図を用いて説明す
る。第9図は本実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミングチャートであり、また第10図に示すフローチャー
トは、ECU71により実行される第3実施例に係る燃料噴
射制御処理を示している。尚、本実施例は、後述する特
許請求の範囲の第4項に対応するものである。
まず、第9図を用いて本実施例の基本的な原理につい
て説明する。
前記したように、パルサ7には欠歯が形成されてお
り、この欠歯検出位置を基準位置(始点)としてNE割込
カウンタCNIRQはカウントされる構成とされている。従
って、この欠歯位置(即ち基準位置)が適正に検出され
ないと、燃料噴射制御を精度よく行うことはできなくな
る。
一方、前記したように、極低回転時に発生するエンジ
ン回転変動に伴いエンジン回転数が検出限界回転数NE
LIMより低下すると、回転数センサ35はパルスを生成で
きなくなり、よって抜け歯が発生する。第9図に示す例
では、TDC近傍のNE割込カウンタCNIRQ=8〜10に対応す
るパルスが検出できず抜け歯となっている(破線で示し
ている)。
また、ECU71が行う欠歯の検出は、エンジン回転パル
スが所定パルス数検出されなかった場合に欠歯であると
判定する構成とされている。このため、上記のように抜
け歯が発生したことによりパルスが検出されなかった場
合も、ECU71はこれを欠歯と誤認識するおそれがある。
上記した各実施例の燃料噴射量制御処理では、エンジ
ン回転パルスが所定パルス数検出されなかった場合、こ
れが正規の欠歯によるものか、或いは抜け歯によるもの
かを判定する手段が設けられていなかった。また、燃料
噴射の開始タイミング(電磁スピル弁23を閉弁するタイ
ミング)は、欠歯検出時に設定されている。
従って、抜け歯を欠歯と誤検出した場合には、抜け歯
が発生し易いTDC近傍で電磁スピル弁23が閉弁されて燃
料噴射が開始されるおそれがある。一般に、TDC近傍は
燃料噴射を停止する時期であるため、上記のように欠歯
の誤検出によりTDC近傍において燃料噴射が開始される
と、実質的に常に燃料噴射を行ってる状態(即ち、従来
と同様な全量噴射と等価の状態)となり、スモークが多
く発生したり、排気エミッションが悪化してしまう。
そこで、本実施例では、ECU71により極低回転時に欠
歯が検出された際、検出された欠歯が正規のものか否か
を判定し、検出された欠歯が正規の欠歯である場合には
電磁スピル弁23を閉弁すると共に、機関状態に基づき算
出される所定のタイミングで電磁スピル弁を開弁する構
成とした。また、検出された欠歯が正規の欠歯でない場
合には、欠歯の検出した後既定のタイミングで強制的に
前記電磁スピル弁23を開弁する構成とした。
上記方法によれば、正規の欠歯でなければパルス抜け
と判断して既定のタイミングの後に電磁スピル弁を開弁
するため、誤って全量噴射が行われることを確実に防止
することができる。
以下、第10図に示すフローチャートを用いてECU71が
実施する第3実施例に燃料噴射制御処理について説明す
る。
第10図に示す燃料噴射制御処理もNE割り込み処理とし
て実施される。先ずステップ300においてECU71は入力さ
れたエンジン回転パルスに基づきNEパルス間隔TNINTを
演算すると共に、NE割込カウンタCNIRQのインクリメン
トを行う。
続くステップ302では、イグニションスイッチ78から
出力される始動信号が入力されたかどうかを判断する。
そして、イグニションスイッチ78がオン(SAT ON)と
なったと判断すると、処理をステップ304に進める。ス
テップ304においては、エンジン回転数が150rpm以下か
どうか、即ちエンジン回転数が極低回転時であるか否か
が判断される。
ステップ304でエンジン回転数が極低回転時であると
判断されると、処理はステップ306に進む。ステップ306
では、欠歯の検出が行われる。この欠歯の検出は、例え
ば前回のNE割り込み時に算出されたNEパルス間隔TNINT
n-1と、今回のNE割り込み時にステップ300で算出された
NEパルス間隔TNINTnとの差を求め、この差値が所定値よ
りも大きい場合には欠歯であると判定する。
よって、前記したように、単にステップ304による欠
歯検出処理のみでは、検出された欠歯が正規の欠歯か、
或いは抜け歯に起因したものかを判別することはできな
い。
上記のステップ302〜306の各処理において夫々肯定判
断がされた場合は、ECU71はステップ308〜ステップ312
の始動時燃料噴射処理を行う。
ステップ308では、ステップ306で検出された欠歯が正
規の欠歯か、或いは抜け歯に起因したものかを判別する
欠歯判別処理を行う。ここで、ステップ308で行われる
欠歯判別処理の原理について説明する。
第9図に示されるように、正規の欠歯の発生位置は、
エンジン回転数の高い位置である。これに対し、抜け歯
の発生位置はエンジン回転数の低いTDC近傍位置であ
る。また、エンジン回転数が高い時には、エンジン回転
パルスの間隔であるNEパルス間隔TNINTは短くなり、ま
たエンジン回転数が低い時には、NEパルス間隔TNINTは
長くなる特性を有している。
従って、ステップ306で欠歯検出された時点で、その
1回前のNE割り込み時に算出されたNEパルス間隔TNINT
n-1(以下、前回NEパルス間隔TNINTn-1という)の長さ
を調べることにより、正規の欠歯か、或いは抜け歯に起
因した欠歯かを判別することが可能となる。
第9図を用いて、これを更に具体的に説明する。第9
図に示す例では、ECU71は同図(B)に矢印A〜Dに示
す部位を欠歯と検出する。しかるに、検出された欠歯の
内、矢印B,Dで示す欠歯は正規の欠歯であるが、矢印A,C
で示すものは正規の欠歯ではなく抜け歯に起因した欠歯
である。
よって、欠歯が正規であるか否かを判定するために、
前回NEパルス間隔(TNINTn-1〜(TNINTn-1を記
憶しておき、各欠歯が検出された各時点で、前回NEパル
ス間隔(TNINTn-1〜(TNINTn-1が基準値TFIX
りも長いか否かを判定する。
ここで、基準値TFIXは、欠歯が正規であった場合の前
回NEパルス間隔TNINTn-1を予め実験により求めておき、
これに基づき決定された値(具体的には、前回NEパルス
間隔TNINTn-1の最大値)である。よって、前回NEパルス
間隔(TNINTn-1〜(TNINTn-1が基準値TFIXより
も長い場合には、正規の欠歯ではないと判定することが
でき、逆に前回NEパルス間隔(TNINTn-1〜(TNINT
n-1が基準値TFIXよりも短い場合には、正規の欠歯
であると判定することができる。
以上の原理に基づき、ステップ308では前回NEパルス
間隔TNINTn-1が基準値TFIXに対して短いか否かを判定す
る。そして、前回NEパルス間隔TNINTn-1が基準値TFIX
対して短いと判定した場合には、ステップ306で検出さ
れた欠歯は正規の欠歯であると判定し、ステップ310に
おいて電磁スピル弁23を閉弁処理する。これにより、燃
料噴射が開始される。
一方、ステップ308において、前回NEパルス間隔TNINT
n-1が基準値TFIXに対して長いと判定した場合には、ス
テップ306で検出された欠歯は正規の欠歯ではないと判
定し、処理はステップ312に進む。
ステップ312では、第11図を用いて後述する燃料噴射
制御のメインルーチンで求められる電磁スピル弁OFF時
間TSPSTと、現在の時刻とを加算してこの値をアウトプ
ットコンペアレジスタにセットする。
またステップ312において、ECU71は前記した第1実施
例と同様に電磁スピル弁駆動制御処理を行い、アウトプ
ットコンペアレジスタに格納されている電磁スピル弁OF
F時間TSPSTに基づき、最後のエンジン回転パルスの入力
時刻から電磁スピル弁OFF時間TSPSTだけ経過するのを待
って電磁スピル弁23をオフ(開弁)し、よって燃料噴射
は停止される。
上記のように、ステップ306で検出された欠歯をステ
ップ308で正規の欠歯か否かを判定し、正規の欠歯の場
合にはステップ310で電磁スピル弁23を閉弁することに
より燃料噴射を開始し、またステップ308で正規の欠歯
ではないと判定された場合にはステップ312により所定
の電磁スピル弁OFF時間TSPSTが経過するのを待って電磁
スピル弁23を開弁し燃料噴射を停止することにより、欠
歯の誤認識に起因した全量噴射を確実に防止することが
できる。
よって、スモークの発生量を低減できると共に排気エ
ミッションの向上を図ることができる。また、これに加
えて燃料噴射量の低減及びクランキングトルクの低下を
防止することもできる。
一方、上記したステップ302,303のいずれかの処理に
おいて否定判断がされた場合は、機関状態は極低速回転
時ではなくエンジン回転数は検出限界回転数NELIMより
高い状態である。
よって、この状態では抜け歯が発生することはなく、
検出される欠歯は常に正規の欠歯である。このため、ス
テップ302〜ステップ306のいずれかの処理において否定
判断がされた場合は、処理はステップ314に進み、機関
状態に応じて燃料噴射制御を行う通常処理を実行する。
ステップ314では、今回のNE割り込みにおけるNE割込
カウンタCNIRQの値がCNIRQ=3であるか否かが判定され
る。そして、CNIRQ=3である場合には、ステップ316で
電磁スピル弁23を閉弁して燃料噴射を開始する。また、
ステップ314でCNIRQ=3ではないと判断された場合に
は、ステップ316の処理を行うことなく、処理をステッ
プ318に進める。
続くステップ318では、今回のNE割り込みにおけるNE
割込カウンタCNIRQの値が電磁スピル弁OFFカウンタ値CA
NGであるか否かが判断される。この電磁スピル弁OFFカ
ウンタ値CANGは、第11図を用いて後述するメインルーチ
ンで算出される値である。尚、電磁スピル弁OFFカウン
タ値CANGの具体的な算出方法については、説明の便宜上
後述するものとする。
ステップ318で肯定判断がされると、処理はステップ3
20に進む。ステップ320では、第11図を用いて後述する
燃料噴射制御のメインルーチンで求められる電磁スピル
弁OFF余り時間TSPと現在の時刻とを加算して、この値を
アウトプットコンペアレジスタにセットする。
またECU71はステップ320において電磁スピル弁駆動制
御処理を行い、アウトプットコンペアレジスタに格納さ
れている電磁スピル弁OFF余り時間TSPに基づき、電磁ス
ピル弁OFFカウンタ値CANGに該当するエンジン回転パル
スの入力時刻から、電磁スピル弁OFF余り時間TSPが経過
するのを待って電磁スピル弁23をオフ(開弁)する。
ステップ320の処理が終了すると、またステップ318に
おいて否定判断がされると、処理はステップ322に進
む。ステップ322及びステップ234は、後述するメインル
ーチン処理で用いる基準パルス間隔TSを求める処理であ
る。ステップ322では、今回のNE割り込みによるNE割込
カウンタCNIRQの値が、前記した電磁スピル弁OFFカウン
タ値CANGに1を加算した値(CANG+1)であるか否かが
判断される。
そして、今回のNE割込カウンタCNIRQの値が、(CANG
+1)であると判断された場合には、処理はステップ32
4に進み、ステップ300で求められたNEパルス間隔TNINT
を基準パルス間隔TSとして記憶する。尚、ステップ322
で今回のNE割込カウンタCNIRQの値が、(CANG+1)で
はないと判断された場合には、ステップ324の処理を行
うことなく燃料噴射制御処理を終了する。
続いて、本実施例に係る燃料噴射制御処理のメインル
ーチンについて第11図を用いて説明する。
同図に示すステップ400及びステップ402は、前記した
通常処理において用いる電磁スピル弁OFFカウンタ値CAN
G及び電磁スピル弁OFF余り時間TSPを求める処理であ
る。
ステップ400においては、エンジン回転数(NE)とス
ロットルバルブ58の開度(スロットル開度ACCPと示す)
から、最終噴射量QFINを算出する。この最終噴射量QFIN
は、エンジン回転数NEとスロットル開度ACCPから求めら
れる現在の機関状態に最も適した燃料噴射量である。
尚、本実施例ではエンジン回転数NEとスロットル開度AC
CPから最終噴射量QFINを求めているが、これに加えエン
ジン水温(THW)を補正項として加える構成としてもよ
い。
ステップ400において最終噴射量QFINが算出される
と、続くステップ402では、エンジン回転数(NE)とス
テップ400で算出された最終噴射量QFINとに基づき最終
スピル角度QANGを算出する。この最終スピル角度QANG
は、最終噴射量QFINの燃料を噴射するのに要するクラン
ク角の回転角度として求められる。
上記のように最終スピル角度QANGが算出されると、こ
れに基づいて電磁スピル弁OFFカウンタ値CANG及び電磁
スピル弁OFF余り時間TSPが算出される。本実施例におい
ては、エンジン回転数パルスの1パルスに相当するクラ
ンク角度は7.7゜CAとされているため、最終スピル角度Q
ANGは、下式のように表すことができる。
QANG=7.5×(CANG−3)+θREM …(1) 上式において、電磁スピル弁OFFカウンタ値CANGから
3を減算しているのは、前記した第10図ステップ314に
おいて、燃料噴射開始位置をCNIRQ=3としているから
である。
また、上記(1)式においてθREMは余り角であり、
1パルスのクランク角度(7.5゜CA)に満たなかった角
度である。
よって、電磁スピル弁OFFカウンタ値CANGは、最終ス
ピル角度QANGを7.5゜CAで除算した時の整商に3を加算
した値として求めることができ(下式(2)に示す)、
また余り角θREMは最終スピル角度QANGを7.5゜CAで除算
した時の剰余として求めることができる。
CANG=(QANG/7.5)mod+3 …(2) 但し、(QANG/7.5)modは最終スピル角度QANGを7.5゜
CAで除算した時の整商を示す。
また、上記のように求められた余り角θREMは、1パ
ルスに相当するクランク角度(7.5゜CA)よりも小さい
ため、NE割込カウンタCNIRQを用いた制御はできない。
このため、余り角θREMを時間変換することにより電磁
スピル弁OFF余り時間TSPを求め、電磁スピル弁OFFカウ
ンタ値CANGを検出後、電磁スピル弁OFF余り時間TSPが経
過するのを待って電磁スピル弁23を開弁することによ
り、最終噴射量QFINの燃料が噴射されるよう構成してい
る。
この電磁スピル弁OFF余り時間TSPは、第10図のステッ
プ324で求められる電磁スピル弁OFFカウンタ値が(CANG
+1)の時におけるNEパルス間隔TNINTである基準パル
ス間隔TSに基づき、下式により求めることができる。
TSP=(θREM/7.5)×TS …(3) 続くステップ404では、極低速回転時における燃料噴
射制御処理において用いる電磁スピル弁OFF時間TSPSTを
求める。この電磁スピル弁OFF時間TSPSTは、第1実施例
で示したステップ107(第4図参照)と同様に、NE割込
カウンタCNIRQ及びNEパルス間隔TNINTに基づき、第6図
に示されるマップから求める。
ステップ404で電磁スピル弁OFF時間TSPSTが求められ
る、続くステップ406及び407において、この電磁スピル
弁OFF時間TSPSTに対する補正処理が行われる。
ステップ406では、ステップ404で求められた電磁スピ
ル弁OFF時間TSPSTに対してポンプ特性補正が行われる。
一般に燃料噴射ポンプ1には、機器誤差等に起因して若
干のポンプ特性に差が生じている。このポンプ特性差は
特にエンジン回転数が極低回転時に大きな影響を及ぼす
ため、精度の高い燃料噴射制御処理を行うためには、電
磁スピル弁OFF時間TSPSTをポンプ特性に応じて補正する
のが望ましい。
そこで本実施例では、第12図に示すマップに基づき、
ポンプ特性補正値VRPに応じて電磁スピル弁OFF時間TSPS
Tを補正する構成とした。この構成とすることにより、
燃料噴射ポンプ1にポンプ特性差が生じていても、正確
な電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求めることができる。
また、ステップ408では、電磁スピル弁OFF時間TSPST
に対してエンジン始動時増量補正が行われる。このエン
ジン始動時増量補正は、イグニションスイッチ78がオン
(ON)された後の時間を計測しておき、エンジン始動時
に所定時間が経過した以降は電磁スピル弁OFF時間TSPST
を徐々に長くする補正である。
第13図は、始動時増量補正係数KSTAONを示すマップで
あり、この始動時増量補正係数KSTAONを電磁スピル弁OF
F時間TSPSTに乗算することにより、電磁スピル弁OFF時
間TSPSTを補正する構成とされている。
同図に示されるように、本実施例においてはイグニシ
ョンスイッチ78がオンされた後2秒間はKSTAON=1であ
るため、ステップ404,406で求められた電磁スピル弁OFF
時間TSPSTをそのまま用いて電磁スピル弁23の開弁時を
決定している。しかるに、2秒経過後は始動時増量補正
係数KSATONは次第に増加しており、これに伴い電磁スピ
ル弁OFF時間TSPSTも長くなる。
よって、所定時間(本実施例では2秒)経過しても始
動されない場合には、電磁スピル弁OFF時間TSPSTが長く
なることにより燃料噴射量が増大し、よって始動性を向
上させることが可能となる。尚、始動時増量補正係数K
SATONに上限を持たせるため、10秒経過後は始動時増量
補正係数KSTAONが増加しないよう構成されている。
上記一連の処理が終了することにより、燃料噴射制御
処理のメインルーチンは終了する。
〔第4実施例) 次に、ECU71により実行される燃料噴射量制御処理の
第4実施例について第14図乃至第17図を用いて説明す
る。第14図は本実施例の基本原理を説明するためのタイ
ミングチャートであり、また第15図に示すフローチャー
トは、ECU71により実行される第4実施例に係る燃料噴
射制御処理を示している。尚、本実施例は、後述する特
許請求の範囲の第5項に対応するものである。
まず、第14図を用いて本実施例の基本的な原理につい
て説明する。機関状態が極低回転となるのは概ね始動時
に限られるが、極低回転となる要因としては、(1)主
にバッテリのへたりによるものと、(2)低温によるフ
リクションが大きくなることによるものの二つがある。
第14図に実線で示すエンジン回転変動特性(矢印Aで
示す)は、バッテリのへたりが発生しておらず、かつ比
較的エンジン水温(THW)が高い場合の特性を示してい
る。また、一点鎖線で示すエンジン回転変動特性(矢印
Bで示す)は、バッテリのへたりが発生しておらず、か
つエンジン水温THWが低い場合の特性を示している。更
に、破線で示すエンジン回転変動特性(矢印Cで示す)
は、バッテリにへたりが発生しており、かつ比較的エン
ジン水温THWが高い場合の特性を示している。尚、ここ
で水温(THW)はエンジン温度の代表値として用いてい
る。
同図に示されるように、バッテリにへたりが発生して
おらず、かつエンジン水温THWが高い場合には、エンジ
ン回転は検出限界回転数NELIMより高い状態となってお
り、エンジン回転数パルスは1サイクルの全ての領域に
おいて検出可能な状態となっている。
これに対し、エンジン水温THWが低い場合には、エン
ジン回転は1サイクル内において検出限界回転数NELIM
より低い領域が存在し、エンジン回転数パルスの検出不
能領域が存在する状態となっている。
また、エンジン水温の高い場合のエンジン回転変動パ
ターンと、エンジン水温の低い場合のエンジン回転変動
パターンとは、略同一のパターンとなっている。従っ
て、エンジン水温が上下することにより、エンジン回転
変動特性は所定のエンジン回転変動パターンを維持しつ
つ図中上下方向にシフトする特性変化を示す。
これに対し、バッテリにへたりが発生している時のエ
ンジン回転変動パターンは、上記したバッテリにへたり
が発生していない場合のエンジン回転変動パターン(矢
印A,Bで示す)に比べて異なった変動パターンを示す。
具体的には、バッテリにへたりが発生している場合の
エンジン回転変動パターンは、TDC近傍において急激に
エンジン回転数が低下する特性を示す。従って、同図に
示されるように比較的エンジン水温THWが高い場合であ
っても、エンジン回転数パルスの検出不能領域が発生す
る。
上記のように、バッテリのへたりの有無により、エン
ジン回転変動パターンは2種類のパターンを示す。従っ
て、上記した各実施例のように、単にNE割込カウンタCN
IRQ及びNEパルス間隔TNINTから一義的に電磁スピル弁OF
F時間TSPSTを設定すると、電磁スピル弁23の開弁タイミ
ングが実情に合わず、燃料噴射制御の精度が低下するお
それがある。
そこで本実施例では、電磁スピル弁OFF時間TSPSTを設
定するに際し、エンジン水温THWに応じて電磁スピル弁O
FF時間TSPSTを補正する構成とした。
具体的には、上記したようにバッテリが正常でかつエ
ンジン水温THWが比較的高い場合には、エンジン回転パ
ルスの検出不能領域は発生しないため、エンジン水温TH
Wが高くかつ極低回転領域が発生した場合には、バッテ
リにへたりが発生していると判定することができる。
よって、エンジン水温THWが高くかつ極低回転領域が
発生した場合には、電磁スピル弁OFF時間TSPSTに、バッ
テリにへたりが発生した時のエンジン回転変動パターン
(矢印Cで示すパターン)に対応するよう補正を行うこ
とにより、電磁スピル弁23の開弁時期を適正に設定する
ことができ、精度の高い燃料噴射制御を行うことが可能
となる。
以下、第15図に示すフローチャートを用いてECU71が
実施する第4実施例に燃料噴射制御処理について説明す
る。
第15図に示す燃料噴射制御処理もNE割り込み処理とし
て実施される。先ずステップ500において、現在の機関
状態が始動時制御実行条件を満たしているか否かが判定
される。ここで、始動時制御実行条件を満たした状態と
は、例えばイグニションスイッチ78がオンとされてお
り、エンジン回転数が150rpm以下であるという条件を共
に満たしている状態、換言すれば始動時でかつエンジン
回転数が極低回転状態をいう。
ステップ500で始動時制御実行条件を満たしていない
と判断された場合には、ステップ502以降の極低回転に
おける燃料噴射制御を行う必要はないため、本ルーチン
を終了する。一方、ステップ500で始動時制御実行条件
を満たしていると判断された場合には、処理はステップ
502に進む。
ステップ502では、先ずECU71は入力されたエンジン回
転パルスに基づきNEパルス間隔TNINTを算出すると共
に、NE割込カウンタCNIRQのインクリメントを行う。
続いてECU71は、算出されたNEパルス間隔TNINT及びNE
割込カウンタCNIRQに基づき、予め求められROM82内に格
納されているNEパルス間隔TNINTとNE割込カウンタCNIRQ
との2元マップ(図示せず)から、基準電磁スピル弁OF
F時間TSPST0(以下、単に基準OFF時間TSPST0という)を
算出する。
続くステップ506では、ECU71は水温センサ75の出力に
基づき算出されるエンジン水温THWから、TSPST温度補正
係数KTSPSTを求める。このTSPST温度補正係数K
TSPSTは、第16図及び第17図に示すエンジン水温THWの一
元マップから求められる。
尚、第16図は実際にECU71のROM82に格納されマップで
あり、第17図はエンジン水温THWとTSPST温度補正係数K
TSPSTとの関係をグラフ化したものである。
第16図及び第17図より、エンジン水温THWが低温時
(本実施例では−20℃)においてTSPST温度補正係数K
TSPSTは1とされており(KTSPST=1)、エンジン水温T
HWが上昇するに従いTSPST温度補正係数KTSPSTは漸次増
大するよう設定されている。
続くステップ508では、ステップ506で求められたTSPS
T温度補正係数KTSPSTにより、ステップ502で算出された
基準OFF時間TSPST0を補正し、これを電磁スピル弁OFF時
間TSPSTとすると共に、この電磁スピル弁OFF時間TSPST
と現在の時刻とを加算し、加算された値をアウトプット
コンペアレジスタ(図示せず)にセットする。
上記のように、TSPST温度補正係数KTSPSTはエンジン
水温THWの上昇に伴い漸次増大するよう設定されてい
る。従って、エンジン水温THWが低温時(−20℃)でか
つステップ500により始動時制御実行条件が満たされて
いると判断された時は、KTSPST=1であるためステップ
502で算出された基準OFF時間TSPST0は、補正されること
なくそのままの値が電磁スピル弁OFF時間TSPSTとなる。
一方、エンジン水温THWが高くなると、これに伴いTSP
ST温度補正係数KTSPSTは大きくなるため、このTSPST温
度補正係数KTSPSTによる基準OFF時間TSPST0の補正量は
大きくなる。即ち、始動時制御実行条件が満たされた状
態下でエンジン水温THWが上昇すると、TSPST温度補正係
数KTSPSTによる基準OFF時間TSPST0の補正量は大きくな
る。
前記したように、エンジン水温THWが高く、かつエン
ジン回転数が極低回転状態(即ち、始動時制御実行条件
が満たされた状態)は、バッテリのへたりが発生してい
る状態である。また、TSPST温度補正係数KTSPSTの値
は、エンジン水温THWが高くなる程、バッテリのへたり
に対応したエンジン回転変動パターンを強く反映した値
に設定されている。
従って、本実施例に係る燃料噴射制御を実行すること
により、低温域ではフリクション大による回転変動パタ
ーンに合った電磁スピル弁23の開弁時期を設定すること
ができ、また高温域ではバッテリのへたりによる回転変
動パターンに合った電磁スピル弁23の開弁時期を設定す
ることができ、精度の高い燃料噴射制御を行うことが可
能となる。
第18図及び第19図は、上記した第4実施例の変形例を
示している。第18図は第4実施例の変形例である燃料噴
射制御処理を示すフローチャートであり、また第19図は
本実施例において電磁スピル弁OFF時間TSPSTを算出する
原理を説明するための図である。
第18図に示すステップ600は、前記した第15図のステ
ップ500と同一の処理であり、始動時制御実行条件が成
立しているか否かが判定される。
ステップ600において始動時制御実行条件が成立して
いると判断された場合には、ステップ602において先ずE
CU71は入力されたエンジン回転パルスに基づきNEパルス
間隔TNINTを算出すると共に、NE割込カウンタCNIRQのイ
ンクリメントを行う。
続いてECU71は、算出されたNEパルス間隔TNINT及びNE
割込カウンタCNIRQに基づき、予め求められているNEパ
ルス間隔TNINTとNE割込カウンタCNIRQとの2元マップ
(本変形例の構成では、高温用マップと低温用マップの
二つのマップを有している)より高温時電磁スピル弁OF
F時間TSPSTH(以下、単に高温時OFF時間TSPSTHという)
及び低温時電磁スピル弁OFF時間TSPSTL(以下、単に低
温時OFF時間TSPSTLという)を算出する。
尚、本実施例では、低温時のエンジン水温THWとして
−20℃が設定されており、高温時のエンジン水温THWと
して+40℃が設定されている。
続くステップ604では、ステップ602で求められた高温
時OFF時間TSPSTHと低温時OFF時間TSPSTLとに基づき電磁
スピル弁OFF時間TSPSTを算出する。
具体的な電磁スピル弁OFF時間TSPSTの算出方法を第19
図を用いて説明する。同図において横軸はエンジン水温
を示しており、縦軸は電磁スピル弁OFF時間TSPSTを示し
ている。
前記したステップ602の処理により、高温時OFF時間TS
PSTHと低温時OFF時間TSPSTLとは求められており、その
間の電磁スピル弁OFF時間TSPSTの特性変化は、同図に示
されるように、温度上昇に伴い電磁スピル弁OFF時間TSP
STが長くなる略直線状の特性となっている。いま、第19
図に示されるエンジン水温がTHWにおける電磁スピル弁O
FF時間TSPSTを求めようとした場合、上記のように電磁
スピル弁OFF時間TSPSTのエンジン水温に対する特性変化
は略直線状であるため、図中a,b,cで特定される三角形
に相似式を適用することができ、下式を得ることができ
る。
(TSPSTH−TSPSTL):(TSPST−TSPSTL)= {40−(−20)}:{THW−(−20)} また、上式を電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求める式と
して整理すると、 TSPST=[(TSPSTH−TSPSTL)×{THW−(−20)}]÷ {40−(−20)}+TSPSTL ……(4) となる。
上記の(4)式において、高温時OFF時間TSPSTH及び
低温時OFF時間TSPSTLは、ステップ602の処理により既知
であるため、水温センサ75の出力に基づき算出されるエ
ンジン水温THWを(4)式に代入することにより、当該
水温時における最適な電磁スピル弁OFF時間TSPSTを求め
ることができる。
上記の如く電磁スピル弁OFF時間TSPSTが算出される
と、ECU71は算出された電磁スピル弁OFF時間TSPSTと現
在の時刻とを加算し、加算された値をアウトプットコン
ペアレジスタにセットする。
第19図を用いて説明したように、電磁スピル弁OFF時
間TSPSTの特性変化は、温度上昇に伴い電磁スピル弁OFF
時間TSPSTが長くなる特性となっている。このため、始
動時制御実行条件が満たされた状態下でエンジン水温TH
Wが上昇すると、この水温上昇に伴い演算設定される電
磁スピル弁OFF時間TSPSTも長くなる。
前記したように、エンジン水温THWが高くかつエンジ
ン回転数が極低回転状態(即ち、始動時制御実行条件が
満たされた状態)は、バッテリのへたりが発生している
状態である。
また、低温時の回転変動パターン及び高温時の回転変
動パターンは高温時OFF時間TSPSTH及び低温時OFF時間TS
PSTLを求める時に用いられる高温用マップ及び低温用マ
ップに反映されている。
従って、本変形例に係る燃料噴射制御を実行すること
によっても、低温域ではフリクション大による回転変動
パターンに合った電磁スピル弁23の開弁時期を設定する
ことができ、また高温域ではバッテリのへたりによる回
転変動パターンに合った電磁スピル弁23の開弁時期を設
定することが可能となり、精度の高い燃料噴射制御を行
うことができる。
〔第5実施例) 次に、ECU71により実行される燃料噴射量制御処理の
第5実施例について第21図及び第22図を用いて説明す
る。尚、本実施例は、後述する特許請求の範囲の第6項
に対応するものである。
前記した第1乃至第4実施例では、極低回転時にNE割
込カウンタCNIRQ及びNEパルス間隔TNINTより電磁スピル
弁OFF時間TSPSTを演算する構成とされていた。
しかるに、この構成ではNE割込カウンタCNIRQが求め
られていないと電磁スピル弁OFF時間TSPSTを算出するこ
とはできない。従って、欠歯検出前(基準信号検出前)
においては、NE割込カウンタCNIRQをカウントすること
ができないため、電磁スピル弁OFF時間TSPSTを算出する
ことはできなくなってしまう。しかるに、精度の高い燃
料噴射制御処理を行うためには、欠歯検出前において
も、機関状態に対応させて電磁スピル弁23を開閉制御す
ることが望ましい。
そこで本実施例では、基準信号検出前はNEパルス間隔
TNINTを検出し、このNEパルス間隔TNINTの変化状態から
回転角度位置を推定して、電磁スピル弁23の開閉制御を
行うことを特徴とするものである。
即ち、欠歯が検出される前の状態にあっても、回転数
センサ35はエンジン回転パルスを出力しており、よって
2個のエンジン回転パルスが出力された時点でパルス間
隔であるNEパルス間隔TNINTを求めることができる。
また、第4実施例で説明したように、バッテリにへた
りが発生していない場合には、エンジン回転変動パター
ンは略等しくなっており、第14図に示されるように、エ
ンジン水温THWの変化により、回転変動域が高速回転域
と低速回転域との間でシフトする特性を示す(矢印Aで
示す特性と、矢印Bで示す特性)。
また、前記したように、NE割込カウンタCNIRQの値とN
Eパルス間隔TNINTとは相関関係があり、第14図を用いて
説明すれば、例えばCNIRQ=0の位置はエンジン回転数
が高く、よってNEパルス間隔TNINTは短くなっている。
これに対してTDC近傍のCNIRQ=9の位置はエンジン回転
数が低く、よってNEパルス間隔TNINTは長くなってい
る。更に、上記のようにエンジン回転数はエンジン水温
THWにより変化し、よってNEパルス間隔TNINTはエンジン
水温THWの変化に伴い変動する。
上記の事項をまとめると、NE割込カウンタCNIRQの値
は、NEパルス間隔TNINTとエンジン水温THWとに基づき推
定することが可能となる。第21図は、上記した原理に基
づき求められたNEパルス間隔TNINTとエンジン水温THWと
をパラメータとする2元マップである。この2元マップ
は、実験室で実験された実測値に基づき求められたもの
である。この第21図に示す2元マップを用いることによ
り、NEパルス間隔TNINTとエンジン水温THWとに基づきNE
割込カウンタCNIRQを推定することが可能となる。
続いて、上記の原理に基づき行われる燃料噴射制御に
ついて第21図を用いて説明する。
ステップ700では、回転数センサ35が出力するエンジ
ン回転パルス(エンジン回転パルスは始動と共に出力が
開始される)に基づき、ECU71は基準位置前エンジン回
転パルスC(以下、単に基準位置前パルス数Cという)
を1カウントだけインクリメントする。
この基準位置前パルス数Cは、NE割込カウンタCNIRQ
と異なり、エンジンが始動したと同時にカウントが開始
されるものである。また、この基準位置前パルス数C
は、欠歯が検出された時点で初期化される(C=0とさ
れる)構成となっている。
続くステップ702では、ステップ700で算出された基準
位置前パルス数CがC=2であるか否かが判定される。
ここで、基準位置前パルス数CがC=2であるか否かを
判定するのは、後述するようにNEパルス間隔TNINTを算
出するタイミングを決定するためである。
即ち、NEパルス間隔TNINTは、エンジン回転パルスが
2パルス以上入力された時点で算出することが可能であ
り、本実施例ではエンジン回転パルスが2パルス入力さ
れた時点、即ち基準位置前パルス数CがC=2であるタ
イミングでNEパルス間隔TNINTを算出する構成とされて
いる。
続くステップ704では、水温センサ75の出力に基づき
エンジン水温THWを算出し、算出されたエンジン水温THW
が0℃以下か否かを判定する。
そして、前記したステップ702,704で共に肯定判断が
された場合には、処理はステップ706に進む。ステップ7
06では、基準位置前パルス数CがC=2であるため、入
力され2個のエンジン回転パルス間の入力時刻に基づき
NEパルス間隔TNINTを算出する。続いて、算出されたNE
パルス間隔TNINTと、ステップ704で求められているエン
ジン水温THWとに基づき、前記した第21図に示す2元マ
ップからNE割込カウンタCNIRQを推定する。
尚、ステップ702で否定判断がされた場合には、NEパ
ルス間隔TNINTを算出するタイミングではないため、ま
たステップ704で否定判断がされた場合には、エンジン
水温THWが比較的高く欠歯が検出されるまで燃料噴射制
御を行わなくても始動性は確保されるため、ステップ70
6の処理は行わずステップ708の処理に進む構成とした。
ステップ708では、ステップ706で推定されたNE割込カ
ウンタCNIRQの値が1<CNIRQ<10であるか否がが判定さ
れる。
ここで、再び第14図を参照すると、NE割込カウンタCN
IRQの値が1<CNIRQ<10である範囲は、同図(C)に示
されるように電磁スピル弁23が閉弁(ON)した状態であ
る。また、NE割込カウンタCNIRQの値がCNIRQ≧10である
範囲は電磁スピル弁23が開弁(OFF)した状態である。
このため、ステップ708でNE割込カウンタCNIRQの値が
1<CNIRQ<10であると判断された場合には、ステップ7
10に進み、電磁スピル弁23を閉弁(ON)する構成とされ
ている。一方、ステップ708でNE割込カウンタCNIRQがCN
IRQ≧10であると判断された場合には、ステップ712に進
み、電磁スピル弁23を開弁(OFF)する構成とされてい
る。
尚、続くステップ714では、NE割込カウンタCNIRQを用
いて実施されるその他の各種制御処理が行われる。
本実施例によれば、基準位置(欠歯)が検出される前
に始動を行う場合、NEパルス間隔TNINT及びエンジン水
温THWに基づきNE割込カウンタCNIRQを推定して電磁スピ
ル弁23の開閉制御を行うため、前記した各実施例におい
ては制御不能であった領域においてスモークの発生を抑
制することが可能となり、また全量噴射に比べてエミッ
ションの向上を図ることができる。
尚、上記した実施例では、NE割込カウンタCNIRQを推
定するためのパラメータとしてエンジン水温THWを用い
た例を示したが、このエンジン水温THWに代えて、例え
ばエンジンオイル温度,吸気温度をパラメータとして用
いることも可能である。
〔第6実施例) 次に、ECU71により実行される燃料噴射量制御処理の
第6実施例について第23図を用いて説明する。尚、本実
施例も、後述する特許請求の範囲の第6項に対応するも
のである。
本実施例も、前記した第5実施例と同様に、基準位置
(欠歯)検出前においても電磁スピル弁23の開閉制御を
行うことを目的とする。まず、本実施例の原理について
説明する。
第5実施例で説明したように、欠歯検出前(基準信号
検出前)においては、NE割込カウンタCNIRQを用いて電
磁スピル弁23の開閉制御を行うことはできない。しかる
に、始動後にエンジン回転パルスが2個以上出力されれ
ば、NEパルス間隔TNINTを求めることは可能である。
そこで本実施例では、前回のNE割り込み時に算出され
た前回NEパルス間隔TNINT(i-1)を記憶しておき、この前
回NEパルス間隔TNINT(i-1)と今回のNE割り込み時に算出
された今回NEパルス間隔TNINT(i)とに基づき、エンジン
回転変動が上昇時期か或いは下降時期かを判断し、これ
に基づき電磁スピル弁23の開閉制御を行うことを特徴と
するものである。
第9図を用いて上記の事項を更に詳細に説明する。
同図を参照すると、電磁スピル弁23の閉弁(ON)する
のは、エンジン回転数の変動が下降状態の時である。一
方、電磁スピル弁23を開弁(OFF)するのは、エンジン
回転数の変動が上昇状態の時である。
一方、エンジン回転数の変動はNEパルス間隔TNINTに
よりその傾向を検知することができる。即ち、上記した
前回NEパルス間隔TNINT(i-1)と今回NEパルス間隔TNINT
(i)とを比較し、TNINT(i-1)>TNINT(i)である場合には
エンジン回転数の変動が下降状態であると判断でき、TN
INT(i-1)<TNINT(i)である場合にはエンジン回転数の変
動が上昇状態であると判断できる。
よって、TNINT(i-1)>TNINT(i)である場合には電磁ス
ピル弁23を閉弁し、TNINT(i-1)<TNINT(i)である場合に
は電磁スピル弁23を開弁する構成とすることにより、基
準位置(欠歯)が検出される前においても、機関状態に
対応した適正な電磁スピル弁23の開閉制御を行うことが
可能となる。
続いて、上記の原理に基づき行われる燃料噴射制御に
ついて第22図を用いて説明する。
ステップ800では、欠歯判定(基準位置の検出)がさ
れたか否かを判定する。欠歯が判定された場合には、前
記したようにNE割込カウンタCNIRQが求められるため、
ステップ802以降の欠歯判定前処理は不要であるため、
本ルーチン処理を終了する。
一方、ステップ800において欠歯判定がされていない
と判断された場合には、処理はステップ802に進む。ス
テップ802では、ECU71は回転数センサ35が出力するエン
ジン回転パルスに基づき、NEパルス間隔TNINTを算出
し、これを今回NEパルス間隔TNINT(i)とする。そして、
前回のNE割り込み時に算出され、RAM84に記憶しておい
た前回NEパルス間隔TNINT(i-1)と、今回NEパルス間隔TN
INT(i)とを比較処理する。
そして、ステップ802で肯定判断がされた場合(TNINT
(i-1)>TNINT(i))には、エンジン回転数の変動が下降
状態であると判断できるため、処理はステップ804に進
み、電磁スピル弁23を閉弁(ON)する構成とされてい
る。
一方、ステップ802で否定判断がされた場合(TNINT
(i-1)<TNINT(i))には、エンジン回転数の変動が上昇
状態であると判断できるため、処理はステップ806に進
み、電磁スピル弁23を開弁(OFF)する構成とされてい
る。
尚、続くステップ808では、NE割込カウンタCNIRQの値
をCNIRQ=10と設定している。これは、第19図に示され
るように、エンジン回転変動が上昇に転じるのは、NE割
込カウンタCNIRQの値がCNIRQ=10の位置近傍であるため
である。このように、NE割込カウンタCNIRQを推定する
ことにより、NE割込カウンタCNIRQを用いた他の制御処
理を欠歯判定前に実施することができる。
上記のように、本実施例によれば、前回NEパルス間隔
TNINT(i-1)と今回NEパルス間隔TNINT(i)とに基づき、エ
ンジン回転変動が上昇時期か或いは下降時期かを判断
し、これに基づき電磁スピル弁23の開閉制御を行うた
め、前記した第1乃至第4実施例においては制御不能で
あった領域において、スモークの発生を抑制することが
可能となり、また全量噴射に比べてエミッションの向上
を図ることができる。
〔第7実施例) 次に、ECU71により実行される燃料噴射量制御処理の
第7実施例について第24図を用いて説明する。尚、本実
施例は、後述する特許請求の範囲の第7項に対応するも
のである。
本実施例も、前記した第5実施例と同様に、基準位置
(欠歯)検出前においても電磁スピル弁23の開閉制御を
行うことを目的とする。まず、本実施例の原理について
説明する。
基準位置(欠歯)検出前において電磁スピル弁23の開
閉制御を行いたい機関状態は、エンジン水温THWが低い
状態である。即ち、エンジン水温THWが低い状態ではク
ランキング回転数が低く始動性が悪いため、基準位置検
出前においても燃料噴射を行い始動特性を向上させた
い。しかるに、エンジン停止後に直ちに再始動するよう
なエンジン水温THWが高い状態ではクランキング回転数
が高く始動性は良好であるため、基準位置が検出される
まで燃料噴射制御を実施するのを待っても始動性が損な
われるようなことはない。
このため、本実施例では、基準位置検出前はエンジン
水温THWを検出しエンジン水温THWが所定温度(本実施例
では0℃)以下ならば電磁スピル弁23を閉弁して全量噴
射を行い、エンジン水温THWが所定温度以上ならば燃料
噴射を禁止する構成としたことを特徴とするものであ
る。
続いて、上記の原理に基づき行われる燃料噴射制御に
ついて第23図を用いて説明する。
ステップ900では、欠歯判定(基準位置の検出)がさ
れたか否かを判定する。欠歯が判定された場合には、前
記したようにNE割込カウンタCNIRQ求められるため、ス
テップ902以降の欠歯判定前処理は不要であるため、本
ルーチ処理を終了する。
一方、ステップ900において欠歯判定がされていない
と判断された場合には、処理はステップ902に進む。ス
テップ802では、ECU71は水温センサ75の出力に基づきエ
ンジン水温THWを算出し、算出されたエンジン水温THWが
0℃以下か否かを判定する。
そして、ステップ902において否定判断がされた場合
(THW≦0)には、エンジン水温THWは低いため処理はス
テップ904に進み、電磁スピル弁23を閉弁し燃料噴射を
開始する。一方、ステップ902において肯定判断がされ
た場合(THW>0)には、エンジン水温THWは高いため処
理はステップ904に進み、電磁スピル弁23を開弁し燃料
噴射を禁止する。
本実施例によれば、エンジンの温度(エンジン水温TH
W)に拘わらず始動性を向上させることができる。即
ち、エンジン水温THWの高温時は確実に短時間で始動が
完了するため、最初の基準位置が検出されてから燃料噴
射制御処理を行っても始動性に影響はない。一方、エン
ジン水温THWの低温時は始動性が悪いために可能な限り
早くから燃料噴射を開始する必要があるが、本実施例の
燃料噴射制御方法では、低温時は最初の基準位置の前に
全量噴射を行う構成とされているため、始動性を向上さ
せることができる。
〔第8実施例) 次に、本発明の第4実施例について第24図及び第25図
を用いて説明する。本実施例は、上記した各実施例に示
した燃料噴射量制御処理に用いる極低回転数検出装置に
関するものである。第24図は本実施例の基本原理を説明
するためのタイミングチャートであり、また第25図に示
すフローチャートは、極低回転数検出装置が実施する極
低回転数検出処理を示している。尚、本実施例は、後述
する特許請求の範囲の第8項に対応するものである。
まず、第24図を用いて本実施例の基本的な原理につい
て説明する。
まず、従来一般的に行われている回転数検出処理につ
いて説明する。エンジンの回転数(NE)を検出する方法
としては、クランクシャフトが180゜CA回転するのに要
する時間(以下、180゜CA回転時間T180という)を算出
し、算出された180゜CA回転時間T180を下式に代入する
ことにより、エンジンの回転数(平均回転数)を算出す
る方法が取られている。
NE(rpm)=60(S)/(T180(S)×2) …(5) また、180゜CA回転時間T180を算出する方法として
は、45゜CA毎の回転時間T45(以下、45゜CA回転時間T45
という)を算出しておき、これを4回分加算処理するこ
とにより求めている。
第24図を用いて上記の算出方法を更に詳述する。尚、
以下の説明では、エンジン回転数パルスの1パルスに相
当するクランク角度は11.25゜CAであるものとして説明
する。
先ず、45゜CA回転時間T45の算出は、NE割込カウンタC
NIRQの値に基づき演算される構成となっており、同図に
示す例では、NE割込カウンタCNIRQの値がCNIRQ=1,5,9,
13の各タイミングで45゜CA回転時間T45は演算される。
例えば、45゜CA回転時間T45(1)の場合には、CNIRQ=1
3の時の時刻を記憶しておき、CNIRQ=1に相当するエン
ジン回転パルスが出力された時刻との差を演算すること
により求められる。第24図に示されたT45(1)〜T45(5)
同様な方法によりNE割込カウンタCNIRQの値により所定
のタイミングで演算される。
また、NE割込カウンタCNIRQの値がCNIRQ=1,5,9,13の
各タイミングでは、180゜CA回転時間T180も合わせて演
算される。例えば、同図に示す例では、NE割込カウンタ
CNIRQの値がCNIRQ=13のタイミングで、下記の式に基づ
き180゜CA回転時間T180(1)が算出される。
T180(1)=T45(1)+T45(2)+T45(3)+T45(4) …(6) 更に、次のNE割込カウンタCNIRQの値がCNIRQ=1のタ
イミングでは、下記の式に基づき180゜CA回転時間T180
(2)が算出される。
T180(2)=T45(2)+T45(2)+T45(4)+T45(5) …(7) このように従来の回転検出装置では、クランク角度に
して45゜CA毎に、45゜CA回転時間T45と、180゜CA回転時
間T180を算出し、これに基づきエンジンの回転数(平均
回転数)を上記した(5)式により算出する方法が取ら
れていた。
上記した従来の回転数の検出方法では、抜け歯が存在
しない場合には正確なエンジン回転数を求めることがで
きる。しかるに、上記した各実施例で説明したように、
極低回転時においては抜け歯が発生するおそれがあり、
抜け歯が発生した場合には、従来の回転数の検出方法で
は、正確な回転数検出を行えなくなってしまう。以下、
その理由を述べる。
いま、第24図に示されるように、NE割込カウンタCNIR
QのCNIRQ=7〜9に相当するエンジン回転パルスが抜け
歯となった場合を想定する。すると、CNIRQ=13〜1に
相当する45゜CA回転時間T45(1)及びCNIRQ=1〜5に相
当する45゜CA回転時間T45(2)は正常に算出することがで
きるが、次のCNIRQ=5〜9に相当する45゜CA回転時間
(特にMT45(3)と示す)は適正に算出することができな
くなる。
即ち、CNIRQ=7〜9に相当するエンジン回転パルス
が抜け歯となると、抜け歯の発生後、最初に出力される
エンジン回転パルス(抜け歯が発生していなけばCNIRQ
=10のパルス)を、ECU71はCNIRQ=7のパルスであると
誤認識する。従って、抜け歯発生時に算出される45゜CA
回転時間MT45(3)は、正常な状態における45゜CA回転時
間MT45(3)に対して長い値となってしまう(MT45(3)>MT
45(3))。
更に、続く45゜CA回転時間T45(4)の算出にあっては、
抜け歯の発生によりECU71はCNIRQ=13に相当するパルス
の検知ができないことになり、45゜CA回転時間T45(4)
算出することができなくなる。従って、45゜CA回転時間
T45に基づき算出される180゜CA回転時間T180の算出もで
きなくなり、よってエンジン回転数の検出は不能とな
る。
そこで本実施例では、エンジン回転パルスは極低回転
時においても全部が検出不能となるものではなく、サイ
クル毎に少なくとも一つのパルスは確実に発生するとい
う経験則に基づき、必ず出力されるパルスのパルス間隔
と、所定サイクル間のクランク角度とに基づきサイクル
間平均回転数を算出する構成とされている。
具体的には、本実施例では、発生パルス間隔は従来の
45゜CAではなく180゜CAを単位とする構成とした。ま
た、基準となるパルスは各サイクル毎(基準となるパル
スは180゜CAの間隔を有している)に確実に発生するパ
ルスである必要があり、また第24図に示されるように、
欠歯が出力される位置はエンジン回転数が高速領域であ
り確実に検出できる位置であるため、基準となるパルス
として欠歯検出時のパルス(NE割込カウンタCNIRQの値
にしてCNIRQ=0のパルス)を用いる構成とした。
即ち、本実施例では、前回のCNIRQ=0のパルスの発
生時の時刻と、今回のCNIRQ=0のパルスの発生時の時
刻との差が180゜CA回転時間T180となる。
上記構成とすることにより、抜け歯(パルス抜け)が
発生してもこれは基準となるパルス間に位置するため、
パルス抜けが発生しても、これが回転数検出に影響する
ことはなく、正確なサイクル間平均回転数を算出するこ
とができる。
以下、第25図に示すフローチャートを用いて極低回転
数検出装置の極低回転数検出処理について説明する。
尚、本実施例に係る極低回転数検出装置は、ECU71と回
転数センサ35とによりなるハード構成とされており、よ
って以下説明する極低回転数検出処理はECU71が実施す
る。また、本実施例に係る極低回転数検出処理もNE割り
込み処理して実行される。
ステップ1000では、今回NEパルス間隔TNINTiが算出さ
れる。この今回NEパルス間隔TNINTiの算出は、今回のNE
割り込み時におけるエンジン回転数パルス出力時刻TNEi
から前回のNE割り込み時におけるエンジン回転数パルス
出力時刻TNEi-1を減算することにより求められる。
ステップ1000では今回NEパルス間隔TNINTiが算出され
ると、続くステップ1002では、今回NEパルス間隔TNINTi
に補正値(本実施例では、(補正値)=0.4375<1とし
ている)を乗算した値が、前回のNE割り込み時に算出さ
れた前回NEパルス間隔TNINTi-1より大きいか否かが判定
される。
ステップ1002で行われる判断処理は、欠歯の検出を行
う処理である。即ち、ステップ1002の処理では、前回NE
パルス間隔TNINTi-1に対し、補正値(<1)を乗算した
今回NEパルス間隔TNINTiが大きい場合には、欠歯である
と判定する構成とされている。
ステップ1002で肯定判断がされ、今回入力したエンジ
ン回転パルスが欠歯によるものと判断されると、処理は
ステップ1004に進む。ステップ1004の処理は、ステップ
1002で判定された欠歯が正規の欠歯であるか否かを判定
する処理である。このステップ1004の処理は、第10図に
示したステップ308と同一の処理である。
ステップ1004で肯定判断がされた時、即ちステップ10
02で判定された欠歯が正規の欠歯であると判断された場
合には、処理はステップ1006に進む。
ステップ1006では、今回検出された正規欠歯の検出時
刻(これは、エンジン回転数パルス出力時刻TNEiとな
る)と、前回検出された正規欠歯の検出時刻(ステップ
1008で、前回のNE割り込み時に記憶されているTN0)に
基づき、欠歯間隔時間T180を算出する。具体的には、欠
歯間隔時間T180は今回検出された正規欠歯の検出時間TN
Eiから前回検出された正規欠歯の検出時間TN0を減算処
理することにより求められる(T180=TNEi=TN0)。
上記したように、正規欠歯の発生は、エンジン回転数
は高速の領域であり、よって正規欠歯に相当するCNIRQ
=0のパルスは確実に出力されるパルスである。このた
め、欠歯間隔時間T180は1サイクルの時間を正確に反映
した値となっている。
続くステップ1008では、次回のNE割り込み処理時に用
いるために、今回検出された正規欠歯の検出時刻TNEi
前回検出された正規欠歯の検出時刻TN0としてRAM83に格
納する。
続くステップ1010では、ステップ1006で算出された欠
歯間隔時間T180を前記した(5)式に代入することによ
り、エンジン回転数(平均回転数)NEを算出する。この
ように算出されたエンジン回転数NEは、極低回転時にお
いてパルス抜けが発生しても、これが回転数検出に影響
することはないため、正確なエンジン回転数NEを算出す
ることができる。
ステップ1010でエンジン回転数NEがされると、処理は
ステップ1012に進み、次回のNE割り込み時の処理に備え
るため、今回検出された正規欠歯の検出時刻TNEiを前回
のNE割り込み時におけるエンジン回転数パルス出力時刻
TNEi-1としてRAM83内に格納すると共に、今回NEパルス
間隔TNINTiを前回NEパルス間隔TNINTi-1としてRAM83内
に格納する。
一方、またステップ1002で否定判断がされて欠歯では
ないと判定され場合、更にステップ1004で検出さけた欠
歯が正規の欠歯ではない(即ち、抜け歯)であると判定
された場合は、ステップ1006以降のエンジン回転数検出
処理を行う状態ではないため、ステップ1012に進み、TN
Ei-1及びTNINTi-1の更新をして処理を終了する。
ところで、本実施例で採用したいわゆるフェイスカム
型の燃料噴射ポンプ1に代えて、燃料をより高い圧力で
加圧できるインナーカム型の燃料噴射ポンプを採用した
場合、燃料圧力が上昇することにより電磁スピル弁23の
オン・オフ制御をより精度よく行う必要が生じる。
これは、燃料圧力が上昇することにより燃料噴射ノズ
ル4から噴射される単位時間当たりの噴射量は増大し、
電磁スピル弁23のオン・オフのタイミングが所定のタイ
ミングより若干ずれただけで、噴射される燃料量は演算
された既定の噴射量から大きく相違してしまうことに起
因する。従って、始動時において常時電磁スピル弁23の
オン状態とすると、燃料圧力が高いため燃料供給過多の
度合いは極めて大きくなり、スモークの発生及びクラン
キング回転数の低下は深刻な問題となる。
これに対し、本願構成の燃料噴射量制御装置は始動時
における燃料噴射量を機関状態に応じて間欠的に噴射す
ることが可能となり、燃料圧力が高い燃料噴射ポンプを
採用しても始動時における燃料噴射量制御を確実に行う
ことができる。
産業上の利用可能性 以上のように、本発明に係る燃料噴射制御方法によれ
ば、始動時であってもエンジン回転数が安定している状
態に近い状態で燃料噴射制御を行うことが可能となり、
スモークの低減,排気エミッションの低減及びクランキ
ングトルクの低下防止を図ることができる。
また、本発明に係る極低回転数検出装置によれば、極
低速回転時においても確実に回転数を算出することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 362 F02D 45/00 362J (72)発明者 杉山 辰優 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 佐橋 真人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−311639(JP,A) 特開 平3−3945(JP,A) 特開 昭60−228734(JP,A) 特開 昭60−17252(JP,A) 特開 平5−86953(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 45/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料噴射ポンプの回転に同期して回転する
    歯車状パルサと電磁ピックアップとにより構成され、所
    定の角度毎にパルスを発生する回転検出手段を有し、 前記歯車状パルサに設けられた欠歯を検出することによ
    り生成される基準信号に基づいて電磁スピル弁を閉弁す
    ると共に、 内燃機関の運転状態及び前記回転検出手段が検出するパ
    ルスに応じて算出された燃料噴射量に基づき電磁スピル
    弁を開弁する内燃機関の燃料噴射制御方法において、 現在の運転状態が、前記内燃機関の燃料サイクルの中で
    回転速度が極低回転となるピストン上死点近傍で、且
    つ、前記パルスが検出不能となる検出不能領域であるか
    否かを判定し、 前記極低回転時には検出されたパルスの内、前記検出不
    能領域近傍のパルス情報に基づき前記電磁スピル弁を開
    弁する時期を算出更新する構成とし、 かつ、前記電磁スピル弁の開弁する時期の始点を、1回
    のエンジン回転数が検出限界回転数より高い領域におい
    て出力される前記パルスの最後のパルス時点として設定
    することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
  2. 【請求項2】請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴
    射制御方法において、 前記回転検出手段が生成するパルスのパルス抜けを検出
    するパルス抜け検出手段を設け、 前記パルス抜け検出手段によりパルス抜けの発生が検出
    された時には、前記電磁スピル弁を開弁する時期の算出
    更新を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制
    御方法。
  3. 【請求項3】請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴
    射制御方法において、 前記極低回転時に前記欠歯が検出された際、前記欠歯が
    正規のものか否かを判定し、 検出された欠歯が正規の欠歯である場合には、検出後、
    機関状態に基づき算出される所定の時期で前記電磁スピ
    ル弁を閉弁し、 検出された欠歯が正規の欠歯でない場合には、前記欠歯
    の検出した後の所定の時期で強制的に前記電磁スピル弁
    の開弁することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方
    法。
  4. 【請求項4】請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴
    射制御方法において、 前記内燃機関の回転変動に応じて、前記電磁スピル弁の
    開弁する時期を可変する構成とすると共に、該電磁スピ
    ル弁の開弁する時期をエンジン水温で補正する構成とし
    たことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
  5. 【請求項5】請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴
    射制御方法において、 前記基準信号検出前は、前記パルスの間隔変化を検出
    し、 前記パルスの間隔変化状態から回転角度位置を推定し
    て、前記電磁スピル弁の開閉制御を行うことを特徴とす
    る内燃機関の燃料噴射制御方法。
  6. 【請求項6】請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴
    射制御方法において、 前記基準信号検出前は、機関温度を検出し、 前記機関温度が所定温度以下ならば全量噴射を行い、 前記機関温度が所定温度以上ならば燃料噴射を禁止する
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
  7. 【請求項7】請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴
    射制御方法に用いる極低回転数検出装置であって、 前記各サイクル毎に少なくとも一つのパルスが確実に発
    生可能な構成とされたパルス発生手段と、 前記パルス発生手段が生成するパルスの発生パルス間隔
    と、所定サイクル間のクランク角度とに基づきサイクル
    間平均回転数を算出する平均回転数算出手段とを設けて
    なることを特徴とする極低回転数検出装置。
JP51666195A 1993-12-15 1994-12-14 内燃機関の燃料噴射制御方法及び極低回転数検出装置 Expired - Fee Related JP3239366B2 (ja)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08254138A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP3045037B2 (ja) * 1995-04-21 2000-05-22 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の燃料噴射制御装置
JP3166616B2 (ja) * 1996-06-11 2001-05-14 トヨタ自動車株式会社 電子制御ディーゼル機関の噴射制御装置
JP3478949B2 (ja) * 1997-07-22 2003-12-15 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射ポンプ
JP7115399B2 (ja) * 2019-04-10 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN115434840B (zh) * 2022-09-28 2023-09-12 卓品智能科技无锡股份有限公司 介入式识别发动机泵油时刻的方法、装置及存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043149A (ja) * 1983-08-17 1985-03-07 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御方法
JPS60228734A (ja) * 1984-04-25 1985-11-14 Toyota Motor Corp デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法
JPS6151450U (ja) * 1984-09-10 1986-04-07
JPS6226340A (ja) * 1985-07-25 1987-02-04 Toyota Motor Corp 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御装置
JPS62203956A (ja) * 1986-03-03 1987-09-08 Japan Electronic Control Syst Co Ltd 内燃機関の電子制御燃料噴射装置
JPH0718376B2 (ja) * 1986-05-16 1995-03-06 トヨタ自動車株式会社 デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法
JPS6361754A (ja) * 1986-09-02 1988-03-17 Toyota Motor Corp 内燃機関のフエイルセイフ装置
JP3033305B2 (ja) * 1991-12-18 2000-04-17 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射制御装置

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