JP3316999B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
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を行う内燃機関の燃料噴射制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より内燃機関（ディーゼルエンジ
ン）の燃料噴射装置のひとつとして、内燃機関の回転に
対応して回転すると共に基準位置を検出するための欠歯
と所定クランク角毎に形成された突起とが形成されたパ
ルサと、このパルサと対向配設されて上記欠歯及び突起
の通過を検知することにより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）の回転センサとを備え
たものがある。

【０００３】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内燃機関を始動した場合、
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。

【０００４】特に、上記のようにパルサに欠歯が形成さ
れており、この欠歯を基準として回転検出を行う構成の
回転センサでは、特に回転数が低下する上死点近傍にお
いては回転信号が検出できず、これを欠歯位置と誤検出
するおそれがあり、この欠歯位置の誤検出が発生した場
合には燃料噴射制御の精度が著しく低下してしまう。

【０００５】そこで、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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 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。

【０００７】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
いう新たな問題点が生じてしまう。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、内燃機関の回転数が所定回転数以下である場合ま
た上死点近傍の所定角度範囲においては欠歯検出を禁止
することにより、始動不良や黒煙の発生を防止した内燃
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】図１は本発明の原理図で
ある。

【００１３】同図に示されるように、上記課題を解決す
るために本発明では、内燃機関(A1)の回転に対応して回
転すると共に基準位置を検出するための欠歯(A2)と所定
クランク角毎に形成された突起(A3)とが形成されたパル
サ(A4)と、このパルサ(A4)と対向配設されており上記欠
歯(A2)及び突起(A3)の通過を検知することにより回転信
号を出力する発電式センサ(A5)とにより構成される回転
検出手段(A6)と、該回転検出手段(A6)を含む内燃機関(A
1)の各種運転状態を検出する運転状態検出手段(A7)の検
出結果に基づき、内燃機関(A1)への燃料噴射量を演算す
る燃料噴射量演算手段(A8)と、この燃料噴射量演算手段
(A8)により演算された燃料噴射量及び回転検出手段(A6)
より出力される回転信号に基づき電磁スピル弁(A9)の開
閉制御を行い燃料噴射を実行する燃料噴射制御手段(A1
0) とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
予め記憶してある正常時に出力された欠歯の最大パルス
周期と、現在出力されるパルス周期とを比較する比較手
段(A11)と、前記比較手段(A11)により前記１パルス周期
が前記最大値よりも長いと判定された場合、前記回転信
号の欠歯信号に基づく燃料噴射制御を禁止する禁止手段
(A12)とを設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射
制御装置。

【００１４】

【作用】始動時のような機関回転数が低い運転状態にお
いては、上死点近傍において更に回転数が低下してしま
い、回転検出手段(A6)は回転信号を出力することができ
なくなってしまう。欠歯(A2)の検出を行っている状態に
おいても回転検出手段(A6)は回転信号を出力しないた
め、燃料噴射制御手段(A10) では回転信号が出力されな
い状態が回転数低下によるものか、或いは欠歯(A2)が検
出されたことによるものか判断することはできない。

【００１５】しかるに本発明では、比較手段(A11)によ
り、１パルス周期が正規の欠歯が検出された時に出力さ
れるパルス周期の最大値よりも長いと判定された場合、
禁止手段(A12)により回転信号の欠歯信号に基づく燃料
噴射制御を禁止する。

【００１６】よって、回転数が低下した状態を欠歯が検
出された状態と誤検出することを防止でき、始動時にお
いても回転検出手段(A6)により燃料噴射量制御を行うこ
とが可能となり、始動不良や黒煙の発生を防止すること
ができる。

【００１７】

【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。

【００１８】図２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制御装置を示す概略構成図であ
り、図３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。

【００１９】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。

【００２０】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。図５にパルサ７を
拡大して示す。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７ａ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、例えば3.75°ＣＡ毎に突起
（歯）７ｂ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。

【００２１】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８
ａ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。

【００２２】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、よってカムプ
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。

【００２３】つまり、カムプレート８のカムフェイス８
ａ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。

【００２４】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。

【００２５】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１
６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。

【００２６】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１
５内の燃料が燃料室２１へスピルされる。又、コイル２
４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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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１
２の往復動タイミングが決定される。

【００３１】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。

【００３２】ローラリング９の上部には、図２，図３に
加え図５に示す如く、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の欠歯７ａ或いは突起７ｂ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）、及
び欠歯信号を出力する。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
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。

【００３３】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。

【００３４】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
対応する主燃焼室４４がそれぞれ形成されている。又、
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てい
る。

【００３５】クランク軸４０にはスタータモータ３７が
接続しうる構成とされており、始動時においてスタータ
モータ３７は駆動されると共にクランク軸４０と接続さ
れてモータ回転力によりクランク軸４０を強制的に回転
付勢する構成とされている。また、始動時以外において
はクランク軸４０とスタータモータ３７との接続は解除
され、スタータモータ３７によりクランク軸４０の回転
負荷が増大するのを防止する構成とされている。このス
タータモータ３７はイグニションスイッチ７８を操作す
ることによりバッテリ３８を電源として起動する構成と
されている。尚、ディーゼルエンジン２の停止時にもイ
グニションスイッチ７８は操作される。

【００３６】また、ディーゼルエンジン２には吸気管４
７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４
８のタービン５１が設けられている。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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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５
８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。

【００４０】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。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。

【００４１】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及び各ＶＳＶ５６，６１，６２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。

【００４２】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、スロットルバルブ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。また、バッテリ３８にはバッテリ電圧（Ｂ）を検出
するバッテリ電圧センサ３９が接続されており、バッテ
リ電圧（Ｂ）の変化を検出できる構成とされている。

【００４３】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、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、図示しないトランスミッションに
設けられトランスミッション内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等が設けられている。

【００４４】そして、ＥＣＵ７１には上述した各センサ
７２〜７７、及び回転数センサ３５，バッテリ電圧セン
サ３９が夫々接続される。又、ＥＣＵ７１は各センサ３
５，３９，７２〜７７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３
３、グロープラグ４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等を
好適に制御する。

【００４５】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図４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。

【００４６】入力ポート８５には、前述したバッテリ電
圧センサ３９、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８０，８８〜９１、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。

【００４７】上記のＣＰＵ８１は入力ポート８５を介し
て入力される各センサ３５，３９，７２〜７７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。

【００４８】そして、ＣＰＵＩ８１は各センサ３５，３
９，７２〜７７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。前記した運転状態検出手段(A7)，燃料噴射量演
算手段(A8)，燃料噴射制御手段(A10),変動周期演算手段
(A8)，欠歯検出禁止手段(A12) は、上記ＥＣＵ７１が実
行するソフトウェアプログラムとして構成される。

【００４９】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６及び図７を用いて説明
する。尚、本実施例においては４気筒のディーゼルエン
ジン２を例に挙げて説明しているが、以下の説明におい
ては説明の便宜上、４つある気筒の内一つの気筒におけ
る燃料噴射制御を例に挙げて説明する。

【００５０】図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ７１
により実行される本発明の特徴となる燃料噴射制御処理
を示している。また、図７（Ａ）は回転数センサ３５か
ら突起７ｂ一つに対応する信号が入来する毎にインクリ
メントされるパルスカウンタ，同図（Ｂ）は欠歯を検出
するための欠歯信号，同図（Ｃ）は回転数センサ３５か
らのセンサ出力信号を波形成形することにより得られる
回転数信号，同図（Ｄ）は回転数センサ３５からのセン
サ出力信号，同図（Ｅ）はディーゼルエンジン２の回転
数変動を夫々示すタイミングチャートである。

【００５１】まず、図７を用いて本実施例の基本的な原
理について説明する。

【００５２】前記したように始動時においてはエンジン
回転数は低くまたその回転変動は図７（Ｅ）に示される
ように大きいものとなる。従って、エンジン回転数を検
出する回転数センサ３５から出力される回転数センサ出
力信号（図７（Ｄ）参照）も変動の大きな信号となる。
また、回転数センサ３５は、上記のように電磁ピックア
ップコイルよりなる発電式センサであるため、エンジン
回転数が低い場合には回転数信号を出力することができ
なくなってしまう。図７において、時刻ｔ₁ 〜時刻ｔ₂
の間はエンジン回転数が低いため、図７（Ｄ）に示す如
く時刻ｔ₁ 〜時刻ｔ₂ の間は回転数センサ３５から出力
はされておらず、よって図７（Ｃ）に示されるように回
転数信号はローレベル状態を維持した信号波形となる。

【００５３】一方、欠歯７ａと回転数センサ３５とが対
向している時は、回転数センサ３５から回転数信号は出
力されないため、従来においては回転数センサ３５から
所定時間にわたり回転数センサ出力信号が出力されない
場合は、これは欠歯７ａと回転数センサ３５とが対向し
たことによるものと判断して欠歯信号を出力する構成と
されていた。図７（Ｂ）に矢印Ａで示すのは正常な欠歯
検出がされた時の欠歯信号を示している。

【００５４】欠歯信号は、燃料噴射量制御を行う際の基
準信号として用いられるものであり、従ってこの欠歯信
号が適正に出力されない場合には、適正な燃料噴射量制
御を実施できなくなってしまう。

【００５５】いま、上記のように刻ｔ₁ 〜時刻ｔ₂ の間
において回転数センサ３５から所定時間にわたり回転数
センサ出力信号が出力されない場合、従来構成ではＥＣ
Ｕ７１はエンジン回転数が低くなったことに起因して回
転数センサ３５から回転数センサ出力信号が出力されな
いにも拘わらず、これを欠歯７ａによるものと誤って判
断し、図７（Ｂ）に矢印Ｂで示すように誤った欠歯信号
を出力していた。このように誤った欠歯信号が出力され
ると、上記のように適正な燃料噴射量制御を実施できな
くなる。

【００５６】そこで、本発明においては、図７（Ｃ）に
示される回転数信号を用い、矩形状のパルス信号である
回転数信号の１パルス周期（この１パルス周期をＴＮＩ
ＮＴという）を演算し、このＴＮＩＮＴが正常な欠歯検
出がされた場合に比べて異常に長い場合には、回転数セ
ンサ３５から回転数センサ出力信号が出力されない程度
にまでエンジン回転数が低くなったと判断して欠歯検出
を中止する構成とした。ここで、欠歯検出の中止とは、
欠歯信号がローレベルとなってもこれに基づき燃料噴射
量制御を行わないことをいう。

【００５７】また、上記のように回転数センサ３５から
回転数センサ出力信号が出力されない状態は、クランク
軸４０のクランク角が上死点近傍の所定各範囲において
も発生する。従って、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の出力信号を用い、クランク
軸４０のクランク角が上死点近傍の所定各範囲にある場
合には、回転数センサ３５から回転数センサ出力信号が
出力されない程度にまでエンジン回転数が低くなるおそ
れがあるとして欠歯検出を中止する構成としてもよい。

【００５８】尚、図６に示される燃料噴射量制御処理に
おいては、同図に示される処理が所定時間毎或いは回転
数信号が入力する毎に割り込み処理される構成とされて
いるため、同図に示される燃料噴射量制御が実施される
度毎にＴＮＩＮＴを求め、今回のＴＮＩＮＴ（ｋ）と前
回のＴＮＩＮＴ（ｋ−１）との平均値ＡＶＴＮＩＮＴを
求め、この平均値ＡＶＴＮＩＮＴに基づき正常な欠歯信
号か誤った欠歯信号かの判断を行う構成とされている。
これにより、瞬間的なＴＮＩＮＴの変動に起因した誤検
出を防止でき、上記制御処理の精度の向上を図ることが
できる。

【００５９】続いて、上記した基本原理に基づきＥＣＵ
７１により実行される燃料噴射量制御処理について図６
を用いて説明する。同図に示される燃料噴射量制御処理
は、エンジン起動後所定時間毎（例えば４ｍｓ毎）或い
は回転数センサ３５から回転数センサ出力信号が出力さ
れる毎に割り込み処理されるルーチン処理である。

【００６０】尚、図６に示す処理では、回転数センサ３
５から所定時間にわたり回転数センサ出力信号が出力さ
れない場合に、エンジン回転数が低くなったと判断して
欠歯検出を中止する構成とした制御処理を例に挙げて説
明する。

【００６１】同図に示す処理が起動すると、ステップ１
０において回転数センサ３５から出力される回転数セン
サ出力信号に基づき今回のルーチン処理における回転数
信号の１パルス周期ＴＮＩＮＴ（ｋ）を演算する。ま
た、ここで演算された１パルス周期ＴＮＩＮＴ（ｋ）
は、ＥＣＵ７１のＲＡＭ８３内に記憶される。

【００６２】続くステップ１２において、前回行われた
ルーチン処理によりＲＡＭ８３内に記憶されている前回
の周期ＴＮＩＮＴ（ｋ−１）と、ステップ１０で演算さ
れた今回の周期ＴＮＩＮＴ（ｋ）との平均値である平均
周期ＡＶＴＮＩＮＴ（ｋ）を求める。具体的に、平均値
周期ＡＶＴＮＩＮＴ（ｋ）は下式により求められる。

【００６３】ＡＶＴＮＩＮＴ（ｋ）＝｛ＴＮＩＮＴ
（ｋ）＋ＴＮＩＮＴ（ｋ−１）｝／２ 上記ステップ１２で平均値周期ＡＶＴＮＩＮＴ（ｋ）が
求められると、続くステップ１４で、平均値周期ＡＶＴ
ＮＩＮＴ（ｋ）が所定値ＩＮＴＭＡＸよりも長いかどう
かを判定する。ここで、所定値ＩＮＴＭＡＸとは正常に
欠歯７ａが検出される際に出力される回転数信号の周期
の最大値を実験等により求めておき、この回転数信号の
周期の最大値をＩＮＴＭＡＸとしている。即ち、ＩＮＴ
ＭＡＸは、正常な欠歯検出される場合には出力されない
１パルス周期である。

【００６４】ステップ１４で否定判断がされた場合、即
ち平均周期ＡＶＴＮＩＮＴ（ｋ）が所定値ＩＮＴＭＡＸ
よりも短いと判断された場合には、欠歯検出処理を行っ
ても出力される欠歯信号は正常な欠歯信号であるため、
処理はステップ１８に進み通常の燃料噴射量制御を行
う。ここで、通常の燃料噴射量制御とは、欠歯信号を基
準信号として燃料噴射開始時期及び燃料噴射終了時期等
を演算し、これに基づき燃料噴射制御を行う処理をい
う。

【００６５】一方、ステップ１４で肯定判断がされた場
合、即ち平均周期ＡＶＴＮＩＮＴ（ｋ）が所定値ＩＮＴ
ＭＡＸよりも長いと判断された場合には、欠歯検出処理
を行っても出力される欠歯信号は回転数センサ３５の出
力不能に伴う誤った欠歯信号であるおそれがあるため、
この場合にはステップ１６において欠歯判定を中止して
欠歯信号に基づく燃料噴射制御を行わない構成とした。

【００６６】エンジン回転数の低い場合には欠歯信号は
出力されないため、欠歯信号が出力されるのはディーゼ
ルエンジン２の状態がエンジン回転数の低下が発生して
いない、換言すれば回転数センサ３５が正確な回転数信
号を出力することができる状態である。よって、エンジ
ン回転数が低下したことに起因して回転数センサ３５が
出力不能となった状態を欠歯７ａが検出された状態と誤
検出することを防止できる。これにより、始動時におい
ても回転数センサ３５の出力信号に基づき燃料噴射量制
御を行うことが可能となり、始動不良や黒煙の発生を防
止することができる。

【００６７】また、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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】尚、上記した実施例においては、エンジン
回転変動を推定する手段としてエンジン回転変動に同期
して変動するバッテリ電圧を用いた例を示した。しかる
に、エンジン回転変動と同期して或いは相関関係をもっ
て変化する機関検出量としては、例えば吸気管圧力，燃
焼圧，背圧等がある。従って、ディーゼルエンジン２に
吸気管圧力センサ，燃焼圧センサ，背圧センサ等を設
け、これら各センサから出力される信号に基づきエンジ
ン回転変動を推定し、その値に基づき始動時における燃
料噴射制御を行う構成としてもよい。

【００７２】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、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
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等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】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３】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４】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５】パルサ近傍を拡大して示す図である。

【図６】ＥＣＵにより実行される燃料噴射制御処理を示
すフローチャートである。

【図７】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 ７ａ 欠歯 ７ｂ 突起 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 ３７ スタータモータ ３８ バッテリ ３９ バッテリ電圧センサ 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 スロットルバルブ 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.⁷，ＤＢ名) F02D 41/06 F02D 41/40 F02D 45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転に対応して回転すると共
   に基準位置を検出するための欠歯と所定クランク角毎に
   形成された突起とが形成されたパルサと、該パルサと対
   向配設されており該欠歯及び該突起の通過を検知するこ
   とにより回転信号を出力する発電式センサとにより構成
   される回転検出手段と、 該回転検出手段を含む該内燃機関の各種運転状態を検出
   する運転状態検出手段の検出結果に基づき、該内燃機関
   への燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、 該燃料噴射量演算手段により演算された燃料噴射量及び
   該回転検出手段より出力される回転信号に基づき電磁ス
   ピル弁の開閉制御を行い燃料噴射を実行する燃料噴射制
   御手段と を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、予め記憶してある正常時に出力された欠歯の最大パルス
   周期と、現在出力されるパルス周期とを比較する 比較手
   段と、 前記比較手段により前記１パルス周期が前記最大値より
   も長いと判定された場合、前記回転信号の欠歯信号に基
   づく燃料噴射制御を禁止する禁止手段と を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装
   置。