JPH07127498A

JPH07127498A - ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置

Info

Publication number: JPH07127498A
Application number: JP27360593A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ikeda; 愼治池田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1993-11-01
Publication date: 1995-05-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は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ディーゼルエンジンの燃料噴射量
制御装置に関し、アイドル時におけるエンジン回転数の
安定化を図ることを目的とする。【構成】余り角度演算手段(A7)により演算された余り角
度に基づき許容できる最小目標エンジン回転数を求める
と共に、この最小目標エンジン回転数とアイドル回転数
制御手段(A2)により演算される目標エンジン回転数が所
定値以上離れている場合に、目標エンジン回転数を最小
目標エンジン回転数に応じて補正する目標エンジン回転
数補正手段(A10) とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの燃
料噴射量制御装置に係り、特に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ディーゼルエンジン
の燃料噴射量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子制御ディーゼルエンジンの燃
料噴射ポンプにおいては、そのプランジャのリフトに応
じて得られる燃料噴射量が目標値になるように、例えば
電磁スピル弁等を制御してスピルポートを開放させるよ
うにしている。これにより、プランジャ高圧室からの燃
料を燃焼室へ溢流（スピル）させ、燃料の圧送終わり
（即ち燃料の噴射の終了）を制御し、所要の燃料噴射量
を得るようにしている。

【０００３】このような電磁スピル弁では、通常プラン
ジャのリフトに同期し、かつ一定のポンプ回転角度毎に
入力される信号、例えばエンジン回転パルスと平均エン
ジン回転速度とにより目標スピル角度を時間換算して目
標スピル時期を決定し、その目標スピル時期に基づいて
電磁スピル弁のオン・オフ制御を行うよう構成されてい
る。

【０００４】例えば、特開昭６３−１５０４５２号公報
に開示された技術では、その時々の運転状態に応じて決
定される燃料噴射量を得るべく、噴射終了時期に相当す
る目標スピル位置で電磁スピル弁を開弁させてスピルポ
ートを開放させている。ここで、目標スピル位置を決定
するには、一定のクランク角毎に得られるエンジン回転
パルスに基づき、そのエンジン回転パルスのある基準位
置から目標スピル位置までのパルスカウント数と、１パ
ルス分に満たない余り角度を求める。そして、その余り
角度については、前回のスピル時期を含む１パルス分の
所要時間（スピル時パルス時間）に基づいて時間換算す
るようにしていた。

【０００５】また上記公報においては、余り角度を時間
換算する基礎となるスピル時パルス時間は、ひとつ前の
気筒におけるスピル角近傍での連続したふたつの角度信
号の発生間隔時間に基づいて求められていた。

【０００６】一方、アイドル状態における燃費の向上及
びエンジン回転数の安定化を図るため、ディーゼルエン
ジンの機関状態に応じて目標エンジン回転数を求め、燃
料噴射量を制御することによりエンジン回転数を目標エ
ンジン回転数に近づけるアイドル回転数制御装置（ＩＳ
Ｃ）が併設された燃料噴射量制御装置も提供されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンに
用いられる燃料噴射ポンプは、燃料を極めて高い圧力に
加圧するため、経時的に劣化した場合に燃料漏れが発生
するおそれがある。そして燃料噴射ポンプが経時劣化し
燃料の漏れ量が増大すると、燃料噴射量を増量させても
エンジン回転数が目標エンジン回転数に近づかないた
め、ＩＳＣは更に燃料噴射量を増量させる処理（即ち、
スピル弁のオン状態を長くする処理）を行いエンジン回
転数を目標エンジン回転数に近づけようとする。このよ
うに、燃料噴射ポンプに経時劣化が発生すると、アイド
ル状態が不安定となり、エンジン回転数に回転変動が発
生する。

【０００８】また、上記のようにＩＳＣが燃料噴射量を
増量させスピル弁のオン状態を長くさせる処理を行う
と、これに伴い上記した余り角度が大きくなり、エンジ
ン回転数の回転変動の影響を受け易くなる。よって、余
り角度を余り角度時間に時間変換する際にエンジン回転
変動の影響を受けてしまい、演算される余り角度時間に
バラツキが生じる。また、これに伴いスピル弁のオンの
タイミングにもバラツキが生じるため、エンジン回転数
の変動が更に増大する悪循環を繰り返しアイドル時にお
けるアイドル回転数が不安定になるという問題点があっ
た。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、余り角度に応じてアイドル時の目標エンジン回転
数に補正を行うことにより、アイドル時におけるエンジ
ン回転数の安定化を図ったディーゼルエンジンの燃料噴
射量制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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。同図に示すように、上記課題を解決するために本
発明になるディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置で
は、ディーゼルエンジン(A1)のアイドル状態を検出し、
アイドル状態である場合に機関状態等より演算される目
標エンジン回転数にエンジン回転数がなるよう燃料噴射
量制御を行うアイドル回転数制御手段(A2)と、上記ディ
ーゼルエンジン(A1)の発生する駆動力により燃料を加圧
し、この加圧された燃料をスピル弁(A3)により噴射量を
制御しつつディーゼルエンジンに圧送する燃料噴射ポン
プ(A4)と、上記ディーゼルエンジン(A1)の運転状態に応
じ決定される燃料噴射量に基づき、燃料噴射終了時期に
相当するスピル弁(A3)の開弁時期を演算するスピル位置
演算手段(A5)と、エンジン回転検出手段(A6)から一定の
クランク角毎に出力されるエンジン回転パルスに基づ
き、このエンジン回転パルスの基準位置からスピル位置
までのカウント数と、その１パルス分に満たない余り角
度を演算する余り角度演算手段(A7)と、上記スピル位置
を挟むエンジン回転パルスのパルス時間を演算し、この
パルス時間に基づき上記余り角度演算手段(A7)により演
算された余り角度を時間換算し余り角度時間を演算する
余り角度時間換算手段(A8)と、上記余り角度演算手段(A
7)により演算された基準位置からスピル位置までのカウ
ント数と、上記余り角度時間換算手段(A8)により演算さ
れる余り角度時間とに基づき決定される時刻タイミング
によりスピル弁(A3)を駆動制御するスピル弁制御手段(A
9)と、上記余り角度演算手段(A7)により演算された余り
角度に基づき許容できる最小目標エンジン回転数を求め
ると共に、この最小目標エンジン回転数と上記アイドル
回転数制御手段(A2)により演算される目標エンジン回転
数が所定値以上離れている場合に、目標エンジン回転数
を最小目標エンジン回転数に応じて補正する目標エンジ
ン回転数補正手段(A10) とを設けたことを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】前記のように、例えば燃料噴射ポンプが経時劣
化して燃料漏れが発生した場合、これに起因してアイド
ル回転数制御手段(A2)がアイドル時に燃料噴射量を増量
させスピル弁のオン状態を長くさせる処理（即ち、余り
角度を大きくする処理）を行う。そして、余り角度が大
きくなるとエンジン回転数の回転変動の影響を受け易く
なり、余り角度時間換算手段(A8)で演算される余り角度
時間にバラツキが生じる。また、これに伴いスピル弁の
オンのタイミングにもバラツキが生じるため、アイドル
回転数が不安定になる。

【００１２】しかるに、本発明に係るディーゼルエンジ
ンの燃料噴射量制御装置では、目標エンジン回転数補正
手段(A10) は、余り角度演算手段(A7)により演算される
余り角度に基づき許容できる最小目標エンジン回転数を
求め、この最小目標エンジン回転数とアイドル回転数制
御手段(A2)により演算される目標エンジン回転数とを比
較し、両回転数の差が所定値以上離れている場合に、目
標エンジン回転数を最小目標エンジン回転数に応じて補
正する。この構成とすることにより、アイドル回転数の
安定化を図ることができる。以下、その理由について述
べる。

【００１３】図７は、アイドル時におけるエンジン回転
数変動と余り角度（θＲＥＭ）との関係を示している。
同図においては、エンジン回転数が600rpm,700rpm,800r
pmの夫々の場合における余り角度θＲＥＭの変化により
生じるエンジン回転数変動を示している。

【００１４】同図から明らかなように、余り角度θＲＥ
Ｍが小さい程エンジン回転数変動は少なくアイドル回転
数は安定している。しかるに、エンジン回転数が600rp
m,700rpm,800rpmの各場合共に、ある余り角度以上にな
ると急激にエンジン回転数変動が上昇する。この上昇点
を各図にＡ１〜Ａ３で示す。

【００１５】また、通常アイドル時においてはある程度
のエンジン回転数変動が発生するが、いま発生するエン
ジン回転数変動において許容できるエンジン回転数変動
値を許容回転変動値（Ｎ₀）として一点鎖線で示す。

【００１６】ここで、仮にアイドル回転数制御手段(A2)
により求められた目標エンジン回転数が700rpmであり、
この時余り角度演算手段(A7)により演算された余り角度
がθＲＥＭ＝θ₂であり、更にこの時発生しているエン
ジン回転数変動が許容回転数値Ｎ₀と等しかったと想定
する。

【００１７】この状態において燃料噴射ポンプに燃料漏
れが発生し、これに起因して余り角度演算手段(A7)によ
り演算された余り角度θＲＥＭがθ_m( θ_m> θ₂)とな
ったとする。この状態では、余り角度θ_mと対応するエ
ンジン回転数変動の値はＮ_mであり許容回転数値Ｎ₀を
越えたエンジン回転が不安定な状態となっている。

【００１８】一方、同図よりエンジン回転数が600rpm,7
00rpm,800rpmの各場合において許容回転変動値Ｎ₀を越
える余り角度は異なっており、エンジン回転数が多くな
る程許容回転変動値Ｎ₀を越える余り角度は大きくな
る。即ち、エンジン回転数が600rpmである場合の余り角
度をθ_1,700rpmの場合をθ_2,800rpmの場合をθ₃とする
と、θ₁＜θ₂＜θ₃となる。従って、燃料噴射ポンプ
に燃料漏れが発生し、これに起因して余り角度が大きく
設定された場合に、目標エンジン回転数を大きく設定す
ることによりエンジン回転の安定化を図ることができる
（即ち、エンジン回転変動を許容回転数値Ｎ₀以下とす
ることができる）。

【００１９】ここで、許容回転変動値Ｎ₀に対応するエ
ンジン回転数（以下、このエンジン回転数を最小目標エ
ンジン回転数（ＮＥ_ref）_minという）と余り角度θＲ
ＥＭとの関係を図８に示す。即ち、最小目標エンジン回
転数（ＮＥ_ref）_minは、余り角度演算手段(A7)により
ある余り角度θＲＥＭが設定された場合、この余り角度
θＲＥＭにおいてエンジン回転数変動が許容できる最小
の目標エンジン回転数であると定義される。尚、図７か
ら明らかなように、最小目標エンジン回転数（Ｎ
Ｅ_ref）_minと余り角度θＲＥＭとの関係は、余り角度
θＲＥＭが大きくなる程最小目標エンジン回転数（ＮＥ
_ref）_minが増大する関係となる。

【００２０】よって、目標エンジン回転数補正手段(A1
0) が最小目標エンジン回転数と目標エンジン回転数と
を比較し、両回転数の差が所定値以上離れている場合
に、目標エンジン回転数を最小目標エンジン回転数に応
じて補正する（具体的には最小目標エンジン回転数に近
づける）ことにより、アイドル回転数の安定化を図るこ
とができる。

【００２１】

【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。

【００２２】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量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。

【００２３】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個の切歯が等角度間
隔で形成され、更に各切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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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
復（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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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、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。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。

【００３６】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。

【００３７】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４８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。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】又、ディーゼルエンジン２には、排気管５
０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。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。

【００４０】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はアイドル回転数制
御手段，スピル角度演算手段，余り角度演算手段，余り
角度時間換算手段，目標エンジン回転数補正手段を構成
する電子制御装置（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。

【００４１】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。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。

【００４２】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３
５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。

【００４３】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。

【００４４】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８８，８９，９０，９
１、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。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９
６，９７，９８，９９，１００，１０１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。

【００４５】そして、ＣＰＵＩ８１は各センサ３５，７
２〜７７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。

【００４６】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
る燃料噴射量制御動作について図５及び図６を用いて説
明する。図５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目標回転数補正処理を
示しており、また図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ
７１により実行される燃料噴射量制御処理を示してい
る。

【００４７】図５に示される目標回転数補正処理が起動
すると、先ずステップ１０（図ではステップをＳと略称
する）において、アクセル開度センサ７３からの出力信
号により現在がアイドル状態であるかどうかが判定され
る。そして、ディーゼルエンジン２が現在アイドル状態
であると判断されると、処理はステップ１２に進み、ア
イドル時の目標回転数（ＮＥ_ref）を演算する。この目
標回転数ＮＥ_refは、吸気温センサ７２，水温センサ７
５，車速センサ７７等からＥＣＵ７１に送信されてくる
ディーゼルエンジン２の機関状態を示す各種信号に基づ
き決定される。

【００４８】続くステップ１４においては、ステップ１
２で求められた目標回転数ＮＥ_refに基づき燃料噴射を
終了する噴射開終了位置であるスピル角度ＡＮＧＳＰＶ
（即ち電磁スピル弁２３をオフするスピル位置）を演算
する。また、ステップ１４においてスピル角度ＡＮＧＳ
ＰＶが求められると、ステップ１６において余り角度θ
ＲＥＭが演算される。ここで、余り角度θＲＥＭについ
て図９を用いて説明する。

【００４９】スピル角度ＡＮＧＳＰＶは、前記したよう
に電磁スピル弁２３をオフするスピル位置である。ま
た、クランクアングルはクランク軸４０に同期して回転
するパルサ７の回転を回転数センサ３５により検出し、
この回転数センサ３５から出力されるエンジン回転パル
スにより検出される。しかるに、パルサ７に形成されて
いる突起（歯）の数は有限であり、無数に形成すること
はパルサ７の強度及び加工性の面より不可能である。従
って、スピル角度ＡＮＧＳＰＶの値によってはスピル位
置がエンジン回転パルスの１パルスの間の位置となるこ
とが発生する。図９に示す例では、スピル位置は第６パ
ルスの間位置にある。

【００５０】このような場合において燃料噴射を行うに
は、基準位置からスピル位置が存在するエンジン回転パ
ルス（以下、このパルスをスピル角パルスという。尚、
本例においては第６パルスがこれに該当する）の直前ま
でのエンジン回転パルス数（以下、スピル時パルス数Ｃ
ＡＮＧＬａという）と、残る１パルスに満たない角度
（これを余り角度θＲＥＭという）を求め、かつ余り角
度θＲＥＭを時間換算することにより余り角度時間Ｔθ
ＲＥＭを求める。そして、基準位置からエンジン回転パ
ルスがスピル時パルス数ＣＡＮＧＬａだけカウントされ
るのを待ち、その後は余り角度時間ＴθＲＥＭが経過す
るのを時間管理し、余り角度時間ＴθＲＥＭが経過した
時点で電磁スピル弁２３をオフすることが行われてい
る。従って、余り角度θＲＥＭは下式で示される。

【００５１】ＡＮＧＳＰＶ＝3.75×ＣＡＮＧＬａ＋θＲＥＭ … 尚、上記の基準位置とは、回転数センサ３５から出力さ
れるエンジン回転パルスの内、パルサ７の回転に伴い切
歯形成位置の次に形成された突起（歯）により出力され
るパルスの立ち上がり位置をいうものとする（本実施例
では第０パルスの立ち上がり位置を基準位置としてい
る）。

【００５２】上記の如くステップ１６において余り角度
θＲＥＭが演算されると、続くステップ１８では、図８
を用いて説明した余り角度θＲＥＭと最小目標エンジン
回転数（ＮＥ_ref）_minとの関係を用いてステップ１６
において演算された余り角度θＲＥＭに対応する最小目
標エンジン回転数（ＮＥ_ref）_minを求める。尚、図８
に示される余り角度θＲＥＭと最小目標エンジン回転数
（ＮＥ_ref）_minとの関係は、ＥＣＵ７１に内設された
ＲＯＭ８２に２元マップとして格納されてる。従って、
このＲＯＭ８２に格納された余り角度θＲＥＭと最小目
標エンジン回転数（ＮＥ_ref）_minとの関係示す２元マ
ップより最小目標エンジン回転数（ＮＥ _ref）_minは求
められる。

【００５３】続くステップ２０では、ステップ１２で演
算された目標エンジン回転数ＮＥ_re _fと、ステップ１８
で求められた最小目標エンジン回転数（ＮＥ_ref）_min
を比較する。そして、ステップ２０において目標エンジ
ン回転数ＮＥ_refが最小目標エンジン回転数（Ｎ
Ｅ_ref）_minより大きいと判断された場合には、ＥＣＵ
７１は燃料噴射ポンプ１に燃料漏れが発生していると判
断し、最小目標エンジン回転数（ＮＥ_ref）_minを目標
エンジン回転数ＮＥ_refとして新たに設定する。また、
これに併せてステップ２４において燃料噴射ポンプ１に
燃料漏れが発生していることを運転者に知らせるアラー
ム２４を出す。

【００５４】一方、ステップ１０で否定判断がされた場
合はアイドル時ではないのでステップ１２以降の処理を
行う必要はなく、またステップ２０で肯定判断がされた
場合には、燃料噴射ポンプ１に燃料漏れが発生していな
いためステップ１２で演算された目標エンジン回転数Ｎ
Ｅ_refを再設定することなく処理を終了する構成とし
た。

【００５５】上記一連の処理を実行することにより、燃
料噴射ポンプ１に燃料漏れが発生した場合においても、
目標エンジン回転数ＮＥ_refはエンジン回転数変動の少
ない値、即ち最小目標エンジン回転数（ＮＥ_ref）_min
に設定されるため、エンジン回転は安定化する。よっ
て、エンジン回転パルスの出力も安定化し、このエンジ
ン回転パルスに基づき演算される余り角度時間ＴθＲＥ
Ｍも安定化し、これによりエンジン回転変動を更に低減
することができる。

【００５６】続いて、図６を用いて燃料噴射量制御処理
について説明する。

【００５７】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３０においてアクセル開度センサ７３
からの出力信号により現在がアイドル状態であるかどう
かが判定される。そして、ディーゼルエンジン２が現在
アイドル状態であると判断されると、処理はステップ１
２に進み、図５を用いて説明した目標回転数補正処理に
より求められた目標エンジン回転数ＮＥ_refに基づき燃
料噴射量ＳＰＭが演算される。この際、前記したように
燃料噴射ポンプ１に燃料漏れが発生した場合において
も、目標エンジン回転数ＮＥ_refはエンジン回転数変動
の少ない値、即ち最小目標エンジン回転数（ＮＥ_ref）
_minに設定されているため、この目標エンジン回転数Ｎ
Ｅ_refに基づき演算される燃料噴射量ＳＰＭも燃料噴射
ポンプ１に燃料漏れが発生している場合においてもエン
ジン回転の安定化を図ることができる燃料噴射量とな
る。

【００５８】一方、ステップ３０で否定判断がされ現在
アイドル状態ではないと判断されると、処理はステップ
３４に進み、回転数センサ３５から出力されるエンジン
回転パルスに基づき求められるエンジン回転数ＮＥ、及
びアクセル開度センサ７３から求められるアクセル開度
ＡＣＣＰに基づき燃料噴射量ＳＰＶが求められる。

【００５９】続くステップ３６においては、ステップ３
２或いはステップ３４で求められた燃料噴射量ＳＰＶに
基づき燃料噴射を終了するスピル位置であるスピル角度
ＡＮＧＳＰＶ（即ち電磁スピル弁２３をオフするスピル
位置）を演算する。ステップ３６においてスピル角度Ａ
ＮＧＳＰＶが求められると、続くステップ３８ではスピ
ル角度ＡＮＧＳＰＶに基づきスピル時パルス数ＣＡＮＧ
Ｌａ及び余り角θＲＥＭが算出される。このスピル時パ
ルス数ＣＡＮＧＬａ及び余り角θＲＥＭは、図５のステ
ップ１６で説明した式に基づいて演算される。

【００６０】続くステップ４０では余り時間ＴθＲＥＭ
を演算する。ここで、余り角度時間ＴθＲＥＭとはステ
ップ３８で求められた余り角度θＲＥＭを時間換算した
ものである。この余り時間ＴθＲＥＭを演算するには、
先ずスピル時パルス（本実施例では第６パルス）より１
パルス前のパルス時間ＴＮＩＮＴ₅を演算する。そし
て、求められたパルス時間ＴＮＩＮＴ₅及びステップ１
４で求められた余り角θＲＥＭを用いることにより、余
り時間ＴθＲＥＭは下式により求めることができる。

【００６１】ＴθＲＥＭ＝（θＲＥＭ×ＴＮＩＮＴ₅）／３．７５ … ここで、余り時間ＴθＲＥＭを正確に演算するには、ス
ピル時パルスのパルス時間ＴＮＩＮＴ₆を求め、これに
基づき余り角度θＲＥＭを時間換算し、余り時間ＴθＲ
ＥＭを演算する必要がある。しかる、式においてスピ
ル時パルスより１パルス前のパルス時間ＴＮＩＮＴ₅に
基づき余り時間ＴθＲＥＭを演算する構成としたのは次
の理由による。

【００６２】即ち、実際のスピル時パルス時間ＴＮＩＮ
Ｔ₆は、スピル時パルスの次のエンジン回転パルス（第
７パルス）が発生した時点でなければ求めることはでき
ない。これに対し、燃料噴射の終了時である要求スピル
角度ＡＮＧＳＰＶは第７パルスの発生時前に存在するた
め、余り角度時間ＴθＲＥＭの演算は第６パルスの発生
時前に演算する必要がある。よって、余り時間ＴθＲＥ
Ｍの演算は、第６パルスの発生時において演算すること
が可能なスピル時パルスの直前の第５パルスのパルス時
間ＴＮＩＮＴ₅に基づき演算する構成としている。

【００６３】また、エンジン回転は変動するものであ
り、このエンジン回転変動はある特定のエンジン回転パ
ルスから急激に生じるのではなく、エンジン状態によっ
て漸次生じるものである。従って、仮にスピル時パルス
から離れたエンジン回転パルスのパルス時間に基づいて
余り角度時間ＴθＲＥＭを演算した場合、求められる余
り角度時間ＴθＲＥＭは実際の余り角度時間ＴθＲＥＭ
に対して大きな差が生じてしまうおそれがある。

【００６４】これに対して、スピル時パルスの直前の第
５パルスのパルス時間ＴＮＩＮＴ₅は、スピル時パルス
時間ＴＮＩＮＴ₆と近似した時間となっている。このた
め、このスピル時パルスの直前のパルス時間ＴＮＩＮＴ
₅に基づき余り角度時間ＴθＲＥＭを演算することによ
り、上記の式で演算される余り角度時間ＴθＲＥＭを
実際の余り角度時間ＴθＲＥＭに近付けることができ
る。

【００６５】上記の如くステップ４０において余り角度
時間ＴθＲＥＭが演算されると、処理はステップ４２に
進み、ステップ３８で演算されたスピル時パルス数ＣＡ
ＮＧＬａと、ステップ４０で演算された余り角度時間Ｔ
θＲＥＭに基づき電磁スピル弁２３を駆動する。具体的
には、基準位置からエンジン回転パルスがスピル時パル
ス数ＣＡＮＧＬａだけカウントされるのを待ち、その後
は余り角度時間ＴθＲＥＭが経過するのを時間管理し、
余り角度時間ＴθＲＥＭが経過した時点で電磁スピル弁
２３をオフする。上記した一連の処理により、アイドル
時にステップ４２の処理により噴射される燃料噴射量は
エンジン変動を低減しうる目標エンジン回転数ＮＥ_ref
に基づき演算された値であるため、アイドル時における
エンジン回転数の変動を低減でき、これに伴いステップ
４０でエンジン回転パルスに基づき演算される余り角度
時間ＴθＲＥＭの精度を向上できる。これにより、アイ
ドル時における燃料噴射量制御を高精度に行うことが可
能となる。

【００６６】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。

【００６７】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、電磁スピル弁２３のオン
・オフのタイミングの精度が悪い場合、最適エンジン制
御は不可能となり、エミッションの悪化及び大きなエン
ジン回転変動等が生じてしまう。

【００６８】これに対し、本願構成の燃料噴射量制御装
置は上記のように燃料噴射量を極めて精度良く設定でき
るため、燃料圧力が高い燃料噴射ポンプを採用しても燃
料噴射量制御を高精度かつ確実に行うことができる。

【００６９】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、燃料噴射ポ
ンプに経時劣化等が発生することに起因して燃料漏れが
生じたとしても、余り角度の増大による燃料噴射量のバ
ラツキの影響を低減することができ、よってアイドル時
におけるエンジン回転の変動を低減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】ＥＣＵにより実行される目標エンジン回転数補
正処理を示すフローチャートである。

【図６】ＥＣＵにより実行される燃料噴射量演算処理を
示すフローチャートである。

【図７】エンジン回転変動と余り角度との関係を示す図
である。

【図８】最小目標回転数と余り角度との関係を示す図で
ある。

【図９】余り角度を説明するための図である。

【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スロットルバルブ７１ＥＣＵ７３アクセル開度センサ７６クランク角センサ８１ＣＰＵ８２ＲＯＭ８３ＲＡＭＳＰＶ：燃料噴射量ＡＮＧＳＰＳ：噴射開始角度ＡＮＧＳＰＶ：スピル角度ＣＡＮＧＬａ：スピル時バルス数ＴＣＡＮＧＬａ：ＣＡＮＧＬａを時間換算した値 θＲＥＭ：余り角度ＴθＲＥＭ：余り角度時間ＮＥ_ref ：目標エンジン回転数（ＮＥ_ref）_min：最小目標エンジン回転数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディーゼルエンジンのアイドル状態を検
出し、アイドル状態である場合に機関状態等より演算さ
れる目標エンジン回転数にエンジン回転数がなるよう燃
料噴射量制御を行うアイドル回転数制御手段と、該ディーゼルエンジンの発生する駆動力により燃料を加
圧し、該加圧された燃料をスピル弁により噴射量制御し
つつディーゼルエンジンに圧送する燃料噴射ポンプと、該ディーゼルエンジンの運転状態に応じ決定される燃料
噴射量に基づき、少なくとも燃料噴射終了時期に相当す
る該スピル弁の開弁時期を演算するスピル位置演算手段
と、エンジン回転検出手段から一定のクランク角毎に出力さ
れるエンジン回転パルスに基づき、該エンジン回転パル
スの基準位置からスピル位置までのカウント数と、その
１パルス分に満たない余り角度を演算する余り角度演算
手段と、該スピル位置を挟むエンジン回転パルスのパルス時間を
演算し、該パルス時間に基づき該余り角度演算手段によ
り演算された余り角度を時間換算し余り角度時間を演算
する余り角度時間換算手段と、該余り角度演算手段により演算された基準位置からスピ
ル位置までのカウント数と、該余り角度時間換算手段に
より演算される余り角度時間とに基づき決定される時刻
タイミングにより該スピル弁を駆動制御するスピル弁制
御手段と、該余り角度演算手段により演算された該余り角度に基づ
き許容できる最小目標エンジン回転数を求めると共に、
該最小目標エンジン回転数と該アイドル回転数制御手段
により演算される目標エンジン回転数が所定値以上離れ
ている場合に、該目標エンジン回転数を該最小目標エン
ジン回転数に応じて補正する目標エンジン回転数補正手
段とを具備することを特徴とするディーゼルエンジンの
燃料噴射量制御装置。