JPS59119063A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発廚は、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法
に係り１％に、を子制御燃料噴射装置を備えた自動車用
ディーゼルエンジンに用いるのに　−好適な、燃料の噴
射圧力又はインジェクションノズルのり７ト量が判定レ
ベルを越えたことから燃料噴射時期を検出するようにし
たディーゼルエンジンの燃料噴射時期−検出方法の改良
に関する。

一般に、ディーゼルエンジンにおいては、その燃焼室に
供給される燃料を、エンジン回転と同期して回転駆動さ
れている燃料噴射ポンプによυ制御するようにしており
、該燃料噴射ポンプ内に設けられたフィードポンプの供
給圧で、タイマを動かしてローラリングを動かすことに
よって、燃料の噴射時期を制御し、又、遠心式ガバナに
よりスピルリングを動かして圧送路シを変えることによ
って、燃料噴射量を制御するようにしている。しかしな
がら従来は、前記タイマ及びスピルリングが、いずれも
、機械的に制御されていたため、精密な燃料噴射量制御
を行う仁とは困難であった。

一方近年、電子制御技術、特にデジタル制御技術の発達
と共に、ディーゼルエンジンの燃料噴射ｉｔｔ電子制御
する試みもなされている。

このような電子制御においては、正確な燃料噴射時期を
知ることが非常に重要であるが、従来は。

ディーゼルエンジンの燃料噴射時期を、簡単に。

且つ、適確に知ることができる燃料噴射時期検出方法は
提案されていなかった。

尚前記タイマの位置を検出することによって燃料噴射時
期を推定することも考えられるが、タイマの動きと実際
の燃料噴射時期の間には、時間遅れ、センサのばらつき
や経時変化、及び、ローシリングにプランジャが乗り上
けるタイミングの機械的なばらつきがあるため、正確に
燃料噴射時期を知ることができない場合があった。

又、本発明と同様にして、燃料の噴射圧力又はインジェ
クションノズルのリフト量が判定レベルを越えたことか
ら燃料噴射時期を検出するようにすることも考えられる
・が−正規の燃料噴射による噴射圧力又はノズルリフト
量の変化の他に、噴射圧力の脈動や、圧力波の干渉、電
気的−雑音や振動等による機械的雑音、ノズルリフト量
の場合には。

上記に加えて一噴射圧力の脈動や圧力波の干渉によｐイ
ンジェクションノズルが瞬間的に開℃・てしまう、いわ
ゆる不斉噴射等による信号が発生するため、正確な燃料
噴射時期を精度よく検出することができないという問題
があった。

従って、燃料噴射時期の制御ｆ＃度が大幅に慾化し、ド
ライバビリティの悪化、ディーゼルノックの発生−ディ
ーゼルスモークや白煙の増加、エンジン振動や騒音の増
大、排気ガス中の有害成分の増加等を引起す恐れがあっ
た。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、各種雑音に拘わらず、正確な燃料噴射時期を精度
良く検出することができるディーゼルエンジンの燃料噴
射時期検出方法を提供することを目的とする。

本発明は、燃料の噴射圧力又はインジェクションノズル
のり７ト景が判定レベルを越えたことから燃料噴射時期
を検出するようにしたデーゼルエンジンの燃料噴射時期
検出方法において、第１図にその要旨を示す如く、噴射
圧力又はノズルリフト量が判定レベルを越えている時間
が判定時間未満である時は、検出された燃料噴射時期を
無効とするようにして、前屈目的を達成したものである
。

又、前６Ｃ判定時間を、エンジン回転速度が高くなる程
、短くするようにして、エンジン回転速度の変化に拘ら
ず、高精度の燃料噴射時期検出が行えるようにしたもの
である。

更に、萌配判定時間を、燃料噴射量が少くなる程−短く
するようにして、燃料噴射量の変化に−拘らず、高精度
の燃料噴射時期検出が行えるようにしたものである。

以下、図’１ｆｌｉ’ｅ参照して、本発明に係るディー
ゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法が採用されたー自
動車用ディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射装置の火
施例を詳細に説明する。

本発明の第１実施例は、第２図に示すような。

ディーゼルエンジン、１０の出力軸の回転と連動して回
転される駆動軸１４−該駆動軸１４に固着された一燃料
全圧送するための一フィードポンプ１６（第２図は９０
°転回した状態を示す）、燃料供給圧を調整するための
燃圧調整弁１８−前記駆動軸１４に固着されたギヤ２０
の回転変位から、ｍＩ記記動動軸１４所定のクランク角
度だけ回転するのに要する時間を測定してディーゼルエ
ンジンＪＯの回転速ｉｋ検知するための１例えば電磁ピ
ックアップからなる回転速度センサ２２−燃料噴射時期
を制御するためのローラリング２４．該ローラリング２
４を駆動するためのタイマピストン２６、該タイマピス
トン２６の位置音制御するためのタイミング制御弁２８
−燃料噴射量を制御するためのスピルリング３２．該ス
ピルリング３２を駆動するための、１ランジャ３４ａ−
圧縮ばね３４ｂ、コイル３４ｃ及びコイルケース３４ｄ
からなるスピルアクチュエータ３４、前記スピルリング
３２の位置全検出するための−例えは可変インダクタン
スセンサからなるスピル位置センサ３６、エンジン停止
時に燃料をカットするための燃料カットンレノイド（以
下、ＦＣＶと称する）３８．１ランジヤ４０及びデリバ
リバルブ４２を有する燃料噴射ポンプ１２と、該燃料噴
射ポンプ１２のデリバリバルブ４２から吐出される燃料
をディーゼルエンジンｌＯの副燃焼室内に噴射するため
のインジェクションノズル４４と、吸気管４６會介して
吸入される吸入空気の圧力を検出するための吸気圧セン
サ４８と、同じく吸入空気の温度を検出するための吸気
温センサ５０と、ディーゼルエンジン１０のシリンダブ
ロックｌｏａに配設されたーエンジン冷却水温音検出す
るための冷却水温センサ５２と、運転者が操作するアク
セルペダル５４の踏込み角度（以下、アクセル開度と称
する）を検出するためのアクセルセンサ５６と、前記ア
クセルセンサ５６出力から検知されるエンジン負荷、前
８Ｃ回転速度センサ２２串力から検知されるエンジン回
転速度−前Ｍｔ冷却水温センサ５２出力から検出される
エンジン冷却水温等により目標噴射時期及び計算噴射量
を求め、萌配燃料鳴射ポンプ１２から、目、標噴射時期
に計算噴射量の燃料が噴射されるように、前記タイミン
グ制御弁２８、スビルアクチュエーク３４等を制御する
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）５８と會備
えた。自動車用ディーゼルエンジンｉｏの燃料噴射量制
御装置において、第３図に本発明に関連する部分の構成
を抽出して示す如く。

燃料噴射ポンプ１２内のプランジャ室４０ａの燃料圧力
を検知して、噴射圧信号Ｖｐｍｋ得るためのＩ５ｊ＃−
Ｊ圧センサ６０と、例えば、ディーゼルエンジンｌＯの
クランク軸１０ｂの回転位置全検知して、上死点信号を
得るための上死点センサ６２を設けると共に、前記Ｅｃ
Ｕ５８内で、例えば前６ｒ０２上死点信号の立上シから
前記噴射圧信号の立上り迄の時間間隔から噴射開始タイ
ミングを検出するに際して、前Ｑｔｌ（耐圧信号が判定
レベルを越えている時間が、エンジン回転速度が高くな
る程、又−燃料噴射量が少くなる程、短くするようにさ
れた判定時間未満である時は一検出された噴射開始タイ
ミングを無効とするようにしたものである。

図において、２５はカムプレート、３１は引張シばねで
ある。

前記ＥＣＵ３８は一第４図に詳細に示す如く。

各種演算処理を行うための１例えばマイクロコンピュー
タからなる中央処理ユニット（以下、ｃＰＵと称する）
５９と、バッファ６０ｉ介して入力される前記冷却水温
センサ５２出力、バッファ６２を介して入力される前＠
ピ吸気温センサ５ｏ出力、バッファ６４を介して入力さ
れる前記吸気圧センサ４８出力、バッファ６６を介して
入力される前記アクセルセンサ５６出力、センサ駆動回
路６８出力のセンサ駆動用周波数４８号によって駆動さ
れ、センサ信号検出回路７−０’ｉ介して入力される前
記スピル位置センサ３６出カ等會順次取込むためのマル
チプレクサ７６と、該マルチプレクサ７６出力のアナロ
グ信号をデジタル信号に変換するためのアナログ−デジ
タル変換器（以下−Ａ／Ｄ変換器と称する）７８と、該
Ａ／Ｄ変換器７８出力’１ｃＰＵ５９に取込むための人
出方ボート８０と、前記回転速屓センサ２２出カを波形
整形して前記ＣＰ　Ｕ　５９に取込むための波形整形回
路９４と、前記噴射圧センサ６ｏ出力の噴射圧信号Ｖｐ
ｍと−デジタルーアナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器
と称する）９６を介して前記ＣＰＴＪ５９から入力され
る判定レベルｖｔｈｉ比較して、噴射圧信号Ｖｐｍが判
定レベルｖｔｈ會越えた時に高レベル信号を前１ｄｃＰ
Ｕ５９のボートＰｌに入力するための比較整形回路９８
と、該比較整形回路９８の出力を氷転して、前記ｃＰＵ
５９のボー）Ｐ２に入力するためのインバータ１００と
、前記上死点センサ６２の出力音波形整形してＣＰＵ５
９に取込むための波形整形回路１０１と、クロック発生
回路１０２と＋　ＣＰＵ５９における演算データ等を一
時的に記憶するための一電源異常時にバックアップする
バックアップ用ランダムアクセスメモリ（以下、バック
アップＲＡＭと称する）を含むランダムアクセスメモリ
（以下−ＲＡＭと称する）１０４と、制御７′ログラム
や谷柚データ等ヲ記憶するためのリードオンリーメモリ
（以下、ＲＯＭと称する）１０６と一前記ＣＰＵ５９に
お　　　゛ける演算結果に応じて前記タイミング制御弁
２８を駆動するための駆動回路１０８と、同じく前＠Ｃ
ＣＰＵ５９における演算結果に応じて前記Ｆ　ＣＶＢ２
を駆動するための駆動回路１０９と一デジタルーアナロ
グ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と称する）１１０により
アナログ信号に変換された前記ＣＰＵ５９出力と前記ス
ピル位置センサ３６出力との偏差に応じて、前ｇビスビ
ルアクチュエータ３４ケ駆動するためのサーボ増幅器１
１２及び駆動回路１１４とから構成されている。

以下作用を説明する。

本実施例におけ゛る噴射開始タイミングの検出及び検出
されたＩＪ射開始タイミングが有効であるか否かの判驚
け、それぞれ、第５図及び第６図に示したようなボー）
ＰＩ割込みルーチン及びボート２２割込みルーチンによ
って実行される。

即ち、前記ＥＣＵ３８のＣＰＵ５９においては、前記噴
射圧センサ６０出力の噴射圧信号Ｖｐｍ（第７図（Ｃ）
参照）が判定レベルｖｔｈ’を越えて、ボー）ＰＩに゛
高レベル信号が人力されると共に、第５図ｉＣ示したポ
ー６２１割込みルーチンのステップ１０１０に入り、該
ボー）ＰＩに入力信号が発生した時刻、即ち、噴射圧信
号Ｖ　ｐｍ　　の立上り時刻ｔ１を、前記ＲＡＭ１０４
にメモリする（第７図（Ｄ）　参照）。次いでステップ
１０２０に進み１例えば、既にＲＡＭＩ　０４に！；ピ
憶されている。前記上死点センサ６２出力の上死点信号
（第７図（Ａ）参照）の立上ジ時刻との時間差を求め、
該時間差に相当するエンジン回転角會、前記回転速度七
ンサ２２の出力から求められているエンジン回転速度を
用いて求め、上死点との相対位置関係に応じて噴射開始
タイミングＴｋ求めて、ＲＡＭＩ　Ｏ４にメモリし−こ
のルーチンを終了する。

又、前記ＣＰＵ５９は、前記噴射圧センサ６０出力の噴
射圧信号Ｖ　ｐｍ　　が判定レベルｖｔｈ　以下となっ
てボートＰ２に入力が発生した時点で、第６図に示した
ポート２２割込みルーチンのステップ２０１Ｏに入り、
その時の時刻、即ち−１！Ｊ射圧立下り時刻ｔｚｋ、Ｒ
ＡＭＩ　Ｏ４にメモリする。

（第７図（Ｅ）　門照）。次いでステップ２０２０に進
み１次式に示す如く、前出ステップ２０１０でメモリさ
れた噴射圧立下９峙刻ｔ２から、前出第５図に示したボ
ート２１割込みルーチンのステップ１０１０で配憶され
ている噴射圧立上り時刻ｔｌを引くことによって、噴射
圧信号Ｖ　ｐｍ　　が判定レベルｖｔｈｅ越えている時
間△１１算出する。

△ｔ＝ｔｚ　　ｔｔ　　　・・・・・・・・・・・・（
１）次いで、ステツ７２０３０に進み、前記回転速度セ
ンサ２２出力から求められるエンジン回転速［ＮＥ、及
び゛、ばエンジン回転速度ＮＥと他のエンジン運転状態
から求められている剖ｍ−ｒ９Ｘ射紮Ｑを用いて、例え
は、予めＲＯＭ１０６に記憶されているエンジン回転速
度ＮＥ及び燃料噴射ＪｔＱと判定時間にの関係を表わし
たマツプから、その時のエンジン回転速度ＮＥ及び計′
Ｎ噴射量Ｑに対応する適切な判定時間Ｋｉ求める。ここ
で、前ｇｔ判定時間Ｋを、エンジン回転注度ＮＥが筒く
なる程。

又、燃料噴射ｉＱが少くなる程、短くすることによって
、良好な判定を行うことができる。

ステップ２０３０終了後、ステップ２０４０に進み、噴
射圧信号が判定レベルｖｔｈ’を越えている時間△ｔが
、前出゛ステップ２０３０で求められた判定時間に以上
であるか否かを判定する。判定結果が正でちる場合には
、今回求められた噴射開始タイミングＴは有効なデータ
であると判断してステップ２０５０に進み、今回求めら
れた噴射開始タイミングＴｋメモリして、このルーチン
を終了する。

一方、前出ステップ２０４０における判定結果が否であ
る場合、即ち、’Ｊｔ射圧倍圧信号定レベルｖｔｈ　　
を越えている時間△ｔが判定時間に未満であり、今回の
噴射開始タイミングＴか、各種雑音、圧力脈動、干渉波
による噴射圧信号に基づいて求められたものであると判
断される時には、ステップ２０６０に進み、今回求めら
れた噴射開始タイミングのデータをクリアし、前回の噴
射開始タイミングＴをメモリして、このルーチンを終了
する。

本実施例における。クランク角、上死点信号。

噴射圧信号、燃料噴射信号、ポー６２１割込み信号、ボ
ート２２割込み信号の関督の例會、第７図に示す。図か
ら明らかな如く、噴射圧信号中の正規の燃料噴射に対応
する波形Ａ、Ｂ、Ｅは、全て、噴射圧が判定レベルｖｔ
ｈ’ｉ越えている時間△ｔが判定時間に以上であるため
、検出された噴射開始タイミングＴが有効とされるのに
対し、雑音、圧力脈動、干渉波等による波形Ｃ＝　Ｄは
、いずれも１判定時間に以上判定レベルｖｔｈｖ越える
ことがない７【め、これらの波形Ｃ，Ｄから求められた
噴射開始タイミングＴは無効とされる。

尚前記実施例においては、燃料の噴射圧力が判定レベル
を越えたことから燃料噴射時期を検出するようにきれて
いたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、インジ
ェクションノズルのリフト量が判定レベルを越えたこと
から、燃料噴射時期を検出するように構成したものに適
用することも可能である。この場合には、噴射圧の変動
や外部雑音による燃料噴射時期の誤検出だけでなく、イ
ンジェクションノズルからの不斉噴射、ノズルリフトセ
ンサの着座時のハンチング等による、燃料噴射時期の誤
検出を防止することがてきる。

前Ｈじ実施例においては１本発明が、電子制御燃料噴射
装置を備えた自動車用ディーゼルエンジンに適用されて
いたが１本発明の適用範囲はこれに限定されず、他の燃
料噴射装置を備えた一般のディーゼルエンジンにも同様
に適用できることは明らかである。

以上説明したとうり、本発明によれば、振動、雑音、内
圧変動等の各種雑音による影響を受けることなく、正確
な燃料噴射時期會精度良く検出することが可能となる。

従って、ドライバビリティの向上−ディーゼルノックの
防止−ディーゼルスモークや白煙の低減−エンジン騒音
や振動の低減。

燃費性能や排気ガス浄化性ロヒの向上等を図ることがで
きるという優れた効果？有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
時期検出方法の要旨を示す流れ図、第２図は、本発明に
係るディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法が採用
された、自動車用ディーゼルエンジンの電子制御燃料噴
射装置の実施例の構成を示す、一部ブロック線図會創２
む断面図、第３図は、前記実施例における一本発明に関
連する部分を抽出して示す、一部ブロック線図を含む断
面図、第４図は、前記実施例で用いられて（・る電子制
御ユニットの構成を示すブロック線図２第５図は、同じ
く、噴射圧の立上９時刻を配憶すると共に、噴射開始タ
イミングケ求めるためのボート２１割込みルーチン？示
す流れ図、第６図は、同じく、検出された燃料噴射開始
タイミングが有効であるか否か全判断するための、ポー
ト２２割込みルーチンを示す流れ図、第７図は、前記実
施例における一各部信号波形の例を示す線図である。 １０・・・ティーセルエンジン−１２・・・燃料噴射ボ
ン１，２２・・・回転速匿センサ、５８・・・電子制御
ユニツ）（ＥＣＵ）−５９・・・中央処理ユニット（Ｃ
ｐｕＬ　６０・・・噴射圧センサー６２・・・上死点セ
ンサ＋　９４．１０１・・・波形整形回路、９６・・・
デジタル−アナログ変換器、９８・・・比較整形回路。 １００・・・インバータ。 代理人、高　矢　　　論 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　燃料の噴射圧力又はインジェクションノズル
   のリフト量が判定レベルを越えたことから燃料噴射時期
   を検出するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射時
   期検出方法において、噴射圧力又はノズルリフト量が判
   定レベルを越えている時間が判定時間未満である時は、
   検出された燃料噴射時期を無効とするようにしたことを
   特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法
   。
2. （２）　　前記判定時間を、エンジン回転速度が高くな
   る程、短くするようにした特許請求の範囲第１項に記載
   のディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法。
3. （３）　　１Ｉｔｌ記判定時間を、燃料噴射量が夕くな
   る程、短くするようにした特許請求の範囲第１項に記載
   　□のディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法。