JPH06317211A - 内燃機関の回転変化予測装置及びクランク角の時間換算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料の噴射時期が変化したり、機関負荷が変化
したりしても、その変化に応じた予測パルス時間の補正
を行うことなく、精度の高い回転変化の予測を行う。 【構成】回転変化予測装置は、クランク角度を検出する
回転数センサ３５、電磁スピル弁２３、電子制御装置
（ＥＣＵ）７１等を備える。ＥＣＵ７１は回転数センサ
３５によるパルス信号の所要時間をパルス時間として算
出する。ＥＣＵ７１は、前回燃焼サイクルにおける所定
パルス信号のパルス時間と、今回燃焼サイクルにおいて
前記所定パルス信号に対応するパルス信号のパルス時間
とから両者間の変化量を求め、その変化量に基づき、ク
ランク軸４０の回転変化量を回転変化予測値として算出
する。また、クランク角の時間換算装置は、１パルス分
に満たない余り角度の算出に際し、回転変化予測装置に
よる回転変化予測値を用いる。

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、
ガソリンエンジン等の内燃機関において、燃料噴射量等
の制御量を調整するためのアクチュエータの作動時期を
算出する際に用いられる回転変化予測装置及びクランク
角の時間換算装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子制御技術、特にデジタル制御
技術の発達とともに、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポ
ンプを電子的に制御するようにした、いわゆる電子制御
ディーゼルエンジンが実用化されている。燃料噴射ポン
プを電子制御する方法には種々あるが、その１つに、燃
料噴射ポンプにおける燃料の溢流を電磁スピル弁で制御
するものがある。この方法は、燃料噴射量が目標値に達
する溢流時期（スピル時期）で電磁スピル弁によりスピ
ルポートを開放し、燃料の圧送を終了させて燃料噴射量
を調整するものである。

【０００３】前記電磁スピル弁の開閉制御には、通常、
回転数センサによりディーゼルエンジンの一定クランク
角（１１．２５°ＣＡ）毎に出力される回転角信号（エ
ンジン回転パルス）が用いられる。このエンジン回転パ
ルスを用いて燃料を溢流させる時期（目標スピル時期）
を算出する方法としては、例えば本出願人が先に提案し
た技術（特願平４−２８３５６号）がある。

【０００４】この技術では、図１９，２０に示すよう
に、ディーゼルエンジンの作動状態に応じた目標スピル
時期を算出し、エンジン回転パルスの所定基準位置
（「０」のエンジン回転パルスの立上がり）から前記目
標スピル時期までのエンジン回転パルスの数（この場
合、８個）と、１パルス分に満たない余り角度とを求め
る。そして、前回燃焼サイクルにおいて目標スピル時期
を含む１パルス（「８」のエンジン回転パルス）の所要
時間を基準時間とし、この基準時間を用い、今回燃焼サ
イクルにおける目標スピル時期での１パルス（「８」の
エンジン回転パルス）の所要時間（予測パルス時間）を
予測する。さらに、予測パルス時間と、エンジン回転パ
ルスの発生間隔である単位角度（１１．２５°ＣＡ）と
を用い、前記余り角度を時間に換算する。そして、時間
換算値と前記エンジン回転パルスの数とから決定される
タイミングにて電磁スピル弁を開弁させて、燃料噴射を
終了させるようにしている。

【０００５】ところで、前記余り角度を時間換算する際
に用いられる予測パルス時間は、前回燃焼サイクルでの
基準時間を用いて予測した時間である。このため、前回
燃焼サイクルと今回燃焼サイクルとの間で、クランク軸
の時間当たりの回転数（エンジン回転数）が大きく変化
したときには、予測パルス時間に誤差が生ずる。そこ
で、上記技術では、目標スピル時期を含む今回燃焼サイ
クル内であり、かつ、同目標スピル時期前の２つのパル
ス信号（「１３」と「６」のエンジン回転パルス）を選
択する。選択した２つのパルス信号の各所要時間（瞬時
時間ＴＮ１３，ＴＮ６）から両者の偏差（ＴＮ１３−Ｔ
Ｎ６）を求め、この偏差（瞬時時間差ΔＴＮ）を、エン
ジン回転数の変化量として予測している。そして、瞬時
時間差ΔＴＮに応じて予測パルス時間を補正するように
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記技
術では、エンジン回転数の変化量（瞬時時間差ΔＴＮ）
を同一燃焼サイクル内で求めているので、エンジン負荷
の大きさに応じて同瞬時時間差ΔＴＮが大きく異なる。
この現象について説明すると、図２１は、エンジン負荷
が小さく、かつエンジン回転数ＮＥが約２４００ｒｐｍ
に保たれた場合の回転変動を示している。また、図２２
は、エンジン負荷が大きく、かつエンジン回転数ＮＥが
約２４００ｒｐｍに保たれた場合の回転変動を示してい
る。両図から明らかなように、エンジン回転数ＮＥの変
動は、エンジン負荷の大きさによって異なる波形を示
す。このため、瞬時時間差ΔＴＮだけでなく、エンジン
負荷の変化も考慮して予測パルス時間を補正する必要が
ある。

【０００７】また、図２３はエンジン負荷が大きく、か
つエンジン回転数ＮＥが約１２００ｒｐｍに保たれた場
合の回転変動を示している。この図２３と前記した図２
２とから明らかなように、エンジン負荷が同程度であっ
てもエンジン回転数ＮＥが異なると、両エンジン回転数
ＮＥの変動の波形が異なる。従って、エンジン回転数Ｎ
Ｅが変化する場合においても、単純に瞬時時間差ΔＴＮ
だけでなく、回転変動の波形の変化分を考慮して予測パ
ルス時間を補正する必要がある。

【０００８】さらに、前記エンジン回転パルスを検出す
る回転数センサは、一般にローラリング上に取付けられ
ており、同ローラリングと一体回動する。このため、デ
ィーゼルエンジンの作動状態に応じ、燃料噴射時期制御
用のタイマ装置によりローラリングが回動されると、基
準となるクランク角に対するエンジン回転パルスの位相
が変化する（図２０における遅角時の位相及び進角時の
位相参照）。このことから、前記のようにエンジン回転
数の変化量を算出する際には、燃料噴射時期の変動も考
慮する必要がある。

【０００９】このように上記技術では、エンジン負荷の
変化、燃料噴射時期の変化等を加味した予測パルス時間
の補正を行わないと、精度の高い燃料噴射制御ができな
い。また、たとえ前記の補正を行ったとしても、通常、
その補正係数、補正式等が特定のディーゼルエンジンや
特定の運転領域について適合されることから、全てのデ
ィーゼルエンジンの全運転領域にわたって狙いどおりの
補正を行うのは困難である。

【００１０】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、燃料の噴射時期が変化した
り、機関負荷が変化したりしても、その変化に応じた予
測パルス時間の補正を行わずに、精度の高い回転変化の
予測を行うことが可能な内燃機関の回転変化予測装置及
び同装置を用いた内燃機関のクランク角の時間換算装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の内燃機関の回転変化予測装置は、図１
に示すように、内燃機関Ｍ１に回転可能に設けられたク
ランク軸Ｍ２と、前記クランク軸Ｍ２の回転にともない
所定の単位角度毎にパルス信号を発生し、同クランク軸
Ｍ２の回転角であるクランク角度を検出するためのクラ
ンク角検出手段Ｍ３と、前記内燃機関Ｍ１での燃焼を予
め定めたクランク角度毎に実行して燃焼サイクルを繰り
返すべく、同内燃機関Ｍ１の燃料噴射量等の制御量を調
整するためのアクチュエータＭ４と、前記クランク角検
出手段Ｍ３による所定のパルス信号の所要時間をパルス
時間として算出するパルス時間算出手段Ｍ５と、今回燃
焼サイクルでの前記アクチュエータＭ４の作動時期の算
出に際し、前回燃焼サイクルにおいてパルス時間算出手
段Ｍ５により算出される所定パルス信号のパルス時間
と、同パルス時間算出手段Ｍ５により算出され、かつ今
回燃焼サイクルにおいて前記所定パルス信号に対応する
パルス信号のパルス時間とから両者間の変化量を求め、
その変化量に基づき、前記クランク軸Ｍ２の回転変化量
を回転変化予測値として算出する回転変化予測値算出手
段Ｍ６とを備えている。

【００１２】また、第２の発明の内燃機関のクランク角
の時間換算装置は、図２に示すように、内燃機関Ｍ１に
回転可能に設けられたクランク軸Ｍ２と、前記クランク
軸Ｍ２の回転にともない所定の単位角度毎にパルス信号
を発生し、同クランク軸Ｍ２の回転角であるクランク角
度を検出するためのクランク角検出手段Ｍ３と、前記内
燃機関Ｍ１での燃焼を予め定めたクランク角度毎に実行
して燃焼サイクルを繰り返すべく、同内燃機関Ｍ１の燃
料噴射量等の制御量を調整するためのアクチュエータＭ
４と、前記クランク角検出手段Ｍ３による所定のパルス
信号の所要時間をパルス時間として算出するパルス時間
算出手段Ｍ５と、今回燃焼サイクルでの前記アクチュエ
ータＭ４の作動時期の算出に際し、前回燃焼サイクルに
おいてパルス時間算出手段Ｍ５により算出される所定パ
ルス信号のパルス時間と、同パルス時間算出手段Ｍ５に
より算出され、かつ今回燃焼サイクルにおいて前記所定
パルス信号に対応するパルス信号のパルス時間とから両
者間の変化量を求め、その変化量に基づき、前記クラン
ク軸Ｍ２の回転変化量を回転変化予測値として算出する
回転変化予測値算出手段Ｍ６と、前記内燃機関Ｍ１の作
動状態を検出する作動状態検出手段Ｍ７と、前記作動状
態検出手段Ｍ７による作動状態に応じた内燃機関Ｍ１の
目標制御量を得るべく、前記アクチュエータＭ４を作動
させる際のクランク角度を作動時クランク角度として算
出する作動時クランク角算出手段Ｍ８と、前記作動時ク
ランク角算出手段Ｍ８による作動時クランク角度を含む
作動時パルス信号において、クランク角検出手段Ｍ３に
よるパルス信号の発生から同作動時クランク角度までの
１パルス分に満たない余り角度を算出する余り角度算出
手段Ｍ９と、前記パルス時間算出手段Ｍ５により算出さ
れ、かつ前記作動時パルス信号に対応する前回燃焼サイ
クルでのパルス信号の所要時間、及び前記回転変化予測
値算出手段Ｍ６によるクランク軸Ｍ２の回転変化予測値
から、作動時パルス信号の所要時間である予測パルス時
間を算出する予測パルス時間算出手段Ｍ１０と、前記パ
ルス信号の発生間隔である単位角度、及び前記予測パル
ス時間算出手段Ｍ１０による予測パルス時間を用いて、
余り角度算出手段Ｍ９による余り角度を時間換算する角
度時間換算手段Ｍ１１とを備えている。

【００１３】第３の発明の内燃機関のクランク角の時間
換算装置は、前記第２の発明の構成に加え、図２におい
て二点鎖線で示すように、前記クランク角検出手段Ｍ３
によるパルス信号に基づき、クランク軸Ｍ２の単位時間
当たりの回転数を算出する回転数算出手段Ｍ１２と、前
記回転数算出手段Ｍ１２によるクランク軸Ｍ２の回転数
が低くなるほど、回転変化予測値算出手段Ｍ６で用いら
れる所定パルス信号を、前記作動時パルス信号に近いパ
ルス信号に切換える切換え手段Ｍ１３とを設けている。

【００１４】

【作用】第１の発明の内燃機関の回転変化予測装置にお
いては、図１に示すように、内燃機関Ｍ１の作動にとも
ないクランク軸Ｍ２が回転される。クランク軸Ｍ２の回
転の単位角度毎に、クランク角検出手段Ｍ３によりパル
ス信号が出力され、同クランク軸Ｍ２の回転角であるク
ランク角度が検出される。そして、予め定めたクランク
角度毎にアクチュエータＭ４が作動されて内燃機関Ｍ１
での燃焼が実行される。この燃焼サイクルが繰り返され
て、内燃機関Ｍ１の燃料噴射量等の制御量が調整され
る。

【００１５】ここで、１燃焼サイクル内では、クランク
軸Ｍ２の回転変動が、機関負荷、噴射時期、クランク軸
Ｍ２の回転数等の変化に応じて変化することがある。し
かし、隣接の燃焼サイクル間では機関負荷、噴射時期等
によるクランク軸Ｍ２の回転変動がわずかであり、前回
の燃焼サイクルの回転変動と今回の燃焼サイクルの回転
変動とが相似する。このことを考慮し、今回燃焼サイク
ルでのアクチュエータＭ４の作動時期算出に際し、クラ
ンク軸Ｍ２の回転変化が次のようにして予測される。前
回燃焼サイクルにおける所定パルス信号の所要時間（パ
ルス時間）が、パルス時間算出手段Ｍ５により算出され
る。今回燃焼サイクルにおいて前記所定パルス信号に対
応するパルス信号のパルス時間が、パルス時間算出手段
Ｍ５により算出される。両パルス時間の変化量が回転変
化予測値算出手段Ｍ６により求められ、その変化量に基
づき、クランク軸Ｍ２の回転変化量が回転変化予測値と
して算出される。

【００１６】従って、算出されたクランク軸Ｍ２の回転
変化量（回転変化予測値）を、機関負荷、噴射時期及び
回転数の変化に応じて補正しなくても、高い精度をもっ
て内燃機関Ｍ１の回転変化予測を行うことが可能とな
る。

【００１７】第２の発明の内燃機関のクランク角の時間
換算装置においては、図２に示すように、内燃機関Ｍ１
の作動にともないクランク軸Ｍ２が回転される。クラン
ク軸Ｍ２の回転の単位角度毎に、クランク角検出手段Ｍ
３によりパルス信号が出力され、同クランク軸Ｍ２の回
転角であるクランク角度が検出される。そして、予め定
めたクランク角度毎にアクチュエータＭ４が作動されて
内燃機関Ｍ１での燃焼が実行される。この燃焼サイクル
が繰り返されて、内燃機関Ｍ１の燃料噴射量等の制御量
が調整される。

【００１８】今回燃焼サイクルでのアクチュエータＭ４
の作動時期算出に際し、クランク軸Ｍ２の回転変化が次
のようにして予測される。前回燃焼サイクルにおける所
定パルス信号の所要時間（パルス時間）が、パルス時間
算出手段Ｍ５により算出される。今回燃焼サイクルにお
いて前記所定パルス信号に対応するパルス信号のパルス
時間が、パルス時間算出手段Ｍ５により算出される。両
パルス時間の変化量が回転変化予測値算出手段Ｍ６によ
り求められ、その変化量に基づき、クランク軸Ｍ２の回
転変化量が回転変化予測値として算出される。

【００１９】一方、内燃機関Ｍ１の作動状態が作動状態
検出手段Ｍ７によって検出される。この作動状態に応じ
た内燃機関Ｍ１の目標制御量を得るべく、前記アクチュ
エータＭ４を作動させる際のクランク角度が、作動時ク
ランク角算出手段Ｍ８により作動時クランク角度として
算出される。この作動時クランク角度を含む作動時パル
ス信号において、クランク角検出手段Ｍ３によるパルス
信号の発生から同作動時クランク角度までの１パルス分
に満たない余り角度が、余り角度算出手段Ｍ９によって
算出される。

【００２０】そして、余り角度が次のようにして時間換
算される。すなわち、まず予測パルス時間算出手段Ｍ１
０により、作動時パルス信号の所要時間である予測パル
ス時間が算出される。この予測パルス時間の算出には、
パルス時間算出手段Ｍ５により算出され、かつ作動時パ
ルス信号に対応する前回燃焼サイクルでのパルス信号の
所要時間と、回転変化予測値算出手段Ｍ６によるクラン
ク軸Ｍ２の回転変化予測値とが用いられる。そして、角
度時間換算手段Ｍ１１により、パルス信号の発生間隔で
ある単位角度と、予測パルス時間算出手段Ｍ１０による
予測パルス時間とが用いられて、余り角度算出手段Ｍ９
による余り角度が時間換算される。

【００２１】従って、前記のように精度の高い回転変化
予測値が用いられるので、アクチュエータＭ４の作動時
期算出に必要な余り角度を精度よく時間換算することが
可能となる。

【００２２】第３の発明の内燃機関のクランク角の時間
換算装置においては、次に示す現象が実際に見られるこ
とから、回転変化予測値算出手段Ｍ６で用いられる所定
パルス信号が、クランク軸Ｍ２の回転数に応じて次のよ
うに切換えられる。前回燃焼サイクルでの所定パルス信
号のパルス時間に対する、今回燃焼サイクルでの前記所
定パルス信号に応じたパルス信号のパルス時間の比を採
るとともに、作動時パルス信号に応じた前回燃焼サイク
ルでのパルス信号の所要時間に対する、予測パルス時間
の比を採る。すると、前者の比と後者の比との間には相
関関係が見られるが、所定パルス信号が作動時パルス信
号に近づくほど、前記の相関関係が強くなる傾向があ
る。従って、余り角度の時間換算の精度を高めるには、
前記の相関関係を考慮して、可能な限り所定パルス信号
を作動時パルス信号に近づけることが好ましい。

【００２３】しかし、算出可能な所定パルス信号は、ク
ランク軸Ｍ２の単位時間当たりの回転数の変化に応じて
変わる。つまり、回転数が高い場合には、単位時間当た
りのパルス信号の数が多くなるので、回転数の低い場合
よりも前にクランク軸Ｍ２の回転変化量（回転変化予測
値）を算出しないと、作動時パルス信号の発生までに、
回転変化予測値や予測パルス時間の算出ができなくな
る。

【００２４】上記の観点から、第３の発明では、図２に
おいて二点鎖線で示すように、クランク角検出手段Ｍ３
によるパルス信号に基づき、クランク軸Ｍ２の単位時間
当たりの回転数が回転数算出手段Ｍ１２によって算出さ
れる。算出されたクランク軸Ｍ２の回転数が低くなるほ
ど、切換え手段Ｍ１３により、回転変化予測値算出手段
Ｍ６で用いられる所定パルス信号が作動時パルス信号に
近いパルス信号に切換えられる。

【００２５】従って、クランク軸Ｍ２の回転数が変化し
た場合にも、常に作動時パルス信号に近い所定パルス信
号が用いられて、回転変化予測値、予測パルス時間、余
り角度の時間換算が精度良く行われる。

【００２６】

【実施例】

（第１実施例）以下、第１及び第２の発明を、内燃機関
としての自動車用ディーゼルエンジンに適用した第１実
施例を図３〜図１４に従って詳細に説明する。

【００２７】図３，４に示すように、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）毎に設けられた燃料噴射弁とし
ての燃料噴射ノズル４に燃料が圧送されて燃料噴射が行
われる。

【００２８】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、べーン式ポ
ンプよりなる燃料フィードポンプ（図では９０度展開さ
れている）６が設けられている。さらに、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。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。

【００２９】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。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。

【００３０】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。すなわち、ドライブシャフト
５の回転力が図示しない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。また、この往復駆動に
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。

【００３１】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とが形成されている。また、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。

【００３２】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。

【００３３】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アクチ
ュエータ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。また、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。

【００３４】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整が行われ
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。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からの噴射終了が調整されて燃料噴射量
が制御される。

【００３５】ポンプハウジング１３の下側には、基準と
なるクランク角に対する燃料噴射の位相（噴射位相）を
調整するためのタイマ装置（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、すなわちカムプレート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。

【００３６】タイマ装置２６は制御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（図の左側）の低圧室２９にて
タイマピストン２８を他側（図の右側）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。

【００３７】前記加圧室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、そのピストン位置が決定される
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。

【００３８】タイマ装置２６の制御油圧として作用する
燃料圧力を調整するために、タイマ装置２６にはタイミ
ングコントロールバルブ（ＴＣＶ）３３が設けられてい
る。詳しくは、タイマハウジング２７の加圧室３０と低
圧室２９とが連通路３４によって連通されており、同連
通路３４の途中にＴＣＶ３３が介在されている。このＴ
ＣＶ３３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ＴＣＶ３３の開度調整に
よって加圧室３０内の燃料圧力が調整される。そして、
その燃料圧力の調整によって、プランジャ１２の往復動
時期が変更され、各燃料噴射ノズル４による噴射位相が
制御される。

【００３９】前記ローラリング９の上部には、クランク
角検出手段を構成するとともに作動状態検出手段の一部
を構成する回転数センサ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は電磁
ピックアップコイルよりなり、パルサ７の外周面に形成
された突起が横切る度に検出信号を出力する。

【００４０】本実施例では、図５で示すようにパルサ７
の突起は、６４個のものが等間隔に配列してある状態か
ら９０°（クランク角にして１８０°ＣＡ）毎に２歯ず
つ欠歯部７ａが形成された構成となっている。このた
め、ディーゼルエンジン２のクランク軸４０が回転する
と、図６における波形整形後の検出出力で示すように、
７２０°ＣＡ／６４＝１１．２５°ＣＡ毎に、各歯によ
るエンジン回転パルスが出力されるとともに、該エンジ
ン回転パルスの１４個目には欠歯部７ａによる１１．２
５°ＣＡ×３＝３３．７５°ＣＡのエンジン回転パルス
（基準位置信号）１個が出力される。

【００４１】すなわち、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（この場合４個）の欠歯
部７ａが等角度間隔で形成され、さらに互いに隣接する
欠歯部７ａ間には１４個ずつ（合計で５６個）の突起が
等角度間隔で形成されている。そのため、回転数センサ
３５からの検出信号を波形整形することによって、燃料
噴射周期と同期した基準位置信号及び回転速度を表す回
転信号が得られる。

【００４２】なお、図６におけるＣＮＩＲＱは、基準位
置信号が出力されてからのエンジン回転パルスの数を示
すパルスカウンタ（初期値０）である。次に、ディーゼ
ルエンジン２について説明する。図３に示すように、こ
のディーゼルエンジン２ではシリンダ４１、ピストン４
２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に連通する副燃焼室４５が各気筒毎に対
応して設けられている。そして、各副燃焼室４５には、
各燃料噴射ノズル４から燃料が噴射されるようになって
いる。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がそれぞれ取り付けられている。

【００４３】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ている。また、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。排気管
５０には、過給圧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。

【００４４】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）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によって開閉され
る。

【００４５】さらに、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。また、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にて
駆動される二段式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。

【００４６】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、ＴＣＶ３３、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。

【００４７】ディーゼルエンジン２の運転状態を検出す
るセンサとしては、前述した回転数センサ３５に加え
て、以下の各種センサが設けられている。吸気管４７の
入口に設けられたエアクリーナ６４の近傍には、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。

【００４８】また、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。アクセル開度センサ７３は作動状態検出手段
の一部を構成している。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、すなわち過給圧ＰｉＭを検出する吸気圧センサ７４
が設けられている。さらに、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。また、クランク軸４０の回転基準位置、例えば特定
気筒の上死点（ＴＤＣ）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。さらに、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。

【００４９】上述した各センサ３５，７２〜７７はＥＣ
Ｕ７１にそれぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ７１
は各センサ３５，７２〜７７の検出信号に基づき、電磁
スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６及びＶＳ
Ｖ５６，６１，６２を制御する。

【００５０】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図７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を備え、これら
各部と入力ポート８５及び出力ポート８６とがバス８７
によって接続されている。ＣＰＵ８１は、パルス時間算
出手段、回転変化予測値算出手段、作動時クランク角算
出手段、余り角度算出手段、角度時間換算手段、予測パ
ルス時間算出手段、回転数算出手段及び切換え手段を構
成している。また、ＣＰＵ８１は演算処理のためにフリ
ーランニングカウント動作を行うようになっている。

【００５１】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８８，８９，９０，９
１、マルチプレクサ９２及びＡ／Ｄ変換器９３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９
６，９７，９８，９９，１００，１０１を介して電磁ス
ピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６及びＶＳＶ
５６，６１，６２が接続されている。

【００５２】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、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６及びＶＳＶ５６，６
１，６２を好適に制御する。

【００５３】前記のように構成された本実施例において
は、閉弁状態の電磁スピル弁２３を開弁して燃料を溢流
させる時期（目標スピル時期）を算出するために、一定
クランク角（１１．２５°ＣＡ）毎に出力されるエンジ
ン回転パルス（図１２参照）が利用される。この電磁ス
ピル弁２３の開弁時期は、ある基準となるエンジン回転
パルス（図１２ではパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝０のエ
ンジン回転パルスの立上がり）からの角度で与えられ
る。

【００５４】詳しくは、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値
が「０」のエンジン回転パルスの立上がりから「８」の
エンジン回転パルスの立上がりまでは直接角度で、この
場合スピル時期パルス数ＣＡＮＧＬとして算出される。
また、「８」のエンジン回転パルスにおいて１パルス分
に満たない余り角度θＲＥＭは、予測により次のように
して時間に換算される。すなわち、前回燃焼サイクルに
おける目標スピル時期での１パルス分の所要時間を基準
時間ＴＳ１１２５とし、この基準時間ＴＳ１１２５を用
いて今回燃焼サイクルにおける目標スピル時期を含む１
パルス分の所要時間を予測し、その予測値（予測パルス
時間ＴＳ１１２５ａ）をもとに前記余り角度θＲＥＭを
時間換算する。このようにして時間換算された値はスピ
ル時刻ＴＳＰＯＮで表される。

【００５５】次に、前記スピル時刻ＴＳＰＯＮの算出処
理を図１１のフローチャートに示す。また、前記基準時
間ＴＳ１１２５の算出処理を図８のフローチャートに示
す。なお、図１１の処理ルーチンは所定のタイミングで
実行され、図８の処理ルーチンは、回転数センサ３５の
エンジン回転パルスの立上がりで割り込まれて実行され
る。

【００５６】まず、図８の基準時間算出ルーチンについ
て説明する。このルーチンの処理が開始されると、ＣＰ
Ｕ８１はステップ１００において、フリーランニングカ
ウント動作により求められる今回のＮＥ割込み時におけ
る現在時刻ＦＣと、前回のＮＥ割込み時における割込み
時刻ＴＯとの差を、パルス時間ＴＮＩＮＴとして設定す
る。図９では、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「１
０」になってから「１１」になるまでの１パルス分を例
として挙げており、この１パルス分に相当するクランク
角度（１１．２５°ＣＡ）だけ進むのに要する時間を算
出し、これをパルス時間ＴＮＩＮＴとする。

【００５７】次に、ＣＰＵ８１はステップ１１０におい
てパルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「６」であるか否か
を判定する。ここで、「６」は、予測パルス時間ＴＳ１
１２５ａを有するパルス信号（「８」のエンジン回転パ
ルス）の前の複数のパルス信号のうち、「８」のエンジ
ン回転パルスに最も近い算出可能なエンジン回転パルス
の値である。パルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「６」で
ないと、ＣＰＵ８１はそのままステップ１７０へ移行す
る。

【００５８】一方、ステップ１１０でパルスカウンタＣ
ＮＩＲＱの値が「６」であると、ＣＰＵ８１はステップ
１２０において、先にステップ１００にて求められたパ
ルス時間ＴＮＩＮＴを瞬時時間ＴＮ６（ｉ）として設定
する。瞬時時間ＴＮ６（ｉ）は、図９に示すように、パ
ルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「５」になってから
「６」になるまでに、クランク角度で「１１．２５°Ｃ
Ａ」だけ進むのに要するパルス時間ＴＮＩＮＴに相当し
ている。

【００５９】続いて、ＣＰＵ８１はステップ１３０にお
いて、前回の処理で記憶した前回燃焼サイクルでの瞬時
時間ＴＮ６（ｉ−１）を読み出す。そして、ＣＰＵ８１
はステップ１４０において、前回燃焼サイクルでの瞬時
時間ＴＮ６（ｉ−１）に対する、今回燃焼サイクルでの
瞬時時間ＴＮ６（ｉ）の比（ＴＮ６（ｉ）／ＴＮ６（ｉ
−１））を求め、これを回転変化量ＴＮＲＡとして設定
する。

【００６０】このようにしたのは、１燃焼サイクル内で
は、クランク軸４０の回転変動が、エンジン負荷、噴射
時期、エンジン回転数ＮＥ等の変化に応じて変化するこ
とがあるのに対し、隣接の燃焼サイクル間ではエンジン
負荷、噴射時期等によるクランク軸４０の回転変動がわ
ずかであり、前回の燃焼サイクルの回転変動と今回の燃
焼サイクルの回転変動とが相似するからである。

【００６１】ＣＰＵ８１はステップ１５０で、前記回転
変化量ＴＮＲＡに応じた予測補正係数ＭＤＴ１を算出す
る。予測補正係数ＭＤＴ１は図１０のマップを参照して
求められる係数であり、前記基準時間ＴＳ１１２５を補
正するべく、同基準時間ＴＳ１１２５に乗算される。図
１０のマップでは、回転変化量ＴＮＲＡが「１」の場
合、つまり、前回燃焼サイクルと今回燃焼サイクルとの
間で瞬時時間ＴＮ６が変化しない場合、基準時間ＴＳ１
１２５を補正する必要がないことから、予測補正係数Ｍ
ＤＴ１は「１」に設定されている。回転変化量ＴＮＲＡ
が「１」より小さい場合、つまり、エンジン回転数ＮＥ
が上昇している場合には、基準時間ＴＳ１１２５を小さ
く補正すべく予測補正係数ＭＤＴ１が「１．０」よりも
小さな値に設定されている。回転変化量ＴＮＲＡが
「１」より大きい場合、つまり、エンジン回転数ＮＥが
下降している場合には、基準時間ＴＳ１１２５を大きく
補正すべく予測補正係数ＭＤＴ１が「１．０」よりも大
きな値に設定されている。

【００６２】ＣＰＵ８１はステップ１６０において、次
回の演算に備え、今回燃焼サイクルでの瞬時時間ＴＮ６
（ｉ）を前回燃焼サイクルでの瞬時時間ＴＮ６（ｉ−
１）とし、この値を記憶する。次に、ステップ１７０に
おいて、ＣＰＵ８１はパルスカウンタＣＮＩＲＱの値が
「９」であるか否かを判定する。ここで、パルスカウン
タＣＮＩＲＱの値が「９」でないと、ＣＰＵ８１はその
ままステップ１９０へ移行する。これに対し、パルスカ
ウンタＣＮＩＲＱの値が「９」であると、ＣＰＵ８１は
ステップ１８０において、そのときのパルス時間ＴＮＩ
ＮＴを基準時間ＴＳ１１２５として設定し、記憶する。
この基準時間ＴＳ１１２５は、図９に示すようにパルス
カウンタＣＮＩＲＱの値が「８」になってから「９」に
なるまでに、クランク角度で「１１．２５°ＣＡ」だけ
進むのに要するパルス時間ＴＮＩＮＴに相当している。
また、図９における基準時間ＴＳ１１２５の位置は、デ
ィーゼルエンジン２の運転状態に応じて決定される目標
噴射量を得るための噴射終了時期に相当している。

【００６３】そして、ステップ１９０において、ＣＰＵ
８１は前記ステップ１００での現在時刻ＦＣを前回の割
込み時刻ＴＯとして設定した後、その後の処理を終了す
る。このようにして基準時間ＴＳ１１２５が算出され
る。

【００６４】次に、図１１におけるスピル時刻ＴＳＰＯ
Ｎの算出処理について説明する。このルーチンの処理が
開始されると、ＣＰＵ８１は先ずステップ２０１におい
て、回転数センサ３５及びアクセル開度センサ７３の各
検出値に基づき、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度
ＡＣＣＰを読み込む。また、図８での基準時間ＴＳ１１
２５及び予測補正係数ＭＤＴ１をそれぞれ読込む。

【００６５】続いて、ＣＰＵ８１はステップ２０２にお
いて、前記エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣ
Ｐにより、作動時クランク角度としての噴射量指令値Ｑ
ＦＩＮを算出する。この噴射量指令値ＱＦＩＮは予め定
められた計算式に従って求められ、クランク角度（°Ｃ
Ａ）で表される。

【００６６】そして、ＣＰＵ８１はステップ２０３にお
いて、前記噴射量指令値ＱＦＩＮにより、スピル時期パ
ルス数ＣＡＮＧＬ及び余り角度θＲＥＭをそれぞれ算出
する。これらの各値ＣＡＮＧＬ，θＲＥＭは、下記の式
（１）を参照して求められる。

【００６７】 θＲＥＭ＝ＱＦＩＮ−１１．２５・ＣＡＮＧＬ ……（１） つまり、図１２に示すように、噴射量指令値ＱＦＩＮを
エンジン回転パルス１個分の角度に相当する「１１．２
５」で除算して、その商をスピル時期パルス数ＣＡＮＧ
Ｌとして求め、その余りを余り角度θＲＥＭとして求め
る。

【００６８】次に、ＣＰＵ８１はステップ２０４におい
て、下記式（２）に従って前記基準時間ＴＳ１１２５を
予測補正係数ＭＤＴ１にて補正する。補正された値は、
今回燃焼サイクルでの目標スピル時期近傍における１パ
ルス分のパルス時間であり、予測パルス時間ＴＳ１１２
５ａで表される。

【００６９】 ＴＳ１１２５ａ＝ＴＳ１１２５・ＭＤＴ１ ……（２） そして、ＣＰＵ８１はステップ２０５において、先に求
められた余り角度θＲＥＭと予測パルス時間ＴＳ１１２
５ａとによりスピル時刻ＴＳＰＯＮを算出する。すなわ
ち、余り角度θＲＥＭを予測パルス時間ＴＳ１１２５ａ
に基づいて時間換算する。このスピル時刻ＴＳＰＯＮは
下記式（３）に従って求められる。

【００７０】 ＴＳＰＯＮ＝（θＲＥＭ／１１．２５）・ＴＳ１１２５ａ ……（３） このステップ２０５での処理によって余り角度θＲＥＭ
が時間換算されると、ＣＰＵ８１はこのルーチンを終了
する。

【００７１】なお、前記ステップ２０３でスピル時期パ
ルス数ＣＡＮＧＬが求められ、前記ステップ２０５でス
ピル時刻ＴＳＰＯＮが求められると、ＣＰＵ８１は両値
ＣＡＮＧＬ，ＴＳＰＯＮに基づき電磁スピル弁２３をオ
フさせるための信号を出力する。すると、電磁スピル弁
２３の開弁動作により燃料噴射ポンプ１からの燃料噴射
の終了時期、すなわち燃料噴射量が調整される。

【００７２】このように、本実施例では、隣接の燃焼サ
イクル間ではエンジン負荷、噴射時期等によるクランク
軸４０の回転変動がわずかであり、前回の燃焼サイクル
の回転変動と今回の燃焼サイクルの回転変動とが相似す
る現象を利用している。回転数センサ３５による所定の
エンジン回転パルスの所要時間をパルス時間ＴＮＩＮＴ
として算出する（ステップ１００）。今回燃焼サイクル
での電磁スピル弁２３の開弁時期の算出に際し、前回燃
焼サイクルにおける所定パルス信号のパルス時間（瞬時
時間ＴＮ６（ｉ−１））と、今回燃焼サイクルにおいて
前記所定パルス信号に対応するパルス信号のパルス時間
（瞬時時間ＴＮ６（ｉ））とから両者間の変化量（回転
変化量ＴＮＲＡ）を求め（ステップ１４０）、その変化
量に基づき、クランク軸４０の回転変化量を予測するよ
うにしている。

【００７３】従って、算出されたクランク軸４０の回転
変化量（回転変化予測値）を、エンジン負荷、噴射時期
及びエンジン回転数ＮＥの変化に応じて補正しなくて
も、高い精度をもってディーゼルエンジン２の回転変化
予測を行うことができる。

【００７４】また、本実施例では、ディーゼルエンジン
２の作動状態に応じた目標燃料噴射量を得るべく、電磁
スピル弁２３を開弁させる際のクランク角度（噴射量指
令値ＱＦＩＮ）を算出する（ステップ２０２）。噴射量
指令値ＱＦＩＮを含む作動時パルス信号（「８」のエン
ジン回転パルス）において、同エンジン回転パルスの立
上がりから噴射量指令値ＱＦＩＮまでの１パルス分に満
たない余り角度θＲＥＭを算出する（ステップ２０
３）。作動時パルス信号に対応する前回燃焼サイクルで
のパルス信号（「８」のエンジン回転パルス）の所要時
間（基準時間ＴＳ１１２５）、及びクランク軸４０の回
転変化量ＴＮＲＡから、作動時パルス信号の所要時間で
ある予測パルス時間ＴＳ１１２５ａを算出する（ステッ
プ２０４）。エンジン回転パルスの発生間隔である単位
角度（１１．２５°ＣＡ）、及び前記予測パルス時間Ｔ
Ｓ１１２５ａを用いて、余り角度θＲＥＭを時間換算し
てスピル時刻ＴＳＰＯＮを求めている（ステップ２０
５）。

【００７５】従って、前記のように精度の高いクランク
軸４０の回転変化量ＴＮＲＡが用いられるので、電磁ス
ピル弁２３の開弁時期算出に必要な余り角度θＲＥＭを
精度よく時間換算することができる。

【００７６】図１３は、回転変化量ＴＮＲＡと、基準時
間ＴＳ１１２５に対する予測パルス時間ＴＳ１１２５ａ
の比との相関関係を示したものである。また、図１４
は、別の方法で求めた回転変化量（瞬時時間差ΔＴＮ）
と、基準時間ＴＳ１１２５に対する予測パルス時間ＴＳ
１１２５ａの比との相関関係を示したものである。回転
変化量（瞬時時間差ΔＴＮ）は、今回燃焼サイクル内で
あり、かつ、目標スピル時期前の２つのパルス信号
（「６」と「１３」のエンジン回転パルス）の各パルス
時間（瞬時時間ＴＮ１３，ＴＮ６）の偏差を求め、その
偏差をエンジン負荷、エンジン回転数ＮＥ、噴射時期に
応じて補正した値である。図１３は本実施例に相当し、
図１４は従来技術に相当する。各図のハッチング部分
は、密となるプロット点の集合箇所である。図１３で
は、クランク軸４０の回転変化量ＴＮＲＡを、エンジン
負荷、噴射時期、エンジン回転数ＮＥ等に応じて補正し
ていないにもかかわらず、同補正を行っている図１４の
回転変化量（瞬時時間差ΔＴＮ）よりも、基準時間ＴＳ
１１２５に対する予測パルス時間ＴＳ１１２５ａの比と
の相関関係が強いことがわかる。 （第２実施例）次に、第３の発明を具体化した第２実施
例を図１５〜１８に従って説明する。

【００７７】第２実施例では、回転変化量ＴＮＲＡを算
出する際に用いる所定エンジン回転パルスを、エンジン
回転数ＮＥに応じて切り換えている点が、前記第１実施
例と大きく異なっている。このようにしたのは、図１６
〜１８に示す現象が実際に見られるからである。ここ
で、各図の横軸は回転変化量ＴＮＲＡであり、縦軸は基
準時間ＴＳ１１２５に対する予測パルス時間ＴＳ１１２
５ａの比である。ただし、図１６での回転変化量ＴＮＲ
Ａは、「１」のエンジン回転パルスの瞬時時間ＴＮ１
（ｉ−１）に対する瞬時時間ＴＮ１（ｉ）の比である。
図１７での回転変化量ＴＮＲＡは、「３」のエンジン回
転パルスの瞬時時間ＴＮ３（ｉ−１）に対する瞬時時間
ＴＮ３（ｉ）の比である。図１８での回転変化量ＴＮＲ
Ａは、「５」のエンジン回転パルスの瞬時時間ＴＮ５
（ｉ−１）に対する瞬時時間ＴＮ５（ｉ）の比である。
各図のハッチング部分は、密となるプロット点の集合箇
所である。

【００７８】これらの図１６〜１８から、エンジン回転
パルスの値が「１」，「３」，「５」のように順に大き
くなるに従い、すなわち、作動時パルス信号である
「８」のエンジン回転パルスに近づくに従い、横軸の特
性（回転変化量ＴＮＲＡ）と、縦軸の特性（基準時間Ｔ
Ｓ１１２５に対する予測パルス時間ＴＳ１１２５ａの
比）との間の正の相関関係が強くなる傾向にある。従っ
て、余り角度θＲＥＭの時間換算の精度を高めるには、
前記の相関関係を考慮して、可能な限り所定エンジン回
転パルスを作動時パルス信号（「８」のエンジン回転パ
ルス）に近づけることが好ましい。

【００７９】しかし、回転変化量ＴＮＲＡを算出可能な
所定エンジン回転パルスは、クランク軸４０の単位時間
当たりの回転数（エンジン回転数ＮＥ）の変化に応じて
変わる。つまり、エンジン回転数ＮＥが高い場合には、
単位時間当たりのエンジン回転パルスの数が多くなるの
で、エンジン回転数ＮＥの低い場合よりも前にクランク
軸４０の回転変化量ＴＮＲＡを算出しないと、作動時パ
ルス信号（「８」のエンジン回転パルス）の発生まで
に、回転変化量ＴＮＲＡや予測パルス時間ＴＳ１１２５
ａの算出ができなくなる。

【００８０】上記の観点から、本実施例では、回転変化
量ＴＮＲＡ算出用の所定エンジン回転パルスを、以下の
ようにしてエンジン回転数ＮＥに応じて切換えている。
図１５は前記第１実施例での図８に対応する基準時間算
出ルーチンを示している。このルーチンにおけるステッ
プ１００，１７０，１８０，１９０の各処理は図８での
それと同じであるので、ここでは詳しい説明を省略す
る。

【００８１】ＣＰＵ８１はステップ１００でパルス時間
ＴＮＩＮＴを設定すると、ステップ１０１において回転
数センサ３５の検出値に基づき、エンジン回転数ＮＥを
読み込む。次に、ＣＰＵ８１はステップ１０２へ移行
し、前記エンジン回転数ＮＥが１２００ｒｐｍよりも高
いか否かを判定する。この判定条件が満たされている
と、ＣＰＵ８１はステップ１０３において、パルスカウ
ンタＣＮＩＲＱの値「５」，「６」，「７」の３つの中
から「５」を選択する。そして、選択した値をステップ
１０４で所定エンジン回転パルス番号Ｋとして設定す
る。

【００８２】前記ステップ１０２の判定条件が満たされ
ないと、すなわちエンジン回転数ＮＥが１２００ｒｐｍ
以下であると、ＣＰＵ８１はステップ１０５へ移行し、
前記エンジン回転数ＮＥが８００ｒｐｍよりも高いか否
かを判定する。この判定条件が満たされていると、すな
わち８００＜ＮＥ≦１２００であると、ＣＰＵ８１はス
テップ１０６において、パルスカウンタＣＮＩＲＱの値
「５」，「６」，「７」の３つの中から「６」を選択す
る。そして、選択した値をステップ１０７で所定エンジ
ン回転パルス番号Ｋとして設定する。

【００８３】前記ステップ１０５の判定条件が満たされ
ないと、すなわちエンジン回転数ＮＥが８００ｒｐｍ以
下であると、ＣＰＵ８１はステップ１０８へ移行し、パ
ルスカウンタＣＮＩＲＱの値「５」，「６」，「７」の
３つの中から「７」を選択する。そして、選択した値を
ステップ１０９で所定エンジン回転パルス番号Ｋとして
設定する。

【００８４】前記のように所定エンジン回転パルス番号
Ｋが設定されると、ＣＰＵ８１はステップ１１０ａにお
いてパルスカウンタＣＮＩＲＱの値が「Ｋ」であるか否
かを判定する。この判定条件が満たされないと、ＣＰＵ
８１はステップ１７０以降の処理を行う。

【００８５】一方、ステップ１１０ａでの判定条件が満
たされると、ＣＰＵ８１はステップ１２０ａにおいて、
先にステップ１００にて求められたパルス時間ＴＮＩＮ
Ｔを瞬時時間ＴＮＫ（ｉ）として設定する。続いて、Ｃ
ＰＵ８１はステップ１３０ａにおいて、前回の処理で記
憶した前回燃焼サイクルでの瞬時時間ＴＮＫ（ｉ−１）
を読み出す。そして、ＣＰＵ８１はステップ１４０ａに
おいて、前回燃焼サイクルでの瞬時時間ＴＮＫ（ｉ−
１）に対する、今回燃焼サイクルでの瞬時時間ＴＮＫ
（ｉ）の比（ＴＮＫ（ｉ）／ＴＮＫ（ｉ−１））を求
め、これを回転変化量ＴＮＲＡとして設定する。

【００８６】ＣＰＵ８１はステップ１５０ａで、図１０
のマップを参照して前記回転変化量ＴＮＲＡに応じた予
測補正係数ＭＤＴ１を算出する。ＣＰＵ８１はステップ
１６０ａにおいて、次回の演算に備え、今回燃焼サイク
ルでの瞬時時間ＴＮＫ（ｉ）を前回燃焼サイクルでの瞬
時時間ＴＮＫ（ｉ−１）とし、この値を記憶する。そし
て、前記ステップ１７０〜１９０の各処理を実行して、
この基準時間算出ルーチンを一旦終了する。

【００８７】このように、本実施例では、回転数センサ
３５によるエンジン回転数ＮＥが低くなるほど、回転変
化量ＴＮＲＡの算出に用いられる所定エンジン回転パル
ス番号Ｋが作動時パルス信号（「８」のエンジン回転パ
ルス）に近いパルス信号に切換えられる（ステップ１０
２〜１０９）。

【００８８】従って、エンジン回転数ＮＥが変化した場
合にも、常に作動時パルス信号に近い所定エンジン回転
パルスが用いられることになり、回転変化量ＴＮＲＡ、
予測パルス時間ＴＳ１１２５ａ、余り角度θＲＥＭの時
間換算を精度良く行うことができる。

【００８９】なお、第１〜３の発明は前記各実施例に限
定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で
構成の一部を適宜に変更して次のように実施することも
できる。

【００９０】（１）前記第１実施例では、前回燃焼サイ
クルでの瞬時時間ＴＮ６（ｉ−１）に対する、今回燃焼
サイクルでの瞬時時間ＴＮ６（ｉ）の比（ＴＮ６（ｉ）
／ＴＮ６（ｉ−１））を求め、これを回転変化量ＴＮＲ
Ａとしたが、前記両瞬時時間の偏差（ＴＮ６（ｉ）−Ｔ
Ｎ６（ｉ−１））を求め、これを回転変化量としてもよ
い。

【００９１】（２）第２実施例において所定エンジン回
転パルスを切換える際のエンジン回転数を適宜変更して
もよい。 （３）前記実施例では、第１〜第３の発明を過給機とし
てのターボチャージャ４８を備えたディーゼルエンジン
２に具体化したが、過給機としてのスーパーチャージャ
を備えたディーゼルエンジンや、過給機を備えていない
ディーゼルエンジン、さらにはガソリンエンジンに具体
化することもできる。

【００９２】

【発明の効果】以上詳述したように、第１の発明の内燃
機関の回転変化予測装置では、前回燃焼サイクルにおけ
る所定パルス信号のパルス時間と、今回燃焼サイクルに
おいて前記所定パルス信号に対応するパルス信号のパル
ス時間とから両者間の変化量を求め、その変化量に基づ
き、クランク軸の回転変化量を回転変化予測値として算
出している。このため、燃料の噴射時期が変化したり、
機関負荷が変化したりしても、その変化に応じた予測パ
ルス時間の補正を行わずに、精度の高い回転変化の予測
を行うことができる。

【００９３】第２の発明の内燃機関のクランク角の時間
換算装置では、アクチュエータの作動時期算出に必要な
余り角度の時間換算に際し、作動時パルス信号に対応す
る前回燃焼サイクルでのパルス信号の所要時間及びクラ
ンク軸の回転変化予測値から作動時パルス信号の予測パ
ルス時間を求めている。そして、パルス信号の単位角度
及び前記予測パルス時間を用いて余り角度を時間換算し
ている。このため、余り角度の時間換算の精度向上を図
ることができる。

【００９４】第３の発明の内燃機関のクランク角の時間
換算装置では、第２の発明に加え、クランク軸の回転数
が低くなるほど、回転変化予測値の算出に用いられる所
定パルス信号を作動時パルス信号に近いパルス信号に切
換えている。このため、クランク軸の回転数の変化によ
らず、常に回転変化予測値、予測パルス時間、余り角度
の時間換算を精度良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の基本的な概念構成を説明する概念
構成図である。

【図２】第２及び第３の発明の基本的な概念構成を説明
する概念構成図である。

【図３】第１及び第２の発明を自動車用ディーゼルエン
ジンに適用した第１実施例において、ディーゼルエンジ
ン、燃料噴射ポンプ、回転変化予測装置及びクランク角
の時間換算装置を示す概略構成図である。

【図４】図３における燃料噴射ポンプの拡大断面図であ
る。

【図５】第１実施例におけるパルサ及び回転数センサの
正面図である。

【図６】第１実施例において、回転数センサによるエン
ジン回転パルスの出力波形を示す説明図である。

【図７】第１実施例におけるＥＣＵの電気的構成を示す
ブロック図である。

【図８】第１実施例においてＣＰＵにより実行される基
準時間算出ルーチンを説明するフローチャートである。

【図９】第１実施例において、エンジン回転数の変動と
エンジン回転パルスとの対応関係を示す説明図である。

【図１０】第１実施例において、回転変化量に対する予
測補正係数の関係を規定したマップを示す特性図であ
る。

【図１１】第１実施例において、ＣＰＵにより実行され
るスピル時刻算出ルーチンを説明するフローチャートで
ある。

【図１２】第１実施例において、エンジン回転パルスと
電磁スピル弁の作動との対応関係を示す説明図である。

【図１３】第１実施例において、２つの燃焼サイクル間
での回転変化量と、基準時間に対する予測パルス時間の
比との相関関係を示す特性図である。

【図１４】図１３との比較のために、今回燃焼サイクル
内で求めた回転変化量と、基準時間に対する予測パルス
時間の比との相関関係を示す特性図である。

【図１５】第３の発明を具体化した第２実施例におい
て、ＣＰＵにより実行される基準時間算出ルーチンを説
明するフローチャートである。

【図１６】第２実施例において、回転変化量と、基準時
間に対する予測パルス時間の比との相関関係を示す特性
図である。

【図１７】第２実施例において、回転変化量と、基準時
間に対する予測パルス時間の比との相関関係を示す特性
図である。

【図１８】第２実施例において、回転変化量と、基準時
間に対する予測パルス時間の比との相関関係を示す特性
図である。

【図１９】従来技術において、エンジン回転パルスと電
磁スピル弁の作動との対応関係を示す説明図である。

【図２０】従来技術において、エンジン回転数の変動と
エンジン回転パルスとの対応関係を示す説明図である。

【図２１】従来技術において、エンジン負荷が小さく、
エンジン回転数が約２４００ｒｐｍに保たれたときの回
転変動を示す特性図である。

【図２２】従来技術において、エンジン負荷が大きく、
エンジン回転数が約２４００ｒｐｍに保たれたときの回
転変動を示す特性図である。

【図２３】従来技術において、エンジン負荷が大きく、
エンジン回転数が約１２００ｒｐｍに保たれたときの回
転変動を示す特性図である。

【符号の説明】

２…ディーゼルエンジン（内燃機関）、２３…電磁スピ
ル弁（アクチュエータ）、３５…回転数センサ（クラン
ク角検出手段及び作動状態検出手段）、４０…クランク
軸、７３…アクセル開度センサ（作動状態検出手段）、
８１…ＣＰＵ（パルス時間算出手段、回転変化予測値算
出手段、作動時クランク角算出手段、余り角度算出手
段、角度時間換算手段、予測パルス時間算出手段、回転
数算出手段及び切換え手段）、ＡＣＣＰ…アクセル開度
（ディーゼルエンジンの作動状態）、ＮＥ…エンジン回
転数（ディーゼルエンジンの作動状態、クランク軸の単
位時間当たりの回転数）、ＴＮＩＮＴ…パルス時間、Ｔ
ＮＲＡ…回転変化量、ＴＳ１１２５…基準時間（作動時
パルス信号に対応する前回燃焼サイクルでのパルス信号
の所要時間）、ＴＳ１１２５ａ…予測パルス時間、ＱＦ
ＩＮ…噴射量指令値（作動時クランク角度）、θＲＥＭ
…余り角度、ＴＳＰＯＮ…スピル時刻（余り角度の時間
換算値）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に回転可能に設けられたクラン
   ク軸と、 前記クランク軸の回転にともない所定の単位角度毎にパ
   ルス信号を発生し、同クランク軸の回転角であるクラン
   ク角度を検出するためのクランク角検出手段と、 前記内燃機関での燃焼を予め定めたクランク角度毎に実
   行して燃焼サイクルを繰り返すべく、同内燃機関の燃料
   噴射量等の制御量を調整するためのアクチュエータと、 前記クランク角検出手段による所定のパルス信号の所要
   時間をパルス時間として算出するパルス時間算出手段
   と、 今回燃焼サイクルでの前記アクチュエータの作動時期の
   算出に際し、前回燃焼サイクルにおいてパルス時間算出
   手段により算出される所定パルス信号のパルス時間と、
   同パルス時間算出手段により算出され、かつ今回燃焼サ
   イクルにおいて前記所定パルス信号に対応するパルス信
   号のパルス時間とから両者間の変化量を求め、その変化
   量に基づき、前記クランク軸の回転変化量を回転変化予
   測値として算出する回転変化予測値算出手段とを備えた
   ことを特徴とする内燃機関の回転変化予測装置。
2. 【請求項２】 内燃機関に回転可能に設けられたクラン
   ク軸と、 前記クランク軸の回転にともない所定の単位角度毎にパ
   ルス信号を発生し、同クランク軸の回転角であるクラン
   ク角度を検出するためのクランク角検出手段と、 前記内燃機関での燃焼を予め定めたクランク角度毎に実
   行して燃焼サイクルを繰り返すべく、同内燃機関の燃料
   噴射量等の制御量を調整するためのアクチュエータと、 前記クランク角検出手段による所定のパルス信号の所要
   時間をパルス時間として算出するパルス時間算出手段
   と、 今回燃焼サイクルでの前記アクチュエータの作動時期の
   算出に際し、前回燃焼サイクルにおいてパルス時間算出
   手段により算出される所定パルス信号のパルス時間と、
   同パルス時間算出手段により算出され、かつ今回燃焼サ
   イクルにおいて前記所定パルス信号に対応するパルス信
   号のパルス時間とから両者間の変化量を求め、その変化
   量に基づき、前記クランク軸の回転変化量を回転変化予
   測値として算出する回転変化予測値算出手段と、 前記内燃機関の作動状態を検出する作動状態検出手段
   と、 前記作動状態検出手段による作動状態に応じた内燃機関
   の目標制御量を得るべく、前記アクチュエータを作動さ
   せる際のクランク角度を作動時クランク角度として算出
   する作動時クランク角算出手段と、 前記作動時クランク角算出手段による作動時クランク角
   度を含む作動時パルス信号において、クランク角検出手
   段によるパルス信号の発生から同作動時クランク角度ま
   での１パルス分に満たない余り角度を算出する余り角度
   算出手段と、 前記パルス時間算出手段により算出され、かつ前記作動
   時パルス信号に対応する前回燃焼サイクルでのパルス信
   号の所要時間、及び前記回転変化予測値算出手段による
   クランク軸の回転変化予測値から、作動時パルス信号の
   所要時間である予測パルス時間を算出する予測パルス時
   間算出手段と、 前記パルス信号の発生間隔である単位角度、及び前記予
   測パルス時間算出手段による予測パルス時間を用いて、
   余り角度算出手段による余り角度を時間換算する角度時
   間換算手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のクラ
   ンク角の時間換算装置。
3. 【請求項３】 前記クランク角検出手段によるパルス信
   号に基づき、クランク軸の単位時間当たりの回転数を算
   出する回転数算出手段と、 前記回転数算出手段によるクランク軸の回転数が低くな
   るほど、回転変化予測値算出手段で用いられる所定パル
   ス信号を、前記作動時パルス信号に近いパルス信号に切
   換える切換え手段とを設けたことを特徴とする請求項２
   に記載の内燃機関のクランク角の時間換算装置。