JPH0842382A - 内燃機関燃料噴射装置用の統合型電子制御システム - Google Patents

内燃機関燃料噴射装置用の統合型電子制御システム

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JPH0842382A
JPH0842382A JP7109836A JP10983695A JPH0842382A JP H0842382 A JPH0842382 A JP H0842382A JP 7109836 A JP7109836 A JP 7109836A JP 10983695 A JP10983695 A JP 10983695A JP H0842382 A JPH0842382 A JP H0842382A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料のタイミング、送達および計量を効果的
に制御する。 【構成】 ポンプ・コントロール・バルブ１８、１９、
およびインジェクション・コントロール・バルブ２０の
動作を、さまざまなエンジン動作条件に基づいて制御す
る。ＥＣＭ１３は、噴射制御ライン２４を介してインジ
ェクション・コントロール・バルブ２０と接続される。
噴射制御ライン２４により、ＥＣＭ１３は、インジェク
ション・コントロール・バルブ２０の動作をモニター
し、制御できるようになる。また、ＥＣＭ１３は、ポン
プ・コントロール・バルブ１８と１９、および圧力セン
サー２２とも接続される。ＥＣＭ１３は、圧力センサー
２２を使用してアキュムレーター１２内の圧力をモニタ
ーし、アキュムレーター１２が希望の圧力で燃料を格納
していることを確実とするために、ポンプ・コントロー
ル・バルブ１８と１９に動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のコンバスチ
ョン・チェンバー（燃焼室）への燃料提供を制御するた
めのシステムおよび方法に関し、実施例においては、高
圧燃料ポンプおよび燃料アキュムレーターを具備するマ
ルチ・シリンダー圧縮点火エンジンと使用するためのシ
ステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願は、１９９３年５月６日に出願さ
れたアキュムレーター付きコンパクト高性能燃料装置と
いう題の米国特許出願番号０８／５７，４８９の一部継
続出願である。
【０００３】本出願には、著作権保護の対象となる、６
６フレームが含む１フィッシュが入ったマイクロフィッ
シュ・ソフトウェア付録（添付書類）を含む。著作権所
有者は、それが特許商標局のファイルまたはこれに記載
されているため、特許開示を行う人物によるファクシミ
リ複写に異議を唱えないが、それ以外の場合は、すべて
の著作権その他すべてを留保する。
【０００４】７５年以上にも渡って、内燃機関は、人類
の原動力の主要な源であった。その重要性あるいはその
完成を追求する上で支払われた設計努力を誇張すること
は難しい。内燃機関の設計の技術は非常に成熟し、熟知
されているので、大部分の「新規の」エンジンの設計
は、多岐に渡る既知の代替策の中の選択肢から構成され
ている。例えば、改善されたアウトプット（出力）・ト
ルク曲線は、エンジン燃料の経済性を犠牲にすれば容易
に達成可能である。エミッションの減少や信頼性の向上
も、コストを増やせば達成可能である。パワーの増加、
およびサイズまたは重量、あるいはその両方の低減化な
どのその他の目的も、通常は燃料効率および低コストの
両方を犠牲にすれば、依然として達成できる。
【０００５】エンジンの燃料装置（システム）は、たい
ていの場合、性能およびコストに最大の影響を与える構
成部品である。したがって、内燃機関用燃料装置は、今
日まで、内燃機関の開発に関して払われてきた総設計努
力のかなりの部分を占めている。この理由から、現代の
エンジンの設計者は、並外れた数の選択肢および既知の
燃料装置の概念の組み合わせを持っている。設計作業に
は、通常、コスト、サイズ、信頼性、性能、製造の容易
さ、および既存のエンジン設計との過去に遡る互換性の
中での、きわめて複雑かつ微妙な妥協が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】現代の設計者にとって
の課題は、政府の命令に反映される燃料効率の上昇およ
び環境の浄化に対する一般の要求に応える必要性によっ
て、大きく増幅されてきた。燃料装置の設計の成熟した
性質という観点から、燃料装置技術におけるさらなる革
新から、エンジン性能の向上とエミッションの削減の両
方を引き出すことはきわめて困難である。しかし、環境
に対する幅広い関心とこの関心に刺激される基準という
点から考えて、このような革新に対する必要性が、今ま
でにこれほど大きくなったことはない。これらの基準、
特に圧縮点火エンジンに対する基準を満たすには、はる
かにより高額な燃料装置、またはエンジンを再設計する
ためのコスト、あるいはその両方という負担を消費者に
負わせるのを避けるための、燃料装置における大幅な革
新が必要となるであろう。
【０００７】本特許の譲受人であるカミンス・エンジン
社（Ｃｕｍｍｉｎｓ ＥｎｇｉｎｅＣｏｍｐａｎｙ）
が、矛盾する設計基準を満たす上で、この革新に対する
必要性に取り組むために、新規ポンプポンピング（ポン
プ送給）及びディストリビューション（分配）構成を持
った大変革をもたらす燃料供給装置を開発した。
【０００８】簡略には、実施例において、新規燃料供給
装置（ｆｕｅｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）は、燃料がそこ
から機械的なディストロイビューター・バルブにより複
数のエンジン・シリンダーに向けられる高圧アキュムレ
ーターに燃料を供給する、１つ以上の高圧ポンプ・シリ
ンダーを備えたインライン往復運動カム駆動型ポンプを
具備する。二重（デュアル）ポンプ・コントロール・バ
ルブは、エンジンの速度に関係なく、有効ポンプ排出量
を変更し、アキュムレーターの燃料圧力を維持するため
の可変タイミングで、開閉可能である。１つ以上のイン
ジェクター・コントロール・バルブが、アキュムレータ
ーとディストリビューターの間に提供されるため、同じ
１個のまたは複数のバルブがシリンダーに対する噴射の
タイミングおよび燃料量を順次制御する。
【０００９】この改善型燃料供給装置を開発する上で、
この新規装置を制御するために特に適応する改良型電子
システムに対するニーズが高まっている。実際、発明者
らは、この燃料供給装置設計の（低コスト、燃料効率、
および公害管理という観点からの）完全な見込は、この
新規燃料供給装置を構成するさまざまなフュエル・フロ
ー制御メカニズムの統合的な制御およびモニターを提供
する先進電子制御システムを提供することによっての
み、実現できるということを発見した。各噴射イベント
（事象）の間の燃料送達速度の変動（ばらつき）を電子
的に制御することにより、改善された制御動作特性を得
ることができる。さらに、特定な新規制御アルゴリズム
および信号構成を持つ本発明の電子制御システムは、一
般的に燃料供給装置の有利な設計選択肢の多くを実現で
きるようにする。
【００１０】従来の技術が、インライン往復運動ポン
プ、アキュムレーター、単一インジェクター・コントロ
ール・バルブ、および燃料ディストリビューターを有利
に組み合わせる燃料噴射装置を提供または提案しないの
と同じように、この分野における過去の努力は、すべて
のエンジン・シリンダーを点火させることにより、高圧
アキュムレーター内で希望の圧力レベルを維持するため
に、インライン往復運動ポンプを制御でき、同時に、正
確な噴射タイミングおよび各シリンダーに対する燃料量
の制御を次々に提供するために、単一インジェクター・
コントロール・バルブを制御できる機能を持つ統合型電
子システムを提案できていない。
【００１１】言うまでもなく、従来の技術には、その制
御アルゴリズムおよび信号出力が他の種類の燃料噴射装
置にとっては適切である電子制御システムが十分に存在
する。電子制御装置を利用して燃料噴射を制御する１つ
の方法は、コマツに譲渡された、ナカオの日本特許出願
５７−６８５３２に開示されている。この文献は、電子
的に制御された高圧ポンプ、およびディストリビュータ
ー・タイプ・バルブおよび対応する燃料供給ラインを通
して複数のインジェクション・ノズルへ供給するために
ポンプ出力を受け取るためのアキュムレーターを開示す
る。アキュムレーター内の圧力は、高圧ポンプの有効排
出量を制御するために、感知されたアキュムレーター圧
力およびエンジン位置に基づいて、第１電子制御装置に
より調節される。ただし、このシステムにおいては、噴
射のタイミングおよび量は、ディストリビューター内の
回転式バルブ要素を制御することにより、別個の電子装
置により変化される。このようにして、エンジン内の燃
料を正確に制御するために噴射のタイミングと噴射率、
および燃料圧力の統合的な制御装置は存在しない。
【００１２】従来に技術に開示されるその他のシステム
は、１個の制御装置で、アキュムレーターおよびインジ
ェクション・ノズルを電子的に制御してきたが、これら
のシステムも、同様に、統合型電子制御システムを利用
してマルチ・チェンバー・ポンプ、および単一のインジ
ェクション・ソレノイドの制御は行わなかった。ベック
（Ｂｅｃｋ）その他に対する米国特許ＲＥ（再発行特
許）３３，２７０、ミヤキその他に対する米国特許５，
０９４，２１６、マーチン（Ｍａｒｔｉｎ）に対する米
国特許５，１０９，８２２、ミヤキその他に対する米国
特許４，７７７，９２１、およびミヤキその他によるデ
ィーゼル・エンジン用新規電子制御式燃料噴射装置ＥＣ
Ｄ−Ｕ２の開発という題のＳＡＥ記事番号９１０２５５
２のそれぞれは、フュエル（燃料）・レールが高圧ポン
プの出力を格納し、それぞれがフュエル・レールに直接
接続され、シリンダーと結び付いている複数のインジェ
クション・ノズルを通して、燃料をシリンダーに分配す
るシステムを開示している。各ノズルは、アキュムレー
ターから各シリンダーへのフュエル・フローのタイミン
グおよび量を制御するために、別個の統合型電磁弁を具
備する。このシステムにより、フュエル・レール圧力
（したがって、噴射圧力）が、エンジン速度に関係な
く、必要に応じて調節できるようになる。開示された電
子制御モジュールは、各々が、各シリンダー用の個別イ
ンジェクター・バルブを制御又は、ポンピング（ポンプ
送給）・メカニズムを制御する、数多くの出力を持つ。
【００１３】同様にして、（日本電装に譲渡された）オ
オツカに対する米国特許５，２０１，２９４は、複数の
高圧ポンプを制御し、それぞれがエンジン・シリンダー
に結び付けられたインジェクター・バルブに制御信号を
転送する、複数の別個の出力回線も提供する１個の電子
制御装置（ＥＣＵ）を開示する。オオツカのＥＣＵは、
希望の圧力レベルを維持するために、フィードバック制
御テクニックを利用し、共通レール内の圧力に呼応し
て、ポンプを動作させる。シリンダー噴射制御電磁弁
は、同じように、エンジン・スピード・センサーおよび
アクセレレーター・センサーにより検出されるエンジン
動作状況に呼応して、ＥＣＵからの制御命令に基づいて
動作される。共通レール内の圧力は、１つまたは両方の
燃料ポンプの故障を検出するために、モニターされる。
オオツカの欧州特許出願０ ５０１４６３ Ａ２は、類
似したシステムを開示しているが、計算されたタイミン
グ値に基づいてポンプ電磁弁用の制御信号の同期生成を
さらに詳細に説明している。制御プログラムには、エン
ジン位置の感知に基づいた割り込みプロセスにより起動
されるセクションがある。もう一つの日本電装の文書、
日本特許出願０５−１０６４９５は、同様に、シリンダ
ー・インジェクション・パルスおよび共通レール圧力の
統合型制御を提供するシステムを説明している。ただ
し、前記に説明した文書においてのように、これらの日
本電装の制御システムのすべては、個々のシリンダー・
インジェクター・ソレノイドに接続される複数の回線上
でさまざまな噴射信号を作成する。
【００１４】クローレイ（Ｃｒｏｗｌｅｙ）その他に対
する米国特許５，１３，６４５は、低電圧、低パワー信
号を別個の電子（電分配（ディストリビューション）装
置に送信することにより、高圧燃料ポンプ、および複数
の個々のシリンダー・インジェクター・ノズルを制御す
る電子制御モジュールを有する燃料噴射装置を示してい
る。
【００１５】ステッパー（Ｓｔｅｐｐｅｒ）その他に対
する米国特許５，１３７，０００、およびハプカ（Ｈａ
ｐｋａ）その他に対する５，０７０，８３２（カミンス
・エレクトロニクス社）は、他の機能の実行に加えて、
燃料噴射を制御する電子エンジン制御システムを示して
いる。ただし、このようなシステムは、アキュムレータ
ー内での燃料圧力を直接制御せず、複数の別個に制御さ
れるフュエル・インジェクター・ソレノイドを利用す
る。
【００１６】いくつかの従来のシステムにおいては、
「ブースト・パワー」回路が、制御信号に呼応してソレ
ノイドをさらに迅速に起動するために、システム・バッ
テリ電圧よりはるかに高いソレノイド起動電圧を生成す
る。複数の別々のインジェクター・バルブの内の１つを
選択して作動する、前記の種類の制御システムでブース
ト回路を利用するためには、複数のブースト回路または
ブースト電圧を適切なインジェクター・ソレノイドにチ
ャネルするための分配切り替え回路を提供する必要があ
る。どちらの解決策も、かなりの数の高価なハイパワー
処理構成部品を必要とするであろう。
【００１７】各噴射イベント中に噴射される燃料の初期
量を削減する１つの方法は、噴射の初期段階の間にノズ
ル・アセンブリに送達される燃料の圧力を引き下げる方
法である。ノズル・アセンブリに対する燃料供給率を変
更できるように、燃料噴射の初期段階の間にノズルに送
達される燃料圧力の制御または整形を行うために、多様
な装置が開発されてきた。例えば、米国特許番号３，７
１３，２８３、３，７４７，８５７、４，８１１，７１
５および５，０２９，５６８は、制限されているフュエ
ル・フローの初期期間と、ノズル・オリフィスを通りコ
ンバスチョン・チェンバーまでの実質上自由なフュエル
・フローのそれ以降の期間を作り出すために、各インジ
ェクター・ノズル・アセンブリと関連させた装置を開示
している。ただし、これらの燃料供給率制御装置は電子
的に制御されておらず、マルチ・インジェクター・シス
テムにおいてはフュエル・インジェクター・アセンブリ
のそれぞれに対して改良を施す必要があるため、インジ
ェクション・システムのコストと複雑さは増す。クロヤ
ナギその他に対する米国特許番号４，４６９，０６８
は、効果的な燃焼を達成するために燃料噴射率を変化さ
せる可変容量アキュムレーターを具備する、ディストリ
ビューター・タイプの燃料噴射装置を開示している。た
だし、この装置は、噴射率を変化させるために、複雑な
アキュムレーター制御システムを利用し、往復運動を行
うプランジャー・ディストリビューターと利用するため
に作られている。前記のミヤキのＳＡＥの記事は、噴射
イベント中の燃料供給率を徐々に上昇させるための噴射
率パターンの制御を開示しているが、形成された噴射率
を作成するために、インジェクション・ソレノイドおよ
び第２ソレノイドを正確に順次起動するための第２ソレ
ノイドおよび制御回路を提供するのではなく、この速度
整形を作成するための流体工学手段を利用する。これら
の参照文献のいずれも、噴射中に可変噴射率制御を行う
ために連続してバルブを制御する燃料噴射装置用電子制
御システムは示していない。
【００１８】一般的には、広範囲なエンジン状況で、エ
ミッション・コントロールとエンジン性能の改善という
矛盾する要求を満たすための新規燃料噴射構成（装置）
と共働で動作する、実用的で、低価格の制御システムに
対するニーズがある。
【００１９】従来の技術の欠点を克服すること、特に、
エミッション・コントロールとエンジン性能の改善とい
う矛盾する要望を満たす内燃機関燃料装置と使用可能
な、実用的で、低コストの制御システムを提供すること
は、本発明の総合的な目的である。特に、本発明は、以
前から存在するエンジン設計の最小の改良しか必要とし
ないが、優れたエミッション・コントロールとエンジン
性能の向上を提供する燃料装置の一部として使用可能な
制御システムを提供する。
【００２０】本発明の他の主要な目的とは、高圧燃料ポ
ンプおよび単一のスリーウェイ（三方）・インジェクシ
ョン・コントロール・バルブを制御するための電子制御
システムおよび方法を提供することである。
【００２１】本発明の他の主要な目的とは、車両以外の
応用例においてイベント（事象）をベースにしたエンジ
ン制御のための改良型電子制御システムおよび方法を提
供することである。
【００２２】本発明の他の目的とは、ユニット化された
アセンブリ内の電子的に動作するポンプ・コントロール
・バルブおよびインジェクション・コントロール・バル
ブと組み合わされた、ポンプ、アキュムレーター、ディ
ストリビューターを具備する高圧燃料ポンプ・アセンブ
リ用の電子制御システムおよび方法を提供することであ
る。
【００２３】本発明の他の目的とは、エンジン・コンパ
ートメント内の配線の量を最小限に抑える、高圧燃料ポ
ンプ、およびインジェクション・コントロール・バルブ
を制御するための電子制御システムおよび方法を提供す
ることである。
【００２４】本発明の他の目的とは、分配（ディストリ
ビューション）とインタフェース回路に対するニーズを
最小限に抑える、高圧燃料ポンプ、およびインジェクシ
ョン・コントロール・バルブを制御するための電子制御
システムおよび方法を提供することである。
【００２５】さらに、本発明の他の目的とは、バルブの
開放時間を正確に判断し、エンジンの回転と同期した将
来の開放時間の予測と制御を行うために、ソレノイドコ
イルの逆ＥＭＦを測定する、インジェクション・コント
ロール・バルブを制御するためのドライバー回路を提供
することである。
【００２６】本発明の他の目的とは、バルブと、そのバ
ルブによって制御されているさまざまなインジェクター
・ノズルの間の不均一なフュエル・ライン長および不均
一な燃料移動時間を補償する、インジェクション・コン
トロール・バルブを制御するための電子制御システムお
よび方法を提供することである。
【００２７】本発明の他の目的とは、どのシリンダーに
燃料を供給するべきかに応じて、タイミング信号を送信
するために遅延時間を変化させることにより、シリンダ
ーに対する不均一なフュエル・ライン長を補償する、複
数のシリンダーに対する燃料噴射を制御する１つのイン
ジェクション・コントロール・バルブを制御するための
電子制御システムおよび方法を提供することである。
【００２８】本発明の他の目的とは、インジェクション
・コントロール・バルブを正確に制御するために、ブー
ストした電圧ではなくバッテリ電圧を利用する電子制御
システムおよび方法を提供することである。
【００２９】本発明の他の目的とは、噴射イベントの希
望時間前に、インジェクション・コントロール・バルブ
に対して、バッテリ電圧で、事前バイアス電流を提供し
てから、開放の希望時間に同じ電圧で上昇した開放電流
を提供することにより、ブーストしたソレノイド開放電
圧に対するニーズを排除する、電子制御システムおよび
方法を提供することである。
【００３０】本発明の他の目的とは、エンジン始動中
に、エンジンのアンギュラー・ポジション・インジケー
ター（角度位置指示器）の最初の出力前に、最初の回転
で高圧燃料アキュムレーターの始動与圧を行うための制
御システムおよび方法を提供することである。
【００３１】本発明の他の目的とは、エンジンのアンギ
ュラー・ポジション・センサーが、ポンプのタイミング
を合わせた制御を可能にするために、エンジンのアンギ
ュラー・ポジションの正確な表示を提供するまで、エン
ジンの初期回転（複数の場合がある）の間、一連のポン
プ制御信号を作成する、高圧燃料アキュムレーターの始
動与圧を行うための制御システムおよび方法を提供する
ことである。
【００３２】本発明の他の目的とは、噴射イベントと関
連して高圧アキュムレーター内の圧力の変動（ばらつ
き）をモニターし、圧力の変動に基づいてポンプの故障
や弱点を検出するための改善された制御システムおよび
方法を提供することである。
【００３３】本発明の他のさらに具体的な目的とは、負
荷を適用する必要があるという入力指示に対する予測応
答を提供する、車両以外の応用例でのエンジンのイベン
トをベースにした制御を行うための改良された電子制御
システムおよび方法を提供することである。
【００３４】本発明の他のさらに具体的な目的とは、高
い負荷レベルが提供されていることを示す信号を受信す
ると、ただちにエンジン・パワーを上昇させる、イベン
トをベースにしたエンジンの制御を行うための改良され
た電子制御システムおよび方法を提供することである。
【００３５】本発明の他の目的とは、エンジン・パワー
が、予測されていない負荷を適用した結果生じるエンジ
ン動作における変化に応答するのではなく、負荷レベル
の上昇と同期して上がるように、負荷を適用すべきとき
に、エンジン・パワーを上昇させるために、負荷適用制
御信号をモニターし、燃料供給レベルを変更する、イベ
ントをベースにしたエンジンの制御を行うための、改良
された電子制御システムおよび方法を提供することであ
る。
【００３６】本発明の他の目的とは、エンジンの大幅
で、費用がかかる再設計を必要としなくても、圧縮点火
タイプの既存のエンジン設計を改装するために設計され
た、高性能、高圧燃料装置用の制御システムを提供する
ことである。特に、本発明は、燃料圧力が非常に高いレ
ベルに上げられても、寄生損害を最小限に抑えることに
より、エンジンの効率も改善しつつ、前記の特徴を持つ
燃料装置と動作する制御システムを提供する。
【００３７】本発明の他の目的とは、噴射量とタイミン
グに対する正確な制御、冗長な危険防止電子構成部品、
および従来の技術によるシステムとの競争という点で、
全体的なコストを削減してエンジン効率の向上を提供し
つつ、以前から存在するエンジン設計に対する影響を最
小限にとどめる結果となる、内燃機関用高度統合型燃料
制御システムを提供することである。
【００３８】本発明の他の目的とは、各ポンプ・チェン
バー内で動作する関連ポンプ・プランジャーの有効排出
量を制御するために、ポンプ・チェンバーに数で対応す
る、複数のポンプ・チェンバーおよび複数のソレノイド
で動作するポンプ・コントロール・バルブを備えた、ポ
ンプ・ハウジングを具備する、燃料ポンプ・アセンブリ
用制御システムを提供することである。この装置によ
り、燃料ポンプ・アキュムレーター内の燃料の圧力を表
す圧力信号は、プランジャーの有効排出量を調整し、ア
キュムレーター内の燃料の圧力を事前に決定した圧力レ
ベルに等しくするために、ソレノイドで動作するポンプ
・コントロール・バルブを制御する目的で、制御システ
ムにより使用され得る。
【００３９】本発明の他の目的とは、非常に高い噴射圧
力、例えば、５，０００−３０，０００ｐｓｉ、できれ
ば１６，０００−２２，０００ｐｓｉを達成し、変化す
るエンジンの状況に呼応して量とタイミングを正確に制
御することができる圧縮点火エンジン用の電子制御シス
テムを提供することである。
【００４０】本発明の他の目的とは、ポンプ、ディスト
リビューター、およびアキュムレーターの組み合わせを
特徴とする燃料ポンプ・アセンブリ用の電子制御システ
ムを提供することである。
【００４１】本発明の他の目的とは、アキュムレーター
に供給するポンプに結び付いた一対のポンプ・コントロ
ール・バルブを制御するためのデジタル式電子燃料供給
制御システムを提供し、ポンプ要素が負荷を共有し、希
望の燃料圧力を維持するように、ポンプ要素の排出量を
制御することである。第１インジェクション・コントロ
ール・バルブは、各シリンダーの噴射の事前噴射部分を
制御するために提供され、第１インジェクション・コン
トロール・バルブと結び付いた第２インジェクション・
コントロール・バルブは、各シリンダーの噴射の主要噴
射部分を制御するために提供される。また、電子制御シ
ステムは、コントロール・バルブの一つ（ポンプまたは
インジェクション）が使用不可状態になった場合に、バ
ックアップ・バルブに引き継がせる。
【００４２】本発明の他の目的とは、フュエル・ディス
トリビューター・ローター内の軸流供給通路を高圧燃料
アキュムレーターと接続するために通電されたときに動
作可能であり、ディストリビューター・ローター内の軸
流供給通路を低圧排水管（ドレイン）と接続させるため
に、通電停止されたときに動作可能である、スリーウェ
イ（三方）・バルブを備えた新規燃料装置用の電子制御
システムを提供することである。
【００４３】本発明の他の目的とは、ノズル・アセンブ
リにおける圧力の上昇を制御することにより、噴射イベ
ントの初期部分の間に噴射される燃料の量を制御するた
めの噴射率（ｒａｔｅ）形成（整形）機能付き電子デジ
タル制御システムを提供することである。
【００４４】当業者は、本明細書の発明の詳細な開示に
関連した図面を検討することにより、本発明のさらなる
目的を理解するであろう。
【００４５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、エンジ
ンおよび燃料装置（システム）の動作のモニターおよび
制御を行う、エンジンの燃料装置と一体化した電子デジ
タル制御システムを提供することにより、実施例におい
て達成されている。制御システムは、デジタルおよびア
ナログの構成部品を組み合わせることにより実現され、
燃料のタイミングと量を計算するために利用されるマイ
クロプロセッサを具備する。複数のシリンダーに対する
噴射を起動するための信号は、１個のインジェクター電
磁弁用の駆動回路への１本の回線を経由して送信され
る。また、制御システムは、燃料与圧ポンプの制御など
の燃料装置に関係したその他の機能も実行する。
【００４６】また、実施例は、各噴射イベント中に可変
燃料供給率を提供し、噴射イベントの初期段階の間に噴
射される燃料の量を減少させることにより、ディーゼル
燃料燃焼プロセスにより生成されるエミッションのレベ
ルを削減する。逆ＥＭＦ（逆起電力）センサーは、開放
時間の遅延を正確に判断し、経時的なこれらの遅延の変
動（ばらつき）を自動的に補償するために、インジェク
ター・ソレノイドまたはポンプ・コントロール・ソレノ
イド、あるいはその両方に提供される。さらに、各シリ
ンダーに固有の可変プログラム済み遅延が、それぞれの
シリンダーの燃料供給と同期して、インジェクション・
ソレノイド起動回路に送信される出力信号パルスに提供
される。これらの遅延は、燃料が希望の時間に各シリン
ダーに到達するように、ディストリビューターと個々の
シリンダーのインジェクター・ノズルの間の変化するフ
ュエル・ライン長を補償し、その利用を可能にする。
【００４７】始動時には、システムは、エンジンのアン
ギュラー・ポジション・センサーが、ポンプを正確なタ
イミングに合わせて制御できるように、エンジンのアン
ギュラー・ポジションの正確な表示を提供するまで、事
前に決定した間隔およびデューティサイクルで、一連の
ポンプ制御信号を作成し、エンジンの初期回転（複数の
場合がある）中にポンピング（ポンプ送給）・コントロ
ール・ソレノイドを起動する。高圧アキュムレーター内
の圧力の変動（ばらつき）は、噴射イベントに関係して
制御システムによりモニターされ、ポンプ装置の故障ま
たは弱点は、圧力の変動（ばらつき）に基づいて検出さ
れる。
【００４８】本発明の他の実施例においては、バッテリ
電圧での事前バイアス電流が、噴射イベントの希望時間
前に、インジェクション・コントロール・バルブに提供
される。次に、同じ電圧の上昇した開放電流が希望の開
放時間に提供され、これによって、ブースト回路が大き
なソレノイド開放電圧を提供するニーズが排除される一
方、信号を制御するためのソレノイドの正確な制御と素
早い反応が提供される。
【００４９】エンジンが車両の原動力のために使用され
ない本発明の実施例においては、電子制御システムは、
エンジン・パワーが、予期されない負荷適用の結果生じ
るパワー・ドレインに呼応してではなく、負荷レベルの
上昇と関係して同期的に上昇するように、負荷を適用す
る必要がある場合にエンジン・パワーを上昇させるため
に、負荷適用制御信号をモニターし、燃料供給レベルを
変更する。
【００５０】本発明の制御システムは、高圧アキュムレ
ーター内で希望の圧力範囲を維持するためにマルチ・チ
ェンバー高圧ポンプを統合的に制御するだけではなく、
単一のソレノイド制御出力によって全シリンダーのため
の噴射信号を送信することによりインジェクション・ソ
レノイドを制御することにより、多数の明白ではない利
点を提供する。
【００５１】第１に、この制御システムは、電子制御装
置または新規燃料装置構成装置のどちらかを、他方が存
在しない場合に、提供することによって完全には実現で
きないかなりの利点を達成するために、前に説明した新
規エンジン燃料供給構成部品装置と共働して動作する。
他の燃料供給装置のオプションには、エンジン・ブロッ
クまたはエンジンのシリンダー・ヘッド、あるいはその
両方の適応を助けるための再設計が必要となるであろう
が、前に説明した電子的に制御されたエンジン燃料供給
構成部品装置は、エンジン・ブロックの再設計を行わな
くても、多くのディーゼル・エンジンおよびそれ以外の
内燃機関に取り付けることができる。また、本発明の電
子的に制御されたシステムは、有害なエミッションを削
減すると同時に、燃料の経済性を改善する。要約する
と、エンジン燃料供給構成部品装置設計の完全な操作上
の利点は、燃料供給装置により必要とされる制御信号を
提供すると同時に、エミッションを削減し、エンジンの
性能、経済性、および安全性を改善する精密制御アルゴ
リズムを実現することにより、システムの動作を強化す
る電子制御システムなしには、実現不可能である。
【００５２】第２に、全シリンダー用のインジェクター
制御信号を組み合わせ、これらの制御信号を単一のイン
ジェクター制御出力に提供することにより、エンジン・
コンパートメント内での配線の必要性が大幅に縮小され
る。特に、このシステムは、それぞれがシリンダー・ヘ
ッドにある異なるシリンダー・インジェクター・ノズル
につながる６本以上のワイヤではなく、電子制御システ
ムから単一インジェクター電磁弁までつながる比較的に
短い１本のワイヤだけを必要とする。デジタル・コンピ
ュータ制御機能を電磁弁用の電力駆動回路と別個にする
ことが望ましいケースでは、単一インジェクター・ソレ
ノイド制御出力を提供することで、デジタル制御装置と
電力駆動回路の間の単純な接続バスに依存することが可
能になる。このようなバスは、すべてのポンプ機能およ
び噴射機能のタイミングを制御するために、単純なバイ
ナリ制御信号を利用することもできるし、最低でも３本
または４本のワイヤを利用することもできる。対照的
に、従来の技術による電子制御モジュールによるこのよ
うな制御バスは、個々のシリンダー・インジェクター・
ソレノイドを制御するだけでも６本以上の制御回線を、
アキュムレーター圧力を制御するにはさらに補助的な回
線を必要とするであろう。エンジン・コンパートメント
内のワイヤの数およびワイヤの長さを最小限に抑えるこ
とにより、コストは削減され、ワイヤをじゃまにならな
いところに設置することにより保守の容易性が高まる。
燃料噴射装置のような必須システムの場合では、システ
ム内の配線量の削減は、これらの必須接続部分が熱によ
る損傷、エンジン動作中の機械的な損傷、およびエンジ
ン保守中の損傷を経験する可能性を最小限に抑えること
により信頼性を高める。また、ワイヤの本数を最小限に
抑えると、電磁妨害雑音の生成と受容の両方が減るた
め、制御回路内でのシールドとＥＭＦフィルター処理に
対するニーズ（必要性）が減少する。以上のすべての理
由から、本発明の制御システムによって達成されるワイ
ヤの本数の削減は、きわめて優位である。
【００５３】第３に、本発明の制御回路は、複数のソレ
ノイド制御出力を有する従来の技術の回路と比較して、
より正確な噴射タイミングと燃料供給率を提供するため
に、さらに容易かつ効果的に適応できる。本発明の回路
には、電流の流れをモニターしなければならないインジ
ェクター・ソレノイド出力が１つしかないため、この有
利な結果が得られる。従来の技術においては、複数のイ
ンジェクター・ソレノイドに流れる電流を感知するため
には、複数の逆ＥＭＦ感知回路の提供、あるいは単独回
路を可能にするインタフェース回路の提供のどちらかが
必要となったであろう。本発明の制御システムは、燃料
ポンプ・ソレノイドの組み合わされた制御を行い、その
インジェクター・ソレノイド信号のすべてを単一出力、
そこから、単一インジェクター・ソレノイドに送信する
ことにより、複数のワイヤと、逆ＥＭＦセンサーをソレ
ノイドに接続する切り替え装置に対するニーズを排除す
る。このようにして、この電子制御システムは、感知動
作との電磁フィールド・タイプ、およびインタフェース
回路タイプの干渉の両方を最小限に抑える。さらに、こ
の設計により、バルブが正確な希望時間で開くように、
結果的に指定のインジェクション・バルブを開くために
必要となる時間期間と電圧における変動（ばらつき）を
生み出す、製造上の変動（ばらつき）および摩耗がさら
に容易かつ動的に補償できるようになる。１つのバルブ
だけを感知しなければならず、このバルブは絶えず全シ
リンダーに対する噴射を制御するために利用されるた
め、感知アルゴリズムは、エンジン動作中のバルブ応答
時間の変化をさらに迅速に検出できる。システムは、複
数の異なったバルブでのさまざまな変動（ばらつき）を
補償しようとするのではなく、出力信号に対するバルブ
応答を記述する１つのデータ・セットを格納（記憶）
し、分析することできる。
【００５４】第４に、本発明の制御回路は、複数のソレ
ノイド制御出力を有する従来の回路と比較して、燃料噴
射率（レート：ｒａｔｅ）形成のために、さらに容易か
つ効果的に適応できる。本発明の回路にはインジェクタ
ー・ソレノイド制御装置が１つしかないため、この有利
な結果が得られる。したがって、バルブ応答の正確な予
測および複数のシリンダーでの応答の均一性を必要とす
るレート形成動作は、バルブ制御信号回路を１つだけ起
動しなければならない場合に、さらに正確に達成でき
る。さまざまな信号回路の応答での変動（ばらつき）、
および複数のソレノイドの応答での変動は、本発明の構
成により排除される。本発明の制御システムは、燃料ポ
ンプ・ソレノイドの組み合わされた制御を行い、そのイ
ンジェクター・ソレノイド信号の全てを単一出力に、さ
らにそこから単一インジェクター・ソレノイドに送信す
ることにより、複数のワイヤと、ソレノイドにレート形
成コマンドを送信する切り替え装置に対するニーズ（必
要性）を排除する。このようにして、電子制御システム
は、精密ソレノイド・パルス動作との、電磁界タイプお
よびインタフェース回路タイプの干渉の両方を最小限に
抑える。さらに、前記のように、この設計により、結果
的に逆ＥＭＦテクニックを使用するインジェクション・
バルブを開くのに必要となる時間期間と電圧での変動
（ばらつき）を生じさせる、製造上の変動（ばらつき）
および摩耗が動的に補償できるようになる。逆ＥＭＦと
率形成テクニックの組み合わせは、従来の技術による複
数のバルブ制御システムでは容易に達成できなかったで
あろう、燃料噴射における精度および反復性のレベルを
達成するために、本発明を利用して適用できる。特に、
システムは、複数の異なったバルブ内でのさまざまな変
動を補償しようとするのではなく、出力信号に対するバ
ルブ応答を記述する１つのデータ・セットを格納（記
憶）し、分析することができるため、この情報を、希望
のレート形成機能を実行するために単一バルブの応答で
利用することができる。
【００５５】このようにして、本明細書に開示される電
子制御システムは、エンジン動作、燃料の経済性、エミ
ッション、および生産の経済性においてかなりの改善を
可能にする。
【００５６】
【実施例】図１は、略図形式で、通常は１０で示され
る、本発明により制御されるユニット化された燃料送達
アセンブリおよび制御システムを示す。システムは、関
連エンジンのフュエル・インジェクターに対する送達の
ために、高圧燃料を受け取るための高圧アキュムレータ
ー１２、低圧供給ポンプ１５から低圧燃料を受け取り、
高圧燃料をアキュムレーター１２に送達するための高圧
ポンプ１４、およびアキュムレーター１２と、それぞれ
のエンジン・シリンダー（図示されていない）と関連さ
せた各インジェクター・ノズル１１との間の定期的な流
体工学上の連絡を提供するためのフュエル・ディストリ
ビューター１６を具備する。
【００５７】また、アセンブリは、電子制御モジュール
（ＥＣＭ）１３から受信される制御信号に呼応して、各
エンジン・シリンダーの中に噴射される燃料のタイミン
グと量を制御するために、アキュムレーター１２からデ
ィストリビューター１６までの燃料供給ラインに沿って
配置される１つ以上のインジェクション・コントロール
・バルブ２０も具備する。また、ポンプ１４への燃料供
給ラインに沿って配置される少なくとも１つのポンプ・
コントロール・バルブ１８、１９が、アキュムレーター
１２内で希望の燃料圧力を維持するように、アキュムレ
ーター１２に送達される燃料の量を制御するために提供
される。圧力センサー２２は、アキュムレーター１２内
の燃料の圧力を測定するために提供される。
【００５８】燃料装置の構成部品は、その両方が、本明
細書において参照によって取り入れられる、１９９３年
５月６日に提出された、アキュムレーター付きコンパク
ト高性能燃料装置（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒ
ｆｏｒｍａｎｃｅ ＦｕｅｌＳｙｓｔｅｍ Ｗｉｔｈ
Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）という題の本願と共に出願中
の米国特許出願番号０８／０５７，４８９における開
示、およびできれば米国受領局におけるＰＣＴ出願とし
て、１９９４年５月６日に提出された同じ題名の本願と
共に出願中の一部継続出願の開示に従って構築できる。
インジェクション・コントロール・バルブ２０は、でき
れば、その両方が、本明細書において参照によって取り
入れられる、１９９３年３月１９日に出願された、力均
衡スリーウェイ電磁弁（Ｆｏｒｃｅ Ｂａｌａｎｃｅｄ
Ｔｈｒｅｅ−Ｗａｙ Ｓｏｌｅｎｏｉｄ Ｖａｌｖ
ｅ）という題の本願と共に出願中の米国特許出願番号０
８／０３４，８４１、または１９９３年３月３１日に出
願された、コンパクト・スリーブ内ピン・スリーウェイ
・バルブ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｐｉｎ−Ｗｉｔｈｉｎ−Ａ
−Ｓｌｅｅｖｅ Ｔｈｒｅｅ−Ｗａｙ Ｖａｌｖｅ）と
いう題の米国特許出願番号０８／０４１，４２４に従っ
て構築できる。高圧ポンプ・メカニズム１４、１８、１
９は、本明細書において参照によって取り入れられる、
１９９３年５月６日に出願された、燃料噴射装置用可変
排出高圧ポンプ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｐｌａｃｅ
ｍｅｎｔ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｕｍｐ Ｆ
ｏｒ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ）という題の本願と共に出願中の米国特許出願番号０
８／０５７，５１０の開示に従って構築できる。ディス
トリビューター１６は、できれば、その内容が本明細書
において参照によって取りれられる、１９９３年９月８
日に出願された、高圧燃料噴射装置用ディストリビュー
ター（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ Ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
という題の、本願と共に出願中の米国特許出願番号０８
／１１７，６９７の開示に従って構築される。
【００５９】ＥＣＭ１３は、インジェクター・ノズル１
１に対してディストリビューター１６により送達される
燃料の量を正確に制御し、それによって、燃料のタイミ
ング、送達、および計量を効果的に制御するために、ポ
ンプ・コントロール・バルブ１８、１９、およびインジ
ェクション・コントロール・バルブ２０の動作を、さま
ざまなエンジン動作条件に基づいて制御する。ＥＣＭ１
３は、噴射制御ライン２４を介してインジェクション・
コントロール・バルブ２０と接続される。噴射制御ライ
ン２４により、ＥＣＭ１３は、以下にさらに詳細に説明
されるように、インジェクション・コントロール・バル
ブ２０の動作をモニターし、制御できるようになる。ま
た、ＥＣＭ１３は、ポンプ・コントロール・バルブ１８
と１９、および圧力センサー２２とも接続される。ＥＣ
Ｍ１３は、圧力センサー２２を使用してアキュムレータ
ー１２内の圧力をモニターし、アキュムレーター１２が
希望の圧力で燃料を格納していることを確認するため
に、ポンプ・コントロール・バルブ１８と１９の動作を
制御する。また、本発明のこの機能の動作は、以下によ
り詳細に説明される。
【００６０】内燃機関の動作特性を感知するために利用
されるＥＣＭ１３の外部接続部も、図１に示されてい
る。ＥＣＭ１３は、入力回線３０、３２および３４を通
して外部エンジン・モニター装置に接続される。図１で
は３本の回線しか図示されていないが、ＥＣＭ１３を適
切なエンジン・センサーと接続するためには任意の本数
の回線を提供できる。図示されているように、入力回線
３０は、内燃機関のＥＣＭ１３に対する位置についての
情報を提供するエンジン・ポジション・センサーと接続
される。例えば、ポジション・センサーは、内燃機関の
カムシャフト上に配置され、エンジンのシリンダー番号
１がトップデッドセンター（ＴＤＣ：上死点））位置に
あるときを示す単一電気パルスをＥＣＭ１３に提供す
る。このようにして、エンジンのカムシャフトが１度回
転する内に、内燃機関の回転上の位置を正確に判断する
ことができる。言うまでもなく、本発明の目的を達成す
るには、本発明のエンジン制御システムと、それ以外の
位置感知手段を利用することもできる。
【００６１】入力回線３２は、内燃機関の速度に関する
情報をＥＣＭ１３に提供するスピード・センサー３３と
接続される。例えば、スピード・センサーは、センサー
を通過するクランク軸ギヤ上の各歯毎に、単一パルスを
生成し、ＥＣＭ１３に送信するホール（Ｈａｌｌ）エフ
ェクト・タイプのセンサーとすることができる。例え
ば、クランク軸ギヤに７２本の歯がある場合は、エンジ
ンのクランク軸が完全に一回転するたびに、７２個のパ
ルスがＥＣＭ１３に提供される。これらのパルスの間の
時間を測定することにより、ＥＣＭ１３は、容易かつ正
確に内燃機関の回転速度を判断することができる。言う
までもなく、本発明と他のスピード・センサーを利用す
ることもできる。
【００６２】入力回線３４は、内燃機関の現在のスロッ
トル位置に関する情報をＥＣＭ１３に提供するスロット
ル・ポジション・センサー３５と接続される。スロット
ル・ポジション・センサー３５は、内燃機関のスロット
ル位置を検出するために利用されるあらゆる標準的なセ
ンサーとすることができる。
【００６３】また、エンジン・ポジション・センサー３
１およびスピード・センサー３３から受け取った情報を
利用して、ＥＣＭ１３は、容易かつ正確に任意の時点の
内燃機関の回転位置を判断することができる。特に、エ
ンジン・ポジション・センサー３１は、エンジンのカム
シャフト（カム軸）の一回転毎に予め決定されたエンジ
ン位置の指示を提供する。例えば、エンジン・ポジショ
ン・センサー３１は、エンジンのシリンダー番号１のト
ップデッドセンターが発生するたびにパルスを提供す
る。前記に説明したように、これは、パルス受信時点で
のエンジンの正確な回転位置について、ＥＣＭ１３に明
確な表示を提供する。さらに、前記に説明したように、
エンジン・スピード・センサー３３は、エンジンのクラ
ンク軸ギヤ上の歯のそれぞれに一連のパルスを提供す
る。したがって、クランク軸ギヤ上の歯の数が分かって
いる場合には、パルスの数をカウントし、それをクラン
ク軸が完全に一回転した場合のパルスの総数と比較する
ことにより、クランク軸ギヤの回転の量を判断すること
ができる。
【００６４】図解するために、クランク軸ギヤに７２個
の歯がある場合、エンジンのクランク軸が回転するたび
に、ＥＣＭ１３はスピード・センサーから７２個のパル
スを受け取るであろう。さらに、エンジンのクランク軸
は、エンジンのカムシャフトが１回転（３６０゜）する
たびに、２回、完全な回転（７２０゜）を完了するの
で、内燃機関のカムシャフトが回転するたびに、ＥＣＭ
１３はスピード・センサー３３から１４４個のパルスを
受け取るであろう。したがって、ＥＣＭ１３は、ポジシ
ョン・センサー３１から位置表示パルスが受け取られた
後で、スピード・センサー３３から受けられるパルスの
カウントを開始することができる。例えば、ＥＣＭ１３
が、（シリンダー番号１のＴＤＣを表す）前回のポジシ
ョン・パルスがポジション・センサー３１から受け取ら
れてから、（エンジンのクランク軸ギヤの歯を表す）３
６個のパルスを受け取ると、ＥＣＭ１３は、内燃機関の
位置を数学的に計算することができる。３６を１４４で
割ると２５になるので、エンジンのカムシャフトは、エ
ンジンのシリンダー１のトップデッドセンターを越えて
４分の１回転、回転した。同じようにして、エンジンの
クランク軸は、カムシャフトが１回回転するたびに２回
完全に回転するので、３６個のパルスは、エンジンのク
ランク軸が、前回のパルスがポジション・センサー３１
から受け取られてから２分の１回転を完了したことを示
す。
【００６５】前記に説明したように、ポジション・セン
サー３１は、内燃機関のカムシャフトに接続され、エン
ジンの正確な回転位置を示すために、事前に決定した位
置で一個のパルスを提供する。製造上および操作上の公
差のため、エンジンのクランク軸は、エンジンの回転位
置についてより正確な測定値を提供するであろう。ただ
し、スペースとサイズの制約のため、エンジンのクラン
ク軸上にもう一つのポジション・センサーを配置するこ
とは、不可能、あるいは望ましくない。したがって、以
上の問題点を克服するために、ポジション・センサー３
１は、エンジンのカムシャフトと接続し、パルスが既知
の事前に決定したエンジン位置を表す、スピード・セン
サー３３からのパルスの直前のある時間に一個パルスを
提供するように設計することができる。したがって、Ｅ
ＣＭ１３は、ポジション・センサー３１からパルスを受
け取ると、スピード・センサー３３から次に受け取るパ
ルスが、シリンダー番号１のＴＤＣなどの、エンジンが
事前に決定した位置にあるときに発生することを理解し
ている。これにより、制御システムは、クランク軸上ま
たはクランク軸ギヤ自体に別のセンサーを提供しなくて
も、エンジンのクランク軸から行えるより正確な位置測
定を利用することができる。
【００６６】前記の例から、当業者にとっては、内燃機
関の正確な回転位置が、前記に説明したエンジン・ポジ
ション・センサー３１およびスピード・センサー３３か
ら単純に判断できることは明かであろう。さらに、これ
らの２つのセンサーを使ってエンジンの位置および速度
を判断するそれ以外の方法も、当業者にとっては明かで
あろう。
【００６７】圧力センサー２２を利用してアキュムレー
ター１２内の圧力をモニターし、アキュムレーター１２
が適切な圧力で燃料を格納していることを確認するため
に、ポンプ・コントロール・バルブ１８および１９の動
作を制御する上でのＥＣＭ１３の動作は、ここに詳細に
説明される。まず、図１を参照すると、高圧ポンプ１４
は、ポンプ・コントロール・バルブ１８および１９を通
して低圧供給ポンプ１５から燃料を受け取ることが分か
る。
【００６８】一般的に、ポンプ・コントロール・バルブ
１８および１９は、低圧供給ポンプ１５からの燃料が、
各ポンプ１４の下り行程（ダウンストローク）の間に送
達できるように、開放状態のままとなる。各ポンプ１４
の圧縮行程の間、ポンプ・コントロール・バルブ１８お
よび１９が開放状態にあるので、燃料は低圧供給ポンプ
１５または排水管（図示されていない）に押し戻され、
燃料タンクに戻される。ただし、与圧済みの追加燃料を
アキュムレーター１２に供給することが望まれる場合
は、ポンプ・コントロール・バルブ１８または１９は、
それぞれの高圧ポンプ１４の圧縮行程の間、閉じられる
であろう。ポンプ・コントロール・バルブ１８または１
９が閉じられていると、圧力は、アキュムレーター内の
圧力を圧倒するほど大きく、それによりそれぞれのチェ
ック・バルブ３６を開放するまで、高圧ポンプ１４のチ
ェンバー内で蓄積する。高圧ポンプ１４が燃料の与圧を
続けるに従って、燃料はチェック・バルブ３６を通過
し、高圧アキュムレーター１２の中に入る。
【００６９】ポンプ１４により生成されるきわめて高い
圧力のため、ポンプ・コントロール・バルブ１８および
１９は、ＥＣＭ１３からの制御信号がもはや存在しなく
ても、閉じられたままとなるであろう。コントロール・
バルブ１８および１９がこのような状態なため、対応す
る高圧ポンプ１４のチェンバーからの圧力は、バルブに
閉じたままでいるように命令する制御信号が存在しなく
ても、バルブを閉鎖位置に保持するであろう。本発明の
もっとも望ましい実施例においては、ポンプ・コントロ
ール・バルブ１８および１９に、高価な高圧バルブを使
用する必要はない。代わりに、ＥＣＭ１３からの制御信
号が存在しないにも関わらず、高圧ポンプ１４により生
成される圧力が原因で閉じたままとなる、さらに安価な
ソレノイド作動式バルブを使用することができる。これ
により、本発明では、ＥＣＭ１３が、ポンプ動作イベン
トの希望始動時間の計算、ポンプ動作イベントの始動命
令、およびその他のタスクの処理の続行を行えるように
するというそれ以上の利点が得られる。ポンプ動作イベ
ントは、高圧ポンプ１４がその下方への移動を開始し、
それによりポンプ・コントロール・バルブ１８および１
９から圧力を解放するときに、自動的に終了するため、
ＥＣＭ１３がポンプ動作イベントの終わりを明確に表示
する必要はない。
【００７０】したがって、本発明の制御システムにより
利用されるソフトウェアと関連して、以下にさらに詳細
に説明するように、ＥＣＭ１３は、単に、高圧ポンプ１
４の圧縮行程のどの時点において適切な（対応する）ポ
ンプ・コントロール・バルブ１８または１９を閉じるべ
きかを判断する必要がある。この判断を容易にするため
に、ＥＣＭ１３は、圧力センサー２２を利用してアキュ
ムレーター１２内の圧力をモニターする。圧力センサー
２２からの圧力信号の分析により、追加の与圧燃料をア
キュムレーター１２に加える必要があることが示された
場合には、ＥＣＭ１３は、高圧ポンプ１４の圧縮行程の
どの時点において、各ポンプ・コントロール・バルブ１
８または１９が閉じられるべきかを計算する。それか
ら、ＥＣＭ１３は、適切な量の与圧済み燃料アキュムレ
ーター１２に加えられることを確認するために、適切な
タイミング信号を作成する。
【００７１】前記に説明したように、いったんＥＣＭ１
３がポンプ・コントロール・バルブ１８または１９を閉
じると、高圧ポンプ１４により生成される圧力は、ポン
プ動作イベントの終わりまで、ポンプ・コントロール・
バルブ１８または１９を閉じられたままにしておくであ
ろう。これにより、ＥＣＭ１３は、ポンプ動作イベント
の自動終了を役立てることができる。ただし、ＥＣＭ１
３がポンプ・コントロール・バルブ１８または１９に制
御信号を発行する場合、この信号の期間は、高圧ポンプ
１４により生成される圧力が、ポンプ・コントロール・
バルブ１８または１９を閉じたままに保持するほど十分
であることを保障できる長さでなければならない。本発
明のそれほど望ましくない実施例においては、ＥＣＭ１
３は、固定時間期間の信号を作成し、ポンプ・コントロ
ール・バルブ１８または１９を制御するためにその固定
時間信号を利用する。ただし、高圧ポンプ１４は機械的
に内燃機関と連結されているため、ポンプ１４の速度
は、エンジンの速度に応じて変化する。この結果、ポン
プ１４のチェンバー内で圧力が生まれ、エンジンの速度
に伴い変化する。したがって、不必要に長い固定時間
は、内燃機関が低速度で動作しているときに、ポンプ・
コントロール・バルブ１８および１９を閉じたままで保
持するために、十分な圧力が高圧ポンプ１４により生成
されることを確実とする目的で、ＥＣＭ１３により利用
されなければならない。ただし、内燃機関が高い毎分回
転数（ｒｐｍ）で動作しているときには、この固定期間
信号は不必要である。
【００７２】したがって、本発明のもっとも望ましい実
施例においては、ＥＣＭ１３は、内燃機関の回転上の位
置に関係する期間の、ポンプ・コントロール・バルブ１
８および１９に対する制御信号を作成する。例えば、Ｅ
ＣＭ１３は、例えば、エンジンのクランク軸の回転の４
０゜に必要な時間にほぼ等しい期間の制御信号を、バル
ブ１８または１９に対して生成する。ポンプ１４は、ク
ランク軸の回転の４０゜が、エンジンの回転速度に関係
なく発生するのに必要な時間の間に、ポンプ・チェンバ
ー内で実質上同じ圧力を生成するであろう。このように
して、ＥＣＭ１３は、エンジン速度に関係なくポンプ・
コントロール・バルブ１８および１９を閉じたままにし
ておくために、高圧ポンプ１４により十分な圧力が作ら
れることを確実とするのに必要な最低期間の制御信号
を、ポンプ・コントロール・バルブ１８および１９に対
して生成することができる。
【００７３】ＥＣＭ１３は、また、アキュムレーター１
２の与圧を促進する目的で、エンジンの起動中に、ユニ
ークな方法でポンプ・コントロール・バルブ１８および
１９を動作する。この動作は、エンジン・ポジション・
センサーの動作に関係して、以下により詳細に説明す
る。
【００７４】本発明の制御システムのブロック図は、図
２に示されている。この図で分かるように、本発明のも
っとも望ましい実施例における制御システムは、コネク
ター２００を通して接続される、デジタル制御部分２３
２およびドライバー部分２３４を具備する。デジタル制
御部分２３２およびドライバー部分２３４は、そのそれ
ぞれの構成部品間の電磁的干渉（ＥＭＩ）を回避するた
めに、分離すべきであると考えられている。ただし、Ｅ
ＭＩの問題点を排除、あるいは削減できるならば、スペ
ースに関する考慮から、この２つの部分を１つの統合さ
れたユニットに組み合わせることになる可能性がある。
【００７５】また、コネクター２００を通してドライバ
ー部分２３４に接続されるのは、バッテリ２２８の正と
負の端子、および車両キー・スイッチ表示２３６であ
る。バッテリ端子を提供することで、ドライバ部分２３
４に電力が提供され、端子は、燃料装置の燃料供給要素
およびポンプ送り（ポンピング）要素の動作を制御する
ためにドライバ部分２３４によって利用される。さら
に、キー・スイッチ表示２３６は、車両スイッチが起動
され、これによって、車両スイッチばＯＦＦの位置にあ
る場合に燃料供給回路またはポンピング回路の誤った動
作を防ぐための危険防止メカニズム（フェールセーフ）
が提供されることを示す。
【００７６】デジタル部分２３２は、モトローラ社（Ｍ
ｏｔｏｒｏｌａ）により商業的に製造されている６８３
３１または６８３３２とすることができる、マイクロプ
ロセッサ２３０を具備する。また、デジタル部分２３２
は、マイクロプロセッサ２３０の動作のために、それぞ
れの支援集積回路（図示されていない）も具備する。さ
らに、マイクロプロセッサ２３０の動作に望ましいなら
ば、デジタル部分２３０は、追加の記憶装置または診断
回路も具備する。
【００７７】一般的には、コネクター２００を経由した
デジタル部分２３２とドライバー部分２３４の間のイン
タフェースは、本発明において、特に単純である。これ
は、燃料装置の設計、特に単一のインジェクション・ソ
レノイドを利用した結果である。本発明のもっとも望ま
しい実施例においては、デジタル部分２３２は、ポンプ
・コマンド信号、ポンプ選択信号、および噴射コマンド
信号をドライバー部分２３４に提供する。ポンプ選択信
号は、ドライバー回路に、アキュムレーター１２を与圧
するためにポンプ動作イベントで利用される、指定の高
圧ポンプ１４を選択するように命令する。ポンプ・コマ
ンド信号は、ドライバー回路に、選択されたポンプ１４
に結び付いたポンプ・コントロール・ソレノイド・バル
ブ１８または１９を閉じるように命令し、それによって
ポンプ動作イベントを起動する。噴射コマンド信号は、
ドライバー回路に、インジェクション・コントロール・
バルブ２０を開放するように命令し、それにより、高圧
アキュムレーターから、ディストリビューター１６によ
り選択された適切な（対応する）エンジン・シリンダー
に燃料を供給する。
【００７８】前記から、本発明の制御システムが、デジ
タル部分とドライバー部分の間に単純なインタフェース
を備えていることは明かであろう。この分離は、２つの
部分の間のＥＭＩを回避するために望ましい、あるいは
必要であるため、本発明で必要となる相互接続部分の数
を削減することは、実質上、本発明の制御システムのコ
ストおよび複雑さを低減することになるであろう。
【００７９】図２から、ドライバー部分２３４が、イン
ジェクション・ソレノイド・ドライバー回路２３８、高
圧ブースト生成回路２４０、キー・スイッチ処理回路２
４２、およびポンプ・ソレノイド・ドライバー回路２４
４を具備することが分かる。一般的には、バッテリ端子
が、高圧ブースト生成回路２４０、およびキー・スイッ
チ処理回路２４２に提供されるであろう。高圧ブースト
生成回路２４０は、インジェクション・ソレノイド・ド
ライバー回路２３８および（必要な場合には）ポンプ・
ソレノイド・ドライバー回路２４４に供給されるブース
ト電圧出力２４６を生成するために、バッテリ電圧を利
用する。本発明にはインジェクション・ソレノイドは１
つしか備えられていないため、複数のブースト回路また
は複雑なハイパワー切り替え装置を、複数のインジェク
ター・ソレノイドにブースト電圧を提供するために利用
する必要はない。これにより、本発明のコストおよび複
雑さは、大幅に削減される。キー・スイッチ処理回路２
４２は、インジェクション・ソレノイド・ドライバー回
路２３８およびポンプ・ソレノイド・ドライバー回路２
４４内の回路に電力を供給するために利用される、ゲー
ト電圧出力２４８上で提供されるゲート電圧を作成する
ために、バッテリ電圧を利用する。このようにして、キ
ー・スイッチ処理回路２４２が、有効なキー・スイッチ
表示２３６に呼応して、ゲート電圧出力２４８上で提供
される適切なゲート電圧を生成しない限り、インジェク
ション・ソレノイド・ドライバー回路２３８およびポン
プ・ソレノイド・ドライバー回路２４４は動作しないで
あろう。したがって、キー・スイッチ処理回路２４２
は、制御システムの誤った動作を妨げるための危険防止
回路として動作する。
【００８０】インジェクション・ソレノイド・ドライバ
ー回路２３８は、１本の噴射コマンド信号回線を通して
マイクロプロセッサ２３０に接続される。ポンプ・ソレ
ノイド・ドライバー回路２４４は、ポンプ選択信号回線
およびポンプ・コマンド信号回線を通して、マイクロプ
ロセッサ２３０に接続される。これらの３つの回線は、
インジェクション・ソレノイド・ドライバー回路２３８
およびポンプ・ソレノイド・ドライバー回路２４４の動
作を制御するために信号を提供する。
【００８１】インジェクション・ソレノイド・ドライバ
ー回路２３８は、インジェクション・ソレノイド制御装
置２０２、ハイ・サイド・ドライバー回路２０４、電流
感知回路２０６、およびロー・サイド・ドライバー回路
２０８を具備する。インジェクション・ソレノイド制御
装置２０２は、噴射コマンド信号を受け取るために、コ
ネクター２００を通して噴射コマンド信号回線と、高電
圧制御信号のインジェクション・ソレノイド・バルブ２
０に対する適用を制御するために、ブースト・ドライバ
ー回路２０５と、インジェクション・ソレノイド・バル
ブ２０に供給されている電流の値の表示を受け取るため
に、電流感知回路２０６と、噴射コマンドを受け取るた
めに、ロー・サイド・ドライバー回路２０８と接続す
る。ハイ・サイド・ドライバー回路２０４およびロー・
サイド・ドライバ回路２０８は、ソレノイド電流の感知
を可能とするために、インジェクション・ソレノイド・
バルブ２０および電流感知回路２０６に接続する。
【００８２】高電圧ブースト生成回路２４０は、高電圧
生成回路２１２およびブースト電圧出力２４６を具備す
る。高電圧生成回路２１２は、コネクター２００を通し
てバッテリ２２８からバッテリ電圧を受け取り、ブース
ト電圧出力２４６上で提供される高電圧ブースト信号を
作成する。通常、このブースト電圧は、１００Ｖｄｃか
ら２５０Ｖｄｃの範囲にあり、１５０Ｖｄｃから２００
Ｖｄｃの範囲にあるのが望ましい。高電圧ブースト生成
回路２４０により生成されるブースト電圧は、インジェ
クション・ソレノイド・バルブを動作する際に使用する
ために、インジェクション・ソレノイド・ドライバー回
路２３８に提供される。
【００８３】ポンプ・ソレノイド・ドライバー回路２４
４は、ポンプ・ソレノイド制御装置２１６、ハイ・サイ
ド・ドライバー回路２１８、電流感知回路２２０、およ
びロー・サイド・ドライバー回路２２２を具備する。ポ
ンプ・ソレノイド制御装置２１６は、ポンプ・コマンド
信号を受け取るために、コネクター２００を通してポン
プ・コマンド信号回線と、ポンプ・コントロール・バル
ブ１８／１９に対する電圧制御信号の適用を制御するた
めに、ハイ・サイド・ドライバー回路２１８と、ポンプ
・ソレノイド・コントロール・バルブ１８／１９に供給
されている電流の値の表示を受け取るために、電流感知
回路２２０と、ポンプ・コマンドを受け取るために、ロ
ー・サイド・ドライバー・回路２２２と接続する。ハイ
・サイド・ドライバー回路２１８およびロー・サイド・
駆動回路２２２は、ソレノイド電流の感知を可能とする
ために、ポンプ・ソレノイド・コントロール・バルブ１
８／１９および電流感知回路２２０に接続する。
【００８４】次に、図３−６を参照すると、制御回路を
実現するために利用できるある回路の電気概要図が示さ
れている。具体的には、図３は、インジェクション・ソ
レノイド・ドライバー回路２３８を実現するために利用
可能な回路を図解する。図４は、高電圧ブースト生成回
路２４０を実現するために利用可能な回路を図解する。
図５は、キー・スイッチ処理回路２４２を実現するため
に利用可能な回路を図解する。図６は、ポンプ・ソレノ
イド・ドライバー回路２４４を実現するために利用可能
な回路を図解する。明確さを保つために、図２で使用さ
れる同じ参照番号が図３−６でも使用される。
【００８５】まず、図３を参照すると、インジェクショ
ン・ソレノイド・ドライバー回路２３８が図示されてい
る。インジェクション・ソレノイド・ドライバー回路２
３８は、インジェクション・コントロール・バルブ２０
を動作させるために必要な電気信号を提供する役割を果
たす。これらの電気制御信号は、高電圧ブースト信号、
高電流ソレノイド引き込み信号、および低電流ソレノイ
ド保持信号を具備する。通常、高電圧ブースト信号は、
（立ち上がり縁のみの場合）約１００マイクロ秒の期間
の１５０−２００ボルト・パルスから構成される。この
ようなブースト信号が適用されてから、高電流引き込み
信号が約５００マイクロ秒適用される。最後に、通常は
１２ボルトのバッテリ電圧により生成される、低電流保
持信号が、インジェクション・ソレノイド・バルブ２０
を開放位置に維持するために、噴射イベントの間適用さ
れる。図から分かるように、インジェクション・ソレノ
イド制御装置２０２は、集積回路ソレノイド制御装置を
具備する。この集積回路制御装置は、前記に説明したよ
うに、駆動信号の作成および適用を実行するようにプロ
グラムされているアプリケーション指定集積回路（ＡＳ
ＩＣ：特定用途向けＩＣ）である。さらに、制御装置２
０２は、例えば、引き込み電圧適用の間、１８−２２ア
ンペアの事前に決定した電流範囲を、保持電流の適用の
間、９−１１アンペアを維持するために、インジェクシ
ョン・ソレノイドを通る電流をモニターし、インジェク
ター・ソレノイドに対するパルス幅変調起動信号を提供
する、電流センサーを具備する。ハイ・サイド・ドライ
バー回路２０４、電流感知回路２０６、およびロー・サ
イド・ドライバー回路２０８を含む、図３の残りの部分
は、検査時に当業者により容易に理解される。
【００８６】図４を参照すると、コネクター２００およ
びブースト電圧出力２４６が示されている。図４の残り
の部分は、高電圧生成回路２１２を構成し、当業者によ
り容易に理解される。同じように、図５を参照すると、
コネクター２００およびゲート電圧出力２４８が示さ
れ、図５の残り部分はキー・スイッチ処理回路２１４を
構成し、当業者により容易に理解される。図６では、ポ
ンプ・ソレノイド制御装置２１６、ハイ・サイド・ドラ
イバー回路２１８、電流感知回路２２０、およびロー・
サイド・ドライバー回路２２２が示される。ポンプ・ソ
レノイド制御装置２１６は、インジェクター・ソレノイ
ド・ドライバーに関して、ソレノイド電流を規定範囲内
に維持するために、電流感知動作およびパルス幅変調を
含む、前記に説明された動作に類似した動作をするＡＳ
ＩＣを具備する。ただし、ポンプ・コントロール・バル
ブの動作に関しては、ブースト・ドライバー回路は必要
とされていない。
【００８７】次に、ＥＣＭ１３で利用され、エンジン制
御機能を実行するためにデジタル部分２３２の中に搭載
されるソフトウェアが詳細に説明される。ＥＣＭ１３
が、モトローラ社が販売している６８３３１または６８
３３２などのマイクロプロセッサを具備することを認識
することが重要である。このマイクロプロセッサは、内
燃機関、または内燃機関が取り付けられる車両や装置の
動作に関係する多岐に渡るコンピュータ関連機能を実行
することができる。例えば、マイクロプロセッサは、エ
ンジンの燃料供給の制御に加えて、車両診断試験、また
はドライバーあるいはそれ以外の遠隔地への車両性能に
関する情報の転送、あるいはその両方も実行することが
できる。
【００８８】ただし、内燃機関の燃料供給には、適切に
エンジン燃料供給手順を実行する目的で実行される正確
なタイミング動作が必要となる。したがって、この複数
の動作を実行する目的で、本発明のマイクロプロセッサ
は、エンジン燃料供給動作に対して割り込み駆動され
る。（ポジション・センサー３１からの位置パルス及
び、スピード・センサー３３用の速度パルスが起こるた
びに発生する）割り込みが発生するたびに、ＥＣＭ１３
は、エンジン燃料供給およびアキュムレーター与圧を行
うための一連のアルゴリズムを実行する。マイクロプロ
セッサを割り込み駆動型とすることで、正確なエンジン
燃料制御を達成しつつも、車両で必要となるマイクロプ
ロセッサやそれ以外の制御装置の数を削減することがで
きる。
【００８９】さらに、６８３３１マイクロプロセッサは
本明細書で説明され、ソフトウェア付録（ＳＯＦＴＷＡ
ＲＥ ＡＰＰＥＮＤＩＸ：添付の参考資料）で規定され
るプログラムは、６８３３１プロセッサ上で動作するよ
うに設計されているが、本発明の商業的な実現では、６
８３３２または類似物のようなマイクロプロセッサの利
用がかなり望ましいであろう。６８３３２プロセッサ
は、６８３３１プロセッサよりさらに先進的なタイミン
グ動作をサポートするために、好まれる。具体的には、
６８３３２プロセッサは時間処理装置、つまりＴＰＵを
具備するが、６８３３１は汎用タイマー、つまりＧＰＴ
しか具備していない。燃料噴射およびポンプ動作イベン
トの制御には、ＴＰＵの方がより適している、きわめて
正確なタイミング制御が必要となるため、６８３３２プ
ロセッサが好ましい。添付の説明および６８３３１マイ
クロプロセッサ用に規定されたプログラムにより、当業
者は、本発明の概念を６８３３２またはそれ以外のプロ
セッサに適合できるであろう。
【００９０】本明細書で説明し、ソフトウェア付録で図
解する燃料制御システムのこの実現では、ＧＰＴを搭載
する６８３３１プロセッサが利用されている。６８３３
１プロセッサのＧＰＴは、単に、事前に決定した速度で
発生するタイミング・パルスをカウントするために動作
する。例えば、ＧＰＴは、１０ミリ秒毎に発生するパル
スをカウントするようにプログラムできる。このように
して、ＧＰＴは、２つのイベント間のＧＰＴ内の差異を
計算することにより、イベント間の時間を判断したり、
当業者が熟知する６８３３１プロセッサの出力コンパレ
ーター動作を活用することにより、事前に決定した時間
でイベントを起動するために、利用できる。
【００９１】本発明の制御システムを実現するために利
用されるソフトウェアは、ここで詳細に説明される。図
７は、本発明で利用されるソフトウェア制御アルゴリズ
ムの階層関係を図解するブロック図である。前記にある
ように、本発明の燃料供給制御システムはおもに割り込
み駆動型である。主要な割り込み処理ルーチンは、エン
ジン速度処理（ＥＳＰ）ルーチン３００である。このル
ーチンは、内燃機関のスピード・センサー３３およびポ
ジション・センサー３１により生成されるすべての割り
込みを処理する。ＥＳＰアルゴリズムのソース・コード
は、ソフトウェア付録のＡ部（Ｐａｒｔ Ａ）に規定さ
れる。また、ソフトウェア付録内のソフトウェア・アル
ゴリズムのすべてに使用される変数の定義は、付録第Ｉ
部（Ｐａｒｔ Ｉ）に規定される。
【００９２】ＥＳＰアルゴリズムにより実行される３つ
のサブルーチン、つまりサブアルゴリズムがある。アキ
ュムレーター圧力センサー・サンプリング（ＰＳＳ）ア
ルゴリズム３０２は、アキュムレーター１２内の燃料圧
力を制御するために利用されるエンジン速度同期活動の
すべてを実行する。ＰＳＳアルゴリズムは、ＥＳＰアル
ゴリズムと一体化しており、Ａ部のＥＳＰアルゴリズム
とともにソフトウェア付録に規定される。アキュムレー
ター圧力設定点（ＰＳＰ）アルゴリズム３０４、および
アキュムレーター圧力制御（ＰＣＲ）アルゴリズム３０
６は、この圧力処理の間にＰＳＳアルゴリズム３０２に
より利用される。ＰＳＰアルゴリズムおよびＰＣＲアル
ゴリズムのソース・コードは、ソフトウェア付録内にそ
れぞれＢ部（Ｐａｒｔ Ｂ）とＣ部（Ｐａｒｔ Ｃ）と
して規定される。
【００９３】位置処理アルゴリズム３０８は、現在、Ｅ
ＳＰルーチン３００の一部として実現されている（ソフ
トウェア付録、Ａ部）。位置処理アルゴリズム３０８の
機能は、ポジション・センサー３０１により生成される
割り込みの特殊処理を行うことである。
【００９４】速度処理アルゴリズム３１０も、現在はＥ
ＳＰルーチン３００の一部として実現されている（ソフ
トウェア付録、Ａ部）。速度処理アルゴリズム３１０
は、スピード・センサー３３により生成される割り込み
のために処理サポートを提供する。速度処理アルゴリズ
ムは、エンジンのクランク軸回転の約１０゜から５０゜
までである可能性がある、スピード・センサー３３によ
り割り込みが生成されるたびに１度実行される。したが
って、速度処理アルゴリズム３１０は、それ以上の燃料
供給およびポンプ動作制御のすべてのエントリ・ポイン
トとして動作する。
【００９５】エンジン燃料供給装置の制御は、燃料供給
コマンド変換（ＦＣＡ）アルゴリズム３１２により実行
される。このアルゴリズムは、燃料供給イベントが必要
であるかどうか、および必要な場合には燃料供給イベン
トの開始および期間を決定する。オンタイム変換（ＦＯ
Ｎ）に従った燃料供給アルゴリズム３１４は、燃料供給
イベントの期間を計算するために、ＦＣＡアルゴリズム
３１２により使用される。バルブ・イベント制御（ＶＥ
Ｃ）アルゴリズム３１６は、エンジン制御システムによ
り使用される燃料供給バルブに特定の制御信号を提供す
る。ＦＣＡ、ＦＯＮおよび燃料供給ＶＥＣアルゴリズム
のソース・コードは、ソフトウェア付録内にそれぞれＤ
部（Ｐａｒｔ Ｄ）、Ｅ部（Ｐａｒｔ Ｅ）、およびＦ
部（Ｐａｒｔ Ｆ）として規定される。
【００９６】アキュムレーター燃料供給ポンプ・システ
ムの制御は、ポンプ・コマンド変換（ＰＣＡ）アルゴリ
ズム３１８により実行される。ＰＣＡアルゴリズム３１
８は、ポンプ１４の適切なバルブ閉鎖角度を計算し、バ
ルブ・イベント制御（ＶＥＣ）アルゴリズム３２０を処
理するために、この角度を適切なタイマー参照（基準）
に変換する。ＶＥＣアルゴリズム３２０は、高圧ポンプ
１４にアキュムレーター１２へのの燃料を供給させるた
めに、ポンプ・コントロール・バルブ１８および１９を
制御する。燃料供給バルブ制御に使用されるＶＥＣアル
ゴリズム３１６、およびポンプ・バルブ制御のために使
用されるＶＥＣアルゴリズム３２０は、実質上、類似し
ている。ただし、これらのアルゴリズムは、両方とも同
時にアクティブであってもよい、２つの別個のソフトウ
ェア・プログラムとして実現される。したがって、ＰＣ
ＡアルゴリズムおよびＶＥＣポンプ・アルゴリズムのソ
ース・コードは、ソフトウェア付録内にそれぞれＧ部
（Ｐａｒｔ Ｇ）とＨ部（Ｐａｒｔ Ｈ）として規定さ
れる。
【００９７】前記アルゴリズムのそれぞれを、ここで詳
細に説明する。割り込みを受信すると、燃料装置制御装
置は、燃料装置のモニターおよび制御を行うために一連
のコンピュータ・ソフトウェア・プログラムを実行す
る。さまざまなプログラムの詳細な説明は、プログラム
動作のフローチャートを描く適切な図に対する参照に関
係して、以下に行う。さらに、前記のように、これらの
フローチャートにより表されるソフトウェア・プログラ
ムは、マイクロフィッシュ付録に再現されている。
【００９８】図８は、本発明で利用されるエンジン速度
処理（ＥＳＰ）アルゴリズムのフローチャートである。
処理は、現在処理中の割り込みのソースが決定される図
８のブロック４００で開始する。前記に説明したよう
に、図７に示されるＥＳＰアルゴリズムは、割り込みが
エンジン感知システム（つまり、スピード・センサー
か、ポジション・センサー）から受け取られるたびに、
実行される。図１およびそれに関連した説明を参照する
と、割り込みは、ポジション・センサー３１またはスピ
ード・センサー３３のどちらかから発生する。したがっ
て、図８のブロック４００は、まず、処理中の電流割り
込みが、エンジン・ポジション・センサー３１から生じ
たものか、それともエンジン・スピード・センサー３３
から生じたものかを判断する。割り込みがエンジン・ポ
ジション・センサー３１の結果である場合は、処理は、
位置処理アルゴリズムが実行されるブロック４０４まで
の経路４０２に沿って進行する。ブロック４０４に示さ
れる位置処理アルゴリズムは、図９にさらに詳細に示さ
れ、この図に関連して以下に説明される。
【００９９】位置処理が完了した後で、実行はブロック
４０６で続行する。ブロック４０６では、エンジン速度
処理アルゴリズムが、エンジン・スピード・センサー
（ＥＳＳ）診断が起動されたかどうかを確認するために
チェックする。例えば、システムがエンジン・スピード
・センサーのエラーまたは障害を検出すると、ＥＳＳ診
断が起動される。診断には、センサーの欠陥を訂正また
は補償するための特殊処理ルーチン、または保守担当者
がルーチン保守検査中に欠陥について通知されるよう
に、単なるエラー表示の提供が含まれる。エラーが一貫
して発生する場合，ＥＣＭ１３は、センサーが修復され
るまで、容易に欠陥を補償できるであろう。
【０１００】ＥＳＳ診断がアクティブで、スピード・セ
ンサーのエラーまたは障害状況を示す場合、速度処理ア
ルゴリズムはブロック４０８で実行される。これによ
り、エンジンは、低容量で、あるいはエンジン・スピー
ド・センサーが故障している場合は「リンプ・ホーム
（ｌｉｍｐ ｈｏｍｅ）」モードで動作できるようにな
る。制御システムは、エンジン・ポジション・センサー
から受け取ったデータに基づいて、エンジン・ポジショ
ン・センサーのデータを補間するであろう。その結果、
エンジン・スピード・センサーから受け取られる正確な
データの代わりに利用できる近似エンジン速度が得られ
る。この近似エンジン速度は、その後で燃料供給イベン
トおよびポンプ（ポンピング）・イベントを制御するた
めに利用できる。速度処理アルゴリズムの詳細な動作
は、図１０に関連して、以下にさらに詳細に説明する。
ＥＳＳ診断がアクティブではない場合、または速度処理
アルゴリズムの完了の後には、制御がブロック４１０に
戻る。
【０１０１】ブロック４１０は、本発明で利用されるオ
プションの制御アルゴリズムを表しているが、燃料制御
システムの適切な動作には必要ない。ブロック４１０で
は、燃料装置が、エンジン・スピード・センサーのデー
タを、エンジン・ポジション・センサーのデータに加え
て、処理すべきかどうかを判断する。例えば、プログラ
ムがスピード・センサー割り込み信号を待つ必要がある
ために生じるデータ処理における不必要な遅延を回避す
るために、プログラムのこの時点でエンジン・スピード
・センサーのデータを処理する方が望ましい場合があ
る。捕捉状態がアクティブではなく、エンジン・スピー
ド・センサー情報を処理する必要がないことを示す場
合、制御はブロック４１２に移動し、エンジン速度処理
アルゴリズムは終了する。ただし、ＥＳＳ捕捉状態がア
クティブで、エンジン・スピード・センサーのデータを
処理する必要があることを示す場合は、制御はブロック
４２０に移り、速度処理は、以下に詳細に説明されるよ
うに、正常に処理される。
【０１０２】図８のブロック４００に戻ると、エンジン
・スピード・センサー３３（図１）から割り込みが生じ
たと判断される場合、処理は、圧力制御アルゴリズムが
実行されるブロック４１４への経路４０１をたどる。ブ
ロック４１４に示される圧力制御アルゴリズムについて
の詳細な説明は、図１４に関連して以下に示される。圧
力制御アルゴリズムの完了後、処理は、汎用タイマーの
現在値と前回の速度処理割り込みの値の差異が判断され
る、ブロック４１６で続行する。前記に説明したよう
に、ＧＰＴ内のこの差異は、燃料制御システム内の２つ
のイベント間の時間を判断するために利用できる。ＧＰ
Ｔカウンター値の差異（つまり「デルタ・カウント」）
は、スピード・センサー割り込み間の時間を表す。すな
わち、ＧＰＴパルス反復間の時間により乗算される受信
パルスの数は、前回速度割り込みが発生して以来経過し
た時間を表す。前回割り込みが発生して以来の時間、お
よびスピード・センサー割り込み間のクランクの度数を
知ることにより、実際のエンジン速度を容易に計算でき
る。
【０１０３】ブロック４１６で計算される値、スピード
・センサー割り込み間のＧＰＴカウンター値の差異も、
オプションでブロック４１８内のエンジン速度アルゴリ
ズム（ＥＳＡ）に渡される。ＥＳＡは、背景で動作し
（つまり、エンジンの回転と同期している必要はない
が、継続的に実行される）、エンジン制御システム内の
他のアルゴリズム及び他の車両システムにエンジン速度
情報を提供する役割を果たす。以下に説明するように、
この未処理のスピード・データの詳細な処理は、燃料制
御システムにより使用される速度処理アルゴリズムによ
り実行される。
【０１０４】処理は、速度処理アルゴリズムの実行に伴
い、ブロック４２０で継続する。速度処理アルゴリズム
は、図１０およびその付随する説明に関連して、以下に
さらに詳細に説明される。
【０１０５】エンジン速度処理アルゴリズムの完了時
に、制御システムは、ＴＤＣ診断がブロック４２２内で
アクティブであるかどうかを確かめるためにチェックす
る。ＴＤＣ診断は、例えば、エンジン・ポジション・セ
ンサーのエラーまたは故障が発生した場合にアクティブ
となる。例えば、エンジン位置処理アルゴリズムに関連
して以下に説明されるように、スピード・センサー割り
込みの数が事前に決定した数を上回ると、ポジション・
センサー故障が検出され、ＴＤＣ診断が起動される。Ｔ
ＤＣ診断がアクティブであると、処理はブロック４２４
で続行し、ポジション情報が利用できるかどうかがチェ
ックされる。このようにして、制御システムは、ポジシ
ョン・センサーが故障したという事実にも関わらず、動
作を続行することができる。これにより、ポジション・
センサーが修復されるまで、エンジンを動作することが
できる。ただし、エンジンが停止される場合、制御シス
テムは位置情報を欠くため、正確にエンジンのシリンダ
ーに燃料を供給できないので、エンジンを再始動するこ
とはできない可能性がある。ただし、本発明のもっとも
望ましい実施例においては、スピード・センサー信号か
ら位置情報を得て、それによってエンジンを再始動させ
ることができる。ただし、これらの状況下においても、
正確なエンジン位置はクランク軸スピード・センサーだ
けから引き出すことができないため、エンジンは訂正モ
ードで動作している。
【０１０６】次に、ブロック４２６では、位置処理アル
ゴリズムが実行される。前記のように、位置処理アルゴ
リズムは、図９に関連して、以下にさらに詳細に説明さ
れる。ＴＤＣ診断がブロック４２２でアクティブではな
い場合、あるいはブロック４２６での位置処理アルゴリ
ズムの実行後、処理はブロック４２８で続行する。
【０１０７】ブロック４２８では、ＴＤＣ捕捉状態がチ
ェックされる。ＴＤＣ捕捉状況がアクティブな場合、処
理は、正常な位置処理が実行されるブロック４０４に移
される。ただし、ＴＤＣ捕捉状態がブロック４２８でア
クティブではない場合は、処理はブロック４１２に移
り、アルゴリズムは終了する。
【０１０８】ブロック４２８は、目的という点でブロッ
ク４１０に類似し、本発明で利用できるオプションの制
御アルゴリズムを表すが、燃料制御システムの適切な動
作には必要ない。ブロック４２８では、燃料装置が、エ
ンジン・スピード・センサーのデータに加えて、エンジ
ン・ポジション・センサーのデータを処理すべきかどう
かを判断する。ブロック４２８においてのように、例え
ば、プログラムがポジション・センサー割り込み信号を
待つ必要があるために生じる、データ処理の不必要な遅
延を回避するために、プログラムのこの時点で、エンジ
ン・スピード・センサーのデータを処理することが望ま
しい場合がある。ＴＤＣ捕捉状況がアクティブではな
く、エンジン・ポジション・センサー情報を処理すべき
ではないと示す場合、制御はブロック４１２に移り、エ
ンジン速度処理アルゴリズムは終了する。ただし、ＴＤ
Ｃ捕捉状態がアクティブで、エンジン・ポジション・セ
ンサーのデータを処理すべきであると示す場合は、制御
はブロック４０４に移り、速度処理は前記に説明したよ
うに正常に実行される。
【０１０９】次に、図８のブロック４０４および４２６
に示される位置処理アルゴリズムは、アルゴリズムのさ
らに詳細な描写を図解する図９に関連して、さらに詳細
に説明される。位置処理アルゴリズムの重要な目的と
は、制御システム・ソフトウェアの実行を、内燃機関の
回転位置に同期させることである。位置処理アルゴリズ
ムは、ＴＤＣ参照（基準）がポジション・センサー３１
（図１に図示）から検出された時点でのみ、実行され
る。前記のように、このＴＤＣ参照は直接的（つまり、
ＴＤＣ状況が存在するというポジション・センサーから
の実際の表示）または間接的（つまり、次のスピード・
センサー・パルスがＴＤＣ状況を表すというポジション
・センサーからの表示）である。
【０１１０】処理は、位置参照（基準）が制御システム
により過去に設定されたかどうかが判断されるブロック
５００で開始する。この判断が、ポジション・センサー
３１からの最初のパルスが受け取られたのかどうか、あ
るいはこれがセンサーから受け取られる第１のパルスで
あるかどうかを確認する。これは、エンジンの始動中重
要である。これがポジション・センサーから受け取られ
る最初のパルスであるという判断が下されない場合は、
ブロック５０４内のカウンター・チェックが失敗し、ブ
ロック５０６で発行されるエラー位置（またはＴＤＣ）
診断を生じる。
【０１１１】位置参照が設定されると、処理は、ポジシ
ョン・カウンター状態が確認されるブロック５０４で続
行する。ブロック５０４では、制御システムは、スピー
ド・センサー３３から受け取られるパルス数を、事前に
決定した正確な量、またはエンジンのクランク軸の回転
のたびに受け取られるはずのパルスの数を表す確認値と
比較する。この正確な量または確認値は、通常、スピー
ド・センサー３３によりエンジン速度を感知するのに使
用されるギヤの歯の本数に等しい。その時点でパルスを
示すパルスは通常ポジション・センサー３１により発行
されるので、動作中、図９のアルゴリズムは、クランク
回転が７２０゜、つまりクランク軸回転の３６０゜とな
るたびに、実行されなければならない。この回転中、ポ
ジション・カウンターは、クランク軸ギヤ上の歯の本数
に等しいパルス数を受け取るはずである。したがって、
ブロック５０４でのこの比較は、カウント・エラーが、
位置パルスがポジション・センサー３１から受け取られ
てから、回転中にスピード・センサー３３により発生し
なかったことを確認する役割を果たす。
【０１１２】ポジション・カウンターの状態が正しいこ
とが分かったら、処理は、診断フラグがクリアされ、シ
ステムが正しく動作していることを示すブロック５０８
に流れる。ただし、カウンター状態に障害があると判断
された場合は、処理は、位置（つまりＴＤＣ）診断が開
始するブロック５０６に移動する。ブロック５０６でＴ
ＤＣ診断が発行された後で、あるいはブロック５０８で
診断フラグがクリアされた後で、実行はブロック５１０
に移される。ブロック５１０では、ポジション・カウン
ターが、エンジンのクランク軸の次の回転に備えて位置
パルスのカウントを開始するために、ゼロにクリアまた
はリセットされる。
【０１１３】実行はブロック５１２で続行し、パルス・
アキュムレーター（ＰＡＩ）はＦＥ１６進数にリセット
される。パルス・アキュムレーターは、スピード・セン
サーのパルスのカウントを容易にすることを目的として
いる。パルス・アキュムレーターは、エンジン・スピー
ド・センサーから受け取られる２つおきまたは３つおき
のパルスのたびにカウントするために利用される。これ
は、スピード・センサーからパルスを受け取るたびに、
パルス・アキュムレーターを進め、パルス・アキュムレ
ーターのオーバーフローが発生するたびに割り込みを提
供することにより、達成される。エンジン・スピード・
センサーは、センサーを通過するクランク軸ギヤのすべ
ての歯に対してパルスを生成する。一般的に、これは、
エンジンのクランク軸の１０°の回転毎に１個のパルス
を生成することになる。ただし、本発明は、エンジンの
クランク軸の回転の３０゜ごとに割り込みの処理を必要
とするだけである。パルス・アキュムレーターは、スピ
ード・センサーからの３つおき（３番目）のパルスを制
御システムによりカウントする手段を提供することによ
り、この目的の達成を補助する。
【０１１４】また、パルス・アキュムレーターは、エン
ジンの回転と同期するように制御システムを維持するた
めの役割も果たす。位置パルスが示されると、パルス・
アキュムレーターは、ＦＥ１６進数にリセットされる。
このようにして、その後で２番目のスピード・センサー
のパルスが受け取られると、オーバーフロー状態が生じ
る。さらに、位置感知回路は、シリンダー番号１のＴＤ
Ｃのような、明確なエンジン位置を示すためにその結果
生じる割り込みを解釈する。それから、システムは、ス
ピード・センサーからの３つ目のパルスのカウントを続
行するために、パルス・アキュムレーターをリセットす
る。
【０１１５】それから、実行は 、位置処理アルゴリズ
ムが完了するブロック５１４に移り、どのブロックが位
置処理アルゴリズムの呼出に責任があったかに応じて、
ブロック４０４またはブロック４２６のどちらかに戻
る。
【０１１６】図９のブロック５００を参照すると、位置
参照（基準）が設定されていない場合は、実行はブロッ
ク５０２に移る。これは、初期位置を示すパルスがポジ
ション・センサー３１から以前に受け取られたことがな
いことを示す場合に、発生する。例えば、エンジンの始
動中、エンジンの回転位置は未知であり、時間長は、最
初の位置パルスがポジション・センサー３１から受け取
られる前に過ぎるであろう。処理中の位置パルスが受け
取られる最初のパルスである場合は、それは参照（基
準）値を設定し、実行は、この参照値が設定されるブロ
ック５０２で続行する。実行は、ブロック５０８に移
り、前記に説明した事柄でブロック５１０、５１２およ
び５１４で続行する。
【０１１７】次に図１０を参照すると、図８のブロック
４２０および４０８に示される速度処理アルゴリズムが
詳細に説明されている。速度処理アルゴリズムは、位置
参照が設定されているかどうかについての判断によりブ
ロック６００で開始する。位置参照が設定されていない
場合は、実行は、オプションの固定ポンプ動作アルゴリ
ズムを表す、ブロック６０２に移されることがある。そ
れ以外の場合、オプションの固定ポンプ動作アルゴリズ
ムがブロック６０２に存在しない場合は、速度処理アル
ゴリズムは完了し、ブロック６０４で終了する。
【０１１８】位置参照がまだ設定されていないので、燃
料供給は行えない。位置参照なしには、制御システム
は、エンジンの正確な回転位置を判断することはできな
い。したがって、制御システムには、どのシリンダーに
燃料を供給するべきか、またはいつこのような燃料供給
イベントが起こるべきかを判断するための十分な情報が
ない。位置参照が設定されていないというこの状況は、
エンジン始動中、特にエンジンのクランク軸が１回の完
全な回転を終了する前にクランクを回してエンジンをか
ける間にだけ、発生すべきである。エンジンのカムシャ
フトが１回完全に回転した後で、前記に説明したよう
に、位置パルスがポジション・センサー３１から受け取
られ、位置参照が設定される必要がある。適切なエンジ
ン始動を容易にするためにオプションの固定ポンプ動作
アルゴリズムを実現できるのは、位置パルスが受け取ら
れていないクランクを回してエンジンをかけている間で
ある。
【０１１９】アキュムレーター付きコンパクト高性能燃
料装置という題の本願と共に出願中の出願番号０８／０
５７．４８９、および１９９４年５月６日に出願された
その同じ題名の出願中の一部継続出願では、本発明の制
御システムが、動作するよに適合される燃料装置の機械
的な構造と動作を説明する。その出願から分かるよう
に、アキュムレーター内の燃料は、適切な燃料噴射を達
成する目的で、（約１６，０００ｐｓｉと２２，０００
ｐｓｉの間の）非常に高い圧力である必要がある。ただ
し、安全性およびその他の懸念から、この圧力は、エン
ジンが動作中でない間はアキュムレーター内で維持され
ない。したがって、エンジン始動中、燃料噴射が、ポジ
ション・センサー信号が受け取られるとすぐに開始でき
るように、すばやくアキュムレーター１２を与圧する必
要がある。
【０１２０】ブロック６０２に示される固定ポンプ動作
・アルゴリズムは、この目的を達成するために利用され
る。前記のように、ＥＣＭ１３がポンプ動作・コントロ
ール・バルブ１８または１９を閉じると、高圧ポンプ１
４からの圧力は、それぞれの圧力ポンプ１４が下り行程
を開始するまで、バルブ１８および１９を閉鎖位置に維
持する。ただし、エンジン位置信号は受信されていない
ので、ポンプ動作イベントを達成する目的でいつバルブ
１８または１９を閉じるべきか、正確に判断することは
できない。さらに、ポンプ１４が燃料を低圧ポンプ１５
から引き出すことができなくなってしまうため、単にバ
ルブ１８または１９を閉鎖した状態で保持しておくこと
は不可能である。
【０１２１】したがって、本発明に従い、ＥＣＭ１３
は、エンジンの始動中に、コントロール・バルブ１８お
よび１９に提供される一連のパルスを作成する。これら
のパルスは、エンジンのクランク軸回転の約２０゜に等
しい期間、および約５０％の動作周期（デューティサイ
クル）を必要とする。このパルス列を示すサンプル波形
は、図３３に示される。図３３に示されるように、ポン
プ制御起動信号２６００は、エンジンのクランク軸回転
の約２０゜に等しいＯＮ期間２６０２、およびエンジン
のクランク軸回転のＯＦＦ期間２６０４を持つ、実質
上、方形波形を持つ。これらのパルスの１つが、ピスト
ン・ポンプ１４の下り行程の間に発生すると、低圧ポン
プ１５から高圧ポンプ１４への燃料の流れは瞬間的に中
断されるが、ＥＣＭ１３からのパルスが終了するとすぐ
に再開するであろう。ただし、パルスが高圧ポンプ１４
の圧縮行程の間に発生すると、適切なポンプ１４により
生成される燃料圧力は、ポンプ・コントロール・バルブ
１８または１９を閉じたままで保持し、したがって高圧
燃料がアキュムレーター１２に加えられる。
【０１２２】図１０に戻ると、位置参照がブロック６０
０で設定されていると、実行はブロック６０６で続行す
る。ブロック６０６では、制御システムが、現在の割り
込み直前の間隔の間特定のエンジン速度値を生成する。
この速度値は、６８３３１マイクロプロセッサ内の汎用
タイマー、およびブロック４１６で計算されるタイマー
・カウント数の差異を分析することにより判断（決定）
される。ブロック６０６のアルゴリズムは、マイクロプ
ロセッサの汎用タイマーの現在読み取り値の間と、前回
の割り込みでの汎用タイマーの読み取り値の差異を判断
する。この計算の結果は、前回間隔の間に発生したタイ
マー・パルスの数である。前回間隔の間の汎用タイマー
によりカウントされるタイミング・パルスの数により表
されるこの時間期間は、後で燃料装置のタイミング計算
に利用できるように記憶される。
【０１２３】それから、アルゴリズムはブロック６０８
で進行し、１だけポジション・カウンターを進める。パ
ルスはスピード・センサー３３により生成され、クラン
ク軸ギヤの別の歯つまり間隔が経過したことを示すの
で、ポジション・カウンターは、正確な回転エンジン位
置を計算できることを確実とする目的で、１だけ増やす
必要がある。
【０１２４】アルゴリズムは、内燃機関のクランク動作
が現在発生中であるかどうかを判断するためにチェック
することにより、ブロック６１０で続行する。エンジン
が現在クランク動作されている（つまり、ユーザが内燃
機関を始動しようとしている）場合、制御がブロック６
１２に渡され、ブロック６１４に継続し、ブロック６１
８で戻る。ただし、エンジン・クランク動作状況がブロ
ック６１０で示されていないなら、制御はブロック６１
６からブロック６１８へ通過する。図１０を参照するこ
とで分かるように、２つのパスの１つが、ブロック１０
とブロック６１８の間の移行時に実行される。アルゴリ
ズムは、ブロック６１２と６１４を実行するか、あるい
はブロック６１６を実行するであろう。どのパスを実行
すべきかという判断は、エンジンが現在クランク動作状
態にあるかどうかに基づいており、以下に詳細に説明さ
れる。
【０１２５】動作中、本発明の制御システムは、燃料供
給イベントまたはポンプ動作イベントが、次の割り込み
前の任意の時点で必要となるかどうかを判断するため
に、割り込みのたびに動作する。アルゴリズムが実行さ
れるたびに、プログラムは、燃料供給イベントまたはポ
ンプ動作イベントが、エンジンのクランク軸回転の次の
３０゜内で必要かどうかを確かめるためにチェックす
る。さらに、制御アルゴリズムによる処理の遅延が原因
で、ポンプ動作イベントまたは燃料供給イベントは、制
御アルゴリズムが次の割り込み間隔中に適切な処理を実
行するのに必要な遅延を補償するために、エンジンのク
ランク軸の回転の次の３０゜に追加マージンを加算した
ものの間に発生しないことを確実にすることが必要であ
る。
【０１２６】ブロック６１６では、制御アルゴリズム
が、燃料供給イベントまたはポンプ動作イベントが発生
するかどうかを確かめるためにチェックしなければなら
ない時間期間の調整された予測が決定される。本発明の
もっとも望ましい実施例では、この時間期間は、前の割
り込み間隔を分析し、この時間長を、それ以降の割り込
み間隔を予測するための基本線として利用することによ
り、決定される。さらに、前記に説明したように、制御
アルゴリズムによる計算上の遅延を可能とするために、
事前に決定したオフセットが割り当てられる。それ以降
の割り込み間隔のこの予測値が決定されると、処理はブ
ロック６１８で続行する。
【０１２７】ただし、ブロック６１０で判断されるよう
に、エンジンがクランク動作状態にある場合は、前の割
り込み間隔からのポジション・センサーのデータは不正
確であり、次の割り込み間隔まで適切な時間を正確に反
映することはできない。このような状況下においては、
ブロック６１２内の制御アルゴリズムは、さらに一般的
なエンジン速度アルゴリズムまたはＥＳＡ値に依存す
る。エンジンのクランク軸内でのねじり変動および急速
に変動する速度変化のため、クランクを回してエンジン
をかけている間は、ブロック６１２内でＥＳＡ速度参照
（基準）を利用することが望ましい。平均速度値を表し
ているため、この値はブロック６０６で判断される値ほ
ど正確ではないが、エンジンの始動中、この値は始動特
性を改善する結果となる。それから、制御は、ＥＳＡ速
度値が、エンジンのクランク軸の３０゜および１゜とい
う回転を示す、タイマー・カウントの同等な数に変換さ
れるブロック６１４に移る。この変換のため、ＥＳＡ速
度参照は、ブロック６１６で判断される速度値と同じ単
位となるため、実行は、そのブロックに到達するのに利
用される経路（パス）に関係なく、ブロック６１８で続
行可能である。
【０１２８】アルゴリズムは、ＦＣＡアルゴリズムの実
行に伴い、ブロック６１８で続行する。ＦＣＡアルゴリ
ズムは、図１１に関連して、以下にさらに詳細に説明さ
れる。次に、制御は、図１２に関連してやはり詳細に説
明されるＰＣＡアルゴリズムの実行に伴い、ブロック６
２０に移る。最後に、制御はブロック６０４に移り、速
度処理アルゴリズムは完了する。
【０１２９】図１１を参照すると、図７にブロック３１
２として略図により示されるＦＣＡアルゴリズムは、詳
細に説明され、図解されている。図１１に示される燃料
供給制御アルゴリズムの機能とは、燃料供給イベントが
現在の割り込み間隔の間に発生すべきかどうかを判断す
ることである。燃料供給イベントが発生すべきと判断さ
れると、ＦＣＡアルゴリズムは、噴射タイミング値の開
始および噴射タイミングの期間を判断する。さらに、Ｆ
ＣＡアルゴリズムは、これらの値を図１に示されるイン
ジェクション・コントロール・バルブ２０を制御するの
に十分なタイマー値に変換し、燃料供給イベントを開始
する。
【０１３０】燃料供給制御アルゴリズムは、エンジン・
シリンダーごとのＴＤＣに基づく噴射値のシリンダー相
対始まりに、エンジン・シリンダーのそれぞれの噴射値
のクランク絶対始まりを変換するのに伴い、ブロック７
００で開始する。アルゴリズムは、メモリ内に記憶され
る、各シリンダーの絶対トップデッドセンター値にアク
セスする。タイミング角度、およびシリンダーにとって
特定の較正は、事前に決定されたシリンダー・トップデ
ッドセンター値に加えられるが、バルブおよび回線の遅
延はこれらの値のそれぞれから差し引かれる。この計算
の結果が、少なくとも次の２つのエンジン・シリンダー
に対して、およびおそらくエンジン内の各シリンダーに
対して、燃料供給イベントがいつ発生すべきかを示すエ
ンジン位置を出す。
【０１３１】燃料供給イベントの適切な始まりを示すこ
れらの６つのエンジン位置は、エンジンのクランク軸回
転の角度として、つまり０゜から７１９゜として表され
るであろう。噴射角度の適切な始まりのこの計算の後
に、処理はブロック７０２で続行する。ブロック７０２
では、噴射遅延時間の始まりが計算される。すなわち、
次の燃料噴射イベントが発生すべきまでの（ＧＰＴカウ
ントでの）時間は、（エンジンのクランク軸度単位の）
計算済み燃料供給イベントのエンジン位置のそれぞれか
ら度数単位の現在のエンジン位置を差し引くことによ
り、作成される。この計算の結果から、そのシリンダー
に対する噴射の始まりが起こるまでのエンジン度数が得
られる。それから、この値は、噴射の始まりが発生する
まで、ＧＰＴタイマー・カウントの数を出すために、回
転の各クランク度数に関して受け取られるタイマー・カ
ウント数により乗算される。結果は、各噴射イベントが
発生すべきまでの（ＧＰＴタイマー・カウント単位の）
時間の概算である。
【０１３２】それから、実行は、アルゴリズムが現在の
間隔中に燃料供給イベントが発生すべきかどうかを判断
するブロック７０４で継続する。すなわち、ブロック７
０２で計算される噴射の始まりまでのタイマー・カウン
トの数が、（ブロック６１６で予測されるように）現在
の割り込み間隔の終了前のタイマー・カウント数より少
ない場合は、燃料供給イベントは、現在の間隔中に発生
するであろう。前記に説明したように、速度割り込み
は、通常、クランク軸回転の約３０゜ごとにスピード・
センサー３３から発生する。したがって、燃料供給イベ
ントが、エンジンのクランク軸回転のさらに３０゜が発
生する前に必要であると判断されるなら、エンジン燃料
供給イベントを実行する必要があるであろう。図１１で
分かるように、エンジン燃料供給イベントが必要である
と判断された場合は、実行がブロック７０６で継続す
る。ただし、エンジン燃料供給イベントがこの期間に必
要であると判断されない場合は、実行はブロック７１２
に移り、燃料供給制御アルゴリズムは終了する。
【０１３３】実行は、オンタイム（ＦＯＮ）変換アルゴ
リズムに従った燃料供給の実行に伴い、ブロック７０６
で続行する。ＦＯＮアルゴリズムの実行は、図１に示さ
れるインジェクション・ソレノイド・バルブ２０が燃料
供給イベント中開放状態のままとなる希望期間を表す値
を判断（決定）するために、利用される。期間は、アキ
ュムレーター圧力および希望の燃料供給量の係数（ファ
クタ）であるため、ＦＯＮアルゴリズムは、入力とし
て、燃料供給量、および図１に示されるＥＣＭ１３によ
りセンサー２２から検出される測定済みアキュムレータ
ー圧力を受け取る。アルゴリズムは、インジェクション
・ソレノイド期間値を含む、３次元検索テーブルにアク
セスするために、燃料供給量および蓄積された圧力を使
用する。
【０１３４】本発明のもっとも望ましい実施例において
は、ＦＯＮアルゴリズムは、最高可能燃料供給量の率
（パーセント）として希望の燃料供給量を受け取り、最
高可能アキュムレーター圧力の率として測定済みアキュ
ムレーター圧力を受け取る。３次元検索テーブルは、燃
料供給期間、または最高可能期間の率であるオンタイム
を作成する。それから、この最高可能期間の率は、ＧＰ
Ｔタイマー・カウントに変換される。さらに、本発明の
もっとも望ましい実施例においては、３次元検索テーブ
ルは、現在、アキュムレーター圧力値と燃料供給量値か
ら成る２０ｘ２０のマトリックスから構成されている。
言うまでもなく、さらに解像度が必要な場合は、このテ
ーブルのサイズを容易に拡大し、追加の期間値を提供で
きる。
【０１３５】それから、実行は、ソレノイド・インジェ
クション・バルブ２０を制御するために実際に使用され
るカウンター値が作成されるブロック７０８で続行す
る。ブロック７０８では、噴射開始時および噴射終了時
の自由に動作するＧＰＴの実際値が計算される。これら
の値は、ソレノイド・インジェクション・バルブ２０の
作動を制御するために、以下に説明されるＶＥＣアルゴ
リズムにより使用される。計算された期間値は、最小噴
射期間値に比較され、期間がこの最小値を下回る場合
は、期間は、最小に等しくセットされる。最小期間は、
ディストリビューターおよび燃料装置のそれ以外の構成
部品を十分に潤滑するために、十分な量の燃料がソレノ
イド・インジェクション・バルブ２０を通過しているこ
とを保障するために、利用される。
【０１３６】それから、実行は、バルブ・イベント制御
（ＶＥＣ）アルゴリズムが実行される、ブロック７１０
で続行する。ＶＥＣアルゴリズムは、図１に示されるソ
レノイド・インジェクション・バルブ２０とポンプ動作
バルブ１８および１９の両方を制御するために使用され
る。燃料供給イベントまたはポンプ動作イベントが指定
の割り込みサイクル内で発生すべき場合は、ＶＥＣアル
ゴリズムは適切なポンプ動作コマンドを生成する。ＶＥ
Ｃアルゴリズムは、図１３に関連して以下にさらに詳細
に説明される。ブロック７１０でＶＥＣアルゴリズムの
完了した後、燃料供給コマンド変換アルゴリズム（ＦＣ
Ａ）はブロック７１２で続行し、完了する。
【０１３７】図１０を再び参照すると、実行は、ポンプ
動作コマンド変換アルゴリズム（ＰＣＡ）が実行される
ブロック６２０で続行する。ＰＣＡアルゴリズムは、図
１に図示されるポンプ１４のポンプ・コントロール・バ
ルブ１８および１９の適切なバルブ閉鎖角度を計算し、
バルブ閉鎖角度を、ポンプ・コントロール・バルブを閉
鎖する必要があるときまでの適切なＧＰＴタイマー・カ
ウント数に変換する。ＰＣＡアルゴリズムの詳細なフロ
ーチャートは、図１２に表示される。
【０１３８】図１２では、処理は、絶対ポンプ制御バル
ブ閉鎖角度の判断に伴い、ブロック８００で開始する。
完全な７２０゜のクランク軸回転の間、６つのポンプ動
作イベントが考えられる（つまり、ポンプ１４は、それ
ぞれ３つの潜在的な圧縮行程を実行する）。したがっ
て、ポンプ１４の内の１つの中のシリンダーの完全なサ
イクルは、２４０゜のクランク軸回転を要するであろ
う。したがって、３つの完全なサイクルには、クランク
軸回転の７２０゜全体を要するであろう。さらに、ポン
プ１４のシリンダーの各サイクルの１２０゜は、ポンプ
１４の圧縮行程の間に起こるであろう。したがって、Ｐ
ＣＡアルゴリズムにより決定されるバルブ閉鎖角度は、
完全な前進（スイープ）ポンプ動作を示す１２０゜から
無ポンプ動作を示す０゜までの範囲となるであろう。
【０１３９】ブロック８００で実行される計算の結果
は、クランク度数でのバルブ閉鎖角度、つまりＶＣＡを
出す。それから、処理は、ＶＣＡが、各ポンプ動作イベ
ントのポンプ−カム−絶対トップデッドセンターに基づ
いて相対閉鎖角度に変換される、ブロック８０２で続行
する。それから、この相対バルブ閉鎖角度は、ブロック
８０４で、希望のポンプ動作を達成するために、適切な
（対応する）ポンプ・コントロール・バルブ１８または
１９を閉じる必要があるときを示すＧＰＴタイマー・カ
ウントに変換される。
【０１４０】この時点から、ＰＣＡアルゴリズムの演算
は、前記に説明したＦＣＡアルゴリズムの演算に類似し
ている。ブロック８０６では、ブロック８０４で計算さ
れたＧＰＩタイマー・カウント値は、ポンプ動作イベン
トが現在の割り込み間隔中に発生すべきかどうかを判断
するために、ブロック６１６からの予測時間カウント値
と比較される。イベントが発生すべきでない場合は、実
行はブロック８１４に移行し、ＰＣＡアルゴリズムは終
了する。
【０１４１】ポンプ動作が発生すべき場合は、実行は、
ポンプ動作にとって適切なポンプ１４を選択するのに伴
い、ブロック８０８で続行する。エンジン位置およびポ
ンプ・ピストンのＴＤＣ値に基づいて、適切なポンプ１
４が選択されるであろう。０゜、２４０゜、および４８
０゜というＴＤＣ値はフロント・ポンプ１４に対応し、
１２０゜、３６０゜、および６００゜というＴＤＣ値
は、リア・ポンプ１４に対応する。
【０１４２】実行は、ＶＥＣアルゴリズムを通してポン
プ・コントロール・バルブを実際に制御するために利用
される適切な値が生成されるのに伴い、ブロック８１０
内で続行する。また、ブロック８１０は、選択したポン
プが動作可能であることを確実にするために、ポンプ使
用可能レジスターもチェックする。ポンプ使用可能レジ
スターが、ポンプが動作不可能であると示す場合は、ポ
ンプ動作時間値は生成されず、ＶＥＣアルゴリズムは実
行されないであろう。
【０１４３】ブロック８１２では、ＰＣＡアルゴリズム
が、６８３３１の適切な出力比較レジスターに、正しい
ＧＰＴタイマー・カウントを割り当てる、ポンプ・バル
ブ・イベント制御アルゴリズムを実行する。ＧＰＴが出
力比較のカウントと一致すると、マイクロプロセッサ
は、ポンプ・コントロール・ソレノイドを閉じ、それに
よってアキュムレーター１２の中に燃料を供給する。Ｖ
ＥＣアルゴリズムの終了後、ＰＣＡアルゴリズムは、ブ
ロック８１４で終了する。
【０１４４】次に図１３を参照すると、ＦＣＡアルゴリ
ズムおよびＰＣＡアルゴリズムにより利用されるＶＥＣ
アルゴリズムの状態図が示されている。単一のＶＥＣア
ルゴリズムしか説明されないが、本発明の実施例には、
実際には、ＶＥＣアルゴリズムの２つのソフトウェア・
インプリメンテーションが含まれる。第１のインプリメ
ンテーションは、インジェクション・コントロール・バ
ルブ２０の動作を制御し、第２のインプリメンテーショ
ンは、ポンプ・コントロール・バルブ１８および１９を
制御する。燃料供給イベントおよびポンプ動作イベント
は互いに非常に近接して発生する可能性があるため、こ
のようにして２つの別個のＶＥＣアルゴリズムを利用す
るのが望ましい。
【０１４５】図１３から分かるように、アルゴリズム
は、状態０ ９００（ここで９００は参照番号である）
で開始する。この状態は、ＦＣＡアルゴリズムまたはＰ
ＣＡアルゴリズムから呼出が行われるたびに、ＶＥＣア
ルゴリズムがいる状態でなければならない。ただし、Ｖ
ＥＣアルゴリズムが状態０ ９００にいない場合、アル
ゴリズムは、イベントが処理できないこと、およびイベ
ントが現在処理を待っていることの表示を行うであろ
う。アルゴリズムが状態３に入ると、ＶＥＣアルゴリズ
ムは、待機中のイベントがあるかどうかを確かめるため
にチェックし、もしこのような待機中のイベントがある
場合は、ＶＥＣアルゴリズムは、待機中のイベントを依
然として処理する必要があるかどうか（つまり、エンジ
ンの回転位置が待機イベントを越えて進行していないか
どうか）を判断する。イベントを処理する必要があり、
イベントの初期化が起こっていない場合、ＶＥＣアルゴ
リズムは直接状態１に移行し、待機中のイベントをサー
ビスする。リーディング・エッジ、つまり待機中のイベ
ントの初期化が見失われた場合、イベントの出力はアク
ティブ状態に強制され、アルゴリズムは状態２に移行
し、期間値をロードする。イベントのリーディング・エ
ッジが見失われると、ＶＥＣアルゴリズムは、また、イ
ベントを診断として記録（ログ）する。同じようにし
て、両方のエッジが見失われると、ＶＥＣアルゴリズム
は、イベントを診断として記録し、診断アルゴリズムが
実行できる。
【０１４６】正常な動作の間、状態０ ９００では、燃
料供給イベントまたはポンプ動作イベントを制御するた
めに利用される６８３３１マイクロプロセッサの出力比
較は、出力比較がコマンドを受信する準備ができている
ことを確実とするために、休止状態になるようにプログ
ラムされている。それから、ＶＥＣアルゴリズムは、状
態１ ９０２に移行する。
【０１４７】状態１ ９０２では、アルゴリズムは、燃
料供給イベントまたはポンプ動作イベントの開始までの
適切な遅延値を、適切な出力比較レジスターにロードす
る。例えば、実施例では、ポンプ動作イベントは、出力
比較３を使用するが、燃料供給イベントは出力比較１を
使用する。ＧＰＴカウンタが出力比較レジスター内の値
と等しくなると、出力はアクティブとなり、これによっ
て燃料供給イベントまたはポンプ動作イベントを開始
し、割り込みを発行する。割り込みを受信すると、ＶＥ
Ｃアルゴリズムは状態２ ９０４に移行する。
【０１４８】状態２ ９０４は、ポンプ動作イベントま
たは燃料供給イベントの適切な期間を出力比較レジスタ
ーにロードする。このようにして、ＧＰＴカウンターが
出力比較内の値と等しくなると、ポンプ動作イベントま
たは燃料供給イベントは終了する。これが終了すると、
割り込みが発行され、ＶＥＣアルゴリズムは状態３０６
に移行する。状態３ ９０６は、単に、バルブの状態を
更新し、適切な制御レジスターをクリアしてから、別の
燃料供給イベント・コマンドまたはポンプ動作イベント
・コマンドを待つために状態０ ９００に戻る。
【０１４９】図７、ブロック３０２、３０４、および３
０６に示されるアキュムレーター圧力感知アルゴリズム
および制御アルゴリズムは、図１４に関連してここで説
明される。図１４は、アキュムレーター圧力センサー・
サンプリング（ＰＳＳ）アルゴリズムのフローチャート
を示す。このアルゴリズムは、アキュムレーター１２内
の圧力を制御するために使用されるエンジン速度同期活
動のすべてを実行する。これらの活動には、アキュムレ
ーター圧力センサー２２のデータの獲得と処理、および
圧力制御装置の実行が含まれる。本発明に従って、これ
らのイベントは、すべての圧力イベントがエンジン速度
の関数として発生するため、エンジン回転と同期して実
行される。
【０１５０】ＰＳＳアルゴリズムは、圧力センサーのデ
ータを獲得するのに伴う、ブロック１０００で開始す
る。これは、圧力センサー２２からデータをサンプリン
グし、このデータを、アナログからデジタルへの変換器
を使ってデジタル信号に変換することにより、達成され
る。それから、このアキュムレーター内の圧力のデジタ
ル表示は、圧力アルゴリズムにより後で使用するために
記憶される。
【０１５１】実行は、ブロック１０００でサンプリング
された未処理の圧力データが処理されるブロック１００
２で続行する。この処理には、範囲確認およびサンプリ
ングされたアキュムレーター圧力データのフィルター処
理が含まれる。この計算の結果は、残りの圧力アルゴリ
ズムにより利用されるのに適したフィルター処理済みの
圧力センサー値である。
【０１５２】ブロック１００４では、ＰＳＳアルゴリズ
ムが、希望の圧力設定点参照および測定済みのアキュム
レーター圧力に基づいて、適切なバルブ閉鎖角度（ＶＣ
Ａ）を計算する、アキュムレーター圧力制御（ＰＣＲ）
アルゴリズムを実行する。ＶＣＡは、希望の総ポンプ動
作量の率として出力される。したがって、出力０％と
は、ポンプ動作が必要とされていないことを示し、１０
０％という値は、最大利用可能（完全に前進された）ポ
ンプ動作を実行する必要があるということを示す。ＶＣ
Ａを計算するには、ＰＣＲアルゴリズムが、希望の圧力
設定点を追跡するために、当業者にはよく知られている
方法で動作する比例積分偏差（ＰＩＤ）制御装置を利用
する。
【０１５３】適切なＶＣＡが設定されると、ＰＳＳアル
ゴリズムはブロック１００６で終了する。必要とされる
ポンプ動作は、ＰＣＡアルゴリズムにより分析され、必
要な場合には、ポンプ動作イベントが、ＰＳＳアルゴリ
ズムにより計算されるＶＣＡに呼応して開始される。前
記から、本発明が、一定の圧力設定点を維持するため
に、必要に応じて、アキュムレーター圧力のモニターお
よび補足を行うシステムおよび方法を提供することは、
当業者にとってはすぐに明らかになるであろう。
【０１５４】マイクロフィッシュによるソフトウェア付
録に示されるソース・コードとともに、ソフトウェアに
関する前記の説明によって、この技術を持つ人は、本発
明に従って燃料装置制御装置を実現し、それに関連した
利点を達成できるようになる。
【０１５５】本発明の複数の追加の特定の機能（特徴）
が、ここで説明される。第１に、図１５および図１６を
参照すると、本発明に従って率（レート）形成機能を提
供するために内燃機関に搭載可能なある装置が図解され
ている。燃料圧力が、噴射の初期段階の間、ノズル・ア
センブリで増加する率を減少させ、ひいてはコンバスチ
ョン・チェンバー（燃焼室）内に噴射される初期燃料量
を引き下げることにより、本発明のさまざまな実施例
は、エミッションが低いさらに効率のよい完全な燃料燃
焼などのさまざまな目的を、さらにうまく達成すること
ができる。
【０１５６】最初に図１５の実施例を参照すると、通常
１１００で示されるレート形成装置は、（図１のフュエ
ル・インジェクション・コントロール・バルブ２０とデ
ィストリビューター１６の間に位置する）燃料移送回路
１１０２に沿って配置される。ただし、レート形成装置
１１００は、どのような種類の燃料送達システムにおい
てもうまく活用できる。
【０１５７】図１５に示されるように、レート形成装置
１１００は、燃料移送回路１１０２の中に配置されるフ
ロー制限バルブ１１０４、およびバイパス通路１１０８
内に配置されるレート形成バイパス・バルブ１１０６を
具備する。フロー制限バルブ１１０４は、燃料入り口１
１１４および燃料出口１１１６を作り出すように、燃料
移送回路１１０２内に形成されるピストン・チェンバー
１１１２の中でスライド動作できるように取り付けられ
るスライド可能ピストン１１１０を具備する。スライド
可能ピストン１１１０は、燃料入り口１１１４の隣に配
置される第１端１１１８、燃料出口１１１６の隣に配置
される第２端１１２０、および第１端１１１８から内側
端１１２４で終了するように内側に向かって伸びる中央
穴１１２２を具備する。また、スライド可能ピストン１
１１０は、ピストン・チェンバー１１１２の内側表面と
表面（外側円柱面）１１２６の間に流体密封シールを形
成するために、ピストン・チェンバー１１１２の内側表
面と十分に近接しスライド適合する外側円柱面１１２６
も具備する。スライド可能ピストン１１１０の第２端１
１２０は、スライド可能ピストン１１１０が図１５に示
されるように右側に移動されるときに、燃料出口１１１
６にあるディストリビューター・ハウジング１１３２上
で形成される角度付バルブ・シート１１３０と係合する
ための円錐面１１２８を具備する。
【０１５８】また、スライド可能ピストン１１１０は、
スライド可能ピストン１１１０の位置に関係なく、流体
出口１１１６に中央穴１１２２を流体工学的に接続する
ために、第２端１１２０を通って延出する中央オリフィ
ス１１３４も具備する。複数の第１ステージ・オリフィ
ス１１３６は、中央穴１１２２から第２端１１２０を通
って延出する。第１ステージ・オリフィス１１３６は、
フロー制限バルブ１１０４が、これ以降第２ステージ位
置と呼ばれる図１５に示される位置にある場合、第１ス
テージ・オリフィス１１３６から燃料出口１１１６への
フュエル・フローが、円錐面１１２８がバルブ・シート
１１３０と当接することによりブロックされるように、
バルブ・シート１１３０に関連して配向される。フロー
制限バルブ１１０４は、バイアス・スプリング１１４０
を収容するために、ピストン１１１０とディストリビュ
ーター・ハウジング１１３２の間に形成されるスプリン
グ空洞部１１３８を具備する。ピストン１１１０上に形
成される環状ステップ（段部）１１４２は、図１５に示
されるように、第１ステージ位置の中に左方向にピスト
ン１１１０を付勢するスプリング１１４０にスプリング
・シートを提供する役割を果たす。
【０１５９】バイパス通路１１０８は、ピストン・チェ
ンバー１１１２を経由して燃料入り口１１１４と一方の
端で連通し、他方の端で燃料出口１１１６と連通する。
スライド可能ピストン１１１０は、フロー制限バルブが
第１ステージ位置にあるときに、燃料が燃料入り口１１
１４とバイパス通路１１０８の間を流れることができる
ように、第１端１１１８の端面に放射状の溝１１４４を
具備する。速度（ｒａｔｅ：レート、率）形成バイパス
・バルブ１１０６は、レート形成バルブ空洞部１１４６
内でバイパス通路１１０８に沿って配置される。レート
形成バイパス・バルブ１１０６は、ディストリビュータ
ー・ハウジング１１３２内に形成される環状バルブ・シ
ート１１５２と係合するために、円錐バルブ面１１５０
を持つ長尺状バルブ要素１１４８を具備する。レート形
成バイパス・バルブ１１０６は、バルブ・シート１１５
２に接した閉鎖位置の中にバルブ要素１１４８を付勢す
るために配置されるバイアス・スプリング１１５４を具
備する、ツーポジション、ツーウェイ圧力均衡型ソレノ
イド動作式バルブであることが望ましい。ソレノイド・
アセンブリ１１５６は、図１５で右側にあるバルブ要素
１１４８を、フル・フローの開放位置に移動するために
利用され、円錐バルブ面１１５０を環状バルブ・シート
１１５２から分離し、それによってバイパス通路１１０
８を通るフローを確立する。
【０１６０】一般的には、フロー制限バルブ１１０４
は、インジェクション・コントロール・バルブ２０が排
水管に接続されるときに噴射イベントの終わりで移送回
路を通る燃料の戻りフローを制御し、それによって燃料
移送回路内および燃料噴射ラインと関連するキャビテー
ションを最小限に抑えつつ、図１６のステージＩおよび
ＩＩで表されるように、噴射イベントの初期ステージの
間に、ノズル・アセンブリでの圧力レート（ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ ｒａｔｅ）の上昇の制御または形成を行うため
に機能する。レート形成バイパス・バルブ１１０６は、
おもに、図１６のステージＩＩＩで表される初期噴射期
間の後に、燃料移送回路１１０２を通る自由なフロー通
路を提供することにより、ノズル・アセンブリでの最大
圧力を達成することが望ましいときに、圧力レートの急
激な上昇を可能にするために機能する。
【０１６１】さらに具体的には、動作中、噴射イベント
の開始直前に、インジェクション・コントロール・バル
ブ２０は、燃料移送回路１１０２を排水管（ドレイン）
に接続する閉鎖位置にある。この時点で、フロー制限バ
ルブ１１０４はその第１ステージ位置にあり、第１端１
１１８はディストリビューター・ハウジング１１３２に
接し、中央オリフィス１１３４および第１ステージ・オ
リフィス１１３６の両方を経由した、燃料入り口１１１
４と燃料出口１１１６の間の流体工学的な連通を可能に
する。レート形成バイパス・バルブ１１０６は、バイパ
ス通路１１０８を通る流れをブロックするバイアス・ス
プリング１１５４の力を受けて、閉鎖位置にある。イン
ジェクション・コントロール・バルブ２０は、いったん
アキュムレーター圧力を燃料移送回路１１０２に接続す
るために作動されると、高圧燃料は、最初は中央オリフ
ィス１１３４および第１ステージ・オリフィス１１３６
の両方を通って流れ、図１６のステージＩで表されるよ
うに、フロー制限バルブ１１０４のでかつそれぞれのノ
ズル・アセンブリで初期圧力上昇を作り出す。ただし、
燃料入り口１１１４でのアキュムレーター燃料圧力は、
図１５の右側にスライド可能ピストン１１１０を移動す
るために、第１端１１１８の端面および中央穴１１２２
の内部端１１２４上の作用し、円錐面１１２８がバルブ
・シート１１３０と接する第２ステージ位置にスライド
可能ピストン１１１０を位置する。このようにして、限
定された量の燃料が、中央オリフィス１１３４を通って
燃料出口１１１６に通り、それにより、ノズル・アセン
ブリでの燃料圧力が図１６のステージＩＩで表されるよ
うに上昇しているレートを減少させる間、第１ステージ
・オリフィス１１３６を通る燃料フローはブロックされ
る。
【０１６２】ＥＣＭ１３により判断される事前に決定し
た時間期間の後、レート形成バイパスバルブ１１０６
は、バイパス通路１１０８を通る燃料の完全なフローを
可能にする開放位置に作動され、図１６のステージＩＩ
Ｉの上方へ傾く圧力レートにより表される燃料送達圧力
の急速な上昇を引き起こす。ノズル・アセンブリでの圧
力は、インジェクション・コントロール・バルブ２０の
閉鎖により決定される噴射イベントの終わりまで、最大
レベルに迅速に到達する。その結果、図１６に示される
ように、レート形成装置１１００は、高圧力レート上昇
が起こる燃料噴射の第１ステージ（ステージＩ）、ステ
ージＩより下の低下した圧力レートが起こる燃料噴射の
第２ステージ（ステージＩＩ）、および圧力レートの上
昇が当初はステージＩＩより上となる第３ステージを作
り出す。噴射の初期ステージ、つまりステージＩＩの間
にノズル・アセンブリでの圧力レートの上昇を低減する
ことにより、レート形成装置１１００は、代わりに、燃
焼プロセスにより生成されるエミッションのレベルも有
利に削減する最初のステージの間にコンバスチョン・チ
ェンバーに送達される燃料の量も引き下げる。
【０１６３】閉鎖すると、インジェクション・コントロ
ール・バルブ２０は、燃料移送回路１１０２を排水管に
接続しつつ、アキュムレーターからの燃料をブロックす
る。ここでもＥＣＭ１３により決定される事前に決定し
た時間期間後に、レート形成バイパス・バルブ１１０６
は、通電停止され、バイアス・スプリング１１５４によ
り閉鎖位置に移動される。ただし、レート形成装置１１
００の下流の燃料移送回路１１２０の圧抜きが、インジ
ェクション・コントロール・バルブ２０の閉鎖に関連し
てレート形成バイパス・バルブ１１０６の閉鎖のタイミ
ングに応じて、さまざまな方法で制御または形成できる
ことに注目する。レート形成バイパス・バルブ１１０６
の閉鎖が、インジェクション・コントロール・バルブ２
０の閉鎖後かなりの時間が経過するまで阻止または遅延
されると、バイパス通路１１０８は主の逃し通路として
機能し、燃料の排出管への集中戻りフローを可能にし、
それにより、下流移送回路およびそれぞれの燃料噴射ラ
インからの流体圧力のかなりの量を迅速に軽減するが、
副次的リリーフ・フローは、フロー制限バルブ１１０４
を通して確立される。ただし、インジェクション・コン
トロール・バルブ２０の閉鎖と同時に、あるいはその直
後に、レート形成バイパス・バルブ１１０６を閉鎖する
ことにより、主のリリーフ（逃がし）はフロー制限バル
ブ１１０４を通して発生する。両方の場合において、い
ったんレート形成バイパス・バルブ１１０６が閉鎖する
と、燃料入り口１１１４での燃料の圧力は、燃料出口１
１１６の燃料圧力を下回る。その結果、スプリング１１
４０のバイアス力と結合した、第２端１１２０でのピス
トン１１１０の端面に作用する流体の力は、ピストン１
１１０を図１５の右側に移動させる傾向があるピストン
１１１０に作用する流体の力より大きくなる。結果的
に、フロー制限バルブ１１０４のスライド可能ピストン
１１１０は、図１５で左方向に、第１ステージ・オリフ
ィス１１３６を燃料出口１１１６と連絡させる第１ステ
ージ位置の中へただちに移動し、それにより、オリフィ
ス１１３４および１１３６を経由して燃料がフロー制限
バルブ１１０４を通って流れるようにする。中央オリフ
ィス１１３４および第１ステージ・オリフィス１１３６
の直径は、排出イベント中の必要な戻りフローを作り出
せるほど十分に大きいため、その２つが結合した断面フ
ロー面積はノズル・アセンブリでの十分な燃料圧力リリ
ーフを確実とし、副次的噴射を妨げる。他方、中央オリ
フィス１１３４および第１ステージ・オリフィス１１３
６は小さいため、フロー制限バルブ１１０４とノズル・
アセンブリの間の回路および噴射ラインでのキャビテー
ションを最小限に抑えるのに必要な事前に決定したレベ
ルまで戻りフローを制限するように作られた結合フロー
面積を提供する。したがって、フロー制限バルブ１１０
４は、排水イベント中の戻りフローを有利に制御し、副
次的噴射を妨げ、キャビテーションを最小限に抑える一
方、圧力レート上昇を形成するための噴射イベント中
に、中央オリフィス１１３４のフロー制限機能を有利に
活用するために、第１ステージ位置と第２ステージ位置
の間で移動されると、可変フロー・バルブとして機能す
る。
【０１６４】この設計の１つの優位点は、インジェクシ
ョン・コントロール・バルブの下流にレート形成バイパ
ス・バルブ１１０６を配置することにより、実現され
る。この装置は、バルブ１１０６を通して発生する漏れ
の損失を最小限に抑える。この漏れは、（期間が３０度
のクランク角度で、エンジンが６シリンダー４ストロー
クエンジンであると想定すると）バルブ１１０６がイン
ジェクション・コントロール・バルブの上流に配置され
た場合の漏れの４分の１となる。
【０１６５】前記説明から、（図１に示される）インジ
ェクション・コントロール・バルブ２０をレート形成装
置１１００に結び付けると、ＥＣＭ１３は、さまざまな
方法で燃料の圧力を制御できるようになることは、当業
者にとっては明かであろう。例えば、図１６に示される
ように、ＥＣＭ１３はステージＩＩの期間を変化させ、
中間圧力噴射の期間をさらに長くしたり、さらに短くす
ることができる。これは、ＥＣＭ１３が、レート形成バ
イパス・バルブ１１０６の制御を実行できるので、達成
可能である。
【０１６６】バイパス・バルブ１１０６の開放を変更す
れば、例えば、図１６で点線で図示される圧力波形を達
成できるであろう。例えば、レート形成バイパス・バル
ブ１１０６は、ピストン１１１０がシート１１３０に着
座（シート）する時点、あるいはその直後に、開放され
た時に曲線１１９０が生じるであろう。例えば、曲線１
１９２は、レート形成バイパス・バルブ１１６０がさら
に長い期間に渡って閉鎖されたままで、その後で開放さ
れたときの圧力波形を示す。
【０１６７】さらに、１個のインジェクション・バルブ
２０を利用することにより、本制御システムにレート形
成機能を提供する能力が促進される。１個のインジェク
ション・バルブの利用は、噴射イベント中の均一かつ一
貫した圧力応答を保証するという点で特に有利である。
複数のインジェクション・バルブを提供することにより
生じる変動は本発明では取り入れられていないので、さ
らに、噴射圧力形状に対するより正確な制御が達成でき
る。
【０１６８】この概念は、後に、さらに大きく、さらに
長い期間の噴射パルスが続く最初の小さな噴射圧力パル
スを持つという点を特徴とする噴射圧力レートを描く、
図１７に関連して説明される。この噴射圧力波形は、例
えば、短期間、インジェクション・バルブ２０をパルス
化（脈動）してさらに小さな圧力パルスを生成して、イ
ンジェクション・バルブ２０を作動し、さらに大きな噴
射圧力波形を作り出すことにより生成可能である。
【０１６９】本発明は、単一インジェクション・ソレノ
イドだけを活用するので、図１７に示される圧力波形
は、すべてのエンジン・シリンダーに一貫し、均一であ
ろう。ただし、図１８で拡大された圧力軸を使って図示
されるように、従来の技術におけるさまざまなインジェ
クション・バルブ間で発生する製造上の公差および変動
（ばらつき）が、燃料噴射に複数のインジェクション・
バルブが利用される圧力波形での不整合につながった。
わずかな製造上の変動（ばらつき）は、さらに大きな範
囲まで、従って、より大きくより長い期間のインジェク
ション波形までこのパルスに影響するので、この現象
は、特に、（図１７に示される）本発明の予備的な圧力
パルスの圧力波形で明かであろう。
【０１７０】１個のインジェクション・コントロール・
バルブ２０と圧力レート生成装置１１００を組み合わせ
たものは、１個のインジェクション・コントロール・バ
ルブ２０と１個のレート形成バイパス・バルブ１１０６
が提供されるため、エンジン・シリンダー間で均一かつ
一貫したものとなる追加の圧力波形を作り出すのにも利
用できる。例えば、図１９に示される圧力波形は、前記
のレート形成テクニックを組み合わせれば、達成できる
であろう。
【０１７１】図１９は、後にさらに大きな複数レベルの
圧力波形が続く、単一で、比較的小さな初期圧力パルス
を含む圧力波形を示す。初期圧力パルスは、インジェク
ション・コントロール・バルブの脈動処理により達成さ
れ、後の複数レベルの圧力波形は、レート形成バイパス
・バルブ１１０６を利用することにより達成される。本
発明に従って圧力波形を達成するための、これらの２つ
の構成要素のそれ以外の新規な組み合わせも、当業者に
とっては容易に明かとなるであろう。
【０１７２】本発明の実施例においては、燃料噴射ソレ
ノイド・バルブ・ドライバー回路に、ソレノイドの磁界
を通してバルブの主要部（ｖａｌｖｅ’ｓ ｍａｓｓ）
が移動することにより生成される逆ＥＭＦに基づいて、
ソレノイド・バルブの開放を電気的に検出する逆ＥＭＦ
検出回路が具備されてもよい。この逆ＥＭＦ回路を用い
ると、いくつかの場合、ソレノイド・ブースト回路を排
除できる可能性がある。
【０１７３】前記に注記したように、ピストン位置に関
係してシリンダーの中に燃料を噴射するタイミングが重
大であるため、バルブを非常にすばやく開放し、噴射の
決定から、燃料が実際にシリンダーに入る時点までの遅
延を最小限にすることが望ましいと考えられている。前
記に説明したように、バッテリ電圧をはるかに大きな電
圧まで上げる「ブースト回路」を提供することにより、
バルブ動作の速度を上昇できる可能性がある。制御シス
テムは、シリンダーに燃料を噴射する時だと判断する
と、この大きな電圧をソレノイド・コイルに短期間印加
し、それによりコイルを通して急激に電流が上昇し、そ
の結果急速な開放時間が生じる。その後、バルブは従来
のバッテリ電圧を使って開放状態で保持される。図２０
は、ブロック略図形式で、ブースト回路の動作を示す。
バッテリ２２８は、ドライバー回路２３８の１つの入力
に接続されるブースト回路２１２に接続される。また、
バッテリ２２８は、ドライバー回路２３８の入力にも接
続される。ＥＣＭ１３からの噴射コマンドに呼応して、
ドライバー回路２３８は、最初に、ブースト回路２１２
の１００ボルトから１７５ボルトのＤＣ出力を回線２４
に、したがってソレノイド・インジェクション・バルブ
２０に切り替え、迅速にインジェクション・バルブ２０
を開放する。次に、事前に決定した時間の後に、ドライ
バー回路２３８は、ブースト回路２１２を遮断し、代わ
りに、バッテリ電圧をソレノイド・インジェクション・
バルブ２０に接続し、ソレノイド・インジェクション・
バルブ２０を開放状態のままで保持する。
【０１７４】ブースト回路が必要な場合もあるが、ブー
スト回路の利用に関連したいくつかの重要な欠点があ
る。バッテリ電圧を上昇するのに必要となる回路は、通
常、複数の構成要素が必要となり、何十ドルものコスト
が追加される。生産量が多い場合、これはかなりのコス
トである。加えて、ドライバー回路は、不相応な量の物
理的なスペースを使う。低ＤＣ電圧を大きいＤＣ電圧に
変換するには、大きな構成部品が必要となるため（通
常、電力（パワー）半導体構成部品だけではなく、１つ
の誘導子および複数のコンデンサー）、電子制御モジュ
ール（ＥＣＭ）のサイズが大きくなり、エンジンに取り
付けるアプリケーションをさらに難しくする。また、ブ
ースト回路は比較的高い故障率を有する。パワーエレク
トロニクスは、さらに高い電気的な応力（ストレス）を
経験するため、より高い温度で動作する。この結果、故
障率は、ＥＣＭのデジタル構成部品より高くなり、保守
コストが増加し、装置のダウン・タイムが伸びる。最後
に、ブースト回路を利用すると、バルブ内の応力が上昇
する。目標が非常に迅速にバルブを加速することである
ので、バルブは、高い力でそのシートに衝突する。これ
は、バルブをさらにゆっくりと開ける場合より、はるか
に早くバルブを摩耗させる傾向にある。したがって、本
発明の別の実施例では、ブースト回路は排除されてい
る。
【０１７５】この他の実施例においては、逆ＥＭＦセン
サがインジェクション・ソレノイド・ドライバー回路に
具備される。ＥＣＭ１３は、その動作条件および変化す
る有効期間（寿命）の条件のすべての下でのバルブの開
放時間を知ることにより、動的に遅延を補償し、それに
より、バルブの開放速度には関係なく、燃料を正しい時
に噴射する。逆ＥＭＦセンサーは、バルブ２０がそのコ
イルにより設定される磁界を通過するにつれて、バルブ
２０により生成される逆ＥＭＦをモニターすることによ
り、バルブの開放を検出する。この逆ＥＭＦは、常に、
バルブ動作に反対するため、それ自体をバルブの移行中
の電流の減少（ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｐ）に現わす。こ
の電流の低下の典型的な例は、図２１に示される。バル
ブが開き、動作が止まる点は、常に、ｔ3 での図に示さ
れるように、低下の負の傾斜が正に戻る点であろう。
【０１７６】図２２は、本発明に従った逆ＥＭＦ検出回
路１６００を示す。逆ＥＭＦ検出回路１６００は、感知
抵抗器１６０２、コンデンサー１６０４、演算増幅器１
６０６および１６０８、ならびにダイオード１６１０お
よび１６１２を具備する。感知抵抗器１６０２は、コイ
ルと接地の間でソレノイド・バルブ２０のコイルの回路
内で接続される。コンデンサー１６０４は、演算増幅器
１６０６の負の入力と接地の間で接続される。演算増幅
器１６０６の正の入力は、ソレノイド・バルブ２０のコ
イルへのその接続部で、感知抵抗器１６０２の端子に接
続される。演算増幅器１６０８の負の入力は、演算増幅
器１６０６の負の入力に接続され、演算増幅器１６０６
の出力は、演算増幅器１６０８の正の入力に接続され
る。ダイオード１６１０および１６１２は、演算増幅器
１６０８の正の入力と演算増幅器の負の入力の間の対立
する極性と接続される。逆ＥＭＦ感知回路１６００の逆
ＥＭＦ感知出力は、演算増幅器１６０８の出力で採取さ
れる。
【０１７７】図２３は、ソレノイド・バルブ２０および
逆ＥＭＦ感知回路１６００の動作に関連した波形を示
す。Ｔ１以前の時間では、プロセス中の噴射動作はない
ため、ソレノイド誘導子を通る電流はゼロなので、感知
抵抗器１６０２を横切る電圧はない。始動時には、回路
１６００内に存在するノイズにより、コンデンサー１６
０４がノイズ・フロアを越えた値まで充電され、演算増
幅器１６０６を低く飽和させるまで、演算増幅器１６０
６が短く振動する可能性がある。ＥＣＭ１３内のソフト
ウェアは、ノイズが原因の誤った読取り値を回避するた
めに噴射がプロセス中ではない時点ではこのような振動
を無視するようにプログラムされるのが望ましい。
【０１７８】Ｔ１時、ＥＣＭ１３は、ソレノイド・バル
ブ２０を作動する。電流は、ソレノイド・バルブ２０の
誘導子（コイル）を通って指数的に上昇し、感知抵抗器
１６０２の値を掛けたソレノイドを通る電流に等しい、
感知抵抗器１６０２を横切る電圧の上昇を引き起こす。
電流が上昇するに従って、ダイオード１６１２は順方向
バイアスされ、演算増幅器１６０８の正の入力での電圧
は、その負の入力より高いダイオードの低下となり、そ
の出力を強制的にハイにする。この状態は、バルブの移
行からの逆ＥＭＦによる電流の低下がＴ２時で開始する
まで、維持される。Ｔ２時には、演算増幅器１６０６
が、コンデンサー１６０４中の電圧に感知抵抗器１６０
２での電圧の低下を追跡させ続けるため、ダイオード１
６１０は順方向バイアスされる。これにより、演算増幅
器１６０８の負の入力はその正の入力より高い電位とな
り、その出力はローへ移行される。バルブの移行がＴ３
時に停止すると、インジェクター電流の正の傾斜が再び
始まり、演算増幅器１６０８出力の正の移行という結果
となる。このようにして、バルブの開放により、動作が
開始したことを示す第１立下がりエッジ（Ｔ２）および
動作が完了したことを示す第２立上がりエッジ（Ｔ３）
という、２つの異なったエッジが生じるであろう。演算
増幅器１６０８の出力は、イベントを検出し、測定する
ために、これらのエッジをモニターするＥＣＭ１３内の
マイクロプロセッサに接続される。あるイベント中にバ
ルブを開くのに測定される時間は、（Ｔopen＝Ｔ３−Ｔ
１）として記憶され、このバルブ遅延時間の測定値は、
次のイベントのためにバルブを開くためにコマンドをタ
イミングする際に補償するのに利用される。また、ＥＣ
Ｍは、コマンドから初期バルブ動作までの時間（Ｔ２−
Ｔ１）およびバルブが移動する時間（Ｔ３−Ｔ２）も測
定し、予知および診断の目的でこれらの時間値を記憶す
る。例えば、これらの量は、動作中の問題につながる可
能性がある、変化するバルブ動作条件について事前に警
告を出すために、統計的な制御テクニックを使って、経
時的に記憶され、分析される。
【０１７９】この回路は、本発明という情況で特定の利
点を有する。この回路を構築するのに必要な構成部品の
コストは、業界で同様の結果を達成するために通常利用
されるもののほんの一部にすぎない。この回路が、さら
にセンサーを追加したり、バルブにワイヤを加えなくて
も、バルブ動作および開放時間の絶対的な検出を行うと
いう事実は、大幅なコストの節約となる。これらの回路
を収容するのにＥＣＭ１３で必要となるスペースの量は
１平方インチ未満であるが、ブースト・システムまたは
センサー付きの非ブースト・システムを収容するための
スペースは数平方インチであり、その結果さらに大きな
ＥＣＭシャシーが必要となる。センサーを増設しなくて
も電力（パワー）回路を排除することにより、全体的な
制御システムの故障率は減少する。バルブはさらにゆっ
くりと移動するので、その寿命も伸びるであろう。加え
て、この逆ＥＭＦ感知方法は、本来、機械的および電気
的な劣化および故障を検出するのに利用できる、システ
ムに関するタイミング・データを提供する。この情報
は、オペレーターが使命を実行できなくなる前に、彼ら
に差し迫る誤動作を警告するか、あるいは技術者が問題
点を診断するのを補助するのに利用できる。
【０１８０】この実施例の別の利点には、ＥＭＩ問題の
確率の減少、制御装置内部の衝撃事故の減少、およびバ
ルブの力が減ったために静かになった燃料装置が含まれ
る。
【０１８１】複数のポジション・バルブが利用されてい
る場合、バルブ加速の損失により、バルブは、希望する
より長く望ましくない状態のままとなる可能性がある。
これらの場合、ブースト回路を排除することはできな
い。従来の技術においては、ソレノイド・コイルはたい
ていの場合最大速度を達成するために飽和され、逆ＥＭ
Ｆ特性を不明確にするため、ブースト回路も利用されて
いる場合、このような逆ＥＭＦセンサー回路を利用する
ことはできなかった。特に、一定の加速を行い、バルブ
を望ましくない、または未定義の状態（Ｆ＝ｍＡ）を通
してすばやく移動させるために、ある量の力が必要とさ
れる。力は、磁束密度（Ｂ）の平方に比例するため、磁
束密度は、磁界強度を増加させることにより最大にされ
る。磁界強度は、コイルを通る電流（Ｉ）で掛けられ、
コアの長さ（Ｌ）で割られるコイルの巻数（Ｎ）と等し
くなる。つまり、Ｈ＝（Ｎ×Ｉ）／Ｌである。一般的な
電磁弁でのＢとＨの関係は、図２４に示される。
【０１８２】前記に記述したように、たいていの場合、
最短時間量で最大の力を獲得するために、電流は、バル
ブが開く前に、コアの飽和（図２４に示されるように、
Ｈ＞Ｈ1で、Ｂ／Ｈ曲線の水平部分上での動作）という
結果となる速度で増加される。コアが飽和されるので、
それ以上の力は生成されず、バルブの逆ＥＭＦは、位置
のフィードバックの電流追跡（トレース）では明かでは
ない。
【０１８３】本発明の別の面では、逆ＥＭＦモニターを
妨げるコアの飽和を回避しつつ、力のレベルを上昇させ
るためにブースト回路を利用できるようにするテクニッ
クが開発された。このテクニックでは、ＥＣＭおよびブ
ースト回路が、ソレノイド・インジェクション・バルブ
に３つの異なった電圧レベルの内の１つを選択して提供
するように構築されている。図２５に示されるように、
切り替え手段１９０２は、ＥＣＭ１３の制御下で、第１
ブースト回路２１２からの電圧を、中間ブースト回路１
９００からの電圧を、あるいはバッテリ電圧を、ソレノ
イド・インジェクション・バルブ２０に選択して接続す
る。１つの噴射イベントでは、この３つの異なった電圧
が、ブースト回路２１２からの完全なブースト電圧で始
まり、中間ブースト回路１９００からの中間電圧に進
み、それからさらに低いバッテリ円圧へと、次々にバル
ブ２０に提供される。
【０１８４】電磁弁の動作に関係してこれらの電圧を順
次印加するタイミングは、特に、希望の結果を達成する
上で重要である。図２６を参照すると、Ｔ＝０時で、Ｅ
ＣＭは、バルブに開くように命令を出し、ブースト電圧
を印加する。Ｂが高速で傾斜（ランプ）を開始するた
め、バルブ加速も同じく傾斜し始める。Ｔ1 時には、Ｅ
ＣＭは、バルブの開放を期待してコアを横切る電圧を下
げる。時間Ｔ1 は、バルブに対する電圧の開始後にバル
ブを開放するための最小遅延時間より低くなるように選
択される。中間ブースト電圧まで電圧を下げることによ
り、Ｂ曲線の傾斜は減少し、バルブ動作の前の飽和を回
避する。Ｔ＝Ｔ2 時までに、バルブは開いた。コアはま
だ飽和していないので、このバルブの開放は、（図２２
に詳細に示される）逆ＥＭＦ検出回路１６００により検
出可能である。バルブ開放の検出に呼応して、ＥＣＭ
は、通常は、バッテリ電圧であるところの、バルブを開
放状態で保持するのに必要な（常に、バルブを移動する
のに必要な力を下回る）力に対応するレベルまで電圧を
引き下げる。バルブは開いたので、その加速はゼロとな
る。このようにして、バルブ速度は、迅速な初期加速に
より最大限となり、さらにコア飽和の回避という別の利
点を得て、診断および制御の目的での逆ＥＭＦ検出を可
能にする。
【０１８５】図２７に示される本発明の別の実施例にお
いては、制御システムには、ディストリビューターとシ
リンダー・インジェクション・ノズルの間の不均一なフ
ュエル・ライン長を補償するための手段が具備できる。
具体的には、ＥＣＭ１３には、各シリンダーに関連した
ライン長値を記憶する、ＥＣＭ１３のメイン・プロセッ
サに接続される、ライン長記憶装置２１０２が具備され
る。記憶されたライン長値は、それぞれのシリンダーに
利用されるフュエル・ラインの長さの差異を表す。ＥＣ
Ｍ内のプログラムはこの情報を利用し、さまざまなフュ
エル・ライン長を補償する。プログラムは、噴射された
燃料の量、およびライン２４上をインジェクション・コ
ントロール・バルブ２０に送信される順次起動信号のタ
イミングの両方を変化してよい。図２８は、本発明のフ
ュエル・ライン長補償アルゴリズムのフローチャートで
ある。（図２８のブロック２２００に示される）第１ス
テップは、どのシリンダーが燃料噴射用のラインで次に
来ているのかを決定することである。図１および図２に
関連して前記に説明したように、本発明では、シリンダ
ーの識別は、ホール（Ｈａｌｌ）エフェクト・センサー
を利用してカム・ギヤの位置を読み取ることにより確認
され、ＥＣＭは、容易にエンジンのアンギュラー・ポジ
ション、したがってどのシリンダーが次に燃料を供給さ
れるのかを判断することができる。図２７に示されるシ
ステムで、燃料供給されるシリンダーが識別されると、
制御はブロック２２０２に移り、ＥＣＭ１３のマイクロ
プロセッサが、記憶装置２１０２からそのシリンダーに
関連するライン長情報を検索する。次に、ブロック２２
０４では、ＥＣＭは、前記に詳細に説明した方法を利用
して、そのシリンダーに必要となる燃料の基本量を、エ
ンジン動作パラメータの関数（速度、負荷、温度など）
として計算する。その後で、量の変動係数が、ブロック
２２０６でシリンダーのライン長の関数としての基本値
に関連して計算される。一般的には、噴射中にフュエル
・ラインで設定される高い圧力では、燃料は、スプリン
グ部材として動作するように圧縮できる傾向がある。し
たがって、ラインのもう一方の端で指定の希望圧力を得
るためには、インジェクター・ノズルでライン長が伸び
るに従って、さらに大量の燃料がラインの中にリリース
（解放）されなければならない。このようにして、量の
変動係数は、基本燃料量、ラインの長さ、そして場合に
よっては既存のアキュムレーター圧力の関数となるであ
ろう。ブロック２２０８では、送達予定の燃料の量の新
しい値が計算され、燃料量変動値により増加または減少
される基本燃料値により決定される。この新しい値が、
送達される燃料の量となるであろう。
【０１８６】ブロック２２１０では、基本値が、前記に
説明した方法に従って、エンジン動作パラメータの関数
として噴射イベントのタイミングに関して決定される。
ブロック２２１２では、タイミング・オフセットが特定
のシリンダーのラインの長さに基づいて計算される。一
般的には、燃料圧力が、フュエル・ラインを通して、そ
の長さが伸びるに従って、シリンダーまで広がるにはさ
らに長い時間を要する。したがって、タイミングが調整
されていない場合は、より長いフュエル・ラインの末端
にあるインジェクター・ノズルは、より短いフュエル・
ラインにより接続されるノズルより、わずかに後で開く
傾向があるが、それ以外のすべてでは等しくなる。タイ
ミング・オフセットは、標準的なライン長と特定のシリ
ンダーの実際のライン長の間の差異に等しくなるように
計算される。ブロック２２１４では、噴射信号の正確な
タイミングは、基本タイミング値から始め、噴射信号生
成の時間を、特定のシリンダーまでのフュエル・ライン
の長さを補償するために計算されたタイミング・オフセ
ットにより進めるか、遅らせることにより、決定され
る。それから、ブロック２２１６では、噴射は前記に説
明したやり方ではあるが、個々のシリンダー・インジェ
クション・ノズルまでのフュエル・ラインの長さを補償
するように調整されるタイミング値および燃料量値を利
用して、実行される。
【０１８７】このようにして、複数のシリンダーの噴射
制御信号は、（図２７に示される）インジェクション・
コントロール・バルブ２０まで回線２４を経由して、順
次、送信される。起動信号のそれぞれのタイミングは、
集中インジェクション・コントロール・バルブを個々の
シリンダーに接続するフュエル・ラインの物理的構造に
従って、個別に調整される。この補償機能は、さまざま
なフュエル・ライン長の利用を可能にする上で特に有効
であるが、異なったベンド（曲がり）または直径など
の、フュエル・ラインにおけるそれ以外の物理的な変化
（ばらつき）を補償するのにも利用できる。さまざまな
フュエル・ラインの物理的なレイアウトを補償する機能
により、すべてのシリンダーへのフュエル・ライン長を
単に等しくするために単に過剰なフュエル・ラインを提
供する必要がないという点で、材料およびコストを節約
することができる。さらに、ラインをより望ましく経路
設定することも、美的価値観、保守性、および安全性と
いう点から達成できる。フュエルレート（燃料比）形成
の利点も、本発明の実施例により獲得できる。
【０１８８】本発明の別の代替実施例は、高電圧ブース
ト回路を利用しなくても、ということはつまりバッテリ
電圧ドライバー回路を利用して、高速で電磁弁を制御す
るための装置および方法を提供する。前記に注記したよ
うに、ブースト回路には数多くの欠点があり、それ故、
故障モードを削減し、コストを引き下げるためには、で
きる限りブースト回路を排除することが望ましい。従来
の技術によるシステムを用いた場合、さらにバルブ速度
が低速となることを許容できないバルブの設計およびシ
ステムの制限のために、これは常に可能ではない。
【０１８９】この代替実施例においては、回路は、バル
ブが起動時における大きな電流のフローなしに迅速に起
動できるように、バルブに事前にバイアスをかけるため
の回路が具備される。ＥＣＭ１３には、事前バイアス・
レベルおよびバルブ起動レベルという少なくとも２つの
電流レベルを提供できる可変電流生成回路が具備され
る。希望のバルブの開放前の定義された時間に、ＥＣＭ
は、ソレノイドへの電流を選択して上昇させ、バルブの
スプリング力と静的摩擦を克服するのに必要となる力に
幾分足りない力に匹敵するレベルまで電流を上方に傾斜
（ランプ）させる。バルブを開く時間が来ると、事前に
バイアスをかけられた電流がさらに上昇し、引き込み値
を満たすか、超過する。電流はすでにその値に近かった
ので、電流の強制関数がバッテリ電圧だけであっても、
電流を上昇させるための時間から測定されるバルブ開放
のための時間は短い。この時間は、ブーストされた回路
が、さらに高いブースト電圧を強制関数として用いて、
０から引き込みまで傾斜（ランプ）するのに要する時間
にまさに匹敵する。
【０１９０】図２９は、本発明のこの代替実施例に従っ
て、ブーストされたシステムの経時的な起動電流を、事
前にバイアスをかけられたシステムの経時的な起動電流
に比較するグラフである。図２９に示されるように、ブ
ーストされたタイプのシステムは噴射Ｔ2 のためにプロ
グラムされた時間で起動され、Ｔ3 時までに引き込み電
流レベルにすばやく上昇する。本発明の事前にバイアス
をかけられたシステムは、Ｔ1 時の前にバッテリ電圧を
利用して事前バイアス電流を生成する。プログラムされ
た噴射信号がＴ2 時に生成されると、電流は、電流がブ
ーストされたシステムにより達成される時間の直後のＴ
4 時までに引き込み電流に達するように、原動力として
バッテリ電圧を利用してさらに上昇する。言うまでもな
く、システムは引き込み電流により近い事前バイアス電
流を生成するように設計されているので、事前にバイア
スをかけられたシステムのタイムラグは減少され、ブー
ストされたシステムの応答時間を満たすか、あるいはそ
れを超過する可能性がある。さらに、ブーストされたシ
ステムと比較して事前にバイアスをかけられたシステム
から生じる遅延の増加を補償するために、プログラムさ
れた噴射信号の時間を調整することもできる。この事前
バイアス方法を、前記に説明した逆ＥＭＦ感知方法と組
み合わせると、タイミングは、ブーストされたシステム
によってバルブが開かれるのと同時に、バルブを開くよ
うにシステムにより動的に調整できる。
【０１９１】本発明の別の実施例においては、制御シス
テムには、ピストン・ポンプに関連した故障を検出し、
診断するために、経時的にアキュムレーター内の圧力を
モニターし、圧力−時間の波形を分析するためのソフト
ウェアが具備される。図３０は、ポンプ動作イベントと
燃料供給イベントを交互にすることにより生じる通常の
アキュムレーター圧力の変動を示す。図３１は、ポンプ
の１つが適切に動作していないことを示す、動作中の標
準圧力からの異常な偏差を示す。
【０１９２】システムの圧力変換器の出力に表れる典型
的な圧力信号は、図３０に示される。前記に説明した動
作の場合と同様に、燃料供給イベントのたびにポンプ動
作イベントが１回起こり、ポンプは、すべての燃料供給
イベントが次のポンプ動作イベントにより完全に補償さ
れるように、サイズを決定される。
【０１９３】万一ポンプ装置の内の１つが故障すると、
波形は図３１に示されるようになる。障害の時点での読
取り値と前の読取り値との間の差異は、大きく異なるで
あろう。ＥＣＭは、現象の反復性、つまりピストン・ポ
ンプ”ｎ”が利用されるたびに、ピストンポンプ”ｎ−
１”によって生成される圧力と比較して、圧力差異があ
ることに注目することにより、これを確認することがで
きる。それから、ＥＣＭは、整備士（メカニック）に連
絡するために故障を記録し、オペレーターに警報を出す
ためにダッシュボードの適切な警告ランプを点灯する。
【０１９４】本発明のこの実施例は、圧力読取り値がエ
ンジン位置と同期して、つまりエンジンが回転するたび
に同じ点で、収集される、前記に説明した設計の特徴を
利用している。したがって、故障したポンプは、図３２
のフローチャートに示されるアルゴリズムを利用して、
広範囲に渡って波形をフィルター処理したり、解析した
り、処理しなくても検出することができる。図３２に示
されるように、この実施例においては、アキュムレータ
ー圧力を読み取るためのソフトウェアは、エンジン同期
割り込みによって起動されると、ブロック２５００が実
行され、アキュムレーター圧力が前記に説明したような
やり方で読み取られ、Ａ／Ｄ変換器によってマイクロプ
ロセッサに送信されるように、修正される。電流圧力値
は、少なくとももう一回ポンプ・サイクルの間、ブロッ
ク２５０２で記憶装置内に記憶される。その後で、制御
は、電流圧力値が、記憶装置内に記憶される前回測定さ
れた圧力値から差し引かれる、ブロック２５０４に移
る。ブロック２５０６では、順次測定される圧力値の差
異の絶対値が、事前に決定した障害（故障）しきい値と
比較される。差異が障害値を上回る場合、制御は、それ
ぞれ障害が記録され、警告がオペレーターに出される、
ブロック２５０８と２５１０に移る。差異が障害値を下
回る場合は、故障は報告されず、アキュムレーター圧力
モニター制御アルゴリズムの動作は、前記に説明したや
り方で続行する。障害値は、誤った警報を避けるため
に、アキュムレーター圧力での予測動作変動を越えるよ
うに選択される。ただし、障害値は、１つのポンプの故
障が、前記に説明したアルゴリズムを利用して検出され
るのに十分なほど小さく設定される。
【０１９５】図３４に図解される、本発明の別の実施例
は、おもに、同期速度内燃機関発電機セットなどの車両
の推進以外の応用例での改善されたエンジン制御を提供
する。図３４に示されるように、このような発電機セッ
トは、モーター２７００、および電力引き出し装置２７
０６にスイッチ２７０４を通して接続される発電機２７
０２を具備する。明確にするために、ＥＣＭ１３、イン
ジェクター・バルブ２０、およびポンプ・バルブ１８／
１９だけしか図示されていないが、モーター２７００に
は、本明細書に開示される種類の燃料装置および電子噴
射制御システムが具備される。センサー出力は、前記に
説明したように、モーターからＥＣＭ１３へ接続され
る。重要なことに、スイッチ２７０４からＥＣＭ１３に
制御信号回線２７０５が提供されている。
【０１９６】この種の応用例では、発電機２７０２から
かなりの電力の引き出しを開始するためにスイッチ２７
０４が入れられると、モーター２７００の負荷が急激に
上昇する。通常、モーター２７００は、エンジンを１８
００ｒｐｍのような希望速度で維持するために、フィー
ドバック・コントロール・テクニックを利用して、ＥＣ
Ｍ１３により制御される。負荷が大幅に上昇すると、モ
ーター２７００は、希望速度を維持するためにはるかに
大きなパワーを出さなければならない。発明者らは、よ
り従来のシステムを用いた場合、フィードバック制御装
置が速度の低下を検出するまで、負荷が加えられると、
通常、モーターが瞬間的に低速化し、その結果生じる制
御信号が、実際により多くの燃料をシリンダーに送達す
るために、制御燃料供給装置を通って伝達されることを
発見した。本発明により考えられる改善策においては、
（発電機２７０２を装置２７０６に接続するスイッチ２
７０４などの）負荷を加えるための制御装置の状態が、
回線２７０８を通じてＥＣＭ１３に入力として提供さ
れ、ＥＣＭ１３は、負荷接続の状態をモニターする。負
荷が加えられているという信号を受信した直後に、ＥＣ
Ｍ１３は、事前に決定した時間期間の間、その同期制御
プログラムにより設定された燃料レベルを無効とし、こ
の期間中事前に決定した増加した燃料供給レベルを設定
し、次に発生するシリンダー噴射イベントで発行する。
このようにして、エンジンのパワーは、負荷から生じる
エンジン動作の変化に単に呼応するのではなく、エンジ
ンの負荷の上昇に同期してただちに上昇する。本発明の
高度に反応する燃料供給装置、およびこの即座の制御応
答を用いると、負荷の増加に同期してエンジンのパワー
を先を見越して増強することができる。一方、これは、
あまり精密ではないコントロール・テクニックを用いた
り、燃料供給制御信号、および燃料送達システム内での
実際の燃料の移動と圧力の上昇のより大きな伝搬遅延が
あるシステムでは可能ではないであろう。したがって、
この概念は、本明細書に開示される改良型燃料供給制御
装置のコンテキストでは特に利点である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った燃料装置および制御システムを
示す概要ブロック図である。
【図２】本発明に従った図１の燃料供給システムの電子
制御システムのブロック概要図である。
【図３】図２の電子制御システムのインタフェース構成
部品および電力構成部品の詳細な構成を示す回路図であ
る。
【図４】図２の電子制御システムのインタフェース構成
部品および電力構成部品の詳細な構成を示す回路図であ
る。
【図５】図２の電子制御システムのインタフェース構成
部品および電力構成部品の詳細な構成を示す回路図であ
る。
【図６】図２の電子制御システムのインタフェース構成
部品および電力構成部品の詳細な構成を示す回路図であ
る。
【図７】図８から図１４で説明されるアルゴリズムの階
層関係を示す一般的なブロック図である。
【図８】本発明に従ったエンジン速度処理アルゴリズム
（ＥＳＰ）のフローチャートである。
【図９】本発明に従ったエンジン速度処理アルゴリズム
のエンジン位置処理部分のフローチャートである。
【図１０】本発明に従ったエンジン速度処理アルゴリズ
ムの速度処理部分のフローチャートである。
【図１１】本発明に従った燃料供給コマンド変換アルゴ
リズム（ＦＣＡ）のフローチャートである。
【図１２】本発明に従ったポンプ・コマンド変換アルゴ
リズム（ＰＣＡ）のフローチャートである。
【図１３】本発明に従ったバルブ・イベント制御アルゴ
リズム（ＶＥＣ）の状態図である。
【図１４】本発明に従ったアキュムレーター圧力センサ
ー・サンプリング（ＰＳＳ）アルゴリズムのフローチャ
ートである。
【図１５】本発明により制御される速度形成装置の断面
図である。
【図１６】図１５の装置を使用する本発明により生成可
能な燃料噴射圧力波形を示すグラフである。
【図１７】図１のインジェクション・バルブを使用する
本発明により生成可能な第２の燃料噴射圧力波形を示す
グラフである。
【図１８】従来の技術によるシステムにおける異なる電
磁弁応答が原因の波形での変動を示すグラフである。
【図１９】図１５の装置および図１に図示されるインジ
ェクション・バルブの両方を使用する本発明により生成
可能な別のインジェクター圧力波形を示すグラフであ
る。
【図２０】本発明に使用されるタイプのブースト回路の
ブロック概要図である。
【図２１】本発明に開示されるような逆ＥＭＦテクニッ
クを使用して測定可能な、バルブ変遷中の電力の低下を
示すグラフである。
【図２２】本発明に従った逆ＥＭＦ検出回路の概要図で
ある。
【図２３】本発明の電磁弁および逆ＥＭＦ感知回路の動
作と関連する波形のグラフである。
【図２４】典型的な電磁弁の場合のＢとＨの関係を示す
グラフである。
【図２５】本発明に従ったソレノイド・インジェクショ
ン・バルブに対してさまざまな電圧レベルを提供するた
めの回路のブロック概要図である。
【図２６】電磁弁の動作に関係した順次ソレノイド電圧
の適用を示すタイミング図である。
【図２７】制御システムが、ディストリビューターとイ
ンジェクション・ノズルの間の不均衡なフュエル・ライ
ン長を補償する本発明の実施例のブロック概要図であ
る。
【図２８】本発明のフュエル・ライン長補償アルゴリズ
ムのフローチャートである。
【図２９】ブーストされたシステムの経時的な起動電流
を、本発明の代替実施例に従った事前バイアス済みシス
テムの経時的な起動電流と比較するグラフである。
【図３０】交互に発生するポンプ・イベントと燃料供給
イベントの結果生じる経時的な正常なアキュムレーター
圧力変動を示すグラフである。
【図３１】動作中の標準的な圧力からの異常な偏差を示
すグラフである。
【図３２】広範囲な波形のフィルタ処理、分析、および
処理を行わずに、故障したポンプを検出するために、本
発明により使用されるアルゴリズムのフローチャートで
ある。
【図３３】明確なエンジン位置参照がないにも関わら
ず、アキュムレーター与圧を達成するために使用される
パルス波形を示す図である。
【図３４】発電機セットと使用するエンジンなどの、車
両以外に取り付ける内燃機関と使用するための制御シス
テムのブロック概要図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー ダイカー アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス コックス レーン 3385 (72)発明者 ジョナサン エイ．スタヴンハイム アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス セイラー ドライブ 1175 (72)発明者 ウィリアム メイヤー アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス アプト．ディー． ケビン ドライブ 1161 (72)発明者 グレッグ フライドホルム アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス フランクリン 1019 (72)発明者 ゾン サン アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス フォックスリッジ ドライ ブ 3016 (72)発明者 ジョージ スタッドマン アメリカ合衆国 イリノイ州 60056 マ ウント プロスペクト サウス パイン ストリート 413 (72)発明者 マーク ジー．トーマス アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス ジャンコ ドライブ 1048 (72)発明者 ダブリュ．ビール デラノ アメリカ合衆国 インディアナ州 47201 コロンバス リバーデイル ドライブ 4715

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１ポンプ・チェンバーお
    よび第２ポンプ・チェンバーが、選択して高圧アキュム
    レーターに燃料を供給し、燃料が、電子的に制御された
    電磁弁の起動時に、ディストリビューターを経由して、
    選択されたときに、高圧アキュムレーターから個々のコ
    ンバスチョン・チェンバーに流れる、内燃機関燃料噴射
    装置用の統合型電子制御システムであって、ａ）基準点
    に関係してエンジン回転のアンギュラー・ポジションを
    示す位置信号を生成するためのエンジン・ピストン・セ
    ンサー手段と、 ｂ）前記高圧アキュムレーター内の燃料圧力を示す圧力
    信号を生成するためのアキュムレーター圧力センサー手
    段と、 ｃ）前記第１および第２ポンプ・チェンバーから前記高
    圧アキュムレーターへの燃料の供給をそれぞれポンプ制
    御信号に呼応して選択して可能とするための圧力移送作
    動手段と、 ｄ）バルブ制御信号に呼応して、前記電子的に制御され
    た電磁弁を開放するための電磁弁作動手段と、 ｅ）前記バルブ制御信号を伝達するための、前記電磁弁
    作動手段に接続される制御回線と、ｆ）プログラムを記
    憶するための記憶装置手段、および電気的な入力と出力
    を備え、前記プログラムを読み取り、実行するために、
    前記記憶装置手段に接続されるマイクロプロセッサを具
    備する制御手段であって、前記エンジン・ポジション・
    センサー手段、前記アキュムレーター圧力センサー手
    段、前記圧力移送作動手段、および前記制御回線を経由
    して前記ソレノイド・バルブ作動手段に、 イ）前記エンジン回転アンギュラー・ポジションをモニ
    ターし、前記アンギュラー・ポジションに同期して前記
    アキュムレーター圧力をモニターし、複数の前記電磁弁
    制御信号を複数のコンバスチョン・チェンバーのために
    選択して生成し、コンバスチョン・チェンバーの１つの
    中に燃料を噴射する必要があるときに、前記アンギュラ
    ー・ポジションと同期して計算された時間で前記制御回
    線上を前記複数の電磁弁制御信号を送信するため、 ロ）および、前記アキュムレーター内で希望の圧力範囲
    を維持するために、前記アンギュラー・ポジションと同
    期して複数の前記ポンプ制御信号を選択して生成するた
    めに、接続される制御手段と、を具備する統合型電子制
    御システム。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のシステムであって、前
    記マイクロプロセッサが、エンジンの回転中標準的な間
    隔で、前記それぞれの間隔でのエンジンのアンギュラー
    ・ポジションに応じて、前記位置信号を受け取り、
    （１）プログラムされた経過時間の後に前記電磁弁制御
    信号を生成するためのバルブ・タイマー機能、および
    （２）プログラムされた経過時間後に、前記ポンプ制御
    信号の１つを生成するためのポンプ・タイマー機能を、
    選択して作動するシステム。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のシステムであって、さ
    らに、前記位置信号に基づいて、定期的にマイクロプロ
    セッサ割り込みを作成するための割り込み手段を具備す
    るシステム。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のシステムであって、前
    記割り込み手段が、エンジン回転３０度を過ぎてから、
    前記マイクロプロセッサに割り込むシステム。
  5. 【請求項５】 請求項２記載のシステムであって、さ
    らに、現在のエンジン動作パラメータについての情報を
    提供するために、制御手段に接続されるエンジン動作状
    況感知手段を具備するシステム。
  6. 【請求項６】 請求項５記載のシステムであって、さ
    らに、前記エンジン動作状況感知手段により提供される
    前記情報に呼応して、前記バルブ・タイマー機能および
    前記ポンプ・タイマー機能の前記制御信号の生成前にプ
    ログラムされた経過時間を動的に変化させるために、前
    記マイクロプロセッサと関連した可変タイミング手段を
    具備するシステム。
  7. 【請求項７】 請求項１記載のシステムであって、前
    記エンジン・ポジション・センサー手段が、回転する軸
    の指定位置で信号を生成するための位置検出手段、エン
    ジン速度を示す信号を生成するための回転速度検出手
    段、前記位置検出手段信号と前記回転速度検出手段信号
    を受信し、基準点に関係してエンジンの回転アンギュラ
    ー・ポジションを示す前記位置信号を生成するための位
    置計算手段とを具備するシステム。
  8. 【請求項８】 請求項１記載のシステムであって、さ
    らに、前記エンジン・ポジション・センサー手段がエン
    ジン・アンギュラー・ポジションの正確な表示を提供し
    始める前に、前記第１および第２ポンプ・チェンバーの
    少なくとも１つを起動し、エンジン始動中にアキュムレ
    ーターを与圧するために、反復する一連の前記ポンプ制
    御信号を生成するための始動起動手段を具備するシステ
    ム。
  9. 【請求項９】 請求項１記載のシステムであって、燃
    料噴射装置が、噴射イベント中にコンバスチョン・チェ
    ンバーに送達される燃料の圧力を動的に変化させるため
    に、前記電気的に制御される電磁弁と前記個別コンバス
    チョン・チェンバーの間に配置されるレート形成手段を
    具備し、前記制御手段が、さらに、噴射イベント中にコ
    ンバスチョン・チェンバーに送達される燃料の圧力を動
    的に変化させるために制御信号を生成するための前記レ
    ート形成手段に接続されるレート形成制御手段を具備す
    るシステム。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載のシステムであって、
    さらに、電磁弁に対する駆動電流フローに基づいて、電
    磁弁の機械的な動作の始動および停止を電気的に検出す
    るための、前記電磁弁作動手段に接続される、逆ＥＭＦ
    検出手段を具備するシステム。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載のシステムであっ
    て、前記逆ＥＭＦ検出手段が、それぞれが正の入力と負
    の入力を持つ２つの演算増幅器を具備し、第１演算増幅
    器の正の入力が電磁弁のコイルの回路内の感知抵抗器に
    接続され、第２演算増幅器の正の入力が第１演算増幅器
    の出力に接続され、第１および第２演算増幅器の負の入
    力がブロック装置を介して接地に接続され、第２演算増
    幅器の正と負の入力が、第２演算増幅器の前記正と負の
    入力のどちらかから前記入力の他方へ電流が流れるよう
    にするダイオード・ネットワークにより接続され、第２
    演算増幅器の出力が、電磁弁の動作を示す出力信号を提
    供するために接続される、システム。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載のシステムであって、
    前記電磁弁作動手段が、さらに、バルブ制御信号の受信
    時に提供される第１レベル、バルブの開放前に、前記第
    １レベルの代わりとなり、コイルを飽和させない電圧で
    設定される、前記第１レベルより低い第２レベル、およ
    び電磁弁の開放後に、前記電磁弁を開放位置に保持する
    ために、前記第２レベルの代わりとなる、前記第２レベ
    ルより低い第３レベルという、３つの電圧レベルの内の
    １つを電磁弁のコイルに選択して提供するための複数レ
    ベル・ブースト手段を具備するシステム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載のシステムであっ
    て、さらに、電磁弁に対する駆動電流フローに基づい
    て、電磁弁の機械的な動作の始動および停止を電気的に
    検出するために、前記電磁弁作動手段に接続される逆Ｅ
    ＭＦ検出手段を具備するシステム。
  14. 【請求項１４】 請求項１記載のシステムであって、
    燃料噴射装置が、ディストリビューターと個々のコンバ
    スチョン・チェンバーの間に、少なくともその内の２本
    が違った長さである複数のフュエル・ラインを具備し、
    電子制御システムが、さらに、ディストリビューターと
    そのコンバスチョン・チェンバー間のフュエル・ライン
    長に応じて変化する各コンバスチョン・チェンバーに関
    連した値を記憶するための手段、およびさまざまなフュ
    エル・ライン長を補償するために、バルブ制御信号を変
    化させるための噴射コマンド変更手段とを具備するシス
    テム。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載のシステムであって、
    電磁弁作動手段が、さらに、前記電磁弁の予測された起
    動の直前の時間の間コイルに適用される、電磁弁の引き
    込み電流より低い第１電流レベル、および燃料噴射が希
    望されることを示すバルブ制御信号に応答して、コイル
    に適用される引き込み電流に等しいか、あるいはそれよ
    り高い第２電流レベルという、２つの電流レベルの内の
    １つを電磁弁のコイルに選択して提供するための事前バ
    イアス手段を具備するシステム。
  16. 【請求項１６】 請求項１記載のシステムであって、
    さらに、前記第１および第２ポンプ・チェンバーの内の
    一方に関連する予め測定されたアキュムレーター圧力値
    の少なくとも１つを記憶し、前記予め測定された値を、
    前記第１および第２ポンプ・チェンバーの他方に関連す
    る現在のアキュムレーター圧力値に比較し、前記現在値
    および予め測定された値の間の差異が事前に決定した記
    憶値を越えるかどうかを示すための、制御手段に接続さ
    れるポンプ動作モニター手段を具備するシステム。
  17. 【請求項１７】 請求項１記載のシステムであって、
    さらに、固定エンジン負荷の適用および削除に呼応し
    て、一定のエンジン速度を維持するために、燃料供給レ
    ベルを変化させるための速度制御手段、固定負荷が適用
    中であるという指示を受け取るためのオペレーター入力
    手段、および固定負荷が適用中であるという指示に呼応
    して、エンジンに対する燃料供給のレベルを電子的に上
    昇させるための負荷イベント応答手段とを具備するシス
    テム。
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