JPH09144583A - 燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノイズに影響されない精度の良い燃料噴射時期
制御を実現する。 【解決手段】気筒内での燃料燃焼時に発生する振動は、
着火信号として振動センサ４により検出される。ＣＰＵ
３２は、基準位置センサ３により検出されたエンジン１
の基準位置信号と、振動センサ４による着火信号とから
実着火時期を演算すると共に、エンジン運転状態に基づ
いて目標着火時期並びに目標噴射時期を演算する。ま
た、ＣＰＵ３２は、実着火時期と目標着火時期との偏差
に基づいて噴射時期補正量を求め、当該噴射時期補正量
にて前記目標噴射時期を補正する。一方、ＣＰＵ３２
は、タイマ機構６による燃料噴射時期の位相変化時に、
その時の前記実着火時期の位相変化状態に応じて、振動
センサ４により検出された着火信号がノイズによるもの
か否かを判別し、ノイズである旨が判別された場合、着
火信号に基づく目標噴射時期の補正を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディーゼ
ルエンジンに適用される燃料噴射時期制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の燃料噴射時期制御装置と
して、エンジンの燃焼行程時に発生する振動を着火信号
（燃焼信号）として検出し、当該着火信号に基づいてタ
イマ機構による噴射時期制御を行わせるようにした技術
が開示されている。かかる装置では、実際の着火時期を
目標着火時期に一致させるよう、タイマ機構による噴射
時期制御を行うことにより、燃料噴射ポンプの機械的誤
差、エンジンの機差、経年変化等に起因する実着火時期
の目標着火時期からのずれが補正できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
燃料噴射時期制御装置においては、エンジンの吸気又は
排気バルブの着座ノイズを燃焼時における着火信号とし
て誤って検出してしまい、燃料噴射時期の制御精度が悪
化するという問題を招くおそれがあった。特に高回転・
高負荷状態では、前記着座ノイズが大きくなり、上記の
ような問題が顕著になる可能性があった。

【０００４】本発明は、上記課題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、検出した着火時
期が燃焼によるものか又はノイズであるものかを適正に
判別し、ひいてはノイズに影響されない精度の良い燃料
噴射時期制御を実現することができる燃料噴射時期制御
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、例えばエンジンのシリ
ンダブロックに取り付けられた振動センサにて、燃料噴
射ポンプからエンジンの気筒内に噴射供給された燃料の
燃焼時に発生する着火信号が検出される（着火時期検出
手段）。そして、基準位置センサ（基準位置検出手段）
により検出されたエンジンの基準クランク角位置に相当
する基準位置信号と、前記着火時期検出手段による着火
信号とから実着火時期が演算される（実着火時期演算手
段）。また、エンジン運転状態に基づいて、目標着火時
期並びにタイマ機構による目標噴射時期が演算される
（目標着火時期演算手段，目標噴射時期演算手段）。さ
らに、実着火時期と目標着火時期との偏差に基づいて噴
射時期補正量が求められ、該噴射時期補正量にて前記目
標噴射時期が補正される（噴射時期補正手段）。タイマ
機構の作動は、前記目標噴射時期に基づいて制御される
（噴射時期制御手段）。

【０００６】また、本発明の特徴部分においては、タイ
マ機構による燃料噴射時期の位相変化時に、その時の前
記実着火時期の位相変化状態に応じて、前記着火時期検
出手段により検出された着火信号がノイズによるものか
否かが判別される（ノイズ判別手段）。また、ノイズ判
別手段により前記着火信号がノイズである旨が判別され
た場合、前記噴射時期補正手段による目標噴射時期の補
正が禁止される（補正禁止手段）。

【０００７】要するに、上記のように燃料の燃焼時（着
火時）における振動を着火信号として検出する場合、吸
気又は排気バルブの着座ノイズ等を着火信号として誤検
出してしまう可能性がある。しかし、同着座ノイズに対
応する検出信号は、本来エンジンの基準クランク角位置
に対してその位相が固定され、その一方で、実着火に対
応する検出信号は、基準クランク角位置に対してタイマ
機構による噴射時期制御に応じた位相差を生じる。従っ
て、タイマ機構による燃料噴射時期の位相変化時におい
てその時の実着火時期の位相変化状態を判別することに
よって、着火信号がノイズによるものか否かが判別可能
となる。そして、着火信号がノイズによるものの場合
に、同着火信号に基づく噴射時期補正を禁止することに
より、ノイズによる悪影響を回避することができ、ひい
ては高精度な燃料噴射時期制御が実現できる。

【０００８】特に、請求項２に記載の発明では、ノイズ
判別手段は、タイマ機構による燃料噴射時期の位相変化
と実着火時期の位相変化とが同方向であれば、着火時期
検出手段により検出された着火信号が燃料の燃焼による
ものであると判別し、異方向であれば着火信号がノイズ
によるものであると判別する。そのため、より明確にノ
イズ判別が可能となる。なおここで、燃料噴射時期の位
相変化と実着火時期の位相変化とが異方向であるとは、
互いの変化方向が異なることに加え、一方が変化し且つ
他方が変化しないという相対的な変化状態をも含む。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明では、ノイ
ズ判別手段は、エンジン運転状態が変化した旨が判定さ
れた場合のみ、着火信号のノイズ判別を実施する。つま
り、エンジン運転状態が定常状態の場合には、タイマ機
構による燃料噴射時期の位相変化が少なく、実着火時期
の位相変化も比較的少なくなる。従って、このような定
常状態ではノイズ判別処理を行わず、エンジン運転状態
が変化した場合（過渡状態の場合）のみノイズ判別処理
を行うことで、その演算負荷を大幅に軽減することがで
きる。

【００１０】請求項４に記載の発明では、ノイズ判別手
段は、タイマ機構による燃料噴射時期の位相変化が所定
値よりも小さい時に、その時の実着火時期の位相変化が
所定値を越える場合、着火信号がノイズによるものであ
ると判別する。つまり、タイマ機構による燃料噴射時期
の位相変化が所定値よりも小さい場合には、実際の着火
時期もその位相変化が少ない筈である。従って、上記構
成によれば、明確にノイズ判別が実施できる。

【００１１】さらに、請求項５に記載の発明では、実着
火時期及び燃料噴射時期の位相変化を演算するための過
去の実着火時期及び燃料噴射時期を気筒別に記憶するこ
とにより、燃料噴射時期の制御精度をより一層高めるこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明をディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御システムに具体化した一実施の形態
を図面に従って説明する。本実施の形態における燃料噴
射制御ステムでは、分配型フェイスカム式燃料噴射ポン
プを備え、同ポンプ内で高圧に圧縮された燃料をディー
ゼルエンジンの燃料噴射ノズルに供給する。燃料噴射ポ
ンプから燃料噴射ノズルへの燃料噴射量は燃料噴射ポン
プに設けられた周知の電磁スピル弁にて制御され、ま
た、燃料噴射時期は同じく燃料噴射ポンプに設けられた
周知のタイマ機構にて行われるようになっている。これ
ら電磁スピル弁及びタイマ機構は、エンジン運転状態に
応じて電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）によっ
てその動作が制御されるようになっている。

【００１３】図１は、本実施の形態における燃料噴射制
御システムの概要を示す構成図である。図１において、
エンジン１は４気筒ディーゼルエンジンにて構成され、
分配型燃料噴射ポンプ２から圧送された燃料は燃料噴射
ノズル８から各気筒内に噴射される。エンジン１には、
当該エンジン１の回転に伴い所定の基準クランク角毎
（本実施の形態では、１８０°ＣＡ毎）に基準信号を出
力するための基準位置センサ３と、エンジン気筒内にお
ける燃料の着火時（燃焼時）に発生する振動を検出する
ための振動センサ４と、エンジン１の燃料温を検出する
ための燃料温センサ５とが設けられている。

【００１４】ここで、基準位置センサ３は、エンジン１
のクランク軸と同期して回転する歯車及びこれに対向し
ている電磁ピックアップから構成されており、エンジン
回転数を測定するものにも利用される。振動センサ４
は、エンジン１のシリンダブロックに直接取り付けられ
ており、同センサ４としては例えばガソリンエンジンに
用いられるノックセンサが用いられる。これらセンサ３
〜５の検出信号は後述するＥＣＵ３０に取り込まれる。
なお、本実施の形態では、基準位置センサ３により基準
位置検出手段が構成され、振動センサ４により着火時期
検出手段が構成されている。

【００１５】また、燃料噴射ポンプ２には、燃料噴射時
期を制御するための油圧駆動式のタイマ機構６と、燃料
噴射量を制御するための電磁駆動式の電磁スピル弁７と
が設けられている。

【００１６】図２は、タイマ機構６の構成を示してい
る。図２において、タイマハウジング９内に摺動可能に
配設されたタイマピストン１０はスライドピン１１を介
してローラリング１２に連結されている。また、タイマ
ハウジング９において、低圧室１３にはベーン型フィー
ドポンプ１４への吸入燃料が導入され、高圧室１５には
フィードポンプ１４からの吐出燃料が導入されるように
なっている。ここで、フィードポンプ１４は、燃料噴射
ポンプ２の図示しないドライブシャフトにより回転し、
燃料タンク１６からポンプ室１７へ燃料を圧送する。

【００１７】そして、低圧室１３側に配設されたタイマ
スプリング１８の付勢力と高圧室１５内の燃料圧力との
バランスにより前記タイマピストン１０が図示左右方向
に摺動しローラリング１２が回動する。高圧室１５の燃
料圧は、タイマ制御弁１９により調整されるようになっ
ており、当該タイマ制御弁１９はＥＣＵ３０からの駆動
信号によりデューティ制御される。なお、タイマピスト
ン１０が図中左方へ移動するとローラリング１２は図の
時計周り方向に回動し、このとき燃料噴射時期は進角側
に移行する。

【００１８】また、図１において、燃料噴射ポンプ２に
は、同ポンプ２のドライブシャフトの回転に伴い所定角
度毎に位相検出信号を出力するための位相検出センサ２
１が配設されている。同位相検出センサ２１の構成を図
３に示す。図３において、位相検出センサ２１は、前記
ローラリング１２に取り付けられた電磁ピックアップ２
２と、燃料噴射ポンプ２のドライブシャフト２４に取り
付けられ、前記電磁ピックアップ２２に対向する円板２
３とを有する。円板２３には、９０°間隔で４個の歯２
３ａが設けられている。かかる場合、ドライブシャフト
２４がエンジン１のクランク軸に同期して１／２の速度
で回転するため、結果として位相検出センサ２１はエン
ジン１の１８０°ＣＡ毎に位相検出信号を出力する。な
お、前記ローラリング１２は、タイマピストン１０の摺
動に伴ってドライブシャフト２４を中心に回動するた
め、位相検出信号は、前記タイマ機構６により制御され
た噴射時期に応じて、前記基準位置センサ３による基準
位置信号に対して所定の位相差（以下、これを実位相差
という）を有するものとなる。

【００１９】ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３２，メモリ３３，
タイマ３４等からなるマイクロコンピュータ３１を中心
に構成され、該マイクロコンピュータ３１により燃料噴
射ポンプ２の燃料噴射量や燃料噴射時期が制御される。
ＥＣＵ３０は、その他にＡ／Ｄ変換器３５、入力回路３
６，３７，３８、及び出力回路３９，４０を備える。詳
しくは、Ａ／Ｄ変換器３５は、前記燃料温センサ５によ
るアナログ信号をデジタル信号に変換し、マイクロコン
ピュータ３１に出力する。また、同Ａ／Ｄ変換器３５に
は、アクセルペダル２５の踏み込み操作量を検出するた
めのアクセル位置センサ２６の出力信号が入力され、同
センサ２６のＡ／Ｄ変換信号がマイクロコンピュータ３
１に出力される。

【００２０】なお、本実施の形態では、ＣＰＵ３２によ
り、実着火時期演算手段、目標着火時期演算手段、目標
噴射時期演算手段、噴射時期補正手段、噴射時期制御手
段、ノイズ判別手段及び補正禁止手段が構成されてい
る。

【００２１】ここで、入力回路３８は、振動センサ４に
よる出力信号を波形処理する回路であり、その構成を図
４に示す。図４において、振動センサ４からの信号は高
周波ノイズや交流成分を除去するためのフィルタ４１に
入力され、その出力Ｖｆは積分回路４２及びピークホー
ルド回路４３に入力される。各々の出力Ｖｉ，Ｖｐはコ
ンパレータ４４に入力され、その出力Ｖｉ，Ｖｐの大小
が比較される。本実施の形態では、出力Ｖｐ（ピークホ
ールド回路出力）が出力Ｖｉ（積分回路出力）よりも大
きくなった時にコンパレータ４４から例えば５Ｖの信号
が出力され、それ以外の時には０Ｖが出力されるように
なっている。

【００２２】従って、燃焼振動のレベルが小さく、ピー
クホールド出力が積分出力を越えない場合には、コンパ
レータ４４の出力電圧は０Ｖのままとなる。ピークホー
ルド回路４３には、マイクロコンピュータ３１からリセ
ット信号が入力されるようになっており、このリセット
信号は各気筒の圧縮ＴＤＣ後９０°ＣＡにて出力され、
各気筒の燃焼毎にリセットされる。

【００２３】入力回路３８の動作の詳細を図５に示す。
振動センサ４からの信号をフィルタリングした信号が
（ａ）である。この信号を積分回路４２に入力して得ら
れる波形は（ｂ）に破線で示す「Ｖｉ」のようになり、
ピークホールド回路４３に入力して得られる波形は
（ｂ）に実線で示す「Ｖｐ」のようになる。この２つ
「Ｖｉ，Ｖｐ」をコンパレータ４４に入力すると（ｃ）
に示す出力Ｖｃが得られる。

【００２４】また、入力回路３６，３７は、基準位置セ
ンサ３からの基準位置信号、又は位相検出センサ２１か
らの位相検出信号を波形整形するための周知の波形整形
回路にて構成され、その回路構成を図６に示す（詳細な
説明は省略する）。また、図７は、基準位置信号、位相
検出信号及び着火時期検出信号の信号波形を示す。

【００２５】図７において、基準位置センサ３は所定の
基準クランク角位置で（ａ）に示すような交流信号を出
力する。そして、この交流信号が入力回路３６に入力さ
れると波形整形されて（ｂ）に示すようなパルス周期Ｔ
ｎの基準位置信号が出力される。一方、位相検出センサ
２１の出力信号が入力回路３７にて波形整形されると、
（ｃ）に示す位相検出信号が得られる。このとき、基準
位置信号のパルスと位相検出信号のパルスとにより、前
記タイマ機構６による実位相差ＴＰが求められる。即
ち、基準位置信号のパルスの立ち上がりエッジに対応す
るタイマ値ｔｉ（マイクロコンピュータ３１内のタイマ
３４のカウント値）と、位相検出信号のパルスの立ち上
がりエッジに対応するタイマ値ｔｋとの差が実位相差Ｔ
Ｐに相当する（ＴＰ＝ｔｉ−ｔｋ）。

【００２６】また、振動センサ４による着火時期検出信
号のパルスと基準位置信号のパルスとにより、エンジン
１への燃料噴射に伴う実着火時期が求められる。即ち、
着火時期検出信号のパルスの立ち上がりエッジに対応す
るタイマ値ｔｊと、基準位置信号のパルスの立ち上がり
エッジに対応するタイマ値ｔｉとの差が実噴射時期ＴＴ
Ｐに相当する（ＴＴＰ＝ｔｊーｔｉ）。

【００２７】次に、本実施の形態の作用を説明する。図
８〜図１３にマイクロコンピュータ３１内のＣＰＵ３２
が行う処理をフローチャートで示し、このフローを順を
追って説明する。図８はメインルーチンとしての燃料噴
射時期制御ルーチン、図９はノイズ判定部分の詳細を示
すノイズ判別ルーチン、図１０〜図１３は各種割り込み
ルーチンを示している。

【００２８】図８において、ＣＰＵ３２は、ステップ１
０１で電源投入時に必要な初期化を実施する（例えば、
後述する補正項ΔＴをクリアする等）。次に、ＣＰＵ３
２は、ステップ１０２で基準位置センサ３による基準位
置信号のパルス周期Ｔｎの逆数をとり、定数をかけるこ
とによりエンジン回転数Ｎｅを算出する。

【００２９】この際、前記図７（ｂ）で示す基準位置信
号のパルスの立ち上がりエッジで割り込みがかかるよう
にしてあり、図１０に示す基準位置割り込みルーチンに
従ってパルス周期Ｔｎが算出される。即ち、基準位置割
込みルーチンは、基準位置信号の立ち上がりエッジに同
期してスタートし、ＣＰＵ３２は、ステップ３０１でそ
の時のタイマ値ｔｉを読み込み、続くステップ３０２で
前回のタイマ値ｔi-1と差をパルス周期Ｔｎとして算出
する（Ｔｎ＝ｔｉ−ｔi-1 ）。さらに、ＣＰＵ３２は、
ステップ３０３で基準クランク位置に対する位相検出信
号の実位相差ＴＰを算出する（ＴＰ＝ｔｉ−ｔｋ）。こ
こで、タイマ値ｔｋは、図１１の位相信号割込ルーチン
にて求められる。即ち、位相信号割込みルーチンは図７
（ｃ）に示す位相検出信号のパルスの立ち上がりエッジ
に同期して起動され、ＣＰＵ３２は、ステップ４０１で
タイマ値ｔｋを読込む。

【００３０】図８に戻り、ＣＰＵ３２は、ステップ１０
３で燃料噴射ポンプ２による実際の燃料噴射量（以下、
実噴射量Ｑという）を算出する。ここで、実噴射量Ｑ
は、図示しないマップを用いその時のエンジン回転数Ｎ
ｅとアクセル開度に応じて算出される。その後、ＣＰＵ
３２は、ステップ１０４でその時のエンジン回転数Ｎｅ
と実噴射量Ｑとに応じてマップ或いは計算式により基本
目標位相差ＴＢを算出する。また、ＣＰＵ３２は、続く
ステップ１０５で目標着火時期ＴＴＳを算出する。目標
着火時期ＴＴＳは基本目標位相差ＴＢと同様に、エンジ
ン回転数Ｎｅと実噴射量Ｑとに応じてマップ或いは計算
式により求められる。

【００３１】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ１０６で
基準位置信号のパルスと着火時期検出信号のパルスとか
ら実着火時期ＴＴＰを算出する。但し、この実着火時期
ＴＴＰの算出処理は、実際には図１２に示す着火時期信
号割込ルーチンにて実施される。即ち、着火時期信号割
込ルーチンは図７（ｄ）に示す着火時期検出信号のパル
スの立ち上がりエッジに同期して起動され、ＣＰＵ３２
は、ステップ５０１で信号が立ち上がった時のタイマ値
ｔｊを読み込むと共に、続くステップ５０２で直前に取
り込まれたタイマ値ｔｉとの差を実着火時期ＴＴＰとし
て算出する（ＴＴＰ＝ｔｊ−ｔｉ）。

【００３２】次に、ＣＰＵ３２は、ステップ１０７で前
記図１０のステップ３０３で算出した実位相算出ＴＰの
今回値ＴＰ（ｉ）から前回値ＴＰ（ｉ−１）を減算して
燃料噴射時期の変化量、即ち実位相差変化量ΔＴＰを算
出する。また、ＣＰＵ３２は、続くステップ１０８で前
記図１２のステップ５０２で算出した実着火時期ＴＴＰ
の今回値ＴＴＰ（ｉ）から前回値ＴＴＰ（ｉ−１）を減
算して実着火時期の変化量ΔＴＴＰを算出する。

【００３３】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ１０９で
ノイズ判定フラグｆｌａｇが「０」であるか否かを判別
する。ここで、ノイズ判定フラグｆｌａｇは、今回使用
される振動センサ４の検出信号（着火時期検出信号）が
エンジン１の着火（燃焼）によるものか、或いはノイズ
によるものかを判定するフラグであり、着火（燃焼）で
あれば同フラグｆｌａｇがリセットされ（ｆｌａｇ＝
０）、ノイズであれば同フラグｆｌａｇがセットされる
ようになっている（ｆｌａｇ＝１）。このノイズ判定フ
ラグｆｌａｇは、実位相差変化量ΔＴＰと実着火時期変
化量ΔＴＴＰに基づいて、後述する図９の処理に従って
操作される。

【００３４】かかる場合、ｆｌａｇ＝０であれば、ＣＰ
Ｕ３２は今回の着火時期検出信号がノイズでないとみな
し、ステップ１１０にて補正項ΔＴを算出する。補正項
ΔＴは、前記ステップ１０５で算出した目標着火時期Ｔ
ＴＳと前記ステップ１０６で算出した実着火時期ＴＴＰ
との偏差をなくすためのフィードバック補正項として算
出される。また、ｆｌａｇ＝１であれば、ＣＰＵ３２は
今回の着火時期検出信号がノイズであるとみなし、ステ
ップ１１１で補正項ΔＴを「０」とする。即ち、今回の
着火時期検出信号による噴射時期補正を禁止する。

【００３５】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ１１２で
基本目標位相差ＴＢと補正項ΔＴとを加算して、補正後
目標位相差ＴＳを算出する（ＴＳ＝ＴＢ＋ΔＴ）。次
に、ＣＰＵ３２は、ステップ１１３で実位相差ＴＰを算
出する。これは前述した図１０のステップ３０３で求め
た実位相差ＴＰを用いればよい。次に、ＣＰＵ３２は、
ステップ１１４で補正後目標位相差ＴＳと実位相差ＴＰ
との偏差をなくすべく、前記タイマ制御弁１９に出力す
る駆動信号のデューティ比Ｄを算出する。

【００３６】以上ステップ１１４まで進んだら本処理は
ステップ１０２に戻り、再び出力デューティ比Ｄの算出
を行うため同様の処理を繰り返す。こうしてルーチンが
実施されている最中に、所定時間毎に図１３に示す定時
割込みルーチンが起動され、ＣＰＵ３２は、ステップ６
０１で定時間割込処理（例えば、電磁スピル弁７の駆動
処理）を実行し、続くステップ６０２で前記図８のステ
ップ１１４で算出したデューティ比Ｄを出力回路４０に
出力する。このデューティ比Ｄにより、タイマ機構６の
タイマ制御弁１９の駆動がデューティ制御される。

【００３７】次いで、前記図８のステップ１０９に係わ
るノイズ判別手順について、図９のノイズ判別ルーチン
を用いて詳細に説明する。なお、本ルーチンは、例えば
各気筒の燃焼噴射周期（本実施の形態では、１８０°Ｃ
Ａ周期）にてＣＰＵ３２により実行される。

【００３８】さて、図９のルーチンがスタートすると、
ＣＰＵ３２は、先ずステップ２０１でノイズ判別フラグ
ｆｌａｇを「０」にクリアする。続いて、ＣＰＵ３２
は、ステップ２０２で実位相差変化量ΔＴＰにその時の
エンジン回転数Ｎｅをかけてクランク角度に応じた値Δ
θＴＰに変換する。また、ＣＰＵ３２は、ステップ２０
３で実着火時期変化量ΔＴＴＰにその時のエンジン回転
数Ｎｅをかけてクランク角度に応じた値ΔθＴＴＰに変
換する。つまり、変化量ΔＴＰ，ΔＴＴＰを時間単位の
ままで扱うと、エンジン回転数が高くなるにつれて検出
感度が下がることがあるため、同変化量ΔＴＰ，ΔＴＴ
Ｐを角度単位の変化量ΔθＴＰ，ΔθＴＴＰに変換す
る。

【００３９】さらに、ＣＰＵ３２は、ステップ２０４，
２０５で変化量ΔθＴＰ，ΔθＴＴＰの絶対値の大きさ
に基づいて、振動センサ４により検出された着火時期検
出信号のパルスがノイズによるものであるか否かを判別
する。即ち、ステップ２０４では、実位相差変化量Δθ
ＴＰの絶対値｜ΔθＴＰ｜が所定値Ｓ１（例えば＋１°
ＣＡ）未満であるか否かを判別する。また、ステップ２
０５では、｜ΔθＴＰ｜＜所定値Ｓ１の時に、実着火時
期変化量ΔθＴＴＰの絶対値｜ΔθＴＴＰ｜が所定値Ｓ
２よりも小さいか否かを判別する。ここで、ステップ２
０５の判定値Ｓ２は、ステップ２０４の所定値Ｓ１と同
じ値としてもよいが、多少のばらつきを考慮し、所定値
Ｓ１にある係数Ｋ（Ｋ＞１）をかけた値としてもよい。
また、係数Ｋを、エンジン回転数や負荷によって可変設
定することも可能である。

【００４０】そして、｜ΔθＴＰ｜，｜ΔθＴＴＰ｜が
共に所定値Ｓ１，Ｓ２未満であれば、ＣＰＵ３２はステ
ップ２０９に進み、着火時期検出信号が実際の着火（燃
焼）によるものとしみなしてノイズ判定フラグｆｌａｇ
をクリアする（ｆｌａｇ＝０）。また、｜ΔθＴＴＰ｜
が所定値Ｓ２以上の場合、ＣＰＵ３２はステップ２１０
に進み、着火時期検出信号がノイズによるものとしみな
してノイズ判定フラグｆｌａｇをセットする（ｆｌａｇ
＝１）。

【００４１】一方、前記ステップ２０４で実位相差変化
量ΔθＴＰの絶対値が所定値Ｓ１を越える値であれば、
ＣＰＵ３２はステップ２０４を否定判別し、ステップ２
０６〜２０８で実位相差及び実着火時期の変化方向が同
方向であるか否かによってノイズの有無を判別する。

【００４２】詳しくは、ステップ２０６では、実位相差
変化量ΔθＴＰが「０」を越える値であるか否かを判別
し、ステップ２０７では、実着火時期変化量ΔθＴＴＰ
が「０」を越える値であるか否かを判別する。ステップ
２０８では、実着火時期変化量ΔθＴＴＰが「０」未満
であるか否かを判別する。この場合、実位相差変化量Δ
θＴＰ及び実着火時期変化量ΔθＴＴＰが同じ方向に変
化していれば（ステップ２０６，２０７が共にＹＥＳの
場合、或いはステップ２０６がＮＯで且つステップ２０
８がＹＥＳの場合）、タイマ機構６による実位相差ＴＰ
の変化に伴い実着火時期ＴＴＰが同方向に変化したこと
を意味する。従って、ＣＰＵ３２は、振動センサ４によ
り検出された実着火時期信号のパルスが実際の着火（燃
焼）によるものであるとみなし、ノイズ判定フラグｆｌ
ａｇをクリアする（ｆｌａｇ＝０）。

【００４３】また、実位相差変化量ΔθＴＰ及び実着火
時期変化量ΔθＴＴＰが異なる方向に変化していれば
（ステップ２０６がＹＥＳで且つステップ２０７がＮＯ
の場合、或いはステップ２０６，２０８が共にＮＯの場
合）、タイマ機構６による実位相差ＴＰの変化にもかか
わらず実着火時期ＴＴＰが変化していない、又は異方向
に変化したことを意味する。従って、ＣＰＵ３２は、振
動センサ４により検出された実着火時期信号のパルスが
ノイズによるものであるとみなし、ノイズ判定フラグｆ
ｌａｇをセットする（ｆｌａｇ＝１）。こうした一連の
ノイズ判別処理は、前記図８のルーチンに反映される。

【００４４】以上詳述した本実施の形態の効果を以下に
まとめて記載する。本実施の形態では、タイマ機構６に
よる燃料噴射時期の位相変化時（実位相差ＴＰの変化
時）に、その時の実着火時期の位相変化状態（実着火時
期ＴＴＰの変化状態）に応じて、振動センサ４により検
出された着火時期検出信号がノイズによるものか否かを
判別するようにした。その具体的内容は上述した通りで
ある（図９のステップ２０４〜２０８）。

【００４５】要するに、振動センサ４による振動検出結
果を着火時期検出信号として検出する場合、吸気又は排
気バルブの着座ノイズ等を着火信号として誤検出してし
まう可能性がある。しかし、同着座ノイズに対応する検
出信号は、本来エンジンの基準クランク角位置に対して
その位相が固定され、その一方で、実着火に対応する検
出信号は、基準クランク角位置に対してタイマ機構によ
る噴射時期制御に応じた位相差を生じる。従って、タイ
マ機構６による実位相差ＴＰの変化時においてその時の
実着火時期ＴＴＰの位相変化状態を判別することによっ
て、着火時期検出信号がノイズによるものか否かが判別
可能となる。

【００４６】そして、振動センサ４にて検出された着火
時期検出信号のパルスがノイズによるものでなければ、
当該着火時期検出信号に基づく目標噴射時期の補正を行
い、ノイズであれば、着火時期検出信号に基づく目標噴
射時期の補正を禁止するようにした（図８のステップ１
０９〜１１１）。従って、ノイズを着火時期検出信号と
して誤検出してしまい、燃料噴射時期の制御精度が悪化
するという問題が回避できる。その結果、燃料噴射ポン
プ２による燃料噴射の制御精度を高めることができる。

【００４７】なお、本実施の形態では、着火時期検出手
段としてエンジン燃焼時に発生する振動を振動センサ
（ノックセンサ）にて検出するようにしたが、同ノック
センサをガソリンエンジンに使用した時とは以下に示す
相違点を有する。つまり、ガソリンエンジンでは、吸気
又は排気バルブの着座によるノイズ、ノッキングにより
発生する振動のいずれもがエンジンの回転位相の特定の
位置で発生する。そのため、ノックセンサのノイズ除去
は、エンジンの回転位相の特定区間（例えば圧縮上死点
後１０〜５０°ＣＡ）以外でノックセンサ出力をマスク
し、前記区間内のみの信号をモニタするという方法が採
られている。これに対しディーゼルエンジンでは燃焼が
自己着火であり、燃え始め（着火時期）は燃料の噴射開
始時期と密接な関係にある。即ち、噴射時期の位相変化
に呼応して着火時期の位相も変化する。以上のことか
ら、ディーゼルエンジンの着火時期が振動センサ（ノッ
クセンサ）により確実に検出できる。

【００４８】また、本実施の形態の構成によれば、振動
センサ４による着火時期検出信号に対して、新たなノイ
ズ除去手段を設けたり、噴射時期制御領域（エンジン回
転数、負荷など）を制限したりする必要はなく、より容
易に且つ確実に高精度な噴射時期制御が実現できる。

【００４９】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態を説明する。但し、本実施の形態の構成に
おいて、上述した第１の実施の形態と同等であるものに
ついてはその説明を省略する。そして、以下には第１の
実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施
の形態では、ＣＰＵ３２により運転状態判別手段が構成
されている。

【００５０】図１４は、本実施の形態におけるノイズ判
別ルーチンを示す。図１４において、ＣＰＵ３２は、先
ずステップ７０１でエンジン運転状態が過渡状態である
か否か、即ちエンジン運転状態が変化しているか否かを
を判別する。この判別は、例えばエンジン回転数Ｎｅの
変化度合や負荷（アクセル開度等）により行われる。そ
して、エンジン過渡状態でなければ、ＣＰＵ３２はステ
ップ７０８に進み、ノイズ判定フラグｆｌａｇをクリア
する。

【００５１】エンジン運転状態が過渡状態であれば、ス
テップ７０２以降の処理を実施する。なお、ステップ７
０２〜７０４の処理は前記図９のステップ２０１〜２０
３の処理と同等であって、ここでは説明を省略する。ま
た、ＣＰＵ３２は、ステップ７０５〜７０７で実位相差
ＴＰ及び実着火時期ＴＴＰの変化方向が同方向であるか
否かによってノイズの有無を判別する。

【００５２】このとき、前記図９のルーチンでは、ステ
ップ２０４，２０５で変化量ΔθＴＰ，ΔθＴＴＰの絶
対値の大きさに基づいて着火時期検出信号のノイズ判別
を行っていたが、本実施の形態の図１４では、エンジン
過渡状態にのみノイズ判別を行うため、上記ステップ２
０４，２０５に相当する処理が省略できる。

【００５３】そして、ＣＰＵ３２は、ステップ７０５〜
７０７で前記図９の２０６〜２０８と同様に、実位相差
変化量ΔθＴＰ及び実着火時期変化量ΔθＴＴＰが同じ
方向に変化しているか否かに応じて、振動センサ４によ
り検出された実着火時期信号のパルスが実際の着火（燃
焼）によるものか又はノイズによるものかを判別する。
要約すれば、変化量ΔθＴＰ，ΔθＴＴＰが同じ方向に
変化する場合、ＣＰＵ３２は、ステップ７０８でノイズ
判定フラグｆｌａｇをクリアする（ｆｌａｇ＝０）。ま
た、変化量ΔθＴＰ，ΔθＴＴＰが異なる方向に変化す
る場合、ＣＰＵ３２は、ステップ７０９でノイズ判定フ
ラグｆｌａｇをセットする（ｆｌａｇ＝１）。

【００５４】本第２の実施の形態では、上記実施の形態
と同様に本発明の目的が達成されるのは勿論のこと、そ
の他に次に示す効果が得られる。つまり、エンジン運転
状態が定常状態の場合には、タイマ機構６による燃料噴
射時期の位相変化が少なく、実着火時期の位相変化も比
較的少なくなる。そこで、本実施の形態では、エンジン
運転状態が変化した旨が判定された場合のみ、着火信号
のノイズ判別を実施するようにした。その結果、エンジ
ン定常時におけるＣＰＵ３２による演算負荷を大幅に軽
減することができる。

【００５５】なお、本発明は、上記実施の形態の他に次
の様態にて具体化することができる。 （１）上記第１の実施の形態では、図９において、実位
相差及び実着火時期の変化量の大きさに基づいて着火時
期検出信号のノイズ判別を行うと共に（ステップ２０
４，２０５）、実位相差及び実着火時期の変化量の方向
性に基づいて同じく着火時期検出信号のノイズ判別を行
うようにしたが（ステップ２０６〜２０８）、これを変
更してもよい。例えば、ステップ２０４，２０５の処
理、又はステップ２０６〜２０８の処理を別個の燃料噴
射制御システムに適用してもよい。かかる場合にも、適
切にノイズ判定フラグｆｌａｇが操作され、ノイズによ
る噴射時期制御への悪影響が回避できる。

【００５６】（２）上記第２の実施の形態の図１４のル
ーチンにおいて、エンジン定常運転時にはノイズ判別を
行わず、そのままノイズ判定フラグｆｌａｇをリセット
していたが（ステップ７０８）、これを変更してもよ
い。例えば、エンジン定常運転時に実着火時期変化量Δ
θＴＴＰ（の絶対値）が所定値を越えれば、ノイズ判定
フラグｆｌａｇをセットし、着火時期検出信号のパルス
がノイズである旨を判定するようにしてもよい（ステッ
プ７０１がＮＯで且つ｜ΔθＴＴＰ｜≧所定値の場合、
ｆｌａｇ＝１とする）。

【００５７】（３）ノイズ判別処理において、実位相差
ＴＰ，実位相差変化量ΔＴＰ，実着火時期ＴＴＰ，実着
火時期変化量ΔＴＴＰ等の各種パラメータを気筒毎にマ
イクロコンピュータ３１内のメモリ３３に記憶し、各々
の同一気筒データを用いて気筒毎にノイズ判定及び噴射
時期制御を行うようにしてもよい。かかる場合、燃料噴
射時期の制御精度をより一層高めることができる。

【００５８】（４）実位相差ＴＰ，実位相差変化量ΔＴ
Ｐ，実着火時期ＴＴＰ，実着火時期変化量ΔＴＴＰを扱
う際には、それらをタイマ３４による時間差で求めても
よいし、エンジン回転数を対応させた角度差で求めても
よい。但し、角度差で求めた方がより正確な制御が可能
なる。

【００５９】（５）着火時期検出手段としては上記振動
センサ以外に、燃焼圧，イオン電流を検出するセンサ
や、燃焼光を検出するフォトランジスタを適用すること
も可能である。

【００６０】（６）前記図８のルーチンでは、基本目標
位相差ＴＢや目標着火時期ＴＴＳの算出時に実噴射量Ｑ
をパラメータとして使用したが、これに代えてアクセル
開度を使用してもよい。

【００６１】（７）上記実施の形態では分配型フェイス
カム式の燃料噴射ポンプにて本発明を適用したが、イン
ナカム式の燃料噴射ポンプに適用してもよい。また、ポ
ンプ被駆動軸とクランク軸との回転位相を変化させて噴
射時期を制御する列型の噴射ポンプにも同様に適用でき
る。

【００６２】（８）上記実施の形態では、図３に示すよ
うに位相検出センサ２１の円板２３に気筒数と同数（４
つ）の歯２３ａを設け、同センサ２１の検出結果を燃料
噴射ポンプ２の位相検出信号として出力すると共に、同
位相検出信号にてエンジン回転数を検出するようにし
た。これを別の実施の形態に変更しもよい。例えば、図
１５に示すように、パルサ２３の外周に多数の歯４５
（例えば図示の場合６４歯）を設けると共に、気筒数と
同数の欠歯部４５ａ〜４５ｄを設ける。かかる場合、位
相検出センサ２１にて得られる信号は波形整形後に図１
６のような波形になる。この信号の前後パルスの立ち上
がりエッジ間の時間を毎回計測し、その時間の大きさか
ら欠歯を判定し、その欠歯の次の立ち上がり（Ｇ）を検
出する。このＧ点を前記実施の形態の位相信号の代わり
に利用することもできる。この場合、回転情報の入力頻
度も多くなり、燃料噴射制御を安定して行なうことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態における燃料噴射制御システ
ムの概略を示す構成図。

【図２】燃料噴射ポンプのタイマ機構を示す構成図。

【図３】位相検出センサの取り付け状態を示す構成図。

【図４】振動センサ及びその信号入力回路を示す概略構
成図。

【図５】図４の各部における信号波形図。

【図６】基準位置センサ及びその信号入力回路を示す電
気回路図。

【図７】基準位置信号，位相検出信号，着火時期検出信
号を各々に示す信号波形図。

【図８】第１の実施の形態における燃料噴射時期制御ル
ーチンを示すフローチャート。

【図９】第１の実施の形態におけるノイズ判別ルーチン
を示すフローチャート。

【図１０】基準位置割込ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図１１】位相信号割込ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図１２】着火時期信号割込ルーチンを示すフローチャ
ート。

【図１３】定時割込ルーチンを示すフローチャート。

【図１４】第２の実施の形態におけるノイズ判別ルーチ
ンを示すフローチャート。

【図１５】位相検出センサの他の実施の形態を示す図。

【図１６】図１５のセンサの発生信号を整形した信号の
波形図。

【符号の説明】

１…ディーゼルエンジン、２…燃料噴射ポンプ、３…基
準位置検出手段としての基準位置センサ、４…着火時期
検出手段としての振動センサ、６…タイマ機構、３２…
実着火時期演算手段，目標着火時期演算手段，目標噴射
時期演算手段，噴射時期補正手段，噴射時期制御手段，
ノイズ判別手段，補正禁止手段，運転状態判別手段とし
てのＣＰＵ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに高圧燃料を供給するための燃料
   噴射ポンプと、 当該エンジンの基準クランク角位置を検出する基準位置
   検出手段と、 前記エンジンの気筒に噴射供給された燃料が燃焼する時
   の着火信号を検出する着火時期検出手段と、 前記燃料噴射ポンプによる燃料噴射時期を調節するタイ
   マ機構と、 前記基準位置検出手段により基準位置信号と前記着火時
   期検出手段による着火信号とから実着火時期を演算する
   実着火時期演算手段と、 エンジン運転状態に基づいて目標着火時期を演算する目
   標着火時期演算手段と、 エンジン運転状態に基づいて目標噴射時期を演算する目
   標噴射時期演算手段と、 前記実着火時期演算手段による実着火時期と前記目標着
   火時期演算手段による目標着火時期との偏差に基づいて
   噴射時期補正量を求め、該噴射時期補正量にて前記目標
   噴射時期を補正する噴射時期補正手段と、 前記目標噴射時期に基づいて前記タイマ機構を作動させ
   る噴射時期制御手段と、を備えた燃料噴射時期制御装置
   において、 前記タイマ機構による燃料噴射時期の位相変化時に、そ
   の時の前記実着火時期の位相変化状態に応じて、前記着
   火時期検出手段により検出された着火信号がノイズによ
   るものか否かを判別するノイズ判別手段と、 前記ノイズ判別手段により前記着火信号がノイズである
   旨が判別された場合、前記噴射時期補正手段による目標
   噴射時期の補正を禁止する補正禁止手段と、を備えたこ
   とを特徴とする燃料噴射時期制御装置。
2. 【請求項２】前記ノイズ判別手段は、タイマ機構による
   燃料噴射時期の位相変化と実着火時期の位相変化とが同
   方向であれば、前記着火時期検出手段により検出された
   着火信号が燃料の燃焼によるものであると判別し、異方
   向であれば着火信号がノイズによるものであると判別す
   る請求項１に記載の燃料噴射時期制御装置。
3. 【請求項３】エンジン運転状態が変化したか否かを判別
   する運転状態判別手段を備える燃料噴射時期制御装置に
   おいて、 前記ノイズ判別手段は、前記運転状態判別手段によりエ
   ンジン運転状態が変化した旨が判定された場合のみ、着
   火信号のノイズ判別を実施する請求項１又は２に記載の
   燃料噴射時期制御装置。
4. 【請求項４】前記ノイズ判別手段は、前記タイマ機構に
   よる燃料噴射時期の位相変化が所定値よりも小さい時
   に、その時の前記実着火時期の位相変化が所定値を越え
   る場合、前記着火時期検出手段により検出された着火信
   号がノイズによるものであると判別する請求項１〜３の
   いずれかに記載の燃料噴射時期制御装置。
5. 【請求項５】多気筒ディーゼルエンジンに適用されるも
   のであって、 前記実着火時期及び燃料噴射時期の位相変化を演算する
   ための過去の実着火時期及び燃料噴射時期を気筒別に記
   憶するようにした請求項１〜４のいずれかに記載の燃料
   噴射時期制御装置。