JPS61258932A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射時期検出方法
に係り、特に、電磁弁スピル式の分配型燃料噴射ポンプ
を備えた自動車用ディーゼルエンジンの燃料噴射制御に
用いるのに好適な、基準位置センサにより検出されるエ
ンジンの基準位置タイミングと、ポンププランジャの動
きに同期した回転数センサにより検出されるポンププラ
ンジャの圧送タイミングとを検出し、両タイミングの差
から燃料噴射時期を求めるようにしたディーゼルエンジ
ンの燃料噴射時期検出方法の改良に関する。

【従来の技術】

従来より、ディーゼルエンジンに供給される燃料噴１）
ｌｌを精密に制御するため、電磁弁スピル式の分配型燃
料噴射ポンプが使用されている。この電磁弁スピル式分
配型燃料噴射ポンプは、プランジャ先端面とシリンダ内
壁面とによって形成される高圧室とポンプハウジング内
の低圧至とを連通路で連通づると共に、この連通路を遮
断及び連通する電磁弁（電磁スピル弁と称する）を設け
、該１！阻スピル弁をオンオフ制御することによって、
燃料噴射量を制御するものである。即ち、高圧室が縮小
される方向にプランジャがリフトされる前に、電磁スピ
ル弁によって連通路を遮断しておき、プランジャをリフ
トして所定量の燃料が噴射された時に前記電磁スピル弁
により連通路を連通して燃料＠躬を停止ブるものである
。 このような電磁弁スピル式の分配型燃料噴射ポンプにお
いて、燃料噴射時期は、次のようにして制（財）されて
いる。即ち、エンジンの基準位置で、第５図（Ａ＞に示
すような基準位置パルス（以下ＴＤＣパルスと称する）
を発生する基準位置センサを燃料噴射ポンプの駆動軸に
取付ける。この基準位置センサの取付は位置は、アイド
ル状態時にタイミングライトにより、クランクブーりの
基準位置と合うように基準位置センサの取付は位置を移
動づることによって調整されている。よって、該基準位
置センサの出力は、エンジンの基準位置に対応している
。又、噴射時期を制御しているタイマピストンの動きと
運０するローラリング上に回転数センサ（以下ＮＥセン
サと称する）を配設すると共に、燃料噴射ポンプの駆動
軸に、第６図に示すような、回転角信号としてのＮＥパ
ルスを発生するための凸歯８Ａを有する歯車状のパルサ
８を取付け、該バルサ８に欠ｔａ８Ｂを設け、タイマ位
置の動きによって移動する該欠歯８Ｂの位置が、第５図
（８）に示す如く、ＮＥセンサに検出されたタイミング
を、ポンププランジャの圧送タイミングとして検出し、
前記基準位置センサで検出されたＴＤＣタイミングＴ　
ｔｄｃとの差より、タイマピストンの動き量、即ち燃料
噴射時期を検出して、例えばタイマピストンをフィード
バック制御するようにしている。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら従来は、前記ＮＥセンサにより欠歯が検出
されるタイミングが、燃料噴射ポンプの取付は角度、Ｎ
ＥバルサやＮＥセンサの取付は状態によって大きくばら
つくため、正確な燃料噴射時期を検出することができず
、噴射時期制（財）も正確に行えなくなり、排気温度や
燃焼下温度が限界以上となって、エンジンに不具合が生
じたり、有害排出ガスが増大する等の問題点を有してい
た。 このような問題点を解消づるものとして、出願人は既に
特願昭５９−３１８８６で、タイマ位置が標準タイマ位
置（例えばアイドリング時に頻繁に設定される進角度）
である時に、ＴＤＣタイミングと欠歯タイミングの差を
検出してこれにより通常時の両タイミングの差を補正し
たり、始動直後の一定期間のみタイマの進角度を最大進
角状態に制御して、前記両タイミングの差を検出し、こ
れにより両タイミングの差を補正したりづるようにした
燃料噴射ポンプの基準位置補正装置を提案している。 しかしながら、一般に燃料噴射ポンプの内圧はばらつい
ているため、タイマ位置も、第７図に示すように、ポン
プ内圧とエンジン回転速度ＮＥによりばらつき、特願昭
５９−３１８８６で提案し１；方法では、補正量が３〜
４°ＣＡぐらいばらついて、正確な補正ができない恐れ
があった。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、燃料噴射ポンプの内圧のばらつきにかかわらず、
正確な燃料噴射時期を検出することができるディーゼル
エンジンの燃料噴射時期検出方法を提供することを目的
とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、基準位置センサにより検出されるエンジンの
基準位置タイミングと、ポンププランジャの動きに同期
した回転数センサにより検出されるポンププランジャの
圧送タイミングとを検出し、両タイミングの差から燃料
噴射時期を求めるようにしたディーゼルエンジンの燃料
噴射時期検出方法において、第１図にその要旨を示す如
く、アイドル領域付近又は減速時の燃料カット中である
ことを検出づる手順と、該アイドル領域付近又は減速時
燃料カット中である時に、燃料噴射時期を強制約に最大
遅角状態に制御する手順と、該最大遅角状態での前記両
タイミングの差を検出する手順と、該最大遅角状態での
両タイミングの差に応じて、通常状態の前記両タイミン
グの差を補正する手順とを含むことにより、前記目的を
達成したものである。

【作用１ 本発明においては、基準位置タイミングと圧送タイミン
グの差から燃料噴射時期を求めるに際して、アイドル領
域付近又は減速時燃料カット中である時に、燃料噴射時
期を強制的に最大遅角状態に制御し、該最大遅角状態で
の前記両タイミングの差に応じて、通常状態の前記両タ
イミングの差を補正するようにしている。最大遅角状態
では、タイマピストンの先端がシリンダの壁面に当って
タイマピストン位置が一定しているので、燃料噴射ポン
プ内圧のばらつきにかかわらず、安定した補正を行うこ
とができ、正確な燃料噴射時期を検出することができる
。 【実施例】 以下、図面を参照して、本発明に係る噴射時期制卸方法
が採用された、自動車用の電子制御ディーゼルエンジン
の実施例を詳細に説明する。 本実施例には、第２図に示す如く、エアクリーナ１１の
下流に配設された、吸入空気の温度を検出するための吸
気温センサ１２が備えられている。 該吸気温センサ１２の下流には、排気ガスの熱エネルギ
により回転されるタービン１４Ａと、該タービン１４Ａ
と連動して回転されるコンプレッサ１４Ｂからなるター
ボチャージャ１４が備えられている。ｖＡターボチャー
ジャ１４のタービン１４Ａの上流側とコンプレッサ１４
Ｂの下流側は、吸気圧の過上昇を防止するためのウェス
トゲート弁１５を介して連通されている。 前記コンプレッサ１４Ｂ下流側のベンチュリ１６には、
アイドル時に吸入空気の流量をＩＩＩ限するための、運
転席に配設されたアクセルペダル１７　　　　　ｉと連
動して非線形に回動するようにされた主吸気絞り弁１８
が備えられている。前記アクセルペダル１７の開度（以
下、アクセル開度と称する）Ａｃｃｐは、アクセルセン
サ２０によって検出されている。 前記主吸気絞り弁１８と並列に副吸気絞り弁２２が備え
られており、該副吸気絞り弁２２の関度は、ダイヤフラ
ム装置２４によって制御されている。該ダイヤフラム装
置２４には、負圧ポンプ（図示省略）で発生した負圧が
、負圧切換弁（以下、ｖＳＶと称する）２８又は３０を
介して供給される。 前記吸気絞り弁１８．２２の下流側には吸入空気の圧力
を検出すｉだめの吸気圧センサ３２が備えられている。 ディーゼルエンジン１０のシリンダヘッド１０Ｉ＼には
、エンジン燃焼室１０Ｂに先端が臨むようにされｌζ噴
射ノズル３４及びグロープラグ３６が備えられている。 又、ディーゼルエンジン１０のシリンダブロック１０Ｇ
には、エンジン冷却水温を検出するための水温センサ４
０が備えられている。 前記Ｗｊ１射ノズル３４には、噴射ポンプ４２から燃料
が圧送されてくる。該噴射ポンプ４２には、ディーゼル
エンジン１０のクランク軸の回転と運動して回転される
駆動軸４２Ａと、該駆動軸４２Ａに固着された、燃料を
加圧するためのフィードポンプ４２Ｂ〈第２図は９０°
展開した状態を示す）と、燃料供給圧を調整するための
燃圧調整弁４２Ｇと、前記駆動軸４２Ａに固着されたギ
ヤ４２Ｄの回転変位からエンジンの基準装置、例えば上
死点（ＴＤＣ）を検出するための、例えば電磁ピックア
ップからなる基準位置センサ４４と、該基準位置センサ
４４の取付は位置のずれを電気的に調整するための調整
抵抗４５と、前記駆動軸４２Ａに固着された、前出第６
図に示したような形状のＮＥバルサ４２Ｈの回転変位か
らエンジン回転角及び欠歯位置を検出するための、例え
ば電磁ピックアップからなるＮＥセンサ４６と、フェイ
スカム４２Ｆとプランジャ４２Ｇを往復動させ。 又、そのタイミングを変化させるためのローラリジグ４
２Ｈと、該ローラリング４２Ｈの回動位置を変化させる
ためのタイマピストン４２Ｊ（第２図は９０゛展開した
状態を示す）と、該タイマピストン４２Ｊの位置を制御
することによって噴射時期をＩＩＩ　Ｉｌｌするための
タイミング制御弁（以下、ＴＣＶと称する）４８と、ス
ピルボート４２Ｋを介してのプランジャ４２Ｇからの燃
料逃し時期を変化させることによって燃料噴射量を制御
ｌｌするための１！磁スピル弁５０と、異常時に燃料を
カットするための燃料カット弁（以下ＦＣＶと称する）
５２と、燃料の逆流や後型れを防止するためのデリバリ
バルブ４２Ｌと、が備えられている。 前記吸気温センサ１２、アクセルセンサ２０、吸気圧セ
ンサ３２、着火時期センサ３８、水温センサ４０、基準
位置センサ４４、調整抵抗４５、ＮＥセンサ４６、キイ
スイッチ、エアコンスイッチ、ニュートラルセーフティ
スイッチ出力、車速信号等は、電子制御ユニット（以下
、ＥＣｔＪと称づる）５６に入力されて処理され、ｒＡ
Ｅ　ＣＵ　５６の出力によッテ、前記ＶＳＶ２８．３０
、ＴＣＶ４８、！！電磁スピル弁５０．ＦＣＶ５２が制
御される。 前記ＥＣＵ３６は、第３図に詳細に示す如く、各種演算
処理を行うための中央処理ユニット（以下、ＣＰＵと称
する）５６Ａと、バッファ５６Ｂを介して入力される前
記水温センサ４０出力、バッファ５６Ｃを介して入力さ
れる前記吸気温センサ１２出力、バッファ５６Ｄを介し
て入力される前記吸気圧センサ３２出力、バッファ５６
Ｅを介して入力される前記アクセルセンサ２０出力、バ
ッファ５６Ｆを介して入力される位相補正電圧信号、バ
ッファ５６Ｇを介して入力されるτ補正電圧信号等を順
次取込むためのマルチプレクサ（以下、ＭＰＸと称する
）５６Ｈと、該ＭＰＸ５６Ｈ出力のアナログ信号をデジ
タル信号に変換してＣＰＵ５６Ａに取込むためのアナロ
グ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）５
６Ｊと、前記ＮＥセンサ４６出力を波形整形してＣＰＵ
５６Ａに取込むための波形整形回路５６にと、前記基準
位置センサ４４出力を波形整形してＣＰＩＪ５６Ａに取
込むための波形整形回路５６Ｌと、スタータ信号をＣＰ
ＩＪ５６Ａに取込むためのバッファ５６Ｎと、エアコン
信号をＣＰＵ５６Ａに取込むためのバッファ５６Ｐと、
トルコン信号をＣＰＵ５６Ａに取込むためのバッファ５
６Ｑと、前記ｃＰＵ５６Ａの演算結果に応じて前記ＦＣ
Ｖ５２を駆動するための駆動回路５６Ｒと、前記ＣＰＵ
５６Ａの演算結果に応じて前記ＴＣＶ４８を駆動するた
めの駆動回路５６８と、前記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に
応じて前記電磁スピル弁５０を駆動するための駆動回路
５６Ｔと、前記！！電磁スピル弁０に流れる電流を検出
して前記駆動回路５６Ｔにフィードバックするだめの電
流検出回路５６Ｕと、低電圧を検出して前記駆動回路５
６丁に入力するための低電圧検出回路５６Ｖと、前記Ｃ
ＰＵ５６Ａの演算結果に応じて自己１診断信号（以下ダ
イアグ信号と称する）を出力するための駆動回路５６Ｗ
と、前記ＣＰＵ５６Ａの演算結果に応じて警告灯を駆動
するための駆動回路５６Ｘとから構成されている。 ここで、前記位相補正電圧信号は、噴射ポンプ４２に基
準位置センサ４４を取付ける際に発生する正規の位置と
実際の取付は位置との位相差等を補正するための信号で
ある。又、前記で補正電圧信号は、前記噴射ポンプ４２
における各部品の個体差による応答性のずれを補正する
ための信号である。 以下実施例の作用を説明する。 本実施例における噴射時期の制御は、第４図に示すよう
な流れ図に従って実行される。即ち、まずステップ１１
０で、前記基準位置センサ４４によるＴＤＣパルスの検
出タイミングＴｔｄｃと、前記ＮＥセンサ４６による欠
歯の検出タイミングＴから、次式に示す如く、両者の時
間間隔Δｔを求める。 Δｊ４−Ｔｔｄｃ−Ｔ・・・・・・（１）次いでステッ
プ１１２に進み、前記時Ｉ１１間隔Δ

【及び、前記ＮＥ
センサ４６の凸歯間隔時間から求められるエンジン回転
速度ＮＥより、噴射角度θを求める。この噴射角度θが
、前記タイマピストン４２Ｊの動き量、即ち、噴射時期
に対応している。 次いでステップ１１４に進み、例えば、始動時や始動後
暫くの門でないこと、アクセルペダル１７が全開となっ
てから暫く経過していること、ニュートラルレンジであ
るか又はドライブレンジで車速が零であること、及び、
ダッシュポットが利いていないこと等の条件が全て成立
したことからアイドル安定状態であるか否かを判定する
。判定結果が正である場合には、ステップ１１６に進み
、前記ＴＣＶ４８の制御デユーティ比を１００％として
、噴射時期を強制的に最大遅角状態とする。 次いでステップ１１８に進み、この時の時間間隔Δを及
びエンジン回転速ａＮＥから噴射角度θを算出する。次
いでステップ１２０に進み、次式に示す如く、ステップ
１１８で求められた噴射角度θと、標準角度αの差を求
めて、これを補正角度θ０とする。 θ０←θ−α・・・・・・（２） ここで標準角度αは、燃料噴射ポンプ４２の取付は角度
及び欠歯の位置が正規状態にある時の最大遅角状態の噴
射角度に対応する角度であり、欠歯のばらつきや調整の
ばらつきがなければ、θ−αとなって、補正角度θ０は
０となる。 次いでステップ１２２に進み、必要に応じて平均化処理
を行った後、補正角度θ０を前記ＣＰＵ５６Ａのバック
アップランダムアクセスメモリ（以下ＢＵ−ＲＡＭと称
する）にストアして、このルーチンを抜ける。なお、前
記Ｂｕ−ＲＡＭは、キイスイッチをオフにしても、記憶
値が残っており、従って前記補正角度θ０を次の始動時
の噴射時期制御にも使用できる。なお、補正角度θＯの
メモリは、アイドル安定状態になってから、しばらく経
過後にゆっくりと行うのがよい。 一方、前出ステップ１１４の判定結果が否であり、アイ
ドル安定状態でないと判断される時には、ステップ１３
０に進み、例えばエンジン回転速度ＮＥとアクセル開度
又は燃料噴射量から、目標噴射角度θ量を算出する。次
いでステップ１３２に進８、次式、示す如く、θ２θ。 誤差をθ。１重補正することによって、ＴＣＶ４８を制
御するための真の角度偏差Δθを求める。 Δθ−θ　１−θ−θ０・・・・・・（３）次いでステ
ップ１３４に進み、求められた真の角度偏差Δθに対応
するＴＣＶ４８の制御デユーティ比を算出して、このル
ーチンを抜ける。 本実施例においては、取付状態のばらつきによる燃料噴
射時期のずれの検出を、アイドル安定状態で１１うよう
にしているので、精度のよい補正角度θｏｅ得ることが
できる。なお、補正角度θ０を検出する運転状態はアイ
ドル安定状態に限定されず、減速時の燃料カット中や、
基準位置センサ４４の調整時や、あるいは、バッテリが
外されてメモリが消えた時等に行うことができる。 なお、前記実施例においては、本発明が、ｉ！硼弁スピ
ル式の分配型燃料噴射ポンプを備えた自動車用ディーゼ
ルエンジンの噴射時期制御に適用されていたが、本発明
の適用範囲はこれに限定されず、他の制御や他の型式の
燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジンにも同様に
適用できることは明らかである。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、燃料噴射ポンプの
内圧のばらつきにかかわらず、燃料噴射時期を精度よく
検出することができる。従って、組付け、調整に許され
る公差が増大し、コストダウンや生産性の向上を図るこ
とができる。更に、例えば噴射時期の制御精度が向上し
、エンジンの信頼性や排出ガス浄化性能を害することな
（、エンジン性能や燃費性能を向上することができる等
の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
時期検出方法の要旨を示す流れ図、第２図は、本発明が
採用された自動車用ディーゼルエンジンの実施例の全体
構成を示す、一部ブロック線図を含む断面図、第３図は
、前記実施例で用いられている電子制御ユニットの構成
を示すブロック線図、第４図は、同じく、噴射時期を制
御するためのルーチンを示す流れ図、第５図は、ＴＤＣ
パルスとＮＥパルスの関係の例を示１線図、第６図は、
ＮＥバルサの形状の例を示す平面図、第７図は、エンジ
ン回転速度とポンプ内圧のばらつきによるタイマ位置の
ばらつきの例を示す線図である。 １０・・・ディーゼルエンジン、 ２０・・・アクセルセンサ、　３４・・・燃料噴射ノズ
ル、４２・・・燃料噴射ポンプ、　４２Ｄ・・・歯車、
４２Ｅ・・・ＮＥパルサ、　　４２Ｇ・・・プランジャ
、４２Ｊ・・・タイマピストン、４４・・・基準位置セ
ンサ、４６・・・ＮＥセンサ、 ４８・・・タイミング制御弁＜ＴＣＶ＞、５０・・・電
磁スピル弁、 ５６・・・電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基準位置センサにより検出されるエンジンの基準
   位置タイミングと、ポンププランジヤの動きに同期した
   回転数センサにより検出されるポンププランジヤの圧送
   タイミングとを検出し、両タイミングの差から燃料噴射
   時期を求めるようにしたデイーゼルエンジンの燃料噴射
   時期検出方法において、 アイドル領域付近又は減速時の燃料カツト中であること
   を検出する手順と、 該アイドル領域付近又は減速時燃料カツト中である時に
   、燃料噴射時期を強制的に最大遅角状態に制御する手順
   と、 該最大遅角状態での前記両タイミングの差を検出する手
   順と、 該最大遅角状態での両タイミングの差に応じて、通常状
   態の前記両タイミングの差を補正する手順と、 を含むことを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射
   時期検出方法。