(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンのクランク軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記多気筒エンジンの気筒の中で次に燃料噴射を行なう気筒を判別する気筒判別手段と
を備え、
前記回転角度検出手段または前記気筒判別手段のいずれか一方に、エンジン回転速度の変化に対する第１出力値の応答遅れ時間が一定の磁気センサを有し、
前記回転角度検出手段または前記気筒判別手段のいずれか他方に、エンジン回転速度の変化に伴って第２出力値の応答遅れ時間が変化する電磁ピックアップを有し、
前記回転角度検出手段によって検出されたエンジン回転速度に応じて設定された噴射開始時期に、前記多気筒エンジンの各気筒へ燃料噴射を行なう燃料噴射装置の駆動を開始する燃料噴射制御装置であって、
前記多気筒エンジンの運転中に、前記第１出力値を基準にして前記第１出力値に対する前記第２出力値の出力位相差を測定する出力位相差測定手段と、前記第１出力値に対する前記第２出力値の出力位相差から前記第２出力値の応答遅れ時間を算出する応答遅れ時間算出手段とを備え、
前記第２出力値の応答遅れ時間を、以降のエンジン制御または前記噴射開始時期の補正量の算出に反映させることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射制御装置において、
前記第２出力値の応答遅れ時間を各エンジン回転速度毎に算出した値を、エンジン回転速度の変化に伴って変化する各エンジン回転速度毎の学習値として記憶する学習値記憶手段を備え、
前記噴射開始時期の補正量は、前記回転角度検出手段によって検出されたエンジン回転速度と前記学習値記憶手段によって記憶された各エンジン回転速度毎の学習値とから算出した前記第２出力値の応答遅れ時間に応じて設定されることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料噴射制御装置において、
前記電磁ピックアップは、前記クランク軸に対応して回転する回転体に設けられた複数個の凸状歯の接近と離脱によって前記第２出力値としてのクランク角度検出用のパルス信号を発生する回転センサであり、
前記回転体は、前記複数個の凸状歯の中に制御基準位置を示す基準歯を気筒数分だけ有し、
前記噴射開始時期は、前記気筒数分の基準歯に対応した基準パルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始直前のパルス信号の立ち上がり時刻までの噴射時期パルス数と、前記噴射開始直前のパルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始時までの余り時間と、前記各エンジン回転速度毎の前記パルス信号の応答遅れ時間とから求められることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置において、
前記気筒判別手段は、前記多気筒エンジンのクランク軸が２回転する間に１回転する磁性体、この磁性体に前記多気筒エンジンの少なくとも気筒数分だけ設けられた複数の気筒歯、および前記磁性体が１回転する間に前記第１出力値としてのパルス信号を複数発生する前記磁気センサを有し、
前記複数の気筒歯は、前記多気筒エンジンの各気筒のピストンが所定の基準位置に達した時に、前記多気筒エンジンの各気筒に対応した気筒判別用のパルス信号が出力されるように設けられていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置において、
前記気筒判別手段は、前記多気筒エンジンのクランク軸が２回転する間に１回転する磁性体、この磁性体に前記多気筒エンジンの気筒数分だけ設けられた複数の気筒歯、および前記磁性体が１回転する間に前記第１出力値としての気筒判別用のパルス信号を複数発生する前記磁気センサを有し、且つ前記複数の気筒歯の中に１つ以上の基準気筒歯を有し、
前記回転角度検出手段は、前記多気筒エンジンのクランク軸が１回転する間に１回転する回転体、この回転体に前記多気筒エンジンの気筒数の所定倍数分だけ設けられた複数の凸状歯、および前記回転体が１回転する間に前記第２出力値としてのクランク角度検出用のパルス信号を複数発生する前記電磁ピックアップを有し、且つ前記複数の凸状歯の中に１つ以上の基準歯を有し、
前記１つ以上の基準歯は、前記１つ以上の基準気筒歯に対して幾何学的な位相差を持って設けられていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多気筒ディーゼルエンジンの各気筒への燃料の噴射開始時期を最適化することが可能な燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、例えば多気筒ディーゼルエンジン（以下多気筒エンジンと言う）のクランク軸の回転角度を検出する回転角度検出装置と、この回転角度検出装置から出力される複数のＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによって算出されるエンジン回転速度と例えばアクセル開度センサによって検出したアクセル開度等のエンジン負荷とに応じて最適な噴射開始時期を算出し、燃料噴射を行なう特定気筒の制御基準位置より所定クランク位相後の噴射開始時期から所定の噴射期間が終了するまでインジェクタの電磁弁を駆動するエンジン制御装置とを備えた蓄圧式燃料噴射装置（特開２００１−１４０６８９公報等）が知られている。
【０００３】
なお、回転角度検出手段は、一般的に、多気筒エンジンのクランク軸に対応して回転するシグナルロータ、このシグナルロータに設けられた複数の凸状歯、これらの凸状歯の接近と離脱によって電気信号を出力する電磁ピックアップ、およびこの電磁ピックアップの出力信号を、シグナルロータの１回転当たり複数のＮＥパルス信号に波形整形する波形整形回路等から構成されている。ここで、噴射開始時期は、複数の凸状歯のうちで制御基準位置を示す基準歯（基準のクランク回転位相）に対応した基準パルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始直前までの噴射時期パルス数（ＣＮＥＣＡＭＦ）と、噴射開始直前のＮＥパルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始時までの余り時間（ＴＴＭＦ）とからなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電磁ピックアップ方式の回転角度検出装置においては、エンジン回転速度の増加に伴って電磁ピックアップの応答遅れ時間、つまり制御基準位置を示す基準歯（基準のクランク回転位相）に対する基準パルス信号の立ち上がりの遅れ時間が増加するため、電磁ピックアップより出力されるＮＥパルス信号の応答遅れ時間とエンジン回転速度との関係を予め実験等により求めて特性マップを作成し、各エンジン回転速度毎のＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）を算出し、ＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）を考慮した噴射時期補正量（ΔＴＡ）を加味して噴射開始時期を補正して、噴射開始時期の制御精度の向上を図ることが望ましい。
【０００５】
ところが、ＮＥパルス信号の応答遅れ時間とエンジン回転速度の特性の適合値は、電磁ピックアップ個体差のバラツキ、電磁ピックアップの取付位置精度、経時変化および使用環境条件で変動する場合がある。例えば電磁ピックアップの取付位置、つまりシグナルロータの凸状歯の先端面と電磁ピックアップの鉄心の先端面とのギャップが標準値よりも広いと、図４（ａ）に実線で示した標準値よりもＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）が長くなり、また、シグナルロータの凸状歯の先端面と電磁ピックアップの鉄心の先端面とのギャップが標準値よりも狭いと、図４（ａ）に実線で示した標準値よりもＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）が短くなるため、ＮＥパルス信号の応答遅れ時間とエンジン回転速度との関係を予め実験等により求めて特性マップを作成しても、実際のＮＥパルス信号の応答遅れ時間とズレる可能性が有り、結局噴射開始時期の制御精度の向上を図ることができないという課題がある。
【０００６】
そこで、噴射開始時期の制御精度を向上させる目的で、エンジン回転速度が増加しても応答遅れ時間が殆ど変化することのない回転角度検出装置として、多気筒エンジンのクランク軸に対応して回転する磁性体、この磁性体に設けられた複数の磁極部、これらの磁極部の回転に伴う磁界の変化に応じた出力値を発生させる半導体磁気抵抗素子（ＭＲＥ）、およびこの半導体磁気抵抗素子の出力をマグネットリングの１回転当たり複数のＮＥパルス信号に波形整形する波形整形回路を有するＭＲＥ方式の回転角度検出装置を設けることが考えられる。ところが、通常の蓄圧式燃料噴射装置においては、多気筒エンジンの各気筒のピストンが噴射直前の基準位置に達したことを判定するための気筒判別装置としても、上記の回転角度検出装置と同様な構造の電磁ピックアップ方式を用いており、両方ともＭＲＥ（半導体磁気抵抗素子）方式を採用すると、大幅なコストアップとなるという問題が生じている。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、大幅なコストアップを招くことなく、噴射開始時期の制御精度の向上を図ることのできる燃料噴射制御装置を提供することにある。また、エンジン回転速度の変化に伴って第２出力値の応答遅れ時間が変化する電磁ピックアップによって検出されるクランク軸の回転角度の検出精度を向上させることのできる回転角度検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、回転角度検出手段によって検出されるクランク軸の回転角度からエンジン回転速度を検出し、この検出したエンジン回転速度に応じて設定された噴射開始時期に、多気筒エンジンの各気筒へ燃料噴射を行なう燃料噴射装置の駆動を開始する燃料噴射制御装置において、多気筒エンジンの運転中に、磁気センサより出力される第１出力値を基準にして第１出力値に対する、電磁ピックアップより出力される第２出力値の出力位相差を測定し、第１出力値に対する第２出力値の出力位相差から第２出力値の応答遅れ時間を算出して、第２出力値の応答遅れ時間を、以降のエンジン制御または噴射開始時期の補正量の算出に反映させるようにしている。
【０００９】
それによって、電磁ピックアップより出力される第２出力値の応答遅れ時間とエンジン回転速度の特性の適合値が、電磁ピックアップ個体差のバラツキ、電磁ピックアップの取付位置精度、経時変化および使用環境条件で変動した場合でも、第２出力値の応答遅れ時間とエンジン回転速度の特性を自動的に適合させることができるので、精度良く噴射開始時期の補正量を算出することができ、大幅なコストアップを招くことなく、噴射開始時期の制御精度の向上を図ることができる。また、多気筒エンジンのクランク軸の回転角度を検出する回転角度検出手段として電磁ピックアップを用いた場合には、多気筒エンジンの運転中に、磁気センサより出力される第１出力値を基準に電磁ピックアップより出力される第２出力値の応答遅れ時間を測定することにより、実際のクランク軸の回転角度（クランク角度）を推定できるので、エンジン回転速度の検出精度を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、噴射開始時期の補正量を、回転角度検出手段によって検出されたエンジン回転速度と学習値記憶手段によって記憶された各エンジン回転速度毎の学習値とから算出した第２出力値の応答遅れ時間に応じて設定することにより、一旦、各エンジン回転速度毎の学習値を算出した後は、その学習値から第２出力値の応答遅れ時間を取り込んで噴射開始時期の補正量を算出すれば良いので、エンジン制御または噴射時期制御の制御処理スピードが速くなる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、電磁ピックアップは、多気筒エンジンのクランク軸に対応して回転する回転体に設けられた複数個の凸状歯の接近と離脱によってクランク角度検出用のパルス信号を発生する回転センサである。そして、回転体には、複数個の凸状歯の中に制御基準位置を示す基準歯が気筒数分だけ設けられている。そして、燃料噴射装置の駆動を開始する噴射開始時期は、気筒数分の基準歯に対応した基準パルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始直前のパルス信号の立ち上がり時刻までの噴射時期パルス数と、噴射開始直前のパルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始時までの余り時間と、各エンジン回転速度毎のパルス信号の応答遅れ時間とから求めることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、気筒判別手段は、多気筒エンジンのクランク軸が２回転する間に１回転する磁性体、この磁性体に多気筒エンジンの少なくとも気筒数分だけ設けられた複数の気筒歯、および磁性体が１回転する間に気筒判別用のパルス信号を複数発生する磁気センサ等から構成されている。また、複数の気筒歯は、多気筒エンジンの各気筒のピストンが所定の基準位置に達した時に、多気筒エンジンの各気筒に対応した気筒判別用のパルス信号が出力されるように設けられていることが望ましい。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、気筒判別手段は、多気筒エンジンのクランク軸が２回転する間に１回転する磁性体、この磁性体に多気筒エンジンの気筒数分だけ設けられた複数の気筒歯、および磁性体が１回転する間に気筒判別用のパルス信号を複数発生する磁気センサ等から構成されている。そして、複数の気筒歯の中には、１つ以上の基準気筒歯が設けられている。また、回転角度検出手段は、多気筒エンジンのクランク軸が１回転する間に１回転する回転体、この回転体に多気筒エンジンの気筒数の所定倍数分（但し、後述する１つ以上の基準歯は除く）だけ設けられた複数の凸状歯、および回転体が１回転する間にクランク角度検出用のパルス信号を複数発生する電磁ピックアップ等から構成されている。そして、複数の凸状歯の中には、１つ以上の基準歯が設けられている。なお、１つ以上の基準歯は、１つ以上の基準気筒歯に対して幾何学的な位相差を持って設けられていることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施例の構成］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、図１は蓄圧式燃料噴射装置の概略構成を示した図で、図２は蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
【００１５】
本実施例の蓄圧式燃料噴射装置は、本発明の燃料噴射制御装置に相当するもので、４気筒ディーゼルエンジン（以下多気筒エンジンと言う）Ｅにより回転駆動される燃料供給ポンプ（以下サプライポンプと言う）１と、コモンレール８に蓄圧された高圧燃料を多気筒エンジンＥの各気筒の燃焼室内に噴射供給する複数個（本例では４個）の電磁式燃料噴射弁（以下インジェクタと言う）２と、サプライポンプ１および複数個のインジェクタ２を電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）３とを備えたコモンレール式燃料噴射装置である。
【００１６】
ここで、サプライポンプ１と複数個のインジェクタ２との間を結ぶ高圧配管３３と複数の分岐管３４との間には、高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール８が設けられている。このコモンレール８には、連続的に燃料噴射圧に相当する高圧燃料が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール８に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管３３を経てサプライポンプ１から供給されている。なお、コモンレール８から燃料タンク９へ燃料をリリーフするリリーフ配管３５には、コモンレール圧が限界設定圧を超えることがないように、圧力を逃がすためのプレッシャリミッタ３６が取り付けられている。
【００１７】
サプライポンプ１は、多気筒エンジンＥのクランク軸（クランクシャフト）３１の回転に伴ってポンプ駆動軸３２が回転することで燃料タンク９内の燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ）を内蔵し、燃料を加圧してコモンレール８へ高圧燃料を吐出する高圧供給ポンプである。また、サプライポンプ１には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ１からのリーク燃料は、燃料還流路３７から燃料還流路３９を経て燃料タンク９にリターンされる。
【００１８】
このサプライポンプ１の加圧室に燃料を送る燃料流路には、その燃料流路の開口度合（弁開度）を調整することで、サプライポンプ１からコモンレール８へ吐出される燃料の吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁弁としての吸入調量弁４が取り付けられている。この吸入調量弁４は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵ３からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、サプライポンプ１に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁で、各インジェクタ２から多気筒エンジンＥへ噴射供給する燃料噴射圧に相当するコモンレール圧を変更する。その吸入調量弁４は、通電が停止されると弁状態が全開状態となるノーマリオープンタイプのポンプ流量制御弁である。
【００１９】
多気筒エンジンＥの各気筒毎に搭載されたインジェクタ２は、本発明の燃料噴射装置に相当するもので、コモンレール８より分岐する複数の分岐管３４の下流端に接続され、多気筒エンジンＥの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する燃料噴射ノズル（図示せず）と、この燃料噴射ノズル内に収容されるノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ（ニードル駆動手段）としての電磁弁５と、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段とから構成されている。
【００２０】
そして、各気筒のインジェクタ２から多気筒エンジンＥへの燃料の噴射は、電磁弁５を駆動するインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）への電磁弁制御信号により電子制御される。そして、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）から各気筒毎のインジェクタ２の電磁弁５にインジェクタ駆動電流が印加されて電磁弁５が開弁している間、ノズルニードルが弁座よりリフト（離間）することにより、コモンレール８に蓄圧された高圧燃料が多気筒エンジンＥの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。ここで、インジェクタ２からのリーク燃料は、燃料還流路３８から燃料還流路３９を経て燃料タンク９へ還流するように構成されている。
【００２１】
ＥＣＵ３は、本発明の出力位相差測定手段、応答遅れ時間算出手段に相当する。このＥＣＵ３には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するＲＯＭ、スタンバイＲＡＭ、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００２２】
ここで、本実施例のＥＣＵ３は、気筒判別手段６およびクランク角度検出手段７の機能を含んで構成されている。先ず、本実施例の気筒判別手段６は、多気筒エンジンＥのクランク軸３１と同期して回転するカム軸に対応して回転する磁性体（例えばクランク軸３１が２回転する間に１回転する回転体）と、この磁性体に設けられた各気筒に対応した気筒歯（磁極部または永久磁石）と、これらの気筒歯の接近と離間によって第１出力値に相当する電気信号を発生する磁気センサ（以下ＭＲＥセンサと言う）１１と、このＭＲＥセンサ１１より出力される電気信号を、磁性体が１回転（カム軸が１回転）する間に複数個（本例では４個）の気筒判別用のパルス信号に波形整形する波形整形回路１２とから構成されている。なお、ＭＲＥセンサ１１としては、半導体の薄片に磁界を加えると電流端子間の電気抵抗値が変化する現象（磁気抵抗効果）を利用した素子である半導体磁気抵抗素子（例えばＩｎＳｂ磁気抵抗素子またはＩｎＳｂ−ＮｉＳｂ磁気抵抗素子等）を用いている。
【００２３】
このＭＲＥセンサ１１および波形整形回路１２は、サプライポンプ１のカム軸（または動弁系のカム軸）の回転に伴って、次に燃料噴射を行なう＃１気筒のピストンが燃料噴射直前の位置に達した時に基準気筒判別（＃１Ｇ）パルス信号を出力し、その後に、次に燃料噴射を行なう＃３気筒のピストンが燃料噴射直前の位置に達した時に気筒判別（＃３Ｇ）パルス信号を出力し、その後に、次に燃料噴射を行なう＃４気筒のピストンが燃料噴射直前の位置に達した時に気筒判別（＃４Ｇ）パルス信号を出力し、その後に、次に燃料噴射を行なう＃２気筒のピストンが燃料噴射直前の位置に達した時に気筒判別（＃２Ｇ）パルス信号を出力する。なお、本実施例の基準気筒判別（＃１Ｇ）パルス信号は、他の気筒判別（＃２〜４Ｇ）パルス信号（単パルス）と差別化するために、複数パルスとされているが、他の気筒判別パルス信号（幅狭のパルス信号）と差別化するために、幅広のパルス信号または他の気筒判別パルス信号よりも幅狭のパルス信号としても良い。
【００２４】
また、クランク角度検出手段７は、多気筒エンジンＥのクランク軸３１に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランク軸３１が１回転する間に１回転する回転体）と、このシグナルロータの外周に多数形成されたクランク角検出用の凸状歯と、これらの凸状歯の接近と離間によって第２出力値に相当する電気信号を発生する電磁コイルピックアップ（以下ＭＰＵセンサと言う）１３と、このＭＰＵセンサ１３より出力された電気信号を、シグナルロータが１回転（クランク軸３１が１回転）する間に複数のクランク角度検出用のパルス信号（以下ＮＥパルス信号と言う）に波形整形する波形整形回路１４とから構成されている。このＭＰＵセンサ１３および波形整形回路１４は、シグナルロータが１回転（クランク軸３１が１回転）する間に複数個（本例では２４個または４８個または６０個）のＮＥパルス信号を出力する。
【００２５】
なお、図３のタイミングチャートに示したように、シグナルロータの外周面に設けられた複数の凸状歯のうちの＃１気筒の制御基準位置を示す基準歯（１５）は、上記の基準気筒判別（＃１Ｇ）パルス信号に対応した基準気筒歯（１６）に対して幾何学的な位相差（Ｂ）を持って設けられており、また、同様にして、複数の凸状歯のうちの＃３気筒の制御基準位置を示す基準歯（図示せず）も、気筒判別（＃３Ｇ）パルス信号に対応した気筒歯（１７）に対して幾何学的な位相差（Ｂ）を持って設けられている。さらに、同様にして、複数の凸状歯のうちの＃４気筒の制御基準位置を示す基準歯（図示せず）も、気筒判別（＃４Ｇ）パルス信号に対応した気筒歯（図示せず）に対して幾何学的な位相差（Ｂ）を持って設けられており、また、同様にして、複数の凸状歯のうちの＃２気筒の制御基準位置を示す基準歯（図示せず）も、気筒判別（＃２Ｇ）パルス信号に対応した気筒歯（図示せず）に対して幾何学的な位相差（Ｂ）を持って設けられている。
【００２６】
そして、ＥＣＵ３は、多気筒エンジンＥの運転条件および運転状態に応じた最適な燃料噴射圧力に相当するコモンレール圧を演算し、図示しないポンプ駆動回路を介してサプライポンプ１の吸入調量弁４を駆動する吐出量制御手段を有している。これは、ＭＰＵセンサ１３等のクランク角度検出手段７によって検出されたエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度センサ２１によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて目標コモンレール圧（Ｐｔ）を算出し、この目標コモンレール圧（Ｐｔ）を達成するために、吸入調量弁４へのポンプ駆動信号（駆動電流値）を調整して、サプライポンプ１より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を制御するように構成されている。
【００２７】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、コモンレール圧センサ２４によって検出されるコモンレール圧（Ｐｃ）がエンジン運転情報に応じて設定される目標コモンレール圧（Ｐｔ）と略一致するようにフィードバック制御を行うことが望ましい。なお、吸入調量弁（ＳＣＶ）４への駆動電流の制御は、デューティ（ｄｕｔｙ）制御により行うことが望ましい。単位時間当たりのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して吸入調量弁４の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
【００２８】
また、ＥＣＵ３は、各気筒のインジェクタ２の噴射量制御を行なう噴射量制御手段を有している。これは、多気筒エンジンＥの運転条件および運転状態に応じた最適な指令噴射量（＝目標噴射量：ＱＦＩＮ）を算出する噴射量決定手段と、多気筒エンジンＥの運転条件および指令噴射量（ＱＦＩＮ）に応じた最適な指令噴射時期（＝噴射開始時期：ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決定手段と、コモンレール圧（Ｐｃ）および指令噴射量（ＱＦＩＮ）に応じた最適な噴射期間（＝インジェクタ２の電磁弁５への通電を開始してから終了するまでのインジェクタ通電期間）を算出する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ２の電磁弁５にパルス状のインジェクタ駆動電流（インジェクタ噴射指令パルス：以下ＴＱパルスと言う）を印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
【００２９】
ここで、本実施例では、エンジン運転条件またはエンジン運転状態を検出する運転条件検出手段または運転状態検出手段としてＭＲＥセンサ１１、ＭＰＵセンサ１３、アクセル開度センサ２１を用いて指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧（Ｐｔ）を演算するようにしているが、運転条件検出手段または運転状態検出手段としての冷却水温センサ２２や燃料温度センサ２３、その他のセンサ類（例えば吸気温センサ、吸気圧センサ、噴射時期センサ等）からの検出信号や、コモンレール圧センサ２４の検出信号を考慮した補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧（Ｐｔ）を補正するようにしても良い。
【００３０】
［実施例の特徴］
次に、本実施例のＭＰＵセンサ１３のＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）の算出方法を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はＭＰＵセンサ１３の実際の凸状歯（１５）およびＥＣＵへのＮＥパルス信号のパルス波形と、ＭＲＥセンサ１１の実際の気筒歯（１６）およびＥＣＵへのＧパルス信号のパルス波形を示したタイミングチャートで、図４（ａ）はＭＰＵセンサ１３のＮＥパルス信号の応答遅れ時間とエンジン回転速度との関係を示したグラフで、図４（ｂ）はＭＲＥセンサ１１のＧパルス信号の応答遅れ時間とエンジン回転速度との関係を示したグラフである。
【００３１】
ＭＰＵセンサ（電磁ピックアップ）方式のクランク角度検出手段７のシグナルロータに設けられた実際の凸状歯（基準歯１５）がＭＰＵセンサ１３の前方を通過した時刻から、ＭＰＵセンサ１３および波形整形回路１４よりＥＣＵ３へクランク角度検出用のＮＥパルス信号が立ち上がる時刻までの応答遅れ時間（Ａ）は、図４（ａ）のグラフに示したように、エンジン回転速度の増加に従って増加傾向にあることが分かっている。また、ＭＲＥセンサ（磁気抵抗素子）方式の気筒判別手段６の磁性体に設けられた実際の気筒歯（基準気筒歯１６）がＭＲＥセンサ１１の前方を通過した時刻から、ＭＲＥセンサ１１および波形整形回路１２よりＥＣＵ３へ気筒判別用のＧパルス信号が立ち上がる時刻までの応答遅れ時間は、図４（ｂ）のグラフに示したように、エンジン回転速度が増加しても一定時間となることが分かっている。
【００３２】
このため、シグナルロータに設けられた実際の凸状歯（基準歯）がＭＰＵセンサ１３の取付箇所を通過した時刻から、ＭＰＵセンサ１３および波形整形回路１４よりＥＣＵ３へクランク角度検出用のＮＥパルス信号が立ち上がる時刻までの応答遅れ時間（Ａ）は、下記の数１の演算式を用いて算出することができる。
【数１】
0003994768.tif 000002
但し、Ｂはシグナルロータの基準歯（１５）の形成位置と磁性体の基準気筒歯（磁極部：１６）の設置位置との幾何学的な位相差（位置関係）であり、ＣはＮＥパルス信号の立ち上がり時刻とＧパルス信号の立ち上がり時刻との出力時間差である。
【００３３】
したがって、本実施例のＥＣＵ３は、所定のエンジン回転速度で多気筒エンジンＥを運転している時に、磁性体の基準気筒歯（１６）の接近により発生する基準気筒判別（＃１Ｇ）パルス信号を基準にして、その＃１Ｇパルス信号の立ち上がり時刻に対する、シグナルロータの制御基準位置を示す基準歯（１５）の接近により発生するＮＥ１パルス信号の立ち上がり時刻との出力時間差（Ｃ）を測定する出力位相差測定手段と、予め決められている上記の幾何学的な位相差（Ｂ）からその出力時間差（Ｃ）を減算することにより、ＭＰＵセンサ１３のＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）を算出する応答遅れ時間算出手段とを有している。また、本実施例のＥＣＵ３は、多気筒エンジンＥの運転中にはエンジン回転速度がアイドル回転速度から上限の回転速度まで変化するので、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）を各エンジン回転速度毎に算出した値を、エンジン回転速度の変化に伴って変化する各エンジン回転速度毎の学習値として、図４（ａ）に示したようにマップ化して記憶する学習値記憶手段（スタンバイＲＡＭ等のメモリ）を有している。
【００３４】
ここで、各エンジン回転速度毎の応答遅れ時間（Ａ）は、ＭＰＵセンサ１３の個体差（機差）のバラツキ、シグナルロータに対するＭＰＵセンサ１３の取り付け位置精度、および使用環境条件で変動する場合があるが、上述したように、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）を実車のエンジン運転中に学習補正することができる。例えばＭＰＵセンサ１３の取付位置、つまりシグナルロータの凸状歯の先端面とＭＰＵセンサ１３の鉄心の先端面とのギャップが標準値よりも広いと、図４（ａ）に実線で示した標準値よりもＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）が長い学習後の値（Ａ１）となり、また、シグナルロータの凸状歯の先端面とＭＰＵセンサ１３の鉄心の先端面とのギャップが標準値よりも狭いと、図４（ａ）に実線で示した標準値よりもＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）が短い学習後の値（Ａ２）となる。
【００３５】
次に、本実施例の特定気筒（例えば＃１気筒）のインジェクタ２の噴射量制御処理方法を図１ないし図７に基づいて簡単に説明する。ここで、図５および図６はインジェクタの噴射量制御処理方法を示したフローチャートで、図７はシグナルロータの実際の凸状歯、ＮＥパルスのパルス波形、ＴＱパルスのパルス波形、燃料噴射率の推移を示したタイミングチャートである。なお、図５および図６の制御ルーチンは、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定のタイミング毎に繰り返される。
【００３６】
先ず、多気筒エンジンＥのクランク角度が特定気筒（例えば＃１気筒）に搭載されたインジェクタ２の噴射量制御処理を開始する制御基準位置を検出したか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合には、図５および図６の制御ルーチンを抜ける。また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、例えばＭＲＥセンサ１１等の気筒判別手段６より出力される＃１Ｇパルス信号、またはＭＰＵセンサ１３等のクランク角度検出手段７より出力されるＮＥ１パルス信号（制御基準位置を示す基準歯１５）を検出した場合には、ＭＰＵセンサ１３等のクランク角度検出手段７より出力されるＮＥパルス信号の間隔時間を計測してエンジン回転速度（ＮＥ）を取り込み、アクセル開度センサ２１の検出信号に基づいてアクセル開度（ＡＣＣＰ）を取り込む（運転状態検出手段：ステップＳ２）。
【００３７】
次に、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて基本噴射量（Ｑ）を算出する（基本噴射量決定手段：ステップＳ３）。次に、基本噴射量（Ｑ）に冷却水温センサ２２によって検出される冷却水温（ＴＨＷ）および燃料温度センサ２３によって検出されるポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量（ΔＱ）を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する（指令噴射量決定手段：ステップＳ４）。次に、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する（指令噴射時期決定手段：ステップＳ５）。
【００３８】
次に、コモンレール圧センサ２４の検出信号に基づいてコモンレール圧（Ｐｃ）を取り込む（噴射圧力検出手段：ステップＳ６）。次に、コモンレール圧（Ｐｃ）に基づいて、噴射開始遅れ時間（ＴＤＭ）を特性マップ（図示せず）から算出する（噴射開始遅れ時間算出手段：ステップＳ７）。この噴射開始遅れ時間（ＴＤＭ）は、インジェクタ２の電磁弁５への通電を開始してから実際に燃料が噴射されるまでの時間である。インジェクタ２は、コモンレール圧（Ｐｃ）の作用を受けてノズルニードルがリフトして開弁する構成のものであるため、燃料の噴射圧力に相当するコモンレール圧（Ｐｃ）に応じて噴射開始遅れ時間（ＴＤＭ）が異なるので、コモンレール圧（Ｐｃ）と噴射開始遅れ時間（ＴＤＭ）との関係を予め実験等により求めて特性マップを作成すれば容易に求められる。
【００３９】
次に、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）と噴射開始遅れ時間（ＴＤＭ）とに応じて噴射開始時期を算出する（噴射開始時期算出手段）。この噴射開始時期は、図７のタイミングチャートに示したように、制御基準位置を示す基準歯（１５）に対応したＮＥ１パルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始直前までの噴射時期パルス数（ＣＮＥＣＡＭＦ）と、この噴射開始直前のＮＥパルス信号の立ち上がり時刻から噴射開始時までの余り時間（ＴＴＭＦ）とからなる。
【数２】
0003994768.tif 000003
【数３】
0003994768.tif 000004
また、ＴＴＭＦ＜０であるなら、下記処理を行なう。
ＣＮＥＣＡＭＦ←ＣＮＥＣＡＭＦ−１
ＴＴＭＦ←ＴＴＭＦ＋Ｙ
【００４０】
但し、ＴＦＩＮはエンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて設定される指令噴射時期であり、ＣＮＥＣＡＭＦは整数であり、Ｚは余り時間（ＴＴＭＦ）であり、αは制御基準位置から上死点ＴＤＣまでのクランク角度であり、Ｘは電磁ピックアップから出力される１パルスに相当するクランク角度であり、Ｙはその時のエンジン回転速度でクランク角度Ｘだけ回転するのに必要な時間である。
【００４１】
そして、ＴＴＭＦに、基準歯（１５）がＭＰＵセンサ１３に実際に接近してからＮＥ１パルス信号が立ち上がる時刻までの余り時間、すなわち、上述したＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）に対応した噴射時期補正量（ΔＴＡ）を減算して、最終的な噴射開始時期を求める。すなわち、噴射開始時期を噴射時期補正量（ΔＴＡ）分だけ進角補正する（噴射開始時期進角補正手段：ステップＳ８）。その噴射時期補正量（ΔＴＡ）は、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）に基づくものであるため、エンジン回転速度（ＮＥ）に応じて応答遅れ時間（Ａ）が変化するので、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と噴射時期補正量（ΔＴＡ）との関係を予め実験等により求めて特性マップを作成すれば容易に求められる。
【００４２】
次に、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とコモンレール圧（Ｐｃ）とに基づいて、特性マップ（図示せず）から噴射期間、つまりＴＱパルスのパルス時間（ＴＱＭＦ）を算出する（噴射期間算出手段：ステップＳ９）。次に、制御基準位置からの、ＭＰＵセンサ１３等のクランク角度検出手段７より出力されるＮＥパルス信号のパルス数をカウントし、カウントしたパルス数が噴射時期パルス数（ＣＮＥＣＡＭＦ）となったか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定結果がＮＯの場合には、カウントしたパルス数が噴射時期パルス数（ＣＮＥＣＡＭＦ）となるまで待機する。
【００４３】
また、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳの場合には、噴射時期余り時間（ＴＴＭＦ）よりも噴射時期補正量（ΔＴＡ）分だけ進角した最終的な噴射開始時期となったか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定結果がＮＯの場合には、最終的な噴射開始時期となるまで待機する。また、ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳの場合には、インジェクタ２の電磁弁５への通電を開始する（ステップＳ１２）。これにより、噴射開始遅れ時間経過後に、インジェクタ２のノズルニードルが燃料圧力を受けて開弁方向にリフトして多気筒エンジンＥの特定気筒（例えば＃１気筒）の燃焼室内に高圧燃料が噴射される。
【００４４】
次に、インジェクタ２の電磁弁５への通電を開始してからＴＱパルスのパルス時間（ＴＱＭＦ）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。この判定結果がＮＯの場合には、ＴＱパルスのパルス時間（ＴＱＭＦ）が経過するまで待機する。また、ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳの場合には、インジェクタ２の電磁弁５への通電を終了する（ステップＳ１４）。その後に、図５および図６の制御ルーチンを抜ける。これにより、噴射終了遅れ時間経過後に、インジェクタ２のノズルニードルがスプリング等の付勢手段の付勢力を受けて閉弁方向に移動して弁座に着座する。
【００４５】
［実施例の効果］
以上のように、本実施例の蓄圧式燃料噴射装置においては、多気筒エンジンＥの運転中に、ＭＲＥセンサ１１の＃１Ｇパルス信号の立ち上がり時刻に対するＭＰＵセンサ１３のＮＥ１パルス信号の立ち上がり時刻の出力時間差（Ｃ）を測定し、予め決められている上記の幾何学的な位相差（Ｂ）からその出力時間差（Ｃ）を減算した値をＭＰＵセンサ１３のＮＥパルス信号の応答遅れ時間（Ａ）として精度良く算出できる。このため、予めＭＰＵセンサ１３を実車に搭載する前に実験等により、ＭＰＵセンサ１３のＮＥパルス信号の応答遅れ時間とエンジン回転速度の特性を適合させた場合、ＭＰＵセンサ１３の個体差（機差）のバラツキ、ＭＰＵセンサ１３の取付位置精度、経時変化および使用環境条件で変動する可能性が有るが、本実施例を用いることによって、ＭＰＵセンサ１３を実車に搭載した後に、各エンジン回転速度毎の応答遅れ時間（Ａ）を精度良く算出することができる。
【００４６】
また、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と噴射時期補正量（ΔＴＡ）との関係を予め実験等により求めて特性マップを作成し、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）の学習した値に応じて各エンジン回転速度毎の噴射時期補正量（ΔＴＡ）を算出し、多気筒エンジンＥの運転条件または運転状態に応じて設定される指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を噴射時期補正量（ΔＴＡ）分だけ進角補正することで、噴射開始時期の制御精度の向上を図ることができる。また、一旦、各エンジン回転速度毎の学習値を算出した後は、その学習値からＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）を取り込んで噴射開始時期の噴射時期補正量（ΔＴＡ）を算出すれば良いので、エンジン制御または噴射時期制御の制御処理スピードが速くなる。
【００４７】
また、ＭＲＥセンサ１１を備えた気筒判別手段６の出力信号を基準にして、ＭＰＵセンサ１３を備えたクランク角度検出手段７の応答遅れ時間（Ａ）を測定し補正するようにしているので、ＭＲＥセンサ１１を２組用いてクランク角度検出手段７および気筒判別手段６を構成したシステムと比べて、コストダウンを図ることができる。また、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）を例えば基準値に適合させるために、ＭＰＵセンサ１３を実車に搭載する場合、取付位置精度等の問題によりＭＰＵセンサ１３の取付工数が非常に多く、コストアップとなっていたが、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）の搭載前の適合を廃止することで、シグナルロータに対する取付位置精度をあまり考慮しなくてもＭＰＵセンサ１３を取り付けることができる。これにより、ＭＰＵセンサ１３の搭載性が向上するので、コストダウンを図ることができる。また、エンジン回転速度（ＮＥ）の変化に伴って応答遅れ時間（Ａ）が変化するＭＰＵセンサ１３によって検出されるクランク軸３１の回転角度の検出精度を向上させる
【００４８】
［変形例］
本実施例では、ＭＲＥセンサ１１および波形整形回路１２を備えたＭＲＥセンサ（磁気抵抗素子）方式の気筒判別手段６を使用し、且つＭＰＵセンサ１３および波形整形回路１４を備えたＭＰＵセンサ（電磁ピックアップ）方式のクランク角度検出手段７を使用したが、クランク角度検出手段７としてＭＲＥセンサ１１および波形整形回路１２を使用し、且つ気筒判別手段６としてＭＰＵセンサ１３および波形整形回路１４を使用しても良い。なお、ＭＰＵセンサ１３の応答遅れ時間（Ａ）を学習補正する学習制御は、イグニッションスイッチのＯＮ後に、所定のタイミングで実施すれば良いが、ＭＰＵセンサ１３の経時変化等による機能劣化量、エンジン運転時間、走行距離に合わせて、所定のタイミングで実施するようにしても良い。
【００４９】
本実施例では、磁気信号を電気信号に変換する機能を持つ磁気センサとして、半導体磁気抵抗素子よりなるＭＲＥセンサ１１を使用したが、磁気センサとして半導体や金属等の薄片に電流を流し、電流に直角に磁界を加えると電流と磁界の両方に直角に電圧を発生する現象（ホール効果）を利用したＩｎＡｓホール素子、ＩｎＳｂホール素子、ＧａＡｓホール素子、Ｇｅホール素子、Ｓｉホール素子、ホールＩＣ、パーマロイ等の強磁性体の電気抵抗値が印加磁界により変化することを利用した強磁性体磁気抵抗素子を使用しても良い。
【００５０】
なお、気筒判別手段６の磁性体は、サプライポンプ１のカム軸または動弁系のカム軸と一体的に回転する回転体であっても良い。また、回転体としては、複数の磁極部または永久磁石を有する磁性体だけでなく、回転に伴って磁界を変化させる永久磁石を有する磁界発生体、複数の永久磁石を有するマグネットリング等を用いても良い。また、クランク角度検出手段７のシグナルロータは、多気筒エンジンＥのクランク軸３１に対応して回転するサプライポンプ１のポンプ駆動軸（ドライブシャフト）３２と一体的に回転するパルサーであっても良く、また、多気筒エンジンＥのクランク軸３１と一体的に回転する回転体であっても良い。
【００５１】
本実施例では、学習値記憶手段としてスタンバイＲＡＭを用いたが、スタンバイＲＡＭを用いずに、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはフレキシブル・ディスクのような他の記憶媒体を用いて、ＭＰＵセンサ１３の各エンジン回転速度毎の応答遅れ時間（Ａ）を記憶するようにしても良い。この場合にも、イグニッションスイッチをオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）した後、あるいはエンジンキーをキーシリンダより抜いた後も、記憶した内容は保存される。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄圧式燃料噴射装置の概略構成を示したブロック図である（実施例）。
【図２】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示した概略図である（実施例）。
【図３】ＭＰＵセンサの実際の凸状歯およびＥＣＵへのＮＥパルス信号のパルス波形と、ＭＲＥセンサの実際の気筒歯およびＥＣＵへのＧパルス信号のパルス波形を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図４】（ａ）はＭＰＵセンサの応答遅れ時間とエンジン回転速度との関係を示したグラフで、（ｂ）はＭＲＥセンサの応答遅れ時間とエンジン回転速度との関係を示したグラフである（実施例）。
【図５】インジェクタの噴射量制御処理方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図６】インジェクタの噴射量制御処理方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図７】シグナルロータの実際の凸状歯、ＮＥパルスのパルス波形、ＴＱパルスのパルス波形、燃料噴射率の推移を示したタイミングチャートである（実施例）。
【符号の説明】
Ｅ  多気筒エンジン
１  サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
２  インジェクタ（燃料噴射装置、電磁式燃料噴射弁）
３  ＥＣＵ（出力位相差測定手段、応答遅れ時間算出手段、学習値記憶手段）
４  吸入調量弁（電磁弁）
５  電磁弁
６  気筒判別手段
７  クランク角度検出手段（回転角度検出手段）
１１  ＭＲＥセンサ（磁気センサ、半導体磁気抵抗素子）
１２  波形整形回路
１３  ＭＰＵセンサ（電磁ピックアップ）
１４  波形整形回路
３１  クランク軸
【図１】
0003994768.tif 000005
【図２】
0003994768.tif 000006
【図３】
0003994768.tif 000007
【図４】
0003994768.tif 000008
【図５】
0003994768.tif 000009
【図６】
0003994768.tif 000010
【図７】
0003994768.tif 000011