(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射制御用電磁弁の駆動によって、エンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタと、
エンジンのクランク軸に取り付けられクランク角信号ＮＥを出力するクランク角センサと、
前記各気筒を判別するための気筒判別信号Ｇを出力する気筒判別センサと、
前記クランク角センサおよび前記気筒判別センサを含む複数のセンサが出力する各センサ信号に基づいて前記噴射制御用電磁弁を駆動するエンジン制御装置とを備える燃料噴射システムにおいて、
前記エンジン制御装置は、前記クランク角センサの異常の有無を検出するＮＥ異常判別手段と、
前記クランク角センサの正常時に、該クランク角センサと前記気筒判別センサとの実位相差ＧＮｒを計測する実位相差計測手段と、
予め設定された前記クランク角センサと前記気筒判別センサとの位相差である狙い値ＧＮｔと前記実位相差ＧＮｒとのズレ補正値ΔＧＮを算出して記憶するズレ算出学習手段とを備え、
前記ＮＥ異常判別手段にて、前記クランク角センサの異常が検出されたとき、前記気筒判別信号Ｇと前記ズレ補正値ΔＧＮとに基づいて、前記噴射制御用電磁弁を駆動することを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項２】
前記ＮＥ異常判別手段にて前記クランク角センサの異常が検出されたとき、前記噴射制御用電磁弁の駆動時期を、前記気筒判別信号Ｇと前記ズレ補正値ΔＧＮとの加算値に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
噴射制御用電磁弁の駆動によって、高圧燃料を蓄圧するコモンレールに接続されエンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタと、クランク角信号ＮＥを含む各センサ信号エンジンの運転状態を検出する複数のセンサと、これら複数のセンサが出力する各センサ信号に基づいて、噴射制御用電磁弁を駆動するエンジン制御装置とを備える燃料噴射システムが従来より知られている。
【０００３】
この燃料噴射システムでは、通常は、クランク角信号ＮＥに基づいて噴射制御用電磁弁を駆動するＮＥ基準制御を行っている。
しかし、ＮＥ異常時（クランク角信号ＮＥが異常値を示すといったクランク角センサ異常時）には、ＮＥ基準制御からＧ基準制御に切り替えていた。
このＧ基準制御とは、エンジンの気筒を判別する気筒判別センサからの気筒判別信号Ｇに基づき、上記噴射制御用電磁弁を駆動する、いわゆる異常時のバックアップ制御のことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記気筒判別センサは、上述の燃料噴射システムでは、一般的に、コモンレールへ高圧燃料を送るポンプのポンプ軸（クランク軸の１／２で回転する）に設けられている。
よって、エンジンへ上記ポンプといった噴射系を組み付けた際、その組み付け誤差等によって、気筒判別信号Ｇが、クランク角信号ＮＥに対して所望の位相差とならず、その位相差がバラつくことがあった。
【０００５】
この様なバラつきがある場合に、ＮＥ異常が発生し、Ｇ基準制御を実施すると、ＮＥ基準制御に比べて噴射時期がバラついてしまい、結果的に、エミッションの悪化、燃費や出力の増減という不具合が生じてしまう。
本発明の目的は、ＮＥ異常時のＧ基準制御時における噴射時期精度の向上を図った燃料噴射システムの提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
［請求項１について］
燃料噴射システムは、噴射制御用電磁弁の駆動によって、エンジンの各気筒に燃料を噴射する複数のインジェクタと、エンジンのクランク軸に取り付けられクランク角信号ＮＥを出力するクランク角センサと、各気筒を判別するための気筒判別信号Ｇを出力する気筒判別センサと、クランク角センサおよび気筒判別センサを含む複数のセンサが出力する各センサ信号に基づいて噴射制御用電磁弁を駆動するエンジン制御装置とを備える。
【０００７】
エンジン制御装置は、クランク角センサの異常の有無を検出するＮＥ異常判別手段と、クランク角センサの正常時に、該クランク角センサと気筒判別センサとの実位相差ＧＮｒを計測する実位相差計測手段と、予め設定されたクランク角センサと気筒判別センサとの位相差である狙い値ＧＮｔと実位相差ＧＮｒとのズレ補正値ΔＧＮを算出して記憶するズレ算出学習手段とを備える。
【０００８】
そして、ＮＥ異常判別手段にて、クランク角センサの異常が検出されたとき、エンジン制御装置は、気筒判別信号Ｇとズレ補正値ΔＧＮとに基づいて、噴射制御用電磁弁を駆動する。
【０００９】
ＮＥ異常時のＧ基準制御では、クランク角センサ正常時に算出して記憶しておいたズレ補正値ΔＧＮを反映させて気筒判別信号Ｇのバラツキ補正するので、ＮＥ異常時の噴射時期精度を上げることができる。
これにより、ＮＥ異常時のＧ基準制御において、ＮＥ基準制御と同程度の噴射時期精度となるので、エミッションの悪化や、燃費や出力の増減を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例（請求項１、２に対応）を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示す如く、燃料噴射システムＡは、噴射制御用電磁弁１、１…１の開弁によってエンジン２の各気筒に燃料を噴射するインジェクタ３、３…３と、吐出量制御装置４０を有する高圧供給ポンプ４と、圧力センサ５と、プレッシャーリミッタ６と、エンジン制御装置７とを備える。
【００１１】
インジェクタ３、３…３は、エンジン２の各気筒の燃焼室に対応して配されている。
これらインジェクタ３から各燃焼室への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁１の開閉弁によって制御される。
【００１２】
各インジェクタ３は、コモンレール９（高圧蓄圧配管）に接続され、噴射制御用電磁弁１が開弁している間、コモンレール９内の高圧燃料が各燃焼室へ噴射される。
【００１３】
高圧供給ポンプ４は、低圧供給ポンプ４１により燃料タンク４２から吸引された燃料４３を昇圧する。この高圧供給ポンプ４は、エンジン制御装置７が制御する吐出量制御装置４０により駆動される。
【００１４】
そして、この高圧供給ポンプ４により高圧になった燃料４３は、チェックバルブ４４および供給配管４５を経てコモンレール９に供給され、燃料噴射が可能な高圧に常時、コモンレール９内が維持される。
尚、使用最大圧力は、１２０ＭＰａ〜１６０ＭＰａである。
【００１５】
圧力センサ５は、コモンレール９内の圧力を検出するためにコモンレール９の一端側に配設され、コモンレール圧力に対応するセンサ出力をエンジン制御装置７に送出する。そして、コモンレール圧力がエンジン制御装置７により検出される。
【００１６】
プレッシャーリミッタ６は、コモンレール９等の破損を防止するための安全装置であり、コモンレール９内の圧力が制限値（使用最大圧力＋２０ＭＰａ〜３０ＭＰａに設定）を越えると機械的に開弁して異常高圧を開放する。
【００１７】
エンジン制御装置７は、エンジンの運転状態と、圧力センサ５が検出するコモンレール圧とに基づいて、噴射制御用電磁弁１、１…１、および高圧供給ポンプ４の吐出量制御装置４０を制御する。
【００１８】
エンジンの運転状態は、クランク角センサ７１、気筒判別センサ７２、アクセル開度センサ、およびエンジン冷却水センサ等の各センサ信号に基づいてエンジン制御装置７が把握する。
【００１９】
クランク角センサ７１は、エンジン２のクランク軸に取り付けられクランク角信号ＮＥを出力する。
【００２０】
気筒判別センサ７２は、エンジン２のクランク軸によって駆動（ベルト等）される高圧供給ポンプ４のポンプ軸（クランク軸の１／２で回転する）に取り付けられ気筒判別信号Ｇを出力する。
【００２１】
また、エンジン制御装置７は、噴射圧力がエンジンの運転状態に適した値になる様に、コモンレール圧を監視しながら制御信号を吐出量制御装置４０に出力する。
【００２２】
つぎに、本実施例の燃料噴射システムＡのエンジン制御装置７の作動を、図２のフローチャートおよび図３の波形図に基づいて説明する。
【００２３】
ステップｓ１において、複数のセンサが出力する、エンジンの運転状態を示す、アクセル開度、クランク角信号ＮＥ、気筒判別信号Ｇ、および水温等の各センサ信号をエンジンパラメータとして取り込む。
【００２４】
ステップｓ２で、取り込んだエンジンパラメータに基づいて、噴射制御用電磁弁（ＩＮＪ）１、１…１への要求噴射量（ＩＮＪ制御量）ｑを算出する。
【００２５】
ステップｓ３において、ステップｓ１で取り込んだエンジンパラメータのクランク角信号ＮＥと、気筒判別信号Ｇとの信号関係から、クランク角センサ７１の異常（以下、ＮＥ異常と言う）の有無を判別し、ＮＥ正常の場合（ＹＥＳ）にはステップｓ４に進み、ＮＥ異常の場合（ＮＯ）にはステップｓ９に進む。
【００２６】
ここで、クランク角センサ７１のクランク角信号ＮＥ、および気筒判別センサ７２の気筒判別信号Ｇについて説明する。
これらクランク角信号ＮＥおよび気筒判別信号Ｇ信号はそれぞれ図３で示す様な信号である。
【００２７】
即ち、クランク角信号ＮＥは、所定角度毎にパルス信号を出力するものであり、更に、エンジンの第１気筒（＃１）および第４気筒（＃４）に対応する所定クランク角度となる位置で、上記パルス信号とは異なる欠け歯信号を出力するものである。
【００２８】
一方、気筒判別信号Ｇは、気筒判別センサ７２が、クランク軸が二回転すれば一回転する上記ポンプ軸に取り付けられているものであるため、エンジンが１サイクル燃焼する（＃１〜＃４気筒爆発する）間に、各気筒に対応する所定クランク角毎に四個のパルス信号を出力するものである。
【００２９】
そして、このパルスの内、三つのパルス信号幅は同一（気筒信号）で、残りの一つが他の信号幅とは異なる信号幅｛基準歯；本実施例では第１気筒（＃１）｝のパルスが発生する様に設けられている。
【００３０】
従って、この基準歯信号を検出したタイミングで、エンジン制御装置７側は、現在の気筒が所定気筒（＃１気筒）であることが判別でき、以降の気筒を判別することが可能となる様になっている。
【００３１】
但し、ＮＥ正常のときには、上述したステップｓ４の様に、クランク角信号ＮＥと気筒判別信号Ｇとの組み合わせ（図４参照）によって気筒判別を実行する。
これは、図４に示す様なクランク角信号ＮＥの欠け歯の有無と、気筒判別信号Ｇの基準歯の有無との組み合わせにより、エンジン始動時、即座に気筒判別することが可能となるからである（本実施例では、１８０°ＣＡで判別可能なときがあり、少なくとも、３６０°ＣＡで確実に気筒判別できる）。
【００３２】
これに対して、上述の如く、気筒判別信号Ｇだけでは、エンジン始動時に、殆ど、１燃焼サイクル回転（７２０°ＣＡ）しなければ分からないことがあり、気筒判別できるまでに時間を要することがある。
【００３３】
この様に、エンジン始動時に即座に気筒判別を行うために、ステップｓ４で述べた如く、二つの信号（クランク角信号ＮＥ、気筒判別信号Ｇ）の組み合わせによって実行するものである。
【００３４】
ステップｓ４で、ＮＥ正常として、クランク角信号ＮＥの欠け歯の有無と、気筒判別信号Ｇの信号幅との組み合わせで現在の気筒位置を判別する。
【００３５】
ステップｓ５において、＃１、＃４気筒についての、クランク角信号ＮＥの欠け歯または基準のＮＥパルス位置と、気筒判別信号Ｇとの実位相差ＧＮｒを計測する。
【００３６】
ステップｓ６で、位相差の狙い値ＧＮｔに対するズレ補正値ΔＧＮを以下の様に算出し、記憶する。
ズレ補正値ΔＧＮ＝位相差の狙い値ＧＮｔ−実位相差ＧＮｒ
【００３７】
ステップｓ７で、ＮＥ基準での噴射制御用電磁弁（ＩＮＪ）１、１…１へのＩＮＪ駆動指令値を算出し、ステップｓ８に進む。
ステップｓ２で算出した要求噴射量（ＩＮＪ制御量ｑ）を、エンジン回転数とコモンレール圧力とに基づいて通電パルス巾Ｔｑに変換する。
【００３８】
エンジン回転数と要求噴射量（ＩＮＪ制御量ｑ）とから噴射開始時期であるＩＮＪ  ｏｎ時期をＮＥ基準のＩＮＪ  ｏｎ時期＝噴射時期Ｔｓとして算出する。
また、噴射終了時期であるＩＮＪ  ｏｆｆ時期を、噴射時期Ｔｓと通電パルス巾ＴｑとからＮＥ基準のＩＮＪ  ｏｆｆ時期＝Ｔｓ＋Ｔｑとして算出する。
ステップｓ８で、ＩＮＪ駆動指令値を出力段にセットする。
【００３９】
ステップｓ９でＮＥ異常として、気筒判別信号Ｇのみで気筒判別を実施する。
ステップｓ１０において、ステップｓ６で記憶したズレ補正値ΔＧＮを取り出す。
ステップｓ１１において、下記に示す様に、狙い値ＧＮｔとのズレ補正値ΔＧＮを反映する。
Ｇ基準における噴射時期Ｔｓ’＝狙い値ＧＮｔ−ズレ補正値ΔＧＮ
【００４０】
ステップｓ１２で、Ｇ基準での噴射制御用電磁弁（ＩＮＪ）１、１…１へのＩＮＪ駆動指令値を算出し、ステップｓ８に進む。
ステップｓ２で算出した要求噴射量（ＩＮＪ制御量ｑ）を、エンジン回転数とコモンレール圧力とに基づいて通電パルス巾Ｔｑに変換する。
【００４１】
エンジン回転数と要求噴射量（ＩＮＪ制御量ｑ）とから、Ｇ基準における噴射開始時期であるＩＮＪ  ｏｎ時期をＧ基準のＩＮＪ  ｏｎ時期＝噴射時期Ｔｓ’として算出する。
また、噴射終了時期であるＩＮＪ  ｏｆｆ時期を、噴射時期Ｔｓ’と通電パルス巾ＴｑとからＧ基準のＩＮＪ  ｏｆｆ時期＝Ｔｓ’＋Ｔｑとして算出する。
【００４２】
本実施例の燃料噴射システムＡは、以下の利点を有する。
ＮＥ異常時のＧ基準制御では、ＮＥ正常時に算出して記憶（ステップｓ６）しておいたズレ補正値ΔＧＮを反映させて（ステップｓ１１）気筒判別信号Ｇのバラツキを補正する構成であるので、噴射制御用電磁弁（ＩＮＪ）１、１…１へのＩＮＪ駆動指令値が適正となり、噴射時期精度を上げることができる。
【００４３】
これにより、燃料噴射システムＡは、ＮＥ異常時のＧ基準制御において、ＮＥ基準制御と同程度の噴射時期精度となるので、エミッションの悪化や、燃費や出力の増減を防止することができる。
【００４４】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．ＮＥ異常時には、気筒判別信号Ｇからエンジン回転数を求め、ステップｓ１０で取り出したズレ補正値ΔＧＮをエンジン回転数に基づいて補正し、ステップｓ１１において、（狙い値ＧＮｔ−エンジン回転数で補正したズレ補正値ΔＧＮ）として、Ｇ基準における噴射時期Ｔｓ’を求める構成にしても良い。
【００４５】
ｂ．各気筒毎にズレ補正値ΔＧＮ１、ΔＧＮ２、ΔＧＮ３、ΔＧＮ４を求め、ＮＥ異常時には、（狙い値ＧＮｔ）−（ズレ補正値ΔＧＮ１、ΔＧＮ２、ΔＧＮ３、ΔＧＮ４）でＧ基準における噴射時期Ｔｓ’を決定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る燃料噴射装置のブロック図である。
【図２】その燃料噴射装置の作動を示すフローチャートである。
【図３】各信号のタイミングを示す波形図である。
【図４】クランク角信号ＮＥと、気筒判別信号Ｇとの組み合わせを示す図である。
【符号の説明】
１  噴射制御用電磁弁
２  エンジン
３  インジェクタ
７  エンジン制御装置
７１  クランク角センサ
７２  気筒判別センサ
Ａ  燃料噴射システム
Ｇ  ポンプ信号
ＮＥ  クランク角信号
ＧＮｒ  実位相差
ΔＧＮ  ズレ補正値
ＧＮｔ  位相差の狙い値
【図１】
0004389405.tif 000002
【図２】
0004389405.tif 000003
【図３】
0004389405.tif 000004
【図４】
0004389405.tif 000005