JP4160990B2 - 内燃機関における燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の気筒内で燃焼される燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃料噴射手段から燃料を噴射する噴射タイミングを制御する制御手段とを備えた内燃機関における燃料噴射制御装置に関する。

例えば、特許文献１に開示のように、内燃機関では、クランク軸に取り付けられた磁性体製の歯付きロータ（シグナルロータ）とマグネットピックアップコイルとを組み合わせてクランク角度を検出するクランク角度センサが用いられる場合がある。特許文献１に開示のクランク角度センサでは、シグナルロータの周囲に等間隔に設けた歯の一部を欠落させたシグナルロータが用いられている。この欠落した部分（欠歯部）は、クランク角度の基準位置の検出に用いられる。

通常、燃料の噴射タイミング（噴射開始時期及び噴射終了時期）は、先ず、所定のクランク角度として設定される。次に、そのクランク角度は、基準となる歯部、及びその基準となる歯部の検出信号が検出された後に必要となる所定時間に変換される。実行時には、マグネットピックアップコイルによって基準の歯が検出されてから、タイマーにより所定時間が経過したことが確認された時点で燃料の噴射が開始又は終了される。

又、上記した所定時間の算出は、基準となる歯部より前の或る隣り合う２つの歯部の検出信号の時間幅から求められるクランクシャフトの回転速度を、現在のクランクシャフトの回転速度として考えることで算出される。具体的には、或る隣り合う２つの歯部の検出信号の時間幅が短い場合には、クランクシャフトの回転速度が速く、所定のクランク角度を回転するのに必要な時間が短くなることから、基準となる歯部の検出信号が検出されてから燃料の噴射が開始されるまでの所定時間も短くなる。
特開２００２-３０３１９９号公報 特開２００５-３１５１０７号公報

特許文献１，２に開示されるような８気筒の内燃機関では、前回気筒算出の燃料の主噴射タイミングと今回気筒算出の燃料の主噴射タイミングとの間隔は、クランク角度表示で９０°であり、気筒数の少ない例えば４気筒の場合の約１８０°である場合と比較して、短い間隔で噴射が行われることになる。又、近年において、燃料の噴射は、メインの燃料噴射の前にパイロット噴射を行ったり、メインの噴射の後にポスト噴射を行なうケースが増えてきている。そのため、気筒数の多いエンジンにおいてパイロット噴射やポスト噴射等を行なった場合には、かなり短い間隔で燃料噴射が行われることになるため、前述したようなやり方で燃料噴射タイミングを設定する場合、欠歯部の検出によって得られる信号の幅内でパイロット噴射等を行わなければならない場合が生じることがある。

しかし、欠歯部は、通常の歯部が２歯分無くなっているため、歯部の無くなっている部分に燃料の噴射タイミングが設定された場合には、歯のカウントの認識が実際とずれてしまうことから、燃料の噴射タイミングも実際とずれてしまうという問題が生じる。

本発明は、欠歯部を有するシグナルロータを用いた場合の燃料の噴射タイミングを適正に算出できるようにすることを目的とする。

本発明は、内燃機関の複数の気筒内で燃焼される燃料を噴射する燃料噴射手段と、欠歯部と複数の歯部とを有するシグナルロータと、前記シグナルロータに形成される欠歯部と複数の歯部とを検出するクランク角度検出手段と、前記クランク角度検出手段によって或る歯部の歯部検出信号が出力されてからその隣の歯部の歯部検出信号が出力されるまでの信号間時間を計測するタイマーと、基準となる歯部の検出から所定の待機時間が経過したタイミングを燃料の噴射タイミングとして前記燃料噴射手段に燃料の噴射を開始させる制御手段とを備えた内燃機関における燃料噴射制御装置を対象とし、請求項１の発明は、或る歯部の先端部からその隣の歯部の先端部までの区間を歯部１個分の区間とし、前記欠歯部の先端部から前記歯部１個分の区間を欠歯先頭区間としたとき、前記制御手段は、燃料の噴射タイミングが前記欠歯先頭区間を除く欠歯区間以外にある場合、前記所定の待機時間には１信号間時間より短い余り時間を設定し、前記制御手段は、燃料の噴射タイミングが前記欠歯先頭区間を除く欠歯区間にある場合、前記所定の待機時間には１以上の信号間時間と１信号間時間より短い余り時間を足した時間を設定することを特徴とする。

信号間時間及び短い余り時間は、欠歯部の検出によって得られる信号よりも過去であって、歯部の検出によって得られた過去の信号を用いて得られた時間である。このような時間の採用は、欠歯部の検出信号の幅内で設定された噴射タイミングを適正に設定することを可能にする。

好適な例では、燃料噴射の基準となる歯部は、或る気筒が１番目に主噴射される気筒であるとしてｍ番目（ｍは正の整数）に主噴射される気筒の噴射サイクルの歯部検出情報においてｕ番目（ｕは正の整数）に検出される歯部として設定される。

好適な例では、前記制御手段は、歯部の検出によって得られた過去の信号に基づいて前記待機時間を算出し、前記歯部の検出によって得られた過去の信号は、今回の燃料噴射タイミングの噴射サイクルよりも１つ前の噴射サイクルで得られた信号である。
ここにおける噴射サイクルとは、ピストンが上死点位置にあるときのクランク角度を基点としてクランク角度の１回転分を全気筒数の半数で割った１気筒分の角度範囲のことである。このようにして得られる過去の信号は、噴射タイミングを算出する信号として好適である。

好適な例では、前記気筒の全数は、６個以上である。
気筒数の多い６気筒以上の内燃機関は、本発明の適用対象として好適である。

本発明は、欠歯部を有するシグナルロータを用いた場合の燃料の噴射タイミングを適正に算出することができるという優れた効果を奏する。

以下、８気筒のＶ型ディーゼルエンジン（４サイクルエンジン）に本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、車両に搭載されたディーゼルエンジン１１は、複数の気筒１，２，３，４，５，６，７，８を備えている。複数の気筒１〜８は、気筒１，３，５，７からなる第１群と気筒２，４，６，８からなる第２群との２群に分けられている。第１群の気筒１，３，５，７に対応するシリンダヘッド１３Ａには気筒１，３，５，７毎に燃料噴射ノズル１４１，１４３，１４５，１４７が取り付けられている。第２群の気筒２，４，６，８に対応するシリンダヘッド１３Ｂには気筒２，４，６，８毎に燃料噴射ノズル１４２，１４４，１４６，１４８が取り付けられている。燃料は、燃料ポンプ１５及びコモンレール１６Ａ，１６Ｂを経由して燃料噴射ノズル１４１〜１４８へ供給され、燃料噴射ノズル１４１〜１４８は、各気筒１，２，３，４，５，６，７，８内に燃料を噴射する。燃料ポンプ１５、コモンレール１６Ａ，１６Ｂ及び燃料噴射ノズル１４１〜１４８は、内燃機関の複数の気筒内で燃焼される燃料を噴射する燃料噴射手段を構成する。

シリンダヘッド１３Ａ，１３Ｂにはインテークマニホールド１７が接続されている。インテークマニホールド１７は、吸気通路１８に接続されており、吸気通路１８は、エアクリーナ１９に接続されている。吸気通路１８の途中にはスロットル弁２０が設けられている。スロットル弁２０は、エアクリーナ１９を経由して吸気通路１８に吸入される空気流量を調整するためのものである。スロットル弁２０は、図示しないアクセルペダルの操作に伴って開度調整される。アクセルペダルの踏み込み角は、アクセル開度検出器２１によって検出される。

シリンダヘッド１３Ａにはエキゾーストマニホールド２２Ａ，２２Ｂが接続されている。エキゾーストマニホールド２２Ａには排気通路２３Ａが接続されており、エキゾーストマニホールド２２Ｂには排気通路２３Ｂが接続されている。排気通路２３Ａ上には排気浄化装置２４Ａ（例えばＮＯｘ触媒）が介在されており、排気通路２３Ｂ上には排気浄化装置２４Ｂ（例えばＮＯｘ触媒）が介在されている。気筒１，３，５，７から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２２Ａ、排気通路２３Ａ及び排気浄化装置２４Ａを経由して大気に放出される。気筒２，４，６，８から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２２Ｂ、排気通路２３Ｂ及び排気浄化装置２４Ｂを経由して大気に放出される。

図１（ｂ）に示すように、シリンダヘッド１３Ａには吸気ポート１３１Ａ及び排気ポート１３２Ａが形成されており、シリンダヘッド１３Ｂには吸気ポート１３１Ｂ及び排気ポート１３２Ｂが形成されている。各吸気ポート１３１Ａは、一端が各気筒１，３，５，７内の燃焼室１２Ａに連なるとともに、他端がインテークマニホールド１７の各枝管に接続されている。各吸気ポート１３１Ｂは、一端が各気筒２，４，６，８内の燃焼室１２Ａに連なるとともに、他端がインテークマニホールド１７の各枝管に接続されている。各排気ポート１３２Ａは、一端が各気筒１，３，５，７内の燃焼室１２Ａに連なるとともに、他端がエキゾーストマニホールド２２Ａの枝管に接続されている。各排気ポート１３２Ｂは、一端が各気筒２，４，６，８内の燃焼室１２Ｂに連なるとともに、他端がエキゾーストマニホールド２２Ｂの枝管に接続されている。

吸気ポート１３１Ａは、吸気バルブ２５Ａによって開閉され、吸気ポート１３１Ｂは、吸気バルブ２５Ｂによって開閉される。排気ポート１３２Ａは、排気バルブ２６Ａによって開閉され、排気ポート１３２Ｂは、排気バルブ２６Ｂによって開閉される。気筒１〜８内に燃焼室１２Ａ，１２Ｂを区画するピストン２７は、コネクティングロッド２８を介してクランク軸２９に連結されている。ピストン２７の往復運動は、コネクティングロッド２８を介してクランク軸２９の回転運動に変換される。クランク軸２９の回転角度（クランク角度）は、クランク角度検出器３０によって検出される。

図２（ａ）に示すように、クランク角度検出手段としてのクランク角度検出器３０は、クランク軸２９に固定されたシグナルロータ３１と、電磁誘導方式のピックアップコイル３２とから構成されている。シグナルロータ３１は、クランク軸２９と一体的に矢印Ｒの方向へ回転する。シグナルロータ３１の周縁には複数の歯部Ｅ００，Ｅ０１〜Ｅ０８，Ｅ１０，Ｅ１１〜Ｅ１８，Ｅ２０，Ｅ２１〜Ｅ２８，Ｅ３０，Ｅ３１〜Ｅ３５が配列されており、シグナルロータ３１の周縁には欠歯部Ｄ３６が設けられている。ピックアップコイル３２は、シグナルロータ３１の回転に伴って、電圧信号を出力する。ピックアップコイル３２から出力された電圧信号は、波形整形部３３へ送られる。波形整形部３３は、ピックアップコイル３２から送られてきた電圧信号をパルス形状の波形に整形して制御コンピュータＣへ出力する。

図２（ｂ）に例示する波形Ｅｘは、シグナルロータ３１が２回転以上の回転を行なったときに波形整形部３３から出力されるパルス形状の波形を示す。横軸θは、クランク角度を示す。ＴＤＣ１は、気筒１におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示し、ＴＤＣ２は、気筒２におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示す。ＴＤＣ３は、気筒３におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示し、ＴＤＣ４は、気筒４におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示す。ＴＤＣ５は、気筒５におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示し、ＴＤＣ６は、気筒６におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示す。ＴＤＣ７は、気筒７におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示し、ＴＤＣ８は、気筒８におけるピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を示す。本実施形態では、気筒１，２，７，３，４，５，６，８の順に燃料供給が行われる。

パルス形状を含む信号３６は、欠歯部Ｄ３６の検出に対応した信号である。他のパルス形状を含む信号００〜０８は、歯部Ｅ００，Ｅ０１，Ｅ０２・・・Ｅ０８の検出に対応した信号であり、信号１０〜１８は、歯部Ｅ１０，Ｅ１１・・・Ｅ１８の検出に対応した信号である。信号２０〜２８は、歯部Ｅ２０，Ｅ２１・・・Ｅ２８の検出に対応した信号であり、信号３０〜３５は、歯部Ｅ３０，Ｅ３１・・・Ｅ３５の検出に対応した信号である。

符号Ｍ１は、気筒１における燃料噴射ノズル１４１からの燃料の主噴射の期間を示し、符号Ｍ２は、気筒２における燃料噴射ノズル１４２からの燃料の主噴射の期間を示す。符号Ｍ３は、気筒３における燃料噴射ノズル１４３からの燃料の主噴射の期間を示し、符号Ｍ４は、気筒４における燃料噴射ノズル１４４からの燃料の主噴射の期間を示す。符号Ｍ５は、気筒５における燃料噴射ノズル１４５からの燃料の主噴射の期間を示し、符号Ｍ６は、気筒６における燃料噴射ノズル１４６からの燃料の主噴射の期間を示す。符号Ｍ７は、気筒７における燃料噴射ノズル１４７からの燃料の主噴射の期間を示し、符号Ｍ８は、気筒８における燃料噴射ノズル１４８からの燃料の主噴射の期間を示す。

符号Ｐ１は、気筒１における燃料噴射ノズル１４１からの燃料のパイロット噴射の期間を示し、符号Ｐ２は、気筒２における燃料噴射ノズル１４２からの燃料のパイロット噴射の期間を示す。符号Ｐ３は、気筒３における燃料噴射ノズル１４３からの燃料のパイロット噴射の期間を示し、符号Ｐ４は、気筒４における燃料噴射ノズル１４４からの燃料のパイロット噴射の期間を示す。符号Ｐ５は、気筒５における燃料噴射ノズル１４５からの燃料のパイロット噴射の期間を示し、符号Ｐ６は、気筒６における燃料噴射ノズル１４６からの燃料のパイロット噴射の期間を示す。符号Ｐ７は、気筒７における燃料噴射ノズル１４７からの燃料のパイロット噴射の期間を示し、符号Ｐ８は、気筒８における燃料噴射ノズル１４８からの燃料のパイロット噴射の期間を示す。

アクセル開度検出器２１によって得られた踏み込み角検出情報、及びクランク角度検出器３０によって得られたクランク角度検出情報（波形Ｅｘで示す電圧信号）は、制御コンピュータＣに送られる。制御コンピュータＣは、踏み込み角検出情報及びクランク角度検出情報に基づいて、燃料噴射ノズル１４１〜１４８における燃料噴射タイミング（噴射開始時期及び噴射終了時期）を算出する。

図１（ａ）に示すように、制御コンピュータＣにはタイマー３７が信号接続されている。タイマー３７によって得られた時間計測情報は、制御コンピュータＣに送られる。
図４及び図５は、燃料噴射制御プログラムを表すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って燃料噴射制御を説明する。

制御コンピュータＣは、所定の制御周期単位でクランク角度検出情報（波形Ｅｘで示す電圧信号）を取り込んで記憶する（ステップＳ１）。制御コンピュータＣは、クランク角度検出情報を取り込むと、信号レベルが低レベルから高レベルへ切り替わったか否かを判定する（ステップＳ２）。信号レベルが低レベルから高レベルへ切り替わらなかった場合（ステップＳ２においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

信号レベルが低レベルから高レベルへ切り替わった場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、前回の信号レベルの切り替わり（低レベルから高レベルへ切り替わり）と今回の信号レベルの切り替わり（低レベルから高レベルへ切り替わり）との間で経過した時間（信号間時間ｔｘ）を、タイマー３７から得られる時間計測情報に基づいて、検出して記憶する（ステップＳ３）。そして、制御コンピュータＣは、信号０１の立上がり部を最初の信号レベルの切り換えとして信号レベルの切り換え回数をカウントする（ステップＳ４）。

制御コンピュータＣは、前回の信号レベルの切り替わりと今回の信号レベルの切り替わりとの間にかかる時間（クランク角度検出器３０から出力された隣り合う信号の信号間時間ｔｘ）が所定の時間ｔｏより大きいか否かを判断する（ステップＳ５）。このステップは、検出した歯部が欠歯部であるか否かを判断するステップであり、所定の時間ｔｏとは、隣り合う通常の歯部の検出信号間の時間より大きい時間が設定されている。又、所定の時間ｔｏは、エンジンの回転速度により変化する１次変数となっている。

検出した歯部が欠歯部でない場合（ステップＳ５においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘが基準の歯部〔図２（ｂ）の例では、０４，０８，１４，１８，２４，２８，３４の歯部〕に対応するか否かを判断する（ステップＳ７）。カウント数Ｍｘが基準の歯部に対応しない場合（ステップＳ７においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

カウント数Ｍｘが基準の歯部に対応する場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、噴射開始待機時間Ｔ（ｓ）＝Ｔｓ（ｈ）を算出する（ステップＳ８）。図２（ｃ）の例では、１信号間時間よりも短い余り時間としてのＴｓ（ｈ）は、ＴＰ１ｓであり、ＴＰ１ｓは、Δθ（Ｐ１ｓ）を時間表示した値である。

なお、基準の歯部は、事前に実行される燃料噴射タイミングを決定するフローにより決定される。燃料の噴射タイミングを決定するフローの内容を簡単に説明すると、先ず、エンジンの運転状態等を基に燃料の噴射タイミングが所定のクランク角度として設定され、次に、そのクランク角度が、基準となる歯部が検出された後に必要となる所定時間に変換される。

又、基準となる歯部は、ｍ番目（ｍは正の整数）の気筒の噴射サイクルの歯部検出情報におけるｕ番目（ｕは正の整数）の歯部として設定される。ｍ番目の気筒とは、気筒１が１番目に主噴射される気筒であるとして、ｍ番目に主噴射される気筒である。例えば、１番目の気筒（本実施形態では気筒１）の１番目の歯部であれば、歯部０４が該当し、２番目の気筒（本実施形態では気筒２）の８番目の歯部であれば歯部２２が該当する。８番目の気筒（本実施形態では気筒８）の３〜５番目の歯部であれば、欠歯部が該当することになる。なお、８番目の気筒８の３番目の歯部から４番目の歯部の間の区間を欠歯先頭区間、８番目の気筒８の４番目の歯部から５番目の歯部の間の区間を欠歯中央区間、８番目の気筒８の５番目の歯部から歯部００の間の区間を欠歯先頭区間とする。

図３の例では、Ｔ（ｓ）＝ＴＭｓ又はＴ（ｓ）＝ＴＰｓであり、Ｔ（ｅ）＝ＴＭｅ又はＴ（ｅ）＝ＴＰｅである。ここにおける噴射サイクルとは、ピストン２７が上死点位置にあるときのクランク角度を基点として、クランク角度の１回転分（３６０°）を全気筒数（本実施形態では８気筒数）の半数で割った角度範囲（本実施形態では９０°）のことである。つまり、噴射サイクルは、隣り合うＴＤＣｊ（ｊは１〜８の整数）の間の角度範囲のことである。前回噴射サイクル（今回の噴射タイミングに対応する噴射サイクルより１つ前の噴射サイクル）の歯部検出情報は、前回噴射サイクルで得られた過去の信号である。

図３に例示する場合には、クランク角度θがθ（Ｍ２ｓ）のときに主噴射を開始し、クランク角度θがθ（Ｍ２ｅ）のときに主噴射を終了する。主噴射の開始は、歯部検出信号１４の立上がり部１４ｓ（開始点）のクランク角度θ（Ｍ２）を基点にしてクランク角度表示でΔθ（Ｍ２ｓ）の後であり、主噴射の終了は、クランク角度θ（Ｍ２）を基点にしてクランク角度表示でΔθ（Ｍ２ｅ）の後である。Δθ（Ｍ２ｓ），Δθ（Ｍ２ｅ）は、θ（Ｍ２）を基点にして予め設定された待機角度である。図３に例示の場合の前回噴射サイクルの歯部検出情報は、図２（ｂ）における検出信号０４〜１３，１４のことであり、前回噴射サイクルの信号間時間検出情報は、検出信号０４〜１３，１４を用いて得られた時間のことである。

又、図３に例示する場合では、クランク角度θがθ（Ｐ７ｓ）のときにパイロット噴射を開始し、クランク角度θがθ（Ｐ７ｅ）のときにパイロット噴射を終了する。パイロット噴射の開始は、検出信号１８の立上がり部のクランク角度θ（Ｐ７）を基点にしてクランク角度表示でΔθ（Ｐ７ｓ）の後であり、パイロット噴射の終了は、クランク角度θ（Ｐ７）を基点にしてクランク角度表示でΔθ（Ｐ７ｅ）の後である。図３に例示の場合の前回噴射サイクルの歯部検出情報は、図２（ｂ）における検出信号０８のことであり、前回噴射サイクルの信号間時間検出情報は、隣り合う検出信号０８，１０を用いて得られた時間のことである。

ステップＳ５においてＹＥＳ（ｔｘ≧ｔｏである場合）、つまり検出した歯部が欠歯部である場合、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘを０にリセットする（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理後、制御コンピュータＣは、基準の歯部が欠歯先頭区間を除く欠歯区間（即ち、欠歯中央区間及び欠歯終盤区間）に有るか否かを判断する（ステップＳ９）。欠歯区間とは、図２（ｃ）に示す信号３６の区間のことであり、欠歯部の先端部から欠歯部の次の歯部の先端部までの区間である。

図２（ｃ）に例示する場合では、クランク角度θがθ（Ｐ１ｓ）のときにパイロット噴射を開始し、クランク角度θがθ（Ｐ１ｅ）のときにパイロット噴射を終了する。パイロット噴射の開始は、欠歯部検出信号３６の立上がり部３６ｓのクランク角度θ（Ｐ）を基点にしてクランク角度表示でΔθ（Ｐｓ）の後であり、パイロット噴射の終了は、クランク角度θ（Ｐ）を基点にしてクランク角度表示でΔθ（Ｐｅ）の後である。Δθ（Ｐｓ），Δθ（Ｐｅ）は、θ（Ｐ）を基点にした待機角度である。θ（Ｐ１）は、クランク角度θ（Ｐ）を基点にして、歯部の検出信号２つ分のクランク角度幅（本実施形態では２０°）だけ後に設定されたクランク角度である。ＴＰ１は、クランク角度θ（Ｐ１）を時間表示した値である。θ（Ｐ１ｓ）は、クランク角度θ（Ｐ１）を基点にしたパイロット噴射開始までのクランク角度幅であり、θ（Ｐ１ｅ）は、クランク角度θ（Ｐ１）を基点にしたパイロット噴射終了までのクランク角度幅である。

基準の歯部が欠歯先頭区間に有る場合（ステップＳ９においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、ステップＳ８へ移行する。
基準の歯部が欠歯先頭区間に無い場合（ステップＳ９においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの歯部検出情報、並びに次式（１）及び式（２）を用いて、噴射開始待機時間Ｔ（ｓ）を算出する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。

ｋは正の整数である。ｈは、基準の歯部がどの欠歯区間に設定されたかを示す数値であり、基準の歯部が欠歯中央区間に設定された場合にはｈ＝２、欠歯終盤区間に設定された場合にはｈ＝３になる。

ΔＴ１（即ち、ΔＴｋにおいてｋが１の場合）やΔＴ２（即ち、ΔＴｋにおいてｋが２の場合）には、前回噴射サイクルに対応する歯部間の時間が設定される。即ち、ΔＴ１は、信号２６と信号２７との間の時間（信号間時間）になり、ΔＴ２は、信号２７と信号２８との間の時間（信号間時間）になり、ΔＴ３は、信号２８と信号３０との間の時間（信号間時間）になる。制御コンピュータＣは、タイマー３７からの計測情報に基づいて、これらの信号間時間を検出する。

ｋ（≦ｈ）がｈに一致しない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、ｋ＋１をｋとして（ステップＳ１２）ステップＳ１０へ移行する。ｋ（≦ｈ）がｈに一致する場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、次式（２）を算出する（ステップＳ１３）。

Ｔ（ｓ）＝Ｔ（ｈ）＋Ｔｓ（ｈ）・・・（２）
図２（ｃ）の例では、Ｔ（ｓ）は、ＴＰｓである。又、ＴＰｅは、燃料の噴射を終了するタイミングであり、燃料の噴射開始後に、エンジンの運転状態等から決まる所定の燃料噴射時間τが経過したタイミングである。又、図２（ｃ）の例では、Ｔ（ｈ）は、（ΔＴ１＋ΔＴ２）である。

図２（ｃ）に例示の場合の前回噴射サイクルの欠歯部検出情報は、図２（ｂ），（ｃ）における検出信号２６，２７，２８，３０のことであり、前回噴射サイクルの信号間時間検出情報は、検出信号２６，２７，２８，３０を用いて得られた時間のことである。

ステップＳ１０〜Ｓ１３における処理では、歯部Ｅ２６，Ｅ２７，Ｅ２８の検出によって得られた欠歯数分の過去の信号２６，２７，２８の隣り合う信号間の１以上の信号間時間と余り時間とが加算される。ここにおける欠歯数とは、欠歯部の検出によって得られる信号のクランク角度幅（本実施形態では３０°）を歯部の検出によって得られる信号のクランク角度幅（本実施形態では１０°）で割った値Ｚのことであり、本実施形態では欠歯数Ｚは３である。

ステップＳ８における処理は、燃料の噴射タイミングが欠歯先頭区間を除く欠歯区間以外にあって、１信号間時間より短い余り時間を所定の待機時間（燃料噴射開始待機時間）として設定する処理である。ステップＳ１０〜Ｓ１３における処理は、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、クランク角度表示のΔθ（Ｐｓ）を時間表示のＴｐｓに置き換えると共に、クランク角度表示のΔθ（Ｐｅ）を時間表示のＴＰｅに置き換える処理である。つまり、ステップＳ１０〜Ｓ１３における処理は、燃料の噴射タイミングが欠歯先頭区間を除く欠歯区間にあって、１以上の信号間時間と１信号間時間より短い余り時間を足した時間を所定の待機時間（燃料噴射開始待機時間）として設定する処理である。図２（ｃ）におけるＴ（Ｐ）は、クランク角度θ（Ｐ）を時間表示した基準時間である。

ステップＳ８又はステップＳ１３の処理後、制御コンピュータＣは、時刻Ｔｏ〔図３の例では時刻Ｔ（Ｍ２）又は時刻Ｔ（Ｐ７）、図２（ｃ）の例では時刻Ｔ（Ｐ）〕から噴射開始待機時間Ｔ（ｓ）が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。時刻Ｔｏから噴射開始待機時間Ｔ（ｓ）が経過した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図２（ｃ）に例示の場合には燃料噴射ノズル１４８〕に燃料噴射を開始させる（ステップＳ１５）。次いで、制御コンピュータＣは、時刻〔Ｔｏ＋Ｔ（ｓ）〕から所定時間τが経過したか否かを判断する（ステップＳ１６）。所定時間τは、エンジンの運転状態等から設定される燃料噴射期間であり、時間〔Ｔ（ｓ）＋τ〕は、所定の待機時間としての燃料噴射終了待機時間である。時刻Ｔｏ＋Ｔ（ｓ）〕から所定時間τが経過した場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図２（ｃ）に例示の場合には燃料噴射ノズル１４８〕に燃料噴射を終了させる（ステップＳ１７）。そして、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

次に、図６〜図９にフローチャートで示す第２の実施形態を説明する。装置構成は、第１の実施形態と同じであり、燃料噴射の態様も第１の実施形態の場合と同じである。図６のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ６は、第１の実施形態のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ６と同じであるので、その説明は、省略する。又、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図３を参照して説明する。

検出した歯部が欠歯部でない場合（ステップＳ５においてＮＯ）、又はステップＳ６の処理後、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘが予め設定された値Ｘ１か否かを判断する（ステップＳ１８）。本実施形態では、値Ｘ１は、９，１８，２７，３４のいずれかであり、これらのカウント数９，１８，２７，３４よりも1つ少ないカウント数８，１７，２６，３３に対応する信号０８，１８，２８，３６の幅内でパイロット噴射が開始される。信号０８，１８，２８は、歯部Ｅ０８，Ｅ１８，Ｅ２８の検出によって得られ、歯部Ｅ０８，Ｅ１８，Ｅ２８は、パイロット噴射Ｐ２，Ｐ７，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８の噴射タイミングの基準となる歯部である。信号３６は、欠歯部Ｄ３６の検出によって得られ、欠歯部Ｄ３６は、パイロット噴射Ｐ１，Ｐ４の噴射タイミングの基準となる。

カウント数Ｍｘが予め設定された値Ｘ１でない場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘが予め設定された値Ｘ２か否かを判断する（ステップＳ１９）。本実施形態では、値Ｘ２は、５＋９×（ｎ−１）（ｎ＝１〜４の整数）であり、これらのカウント数５＋９×（ｎ−１）（＝５，１４，２３，３２）よりも1つ少ないカウント数４，１３，２２，３１に対応する信号０４，１４，２４，３４の幅内で主噴射が開始される。信号０４，１４，２４，３４は、歯部Ｅ０４，Ｅ１４，Ｅ２４，Ｅ３４の検出によって得られ、歯部Ｅ０４，Ｅ１４，Ｅ２４，Ｅ３４は、主噴射Ｍ１〜Ｍ８も噴射タイミングの基準となる歯部である。

カウント数Ｍｘが予め設定された値Ｘ２である場合（ステップＳ１９においてＴＥＳ）、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、噴射開始待機時間ＴＭｓを算出する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２９における処理は、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、クランク角度表示のΔθ（Ｍ２ｓ）を時間表示のＴＭｓに置き換える処理である。図３におけるＴ（Ｍ２）は、クランク角度θ（Ｍ２）を時間表示した基準時間である。

ステップＳ２０の処理後、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘが予め設定された値（Ｘ２―１）（＝４，１３，２２，３１）か否かを判断する（ステップＳ２１）。カウント数Ｍｘが予め設定された値（Ｘ２―１）（＝４，１３，２２，３１）でない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

カウント数Ｍｘが予め設定された値（Ｘ２―１）（＝４，１３，２２，３１）である場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、時刻Ｔ（Ｍ２）から噴射開始待機時間ＴＭｓ経過したか否かを判断する（ステップＳ２２）。時刻Ｔ（Ｍ２）から噴射開始待機時間ＴＭｓ経過した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図３に例示の場合には燃料噴射ノズル１４２〕に燃料噴射を開始させる（ステップＳ２３）。制御コンピュータＣは、時刻〔Ｔ（Ｍ２）＋ＴＭｓ〕から所定時間τ経過したか否かを判断する（ステップＳ２４）。時刻〔Ｔ（Ｍ２）＋ＴＭｓ〕から所定時間τ経過した場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図３に例示の場合には燃料噴射ノズル１４２〕に燃料噴射を終了させる（ステップＳ２５）。そして、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

ステップＳ１９においてＮＯの場合（Ｍｘ＝Ｍ２でない場合）、制御コンピュータＣは、ステップＳ２１へ移行する。
ステップＳ１８においてＹＥＳの場合（Ｍｘ＝Ｍ１である場合）、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘ＝Ｍ１が予め設定された値Ｘ１ｏであるか否かを判断する（ステップＳ２６）。本実施形態では、値Ｘ１ｏは、２７である。カウント数Ｍｘが予め設定された値Ｘ１ｏである場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの欠歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、パイロット噴射の噴射開始待機時間ＴＰｓを算出する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２７における処理は、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、クランク角度表示のΔθ（Ｐｓ）を時間表示のＴｐｓに置き換える処理である。図２（ｃ）におけるＴ（Ｐ）は、クランク角度θ（Ｐ）を時間表示した基準時間である。ＴＰｓは、Δθ（Ｐｓ）を時間表示した値であり、ＴＰ１ｓは、Δθ（Ｐ１ｓ）を時間表示した値である。時間ＴＰｓは、次式（３）で表される。ΔＴ１は、隣り合う信号２６，２７に基づいて検出された信号間時間であり、ΔＴ２は、隣り合う信号２７，２８に基づいて検出された信号時間であり、ΔＴ３は、隣り合う信号２８，３０に基づいて検出された信号間時間である。

ＴＰｓ＝ΔＴ１＋ΔＴ２＋ＴＰ１ｓ
＝ΔＴ１＋ΔＴ２＋Δθ（Ｐ１ｓ）×ΔＴ３／１０°・・・（３）
信号２８に対応するシグナルロータ３１の回転速度Ｖは、次式（４）で表される。

Ｖ＝Δθ（Ｐ１ｓ）／ＴＰ１ｓ＝１０°／ΔＴ３・・・（４）
式（４）からＴＰ１ｓが得られて式（３）が得られる。
制御コンピュータＣは、式（３）を用いて待機時間ＴＰｓを算出する。

ステップＳ２７の処理後、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの検出情報（信号間時間検出情報、歯部検出情報及び欠歯部検出情報）を消去する（ステップＳ２８）。
ステップＳ２８の処理後、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘが３３か否かを判断する（ステップＳ２９）。カウント数Ｍｘが３３である場合（ステップＳ２９においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、時刻Ｔ（Ｐ）から噴射開始待機時間ＴＰｓ経過したか否かを判断する（ステップＳ３０）。時刻Ｔ（Ｐ）から噴射開始待機時間ＴＰｓ経過した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図２（ｃ）に例示の場合には燃料噴射ノズル１４８〕に燃料噴射を開始させる（ステップＳ３１）。制御コンピュータＣは、時刻〔Ｔ（Ｐ）＋ＴＰｓ〕から所定時間τ経過したか否かを判断する（ステップＳ３２）。時刻〔Ｔ（Ｐ）＋ＴＰｓ〕から所定時間τ経過した場合（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図２（ｃ）に例示の場合には燃料噴射ノズル１４８〕に燃料噴射を終了させる（ステップＳ３３）。そして、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

ステップＳ２６においてＮＯの場合（カウント数Ｍｘが予め設定された値Ｘ１ｏでない場合）、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、パイロット噴射の噴射開始待機時間ＴＰ７ｓを算出する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４における処理は、前回噴射サイクルの歯部検出情報及び信号間時間検出情報を用いて、クランク角度表示のΔθ（Ｐ７ｓ）を時間表示のＴＰ７ｓに置き換える処理である。図３におけるＴ（Ｐ７）は、クランク角度θ（Ｐ７）を時間表示した基準時間である。

ステップＳ３４の処理後、制御コンピュータＣは、前回噴射サイクルの検出情報（信号間時間検出情報及び歯部検出情報）を消去する（ステップＳ３５）。
ステップＳ３５の処理後、制御コンピュータＣは、カウント数Ｍｘが８，１７，２６のいずれか否かを判断する（ステップＳ３６）。カウント数Ｍｘが８，１７，２６のいずれかである場合（ステップＳ３６においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、時刻Ｔ（Ｐ７）から噴射開始待機時間ＴＰ７ｓ経過したか否かを判断する（ステップＳ３７）。時刻Ｔ（Ｐ７）から噴射開始待機時間ＴＰ７ｓ経過した場合（ステップＳ３７においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図３に例示の場合には燃料噴射ノズル１４７〕に燃料噴射を開始させる（ステップＳ３８）。制御コンピュータＣは、時刻〔Ｔ（Ｐ７）＋ＴＰ７ｓ〕から所定時間τ経過したか否かを判断する（ステップＳ３９）。時刻〔Ｔ（Ｐ７）＋ＴＰ７ｓ〕から所定時間τ経過した場合（ステップＳ３９においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、燃料噴射ノズル〔図３に例示の場合には燃料噴射ノズル１４７〕に燃料噴射を終了させる（ステップＳ４０）。そして、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。

第１，２の実施形態における制御コンピュータＣは、燃料の噴射タイミングが欠歯先頭区間を除く欠歯区間以外にある場合、前記所定の待機時間には１信号間時間より短い余り時間を設定する制御手段である。又、制御コンピュータＣは、燃料の噴射タイミングが欠歯先頭区間を除く欠歯区間にある場合、前記所定の待機時間には１以上の信号間時間と１信号間時間より短い余り時間を足した時間を設定する制御手段である。

第１，２の実施形態では以下のような効果が得られる。
（１）欠歯部Ｄ３６の検出信号３６の幅内で噴射タイミングを設定されたパイロット噴射の噴射タイミングは、信号間時間ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３及び余り時間Ｔｓ（ｈ）を用いて設定され、信号間時間ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３及び余り時間Ｔｓ（ｈ）は、欠歯部Ｄ３６の検出によって得られた信号３６よりも過去の信号２６，２７，２８，３０を用いて設定される。このような信号２６，２７，２８，３０の採用が欠歯部Ｄ３６の検出信号３６の幅内で設定された噴射タイミングを適正に算出することを可能にする。

（２）歯部Ｅ２６，Ｅ２７，Ｅ２８，Ｅ３０の検出によって得られた過去の信号２６，２７，２８，３０は、今回の燃料噴射タイミングの噴射サイクルよりも１つ前の噴射サイクルで得られた信号である。主噴射Ｍ８及びパイロット噴射Ｐ１に関連して言えば、今回の燃料噴射タイミングの噴射サイクルは、ＴＤＣ８，ＴＤＣ１間の角度範囲のことであり、１つ前の噴射サイクルは、ＴＤＣ６，ＴＤＣ８間の角度範囲のことである。この過去の信号から得られた回転速度は、今回の燃料噴射タイミングの噴射サイクル内における回転速度に精度良く一致する。従って、今回の燃料噴射タイミングの噴射サイクルよりも１つ前の噴射サイクルで得られた過去の信号は、主噴射タイミング及びパイロット噴射タイミングを決定する信号として好適である。

（３）気筒の全数が多くなるほど、燃料噴射タイミングが欠歯部の検出信号の幅内に入り込む可能性が大きくなる。気筒の多い８気筒の内燃機関は、本発明の適用対象として好適である。

本発明では、以下のような実施形態も可能である。
○次式（５）を用いて待機時間ＴＰｓを求めると共に、次式（６）を用いて待機時間ＴＰｅを求めてもよい。ΔＴｋはΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３のいずれか１つである。

ＴＰｓ＝Δθ（Ｐｓ）×（ΔＴｋ）／１０°・・・（５）
ＴＰｅ＝Δθ（Ｐｅ）×（ΔＴｋ）／１０°・・・（６）
シグナルロータ３１の回転速度をＶとすると、回転速度Ｖは、次式（７），（８）で表される。

Ｖ＝Δθ（Ｐｓ）／ＴＰｓ＝１０°／ΔＴｋ・・・（７）
Ｖ＝Δθ（Ｐｅ）／ＴＰｅ＝１０°／ΔＴｋ・・・（８）
式（７）から式（５）が得られ、式（８）から式（６）が得られる。

○噴射タイミングを決定するために用いられる過去の信号（歯部の検出によって得られた過去の信号）は、今回の噴射サイクルより２つ前の噴射サイクルで得られた信号であってもよい。

○噴射タイミングを決定するために用いられる過去の信号（歯部の検出によって得られた過去の信号）は、今回得られた歯部の検出信号よりも２つ以上前の信号であってもよい。

○主噴射の後にポスト噴射を行なうことがあるが、このポスト噴射の噴射タイミングが欠歯部の検出によって得られる信号の幅内で設定される場合にも本発明を適用することができる。

○８気筒数以外（例えば４，６，１０，１２気筒数等）の気筒数の内燃機関において噴射タイミングが欠歯部の検出によって得られた過去の信号を用いて決定されるのであれば、８気筒数以外の気筒数の内燃機関に本発明を適用することができる。

○上記実施形態においては、シグナルロータには欠歯部が１つだけ形成されていたが、欠歯部は複数存在してもよい。例えば、欠歯部が１８０°の間隔で２つ形成されていてもよい。

第１の実施形態を示し、（ａ）は、内燃機関の簡略図。（ｂ）は、内燃機関の側断面図。 （ａ）は、シグナルロータとクランク角度検出器３０を示す一部破断正面図。（ｂ）は、検出された波形Ｅｘを示すタイミングチャート。（ｃ）は、要部タイミングチャート。 タイミングチャート。 燃料噴射制御プログラムを表すフローチャート 燃料噴射制御プログラムを表すフローチャート 第２の実施形態の燃料噴射制御プログラムを表すフローチャート 燃料噴射制御プログラムを表すフローチャート 燃料噴射制御プログラムを表すフローチャート 燃料噴射制御プログラムを表すフローチャート

符号の説明

１１…内燃機関としてのディーゼルエンジン。１〜８…気筒。１４１〜１４８…燃料噴射手段を構成する燃料噴射ノズル。３０…クランク角度検出手段としてのクランク角度検出器。３１…シグナルロータ。Ｅ００，Ｅ０１〜Ｅ３５…歯部。Ｄ３６…欠歯部。３６ｓ…開始点としての立ち上がり部。３７…タイマー。Ｃ…制御手段としての制御コンピュータ。Δθ（Ｐｓ），Δθ（Ｐｅ）…待機角度。Ｚ…欠歯数。ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３…信号間時間。Ｔｓ（ｈ）…余り時間。

Claims (4)

1. 内燃機関の複数の気筒内で燃焼される燃料を噴射する燃料噴射手段と、欠歯部と複数の歯部とを有するシグナルロータと、前記シグナルロータに形成される欠歯部と複数の歯部とを検出するクランク角度検出手段と、前記クランク角度検出手段によって或る歯部の歯部検出信号が出力されてからその隣の歯部の歯部検出信号が出力されるまでの信号間時間を計測するタイマーと、基準となる歯部の検出から所定の待機時間が経過したタイミングを燃料の噴射タイミングとして前記燃料噴射手段に燃料の噴射を開始させる制御手段とを備えた内燃機関における燃料噴射制御装置において、
   或る歯部の先端部からその隣の歯部の先端部までの区間を歯部１個分の区間とし、前記欠歯部の先端部から前記歯部１個分の区間を欠歯先頭区間としたとき、前記制御手段は、燃料の噴射タイミングが前記欠歯先頭区間を除く欠歯区間以外にある場合、前記所定の待機時間には１信号間時間より短い余り時間を設定し、
   前記制御手段は、燃料の噴射タイミングが前記欠歯先頭区間を除く欠歯区間にある場合、前記所定の待機時間には１以上の信号間時間と１信号間時間より短い余り時間を足した時間を設定する内燃機関における燃料噴射制御装置。
2. 燃料噴射の基準となる歯部は、或る気筒が１番目に主噴射される気筒であるとしてｍ番目（ｍは正の整数）に主噴射される気筒の噴射サイクルの歯部検出情報においてｕ番目（ｕは正の整数）に検出される歯部として設定される請求項１に記載の内燃機関における燃料噴射制御装置。
3. 前記制御手段は、歯部の検出によって得られた過去の信号に基づいて前記待機時間を算出し、前記歯部の検出によって得られた過去の信号は、今回の燃料噴射タイミングの噴射サイクルよりも１つ前の噴射サイクルで得られた信号である請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の内燃機関における燃料噴射制御装置。
4. 前記気筒の全数は、６個以上である請求項１乃至請求項３にいずれか１項に記載の内燃機関における燃料噴射制御装置。

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