JP2000337199A - ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関温度の違いに伴うプレストローク量の燃
料噴射時期への影響の違いを反映したディーゼルエンジ
ンの燃料噴射時期制御装置の提供。 【解決手段】 ベースプレストローク量ｅａｐｌｓｔｂ
と、冷却水温ｇｔｈｗに対応して求められた冷間時プレ
ストローク補正係数ｔ＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ（Ｓ１７０）
とに基づいて、燃料噴射時期（ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ＋ｅ
ｍａｃｌｄｑ×ｅｑｆｉｎ）を補正して、冷間時噴射時
期ｅａｃｌｄ２を設定している（Ｓ１８０，Ｓ１９
０）。このように、ディーゼルエンジンの機関温度とプ
レストローク量とに応じて燃料噴射時期を補正すること
によって、冷間時と暖機後とでのプレストローク量の影
響の違いを燃料噴射時期に反映することができる。した
がって良好な燃焼のために適切な燃料噴射時期を設定す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストロークの増加
に伴って変化する送油率のもとで燃料を圧送するプラン
ジャを有し、該プランジャのストロークの増加途中で、
燃料を溢流させている燃料溢流路に設けられたスピル弁
を閉弁することでディーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴
射を行う燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディーゼルエンジンに使用され
る燃料噴射ポンプには、タイマとスピル弁とを備えるこ
とで燃料噴射時期および送油率を制御する燃料噴射ポン
プ制御装置が使用されている。具体的には、プランジャ
から圧送される燃料の溢流を停止してディーゼルエンジ
ンへの燃料噴射を実行するスピル弁と、カムを回動させ
ることによりプランジャによる圧送開始時期を変更する
タイマとを備え、燃料噴射ポンプの燃料噴射時期および
送油率を制御する燃料噴射ポンプ制御装置が知られてい
る。

【０００３】この燃料噴射ポンプ制御装置においては、
スピル弁が開いているときは、プランジャから圧送され
る燃料は燃料溢流路を介して溢流するのでディーゼルエ
ンジンの燃焼室には燃料は噴射されない。しかし、スピ
ル弁が閉じることにより燃料溢流路は閉鎖されて、プラ
ンジャから圧送される燃料が全てディーゼルエンジンに
供給され燃焼室に噴射されるようになる。したがってス
ピル弁の開閉時期を変更することにより燃料噴射時期を
制御することができる。

【０００４】また、プランジャの移動速度および方向は
カムとロータとの相対位置に応じて常時変化し、これに
伴ってプランジャから圧送される燃料の圧力も変化す
る。このためスピル弁が閉弁したときにディーゼルエン
ジンに噴射される送油率も、ロータがカムの所定位置ま
で回動して燃料が圧送され始めてから、スピル弁が閉弁
して燃料が噴射されるまでの期間、いわゆるプレストロ
ーク量に応じて変化する。そこで特開平５−１６３９９
５号公報や特開平７−２５９６２２号公報に記載のごと
く、燃料噴射時期とともに機関運転状態に応じた送油率
となるようにプレストローク量を調整して燃料の噴射状
態を制御し、好適な燃焼を実現するようにしている燃料
噴射制御装置が提案されている。

【０００５】このプレストローク量の制御は、スピル弁
の閉弁時期を調整することで燃料噴射時期に連動して行
ったり、またタイマーも同時または別個に調整すること
により行っている。このことにより、好適な燃焼状態と
なるようにプレストローク量が制御されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように好
適な燃焼状態となるように燃料噴射時期とプレストロー
ク量とを制御しているにも関わらず、ディーゼルエンジ
ンの冷間時においては良好な燃焼が得られない場合があ
る。

【０００７】ディーゼルエンジンの暖機後の状態での通
常の燃料噴射時期の設定においてはプレストローク量の
状態を特に考慮しなくても良好な燃焼性が得られてい
る。しかし、冷間時においてはプレストローク量による
燃料噴射時期への影響が燃焼性を悪化させる。しかも、
この影響は、単に機関温度にて燃料噴射時期を補正した
だけでは対応しきれないものである。

【０００８】これは、暖機後の状態では問題なく好適な
燃焼が得られる燃料噴射時期であっても、冷間時にはプ
レストローク量の違いによる燃料噴射時期への影響が暖
機後とは異なるため、表面に現れて来るからである。

【０００９】本発明は、上述したごとくディーゼルエン
ジンの機関温度の違いに伴う燃料噴射時期へのプレスト
ローク量の影響の違いを考慮し、適切な燃料噴射時期制
御を実現するディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装
置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のディーゼ
ルエンジンの燃料噴射時期制御装置は、ストロークの増
加に伴って変化する送油率のもとで燃料を圧送するプラ
ンジャを有し、該プランジャのストロークの増加途中
で、燃料を溢流させている燃料溢流路に設けられたスピ
ル弁を閉弁することでディーゼルエンジンの燃焼室に燃
料噴射を行う燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジ
ンの燃料噴射時期制御装置であって、ディーゼルエンジ
ンが冷間時にある場合、燃料噴射の開始前における前記
プランジャのストローク量であるプレストローク量に応
じて、燃料噴射時期を補正することを特徴とする。

【００１１】このように、ディーゼルエンジンの冷間時
においては、プレストローク量が、暖機後での影響とは
異なる影響を燃料噴射時期に及ぼすため、冷間時にはプ
レストローク量に応じて燃料噴射時期を補正している。

【００１２】このことにより、燃料噴射時期に対して、
冷間時におけるプレストローク量の影響の違いを反映す
ることができ、適切な燃料噴射時期を設定することがで
きる。

【００１３】請求項２記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置は、ストロークの増加に伴って変化す
る送油率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該
プランジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させ
ている燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁すること
でディーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴
射ポンプを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制
御装置であって、ディーゼルエンジンの機関温度と燃料
噴射の開始前における前記プランジャのストローク量で
あるプレストローク量とに応じて、燃料噴射時期を補正
することを特徴とする。

【００１４】このように、ディーゼルエンジンの機関温
度とプレストローク量とに応じて燃料噴射時期を補正す
ることによっても、冷間時と暖機後とのプレストローク
量の影響の違いを燃料噴射時期に反映することができ、
適切な燃料噴射時期を設定することができる。

【００１５】請求項３記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置は、ストロークの増加に伴って変化す
る送油率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該
プランジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させ
ている燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁すること
でディーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴
射ポンプを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制
御装置であって、ディーゼルエンジンの運転状態に応じ
て、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段と、
ディーゼルエンジンが冷間時にあるか否かを判定する機
関冷間時判定手段と、燃料噴射の開始前における前記プ
ランジャのストローク量であるプレストローク量を検出
するプレストローク量検出手段と、前記機関冷間時判定
手段にてディーゼルエンジンが冷間時にあると判定され
ている場合には、前記プレストローク量検出手段にて検
出されるプレストローク量に応じて、前記燃料噴射時期
算出手段にて算出される燃料噴射時期を補正する燃料噴
射時期補正手段と、前記燃料噴射時期補正手段にて補正
された燃料噴射時期に基づいて燃料噴射タイミングを制
御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】より具体的には、このように、燃料噴射時
期算出手段、機関冷間時判定手段、プレストローク量検
出手段、燃料噴射時期補正手段および燃料噴射制御手段
を備えた構成とすることができる。

【００１７】ここで、燃料噴射時期補正手段は、ディー
ゼルエンジンが冷間時にあると判定されている場合に
は、プレストローク量検出手段にて検出されるプレスト
ローク量に応じて、燃料噴射時期算出手段にて算出され
る燃料噴射時期を補正している。このため、燃料噴射時
期に対して、冷間時におけるプレストローク量の影響の
違いを反映することができることから、適切な燃料噴射
時期を設定することができ、請求項１の作用効果を生じ
ることができる。

【００１８】請求項４記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置は、ストロークの増加に伴って変化す
る送油率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該
プランジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させ
ている燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁すること
でディーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴
射ポンプを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制
御装置であって、ディーゼルエンジンの運転状態に応じ
て、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段と、
ディーゼルエンジンの機関温度を検出する機関温度検出
手段と、燃料噴射の開始前における前記プランジャのス
トローク量であるプレストローク量を検出するプレスト
ローク量検出手段と、前記機関温度検出手段にて検出さ
れる機関温度に対応した補正値を算出する補正値算出手
段と、前記プレストローク量検出手段にて検出されるプ
レストローク量と前記補正値算出手段にて算出される補
正値とに応じて、前記燃料噴射時期算出手段にて算出さ
れる燃料噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段と、
前記燃料噴射時期補正手段にて補正された燃料噴射時期
に基づいて燃料噴射タイミングを制御する燃料噴射制御
手段とを備えたことを特徴とする。

【００１９】より具体的には、このように、燃料噴射時
期算出手段、機関温度検出手段、プレストローク量検出
手段、補正値算出手段、燃料噴射時期補正手段および燃
料噴射制御手段を備えた構成とすることができる。

【００２０】ここで、燃料噴射時期補正手段は、プレス
トローク量と機関温度に対応した補正値とに応じて燃料
噴射時期を補正している。このように、ディーゼルエン
ジンの機関温度とプレストローク量とに応じて燃料噴射
時期を補正することによっても、冷間時と暖機後とのプ
レストローク量の影響の違いを燃料噴射時期に反映する
ことができることから、適切な燃料噴射時期を設定する
ことができる。したがって、請求項２の作用効果を生じ
ることができる。

【００２１】請求項５記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置は、請求項４記載の構成に対して、前
記プレストローク量検出手段は、ディーゼルエンジンが
暖機後の状態にあるものとしてプレストローク量を検出
することを特徴とする。

【００２２】このように、プレストローク量検出手段
は、プレストローク量を検出するに際しては、現在の温
度条件がディーゼルエンジンが暖機後の状態にあるとし
てプレストローク量を検出している。このことにより、
請求項４の作用効果に加えて、各種の要求の変化、例え
ば、エミッション上の要求で燃料噴射時期の設定を変更
したりした場合にも、このような変更に対して一層効率
的に対応できる。すなわち、特に冷間時における実験を
行わずに、プレストローク量検出手段によりプレストロ
ーク量を検出するための参照データや関係式などを作成
することができるからである。

【００２３】請求項６記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置は、請求項４または５の構成に加え
て、ディーゼルエンジンの機関回転数を検出する機関回
転数検出手段を備え、前記補正値算出手段は、前記機関
温度検出手段にて検出される機関温度と前記機関回転数
検出手段にて検出される機関回転数とに対応した補正値
を算出することを特徴とする。

【００２４】このように、補正値算出手段が補正値を算
出する際に、ディーゼルエンジンの機関回転数を加味す
ることができる。このことにより、請求項４または５の
作用効果に加えて、一層的確に燃料噴射時期を制御でき
るようになる。

【００２５】請求項７記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置は、請求項４〜６のいずれか記載の構
成に対して、前記プレストローク量検出手段は、機関回
転数と機関負荷とに応じてプレストローク量を検出する
ことを特徴とする。

【００２６】このように、より具体的には、プレストロ
ーク量検出手段は、プレストローク量を検出するに際し
て、機関回転数と機関負荷とをパラメータとしている。
このことにより、請求項４〜６のいずれかの作用効果を
的確に生じさせることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、上述し
た発明が適用されたディーゼルエンジン制御装置２の概
略構成を表すブロック図である。

【００２８】ディーゼルエンジン４は自動車の駆動用と
して車両に搭載されている。このディーゼルエンジン４
は、ターボチャージャー６を備えており、エアクリーナ
ー８を介して吸気管１０に導入された空気は、ターボチ
ャージャー６によって過給され、インタークーラー１
２、ベンチュリー１４を介して、シリンダー１６内の燃
焼室１８に導かれる。

【００２９】燃焼室１８内にては燃料噴射弁２０から燃
料が噴射され、燃焼した後の排気は、排気管２２に排出
され、ターボチャージャー６を駆動させて外部に排出さ
れる。

【００３０】なお、ターボチャージャー６より上流側の
排気管２２と、ベンチュリー１４よりも下流の吸気管１
０との間には、排気環流管２４が設けられている。この
排気環流管２４には、電子制御装置（以下単に「ＥＣ
Ｕ」という）５１の指示により電気式負圧調整弁（ＥＶ
ＲＶ）７４を介して開閉が調整されるＥＧＲバルブ２６
が設けられている。排気環流管２４は、ＥＧＲバルブ２
６が開状態の場合に、その開度に応じて排気を排気管２
２から吸気管１０へ供給し、排気再循環を実現してい
る。

【００３１】燃料噴射弁２０へは、分配型燃料噴射ポン
プ２８から高圧燃料が、燃料噴射時期と燃料噴射量とが
調整されて供給されている。この分配型燃料噴射ポンプ
２８にはタイミングコントロールバルブ３０が設けられ
て、ＥＣＵ５１により駆動される。このことにより、燃
料噴射の開始前におけるプランジャ３１のストローク量
であるプレストローク量を、後述する電磁スピル弁３２
とは別個にあるいは連動して調整することができる。

【００３２】更に、分配型燃料噴射ポンプ２８の燃料溢
流路３２ａには電磁スピル弁３２が設けられ、ＥＣＵ５
１により駆動されて燃料噴射時期、実プレストローク量
および燃料噴射量を調整する。

【００３３】また、ベンチュリー１４内の第１絞り弁３
４はアクセルペダル３６と連動して開閉すると共に、第
１絞り弁３４の回動軸にはアクセルセンサ３８が設けら
れて、アクセル開度ＡＣＣＰ、すなわち、運転者による
アクセルペダル３６の操作量を検出している。ベンチュ
リー１４内に第１絞り弁３４と並列に設けられた第２絞
り弁４０はダイヤフラム機構４２と負圧切換弁７２とを
介して、ＥＣＵ５１により調整される。

【００３４】ＥＣＵ５１の電気的構成について、図２の
ブロック図に従って説明する。ＥＣＵ５１は、中央処理
制御装置（ＣＰＵ）５２、制御に必要なプログラムやマ
ップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）５３、
ＣＰＵ５２の演算結果等を一時記憶するランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）５４、予め記憶されたデータ等を保
存するバックアップＲＡＭ５５、タイマカウンタ５６、
入力インターフェース５７および出力インターフェース
５８等を備えている。また、上記各部５２〜５６と入力
インターフェース５７および出力インターフェース５８
とは、バス５９によって接続されている。

【００３５】前述したアクセルセンサ３８、ベンチュリ
ー１４より下流の吸入空気の圧力を検出する吸気圧セン
サ６２、ディーゼルエンジン４のエンジン冷却水温ＴＨ
Ｗを検出する水温センサ６４、分配型燃料噴射ポンプ２
８内で燃料の温度を検出する燃温センサ６６、吸気管１
０に設けられて吸入空気の温度を検出する吸気温センサ
６７、その他のセンサは、それぞれバッファ、マルチプ
レクサ、Ａ／Ｄ変換器（いずれも図示せず）を介して入
力インターフェース５７に接続されている。

【００３６】また、分配型燃料噴射ポンプ２８の回転か
らディーゼルエンジン４のエンジン回転数ｅｎｅを検出
する回転数センサ６８、ディーゼルエンジン４のクラン
クシャフトの基準角度位置を検出するクランクポジショ
ンセンサ７０、車速センサ７１、その他のセンサは、波
形整形回路（図示せず）を介して入力インターフェース
５７に接続されている。さらに、図示していないがスタ
ータスイッチ等は入力インターフェース５７に直接接続
されている。このことで、ＣＰＵ５２は、上記各センサ
の信号を読み込むことができる。

【００３７】また、前述したタイミングコントロールバ
ルブ３０、電磁スピル弁３２、ダイヤフラム機構４２の
動作を図示していないバキュームポンプが発生する負圧
と大気圧との供給状態にて調整することで第２絞り弁４
０の開度を調整する負圧切換弁７２、およびＥＧＲバル
ブ２６の開度を前記バキュームポンプの負圧と大気圧と
の供給状態にて調整することで排気環流管２４による排
気の環流量を調整するＥＶＲＶ７４は、それぞれ駆動回
路（図示せず）を介して出力インターフェース５８に接
続されている。

【００３８】したがって、ＣＰＵ５２は、前述のごとく
入力インターフェース５７を介して読み込んだセンサ類
の検出値に基づき、出力インターフェース５８を介して
タイミングコントロールバルブ３０、電磁スピル弁３
２、負圧切換弁７２、ＥＶＲＶ７４等を好適に調整し、
ディーゼルエンジン４の駆動状態を適切に制御してい
る。

【００３９】次に、本実施の形態において、ＥＣＵ５１
により実行される制御のうち、燃料噴射時期制御につい
て説明する。図３は燃料噴射時期設定処理のフローチャ
ートを示す。この処理は、爆発行程毎のクランク角割り
込みで実行される。なお個々の処理に対応するフローチ
ャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

【００４０】処理が開始されると、まずＲＡＭ５４内の
作業メモリに、回転数センサ６８の検出値から得られて
いるエンジン回転数ｅｎｅを読み込み（Ｓ１１０）、水
温センサ６４の検出値から得られている冷却水温ｇｔｈ
ｗを読み込む（Ｓ１２０）。更に、別途実行された図示
していない燃料噴射量設定処理にて算出されている最終
燃料噴射量ｅｑｆｉｎ（機関負荷に相当する）をＲＡＭ
５４内の作業メモリに読み込む（Ｓ１３０）。

【００４１】次に、エンジン回転数ｅｎｅおよび冷却水
温ｇｔｈｗに基づいて、図５に示すエンジン回転数ｅｎ
ｅと冷却水温ｇｔｈｗとをパラメータとするベース冷間
時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅの２次元マップから、該
当するベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅを算出
する（Ｓ１４０）。このベース冷間時噴射時期ｅａｃｌ
ｄ２ｂｓｅは、プレストローク量が「０」での失火限界
から実験的に求めた値である。なお、本実施の形態で
は、図５に示すベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓ
ｅの２次元マップの内で、最も高温側である領域Ａｒ１
ではベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅとして
「０」が設定されている。

【００４２】次に、冷却水温ｇｔｈｗに基づいて、図６
に示す冷却水温ｇｔｈｗをパラメータとする噴射量補正
係数ｅｍａｃｌｄｑの１次元マップから、該当する噴射
量補正係数ｅｍａｃｌｄｑを算出する（Ｓ１５０）。こ
の噴射量補正係数ｅｍａｃｌｄｑは、無負荷で決定され
た前記ベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅに対す
る噴射量感度を実験的に求めて設定したものである。な
お、本実施の形態では、図５に示す噴射量補正係数ｅｍ
ａｃｌｄｑの１次元マップの内で、最も高温側である領
域Ａｒ２では噴射量補正係数ｅｍａｃｌｄｑとして
「０」が設定されている。

【００４３】次に、エンジン回転数ｅｎｅおよび最終燃
料噴射量ｅｑｆｉｎに基づいて、図７に示すエンジン回
転数ｅｎｅと最終燃料噴射量ｅｑｆｉｎとをパラメータ
とするベースプレストローク量ｅａｐｌｓｔｂの２次元
マップから、該当するベースプレストローク量ｅａｐｌ
ｓｔｂを算出する（Ｓ１６０）。このベースプレストロ
ーク量ｅａｐｌｓｔｂは暖機後の実プレストローク量を
実験により求めて設定したものである。本実施の形態で
は、実プレストローク量は、燃料噴射量制御を行う電磁
スピル弁３２の閉弁タイミングにより制御されている。
そして、この閉弁タイミングは、エンジン回転数ｅｎｅ
と最終燃料噴射量ｅｑｆｉｎとの２次元マップにより設
定されている。このため、図７の２次元マップもエンジ
ン回転数ｅｎｅと最終燃料噴射量ｅｑｆｉｎとをパラメ
ータとしている。

【００４４】次に、エンジン回転数ｅｎｅおよび冷却水
温ｇｔｈｗに基づいて、図８に示すエンジン回転数ｅｎ
ｅと冷却水温ｇｔｈｗとをパラメータとする冷間時プレ
ストローク補正係数ｔ＿ｍｐｌｓｔｔｈｗの２次元マッ
プから、該当する冷間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍ
ｐｌｓｔｔｈｗを算出する（Ｓ１７０）。この冷間時プ
レストローク補正係数ｔ＿ｍｐｌｓｔｔｈｗは、プレス
トローク量による着火遅れが、同一プレストローク量に
てもディーゼルエンジン４の暖機の程度に応じて変化す
るために設けられた補正係数である。すなわち、暖機の
程度に応じてベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ
（あるいはベースプレストローク量ｅａｐｌｓｔｂ）を
補正するための係数である。なお、本実施の形態におい
ては、図８に示す冷間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍ
ｐｌｓｔｔｈｗの２次元マップの内で、最も高温側であ
る領域Ａｒ３では冷間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍ
ｐｌｓｔｔｈｗとして「０」が設定されている。

【００４５】次に、冷間時プレストローク進角補正量ｅ
ａｐｌｓｔが、ステップＳ１６０にて求められたベース
プレストローク量ｅａｐｌｓｔｂとステップＳ１７０に
て求められた冷間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍｐｌ
ｓｔｔｈｗとに基づいて、次式１に示すごとく算出され
る（Ｓ１８０）。

【００４６】

【数１】 ｅａｐｌｓｔ ← ｅａｐｌｓｔｂ（１ ＋ ｔ＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ） … ［式１］ 次に、冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２が、次式２に示すご
とく算出される（Ｓ１９０）。式２では、ステップＳ１
４０にて求めたベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓ
ｅ、ステップＳ１５０で求めた噴射量補正係数ｅｍａｃ
ｌｄｑ、ステップＳ１３０にて読み込んだ最終燃料噴射
量ｅｑｆｉｎおよびステップＳ１８０にて求めた冷間時
プレストローク進角補正量ｅａｐｌｓｔが用いられる。

【００４７】

【数２】ｅａｃｌｄ２ ← ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ＋ｅｍａｃｌｄｑ×ｅｑｆｉｎ＋ｅａｐｌｓｔ … ［式２］ 次に、前記ステップＳ１８０にて求められた冷間時プレ
ストローク進角補正量ｅａｐｌｓｔによる補正により前
記ステップＳ１９０にて得られた冷間時噴射時期ｅａｃ
ｌｄ２に基づき、更に必要に応じてこれ以外の噴射時期
補正を加味して、目標噴射時期ｅａｔｒｇが設定される
（Ｓ２００）。このことにより、ＥＣＵ５１は、目標噴
射時期ｅａｔｒｇとなるようにタイミングコントロール
バルブ３０の通電時間を制御する。

【００４８】このようにして、目標噴射時期ｅａｔｒｇ
に冷間時プレストローク進角補正量ｅａｐｌｓｔが加味
されることにより、機関温度の違いによる燃料噴射時期
へのプレストローク量の影響の違いを反映させることが
できる。

【００４９】上述した実施の形態１の構成において、ス
テップＳ１４０が燃料噴射時期算出手段としての処理に
相当し、水温センサ６４が機関温度検出手段に相当し、
ステップＳ１６０がプレストローク量検出手段としての
処理に相当し、ステップＳ１７０が補正値算出手段とし
ての処理に相当し、ステップＳ１８０，Ｓ１９０が燃料
噴射時期補正手段としての処理に相当し、ステップＳ２
００が燃料噴射制御手段としての処理に相当する。

【００５０】なお、前述した内容は冷間時の燃料噴射時
期制御について記載したものであり、暖機後の通常の燃
料噴射時期制御とは別の処理である。具体的には、ステ
ップＳ１２０にて冷却水温ｇｔｈｗの読み込み後、冷却
水温ｇｔｈｗ＜６０℃（エンジン機種により異なる値）
の場合にのみ、前述の制御内容（ステップＳ１３０〜Ｓ
２００）を実行し、冷却水温ｇｔｈｗ≧６０℃の場合は
通常の暖機後の燃料噴射時期制御を行うように制御ロジ
ックの使い分けがなされる。

【００５１】以上説明した本実施の形態１によれば、以
下の効果が得られる。 （イ）．ステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理により、ベ
ースプレストローク量ｅａｐｌｓｔｂ（プレストローク
量に相当する）と、冷却水温ｇｔｈｗ（機関温度に相当
する）に対応した冷間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍ
ｐｌｓｔｔｈｗ（補正値に相当する）とに応じて、燃料
噴射時期（ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ＋ｅｍａｃｌｄｑ×ｅｑ
ｆｉｎ）を補正して、冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２を設
定している。

【００５２】このように、ディーゼルエンジン４の機関
温度とプレストローク量とに応じて燃料噴射時期を補正
することによって、冷間時と暖機後とのプレストローク
量の影響の違いを燃料噴射時期に反映することができ
る。このことから、良好な燃焼のために適切な燃料噴射
時期を設定することができる。

【００５３】（ロ）．ステップＳ１６０におけるベース
プレストローク量ｅａｐｌｓｔｂの算出は、ディーゼル
エンジン４が暖機後の状態にある場合に実験で得られた
２次元マップ（図７）を用いている。

【００５４】このため、各種の要求の変化、例えば、エ
ミッション上の要求で燃料噴射時期を変更したり、タイ
ミングコントロールバルブ３０による調整を変更するこ
とにしたとしても、冷間時における実験を行わずに暖機
後の状態にて図７に示したマップデータを作成すること
ができ、一層効率的に各種設定の変更に対応できる。

【００５５】（ハ）．また、ステップＳ１７０では、冷
間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍｐｌｓｔｔｈｗを求
めるのに、冷却水温ｇｔｈｗに加えて、エンジン回転数
ｅｎｅをもパラメータとしている２次元マップ（図８）
を用いている。このことにより、一層的確に燃料噴射時
期を制御できるようになる。

【００５６】［その他の実施の形態］・前記実施の形態
において、ディーゼルエンジンの機関温度として冷却水
の温度を用いたが、これ以外に燃温センサ６６にて検出
される燃料温度をディーゼルエンジンの機関温度を表す
値として用いても良い。またディーゼルエンジンの潤滑
油の温度をディーゼルエンジンの機関温度を表す値とし
て用いても良い。

【００５７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載
した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実
施形態を有するものであることを付記しておく。

【００５８】（１）．燃料噴射の開始前に燃料噴射ポン
プのプランジャに与えるべきストローク量であるプレス
トローク量をディーゼルエンジンの運転状態に応じて変
更することで、燃料噴射時の送油率をディーゼルエンジ
ンの運転状態に応じて変更し得るディーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御装置であって、ディーゼルエンジンが
冷間時にある場合、プレストローク量に応じて燃料噴射
時期を補正することを特徴とするディーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御装置。

【００５９】（２）．燃料噴射の開始前に燃料噴射ポン
プのプランジャに与えるべきストローク量であるプレス
トローク量をディーゼルエンジンの運転状態に応じて変
更することで、燃料噴射時の送油率をディーゼルエンジ
ンの運転状態に応じて変更し得るディーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御装置であって、ディーゼルエンジンの
機関温度とプレストローク量とに応じて燃料噴射時期を
補正することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴
射時期制御装置。

【００６０】（３）．燃料噴射の開始前に燃料噴射ポン
プのプランジャに与えるべきストローク量であるプレス
トローク量をディーゼルエンジンの運転状態に応じて変
更することで、燃料噴射時の送油率をディーゼルエンジ
ンの運転状態に応じて変更し得るディーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御装置であって、ディーゼルエンジンの
運転状態に応じて、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時
期算出手段と、ディーゼルエンジンが冷間時にあるか否
かを判定する機関冷間時判定手段と、前記プレストロー
ク量を検出するプレストローク量検出手段と、前記機関
冷間時判定手段にてディーゼルエンジンが冷間時にある
と判定されている場合には、前記プレストローク量検出
手段にて検出されるプレストローク量に応じて、前記燃
料噴射時期算出手段にて算出される燃料噴射時期を補正
する燃料噴射時期補正手段と、前記燃料噴射時期補正手
段にて補正された燃料噴射時期に基づいて燃料噴射タイ
ミングを制御する燃料噴射制御手段と、を備えたことを
特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装
置。

【００６１】（４）．燃料噴射の開始前に燃料噴射ポン
プのプランジャに与えるべきストローク量であるプレス
トローク量をディーゼルエンジンの運転状態に応じて変
更することで、燃料噴射時の送油率をディーゼルエンジ
ンの運転状態に応じて変更し得るディーゼルエンジンの
燃料噴射時期制御装置であって、ディーゼルエンジンの
運転状態に応じて、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時
期算出手段と、ディーゼルエンジンの機関温度を検出す
る機関温度検出手段と、前記プレストローク量を検出す
るプレストローク量検出手段と、前記機関温度検出手段
にて検出される機関温度に対応した補正値を算出する補
正値算出手段と、前記プレストローク量検出手段にて検
出されるプレストローク量と前記補正値算出手段にて算
出される補正値とに応じて、前記燃料噴射時期算出手段
にて算出される燃料噴射時期を補正する燃料噴射時期補
正手段と、前記燃料噴射時期補正手段にて補正された燃
料噴射時期に基づいて燃料噴射タイミングを制御する燃
料噴射制御手段と、を備えたことを特徴とするディーゼ
ルエンジンの燃料噴射時期制御装置。

【００６２】（５）．前記プレストローク量検出手段
は、ディーゼルエンジンが暖機後の状態にあるものとし
てプレストローク量を検出することを特徴とする（４）
記載のディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。

【００６３】（６）．（４）または（５）の構成に加え
て、ディーゼルエンジンの機関回転数を検出する機関回
転数検出手段を備え、前記補正値算出手段は、前記機関
温度検出手段にて検出される機関温度と前記機関回転数
検出手段にて検出される機関回転数とに対応した補正値
を算出することを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置。

【００６４】（７）．前記プレストローク量検出手段
は、機関回転数と機関負荷とに応じてプレストローク量
を検出することを特徴とする（４）〜（６）のいずれか
記載のディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。

【００６５】

【発明の効果】請求項１記載のディーゼルエンジンの燃
料噴射時期制御装置においては、ディーゼルエンジンが
冷間時にある場合、プレストローク量に応じて、燃料噴
射時期を補正している。このように、ディーゼルエンジ
ンの冷間時においては、プレストローク量が、暖機後で
の影響とは異なる影響を燃料噴射時期に及ぼすため、冷
間時にはプレストローク量に応じて燃料噴射時期を補正
する。このことにより、燃料噴射時期に対して、冷間時
におけるプレストローク量の影響の違いを反映すること
ができ、適切な燃料噴射時期を設定することができる。

【００６６】請求項２記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置においては、ディーゼルエンジンの機
関温度とプレストローク量とに応じて、燃料噴射時期を
補正することを特徴とする。このように、ディーゼルエ
ンジンの機関温度とプレストローク量とに応じて燃料噴
射時期を補正することによっても、冷間時と暖機後との
プレストローク量の影響の違いを燃料噴射時期に反映す
ることができ、適切な燃料噴射時期を設定することがで
きる。

【００６７】請求項３記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置においては、ストロークの増加に伴っ
て変化する送油率のもとで燃料を圧送するプランジャを
有し、該プランジャのストロークの増加途中で、燃料を
溢流させている燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁
することでディーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行
う燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジンの燃料噴
射時期制御装置であって、ディーゼルエンジンの運転状
態に応じて、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出
手段と、ディーゼルエンジンが冷間時にあるか否かを判
定する機関冷間時判定手段と、燃料噴射の開始前におけ
る前記プランジャのストローク量であるプレストローク
量を検出するプレストローク量検出手段と、前記機関冷
間時判定手段にてディーゼルエンジンが冷間時にあると
判定されている場合には、前記プレストローク量検出手
段にて検出されるプレストローク量に応じて、前記燃料
噴射時期算出手段にて算出される燃料噴射時期を補正す
る燃料噴射時期補正手段と、前記燃料噴射時期補正手段
にて補正された燃料噴射時期に基づいて燃料噴射タイミ
ングを制御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴
とする。ここで、燃料噴射時期補正手段は、ディーゼル
エンジンが冷間時にあると判定されている場合には、プ
レストローク量検出手段にて検出されるプレストローク
量に応じて、燃料噴射時期算出手段にて算出される燃料
噴射時期を補正している。このため、燃料噴射時期に対
して、冷間時におけるプレストローク量の影響の違いを
反映することができることから、適切な燃料噴射時期を
設定することができ、請求項１の効果を生じることがで
きる。

【００６８】請求項４記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置においては、ストロークの増加に伴っ
て変化する送油率のもとで燃料を圧送するプランジャを
有し、該プランジャのストロークの増加途中で、燃料を
溢流させている燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁
することでディーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行
う燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジンの燃料噴
射時期制御装置であって、ディーゼルエンジンの運転状
態に応じて、燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出
手段と、ディーゼルエンジンの機関温度を検出する機関
温度検出手段と、燃料噴射の開始前における前記プラン
ジャのストローク量であるプレストローク量を検出する
プレストローク量検出手段と、前記機関温度検出手段に
て検出される機関温度に対応した補正値を算出する補正
値算出手段と、前記プレストローク量検出手段にて検出
されるプレストローク量と前記補正値算出手段にて算出
される補正値とに応じて、前記燃料噴射時期算出手段に
て算出される燃料噴射時期を補正する燃料噴射時期補正
手段と、前記燃料噴射時期補正手段にて補正された燃料
噴射時期に基づいて燃料噴射タイミングを制御する燃料
噴射制御手段とを備えたことを特徴とする。ここで、燃
料噴射時期補正手段は、プレストローク量と機関温度に
対応した補正値とに応じて燃料噴射時期を補正してい
る。このように、ディーゼルエンジンの機関温度とプレ
ストローク量とに応じて燃料噴射時期を補正することに
よっても、冷間時と暖機後とのプレストローク量の影響
の違いを燃料噴射時期に反映することができることか
ら、適切な燃料噴射時期を設定することができる。した
がって、請求項２の効果を生じることができる。

【００６９】請求項５記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置においては、請求項４記載の構成に対
して、前記プレストローク量検出手段は、ディーゼルエ
ンジンが暖機後の状態にあるものとしてプレストローク
量を検出している。このように、プレストローク量検出
手段は、プレストローク量を検出するに際しては、現在
の温度条件がディーゼルエンジンが暖機後の状態にある
としてプレストローク量を検出している。このことによ
り、請求項４の効果に加えて、各種の要求の変化、例え
ば、エミッション上の要求で燃料噴射時期の設定を変更
したりした場合にも、このような変更に対して一層効率
的に対応できる。すなわち、特に冷間時における実験を
行わずに、プレストローク量検出手段によりプレストロ
ーク量を検出するための参照データや関係式などを作成
することができるからである。

【００７０】請求項６記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置においては、請求項４または５の構成
に加えて、ディーゼルエンジンの機関回転数を検出する
機関回転数検出手段を備え、前記補正値算出手段は、前
記機関温度検出手段にて検出される機関温度と前記機関
回転数検出手段にて検出される機関回転数とに対応した
補正値を算出している。このように、補正値算出手段が
補正値を算出する際に、ディーゼルエンジンの機関回転
数を加味することができる。このことにより、請求項４
または５の効果に加えて、一層的確に燃料噴射時期を制
御できるようになる。

【００７１】請求項７記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置においては、請求項４〜６のいずれか
記載の構成に対して、前記プレストローク量検出手段
は、機関回転数と機関負荷とに応じてプレストローク量
を検出している。このことにより、請求項４〜６のいず
れかの効果を的確に生じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１としてのディーゼルエンジン制
御装置の概略構成を表すブロック図。

【図２】 実施の形態１で用いられる制御系のブロック
図。

【図３】 実施の形態１でＥＣＵにより実行される燃料
噴射時期制御処理を示すフローチャート。

【図４】 実施の形態１でＥＣＵにより実行される燃料
噴射時期制御処理を示すフローチャート。

【図５】 実施の形態１の燃料噴射時期制御処理にて用
いられるベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅを求
めるための２次元マップ構成説明図。

【図６】 実施の形態１の燃料噴射時期制御処理にて用
いられる噴射量補正係数ｅｍａｃｌｄｑを求めるための
１次元マップ構成説明図。

【図７】 実施の形態１の燃料噴射時期制御処理にて用
いられるベースプレストローク量ｅａｐｌｓｔｂを求め
るための２次元マップ構成説明図。

【図８】 実施の形態１の燃料噴射時期制御処理にて用
いられる冷間時プレストローク補正係数ｔ＿ｍｐｌｓｔ
ｔｈｗを求めるための２次元マップ構成説明図。

【符号の説明】

２…ディーゼルエンジン制御装置、４…ディーゼルエン
ジン、６…ターボチャージャー、８…エアクリーナー、
１０…吸気管、１２…インタークーラー、１４…ベンチ
ュリー、１６…シリンダー、１８…燃焼室、２０…燃料
噴射弁、２２…排気管、２４…排気環流管、２６…ＥＧ
Ｒバルブ、２８…分配型燃料噴射ポンプ、３０…タイミ
ングコントロールバルブ、３１…プランジャ、３２…電
磁スピル弁、３２ａ…燃料溢流路、３４…第１絞り弁、
３６…アクセルペダル、３８…アクセルセンサ、４０…
第２絞り弁、４２…ダイヤフラム機構、５１…電子制御
装置（ＥＣＵ）、５２…ＣＰＵ、５３…ＲＯＭ、５４…
ＲＡＭ、５５…バックアップＲＡＭ、５６…タイマカウ
ンタ、５７…入力インターフェース、５８…出力インタ
ーフェース、５９…バス、６２…吸気圧センサ、６４…
水温センサ、６６…燃温センサ、６７…吸気温センサ、
６８…回転数センサ、７０…クランクポジションセン
サ、７１…車速センサ、７２… 負圧切換弁、７４…電
気式負圧調整弁（ＥＶＲＶ）。

フロントページの続き (72)発明者 荒川 真一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3G301 HA02 HA11 HA13 KA05 LA02 LB15 LB16 LC07 MA11 MA18 NA08 NE11 PA07Z PA10Z PA17Z PB01Z PB06Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF03Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストロークの増加に伴って変化する送油
   率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該プラン
   ジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させている
   燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁することでディ
   ーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴射ポン
   プを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
   であって、 ディーゼルエンジンが冷間時にある場合、燃料噴射の開
   始前における前記プランジャのストローク量であるプレ
   ストローク量に応じて、燃料噴射時期を補正することを
   特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装
   置。
2. 【請求項２】 ストロークの増加に伴って変化する送油
   率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該プラン
   ジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させている
   燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁することでディ
   ーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴射ポン
   プを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
   であって、 ディーゼルエンジンの機関温度と燃料噴射の開始前にお
   ける前記プランジャのストローク量であるプレストロー
   ク量とに応じて、燃料噴射時期を補正することを特徴と
   するディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。
3. 【請求項３】 ストロークの増加に伴って変化する送油
   率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該プラン
   ジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させている
   燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁することでディ
   ーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴射ポン
   プを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
   であって、 ディーゼルエンジンの運転状態に応じて、燃料噴射時期
   を算出する燃料噴射時期算出手段と、 ディーゼルエンジンが冷間時にあるか否かを判定する機
   関冷間時判定手段と、 燃料噴射の開始前における前記プランジャのストローク
   量であるプレストローク量を検出するプレストローク量
   検出手段と、 前記機関冷間時判定手段にてディーゼルエンジンが冷間
   時にあると判定されている場合には、前記プレストロー
   ク量検出手段にて検出されるプレストローク量に応じ
   て、前記燃料噴射時期算出手段にて算出される燃料噴射
   時期を補正する燃料噴射時期補正手段と、 前記燃料噴射時期補正手段にて補正された燃料噴射時期
   に基づいて燃料噴射タイミングを制御する燃料噴射制御
   手段と、 を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴
   射時期制御装置。
4. 【請求項４】 ストロークの増加に伴って変化する送油
   率のもとで燃料を圧送するプランジャを有し、該プラン
   ジャのストロークの増加途中で、燃料を溢流させている
   燃料溢流路に設けられたスピル弁を閉弁することでディ
   ーゼルエンジンの燃焼室に燃料噴射を行う燃料噴射ポン
   プを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
   であって、 ディーゼルエンジンの運転状態に応じて、燃料噴射時期
   を算出する燃料噴射時期算出手段と、 ディーゼルエンジンの機関温度を検出する機関温度検出
   手段と、 燃料噴射の開始前における前記プランジャのストローク
   量であるプレストローク量を検出するプレストローク量
   検出手段と、 前記機関温度検出手段にて検出される機関温度に対応し
   た補正値を算出する補正値算出手段と、 前記プレストローク量検出手段にて検出されるプレスト
   ローク量と前記補正値算出手段にて算出される補正値と
   に応じて、前記燃料噴射時期算出手段にて算出される燃
   料噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段と、 前記燃料噴射時期補正手段にて補正された燃料噴射時期
   に基づいて燃料噴射タイミングを制御する燃料噴射制御
   手段と、 を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴
   射時期制御装置。
5. 【請求項５】 前記プレストローク量検出手段は、ディ
   ーゼルエンジンが暖機後の状態にあるものとしてプレス
   トローク量を検出することを特徴とする請求項４記載の
   ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５の構成に加えて、ディ
   ーゼルエンジンの機関回転数を検出する機関回転数検出
   手段を備え、 前記補正値算出手段は、前記機関温度検出手段にて検出
   される機関温度と前記機関回転数検出手段にて検出され
   る機関回転数とに対応した補正値を算出することを特徴
   とするディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。
7. 【請求項７】 前記プレストローク量検出手段は、機関
   回転数と機関負荷とに応じてプレストローク量を検出す
   ることを特徴とする請求項４〜６のいずれか記載のディ
   ーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。