JP3673427B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置 - Google Patents
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Description
【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５−１６３９９５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。
【００１３】
【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の機関温度に基づき燃料噴射時期を算出するとともに、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく前記機関温度に基づき補正し、前記補正されたプレストローク量に応じて前記燃料噴射時期をさらに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に基づき補正されたプレストローク量に応じて燃料噴射時期をさらに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、適切な燃料噴射時期を設定することができる。
【００１８】
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を検出する機関温度検出手段と、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、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく、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対する補正値を、前記機関温度検出手段にて検出される機関温度に基づき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さらに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に対応したプレストローク量の補正値に応じて燃料噴射時期をさらに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１の作用効果を生じることができる。
【００２１】
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、請求項２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２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、請求項２または３の構成に対して、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２または３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２〜４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２〜４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１２、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１０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「ＥＣＵ」という）５１の指示により電気式負圧調整弁（ＥＶＲＶ）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２６が開状態の場合に、その開度に応じて排気を排気管２２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、ＥＣＵ５１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３４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ＴＨＷを検出する水温センサ６４、分配型燃料噴射ポンプ２８内で燃料の温度を検出する燃温センサ６６、吸気管１０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４０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３２、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ｇｔｈｗ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ＲＡＭ５４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ｅｎｅ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ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ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ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ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ｅｍａｃｌｄｑ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ｅａｐｌｓｔｂ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ｅｎｅ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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ｅａｐｌｓｔ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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Ｓ１４０にて求めたベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ、ステップＳ１５０で求めた噴射量補正係数ｅｍａｃｌｄｑ、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】
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ｅａｃｌｄ２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Ｓ２００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〜Ｓ２００）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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ（補正値に相当する）とに応じて、燃料噴射時期（ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ＋ｅｍａｃｌｄｑ×ｅｑｆｉｎ）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。
【００６６】
【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の機関温度に基づき補正されたプレストローク量に応じて、燃料噴射時期をさらに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に基づき補正されたプレストローク量に応じて燃料噴射時期をさらに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、適切な燃料噴射時期を設定することができる。
【００６８】
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、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を検出する機関温度検出手段と、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、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく、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対する補正値を、前記機関温度検出手段にて検出される機関温度に基づき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さらに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に対応したプレストローク量の補正値に応じて燃料噴射時期をさらに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１の効果を生じることができる。
【００６９】
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、請求項２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２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、請求項２または３の構成に対して、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２または３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２〜４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２〜４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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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…ＥＧＲ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）。
【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５−１６３９９５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。
【００１３】
【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の機関温度に基づき燃料噴射時期を算出するとともに、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく前記機関温度に基づき補正し、前記補正されたプレストローク量に応じて前記燃料噴射時期をさらに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に基づき補正されたプレストローク量に応じて燃料噴射時期をさらに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、適切な燃料噴射時期を設定することができる。
【００１８】
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を検出する機関温度検出手段と、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、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく、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対する補正値を、前記機関温度検出手段にて検出される機関温度に基づき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さらに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に対応したプレストローク量の補正値に応じて燃料噴射時期をさらに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１の作用効果を生じることができる。
【００２１】
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、請求項２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２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、請求項２または３の構成に対して、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２または３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２〜４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２〜４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１２、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１０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「ＥＣＵ」という）５１の指示により電気式負圧調整弁（ＥＶＲＶ）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２６が開状態の場合に、その開度に応じて排気を排気管２２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、ＥＣＵ５１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３４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ＴＨＷを検出する水温センサ６４、分配型燃料噴射ポンプ２８内で燃料の温度を検出する燃温センサ６６、吸気管１０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４０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３２、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ｇｔｈｗ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ＲＡＭ５４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ｅｎｅ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ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ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ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ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ｅｍａｃｌｄｑ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ｅａｐｌｓｔｂ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ｅｎｅ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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ｅａｐｌｓｔ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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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Ｓ１４０にて求めたベース冷間時噴射時期ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ、ステップＳ１５０で求めた噴射量補正係数ｅｍａｃｌｄｑ、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】
【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Ｓ２００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〜Ｓ２００）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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ（補正値に相当する）とに応じて、燃料噴射時期（ｅａｃｌｄ２ｂｓｅ＋ｅｍａｃｌｄｑ×ｅｑｆｉｎ）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。
【００６６】
【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の機関温度に基づき補正されたプレストローク量に応じて、燃料噴射時期をさらに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に基づき補正されたプレストローク量に応じて燃料噴射時期をさらに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、適切な燃料噴射時期を設定することができる。
【００６８】
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、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を検出する機関温度検出手段と、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、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく、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対する補正値を、前記機関温度検出手段にて検出される機関温度に基づき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さらに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に対応したプレストローク量の補正値に応じて燃料噴射時期をさらに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１の効果を生じることができる。
【００６９】
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、請求項２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２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、請求項２または３の構成に対して、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２または３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２〜４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２〜４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＿ｍｐｌｓｔｔｈｗ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…ＥＧＲ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）。
Claims (5)
- 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に基づき燃料噴射時期を算出するとともに、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、着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく前記機関温度に基づき補正し、前記補正されたプレストローク量に応じて前記燃料噴射時期をさらに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。 - 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を検出する機関温度検出手段と、
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、
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、
着火遅れを考慮したプレストローク量とすべく、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対する補正値を、前記機関温度検出手段にて検出される機関温度に基づき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さらに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。 - 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２記載のディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。
- 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請求項２または３記載のディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。
- 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２〜４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。
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