JPH10246144A - エンジンの燃料噴射方法及びその装置 - Google Patents
エンジンの燃料噴射方法及びその装置Info
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- JPH10246144A JPH10246144A JP9063900A JP6390097A JPH10246144A JP H10246144 A JPH10246144 A JP H10246144A JP 9063900 A JP9063900 A JP 9063900A JP 6390097 A JP6390097 A JP 6390097A JP H10246144 A JPH10246144 A JP H10246144A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、一定のサンプリング周期で検出
される蓄圧室内の作動流体の圧力に基づいて求めた近似
関数から燃料噴射開始時期における蓄圧室圧力を求め、
インジェクタの作動流体用制御弁の作動期間を正確に制
御する。 【解決手段】 蓄圧室圧力について一定のサンプリング
周期Ｔｓで求められた複数個の検出値Ｐｒ1 〜Ｐｒn に
基づいて蓄圧室圧力の近似関数Ｐｒ（ｔ）を求める。近
似関数Ｐｒ（ｔ）により、燃料噴射時期Ｔi n j におけ
る蓄圧室圧力の設定値Ｐｒｓを求め、設定値Ｐｒｓに基
づいて目標噴射量を実行するために必要な制御弁駆動期
間を求め、その駆動期間の間、制御される制御弁の作動
により、作動流体の圧力を利用してインジェクタから燃
料が噴射される。
される蓄圧室内の作動流体の圧力に基づいて求めた近似
関数から燃料噴射開始時期における蓄圧室圧力を求め、
インジェクタの作動流体用制御弁の作動期間を正確に制
御する。 【解決手段】 蓄圧室圧力について一定のサンプリング
周期Ｔｓで求められた複数個の検出値Ｐｒ1 〜Ｐｒn に
基づいて蓄圧室圧力の近似関数Ｐｒ（ｔ）を求める。近
似関数Ｐｒ（ｔ）により、燃料噴射時期Ｔi n j におけ
る蓄圧室圧力の設定値Ｐｒｓを求め、設定値Ｐｒｓに基
づいて目標噴射量を実行するために必要な制御弁駆動期
間を求め、その駆動期間の間、制御される制御弁の作動
により、作動流体の圧力を利用してインジェクタから燃
料が噴射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ポンプによって
加圧されて蓄圧室に貯留された作動流体の圧力を利用し
て、インジェクタから燃料を燃焼室に噴射するエンジン
の燃料噴射方法及びその装置に関する。
加圧されて蓄圧室に貯留された作動流体の圧力を利用し
て、インジェクタから燃料を燃焼室に噴射するエンジン
の燃料噴射方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃料噴射制御に関して、噴射
圧力の高圧化を図り、且つ燃料の噴射タイミング及び噴
射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に
制御する方法として、蓄圧式燃料噴射システムが知られ
ている。蓄圧式燃料噴射システムは、ポンプによって所
定圧力に加圧された燃料噴射制御用の作動流体を蓄圧室
に貯留し、作動流体の圧力を利用してインジェクタから
対応する燃焼室内に燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射シス
テムである。加圧燃料が各インジェクタにおいてエンジ
ンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射されるよう
に、コントローラが蓄圧室内の圧力及び各インジェクタ
に設けられた制御弁を制御している。
圧力の高圧化を図り、且つ燃料の噴射タイミング及び噴
射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に
制御する方法として、蓄圧式燃料噴射システムが知られ
ている。蓄圧式燃料噴射システムは、ポンプによって所
定圧力に加圧された燃料噴射制御用の作動流体を蓄圧室
に貯留し、作動流体の圧力を利用してインジェクタから
対応する燃焼室内に燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射シス
テムである。加圧燃料が各インジェクタにおいてエンジ
ンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射されるよう
に、コントローラが蓄圧室内の圧力及び各インジェクタ
に設けられた制御弁を制御している。
【０００３】蓄圧式燃料噴射システムとして、従来、２
つのタイプのシステムが知られている。即ち、一方のタ
イプの燃料噴射システムは、作動流体として燃料とは別
の高圧作動オイルを用いるシステムであり、高圧作動オ
イルが蓄圧室として高圧のオイルマニホルドに貯留さ
れ、作動オイルの圧力を利用して増圧ピストンを駆動
し、高圧の作動オイルが導入される圧力室に露呈する増
圧ピストンの一端の大面積と、燃料が導入される増圧室
に露呈する増圧ピストンの他端の小面積との面積比に基
づいて燃料を増圧し、増圧した燃料をインジェクタの噴
孔から燃焼室内に噴射している。
つのタイプのシステムが知られている。即ち、一方のタ
イプの燃料噴射システムは、作動流体として燃料とは別
の高圧作動オイルを用いるシステムであり、高圧作動オ
イルが蓄圧室として高圧のオイルマニホルドに貯留さ
れ、作動オイルの圧力を利用して増圧ピストンを駆動
し、高圧の作動オイルが導入される圧力室に露呈する増
圧ピストンの一端の大面積と、燃料が導入される増圧室
に露呈する増圧ピストンの他端の小面積との面積比に基
づいて燃料を増圧し、増圧した燃料をインジェクタの噴
孔から燃焼室内に噴射している。
【０００４】このタイプの蓄圧式燃料噴射システムを図
９及び図１０の記載に基づいて説明する。図９に示した
エンジンにおける燃料供給システムでは、燃料供給のた
めの共通の通路であるコモンレール５１からエンジンの
各気筒にインジェクタ１に対して燃料が供給される。燃
料タンク５２内の燃料は、燃料ポンプ５３の駆動によっ
て燃料フィルタ５４を通じてコモンレール５１に供給さ
れる。インジェクタ１は、その燃料供給口１１と燃料排
出口１２とによってコモンレール５１に連通しており、
余剰の燃料は燃料回収通路５５を通じて燃料タンク５２
に回収される。
９及び図１０の記載に基づいて説明する。図９に示した
エンジンにおける燃料供給システムでは、燃料供給のた
めの共通の通路であるコモンレール５１からエンジンの
各気筒にインジェクタ１に対して燃料が供給される。燃
料タンク５２内の燃料は、燃料ポンプ５３の駆動によっ
て燃料フィルタ５４を通じてコモンレール５１に供給さ
れる。インジェクタ１は、その燃料供給口１１と燃料排
出口１２とによってコモンレール５１に連通しており、
余剰の燃料は燃料回収通路５５を通じて燃料タンク５２
に回収される。
【０００５】インジェクタ１には、燃料圧を増圧するた
め、燃料とは別系統の高圧の作動流体即ち作動オイルが
供給される。即ち、各インジェクタ１は、共通の蓄圧室
としての高圧オイルマニホルド５６にそれぞれ連結され
ている。オイル溜まり５７内のオイルは、オイルポンプ
５８の作動によってオイル供給路６１に送り出される。
オイル供給路６１の途中にはオイルクーラ５９やオイル
フィルタ６０が設けられている。また、オイル供給路６
１は、オイルギャラリ６２に通じる潤滑系通路６７とイ
ンジェクタ１の圧力室８に供給される作動オイル系通路
６６に分岐している。作動オイル系通路６６には高圧オ
イルポンプ６３が設けられており、高圧オイルポンプ６
３から高圧オイルマニホルド５６へのオイルの供給、即
ち、高圧オイルマニホルド５６におけるオイル圧力は、
流量制御弁６４によって制御されている。余剰のオイル
はオイル回収通路６５を通じてオイル溜まり５７に回収
される。コントローラ５０は、流量制御弁６４の制御と
インジェクタ１のソレノイド１０の制御を行うように構
成されている。コントローラ５０には、エンジンの作動
状況として、回転数センサ６８で検出されたエンジン回
転数Ｎｅ、アクセル踏込み量センサ６９で検出されたア
クセルペダルの踏込み量、即ち、アクセル踏込み量Ａｃ
ｃ及びクランク角センサ７０で検出されたクランク角が
入力されている。また、コントローラ５０には、高圧オ
イルマニホルド５６に設置した圧力センサ７１で検出さ
れた高圧オイルマニホルド５６の作動オイル圧が入力さ
れる。
め、燃料とは別系統の高圧の作動流体即ち作動オイルが
供給される。即ち、各インジェクタ１は、共通の蓄圧室
としての高圧オイルマニホルド５６にそれぞれ連結され
ている。オイル溜まり５７内のオイルは、オイルポンプ
５８の作動によってオイル供給路６１に送り出される。
オイル供給路６１の途中にはオイルクーラ５９やオイル
フィルタ６０が設けられている。また、オイル供給路６
１は、オイルギャラリ６２に通じる潤滑系通路６７とイ
ンジェクタ１の圧力室８に供給される作動オイル系通路
６６に分岐している。作動オイル系通路６６には高圧オ
イルポンプ６３が設けられており、高圧オイルポンプ６
３から高圧オイルマニホルド５６へのオイルの供給、即
ち、高圧オイルマニホルド５６におけるオイル圧力は、
流量制御弁６４によって制御されている。余剰のオイル
はオイル回収通路６５を通じてオイル溜まり５７に回収
される。コントローラ５０は、流量制御弁６４の制御と
インジェクタ１のソレノイド１０の制御を行うように構
成されている。コントローラ５０には、エンジンの作動
状況として、回転数センサ６８で検出されたエンジン回
転数Ｎｅ、アクセル踏込み量センサ６９で検出されたア
クセルペダルの踏込み量、即ち、アクセル踏込み量Ａｃ
ｃ及びクランク角センサ７０で検出されたクランク角が
入力されている。また、コントローラ５０には、高圧オ
イルマニホルド５６に設置した圧力センサ７１で検出さ
れた高圧オイルマニホルド５６の作動オイル圧が入力さ
れる。
【０００６】この蓄圧式燃料噴射システムに用いられる
インジェクタ１は、図１０に示すように、中空穴と噴孔
１３を形成した本体、及び本体の外側に燃料チャンバ２
０を形成するように隙間を形成して配置されたケース６
から構成されている。インジェクタ１の本体は、中空穴
４６を備え且つ噴孔１３を形成されたノズル本体２、増
圧室７を形成する燃料供給本体（プランジャバレル）
５、ノズル本体２と燃料供給本体５との間に位置するス
ペーサ本体８１と中空孔２９を備えた中空スペーサ本体
２１、高圧作動オイルが供給される圧力室８を備えてい
るインジェクタ本体４、及びリーク通路であるドレン溝
３９とドレン通路３８を備え且つ制御弁としてのソレノ
イド弁１６を配置したソレノイド本体３から構成されて
いる。ケース６は、燃料チャンバ２０を形成するため、
ノズル本体２、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２
１及び燃料供給本体５を取り囲んでいる。ケース６は、
本体との間に形成された燃料チャンバ２０を形成するた
め、ケース６の一端がノズル本体２の段部の当接面１４
に係止してシールされ、他端がインジェクタ本体４に螺
入された嵌合面８０でシールされている。コモンレール
５１には、ケース６に形成された燃料供給口１１と燃料
排出口１２が開口し、燃料がコモンレール５１から燃料
チャンバ２０に常時供給されている。
インジェクタ１は、図１０に示すように、中空穴と噴孔
１３を形成した本体、及び本体の外側に燃料チャンバ２
０を形成するように隙間を形成して配置されたケース６
から構成されている。インジェクタ１の本体は、中空穴
４６を備え且つ噴孔１３を形成されたノズル本体２、増
圧室７を形成する燃料供給本体（プランジャバレル）
５、ノズル本体２と燃料供給本体５との間に位置するス
ペーサ本体８１と中空孔２９を備えた中空スペーサ本体
２１、高圧作動オイルが供給される圧力室８を備えてい
るインジェクタ本体４、及びリーク通路であるドレン溝
３９とドレン通路３８を備え且つ制御弁としてのソレノ
イド弁１６を配置したソレノイド本体３から構成されて
いる。ケース６は、燃料チャンバ２０を形成するため、
ノズル本体２、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２
１及び燃料供給本体５を取り囲んでいる。ケース６は、
本体との間に形成された燃料チャンバ２０を形成するた
め、ケース６の一端がノズル本体２の段部の当接面１４
に係止してシールされ、他端がインジェクタ本体４に螺
入された嵌合面８０でシールされている。コモンレール
５１には、ケース６に形成された燃料供給口１１と燃料
排出口１２が開口し、燃料がコモンレール５１から燃料
チャンバ２０に常時供給されている。
【０００７】インジェクタ１は、燃料チャンバ２０から
供給された燃料を増圧するための燃料供給本体５内に形
成された増圧室７、増圧室７から噴孔１３へと燃料を供
給するため、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２１
及びノズル本体２に形成された燃料通路２２、ノズル本
体２の中空穴４６内で摺動可能に保持されて燃料圧によ
って噴孔１３を開放する針弁２３、増圧室７の燃料を増
圧する増圧ピストン９、増圧ピストン９の端部に高圧を
付与する高圧作動オイルが供給される圧力室８、及び圧
力室８に高圧作動オイルの供給を制御するソレノイド弁
１６を有している。
供給された燃料を増圧するための燃料供給本体５内に形
成された増圧室７、増圧室７から噴孔１３へと燃料を供
給するため、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２１
及びノズル本体２に形成された燃料通路２２、ノズル本
体２の中空穴４６内で摺動可能に保持されて燃料圧によ
って噴孔１３を開放する針弁２３、増圧室７の燃料を増
圧する増圧ピストン９、増圧ピストン９の端部に高圧を
付与する高圧作動オイルが供給される圧力室８、及び圧
力室８に高圧作動オイルの供給を制御するソレノイド弁
１６を有している。
【０００８】リターンスプリング１８は、中空スペーサ
本体２１に形成された中空孔２９内に配置され、噴孔１
３を閉鎖する方向に針弁２３にばね力を付勢する。リタ
ーンスプリング１８の一端は針弁２３の上端に当接し、
他端はスペーサ本体８１に当接している。インジェクタ
本体４に形成された中空穴２６で形成される中空部のス
プリング室３０は、増圧ピストン９の大径部２５の端面
と燃料供給本体５との端面との間に形成されている。ス
プリング室３０には、増圧ピストン９を復帰させるた
め、増圧ピストン９を圧力室８側へ付勢するリターンス
プリング１７が圧縮状態で配置されている。インジェク
タ本体４に形成された中空穴８５には、作動オイルをカ
ットする側にソレノイド弁１６を付勢するリターンスプ
リング１９が配置されている。増圧ピストン９が配置さ
れたスプリング室３０は、燃料供給本体５に形成された
排出路８３及び排出路８３に配置された逆止弁８４を通
じて燃料チャンバ２０に連通している。スプリング室３
０には、通常、燃料供給本体５の中空孔４２と小径部２
４の外周面との間の摺動面における極僅かな隙間２８及
びインジェクタ本体４と燃料供給本体５との当接面間に
おける極僅かな隙間４８を通じて燃料チャンバ２０から
の燃料がリークして侵入しており、燃料チャンバ２０内
の燃料圧と同等の圧力状態にある。
本体２１に形成された中空孔２９内に配置され、噴孔１
３を閉鎖する方向に針弁２３にばね力を付勢する。リタ
ーンスプリング１８の一端は針弁２３の上端に当接し、
他端はスペーサ本体８１に当接している。インジェクタ
本体４に形成された中空穴２６で形成される中空部のス
プリング室３０は、増圧ピストン９の大径部２５の端面
と燃料供給本体５との端面との間に形成されている。ス
プリング室３０には、増圧ピストン９を復帰させるた
め、増圧ピストン９を圧力室８側へ付勢するリターンス
プリング１７が圧縮状態で配置されている。インジェク
タ本体４に形成された中空穴８５には、作動オイルをカ
ットする側にソレノイド弁１６を付勢するリターンスプ
リング１９が配置されている。増圧ピストン９が配置さ
れたスプリング室３０は、燃料供給本体５に形成された
排出路８３及び排出路８３に配置された逆止弁８４を通
じて燃料チャンバ２０に連通している。スプリング室３
０には、通常、燃料供給本体５の中空孔４２と小径部２
４の外周面との間の摺動面における極僅かな隙間２８及
びインジェクタ本体４と燃料供給本体５との当接面間に
おける極僅かな隙間４８を通じて燃料チャンバ２０から
の燃料がリークして侵入しており、燃料チャンバ２０内
の燃料圧と同等の圧力状態にある。
【０００９】増圧ピストン９は、増圧室７の一部を下端
面で形成するプランジャである小径部２４、圧力室８の
一部を頂面７３で形成すると共にインジェクタ本体４の
中空穴２６内を往復動する大径部２５、及び大径部２５
の外周部４７の全周辺から垂下して中空穴２６の内面を
摺動する摺動面４９を構成するガイドリング部４１から
構成されている。ガイドリング部４１は、増圧ピストン
９の上下動を安定させる機能を有する。増圧ピストン９
の小径部２４は燃料供給本体５に形成された中空孔４２
を往復動し、大径部２５はインジェクタ本体４に形成さ
れた中空穴２６を往復動する。また、インジェクタ本体
４に形成された中空穴２６にはシール部材４４が配置さ
れ、増圧ピストン９と中空穴２６との隙間をシール部材
４４でシールし、それによって、圧力室８内の高圧作動
オイルがスプリング室３０へ漏洩しないように、スプリ
ング室３０と圧力室８とが遮断されている。なお、図１
０では、小径部２４と大径部２５とが一体構造として描
かれているが、別体で構成することができる。
面で形成するプランジャである小径部２４、圧力室８の
一部を頂面７３で形成すると共にインジェクタ本体４の
中空穴２６内を往復動する大径部２５、及び大径部２５
の外周部４７の全周辺から垂下して中空穴２６の内面を
摺動する摺動面４９を構成するガイドリング部４１から
構成されている。ガイドリング部４１は、増圧ピストン
９の上下動を安定させる機能を有する。増圧ピストン９
の小径部２４は燃料供給本体５に形成された中空孔４２
を往復動し、大径部２５はインジェクタ本体４に形成さ
れた中空穴２６を往復動する。また、インジェクタ本体
４に形成された中空穴２６にはシール部材４４が配置さ
れ、増圧ピストン９と中空穴２６との隙間をシール部材
４４でシールし、それによって、圧力室８内の高圧作動
オイルがスプリング室３０へ漏洩しないように、スプリ
ング室３０と圧力室８とが遮断されている。なお、図１
０では、小径部２４と大径部２５とが一体構造として描
かれているが、別体で構成することができる。
【００１０】燃料供給本体５に形成された中空孔４２の
端部には、増圧室７が形成されている。増圧室７への燃
料の供給は、燃料チャンバ２０から中空スペーサ本体２
１に形成した燃料通路３７とスペーサ本体８１に形成し
た燃料通路３５を通じて行われる。燃料通路３５には、
増圧室７の高圧燃料が燃料チャンバ２０に逆流するのを
防止するため、逆止弁３６が組み込まれている。また、
増圧室７で増圧された燃料は、燃料通路２２を通じて噴
孔１３へと供給される。ノズル本体２と針弁２３との間
には、燃料通路が形成され、針弁２３の先端のテーパ面
４５に高圧燃料圧が付与されることによって針弁２３は
中空穴４６内でリフトし、噴孔１３を開放する。
端部には、増圧室７が形成されている。増圧室７への燃
料の供給は、燃料チャンバ２０から中空スペーサ本体２
１に形成した燃料通路３７とスペーサ本体８１に形成し
た燃料通路３５を通じて行われる。燃料通路３５には、
増圧室７の高圧燃料が燃料チャンバ２０に逆流するのを
防止するため、逆止弁３６が組み込まれている。また、
増圧室７で増圧された燃料は、燃料通路２２を通じて噴
孔１３へと供給される。ノズル本体２と針弁２３との間
には、燃料通路が形成され、針弁２３の先端のテーパ面
４５に高圧燃料圧が付与されることによって針弁２３は
中空穴４６内でリフトし、噴孔１３を開放する。
【００１１】インジェクタ本体４の壁面には、増圧ピス
トン９が復帰位置で着座する着座面７２が、増圧ピスト
ン９の頂面７３と並行に且つ対向して形成されいる。着
座面７２と増圧ピストン９の頂面７３とは圧力室８を形
成している。圧力室８には、高圧作動オイルが増圧ピス
トン９の頂面７３と着座面７２との間に浸入して増圧ピ
ストン９の下降と共に上下幅が拡大する隙間７４が形成
される。
トン９が復帰位置で着座する着座面７２が、増圧ピスト
ン９の頂面７３と並行に且つ対向して形成されいる。着
座面７２と増圧ピストン９の頂面７３とは圧力室８を形
成している。圧力室８には、高圧作動オイルが増圧ピス
トン９の頂面７３と着座面７２との間に浸入して増圧ピ
ストン９の下降と共に上下幅が拡大する隙間７４が形成
される。
【００１２】スプリング室３０には増圧ピストン９のス
トローク分の空所が形成されて燃料が入り込んでいる。
そこで、スプリング室３０における空所が増圧ピストン
９のストローク分以下となる程度まで燃料が侵入する
と、増圧ピストン９の往復動に伴って中空穴２６内のス
プリング室３０に存在する燃料が排出路８３を通じて燃
料チャンバ２０へ排出される。排出路８３には逆止弁８
４が配設されているので、燃料が燃料チャンバ２０から
排出路８３を通じてスプリング室３０へ逆流することは
ない。
トローク分の空所が形成されて燃料が入り込んでいる。
そこで、スプリング室３０における空所が増圧ピストン
９のストローク分以下となる程度まで燃料が侵入する
と、増圧ピストン９の往復動に伴って中空穴２６内のス
プリング室３０に存在する燃料が排出路８３を通じて燃
料チャンバ２０へ排出される。排出路８３には逆止弁８
４が配設されているので、燃料が燃料チャンバ２０から
排出路８３を通じてスプリング室３０へ逆流することは
ない。
【００１３】インジェクタ１は、噴孔１３の針弁２３に
よる開閉作動がソレノイド１０の制御によって行われる
ものであり、コントローラ５０からの指令でソレノイド
１０が付勢されると、アーマチュア３２が吸着され、ア
ーマチュア３２に固定されているソレノイド弁１６がリ
ターンスプリング１９のばね力に抗してリフトする。ソ
レノイド弁１６がリフトすると、ソレノイド弁１６のテ
ーパ面８６とインジェクタ本体４のバルブシート８７と
の間に形成される通路３３が開口し、高圧作動オイルが
高圧オイルマニホルド５６からインジェクタ本体４に形
成された供給路３１と通路３４を通じて圧力室８に供給
されて、増圧ピストン９を増圧方向に付勢する。一方、
コモンレール５１の燃料は、ケース６に形成された供給
口１１から燃料チャンバ２０に供給され、次いで、燃料
チャンバ２０から中空スペーサ本体２１に形成した燃料
通路３７、スペーサ本体８１に形成された燃料通路３５
を通じて増圧室７に供給されている。
よる開閉作動がソレノイド１０の制御によって行われる
ものであり、コントローラ５０からの指令でソレノイド
１０が付勢されると、アーマチュア３２が吸着され、ア
ーマチュア３２に固定されているソレノイド弁１６がリ
ターンスプリング１９のばね力に抗してリフトする。ソ
レノイド弁１６がリフトすると、ソレノイド弁１６のテ
ーパ面８６とインジェクタ本体４のバルブシート８７と
の間に形成される通路３３が開口し、高圧作動オイルが
高圧オイルマニホルド５６からインジェクタ本体４に形
成された供給路３１と通路３４を通じて圧力室８に供給
されて、増圧ピストン９を増圧方向に付勢する。一方、
コモンレール５１の燃料は、ケース６に形成された供給
口１１から燃料チャンバ２０に供給され、次いで、燃料
チャンバ２０から中空スペーサ本体２１に形成した燃料
通路３７、スペーサ本体８１に形成された燃料通路３５
を通じて増圧室７に供給されている。
【００１４】増圧ピストン９が圧力室８内の作動オイル
の圧力で下降すると、燃料通路３５が逆止弁３６によっ
て閉鎖され、増圧室７内の燃料が増圧される。増圧室７
の燃料が増圧されると、燃料圧はリターンスプリング１
８のばね力に抗して針弁２３をリフトさせ、開放された
噴孔１３から燃料が噴射される。また、ソレノイド１０
によるソレノイド弁１６への付勢力が解放すると、リタ
ーンスプリング１９のばね力でソレノイド弁１６が下降
し、ソレノイド弁１６に設けたドレン溝３９が開放し、
圧力室８の高圧作動オイルはドレン溝３９とドレン通路
３８を通じて排出される。圧力室８の高圧作動オイルが
排出されると、増圧ピストン９がリターンスプリング１
７のばね力で元に復帰し、増圧室７は燃料チャンバ２０
と同等の圧力になり、針弁２３にかかる燃料圧が低下
し、リターンスプリング１８のばね力で針弁２３のテー
パ面４５がノズル本体２のバルブシートに着座して噴孔
１３が閉鎖する。
の圧力で下降すると、燃料通路３５が逆止弁３６によっ
て閉鎖され、増圧室７内の燃料が増圧される。増圧室７
の燃料が増圧されると、燃料圧はリターンスプリング１
８のばね力に抗して針弁２３をリフトさせ、開放された
噴孔１３から燃料が噴射される。また、ソレノイド１０
によるソレノイド弁１６への付勢力が解放すると、リタ
ーンスプリング１９のばね力でソレノイド弁１６が下降
し、ソレノイド弁１６に設けたドレン溝３９が開放し、
圧力室８の高圧作動オイルはドレン溝３９とドレン通路
３８を通じて排出される。圧力室８の高圧作動オイルが
排出されると、増圧ピストン９がリターンスプリング１
７のばね力で元に復帰し、増圧室７は燃料チャンバ２０
と同等の圧力になり、針弁２３にかかる燃料圧が低下
し、リターンスプリング１８のばね力で針弁２３のテー
パ面４５がノズル本体２のバルブシートに着座して噴孔
１３が閉鎖する。
【００１５】他方のタイプの蓄圧式燃料噴射システム
は、作動流体として加圧された燃料それ自体を用いるシ
ステムであり、バランスチャンバ内の燃料圧を制御する
ことによって針弁のリフトを制御し、高圧燃料をインジ
ェクタから燃焼室内に噴射するものである。このタイプ
の蓄圧式燃料噴射システム及びこのシステムに用いられ
るインジェクタを図１１及び図１２に示した例に基づい
て説明する。図１１の蓄圧室式燃料噴射システムにおい
ては、高圧燃料は、蓄圧器としてのコモンレール１０２
に貯留され、コモンレール１０２から燃料流路の一部を
構成する分岐管１０３を通じて複数のインジェクタ１０
１に供給され、各インジェクタ１０１からエンジンの各
燃焼室内に噴射される。コモンレール１０２への燃料の
供給は、燃料タンク１０４からオイルフィルタ１０５及
びフィードポンプ１０６を経た後、燃料管１０７を通じ
て、例えばプランジャ式の可変容量式高圧ポンプである
燃料ポンプ１０８によって行われる。燃料ポンプ１０８
は、エンジンによって駆動されるものであり、燃料を要
求される所定圧力に昇圧し、燃料管１０９を通じてコモ
ンレール１０２に供給する。また、燃料ポンプ１０８
は、コモンレール１０２における燃料圧を所定圧力に維
持する。燃料ポンプ１０８からリリーフされた燃料は、
戻し管１１０を通じて燃料タンク１０４に戻される。ま
た、分岐管１０３からインジェクタ１０１に供給された
燃料のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料
は、戻し管１１１を通じて燃料タンク１０４に戻され
る。
は、作動流体として加圧された燃料それ自体を用いるシ
ステムであり、バランスチャンバ内の燃料圧を制御する
ことによって針弁のリフトを制御し、高圧燃料をインジ
ェクタから燃焼室内に噴射するものである。このタイプ
の蓄圧式燃料噴射システム及びこのシステムに用いられ
るインジェクタを図１１及び図１２に示した例に基づい
て説明する。図１１の蓄圧室式燃料噴射システムにおい
ては、高圧燃料は、蓄圧器としてのコモンレール１０２
に貯留され、コモンレール１０２から燃料流路の一部を
構成する分岐管１０３を通じて複数のインジェクタ１０
１に供給され、各インジェクタ１０１からエンジンの各
燃焼室内に噴射される。コモンレール１０２への燃料の
供給は、燃料タンク１０４からオイルフィルタ１０５及
びフィードポンプ１０６を経た後、燃料管１０７を通じ
て、例えばプランジャ式の可変容量式高圧ポンプである
燃料ポンプ１０８によって行われる。燃料ポンプ１０８
は、エンジンによって駆動されるものであり、燃料を要
求される所定圧力に昇圧し、燃料管１０９を通じてコモ
ンレール１０２に供給する。また、燃料ポンプ１０８
は、コモンレール１０２における燃料圧を所定圧力に維
持する。燃料ポンプ１０８からリリーフされた燃料は、
戻し管１１０を通じて燃料タンク１０４に戻される。ま
た、分岐管１０３からインジェクタ１０１に供給された
燃料のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料
は、戻し管１１１を通じて燃料タンク１０４に戻され
る。
【００１６】電子制御ユニットであるコントローラ１１
２には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数
センサ、エンジン気筒判別センサ及び上死点（ＴＤＣ）
検出センサ、アクセルペダルの踏込み量Ａｃｃを検出す
るためのアクセル踏込み量センサ、冷却水温度Ｔｗを検
出するための冷却水温センサ、大気温度Ｔａを検出する
ための大気温度センサ、大気圧Ｐａを検出するための大
気圧センサ、及び吸気管内圧力Ｐｂを検出するための吸
気管内圧力センサ等のエンジンの運転状態を検出するた
めの各種センサ群１１４からの信号が入力されている。
コントローラ１１２は、これらの信号に基づいて、エン
ジン出力が運転状態に即した最適出力になるように、イ
ンジェクタ１０１による燃料の噴射条件、即ち、燃料の
噴射タイミング及び噴射量を制御する。また、コモンレ
ール１０２には圧力センサ１１３が設けられており、圧
力センサ１１３によって検出されたコモンレール１０２
内の燃料圧の検出信号がコントローラ１１２に送られ
る。インジェクタ１０１が燃料を噴射することでコモン
レール１０２内の燃料が消費されることにより、コモン
レール１０２内の燃料圧は低下するが、コントローラ１
１２は、コモンレール１０２内の燃料圧が一定となるよ
うに燃料ポンプ８の吐出圧を制御する。
２には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数
センサ、エンジン気筒判別センサ及び上死点（ＴＤＣ）
検出センサ、アクセルペダルの踏込み量Ａｃｃを検出す
るためのアクセル踏込み量センサ、冷却水温度Ｔｗを検
出するための冷却水温センサ、大気温度Ｔａを検出する
ための大気温度センサ、大気圧Ｐａを検出するための大
気圧センサ、及び吸気管内圧力Ｐｂを検出するための吸
気管内圧力センサ等のエンジンの運転状態を検出するた
めの各種センサ群１１４からの信号が入力されている。
コントローラ１１２は、これらの信号に基づいて、エン
ジン出力が運転状態に即した最適出力になるように、イ
ンジェクタ１０１による燃料の噴射条件、即ち、燃料の
噴射タイミング及び噴射量を制御する。また、コモンレ
ール１０２には圧力センサ１１３が設けられており、圧
力センサ１１３によって検出されたコモンレール１０２
内の燃料圧の検出信号がコントローラ１１２に送られ
る。インジェクタ１０１が燃料を噴射することでコモン
レール１０２内の燃料が消費されることにより、コモン
レール１０２内の燃料圧は低下するが、コントローラ１
１２は、コモンレール１０２内の燃料圧が一定となるよ
うに燃料ポンプ８の吐出圧を制御する。
【００１７】この蓄圧式燃料噴射システムに用いられる
インジェクタ１０１は、図１２に断面として示された構
造を有している。インジェクタ１０１の上側側部には燃
料入口継手１２０を介して分岐管１０３が接続されてい
る。インジェクタ１０１の本体内部には、燃料通路１２
１，１２２が形成されており、分岐管１０３及び燃料通
路１２１，１２２から燃料流路が構成されている。燃料
流路を通じて供給された燃料は、燃料溜まり１２３及び
針弁１２４の周囲の通路を通じて、針弁１２４のリフト
時に開く噴孔１２５から燃焼室内に噴射される。
インジェクタ１０１は、図１２に断面として示された構
造を有している。インジェクタ１０１の上側側部には燃
料入口継手１２０を介して分岐管１０３が接続されてい
る。インジェクタ１０１の本体内部には、燃料通路１２
１，１２２が形成されており、分岐管１０３及び燃料通
路１２１，１２２から燃料流路が構成されている。燃料
流路を通じて供給された燃料は、燃料溜まり１２３及び
針弁１２４の周囲の通路を通じて、針弁１２４のリフト
時に開く噴孔１２５から燃焼室内に噴射される。
【００１８】インジェクタ１０１には、針弁１２４のリ
フトを制御するために、バランスチャンバ式の針弁リフ
ト機構が設けられている。即ち、インジェクタ１０１の
最上部には、制御弁としての電磁弁１２６が設けられて
おり、コントローラ１１２からの制御信号としての制御
電流が、信号線１２７を通じて電磁弁１２６のソレノイ
ド１２８に送られる。ソレノイド１２８が励磁される
と、アーマチュア１２９が上昇して、燃料路１３１の端
部に設けられた開閉弁１３２を開くので、燃料流路から
バランスチャンバ１３０に供給された燃料の燃料圧が燃
料路１３１を通じて解放される。インジェクタ１０１の
本体内部に形成された中空穴１３３内には、コントロー
ルピストン１３４が昇降可能に設けられている。低下し
たバランスチャンバ１３０内の圧力に基づく力とリター
ンスプリング１３５のばね力とによってコントロールピ
ストン１３４に働く押下げ力よりも、燃料溜まり１２３
に臨むテーパ面１３６に作用する燃料圧に基づいてコン
トロールピストン１３４を押し上げる力が勝るため、コ
ントロールピストン１３４は上昇する。その結果、針弁
１２４のリフトが許容され、噴孔１２５から燃料が噴射
される。燃料噴射量は、燃料流路内の燃料圧と針弁１２
４のリフト（リフト量、リフト期間）とによって定めら
れ、針弁１２４のリフトは、開閉弁１３２の開閉制御を
するためにソレノイド１２８へ送られる制御電流として
の噴射パルスによって決定される。
フトを制御するために、バランスチャンバ式の針弁リフ
ト機構が設けられている。即ち、インジェクタ１０１の
最上部には、制御弁としての電磁弁１２６が設けられて
おり、コントローラ１１２からの制御信号としての制御
電流が、信号線１２７を通じて電磁弁１２６のソレノイ
ド１２８に送られる。ソレノイド１２８が励磁される
と、アーマチュア１２９が上昇して、燃料路１３１の端
部に設けられた開閉弁１３２を開くので、燃料流路から
バランスチャンバ１３０に供給された燃料の燃料圧が燃
料路１３１を通じて解放される。インジェクタ１０１の
本体内部に形成された中空穴１３３内には、コントロー
ルピストン１３４が昇降可能に設けられている。低下し
たバランスチャンバ１３０内の圧力に基づく力とリター
ンスプリング１３５のばね力とによってコントロールピ
ストン１３４に働く押下げ力よりも、燃料溜まり１２３
に臨むテーパ面１３６に作用する燃料圧に基づいてコン
トロールピストン１３４を押し上げる力が勝るため、コ
ントロールピストン１３４は上昇する。その結果、針弁
１２４のリフトが許容され、噴孔１２５から燃料が噴射
される。燃料噴射量は、燃料流路内の燃料圧と針弁１２
４のリフト（リフト量、リフト期間）とによって定めら
れ、針弁１２４のリフトは、開閉弁１３２の開閉制御を
するためにソレノイド１２８へ送られる制御電流として
の噴射パルスによって決定される。
【００１９】一般に、インジェクタ１、１０１の燃料噴
射量Ｑとコントローラ５０，１１２からソレノイド弁１
６又は電磁弁１２６に供給されるコマンドパルス幅ＰＷ
とは、高圧オイルマニホルド５６内の作動オイル又はコ
モンレール１０２内の燃料の各圧力、即ち、作動流体圧
力を一定とすると、コマンドパルス幅ＰＷが大きいほど
燃料噴射量Ｑは多くなり、また、同じコマンドパルス幅
ＰＷであっても、作動流体圧力が大であるほど、燃料噴
射量Ｑは大きくなる。一方、燃料噴射は、コマンドパル
スの立ち上がり時刻と立ち下がり時刻に対して一定時間
遅れて開始又は停止されるので、コマンドパルスがオン
又はオフとなる時期を制御することによって、噴射タイ
ミングを制御することが可能である。
射量Ｑとコントローラ５０，１１２からソレノイド弁１
６又は電磁弁１２６に供給されるコマンドパルス幅ＰＷ
とは、高圧オイルマニホルド５６内の作動オイル又はコ
モンレール１０２内の燃料の各圧力、即ち、作動流体圧
力を一定とすると、コマンドパルス幅ＰＷが大きいほど
燃料噴射量Ｑは多くなり、また、同じコマンドパルス幅
ＰＷであっても、作動流体圧力が大であるほど、燃料噴
射量Ｑは大きくなる。一方、燃料噴射は、コマンドパル
スの立ち上がり時刻と立ち下がり時刻に対して一定時間
遅れて開始又は停止されるので、コマンドパルスがオン
又はオフとなる時期を制御することによって、噴射タイ
ミングを制御することが可能である。
【００２０】燃焼サイクル毎に噴射すべき目標となる燃
料噴射量は、基本噴射量特性マップに基づいて計算され
る。即ち、エンジンの基本特性として、エンジン回転数
Ｎｅと目標噴射量Ｑｔとは、アクセル踏込み量Ａｃｃを
パラメータとして、互いの関係が予め求められている。
したがって、その時々のエンジン回転数Ｎｅとアクセル
踏込み量Ａｃｃとからこのマップに基づいて目標噴射量
Ｑｔが求められる。
料噴射量は、基本噴射量特性マップに基づいて計算され
る。即ち、エンジンの基本特性として、エンジン回転数
Ｎｅと目標噴射量Ｑｔとは、アクセル踏込み量Ａｃｃを
パラメータとして、互いの関係が予め求められている。
したがって、その時々のエンジン回転数Ｎｅとアクセル
踏込み量Ａｃｃとからこのマップに基づいて目標噴射量
Ｑｔが求められる。
【００２１】従来の蓄圧式燃料噴射の制御の概要が、図
４のフローに示されている。この制御フローによると、
まず、その時のエンジンの回転数Ｎｅとアクセル踏込み
量Ａｃｃとから目標噴射量Ｑｔが求められる（Ｓ８
１）。一方、蓄圧室である高圧オイルマニホルド５６又
はコモンレール１０２に設けられている圧力センサ７
１，１１３によって蓄圧室の圧力Ｐｒが検出され、検出
した蓄圧室圧力Ｐｒを読み込むタイミングが決定され
（Ｓ８２）、そのタイミングで読み込まれた検出値か
ら、インジェクタの電磁弁に供給すべきコマンドパルス
のパルス幅ＰＷの算出のための蓄圧室圧力Ｐｒが算出さ
れる（Ｓ８３）。Ｓ８１で求めた目標噴射量Ｑｔ、Ｓ８
３で算出された蓄圧室圧力、及びその他のセンサからの
エンジンの運転状態に関する情報に基づいて、予め定め
られているマップから、インジェクタの電磁弁に供給す
べきコマンドパルスのパルス幅ＰＷが算出される（Ｓ８
４）。Ｓ８４で算出されたコマンドパルスのパルス幅Ｐ
Ｗと、どの気筒に対して燃料を噴射すべきかを定める気
筒判定（Ｓ８５）と、アクセル踏込み量Ａｃｃやその他
のセンサからのエンジンの運転状態に関する情報に基づ
いて行われた燃料噴射タイミングの決定（Ｓ８６）とに
基づいて、各インジェクタが駆動される（Ｓ８７）。な
お、Ｓ８６によって決定された燃料噴射タイミングに基
づいて、Ｓ８２における蓄圧室圧力の読込みタイミング
が決定される。
４のフローに示されている。この制御フローによると、
まず、その時のエンジンの回転数Ｎｅとアクセル踏込み
量Ａｃｃとから目標噴射量Ｑｔが求められる（Ｓ８
１）。一方、蓄圧室である高圧オイルマニホルド５６又
はコモンレール１０２に設けられている圧力センサ７
１，１１３によって蓄圧室の圧力Ｐｒが検出され、検出
した蓄圧室圧力Ｐｒを読み込むタイミングが決定され
（Ｓ８２）、そのタイミングで読み込まれた検出値か
ら、インジェクタの電磁弁に供給すべきコマンドパルス
のパルス幅ＰＷの算出のための蓄圧室圧力Ｐｒが算出さ
れる（Ｓ８３）。Ｓ８１で求めた目標噴射量Ｑｔ、Ｓ８
３で算出された蓄圧室圧力、及びその他のセンサからの
エンジンの運転状態に関する情報に基づいて、予め定め
られているマップから、インジェクタの電磁弁に供給す
べきコマンドパルスのパルス幅ＰＷが算出される（Ｓ８
４）。Ｓ８４で算出されたコマンドパルスのパルス幅Ｐ
Ｗと、どの気筒に対して燃料を噴射すべきかを定める気
筒判定（Ｓ８５）と、アクセル踏込み量Ａｃｃやその他
のセンサからのエンジンの運転状態に関する情報に基づ
いて行われた燃料噴射タイミングの決定（Ｓ８６）とに
基づいて、各インジェクタが駆動される（Ｓ８７）。な
お、Ｓ８６によって決定された燃料噴射タイミングに基
づいて、Ｓ８２における蓄圧室圧力の読込みタイミング
が決定される。
【００２２】また、作動流体を燃料自体とし、バランス
チャンバを用いる蓄圧式燃料噴射システムにおいて、蓄
圧室圧力であるコモンレール圧力は、燃料供給ポンプに
よる高圧燃料の圧送、噴射時の圧力低下或いは噴射終了
時の閉弁による水撃作用等によって脈動を生じるのであ
るが、その脈動の中においても、燃料噴射弁のコマンド
パルスの立ち下がり時点におけるコモンレールの圧力
は、実噴射圧に略等しくなることが経験的に知られてい
る。このことを利用して、上記立ち下がり時点における
コモンレールの圧力をサンプリング検出して、燃料噴射
量を定めることが提案されている（特開平５−１２５９
８５号公報参照）。
チャンバを用いる蓄圧式燃料噴射システムにおいて、蓄
圧室圧力であるコモンレール圧力は、燃料供給ポンプに
よる高圧燃料の圧送、噴射時の圧力低下或いは噴射終了
時の閉弁による水撃作用等によって脈動を生じるのであ
るが、その脈動の中においても、燃料噴射弁のコマンド
パルスの立ち下がり時点におけるコモンレールの圧力
は、実噴射圧に略等しくなることが経験的に知られてい
る。このことを利用して、上記立ち下がり時点における
コモンレールの圧力をサンプリング検出して、燃料噴射
量を定めることが提案されている（特開平５−１２５９
８５号公報参照）。
【００２３】また、燃料噴射タイミングと燃料噴射量を
正確に制御するには、作動流体圧力を正確に制御するこ
とが必要である。そのため、増圧式の燃料噴射装置にお
いて、インジェクタに供給される作動流体としての作動
オイルの圧力をセンサによって検出し、センサが検出し
た圧力の表示となる圧力表示信号を発生させ、インジェ
クタに供給された作動オイルの圧力を少なくとも一つの
エンジンの作動状態を示す、例えばエンジン回転数のよ
うなパラメータの値に応じて電子的に制御し、前記作動
オイルの圧力を前記圧力表示信号に応じて修正したもの
（特表平６−５１１５２７号公報参照）がある。作動オ
イルの圧力の検出は、過渡的な状況で過敏になり過ぎな
いように、平均圧力を検出するような周期でオイルマニ
ホルドの実際の圧力をサンプリングにより検出してい
る。センサの出力は、電子制御モジュールに送られ、実
際の作動流体圧力を所望の理想的な設定値と比較し、出
力制御信号に必要な修正を加えている。
正確に制御するには、作動流体圧力を正確に制御するこ
とが必要である。そのため、増圧式の燃料噴射装置にお
いて、インジェクタに供給される作動流体としての作動
オイルの圧力をセンサによって検出し、センサが検出し
た圧力の表示となる圧力表示信号を発生させ、インジェ
クタに供給された作動オイルの圧力を少なくとも一つの
エンジンの作動状態を示す、例えばエンジン回転数のよ
うなパラメータの値に応じて電子的に制御し、前記作動
オイルの圧力を前記圧力表示信号に応じて修正したもの
（特表平６−５１１５２７号公報参照）がある。作動オ
イルの圧力の検出は、過渡的な状況で過敏になり過ぎな
いように、平均圧力を検出するような周期でオイルマニ
ホルドの実際の圧力をサンプリングにより検出してい
る。センサの出力は、電子制御モジュールに送られ、実
際の作動流体圧力を所望の理想的な設定値と比較し、出
力制御信号に必要な修正を加えている。
【００２４】更に、各インジェクタからの燃料の噴射を
制御するために各インジェクタに供給される作動オイル
の油圧を、エンジンの運転状態に応じて求められる目標
油圧に一致させるため、油圧ポンプの吐出圧力を制御弁
によってフィードバック制御を行っている増圧式の燃料
噴射装置において、インジェクタへの共通通路の実際の
油圧を検出するサンプリング時期を、インジェクタへの
コマンドパルスの立ち上がりに同期した時点とし、その
サンプリングによって検出した油圧に基づいて噴射期
間、即ち、コマンドパルス幅を再計算したインジェクタ
式燃料噴射システム用電子制御装置が知られている（特
開平７−１２０２７号公報）。この制御装置は、各イン
ジェクタへの作動オイルの油圧の過渡的な変化に追従し
て油圧を正確に再現できなくても、サンプリング時期を
特定することにより、実際の噴射が行われるときの圧力
の近似値を求めようとするものである。
制御するために各インジェクタに供給される作動オイル
の油圧を、エンジンの運転状態に応じて求められる目標
油圧に一致させるため、油圧ポンプの吐出圧力を制御弁
によってフィードバック制御を行っている増圧式の燃料
噴射装置において、インジェクタへの共通通路の実際の
油圧を検出するサンプリング時期を、インジェクタへの
コマンドパルスの立ち上がりに同期した時点とし、その
サンプリングによって検出した油圧に基づいて噴射期
間、即ち、コマンドパルス幅を再計算したインジェクタ
式燃料噴射システム用電子制御装置が知られている（特
開平７−１２０２７号公報）。この制御装置は、各イン
ジェクタへの作動オイルの油圧の過渡的な変化に追従し
て油圧を正確に再現できなくても、サンプリング時期を
特定することにより、実際の噴射が行われるときの圧力
の近似値を求めようとするものである。
【００２５】しかしながら、求めた蓄圧室の圧力が蓄圧
室の正確な圧力となっていなければ、マップから求めら
れたコマンドパルス幅ＰＷが、真に必要なパルス幅とな
っているとは限らない。しかも、蓄圧室圧力の制御する
圧力制御弁は、電子制御ユニットによって制御されてい
るが、その圧力制御弁や油圧回路又は燃料回路全体の応
答遅れ等の蓄圧室の圧力を正確に制御するのを困難にす
る要因が存在している。一方、燃料の噴射によって、作
動流体の圧力に急激な圧力変化が生じることが知られて
おり、圧力制御弁は、作動流体の圧力をこの急激に変化
する圧力に対応して制御することができない。即ち、特
表平６−５１１５２７号公報に開示のものにおける蓄圧
室圧力の制御に見られるように、圧力制御弁は、瞬間瞬
間の蓄圧室圧力を制御しているのではなく、時間平均的
な蓄圧室圧力を制御しているに過ぎない。
室の正確な圧力となっていなければ、マップから求めら
れたコマンドパルス幅ＰＷが、真に必要なパルス幅とな
っているとは限らない。しかも、蓄圧室圧力の制御する
圧力制御弁は、電子制御ユニットによって制御されてい
るが、その圧力制御弁や油圧回路又は燃料回路全体の応
答遅れ等の蓄圧室の圧力を正確に制御するのを困難にす
る要因が存在している。一方、燃料の噴射によって、作
動流体の圧力に急激な圧力変化が生じることが知られて
おり、圧力制御弁は、作動流体の圧力をこの急激に変化
する圧力に対応して制御することができない。即ち、特
表平６−５１１５２７号公報に開示のものにおける蓄圧
室圧力の制御に見られるように、圧力制御弁は、瞬間瞬
間の蓄圧室圧力を制御しているのではなく、時間平均的
な蓄圧室圧力を制御しているに過ぎない。
【００２６】図５に示すように、蓄圧室圧力は、燃料噴
射が実行される度に、変動を繰り返している。即ち、エ
ンジンの運転状態が一定であるとしても、蓄圧室圧力Ｐ
ｒは平均蓄圧室圧力Ｐｒｍの上下に変動している。電子
制御ユニットが制御しているのは、平均蓄圧室圧力Ｐｒ
ｍである。即ち、燃料噴射が時刻Ｔn （ｎ＝・・・ｎ−
２，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１・・・）において実行される
と、蓄圧室圧力Ｐｒは、蓄圧室の圧力が消費されるため
に、各噴射時刻から矢印Ｄで示すように圧力降下を生
じ、燃料噴射が終了すると蓄圧室圧力が矢印Ｕで示すよ
うに回復し、上記の変化を繰り返している。
射が実行される度に、変動を繰り返している。即ち、エ
ンジンの運転状態が一定であるとしても、蓄圧室圧力Ｐ
ｒは平均蓄圧室圧力Ｐｒｍの上下に変動している。電子
制御ユニットが制御しているのは、平均蓄圧室圧力Ｐｒ
ｍである。即ち、燃料噴射が時刻Ｔn （ｎ＝・・・ｎ−
２，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１・・・）において実行される
と、蓄圧室圧力Ｐｒは、蓄圧室の圧力が消費されるため
に、各噴射時刻から矢印Ｄで示すように圧力降下を生
じ、燃料噴射が終了すると蓄圧室圧力が矢印Ｕで示すよ
うに回復し、上記の変化を繰り返している。
【００２７】ここで、実噴射量Ｑａを物理的に決定する
のは、時間平均的な蓄圧室圧力Ｐｒｍではなく、燃料噴
射の開始時における蓄圧室圧力Ｐｒｉである。したがっ
て、各インジェクタに燃料噴射を実行させるために各イ
ンジェクタに備わる電磁弁へのコマンドパルス幅ＰＷの
計算は、その時の蓄圧室圧力Ｐｒｉを用いて行われるべ
きであるが、実際には電子制御ユニットには演算時間が
必要であり、計算結果は実際の噴射に間に合わせること
ができない。上記特開平７−１２０２７号公報に記載の
ものにおいては、噴射遅れ期間にこの計算を実行するこ
とが上記のとおり提案されているが、少なくともコスト
的に採用可能なＣＰＵを用いては、このような高速演算
は不可能である。
のは、時間平均的な蓄圧室圧力Ｐｒｍではなく、燃料噴
射の開始時における蓄圧室圧力Ｐｒｉである。したがっ
て、各インジェクタに燃料噴射を実行させるために各イ
ンジェクタに備わる電磁弁へのコマンドパルス幅ＰＷの
計算は、その時の蓄圧室圧力Ｐｒｉを用いて行われるべ
きであるが、実際には電子制御ユニットには演算時間が
必要であり、計算結果は実際の噴射に間に合わせること
ができない。上記特開平７−１２０２７号公報に記載の
ものにおいては、噴射遅れ期間にこの計算を実行するこ
とが上記のとおり提案されているが、少なくともコスト
的に採用可能なＣＰＵを用いては、このような高速演算
は不可能である。
【００２８】実際に燃料噴射を実行する時の蓄圧室圧力
をどのように求めるかについて、従来、次の２つの方法
が知られている。即ち、第一の方法は、図５に示すよう
に、次回の燃料噴射タイミング、即ち、燃料噴射開始時
期（Ｔn + 1 ）の蓄圧室圧力として、今回の燃料噴射開
始時刻（Ｔn ）における蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn ）を代
用するか、又は今回までの複数回の燃料噴射開始時期
（・・Ｔn - 4 ，〜，Ｔn ）における蓄圧室圧力の移動
平均値を代用する方法である。
をどのように求めるかについて、従来、次の２つの方法
が知られている。即ち、第一の方法は、図５に示すよう
に、次回の燃料噴射タイミング、即ち、燃料噴射開始時
期（Ｔn + 1 ）の蓄圧室圧力として、今回の燃料噴射開
始時刻（Ｔn ）における蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn ）を代
用するか、又は今回までの複数回の燃料噴射開始時期
（・・Ｔn - 4 ，〜，Ｔn ）における蓄圧室圧力の移動
平均値を代用する方法である。
【００２９】第二の方法は、図６に示すように、燃料噴
射と無関係に一定のサンプリング周期Ｔｓで蓄圧室圧力
Ｐｒをサンプリングし、次回の燃料噴射開始時期（Ｔ
n + 1）の蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn + 1 ）として、燃料
噴射の直前のサンプリング値Ｐｊｂｓ、又はサンプリン
グした複数の値から求めた移動平均値Ｐｍａのうち直前
の移動平均値Ｐｊｂｍａを代用する方法である。エンジ
ンの運転状態が定常状態であれば、実際の蓄圧室圧力と
移動平均値圧力とのオフセット量ΔＰは、一定であるの
で、予めオフセット量を設定しておけば、実際の蓄圧室
圧力を求めることができる。
射と無関係に一定のサンプリング周期Ｔｓで蓄圧室圧力
Ｐｒをサンプリングし、次回の燃料噴射開始時期（Ｔ
n + 1）の蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn + 1 ）として、燃料
噴射の直前のサンプリング値Ｐｊｂｓ、又はサンプリン
グした複数の値から求めた移動平均値Ｐｍａのうち直前
の移動平均値Ｐｊｂｍａを代用する方法である。エンジ
ンの運転状態が定常状態であれば、実際の蓄圧室圧力と
移動平均値圧力とのオフセット量ΔＰは、一定であるの
で、予めオフセット量を設定しておけば、実際の蓄圧室
圧力を求めることができる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の直前の蓄
圧室圧力のサンプリング値Ｐｊｂｓ、又は蓄圧室圧力の
サンプリング値の直前の移動平均値Ｐｊｂｍａを蓄圧室
圧力に代用する方法では、噴射の実行によって生じる蓄
圧室圧力の変動が安定している条件下では代用した圧力
は実際の蓄圧室圧力の近似値として採用できる。しか
し、例えばエンジンの回転数が変化したり、目標燃料噴
射量が大きく変化する等の理由によって、蓄圧室圧力が
過渡的に変化している状況下では、サンプリング値Ｐｊ
ｂｓ又は移動平均値Ｐｊｂｍａは、実際の蓄圧室圧力と
の差が大きくなるので、実際の蓄圧室圧力の近似値とし
て採用するのは好ましくない。
圧室圧力のサンプリング値Ｐｊｂｓ、又は蓄圧室圧力の
サンプリング値の直前の移動平均値Ｐｊｂｍａを蓄圧室
圧力に代用する方法では、噴射の実行によって生じる蓄
圧室圧力の変動が安定している条件下では代用した圧力
は実際の蓄圧室圧力の近似値として採用できる。しか
し、例えばエンジンの回転数が変化したり、目標燃料噴
射量が大きく変化する等の理由によって、蓄圧室圧力が
過渡的に変化している状況下では、サンプリング値Ｐｊ
ｂｓ又は移動平均値Ｐｊｂｍａは、実際の蓄圧室圧力と
の差が大きくなるので、実際の蓄圧室圧力の近似値とし
て採用するのは好ましくない。
【００３１】図５に示す次回の燃料噴射開始時期Ｔ
n + 1 における蓄圧室圧力の予測値として、今回の燃料
噴射開始時期Ｔn における蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn ）を
代用する方法では、図７に示すように蓄圧室圧力が次第
に上昇していく過渡状態では、燃料噴射時における実際
の蓄圧室圧力と比較して、オフセット量ΔＰ１で示す分
だけ低い値となる。また、次回の燃料噴射開始時期Ｔ
n + 1 における蓄圧室圧力の予測値として、時刻Ｔn ま
での複数の燃料噴射開始時刻における蓄圧室圧力Ｐｒｉ
の移動平均値Ｐｉｍａ（図７を参照）を代用する方法で
あっても、図７に示すように蓄圧室圧力が次第に上昇し
ていく過渡状態では、移動平均値Ｐｉｍａは、実際の蓄
圧室圧力と比較して、オフセット量ΔＰ２で示す分だけ
低い値となる。実際の蓄圧室圧力と比較して低い蓄圧室
圧力に基づいてコマンドパルス幅ＰＷが算出されると、
その算出値は実際の蓄圧室圧力に対して求められるべき
コマンドパルス幅ＰＷよりも長くなり、燃料噴射量が過
大になる。
n + 1 における蓄圧室圧力の予測値として、今回の燃料
噴射開始時期Ｔn における蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn ）を
代用する方法では、図７に示すように蓄圧室圧力が次第
に上昇していく過渡状態では、燃料噴射時における実際
の蓄圧室圧力と比較して、オフセット量ΔＰ１で示す分
だけ低い値となる。また、次回の燃料噴射開始時期Ｔ
n + 1 における蓄圧室圧力の予測値として、時刻Ｔn ま
での複数の燃料噴射開始時刻における蓄圧室圧力Ｐｒｉ
の移動平均値Ｐｉｍａ（図７を参照）を代用する方法で
あっても、図７に示すように蓄圧室圧力が次第に上昇し
ていく過渡状態では、移動平均値Ｐｉｍａは、実際の蓄
圧室圧力と比較して、オフセット量ΔＰ２で示す分だけ
低い値となる。実際の蓄圧室圧力と比較して低い蓄圧室
圧力に基づいてコマンドパルス幅ＰＷが算出されると、
その算出値は実際の蓄圧室圧力に対して求められるべき
コマンドパルス幅ＰＷよりも長くなり、燃料噴射量が過
大になる。
【００３２】図６に示す時刻Ｔn + 1 における蓄圧室圧
力の予測値を、一定のサンプリング周期Ｔｓ毎にサンプ
リングする蓄圧室圧力の移動平均値Ｐｍａのうち直前の
移動平均値Ｐｊｂｍａとする方法においても、図８に示
す蓄圧室圧力が次第に上昇していくような過渡状態で
は、移動平均値Ｐｊｂｍａは、燃料噴射開始時期におけ
る実際の蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn + 1 ）と比較して、オ
フセット量ΔＰ３で示すように、図７に示す場合と同
様、低い値となる。この場合も、算出されたコマンドパ
ルス幅ＰＷは、実際の蓄圧室圧力に対して求められるべ
きコマンドパルス幅ＰＷよりも長くなり、燃料噴射量が
過大になる。即ち、いずれの代用方法であっても、実際
の燃料噴射量Ｑａと目標噴射量Ｑｔとの差が大きくな
り、排気ガスのクリーン度が低下すると共にドライバビ
リティ（加速感）や燃費が悪化するので、エンジン制御
上好ましくない。
力の予測値を、一定のサンプリング周期Ｔｓ毎にサンプ
リングする蓄圧室圧力の移動平均値Ｐｍａのうち直前の
移動平均値Ｐｊｂｍａとする方法においても、図８に示
す蓄圧室圧力が次第に上昇していくような過渡状態で
は、移動平均値Ｐｊｂｍａは、燃料噴射開始時期におけ
る実際の蓄圧室圧力Ｐｒｉ（Ｔn + 1 ）と比較して、オ
フセット量ΔＰ３で示すように、図７に示す場合と同
様、低い値となる。この場合も、算出されたコマンドパ
ルス幅ＰＷは、実際の蓄圧室圧力に対して求められるべ
きコマンドパルス幅ＰＷよりも長くなり、燃料噴射量が
過大になる。即ち、いずれの代用方法であっても、実際
の燃料噴射量Ｑａと目標噴射量Ｑｔとの差が大きくな
り、排気ガスのクリーン度が低下すると共にドライバビ
リティ（加速感）や燃費が悪化するので、エンジン制御
上好ましくない。
【００３３】また、移動平均を用いず、直前のサンプリ
ング値を採用する方法では、過渡状態に対する遅れは縮
小するものの、ノイズの影響を受けやすい。即ち、蓄圧
室圧力は、実際には更に細かく不規則な変動をしている
ため、サンプリング時点の圧力が本来の平均的な圧力値
から大きく外れた異常値を示すことがある。このような
異常値に基づいてコマンドパルス幅ＰＷを算出しても、
実際に要するパルス幅とは異なるものとなり、やはりエ
ンジン制御上好ましいものではない。
ング値を採用する方法では、過渡状態に対する遅れは縮
小するものの、ノイズの影響を受けやすい。即ち、蓄圧
室圧力は、実際には更に細かく不規則な変動をしている
ため、サンプリング時点の圧力が本来の平均的な圧力値
から大きく外れた異常値を示すことがある。このような
異常値に基づいてコマンドパルス幅ＰＷを算出しても、
実際に要するパルス幅とは異なるものとなり、やはりエ
ンジン制御上好ましいものではない。
【００３４】したがって、蓄圧室式のエンジンの燃料噴
射について、エンジンの運転状態が変化する等に起因し
て蓄圧室圧力が過渡状態にある場合であっても、燃料噴
射時期における実際の蓄圧室圧力を正確に予測し、その
正確に予測した蓄圧室圧力に基づいて燃料噴射を実行す
ることについて解決すべき課題がある。
射について、エンジンの運転状態が変化する等に起因し
て蓄圧室圧力が過渡状態にある場合であっても、燃料噴
射時期における実際の蓄圧室圧力を正確に予測し、その
正確に予測した蓄圧室圧力に基づいて燃料噴射を実行す
ることについて解決すべき課題がある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、検出した蓄圧室圧力がノ
イズであって採用すべきでない場合があるから、過去に
検出した蓄圧室圧力に基づいて蓄圧室圧力の近似関数を
求め、近似関数によって噴射時期における蓄圧室圧力を
予測して、あらゆるエンジンの運転状態で高精度で予測
するエンジンの燃料噴射方法及びその装置を提供するこ
とである。
の課題を解決することであり、検出した蓄圧室圧力がノ
イズであって採用すべきでない場合があるから、過去に
検出した蓄圧室圧力に基づいて蓄圧室圧力の近似関数を
求め、近似関数によって噴射時期における蓄圧室圧力を
予測して、あらゆるエンジンの運転状態で高精度で予測
するエンジンの燃料噴射方法及びその装置を提供するこ
とである。
【００３６】この発明は、ポンプによって送り出された
作動流体を蓄圧室に貯留し、エンジンの運転状態を検出
するセンサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設
定し、前記蓄圧室から制御弁によってインジェクタに導
入される前記作動流体圧力を利用して前記インジェクタ
の本体内に設けられている針弁のリフトを制御すること
により、前記本体に形成され且つ前記針弁によって開放
される噴孔から前記目標噴射特性に従って燃料を前記エ
ンジンの燃焼室内に噴射するエンジンの燃料噴射方法で
あって、予め定められたサンプリング周期毎に前記蓄圧
室内の前記作動流体圧力を検出し、複数個の前記作動流
体圧力についてのデータに基づいて前記蓄圧室内の前記
作動流体圧力の近似関数を求め、前記近似関数により次
回の燃料噴射の噴射開始時期における前記作動流体圧力
の設定値を求め、前記作動流体圧力の前記設定値に基づ
いて前記制御弁を制御するエンジンの燃料噴射方法に関
する。
作動流体を蓄圧室に貯留し、エンジンの運転状態を検出
するセンサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を設
定し、前記蓄圧室から制御弁によってインジェクタに導
入される前記作動流体圧力を利用して前記インジェクタ
の本体内に設けられている針弁のリフトを制御すること
により、前記本体に形成され且つ前記針弁によって開放
される噴孔から前記目標噴射特性に従って燃料を前記エ
ンジンの燃焼室内に噴射するエンジンの燃料噴射方法で
あって、予め定められたサンプリング周期毎に前記蓄圧
室内の前記作動流体圧力を検出し、複数個の前記作動流
体圧力についてのデータに基づいて前記蓄圧室内の前記
作動流体圧力の近似関数を求め、前記近似関数により次
回の燃料噴射の噴射開始時期における前記作動流体圧力
の設定値を求め、前記作動流体圧力の前記設定値に基づ
いて前記制御弁を制御するエンジンの燃料噴射方法に関
する。
【００３７】また、この発明は、ポンプによって送り出
された作動流体を貯留する蓄圧室、燃料をエンジンの燃
焼室内に噴射する噴孔が形成され且つ前記噴孔を開閉す
る針弁が収容される本体を備えたインジェクタ、前記エ
ンジンの運転状態を検出するセンサ、前記インジェクタ
に設けられ且つ前記蓄圧室から供給された前記作動流体
の圧力を利用するため前記作動流体の供給及び排出を制
御する制御弁、及び前記センサからの検出信号に基づい
て目標噴射特性を設定し、且つ設定された前記目標噴射
特性に従った燃料噴射を実行するため、前記制御弁を駆
動して前記作動流体の圧力に基づいて前記針弁のリフト
を制御するコントローラを具備し、前記コントローラ
は、所定のサンプリング周期毎に前記蓄圧室内の前記作
動流体圧力を検出し、複数個の前記作動流体圧力のデー
タに基づいて前記蓄圧室内の前記作動流体圧力の近似関
数を求め、前記近似関数により次回の燃料噴射の噴射開
始時期における前記作動流体圧力の設定値を求め、前記
作動流体圧力の前記設定値に基づいて前記制御弁を制御
することから成るエンジンの燃料噴射装置に関する。
された作動流体を貯留する蓄圧室、燃料をエンジンの燃
焼室内に噴射する噴孔が形成され且つ前記噴孔を開閉す
る針弁が収容される本体を備えたインジェクタ、前記エ
ンジンの運転状態を検出するセンサ、前記インジェクタ
に設けられ且つ前記蓄圧室から供給された前記作動流体
の圧力を利用するため前記作動流体の供給及び排出を制
御する制御弁、及び前記センサからの検出信号に基づい
て目標噴射特性を設定し、且つ設定された前記目標噴射
特性に従った燃料噴射を実行するため、前記制御弁を駆
動して前記作動流体の圧力に基づいて前記針弁のリフト
を制御するコントローラを具備し、前記コントローラ
は、所定のサンプリング周期毎に前記蓄圧室内の前記作
動流体圧力を検出し、複数個の前記作動流体圧力のデー
タに基づいて前記蓄圧室内の前記作動流体圧力の近似関
数を求め、前記近似関数により次回の燃料噴射の噴射開
始時期における前記作動流体圧力の設定値を求め、前記
作動流体圧力の前記設定値に基づいて前記制御弁を制御
することから成るエンジンの燃料噴射装置に関する。
【００３８】この発明によるエンジンの燃料噴射方法及
びその装置は、上記のような構成を有しているので、燃
料噴射は次のようにして行われる。即ち、予め定められ
たサンプリング周期毎に前記蓄圧室内の前記作動流体圧
力を検出し、複数個の前記作動流体圧力についてのデー
タに基づいて前記蓄圧室内の前記作動流体圧力の近似関
数を求め、前記近似関数により次回の燃料噴射の噴射開
始時期における前記作動流体圧力の設定値を求め、前記
作動流体圧力の前記設定値に基づいて前記制御弁を制御
しているので、次回の燃料噴射の噴射開始時期における
蓄圧室圧力は、噴射直前の蓄圧室圧力の値を知ってもノ
イズを含んだ測定値から求めるのでなく、予め求められ
た近似関数から充分な時間的余裕をもって算出されるの
で、噴射時期における蓄圧室圧力があらゆるエンジンの
運転状態で高精度で予測されて、その予測値を設定し
て、目標の噴射特性に従った燃料噴射が実行される。
びその装置は、上記のような構成を有しているので、燃
料噴射は次のようにして行われる。即ち、予め定められ
たサンプリング周期毎に前記蓄圧室内の前記作動流体圧
力を検出し、複数個の前記作動流体圧力についてのデー
タに基づいて前記蓄圧室内の前記作動流体圧力の近似関
数を求め、前記近似関数により次回の燃料噴射の噴射開
始時期における前記作動流体圧力の設定値を求め、前記
作動流体圧力の前記設定値に基づいて前記制御弁を制御
しているので、次回の燃料噴射の噴射開始時期における
蓄圧室圧力は、噴射直前の蓄圧室圧力の値を知ってもノ
イズを含んだ測定値から求めるのでなく、予め求められ
た近似関数から充分な時間的余裕をもって算出されるの
で、噴射時期における蓄圧室圧力があらゆるエンジンの
運転状態で高精度で予測されて、その予測値を設定し
て、目標の噴射特性に従った燃料噴射が実行される。
【００３９】また、上記エンジンの燃料噴射方法及びそ
の装置において、前記蓄圧室内の作動流体圧力のサンプ
リング毎に近似関数を更新すると共に、更新された近似
関数により次回のサンプリング時における作動流体圧力
の予測値を求め、次回のサンプリング時において検出さ
れた作動流体圧力の検出値と前記予測値との偏差の絶対
値を予め定めたしきい値と比較し、前記絶対値が前記し
きい値以下である場合には作動流体圧力の検出値を取り
込んで前記データを更新し、前記絶対値が前記しきい値
を超えている場合には前記予測値を取り込んで前記デー
タを更新し、近似関数の更新は、更新されたデータに基
づいて行われる。このようにして近似関数の更新を行う
と、サンプリング毎に読み込んだ蓄圧室圧力が異常値で
あると判断された場合には、その測定値は近似関数の更
新に用いるデータに採用されず、前回までのサンプリン
グで求めた蓄圧室圧力から予測した蓄圧室圧力を現在の
蓄圧室圧力とみなして、蓄圧室圧力の近似関数が求めら
れる。したがって、異常値に基づいて誤差の大きな近似
関数を求めることにならないので、噴射時期における蓄
圧室圧力が高精度で予測される。
の装置において、前記蓄圧室内の作動流体圧力のサンプ
リング毎に近似関数を更新すると共に、更新された近似
関数により次回のサンプリング時における作動流体圧力
の予測値を求め、次回のサンプリング時において検出さ
れた作動流体圧力の検出値と前記予測値との偏差の絶対
値を予め定めたしきい値と比較し、前記絶対値が前記し
きい値以下である場合には作動流体圧力の検出値を取り
込んで前記データを更新し、前記絶対値が前記しきい値
を超えている場合には前記予測値を取り込んで前記デー
タを更新し、近似関数の更新は、更新されたデータに基
づいて行われる。このようにして近似関数の更新を行う
と、サンプリング毎に読み込んだ蓄圧室圧力が異常値で
あると判断された場合には、その測定値は近似関数の更
新に用いるデータに採用されず、前回までのサンプリン
グで求めた蓄圧室圧力から予測した蓄圧室圧力を現在の
蓄圧室圧力とみなして、蓄圧室圧力の近似関数が求めら
れる。したがって、異常値に基づいて誤差の大きな近似
関数を求めることにならないので、噴射時期における蓄
圧室圧力が高精度で予測される。
【００４０】また、上記エンジンの燃料噴射方法及びそ
の装置において、前記サンプリング周期は、一定の時間
周期又は一定のクランク角度周期とされる。サンプリン
グ周期は、燃料噴射時期とは別個に定められる。また、
サンプリング周期を一定の時間周期とした場合でも、噴
射時期については、最終的にはクランク角度に対する時
期に換算される必要があるので、サンプリング周期を一
定のクランク角度とするのが好ましい。
の装置において、前記サンプリング周期は、一定の時間
周期又は一定のクランク角度周期とされる。サンプリン
グ周期は、燃料噴射時期とは別個に定められる。また、
サンプリング周期を一定の時間周期とした場合でも、噴
射時期については、最終的にはクランク角度に対する時
期に換算される必要があるので、サンプリング周期を一
定のクランク角度とするのが好ましい。
【００４１】また、上記エンジンの燃料噴射方法及びそ
の装置において、前記作動流体は作動オイルであり、前
記制御弁は、燃料を増圧する増圧ピストンを駆動するた
め、インジェクタの本体内に形成され且つ増圧ピストン
の端部が露呈する圧力室への作動オイルの供給と排出と
を切り換える切換弁である。即ち、蓄圧式燃料噴射シス
テムとして、インジェクタには増圧ピストンを用い、且
つ作動流体を燃料ではなく高圧作動オイルとするシステ
ムに、この発明による燃料噴射方法及びその装置が適用
される。
の装置において、前記作動流体は作動オイルであり、前
記制御弁は、燃料を増圧する増圧ピストンを駆動するた
め、インジェクタの本体内に形成され且つ増圧ピストン
の端部が露呈する圧力室への作動オイルの供給と排出と
を切り換える切換弁である。即ち、蓄圧式燃料噴射シス
テムとして、インジェクタには増圧ピストンを用い、且
つ作動流体を燃料ではなく高圧作動オイルとするシステ
ムに、この発明による燃料噴射方法及びその装置が適用
される。
【００４２】また、上記エンジンの燃料噴射方法及びそ
の装置において、前記作動流体は燃料であり、前記制御
弁は、前記インジェクタの前記本体内に形成され且つ前
記針弁を制御するコントロールピストンの端部が露呈す
るバランスチャンバ内に供給された前記燃料の圧力を制
御するため、前記バランスチャンバからの前記燃料の排
出を制御する開閉弁である。即ち、蓄圧式燃料噴射シス
テムとして、作動流体を燃料とし且つインジェクタには
バランスチャンバを形成したシステムに、この発明によ
る燃料噴射方法及びその装置が適用される。
の装置において、前記作動流体は燃料であり、前記制御
弁は、前記インジェクタの前記本体内に形成され且つ前
記針弁を制御するコントロールピストンの端部が露呈す
るバランスチャンバ内に供給された前記燃料の圧力を制
御するため、前記バランスチャンバからの前記燃料の排
出を制御する開閉弁である。即ち、蓄圧式燃料噴射シス
テムとして、作動流体を燃料とし且つインジェクタには
バランスチャンバを形成したシステムに、この発明によ
る燃料噴射方法及びその装置が適用される。
【００４３】また、上記エンジンの燃料噴射方法及びそ
の装置において、前記目標噴射特性は次回の燃料噴射に
おける噴射開始時期及び燃料噴射量であり、噴射開始時
期において求められた作動流体圧力の設定値と燃料噴射
量とに基づいて制御弁の駆動期間が制御される。エンジ
ンの燃料噴射特性は、基本的には、噴射開始時期及び燃
料噴射量で定まる。噴射開始時期が、例えばエンジン回
転数や目標噴射量に基づいてマップにより求められる
と、その噴射開始時期と蓄圧室圧力の近似関数とによっ
て、サンプリングによる蓄圧室圧力の予想とは別に、そ
の噴射開始時期における蓄圧室圧力の予想値が求められ
て蓄圧室圧力が設定される。また、目標燃料噴射量が定
まれば、噴射開始時期における蓄圧室圧力に基づく噴射
の強さ、即ち、噴射率が求められるので、どれだけの時
間に亘って燃料を噴射すればよいか、即ち、燃料噴射期
間が定められる。
の装置において、前記目標噴射特性は次回の燃料噴射に
おける噴射開始時期及び燃料噴射量であり、噴射開始時
期において求められた作動流体圧力の設定値と燃料噴射
量とに基づいて制御弁の駆動期間が制御される。エンジ
ンの燃料噴射特性は、基本的には、噴射開始時期及び燃
料噴射量で定まる。噴射開始時期が、例えばエンジン回
転数や目標噴射量に基づいてマップにより求められる
と、その噴射開始時期と蓄圧室圧力の近似関数とによっ
て、サンプリングによる蓄圧室圧力の予想とは別に、そ
の噴射開始時期における蓄圧室圧力の予想値が求められ
て蓄圧室圧力が設定される。また、目標燃料噴射量が定
まれば、噴射開始時期における蓄圧室圧力に基づく噴射
の強さ、即ち、噴射率が求められるので、どれだけの時
間に亘って燃料を噴射すればよいか、即ち、燃料噴射期
間が定められる。
【００４４】また、上記エンジンの燃料噴射方法及びそ
の装置において、前記制御弁は、駆動期間に対応したパ
ルス幅を有するコマンドパルスによって励磁されるソレ
ノイドを備えた電磁弁である。インジェクタの目標とな
る噴射開始時期に応じて目標コマンドパルス出力時期
が、例えばエンジン回転数や目標噴射量に基づいてマッ
プにより求められる。前記燃料噴射期間は、電磁弁にお
いては、開弁のためにコマンドパルスのパルス幅に対応
している。したがって、目標総噴射量に応じてコマンド
パルス幅が演算されることになる。
の装置において、前記制御弁は、駆動期間に対応したパ
ルス幅を有するコマンドパルスによって励磁されるソレ
ノイドを備えた電磁弁である。インジェクタの目標とな
る噴射開始時期に応じて目標コマンドパルス出力時期
が、例えばエンジン回転数や目標噴射量に基づいてマッ
プにより求められる。前記燃料噴射期間は、電磁弁にお
いては、開弁のためにコマンドパルスのパルス幅に対応
している。したがって、目標総噴射量に応じてコマンド
パルス幅が演算されることになる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明によるエンジンの燃料噴射方法及びその装置の実
施例を説明する。図１はこの発明によるエンジンの燃料
噴射制御における、エンジン運転状態からインジェクタ
の駆動までの基本的な制御フローを示す図であり、図２
は図１に示したフローのより詳細なメインルーチンと蓄
圧室圧力予測及び設定ルーチンを示す図であり、図３は
蓄圧室圧力Ｐｒの時間変化と、この発明による蓄圧室圧
力Ｐｒの予測及び設定及び燃料噴射時期における蓄圧室
圧力の設定の様子とを説明するグラフである。なお、こ
の発明によるエンジンの燃料噴射装置が適用されるコモ
ンレール燃料噴射システム及び当該システムに用いられ
るインジェクタについては、図９〜図１２に基づいて既
に説明した従来の既に知られている２つのタイプのシス
テム及びインジェクタのどちらであってもよい。
の発明によるエンジンの燃料噴射方法及びその装置の実
施例を説明する。図１はこの発明によるエンジンの燃料
噴射制御における、エンジン運転状態からインジェクタ
の駆動までの基本的な制御フローを示す図であり、図２
は図１に示したフローのより詳細なメインルーチンと蓄
圧室圧力予測及び設定ルーチンを示す図であり、図３は
蓄圧室圧力Ｐｒの時間変化と、この発明による蓄圧室圧
力Ｐｒの予測及び設定及び燃料噴射時期における蓄圧室
圧力の設定の様子とを説明するグラフである。なお、こ
の発明によるエンジンの燃料噴射装置が適用されるコモ
ンレール燃料噴射システム及び当該システムに用いられ
るインジェクタについては、図９〜図１２に基づいて既
に説明した従来の既に知られている２つのタイプのシス
テム及びインジェクタのどちらであってもよい。
【００４６】エンジンの運転状態を検出するセンサとし
ては、例えば、最低限、以下のものが挙げられる。 （１）エンジン回転数センサ エンジン回転数センサは、クランクシャフトに取り付け
られた所定歯数（例えば、３６歯）のギヤプレートとピ
ックアップセンサとからなり、一定歯数（例えば、１８
歯）分のパルス入力に要する時間からその時の回転数Ｎ
ｅを算出する。 （２）気筒判別センサ 気筒判別センサは、コントローラが制御気筒を判別する
ための基準信号を検出する。高圧燃料ポンプのカムシャ
フト又は吸排気弁駆動用のカムシャフトに取り付けられ
た、特定気筒（例えば、第１気筒）の特定クランク角度
（例えば、ＴＤＣ）に対応した歯（１歯）を有するギヤ
プレートとピックアップセンサとからなる。 （３）アクセル踏込み量センサ アクセル踏込み量センサは、アクセルペダルの踏込み量
Ａｃｃを検出する。 （４）蓄圧室圧力センサ 蓄圧室圧力センサは、高圧マニホルド又はコモンレール
で蓄圧室の圧力を検出する。
ては、例えば、最低限、以下のものが挙げられる。 （１）エンジン回転数センサ エンジン回転数センサは、クランクシャフトに取り付け
られた所定歯数（例えば、３６歯）のギヤプレートとピ
ックアップセンサとからなり、一定歯数（例えば、１８
歯）分のパルス入力に要する時間からその時の回転数Ｎ
ｅを算出する。 （２）気筒判別センサ 気筒判別センサは、コントローラが制御気筒を判別する
ための基準信号を検出する。高圧燃料ポンプのカムシャ
フト又は吸排気弁駆動用のカムシャフトに取り付けられ
た、特定気筒（例えば、第１気筒）の特定クランク角度
（例えば、ＴＤＣ）に対応した歯（１歯）を有するギヤ
プレートとピックアップセンサとからなる。 （３）アクセル踏込み量センサ アクセル踏込み量センサは、アクセルペダルの踏込み量
Ａｃｃを検出する。 （４）蓄圧室圧力センサ 蓄圧室圧力センサは、高圧マニホルド又はコモンレール
で蓄圧室の圧力を検出する。
【００４７】図１に基づいて、この発明によるエンジン
の燃料噴射制御の概要を説明する。即ち、この制御フロ
ーによると、まず、その時の目標噴射量Ｑｔの決定（Ｓ
１）、検出した蓄圧室圧力Ｐｒの読み込むタイミングの
決定（Ｓ２）、インジェクタの電磁弁に供給すべきコマ
ンドパルスのパルス幅ＰＷの算出のための蓄圧室圧力Ｐ
ｒの算出（Ｓ３）、Ｓ１で求めた目標噴射量Ｑｔ、Ｓ３
で算出された蓄圧室圧力Ｐｒ等に基づくマップからのコ
マンドパルスのパルス幅ＰＷの算出（Ｓ４）、Ｓ４で算
出されたコマンドパルスのパルス幅ＰＷ、気筒判定（Ｓ
５）及び燃料噴射開始時期の決定（Ｓ６）とに基づく各
インジェクタの駆動（Ｓ７）の各ステップについては、
図４に記載のものと同じである。
の燃料噴射制御の概要を説明する。即ち、この制御フロ
ーによると、まず、その時の目標噴射量Ｑｔの決定（Ｓ
１）、検出した蓄圧室圧力Ｐｒの読み込むタイミングの
決定（Ｓ２）、インジェクタの電磁弁に供給すべきコマ
ンドパルスのパルス幅ＰＷの算出のための蓄圧室圧力Ｐ
ｒの算出（Ｓ３）、Ｓ１で求めた目標噴射量Ｑｔ、Ｓ３
で算出された蓄圧室圧力Ｐｒ等に基づくマップからのコ
マンドパルスのパルス幅ＰＷの算出（Ｓ４）、Ｓ４で算
出されたコマンドパルスのパルス幅ＰＷ、気筒判定（Ｓ
５）及び燃料噴射開始時期の決定（Ｓ６）とに基づく各
インジェクタの駆動（Ｓ７）の各ステップについては、
図４に記載のものと同じである。
【００４８】この発明によれば、Ｓ２における蓄圧室圧
力Ｐｒの読込みタイミングは、噴射タイミング、即ち、
噴射開始時期とは無関係な一定の時間毎、又は一定のク
ランク角毎のように、一定のサンプリング周期毎に設定
されている。この発明によれば、Ｓ３におけるコマンド
パルス幅ＰＷの算出に用いる噴射開始時期における蓄圧
室圧力Ｐｒｉの算出には、蓄圧室圧力Ｐｒの読込みタイ
ミングとは別に、Ｓ６における噴射タイミングの決定の
結果が反映させられる。
力Ｐｒの読込みタイミングは、噴射タイミング、即ち、
噴射開始時期とは無関係な一定の時間毎、又は一定のク
ランク角毎のように、一定のサンプリング周期毎に設定
されている。この発明によれば、Ｓ３におけるコマンド
パルス幅ＰＷの算出に用いる噴射開始時期における蓄圧
室圧力Ｐｒｉの算出には、蓄圧室圧力Ｐｒの読込みタイ
ミングとは別に、Ｓ６における噴射タイミングの決定の
結果が反映させられる。
【００４９】以上のシステムにおいて、コマンドパルス
幅ＰＷの決定のための噴射開始時期における蓄圧室圧力
Ｐｒｉの算出は、図２に記載のフローによる。即ち、図
２のフローの右側に示されたルーチンは、一定周期毎で
の蓄圧室圧力の予測及び設定ルーチンである。また、図
３は、蓄圧室圧力Ｐｒの時間変化と、この発明による蓄
圧室圧力Ｐｒの予測及び設定、燃料噴射開始時期におけ
る蓄圧室圧力の設定の様子を説明するグラフである。 （１）このルーチンが開始されると、今回のサンプリン
グ時期（時刻ｔn ）の蓄圧室内の作動流体の圧力が検出
値Ｐｒn として検出される（Ｓ３１）。 （２）前回（時刻ｔn - 1 ）までの複数個のサンプリン
グによって検出した圧力に基づいて蓄圧室圧力Ｐｒが近
似関数Ｐｒ（ｔ）（図３で実線で示す）で表されてお
り、この近似関数Ｐｒ（ｔ）から今回のサンプリング時
期（時刻ｔn ）における蓄圧室圧力の予測値Ｐｒｅが求
められている。今回のサンプリング時期の蓄圧室圧力の
検出値Ｐｒn と近似関数から求めた蓄圧室圧力の予測値
Ｐｒｅとの偏差を求め、この偏差と一定のしきい値（Ｅ
ｒｒ）とを比較する（Ｓ３２）。 （３）この偏差が一定のしきい値（Ｅｒｒ）を超えてい
れば、予測値Ｐｒｅを現在の蓄圧室圧力Ｐｒn に置き換
える（Ｓ３３）。 （４）上記偏差が一定の誤差しきい値（Ｅｒｒ）以下の
場合は検出した蓄圧室圧力の検出値Ｐｒn をそのまま用
いて、また、この偏差が一定のしきい値（Ｅｒｒ）を超
えている場合は、Ｓ３３で予測値Ｐｒｅで置き換えた蓄
圧室圧力Ｐｒn を用いて、近似関数を求めるためコント
ローラのメモリに記憶されるデータとしての一群の検出
時間（ｔ0 〜ｔn - 1 ）及び検出した蓄圧室圧力（Ｐｒ
0 〜Ｐｒn- 1 ）を一サンプリング周期Ｔｓだけ進んだ
状態での検出時間（ｔ1 〜ｔn ）と、これらの検出時間
（ｔ1 〜ｔn ）における蓄圧室圧力（Ｐｒ1 〜Ｐｒn ）
とに更新する（Ｓ３４）。図３に示した例においては、
時刻ｔn における蓄圧室圧力の検出値Ｐｒn の予測値Ｐ
ｒｅとの偏差がしきい値Ｅｒｒを超えているので、近似
関数を求めるためのデータとしては、検出値Ｐｒn は採
用されず、予測値Ｐｒｅが採用される。 （５）Ｓ３４で更新された検出時間と蓄圧室圧力とのデ
ータに基づいて、蓄圧室圧力の時間関数としての近似関
数Ｐｒ（ｔ）が更新される（Ｓ３５）。更新後の近似関
数Ｐｒ（ｔ）は、図３において、一点鎖線で示されてい
る。 （６）この更新された近似関数Ｐｒ（ｔ）を用いて、次
のサンプリング時期ｔn+ 1 （先の時刻ｔn からサンプ
リング周期Ｔｓ後）の蓄圧室圧力を予測する（Ｓ３
６）。この予測値Ｐｒｅは、次回のルーチンでのＳ３２
において、蓄圧室圧力の検出値との比較に用いられる。 （７）メインルーチンから、次の燃料噴射開始時期（Ｔ
i n j ）が読み込まれる（Ｓ３７）。 （８）Ｓ３７で読み込まれた燃料噴射開始時期Ｔi n j
における蓄圧室圧力を、上記近似関数Ｐｒ（ｔ）から求
めて蓄圧室圧力の設定値Ｐｒｓとする（Ｓ３８）。蓄圧
室圧力の設定値Ｐｒｓは、後述するように、コマンドパ
ルス幅ＰＷの算出に用いられる。
幅ＰＷの決定のための噴射開始時期における蓄圧室圧力
Ｐｒｉの算出は、図２に記載のフローによる。即ち、図
２のフローの右側に示されたルーチンは、一定周期毎で
の蓄圧室圧力の予測及び設定ルーチンである。また、図
３は、蓄圧室圧力Ｐｒの時間変化と、この発明による蓄
圧室圧力Ｐｒの予測及び設定、燃料噴射開始時期におけ
る蓄圧室圧力の設定の様子を説明するグラフである。 （１）このルーチンが開始されると、今回のサンプリン
グ時期（時刻ｔn ）の蓄圧室内の作動流体の圧力が検出
値Ｐｒn として検出される（Ｓ３１）。 （２）前回（時刻ｔn - 1 ）までの複数個のサンプリン
グによって検出した圧力に基づいて蓄圧室圧力Ｐｒが近
似関数Ｐｒ（ｔ）（図３で実線で示す）で表されてお
り、この近似関数Ｐｒ（ｔ）から今回のサンプリング時
期（時刻ｔn ）における蓄圧室圧力の予測値Ｐｒｅが求
められている。今回のサンプリング時期の蓄圧室圧力の
検出値Ｐｒn と近似関数から求めた蓄圧室圧力の予測値
Ｐｒｅとの偏差を求め、この偏差と一定のしきい値（Ｅ
ｒｒ）とを比較する（Ｓ３２）。 （３）この偏差が一定のしきい値（Ｅｒｒ）を超えてい
れば、予測値Ｐｒｅを現在の蓄圧室圧力Ｐｒn に置き換
える（Ｓ３３）。 （４）上記偏差が一定の誤差しきい値（Ｅｒｒ）以下の
場合は検出した蓄圧室圧力の検出値Ｐｒn をそのまま用
いて、また、この偏差が一定のしきい値（Ｅｒｒ）を超
えている場合は、Ｓ３３で予測値Ｐｒｅで置き換えた蓄
圧室圧力Ｐｒn を用いて、近似関数を求めるためコント
ローラのメモリに記憶されるデータとしての一群の検出
時間（ｔ0 〜ｔn - 1 ）及び検出した蓄圧室圧力（Ｐｒ
0 〜Ｐｒn- 1 ）を一サンプリング周期Ｔｓだけ進んだ
状態での検出時間（ｔ1 〜ｔn ）と、これらの検出時間
（ｔ1 〜ｔn ）における蓄圧室圧力（Ｐｒ1 〜Ｐｒn ）
とに更新する（Ｓ３４）。図３に示した例においては、
時刻ｔn における蓄圧室圧力の検出値Ｐｒn の予測値Ｐ
ｒｅとの偏差がしきい値Ｅｒｒを超えているので、近似
関数を求めるためのデータとしては、検出値Ｐｒn は採
用されず、予測値Ｐｒｅが採用される。 （５）Ｓ３４で更新された検出時間と蓄圧室圧力とのデ
ータに基づいて、蓄圧室圧力の時間関数としての近似関
数Ｐｒ（ｔ）が更新される（Ｓ３５）。更新後の近似関
数Ｐｒ（ｔ）は、図３において、一点鎖線で示されてい
る。 （６）この更新された近似関数Ｐｒ（ｔ）を用いて、次
のサンプリング時期ｔn+ 1 （先の時刻ｔn からサンプ
リング周期Ｔｓ後）の蓄圧室圧力を予測する（Ｓ３
６）。この予測値Ｐｒｅは、次回のルーチンでのＳ３２
において、蓄圧室圧力の検出値との比較に用いられる。 （７）メインルーチンから、次の燃料噴射開始時期（Ｔ
i n j ）が読み込まれる（Ｓ３７）。 （８）Ｓ３７で読み込まれた燃料噴射開始時期Ｔi n j
における蓄圧室圧力を、上記近似関数Ｐｒ（ｔ）から求
めて蓄圧室圧力の設定値Ｐｒｓとする（Ｓ３８）。蓄圧
室圧力の設定値Ｐｒｓは、後述するように、コマンドパ
ルス幅ＰＷの算出に用いられる。
【００５０】図２のフローの左側に示されたルーチン
は、燃料をインジェクタから噴射すべき期間を求めるメ
インルーチンである。このメインルーチンによる制御内
容は次のとおりである。 （１）このルーチンが開始されると、センサからエンジ
ン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとが入力される
（Ｓ１１）。 （２）Ｓ１１で入力されたエンジン回転数Ｎｅとアクセ
ル踏込み量Ａｃｃとに基づいて、予め求められているマ
ップにより、目標噴射量Ｑｔが算出される（Ｓ１２）。 （３）Ｓ１１で入力されたエンジン回転数Ｎｅと、Ｓ１
２で算出された目標噴射量Ｑｔとに基づいて、予め求め
られているマップにより、燃料噴射開始時期Ｔin j が
求められる（Ｓ１３）。求められた燃料噴射時期Ｔ
i n j は、図２の右側に示す蓄圧室圧力予測及び設定ル
ーチンのＳ３７に送られて読み込まれる。 （４）コントローラに備わるクロックによって、現在時
刻ｔc が、Ｓ１３で求められた燃料噴射時期Ｔi n j の
時間Δｔだけ前の時刻であるか否かを判断する（Ｓ１
４）。未だ燃料噴射時期Ｔi n j の時間Δｔだけ前の時
刻に到達していなければ、到達するまで、時間をカウン
トし続ける。なお、Δｔは、目標噴射量Ｑｔと蓄圧室圧
力Ｐｒｓとに基づいてコマンドパルスのパルス幅ＰＷを
計算するための時間であって、サンプリング周期Ｔｓよ
りも短い時間でよい。 （５）現在時刻ｔc が、燃料噴射時期Ｔi n j の時間Δ
ｔだけ前の時刻に到達すると、図２の右側に示す蓄圧室
圧力予測及び設定ルーチンのＳ３８で求められた燃料噴
射時期Ｔi n j における蓄圧室圧力Ｐｒｓが読み込まれ
る（Ｓ１５）。 （６）Ｓ１２で算出された目標噴射量Ｑｔと、Ｓ１５で
読み込まれた燃料噴射時期Ｔi n j における蓄圧室圧力
の設定値Ｐｒｓとから、予め求められているマップか
ら、インジェクタの電磁弁に供給すべきコマンドパルス
のパルス幅ＰＷが算出される（Ｓ１６）。 （７）クロックによって、現在時刻ｔc が燃料噴射時期
Ｔi n j であるか否かを判断する（Ｓ１７）。まだ、現
在時刻ｔc が燃料噴射時期Ｔi n j に到達していなけれ
ば、燃料噴射時期Ｔi n j に到達するまで、クロックが
計時を続ける。 （８）現在時刻が、燃料噴射時期Ｔi n j に到達する
と、Ｓ１６で算出したコマンドパルスのパルス幅ＰＷが
出力される（Ｓ１８）。
は、燃料をインジェクタから噴射すべき期間を求めるメ
インルーチンである。このメインルーチンによる制御内
容は次のとおりである。 （１）このルーチンが開始されると、センサからエンジ
ン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとが入力される
（Ｓ１１）。 （２）Ｓ１１で入力されたエンジン回転数Ｎｅとアクセ
ル踏込み量Ａｃｃとに基づいて、予め求められているマ
ップにより、目標噴射量Ｑｔが算出される（Ｓ１２）。 （３）Ｓ１１で入力されたエンジン回転数Ｎｅと、Ｓ１
２で算出された目標噴射量Ｑｔとに基づいて、予め求め
られているマップにより、燃料噴射開始時期Ｔin j が
求められる（Ｓ１３）。求められた燃料噴射時期Ｔ
i n j は、図２の右側に示す蓄圧室圧力予測及び設定ル
ーチンのＳ３７に送られて読み込まれる。 （４）コントローラに備わるクロックによって、現在時
刻ｔc が、Ｓ１３で求められた燃料噴射時期Ｔi n j の
時間Δｔだけ前の時刻であるか否かを判断する（Ｓ１
４）。未だ燃料噴射時期Ｔi n j の時間Δｔだけ前の時
刻に到達していなければ、到達するまで、時間をカウン
トし続ける。なお、Δｔは、目標噴射量Ｑｔと蓄圧室圧
力Ｐｒｓとに基づいてコマンドパルスのパルス幅ＰＷを
計算するための時間であって、サンプリング周期Ｔｓよ
りも短い時間でよい。 （５）現在時刻ｔc が、燃料噴射時期Ｔi n j の時間Δ
ｔだけ前の時刻に到達すると、図２の右側に示す蓄圧室
圧力予測及び設定ルーチンのＳ３８で求められた燃料噴
射時期Ｔi n j における蓄圧室圧力Ｐｒｓが読み込まれ
る（Ｓ１５）。 （６）Ｓ１２で算出された目標噴射量Ｑｔと、Ｓ１５で
読み込まれた燃料噴射時期Ｔi n j における蓄圧室圧力
の設定値Ｐｒｓとから、予め求められているマップか
ら、インジェクタの電磁弁に供給すべきコマンドパルス
のパルス幅ＰＷが算出される（Ｓ１６）。 （７）クロックによって、現在時刻ｔc が燃料噴射時期
Ｔi n j であるか否かを判断する（Ｓ１７）。まだ、現
在時刻ｔc が燃料噴射時期Ｔi n j に到達していなけれ
ば、燃料噴射時期Ｔi n j に到達するまで、クロックが
計時を続ける。 （８）現在時刻が、燃料噴射時期Ｔi n j に到達する
と、Ｓ１６で算出したコマンドパルスのパルス幅ＰＷが
出力される（Ｓ１８）。
【００５１】なお、上記の例では、サンプリング間隔を
一定時間としたが、一定のクランク角度毎にサンプリン
グを実行してもよい。蓄圧室圧力を一定のクランク角度
毎にサンプリングする方式の方が、エンジン回転数の影
響を受けることなくエンジンサイクルに対応したサンプ
リングが行えるので、一定時間毎のサンプリングより制
御ロジック上（近似関数の精度上）好ましいと言える。
また、近似関数としては、例えば、定常状態では、蓄圧
室圧力は類似パターンの繰り返し変動であるから、三角
関数等の複数の周期関数の線型結合として求めることが
できる。また、過渡状態では、近似関数は、この周期関
数と単調増加又は単調減少の複数の関数との線型結合と
して求めることができる。具体的な数学的計算法は、こ
の発明の主題ではないので、これ以上の言及を省略す
る。
一定時間としたが、一定のクランク角度毎にサンプリン
グを実行してもよい。蓄圧室圧力を一定のクランク角度
毎にサンプリングする方式の方が、エンジン回転数の影
響を受けることなくエンジンサイクルに対応したサンプ
リングが行えるので、一定時間毎のサンプリングより制
御ロジック上（近似関数の精度上）好ましいと言える。
また、近似関数としては、例えば、定常状態では、蓄圧
室圧力は類似パターンの繰り返し変動であるから、三角
関数等の複数の周期関数の線型結合として求めることが
できる。また、過渡状態では、近似関数は、この周期関
数と単調増加又は単調減少の複数の関数との線型結合と
して求めることができる。具体的な数学的計算法は、こ
の発明の主題ではないので、これ以上の言及を省略す
る。
【００５２】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、蓄圧室圧力のノイズを拾うことなく、蓄圧室圧
力の近似関数を用いて燃料噴射時の蓄圧室圧力を精度良
く予測することができ、インジェクタの電磁弁に対する
制御信号、即ち、コマンドパルス幅の計算精度を向上す
ることができる。したがって、燃料の目標噴射量と実噴
射量との誤差がより減少し、各噴射サイクルにおける燃
料噴射量の制御が向上して、排ガス性能、運転者への加
速感及び燃費等のエンジン性能の向上を図ることができ
る。
るので、蓄圧室圧力のノイズを拾うことなく、蓄圧室圧
力の近似関数を用いて燃料噴射時の蓄圧室圧力を精度良
く予測することができ、インジェクタの電磁弁に対する
制御信号、即ち、コマンドパルス幅の計算精度を向上す
ることができる。したがって、燃料の目標噴射量と実噴
射量との誤差がより減少し、各噴射サイクルにおける燃
料噴射量の制御が向上して、排ガス性能、運転者への加
速感及び燃費等のエンジン性能の向上を図ることができ
る。
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射制御におけ
る、エンジン運転状態からインジェクタの駆動までの基
本的な制御フローを示す図である。
る、エンジン運転状態からインジェクタの駆動までの基
本的な制御フローを示す図である。
【図２】図１に示したフローのより詳細なメインルーチ
ンと蓄圧室圧力予測及び設定ルーチンを示す図である。
ンと蓄圧室圧力予測及び設定ルーチンを示す図である。
【図３】蓄圧室圧力Ｐｒの近似関数と、蓄圧室圧力Ｐｒ
の予測及び燃料噴射開始時期における蓄圧室圧力の設定
を説明するグラフである。
の予測及び燃料噴射開始時期における蓄圧室圧力の設定
を説明するグラフである。
【図４】従来のエンジンの燃料噴射制御における、エン
ジン運転状態からインジェクタの駆動までの基本的な制
御フローを示す図である。
ジン運転状態からインジェクタの駆動までの基本的な制
御フローを示す図である。
【図５】エンジンの定常運転状態における蓄圧室圧力の
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を噴射時期にお
いて検出する例を示すグラフである。
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を噴射時期にお
いて検出する例を示すグラフである。
【図６】エンジンの定常運転状態における蓄圧室圧力の
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を一定のサンプ
リング周期で行うと共に検出値の移動平均の様子を示す
グラフである。
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を一定のサンプ
リング周期で行うと共に検出値の移動平均の様子を示す
グラフである。
【図７】エンジンの過渡運転状態における蓄圧室圧力の
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を噴射時期にお
いて検出する例を示すグラフである。
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を噴射時期にお
いて検出する例を示すグラフである。
【図８】エンジンの過渡運転状態における蓄圧室圧力の
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を一定のサンプ
リング周期で行うと共に検出値の移動平均の様子を示す
グラフである。
時間変化を示し、且つ蓄圧室圧力の検出を一定のサンプ
リング周期で行うと共に検出値の移動平均の様子を示す
グラフである。
【図９】作動流体を高圧作動オイルとした蓄圧式燃料噴
射システムの概要を示す図である。
射システムの概要を示す図である。
【図１０】図９に示した蓄圧式燃料噴射システムに用い
られるインジェクタの断面図である。
られるインジェクタの断面図である。
【図１１】作動流体を加圧燃料とした蓄圧式燃料噴射シ
ステムの概要を示す図である。
ステムの概要を示す図である。
【図１２】図１１に示した蓄圧式燃料噴射システムに用
いられるインジェクタの断面図である。
いられるインジェクタの断面図である。
１ インジェクタ ２ ノズル本体 ３ ソレノイド本体 ４ インジェクタ本体 ５ 燃料供給本体 ７ 増圧室 ８ 圧力室 ９ 増圧ピストン １０ ソレノイド １２ コントローラ １３ 噴孔 １６ ソレノイド弁 ２３ 針弁 ２４ 小径部 ２５ 大径部 ５０ コントローラ ５６ 高圧オイルマニホルド（蓄圧室） ６３ 高圧オイルポンプ ６８ 回転数センサ ６９ アクセル踏込み量センサ ７０ クランク角センサ ７１ 圧力センサ １０１ インジェクタ １０２ コモンレール（蓄圧室） １０８ 燃料ポンプ １１２ コントローラ １１４ センサ群 １２４ 針弁 １２５ 噴孔 １２６ 電磁弁（制御弁） １３０ バランスチャンバ １３４ コントロールピストン Ｎｅ エンジン回転数 Ａｃｃ アクセル踏込み量 Ｔｓ サンプリング周期 Ｔi n j 燃料噴孔開始時期 ｔn サンプリング時期 Ｑｔ 目標噴射量 ＰＷ コマンドパルス幅 Ｐｒ 蓄圧室圧力 Ｐｒｓ Ｔi n j における蓄圧室圧力の設定値 Ｐｒｅ ｔn における蓄圧室圧力の予測値 Ｐｒ（ｔ）近似関数 Ｅｒｒ しきい値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｅ 55/02 ３５０ 55/02 ３５０Ｅ
Claims (14)
- 【請求項１】 ポンプによって送り出された作動流体を
蓄圧室に貯留し、エンジンの運転状態を検出するセンサ
からの検出信号に基づいて目標噴射特性を設定し、前記
蓄圧室から制御弁によってインジェクタに導入される前
記作動流体圧力を利用して前記インジェクタの本体内に
設けられている針弁のリフトを制御することにより、前
記本体に形成され且つ前記針弁によって開放される噴孔
から前記目標噴射特性に従って燃料を前記エンジンの燃
焼室内に噴射するエンジンの燃料噴射方法であって、予
め定められたサンプリング周期毎に前記蓄圧室内の前記
作動流体圧力を検出し、複数個の前記作動流体圧力につ
いてのデータに基づいて前記蓄圧室内の前記作動流体圧
力の近似関数を求め、前記近似関数により次回の燃料噴
射の噴射開始時期における前記作動流体圧力の設定値を
求め、前記作動流体圧力の前記設定値に基づいて前記制
御弁を制御するエンジンの燃料噴射方法。 - 【請求項２】 前記蓄圧室内の前記作動流体圧力のサン
プリング毎に前記近似関数を更新すると共に、更新され
た前記近似関数により次回のサンプリング時における前
記作動流体圧力の予測値を求め、前記次回のサンプリン
グ時において検出された前記作動流体圧力の検出値と前
記予測値との偏差の絶対値を予め定めたしきい値と比較
し、前記絶対値が前記しきい値以下である場合には前記
作動流体圧力の検出値を取り込んで前記データを更新
し、前記絶対値が前記しきい値を超えている場合には前
記予測値を取り込んで前記データを更新し、前記近似関
数の更新は、更新された前記データに基づいて行われる
請求項１に記載のエンジンの燃料噴射方法。 - 【請求項３】 前記サンプリング周期は、一定の時間周
期又は一定のクランク角度周期である請求項１又は２に
記載のエンジンの燃料噴射方法。 - 【請求項４】 前記作動流体は作動オイルであり、前記
制御弁は、前記燃料を増圧する増圧ピストンを駆動する
ため、前記インジェクタの前記本体内に形成され且つ前
記増圧ピストンの端部が露呈する圧力室への前記作動オ
イルの供給と排出とを切り換える切換弁である請求項１
〜３のいずれか１項に記載のエンジンの燃料噴射方法。 - 【請求項５】 前記作動流体は前記燃料であり、前記制
御弁は、前記インジェクタの前記本体内に形成され且つ
前記針弁を制御するコントロールピストンの端部が露呈
するバランスチャンバ内に供給された前記燃料の圧力を
制御するため、前記バランスチャンバからの前記燃料の
排出を制御する開閉弁である請求項１〜３のいずれか１
項に記載のエンジンの燃料噴射方法。 - 【請求項６】 前記目標噴射特性は次回の燃料噴射にお
ける前記噴射開始時期及び燃料噴射量であり、前記噴射
開始時期において求められた前記作動流体圧力の前記設
定値と前記燃料噴射量とに基づいて前記制御弁の駆動期
間が制御される請求項１〜５のいずれか１項に記載のエ
ンジンの燃料噴射方法。 - 【請求項７】 前記制御弁は、前記駆動期間に対応した
パルス幅を有するコマンドパルスによって励磁されるソ
レノイドを備えた電磁弁である請求項６に記載のエンジ
ンの燃料噴射方法。 - 【請求項８】 ポンプによって送り出された作動流体を
貯留する蓄圧室、燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する
噴孔が形成され且つ前記噴孔を開閉する針弁が収容され
る本体を備えたインジェクタ、前記エンジンの運転状態
を検出するセンサ、前記インジェクタに設けられ且つ前
記蓄圧室から供給された前記作動流体の圧力を利用する
ため前記作動流体の供給及び排出を制御する制御弁、及
び前記センサからの検出信号に基づいて目標噴射特性を
設定し、且つ設定された前記目標噴射特性に従った燃料
噴射を実行するため、前記制御弁を駆動して前記作動流
体の圧力に基づいて前記針弁のリフトを制御するコント
ローラを具備し、前記コントローラは、所定のサンプリ
ング周期毎に前記蓄圧室内の前記作動流体圧力を検出
し、複数個の前記作動流体圧力のデータに基づいて前記
蓄圧室内の前記作動流体圧力の近似関数を求め、前記近
似関数により次回の燃料噴射の噴射開始時期における前
記作動流体圧力の設定値を求め、前記作動流体圧力の前
記設定値に基づいて前記制御弁を制御することから成る
エンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項９】 前記蓄圧室内の前記作動流体圧力のサン
プリング毎に前記近似関数を更新すると共に、更新され
た前記近似関数により次回のサンプリング時における前
記作動流体圧力の予測値を求め、前記次回のサンプリン
グ時において検出された前記作動流体圧力の検出値と前
記予測値との偏差の絶対値を予め定めたしきい値と比較
し、前記絶対値が前記しきい値以下である場合には前記
作動流体圧力の検出値を取り込んで前記データを更新
し、前記絶対値が前記しきい値を超えている場合には前
記予測値を取り込んで前記データを更新し、前記近似関
数の更新は、更新された前記データに基づいて行われる
請求項８に記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項１０】 前記サンプリング周期は、一定の時間
周期又は一定のクランク角度周期である請求項８又は９
に記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項１１】 前記作動流体は作動オイルであり、前
記制御弁は、前記燃料を増圧する増圧ピストンを駆動す
るため、前記インジェクタの本体内に形成され且つ前記
増圧ピストンの端部が露呈する圧力室への前記作動オイ
ルの供給と排出とを切り換える切換弁である請求項８〜
１０のいずれか１項に記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項１２】 前記作動流体は前記燃料であり、前記
制御弁は、前記インジェクタの本体内に形成され且つ前
記針弁を制御するコントロールピストンの端部が露呈す
るバランスチャンバ内に供給された前記燃料の圧力を制
御するため、前記バランスチャンバからの前記燃料の排
出を制御する開閉弁である請求項８〜１１のいずれか１
項に記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項１３】 前記目標噴射特性は次回の燃料噴射に
おける前記噴射開始時期及び燃料噴射量であり、前記噴
射開始時期において求められた前記作動流体圧力の前記
設定値と前記燃料噴射量とに基づいて前記制御弁の駆動
期間が制御される請求項８〜１２のいずれか１項に記載
のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項１４】 前記制御弁は、前記駆動期間に対応し
たパルス幅を有するコマンドパルスによって励磁される
ソレノイドを備えた電磁弁である請求項１３に記載のエ
ンジンの燃料噴射装置。
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