JPH11125134A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料性状に応じて最適な燃料噴射が行われる
エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に
噴射する燃料噴射ノズル１１と、燃料噴射ノズル１１に
燃料を圧送する燃料噴射ポンプ１と、燃料噴射ノズル１
１の開度を検出するノズルリフトセンサ１２とを備え、
ノズルリフトセンサ１２の検出値に基づき燃料の粘度特
性を含む燃料性状を推定し、燃料性状の推定結果に基づ
いて燃料噴射ポンプの作動を制御するコントロールユニ
ット１８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃料噴
射制御装置において、燃料性状に応じて燃料噴射特性を
維持する改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から燃料噴射量、燃料噴射時期を目
標値に一致させるように、燃料噴射ポンプの作動をマイ
コンを用いて制御する電子制御式のディーゼルエンジン
があった。

【０００３】しかしながら、電子制御式のディーゼルエ
ンジンにあっても、給油される燃料の種類等によって燃
料の粘度特性が変わる場合、燃料噴射量や燃料噴射時期
が当該の要求値からずれてしまい、エンジンの発生出力
等所定の性能が得られない可能性があった。

【０００４】この対策として、従来から燃料噴射ポンプ
等の作動状態に基づいて燃料の粘度特性を推定し、燃料
の粘度特性を反映させて燃料噴射ポンプの作動を制御す
るものがある(特開平７−１７４０４０号公報、参照)。

【０００５】また、燃料噴射ポンプの吐出圧を検出する
圧力センサを設け、この検出値に基づいて燃料噴射ポン
プの作動を制御するものがある(特開平７−１１９５１
６号公報、特開平６−２２９３０４公報、参照)。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料噴
射ポンプ等の作動状態に基づいて燃料の粘度特性を推定
する場合、エンジンの負荷条件を検出するために例えば
車両のエアコンスイッチやパワステスイッチ等を設ける
必要があり、システムの複雑化を招く。

【０００７】また、燃料噴射ポンプの吐出圧を検出する
圧力センサを設ける場合、燃料噴射ポンプの作動を制御
する演算が複雑化するという問題点が考えられる。

【０００８】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、燃料性状に応じて最適な燃料噴射が行われる
エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のエンジ
ンの燃料噴射制御装置は、燃料圧力により開弁して燃料
を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズル
に燃料を圧送する燃料噴射ポンプと、燃料噴射ノズルの
開度を検出するノズルリフトセンサと、ノズルリフトセ
ンサの検出値に基づき燃料の粘度特性を含む燃料性状を
推定する手段と、燃料性状の推定結果に基づいて燃料噴
射ポンプの作動を制御する手段とを備えるものとした。

【００１０】請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴射す
る燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルに燃料を圧送する
燃料噴射ポンプと、エンジンの運転条件に応じて燃料噴
射ポンプの作動を制御する手段と、燃料噴射ノズルの開
度を検出するノズルリフトセンサと、ノズルリフトセン
サの検出値に基づいて燃料噴射量相当値Ｓを算出する手
段と、燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対す
る燃料噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率α
をα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段
と、算出された変化率αを所定値Ｋ₁と比較して燃料の
粘度特性を含む燃料性状を推定する手段と、燃料性状の
推定結果に基づいて燃料噴射ポンプの作動を制御するマ
ップを切換える手段とを備えるものとした。

【００１１】請求項３に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴射す
る燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルに燃料を圧送する
燃料噴射ポンプと、エンジンの運転条件に応じて燃料噴
射ポンプの作動を制御する手段と、燃料噴射ノズルの開
度を検出するノズルリフトセンサと、ノズルリフトセン
サの検出値に基づいて燃料噴射量相当値Ｓを算出する手
段と、燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対す
る燃料噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率α
をα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段
と、算出された変化率αを所定値Ｋ₂と比較して燃料噴
射ポンプの異常が発生したかどうかを判定する手段とを
備えるものとした。

【００１２】請求項４に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴射す
る燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルに燃料を圧送する
燃料噴射ポンプと、エンジンの運転条件に応じて燃料噴
射ポンプの作動を制御する手段と、燃料噴射ノズルの開
度を検出するノズルリフトセンサと、ノズルリフトセン
サの検出値に基づいて燃料噴射量相当値Ｓを算出する手
段と、燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対す
る燃料噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率α
をα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段
と、算出された変化率αに基づいて燃料噴射量または燃
料噴射時期の目標値を算出する手段とを備えるものとし
た。

【００１３】請求項５に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴射す
る燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルに燃料を圧送する
燃料噴射ポンプと、エンジンの運転条件に応じて燃料噴
射ポンプの作動を制御する手段と、燃料噴射ノズルの開
度を検出するノズルリフトセンサと、ノズルリフトセン
サの検出値に基づいて燃料噴射量相当値Ｓを算出する手
段と、燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対す
る燃料噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率α
をα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段
と、算出された変化率αの変動量α₂−α₁に基づいて燃
料の粘度特性を含む燃料性状を推定する手段とを備え、
燃料性状の推定結果に基づいて燃料噴射ポンプの作動を
制御するマップを切換える手段とを備えるものとした。

【００１４】請求項６に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、請求項２から５のいずれか一つに記載の発明に
おいて、前記燃料噴射量相当値Ｓのサンプリングを所定
時間内に行うものとした。

【００１５】請求項７に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、請求項２から６のいずれか一つに記載の発明に
おいて、前記燃料噴射量相当値Ｓはノズルリフトセンサ
の出力電圧Ｖを積分した値とした。

【００１６】請求項８に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、請求項７に記載の発明において、前記燃料噴射
量相当値Ｓはノズルリフトセンサの出力電圧Ｖが所定値
を超えた値を積分した値とした。

【００１７】請求項９に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置は、請求項２から６のいずれか一つに記載の発明に
おいて、前記燃料噴射量相当値Ｓはノズルリフトセンサ
の出力電圧Ｖが所定値を超える時間とした。

【００１８】請求項１０に記載のエンジンの燃料噴射制
御装置は、請求項２から９のいずれか一つに記載の発明
において、前記燃料噴射量相当値Ｓは複数のサンプリン
グ値を平均した値とするものとした。

【００１９】請求項１１に記載のエンジンの燃料噴射制
御装置は、請求項２から１０のいずれか一つに記載の発
明において、前記変化率αの比較条件を燃料温度Ｔｆに
応じて応じて補正するものとした。

【００２０】

【発明の作用および効果】請求項１に記載のエンジンの
燃料噴射制御装置において、ノズルリフトセンサの検出
値に基づき燃料の粘度特性を含む燃料性状を推定し、燃
料性状の推定結果に基づいて燃料噴射ポンプの作動を制
御する。

【００２１】これにより、燃料噴射ポンプに供給される
燃料性状に応じて燃料噴射量または燃料噴射時期がずれ
ることを防ぎ、エンジン出力等所定の性能維持が可能と
なる。

【００２２】また、車両のエアコンやパワステの作動に
よるエンジンの負荷変動があっても、燃料性状の推定を
行うことができるので、例えば車両のパワステスイッチ
等の構成部品を増やすことなく実施でき、また燃料噴射
ポンプの作動を制御する演算を簡素化することができ
る。

【００２３】請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、ノズルリフトセンサの検出値に基づいて
燃料噴射量相当値Ｓを算出し、燃料噴射量の指令値Ｑに
対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率αをα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂
｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜を算出する。

【００２４】変化率αは燃料噴射ポンプ内の燃料洩れ量
に応じて変化するため、変化率αを所定値Ｋ₁と比較し
て燃料の粘度特性を含む燃料性状を推定し、この推定値
に基づいて目標燃料噴射量または目標燃料噴射時期等を
設定したマップを切換えて燃料噴射ポンプの作動を制御
する。

【００２５】これにより、燃料噴射ポンプに供給される
燃料の種類等に応じて燃料噴射量または燃料噴射時期が
ずれることを防ぎ、エンジン出力等所定の性能維持が可
能となる。

【００２６】請求項３に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、ノズルリフトセンサの検出値に基づいて
燃料噴射量相当値Ｓを算出し、燃料噴射量の指令値Ｑに
対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率αをα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂
｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜を算出する。

【００２７】変化率αは燃料噴射ポンプ内の燃料洩れ量
に応じて変化するため、変化率αを所定値Ｋ₂と比較し
て燃料噴射ポンプの異常が発生したかどうかを的確に判
定でき、フェイルセーフがはかれる。

【００２８】請求項４に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、ノズルリフトセンサの検出値に基づいて
燃料噴射量相当値Ｓを算出し、燃料噴射量の指令値Ｑに
対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率αをα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂
｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜を算出する。

【００２９】変化率αに基づいて燃料噴射量または燃料
噴射時期の目標値を算出して燃料噴射ポンプの作動を制
御する。

【００３０】これにより、燃料粘度の変化に対応して燃
料噴射量と燃料噴射時期をきめ細かに制御することがで
き、エンジン出力等所定の性能維持が可能となる。

【００３１】請求項５に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、ノズルリフトセンサの検出値に基づいて
燃料噴射量相当値Ｓを算出し、燃料噴射量の指令値Ｑに
対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率αをα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂
｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜を算出する。

【００３２】変化率αは燃料噴射ポンプ内の燃料洩れ量
に応じて変化するため、変化率αの変動量α₂−α₁に基
づいて燃料の粘度特性を含む燃料性状を推定し、この推
定値に基づいて目標燃料噴射量または目標燃料噴射時期
等を設定したマップを切換えて燃料噴射ポンプの作動を
制御する。

【００３３】これにより、燃料噴射ポンプに供給される
燃料の種類等に応じて燃料噴射量または燃料噴射時期が
ずれることを防ぎ、エンジン出力等所定の性能維持が可
能となる。

【００３４】請求項６に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、燃料噴射量相当値Ｓのサンプリングを所
定時間内に行うことにより、燃料温度の変化によって燃
料性状を推定する精度等が悪化することを回避できる。

【００３５】請求項７に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、燃料噴射量相当値Ｓをノズルリフトセン
サの出力電圧Ｖを積分して求めることにより、高い精度
で燃料性状を推定できる。

【００３６】請求項８に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、燃料性状の変化によってノズルリフトセ
ンサの出力電圧Ｖが大きく変化する電圧が高い部分の波
形を用いて燃料噴射量相当値Ｓを求めることにより、燃
料性状を推定する精度を高められる。

【００３７】請求項９に記載のエンジンの燃料噴射制御
装置において、燃料噴射量相当値Ｓをノズルリフトセン
サの出力電圧Ｖが所定値を超える時間として算出するこ
とにより、演算の簡素化がはかれる。

【００３８】請求項１０に記載のエンジンの燃料噴射制
御装置において、燃料噴射量相当値Ｓは複数のサンプリ
ング値を平均して求めることにより、燃料性状を推定す
る精度を高められる。

【００３９】請求項１１に記載のエンジンの燃料噴射制
御装置において、前記変化率αの比較条件を燃料温度Ｔ
ｆに応じて応じて補正することにより、冷間時や暖機中
のような燃料温度変化が大きい運転条件においても燃料
性状の推定等を行うことができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００４１】まず、図１にディーゼルエンジンの燃料噴
射システムを示す。

【００４２】図１において、エンジン回転に同期して回
転駆動される燃料噴射ポンプ１の入力軸６ａには、燃料
を予圧するフィードポンプ６が取付けられ、さらに同軸
上には入力軸６ａと同一的に回転すると共に、軸方向に
往復運動するように連結されたプランジャ２が配置され
る。

【００４３】フィードポンプ６はポンプ室７に加圧した
燃料を送り出し、かつ余剰燃料は図示しない燃料タンク
へと還流され、ポンプ室７の圧力を一定に維持する。

【００４４】プランジャ２には気筒数に対応したカム山
をもつフェイスカム２ａが同軸に設けられ、フェイスカ
ム２ａがローラ８ａに乗り上げる毎にプランジャ２が軸
方向に往復運動する。例えば６気筒エンジンならば、入
力軸６ａが１回転すると、この間にフェイスカム２ａが
６回だけローラ８ａに乗り上げ、プランジャ２が６回往
復運動する。プランジャ２が往復運動すると、その都
度、プランジャ室２ｂに燃料を吸込み、加圧する。な
お、２ｋはフェイスカム２ａに対抗してプランジャ２を
押し戻すリタンースプリングである。

【００４５】プランジャ２の伸び出し行程において、プ
ランジャ室２ｂには、前記ポンプ室７からの燃料が、燃
料停止弁１０及びプランジャ２に設けたスリット２ｊを
経由して吸入される。

【００４６】これに対して、プランジャ２の圧縮行程で
プランジャ高圧室２ｂの加圧燃料を各気筒の燃料噴射ノ
ズル１１に圧送するため、プランジャ２の軸心に沿っ
て、プランジャ高圧室２ｂと連通する連通路２ｃが形成
され、この連通路２ｃの途中から高圧通路２ｄが半径方
向に分岐している。またプランジャ２を径方向に貫通す
るカットオフポート２ｅが連通路２ｃの先端部から分岐
している。

【００４７】プランジャ２の回転位置に応じて高圧通路
２ｄと選択的に接続するように、プランジャ２の周囲の
シリンダ２ｆの内周には、ディーゼルエンジンの気筒数
に対応した数のポート２ｇが均等に配置され、各ポート
２ｇにはそれぞれデリバリバルブ２ｈ（１つだけしか図
示していない）が接続し、このデリバリバルブ２ｈから
燃料噴射ノズル１１へと燃料が圧送される。

【００４８】プランジャ２は１回転する度に６回往復
し、その都度吸入した燃料を加圧するが、加圧燃料が連
通路２ｃから高圧通路２ｄに押し込まれ、このときプラ
ンジャ２の回転位置により連通するポート２ｇに加圧燃
料が送り込まれ、対応するデリバリバルブ２ｈを介して
燃料噴射ノズル１１に燃料が圧送される。

【００４９】一方、プランジャ２の外周にはコントロー
ルスリーブ３が摺動自在に嵌合し、通常は前記放出通路
２ｅを被覆して閉じているが、プランジャ２の圧縮方向
への移動により、やがて放出通路２ｅを解放する。これ
により、プランジャ室２ｂの圧力が解放され、デリバリ
バルブ２ｈから燃料噴射ノズル１１への燃料の圧送が終
了する。

【００５０】燃料噴射ノズル１１はデリバリバルブ２ｈ
から燃料が圧送されることにより図示しないニードルが
リフトして噴口を開き、噴口から各気筒に燃料を直接噴
射する。

【００５１】したがって、燃料噴射ノズル１１に送り込
まれる燃料量は、コントロールスリーブ３の位置により
変化し、プランジャ２の圧縮方向への移動時に、早期に
放出通路２ｅを解放すれば、燃料噴射量は少なく、逆に
放出通路２ｅの解放時期が遅くなると、燃料噴射量は多
くなる。

【００５２】この燃料噴射量を制御するため、コントロ
ールスリーブ３の位置を自由に変化させるロータリソレ
ノイド４が設けられる。このロータリソレノイド４には
マイコン等を主体とするコントロールユニット１８から
の燃料の噴射信号が供給され、これに応じてコントロー
ルスリーブ３の位置を変える。なお、コントロールスリ
ーブ３の位置は位置センサ５によって検出され、コント
ロールユニット１８にフィードバックされる。

【００５３】次に、前記したフェイスカム２ａが乗り上
げるローラ８ａは、タイマピストン８によって、そのフ
ェイスカム２ａの円周方向の位置が制御される。なお、
図示したタイマピストン８は、説明の便宜上、実際の位
置から９０度だけ回転させてある。タイマピストン８の
両側には、低圧室８ｂと高圧室８ｃとが設けられ、高圧
室８ｃの圧力は、コントロールバルブ９によって高圧燃
料の一部を低圧室８ｂに逃がす量を制御することにより
調整され、これによってタイマピストン８の位置が変化
する。

【００５４】タイマピストン８の位置が変化し、フェイ
スカム２ａの回転方向にローラ８ａの位置を進めると、
フェイスカム２ａがローラ８ａに乗り上げる位置が相対
的に遅れ、プランジャ２による燃料の加圧開始時期、つ
まり燃料の噴射時期が遅くなり、逆にフェイスカム２ａ
の回転と反対方向にローラ８ａの位置を遅らせると、プ
ランジャ２による加圧開始時期が早まり、燃料噴射時期
が早くなる。

【００５５】前記したコントロールユニット１８からの
信号により、運転状態に応じてコントロールバルブ９の
作動が制御され、タイマピストン８の位置が調整され、
燃料噴射時期が進角、遅角制御される。

【００５６】なお、コントロールユニット１８には、燃
料噴射ノズル１１の開弁時期を検出するノズルリフトセ
ンサ１２と、燃料噴射ポンプ１に供給される燃料温度を
検出する燃料温度センサ１５と、エンジン冷却水温を検
出する冷却水温センサ１３と、アクセル開度を検出する
アクセル開度センサ１６と、ポンプ回転数を検出する回
転数センサ１４などからの信号が入力し、これらに基づ
いて、上記した燃料噴射量、噴射時期の制御信号を演算
し、出力する。

【００５７】ノズルリフトセンサ１２は燃料噴射ノズル
１１に装着され、ニードルのリフトに伴って圧縮される
圧電素子によって構成され、ニードルのリフト量に応じ
た信号を出力する。

【００５８】そして本発明の要旨とするところである
が、コントロールユニット１８は、ノズルリフトセンサ
１２の出力に基づき燃料の粘度特性を推定し、この推定
値に基づいてアクセル開度およびエンジン回転数に応じ
た目標燃料噴射量と目標燃料噴射時期をそれぞれ設定し
たマップを切換えて、コントロールスリーブ３の目標位
置と、タイマピストン８の目標位置をそれぞれ制御す
る。これにより、使用される燃料の粘度特性に応じて実
際の燃料噴射量または燃料噴射時期が変化することを防
ぐようになっている。

【００５９】ノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖを積
分した値を燃料噴射量相当値Ｓとして算出し、燃料噴射
量の指令値Ｑに対する実際の燃料噴射量相当値Ｓの変化
率αをα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜を算出する。変
化率αに応じて燃料の粘度特性を推定し、燃料の粘度に
応じて目標とする燃料噴射量と燃料噴射時期を修正し、
コントロールスリーブ３の目標位置と、タイマピストン
８の目標位置をそれぞれ制御する。

【００６０】図２に同一運転条件において燃料の種類を
変えた場合のノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖの波
形を示している。図中実線で示す出力波形は、ＪＩＳ規
格の特３号軽油を用いた場合の出力波形を図中破線で示
し、２号軽油が用いられた場合を実線で示す。これによ
り、燃料粘度の低い特３軽油が２号軽油に比べてノズル
リフトセンサ１２の出力波形が小さくなることがわか
る。すなわち、ノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖを
積分した燃料噴射量相当値Ｓ（出力波形の面積）が燃料
粘度の低下によって小さくなる。これは、特３軽油が２
号軽油に比べて粘度が低下することにより、燃料噴射ポ
ンプ１のプランジャ２の圧縮行程で燃料噴射ノズル１１
に送られずにポンプ室７に漏れ出す燃料量が多くなるた
めである。

【００６１】図３は、燃料噴射量の指令値Ｑに対して燃
料噴射量相当値Ｓが変化する特性を示している。図中実
線で示す特性は、ＪＩＳ規格の２号軽油を用いた場合で
あり、特３軽油が用いられた場合を破線で示す。燃料粘
度の低い特３軽油が２号軽油に比べて傾きが大きい。す
なわち、指令値Ｑに対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率
αは、燃料粘度の低下によって大きくなる。これは、コ
ントロールスリーブ３が移動して放出通路２ｅの開口面
積が増える場合、燃料粘度の低い特３軽油の方が２号軽
油に比べて放出通路２ｅからポンプ室７に逃がされる燃
料量が多くなり、プランジャ２のまわりの隙間を通って
ポンプ室７に漏れる燃料量の影響が小さくなるためであ
る。

【００６２】したがって、燃料噴射量の指令値Ｑに対す
る実際の燃料噴射量相当値Ｓの変化率αに応じて燃料の
粘度特性を的確に推定することができる。こうして推定
された燃料の粘度に応じてコントロールスリーブ３の目
標位置とタイマピストン８の目標位置をそれぞれ修正す
ることにより、燃料噴射量と燃料噴射時期をそれぞれ所
期の目標値に近づけ、エンジンの発生出力等の所定の性
能維持が可能となる。

【００６３】本実施形態において、燃料噴射量相当値Ｓ
はノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖを積分した値で
あるが、ノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖが所定値
を超えた値を積分してもよい。燃料粘度の変化によって
出力電圧Ｖが大きく変化する電圧が高い部分の波形を用
いることにより、燃料粘度の推定精度を高められる。

【００６４】さらに、ノズルリフトセンサ１２の出力電
圧Ｖが所定値を超える時間を燃料噴射量相当値Ｓと算出
して、演算の簡素化をはかることも可能である。

【００６５】また、ノズルリフトセンサ１２のかわりに
デリバリバルブ２ｈから燃料噴射ノズル１１へ導かれる
燃料圧力を検出する圧力センサを設け、圧力センサの出
力に基づき燃料の粘度特性を推定してもよい。

【００６６】なお、燃料噴射量相当値Ｓは複数のサンプ
リング値を平均して求めて、燃料粘度の推定精度を高め
ることも可能である。

【００６７】図４〜図６のフローチャートは燃料の粘度
特性に対応して燃料噴射量と燃料噴射時期を制御する一
連のルーチンを示しており、コントロールユニット１８
において一定周期で実行される。

【００６８】図４に示すルーチンについて説明すると、
まずステップ１でエンジン始動後に所定時間（例えば数
十秒）が経過したかどうかを判定する。

【００６９】この条件が満たされた場合、ステップ２に
進んで、エンジン回転数Ｎが所定の低回転数域Ｎ₁＜Ｎ
＜Ｎ₂にあるかどうかを判定する。Ｎ₁は例えばアイドル
負荷回転数の８００ｒｐｍとし、Ｎ₂は１２００ｒｐｍ
にする。

【００７０】この条件が満たされた場合、ステップ３に
進んで、燃料噴射量の指令値Ｑ₁を読込む。続いてステ
ップ４に進んで、指令値Ｑ₁がＱ_L＜Ｑ₁＜Ｑ_Hの範囲にあ
るかどうかを判定する。

【００７１】この条件が満たされた場合、ステップ５に
進んで、ノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖを積分し
て実際の燃料噴射量相当値Ｓ₁を算出する。

【００７２】次に図５に示すルーチンについて説明する
と、まず、ステップ１１にて、前記ルーチンで燃料噴射
量相当値Ｓ₁を算出してから経過した運転時間ｔが所定
値ｔ₀より短いかどうかを判定する。経過した運転時間
ｔがｔ₀を超えた場合、燃料温度が大きく変化している
可能性があるので、本ルーチンを終了する。これによ
り、燃料温度の変化によって燃料粘度を推定する精度が
悪化することを回避できる。

【００７３】この条件が満たされた場合、ステップ１２
でエンジン回転数Ｎが所定の低回転数域Ｎ₃＜Ｎ＜Ｎ₄に
あるかどうかを判定する。Ｎ₃は前記Ｎ₂より高い１５０
０ｒｐｍとし、Ｎ₃はエンジンの最高許容回転数とす
る。

【００７４】この条件が満たされた場合、ステップ１３
に進んで、燃料噴射量の指令値Ｑ₂を読込む。続いてス
テップ１４に進んで、指令値Ｑ₂がＱ_L＜Ｑ₂＜Ｑ_Hの範囲
にあるかどうかを判定する。

【００７５】この条件が満たされた場合、ステップ１５
に進んで、今回Ｑ₂と前回のＱ₁の差｜Ｑ₂−Ｑ₁｜が所定
値ΔＱより大きいかどうかを判定する。

【００７６】この条件が満たされた場合、ステップ１６
に進んで、ノズルリフトセンサ１２の出力電圧Ｖを積分
して実際の燃料噴射量相当値Ｓ₂を算出する。

【００７７】次に図６に示すルーチンについて説明する
と、まずステップ２０で指令値Ｑに対する燃料噴射量相
当値Ｓの変化率αをα＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜と
して算出する。

【００７８】続いてステップ２１に進んで、変化率αの
比較条件となる所定値Ｋ₁とＫ₂を予め設定された各テー
ブルに基づき燃料温度Ｔｆに応じて検索する。図示しな
いテーブルには、燃料温度Ｔｆに応じた所定値Ｋ₁とＫ₂
が計測誤差等を考慮して設定されている。

【００７９】続いてステップ２２に進んで、算出された
変化率αが所定値Ｋ₁より小さいかどうかを判定する。

【００８０】変化率αが所定値Ｋ₁より小さいと判定さ
れた場合、ステップ２３に進んで、αが所定値Ｋ₂より
小さいかどうかを判定する。ここでαが所定値Ｋ₂より
小さいと判定された場合、ステップ２６に進んで燃料噴
射ポンプ１の異常時と判定する。Ｋ₂はＫ₁より小さい値
で、プランジャ２まわりの隙間等からポンプ室７に漏れ
出す燃料量が異常に増えたことを判定できる。

【００８１】変化率αが所定値Ｋ₁より小さくかつ所定
値Ｋ₂以上と判定された場合、特３号軽油が使用されて
いるものと推定し、ステップ２４に進んで、特３号軽油
に対応して予め設定された燃料噴射量マップおよび燃料
噴射時期マップに切換えて、本ルーチンを終了する。

【００８２】一方、変化率αが所定値Ｋ₁以上と判定さ
れた場合、２号軽油が使用されているものと推定し、ス
テップ２５に進んで、２号軽油に対応して予め設定され
た燃料噴射量マップおよび燃料噴射時期マップに切換え
て、本ルーチンを終了する。

【００８３】２号軽油に対応する燃料噴射量マップは特
３号軽油に対応する燃料噴射量マップに比べて、プラン
ジャ２の圧縮行程に漏れる燃料量を見越して目標燃料噴
射量が増加して設定されている。このため、タンクに給
油される燃料が２号軽油から特３号軽油に変わっても、
燃料噴射量を適正に制御することができ、エンジン出力
等所定の性能維持が可能となる。

【００８４】所定値Ｋ₁とＫ₂を燃料温度Ｔｆに応じて応
じて補正することにより、冷間時や暖機中のような燃料
温度変化が大きい運転条件においても燃料性状を推定で
きる。

【００８５】なお、他の実施の形態として、変化率αに
基づく燃料性状の推定等を燃料温度Ｔｆが５０°＜Ｔｆ
＜７０°の平衡温度範囲にある条件に限定して行っても
よい。この場合、所定値Ｋ₁とＫ₂を燃料温度Ｔｆに応じ
て応じて補正する必要はない。

【００８６】他の実施の形態として、コントロールユニ
ット１８は、変化率αに基づいて目標とする燃料噴射量
および燃料噴射時期を修正し、コントロールスリーブ３
の目標位置と、タイマピストン８の目標位置を制御して
もよい。

【００８７】図７のフローチャートは燃料の粘度特性に
対応して燃料噴射量を制御するルーチンを示しており、
コントロールユニット１８において一定周期で実行され
る。

【００８８】これについて説明すると、まずステップ３
１で指令値Ｑに対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率αを
α＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する。

【００８９】続いてステップ３２に進んで、算出された
変化率αに基づいて予め設定された目標燃料噴射量Ｑ’
を補正するとともに、変化率αに基づいて予め設定され
た目標燃料噴射時期ＩＴ’を補正して、本ルーチンを終
了する。

【００９０】この場合、タンクで異なる種類の燃料が混
合して燃料噴射ポンプ１に供給されたり、エンジンの運
転中に燃料温度が変化するのに伴って燃料粘度が変化す
るが、こうした燃料粘度の変化に対応して燃料噴射量と
燃料噴射時期をきめ細かに制御することができ、エンジ
ン出力等所定の性能維持が可能となる。

【００９１】さらに他の実施形態として、コントロール
ユニット１８は、変化率αを所定時間が経過する毎に算
出し、変化率αの変動量に基づき燃料の粘度特性を推定
し、この推定値に基づいてアクセル開度およびエンジン
回転数に応じた目標燃料噴射量と目標燃料噴射時期を設
定したマップを切換えて、コントロールスリーブ３の目
標位置と、タイマピストン８の目標位置をそれぞれ制御
してもよい。

【００９２】図８のフローチャートは燃料の粘度特性に
対応して燃料噴射量を制御するルーチンを示しており、
コントロールユニット１８において一定周期で実行され
る。

【００９３】これについて説明すると、まずステップ４
１で指令値Ｑに対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率α₁
をα₁＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する。

【００９４】続いてステップ４２に進んで、前回の変化
率αを算出してから所定時間が経過したかどうかを判定
する。所定時間が経過した場合、ステップ４３に進ん
で、指令値Ｑに対する燃料噴射量相当値Ｓの変化率α₂
をα₂＝｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する。

【００９５】続いてステップ４４に進んで、変化率αの
比較条件となる所定値θとθ’を予め設定された各テー
ブルに基づき燃料温度Ｔｆに応じて検索する。図示しな
い各テーブルには、燃料温度Ｔｆに応じた所定値θと
θ’が計測誤差等を考慮して設定されている。

【００９６】続いてステップ４５に進んで、２つの変化
率α₂とα₁の差α₂−α₁が所定値θより大きいかどうか
を判定する。

【００９７】α₂−α₁が所定値θより大きい場合、２号
軽油が使用されているものと推定し、ステップ４８に進
んで、２号軽油に対応して予め設定された燃料噴射量マ
ップおよび燃料噴射時期マップに切換えて、本ルーチン
を終了する。

【００９８】α₂−α₁が所定値θ以下の場合、α₂−α₁
が所定値θ’より小さいかどうかを判定する。

【００９９】α₂−α₁が所定値θ’より小さい場合、特
３号軽油が使用されているものと推定し、ステップ４７
に進んで、特３号軽油に対応して予め設定された燃料噴
射量マップおよび燃料噴射時期マップに切換えて、本ル
ーチンを終了する。

【０１００】所定値θとθ’を燃料温度Ｔｆに応じて応
じて補正することにより、冷間時や暖機中のような燃料
温度変化が大きい運転条件においても燃料性状を推定で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す燃料噴射装置のシステ
ム図。

【図２】同じくノズルリフトセンサの出力波形図。

【図３】同じく指令値Ｑに対する燃料噴射量相当値Ｓの
特性図。

【図４】同じく燃料の粘度特性を推定するためのフロー
チャート。

【図５】同じく燃料の粘度特性を推定するためのフロー
チャート。

【図６】同じ燃料の粘度特性に応じて燃料噴射量を制御
するためのフローチャート。

【図７】他の実施形態を示す燃料の粘度特性に応じて燃
料噴射量を制御するためのフローチャート。

【図８】さらに他の実施形態を示す燃料の粘度特性に応
じて燃料噴射量を制御するためのフローチャート。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ プランジャ ３ コントロールスリーブ ４ ロータリソレノイド ８ タイマピストン ９ コントロールバルブ １１ 燃料噴射ノズル １２ ノズルリフトセンサ １３ 冷却水温センサ １４ 回転数センサ １５ 燃料温度センサ １６ アクセル開度センサ １８ コントロールユニット

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴
   射する燃料噴射ノズルと、 燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料噴射ポンプと、 燃料噴射ノズルの開度を検出するノズルリフトセンサ
   と、 ノズルリフトセンサの検出値に基づき燃料の粘度特性を
   含む燃料性状を推定する手段と、 燃料性状の推定結果に基づいて燃料噴射ポンプの作動を
   制御する手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装
   置。
2. 【請求項２】燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴
   射する燃料噴射ノズルと、 燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料噴射ポンプと、 エンジンの運転条件に応じて燃料噴射ポンプの作動を制
   御する手段と、 燃料噴射ノズルの開度を検出するノズルリフトセンサ
   と、 ノズルリフトセンサの検出値に基づいて燃料噴射量相当
   値Ｓを算出する手段と、 燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対する燃料
   噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率αをα＝
   ｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段と、 算出された変化率αを所定値Ｋ₁と比較して燃料の粘度
   特性を含む燃料性状を推定する手段とを備え、 燃料性状の推定結果に基づいて燃料噴射ポンプの作動を
   制御するマップを切換える手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装
   置。
3. 【請求項３】燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴
   射する燃料噴射ノズルと、 燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料噴射ポンプと、 エンジンの運転条件に応じて燃料噴射ポンプの作動を制
   御する手段と、 燃料噴射ノズルの開度を検出するノズルリフトセンサ
   と、 ノズルリフトセンサの検出値に基づいて燃料噴射量相当
   値Ｓを算出する手段と、 燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対する燃料
   噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率αをα＝
   ｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段と、 算出された変化率αを所定値Ｋ₂と比較して燃料噴射ポ
   ンプの異常が発生したかどうかを判定する手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装
   置。
4. 【請求項４】燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴
   射する燃料噴射ノズルと、 燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料噴射ポンプと、 エンジンの運転条件に応じて燃料噴射ポンプの作動を制
   御する手段と、 燃料噴射ノズルの開度を検出するノズルリフトセンサ
   と、 ノズルリフトセンサの検出値に基づいて燃料噴射量相当
   値Ｓを算出する手段と、 燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対する燃料
   噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率αをα＝
   ｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段と、 算出された変化率αに基づいて燃料噴射量または燃料噴
   射時期の目標値を算出する手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装
   置。
5. 【請求項５】燃料圧力により開弁して燃料を燃焼室に噴
   射する燃料噴射ノズルと、 燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料噴射ポンプと、 エンジンの運転条件に応じて燃料噴射ポンプの作動を制
   御する手段と、 燃料噴射ノズルの開度を検出するノズルリフトセンサ
   と、 ノズルリフトセンサの検出値に基づいて燃料噴射量相当
   値Ｓを算出する手段と、 燃料噴射量の指令値の変化量｜Ｑ₁−Ｑ₂｜に対する燃料
   噴射量相当値Ｓの変化量｜Ｓ₁−Ｓ₂｜の変化率αをα＝
   ｜Ｓ₁−Ｓ₂｜／｜Ｑ₁−Ｑ₂｜として算出する手段と、 算出された変化率αの変動量α₂−α₁に基づいて燃料の
   粘度特性を含む燃料性状を推定する手段とを備え、 燃料性状の推定結果に基づいて燃料噴射ポンプの作動を
   制御するマップを切換える手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装
   置。
6. 【請求項６】前記燃料噴射量相当値Ｓのサンプリングを
   所定時間内に行うことを特徴とする請求項２から５のい
   ずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
7. 【請求項７】前記燃料噴射量相当値Ｓはノズルリフトセ
   ンサの出力電圧Ｖを積分した値としたことを特徴とする
   請求項２から６のいずれか一つに記載のエンジンの燃料
   噴射制御装置。
8. 【請求項８】前記燃料噴射量相当値Ｓはノズルリフトセ
   ンサの出力電圧Ｖが所定値を超えた値を積分した値とし
   たことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの燃料噴
   射制御装置。
9. 【請求項９】前記燃料噴射量相当値Ｓはノズルリフトセ
   ンサの出力電圧Ｖが所定値を超える時間としたことを特
   徴とする請求項２から６のいずれか一つに記載のエンジ
   ンの燃料噴射制御装置。
10. 【請求項１０】前記燃料噴射量相当値Ｓは複数のサンプ
    リング値を平均した値としたことを特徴とする請求項２
    から９のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御
    装置。
11. 【請求項１１】前記変化率αの比較条件を燃料温度Ｔｆ
    に応じて応じて補正することを特徴とする請求項２から
    １０のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装
    置。