JPH11148401A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射ノズルの開弁圧が低下することによ
って噴射開始時期に変化が生じても、適正な燃料噴射を
行うことができる燃料噴射制御装置を提供する。 【解決手段】 燃料噴射制御装置は、ディーゼルエンジ
ンのアイドル運転時、各気筒毎に、ノズルリフトセンサ
による検出値から実噴射開始時期Ｔを算出し（Ｓ１１
０）、ＲＯＭに記憶されている適正噴射開始時期Ｔ０と
実噴射開始時期Ｔとの偏差△Ｔを算出する（Ｓ１２
０）。そして、偏差△Ｔの加重平均値△Ｔａからタイミ
ング補正値△θ１、△θ２及び△θ３を算出する（Ｓ１
４０）。なお、タイミング補正値△θ１、△θ２及び△
θ３の算出には、ＲＯＭに記憶されているマップが用い
られる。そして、算出されたタイミング補正値△θ１、
△θ２及び△θ３をバックアップＲＡＭに更新記憶する
（Ｓ１５０）。そして、このタイミング補正値を用いて
各気筒毎に電磁スピル弁の開閉弁タイミングを補正す
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、ディーゼルエンジ
ンへの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射制
御装置の一つとして、ディーゼルエンジンの回転に同期
して往復動されるプランジャにより、燃料を加圧して、
ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに圧送すると共
に、プランジャの往復動に対応したタイミングで開閉弁
される電磁スピル弁により、加圧された燃料を溢流させ
て、加圧供給される燃料量を調節する燃料噴射ポンプを
使用するものが知られている。この燃料噴射制御装置で
は、電磁スピル弁の開閉弁タイミングを制御して、燃料
噴射ノズルからディーゼルエンジンの運転状態（エンジ
ン回転数、アクセル開度等）に対応した量の燃料を噴射
させている。

【０００３】また、燃料を噴射する際、主噴射に先立っ
て所謂パイロット噴射を行うことにより、主噴射におけ
る燃料の着火遅れを防止する技術が知られている。パイ
ロット噴射を行うと、噴射された燃料はムラなく良好に
燃焼するので、燃焼騒音が大幅に低減されると共に、排
ガスに含まれる有害物質の量が大幅に低減される、とい
う効果が得られる。このため、上記の燃料噴射制御装置
においても、燃料噴射ポンプの電磁スピル弁の開閉弁タ
イミングを制御することにより、燃料の主噴射に先立っ
てパイロット噴射を実行する様にしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射ポ
ンプから圧送される燃料をディーゼルエンジンの気筒内
に噴射する燃料噴射ノズルには、内蔵されるスプリング
により常時閉弁方向に付勢される弁体が設けられてお
り、燃料噴射ポンプから送られる燃料の圧力が徐々に上
昇して圧力の閾値である所謂ノズル開弁圧（以下単に
「開弁圧」という。）に達すると、弁体が開弁方向へ移
動して燃料の噴射が開始される様に構成されている。こ
のため、燃料噴射ノズルの開弁圧は常に一定であること
が望ましいのであるが、スプリングの付勢力は時間が経
過するに連れて徐々に低下するので、開弁圧も時間が経
過するに連れて徐々に低下する。すると、燃料噴射ノズ
ルは燃料の圧力が十分に高くなる前に開弁状態となり、
燃料の加圧開始を基準時点とする燃料の噴射開始時期は
出荷時点に比べて早くなる。これに対し、燃料噴射の終
了時期は電磁スピル弁の開弁タイミングによって決定さ
れるので、燃料噴射ノズルの開弁圧が低下しても影響は
極僅かである。つまり、燃料噴射の継続時間が出荷時点
に比べて長くなり、燃料噴射量が適正値より多くなる。
このため、ディーゼルエンジンは本来の性能を十分に発
揮することができなくなる。

【０００５】特に、パイロット噴射によって燃焼騒音の
低減や排ガスに含まれる有害物質の量の低減等の効果を
最大限発揮させるためには、パイロット特性、即ち、パ
イロット噴射における噴射量（以下「パイロット噴射
量」という。）及びパイロット噴射と主噴射との間隔
（以下「パイロット間隔」という。）は、非常に高い精
度で算出・設定する必要があるが、噴射開始時期が早く
なると、パイロット噴射及び主噴射の開始時期が早まる
ので、パイロット噴射量やパイロット間隔が適正値と一
致しなくなる。このため、前述した効果を十分に発揮さ
せることができなくなる。

【０００６】そこで、本発明は、燃料噴射ノズルの開弁
圧が低下することによって噴射開始時期に変化が生じて
も、適正な燃料噴射を行うことができる燃料噴射制御装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】この様
な目的を達成するためになされた請求項１に記載のディ
ーゼルエンジンの燃料噴射制御装置（以下単に「燃料噴
射制御装置」という。）においては、まず、運転状態検
出手段が、ディーゼルエンジンの運転状態、具体的には
エンジン回転数や運転負荷（アクセル開度）等を検出
し、回転位置信号発生手段が、燃料噴射ポンプの駆動軸
の回転位置を検出して回転位置信号を発生する。そし
て、目標タイミング算出手段が、検出された運転状態と
回転位置信号に基づき、ディーゼルエンジンに対してそ
の運転状態に対応した量の燃料を供給するのに必要な電
磁スピル弁の開閉弁タイミングを算出し、燃料噴射制御
手段が、算出された開閉弁タイミングに応じて電磁スピ
ル弁を開閉弁して、燃料噴射ノズルからディーゼルエン
ジンの運転状態に対応した燃料を噴射させる。この結
果、運転負荷に応じた適正な燃料噴射が行われ、ディー
ゼルエンジンを良好に運転させることができる。

【０００８】そして、本発明にかかる燃料噴射制御装置
においては、この様な一連の制御と並行して、実噴射開
始時期検出手段が、燃料噴射ポンプ内でのプランジャに
よる燃料加圧開始後、燃料噴射ノズルから実際に燃料が
噴射される実噴射開始時期を、回転位置信号に基づき駆
動軸の回転角度として検出し、目標タイミング補正手段
が、検出された実噴射開始時期と、噴射開始時期記憶手
段に記憶された適正噴射開始時期との偏差に基づき、電
磁スピル弁の開閉弁タイミングを補正し、燃料噴射制御
手段に、補正後の開閉弁タイミングにて電磁スピル弁を
開閉弁させる。

【０００９】即ち、本発明にかかる燃料噴射制御装置に
おいては、燃料噴射ノズルの開弁圧が低下し、実噴射開
始時期が適正噴射開始時期より早くなることによって、
燃料噴射量が適正値より多くなったとしても、電磁スピ
ル弁の開閉弁タイミングを補正することにより、燃料噴
射量を適正値に戻すことができる。また、適正噴射開始
時期は適正噴射開始時期記憶手段に記憶された一定値で
あるので、偏差を容易かつ正確に算出することができ、
電磁スピル弁の開閉弁タイミングを正確に補正すること
ができる。このため、燃料噴射ノズルの開弁圧が低下し
て噴射開始時期に変化が生じても、運転状態に応じた適
正な燃料噴射を行うことができ、ディーゼルエンジンの
性能を最大限発揮させることができる。

【００１０】また、請求項２に記載した燃料噴射制御装
置は、パイロット噴射制御に適用したものであり、目標
タイミング算出手段が、電磁スピル弁の開閉弁タイミン
グとして、燃料噴射ポンプ内での前記プランジャによる
燃料加圧開始後に前記電磁スピル弁を開弁して燃料のパ
イロット噴射を終了させる第１目標タイミング、該パイ
ロット噴射終了後に前記電磁スピル弁を閉弁して燃料の
主噴射を開始させる第２目標タイミング、及び、該主噴
射開始後に前記電磁スピル弁を開弁して主噴射を終了さ
せる第３目標タイミングを算出し、目標タイミング補正
手段が、実噴射開始時期と適正噴射開始時期との偏差に
基づき、目標タイミング算出手段にて算出された第１〜
第３目標タイミングの各々を補正し、燃料噴射制御手段
が、補正後の各目標タイミングで電磁スピル弁を開閉す
ることにより、ディーゼルエンジンへの燃料のパイロッ
ト噴射量及び主噴射量を制御する。

【００１１】燃料噴射ノズルの開弁圧が低下してパイロ
ット噴射量やパイロット間隔が適正値と一致しなくなる
と、場合によってはパイロット噴射の効果が殆ど得られ
なくなることもあるが、請求項２に記載の燃料噴射制御
装置においては、第１〜第３目標タイミングを各々補正
することにより、適正値と一致しなくなったパイロット
噴射量やパイロット間隔を適正値に戻すことができる。
このため、常に適正なパイロット噴射を行うことがで
き、燃焼騒音の低減や排ガス中に含まれる有害物質の量
の低減等の効果を最大限発揮させることができる。

【００１２】ここで、目標タイミング補正手段は、請求
項３に記載した様に、アイドル運転時における実噴射開
始時期と適正噴射開始時期との偏差に基づき、目標タイ
ミング算出手段にて算出された電磁スピル弁の開閉弁タ
イミングを補正し、燃料噴射制御手段に対して、補正後
の開閉弁タイミングにて電磁スピル弁を開閉弁させる様
に構成されていてもよい。

【００１３】アイドル運転時にはエンジン回転数が低
く、回転変動が少ないので、実噴射開始時期を正確に検
出することができる。よって、この様に構成した場合に
は、実噴射開始時期と適正噴射開始時期との偏差をより
正確に求めることができ、電磁スピル弁の開閉弁タイミ
ングをより正確に補正することができる。

【００１４】そして、請求項１乃至３に記載の燃料噴射
制御装置において、実噴射開始時期検出手段としては、
例えば、請求項４に記載した様に、燃料噴射ノズルに設
けられた弁体の開弁方向への移動（以下「ノズルリフ
ト」という。）を検出するノズルリフトセンサを採用す
ることができる。燃料噴射ポンプから圧送された燃料
は、ノズルリフトが開始されると同時に噴射されるの
で、ノズルリフトセンサを採用した場合には、実噴射開
始時期を容易かつ正確に求めることができる。

【００１５】この他、請求項５に記載した様に、燃料噴
射ポンプの加圧室内の燃料圧力を検出する燃料圧力セン
サを採用することができる。プランジャの移動によって
加圧室が徐々に狭くなると、燃料圧力は徐々に上昇す
る。そして、燃料圧力が開弁圧に達して燃料噴射ノズル
が開弁すると、加圧室と気筒とが連通されて実質的な容
積が大きくなるので、燃料圧力は僅かに下降する。即
ち、燃料噴射開始直後に燃料圧力は下降する。従って、
燃料圧力センサを採用した場合には、加圧室内の燃料圧
力が僅かに下降する時期を検出することによって、実噴
射開始時期を容易に求めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例として
の燃料噴射制御装置を図面と共に説明する。図１は電子
制御ディーゼルエンジンの構成を示すもので、ディーゼ
ルエンジン１１にはエアクリーナ１２からの吸気が供給
される。

【００１７】このエアクリーナ１２の下流部には、吸入
された空気の温度を検出する吸気温センサ１３が設けら
れ、この吸気温センサ１３の下流側には排気ガスエネル
ギーを利用するターボチャージャ１４が設けられ、ター
ボチャージャ１４の下流側には過給圧の過上昇を防止す
るためのウエストゲートバルブ１５が設定される。

【００１８】エアクリーナ１２から吸入された空気の通
路である吸気通路１６には、アクセルペダル１７の踏み
込み動作に対応して駆動される吸気絞り弁１８が設けら
れている。この吸気絞り弁１８は、アクセルペダル１７
の踏み込み量に対応して開閉される。この吸気絞り弁１
８の開閉量は、アクセル位置センサ１９によってアクセ
ル開度Ａｃｃｐとして検出される。そして、吸気絞り弁
１８の下流側に、吸入空気の圧力を検出する吸気圧セン
サ２０が設置されている。

【００１９】ディーゼルエンジン１１のシリンダヘッド
１１１には、エンジン燃焼室１１２内に先端が突出され
るようにして燃料噴射ノズル２１およびグロープラグ２
２が設けられている。また、燃料噴射ノズル２１には、
燃料噴射ノズル２１内に設けられた図示しない弁体の開
弁方向への移動であるノズルリフトを検出し、開弁・閉
弁に対応してスイッチのＯＮ・ＯＦＦが切り替わるノズ
ルリフトセンサ２１ａが設けられ、ディーゼルエンジン
１１のシリンダブロック１１３には、エンジン冷却水の
温度を検出するための水温センサ２３と、ディーゼルエ
ンジン１１のクランク角に対応した回転基準位置を検出
する基準位置センサ２４とが設けられている。

【００２０】燃料噴射ノズル２１に対しては、燃料噴射
ポンプ３０からの燃料が圧送供給される。この燃料噴射
ポンプ３０は、ディーゼルエンジン１１のクランク軸の
回転と連動して回転されるポンプ駆動軸３１を備える。
ポンプ駆動軸３１は、図示しないタイミングベルトによ
ってディーゼルエンジン１１のクランク軸に連結係合さ
れ、動力伝達系を構成している。このポンプ駆動軸３１
には燃料を加圧するためのフィードポンプ３２（この図
では９０°展開して示している）が連結され、先端には
周面に多数の歯が突出形成された回転歯車３３が取り付
けられている。この回転歯車３３の歯は等間隔に設けら
れているが、ディーゼルエンジン１１の各気筒の識別に
用いるため、対応する一部の箇所は欠歯となっている。
そして、これらフィードポンプ３２および回転歯車３３
は、ディーゼルエンジン１１のクランク軸が２回転する
毎に１回転するポンプ駆動軸３１によって直接的に回転
駆動される。

【００２１】回転歯車３３の外周面に近接する位置に
は、ローラリング３４に取り付けられた回転センサ３５
が設けられている。回転センサ３５は、電磁ピックアッ
プで構成され、回転歯車３３の各歯がこの回転センサ３
５に近接して通過する毎にパルス状の回転位置信号を出
力する。

【００２２】ポンプ駆動軸３１にはさらにフェイスカム
３６が設けられている。このフェイスカム３６がポンプ
駆動軸３１の回転に伴って回転することにより、ローラ
リング３４に設けられたローラ３４ａに乗り上げて、プ
ランジャ３７を軸線の方向に往復動させる。プランジャ
３７の往復動により、加圧室４４容積が増減され、その
容積増加時には燃料が加圧室４４に吸入され、容積減少
時には燃料が、後述するデリバリバルブ４２に向けて圧
送される。このプランジャ３７の往復動作のタイミング
は、ローラリング３４の回転角位置によって決定され
る。このローラリング３４の回転角位置は、タイマピス
トン３８（この図では９０°展開して示している）によ
って可変制御されている。さらに、このタイマピストン
３８の位置はタイマ制御弁３９（以下、「ＴＣＶ３９」
という）により制御される。つまり、ＴＣＶ３９が、プ
ランジャ３７の往復動作のタイミングを制御し、燃料噴
射時期を制御するのである。

【００２３】加圧室４４には、スピルポート４０を介し
て電磁スピル弁４１が連通されている。電磁スピル弁４
１が閉弁された状態では、上述の通り、加圧室４４の容
積の減少に伴って燃料の圧送が行われるが、電磁スピル
弁４１が開弁された状態では、加圧室４４の容積が減少
されても、スピルポート４０から燃料噴射ポンプ３０の
低圧側へ燃料が逃がされて加圧室４４内の圧力は高まら
ない。つまり、この電磁スピル弁４１によって燃料噴射
量が制御されるのである。ここで、電磁スピル弁４１は
通電時に閉弁され、スピルポート４０が閉じられる。

【００２４】プランジャ３７の動作に対応して圧縮され
た燃料は、加圧室４４において所定圧力に達すると、燃
料の逆流や後垂れを防止するデリバリバルブ４２を介し
て吐出され、ディーゼルエンジン１１に配設した燃料噴
射ノズル２１に供給される。こうして、燃料は、燃料噴
射ノズル２１から噴射される。

【００２５】吸気温センサ１３、アクセル位置センサ１
９、吸気圧センサ２０、水温センサ２３、回転センサ３
５、ノズルリフトセンサ２１ａ等からの検出信号は、電
子制御ユニットでなる制御回路４３に供給される。この
制御回路４３においては、各センサ類からの入力信号を
処理し、この制御回路４３からの出力信号によってＴＣ
Ｖ３９、電磁スピル弁４１等を制御するようになる。

【００２６】図２は制御回路４３の構成を示す図で、こ
の制御回路４３はマイクロコンピュータによって構成さ
れている。制御回路４３は、中央処理ユニット（ＣＰ
Ｕ）５１、制御プログラムや各種データ類を記憶するた
めのＲＯＭ５２、ＣＰＵ５１における演算データ等を一
時的に記憶するＲＡＭ５３、クロック信号を発生するク
ロック発振器５４等によって構成される。

【００２７】吸気温センサ１３、アクセル位置センサ１
９、吸気圧センサ２０、水温センサ２３からの検出信号
はそれぞれのバッファを介して、マルチプレクサ５５に
入力される。このマルチプレクサ５５は、各センサから
の入力信号を順位をもって選択して出力し、Ａ／Ｄ変換
器５６に供給する。そして、このＡ／Ｄ変換器５６でデ
ジタルデータに変換された各センサからの入力データ
は、入出力ポート５７に供給される。そして、この入出
力ポート５７から入力されるデータは、さらにＣＰＵ５
１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３の間を接続するデータバス
５８によって通信され、各種演算処理に供される。

【００２８】一方、回転センサ３５、基準位置センサ２
４からは、それぞれパルス状の検出信号が出力され、そ
れぞれ設けられた波形整形回路５９，６０で波形整形し
てからＣＰＵ５１に取り込まれる。また、ノズルリフト
センサ２１ａからの出力も同様に波形整形回路７０で波
形整形してからＣＰＵ５１に取り込まれる。

【００２９】ＣＰＵ５１においては、これらの入力デー
タに基づいてＴＣＶ３９および電磁スピル弁４１等への
制御信号を演算出力する。これらの出力は、それぞれ駆
動回路６１及び６２を介して、ＴＣＶ３９および電磁ス
ピル弁４１に駆動指令信号として供給される。

【００３０】この様に構成されるディーゼルエンジン１
１の制御装置において、回転センサ３５はローラリング
３４に取り付けられているから、タイマピストン３８が
移動されてローラリング３４が回動すると、このローラ
リング３４と一体に回転センサ３５も回動する。このた
め、フェイスカム３６のカム角度と回転センサ３５で検
出される回転位置信号との、時間軸における相対的位置
は、タイマピストン３８が移動しても変化されない。

【００３１】したがって、回転位置信号によりプランジ
ャ３７の往復動作のタイミング、即ち燃料噴射時期が検
出可能であるので、回転位置信号を波形整形した個々の
パルスの位置を基に、電磁スピル弁４１の通電のオン／
オフの時期を決定して、燃料の噴射量制御を行うのであ
る。

【００３２】ここで個々のパルスの位置認識は回転歯車
３３に対して気筒数に相当して形成された欠歯位置を検
出することによりなされる。そして、この欠歯位置を検
出し、それに引き続いて検出される各パルスが何番目で
あるかを認識することにより、ポンプ駆動軸３１の回転
位置（角度）を検出することができる。

【００３３】また噴射時期制御は、ポンプ内燃料圧力が
作用されるタイマピストン３８の高圧室３８１の燃料
を、ＴＣＶ３９を介して低圧室３８２に逃がす量を制御
することでタイマピストン３８の位置を移動させ、ロー
ラリング３４を回転させることで実行される。ここで、
ＴＣＶ３９は、制御回路４３からの指令で制御されるも
ので、燃料噴射時期はこのＴＣＶ３９がオンされると最
も遅角側に設定され、オフすると最も進角の状態とされ
る。つまり、ＴＣＶ３９のデューティ比制御により、燃
料噴射時期のフィードバック制御が可能となる。

【００３４】以上の様に構成された燃料噴射制御装置に
おいては、図３のタイミングチャートに示す様に燃料噴
射が行われる。まず、初期状態においては、実線で示す
様に、回転歯車３３の欠歯位置に対応した基準パルスが
入力された直後の基準位置（０°）以前のタイミングで
電磁スピル弁４１が閉弁される。そして、ポンプ駆動軸
３１の回転位置がこの基準位置（０°）を越え、フェイ
スカム３６がローラ３４ａに乗り上げると、加圧室４４
が圧縮され、燃料の圧力が徐々に上昇する。そして、燃
料の圧力が燃料噴射ノズル２１の開弁圧を越えると、燃
料噴射ノズル２１から燃料が噴射される（パイロット噴
射が開始される）。そして、回転位置信号のパルス数を
計数することによってパイロット噴射を終了させるタイ
ミングである目標タイミングθ１を検出し、目標タイミ
ングθ１に達した時点で電磁スピル弁４１を開弁する。
すると、燃料の圧力が即座に減少し、それに伴ってパイ
ロット噴射が終了する。そして、同様に、主噴射を開始
させるタイミングである目標タイミングθ２に達した時
点で電磁スピル弁４１を再び閉弁し、主噴射を開始させ
る。そして、主噴射を終了させるタイミングである目標
タイミングθ３に達した時点で電磁スピル弁４１を再び
開弁し、主噴射を終了させる。ここで、目標タイミング
θ１が、前述した第１目標タイミングに該当し、同様に
目標タイミングθ２、θ３が、それぞれ第２、第３目標
タイミングに該当する。

【００３５】続いて、燃料噴射ノズル２１の開弁圧が低
下した際の様子を破線で示して説明する。この場合に
は、燃料の圧力が十分に高くなる前にパイロット噴射が
開始される。即ち、図３に示す様に、燃料噴射ノズル２
１の開弁圧が低下した状態における実際のパイロット噴
射開始時期Ｔ（以下「実噴射開始時期Ｔ」という。）
は、初期状態における適正なパイロット噴射開始時期Ｔ
０（以下「適正噴射開始時期Ｔ０」という。）に比べて
早くなる。そして、この様にパイロット噴射開始時期が
早まった状態で、目標タイミングθ１が初期状態のまま
であると、パイロット噴射が行われている時間は初期状
態に比べて長くなり、パイロット噴射量が多くなる。さ
らに、パイロット噴射の終了時期が若干遅くなると共
に、主噴射時期も早くなるので、パイロット間隔が短く
なる。従って、パイロット噴射量及びパイロット間隔の
値が共に適正値に一致しなくなるので、パイロット噴射
を行うことによって得られる効果、即ち、燃焼騒音が大
幅に低減されると共に、排ガスに含まれる有害物質の量
が大幅に低減される、という効果を十分に発揮させるこ
とができなくなる。

【００３６】そこで、この燃料噴射制御装置において
は、この様に燃料噴射ノズル２１の開弁圧が低下するこ
とによってパイロット噴射が適正に行われなくなった場
合には、目標タイミングθ１、θ２及びθ３を補正し、
パイロット噴射量やパイロット間隔を適正な値に戻す。

【００３７】図４、５に示すフローチャートに基づい
て、目標タイミングθ１、θ２及びθ３を設定及び補正
するための処理ついて説明する。まず、図４に示すメイ
ンルーチンの処理について説明する。この処理は、所定
時間毎に実行される。このメインルーチンの処理が開始
されると、ＣＰＵ５１は、まず、吸気温センサ１３、ア
クセル位置センサ１９、吸気圧センサ２０、水温センサ
２３、基準位置センサ２４、回転センサ３５による検出
値を読み込む（Ｓ１０）。そして、基準位置センサ２４
により検出されるクランク角に対応する回転基準位置か
ら算出されるエンジン回転数、アクセル位置センサ１９
から検出されるアクセル開度を基にして、暫定的な燃料
噴射量及び燃料噴射時期を算出する。なお、燃料噴射量
及び燃料噴射時期の算出には、ＲＯＭ５２に記憶されて
いるマップが用いられる。そして、算出された燃料噴射
量及び燃料噴射時期に、吸気温センサ１３により検出さ
れる吸気温、吸気圧センサにより算出される吸気圧、水
温センサ２３により算出される水温を加味して、最適な
燃料噴射量である目標噴射量を算出する（Ｓ２０）と共
に、最適な燃料噴射時期である目標噴射時期を算出する
（Ｓ３０）。続いて、ＣＰＵ５１は、算出された目標噴
射量及び目標噴射時期から、ＴＣＶ３９のデューティ比
を算出する（Ｓ４０）と共に、目標タイミングθ１、θ
２及びθ３を算出する（Ｓ５０）。

【００３８】Ｓ１０からＳ５０までの処理は、従来も行
われていた処理であるが、この燃料噴射制御装置におい
ては、これらの処理に続いて、後述する補正値算出ルー
チンによって各気筒毎に求められるタイミング補正値△
θ１、△θ２及び△θ３により、各気筒毎に目標タイミ
ングθ１、θ２及びθ３を補正する（Ｓ６０）。なお、
補正値算出ルーチンにより求められるまでは、タイミン
グ補正値△θ１、△θ２及び△θ３の値は０となってい
る。

【００３９】次に、図５に示す補正値算出ルーチンの処
理について説明する。この処理は、ディーゼルエンジン
のアイドル運転時に各気筒毎に実行される。この補正値
算出ルーチンの処理が開始されると、ＣＰＵ５１は、ま
ず、ノズルリフトセンサ２１ａによる検出値から実噴射
開始時期Ｔを算出する（Ｓ１１０）。そして、前述した
適正噴射開始時期記憶手段としてのＲＯＭ５２に記憶さ
れている適正噴射開始時期Ｔ０を読み出し、適正噴射開
始時期Ｔ０と実噴射開始時期Ｔとの偏差△Ｔを算出する
（Ｓ１２０）。次に、偏差△Ｔの加重平均値△Ｔａを求
める。△Ｔａの値は（７△Ｔａ＋△Ｔ）／８で求め、算
出する毎に値を更新する（Ｓ１３０）。なお、△Ｔａの
初期値は０とする。続いて、偏差加重平均値△Ｔａか
ら、タイミング補正値△θ１、△θ２及び△θ３を算出
する（Ｓ１４０）。なお、タイミング補正値△θ１、△
θ２及び△θ３の算出には、ＲＯＭ５２に記憶されてい
るマップが用いられる。そして、算出されたタイミング
補正値△θ１、△θ２及び△θ３をバックアップＲＡＭ
５３に更新記憶する（Ｓ１５０）。

【００４０】この様な処理を行うと、燃料噴射ノズル２
１の開弁圧が低下しても、パイロット噴射量やパイロッ
ト間隔を適正な値に戻すことができる。具体的には、図
３の一点鎖線で示す様に燃料噴射が行われる。即ち、パ
イロット噴射の開始時期が早まった分だけ終了時期も早
めるために、電磁スピル弁４１の開弁タイミングを目標
タイミングθ１より△θ１だけ早め、また、パイロット
間隔を適正値と一致させるために、電磁スピル弁４１の
閉弁タイミングを目標タイミングθ２より△θ２だけ早
め、さらに主噴射における噴射量を適正値と一致させる
ために、電磁スピル弁４１の開弁タイミングを目標タイ
ミングθ３より△θ３だけ早めることにより、パイロッ
ト噴射量やパイロット間隔を適正値に戻すのである。

【００４１】この様に、本実施例の燃料噴射制御装置に
おいては、燃料噴射ノズル２１の開弁圧が低下し、実噴
射開始時期Ｔが適正噴射開始時期Ｔ０より早くなること
によって、燃料噴射量が適正値より多くなったとして
も、電磁スピル弁４１の開閉弁タイミング（目標タイミ
ングθ１、θ２及びθ３）を、タイミング補正値△θ
１、△θ２及び△θ３を用いて補正することにより、燃
料噴射量を適正値に戻すことができる。また、適正噴射
開始時期Ｔ０はＲＯＭ５２に記憶された一定値であるの
で、偏差△Ｔを容易かつ正確に算出することができ、電
磁スピル弁４１の開閉弁タイミングを正確に補正するこ
とができる。このため、燃料噴射ノズル２１の開弁圧が
低下して噴射開始時期に変化が生じても、運転状態に応
じた適正な燃料噴射を行うことができ、ディーゼルエン
ジン１１の性能を最大限発揮させることができると共
に、パイロット噴射による効果、即ち燃焼騒音の低減や
排ガスに含まれる有害物質の量の低減等の効果を最大限
発揮させることができる。

【００４２】また、本実施例の燃料噴射制御装置におい
ては、アイドル運転時に実噴射開始時期Ｔを検出して偏
差△Ｔを求める様に構成されている。アイドル運転時に
はエンジン回転数が低く、回転変動が少ないので、実噴
射開始時期Ｔをより正確に検出し、偏差△Ｔをより正確
に算出することができる。

【００４３】さらに、本実施例の燃料噴射制御装置にお
いては、ノズルリフトセンサ２１ａを用い、燃料噴射ノ
ズル２１に設けられた弁体の開弁方向への移動を検出す
ることによって、実噴射開始時期Ｔを求めるので、検出
が容易かつ正確である。なお、本実施例において、回転
センサ３５が前述した回転位置信号発生手段に該当し、
アクセル位置センサ１９及び基準位置センサ２４が前述
した運転状態検出手段に該当し、メインルーチンにおけ
るＳ１０〜Ｓ３０の処理が前述した目標タイミング算出
手段の処理に該当し、メインルーチンにおけるＳ４０及
びＳ５０の処理が前述した燃料噴射制御手段の処理に該
当し、ＲＯＭ５２が前述した適正噴射開始時期記憶手段
に該当し、ノズルリフトセンサ２１ａが前述した実噴射
開始時期検出手段に該当し、メインルーチンにおけるＳ
６０の処理及び補正値算出ルーチンの処理が目標タイミ
ング補正手段の処理に該当する。

【００４４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に何等限定されるものではな
く、さらに種々の態様において実施してもよいことはも
ちろんである。例えば、上記実施例では、実噴射開始時
期検出手段として、燃料噴射ノズル２１に設けられたノ
ズルリフトセンサ２１ａを採用したが、図１に破線で示
す燃料圧力センサ４４ａを採用してもよい。図３に示す
様に、燃料の圧力は、プランジャ３７の移動に伴って徐
々に上昇し、開弁圧に達して噴射が開始されると僅かに
下降するので、燃料圧力センサ４４ａによって燃料圧力
の下降時期を検出することによって、実噴射開始時期Ｔ
を容易に求めることができる。また、２つのセンサを併
用してもよい。

【００４５】また、上記実施例では、電磁スピル弁４１
の開閉タイミングだけを補正する様に構成したが、さら
にタイマ制御弁３９の制御量も補正する様に構成しても
よい。この場合には、より円滑かつ適正に補正すること
ができる。また、上記実施例では、アイドル運転時にタ
イミング補正値△θ１、△θ２及び△θ３を繰り返し算
出し、更新する様に構成したが、アイドル運転時には偏
差加重平均値△Ｔａだけを算出し、アイドル運転から脱
した際にタイミング補正値△θ１、△θ２及び△θ３の
算出及び更新を行う様に構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の燃料噴射制御装置の概略
を表す説明図である。

【図２】 本発明の一実施例の燃料噴射制御装置の電気
的構成を表すブロック図である。

【図３】 本発明の一実施例の燃料噴射制御装置におい
て、ポンプ駆動軸の回転に伴い発生される回転位置信号
と、電磁スピル弁の開閉タイミングと、燃料の圧力変化
と、燃料噴射ノズルのノズルリフト量との関係を表すタ
イミングチャートである。

【図４】 本発明の一実施例の燃料噴射制御装置におい
て、電磁スピル弁の開閉弁タイミングを算出するメイン
ルーチンの処理を表すフローチャートである。

【図５】 本発明の一実施例の燃料噴射制御装置におい
て、電磁スピル弁の開閉弁タイミングの補正値を算出す
るための処理を表すフローチャートである。

【符号の説明】

１１…ディーゼルエンジン １９…アクセル位置セン
サ ２０…吸気圧センサ ２１…燃料噴射ノズル ２１
ａ…ノズルリフトセンサ ２３…水温センサ ２４…基準位置センサ ３５…
回転センサ ３９…タイマ制御弁（ＴＣＶ） ４１…電磁スピル弁
４３…制御回路 ４４…加圧室 ４４ａ…燃料圧力センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２２Ｃ ３５８ ３５８Ｚ Ｆ０２Ｍ 65/00 ３０６ Ｆ０２Ｍ 65/00 ３０６Ｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの回転に同期して回
   転する駆動軸を備え、該駆動軸の回転に伴うプランジャ
   の往復動により、加圧室に燃料を吸入すると共に、加圧
   室内の燃料を加圧し、その加圧燃料をディーゼルエンジ
   ンに設けられた燃料噴射ノズルに圧送する燃料噴射ポン
   プと、 該燃料噴射ポンプに設けられ、前記プランジャの往復動
   に対応した所定のタイミングで開閉弁されて、開弁時に
   前記加圧室内の加圧燃料を前記燃料噴射ポンプの低圧側
   に溢流させる電磁スピル弁と、 前記燃料噴射ポンプの駆動軸の回転位置を検出して回転
   位置信号を発生する回転位置信号発生手段と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段と、 該検出された運転状態と前記回転位置信号とに基づき、
   前記ディーゼルエンジンに対してその運転状態に対応し
   た量の燃料を供給するのに必要な、前記電磁スピル弁の
   開閉弁タイミングを算出する目標タイミング算出手段
   と、 該目標タイミング算出手段の算出結果に応じて前記電磁
   スピル弁を開閉弁して、前記燃料噴射ノズルからディー
   ゼルエンジンの運転状態に対応した燃料を噴射させる燃
   料噴射制御手段と、 を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置におい
   て、 前記燃料噴射ポンプ内でのプランジャによる燃料加圧開
   始後、前記燃料噴射ノズルから燃料の噴射が開始される
   適正な時期である適正噴射開始時期が、前記駆動軸の回
   転角度に関連づけて記憶された適正噴射開始時期記憶手
   段と、 前記燃料噴射ポンプ内でのプランジャによる燃料加圧開
   始後、前記燃料噴射ノズルから実際に燃料の噴射が開始
   される時期である実噴射開始時期を、前記回転位置信号
   に基づき前記駆動軸の回転角度として検出する実噴射開
   始時期検出手段と、 該検出された実噴射開始時期と前記適正噴射開始時期と
   の偏差に基づき、前記目標タイミング算出手段にて算出
   された電磁スピル弁の開閉弁タイミングを補正し、前記
   燃料噴射制御手段に、該補正後の開閉弁タイミングにて
   前記電磁スピル弁を開閉弁させる目標タイミング補正手
   段と、 を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴
   射制御装置。
2. 【請求項２】 前記目標タイミング算出手段は、前記電
   磁スピル弁の開閉弁タイミングとして、前記燃料噴射ポ
   ンプ内での前記プランジャによる燃料加圧開始後に前記
   電磁スピル弁を開弁して燃料のパイロット噴射を終了さ
   せる第１目標タイミング、該パイロット噴射終了後に前
   記電磁スピル弁を閉弁して燃料の主噴射を開始させる第
   ２目標タイミング、及び、該主噴射開始後に前記電磁ス
   ピル弁を開弁して主噴射を終了させる第３目標タイミン
   グを算出し、 前記目標タイミング補正手段は、前記実噴射開始時期と
   前記適正噴射開始時期との偏差に基づき、前記目標タイ
   ミング算出手段にて算出された前記第１〜第３目標タイ
   ミングの各々を補正し、 前記燃料噴射制御手段は、該補正後の各目標タイミング
   で前記電磁スピル弁を開閉することにより、ディーゼル
   エンジンへの燃料のパイロット噴射量及び主噴射量を制
   御することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエ
   ンジンの燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 前記目標タイミング補正手段は、アイド
   ル運転時における前記実噴射開始時期と前記適正噴射開
   始時期との偏差に基づき、前記目標タイミング算出手段
   にて算出された電磁スピル弁の開閉弁タイミングを補正
   し、前記燃料噴射制御手段に対して、該補正後の開閉弁
   タイミングにて前記電磁スピル弁を開閉弁させることを
   特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジ
   ンの燃料噴射制御装置。
4. 【請求項４】 前記実噴射開始時期検出手段は、前記燃
   料噴射ノズルに設けられた弁体の開弁方向への移動を検
   出するノズルリフトセンサを備え、前記弁体が開弁方向
   への移動を開始する時期を前記実噴射開始時期として検
   出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載
   のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】 前記実噴射開始時期検出手段は、前記燃
   料噴射ポンプの前記加圧室内の燃料圧力を検出する燃料
   圧力センサを備え、前記プランジャによる燃料加圧開始
   後、前記燃料噴射ノズルが開弁することにより前記加圧
   室内の燃料圧力が下降する時期を前記実噴射開始時期と
   して検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか
   に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。