JPH11236843A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は，エンジンのアイドル運転状態で
は燃料噴射圧力を決めるレール圧力の目標値を作動流体
の温度に基づいて決定することにより，安定したアイド
ル運転状態を得ることができるエンジンの燃料噴射装置
を提供する。 【解決手段】 アイドル判別手段３３がエンジンの運転
状態をアイドル運転状態であると判別したときの目標作
動流体圧力Ｐｒｔは，オイルの粘度と関係するオイル温
度Ｔｏに基づいて決定する第２目標レール圧力算出手段
３２からの出力とされる。圧力制御弁６４は，インジェ
クタに供給されるレール圧力Ｐｒが目標作動流体圧力Ｐ
ｒｔになるようにフィードバック制御されるので，アイ
ドル運転状態においてオイルの粘度の変化によってエン
ジン回転数の変動への影響が現れるのを防止することが
でき，安定したアイドル運転状態を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，エンジンの運転
状態に基づいて燃料を噴射するインジェクタを備えたエ
ンジンの燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，本体内を昇降して噴孔を開閉制御
する針弁と，その針弁を昇降させるため作動流体を制御
する駆動電流が供給される電磁弁とを具備したインジェ
クタを備え，コントローラによってエンジンの運転状態
に応じて前記インジェクタから噴射される燃料噴射時期
及び燃料噴射量を制御するエンジンの燃料噴射システム
が知られている。

【０００３】上記燃料噴射システムとして，作動流体を
エンジンオイルのような作動オイルとし，作動オイルの
本体内への流入を制御する電磁弁と作動オイルによって
作動する増圧ピストンとを有するインジェクタを備え，
増圧室内の燃料を増圧ピストンによって増圧し，増圧さ
れた燃料の圧力で針弁を昇降させ，針弁によって開弁さ
れた噴孔から増圧された燃料を噴射する型式のシステム
と，作動流体をコモンレールに貯留された高圧燃料と
し，制御圧力室を本体内に形成したインジェクタを備
え，制御圧力室への高圧燃料の流入と流出とを制御し，
その高圧燃料の圧力に基づいて針弁を昇降させ，針弁に
よって開弁された噴孔から高圧燃料を噴射する型式のシ
ステムとがある。

【０００４】前者の形式のインジェクタが組み込まれた
エンジンにおける燃料噴射システムとして，図９に示す
ものがある。近年のエンジンは，高出力を得るために４
気筒，６気筒のように多気筒エンジンとなっており，各
気筒には，燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ
１がそれぞれ設けられている。図９に示した燃料噴射シ
ステムでは，燃料タンク５２の燃料は，燃料ポンプ５３
の駆動によって燃料フィルタ５４を通じて燃料供給のた
めの共通の通路であるコモンレール５１に供給される。
コモンレール５１は，各気筒のインジェクタ１の燃料供
給口１１と燃料排出口１２とに接続されている。即ち，
インジェクタ１は，その燃料供給口１１と燃料排出口１
２とに所定圧の燃料が常に供給されているコモンレール
５１に配置されている。各インジェクタ１で消費されな
かった燃料は，燃料回収通路５５を通じて燃料タンク５
２に回収される。

【０００５】インジェクタ１には，燃料の噴射圧力を増
圧するために，高圧オイルマニホルド５６からの作動流
体即ち作動オイルが電磁弁１０を通じて導入される。高
圧オイルマニホルド５６には，オイル溜まり５７からの
オイルがオイルポンプ５８の作動によってオイル供給路
６１を通じて供給され，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６１は，オイルギャラリ６２に
通じる潤滑系通路６７と高圧オイルポンプ６３に至る作
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，高圧オイ
ルポンプ６３から高圧オイルマニホルド５６へのオイル
の供給は圧力制御弁６４による作動オイルのリーク量を
制御することによりコントロールされている。コントロ
ーラ５０は，圧力制御弁６４の制御とインジェクタ１の
電磁弁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，回転セン
サ６８で検出されたエンジン回転数，アクセル踏込み量
センサ６９で検出されたアクセル開度及びクランク角セ
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の作動オイル圧力が入力される。なお，クラ
ンク角センサ７０が検出したクランク角度は，基準気筒
又は各気筒においてピストンの圧縮上死点或いは圧縮上
死点前の所定位置に到達したことを検出する各センサの
検出信号と共に，駆動電流の通電開始時期及び通電期間
の制御に用いられる。圧力制御弁６４は，常開式又は常
閉式の制御弁であり，コントローラ５０からの制御信号
により，その開度が制御され，高圧オイルポンプ６３か
らの余剰の高圧オイルがリーク量として戻り通路６５を
通じてオイル溜まり５７に回収される。なお，作動オイ
ルの温度はオイル温度センサ７２によって検出される。

【０００６】図１０は，図９に示す燃料噴射システムに
用いられているインジェクタ１の断面図である。インジ
ェクタ１の本体は，先端に燃料を噴射する噴孔１３が形
成されたノズル本体２と，電磁アクチュエータ１５とし
てのソレノイドを搭載するソレノイド本体３，インジェ
クタ本体４及び燃料供給本体５を有している。インジェ
クタ１は，コモンレール５１からの燃料が供給される増
圧室７，作動流体が供給される圧力室８，圧力室８に供
給された作動流体で駆動され増圧室７内の燃料を増圧す
る増圧ピストン９，増圧ピストン９を復帰させるリター
ンスプリング１７，及び燃料チャンバ２０を形成するた
めコモンレール５１に開口する燃料供給口１１と燃料排
出口１２とが形成されたケース６を具備している。針弁
２３は，増圧室７からの燃料の圧力に基づいて昇降して
噴孔１３を開閉する。電磁弁１０は，作動流体の圧力室
８への供給を制御するため，電磁アクチュエータ１５で
作動される弁体１６を有している。増圧ピストン９は，
本体内に形成された中空穴２６に摺動可能に嵌合される
と共に圧力室８の壁面の一部を形成する大径部２５と，
燃料供給本体５に形成された中空穴２７に摺動可能に嵌
合されると共に増圧室７の壁面の一部を形成する小径部
２４とから成っている。

【０００７】このような増圧ピストン式のインジェクタ
においては，噴孔からの燃料噴射圧力は，高圧オイルマ
ニホルド５６内の圧力，即ち，レール圧力によって決定
される。したがって，目標燃料噴射量を得るためには，
実際のレール圧力が目標レール圧力となるようにレール
圧力の制御が行われる。レール圧力の制御は，圧力制御
弁６４の開度（例えば，開弁制御用のパルス電流のデュ
ーティ比）を制御して圧力制御弁６４を通じてリークさ
れる作動オイルのリーク量を制御する等の手段により行
われる。目標レール圧力は，エンジンの運転状態に応じ
て求められた目標燃料噴射量の燃料を所定の期間内（所
定のクランク角度の範囲内）に噴射させるべく，目標燃
料噴射量と実際のエンジン回転数とに基づいて決定され
る。目標燃料噴射量は，通常の運転状態では，主として
エンジン回転数とアクセル踏込み量とから，エンジンの
出力特性や排気特性が最適になるように予め決められた
マップ等に基づいて決定される。しかしながら，アイド
ル運転状態ではエンジンの回転数が一定していることが
好ましいので，実際のエンジン回転数が目標エンジン回
転数に等しくなるように目標燃料噴射量が決定される。
そのようにして決定された目標燃料噴射量の燃料が実レ
ール圧力の下で実際に噴射されるように実現すべく，イ
ンジェクタの電磁弁が駆動される。

【０００８】エンジンのアイドル運転状態において，目
標燃料噴射量と実エンジン回転数とから目標レール圧力
を決定すると，アイドル運転の安定性を損なうことがあ
る。即ち，実エンジン回転数は，安定となるように制御
されても僅かに変動するため，決定される目標レール圧
力も変動する。目標レール圧力が変動すると実レール圧
力も変動し，その結果，燃焼状態が変化してエンジンの
運転状態にハンチング現象が発生したり，エンジンに振
動が発生するという不具合がある。

【０００９】そのため，エンジンがアイドル運転状態に
あるときには，特開平６−９３９１４号公報に開示され
ているように，目標エンジン回転数から目標レール圧力
を決定することが考えられる。即ち，アイドル運転状態
での目標エンジン回転数は，一定の回転数であるから目
標レール圧力も安定なものとして決定され，実エンジン
回転数が変動しても実レール圧力が安定し，燃焼状態が
安定することが期待される。

【００１０】しかしながら，作動流体の温度や時間経過
に伴って変化する作動流体の粘性の程度によって，燃料
噴射特性が大きく変化することが分かっている。この現
象は，特に，作動流体を燃料ではなくエンジンオイルと
し且つ増圧ピストン式のインジェクタを用いる燃料噴射
システムにおいて顕著である。即ち，目標レール圧力
（又は，実レール圧力）が同じでも，作動流体の粘性が
高粘性であると，圧力室に流入した作動流体が圧力室に
流れ込むのに抵抗増となるため，増圧ピストンを押す力
が低下して実燃料噴射量が減少する。そして，アイドル
運転制御ではエンジンの回転数が目標回転数と一致する
ように燃料噴射量を制御するため，逆に燃料噴射量が増
加する。その結果，燃料噴射期間が延びて，適正の噴射
時期以外にも燃料が噴射されることとなってスモーク等
が発生し，最悪の状態では必要な時期に充分な出力が得
られないため，或いは燃料噴射自体が実行できずに，エ
ンジンがストールする事態となる。また，作動流体の粘
性が高くなり過ぎると，圧力室への流入・流出がスムー
ズでなくなり，上記と同様にして，増圧ピストンを押す
力が低下し，最適な燃焼状態を得ることができない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように，作動流体
の粘性は，エンジンの燃料噴射量に大きな影響がある。
特に，エンジンがアイドル運転状態にあるときは，作動
流体の粘性がエンジンの燃料噴射量を変動させて，エン
ジンの回転数を変動させ，エンジンの出力特性や排気ガ
ス特性を悪化させることがある。したがって，エンジン
の運転状態がアイドル運転状態にあると判別したときに
は，作動流体の粘度による悪影響を防止して，安定した
アイドル運転状態を実現する点で解決すべき課題があ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
課題を解決することであり，アイドル判別手段がエンジ
ンの運転状態をアイドル運転状態であると判別したとき
に，目標作動流体圧力を作動流体の粘度に基づいて決定
することにより，作動流体の粘度の変化がアイドル運転
時の運転状態に影響を及ぼすのを回避して，安定したア
イドル運転状態を得ることができるエンジンの燃料噴射
装置を提供することである。

【００１３】この発明は，燃焼室内に燃料を噴射する噴
孔が形成され且つ前記噴孔を開閉制御するための作動流
体が供給されると共に前記作動流体の圧力に応じた噴射
圧力で燃料を噴射するインジェクタ，前記インジェクタ
へ供給される前記作動流体の圧力を制御する圧力制御
弁，前記エンジンの運転状態を検出する検出手段，及び
前記インジェクタへ供給される前記作動流体の圧力が目
標作動流体圧力となるように前記圧力制御弁の作動を制
御するコントローラを備え，前記コントローラは，前記
検出手段からの信号に基づいて前記作動流体の粘度を代
表するパラメータを検出する粘度検出手段と前記検出手
段からの信号に基づいて前記エンジンのアイドル運転状
態又は非アイドル運転状態を判別するアイドル判別手段
とを有し，前記アイドル判別手段が前記エンジンの運転
状態を前記アイドル運転状態であると判別したときに
は，前記粘度検出手段が検出した前記作動流体の粘度に
基づいて前記目標作動流体圧力を決定することから成る
エンジンの燃料噴射装置に関する。

【００１４】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記コントローラは，前記アイドル判別手段が前記
エンジンの運転状態を非アイドル運転状態であると判別
したときには，前記検出手段が検出した前記エンジンの
負荷に基づいて前記目標作動流体圧力を決定する。

【００１５】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記コントローラは，前記非アイドル運転状態にお
ける前記エンジンの負荷に加えて，前記回転数検出手段
が検出した前記エンジンの回転数，及び前記粘度検出手
段が検出した前記作動流体の粘度に応じて前記目標作動
流体圧力を決定する。

【００１６】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記圧力制御弁の制御は，前記圧力制御弁に印加さ
れる制御パルス電流のデューティ比を制御することによ
り行われ，前記コントローラは，前記目標作動流体圧力
に前記目標作動流体圧力と前記作動流体の圧力との偏差
に基づくＰＩＤ動作によって得られた補正流体圧力を加
えることによって最終目標作動流体圧力を求め，前記デ
ューティ比を前記最終目標作動流体圧力に応じて予め決
められた関係に基づいて求められる。

【００１７】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記作動流体の粘度は，温度に依存しているので，
前記粘度検出手段は，前記作動流体の温度を検出する手
段である。また，前記作動流体は，エンジンオイル又は
燃料である。

【００１８】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記エンジンの運転状態を検出する前記検出手段
は，前記エンジンの回転数を検出する回転数センサ及び
アクセル踏込み量を検出するアクセル踏込み量センサを
含み，前記アイドル判別手段は，前記回転数センサが検
出した前記エンジンの回転数が予め決められた範囲内に
あり，且つ前記アクセル踏込み量センサが検出した前記
アクセル踏込み量が予め決められた値以下であるとき
に，前記エンジンの運転状態を前記アイドル運転状態と
判別する。

【００１９】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記インジェクタは前記噴孔を開閉するため前記コ
ントローラから供給される駆動電流によって駆動される
電磁弁を備えており，前記駆動電流の通電期間は，燃料
噴射量，前記作動流体の圧力，及び前記作動流体の粘度
に応じて予め決められた関係に基づいて決定される。

【００２０】また，このエンジンの燃料噴射装置におい
て，前記インジェクタは，本体に形成され且つコモンレ
ールからの燃料が供給される増圧室，前記本体に形成さ
れ且つ前記作動流体が供給される圧力室，前記増圧室内
の燃料を増圧して前記噴孔に供給するため前記圧力室に
供給される前記作動流体に基づいて昇降駆動される増圧
ピストン，前記増圧室からの燃料の圧力に基づいて前記
本体内を昇降して前記噴孔を開閉する針弁，及び燃料チ
ャンバを形成するため前記本体の外周に配置され且つ前
記コモンレールに開口する燃料供給口と燃料排出口とが
形成されたケースを具備し，前記電磁弁は前記駆動電流
によって駆動されることにより前記圧力室への前記作動
流体の供給を制御する。

【００２１】この発明は，上記のように構成されている
ので，コントローラは，アイドル判別手段がエンジンの
運転状態を前記アイドル運転状態であると判別したとき
には，目標作動流体圧力を，粘度検出手段からの信号で
求められた作動流体の粘度に基づいて決定する。コント
ローラは，インジェクタに供給される作動流体の圧力が
作動流体の粘度に応じて決定された目標作動流体圧力に
なるように，即ち，目標作動流体圧力と作動流体の圧力
との偏差が零になるように圧力制御弁の作動を制御す
る。インジェクタは，結局，燃料を作動流体の粘度に応
じた噴射圧力で燃焼室に噴射することになるので，アイ
ドル運転状態において作動流体の粘度による燃料噴射特
性の変動，即ち，エンジン回転数の変動への影響が現れ
るのを防止することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，この
発明によるエンジンの燃料噴射装置の実施例を説明す
る。この発明の実施例においては，エンジンの燃料噴射
システム及びそのシステムに用いるインジェクタの具体
的な構造については，図９及び図１０にそれぞれ示した
燃料噴射システム及びインジェクタを採用することがで
きる。即ち，本発明によるエンジンの燃料噴射装置にお
いても，本体内を昇降して噴孔を開閉制御する針弁と，
その針弁を昇降させるため作動流体を制御する駆動電流
が供給される電磁アクチュエータを有する電磁弁とを具
備したインジェクタを備え，コントローラはエンジンの
運転状態に応じてインジェクタから噴射される燃料噴射
量を制御している。以下の説明において，対応する構成
要素及び部位には同じ参照符号が用いられているので，
これらの構成要素及び部位についての再度の詳細な説明
を省略する。

【００２３】図１は，この発明によるエンジンの燃料噴
射装置の作動流体圧力であるレール圧力制御のブロック
図である。図１に示すレール圧力制御において，エンジ
ンの運転状態の検出手段に含まれる回転数センサ６８か
らの信号で求められるエンジン回転数Ｎｅと，後述する
最終目標燃料噴射量Ｑｆとの入力を受けて，第１目標レ
ール圧力算出手段３１が非アイドル運転状態における目
標レール圧力Ｐｒｔを出力する。一方，オイル温度セン
サ７２からの信号で求められるオイル温度Ｔｏに基づい
て，第２目標レール圧力算出手段３２がアイドル運転状
態における目標レール圧力Ｐｒｔを出力する。アイドル
判別手段３３は，エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み
量センサ６９からの信号で求められるアクセル踏込み量
Ａｃとに基づいて，エンジンがアイドル運転状態か非ア
イドル運転状態かを判別し，判別結果に基づいて切換器
３４を作動させて，エンジンがアイドル運転状態のとき
には第１目標レール圧力算出手段３１からの目標レール
圧力Ｐｒｔを出力し，エンジンが非アイドル運転状態の
ときには第２目標レール圧力算出手段３２からの目標レ
ール圧力Ｐｒｔを出力する。

【００２４】切換器３４の出力である目標レール圧力Ｐ
ｒｔと圧力センサ７１が検出する実レール圧力Ｐｒとの
圧力偏差ΔＰｒが求められ，圧力偏差ΔＰｒに対してＰ
ＩＤ制御要素３５のＰＩＤ動作によって補正レール圧力
が求められる。フィードフォワード項としての目標レー
ル圧力Ｐｒｔと補正項としての補正レール圧力との和と
しての最終目標レール圧力（圧力偏差ΔＰｒの関数ｇ
（ΔＰｒ）として求められる）が，圧力制御弁６４のデ
ューティ比決定手段３６に入力され，予め決められたマ
ップから最終目標レール圧力に応じた圧力制御弁６４の
開度（あるいは，平均的な開弁時間）を決めるデューテ
ィ比Ｄｐｒが求められる。コントローラ５０はこのデュ
ーティ比Ｄｐｒでもって圧力制御弁６４に制御電流を出
力して圧力制御弁６４からの高圧オイルのリーク量を制
御するので，高圧オイルマニホルド５６におけるオイル
圧力が目標レール圧力Ｐｒｔとなるように制御される。

【００２５】図２は，図１における最終目標燃料噴射量
Ｑｆを出力するブロック図である。回転数センサ６８が
検出したエンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量センサ
６９が検出したアクセル踏込み量Ａｃとに基づいて，予
め決められたマップを備えた第１基本燃料噴射量算出手
段４０が基本燃料噴射量Ｑｂを算出する。基本燃料噴射
量算出手段４０には，オイル温度Ｔｏに応じて複数枚の
マップが予め用意されている。一方，オイル温度センサ
７２が検出したオイル温度Ｔｏに基づいて，予め決めら
れたマップを備えた第２基本燃料噴射量算出手段４１が
アイドル運転状態における基本燃料噴射量Ｑｉを算出す
る。回転数センサ６８が検出したアイドル運転状態での
エンジン回転数Ｎｅと基準となるアイドル運転回転数Ｎ
ｉとの回転数偏差ΔＮに基づいて，補正燃料噴射量算出
手段４２が予め決められたマップに基づいて補正燃料噴
射量ΔＱを算出する。補正燃料噴射量ΔＱは，回転数偏
差ΔＮに対するＰＩＤ制御要素のＰＩＤ動作によって得
られる補正量である。コントローラ５０は，アイドル判
別手段３３がエンジンの運転状態を非アイドル運転状態
と判別したときには，切換器４３を制御して基本燃料噴
射量算出手段４０からの基本燃料噴射量Ｑｂを最終目標
燃料噴射量Ｑｆとして出力し，アイドル判別手段３３が
エンジンの運転状態をアイドル運転状態と判別したとき
には，切換器４３を制御して基本燃料噴射量算出手段４
１の出力Ｑｉと補正燃料噴射量算出手段４２が出力する
補正燃料噴射量ΔＱとの和を最終最終目標燃料噴射量Ｑ
ｆとして出力する。

【００２６】エンジンの燃料噴射装置においては，コン
トローラ５０は，エンジンの運転状態，即ち，回転数セ
ンサ６８が検出したエンジンの回転数Ｎｅとアクセル踏
込み量センサ６９が検出したアクセル踏込み量Ａｃとに
基づいて基本となる燃料噴射量を求める。また，コント
ローラ５０には，駆動電流の基準通電期間と噴射される
燃料噴射量との間の基準燃料噴射特性が予め記憶されて
いる。

【００２７】図３は，この発明によるエンジンの燃料噴
射装置のメインルーチンを示すフローチャートである。
このフローチャートは，次の各ステップから成る。 （１）アイドル運転フラグが決定される（ステップ１，
Ｓ１と略す。以下同じ）。即ち，エンジンの運転状態が
アイドル運転状態と非アイドル運転状態とで異なるフラ
グの値が決定される。 （２）最終目標燃料噴射量Ｑｆが決定される（Ｓ２）。
エンジン回転数Ｎｅやアクセル踏込み量Ａｃ等のエンジ
ンの運転状態に応じて，予め決められているマップ等の
関係に基づいて，１回の燃料噴射で噴射すべき燃料量が
決定される。 （３）目標レール圧力Ｐｒｔが決定される（Ｓ３）。Ｓ
１の結果に基づいてエンジンの運転状態がアイドル運転
状態であると判別されると，作動流体の粘度を補償する
ように目標レール圧力Ｐｒｔが決定される。 （４）圧力制御弁６４が制御される（Ｓ４）。即ち，目
標レール圧力Ｐｒｔと実レール圧力Ｐｒとに基づいて，
目標レール圧力Ｐｒｔを得るように圧力制御弁６４への
制御電流のデューティ比を決めて，圧力制御弁６４がリ
ークする作動オイルのリーク量を定める。 （５）インジェクタ１が駆動される（Ｓ５）。即ち，最
終目標燃料噴射量Ｑｆ，実レール圧力Ｐｒ，及び作動流
体の粘度に基づいて，インジェクタ１の電磁弁１０を駆
動すべき駆動パルス幅Ｐｗが決定され，その駆動パルス
幅Ｐｗでインジェクタ１が駆動される。

【００２８】以下，上記Ｓ１〜Ｓ５の各ステップの詳細
を順に説明する。図４は，図３に示したメインルーチン
におけるアイドル運転フラグの決定ルーチン（Ｓ１）を
示すフローチャートである。 （１）エンジンの運転状態が読み込まれる（Ｓ１０）。
即ち，回転数センサ６８からの信号で求められるエンジ
ン回転数Ｎｅ，及びアクセル踏込み量センサ６９からの
信号で求められるアクセル踏込み量Ａｃが定期的にコン
トローラ５０に読み込まれる。 （２）アクセル踏込み量Ａｃが低負荷運転状態のときの
アクセル踏込み量に相当する場合は，アクセル踏込み量
Ａｃと予め決められた値Ａｃｌとの大きさが比較される
（Ｓ１１）。 （３）Ｓ１１における判定で，アクセル踏込み量Ａｃが
Ａｃｌよりも小さいときには，更に，エンジン回転数Ｎ
ｅが，予め決められた回転数ＮｌとＮｈとの間の所定の
回転数の範囲内に存在するか否かが判定される（Ｓ１
２）。 （４）Ｓ１２における判定で，ＹＥＳの場合には，アイ
ドル運転フラグＦｌａｇＩに１を代入して，エンジンが
アイドル運転状態にあると判別する（Ｓ１３）。 （５）Ｓ１１における判定，及びＳ１２における判定の
いずれかで，ＮＯの判定となった場合には，アイドル運
転フラグＦｌａｇＩに０を代入して，エンジンが非アイ
ドル運転状態であると判別する（Ｓ１３）。

【００２９】図５は，図３に示したメインルーチンにお
ける最終目標燃料噴射量Ｑｆの決定ルーチン（Ｓ２）を
示すフローチャートであり，以下の各ステップから成
る。 （１）エンジンの運転状態が読み込まれる（Ｓ２０）。
即ち，回転数センサ６８からの信号で求められたエンジ
ン回転数Ｎｅ，アクセル踏込み量センサ６９からの信号
で求められたアクセル踏込み量Ａｃが定期的にコントロ
ーラ５０に読み込まれる。 （２）アイドル運転フラグＦｌａｇＩが１であるか否か
が判定され，エンジンの運転状態がアイドル運転である
か否かが判別される（Ｓ２１）。 （３）Ｓ２１での判定がＹＥＳであると，作動流体であ
るオイルの温度Ｔｏに応じたアイドル運転時の目標燃料
噴射量Ｑｉがマップ等の予め決められた関係に基づいて
算出される（Ｓ２２）。 （４）エンジン回転数の偏差が次の式によって求めら
れ，回転数偏差ΔＮとして代入される（Ｓ２３）。ただ
し，Ｎｉは，エンジンのアイドル運転状態を定める基準
の回転数である。 ΔＮ←Ｎｅ−Ｎｉ （５）最終目標燃料噴射量Ｑｆが，回転数偏差ΔＮのＰ
ＩＤ動作に基づくフィードバック制御によって目標燃料
噴射量Ｑｉを補正することにより求められる（Ｓ２
４）。 Ｑｆ←Ｑｉ＋Ｋｐ×ΔＮ＋Ｋｉ×∫ΔＮｄｔ＋Ｋｄ×
（ｄΔＮ／ｄｔ） （６）Ｓ２１の判定結果がＮＯである場合には，エンジ
ンは非アイドル運転状態であるので，最終目標燃料噴射
量Ｑｆは，通常のとおり，エンジン回転数Ｎｅとアクセ
ル踏込み量Ａｃに基づいてマップ等の予め決められた関
係から求められる（Ｓ２５）。

【００３０】図６は，図３に示したメインルーチンにお
ける目標レール圧力Ｐｒｔの設定ルーチン（Ｓ３）を示
すフローチャートであり，以下の各ステップから成る。 （１）エンジン回転数Ｎｅ，最終目標燃料噴射量Ｑｆ，
及びオイル温度Ｔｏが読み込まれる（Ｓ３０）。 （２）アイドル運転フラグＦｌａｇＩが１であるか否か
が判定され，エンジンの運転状態がアイドル運転である
か否かが判別される（Ｓ３１）。 （３）Ｓ３１での判定がＹＥＳである場合には，Ｓ３０
で読み込んだオイル温度Ｔｏによって，マップ等の予め
決められた関係から目標レール圧力Ｐｒｔが設定される
（Ｓ３２）。即ち，エンジンの運転状態がアイドル運転
であると，目標レール圧力Ｐｒｔは，オイル温度Ｔｏの
みによって決められることになり，エンジン回転数等の
情報によって目標レール圧力Ｐｒｔを決めることがな
い。 （４）Ｓ３１での判定がＮＯである場合には，Ｓ３０で
読み込んだエンジン回転数Ｎｅ，最終目標燃料噴射量Ｑ
ｆ，及びオイル温度Ｔｏに基づいて，マップ等の予め決
められた関係から目標レール圧力Ｐｒｔが設定される
（Ｓ３３）。

【００３１】図７は，図３に示したメインルーチンにお
ける圧力制御弁の制御ルーチン（Ｓ４）を示すフローチ
ャートであり，以下の各ステップから成る。 （１）Ｓ３２及びＳ３３において決定された目標レール
圧力Ｐｒｔ，及び圧力センサ７１からコントローラ５０
に入力された実レール圧力Ｐｒが読み込まれる（Ｓ４
０）。 （２）Ｓ４０で読み込んだ目標レール圧力Ｐｒｔと実レ
ール圧力Ｐｒとの偏差が次の式によって算出され，算出
結果が圧力偏差ΔＰｒとして代入される（Ｓ４１）。 ΔＰｒ←Ｐｒ−Ｐｒｔ （３）圧力制御弁６４に供給される駆動パルス電流のデ
ューティ比Ｄｐｒが，目標レール圧力ＰｒｔとＳ４１に
おいて算出された圧力偏差ΔＰｒのＰＩＤ動作に基づく
フィードバック制御量との和の関数として求められる
（Ｓ４２）。 Ｄｐｒ←ｆｎ〔Ｐｒｔ＋Ｌｐ×ΔＰｒ＋Ｌｉ×∫ΔＰｒ
ｄｔ＋Ｌｄ×（ｄΔＰｒｔ／ｄｔ）〕 （４）Ｓ４２で求められたデューティ比Ｄｐｒを有する
駆動パルス電流が圧力制御弁６４に供給されて，そのデ
ューティ比Ｄｐｒで高圧オイルポンプ６３から圧力制御
弁６４を通じてリークされる作動オイルのリーク量が定
められ，高圧オイルマニホルド５６におけるレール圧力
Ｐｒが制御される（Ｓ４３）。

【００３２】図８は，図３に示したメインルーチンにお
けるインジェクタの駆動ルーチン（Ｓ５）を示すフロー
チャートであり，以下の各ステップから成る。 （１）最終目標燃料噴射量Ｑｆ，実レール圧力Ｐｒ及び
オイル温度Ｔｏが読み込まれる（Ｓ５０）。 （２）インジェクタ１へ印加される制御電流のパルス幅
Ｐｗが決定される（Ｓ５１）。即ち，実レール圧力Ｐｒ
及びオイル温度Ｔｏの条件下で，インジェクタ１が最終
目標燃料噴射量Ｑｆの燃料を噴射するのに必要なインジ
ェクタ１の電磁弁１０の駆動パルス電流の通電期間とし
ての駆動パルス幅Ｐｗが決定される。 （３）Ｓ５１で求めた駆動パルス幅Ｐｗを有する制御電
流によってインジェクタ１が駆動される（Ｓ５２）。即
ち，駆動パルス幅Ｐｗを有する制御電流がインジェクタ
１の電磁弁１０に供給され，その通電期間で電磁弁１０
が作動することにより，インジェクタ１の噴孔１３が開
口して燃料が燃焼室内に噴射される。

【００３３】以上のように，このエンジンの燃焼噴射装
置においては，アイドル運転状態における最終目標燃料
噴射量Ｑｆは，作動オイルの粘度に応じて求めた目標燃
料噴射量Ｑｉに，エンジンの回転数Ｎｅと目標アイドル
回転数Ｎｉとの偏差ΔＮに基づくＰＩＤ制御要素によっ
て得られた補正燃料噴射量ΔＱを加えることによって求
め，燃料噴射量の目標燃料噴射量Ｑｉへの追従性を向上
して，エンジンの回転数Ｎｅを目標アイドル回転数Ｎｉ
に素早く一致させている。また，圧力制御弁６４は，印
加される制御パルス電流のデューティ比制御によって制
御され，コントローラ５０は，目標レール圧力Ｐｒｔ
に，目標レール圧力Ｐｒｔと実レール圧力Ｐｒとの偏差
ΔＰｒに基づくＰＩＤ動作によって得られた補正流体圧
力ｇ（ΔＰｒ）を加えることによって最終レール圧力を
求め，デューティ比Ｄｐｒを最終レール圧力に応じて予
め決められた関係に基づいて求めているので，レール圧
力Ｐｒを素早く目標レール圧力Ｐｒｔに一致させる制御
を行うことができる。更に，インジェクタ１は，本体内
を昇降して噴孔１３を開閉制御する針弁２３，及び針弁
２３を昇降させるためオイルのインジェクタ１への供給
を制御する電磁弁１０を具備している型式のものに有効
である。特に，インジェクタ１が，コモンレール５１か
らの燃料が供給される増圧室７，オイルが供給される圧
力室８，圧力室８に供給されるオイルで駆動されて増圧
室７の燃料を増圧する増圧ピストン９を有する型式のイ
ンジェクタ１を備える燃料噴射システムは，オイルの粘
度の変化で燃料噴射特性が大きく変動する傾向が見られ
るので，かかる燃料噴射システムに対して，この発明に
よるアイドル運転状態での燃料噴射制御が有効である。

【００３４】

【発明の効果】この発明によるエンジンの燃料噴射制御
装置は，上記のように構成されているので，コントロー
ラは，アイドル判別手段がエンジンの運転状態を前記ア
イドル運転状態であると判別したときには，目標作動流
体圧力を，粘度検出手段からの信号で求められた作動流
体の粘度に基づいて決定し，インジェクタに供給される
作動流体の圧力が，作動流体の粘度に応じて決定された
目標作動流体圧力に一致するように圧力制御弁の作動を
制御する。したがって，アイドル運転状態において作動
流体の粘度による燃料噴射特性の変動，即ち，エンジン
回転数の変動への影響が現れるのを防止することがで
き，安定したアイドル運転状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の
レール圧力制御のブロック図である。

【図２】図１における最終目標燃料噴射量Ｑｆを出力す
るブロック図である。

【図３】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の
メインルーチンを示すフローチャートである。

【図４】図３に示したメインルーチンにおけるアイドル
運転フラグの決定ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図５】図３に示したメインルーチンにおける最終目標
燃料噴射量の決定ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】図３に示したメインルーチンにおける目標レー
ル圧力の設定ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】図３に示したメインルーチンにおける圧力制御
弁の駆動ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】図３に示したメインルーチンにおけるインジェ
クタの駆動ルーチンを示すフローチャートである。

【図９】エンジンにおける燃料噴射システムの一例を示
す図である。

【図１０】図９に示す燃料噴射システムに用いられてい
るインジェクタの断面図である。

【符号の説明】

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 ６ ケース ７ 増圧室 ８ 圧力室 ９ 増圧ピストン １０ 電磁弁 １１ 燃料供給口 １２ 燃料排出口 １３ 噴孔 １５ 電磁アクチュエータ ２０ 燃料チャンバ ２３ 針弁 ３１ 第１目標レール圧力算出手段 ３２ 第２目標レール圧力算出手段 ３３ アイドル判別手段 ３５ ＰＩＤ制御要素 ３６ デューティ比決定手段 ４０ 第１基本燃料噴射量算出手段 ４１ 第２基本燃料噴射量算出手段 ５０ コントローラ ５１ コモンレール ５６ 高圧オイルマニホルド ６３ 高圧オイルポンプ ６４ 圧力制御弁 ６８ 回転数センサ ６９ アクセル踏込み量センサ ７１ 圧力センサ ７２ オイル温度センサ Ｎｅ エンジン回転数 Ａｃ アクセル踏込み量 Ｔｏ オイル温度 Ｐｒ レール圧力 Ｐｒｔ 目標レール圧力 Ｑｂ 基本燃料噴射量（非アイドル運転状態） Ｑｉ 基本燃料噴射量（アイドル運転状態） Ｑｆ 最終目標燃料噴射量 Ｐｗ 駆動パルス幅 Ｄｐｒ デューティ比

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】

【発明の効果】この発明によるエンジンの燃料噴射装置
は，上記のように構成されているので，コントローラ
は，アイドル判別手段がエンジンの運転状態を前記アイ
ドル運転状態であると判別したときには，目標作動流体
圧力を，粘度検出手段からの信号で求められた作動流体
の粘度に基づいて決定し，インジェクタに供給される作
動流体の圧力が，作動流体の粘度に応じて決定された目
標作動流体圧力に一致するように圧力制御弁の作動を制
御する。したがって，アイドル運転状態において作動流
体の粘度による燃料噴射特性の変動，即ち，エンジン回
転数の変動への影響が現れるのを防止することができ，
安定したアイドル運転状態を得ることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置のレー
ル圧力制御のブロック図である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】この発明によるエンジンの燃料噴射装置のメイ
ンルーチンを示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０ Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｅ 57/02 ３２０ 57/02 ３２０Ｂ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内に燃料を噴射する噴孔が形成さ
   れ且つ前記噴孔を開閉制御するための作動流体が供給さ
   れると共に前記作動流体の圧力に応じた噴射圧力で燃料
   を噴射するインジェクタ，前記インジェクタへ供給され
   る前記作動流体の圧力を制御する圧力制御弁，前記エン
   ジンの運転状態を検出する検出手段，及び前記インジェ
   クタへ供給される前記作動流体の圧力が目標作動流体圧
   力となるように前記圧力制御弁の作動を制御するコント
   ローラを備え，前記コントローラは，前記検出手段から
   の信号に基づいて前記作動流体の粘度を代表するパラメ
   ータを検出する粘度検出手段と前記検出手段からの信号
   に基づいて前記エンジンのアイドル運転状態又は非アイ
   ドル運転状態を判別するアイドル判別手段とを有し，前
   記アイドル判別手段が前記エンジンの運転状態を前記ア
   イドル運転状態であると判別したときには，前記粘度検
   出手段が検出した前記作動流体の粘度に基づいて前記目
   標作動流体圧力を決定することから成るエンジンの燃料
   噴射装置。
2. 【請求項２】 前記コントローラは，前記アイドル判別
   手段が前記エンジンの運転状態を非アイドル運転状態で
   あると判別したときには，前記検出手段が検出した前記
   エンジンの負荷に基づいて前記目標作動流体圧力を決定
   することから成る請求項１に記載のエンジンの燃料噴射
   装置。
3. 【請求項３】 前記コントローラは，前記非アイドル運
   転状態における前記エンジンの負荷に加えて，前記回転
   数検出手段が検出した前記エンジンの回転数，及び前記
   粘度検出手段が検出した前記作動流体の粘度に応じて前
   記目標作動流体圧力を決定することから成る請求項３に
   記載のエンジンの燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記圧力制御弁の制御は，前記圧力制御
   弁に印加される制御パルス電流のデューティ比を制御す
   ることにより行われ，前記コントローラは，前記目標作
   動流体圧力に前記目標作動流体圧力と前記作動流体の圧
   力との偏差に基づくＰＩＤ動作によって得られた補正流
   体圧力を加えることによって最終目標作動流体圧力を求
   め，前記デューティ比を前記最終目標作動流体圧力に応
   じて予め決められた関係に基づいて求めることから成る
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの燃料噴
   射装置。
5. 【請求項５】 前記粘度検出手段は，前記作動流体の温
   度を検出する手段であることから成る請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載のエンジンの燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 前記作動流体は，エンジンオイル又は燃
   料であることからなる請求項１〜５のいずれか１項に記
   載のエンジンの燃料噴射装置。
7. 【請求項７】 前記エンジンの運転状態を検出する前記
   検出手段は，前記エンジンの回転数を検出する回転数セ
   ンサ及びアクセル踏込み量を検出するアクセル踏込み量
   センサを含み，前記アイドル判別手段は，前記回転数セ
   ンサが検出した前記エンジンの回転数が予め決められた
   範囲内にあり，且つ前記アクセル踏込み量センサが検出
   した前記アクセル踏込み量が予め決められた値以下であ
   るときに，前記エンジンの運転状態を前記アイドル運転
   状態と判別することから成る請求項１〜６のいずれか１
   項に記載のエンジンの燃料噴射装置。
8. 【請求項８】 前記インジェクタは前記噴孔を開閉する
   ため前記コントローラから供給される駆動電流によって
   駆動される電磁弁を備えており，前記駆動電流の通電期
   間は，燃料噴射量，前記作動流体の圧力，及び前記作動
   流体の粘度に応じて予め決められた関係に基づいて決定
   されることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載
   のエンジンの燃料噴射装置。
9. 【請求項９】 前記インジェクタは，本体に形成され且
   つコモンレールからの燃料が供給される増圧室，前記本
   体に形成され且つ前記作動流体が供給される圧力室，前
   記増圧室内の燃料を増圧して前記噴孔に供給するため前
   記圧力室に供給される前記作動流体に基づいて昇降駆動
   される増圧ピストン，前記増圧室からの燃料の圧力に基
   づいて前記本体内を昇降して前記噴孔を開閉する針弁，
   及び燃料チャンバを形成するため前記本体の外周に配置
   され且つ前記コモンレールに開口する燃料供給口と燃料
   排出口とが形成されたケースを具備し，前記電磁弁は前
   記駆動電流によって駆動されることにより前記圧力室へ
   の前記作動流体の供給を制御することから成る請求項８
   に記載のエンジンの燃料噴射装置。