JP2000104598A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各気筒毎にインジェクタ５が設けられている
４気筒ディーゼルエンジン１において、排ガス中の有害
成分の一層の低減を図るとともに、特にアイドル運転時
に騒音を低減しかつエンジン１の燃焼安定性を高める。 【解決手段】 各気筒毎に、クランク角信号に基づいて
燃焼初期に対応する第１クランク角区間の経過に要する
第１所要時間ITTMF#と、燃焼後期に対応する第２クラン
ク角区間の経過に要する第２所要時間ITTMR#とを検出す
る（Ｔ５，Ｔ６）。第１所要時間ITTMF#の第２所要時間
ITTMR#に対する時間比率を検出し、検出される時間比率
が、排ガス中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を両立でき
る理想的な燃焼状態に対応づけて設定されたアイドル基
準値ITDEVに近づくように、燃料噴射時期ITを補正する
（Ｔ７，Ｔ８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒エンジンの
各気筒毎に設けた燃料噴射弁の作動制御を行う燃料噴射
制御装置に関し、特にその燃料噴射時期の制御の技術分
野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のエンジンの燃料噴射
制御装置として、例えば特開平６−２６４７７６号公報
に開示されるように、ディーゼルエンジンにおいて燃料
噴射ポンプから噴射ノズル（燃料噴射弁）への燃料供給
のタイミングをエンジン回転数等に応じて機械的に制御
することにより、各気筒毎の燃料噴射時期を一律に変更
するようにしたものは既に知られている。

【０００３】前記従来のものでは、多気筒ディーゼルエ
ンジンの各気筒毎に噴射ノズルが配設されており、その
各噴射ノズルが燃料噴射ポンプからの高圧燃料の供給を
受けて開かれ、各気筒内の燃焼室にそれぞれ燃料を噴射
するようになっている。また、前記燃料噴射ポンプに
は、エンジン回転数が高いほど燃料の供給時期を進角さ
せる機械式のオートマチックタイマと、エンジンの負荷
状態に応じて燃料供給時期を遅角側に補正するロードセ
ンシングタイマとが設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、社会
環境保護の観点からエンジンの排ガス清浄化や騒音低減
といった低公害化のニーズが高まっており、特にディー
ゼルエンジンにおいては、ＨＣやＣＯに比べて排出量の
多いＮＯｘを抑えることや特有のスモークを低減させる
ことが強く求められている。そして、そのような観点か
ら燃料噴射の時期について考察すると、一般に、燃料噴
射時期を進めれば、燃料噴霧の気化霧化や空気とのミキ
シング状態が改善され、スモークを減らすことができる
が、その反面、着火直後の予混合燃焼が激しくなり、図
６に一点鎖線で示すように燃焼圧力や燃焼温度が急峻に
立ち上がってトルク変動が大きくなるとともに、燃焼温
度の上昇によりＮＯｘ生成量が増大する難がある。

【０００５】一方、燃料噴射時期を遅らせれば、同図に
二点鎖線で示すように着火直後の燃焼圧力や燃焼温度の
立ち上がりは緩やかになり、ＮＯｘの生成を抑えること
ができるものの、今度は燃焼が緩慢になって長引くこと
から、スモークの増大を招くことになる。

【０００６】加えて、前記のように燃料噴射時期の進角
によって混合気の着火直後に燃焼圧力が急激に高まるよ
うな燃焼状態では、その燃焼圧の上昇に伴い耳障りな燃
焼音が大きくなるので、特にアイドル運転時の騒音低減
という点で好ましくない。

【０００７】このように、ディーゼルエンジンにおいて
は、燃料を早すぎも遅すぎもしない適切な時期に噴射し
て、初期の予混合燃焼及びその後の拡散燃焼における混
合気の燃焼状態を最適化することが、排ガス清浄化や騒
音低減といった観点から極めて重要である。

【０００８】しかしながら、前記従来例のような燃料噴
射制御装置では、燃料噴射ポンプからの燃料の供給タイ
ミングを制御することにより、各気筒毎の燃料噴射時期
を一律に変更するようにしても、高圧で燃料噴射を行わ
なければならない個々の噴射ノズルの噴射特性にばらつ
きがあるので、結局、燃料噴射時期は各気筒毎にそれぞ
れ異なるものとなり、上述の如き適切な時期に均一に揃
えることはできなかった。また、各気筒毎に製作誤差に
起因して筒内圧力や筒内温度の上昇度合がばらつくの
で、仮に燃料噴射時期を均一に揃えることができたとし
ても、燃焼噴霧の着火時期は各気筒毎に異なり、燃焼状
態に差が生じるので、前記の排ガス清浄化や騒音低減と
いった課題を十分には満足できないのが実状である。

【０００９】さらに、排ガスの一部を吸気系に還流させ
ることで、予混合燃焼時の燃焼温度を低下させてＮＯｘ
の生成を抑えるわゆるＥＧＲ装置を備えたエンジンの場
合、各気筒への排ガスの還流量が均一にならないため、
そのことによっても各気筒毎の燃焼状態に差を生じてし
まう。

【００１０】そして、そのような種々の要因によって各
気筒間に燃焼較差が生じる結果、前記の排ガス清浄化や
騒音低減を十分に図れないばかりか、エンジンがアイド
ル運転状態等の低回転域にあるときに回転変動が大きく
なって、運転者が不快な振動を感じる虞れもある。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、各気筒毎に燃料噴射
弁が設けられている多気筒エンジンにおいて、その各気
筒毎の燃料噴射時期の制御に工夫を凝らして、排ガス中
の有害成分の一層の低減を図るとともに、特にアイドル
運転時に騒音を低減しかつエンジンの燃焼安定性を高め
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明の解決手段では、多気筒エンジンの各気筒毎
にその気筒内燃焼室における燃焼状態を検出するととも
に、その検出結果に応じて各気筒毎に燃料噴射時期を補
正するようにした。

【００１３】具体的に、請求項１の発明では、図１に示
すように、多気筒エンジン１の各気筒毎に燃料噴射弁５
が設けられ、エンジン１の運転状態に応じて前記燃料噴
射弁５による燃料の噴射時期を気筒毎に制御するように
したエンジンの燃料噴射制御装置Ａを前提とする。そし
て、少なくとも２つの気筒２についてそれぞれ燃焼状態
に対応する燃焼状態量を検出する燃焼状態検出手段３５
ｂと、該燃焼状態検出手段３５ｂにより検出される前記
各検出気筒毎の燃焼状態量が略同じになるように、該各
検出気筒２の燃料噴射時期を補正する噴射時期補正手段
３５ｃとを設ける構成とする。

【００１４】ここで、前記燃焼状態としては、例えばデ
ィーゼルエンジンの着火直後の予混合燃焼における燃焼
圧力及び燃焼温度の立ち上がりの程度や、その後の拡散
燃焼における燃焼速度、或いは１回の燃焼サイクルにお
ける燃焼圧力の全体的な変化状態等が考えられるが、具
体的には、各気筒毎に圧縮行程から膨張行程にかけての
出力トルクの変動状態や筒内圧力の変動状態を検出する
ようにすればよい。

【００１５】そして、前記の構成により、エンジン１の
運転中に少なくとも２つの気筒２についてそれぞれ燃焼
状態検出手段３５ｂにより燃焼状態量が検出され、その
燃焼状態量に基づいて、噴射時期補正手段３５ｃにより
前記各検出気筒２の燃料噴射時期が補正される。このこ
とで、多気筒エンジン１の複数の気筒のうちの少なくと
も２つの気筒について、その気筒の燃焼状態を均一にか
つ適切な状態に揃えることができる。

【００１６】その際、燃料噴射時期の補正が各検出気筒
２の実際の燃焼状態に基づいてなされるので、燃料噴射
弁５の個体差に起因する噴射ばらつきや筒内温度のばら
つき、或いは各気筒毎の吸入空気量や排ガス還流量のば
らつき等があっても、それらに拘わらず前記各気筒２の
燃焼状態を均一に揃えることができる。よって、該各検
出気筒２における燃焼状態を改善して、排ガスの清浄化
及び騒音低減を図ることができ、しかも、気筒間の燃焼
状態の差を低減させて、エンジン１のアイドル安定性を
高めることができる。

【００１７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
ける噴射時期補正手段は、各気筒の燃料噴射時期を該気
筒の燃焼状態量が所定の設定量になるように補正するも
のとする。ここで、所定の設定量とは、例えばディーゼ
ルエンジンにおいて、初期の予混合燃焼における燃焼圧
の立ち上がりやその後の拡散燃焼における燃焼速度等
が、ＮＯｘ及びスモークの生成を抑える上で最適な状態
になるような理想的な燃焼状態に対応するように、予め
実験的に設定したものである。

【００１８】そして、各気筒の燃料噴射時期を該気筒の
燃焼状態量が前記の設定量になるように補正すること
で、それらの各気筒の燃焼状態を均一かつ最適な状態と
することができるので、排ガス中のＮＯｘやスモーク等
の有害成分を極めて少なくすることができ、かつエンジ
ンの運転騒音を十分に低減することができる。

【００１９】請求項３の発明では、請求項１又は２のい
ずれかの発明における噴射時期補正手段は、エンジンが
定常運転状態になっているときに燃料噴射時期の補正を
行うように構成する。このことで、エンジンが定常運転
状態になっているときには、車両の運転者がエンジンの
回転変動による振動を不快に感じやすいので、このよう
なときに、各気筒間の燃焼状態の較差を低減することに
よって、エンジンの燃焼安定性を高めるという作用効果
が特に有効になる。

【００２０】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
ける燃焼状態検出手段は、各気筒の圧縮行程でエンジン
のクランク軸の回転角速度が略減少状態から増加状態に
変化した時点から該クランク軸が所定角度回転するまで
の第１所要時間を少なくとも検出し、その検出結果に基
づいて燃焼状態量を検出する構成とする。

【００２１】この構成では、エンジンのクランク軸が所
定角度回転するのに要する所要時間を検出し、クランク
軸の回転変動状態に基づいて、各気筒毎の燃焼状態を検
出することができる。その場合、一般に多気筒エンジン
では、膨張行程にある気筒で燃焼圧がトルクとして取り
出される一方、そのときに圧縮行程にある他の気筒では
吸気を圧縮するためにトルクが消費されるので、各気筒
毎にクランク軸の回転変動状態に基づいて燃焼状態を検
出するためには、当該気筒の影響が最も強くて、しかも
他の気筒の影響が弱いクランク角区間で回転変動状態を
検出することが望ましい。

【００２２】そこで、この発明では、各気筒の圧縮行程
でクランク軸の回転角速度が略減少状態から増加状態に
変化したときから該クランク軸が所定角度回転するまで
の第１所要時間、即ち当該気筒の燃焼初期におけるクラ
ンク軸の平均の回転角速度を少なくとも検出するように
したので、その検出結果に基づいて、他の気筒の影響を
排除しつつ各気筒毎の燃焼状態を正確に検出することが
できる。

【００２３】請求項５の発明では、請求項４の発明にお
ける燃焼状態検出手段は、第１所要時間と、該第１所要
時間の経過後にクランク軸がさらに所定角度回転するま
での第２所要時間とを検出し、その検出結果に基づいて
燃焼状態量を検出する構成とする。このことで、各気筒
毎の燃焼初期の燃焼状態を反映する第１所要時間に加え
て、その後の燃焼状態を反映する第２所要時間が検出さ
れ、その検出結果に基づいて、各気筒毎の燃焼状態を極
めて正確に検出できる。

【００２４】請求項６の発明では、請求項４の発明にお
いて、クランク軸の回転角速度が略減少状態から増加状
態に変化する時点とは、該クランク軸が各気筒の圧縮上
死点近傍に対応する設定クランク角位置にある時とす
る。

【００２５】このことで、クランク軸の回転角速度は、
気筒の圧縮上死点近傍で燃焼が開始されのに伴い略減少
状態から増加状態に変化するので、この変化のときに対
応するように予めクランク角位置を設定しておけば、第
１所要時間の計測をクランク軸の角度位置のみに対応づ
けて行うことができる。よって、燃焼状態検出手段を簡
単な構成とすることができる。

【００２６】請求項７の発明では、請求項３の発明にお
ける燃焼状態検出手段は、各気筒の圧縮行程でクランク
軸の回転角速度が略減少状態から増加状態に変化した時
点から、該クランク軸の回転角速度が次に略減少状態に
変化するまでの第１所要時間を少なくとも検出し、その
検出結果に基づいて燃焼状態量を検出する構成とする。

【００２７】この構成では、請求項４記載の発明と同様
にクランク軸の回転変動状態に基づいて各気筒毎の燃焼
状態を検出できる。すなわち、一般に、多気筒エンジン
のクランク軸の回転速度は、ある気筒の圧縮行程終期に
その気筒の燃焼開始とともに略減少状態から増加状態に
変化し、その気筒の膨張行程初期には単調に増加して、
その後、そのとき圧縮行程にある他の気筒の圧縮圧力の
増大に伴い略減少状態に変化するようになる。そこで、
クランク軸の回転角速度が気筒の圧縮行程で略減少状態
から増加状態に変化したときから次に略減少状態に変化
するまでに要する時間を第１所要時間とすれば、第１所
要時間はその気筒の燃焼初期の状態を極めて強く反映す
るようになる。よって、その第１所要時間に基づいて、
他の気筒の影響を排除しつつ各気筒毎の燃焼状態を極め
て正確に検出することができる。

【００２８】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
ける燃焼状態検出手段は、第１所要時間と、該第１所要
時間の経過後にクランク軸の回転角速度が再び略減少状
態から増加状態に変化するまでの第２所要時間とを検出
する構成とする。

【００２９】すなわち、一般に、多気筒エンジンのクラ
ンク軸の回転速度は、ある気筒の圧縮行程終期でその気
筒の燃焼開始とともに略減少状態から増加状態に変化
し、その後、第１所要時間の経過時に略減少状態に変化
した後、他の気筒の燃焼開始に伴い再び増加状態に変化
する。つまり、第１所要時間の経過後にクランク軸の回
転角速度が再び略減少状態から増加状態になるまでの時
間を第２所要時間とすれば、その第２所要時間は前記気
筒の燃焼後期の燃焼状態を反映するものになる。従っ
て、この第２所要時間及び前記第１所要時間の両方に基
づいて、各気筒毎の燃焼状態を一層、正確に検出でき
る。

【００３０】請求項９の発明では、請求項７又は請求項
８のいずれかの発明における燃焼状態検出手段は、第１
所要時間の第２所要時間に対する比率を燃焼状態量とし
て検出するものとする。このことで、燃焼状態量が具体
化され、燃焼初期のクランク軸の回転角速度と燃焼後期
の回転角速度との比率に基づいて、燃焼初期の混合気の
燃焼割合と燃焼後期の燃焼割合との燃焼比率、つまり、
混合気の燃焼圧波形の特徴を表す値を容易に検出するこ
とができる。

【００３１】請求項１０の発明では、請求項３の発明に
おいて、エンジンがアイドル運転状態になっているとき
に、燃焼状態検出手段により検出された各気筒毎の燃焼
状態量に基づいて、各気筒毎の燃料噴射量を気筒間のト
ルク差が減少するように補正する噴射量補正手段を設け
る構成とする。このことで、噴射量補正手段による燃料
噴射量の補正によって気筒間のトルク差を減少させるこ
とができるので、エンジンのアイドル安定性を一層、高
めることができる。

【００３２】請求項１１の発明では、請求項１又は２の
発明におけるエンジンをディーゼルエンジンとする。こ
のことで、ディーゼルエンジンでは、燃焼室に噴射され
た燃料噴霧の自己着火により燃焼が開始するので、その
燃料噴射時期の変更による燃焼状態の変化が極めて大き
い。従って、請求項１又は２の発明の如く各気筒毎の燃
料噴射時期の制御により燃焼状態を改善するという作用
効果が極めて有効になる

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係るエ
ンジンの燃料噴射制御装置Ａの全体構成を示し、１は車
両に搭載された多気筒ディーゼルエンジンである。この
エンジン１は第１〜第４の４つの気筒２，２，…（１つ
のみ図示する）が直列に並ぶ直列４気筒エンジンであ
り、その各気筒２内に往復動可能にピストン３が嵌挿さ
れていて、このピストン３によって各気筒２内に燃焼室
４が区画されている。また、各燃焼室４の上面の略中央
部には、インジェクタ（燃料噴射弁）５が先端部の噴孔
を燃焼室４に臨ませて配設されており、例えば、第１気
筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順番にそれぞれ所
定の噴射タイミングで開作動されて、燃焼室４に燃料を
直接噴射するようになっている。

【００３４】前記各インジェクタ５は高圧の燃料を蓄え
る共通のコモンレール（蓄圧室）６に接続されていて、
そのコモンレール６には、内部の燃圧（コモンレール
圧）を検出する圧力センサ６ａが配設されているととも
に、クランク軸７により駆動される高圧供給ポンプ８が
接続されている。この高圧供給ポンプ８は、圧力センサ
６ａにより検出されるコモンレール６内の燃圧が所定値
以上（例えば、アイドル運転時に４０ＭＰａ、それ以外
の運転状態では８０ＭＰａ以上）に保持されるように作
動する。また、クランク軸７の回転角度を検出するクラ
ンク角センサ９が設けられている。このクランク角セン
サ９は例えば電磁ピックアップからなり、図示しない
が、クランク軸７の端部に設けられた被検出用プレート
の外周に相対向するように配置されていて、その被検出
用プレートの外周部全周に亘って所定角度（例えば１０
°）おきに形成された突起部の通過に対応して、パルス
信号を出力するようになっている。

【００３５】また、１０はエンジン１の燃焼室４に対し
図外のエアクリーナで濾過した吸気（空気）を供給する
吸気通路であり、この吸気通路１０の下流端部は、図示
しないがサージタンクを介して気筒毎に分岐して、それ
ぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に接続されて
いる。また、そのサージタンク内の過給圧力を検出する
過給圧センサ１０ａが設けられている。前記吸気通路１
０には上流側から下流側に向かって順に、エンジン１に
吸入される吸気流量を検出するホットフィルム式エアフ
ローセンサ１１と、後述のタービン２１により駆動され
て吸気を圧縮するブロワ１２と、このブロワ１２により
圧縮した吸気を冷却するインタークーラ１３と、吸気通
路１０の断面積を絞る吸気絞り弁１４とがそれぞれ設け
られている。この吸気絞り弁１４は、全閉状態でも吸気
が流通可能なように切り欠きが設けられたバタフライバ
ルブからなり、後述のＥＧＲ弁２４と同様、ダイヤフラ
ム１５の負圧が負圧制御用の電磁弁１６により調節され
ることで、弁の開度が制御されるようになっている。

【００３６】また、２０は各気筒２の燃焼室４から排ガ
スを排出する排気通路で、この排気通路２０の上流端部
は分岐してそれぞれ図示しない排気ポートにより各気筒
２の燃焼室４に接続されている。この排気通路２０に
は、上流側から下流側に向かって順に、排ガス流により
回転されるタービン２１と、排ガス中のＨＣ、ＣＯ及び
ＮＯｘ並びにパティキュレートを浄化可能な触媒コンバ
ータ２２とが配設されている。前記タービン２１及びブ
ロワ１２からなるターボ過給機２５は、図示しないが、
タービン２１を収容するタービン室に設けられた複数の
フラップが、排気流路のノズル断面積を変化させるよう
に回動するＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）で
あり、そのフラップを回動させてノズル断面積を小さく
させることで、排気流量の少ないエンジン１の低回転域
でも過給効率を高めることができるようになっている。

【００３７】前記排気通路２０は、タービン２１よりも
上流側の部位で、排ガスの一部を吸気側に還流させる排
気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）２３の上流端に分
岐接続されている。このＥＧＲ通路２３の下流端は吸気
絞り弁１４よりも下流側の吸気通路１０に接続されてお
り、そのＥＧＲ通路２３の途中の下流端寄りには、開度
調節可能な負圧作動式の排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ
弁という）２４が配置されていて、排気通路２０の排ガ
スの一部を前記ＥＧＲ弁２４により流量調節しながら吸
気通路１０に還流させるようになっている。

【００３８】前記ＥＧＲ弁２４は、図示しない弁本体が
スプリングによって閉方向に付勢されている一方、ダイ
ヤフラム２４ａにより開方向に作動されて、ＥＧＲ通路
２３の開度をリニアに調節するものである。すなわち、
前記ダイヤフラム２４ａには負圧通路２７が接続され、
この負圧通路２７が負圧制御用の電磁弁２８を介してバ
キュームポンプ（負圧源）２９に接続されていて、その
電磁弁２８が後述のＥＣＵ３５からの制御信号によって
負圧通路２７を連通・遮断することにより、ＥＧＲ弁駆
動負圧が調節されて、ＥＧＲ弁２４が開閉作動されるよ
うになっている。また、ＥＧＲ弁２４の弁本体の位置を
検出するリフトセンサ２６が設けられている。

【００３９】尚、前記ターボ過給機２５のフラップにも
ＥＧＲ弁２４と同様にダイヤフラム３０が取り付けられ
ており、負圧制御用の電磁弁３１によりダイヤフラム３
０に作用する負圧が調節されて、前記フラップが回動さ
れるようになっている。

【００４０】前記各インジェクタ５、高圧供給ポンプ
８、吸気絞り弁１４、ＥＧＲ弁２４、ターボ過給機２５
のフラップ等はコントロールユニット（Engine Contoro
l Unit：以下ＥＣＵという）３５からの制御信号によっ
て作動するように構成されている。一方、このＥＣＵ３
５には、前記圧力センサ６ａからの出力信号と、クラン
ク角センサ９からの出力信号と、エアフローセンサ１１
からの出力信号と、車両の運転者による図示しないアク
セルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセ
ル開度センサ３２からの出力信号とが少なくとも入力さ
れている。

【００４１】そして、インジェクタ５の作動による燃料
噴射制御が行われて、燃料噴射量及び燃料噴射時期がエ
ンジン１の運転状態に応じて制御されるとともに、高圧
供給ポンプ８の作動によるコモンレール圧力、即ち燃量
噴射圧の制御が行われる。また、吸気絞り弁１４の作動
による吸入空気量の制御と、ＥＧＲ弁２４の作動による
排ガス還流量の制御と、ターボ過給機２５のフラップの
作動制御とが行われるようになっている。

【００４２】具体的に、前記ＥＣＵ３５には、アクセル
開度及びエンジン回転数の変化に応じて実験的に決定し
た最適な燃料噴射量Ｑを記録した燃料噴射量マップが、
メモリ上に電子的に格納して備えられている。そして、
通常は、エンジン１の運転状態、即ちアクセル開度セン
サ３２からの出力信号とクランク角センサ９からの出力
信号に基づいて求めたエンジン回転数とに基づいて、燃
料噴射制御部３５ａにおいて、各気筒毎に前記燃料噴射
量マップから基本燃料噴射量Ｑbaseが読み込まれ、この
基本燃料噴射量Ｑbaseと圧力センサ６ａにより検出され
たコモンレール圧力とに基づいて、各インジェクタ５の
励磁時間（開弁時間）が決定されるようになっている。

【００４３】また、エンジン１がアイドル運転状態にな
っているときには、前記燃料噴射制御部３５ａにおい
て、各気筒毎の燃料噴射量Ｑが気筒間のトルク差が減少
するように補正されるようになっている。

【００４４】さらに、本発明の特徴部分として、エンジ
ン１の各気筒２について、それぞれクランク軸７の回転
変動状態量（燃焼状態量）を検出する燃焼状態検出手段
３５ｂと、エンジン１がアイドル運転状態になっている
ときに、前記燃焼状態検出手段３５ｂにより検出される
前記各気筒毎の回転変動状態量が所定の設定量になるよ
うに、その各気筒２の燃料噴射時期を補正する噴射時期
補正手段３５ｃとが設けられており、各気筒毎に実際の
回転変動状態に基づいて燃料噴射時期を補正するように
している。

【００４５】（燃料噴射量制御）次に、前記ＥＣＵ３５
による燃料噴射制御の手順について、具体的に図２に示
すフローチャート図に沿って説明する。尚、この制御フ
ローはメモリ上に電子的に格納されたプログラムに従
い、各気筒毎に独立して所定クランク角で実行される。

【００４６】まず、スタート後のステップＳ１におい
て、クランク角信号に基づいて求められたエンジン回転
数と、アクセル開度センサ３２からの信号（アクセル開
度）と、その他の各種センサ信号とを読み込み、続くス
テップＳ２において、前記アクセル開度とエンジン回転
数とに基づいて、燃料噴射量マップから基本燃料噴射量
Ｑbaseを読み込む。続いて、ステップＳ３では、前記ア
クセル開度とエンジン回転数とに基づいて、エンジン１
がアイドル運転状態になっているか否かを判定する。す
なわち、アクセル開度が零であって、かつエンジン回転
数がアイドル目標回転数よりもやや高めに設定されてい
るアイドル判定回転数以下であれば、アイドル運転状態
になっているｙｅｓと判定してステップＳ４に進む一
方、アクセル開度が零でないか、又はエンジン回転数が
前記アイドル判定回転数よりも高いｎｏであれば、ステ
ップＳ１２に進む。

【００４７】ステップＳ４では、今度は、エンジン回転
数とアイドル目標回転数とのズレが所定以上であるか否
かを判定し、回転数のズレ量が予め設定されている基準
ズレ量よりも小さいｎｏであれば、ステップＳ９に進む
一方、ズレ量が基準ズレ量以上でｙｅｓならば、ステッ
プＳ５に進む。このステップＳ５では、エンジン回転数
がアイドル目標回転数に近づくように燃料噴射量を増量
又は減量するためのアイドルスピードコントロール補正
量（以下ＩＳＣ補正量という）を演算して、ステップＳ
６に進む。

【００４８】ステップＳ６では、基本燃料噴射量Qbase
とＩＳＣ補正量QISCとを足し合わせて燃料噴射量Ｑを演
算し（Q#＝０）、続くステップＳ７において各気筒毎に
燃料噴射時期になったか否かを判定する。そして、燃料
噴射時期になるまで待って（ステップＳ７でｎｏ）、燃
料噴射時期になれば（ステップＳ７でｙｅｓ）、ステッ
プＳ８に進んで、各気筒毎にインジェクタ５により燃料
を噴射して、しかる後にリターンする。

【００４９】つまり、エンジン１がアイドル運転状態に
なっていて、かつエンジン回転数とアイドル目標回転数
とのズレが所定以上であるときは、各気筒毎の燃料噴射
量の補正は行わずに、全気筒の燃料噴射量を一律に増量
又は減量することで、エンジン回転数を速やかにアイド
ル目標回転数に近づけるようにしている。

【００５０】これに対し、前記ステップＳ４においてエ
ンジン回転数とアイドル目標回転数とのズレ量が基準ズ
レ量よりも小さいｎｏと判定されて進んだステップＳ９
では、各気筒毎にその気筒（当該気筒）の燃焼力が最も
影響するクランク角区間について、その区間をクランク
軸７が回転するのに要する所要時間QTIMEを求める。こ
の所要時間QTIMEは、例えば図３に示すように、各気筒
毎にその圧縮行程終期に燃焼が開始してからクランク軸
７が１８０度回転するまでの期間とすればよく、第１〜
第４の各気筒の所要時間QTIMEはそれぞれ同図に斜線を
入れて示す領域（ア）〜（エ）の面積に対応している。

【００５１】すなわち、前記所要時間QTIMEは、各気筒
毎にその気筒の１回の燃焼サイクルにおいて燃焼力が最
も強く反映されるクランク各区間で、クランク軸７の平
均の回転角速度ωの逆数を求めるものであり、それゆえ
にこの所要時間QTIMEに基づいて、当該気筒の燃焼力を
他の気筒の影響を排除して検出することができるのであ
る。より具体的に、前記所要時間QTIMEが相対的に短い
気筒では、その区間のクランク軸７の回転角速度ωが相
対的に高いので、燃焼力が相対的に大きいと言うことが
でき、反対に、前記所要時間QTIMEが相対的に長い気筒
では、燃焼力が相対的に小さいと言える。この各気筒毎
の所要時間QTIMEは、詳しくは後述するが、各気筒毎に
その燃焼サイクル毎に計測されてＥＣＵ３５のメモリに
記憶更新されるようになっていて、前記ステップＳ９で
は、前回の燃焼サイクルで記憶更新された値を読み込む
ようにしている。

【００５２】前記ステップＳ９に続いて、ステップＳ１
０では、第１〜第４気筒の各所要時間QTIMEの平均値で
ある全気筒平均所要時間QTAVEを更新し、続くステップ
Ｓ１１において、各気筒毎にその気筒の所要時間QTIME
と前記全気筒平均所要時間QTAVEとのズレ量に応じて、
燃料噴射量の気筒毎の補正量Q#を算出する。この補正量
Q#は、図４に例示するように所要時間のズレ量QTIME−Q
TAVEに対応する値を実験的に決定して記録したマップが
ＥＣＵ３５のメモリ上に電子的に格納されており、当該
マップから読み込まれるようになっている。このマップ
によれば、前記所要時間のズレ量QTIME−QTAVEの絶対値
が大きいほど、そのズレを減少させる向きに補正量Q#が
大きくなるように設定されている。

【００５３】そして、前記ステップＳ１０に続いて前記
ステップＳ６に進んで、各気筒毎に基本燃料噴射量Qbas
e、ＩＳＣ補正量QISC、及び補正量Q#を足し合わせて燃
料噴射量Ｑを演算し、その後。ステップＳ７、Ｓ８で各
気筒毎に燃料噴射を実行して、しかる後にリターンす
る。

【００５４】つまり、エンジン１がアイドル運転状態に
なっていて、かつエンジン回転数がアイドル目標回転数
に近ければ、各気筒毎にその気筒の燃焼力を強く反映す
る所要時間QTIMEを求め、その各気筒毎の所要時間QTIME
が全気筒の平均値に一致するように、各気筒毎の燃料噴
射量を個別に増量又は減量補正するようにしている。こ
のことで、各気筒間のトルク差を減少させて、エンジン
のアイドル安定性を高めることができる。

【００５５】また、前記ステップＳ３において、エンジ
ン１がアイドル運転状態になっていないｎｏと判定され
て進んだステップＳ１２では、ＩＳＣ補正量QISCの値を
零として（QISC＝０）、前記ステップＳ６〜Ｓ８に進ん
で、燃料噴射を実行した後にリターンする。つまり、エ
ンジンがアイドル運転状態になっていなければ、上述の
燃料噴射量の補正制御は実行しない。

【００５６】前記図２に示す燃料噴射制御のフローが全
体として、燃料噴射制御部３５ａに対応しており、特に
ステップＳ６、Ｓ９〜Ｓ１１の各ステップにより、エン
ジン１がアイドル運転状態になっているときに、燃焼状
態検出手段３５ｂにより検出された各気筒毎の回転変動
状態量（燃焼状態量）に基づいて、各気筒毎の燃料噴射
量Ｑを気筒間のトルク差が減少するように補正する噴射
量補正手段３５ｄが構成されている。

【００５７】（燃料噴射時期の設定手順）次に、前記Ｅ
ＣＵ３５による燃料噴射時期の設定の具体的な手順につ
いて、図５に示すフローチャート図に沿って説明する。
尚、この制御フローもメモリ上に電子的に格納されたプ
ログラムに従い、各気筒毎に独立して所定クランク角で
実行されるものである。

【００５８】まず、スタート後のステップＴ１におい
て、クランク角信号に基づいて求められたエンジン回転
数と、アクセル開度センサ３２からの信号（アクセル開
度）と、その他の各種センサ信号とを読み込み、続くス
テップＴ２において、前記アクセル開度とエンジン回転
数とに基づいて、燃料噴射時期マップから基本燃料噴射
時期ITbaseを算出する。この燃料噴射時期マップはＥＣ
Ｕ３５のメモリ上に電子的に格納されており、アクセル
開度及びエンジン回転数の変化に応じて実験的に決定し
た最適な燃料噴射時期を記録したものである。

【００５９】続いて、ステップＴ３では、前記アクセル
開度とエンジン回転数とに基づいて、エンジン１がアイ
ドル運転状態になっているか否かを判定する。すなわ
ち、アクセル開度が零であって、かつエンジン回転数が
アイドル目標回転数よりも高めに設定されているアイド
ル判定回転数以下であれば、アイドル運転状態になって
いるｙｅｓと判定してステップＴ４に進む一方、アクセ
ル開度が零でないか、又はエンジン回転数が前記アイド
ル判定回転数よりも高いｎｏであれば、ステップＴ９に
進む。

【００６０】ステップＴ４では、今度は、エンジン回転
数とアイドル目標回転数とのズレが所定以上であるか否
かを判定し、回転数のズレ量が予め設定されている基準
ズレ量以上でｙｅｓあれば、ステップＴ９に進む一方、
ズレ量が基準ズレ量よりも小さいｎｏならば、ステップ
Ｔ５に進む。このステップＴ５では、各気筒毎にその気
筒（当該気筒）の燃焼初期に相当する第１クランク角区
間について、その区間をクランク軸７が回転するのに要
する第１所要時間ITTMF#を求める。

【００６１】ここで、前記第１クランク角区間は、図６
に例示するように、各気筒毎に圧縮行程終期に燃料が噴
射された後の所定角度（図例では９０°ＣＡ）区間とす
ればよく、この区間の回転に要する第１所要時間ITTMF#
とは、各気筒２の圧縮行程でクランク軸７の平均的な回
転角速度ωが略減少状態から増加状態に変化したときか
ら該クランク軸７が前記所定角度回転するまでの所要時
間、即ち、各気筒２の燃焼初期におけるクランク軸７の
回転角速度ωの逆数になる。従って、この第１所要時間
ITTMF#に基づいて、当該気筒の燃焼初期の燃焼力を検出
することができる。

【００６２】尚、第１所要時間ITTMF#として、クランク
軸７が各気筒２の圧縮上死点近傍に対応する設定クラン
ク角位置（例えば圧縮上死点前１０°ＣＡ）から所定角
度（例えば９０°ＣＡ）回転するまでに要する時間とし
てもよい。そのようにすれば、第１所要時間ITTMF#の計
測をクランク角信号のみに基づいて行うことができるの
で、燃焼状態検出手段３５ｂを簡単な構成とすることが
できる。

【００６３】また、第１所要時間ITTMF#は、各気筒２の
圧縮行程でクランク軸７の回転角速度ωが略減少状態か
ら増加状態に変化したときから次に略減少状態に変化す
るまでに要する時間としてもよく、そのようにしてもこ
の実施形態と同様の作用効果が得られる。

【００６４】前記ステップＴ５に続くステップＴ６で
は、今度は各気筒毎に燃焼後期に相当する第２クランク
角区間について同様に第２所要時間ITTMR#を求める。す
なわち、この第２クランク角区間は、各気筒毎に前記第
１クランク角区間の後の所定角度（例えば９０°ＣＡ：
図６参照）区間とすればよく、この区間の回転に要する
第２所要時間ITTMR#とは、前記第１所要時間ITTMF#の経
過後にクランク軸７がさらに前記所定角度だけ回転する
のに要する時間、即ち、各気筒２の燃焼後期におけるク
ランク軸７の平均的な回転角速度ωの逆数になる。従っ
て、この第２所要時間ITTMR#に基づいて、当該気筒の燃
焼後期の燃焼力を検出することができる。

【００６５】尚、前記第２所要時間ITTMR#として、第１
所要時間ITTMF#の経過後にクランク軸７の回転角速度ω
が再び略減少状態から増加状態に変化するまでの時間と
してもよく、そのようにしてもこの実施形態と同様の作
用効果が得られる。

【００６６】また、詳しくは後述するが、前記第１及び
第２所要時間ITTMF#,ITTMR#はいずれも燃料噴射制御と
平行して各気筒毎に計測され、ＥＣＵ３５のメモリに記
憶更新されるようになっていて、前記ステップＴ５，Ｔ
６では、前回の燃焼サイクルで更新された値を読み込む
ようにしている。

【００６７】そして、前記ステップＴ６に続いて、ステ
ップＴ７では、各気筒毎に前記第１所要時間ITTMF#及び
第２所要時間ITTMR#に基づいて、燃料噴射時期のタイミ
ング補正値IT#を算出する。すなわち、上述の如く第１
及び第２所要時間ITTMF#,ITTMR#は各気筒毎に燃焼初期
及び燃焼後期の燃焼力をそれぞれ反映するものなので、
前記第１所要時間ITTMF#と第２所要時間ITTMR#との時間
比率は、即ち混合気の燃焼初期及び後期における燃焼割
合の比率（燃焼比率）を表しており、換言すれば燃焼圧
波形の形状に対応するものである。

【００６８】詳しくは、前記図６に実線で示す目標とす
る燃焼圧波形に対して、それよりも燃料噴射時期が進角
側にずれていると、燃料噴霧の気化霧化や空気とのミキ
シングが促進されて、着火直後の予混合燃焼が激しくな
り、同図に一点鎖線で示すように燃焼圧力や燃焼温度が
急峻に立ち上がるようになる。その結果、燃焼初期の燃
焼割合が大きくなり、第１クランク角区間でのクランク
軸７の回転角速度ωが高まって、第１所要期間ITTMF#が
短くなる。

【００６９】反対に、同図に二点鎖線で示すように燃料
噴射時期が遅角側にずれていると、着火直後の燃焼圧力
や燃焼温度の立ち上がりが緩やかになり、全体として燃
焼が緩慢になって燃焼後期まで燃焼圧の高い状態が続く
ようになる結果、燃焼後期の燃焼割合が大きくなって、
第２クランク角区間でのクランク軸７の回転角速度ωが
高まり、第２所要期間ITTMR#が短くなる。

【００７０】従って、まず、ディーゼルエンジンがアイ
ドル運転状態にある場合について、排気中のＮＯｘ及び
スモークを両方共に少なくさせ、かつ燃焼音も低減でき
る理想的な燃焼状態の燃焼圧波形を実験的に求め、第１
所要期間ITTMF#の第２所要期間ITTMR#に対する時間比率
の前記目標とする燃焼圧波形に対応する所定値（以下ア
イドル基準値という）ITDEVをＥＣＵ３５のメモリに設
定しておく。そして、このステップＴ７では、ステップ
Ｔ５及びＴ６で読み込んだ第１及び第２所要時間ITTMF
#,ITTMR#に基づく時間比率ITTMF#/ITTMR#と前記アイド
ル基準値ITDEVとの偏差を算出し、その偏差が小さくな
るように燃料噴射時期を補正するタイミング補正値IT#
を予め設定した噴射時期補正マップから読み込むように
している。

【００７１】すなわち、前記噴射時期補正マップはＥＣ
Ｕ３５のメモリ上に電子的に格納されており、図７に例
示するように、時間比率のアイドル基準値との偏差(ITT
MF#/ITTMR#)−ITDEVに対応するタイミング補正値IT#が
実験的に決定して記録されている。この噴射時期補正マ
ップによれば、偏差(ITTMF#/ITTMR#)−ITDEVの絶対値が
小さい間は、タイミング補正値IT#が零の不感帯とされ
ている一方、偏差(ITTMF#/ITTMR#)−ITDEVの絶対値が大
きいほど、その偏差を減少させる向きにタイミング補正
値IT#が大きくなるように設定されている。

【００７２】そして、前記ステップＴ７に続いて、ステ
ップＴ８において、各気筒毎に基本噴射時期ITbaseにタ
イミング補正値IT#を足し合わせて燃料噴射時期ITを算
出し、この燃料噴射時期ITを各気筒毎にＥＣＵ３５のメ
モリに記憶更新して、しかる後にリターンする。

【００７３】つまり、エンジン１がアイドル運転状態に
なっていて、かつエンジン回転数がアイドル目標回転数
に近くなっていれば、各気筒毎に燃焼初期及び後期の燃
焼比率に対応する時間比率ITTMF#/ITTMR#を求め、その
値がアイドル基準値ITDEVになるように各気筒毎の燃料
噴射時期ITを個別に進角又は遅角補正することで、各気
筒毎に燃焼初期及び後期の燃焼割合の比率を目標値に近
づけるようにしている。

【００７４】一方、前記ステップＴ３においてエンジン
１がアイドル運転状態になっていないｎｏと判定された
か、或いは前記ステップＴ４においてエンジン回転数と
アイドル目標回転数とのズレが所定以上であるｙｅｓと
判定されて進んだステップＴ９では、タイミング補正量
IT#の値を零にして（IT#＝０）、前記ステップＴ８に進
む。つまり、アイドル運転状態以外では上述の燃料噴射
時期の補正は行わない。また、アイドル運転状態になっ
ていても、そのときのエンジン回転数とアイドル目標回
転数とのズレが所定以上のときには、燃料噴射時期の補
正は行わない。これは、エンジン回転数の目標回転数か
らのズレが大きいときには、そのズレに対応するタイミ
ング補正量IT#の値が過度に大きくなってしまい、燃料
噴射時期の制御が不安定化する虞れがあるからである。

【００７５】前記図５に示す燃料噴射時期の設定のフロ
ーにおいて、ステップＴ５〜Ｔ７は、エンジン１の各気
筒２について、それぞれ燃焼状態に対応するクランク軸
７の回転変動状態量（燃焼状態量）を検出する燃焼状態
検出手段３５ｂに対応している。また、ステップＴ７及
びステップＴ８は、エンジン１がアイドル運転状態にな
っているときに、前記燃焼状態検出手段３５ｂにより検
出される前記各気筒毎の回転変動状態量が設定量になる
ように、その各気筒２の燃料噴射時期を補正する噴射時
期補正手段３５ｃに対応している。

【００７６】そして、前記燃焼状態検出手段３５ｂは、
各気筒２にインジェクタ５から噴射された燃料が着火し
て、クランク軸７の回転角速度ωが略減少状態から増加
状態に変化したときから、該クランク軸７が所定角度回
転するまでの第１所要時間ITTMF#と、その第１所要時間
ITTMF#の経過後にクランク軸７がさらに所定角度回転す
るまでの第２所要時間ITTMR#とを検出し、その第１所要
時間の第２所要時間に対する時間比率ITTMF#/ITTMR#に
基づいて、各気筒２の回転変動状態（燃焼状態）を検出
するようになっている。

【００７７】（所要時間の計測手順）次に、前記燃料噴
射制御における所要時間QTIME、及び燃料噴射時期の設
定における第１及び第２所要時間ITTMF#,ITTMR#の計測
手順について、図８に示すフローチャート図に沿って詳
細に説明する。尚、このフローも各気筒毎に独立して、
所定間隔（例えば数マイクロ秒間隔）で実行される。

【００７８】まず、スタート後のステップＵ１において
クランク角信号を入力し、続くステップＵ２で、各気筒
毎に燃料噴射の開始時期になったか否かを判定する。こ
の判定が噴射開始でｙｅｓであれば、ステップＵ３に進
んで、第１クランク角区間であることを示す第１フラグ
Ｆ１の値を１にし（Ｆ１＝１）、続くステップＵ４でタ
イマ値Ｔをインクリメントして、ステップＵ５に進む。
一方、前記ステップＵ３で噴射開始でないｎｏと判定さ
れれば、ステップＵ６に進んで第１フラグＦ１の値を判
別し、Ｆ１＝１でｙｅｓならば、前記ステップＵ４に進
む一方、Ｆ１＝０でｎｏならばリターンする。

【００７９】ステップＵ５では、前記ステップＵ２で判
定した噴射開始から、クランク軸７が前記第１クランク
角区間に対応する第１設定角度（例えば９０°ＣＡ）だ
け回転したか否かを判定する。この判定が回転していな
いｎｏであればリターンする一方、回転したｙｅｓであ
ればステップＵ７に進み、今度は、第２クランク角区間
であることを示す第２フラグＦ２の値を判別する。そし
て、Ｆ２＝１でｎｏならば後述のステップＵ１０に進む
一方、Ｆ２＝０でｙｅｓならばステップＵ８に進む。こ
のステップＵ８では、そのときのタイマ値Ｔを第１タイ
マ値Ｔ１としてＥＣＵ３５のメモリに記憶し、続くステ
ップＵ９で、第２フラグＦ２の値を１にして（Ｆ２＝
１）、ステップＵ１０に進む。

【００８０】つまり、各気筒毎にインジェクタ５による
燃料噴射からクランク軸７が第１設定角度回転するまで
の間、タイマ値Ｔをインクリメントしていって、クラン
ク軸７が前記第１設定角度だけ回転すれば、そのときの
タイマ値を第１タイマ値Ｔ１として、メモリに記憶す
る。この第１タイマ値Ｔ１が第１所要時間ITTMF#に相当
している。

【００８１】続いて、ステップＵ１０では、クランク軸
７が前記ステップＵ２で判定した噴射開始から第２設定
角度（例えば１８０°ＣＡ）回転したか否かを判定す
る。この第２設定角度は、第１クランク角区間及び第２
クランク角区間を合わせた区間に対応する。そして、未
だ回転していないｎｏと判定すればリターンする一方、
回転したｙｅｓと判定すればステップＵ１１に進んで、
そのときのタイマ値Ｔを第２タイマ値Ｔ２としてＥＣＵ
３５のメモリに記憶する。

【００８２】つまり、各気筒毎にインジェクタ５による
燃料噴射からクランク軸７が前記第２設定角度だけ回転
するまでの間、タイマ値Ｔをインクリメントしていっ
て、クランク軸７が第２設定角度だけ回転すれば、その
ときのタイマ値を第２タイマ値Ｔ２としてメモリに記憶
する。この第２タイマ値Ｔ２が所要時間QTIMEに相当し
ている。

【００８３】続いて、ステップＵ１２では、メモリに記
憶されている第２タイマ値Ｔ２から同じくメモリに記憶
されている第１タイマ値Ｔ１を減算して、第３タイマ値
Ｔ３を算出し、この第３タイマ値Ｔ３をメモリに記憶す
る。この第３タイマ値Ｔ３が第２所要時間ITTMR#に相当
している。そして、上述の如く各気筒毎に第１所要時間
ITTMF#と、第２所要時間ITTMR#と、所要時間QTIMEとを
計測した後、ステップＵ１３において第１及び第２フラ
グを共にクリアし（Ｆ１＝Ｆ２＝０）、タイマ値Ｔをリ
セットして（Ｔ＝０）、しかる後にリターンする。

【００８４】したがって、この実施形態に係る燃料噴射
制御装置Ａによれば、エンジン１がアイドル運転状態に
なっているとき、エンジン回転数とアイドル目標回転数
とのズレが大きければ、まず、全気筒の燃料噴射量Ｑを
一律に増量又は減量させて、エンジン回転数をアイドル
目標回転数に近づける。そして、エンジン回転数とアイ
ドル目標回転数とのズレが大きくなくなれば、各気筒毎
の燃焼力に対応するクランク軸７の回転角速度ωを検出
し、その検出値に基づいて各気筒毎の燃焼力が略同じに
なるように燃料噴射量Ｑを気筒毎に補正する。このこと
で、気筒間の燃焼力のばらつきを減らしてトルク差を減
少させ、エンジンのアイドル安定性を高めることができ
る。

【００８５】同時に、エンジン回転数とアイドル目標回
転数とのズレが大きくなくなれば、燃焼状態検出手段３
５ｂにより前記各気筒毎にその気筒２の燃焼状態を反映
する回転変動状態量、具体的には、燃焼初期及び後期の
それぞれの燃焼割合の比率に対応する時間比率ITTMF#/I
TTMR#を検出し、その検出結果に基づいて、時間比率ITT
MF#/ITTMR#が予め設定されているアイドル基準値ITDEV
になるように各気筒毎に燃料噴射時期ITを補正する。こ
のことで、エンジン１の各気筒２における燃焼状態を改
善して、排ガス中のＮＯｘ及びスモークの生成を抑える
とともに、騒音低減を図ることができる。また、そのこ
とによっても気筒間の燃焼較差が減少するので、エンジ
ン１のアイドル安定性を一層、高めることができる。

【００８６】しかも、燃料噴射時期ITの補正を各気筒２
における実際の燃焼状態に基づいて行うことで、インジ
ェクタ５の個体差に起因する噴射ばらつきや筒内温度の
ばらつき、或いは各気筒毎の吸入空気量や排ガス還流量
のばらつき等があっても、それらに拘わらず各気筒２の
燃焼状態を均一に前記の最適な状態に揃えることができ
る。

【００８７】また、この実施形態に係る燃料噴射制御装
置Ａによれば、各気筒２の燃焼初期の燃焼力を、その気
筒２において燃料が噴射されて燃焼が開始したときか
ら、クランク軸７が９０°ＣＡ回転するまでの第１所要
時間ITTMF#に基づいて検出するとともに、燃焼後期の燃
焼力を前記第１所要時間ITTMF#の経過後にクランク軸７
がさらに９０°ＣＡ回転するまでの第２所要時間ITTMR#
に基づいて検出するようにしているので、前記燃焼初期
及び後期のそれぞれの燃焼力を各気筒毎に他の気筒の影
響を排除しつつ極めて正確に検出することができる。

【００８８】さらに、エンジン１がアイドル運転状態に
なっているときには、車両の運転者がエンジン１の回転
変動による振動を特に不快に感じやすいので、このよう
なときに、気筒間の燃焼較差の低減によってエンジン１
の燃焼安定性を高めることの作用効果が特に有効なもの
になる。尚、上述の燃料噴射時期の補正制御をアイドル
運転時に限らず、より広くエンジン１の定常運転時に行
うようにすることも可能である。

【００８９】また、この実施形態では、上述の如き燃料
噴射時期の補正制御をディーゼルエンジン１に適用して
いる。このディーゼルエンジンでは、燃焼室４に噴射さ
れた燃料噴霧の自己着火により燃焼が開始するという特
性上、燃料噴射時期ITの変更による燃焼状態の変化が極
めて大きいので、各気筒毎の燃料噴射時期の補正制御に
よって燃焼状態を改善するという作用効果が極めて有効
になる。尚、燃料噴射時期の補正制御をいわゆる直噴式
のガソリンエンジンに適用することもできる。

【００９０】（他の実施形態）本発明は前記実施形態に
限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包
含するものである。すなわち、前期実施形態では、各気
筒２の燃焼状態をそれぞれクランク軸７の回転変動状態
に基づいて検出するようにしているが、これに限らず、
各気筒２に燃焼室４の圧力状態を検出する燃焼圧センサ
を設けて、燃焼圧力の変化を直接検出するようににして
もよい。

【００９１】また、前期実施形態では、各気筒毎の燃焼
初期の燃焼力を検出するために、その気筒２における燃
料の噴射からクランク軸７が９０°ＣＡ回転するまでの
第１クランク角区間で、第１所要時間ITTMF#を検出する
ようにしているが、これに限らず、前記第１クランク角
区間は、混合気の予混合燃焼時に対応するように、例え
ば３０°〜９０°ＣＡの任意の大きさのクランク角区間
としてもよく、また、クランク軸７の回転角速度ωが極
小値から極大値に変化するまでのクランク角区間として
もよい。同様に、第２クランク角区間の大きさも９０°
ＣＡに限るものではない。

【００９２】すなわち、ディーゼルエンジンにおいて排
ガス中のＮＯｘ及びスモークを両方共に低減しかつ燃焼
音の増大を抑えることもできるような理想的な燃焼状態
に対応する燃焼圧波形を実験的に決定しておいて、その
目標とする燃焼圧波形と現在の燃焼圧波形とのずれを検
出できるように燃焼圧波形の特徴を表す状態量を検出す
ればよい。

【００９３】

【発明の効果】以上説明した如く、請求項１の発明によ
ると、エンジンの運転中に少なくとも２つの気筒につい
て、実際の燃焼状態に基づいて燃料噴射時期を補正する
ことで、燃料噴射弁５の個体差に起因する噴射ばらつき
や筒内温度のばらつき、或いは該各検出気筒毎の吸入空
気量や排ガス還流量のばらつき等があっても、それらに
拘わらず前記各検出気筒２の燃焼状態を均一に揃えるこ
とができ、よって、該各検出気筒２における燃焼状態を
改善して、排ガスの清浄化及び騒音低減を図ることがで
きる。また、気筒間の燃焼較差を低減させて、エンジン
１のアイドル安定性を高めることができる。

【００９４】請求項２の発明によると、各気筒の燃料噴
射時期を、該気筒の燃焼状態量がそれぞれＮＯｘ及びス
モークの生成を抑える上で最適な状態になるように予め
実験的に設定した設定量になるように補正することで、
排ガス中のＮＯｘやスモーク等の有害成分を極めて少な
くすることができ、かつエンジンの運転騒音を十分に低
減することができる。

【００９５】請求項３の発明によると、車両の運転者が
エンジンの回転変動による振動を不快に感じやすい定常
運転状態において、各気筒間の燃焼較差の低減によりエ
ンジンの燃焼安定性を高めるという効果が特に有効にな
る。

【００９６】請求項４の発明によると、各気筒の燃焼初
期におけるクランク軸の平均的な回転角速度を検出する
ことができるので、他の気筒の影響を排除しつつ各気筒
毎の燃焼状態を正確に検出できる。

【００９７】請求項５の発明によると、各気筒毎の燃焼
初期の燃焼状態を反映する第１所要時間に加えて、その
後の燃焼状態を反映する第２所要時間を検出すること
で、各気筒毎の燃焼状態を極めて正確に検出できる。

【００９８】請求項６の発明によると、第１所要時間の
計測をクランク軸の角度位置のみに対応づけて行うこと
ができるので、燃焼状態検出手段を簡単な構成にでき
る。

【００９９】請求項７の発明によると、気筒の燃焼初期
の状態を極めて強く反映する第１所要時間を検出するこ
とで、燃焼状態検出手段による検出精度を極めて高くす
ることができる。また、請求項８の発明によると、前記
第１所要時移に加えて、燃焼後期の燃焼状態を反映する
第２所要時間を検出することで、各気筒毎の燃焼状態を
一層、正確に検出できる。

【０１００】請求項９の発明によると、燃焼初期及び後
期のクランク軸の回転角速度の比率に基づいて、混合気
の燃焼圧波形の特徴を表す値を容易に検出することがで
きる。

【０１０１】請求項１０の発明によると、各気筒毎の燃
料噴射量の補正によって気筒間のトルク差を減少させる
ことができるので、エンジンのアイドル安定性を一層、
高めることができる。

【０１０２】請求項１１の発明によると、ディーゼルエ
ンジンでは燃料噴射時期の変更による燃焼状態の変化が
極めて大きいので、各気筒毎の燃料噴射時期の補正制御
による燃焼改善効果が極めて有効なものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの燃料噴射制
御装置の全体構成を示す図である。

【図２】燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート
図である。

【図３】第１〜第４の各気筒における筒内圧、クランク
軸の回転角速度及びその逆数の変化を、各気筒における
行程の変化に対応づけて示した説明図である。

【図４】燃料噴射量の補正量が、全気筒平均所要時間と
各気筒毎の所要時間との偏差に対応づけて設定されてい
るマップを例示する説明図である。

【図５】燃料噴射時期の設定手順を示すフローチャート
図である。

【図６】燃料噴射時期の変化に対する燃焼圧波形の変化
の様子と、燃焼初期及び後期にそれぞれ対応する第１及
び第２クランク角区間とを例示する説明図である。

【図７】燃料噴射時期のタイミング補正量が、時間比率
のアイドル基準値との偏差に対応づけて設定されている
マップを例示する説明図である。

【図８】所要時間の計測手順を示すタイムチャート図で
ある。

【符号の説明】

Ａ 燃料噴射制御装置 １ ディーゼルエンジン ２ 気筒 ５ インジェクタ（燃料噴射弁） ７ クランク軸 ３５ ＥＣＵ（コントロールユニット） ３５ｂ 変動状態判定手段 ３５ｃ 噴射時期補正手段 ３５ｄ 噴射量補正手段 ITTMF# 第１所要時間 ITTMR# 第２所要時間 ITDEV アイドル基準値（設定量）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA01 AA03 BA02 BA13 BA15 CA03 CA05 DA10 DA23 DA39 EA07 EB02 EB12 EB13 EC02 EC03 FA33 FA34 FA38 FA39 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 JA25 JA26 JA37 KA07 KA21 LB11 MA11 MA19 NA01 NA03 NA06 NA08 NB02 NB03 NB06 NC01 NC02 ND01 NE01 NE06 PA04Z PB08A PB08Z PC00Z PC01Z PE01A PE01Z PE02Z PE03Z PE04Z PE05Z PF03Z

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒エンジンの各気筒毎に燃料噴射弁
   が設けられ、該エンジンの運転状態に応じて前記燃料噴
   射弁による燃料の噴射時期を気筒毎に制御するようにし
   たエンジンの燃料噴射制御装置において、 少なくとも２つの気筒についてそれぞれ燃焼状態に対応
   する燃焼状態量を検出する燃焼状態検出手段と、 前記燃焼状態検出手段により検出される前記各検出気筒
   毎の燃焼状態量が略同じになるように、該各検出気筒の
   燃料噴射時期を補正する噴射時期補正手段とが設けられ
   ている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】 請求項１のエンジンの燃料噴射制御装置
   において、 噴射時期補正手段は、各気筒の燃料噴射時期を該気筒の
   燃焼状態量が所定の設定量になるように補正するもので
   ある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】 請求項１又は２のいずれかのエンジンの
   燃料噴射制御装置において、 噴射時期補正手段は、エンジンが定常運転状態になって
   いるときに燃料噴射時期の補正を行うように構成されて
   いる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】 請求項３のエンジンの燃料噴射制御装置
   において、 燃焼状態検出手段は、各気筒の圧縮行程でエンジンのク
   ランク軸の回転角速度が略減少状態から増加状態に変化
   した時点から該クランク軸が所定角度回転するまでの第
   １所要時間を少なくとも検出し、その検出結果に基づい
   て燃焼状態量を検出するように構成されていることを特
   徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４のエンジンの燃料噴射制御装置
   において、 燃焼状態検出手段は、第１所要時間と、該第１所要時間
   の経過後にクランク軸がさらに所定角度回転するまでの
   第２所要時間とを検出し、その検出結果に基づいて燃焼
   状態量を検出するように構成されていることを特徴とす
   るエンジンの燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】 請求項４のエンジンの燃料噴射制御装置
   において、 クランク軸の回転角速度が略減少状態から増加状態に変
   化する時点とは、該クランク軸が各気筒の圧縮上死点近
   傍に対応する設定クランク角位置にある時であることを
   特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
7. 【請求項７】 請求項３のエンジンの燃料噴射制御装置
   において、 燃焼状態検出手段は、各気筒の圧縮行程でクランク軸の
   回転角速度が略減少状態から増加状態に変化した時点か
   ら、該クランク軸の回転角速度が次に略減少状態に変化
   するまでの第１所要時間を少なくとも検出し、その検出
   結果に基づいて燃焼状態量を検出するように構成されて
   いることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
8. 【請求項８】 請求項７のエンジンの燃料噴射制御装置
   において、 燃焼状態検出手段は、第１所要時間と、該第１所要時間
   の経過後にクランク軸の回転角速度が再び略減少状態か
   ら増加状態に変化するまでの第２所要時間とを少なくと
   も検出するように構成されていることを特徴とするエン
   ジンの燃料噴射制御装置。
9. 【請求項９】 請求項７又は８のいずれかのエンジンの
   燃料噴射制御装置において、 燃焼状態検出手段は、第１所要時間の第２所要時間に対
   する比率を燃焼状態量として検出するように構成されて
   いることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項３のエンジンの燃料噴射制御装
    置において、 エンジンがアイドル運転状態になっているときに、燃焼
    状態検出手段により検出された各気筒毎の燃焼状態量に
    基づいて、各気筒毎の燃料噴射量を気筒間のトルク差が
    減少するように補正する噴射量補正手段が設けられてい
    ることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項１又は２のいずれかのエンジン
    の燃料噴射制御装置において、 エンジンはディーゼルエンジンであることを特徴とする
    エンジンの燃料噴射制御装置。