JP2001055947A - ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温始動性を向上する。
【解決手段】 本発明は、エンジンの低温始動時（Ｔｗ
≦Ｔｃ）にパイロット噴射とメイン噴射とを実行するデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射装置において、エンジンが
所定回転以下のとき（Ｎｅ≦Ｎｅｓｔ）、パイロットイ
ンターバルを一定値に固定し（固定モード）、エンジン
が上記所定回転を越えたとき（Ｎｅ＞Ｎｅｓｔ）、パイ
ロットインターバルをエンジン回転速度に応じて変化さ
せる（寒冷時始動モード）制御を行うものである。
≦Ｔｃ）にパイロット噴射とメイン噴射とを実行するデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射装置において、エンジンが
所定回転以下のとき（Ｎｅ≦Ｎｅｓｔ）、パイロットイ
ンターバルを一定値に固定し（固定モード）、エンジン
が上記所定回転を越えたとき（Ｎｅ＞Ｎｅｓｔ）、パイ
ロットインターバルをエンジン回転速度に応じて変化さ
せる（寒冷時始動モード）制御を行うものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置に関するものである。
ンの燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直噴式ディーゼルエンジンにおいては、
燃料噴射量や噴射時期等について設定自由度の高いコモ
ンレール式燃料噴射装置が用いられる。この場合、寒冷
時における低温始動に際してパイロット噴射とメイン噴
射とを実行するものが知られている。つまり、シリンダ
内での着火が困難な低温始動時に、メイン噴射に先立っ
て少量のパイロット噴射を行い、これを火種としてメイ
ン噴射による主燃焼を行わせる。パイロット噴射とメイ
ン噴射との時間的間隔をパイロットインターバルとい
う。
燃料噴射量や噴射時期等について設定自由度の高いコモ
ンレール式燃料噴射装置が用いられる。この場合、寒冷
時における低温始動に際してパイロット噴射とメイン噴
射とを実行するものが知られている。つまり、シリンダ
内での着火が困難な低温始動時に、メイン噴射に先立っ
て少量のパイロット噴射を行い、これを火種としてメイ
ン噴射による主燃焼を行わせる。パイロット噴射とメイ
ン噴射との時間的間隔をパイロットインターバルとい
う。
【０００３】パイロット噴射量とパイロットインターバ
ルとは通常エンジンの冷却水温に応じて決められる。即
ち、図９に示す如き低温マップと高温マップとを二つ用
意し、水温ＴｗがＴｗL 以下のときは低温マップを、水
温ＴｗがＴｗH 以上のときは高温マップを使用し、パイ
ロット噴射量とパイロットインターバルとを決定する。
ＴｗL ＜Ｔｗ＜ＴｗH のときは低温マップと高温マップ
とを直線補間してそれらの値を決定する。
ルとは通常エンジンの冷却水温に応じて決められる。即
ち、図９に示す如き低温マップと高温マップとを二つ用
意し、水温ＴｗがＴｗL 以下のときは低温マップを、水
温ＴｗがＴｗH 以上のときは高温マップを使用し、パイ
ロット噴射量とパイロットインターバルとを決定する。
ＴｗL ＜Ｔｗ＜ＴｗH のときは低温マップと高温マップ
とを直線補間してそれらの値を決定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来低温側の
制御は常温（20℃程度）を想定しており、より低温時
（例えば−10℃程度）に始動が困難であった。即ち、図
１０は常温時の始動状況を示すが、このときは運転手が
スタータON（クランキング）している最中にエンジンが
かかり、スタータをOFF してもエンジンが自力運転し、
回転速度を上昇させていく。低温時にもこのような状況
になればよいのだが、図１１に示すように低温だと運転
手がスタータONの最中にエンジンがかかったと判断して
も、実際にはエンジンが着火と失火とを繰り返してお
り、エンジン回転速度が大きく変動した状態となってい
る。よって運転手がスタータをOFF しても失火サイクル
の発生によりエンスト、回転不安定、吹き上がり不良等
が生じる。なお、最近ではグロープラグ等の始動補助装
置が廃止される傾向にあり、このような始動性不良の改
善は必須となっている。
制御は常温（20℃程度）を想定しており、より低温時
（例えば−10℃程度）に始動が困難であった。即ち、図
１０は常温時の始動状況を示すが、このときは運転手が
スタータON（クランキング）している最中にエンジンが
かかり、スタータをOFF してもエンジンが自力運転し、
回転速度を上昇させていく。低温時にもこのような状況
になればよいのだが、図１１に示すように低温だと運転
手がスタータONの最中にエンジンがかかったと判断して
も、実際にはエンジンが着火と失火とを繰り返してお
り、エンジン回転速度が大きく変動した状態となってい
る。よって運転手がスタータをOFF しても失火サイクル
の発生によりエンスト、回転不安定、吹き上がり不良等
が生じる。なお、最近ではグロープラグ等の始動補助装
置が廃止される傾向にあり、このような始動性不良の改
善は必須となっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの低
温始動時にパイロット噴射とメイン噴射とを実行するデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射装置において、エンジンが
所定回転以下のとき、パイロットインターバルを一定値
に固定し、エンジンが上記所定回転を越えたとき、パイ
ロットインターバルをエンジン回転速度に応じて変化さ
せる制御を行うものである。
温始動時にパイロット噴射とメイン噴射とを実行するデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射装置において、エンジンが
所定回転以下のとき、パイロットインターバルを一定値
に固定し、エンジンが上記所定回転を越えたとき、パイ
ロットインターバルをエンジン回転速度に応じて変化さ
せる制御を行うものである。
【０００６】ここで、上記パイロットインターバルを変
化させる制御が、水温及びエンジン回転速度をパラメー
タとするパイロットインターバルマップに従って行わ
れ、このマップが水温が低い程、またエンジン回転速度
が高い程、パイロットインターバルを増加させるもので
あるのが好ましい。
化させる制御が、水温及びエンジン回転速度をパラメー
タとするパイロットインターバルマップに従って行わ
れ、このマップが水温が低い程、またエンジン回転速度
が高い程、パイロットインターバルを増加させるもので
あるのが好ましい。
【０００７】また、エンジンが上記所定回転以下のと
き、パイロット噴射量が水温に応じて変化されると共に
水温が低い程増加され、エンジンが上記所定回転を越え
たとき、パイロット噴射量が水温及びエンジン回転速度
に応じて変化されると共に水温が低い程、またエンジン
回転速度が高い程増加されるのが好ましい。
き、パイロット噴射量が水温に応じて変化されると共に
水温が低い程増加され、エンジンが上記所定回転を越え
たとき、パイロット噴射量が水温及びエンジン回転速度
に応じて変化されると共に水温が低い程、またエンジン
回転速度が高い程増加されるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基いて説明する。
図面に基いて説明する。
【０００９】図８は車両等に搭載される直噴ディーゼル
エンジンのコモンレール式燃料噴射装置を示す。エンジ
ンの各気筒毎にインジェクタ１が設けられ、各インジェ
クタ１には、高圧管７３を通じ、コモンレール７２に貯
留されたコモンレール圧（数10〜数100MPa）の高圧燃料
が常時供給されている。コモンレール７２への燃料圧送
は主に高圧ポンプ７８によって行われる。即ち、燃料タ
ンク７４の常圧程度の燃料が燃料フィルタ７５を通じて
フィードポンプ７６に吸引され、これにより燃料がフィ
ード管７７を通じて高圧ポンプ７８に送られる。ここで
燃料が高圧に加圧され、高圧管７９を通じてコモンレー
ル７２に送られる。インジェクタ１からリークされた燃
料がリーク管８１を通じて燃料タンク７４に戻される。
高圧ポンプ７８が出口圧を制御するための圧力制御部を
有しているため、高圧ポンプ７８から排出された燃料が
戻り管８０を通じて燃料タンク７４に戻されるようにな
っている。
エンジンのコモンレール式燃料噴射装置を示す。エンジ
ンの各気筒毎にインジェクタ１が設けられ、各インジェ
クタ１には、高圧管７３を通じ、コモンレール７２に貯
留されたコモンレール圧（数10〜数100MPa）の高圧燃料
が常時供給されている。コモンレール７２への燃料圧送
は主に高圧ポンプ７８によって行われる。即ち、燃料タ
ンク７４の常圧程度の燃料が燃料フィルタ７５を通じて
フィードポンプ７６に吸引され、これにより燃料がフィ
ード管７７を通じて高圧ポンプ７８に送られる。ここで
燃料が高圧に加圧され、高圧管７９を通じてコモンレー
ル７２に送られる。インジェクタ１からリークされた燃
料がリーク管８１を通じて燃料タンク７４に戻される。
高圧ポンプ７８が出口圧を制御するための圧力制御部を
有しているため、高圧ポンプ７８から排出された燃料が
戻り管８０を通じて燃料タンク７４に戻されるようにな
っている。
【００１０】かかる燃料噴射装置には燃料噴射制御を司
る電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）８２が設けら
れる。これはエンジンの運転状態（エンジン回転速度、
エンジン負荷等）に基づき、所定タイミングで所定長さ
の駆動パルスをインジェクタ１の電磁ソレノイド８５に
送出し、インジェクタ１を開閉制御する。駆動パルスの
送出時間の長短に応じて燃料噴射量が増減される。また
ＥＣＵ８２はエンジン運転状態に応じてコモンレール圧
をフィードバック制御する。即ち、コモンレール２にコ
モンレール圧センサ８３が設けられ、この値に基づき高
圧ポンプ７８の出口圧を制御する。
る電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）８２が設けら
れる。これはエンジンの運転状態（エンジン回転速度、
エンジン負荷等）に基づき、所定タイミングで所定長さ
の駆動パルスをインジェクタ１の電磁ソレノイド８５に
送出し、インジェクタ１を開閉制御する。駆動パルスの
送出時間の長短に応じて燃料噴射量が増減される。また
ＥＣＵ８２はエンジン運転状態に応じてコモンレール圧
をフィードバック制御する。即ち、コモンレール２にコ
モンレール圧センサ８３が設けられ、この値に基づき高
圧ポンプ７８の出口圧を制御する。
【００１１】ＥＣＵ８２にはエンジン回転速度センサ８
６、アクセル開度センサ８７、スタータスイッチ８８及
び水温センサ８９が接続される。これらの出力に基づき
ＥＣＵ８２は、エンジン回転速度Ｎｅ(rpm) 、アクセル
開度Ａｃｃ(%) （エンジン負荷に相当）、スタータのON
/OFF及びエンジン冷却水温Ｔｗ (℃) （エンジン温度に
相当）を検知する。
６、アクセル開度センサ８７、スタータスイッチ８８及
び水温センサ８９が接続される。これらの出力に基づき
ＥＣＵ８２は、エンジン回転速度Ｎｅ(rpm) 、アクセル
開度Ａｃｃ(%) （エンジン負荷に相当）、スタータのON
/OFF及びエンジン冷却水温Ｔｗ (℃) （エンジン温度に
相当）を検知する。
【００１２】特にエンジン回転速度センサ８６は、所定
のクランク位相毎（例えば６°CA毎）に回転パルス（ク
ランクパルス）を発生するようになっている。ＥＣＵ８
２は所定時間当たりの回転パルス数をカウントし、エン
ジン回転速度Ｎｅを決定するようになっている。
のクランク位相毎（例えば６°CA毎）に回転パルス（ク
ランクパルス）を発生するようになっている。ＥＣＵ８
２は所定時間当たりの回転パルス数をカウントし、エン
ジン回転速度Ｎｅを決定するようになっている。
【００１３】さて、この燃料噴射装置では主にＥＣＵ８
２により以下の如きエンジン始動制御が実行される。図
３にインジェクタ１の電磁ソレノイド８５に送出される
駆動パルスの様子を示す。図示するように、エンジン始
動時には少量のパイロット噴射と多量のメイン噴射とが
実行される。そしてここでは始動時の状況に応じて (a)
〜(C) に示す三種類の噴射モードが選択される。
２により以下の如きエンジン始動制御が実行される。図
３にインジェクタ１の電磁ソレノイド８５に送出される
駆動パルスの様子を示す。図示するように、エンジン始
動時には少量のパイロット噴射と多量のメイン噴射とが
実行される。そしてここでは始動時の状況に応じて (a)
〜(C) に示す三種類の噴射モードが選択される。
【００１４】(a) の噴射形態は通常モードと称し、パイ
ロット噴射量Ｑpiがほぼ一定、パイロットインターバル
Ｔint がエンジン回転速度Ｎｅに応じた所定値とされる
モードである。ここでのパイロット噴射量Ｑpi、パイロ
ットインターバルＴint は比較的小さい値である。なお
パイロットインターバルＴint とはパイロット噴射終了
からメイン噴射開始までの無噴射期間をいう。
ロット噴射量Ｑpiがほぼ一定、パイロットインターバル
Ｔint がエンジン回転速度Ｎｅに応じた所定値とされる
モードである。ここでのパイロット噴射量Ｑpi、パイロ
ットインターバルＴint は比較的小さい値である。なお
パイロットインターバルＴint とはパイロット噴射終了
からメイン噴射開始までの無噴射期間をいう。
【００１５】(b) の噴射形態は固定モードと称する。こ
こではパイロット噴射量Ｑpiが水温Ｔｗに応じた所定値
とされ、パイロットインターバルＴint が一定値に固定
される。ここでのパイロット噴射量Ｑpi及びパイロット
インターバルＴint は通常モードのときより大きい値と
される。
こではパイロット噴射量Ｑpiが水温Ｔｗに応じた所定値
とされ、パイロットインターバルＴint が一定値に固定
される。ここでのパイロット噴射量Ｑpi及びパイロット
インターバルＴint は通常モードのときより大きい値と
される。
【００１６】(c) の噴射形態は寒冷時始動モードと称す
る。ここではパイロット噴射量Ｑpiとパイロットインタ
ーバルＴint とが水温Ｔｗ及びエンジン回転速度Ｎｅに
応じて変化される。ここでのパイロット噴射量Ｑpi及び
パイロットインターバルＴint も通常モードのときより
大きい値とされる。
る。ここではパイロット噴射量Ｑpiとパイロットインタ
ーバルＴint とが水温Ｔｗ及びエンジン回転速度Ｎｅに
応じて変化される。ここでのパイロット噴射量Ｑpi及び
パイロットインターバルＴint も通常モードのときより
大きい値とされる。
【００１７】なお、全噴射モードにおいて、メイン噴射
量とメイン噴射時期とはエンジン運転状態に応じて定め
られる。
量とメイン噴射時期とはエンジン運転状態に応じて定め
られる。
【００１８】この始動制御は図１のフローチャートに従
って行われる。なお図２に実際のエンジン始動状況を示
すので適宜参照されたい。
って行われる。なお図２に実際のエンジン始動状況を示
すので適宜参照されたい。
【００１９】図１に示すように、このフローはイグニッ
ションONと同時に開始される。ＥＣＵ８２はまずステッ
プ１でスタータスイッチ８８の出力から現在スタータが
ONか否かを判断する。始動当初はスタータONなので、ス
テップ６に進み噴射モードを固定モードとする。
ションONと同時に開始される。ＥＣＵ８２はまずステッ
プ１でスタータスイッチ８８の出力から現在スタータが
ONか否かを判断する。始動当初はスタータONなので、ス
テップ６に進み噴射モードを固定モードとする。
【００２０】この後ステップ７に進み、アクセル開度セ
ンサ８７の出力に基づく現在のアクセル開度Ａｃｃと、
所定の始動時判定アクセル開度Ａｃｃstとを比較する。
Ａｃｃ≦Ａｃｃstならステップ９に進んで始動制御を終
了するが、始動中は通常アクセルオンでＡｃｃ＞Ａｃｃ
stなので、ステップ８に進み、エンジン回転速度センサ
８６の出力に基づく現在のエンジン回転速度Ｎｅと、所
定の始動制御終了判定速度Ｎｅend とを比較する。ここ
ではＮｅend が1000(rpm) ≦Ｎｅend ≦2000(rpm) を満
たす一定値とされる。Ｎｅ≧Ｎｅend ならステップ９に
進んで始動制御を終了するが、始動初期はエンジン回転
が未だ十分上昇しておらず、Ｎｅ＜Ｎｅend なので、始
動制御を終了せずステップ１に戻る。
ンサ８７の出力に基づく現在のアクセル開度Ａｃｃと、
所定の始動時判定アクセル開度Ａｃｃstとを比較する。
Ａｃｃ≦Ａｃｃstならステップ９に進んで始動制御を終
了するが、始動中は通常アクセルオンでＡｃｃ＞Ａｃｃ
stなので、ステップ８に進み、エンジン回転速度センサ
８６の出力に基づく現在のエンジン回転速度Ｎｅと、所
定の始動制御終了判定速度Ｎｅend とを比較する。ここ
ではＮｅend が1000(rpm) ≦Ｎｅend ≦2000(rpm) を満
たす一定値とされる。Ｎｅ≧Ｎｅend ならステップ９に
進んで始動制御を終了するが、始動初期はエンジン回転
が未だ十分上昇しておらず、Ｎｅ＜Ｎｅend なので、始
動制御を終了せずステップ１に戻る。
【００２１】このループを繰り返すうちにエンジン回転
がある程度高まると、運転手はエンジンがかかったと判
断し、スタータをOFF する。するとステップ１からステ
ップ２に移行する。ステップ２では現在のエンジン回転
速度Ｎｅと切換回転速度Ｎｅstとを比較する。Ｎｅ≦Ｎ
ｅstならステップ６に進んで固定モードを選択する。Ｎ
ｅ＞Ｎｅstならステップ３に進む。
がある程度高まると、運転手はエンジンがかかったと判
断し、スタータをOFF する。するとステップ１からステ
ップ２に移行する。ステップ２では現在のエンジン回転
速度Ｎｅと切換回転速度Ｎｅstとを比較する。Ｎｅ≦Ｎ
ｅstならステップ６に進んで固定モードを選択する。Ｎ
ｅ＞Ｎｅstならステップ３に進む。
【００２２】ここで、ステップ２ではヒステリシスを伴
う判断がなされる。図２を参照して、切換回転速度Ｎｅ
stは二種類のヒステリシス速度、即ち高速側切換値Ｎｅ
st1と低速側切換値Ｎｅst2 とからなっている。図中実
線で示すように、エンジン回転速度Ｎｅが一律に上昇す
るような場合、エンジン回転速度Ｎｅが高速側切換値Ｎ
ｅst1 を初めて越えたときＮｅ≦ＮｅstからＮｅ＞Ｎｅ
stに切り換わり、以降この状態が持続する。しかし、一
点鎖線で示すように、着火・失火サイクルによりエンジ
ン回転変動の大きい始動時では、エンジン回転速度Ｎｅ
が高速側切換値Ｎｅst1 を越えても再び下降して高速側
切換値Ｎｅst1 を下回るときがある。そこで、このよう
なときは制御の安定性を考え、高速側切換値Ｎｅst1 よ
り低い低速側切換値Ｎｅst2 以下にならなければＮｅ＞
ＮｅstからＮｅ≦Ｎｅstに切り換わらないようにしてい
る。Ｎｅ≦Ｎｅstに切り換わった後は再度Ｎｅ＞Ｎｅ
st1を満たすまで、Ｎｅ≦Ｎｅstが成立する。
う判断がなされる。図２を参照して、切換回転速度Ｎｅ
stは二種類のヒステリシス速度、即ち高速側切換値Ｎｅ
st1と低速側切換値Ｎｅst2 とからなっている。図中実
線で示すように、エンジン回転速度Ｎｅが一律に上昇す
るような場合、エンジン回転速度Ｎｅが高速側切換値Ｎ
ｅst1 を初めて越えたときＮｅ≦ＮｅstからＮｅ＞Ｎｅ
stに切り換わり、以降この状態が持続する。しかし、一
点鎖線で示すように、着火・失火サイクルによりエンジ
ン回転変動の大きい始動時では、エンジン回転速度Ｎｅ
が高速側切換値Ｎｅst1 を越えても再び下降して高速側
切換値Ｎｅst1 を下回るときがある。そこで、このよう
なときは制御の安定性を考え、高速側切換値Ｎｅst1 よ
り低い低速側切換値Ｎｅst2 以下にならなければＮｅ＞
ＮｅstからＮｅ≦Ｎｅstに切り換わらないようにしてい
る。Ｎｅ≦Ｎｅstに切り換わった後は再度Ｎｅ＞Ｎｅ
st1を満たすまで、Ｎｅ≦Ｎｅstが成立する。
【００２３】ここではＮｅst1 が600(rpm)≦Ｎｅst1 ≦
650(rpm)を満たす一定値とされ、低速側切換値Ｎｅst2
がＮｅst2 ＝Ｎｅst1 −ΔＮｅを満たす一定値とされて
いる。ここではΔＮｅ＝200(rpm)に設定されている。
650(rpm)を満たす一定値とされ、低速側切換値Ｎｅst2
がＮｅst2 ＝Ｎｅst1 −ΔＮｅを満たす一定値とされて
いる。ここではΔＮｅ＝200(rpm)に設定されている。
【００２４】さて、図１に戻って、エンジン回転速度Ｎ
ｅが高まってＮｅ＞Ｎｅstとなると、ステップ２からス
テップ３に進む。ステップ３では、水温センサ８９の出
力に基づく現在の水温Ｔｗと、予め設定された寒冷時判
定水温Ｔｃとを比較する。ここではＴｃ＝０℃に設定さ
れている。Ｔｗ≦Ｔｃのときは、ステップ４に進んで寒
冷時始動モードを選択する。一方Ｔｗ＞Ｔｃのときは、
ステップ５に進んで通常モードを選択する。
ｅが高まってＮｅ＞Ｎｅstとなると、ステップ２からス
テップ３に進む。ステップ３では、水温センサ８９の出
力に基づく現在の水温Ｔｗと、予め設定された寒冷時判
定水温Ｔｃとを比較する。ここではＴｃ＝０℃に設定さ
れている。Ｔｗ≦Ｔｃのときは、ステップ４に進んで寒
冷時始動モードを選択する。一方Ｔｗ＞Ｔｃのときは、
ステップ５に進んで通常モードを選択する。
【００２５】ここで、大抵の場合、寒冷時始動モードか
通常モードかはエンジン始動前の水温によって一義的に
決まる。水温上昇によりモードが切り替わる前に、エン
ジン回転が上昇してステップ８のＮｅ≧Ｎｅend が満た
され、始動制御が終了するからである。よって始動前に
Ｔｗ≦Ｔｃのときは常に寒冷時始動モードが選択され、
途中で通常モードに移行することはないといえる。
通常モードかはエンジン始動前の水温によって一義的に
決まる。水温上昇によりモードが切り替わる前に、エン
ジン回転が上昇してステップ８のＮｅ≧Ｎｅend が満た
され、始動制御が終了するからである。よって始動前に
Ｔｗ≦Ｔｃのときは常に寒冷時始動モードが選択され、
途中で通常モードに移行することはないといえる。
【００２６】こうして、ステップ７でＡｃｃ≦Ａｃｃst
となるまで、或いはステップ８でＮｅ≧Ｎｅend となる
まで、本制御のループが繰り返され、いずれか一方の条
件が満たされたときステップ９で始動制御が終了する。
となるまで、或いはステップ８でＮｅ≧Ｎｅend となる
まで、本制御のループが繰り返され、いずれか一方の条
件が満たされたときステップ９で始動制御が終了する。
【００２７】以下各モードについて詳述する。概説した
ように、通常モードでは、パイロット噴射量Ｑpiとパイ
ロットインターバルＴint とが比較的小さく、パイロッ
ト噴射量Ｑpiが３ (mm3 /st)、パイロットインターバル
Ｔint が３ (°CA) 程度である。このモードはエンジン
の温間始動（所謂ホットスタート）を想定したものであ
る。筒内温度が十分高いので、パイロット噴射量Ｑpiや
パイロットインターバルＴint をそれほど大きくしなく
て済む。
ように、通常モードでは、パイロット噴射量Ｑpiとパイ
ロットインターバルＴint とが比較的小さく、パイロッ
ト噴射量Ｑpiが３ (mm3 /st)、パイロットインターバル
Ｔint が３ (°CA) 程度である。このモードはエンジン
の温間始動（所謂ホットスタート）を想定したものであ
る。筒内温度が十分高いので、パイロット噴射量Ｑpiや
パイロットインターバルＴint をそれほど大きくしなく
て済む。
【００２８】これに対し、固定モードでは通常モードに
比べパイロット噴射量Ｑpi、パイロットインターバルＴ
int ともに大きい。パイロット噴射量Ｑpiは図４の水温
／パイロット噴射量マップに従って決定され、水温Ｔｗ
に応じて変化される。パイロットインターバルＴint は
一定値、ここではＴint0＝１５ (°CA) 程度に固定され
る。このモードは始動直後、着火・失火サイクルを繰り
返しエンジン回転変動の著しいときに選択されるため、
毎回正確なタイミングで燃料噴射するため、所定の回転
パルス発生と同時にパイロット、メイン噴射を行うよう
にしたものである。
比べパイロット噴射量Ｑpi、パイロットインターバルＴ
int ともに大きい。パイロット噴射量Ｑpiは図４の水温
／パイロット噴射量マップに従って決定され、水温Ｔｗ
に応じて変化される。パイロットインターバルＴint は
一定値、ここではＴint0＝１５ (°CA) 程度に固定され
る。このモードは始動直後、着火・失火サイクルを繰り
返しエンジン回転変動の著しいときに選択されるため、
毎回正確なタイミングで燃料噴射するため、所定の回転
パルス発生と同時にパイロット、メイン噴射を行うよう
にしたものである。
【００２９】図４から分かるように、パイロット噴射量
ＱpiはＴｗ＞Ｔｃ（Ｔｃ＝０℃）のとき一定値３ (mm3
/st)に固定され、Ｔｗ≦Ｔｃのとき水温Ｔｗが減少する
程比例的に増加される。例えばＴｗ＝−15℃のときＱpi
＝10 (mm3 /st)である。
ＱpiはＴｗ＞Ｔｃ（Ｔｃ＝０℃）のとき一定値３ (mm3
/st)に固定され、Ｔｗ≦Ｔｃのとき水温Ｔｗが減少する
程比例的に増加される。例えばＴｗ＝−15℃のときＱpi
＝10 (mm3 /st)である。
【００３０】寒冷時始動モードでは、パイロット噴射量
Ｑpiが固定モードと同様図４の水温／パイロット噴射量
マップに従って決定されるほか、図５のエンジン回転速
度／パイロット噴射量マップに従って決定される。一
方、パイロットインターバルＴint が、図６の水温／パ
イロットインターバルマップに従って決定されるほか、
図７のエンジン回転速度／パイロットインターバルマッ
プに従って決定される。つまりパイロット噴射量Ｑpiと
パイロットインターバルＴint とが、水温Ｔｗとエンジ
ン回転速度Ｎｅとに応じて適宜変えられる。なお実際に
は図４と図５のマップ、図６と図７のマップが各一組と
され、それぞれ三次元マップを構成している。前者を単
にパイロット噴射量マップ、後者を単にパイロットイン
ターバルマップという。
Ｑpiが固定モードと同様図４の水温／パイロット噴射量
マップに従って決定されるほか、図５のエンジン回転速
度／パイロット噴射量マップに従って決定される。一
方、パイロットインターバルＴint が、図６の水温／パ
イロットインターバルマップに従って決定されるほか、
図７のエンジン回転速度／パイロットインターバルマッ
プに従って決定される。つまりパイロット噴射量Ｑpiと
パイロットインターバルＴint とが、水温Ｔｗとエンジ
ン回転速度Ｎｅとに応じて適宜変えられる。なお実際に
は図４と図５のマップ、図６と図７のマップが各一組と
され、それぞれ三次元マップを構成している。前者を単
にパイロット噴射量マップ、後者を単にパイロットイン
ターバルマップという。
【００３１】図５から分かるように、パイロット噴射量
Ｑpiはエンジン回転速度Ｎｅが低くなる程増加される。
ただしエンジン回転速度Ｎｅの変化に対するパイロット
噴射量Ｑpiの変化率は少ない。図４と図５のマップから
得られるパイロット噴射量Ｑpiは主に水温Ｔｗによって
値が増減され、エンジン回転速度Ｎｅはその水温Ｔｗに
基づいて定められた値に数％程度の補正を与えるにすぎ
ない。
Ｑpiはエンジン回転速度Ｎｅが低くなる程増加される。
ただしエンジン回転速度Ｎｅの変化に対するパイロット
噴射量Ｑpiの変化率は少ない。図４と図５のマップから
得られるパイロット噴射量Ｑpiは主に水温Ｔｗによって
値が増減され、エンジン回転速度Ｎｅはその水温Ｔｗに
基づいて定められた値に数％程度の補正を与えるにすぎ
ない。
【００３２】図６から分かるように、パイロットインタ
ーバルＴint は、Ｔｗ＞Ｔｃ（０℃）のとき一定値３
(°CA) に固定され、Ｔｗ≦Ｔｃのとき水温Ｔｗが減少
する程比例的に増加される。例えばＴｗ＝−15℃のとき
Ｔint ＝15 (°CA) である。水温Ｔｗが低くなるほどに
パイロット噴射時期はどんどん先行していく。
ーバルＴint は、Ｔｗ＞Ｔｃ（０℃）のとき一定値３
(°CA) に固定され、Ｔｗ≦Ｔｃのとき水温Ｔｗが減少
する程比例的に増加される。例えばＴｗ＝−15℃のとき
Ｔint ＝15 (°CA) である。水温Ｔｗが低くなるほどに
パイロット噴射時期はどんどん先行していく。
【００３３】また図７から分かるように、パイロットイ
ンターバルＴint は、Ｎｅ≦Ｎｅst1 のとき一定値、Ｎ
ｅ＞Ｎｅst1 のときエンジン回転速度Ｎｅが上昇する程
比例的に増加される。ただしここでもエンジン回転速度
Ｎｅの変化に対するパイロットインターバルＴint の変
化率は少ない。図６と図７のマップから得られるパイロ
ットインターバルＴint は主に水温Ｔｗによって増減さ
れ、エンジン回転速度Ｎｅはその水温Ｔｗに基づいて定
められた値に数％程度の補正を与えるにすぎない。なお
Ｎｅst1 をこの付近の値に変更することも可能である。
ンターバルＴint は、Ｎｅ≦Ｎｅst1 のとき一定値、Ｎ
ｅ＞Ｎｅst1 のときエンジン回転速度Ｎｅが上昇する程
比例的に増加される。ただしここでもエンジン回転速度
Ｎｅの変化に対するパイロットインターバルＴint の変
化率は少ない。図６と図７のマップから得られるパイロ
ットインターバルＴint は主に水温Ｔｗによって増減さ
れ、エンジン回転速度Ｎｅはその水温Ｔｗに基づいて定
められた値に数％程度の補正を与えるにすぎない。なお
Ｎｅst1 をこの付近の値に変更することも可能である。
【００３４】次に、上記制御内容を図２に示す実際のエ
ンジン始動状況に即して説明する。なおここではＴｗ≦
Ｔｃを前提とする。
ンジン始動状況に即して説明する。なおここではＴｗ≦
Ｔｃを前提とする。
【００３５】運転手がスタータONしている間、エンジン
は着火と失火とを繰り返し回転変動が大きい。この間は
Ｎｅ≦Ｎｅstとなっている。よって噴射モードは固定モ
ードとし、パイロットインターバルＴint を固定し、回
転変動に伴う噴射時期の変化を防止する。なおパイロッ
ト噴射量Ｑpiは水温Ｔｗに応じて定まる一定値である。
は着火と失火とを繰り返し回転変動が大きい。この間は
Ｎｅ≦Ｎｅstとなっている。よって噴射モードは固定モ
ードとし、パイロットインターバルＴint を固定し、回
転変動に伴う噴射時期の変化を防止する。なおパイロッ
ト噴射量Ｑpiは水温Ｔｗに応じて定まる一定値である。
【００３６】やがて運転手がエンジンがかかったと判断
し、スタータをOFF する。しかしながらこのときもエン
ジンに少ないながら失火サイクルが発生し、回転変動が
生じている。よってこのときも噴射モードは固定モード
とし、パイロットインターバルＴint を固定する。
し、スタータをOFF する。しかしながらこのときもエン
ジンに少ないながら失火サイクルが発生し、回転変動が
生じている。よってこのときも噴射モードは固定モード
とし、パイロットインターバルＴint を固定する。
【００３７】こうして失火サイクルがなくなり、エンジ
ン回転が上昇し始めＮｅ＞Ｎｅstとなったなら、パイロ
ット噴射量及びパイロットインターバルＱpi，Ｔint を
水温Ｔｗとエンジン回転速度Ｎｅ、特にエンジン回転速
度Ｎｅに応じて変化させる。このときは既に回転変動が
なくなっているから、パイロットインターバルを固定す
る必要はなく、逆にパイロットインターバルをエンジン
回転速度Ｎｅに応じて変化させるのが好ましい。そして
エンジン回転の上昇に合わせてパイロット噴射量も変化
させていくのが好ましい。そこで図４〜図７のマップに
従ってＱpi，Ｔint を変化させるようにしたものであ
る。
ン回転が上昇し始めＮｅ＞Ｎｅstとなったなら、パイロ
ット噴射量及びパイロットインターバルＱpi，Ｔint を
水温Ｔｗとエンジン回転速度Ｎｅ、特にエンジン回転速
度Ｎｅに応じて変化させる。このときは既に回転変動が
なくなっているから、パイロットインターバルを固定す
る必要はなく、逆にパイロットインターバルをエンジン
回転速度Ｎｅに応じて変化させるのが好ましい。そして
エンジン回転の上昇に合わせてパイロット噴射量も変化
させていくのが好ましい。そこで図４〜図７のマップに
従ってＱpi，Ｔint を変化させるようにしたものであ
る。
【００３８】このような制御を行うことによって、回転
変動大（Ｎｅ≦Ｎｅst）のときは失火を少なくするよう
な制御が行え、回転変動小（Ｎｅ＞Ｎｅst）のときは速
やかにエンジン回転を立ち上がらせる制御を行えるよう
になる。これによって始動性、特に低温・極低温時の始
動性を大幅に向上することができる。この結果、グロー
プラグのような始動補助装置を廃止できる利点もある。
変動大（Ｎｅ≦Ｎｅst）のときは失火を少なくするよう
な制御が行え、回転変動小（Ｎｅ＞Ｎｅst）のときは速
やかにエンジン回転を立ち上がらせる制御を行えるよう
になる。これによって始動性、特に低温・極低温時の始
動性を大幅に向上することができる。この結果、グロー
プラグのような始動補助装置を廃止できる利点もある。
【００３９】上記説明から分かるように、Ｎｅstは回転
変動がなくなるような値とするのが好ましく、さらには
スタータONの最中のクランキング回転速度より大きい値
にするのが好ましい。
変動がなくなるような値とするのが好ましく、さらには
スタータONの最中のクランキング回転速度より大きい値
にするのが好ましい。
【００４０】なお、図２に一点鎖線で示すように、始動
後エンジン回転が一旦落ち込んで復帰するような場合、
噴射モードはかっこ書のように変化する。
後エンジン回転が一旦落ち込んで復帰するような場合、
噴射モードはかっこ書のように変化する。
【００４１】従来のパイロット噴射始動制御では騒音低
減を主眼に置き、パイロット噴射量は３ (mm3 /st)程度
に、パイロットインターバルは３ (°CA) 程度に固定さ
れていた。本発明では適宜それらを変化させるので、低
温始動性を確実に向上できる。
減を主眼に置き、パイロット噴射量は３ (mm3 /st)程度
に、パイロットインターバルは３ (°CA) 程度に固定さ
れていた。本発明では適宜それらを変化させるので、低
温始動性を確実に向上できる。
【００４２】以上、本発明の実施形態はほかにも種々考
えられる。
えられる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば以下の如き優れた効果が
発揮される。
発揮される。
【００４４】(1) 低温始動性が向上する。
【００４５】(2) グロープラグ等の始動補助装置を廃止
できる。
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の始動制御の内容を示すフローチャート
である。
である。
【図２】本装置によるエンジンの始動状況を示す線図で
ある。
ある。
【図３】インジェクタ駆動パルスの発生状況を示し、
(a) は通常モード、(b) は固定モード、(c) は寒冷時始
動モードである。
(a) は通常モード、(b) は固定モード、(c) は寒冷時始
動モードである。
【図４】水温／パイロット噴射量マップである。
【図５】エンジン回転速度／パイロット噴射量マップで
ある。
ある。
【図６】水温／パイロットインターバルマップである。
【図７】エンジン回転速度／パイロットインターバルマ
ップである。
ップである。
【図８】コモンレール式燃料噴射装置のシステム図であ
る。
る。
【図９】従来のパイロット噴射量・インターバルマップ
である。
である。
【図１０】エンジンの常温始動時の状況を示す線図であ
る。
る。
【図１１】従来のエンジンの低温始動時の状況を示す線
図である。
図である。
１ インジェクタ ７２ コモンレール ８２ 電子制御ユニット ８５ 電磁弁 ８６ エンジン回転速度センサ ８７ アクセル開度センサ ８８ スタータスイッチ ８９ 水温センサ Ｎｅ エンジン回転速度 Ｎｅst 切換回転速度 Ｎｅst1 高速側切換値 Ｎｅst2 低速側切換値 Ｔｃ 寒冷時判定水温 Ｔint パイロットインターバル Ｔｗ 水温 Ｑpi パイロット噴射量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA14 BA61 CD25 CD26 CD28 DA10 DB01 DC04 DC09 DC14 DC18 3G301 HA02 JA03 KA01 KA24 KA25 MA11 MA18 MA23 NA08 NC02 NE16 NE26 PB08A PE01Z PE02Z PE03Z PE08Z PF03Z PF16Z
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの低温始動時にパイロット噴射
とメイン噴射とを実行するディーゼルエンジンの燃料噴
射装置において、エンジンが所定回転以下のとき、パイ
ロットインターバルを一定値に固定し、エンジンが上記
所定回転を越えたとき、パイロットインターバルをエン
ジン回転速度に応じて変化させる制御を行うことを特徴
とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項２】 上記パイロットインターバルを変化させ
る制御が、水温及びエンジン回転速度をパラメータとす
るパイロットインターバルマップに従って行われ、該マ
ップが水温が低い程、またエンジン回転速度が高い程、
パイロットインターバルを増加させるものである請求項
１記載のディーゼルエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項３】 エンジンが上記所定回転以下のとき、パ
イロット噴射量が水温に応じて変化されると共に水温が
低い程増加され、エンジンが上記所定回転を越えたと
き、パイロット噴射量が水温及びエンジン回転速度に応
じて変化されると共に水温が低い程、またエンジン回転
速度が高い程増加される請求項１又は２記載のディーゼ
ルエンジンの燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23146099A JP3864630B2 (ja) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23146099A JP3864630B2 (ja) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001055947A true JP2001055947A (ja) | 2001-02-27 |
| JP3864630B2 JP3864630B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=16923867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23146099A Expired - Fee Related JP3864630B2 (ja) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3864630B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262897A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nippon Soken Inc | 始動制御装置 |
| JP2011149335A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
| CN102251867A (zh) * | 2010-05-18 | 2011-11-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 改善火花点火直喷（sidi）发动机冷起动性的控制系统和方法 |
| CN114991974A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-02 | 北京理工大学 | 一种改善柴油机低温启动过程的多次喷射控制策略 |
-
1999
- 1999-08-18 JP JP23146099A patent/JP3864630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262897A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nippon Soken Inc | 始動制御装置 |
| JP4579853B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2010-11-10 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 始動制御装置 |
| JP2011149335A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
| CN102251867A (zh) * | 2010-05-18 | 2011-11-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 改善火花点火直喷（sidi）发动机冷起动性的控制系统和方法 |
| CN114991974A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-02 | 北京理工大学 | 一种改善柴油机低温启动过程的多次喷射控制策略 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3864630B2 (ja) | 2007-01-10 |
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