JP2003155949A

JP2003155949A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2003155949A
Application number: JP2001356471A
Authority: JP
Inventors: Mikio Inoue; 三樹男井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-05-30
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP3807293B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストの低減と制御の信頼性を確保しつ
つ、騒音やスモークの発生を抑制し、失火、白煙等の発
生を防止した内燃機関の燃料噴射制御装置を提供するこ
と。【解決手段】ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを、
同噴射量、パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆ、および
コモンレール圧力ＰＣＲの３つのパラメータに基づいて
補正し、最終パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｆを算出する
（Ｓ１３０〜Ｓ１６０）。つまり、エンジン運転状態に
影響の大きいベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを、パ
イロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆに基づいて（筒内圧の
予測に基づいて）補正するので、筒内圧力センサを用い
る必要がない。また、実際の運転状態で、インターバル
の定数が暖機状態や気圧の変化等により変化して、パイ
ロット噴射時期が変化しても、パイロット噴射量を狙い
通りに最適に制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各気筒の燃焼室に
燃料を噴射するインジェクタを備えた内燃機関の燃料噴
射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンのコモンレ
ール式噴射システムでは、燃料ポンプにより加圧されて
コモンレールで蓄圧された所定圧の燃料を、各インジェ
クタから各気筒の燃焼室に噴射する。すなわち、各イン
ジェクタに設けたソレノイドの電磁弁に駆動パルス（駆
動信号）を与えると、各インジェクタ内で作動ピストン
が上昇して針弁がリフトし、燃料噴射ノズル先端の噴孔
が開き、燃料が各気筒の燃料室に噴射される。このよう
な噴射システムでは、通常、インジェクタによる燃料の
噴射量は、電磁弁にどの位の間（何ｍｓ）駆動パルスを
与えるかによって、すなわち駆動信号のパルス幅（噴射
期間）によって決まる。そのパルス幅で燃料噴射量を調
整するようになっている。また、一般に、ディーゼルエ
ンジンにおいては、低速、低負荷の機関運転状態で、イ
ンジェクタによる燃料噴射をメイン噴射と該メイン噴射
に先行するパイロット噴射とに分割して行うようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ディーゼルエンジンにおいては、同じ噴射期間であって
も、各気筒内の圧力（以下、「筒内圧」という。）の変
化によりパイロット噴射量が変化してしまう。すなわ
ち、機関運転状態に基づきマップを参照して設定される
パイロット噴射量指令値が同じである等噴射期間であっ
ても、筒内圧の変化によりパイロット噴射量が変化して
しまう。これにより、パイロット噴射量を狙い通りに制
御できなくなり、その結果、騒音やスモークの悪化、さ
らには失火、白煙等の不具合を引き起こしてしまう。こ
のようにパイロット噴射量が変化するのは、次のような
理由による。

【０００４】ディーゼルエンジンのインジェクタは近年
高圧噴射化が進んでおり、それに伴い燃料噴射ノズルの
ノズルシートにかかる面圧低減が経年後の噴射量変化に
対して重要な課題である。この課題に対して、一般的に
は作動ピストン径を小さくする方向で対策している。こ
の場合、その背反として、ノズル下部で筒内圧を受ける
ことにより、初期の針弁上昇速度（作動ピストンの上昇
速度）が変化し、噴射量変化を引き起こしてしまう。例
えば、筒内圧が高くなるほど作動ピストンを上へ押す力
が増し、同ピストンの上昇速度（推力）が増す。その上
昇速度が増すと、作動ピストンが初期に早く上昇するの
で、噴孔から燃料が燃焼室にどっと噴射され、実際の噴
射量が狙いとする噴射量指令値よりも増えてしまう。

【０００５】また、コモンレール式噴射システムでは、
機関運転状態に基づきパイロット噴射およびメイン噴射
の各噴射量および噴射期間を決めるマップをＥＣＵのＲ
ＯＭに記憶させてある。このマップは、ある一定の噴射
時期つまり特定の筒内圧で計測した機関回転速度や負荷
（負荷率）等のデータに基づいて作成されている。その
ため、実際の運転状態では、ある「温間」に対して設定
されたパイロット噴射時期が、冷間運転、過渡運転、高
地での運転などで変化すると、パイロット噴射を実施し
ている時の筒内圧も刻々と変化する。このように筒内圧
が変化することで、パイロット噴射量の要求値が同じで
も、実際の噴射量（実噴射量）が変化してしまう。その
結果、マップで決まる狙いとするパイロット噴射量を噴
けなくなってしまう。このため、等噴射量（等噴射期
間）であっても、実噴射量が変化し、上述したような内
燃機関に様々不具合を引き起こしてしまう。ここにい
う、「温間」とは、基準状態という意味で、平地におい
て完全暖機で、安定した状態をいう。この「温間」を基
準に、例えばパイロット噴射でどの位の量の燃料を噴く
かを設定する「パイロット噴射量のマップ」等をＥＣＵ
のＲＯＭに記憶させてある。また、パイロット噴射終了
時からメイン噴射開始時までを通常「インターバル」と
呼んでいる。このインターバルの定数は、エンジンの暖
機状態や気圧の変化等により変化する。この定数は、音
の要求或いは失火の要求等に基づきマップを参照して設
定される。

【０００６】次に、筒内圧が変化すると何が問題になる
かについて、より詳しく説明する。もし、パイロット噴
射時期がいつも同じであれば、筒内圧の影響があっても
それほど問題ではない。その理由は、筒内圧は通常ある
波形で変化する。パイロット噴射時期がいつも同じであ
れば（いつも同じクランク角度の位置で燃料が噴かれて
いれば）、そのときの筒内圧はいつもほぼ同じである。
要は、パイロット噴射量を決めるマップがあって、その
マップさえ正しいものを作っておけば、パイロット噴射
量はそのマップの通りに噴ける。何が問題かというと、
インターバルが変化すると、パイロット噴射時期が変化
する。そうすると、筒内圧が刻々と変化するので、マッ
プでもっているパイロット噴射量の指令値が同じでも、
筒内圧が変化することで、パイロット噴射時期が変わ
る。これにより、実際の噴射量（実噴射量）が変化して
しまう。その結果、マップで決まる狙いとするパイロッ
ト噴射量を噴けなくなってしまう。つまり、インターバ
ルの定数を決める「温間」のマップをあるところで決め
ると、冷間時とか高地での走行時にインターバルが変化
することによって、同じ定数では通用しなくなり、パイ
ロット噴射量を最適に制御できなくなるのが問題であ
る。

【０００７】ところで、燃焼室内の圧力（上記筒内圧）
に基づいて計算したパイロット噴射に伴う熱発生率のピ
ーク値が目標ピーク値と一致するように、パイロット噴
射量を補正する技術が、特開平１１−１４１３８６号公
報に開示されている。ところが、この従来技術では、各
気筒の筒内圧を検出するための筒内圧力センサが、各気
筒の燃焼室に臨んで取り付けられている。実際、量産を
考えた場合、そのような筒内圧力センサを用いて各気筒
の筒内圧を検出するのは難しい。これは、そのような筒
内圧力センサは、燃焼室の高温、超高圧に晒されるの
で、耐久性と信頼性にかける。このため、長期にわたり
そのセンサを使ってパイロット噴射量を精度よく補正す
るのは困難であり、噴射量制御の信頼性を確保できない
とともに、筒内圧力センサを各気筒に取り付けなければ
ならず、製造コストが増大してしまう。

【０００８】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたもので、その目的は、製造コスト
の低減と制御の信頼性を確保しつつ、騒音やスモークの
発生を抑制し、失火、白煙等の発生を防止した内燃機関
の燃料噴射制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段およびその作用効果について記載する。請
求項１に係る発明は、各気筒の燃焼室に燃料を噴射する
インジェクタを備えた内燃機関に適用され、前記インジ
ェクタによる燃料噴射をメイン噴射と該メイン噴射に先
行するパイロット噴射とに分割して行う内燃機関の燃料
噴射制御装置において、前記各気筒に対し燃料噴射が実
行される前に演算されるパイロット噴射量を、パイロッ
ト噴射時期に基づいて補正する噴射量補正手段を備える
ことを要旨とする。

【００１０】通常パイロット噴射が行われるような上死
点前（上死点よりかなり前）では、筒内圧とパイロット
噴射時期とは強い相関があるので、パイロット噴射時期
で筒内圧を代用できる。本発明はこのことを利用し、各
気筒に対し燃料噴射が実行される前に演算されるパイロ
ット噴射量を、上記従来技術のように筒内圧力センサを
用いずに、パイロット噴射時期に基づいて（筒内圧の予
測に基づいて）補正するようにしている。

【００１１】この構成により、上述したように、実際の
運転状態で、上記インターバルの定数がエンジンの暖機
状態や気圧の変化等により変化して、パイロット噴射時
期が変化したとしても、パイロット噴射量を狙い通りに
制御できる。また、上記従来技術のように筒内圧を検出
するための筒内圧力センサを各気筒の燃焼室に取り付け
る必要がない。したがって、製造コストの低減と制御の
信頼性を確保しつつ、騒音やスモークの発生を抑制し、
失火、白煙等の発生を防止することができる。

【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射量補正
手段は、前記パイロット噴射時期と前記インジェクタに
供給される燃料の圧力とに基づきパイロット噴射量補正
値を設定し、該パイロット噴射量補正値で前記パイロッ
ト噴射量を補正することを要旨とする。

【００１３】この構成により、インジェクタに供給され
る燃料の圧力を考慮してパイロット噴射量を補正するこ
とができる。請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記パイ
ロット噴射量補正値は、前記パイロット噴射時期が上死
点より前になる程前記パイロット噴射量を増加させるよ
うに設定されるとともに、前記燃料の圧力が低くなる程
前記パイロット噴射量を増加させるように設定されるこ
とを要旨とする。

【００１４】この構成により、パイロット噴射量を、パ
イロット噴射時期が上死点より前になる程増加するよう
に補正することができるとともに、燃料の圧力が低くな
る程増加するように補正することができる。

【００１５】請求項４に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、前記燃料の圧力は、前記各気筒のインジェクタに接
続されたコモンレール内のコモンレール圧力であること
を要旨とする。

【００１６】この構成により、パイロット噴射時期とコ
モンレール圧力とに基づいてパイロット噴射量を補正す
ることができる。請求項５に係る発明は、請求項２〜４
のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置に
おいて、前記噴射量補正手段は、前記パイロット噴射量
と前記燃料の圧力とに応じてパイロット噴射量補正係数
を設定し、該補正係数と前記パイロット噴射量補正値と
を掛け合わせて得られるパイロット噴射量最終補正量で
前記パイロット噴射量を補正することを要旨とする。

【００１７】この構成により、パイロット噴射時期、燃
料の圧力（例えば、コモンレール圧力）、およびパイロ
ット噴射量の３つのパラメータに基づいて、パイロット
噴射量を最適に補正することができる。

【００１８】請求項６に係る発明は、請求項５に記載の
内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記パイロット
噴射量補正係数は、前記パイロット噴射量が少なくなる
程小さい値に設定されるとともに、前記燃料の圧力が低
くなる程大きい値に設定されることを要旨とする。

【００１９】この構成により、パイロット噴射量を、同
噴射量が少なくなる程増加するように補正することがで
きるとともに、燃料の圧力が低くなる程増加するように
補正することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の燃
料噴射制御装置をディーゼルエンジンに適用した一実施
形態を、図面に基づいて説明する。

【００２１】図４は、ディーゼルエンジンおよびその燃
料噴射制御装置の概略構成を示している。ディーゼルエ
ンジン（以下、「エンジン」という。）２は、複数の気
筒（本実施形態では４つの気筒＃１〜＃４）を備えてい
る。図４では、４気筒のうち１気筒のみを示してある。
また、エンジン２には、各気筒＃１〜＃４の燃焼室３に
燃料を噴射するインジェクタ３２がそれぞれ配設されて
いる。各インジェクタ３２から各気筒＃１〜＃４の燃焼
室３への燃料噴射は、各インジェクタに設けた電磁弁３
２ａを電子制御装置（以下，「ＥＣＵ」という。）２０
から出力されるインジェクタ駆動信号でオン、オフさせ
ることで制御される。

【００２２】各インジェクタ３２の電磁弁３２ａは、各
気筒＃１〜＃４に、主たる量の燃料噴射を行う「メイン
噴射」と、同メイン噴射の前に、着火を促進させるため
に微小量の燃料噴射を行う「パイロット噴射」とをそれ
ぞれ行うように制御される。

【００２３】各気筒＃１〜＃４の燃焼室３には、吸気バ
ルブ４ａを介して吸気通路４が接続されている。この吸
気通路４には、上流側より、エアクリーナ６、吸入空気
量を検出する吸入空気量センサ８、吸入空気の温度を検
出する吸気温センサ１０、燃焼室３に導入される吸入空
気量を調整するスロットルバルブ１４が設けられてい
る。

【００２４】スロットルバルブ１４は、駆動機構１６に
よって開閉駆動される。駆動機構１６は、ステップモー
タ１８およびこのステップモータ１８とスロットルバル
ブ１４とを連結するギアを備える。ステップモータ１８
は、ＥＣＵ２０によって駆動制御される。駆動機構１６
には、スロットルバルブ１４が全開位置となることでオ
ン状態となる全開スイッチ２２が設けられている。

【００２５】一方、各気筒＃１〜＃４の燃焼室３には、
排気バルブ２４ａを介して排気通路２４が接続されてい
る。この排気通路２４からはＥＧＲ（排気再循環）通路
２６が分岐し、このＥＧＲ通路２６は吸気通路４におけ
るスロットルバルブ１４の下流側に接続されている。Ｅ
ＧＲ通路２６には、ＥＣＵ２０により制御されるダイア
フラム等のアクチュエータ２８によって開閉駆動される
ＥＧＲ弁３０が設けられている。

【００２６】スロットルバルブ１４によって吸入空気量
を、またこのＥＧＲ弁３０によってＥＧＲ量をそれぞれ
調整することで、燃焼室３内に導入される吸入空気量と
ＥＧＲ量との割合を自在に設定することが可能となる。
これにより、エンジン２の全運転領域にわたって適切な
吸入空気量及びＥＧＲ量の制御を行うことができる。

【００２７】また、各気筒＃１〜＃４のインジェクタ３
２は、各気筒共通の蓄圧配管としてのコモンレール３４
に接続されている。各インジェクタ３２は、電磁弁３２
ａに入力されるインジェクタ駆動信号がオンの間、コモ
ンレール３４内で蓄圧された所定圧の燃料が各インジェ
クタ３２から各気筒の燃焼室３内へ噴射されるようにな
っている。コモンレール３４は、供給配管３５を介して
サプライポンプ３６の吐出ポート３６ａに接続されてい
る。また、供給配管３５の途中には、逆止弁３７が設け
られている。この逆止弁３７により、サプライポンプ３
６からコモンレール３４への燃料の供給が許容され、か
つ、コモンレール３４からサプライポンプ３６への燃料
の逆流が規制されている。

【００２８】サプライポンプ３６は、吸入ポート３６ｂ
を介して燃料タンク３８に接続されており、その途中に
はフィルタ３９が設けられている。サプライポンプ３６
は、燃料タンク３８からフィルタ３９を介して燃料を吸
入する。また、サプライポンプ３６は、エンジン２の回
転に同期する図示しないカムによってプランジャを往復
運動せしめて、燃料圧力を要求される圧力にまで高めた
高圧燃料をコモンレール３４に供給している。

【００２９】サプライポンプ３６の吐出ポート３６ａ近
傍には、圧力制御弁４０が設けられている。この圧力制
御弁４０は、吐出ポート３６ａからコモンレール３４へ
吐出される燃料圧力（すなわち噴射圧力）を制御するた
めのものである。この圧力制御弁４０が開かれることに
より、吐出ポート３６ａから吐出されない分の余剰燃料
が、サプライポンプ３６に設けられたリターンポート３
６ｃからリターン配管４１を経て燃料タンク３８へ戻さ
れるようになっている。

【００３０】エンジン２の各燃焼室３には、グロープラ
グ４２が配設されている。このグロープラグ４２は、エ
ンジン２の始動直前にグローリレー４２ａに電流が流さ
れることにより赤熱し、これに燃料噴霧の一部が吹きつ
けられることで着火・燃焼を促進させる始動補助装置を
構成している。

【００３１】エンジン２の図示していない出力軸には、
同出力軸の回転に同期し、その回転速度に対応したパル
ス信号を出力する回転数センサ４４が設けられている。
このパルス信号はＥＣＵ２０に取り込まれる。

【００３２】その他、ＥＣＵ２０には、吸入空気量セン
サ８，吸気温センサ１０，アクセル開度センサ４６によ
る各検出信号やＩＧスイッチ４８のオン・オフ信号がそ
れぞれ入力される。また、ＥＣＵ２０には、スタータス
イッチ５０のオン・オフ信号、シリンダブロック２ｂに
設けた冷却水温センサ５２，トランスミッション（図示
略）に設けたシフトポジションセンサ５４および車速セ
ンサ５６による各検出信号がそれぞれ入力される。さら
に、ＥＣＵ２０には、リターン配管４１に設けた燃温セ
ンサ５８，コモンレール３４に設けた燃圧センサ６０の
各検出信号がそれぞれ入力されるようになっている。燃
圧センサ６０からは、各インジェクタ３２に供給される
燃料の圧力として、コモンレール３４内の圧力であるコ
モンレール圧力ＰＣＲの検出信号が出力される。

【００３３】このように、図２に示す燃料噴射制御装置
は、ＥＣＵ２０をはじめ、機関運転状態等を検出する上
記吸入空気量センサ８，吸気温センサ１０，アクセル開
度センサ４６、燃圧センサ６０等の各種センサやスイッ
チ等を備えて構成される。

【００３４】ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、
バックアップＲＡＭ、入出力ポート等を備えるマイクロ
コンピュータを中心に構成されている。ＣＰＵはエンジ
ンの燃料噴射制御等の各種演算処理を実行する。ＲＯＭ
は読み出し専用の記憶媒体である。ＲＡＭは読み出しと
書き込みが可能な揮発性の記憶媒体である。バックアッ
プＲＡＭは、読み込みと書き込みが可能でかつエンジン
の停止後も記憶内容が保存される不揮発性の記憶媒体で
ある。

【００３５】また、ＥＣＵ２０は、上記各センサ等から
出力される信号に基づき把握される運転状態等に応じ
て、上記圧力制御弁４０やリリーフ弁の開閉制御の他、
各インジェクタ３２の電磁弁３２ａを駆動制御して各イ
ンジェクタ３２からの燃料の噴射制御を実行するように
なっている。またＥＣＵ２０は、必要量の燃料を一時に
噴射する「通常噴射」に加え、必要量の燃料を「パイロ
ット噴射」と「メイン噴射」との２度に分割して噴射す
る「分割噴射」を制御するようになっている。この分割
噴射は、所定の機関運転状態、例えば低回転、低負荷の
機関運転状態で実行されるようになっている。

【００３６】次に、本実施形態において、ＥＣＵ２０に
より実行される燃料噴射制御について説明する。本実施
形態では、ＥＣＵ２０は、各気筒＃１〜＃４に対し燃料
噴射が実行される前に、各気筒に対しパイロット噴射量
および噴射時期と、メイン噴射量および噴射時期とをそ
れぞれ算出する。こうした計算処理は、エンジン回転速
度ＮＥ等、機関運転状態に基づきマップを参照して１８
０°ＣＡ毎に実行される。

【００３７】また、ＥＣＵ２０は、こうして算出した噴
射量や噴射時期から、各気筒＃１〜＃４の電磁弁３２ａ
の制御時刻に換算する計算処理を行う。この計算処理に
より、各気筒＃に対するパイロット噴射開始時刻、パイ
ロット噴射終了時刻、メイン噴射開始時刻、およびメイ
ン噴射終了時刻がそれぞれ算出される。これらの算出さ
れた各制御時刻は、ＥＣＵ２０のＲＡＭの該当するメモ
リ領域にそれぞれ格納される。

【００３８】そして、ＥＣＵ２０は、各気筒＃１〜＃４
について求めたパイロット噴射開始時期になると、対応
する気筒の電磁弁３２ａにインジェクタ駆動信号（駆動
パルス）を出力する。この駆動信号のパルス幅によって
パイロット噴射量が決まる。パイロット噴射終了後、所
定時間（所定のインターバル）が経過して各気筒＃１〜
＃４について求めたメイン噴射開始時期になると、ＥＣ
Ｕ２０は、対応する気筒の電磁弁３２ａにインジェクタ
駆動信号を出力する。この駆動信号のパルス幅によって
メイン噴射量が決まる。

【００３９】このような燃料噴射制御を実行する際に、
ＥＣＵ２０は、図１に示す「最終パイロット噴射量の算
出処理」を実行する。通常パイロット噴射が行われるよ
うな上死点前では、メイン噴射により筒内圧が上死点付
近で一気に上昇する前であり、筒内圧とパイロット噴射
時期とは強い相関があるので、パイロット噴射時期で筒
内圧を代用できる。本処理ではこのことを利用し、各気
筒に対し燃料噴射が実行される前に演算されるパイロッ
ト噴射量をパイロット噴射時期に基づいて補正するよう
にしている。つまり、各気筒に対して算出したパイロッ
ト噴射量（ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂ）を、パ
イロット噴射時期で筒内圧を代用して（各気筒の筒内圧
の予測に基づいて）補正する。そのために、ＥＣＵ２０
は、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを３つのパラメ
ータに基づいて補正して最終パイロット噴射量ＱＰＬ２
Ｆを算出するようになっている。３つのパラメータは、
パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆ、燃圧センサ６０で
検出されるコモンレール圧力ＰＣＲ、およびベースパイ
ロット噴射量ＱＰＬ２Ｂである。

【００４０】次に、ＥＣＵ２０の実行する図１に示す
「最終パイロット噴射量の算出処理」について説明す
る。本処理は一定クランク角毎（１８０°ＣＡ毎）の割
り込みで実行される。

【００４１】本処理が開始されると、まず、回転数セン
サ４４により検出されるエンジン回転速度ＮＥ、燃圧セ
ンサ６０で検出されるコモンレール圧力ＰＣＲ等、制御
に必要なデータがＥＣＵ２０のＲＡＭ内の作業領域に読
み込まれる。

【００４２】まず、ステップＳ１００では、ベースパイ
ロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを、エンジン回転速度ＮＥおよ
び最終噴射量ＱＦＩＮに基づき、ＲＯＭに記憶されたマ
ップを参照して算出する。ここにいう最終噴射量ＱＦＩ
Ｎは、実際には負荷（負荷率）に当たる。こうして、通
常の温間におけるベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂが
算出される。

【００４３】この後、ステップＳ１１０に進み、ベース
パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂが最小パイロット噴射量Ｑ
ＰＬ２ＭＮ以下であるか否かを判定する。最小パイロッ
ト噴射量ＱＰＬ２ＭＮは下限ガード値である。ステップ
Ｓ１００で算出されたベースパイロット噴射量ＱＰＬ２
Ｂがあまりに噴射量が少ないと、インジェクタ３２の能
力上噴けなくなるというハード上の制約があるため、ス
テップＳ１１０での判定を行っている。

【００４４】ステップＳ１１０の判定結果がＹＥＳの場
合には、ステップＳ１２０に進む。このステップＳ１２
０では、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを「０」に
するとともに、パイロット噴射量最終補正量ＱＡＩＪＰ
Ｌ２を「０」にして、本処理を一旦終了する。この場
合、ＥＣＵ２０は、パイロット噴射は行わず、メイン噴
射のみを行う。

【００４５】ステップＳ１１０の判定結果がＮＯの場
合、すなわちベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂが最小
パイロット噴射量ＱＰＬ２ＭＮより大きい場合には、ス
テップＳ１３０に進む。このステップＳ１３０では、ベ
ースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂとコモンレール圧力Ｐ
ＣＲとからパイロット噴射量補正係数ＭＱＰＣＰ２を算
出する。すなわち、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂ
とコモンレール圧力ＰＣＲとに基づき、図３に示すマッ
プを参照してパイロット噴射量補正係数ＭＱＰＣＰ２を
算出する。

【００４６】このパイロット噴射量補正係数ＭＱＰＣＰ
２は、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂが少なくなる
程小さい値に設定されるとともに、コモンレール圧力Ｐ
ＣＲが低くなる程大きい値に設定される。例えば、ベー
スパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂが２（ｍｍ³／ｓｔ）
で、コモンレール圧力ＰＣＲが３０（ＭＰａ）の場合、
パイロット噴射量補正係数ＭＱＰＣＰ２は０．８５の値
に設定される。このような設定にしているのは、ベース
パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂが少なくなるほど、筒内圧
の影響を受け易くなり、コモンレールＰＣＲが低くなる
ほど、筒内圧の影響を受け易くなるからである。

【００４７】この後、ステップＳ１４０に進み、パイロ
ット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆとコモンレール圧力ＰＣＲ
とからパイロット噴射量補正値ＱＰＣＩＪＰ２を算出す
る。すなわち、パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆとコ
モンレール圧力ＰＣＲとに基づき、図２に示すマップを
参照してパイロット噴射量補正値ＱＰＣＩＪＰ２を算出
する。このパイロット噴射量補正値ＱＰＣＩＪＰ２は、
上死点より前になる程ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２
Ｂを増加させるように設定されるとともに、コモンレー
ル圧力ＰＣＲが低くなる程同噴射量ＱＰＬ２Ｂを増加さ
せるように設定されている。例えば、パイロット噴射時
期ＡＩＮＪＰ２Ｆが５０（°ＣＡＢＴＤＣ）でかつコ
モンレールＰＣＲが３０（ＭＰａ）の場合、パイロット
噴射量補正値ＱＰＣＩＪＰ２はベースパイロット噴射量
ＱＰＬ２Ｂを１．５倍する値に設定される。

【００４８】この後、ステップＳ１５０に進み、ステッ
プＳ１３０で算出したパイロット噴射量補正係数ＭＱＰ
ＣＰ２とステップＳ１４０で算出したパイロット噴射量
補正値ＱＰＣＩＪＰ２とを掛け合わせてパイロット噴射
量最終補正量ＱＡＩＪＰＬ２を算出する。

【００４９】この後、ステップＳ１６０に進み、ベース
パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂとパイロット噴射量最終補
正量ＱＡＩＪＰＬ２とを加算して最終パイロット噴射量
ＱＰＬ２Ｆを算出する。この後、本処理を一旦終了す
る。

【００５０】この後、ＥＣＵ２０は、上記処理で算出し
た最終パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｆとパイロット噴射時
期ＡＩＮＪＰ２Ｆとからパイロット噴射開始時刻とパイ
ロット噴射終了時刻とを算出し、ＲＡＭの該当するメモ
リ領域に格納する。各気筒＃１〜＃４について求めたパ
イロット噴射開始時期になると、対応する気筒のインジ
ェクタ３２の電磁弁３２ａにインジェクタ駆動信号を出
力し、パイロット噴射が実行される。

【００５１】なお、本実施形態では、「噴射量補正手
段」は、ステップＳ１３０〜１６０に相当する。以上の
ように構成された一実施形態によれば、以下の作用効果
を奏する。

【００５２】（イ）パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆ
で筒内圧を代用して、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２
Ｂを補正するようにしている（ステップＳ１３０〜１６
０）。つまり、エンジン運転状態に影響の大きいベース
パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを、パイロット噴射時期Ａ
ＩＮＪＰ２Ｆに基づいて（筒内圧の予測に基づいて）補
正するようにしているので、上記従来技術のように筒内
圧力センサを用いる必要がない。

【００５３】また、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂ
を、同噴射量、パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆ、お
よびコモンレール圧力ＰＣＲの３つのパラメータに基づ
いて補正し、最終パイロット噴射量ＱＰＬ２Ｆを算出す
るようにしている（Ｓ１３０〜Ｓ１６０）。このため、
実際の運転状態で、上記インターバルの定数がエンジン
の暖機状態や気圧の変化等により変化して、パイロット
噴射時期が変化したとしても、パイロット噴射量を狙い
通りに最適に制御することができる。したがって、製造
コストの低減と制御の信頼性を確保しつつ、騒音やスモ
ークの発生を抑制し、失火、白煙等の発生を防止するこ
とができる。（ロ）２次元マップを２つ（図２のマップと図３のマッ
プ）組み合わせてパイロット噴射量最終補正値ＱＡＩＪ
ＰＬ２を算出するようにしているので、上記３つのパラ
メータに基づいてパイロット噴射量の補正値を算出する
ための３次元マップを作る必要がない。これにより、製
造がより一層容易になるとともに、より一層のコスト低
減を図ることができる。

【００５４】（ハ）パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ２Ｆ
とコモンレール圧力ＰＣＲとからパイロット噴射量補正
値ＱＰＣＩＪＰ２を算出するので（ステップＳ１４
０）、コモンレール圧力ＰＣＲ（燃料の圧力）を考慮し
てパイロット噴射量を補正することができる。

【００５５】（ニ）パイロット噴射量補正係数ＭＱＰＣ
Ｐ２とパイロット噴射量補正値ＱＰＣＩＪＰ２とを掛け
合わせてパイロット噴射量最終補正量ＱＡＩＪＰＬ２を
算出するので（ステップＳ１５０）、上記３つのパラメ
ータに基づいて、ベースパイロット噴射量ＱＰＬ２Ｂを
最適に補正することができる。

【００５６】[変形例]なお、この発明は以下のように変
更して具体化することもできる。・上記一実施形態では、本発明をディーゼルエンジンに
適用した例を示したが、本発明は、各インジェクタによ
る燃料噴射をメイン噴射とパイロット噴射に分割して行
う全ての内燃機関に適用できる。

【００５７】・上記一実施形態では、本発明を４気筒の
ディーゼルエンジンに適用した例を示したが、４気筒以
外のディーゼルエンジンにも本発明は適用可能である。・上記一実施形態では、パイロット噴射時期ＡＩＮＪＰ
２Ｆ、コモンレール圧力ＰＣＲ、およびベースパイロッ
ト噴射量ＱＰＬ２Ｂの３つのパラメータに基づいて補正
しているが、本発明はこの構成に限定されない。パイロ
ット噴射時期のみに基づいて、或いはパイロット噴射時
期とコモンレール圧力に基づいて、或いはパイロット噴
射時期とパイロット噴射量に基づいてベースパイロット
噴射量を補正する場合にも本発明は適用可能である。

【００５８】・図２および図３の両マップ中における数
値は一例として示したものであり、本発明はそれらの数
値に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態による燃料噴射制御の実行手順を
示すフローチャート。

【図２】同制御に用いるパイロット噴射量補正値のマ
ップを示す説明図。

【図３】同制御に用いるパイロット噴射量補正係数の
マップを示す説明図。

【図４】一実施形態に係るディーゼルエンジンおよび
その燃料噴射制御装置の概略を示す構成図。

【符号の説明】

２…４気筒ディーゼルエンジン、３…燃焼室，２０…電
子制御装置（ＥＣＵ）、３２…インジェクタ、３２ａ…
電磁弁。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 ＡＦターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 BA02 BA23 BA61 CE13 DA09 DA10 DC04 DC09 DC11 DC14 DC18 3G301 HA02 HA13 JA21 KA06 LB11 MA18 MA23 PA01Z PA10Z PB08Z PE01Z PE08Z PF01Z PF03Z PF07Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒の燃焼室に燃料を噴射するインジ
ェクタを備えた内燃機関に適用され、前記インジェクタ
による燃料噴射をメイン噴射と該メイン噴射に先行する
パイロット噴射とに分割して行う内燃機関の燃料噴射制
御装置において、前記各気筒に対し燃料噴射が実行される前に演算される
パイロット噴射量を、パイロット噴射時期に基づいて補
正する噴射量補正手段を備えることを特徴とする内燃機
関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】前記噴射量補正手段は、前記パイロット
噴射時期と前記インジェクタに供給される燃料の圧力と
に基づきパイロット噴射量補正値を設定し、該パイロッ
ト噴射量補正値で前記パイロット噴射量を補正すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御
装置。
【請求項３】前記パイロット噴射量補正値は、前記パ
イロット噴射時期が上死点より前になる程前記パイロッ
ト噴射量を増加させるように設定されるとともに、前記
燃料の圧力が低くなる程前記パイロット噴射量を増加さ
せるように設定されることを特徴とする請求項１又は２
に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】前記燃料の圧力は、前記各気筒のインジ
ェクタに接続されたコモンレール内のコモンレール圧力
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に
記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】前記噴射量補正手段は、前記パイロット
噴射量と前記燃料の圧力とに応じてパイロット噴射量補
正係数を設定し、該補正係数と前記パイロット噴射量補
正値とを掛け合わせて得られるパイロット噴射量最終補
正量で前記パイロット噴射量を補正することを特徴とす
る請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料
噴射制御装置。
【請求項６】前記パイロット噴射量補正係数は、前記
パイロット噴射量が少なくなる程小さい値に設定される
とともに、前記燃料の圧力が低くなる程大きい値に設定
されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃
料噴射制御装置。