JP2958993B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はディーゼルエンジンの運転状態に応じて、
燃料の噴射開始及び噴射終了を制御するディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として、例えば特公昭62-61774号
公報に開示されている「分配型燃料噴射装置」では、カ
ムの回転に応動して実行されるプランジャの回転・往復
運動に従って燃料をハイプレッシャチェンバ（高圧室）
で加圧して噴射を行うようになっている。この燃料噴射
装置は、燃料加圧中に噴射終了を強制的に行うために前
記高圧室の圧力を強制的に低下させる電磁弁を備え、そ
の電磁弁をエンジンの運転状態に応じた所要の燃料噴射
開始時期で閉弁制御し、同じくエンジンの運転状態に応
じた所要の燃料噴射終了時期で開弁制御して目標燃料噴
射量を得るようになっている。又、この燃料噴射装置で
は、前記カムを不等速カムとし、そのカムの使用開始位
置を調節するための噴射率調節装置（タイマ装置）をエ
ンジンの運転状態、特にエンジン回転数に応じて駆動制
御して所要の目標燃料噴射率を得るようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来の燃料噴射装置では、電磁弁
が閉弁・開弁の指令を受けてから動作を完了するまで
に、機構的に避けられない応答遅れがあった。このた
め、エンジンの運転状態に応じた目標燃料噴射量を得る
べく電磁弁が閉弁・開弁制御されても、実際の燃料噴射
開始時期及び燃料噴射終了時期がそれぞれ遅れることに
なり、実際の燃料噴射量が変化するという問題があっ
た。

又、前記燃料噴射装置では、エンジン回転数に応じて
タイマ装置が駆動制御され、カムの使用開始位置が調節
されて燃料の噴射率が制御されるようになっていた。こ
のため、電磁弁の応答遅れ時間が機構的に避けられない
一定時間であるのに対し、時間当たりの燃料噴射量は噴
射率の変化によって変わることになるため、電磁弁の応
答遅れに起因する噴射量の変化量はカムの使用位置に応
じて変化する。しかも、プランジャの動きはエンジン回
転数が高いほど速くなるため、噴射率はエンジン回転数
の上昇に伴って高くなり、電磁弁の応答遅れに起因する
燃料噴射量の変化量はエンジン回転数によっても変化す
る。

従って、所要の目標燃料噴射量を得るために、電磁弁
をただ単純に所要の噴射開始時期及び噴射終了時期で閉
弁・開弁制御しただけでは、目標燃料噴射量を精度良く
確保することができなかった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、噴射開始時期が変わっても噴射終了時
期を精度良く求めることが可能で、エンジン回転数の変
化にかかわりなく、燃料噴射量の制御を常に高精度で行
うことが可能なディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明のディーゼル
エンジンの燃料噴射制御装置においては、第１図に示す
ように、ディーゼルエンジンM1の回転に基づきカムM2を
介して往復駆動され、高圧室M3にて燃料加圧を行う燃料
加圧用プランジャM4と、ディーゼルエンジンM1の運転状
態に応じて、カムM2を介してプランジャM4の駆動時期を
変更させて燃料噴射時期を調整する噴射時期調整用タイ
マM5と、高圧室M3にて加圧された燃料の噴射開始及び噴
射終了を調整するために閉弁及び開弁される噴射調整弁
M6とを備え、プランジャM4の往復駆動に基づく高圧室M3
の圧縮行程中にディーゼルエンジンM1の運転状態に応じ
て噴射調整弁M6を閉弁及び開弁させて噴射開始及び噴射
終了を制御するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
において、ディーゼルエンジンM1の回転数を含む運転状
態を検出する運転状態検出手段M7と、その運転状態検出
手段M7の検出値に基づき、高圧室M3の圧縮行程以前に噴
射調整弁M6が閉弁しているときの噴射終了時期に相当す
る噴射調整弁M6の基準開弁時期を割り出す基準開弁時期
割り出し手段M8と、運転状態検出手段M7の検出値に基づ
き、目標噴射開始時期に相当する噴射調整弁M6の目標閉
弁時期を割り出す目標閉弁時期割り出し手段M9と、運転
状態検出手段M7の検出によるエンジン回転数と目標閉弁
時期とに基づき、基準開弁時期を補正して目標噴射終了
時期に相当する目標開弁時期を割り出す目標開弁時期割
り出し手段M10と、割り出された目標閉弁時期及び目標
開弁時期に従って噴射調整弁M6の閉弁及び開弁を制御す
る噴射制御手段M11とを備えている。

［作用］ 従って、この発明のディーゼルエンジンの燃料噴射制
御装置によれば、第１図に示すように、ディーゼルエン
ジンM1が運転されることにより、カムM2を介してプラン
ジャM4が往復駆動され、高圧室M3にて燃料加圧が行われ
る。又、タイマM5はディーゼルエンジンM1の運転状態に
応じて、例えばエンジン回転数の増減に応じて、カムM2
を介してプランジャM4の駆動時期を変更させて燃料噴射
時期を調整する。

このディーゼルエンジンM1の運転状態において、基準
開弁時期割り出し手段M8は、高圧室M3の圧縮行程以前に
噴射調整弁M6が閉弁しているとき、即ちプランジャM4が
往動される以前に噴射調整弁M6が閉弁していて、プラン
ジャM4の往動に連れて噴射が開始されるときの噴射終了
時期に相当する噴射調整弁M6の基準開弁時期を、運転状
態検出手段M7の検出値に基づいて割り出す。又、目標閉
弁時期割り出し手段M9は、その時点の運転状態に見合っ
た目標噴射開始時期に相当する噴射調整弁M6の目標閉弁
時期を、運転状態検出手段M7の検出値に基づいて割り出
す。

更に、目標開弁時期割り出し手段M10は、運転状態検
出手段M7の検出によるエンジン回転数と目標閉弁時期割
り出し手段M9にて割り出された目標閉弁時期とに基づ
き、基準開弁時期割り出し手段M8にて割り出された基準
開弁時期を補正して、その時点のエンジン回転数と目標
閉弁時期とに見合った目標噴射終了時期に相当する目標
開弁時期を割り出す。

そして、噴射制御手段M11は各割り出し手段M9,M10に
て割り出された目標閉弁時期及び目標開弁時期に従って
噴射調整弁M6の閉弁及び開弁を制御し、噴射開始及び噴
射終了を行う。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基いて
詳細に説明する。

第２図はこの実施例におけるディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置を示す概略構成図である。分配型燃料噴
射ポンプ１は、ディーゼルエンジン２のクランク軸40に
ベルト等を介して駆動連結されたドライブプーリ３を備
え、そのドライブプーリ３の回転によって駆動され、デ
ィーゼルエンジン２の各気筒（この場合は４気筒）毎に
設けられた各燃料噴射ノズル４に燃料を圧送する。

前記燃料噴射ポンプ１において、ドライブプーリ３は
ドライブシャフト５の先端に取付けられており、同ドラ
イブシャフト５の途中には、ベーン式ポンプよりなる燃
料フィードポンプ（この図では90度展開されている）６
が設けられ、更にドライブシャフト５の基端側には円板
状のパルサ７が取付けられている。パルサ７の外周面に
は、ディーゼルエンジン２の気筒数と同数の、即ちこの
場合４個の切歯が等角度間隔で形成され、更に各切歯の
間には14個ずつ（合計で56個）の突起が等角度間隔で形
成されている。そして、ドライブシャフト５の基端部は
図示しないカップリングを介してカムプレート８に接続
されている。

パルサ７とカムプレート８との間には、ローラリング
９が設けられ、同ローラリング９の円周に沿ってカムプ
レート８のカムフェイス8aに対向する複数のカムローラ
10が取付けられている。カムプレート８のカムフェイス
8aは、ディーゼルエンジン２の気筒数と同数だけ設けら
れている。又、カムプレート８はスプリング11によって
常にカムローラ10に付勢係合されている。

カムプレート８には燃料加圧用プランジャ12の基端が
一体回転可能に取付けられ、それらカムプレート９及び
プランジャ12がドライブシャフト５の回転に連動して回
転される。即ち、ドライブシャフト５の回転力がカップ
リングを介してカムプレート８に伝達されることによ
り、カムプレート８が回転しながらカムローラ10に係合
して、気筒数と同数だけ図中左右方向へ往復駆動され、
これに伴ってプランジャ12が回転しながら同方向へ往復
駆動される。つまり、カムプレート８のカムフェイス8a
がローラリング９のカムローラ10に乗り上げる過程でプ
ランジャ12が往復（リフト）され、その逆にカムフェイ
ス8aがカムローラ10を乗り下げる過程でプランジャ12が
復動される。

プランジャ12はポンプハウジング13に形成されたシリ
ンダ14に嵌挿されており、プランジャ12の先端面とシリ
ンダ14の底面との間が高圧室15となっている。又、プラ
ンジャ12の先端側外周には、ディーゼルエンジン２の気
筒数と同数の吸入溝16と分配ポート17が形成され、それ
ら吸入溝16及び分配ポート17に対応して、ポンプハウジ
ング13には分配通路18及び吸入ポート19が形成さてい
る。

そして、ドライブシャフト５が回転されて燃料フィー
ドポンプ６が駆動されることにより、図示しない燃料タ
ンクから燃料供給ポート20を介して燃料室21内へ燃料が
供給される。又、プランジャ12が復動されて高圧室15が
減圧される吸入行程中に、吸入溝16の一つが吸入ポート
19に連通することにより、燃料室21から高圧室15へと燃
料が導入される。一方、プランジャ12が往動されて高圧
室15が加圧される圧縮行程中に、分配通路18から各気筒
毎の燃料噴射ノズル４へ燃料が圧送されて噴射される。

ポンプハウジング13には、高圧室15と燃料室21とを連
通させる燃料溢流用のスピル通路22が形成され、同スピ
ル通路22の途中には、噴射調整弁としての周知の電磁ス
ピル弁23が設けられている。この電磁スピル弁23は常開
型の弁であり、コイル24が無通電（オフ）の状態では弁
体25が開放されて高圧室15内の燃料が燃料室21へ溢流さ
れ、コイル24が通電（オン）されることにより、弁体25
が閉鎖されて高圧室15から燃料室21への燃料の溢流が止
められる。

従って、その電磁スピル弁23の通電時間を制御するこ
とにより、同弁23が閉弁・開弁制御され、高圧室15から
燃料室21への燃料の溢流調量が行われる。そして、プラ
ンジャ12の圧縮行程中に電磁スピル弁23を開弁させるこ
とにより、高圧室15内における燃料が減圧されて、燃料
噴射ノズル４からの燃料噴射が停止される。つまり、プ
ランジャ12が往動しても、電磁スピル弁23が開弁してい
る間は高圧室15内の燃料圧力が上昇せず、燃料噴射ノズ
ル４からの燃料噴射が行われない。又、プランジャ12の
往動中に、電磁スピル弁23の閉弁・開弁の時期を制御す
ることにより、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射量が制
御される。

ポンプハウジング13の下側には、燃料噴射時期制御用
のタイマ装置（この図では90度展開されている）26が設
けられている。このタイマ装置26は、ドライブシャフト
５の回転方向に対するローラリング９の位置を制御する
ことにより、カムプレート８のカムフェイス8aがカムロ
ーラ10に係合する時期、即ちカムプレート８及びプラン
ジャ12の往復動タイミングを制御するものである。

このタイマ装置26は油圧によって作動されるものであ
り、タイマハウジング27と、同ハウジング27内に嵌装さ
れたタイマピストン28と、同じくタイマハウジング27内
一側の低圧室29にてタイマピストン28を他側の加圧室30
へ押圧付勢するタイマスプリング31等とから構成されて
いる。そして、タイマピストン28はスライドピン32を介
して前記ローラリング９に接続されている。

タイマハウジング27の加圧室30には、前記燃料フィー
ドポンプ６により加圧された燃料が導入されるようにな
っており、その燃料圧力とタイマスプリング31の付勢力
との釣り合い関係によってタイマピストン28の位置が決
定される。そして、タイマピストン28の位置が決定され
ることによりローラリング９の位置が決定され、カムプ
レート８を介してプランジャ12の往復動タイミングが決
定される。

又、タイマ装置26の燃料圧力を制御するために、タイ
マ装置26にはタイミングコントロールバルブ33が設けら
れている。即ち、タイマハウジング27の加圧室30と低圧
室29とは連通路34によって連通されており、同連通路34
の途中にタイミングコントロールバルブ33が設けられて
いる。このタイミングコントロールバルブ33は、デュー
ティ制御された通電信号によって開閉制御される電磁弁
であり、同バルブ33の開閉制御によって加圧室30内の燃
料圧力が調整される。そして、この燃料圧力の制御によ
って、プランジャ12のリフトタイミングが制御され、各
燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時期が調整される。

前記ローラリング９の上部には、電磁ピックアップコ
イルよりなる回転数センサ35がパルサ７の外周面に対向
して取付けられている。この回転数センサ35はパルサ７
の突起等が横切る際に、それらの通過を検出してエンジ
ン回転数NEに相当するタイミング信号（エンジン回転パ
ルス）を出力する。又、この回転数センサ35は、ローラ
リング９と一体であるため、タイマ装置26の制御動作に
関わりなく、基準となるタイミング信号を出力するよう
になっている。

次に、前記ディーゼルエンジン２について説明する。
このディーゼルエンジン２は各気筒に対応するシリンダ
41、ピストン42及びシリンダヘッド43によって主燃焼室
44が形成されており、それら各主燃焼室44が対応して設
けられた各副燃焼室45に連設されている。そして、各燃
料噴射ノズル４から各副燃焼室45へ燃料が噴射されるよ
うになっている。又、副燃焼室45には、始動補助装置と
しての周知のグロープラグ46が取付けられている。

ディーゼルエンジン２の吸気管47にはターボチャージ
ャ48のコップレッサ49が設けられ、同エンジン２の排気
管50にはターボチャージャ48のタービン51が設けられて
いる。又、排気管50には、過給圧を調節するウェイスト
ゲートバルブ52が設けられている。

又、ディーゼルエンジン２には、排気管50内の排気の
一部を吸気管47の吸入ポート53へ還流させる還流管54が
設けられ、その還流管54の途中には排気の還流量を調節
するエキゾーストガスリサキュレイションバルブ（EGR
バルブ）55が設けられている。このEGRバルブ55はバキ
ュームスイッチングバルブ（VSV）56の制御によって開
閉制御される。

更に、吸気管47の途中には、アクセルペダル57の踏込
量に連動して開閉されるスロットルバルブ58が設けられ
ている。又、そのスロットルバルブ58に平行してバイパ
ス路59が設けられ、同バイパス路59にはバイパス絞り弁
60が設けられている。このバイパス絞り弁60は、二つの
VSV61,62の制御によって駆動される二段のダイヤフラム
室を有するアクチュエータ63によって開閉制御される。
バイパス絞り弁60は各種運転状態に応じて開閉制御され
るものであって、例えばアイドル状態運転時には騒音振
動等の低減のために半開状態に制御され、通常運転状態
時には全開状態に制御され、更に運転停止状態時には安
全のために全閉状態に制御される。

そして、前記燃料噴射ポンプ１及びディーゼルエンジ
ン２に設けられた、電磁スピル弁23、タイミングコント
ロールバルブ33、グロープラグ46及び各VSV56,61,62
は、それぞれ基準開弁時期割り出し手段、目標閉弁時期
割り出し手段、目標開弁時期割り出し手段及び噴射制御
手段を構成する電子制御装置（以下単に「ECU」とい
う）71に電気的に接続され、同ECU71によってその駆動
タイミングが制御される。

このECU71には、エアクリーナ64を介して吸気管47に
吸い込まれる吸気温度を検出する吸気温センサ72、前記
スロットルバルブ58の開閉位置からアクセルペダル踏込
量ACCPを検出するアクセル開度センサ73、吸入ポート53
内の吸気圧力を検出する吸気圧センサ74、ディーゼルエ
ンジン２の冷却水温THWを検出する水温センサ75、ディ
ーゼルエンジン２のクランク軸40の回転数に比例して変
化する所定のクランク角度を検出するクランク角センサ
76等がそれぞれ接続されると共に、燃料噴射ポンプ１に
設けられた前記回転数センサ35が接続されている。そし
て、ECU71は運転状態検出手段を構成するこれら各セン
サ35,72〜76から出力される信号に基づいて、電磁スピ
ル弁23、タイミングコントロールバルブ33、グロープラ
グ46及びVSV56,61,62等を好適に制御する。

次に、前記ECU71の構成について第３図のブロック図
に従って説明する。ECU71は中央処理装置（CPU）81、所
定の制御プログラム等を予め記憶した読み出し専用メモ
リ（ROM）82、CPU81の演算結果等を一時記憶するランダ
ムアクセスメモリ（RAM）83、予め記憶されたデータを
保存するバックアップRAM84等と、これら各部と入力ポ
ート85及び出力ポート86等とをバス87によって接続した
論理演算回路として構成されている。

入力ポート85には、前述した吸気温センサ72、アクセ
ル開度センサ73、吸気圧センサ74及び水温センサ75から
の出力信号が、各バッファ88,89,90,91、マルチプレク
サ92及びA/D変換器93を介して接続されている。同じ
く、入力ポート85には、前述した回転数センサ35、クラ
ンク角センサ76からの出力信号が、波形整形回路94を介
して接続されている。そして、CPU81は入力ポート85を
介して入力される各センサ35,72〜76等からの信号を入
力値として読み込む。又、出力ポート86には各駆動回路
95,96,97,98,99,100を介して電磁スピル弁23、タイミン
グコントロールバルブ33、グロープラグ46及びVSV56,6
1,62等が接続されている。そして、CPU81は各センサ35,
72〜76から読み込んだ入力値に基づいて、前記電磁スピ
ル弁23、タイミングコントロールバルブ33、グロープラ
グ46及びVSV56,61,62等を好適に制御する。

次に、前述したECU71によって実行されるディーゼル
エンジンの燃料噴射制御の処理について、第４図に示す
フローチャートに従って説明する。このフローチャート
のルーチンは、ECU71によって実行される各処理のうち
電磁スピル弁23の開閉制御とタイミングコントロールバ
ルブ33の開閉制御とに関連する処理のみを示しており、
周期的に実行される。

このルーチンでは、先ずステップ101において、回転
数センサ35、アクセル開度センサ73及び水温センサ75の
各検出値から、エンジン回転数NE、アクセルペダル踏込
量ACCP及び冷却水温THWをそれぞれ割り出して読み込
む。

次に、ステップ102において、前記読み込んだエンジ
ン回転数NE及びアクセル踏込量ACCPから、基準開弁時期
QBASEを割り出す。この基準開弁時期QBASEは、プランジ
ャ12の往復駆動に基づく高圧室15の圧縮行程以前に電磁
スピル弁23が閉弁しているときの噴射終了時期に相当す
る開弁時期（クランク角度で示される）を指示するもの
であり、その割り出しは、ROM82に予め記憶されている
二次元マップを参照して行われる。この二次元マップに
おける開弁時期には、電磁スピル弁23の機構的に避けら
れない応答遅れが考慮されて予め設定されている。

続いて、ステップ103において、高圧室15の圧縮行程
が始まった後に電磁スピル弁23を閉弁させてプランジャ
12の駆動時期を変更させ、燃料噴射率及び燃料噴射時期
を変更調整する噴射率制御であるか否かを判断する。こ
れは、前記ステップ101にて読み込んだエンジン回転数N
E及びアクセルペダル踏込量ACCP等に基づいて、噴射率
制御を行うべき運転領域であるか否かの判断によって行
われる。

そして、噴射率制御を行わない場合、即ち高圧室15の
圧縮行程以前に電磁スピル弁23を閉弁して、プランジャ
12の往動に連れて燃料噴射を開始させる通常制御の場合
には、ステップ104において、高圧室15の圧縮行程以前
の所定時期に電磁スピル弁23を閉弁させる。この場合、
プランジャ12の往動が進むに連れて自動的に燃料噴射が
開始される。

その後、ステップ105において、前記ステップ102にて
割り出した基準開弁時期QBASEが到来した時点で、電磁
スピル弁23を開弁制御して燃料噴射を終了し、処理を一
旦終了する。

一方、ステップ103において、噴射率制御である場合
には、ステップ106において、前記ステップ101にて読み
込んだエンジン回転数NE及び冷却水温THWから、目標閉
弁時期ONANGを割り出す。この目標閉弁時期ONANGは、エ
ンジン回転数NEと冷却水温THWの値とに応じた噴射率制
御を行うための目標噴射開始時期に相当する電磁スピル
弁23の閉弁時期（クランク角度で示される）であり、RO
M82に予め記憶されている第５図に示すようなマップを
参照して求められる。

次に、ステップ107において、前記ステップ106にて割
り出した目標閉弁時期ONANGから、目標タイマ進角TRGCA
を補正する。この目標タイマ進角TRGCAは、予めROM82に
記憶されているマップを参照して補正されるものであ
り、プランジャ12の往動タイミングを調整するために使
用される値（クランク角度で示される）である。

続いて、ステップ108において、前記ステップ101にて
読み込んだエンジン回転数NE、ステップ102にて割り出
した基準開弁時期QBASE、ステップ106にて割り出した目
標閉弁時期ONANG等から目標開弁時期QFINを演算する。
この目標開弁時期QFINは、エンジン回転数NEと目標閉弁
時期ONANGとに基づいて前記基準開弁時期QBASEを補正し
た目標噴射終了時期に相当する電磁スピル弁23の開弁時
期（クランク角度で示される）であり、以下に示す式
（１）に基づいて演算される。

QFIN＝（QBASE−QFIN0）×KQ＋QP＋QFIN0 …（１） この式（１）において、QFIN0は燃料の噴射量が
「０」のときの開弁時期を示すものであり、ROM82に予
め記憶されているテーブルを参照して求められる。

又、KQは係数であり、QPはオフセット値であり、それ
ぞれエンジン回転数NEと目標閉弁時期ONANGとをパラメ
ータとしてROM82に予め記憶されている以下に示すよう
な表１、表２を参照して求められる。

そして、ステップ109において、前記ステップ107にて
補正した目標タイマ進角TRGCAから、タイマ装置26を制
御するためにタイミングコントロールバルブ33を制御す
る処理を実行する。この処理では、タイミングコントロ
ールバルブ33を制御することにより、タイマ装置26のタ
イマピストン28の位置を調整し、目標タイマ進角TRGCA
に応じてプランジャ12の往復駆動時期が変更調整され
る。

次に、ステップ110において、前記ステップ106にて割
り出した目標閉弁時期ONANGから、所定の目標噴射開始
時期に燃料噴射を開始するために電磁スピル弁23を閉弁
制御する処理を実行する。

続いて、ステップ111において、前記ステップ108にて
補正演算した目標開弁時期QFINから、所要の目標噴射終
了時期に燃料噴射を終了するために電磁スピル弁23を開
弁する処理を実行し、その後処理を一旦終了する。

以上のように、通常制御及び噴射率制御に応じて電磁
スピル弁23が閉弁・開弁制御されて、所要の燃料噴射量
と燃料噴射率が確保される。

ここで、前記式（１）に基づいて行われる演算につい
て第６図〜第12図に従って説明する。

第７図は通常制御における噴射量と噴射終了時期との
関係をエンジン回転数NEの大きさ別に実測して得たグラ
フである。この図において２点鎖線で示すレベルＣより
も上側は、ディーゼルエンジン２の通常運転で使用され
る領域を示している。又、第８図は噴射率制御における
噴射量と噴射終了時期との関係をエンジン回転数NEの大
きさ別に実測して得たグラフである。第９図は同じく噴
射率制御における実測グラフであり、第８図のグラフよ
りも噴射開始時期が遅い場合のグラフであり、更に第10
図は同じく噴射率制御における実測グラフであり、第９
図のグラフよりも噴射開始時期が遅い場合のグラフであ
る。

これら第７〜10図から分かるように、通常制御及び各
噴射率制御において、エンジン回転数NEを一定として、
各実測グラフを近似する直線グラフに置き換えると、そ
の傾向としては第11図に示すようになる。

即ち、ある目標噴射量Q1に対する噴射終了時期は、通
常制御をグラフａとすると、噴射率制御において噴射開
始時期を徐々に遅らせるに従ってグラフｂ、グラフｃ及
びグラフｄのようにその傾きが徐々に小さくなり、同一
目標噴射量Q1に対する噴射終了時期がそれに連れて遅く
なる。ここで、通常制御のグラフａにおいて、噴射量が
「０」となるときの噴射終了時期が開弁時期QFIN0に相
当し、同グラフａの目標噴射量Q1に対する噴射終了時期
が基準開弁時期QBASEに相当する。又、通常制御時のグ
ラフａの開弁時期QFIN0から他のグラフｂ〜ｄにおける
噴射量が「０」となるときの噴射終了時期（開弁時期）
までの期間がそれぞれオフセット値QPとなる。

又、噴射率制御について第８〜10図を見ると、つまり
噴射開始時期を一定にして各実測グラフを近似する直線
グラフに置き換えると、その傾向として第12図に示すよ
うになる。即ち、ある目標噴射量Q1に対する噴射終了時
期は、エンジン回転数NEが高くなるに従ってグラフＡ、
グラフＢ及びグラフＣのようにその傾きが徐々に小さく
なり、同一目標噴射量Q1に対する噴射終了時期、つまり
目標開弁時期QFINが遅くなる。

従って、通常制御の噴射終了時期（基準開弁時期QBAS
E）から噴射率制御の噴射終了時期（目標開弁時期QFI
N）を補正する前記式（１）の演算の意味は次のように
なる。即ち、例えばエンジン回転数NEが800rpmである場
合には、第７図の通常制御における実測グラフを近似す
る直線グラフＬに置き換える。そして、第6,7図に示す
ように、その置き換えた直線グラフＬの基点が開弁時期
QFIN0となり、所要の目標噴射量Q2に対する噴射終了時
期が基準開弁時期QBASEとなる。

ここで、所要の噴射率制御を行うために要する遅れ時
間をオフセット値QPだけ補正して、通常制御の直線グラ
フＬをオフセット値QPだけ平行移動して遅れさせると、
第６図に２点鎖線で示す仮想グラフL1となる。この仮想
グラフL1の傾きは、同一エンジン回転数NEの場合の噴射
率制御のグラフと比べると異なるので、その仮想グラフ
L1の傾きを係数KQの掛け算によって置き換えたものが補
正グラフL2となる。この係数KQは、基準開弁時期QBASE
と目標開弁時期QFINとの差Ａに対する、仮想グラフL1の
基点から目標開弁時期QFINまでの間隔Ｂの割合であるこ
とがわかる。

よって、この補正グラフL2において、所要の目標噴射
量Q2に対する噴射終了時期が目標開弁時期QFINとなり、
以上のように式（１）に基づいて目標噴射終了時期に相
当する目標開弁時期QFINが補正演算されるのである。

上記のようにこの実施例におけるディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置では、高圧室15内の燃料がプランジ
ャ12によって加圧される以前に電磁スピル弁23が閉弁さ
れている通常制御の場合の噴射終了時期に相当する基準
開弁時期QBASEを、エンジン回転数NEと割り出された目
標閉弁時期ONANGとに基づいて補正して目標噴射終了時
期に相当する目標開弁時期QFINを割り出すようにしてい
る。このため、割り出される基準開弁時期QBASEに電磁
スピル弁23の応答遅れを予め考慮しておくことにより、
通常制御及び噴射率制御の場合にかかわりなく、電磁ス
ピル弁23の開弁を適正な時期に行って燃料噴射を終了す
ることができる。即ち、電磁スピル弁23の応答遅れを見
込んだ適正な目標開弁時期QFINによって電磁スピル弁23
を適正に開弁制御することができる。よって、エンジン
回転数NEの変化や通常制御及び噴射率制御にかかわりな
く、燃料噴射量を常に精度良く制御することができる。

つまり、この実施例では、通常制御の場合に、プラン
ジャ12の往動開始に伴って自動的に噴射開始が行われる
ため、電磁スピル弁23の応答遅れの影響については噴射
終了時期に相当する基準開弁時期QBASEにおける影響の
みを考慮すればよいことになる。この場合、同一の目標
噴射量に対する適正な基準開弁時期QBASEは、エンジン
回転数NEによって異なることになるが、この実施例で
は、目標噴射量そのものを演算することなく、エンジン
回転数NE等に基づいて目標噴射量に対応した基準開弁時
期QBASEを直接割り出しているので、特別な補正を行う
ことなく適正な開弁時期を得ることができる。しかも、
噴射率制御の目標開弁時期QFINを求めるに当たっても、
前述したように適正な基準開弁時期QBASEを利用し、そ
の基準開弁時期QBASEをエンジン回転数NE等に基づいて
補正して求めているので、所要の目標噴射量そのものを
演算する必要がなく、しかも電磁スピル弁23の応答遅れ
を見込んだ適正な開弁時期を得ることができる。

又、この実施例では、通常制御及び噴射率制御の場合
にかかわりなく、所要の目標噴射量そのものを演算する
ことなく、基準開弁時期QBASEをエンジン回転数NE等に
基づいて補正して目標開弁時期QFINを直接演算するよう
にしているので、基準となる基準開弁時期QBASEを用い
ない場合のように目標開弁時期を演算するために、目標
噴射量・エンジン回転数・開弁指令時期をパラメータと
した三次元マップを参照する必要がない。このため、EC
U71におけるROM82等のメモリ容量を大きくする必要がな
い。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を
適宜に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、噴射開始時期に相当する目標閉
弁時期ONANGを求めるのに、第５図に示すように冷却水
温THWとエンジン回転数NEをパラメータとした所定のパ
ターンを有するマップを参照したが、これ以外のパター
ンを有するマップを参照してもよい。

（２）前記実施例では、第２図に示すようにターボチャ
ージャ48を備えたディーゼルエンジン２に具体化した
が、ターボチャージャを持たないディーゼルエンジンに
具体化してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、運転状態検出
手段の検出によるエンジン回転数と目標閉弁時期とに基
づき、基準開弁時期を補正して目標開弁時期を割り出す
ようにしているので、噴射開始時期を変えた場合でも噴
射終了時期を精度良く求めることができ、エンジン回転
数の変化にかかわりなく、燃料噴射量の制御を常に高精
度で行うことができ、所要の燃料噴射量を確保すること
ができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概念構成図、第２図〜第12図はこの
発明を具体化した一実施例を示し、第２図はディーゼル
エンジンの燃料噴射制御装置を示す概略構成図、第３図
はECUの構成を示すブロック図、第４図はECUにより実行
される燃料噴射の処理を説明するフローチャート、第５
図はエンジン回転数別に示した噴射開始時期と冷却水温
との関係を示すマップ、第６図は目標開弁時期の演算を
説明する図、第７図は通常制御における噴射量と噴射終
了時期との関係をエンジン回転数別に実測した図、第８
図〜第10図は噴射率制御における噴射量と噴射終了時期
との関係をエンジン回転数別に実測した図、第11図は通
常制御及び各噴射率制御における噴射量と噴射終了時期
との関係を説明する図、第12図は噴射率制御における噴
射量と噴射終了時期との関係を説明する図である。 図中、M1はディーゼルエンジン、M2はカム、M3は高圧
室、M4はプランジャ、M5はタイマ、M6は噴射調整弁、M7
は運転状態検出手段、M8は基準開弁時期割り出し手段、
M9は目標閉弁時期割り出し手段、M10は目標開弁時期割
り出し手段、M11は噴射制御手段、２はディーゼルエン
ジン、８はカムプレート、12はプランジャ、15は高圧
室、23は噴射調整弁としての電磁スピル弁、26はタイマ
装置、35は回転数センサ、73はアクセル開度センサ、75
は水温センサ（35,73,75等は運転状態検出手段を構成し
ている）、71は基準開弁時期割り出し手段、目標閉弁時
期割り出し手段、目標開弁時期割り出し手段及び噴射制
御手段を構成するECU、QBASEは基準開弁時期、ONANGは
目標閉弁時期、QFINは目標開弁時期である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−248942（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233319（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−300037（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5739（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−202752（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−61774（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/40 F02D 1/02

Claims (1)

(57)【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基づきカムを
   介して往復駆動され、高圧室にて燃料加圧を行う燃料加
   圧用プランジャと、 前記ディーゼルエンジンの運転状態に応じて、前記カム
   を介して前記プランジャの駆動時期を変更させて燃料噴
   射時期を調整する噴射時期調整用タイマと、 前記高圧室にて加圧された燃料の噴射開始及び噴射終了
   を調整するために閉弁及び開弁される噴射調整弁と を備え、前記プランジャの往復駆動に基づく前記高圧室
   の圧縮行程中に前記ディーゼルエンジンの運転状態に応
   じて前記噴射調整弁を閉弁及び開弁させて噴射開始及び
   噴射終了を制御するディーゼルエンジンの燃料噴射制御
   装置において、 前記ディーゼルエンジンの回転数を含む運転状態を検出
   する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段の検出値に基づき、前記高圧室の
   圧縮行程以前に前記噴射調整弁が閉弁しているときの噴
   射終了時期に相当する前記噴射調整弁の基準開弁時期を
   割り出す基準開弁時期割り出し手段と、 前記運転状態検出手段の検出値に基づき、目標噴射開始
   時期に相当する前記噴射調整弁の目標閉弁時期を割り出
   す目標閉弁時期割り出し手段と、 前記運転状態検出手段の検出によるエンジン回転数と前
   記目標閉弁時期とに基づき、前記基準開弁時期を補正し
   て目標噴射終了時期に相当する目標開弁時期を割り出す
   目標開弁時期割り出し手段と、 前記割り出された目標閉弁時期及び目標開弁時期に従っ
   て前記噴射調整弁の閉弁及び開弁を制御する噴射制御手
   段と を備え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。