JP3001267B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射量をエン
ジン負荷に応じて調整するディーゼルエンジンの燃料噴
射制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンでは、空気のみを燃
焼室に導いてここで圧縮し、この圧縮により高温となっ
た燃焼室内に、燃料噴射弁を介して適量の燃料を噴射す
ることにより自己着火させている。そして、このような
ディーゼルエンジンの出力調整は、燃料の噴射量を加減
することで行われており、この燃料の要求噴射量は、エ
ンジン負荷が増大する程、多くなるように設定されてい
る。

【０００３】ところで、車両用のディーゼルエンジン
は、パワーステアリングのオイルポンプや空気調和機の
コンプレッサのような補機を駆動しているため、この補
機が作動すると、エンジン負荷が急激に増加する。

【０００４】このことから、特にアイドリング運転時の
ように、エンジン回転数が低い時に上記補機が作動する
と、エンジン負荷の増加によってエンジン回転数が正規
のアイドリング回転数よりも低くなり、場合によっては
エンジンが停止することがあり得る。

【０００５】したがって、従来のディーゼルエンジンで
は、エンジン回転数が低い時にエンジン負荷が増加した
場合に、燃料噴射ポンプから燃料噴射弁に供給される燃
料圧力を一時的に高め、燃料の噴射量を増量させること
が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、燃料噴射ポ
ンプで加圧された燃料は、燃料分配管を通じて燃料噴射
弁に導かれるので、この燃料分配管の容積の分だけ燃料
圧力の立ち上がりが遅くなり、燃料圧力の応答性が悪く
なる。このため、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を高
めただけでは、エンジンが要求する噴射量に燃料の増量
タイミングが追い付かなくなり、エンジン回転数が極端
に低下したり、回転が不安定となるといった不具合があ
る。

【０００７】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、アイドリング運転を含むエンジン回転数
が低い運転域においてエンジン負荷が急激に増加して
も、エンジン回転数の低下を確実に防止することがで
き、安定した運転を継続できるディーゼルエンジンの燃
料噴射制御方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、燃料噴射ポンプによって加
圧された燃料を、燃料噴射弁のノズル口を介して気筒内
に噴射するディーゼルエンジンに適用される燃料噴射制
御方法であって、エンジン運転時の実際のエンジン回転
数と、アイドリング運転を維持し得るエンジン回転数の
下限値とを比較し、実際のエンジン回転数が上記下限値
を下回った時に、上記燃料噴射弁の燃料噴射期間をクラ
ンク軸のクランク角度を基準として一定に固定する行程
と； 上記実際のエンジン回転数が上記下限値を下回った時
に、上記燃料噴射弁のノズル口の開口面積を一時的に大
きくして、上記固定された燃料噴射期間内での燃料噴射
量を多くする行程と；を具備したことを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】このような方法において、ディーゼルエンジン
のクランク軸があるクランク角θだけ回転するに要する
時間がＴ（秒）である時、エンジン回転数Ａ（rpm）
は、 Ａ＝θ／２π×６０／Ｔ…（１） の式で求めることができる。この式を変形すると、 Ｔ＝６０θ／２πＡ…（２） の関係が成立する。この（２）式から分かるように、エ
ンジン回転数Ａが明らかとなれば、クランク軸がクラン
ク角度θだけ回転するに要する時間Ｔを求めることがで
きる。

【００１０】すなわち、クランク軸がある一定のクラン
ク角度θ回転する期間中、燃料噴射弁を介して気筒内に
燃料を噴射する場合、エンジン回転数Ａと燃料噴射時間
Ｔとは反比例の関係にあるので、エンジン回転数Ａが増
加する程、燃料噴射時間Ｔは短くなり、エンジン回転数
Ａが低下する程、燃料噴射時間Ｔは増加する。

【００１１】このことから、エンジン負荷の増大により
実際のエンジン回転数がアイドリング運転を維持し得る
下限値よりも低下した時に、燃料噴射弁の燃料噴射期間
をクランク角度を基準として固定的に定めれば、この固
定されたクランク角度だけクランク軸が回転する際に要
する時間が長くなり、実際のエンジン回転数と下限値と
の回転差が大きくなると、燃料噴射弁が実際に燃料を噴
射している時間が長くなる。

【００１２】しかも、この燃料の噴射時間の増大と同時
に、燃料噴射弁のノズル口の開口面積が大きくなり、気
筒内への燃料の噴射量が増量される。よって、エンジン
回転数が下限値よりも低下した時に燃料噴射量を迅速に
増大させることができ、従来の燃料圧力を高める場合と
の比較において、燃料増量の応答性を高めることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下本発明を、図面に示す一実施例にもとづ
いて説明する。

【００１４】まず、本発明方法に用いる燃料噴射装置の
構成について、図１１を参照して説明する。

【００１５】燃料噴射装置１は、ケーシング２を備えて
いる。ケーシング２内には、駆動軸３が支持されてお
り、この駆動軸３は、ディーゼルエンジン４のクランク
軸５によって回転駆動される。駆動軸３は、ケーシング
２内のロータリー式フィードポンプ７を回転駆動してい
る。このフィードポンプ７は、燃料タンク８内の燃料を
吸い上げた後、この燃料をケーシング２内の低圧燃料室
９に供給するようになっている。

【００１６】駆動軸３の一端には、カップリング１２を
介してカムプレート１３が連結されている。カムプレー
ト１３の一端面には、エンジン４の気筒数に対応した数
のフェイスカム１４が形成され、これらフェイスカム１
４は、複数のローラ１５に接している。

【００１７】したがって、駆動軸３が回転すると、カム
プレート１３のフェイスカム１４がローラ１５に順次接
触していくので、カムプレート１３は、１回転する間に
エンジン４の気筒数に対応した数だけ駆動軸３の軸方向
に往復動される。

【００１８】ケーシング２には、ポンプハウジング１６
が連結されている。このポンプハウジング１６には、プ
ランジャ形の燃料噴射ポンプ１７が設けられている。燃
料噴射ポンプ１７は、低圧燃料室９に開口するシリンダ
１８を備えており、このシリンダ１８内にはプランジャ
１９が収容されている。プランジャ１９は、カムプレー
ト１３と一体に回転しつつ軸方向に往復動されるように
なっており、このプランジャ１９とシリンダ１８の終端
との間には、ポンプ室２０が形成されている。ポンプ室
２０は、プランジャ１９がシリンダ１８から引き出され
た際に、吸入通路２１を介して低圧燃料室９と連通し、
この連通により低圧燃料室９内の燃料がポンプ室２０に
吸入されるようになっている。

【００１９】ポンプハウジング１６の側面には、チャン
バーケース２２が取り付けられている。チャンバーケー
ス２２とポンプハウジング１６との間には、大容量の蓄
圧室２３が形成されている。この蓄圧室２３は、吐出弁
２４を介してポンプ室２０に連なっている。

【００２０】このため、プランジャ１９がシリンダ１８
内に押し込まれると、ポンプ室２０に吸入された燃料が
加圧されて、吐出弁２４から蓄圧室２３に吐出されるよ
うになっている。

【００２１】蓄圧室２３には、燃料分配管２５を介して
燃料噴射弁２６が接続されている。図５に示すように、
燃料噴射弁２６は、ディーゼルエンジン４の燃焼室に装
着されるバルブボデー２７を備えている。バルブボデー
２７の先端には、ノズル本体２８がねじ込まれており、
このノズル本体２８には、燃料を噴射するノズル口２９
が開口されている。

【００２２】バルブボデー２７のノズル口２９とは反対
側の端部には、電磁石収容箱３０が嵌合されている。電
磁石収容箱３０の先端とバルブボデー２７の内面との間
には、バルブボデー２７の内部を上下二室に仕切る仕切
り部材３１が挾持されている。仕切り部材３１の中央部
には、ノズル本体２８側に向けて開口するシリンダ部３
２が形成されている。このシリンダ部３２とノズル本体
２８との間には、ノズル口２９を開閉するニードル３３
が支持されている。

【００２３】ニードル３３の上下端部には、シリンダ部
３２やノズル本体２８に摺動可能に保持される一対のガ
イド部３４ａ，３４ｂが形成されており、これらガイド
部３４ａ，３４ｂの間に、フランジ状の係止部３５が形
成されている。

【００２４】図８に示すように、ニードル３３は、ノズ
ル口２９と向かい合う端部に先細り状に傾斜されたシー
ル部３６を備えている。このシール部３６の先端には、
ノズル口２９に挿入される第１の凸部３６ａが同軸状に
形成されている。第１の凸部３６ａの外径Ｒ₁は、ノズ
ル口２９の内径Ｒ₂よりも僅かに小さく定められてお
り、これら第１の凸部３６ａとノズル口２９との間に
は、数μの隙間Ｓ₁が形成されている。

【００２５】また、第１の凸部３６ａの先端には、第２
の凸部３６ｂが同軸状に形成されている。第２の凸部３
６ｂは、第１の凸部３６ａよりもさらに小径に形成され
ており、この第２の凸部３６ｂは、ノズル口２９の内側
に位置されている。

【００２６】図８に示すように、ノズル口２９に臨むノ
ズル本体２８の内部には、上記シール部３６が着脱可能
に接触するテーパ状の弁座面３７が形成されており、こ
の弁座面３７にシール部３６が接触することで、ノズル
口２９が閉じられるようになっている。

【００２７】図５に示すように、バルブボデー２７の内
部には、容量の大きな燃料蓄圧室３８が形成されてい
る。燃料蓄圧室３８は、ノズル本体２８と仕切り部材３
１との間に位置し、この燃料蓄圧室３８内をニードル３
３が貫通している。そして、燃料蓄圧室３８は、ノズル
本体２８とニードル３３との間の隙間を介してノズル口
２９に連なっている。

【００２８】バルブボデー２７の内部には、仕切り部材
３１と燃料蓄圧室３８との間に位置して、第１の電磁石
３９が配置されている。第１の電磁石３９は、コイル４
０が巻回された円筒状のコア４１を備えている。コア４
１は、ニードル３３が貫通する貫通孔４２を有し、この
貫通孔４２の内側に上記係止部３５が位置されている。

【００２９】コア４１と仕切り部材３１との間には、リ
ング状のアーマチュア４３が配置されている。アーマチ
ュア４３の中央部の下面には、ニードル３３を取り囲む
円筒状のストッパ４４が取り付けられている。ストッパ
４４は、コア４１の貫通孔４２に摺動可能に嵌合されて
おり、その先端がニードル３３の係止部３５と向かい合
っている。そして、このニードル３３は、圧縮コイルば
ね４５によって常時ノズル口２９を閉じる方向に付勢さ
れている。

【００３０】仕切り部材３１と第１の電磁石３９との間
には、燃料導入通路４６が形成されている。燃料導入通
路４６は、燃料供給路４７を介して上記燃料噴射装置１
の燃料分配管２５に連なるとともに、ストッパ４４やコ
ア４１の内側を通じて燃料蓄圧室３８に連なっている。

【００３１】ニードル３３の上側のガイド部３４ａとシ
リンダ部３２の終端との間には、小容量の圧力室４８が
形成されている。この圧力室４８のニードル３３の径方
向に沿う断面積は、燃料蓄圧室３８の断面積よりも格段
に小さく形成されている。この圧力室４８は、ガイド部
３４ａ内の燃料通路４９を介して燃料導入通路４６に連
なっている。このため、燃料噴射装置１から供給される
高圧な燃料は、燃料導入通路４６ばかりでなく圧力室４
８にも供給される。

【００３２】この際、圧力室４８に臨むニードル３３の
ガイド部３４ａは、このニードル３３の燃料蓄圧室３８
を貫通する部分よりも大径であるので、ニードル３３に
は、これをノズル口２９に向けて押圧する力が作用す
る。この結果、ニードル３３は、上記圧縮コイルばね４
５による付勢力と合わせてノズル口２９を閉じる方向に
押圧され、常時そのシール部３６が弁座面３７に押し付
けられている。

【００３３】仕切り部材３１の中央部上面には、上記圧
力室４８に連なる圧抜き孔５１が形成されている。この
圧抜き孔５１は、第２の電磁石５２によって開閉され
る。第２の電磁石５２は、コイル５３が巻回されたコア
５４と、このコア５４を覆うヨーク５５とを備えてお
り、上記電磁石収容箱３０内に収められている。

【００３４】ヨーク５５は、仕切り部材３１とコア５４
との間に介在される支持壁５６を備えている。この支持
壁５６には、プランジャ形のアーマチュア５７が摺動可
能に支持されている。アーマチュア５７の上面は、コア
５４の下面に近接しており、このアーマチュア５７の下
面には、圧抜き孔５１を開閉する突部５８が形成されて
いる。

【００３５】コア５４の中央部には、アーマチュア５７
の上面に連なる通孔６０が形成されている。この通孔６
０の上端部は、端部材６１によって閉塞されている。こ
の端部材６１とアーマチュア５７との間には、圧縮コイ
ルばね６２が架設されている。この圧縮コイルばね６２
は、常時圧抜き孔５１を閉じる方向にアーマチュア５７
を付勢している。そして、圧抜き孔５１は、アーマチュ
ア５７および支持壁５６に夫々開けた連通孔６３や端部
材６１の排出孔６４を介して電磁石収容箱３０の上部空
間に連なっており、この上部空間は、燃料戻し管６５を
介して燃料タンク８に接続されている。

【００３６】ところで、この種の燃料噴射弁２６は、バ
ルブボデー２７内の二つの電磁石３９，５２を励磁させ
ることで、燃料噴射量の制御がなされる。

【００３７】すなわち、第１の電磁石３９に通電するこ
とで、この第１の電磁石３９を励磁させると、アーマチ
ュア４３がコア４１に吸引され、このアーマチュア４３
のストッパ４４の先端がニードル３３の係止部３５に近
づく。このため、ニードル３３のリフトは、係止部３５
とストッパ４４との当接により制限されることになり、
燃料噴射弁２６は、図９に示すように、ニードル３３の
リフト量ＬＨが小さく抑えられたリフト制限状態とな
る。

【００３８】第１の電磁石３９への通電を停止すること
で、この第１の電磁石３９の励磁を解除すると、アーマ
チュア４３がコア４１から開放されるので、ストッパ４
４は、ニードル３３の軸方向に自由に動き得る状態とな
る。そのため、燃料噴射弁２６は、ストッパ４４による
ニードル３３のリフト制限が解除されたリフト制限解除
状態に移行する。

【００３９】また、第２の電磁石５２に通電すること
で、この第２の電磁石５２を励磁させると、アーマチュ
ア５７がコア５４に吸引され、その突部５８が圧抜き孔
５１から離脱する。これにより、圧力室４８内の高圧な
燃料が圧抜き孔５１を通じて電磁石収容箱３０の上部空
間に排出され、その分、ニードル３３を閉じ方向に押圧
する力が減少するので、ニードル３３は、そのシール部
３６がノズル口２９の弁座面３７から離脱する方向にリ
フトする。このため、燃料噴射弁２６は、圧力室４８の
圧力を下げてニードル３３をリフトさせるリフト状態と
なる。

【００４０】第２の電磁石５２への通電を停止すること
で、この第２の電磁石５２の励磁を解除すると、アーマ
チュア５７が圧縮コイルばね６２を介して仕切り部材３
１の上面に向けて押圧される。これにより、アーマチュ
ア５７の突部５８を介して圧抜き孔５１が閉じられ、圧
力室４８の圧力が回復するので、ニードル３３がノズル
口２９に向けて押圧される。そのため、燃料噴射弁２６
は、ニードル３３のシール部３６を弁座面３７に押し付
けるリフトダウン状態に移行する。

【００４１】このことから、第１および第２の電磁石３
９，５２の双方の励磁が解除されている時、燃料噴射弁
２６は、上記リフト制限解除状態およびリフトダウン状
態にあり、それ故、ニードル３３は、図８に示すように
先端のシール部３６が弁座面３７に密接された密着位置
に保持されている。

【００４２】第１および第２の電磁石３９，５２の双方
が励磁されている時、燃料噴射弁２６は、上記リフト制
限状態およびリフト状態にあり、ニードル３３のリフト
量ＬＨが小さくなる。このため、図９に示すように、ニ
ードル３３は、そのシール部３６が弁座面３７から僅か
に離脱するとともに、第１および第２の突部３６ａ，３
６ｂの双方がノズル口２９に入り込んだ第１のリフト位
置に保持されている。そして、この状態では、ニードル
３３とノズル口２９との間の隙間Ｓ₁が狭く保たれ、こ
のノズル口２９から噴射される燃料が絞られる。

【００４３】また、第１の電磁石３９の励磁が解除さ
れ、第２の電磁石５２が励磁されている時、燃料噴射弁
２６は、上記リフト制限解除状態およびリフト状態にあ
り、ニードル３３のリフト量ＬＨが増大する。このた
め、図１０に示すように、ニードル３３は、そのシール
部３６が弁座面３７から大きく離脱するとともに、最も
小径な第２の突部３６ｂのみがノズル口２９に入り込ん
だ第２のリフト位置に保持されている。そして、この状
態では、ニードル３３とノズル口２９との間の隙間Ｓ₁
が数十μに拡大し、このノズル口２９からの燃料噴射量
が増大する。

【００４４】したがって、励磁すべき第１および第２の
電磁石３９，５２を選択することで、燃料噴射弁２６の
ノズル口２９の開口状態を、全閉、中間開度および全開
の三段階に亘って変化させることができる。

【００４５】そして、ニードル３３が第１のリフト位置
に保持されている状態では、ノズル口２９の内側にニー
ドル３３の先端の第１および第２の突部３６ａ，３６ｂ
が挿入され、ニードル３３が第２のリフト位置に保持さ
れている状態では、ノズル口２９の内側に上記第２の突
部３６ｂが介在されている。このため、ノズル口２９か
ら噴出される燃料の噴流に指向性が付与され、この噴流
の燃焼室内での貫通力が維持される。

【００４６】このような燃料噴射弁２６に対する燃料噴
射量の制御は、第１の電磁石３９の通電時間を燃料噴射
期間内で変化させることにより行われる。

【００４７】つまり、図６の（ａ）ないし（ｃ）は、第
１の電磁石３９の駆動パルスＡと、第２の電磁石５２の
駆動パルスＢとのＯＮ・ＯＦＦタイミングを示してい
る。この図中Ｔは、燃料噴射弁２６の燃料噴射期間を示
しており、この燃料噴射期間Ｔは、クランク角度（クラ
ンク軸５の回転角度）を基準として例えば１５゜〜３０
゜の範囲内に設定される。

【００４８】図６の（ａ）は、アイドリング運転を含む
低負荷・低回転運転時での第１および第２の電磁石３
９，５２の駆動パルスを示している。低負荷・低回転運
転時では、燃料噴射期間Ｔが１７゜に固定され、この燃
料噴射期間中、第１および第２の電磁石３９，５２が共
に励磁される。このため、燃料噴射弁２６のニードル３
３は、上記第１のリフト位置に保持され、図７の（ａ）
に示すように、ニードル３３のリフト量ＬＨが小さくな
る。

【００４９】図６の（ｂ）は、高負荷・高回転運転時で
の第１および第２の電磁石３９，５２の駆動パルスを示
している。高負荷・高回転運転時では、燃料噴射期間Ｔ
が１５゜〜３０゜の範囲内で変化し、この燃料噴射期間
中、第２の電磁石５２のみが励磁される。このため、燃
料噴射弁２６のニードル３３は、上記第２のリフト位置
に保持され、図７の（ｂ）に示すように、ニードル３３
のリフト量ＬＨが増大する。

【００５０】図６の（ｃ）は、中負荷・中回転運転時で
の第１および第２の電磁石３９，５２の駆動パルスを示
している。中負荷・中回転運転時では、燃料噴射期間Ｔ
が１７゜に固定され、この燃料噴射期間中、エンジン４
の運転状況に応じて第１の電磁石３９の励磁期間が制御
される。このため、図７の（ｃ）に示すように、燃料噴
射弁２６のニードル３３のリフト量ＬＨは、第１の電磁
石３９がＯＦＦとなっている期間Ｅにおいて長くなり、
ノズル口２９の開口面積が変化する。

【００５１】そして、これら第１および第２の電磁石３
９，５２は、エンジン運転中、マイクロコンピュータ７
０から出力される信号により、励磁期間の制御がなされ
る。すなわち、エンジン運転中、マイクロコンピュータ
７０には、エンジン４の運転状況を示すデータとして、
実際のエンジン回転数Ｒおよびアクセル開度に対応した
エンジン負荷が入力され、このマイクロコンピュータ７
０では、これらデータにもとづいてニードル３３のリフ
ト量ＬＨを決定するようになっている。

【００５２】なお、燃料噴射装置１のケーシング２に
は、蓄圧室２３内に吐出された燃料の一部を逃がす圧力
可変装置７１が取り付けられており、この圧力可変装置
７１をエンジン４の運転状況に応じて作動させることに
より、燃料噴射弁２６に導かれる燃料圧力が調整される
ようになっている。

【００５３】ところで、燃料噴射弁２６を制御するマイ
クロコンピュータ７０は、アクセルが全閉で、しかもエ
ンジン回転数が８５０ｒｐｍにあるアイドリング運転中
に、例えばクランク軸５によって駆動される空気調和装
置のコンプレッサがＯＮとなってエンジン負荷が一時的
に増加した時に、燃料噴射弁２６のニードル３３のリフ
ト量ＬＨを増やすためのプログラムが組まれている。

【００５４】この制御方法について図１ないし図４を加
えて説明する。

【００５５】すなわち、マイクロコンピュータ７０に
は、ディーゼルエンジン４が安定してアイドリング運転
を維持し得るエンジン回転数の下限値Ｒ₁（６００ｒｐ
ｍ）を示すデータと、目標とする正規のアイドリング回
転数Ｒ_ref（７５０ｒｐｍ）を示すデータとが予め記憶
されている。

【００５６】また、このマイクロコンピュータ７０に
は、エンジン運転中、実際のエンジン回転数Ｒを示すデ
ータが入力されているので、このマイクロコンピュータ
７０では、実際のエンジン回転数Ｒと上記下限値Ｒ₁と
を比較し、実際のエンジン回転数Ｒがアイドリング運転
を維持し得る状況にあるか否かについてを判断する。

【００５７】実際のエンジン回転数Ｒが下限値Ｒ₁より
も高い場合には、エンジン回転数Ｒを検出する最初のス
テップに戻り、再びこのエンジン回転数Ｒと下限値Ｒ₁
とを比較する。そして、実際のエンジン回転数Ｒが下限
値Ｒ₁よりも高い場合には、図４の（ａ）に示すよう
に、燃料噴射弁２６の燃料噴射期間Ｔが１７゜に固定さ
れ、この燃料噴射期間Ｔ中の燃料噴射量が一定に保たれ
る。

【００５８】実際のエンジン回転数Ｒが下限値Ｒ₁と等
しいか、それよりも低いと判断されると、次のステップ
に進み、ここでは実際のエンジン回転数Ｒと正規のアイ
ドリング回転数Ｒ_refとの回転差△Ｒを計算によって求
める。この回転差△Ｒは、△Ｒ＝ＲーＲ_refによって求
めることができる。

【００５９】次に、マイクロコンピュータ７０は、上記
回転差△Ｒにもとづいて燃料噴射弁２６の第１の電磁石
３９の励磁時間を補正する。この補正に際して、マイク
ロコンピュータ７０には、回転差△Ｒから第１の電磁石
３９の励磁を解除する、つまり、ニードル３３のリフト
制限を解除するためのクランク角度を導くマップが予め
記憶されている。そして、マイクロコンピュータ７０
は、このマップ上から回転差△Ｒにもとづいて第１の電
磁石３９の励磁を解除するクランク角度を検出する。

【００６０】図３は、第１の電磁石３９の励磁を解除す
るクランク角度が７゜であると判断された例を示してお
り、この場合は、図２に示すように、燃料の噴射終了時
期よりもクランク角度で７゜早いタイミングで第１の電
磁石３９の励磁が解除され、ニードル３３のリフト量Ｌ
Ｈが燃料噴射期間Ｔの途中から長くなる。

【００６１】このため、回転差△Ｒが大きくなると、ス
トッパ４４が外れている時間が長くなるから、燃料の噴
射波形は、図４の（ｂ）に示すように、燃料噴射期間Ｔ
の途中から噴射量が増加するような特性を描くことにな
り、この噴射量は、実際のエンジン回転数Ｒが下限値Ｒ
₁よりも低くなる程多くなるように設定されている。

【００６２】なお、本実施例では、実際のエンジン回転
数Ｒが下限値Ｒ₁を下回ると、圧力可変装置７１が作動
されて、燃料噴射装置１から燃料噴射弁２６に供給され
る燃料圧力が一時的に増大するようになっている。

【００６３】次に、マイクロコンピュータ７０は、エン
ジン回転数Ｒの回復状況について判断する。エンジン回
転数Ｒが７００ｒｐｍに達していない場合は、回転差△
Ｒを計算するステップまで戻り、上記と同様の処理を繰
り返す。エンジン回転数Ｒが７００ｒｐｍを上回ってい
る場合には、エンジン回転数Ｒを検出する最初のステッ
プまで戻り、再び上記と同様の処理を繰り返すことにな
る。

【００６４】このような制御方法によれば、アイドリン
グ運転域のようにエンジン回転数Ｒが低い時に、エンジ
ン負荷の急激な増加によって実際のエンジン回転数Ｒが
一時的に下限値Ｒ₁よりも低下すると、燃料噴射期間Ｔ
がクランク角度で１７゜に固定される。

【００６５】そのため、クランク軸５が１７゜回転する
のに要する時間が長くなるので、実際のエンジン回転数
Ｒと下限値Ｒ₁との回転差△Ｒが大きくなると、実際に
燃料噴射弁２６が燃料を噴射している時間が長くなる。

【００６６】しかも、この燃料の噴射時間の増大と同期
して、固定された燃料噴射期間Ｔ内で燃料噴射弁２６の
ニードル３３のリフト量ＬＨが増大するので、燃料噴射
弁２６のノズル口２９の開口面積が増大し、燃料噴射量
を実質的に増量させることができる。このため、実際に
燃料を噴射する時間が長くなることと合わせて、エンジ
ン回転数Ｒが下限値Ｒ₁よりも低下した場合に、燃料噴
射量を迅速に増大させることができ、従来の燃料噴射弁
２６への燃料の供給圧力を高める場合に比べて、燃料増
量の応答性を高めることができる。

【００６７】よって、エンジン負荷の増加によるエンジ
ン回転数Ｒの低下を確実に防止することができ、アイド
リング運転域でのエンジン回転が安定するといった利点
がある。

【００６８】一方、本実施例のディーゼルエンジン４で
は、アイドリング状態での空ぶかしや、走行中にアクセ
ルを急激に閉じた時のように、エンジン回転数Ｒがアイ
ドリング域にまで戻る時、燃料の噴射をカットする領域
を作り、エンジン回転数Ｒをアイドリング域にまで滑ら
かに制御している。

【００６９】この制御方法について図１２ないし図１４
を加えて説明する。マイクロコンピュータ７０は、エン
ジン運転中、実際のエンジン回転数Ｒを検出しているの
で、まず、マイクロコンピュータ７０では、実際のエン
ジン回転数Ｒにもとづいてエンジン４が燃料をカットす
る運転状況にあるか否かを判断する。この判断は、アク
セルが全閉の時にエンジン回転数Ｒが２０００ｒｐｍを
上回るか否かを基準としてなされ、エンジン４が燃料を
カットする領域を外れている場合は、現在のエンジン４
の運転状況がアイドリング域であるか否かについての判
断がなされる。この判断は、アクセルが全閉の時にエン
ジン回転数Ｒが８５０ｒｐｍを下回るか否かを基準とし
てなされる。

【００７０】そして、現在のエンジン４の運転状況が燃
料カット域とアイドリング域を外れていると判断される
と、マイクロコンピュータ７０は、予め記憶されている
マップ上から燃料噴射弁２６の燃料噴射期間Ｔを導き、
これを実現するための制御信号を燃料噴射弁２６に出力
する。

【００７１】エンジン４が燃料をカットする領域にある
と判断されると、マイクロコンピュータ７０は、燃料噴
射期間Ｔをクランク角度で５゜に補正し、図１３の
（ｃ）に示すように、この燃料噴射期間Ｔをアイドリン
グ域を含む低負荷・低回転域よりも短くする。このた
め、燃料噴射弁２６からの燃料噴射量が少なくなり、図
１３の（ｂ）に示すように、エンジン回転数が徐々に低
下する。

【００７２】次に、マイクロコンピュータ７０は、エン
ジン回転数Ｒがアイドリング域を示す８５０ｒｐｍにま
で低下したかについてを判断する。エンジン回転数Ｒが
アイドリング回転数よりも高い場合は、燃料噴射期間Ｔ
が５゜のままで運転が継続され、エンジン回転数Ｒがさ
らに低下する。

【００７３】エンジン回転数Ｒがアイドリング域を示す
８５０ｒｐｍにまで低下すると、マイクロコンピュータ
７０は、予め記憶されているマップ上からアイドリング
運転時の燃料噴射弁２６の燃料噴射期間Ｔを導き、これ
を実現するための制御信号を燃料噴射弁２６に出力す
る。この場合、燃料噴射期間Ｔはクランク角度で５゜か
ら１７゜に変化するが、エンジン回転数Ｒが低下する
程、クランク軸５が５゜回転する際の所用時間が長くな
るので、燃料噴射期間Ｔが５゜に固定されている時で
も、実際に燃料噴射弁２６が燃料を噴射している時間
は、エンジン回転数Ｒの低下に反比例して徐々に長くな
る。

【００７４】このため、エンジン回転数Ｒの低下割合も
徐々に少なくなるから、図１３の（ｂ）に示すように、
エンジン回転数Ｒは、正規のアイドリング回転数に滑ら
かに到達することになり、このエンジン回転数Ｒが極端
に低下したり、回転が不安定となるといった不具合を解
消することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、実際のエ
ンジン回転数がアイドリング運転を維持し得る下限値よ
りも低下すると、燃料噴射弁が気筒内に燃料を噴射して
いる時間が長くなるとともに、この燃料噴射弁からの燃
料噴射量が増えるので、気筒への燃料噴射量を迅速に増
大させることができ、従来に比べて燃料増量の応答性を
高めることができる。このため、エンジン負荷の増加に
よるエンジン回転数の低下を確実に防止でき、アイドリ
ング運転域においても安定した運転を継続できるといっ
た利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】アイドリング運転時の燃料噴射量を制御するた
めのフローチャート。

【図２】燃料噴射弁のニードルのリフトの変化状態を示
す図。

【図３】エンジン回転数の変化に対する燃料噴射量の変
化状態や燃料噴射弁のストッパが外れるタイミング等を
説明するための図。

【図４】（ａ）は、エンジン回転数が７００ｒｐｍより
も高い時の燃料の噴射波形を示す図。 （ｂ）は、エンジン回転数が６００ｒｐｍ前後にまで低
下した時の燃料の噴射波形を示す図。

【図５】蓄圧式の燃料噴射弁の断面図。

【図６】（ａ）は、低負荷・低回転運転時の燃料噴射弁
の駆動パルスと燃料噴射期間を示す図。 （ｂ）は、高負荷・高回転運転時の燃料噴射弁の駆動パ
ルスと燃料噴射期間を示す図。 （ｃ）は、中負荷・中回転運転時の燃料噴射弁の駆動パ
ルスと燃料噴射期間を示す図。

【図７】（ａ）は、低負荷・低回転運転時の燃料噴射弁
のリフト量を示す図。 （ｂ）は、高負荷・高回転運転時の燃料噴射弁のリフト
量を示す図。 （ｃ）は、中負荷・中回転運転時の燃料噴射弁のリフト
量を示す図。

【図８】燃料噴射弁のノズル口が閉じられた状態の断面
図。

【図９】低負荷・低回転運転時のノズル口の開口状態を
示す断面図。

【図１０】高負荷・高回転運転時のノズル口の開口状態
を示す断面図。

【図１１】燃料噴射装置の断面図。

【図１２】エンジン回転数がアイドリング回転数に向け
て急激に低下した時の燃料噴射量を制御するためのフロ
ーチャート。

【図１３】（ａ）は、アクセル開度の変化状態を示す
図。 （ｂ）は、エンジン回転数の低下状態の推移を示す図。 （ｃ）は、実際に燃料噴射弁から燃料が噴射されている
時間の推移を示す図。

【図１４】アクセル開度とエンジン回転数に対するエン
ジン運転状態の推移を示す図。

【符号の説明】

１…燃料噴射装置 ５…クランク軸 １７…燃料噴射ポンプ ２６…燃料噴射弁 ２９…ノズル口。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプによって加圧された燃料
   を、燃料噴射弁のノズル口を介して気筒内に噴射するデ
   ィーゼルエンジンに適用される燃料噴射制御方法であっ
   て、 エンジン運転時の実際のエンジン回転数と、ディーゼル
   エンジンがアイドリング運転を維持し得るエンジン回転
   数の下限値とを比較し、実際のエンジン回転数が上記下
   限値を下回った時に、上記燃料噴射弁の燃料噴射期間を
   クランク軸のクランク角度を基準として一定に固定する
   行程と； 上記実際のエンジン回転数が上記下限値を下回った時
   に、上記燃料噴射弁のノズル口の開口面積を一時的に大
   きくして、上記固定された燃料噴射期間内での燃料噴射
   量を多くする行程と； を具備したことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   噴射制御方法。