JP3392765B2 - 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】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料の噴射時期を
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。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ディーゼルエンジンで
は、エンジン回転数やアクセル開度、冷却水温度、吸気
温度等の運転条件に応じて燃料噴射量や燃料噴射時期を
適宜調節する燃料噴射制御が行われている。

【０００３】ところで、ディーゼルエンジンが搭載され
る車両、特に、車両重量が大きくなる車両では、ブレー
キ装置への負荷が大きくなるため、エンジンブレーキの
効果を増大させる排気ブレーキが採用されている。排気
ブレーキは、排気通路に設けられた排気絞り弁を閉じる
ことにより、エンジンの内部抵抗を増加させ車両を減速
させるものである。また、排気絞り弁の閉弁は、排気ブ
レーキとしての目的の他に暖機を早める目的で行われ
る。つまり、アイドル時のエンジン回転数を高めるとと
もに排気絞り弁を閉じることにより排気温度を上昇させ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な目的で排気絞り弁が閉じられると、排気系の流路抵抗
が増すことによる内部ＥＧＲの増加に伴い吸入空気量が
減少する。ここで、内部ＥＧＲとは、燃焼室内の既燃ガ
スの一部が吸気通路に戻されて吸入空気と混合する現象
である。この場合、内部ＥＧＲにより燃焼状態が変化し
て、燃料の燃焼が不十分となりスモークが発生してしま
う。

【０００５】因みに、特開昭５８−１５８３４８号公報
において、排気絞り弁を有するエンジンの燃料噴射時期
制御についての開示がなされている。同公報における装
置では、排気ガス中に含まれる微粒子を捕集し、捕集さ
れた排気微粒子を周期的に焼却する排気微粒子浄化装置
を備え、排気絞りを行うとともに燃料噴射時期を遅角さ
せることで、排気微粒子の燃焼に必要な温度まで排気ガ
スの温度を上昇させるようにしている。つまり、「後燃
え」現象を生じさせる装置であって、燃焼室内での燃焼
を促進させて未燃燃料としての排気微粒子を減少させる
ものではなく、スモーク対策についての検討は行われて
いない。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、排気絞り手段
の作動時において、スモークの発生を低減できるディー
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。

【０００７】

【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、請求項１に記載の発明は、車載ディーゼルエンジ
ンに燃料を噴射供給する燃料噴射手段を備え、前記燃料
噴射手段による燃料の噴射時期をエンジン回転数及び燃
料噴射量に対応した基本噴射時期に基づいて制御する燃
料噴射制御装置において、排気の流路抵抗を増加させる
べく排気通路内に配設される排気絞り手段と、車両の減
速時に前記排気絞り手段が作動した時、燃料の噴射時期
を、その時々のエンジンの運転条件に基づいて前記基本
噴射時期より進角させる減速時補正手段とを備えること
をその要旨とするものである。

【０００８】上記構成によれば、車両減速時において排
気絞り手段が作動すると、排気ガスの流れが阻止されて
排気の流路抵抗が増加することにより排気ブレーキとし
ての機能を果たす。つまり、エンジンの内部抵抗が増加
してエンジンブレーキの効果が増大する。ところで、排
気ブレーキの作動時では、既述の通り内部ＥＧＲが増す
ためにエンジンの燃焼室内に供給される吸入空気量が減
少し、吸入空気量の減少に伴う噴射燃料の着火遅れが原
因でスモークが発生し易くなる。

【０００９】これに対して、車両減速時の排気絞り手段
の作動時、つまり、排気ブレーキの作動時において、燃
料噴射時期がその時々の運転条件に基づいて基本噴射時
期より進角されるので、燃料の着火遅れが防止され噴射
燃料の燃焼が促進される。その結果、噴射燃料の燃焼が
十分に行われるようになりスモークの発生が低減され、
排ガスの悪化を防止できる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記運転条件は、エンジン回転数とエンジン冷却水の温
度であることをその要旨とするものである。

【００１１】上記構成によれば、エンジン冷却水温及び
エンジン回転数により燃料噴射時期が補正され、確実に
スモークが低減される。請求項３に記載の発明では、請
求項１又は請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置において、車両減速時にエンジン回転数が
所定回転数以上では、燃料の噴射が制限されるようにし
た燃料噴射制御装置において、車両減速時に前記運転条
件としてのエンジン回転数が前記所定回転数以上である
ときに、前記減速時補正手段による基本噴射時期の進角
補正を中止することをその要旨とするものである。

【００１２】車両減速時にエンジン回転数が所定回転数
以上では、燃料の噴射が制限される。例えば、アクセル
操作を解除し、かつ、エンジン回転数が比較的高い場合
では、エンジンへの供給燃料を「０」とする燃料カット
が行われるため、この回転域では、スモークの排出はな
く燃料噴射時期の補正は必要ない。このため、車両減速
時にエンジン回転数が所定回転数以上であるときに、基
本噴射時期の進角補正が中止される。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１に記
載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
エンジンの暖機を促進させるべく車両停止状態で前記排
気絞り手段が作動された時、その時々のエンジンの暖機
状態に基づき前記基本噴射時期に対して噴射時期を変更
する暖機時補正手段を備えることをその要旨とするもの
である。

【００１４】上記構成によれば、冷間始動時の車両停車
時において、排気絞り手段の作動により排気ガスの流れ
が阻止されることで、排気温が上昇しエンジンの暖機が
早められる。またこのとき、噴射時期がエンジンの暖機
状態に基づき補正されることで、噴射燃料の燃焼が促進
される。従って、内部ＥＧＲにより燃焼が不十分となっ
てスモークが発生する不都合もなく、排気温の上昇に伴
うエンジンの暖機の促進と、スモークの低減との両立が
可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかるディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置を具体化した実施の形態
を図面に従って説明する。

【００１６】図１には、本実施の形態における多気筒デ
ィーゼルエンジン１０の燃料噴射制御装置の概略構成図
を示す。図１に示すように、エンジン１０は燃焼室１２
を含む複数の気筒を有している。エンジン１０の吸入行
程において、各気筒毎に設けられた吸気ポート１３が吸
気バルブ１４により開かれることにより、エアクリーナ
１５を通じて吸気通路１６に吸入される外気が燃焼室１
２に流入する。各気筒毎に設けられた燃料噴射ノズル１
７は、燃料ライン１８を通じてインナーカム式分配型燃
料噴射ポンプ（以下、「噴射ポンプ」という）２０に接
続されている。

【００１７】燃料噴射ノズル１７は、ニードル弁（図示
せず）と同ニードル弁の開弁圧を調整するスプリングと
を内蔵しており、噴射ポンプ２０から燃料ライン１８を
通じて所定圧以上の燃料が圧送されると開弁状態となり
燃料を燃焼室１２へ噴射供給する。

【００１８】エンジン１０の各気筒では、燃焼室１２に
吸入された空気がピストン２１の上動により加圧される
とともに、加圧され高温となった空気中に燃料が噴射さ
れることで自己着火による燃料の燃焼・爆発が起こり、
ピストン２１が下動する。そして、このピストン２１の
下動によりクランクシャフト２２が回転しエンジン１０
の駆動力が得られる。エンジン１０の排気行程におい
て、各気筒毎に設けられた排気ポート２３が排気バルブ
２４により開かれることにより、燃焼室１２で生じた排
気ガスが排気通路２５へ導かれ外部へ排出される。

【００１９】アクセルペダル２６の近傍に配設されたア
クセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の踏込量を検
出し、その踏込量に応じた信号を出力する。吸気通路１
６の上流側に設けられた吸気温センサ２８は、エアクリ
ーナ１５から吸入通路１６内に流入する吸入空気の温度
（吸気温）を検出する。吸気通路１６の下流側に設けら
れた吸気圧センサ２９は、吸気通路１６における吸気圧
を検出し、その圧力に応じた信号を出力する。エンジン
１０のウォータジャケットに設けられた水温センサ３０
は、エンジン１０の冷却水温ＴＨＷを検出し、その温度
に応じた信号を出力する。なお、本実施の形態では、こ
の冷却水温ＴＨＷがエンジン１０の暖機状態を示すパラ
メータとなる。

【００２０】排気通路２５内において、アクチュエータ
３１の駆動により開閉動作する排気絞り手段としての排
気絞り弁３２が設けられている。上記アクチュエータ３
１は、ケース３１ａ内に負圧室３１ｂを区画成形するダ
イヤフラム３１ｃと、ダイヤフラム３１ｃに連結された
状態でケース３１ａの外部に突出して排気絞り弁３２に
連結されるロッド３１ｄとを備えている。そのロッド３
１ｄは、ケース３１ａ内のコイルスプリング３１ｅによ
って、ケース３１ａから突出する方向に付勢されてい
る。そして、この状態にあっては、排気絞り弁３２が閉
じられることとなる。

【００２１】上記負圧室３１ｂは、負圧通路３３及びエ
レクトリックバキュームレギュレーティングバルブ（Ｅ
ＶＲＶ）３４を介して、クランクシャフト２２の回転に
伴って駆動されるバキュームポンプ３５に接続されてい
る。ＥＶＲＶ３４は電磁ソレノイド（図示せず）を備え
る。その電磁ソレノイドの駆動が制御されることで負圧
室３１ｂの空気が負圧通路３３を介してバキュームポン
プ３５に吸引され、ロッド３１ｄのケース３１ａに対す
る突出量が減少して同ロッド３１ｄに取り付けられた排
気絞り弁３２が開弁される。なお、通常は、エンジン１
０の運転により、排気絞り弁３２は全開状態とされる。

【００２２】また、図示しないトランスミッションの近
傍に設けられた車速センサ３６は、トランスミッション
ギアの回転に基づいて車両速度（車速）を検出する。次
に、噴射ポンプ２０の具体構成を図２及び図３を用いて
詳述する。

【００２３】図２に示すように、噴射ポンプ２０はドラ
イブシャフト４０を備え、該ドライブシャフト４０はハ
ウジング４１に回転可能に支持されている。このシャフ
ト４０は、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフ
ト２２に駆動連結され、該クランクシャフト２２の回転
に同期して回転する。

【００２４】ドライブシャフト４０の外周には円環状を
なすパルサ４２が一体回転可能に固定され、パルサ４２
に対向する位置に回転センサ４３を構成するピックアッ
プコイル４４が設けられている。詳しくは、パルサ４２
は、その外周面に等角度に設けられた複数の突起を有し
ており、ピックアップコイル４４がドライブシャフト４
０の回転に伴う各突起の通過を計測することによってド
ライブシャフト４０の回転速度が検出される。即ち、エ
ンジン回転数ＮＥが検出される。

【００２５】ハウジング４１内に設けられた燃料フィー
ドポンプ４５は、ドライブシャフト４０の回転によって
駆動される。フィードポンプ４５は、燃料タンクからの
燃料を燃料通路（図示せず）を通じて燃料ギャラリ４６
内に供給する。

【００２６】ハウジング４１の一端側（図２の右端側）
に固定されたヘッド４７にはシリンダ４８が固定されて
おり、同シリンダ４８には分配シャフト４９が回転可能
に支持されている。分配シャフト４９はドライブシャフ
ト４０に連結されており、同シャフト４０と一体に回転
する。ヘッド４７にはキャップ５０が挿通され固定され
ており、同キャップ５０は分配シャフト４９の端部に当
接されている。

【００２７】分配シャフト４９の一端側には、同シャフ
ト４９の径方向に延びる支持孔５３が複数形成されてい
る。各支持孔５３には複数のプランジャ５４が挿通され
ることで同プランジャ５４が摺動可能に支持されてい
る。各プランジャ５４の内端面と支持孔５３の内壁によ
って燃料加圧室５５が区画形成されている。

【００２８】プランジャ５４の外端側には保持部５６が
それぞれ配設され、同保持部５６にはローラ５７が回転
自在に保持されている。ローラ５７の外周側にはインナ
カムリング５８が配設され、同インナカムリング５８の
内周面、即ちカム面には、エンジン１０の気筒数に応じ
た複数のカム山が形成されている。分配シャフト４９の
回転に伴いローラ５７がカム面に沿って移動することに
より、プランジャ５４は分配シャフト４９の径方向に往
復動する。そして、このプランジャ５４の往復動に応じ
て燃料加圧室５５の容積が増減することにより、燃料加
圧室５５へ燃料が吸入され、また、同室５５において燃
料が加圧される。

【００２９】分配シャフト４９に対するインナカムリン
グ５８の回転角は、ハウジング４１に設けられたタイマ
装置６０によって調節される。タイマ装置６０は電磁式
のタイマ制御弁（ＴＣＶ）６１を備えており、同ＴＣＶ
６１に通電する信号を制御することにより、インナカム
リング５８の回転角が変更され、燃料加圧室５５におけ
る燃料吸入時期及び燃料加圧時期が制御される。

【００３０】シリンダ４８の内側には周方向全体に環状
通路６２が形成されている。分配シャフト４９内には、
一端側が燃料加圧室５５に開口する燃料通路６３が形成
されており、この燃料通路６３はその途中において環状
通路６２に開口するとともに、その他端側が分配シャフ
ト４９の外周壁にて開口している。また、シリンダ４８
及びヘッド４７にはエンジン１０の気筒と同数の一対の
連通路６４（図２では、一組の連通路６４のみを示す）
が形成されており、この連通路６４はデリバリバルブ６
５に通じている。分配シャフト４９の回転に伴い燃料通
路６３の開口が各連通路６４の開口に選択的に一致する
ことによって、燃料加圧室５５とデリバリバルブ６５と
が両通路６３，６４により連通された状態となる。

【００３１】図３は図２の３−３線に沿った断面を示し
ている。図３に示すように、ハウジング４１には、噴射
ポンプ２０から各回毎に吐出される燃料の量、即ち各燃
料噴射ノズル１７からの燃料の噴射量を調整するための
電磁スピル弁６６が設けられている。この電磁スピル弁
６６は常開弁であって、弁体としてのニードル弁６７、
同ニードル弁６７に固定されたアーマチュア６８、ニー
ドル弁６７を摺動可能に支持するニードルボディ６９等
を備えている。

【００３２】ハウジング４１に固定されたケース７０内
には内部に電磁コイル７１を有するステータ７２が配設
されている。ステータ７２に形成された中心孔７３内に
はニードル弁６７のロッド７５が摺動可能に支持されて
いる。また、ステータ７２の上部には、ロッド７５に固
定された円板状をなすアーマチュア６８が配設されてい
る。

【００３３】ニードル弁６７においてロッド７５よりも
下部側の部分は、ケース７０に形成された挿通孔８１内
に挿通されている。略円筒状をなすニードルボディ６９
は、シリンダ４８に形成された支持孔８２に挿通されて
いる。ニードルボディ６９の内周壁には周溝８３が形成
されている。この周溝８３はニードルボディ６９及びシ
リンダ４８にそれぞれ形成されたスピル孔８５により前
記環状通路６２に連通される。

【００３４】また、ニードルボディ６９及びシリンダ４
８にはスピル孔８６が形成されている。ニードル弁６７
の一部には縮径部６７ａが設けられ、同縮径部６７ａの
外周壁とニードルボディ６９の内周壁とにより連通空間
８７が形成されている。この連通空間８７はスピル孔８
６を介して燃料ギャラリ４６に常に連通する。

【００３５】ニードルボディ６９内の下部には圧縮スプ
リング８８が配設されており、同スプリング８８によっ
てニードル弁６７は図の上方に向けて付勢されている。
電磁スピル弁６６（電磁コイル７１）に入力される駆動
信号がオフ信号である場合、即ち、電磁コイル７１が通
電されずステータ７２が励磁されていない場合では図３
のように、ニードル弁６７は圧縮スプリング８８の付勢
力により図示する開弁位置で保持される。これにより、
ニードルボディ６９の周溝８３及びスピル孔８６が連通
空間８７を介して連通され、電磁スピル弁６６が開弁状
態となる。その結果、燃料加圧室５５と燃料ギャラリ４
６とが燃料通路６３、環状通路６２、スピル孔８５、周
溝８３、連通空間８７及びスピル孔８６によって連通さ
れた状態となる。

【００３６】これに対して、電磁スピル弁６６に入力さ
れる駆動信号がオン信号である場合、即ち、電磁コイル
７１が通電され、ステータ７２が励磁されている場合で
は、アーマチュア６８がステータ７２に吸引されること
によりニードル弁６７は圧縮スプリング８８の付勢力に
抗して図の下方に移動する。これにより、周溝８３と連
通空間８７とがニードル弁６７によって遮断され電磁ス
ピル弁６６が閉弁状態となる。その結果、燃料加圧室５
５と燃料ギャラリ４６とが遮断された状態となる。

【００３７】ここで、噴射ポンプ２０による燃料噴射動
作について詳述する。エンジン１０が始動されると、ド
ライブシャフト４０の回転に伴って分配シャフト４９が
回転する。そして、分配シャフト４９の回転に伴って、
プランジャ５４が同シャフト４９の径方向に往復動する
ことにより、燃料加圧室５５の容積が増減する。ここ
で、燃料加圧室５５の容積が増加する際に、電磁スピル
弁６６が開弁位置（オフ信号が同弁６６に出力されてい
る）にあると、燃料ギャラリ４６内の燃料は、スピル孔
８６、連通空間８７、周溝８３、スピル孔８５を通じて
環状通路６２に導入されるとともに、燃料通路６３を通
じて燃料加圧室５５内に吸入される。

【００３８】燃料加圧室５５に吸入された燃料は、その
後、電磁スピル弁６６に対してオン信号が出力されて同
弁６６が閉弁状態となった後に、同室５５の容積が減少
することにより加圧される。そして、燃圧が所定圧力以
上にまで加圧されることにより、デリバリバルブ６５及
び燃料噴射ノズル１７が開弁状態となる。その結果、燃
料加圧室５５内の燃料は、燃料通路６３、連通路６４、
デリバリバルブ６５、及び燃料ライン１８を通じて燃料
噴射ノズル１７に圧送され、同ノズル１７から対応する
気筒内に噴射供給される。この燃料噴射のタイミング
は、既述したＴＣＶ６１に通電する信号を制御して、イ
ンナカムリング５８の回転角を変更することにより調節
される。

【００３９】このように、燃料加圧室５５から燃料噴射
ノズル１７に燃料が圧送されている状態から、所定のタ
イミングをもって電磁スピル弁６６に対しオフ信号が出
力されることにより、同弁６６が再び開弁状態となって
燃料加圧室５５と燃料ギャラリ４６とが連通される。従
って、燃料加圧室５５にて加圧されている燃料の一部
は、同室５５から燃料通路６３、環状通路６２、各スピ
ル孔８５，８６等を通じて燃料ギャラリ４６に溢流（ス
ピル）される。このように、燃料加圧室５５内の燃料が
燃料ギャラリ４６へとスピルされることにより、同室５
５における燃圧は急激に低下する。その結果、デリバリ
バルブ６５が閉弁状態となるため、燃料噴射ノズル１７
に対する燃料の圧送は停止され、気筒に対する燃料供給
が終了する。

【００４０】電子制御装置（ＥＣＵ）９０は、図１に示
すように、中央処理装置（ＣＰＵ）９１、読み出し専用
メモリ（ＲＯＭ）９２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）９３、バックアップＲＡＭ９４、外部入力回路９
５、及び外部出力回路９６を備える。ＥＣＵ９０はこれ
ら各部９１〜９４と、外部入力回路９５と、外部出力回
路９６等とをバス９７により接続してなる論理演算回路
を構成する。ここで、ＣＰＵ９１は演算制御の機能と、
カウンタの機能を兼ね備えている。ＲＯＭ９２は所定の
制御プログラム等を予め記憶し、ＲＡＭ９３はＣＰＵ９
１の演算結果等を一時記憶する。バックアップＲＡＭ９
３は記憶したデータをエンジン停止後も保存する。外部
入力回路９５はバッファ、波形整形回路及びＡ／Ｄ変換
器等（いずれも図示略）により構成され、外部出力回路
９６は駆動回路（図示略）等により構成されている。

【００４１】外部入力回路９５には前記各センサ２７〜
３０，３６，４３等が接続され、ＥＣＵ９０は外部入力
回路９５を介して各センサ２７〜３０，３６，４３から
の信号を取り込む。また、外部出力回路９６には、ＥＶ
ＲＶ３４、ＴＣＶ６１及び電磁スピル弁６６が接続さ
れ、ＥＣＵ９０は外部出力回路９６を介してＥＶＲＶ３
４、ＴＣＶ６１、電磁スピル弁６６に駆動信号を出力す
る。

【００４２】つまり、ＥＣＵ９０は各センサ２７〜３
０，３６，４３等からの信号を取り込むとともに、それ
ら入力信号に基づき、ＴＣＶ６１、電磁スピル弁６６等
を駆動制御することで、燃料噴射時期制御、燃料噴射量
制御等を実行する。

【００４３】また、本実施の形態では、所定の排気ブレ
ーキ条件またはヒータアイドルアップ条件が成立する
と、ＥＣＵ９０によりＥＶＲＶ３４が駆動されて排気絞
り弁３２が閉弁側に作動し、これにより排気ブレーキが
働く。またこのとき、ＥＣＵ９０により燃料噴射時期の
補正が行われる。

【００４４】詳しくは、運転者により排気ブレーキスイ
ッチ（図示せず）がオンに操作され、車速が例えば、１
７ｋｍ／ｈ以上のときに運転者がアクセルペダル２６か
ら足を離したときに排気ブレーキ条件が成立する。する
と、排気絞り弁３２がそれまでの全開状態から閉弁され
て、エンジン１０の内部抵抗が増すことによりエンジン
ブレーキの効果が増大する。

【００４５】また、車両停車時に、運転者により暖機ス
イッチ（図示せず）がオンに操作され、エンジン回転数
ＮＥが所定回転数以下で、かつ水温ＴＨＷが所定温度
（例えば、８０℃）以下のときにヒータアイドルアップ
条件が成立する。すると、エンジン回転数ＮＥを１２０
０ｒｐｍ一定にすべく、燃料噴射量が増量されるととも
に排気絞り弁３２がそれまでの全開状態から閉弁され
て、暖機が促進される。つまり、流路抵抗の増加に伴い
排気ガスの流れが阻止されることで排気温が上昇され、
エンジン１０の暖機時間が短くなる。

【００４６】ところで、排気絞り弁３２が閉弁され、排
気の流路抵抗が増加すると、内部ＥＧＲが発生する。こ
のため、エンジン１０の燃焼室１２内に供給される吸入
空気量が減少する。つまり、排気絞り弁３２の閉弁によ
り、燃料の燃焼状態が変化して、スモークが発生し易く
なる。

【００４７】そこで、本実施の形態では、排気絞り弁３
２が閉弁する場合において、その時々のエンジン回転数
ＮＥ及び冷却水温に基づいて燃料の噴射時期を補正し、
スモークの発生を低減させる。

【００４８】なお、本実施の形態では、燃料噴射ノズル
１７、燃料ライン１８、噴射ポンプ２０により燃料噴射
手段が構成される。ここで、ＥＣＵ９０により実行され
る処理のうち燃料噴射量を算出するための処理を、図４
を用いて詳述する。なお、同処理は所定周期毎に実行さ
れる。

【００４９】まず、ＥＣＵ９０はステップ１００におい
て、各センサ２７〜３０，３６，４３等の検出信号を読
み込み、アクセル踏込量、吸気温、吸気圧、冷却水温Ｔ
ＨＷ、車速、エンジン回転数ＮＥ等を検出する。そし
て、ＥＣＵ９０はステップ１１０において、エンジン回
転数ＮＥ及びアクセル踏込量に基づく周知のマップを用
いて基本噴射量Ｑｂａｓｅを算出する。

【００５０】その後、ＥＣＵ９０はステップ１２０にお
いて、次式のように最終噴射量Ｑｆｉｎを算出する。 Ｑｆｉｎ＝Ｑｂａｓｅ＋α ただし、αは、例えば、吸気温、吸気圧、水温補正等を
含む補正噴射量である。詳しくは、吸気温補正は、空気
密度の差で生じる空燃比のズレを補正するもので、吸気
温が低いと密度が高くなるので噴射量を増量する。吸気
圧補正は、吸気圧が高いと空気量が多くなるので噴射量
を増量する。水温補正は、水温ＴＨＷが低いほど噴射量
を増量して冷間始動後のエンジン１０の運転性を確保す
る。

【００５１】ＥＣＵ９０は、上記のように算出した最終
噴射量Ｑｆｉｎを用いて目標燃料噴射時期Ａｔｒｇを算
出する。ここで、ＥＣＵ９０により実行される燃料噴射
時期算出処理を図５を用いて詳述する。なお、図５の処
理は、最終噴射量Ｑｆｉｎを算出した後に実行される。

【００５２】ＥＣＵ９０はステップ２００において、エ
ンジン回転数ＮＥと最終噴射量Ｑｆｉｎとに基づく２次
元マップから基本噴射時期Ａｂａｓｅを算出する。ここ
で、基本噴射時期Ａｂａｓｅは、エンジン回転数ＮＥが
高くなるとともに噴射量Ｑｆｉｎが多くなるほど進角側
の値に設定される。

【００５３】ＥＣＵ９０はステップ２１０において、吸
気絞り弁３２が閉弁状態にあるか否かを判定する。具体
的には、ＥＣＵ９０は、吸気絞り弁３２の駆動処理（図
示せず）にて判定した制御フラグに基づいて判定する。
同制御フラグは、前述した排気ブレーキ条件又はヒータ
アイドルアップ条件が成立した時にセットされるフラグ
である。

【００５４】そして、排気絞り弁３２が閉弁状態である
と判定された場合では、ＥＣＵ９０はステップ２２０に
移行して、ヒータアイドルアップ条件が成立しているの
か、或いは排気ブレーキ条件が成立しているのかを判定
する。排気ブレーキ条件が成立している場合では、ＥＣ
Ｕ９０はステップ２３０に移行して、図６（ａ）に示す
ようなエンジン回転数ＮＥと水温ＴＨＷとをパラメータ
とする２次元マップ（排気ブレーキ用マップ）から補正
量Ａｅｘｂを算出する。図６（ａ）では、エンジン回転
数が１２００ｒｐｍ以下において、補正量Ａｅｘｂは水
温ＴＨＷが高いほど進角側に大きい値になり、エンジン
回転数ＮＥが１２００ｒｐｍよりも高ければ、補正量Ａ
ｅｘｂ＝０°ＣＡになる。

【００５５】排気ブレーキの作動時において、エンジン
回転数ＮＥが比較的高い場合ではエンジンブレーキを利
かせるため、エンジン１０の燃焼室１２への供給燃料を
「０」とする燃料カットが行われ、この回転域では、ス
モークの排出はなく燃料噴射時期の補正は必要ない。こ
のため、本実施の形態ではエンジン回転数ＮＥが１２０
０ｒｐｍよりも高ければ、補正量Ａｅｘｂ＝０°ＣＡと
している。これに対し、エンジン回転数ＮＥが低下して
燃料が徐々に増加される場合では、噴射燃料の着火遅れ
が問題となり、燃料噴射時期の補正が必要となる。つま
り、このときの基本噴射時期Ａｂａｓｅは、エンジン回
転数ＮＥが低く、かつ燃料噴射量Ｑｆｉｎが少ないため
遅角側の値となる。このため、本実施の形態では、噴射
燃料の燃焼を促進すべく補正量Ａｅｘｂが進角側に設定
される。

【００５６】また、水温ＴＨＷが低い冷間時では、エン
ジン１０の運転性を高めるため燃料噴射量Ｑｆｉｎが増
量され、増量された燃料噴射量Ｑｆｉｎに基づいて算出
される基本噴射時期Ａｂａｓｅは、暖機後における基本
噴射時期Ａｂａｓｅよりも進角側の値となっている。つ
まり、エンジン１０の暖機が進行して、エンジン１０の
冷却水の温度が高くなるほど、基本噴射時期Ａｂａｓｅ
は遅角側に設定され、排気ブレーキの作動時における燃
料の着火遅れが発生し易くなる。そのため、本実施の形
態では、補正量Ａｅｘｂは水温ＴＨＷが高いほど進角側
に大きい値が設定される。

【００５７】そして、ヒータアイドルアップ条件が成立
している場合では、ＥＣＵ９０はステップ２４０に移行
して、図６（ｂ）に示すような水温ＴＨＷをパラメータ
とした１次元マップ（ヒータアイドル用マップ）から補
正量Ａｅｘｂを算出する。なお、本実施の形態では、ヒ
ータアイドルアップ時の補正量Ａｅｘｂは、水温が８０
℃以下では、水温ＴＨＷに関わらず遅角側への所定量が
設定されており、水温が８０℃以上では、０°ＣＡに設
定される。

【００５８】また、ステップ２１０において排気絞り弁
３２が閉弁状態でないと判定された場合では、ＥＣＵ９
０はステップ２５０において、補正量Ａｅｘｂ＝０°Ｃ
Ａとした後にステップ２６０に移行する。そして、ＥＣ
Ｕ９０はステップ２６０において、次式のように目標燃
料噴射時期Ａｔｒｇを算出する。 Ａｔｒｇ＝Ａｂａｓｅ＋Ａｅｘｂ ＥＣＵ９０は、上記のように算出された燃料噴射量Ｑｆ
ｉｎ及び目標燃料噴射時期Ａｔｒｇに基づいてＴＣＶ６
１及び電磁スピル弁６６を駆動制御することで、所望の
燃料量を所望のタイミングでエンジン１０の燃焼室１２
に噴射供給する。

【００５９】本実施の形態では、図５のステップ２３０
及び２６０が減速時補正手段に相当し、ステップ２４０
及び２６０が暖機時補正手段に相当する。以上、詳述し
たように本実施の形態によれば、次のような効果を得る
ことができる。

【００６０】（１）排気絞り弁３２の閉弁に伴う排気ブ
レーキの作動時では、吸入空気量の減少による噴射燃料
の着火遅れが原因でスモークが発生し易くなる。しかし
ながら、本実施の形態では、排気ブレーキの作動時にお
いて、燃料噴射時期がその時々のエンジン回転数ＮＥと
エンジン冷却水温ＴＨＷに基づいて基本噴射時期Ａｂａ
ｓｅより進角されるので、燃料の着火遅れが防止され噴
射燃料の燃焼が促進される。その結果、噴射燃料の燃焼
が十分に行われるようになりスモークの発生が低減さ
れ、排ガスの悪化を防止できる。

【００６１】（２）車両減速時にエンジン回転数ＮＥが
所定回転数（１２００ｒｐｍ）以上では、エンジンへの
供給燃料を「０」とする燃料カットが行われるため、こ
の回転域では、スモークの排出はなく、補正量Ａｅｘｂ
＝０°ＣＡとして噴射時期の補正は行われない。つま
り、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上であるとき
に、基本噴射時期Ａｂａｓｅの進角補正が中止されるの
で、不要な補正がなくなり実用上好ましいものとなる。

【００６２】（３）ヒータアイドルアップ時において、
水温が８０℃以下の場合に噴射時期が遅角側に補正され
ることで、噴射燃料の燃焼が的確に行われるようにな
る。従って、内部ＥＧＲにより燃焼が不十分となってス
モークが発生する不都合もなく、排気温の上昇に伴うエ
ンジン１０の暖機の促進と、スモークの低減との両立が
可能となる。

【００６３】（４）本実施の形態では、水温が高いほど
補正量Ａｅｘｂを進角側に大きく設定している。その結
果、燃料の着火遅れが的確に防止され、スモークの発生
を低減できる。

【００６４】なお、本実施の形態は、次のように変更し
て具体化することも可能である。 ・上記実施の形態では、インナーカム式の分配型ポンプ
２０を採用したが、これに限定するものではない。例え
ばフェイスカム式の分配型ポンプまたは列型ポンプを採
用してもよい。或いは、ユニットインジェクタとユニッ
トポンプとの組み合わせを採用してもよいし、蓄圧（コ
モンレール）式噴射装置を採用してもよい。

【００６５】・排気絞り弁３２の開度を制御する構成、
具体的には、ＥＶＲＶ３４の電磁ソレノイドへの電圧印
加をデューティ制御することで、バキュームポンプ３５
により吸引される吸気の量を調整し、ロッド３１ｄのケ
ース３１ａに対する突出量を変化させて排気絞り弁３２
の開度を調節する構成において実施してもよい。この場
合、排気絞り弁３２の開度に応じて、発生する内部ＥＧ
Ｒ量が変化するため、噴射燃料の燃焼状態が異なる。こ
のため、図６（ａ）に示すようなエンジン回転数ＮＥと
水温ＴＨＷをパラメータとするマップを、排気絞り弁３
２の開度に応じて複数枚設け、該マップに基づいて補正
量Ａｅｘｂを算出する。また別に、排気絞り弁３２の開
度に応じた補正係数を求め、該補正係数と補正量Ａｅｘ
ｂとを乗算した値を用いて噴射時期を補正してもよい。
なお、排気絞り弁３２の開度は、ＥＣＵ９０により算出
された設定値を用いてもよいし、排気絞り弁３２の開度
を検出する開度センサの検出値を用いてもよい。

【００６６】・上記実施の形態では、排気ブレーキ条件
又はヒータアイドルアップ条件の成立した時にセットさ
れる制御フラグに基づいて、噴射時期を補正するもので
あったがこれに限定するものではない。例えば、排気絞
り弁３２の開度を検出する開度センサを配設して、検出
される排気絞り弁３２の開度に基づいて、噴射時期を補
正するようにしてもよい。この場合、排気絞り弁３２の
開度が小さければ、基本噴射時期の補正を行い、排気絞
り弁３２の開度が大きければ、基本噴射時期の補正を行
わない。

【００６７】・上記実施の形態では、運転条件としての
エンジン回転数ＮＥとエンジン冷却水の温度ＴＨＷをパ
ラメータとして補正量Ａｅｘｂを求めるものであった
が、これに限定するものではない。例えば、吸気温や吸
気圧により燃料噴射量は変化するので、これら吸気温や
吸気圧を運転条件としてもよい。つまり、吸気温や吸気
圧をパラメータとして補正量Ａｅｘｂを求めるようにし
てもよい。また、例えば、運転条件としての車速等に基
づき排気絞り弁３２の開度を調節する構成のものでは、
排気絞り弁３２の開度に応じて内部ＥＧＲ量が変化する
ので、車速等をパラメータとして補正量Ａｅｘｂを算出
するようにしてもよい。

【００６８】・図５に示すステップ２３０の処理におい
て、エンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば、１２０
０ｒｐｍ）よりも大きければ、ステップ２５０に移行し
て補正量Ａｅｘｂ＝０とし、所定回転数以下であれば、
上記実施の形態のように、図６（ａ）に示すエンジン回
転数ＮＥと水温ＴＨＷをパラメータとするマップを用い
て補正量Ａｅｘｂを算出するようにしてもよい。このよ
うにすれば、ＥＣＵ９０が行う処理負荷を低減できる。
つまり、ＥＣＵ９０の処理負荷が比較的高負荷となるエ
ンジン回転数ＮＥの高回転側において処理負荷を低減で
き、実用上好ましいものとなる。

【００６９】・上記実施の形態では、エンジン回転数Ｎ
Ｅと最終噴射量Ｑｆｉｎに基づく２次元マップから基本
噴射時期Ａｂａｓｅを算出するものであったが、エンジ
ン回転数ＮＥ、アクセル踏込量、冷却水温等をパラメー
タとして算出した基本噴射時期Ａｂａｓｅに基づいて燃
料の噴射時期の補正を行うようにしてもよい。ディーゼ
ルエンジンの場合では、これらパラメータ（エンジン回
転数ＮＥ、アクセル踏込量、冷却水温等）により燃料噴
射量が求められるので、この場合の基本噴射時期Ａｂａ
ｓｅも燃料噴射量に対応した値となる。

【００７０】・上記実施の形態では、暖機を促進すべく
排気絞り弁３２が閉弁側に作動したときにも燃料の噴射
時期を補正する構成であったが、これを省略して具体化
してもよい。つまり、本燃料噴射制御装置は、排気ブレ
ーキの作動時において、燃料の噴射時期を補正するもの
であればよい。具体的には、図５に示すステップ２２
０、２４０の処理を省略して実施する。

【００７１】・上記実施の形態では、排気絞り手段とし
ての排気絞り弁３２はエンジン１０の停止時に閉弁状態
となる構成であったが、エンジン１０の停止時に開弁状
態となる排気絞り弁を用いて実施してもよい。

【００７２】さらに、上記実施の形態より把握される請
求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と
共に記載する。 （イ）前記燃料噴射時期を、前記冷却水温が高くなるほ
ど進角側に補正する請求項４に記載のディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置。水温ＴＨＷが高くなるほど、噴
射燃料の着火遅れが発生し易くなるが、本構成によれ
ば、冷却水温が高くなるほど燃料噴射時期が進角側に補
正されるので、噴射燃料の着火遅れを的確に防止するこ
とができる。

【００７３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、排気ブ
レーキの作動時において、燃料噴射時期がその時々の運
転条件に応じて進角され、噴射燃料の燃焼が促進される
ので、スモークの発生を低減できる。

【００７４】請求項２に記載の発明によれば、エンジン
冷却水温及び機関回転数により燃料噴射時期が補正され
るので、的確にスモークを低減できる。請求項３に記載
の発明によれば、車両減速時にエンジン回転数が所定回
転数以上では、燃料噴射時期の補正を行わなくともスモ
ークの排出はなく、基本噴射時期の進角補正が中止され
るので、不要な補正がなくなり実用上好ましいものとな
る。

【００７５】請求項４に記載の発明によれば、機関の暖
機を促進させるべく排気絞り手段が作動した時において
噴射時期が補正されるので、排気温の上昇に伴うエンジ
ンの暖機の促進と、スモークの低減との両立が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態におけるディーゼルエンジンの概略
構成図。

【図２】燃料噴射ポンプの具体構成例を示す断面図。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図。

【図４】燃料噴射量算出処理を示すフローチャート。

【図５】燃料噴射時期算出処理を示すフローチャート。

【図６】（ａ）はエンジン回転数と水温と補正量との関
係を示す図、（ｂ）は水温と補正量との関係を示す図。

【符号の説明】

１０…ディーゼルエンジン、１２…燃焼室、１７…燃焼
噴射手段を構成する燃料噴射ノズル、１８…燃焼噴射手
段を構成する燃料ライン、２０…燃焼噴射手段を構成す
る噴射ポンプ、３２…排気絞り手段としての排気絞り
弁、９０…ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｋ (56)参考文献 特開 昭61−187553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−256523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−20633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−158348（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−159465（ＪＰ，Ａ) 特開2000−27685（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−65123（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−190951（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 1/00 - 45/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載ディーゼルエンジンに燃料を噴射供
   給する燃料噴射手段を備え、前記燃料噴射手段による燃
   料の噴射時期をエンジン回転数及び燃料噴射量に対応し
   た基本噴射時期に基づいて制御する燃料噴射制御装置に
   おいて、 排気の流路抵抗を増加させるべく排気通路内に配設され
   る排気絞り手段と、 車両の減速時に前記排気絞り手段が作動した時、燃料の
   噴射時期を、その時々のエンジンの運転条件に基づいて
   前記基本噴射時期より進角させる減速時補正手段とを備
   えるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転条件は、エンジン回転数とエン
   ジン冷却水の温度である請求項１に記載のディーゼルエ
   ンジンの燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 車両減速時にエンジン回転数が所定回転
   数以上では、燃料の噴射が制限されるようにした燃料噴
   射制御装置において、車両減速時に前記運転条件として
   のエンジン回転数が前記所定回転数以上であるときに、
   前記減速時補正手段による基本噴射時期の進角補正を中
   止する請求項１又は請求項２に記載のディーゼルエンジ
   ンの燃料噴射制御装置。
4. 【請求項４】 エンジンの暖機を促進させるべく車両停
   止状態で前記排気絞り手段が作動された時、その時々の
   エンジンの暖機状態に基づき前記基本噴射時期に対して
   噴射時期を変更する暖機時補正手段を備える請求項１に
   記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。