JP4020048B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。

燃料噴射弁が高圧ラインを介してコモンレールに連結されており、一サイクル中に複数回の燃料噴射、例えば二回のパイロット噴射とそれに続く主噴射とを行うようにした内燃機関が公知である（例えば特許文献１）。この内燃機関ではマップから主噴射量が算出され、主噴射量と機関回転数に基づいてマップから一回目および二回目のパイロット噴射の噴射量および噴射時期が算出される。
特開２０００−１８０７４号公報

ところがこのようなコモンレールを用いた場合には燃料噴射、例えばパイロット噴射が行われるとそのとき燃料噴射弁のノズル室内に発生した圧力波が高圧ライン内を伝播してコモンレールに達し、次いでこの圧力波はコモンレールで反射して、今度は高圧ライン内をノズル室に向けて進み、ノズル室内において燃料圧の激しい脈動を生じさせる。このとき主噴射が行われると主噴射の噴射量が大巾に変動し、正規の量から大巾にずれてしまう。
ところがこの場合、主噴射量はパイロット噴射量に応じた或る決まった形の変動パターンでもって変動し、パイロット噴射量がさほど多くない場合には各変動パターンは単に時間的にずれているだけであることが判明したのである。従ってこのことを利用し、変動パターンでもって変動する変動量だけ主噴射量を補正すれば主噴射量を常に目標値に維持することができるようになる。

即ち、本発明によれば、コモンレールと、コモンレールに連結された燃料噴射弁とを具備し、各燃料噴射弁から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われ、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでのインターバル時間によって後の噴射の噴射量の目標値に対する変動量が変化する内燃機関の噴射制御装置において、先の噴射が予め定められた基準噴射量のときにインターバル時間の増大に伴い基準の変動パターンに沿って変化する後の噴射の基準変動量を記憶している記憶手段を具備しており、先の噴射が基準の噴射量でないときの後の噴射の変動量の変動パターンと基準の変動パターンとの変動時間差を求めてこの変動時間差をインターバル時間に加算又は減算することにより修正インターバル時間を求め、この修正インターバル時間と基準変動量から後の噴射の上記変動量が算出され、算出された変動量を用いて噴射量を目標値に制御するようにしている。

先の噴射量が変化した場合であっても全噴射量を簡便な方法によって目標値に正確に制御することができる。

図１を参照すると、１は圧縮着火式内燃機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口はエアクリーナ８に連結される。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁９が配置される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結される。

排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１０を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１０内には電子制御式ＥＧＲ制御弁１１が配置される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管１２を介してコモンレール１３に連結される。このコモンレール１３内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１４によって燃料タンク１５から燃料が供給され、コモンレール１３内に供給された燃料は各燃料供給管１２を介して燃料噴射弁３に供給される。コモンレール１３にはコモンレール１３内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ１６が取付けられ、燃料圧センサ１６の出力信号に基づいてコモンレール１６内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ１４の吐出量が制御される。

電子制御ユニット２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５および出力ポート２６を具備する。燃料圧センサ１６の出力信号は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。一方、アクセルペダル１７にはアクセルペダル１７の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ１８が接続され、負荷センサ１８の出力電圧は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。更に入力ポート２５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ１９が接続される。一方、出力ポート２６は対応する駆動回路２８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁９駆動用ステップモータ、ＥＧＲ制御弁１１、および燃料ポンプ１４に接続される。

図２に燃料噴射弁３の拡大図を示す。図２に示されるように燃料噴射弁３は弁座３０上に着座可能なニードル弁３１と、ニードル弁３１の先端周りに形成されているサック室３２と、サック室３２から燃焼室２内に延びる噴孔３３と、ニードル弁３１周りに形成されたノズル室３４とを具備する。ノズル室３４は燃料噴射弁３の本体内および燃料供給管１２内を延びる高圧燃料供給通路、いわゆる高圧ライン３５を介してコモンレール１３内に連結されており、コモンレール１３内の高圧の燃料がこの高圧ライン３５を介してノズル室３４内に供給される。

燃料噴射弁３内にはニードル弁３１の背面に面して圧力制御室３６が形成されており、この圧力制御室３６内にはニードル弁３１を弁座３０に向けて押圧する圧縮ばね３７が配置されている。この圧力制御室３６は一方では入口側絞り３８を介して高圧ライン３５の途中に連結されており、他方では出口側絞り３９を介して溢流制御弁４０により開閉制御される燃料溢流口４１に連結されている。圧力制御室３６へは絞り３８を介して高圧の燃料が常時供給されており、従って圧力制御室３６は燃料で満たされている。

燃料溢流口４１が溢流制御弁４０により閉鎖されているときには図２に示されるようにニードル弁３１が弁座３０上に着座しており、従って燃料噴射は停止されている。このときノズル室３４内と圧力制御室３６内とは同じ燃料圧となっている。溢流制御弁４０が開弁、即ち燃料溢流口４１を開口すると圧力制御室３６内の高圧の燃料が絞り３９を介して燃料溢流口４１から流出し、斯くして圧力制御室３６内の圧力は徐々に低下する。圧力制御室３６内の圧力が低下するとニードル弁３１が上昇し、噴孔３３から燃料の噴射が開始される。

即ち、圧力制御室３６と燃料溢流口４１との間には絞り３９が設けられており、またその他の遅れ要素によって溢流制御弁４０が開弁した後暫らくしてから燃料の噴射が開始される。次いで溢流制御弁４０が閉弁、即ち燃料溢流口４１を閉鎖すると絞り３８を介して圧力制御室３６内に供給される燃料によって圧力制御室３６内の圧力は徐々に増大し、斯くして溢流制御弁４０が閉弁した後暫らくしてから燃料噴射が停止される。

本発明では各燃料噴射弁３から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われる。図３に代表的な二つの燃料噴射方法を示す。図３（Ａ）は主噴射Ｍの前にパイロット噴射Ｐを行うようにした場合を示している。この場合にはパイロット噴射Ｐが先の噴射であり、主噴射Ｍが後の噴射となる。

一方、図３（Ｂ）は主噴射Ｍの前の複数回のパイロット噴射Ｐ₁ ，Ｐ₂ を行い、主噴射Ｍの後に複数回のポスト噴射Ｐ₃ ，Ｐ₄ を行うようにした場合を示している。この場合にはパイロット噴射Ｐ₂ を後の噴射とするとパイロット噴射Ｐ₁ が先の噴射となり、主噴射Ｍを後の噴射とするとパイロット噴射Ｐ₁ ，Ｐ₂ が先の噴射となり、ポスト噴射Ｐ₃ を後の噴射とするとパイロット噴射Ｐ₁ ，Ｐ₂ および主噴射Ｍが先の噴射となる。

なお、以下図３（Ａ）に示すように主噴射Ｍの前にパイロット噴射Ｐを行うようにした場合を例にとって本発明を説明する。

本発明における実施例では目標とする全噴射量ＱＴが図４（Ａ）に示すようにアクセルペダル１７の踏込み量、即ちアクセル開度Ｌと機関回転数Ｎとの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。また、目標とする主噴射量ＱＭが図４（Ｂ）に示すように全噴射量ＱＴおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。一方、目標とするパイロット噴射量ＱＰは全噴射量ＱＴから主噴射量ＱＭを減算することによって得られる。

また、主噴射Ｍの噴射開始時期θＭは図５（Ａ）に示されるように全噴射量ＱＴおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。更に、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでの時間間隔、即ちインターバル時間が予め設定されている。本発明による実施例ではパイロット噴射Ｐが開始されたときから主噴射Ｍが開始されるときまでのインターバル時間ＴＩが図５（Ｂ）に示されるように全噴射量ＱＴおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されており、主噴射Ｍの噴射開始時期θＭとインターバル時間ＴＩからパイロット噴射Ｐの噴射開始時期θＰが算出される。

また、本発明による実施例ではコモンレール１３内の目標レール圧が予め設定されている。この目標レール圧は概略的に云うと全噴射量ＱＴが増大するほど高くなる。

さて、図２においてニードル弁３１が開弁して燃料噴射が開始されるとノズル室３４内の圧力は急速に低下する。このようにノズル室３４内の圧力が急速に低下すると圧力波が発生し、この圧力波が高圧ライン３５内をコモンレール１３に向けて伝播する。次いでこの圧力波は高圧ライン３５のコモンレール１３内への開放端において反射し、今度はこの圧力波は平均圧力に対して圧力が反転した状態で、即ち高圧の圧力波の形で高圧ライン３５内をノズル室３４に向けて進み、ノズル室３４内に高圧を一時的に発生させる。例えばパイロット噴射が行われたとするとその後暫らくしてコモンレール１３における反射波によってノズル室３４内には一時的に高圧が発生する。

一方、ニードル弁３１が閉弁すると燃料の流動が急激に堰き止められるためにノズル室３４内の圧力が一時的に上昇し、圧力波が発生する。この圧力波も高圧ライン３５内を伝播し、コモンレール１３において反射してノズル室３４内に戻ってくる。

また、溢流制御弁４０の開閉弁動作によってもノズル室３４内に伝播する圧力波が発生する。即ち、溢流制御弁４０が開弁すれば燃料溢流口４１の圧力が急激に低下するために圧力波が発生し、溢流制御弁４０が閉弁すれば燃料溢流口４１の圧力が急激に上昇するために圧力波が発生する。これらの圧力波は一対の絞り３９，３８を通ってノズル室３４内に伝播してノズル室３４内の圧力を上昇或いは低下させ、同時にこの圧力波はノズル室３４内において反射してコモンレール１３又は燃料溢流口４１に向けて伝播する。

このようにパイロット噴射Ｐが行われるとニードル弁３１の開閉動作および溢流制御弁４０の開閉動作により発生する圧力波によってノズル室３４内の燃料圧が脈動を生ずる。次いでこのようにノズル室３４内の燃料圧が脈動を生じているときに主噴射Ｍが行われる。しかしながらこのようにノズル室３４内の燃料圧が脈動を生じているときに主噴射Ｍが行われるとノズル室３４内の燃料圧が高くなったときには噴射量が増大し、ノズル室３４内の燃料圧が低くなったときには噴射量が減少するので主噴射Ｍの噴射量が変動することになる。

次に主噴射Ｍの噴射量の変動量について図６および図７を参照しつつ説明する。図６において（Ａ）はパイロット噴射Ｐの噴射指令パルスを示しており、（Ｂ）はニードル弁３１のリフト量を示しており、（Ｃ）はノズル室３４内の燃料圧を示している。また、図７（Ａ），（Ｂ）において横軸Ｔｉはパイロット噴射Ｐが開始されたときから主噴射Ｍが開始されるまでのインターバル時間を表しており、縦軸ｄＱは主噴射Ｍの噴射量の目標値に対する変動量を表している。

図６および図７において太線は先の噴射、即ちパイロット噴射Ｐの噴射量が基準噴射量のときを示しており、本発明による実施例ではこの基準噴射量は２（mm³ ）である。図６において太線で示される場合について説明するとパイロット噴射Ｐの噴射指令パルスが発せられてから遅れ時間ｔが経過した後にニードル弁３１が開弁しはじめる。ニードル弁３１が開弁しはじめて燃料噴射が開始されるとノズル室３４内の燃料圧が徐々に低下する。次いで噴射指令パルスが立下がってから暫らくするとニードル弁３１のリフト量は最大となり、次いでニードル弁３１は閉弁しはじめる。一方、ニードル弁３１のリフト量が最大となると同時にノズル室３４内の燃料圧は最小となり、次いでノズル室３４内の燃料圧が上昇を開始する。次いでニードル弁３１のリフト量が零になるとノズル室３４内の燃料圧は元の燃料圧に戻る。

一方、ニードル弁３１が開弁してノズル室３４内の燃料圧がＲで示されるように一時的に低下するとそれによって圧力波が発生し、この圧力波はコモンレール１３において反射して燃料圧に対し反転した圧力波となってノズル室３４内に戻ってくる。その結果、ノズル室３４内にはＳで示すような圧力脈動が発生する。図６（Ｃ）のＴ１はニードル弁３１が開弁したときのノズル室３４内の燃料圧低下Ｒが発生してから圧力脈動Ｓが発生するまでの周期を示している。圧力波は反射する際に減衰するので図６（Ｃ）に示されるように圧力脈動Ｓは燃料圧低下Ｒよりも変動量が小さくなるがこの圧力脈動Ｓの変動パターンは燃料圧低下Ｒの変動パターンとほぼ同様な形をしている。

図６（Ｃ）はノズル室３４内の燃料圧の変動を模式的に表わしており、実際のノズル室３４内の燃料圧の変動はもっと複雑である。一方、図７における太線はパイロット噴射Ｐが基準噴射量のときの主噴射Ｍの噴射量の目標値に対する基準変動量ｄＱを表しており、このときの基準変動量ｄＱの変動パターンを基準変動パターンと称する。この基準変動量を予め求めて記憶しておくとパイロット噴射Ｐが基準噴射量のときにはこの基準変動パターンでもって変化する基準変動量から各インターバル時間Ｔｉに応じた変動量ｄＱを求めることができる。

さて、図６（Ａ）において破線Ｘで示すようにパイロット噴射量を増大すべく噴射指令パルスの時間長さがΔｔＸだけ長くされると、それに伴ってニードル弁３１のリフト量が最大となる時期がΔｔＸだけ遅れ、同時にノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期もΔｔＸだけ遅れる。このときコモンレール１３での反射波である圧力脈動のピーク発生時期もΔｔＸだけ遅れ、圧力脈動の周期Ｔ２はパイロット噴射が基本噴射量のときの周期Ｔ１と同じになる。従ってこのとき図７（Ａ）において破線Ｘで示されるように変動量ｄＱの変動パターンは基準変動パターンに対してずれることになる。

一方、図６（Ａ）において鎖線Ｙで示すようにパイロット噴射量を減少すべく噴射指令パルスの時間長さがΔｔＹだけ短かくされると、それに伴ってニードル弁３１のリフト量が最大となる時期がΔｔＹだけ早くなり、同時にノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期もΔｔＹだけ早くなる。このときコモンレール１３での反射波である圧力脈動のピーク発生時期もΔｔＹだけ早くなり、圧力脈動の周期はパイロット噴射が基本噴射量のときの周期Ｔ１と同じになる。従ってこのとき図７（Ｂ）において破線Ｙで示されるように変動量ｄＱの変動パターンは基準変動パターンに対してずれることになる。

ここで、基準変動パターンに沿って変化する基準変動量ｄＱが予め実験により求められており、図７（Ａ），（Ｂ）において破線Ｘ，Ｙで示される変動量ｄＱの変動パターンと太線で示される基準変動パターンとのずれ量がわかればこのずれ量と基準変動量から破線Ｘ，Ｙで示されるようにパイロット噴射が基準噴射量でないときの主噴射Ｍの変動量ｄＱを算出することができることになる。

即ち、本発明では一般的な表現を用いると、先の噴射が予め定められた基準噴射量のときにインターバル時間Ｔｉの増大に伴い基準の変動パターンに沿って変化する後の噴射の基準変動量が記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときの後の噴射の変動量の変動パターンと基準の変動パターンとのずれ量を推定してこのずれ量と基準変動量およびインターバル時間から後の噴射の変動量が算出され、算出された変動量を用いて噴射量が目標値に制御される。この場合、基準変動量のみを記憶しておけばよく、基準変動パターン以外の種々の変動パターンにおける変動量を記憶しておく必要がないのでメモリーの容量を小さくすることができるという利点がある。

さて、パイロット噴射が基準噴射量でないときの変動量ｄＱの変動パターンと基準の変動パターンとのずれ量は大別すると異なる二つの方向におけるずれ量が存在する。第１のずれ量はインターバル時間Ｔｉの時間軸方向のずれ量、即ちパイロット噴射が基準噴射量でないときの変動パターンと基準の変動パターンとの変動時間差である。第２のずれ量は図７（Ａ），（Ｂ）において縦軸方向のずれ量、即ち同一のインターバル時間Ｔｉにおけるパイロット噴射が基準噴射量でないときの変動パターンと基準の変動パターンとの変動量差である。

まず初めに変動パターン間のインターバル時間Ｔｉの時間軸方向のずれ量、即ち変動時間差について説明する。この変動時間差は図７（Ａ）ではΔｔＸＸで示されており、図７（Ｂ）ではΔｔＹＹで示されている。

図７（Ａ）において或るインターバル時間ＴｉＸにおける変動パターンＸ上の変動量ｄＱは、この或るインターバル時間ＴｉＸから変動時間差ΔｔＸＸを減算することによって得られる修正インターバル時間（ＴｉＸ−ΔｔＸＸ）における基準変動パターン上の基準変動量ｄＱに一致する。即ち、基準変動パターンに対して変動パターンＸがΔｔＸＸだけ遅れている場合には、この変動時間差ΔｔＸＸがわかれば、運転状態から定まるインターバル時間ＴｉＸから変動時間差ΔｔＸＸを減算することにより修正インターバル時間（ＴｉＸ−ΔｔＸＸ）を求め、この修正インターバル時間（ＴｉＸ−ΔｔＸＸ）に応じた基準変動量が求めている変動量となる。

一方、図７（Ｂ）において或るインターバル時間ＴｉＹにおける変動パターンＹ上の変動量ｄＱは、この或るインターバル時間ＴｉＸに変動時間差ΔｔＹＹを加算することによって得られる修正インターバル時間（ＴｉＹ＋ΔｔＹＹ）における基準変動パターン上の基準変動量ｄＱに一致する。即ち、基準変動パターンに対して変動パターンＹがΔｔＹＹだけ先行している場合には、この変動時間差ΔｔＹＹがわかれば、運転状態から定まるインターバル時間ＴｉＹに変動時間差ΔｔＹＹを加算することにより修正インターバル時間（ＴｉＹ＋ΔｔＹＹ）を求め、この修正インターバル時間（ＴｉＹ＋ΔｔＹＹ）に応じた基準変動量が求めている変動量となる。

前述したように本発明では変動パターン間のずれ量、この実施例では変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹを推定するようにしている。次にこの変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹを推定するための種々の実施例について説明する。

図６に示されるようにニードル弁３１のリフト量が最大となる時期がΔｔＸだけ遅れるとそれに伴なって変動パターンが基準変動パターンに対しΔｔＸＸだけ遅れ、ニードル弁３１のリフト量が最大となる時期がΔｔＹだけ早められるとそれに伴なって変動パターンが基準変動パターンに対しΔｔＹＹだけ先行する。従ってニードル弁３１のリフト量が最大となる時期のずれ時間ΔｔＸ，ΔｔＹが変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹに等しいと推定される。

従って本発明による一実施例では、基準噴射量でもって先の噴射が行われたときに燃料噴射弁３のニードル弁３１のリフト量が最大となる時期が基準時期として記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときにニードル弁３１のリフト量が最大となる時期を検出してこの時期と基準時期との差が変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹとされる。

また、図６に示されるようにノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期がΔｔＸだけ遅れるとそれに伴なって変動パターンが基準変動パターンに対しΔｔＸＸだけ遅れ、ノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期がΔｔＹだけ早められるとそれに伴なって変動パターンが基準変動パターンに対しΔｔＹＹだけ先行する。従ってノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期のずれ時間ΔｔＸ，ΔｔＹが変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹに等しいと推定される。

従って本発明による一実施例では、基準噴射量でもって先の噴射が行われたときに燃料噴射弁３のノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期が基準時期として記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときにノズル室３４内の燃料圧が最小となる時期を検出してこの時期と基準時期との差が変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹとされる。

また、図６に示されるように駆動指令パルスの時間長さがΔｔＸ時間だけ長くされるとそれに伴なって変動パターンが基準変動パターンに対しΔｔＸＸだけ遅れ、駆動指令パルスの時間長さがΔｔＹ時間だけ短かくされるとそれに伴なって変動パターンが基準変動パターンに対しΔｔＹＹだけ先行する。従って駆動指令パルスの時間長さの増大時間又は短縮時間ΔｔＸ，ΔｔＹが変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹに等しいと推定される。

従って本発明による一実施例では、基準噴射量でもって先の噴射が行われたときの燃料噴射弁３の駆動指令パルスの時間長さが基準時間長さとして記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときの駆動指令パルスの時間長さと基準時間長さとの差が変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹとされる。

また、ノズル室３４内の燃料圧が変動するとレール圧も変動する。従ってレール圧の変動から変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹを推定することができる。

次に、ずれ量として、パイロット噴射が基準噴射量でないときの変動パターンと基準の変動パターンとの変動量差、即ち図７（Ａ），（Ｂ）における縦軸方向のずれ量を用いた場合について説明する。この変動量差が図７（Ａ）ではＱＸ１，ＱＸ２で示されており、図７（Ｂ）ではＱＹ１，ＱＹ２で示されている。

図７（Ａ）において変動パターンＸ上の変動量ｄＱは、基準変動パターン上の基準変動量にＱＸ１を加算することにより、或いは基準変動量からＱＸ２を減算することにより算出することができる。また、図７（Ｂ）において変動パターンＹ上の変動量ｄＱは、基準変動量からＱＹ１を減算することによって、或いは基準変動量にＱＹ２を加算することによって算出することができる。なお、変動量差ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＹ１，ＱＹ２をいつ加算し、いつ減算するについては、図７（Ａ）に示すように変動パターンＸが基準変動パターンに対して遅れている場合、基準変動パターンが時間の進行に伴ない増大しているときには変動量差を減算し、減少しているときには変動量差を加算する。図７（Ｂ）に示すように変動パターンＹが基準変動パターンに対して先行しているときは上述とは逆になる。

次にこの変動量差ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＹ１，ＱＹ２の推定方法について説明する。
パイロット噴射量が基準噴射量から離れれば離れるほど変動パターンの変動時間差ΔｔＸＸ，ΔｔＹＹが大きくなり、変動量差ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＹ１，ＱＹ２も大きくなる。従ってこの変動量差はパイロット噴射量と基準噴射量との噴射量差に比例する。即ち、比例定数をｋとすると変動量差は次式で表される。
変動量差＝｜パイロット噴射量−基準噴射量｜・ｋ
従ってパイロット噴射が基準噴射量でないときの変動量ｄＱは次式で表される。
ｄＱ＝基準変動量＋変動量差

一方、この変動量差は図７（Ａ），（Ｂ）に示されるようにインターバル時間Ｔｉが長くなるにつれて次第に小さくなっていく。従って変動量差を次式から求めることもできる。
変動量差＝｜パイロット噴射量−基準噴射量｜・ｋ・〔インターバル時間／（インター
バル時間−基準インターバル時間）〕
ここで基準インターバル時間は実験から求められる。

次に図８に示す燃料噴射制御ルーチンを参照しつつ噴射燃料を目標値に制御するための燃料噴射制御の一例について説明する。

図８を参照するとまず初めにステップ１００において図４（Ａ）に示すマップから全噴射量ＱＴが算出される。次いでステップ１０１では図４（Ｂ）に示すマップから主噴射量ＱＭが算出される。次いでステップ１０２では全噴射量ＱＴから主噴射量ＱＭを減算することによってパイロット噴射量ＱＰが算出される。次いでステップ１０３では図５（Ａ）に示すマップから主噴射開始時期θＭが算出される。次いでステップ１０４では図５（Ｂ）に示すマップからインターバル時間ＴＩが算出される。次いでステップ１０５では主噴射開始時期θＭとインターバル時間ＴＩからパイロット噴射開始時期θＰが算出される。

次いでステップ１０６では予めＲＯＭ２２内に記憶されている基準変動量が読み出される。次いでステップ１０７ではこれまで述べた種々の方法の一つを用いて主噴射Ｍの変動量ｄＱが算出される。次いでステップ１０８ではこの変動量ｄＱに基づいて実際の噴射量が目標値となるように主噴射の指令値が補正される。例えば変動量ｄＱがプラスの場合にはステップ１０１において算出された主噴射量ＱＭから変動量ｄＱが減算され、実際の噴射量が減算された主噴射量（ＱＭ−ｄＱ）となるように主噴射の指令値が補正される。これに対し、変動量ｄＱがマイナスであれば主噴射量ＱＭに変動量ｄＱが加算され、実際の噴射量が加算された主噴射量（ＱＭ＋ｄＱ）となるように主噴射の指令値が補正される。このようにして実際の噴射量が目標値ＱＴに制御される。次いでステップ１０９ではパイロット噴射および主噴射の噴射処理が行われる。

図１は圧縮着火式内燃機関の全体図である。 燃料噴射弁の先端部を示す側面断面図である。 噴射パターンを示す図である。 噴射量のマップを示す図である。 主噴射時期等のマップを示す図である。 パイロット噴射時のニードル弁のリフト量およびノズル室内の燃料圧を示す図である。 主噴射の変動量を示す図である。 燃料噴射制御を示すフローチャートである。

符号の説明

２…燃焼室
３…燃料噴射弁
１２…燃料供給管
１３…コモンレール
３１…ニードル弁
３４…ノズル室

Claims (5)

1. コモンレールと、コモンレールに連結された燃料噴射弁とを具備し、各燃料噴射弁から機関の一サイクル中に先の噴射と後の噴射の少なくとも二回の燃料噴射が行われ、先の噴射が行われてから後の噴射が行われるまでのインターバル時間によって後の噴射の噴射量の目標値に対する変動量が変化する内燃機関の噴射制御装置において、先の噴射が予め定められた基準噴射量のときに上記インターバル時間の増大に伴い基準の変動パターンに沿って変化する後の噴射の基準変動量を記憶している記憶手段を具備しており、先の噴射が基準の噴射量でないときの後の噴射の変動量の変動パターンと基準の変動パターンとの変動時間差を求めてこの変動時間差をインターバル時間に加算又は減算することにより修正インターバル時間を求め、この修正インターバル時間と基準変動量から後の噴射の上記変動量が算出され、算出された変動量を用いて噴射量を目標値に制御するようにした内燃機関の燃料噴射装置。
2. 基準噴射量でもって先の噴射が行われたときに燃料噴射弁のニードル弁のリフト量が最大となる時期が基準時期として記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときにニードル弁のリフト量が最大となる時期を検出してこの時期と基準時期との差が上記変動時間差とされる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
3. 基準噴射量でもって先の噴射が行われたときに燃料噴射弁のノズル室内の燃料圧が最小となる時期が基準時期として記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときにノズル室内の燃料圧が最小となる時期を検出してこの時期と基準時期との差が上記変動時間差とされる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
4. 基準噴射量でもって先の噴射が行われたときの燃料噴射弁の駆動指令パルスの時間長さが基準時間長さとして記憶されており、先の噴射が基準の噴射量でないときの駆動指令パルスの時間長さと基準時間長さとの差が上記変動時間差とされる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
5. レール圧を検出するための検出手段を具備しており、該レール圧の変動から上記変動時間差を推定するようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。

Images