JP4214642B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料が蓄圧された蓄圧配管からインジェクタに燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼル式内燃機関では、回転数やアクセル開度等の負荷に応じて、燃料の指令噴射時期や指令噴射量が算出されている。また、蓄圧配管からインジェクタに燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置を用いた内燃機関では、蓄圧配管の燃料圧を検出し、検出した燃料圧に基づいて指令噴射時期や指令噴射量から噴射時期や噴射期間を算出して、回転数センサから出力されるパルスに基づいてインジェクタへの通電を制御している。
【０００３】
例えば、特開平３−１８６４５号公報にある装置では、図１３に示すように、回転数センサから所定のパルスが出力されたときに、蓄圧配管の燃料圧ＮＰＣを検出すると共に、検出された燃料圧ＮＰＣに基づいて、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと余り時間ＴＴＭＦとからなる噴射時期及び噴射期間ＴＱＭＦを算出している。
【０００４】
即ち、図１３に示すように、噴射時期を算出する際には、上死点ＴＤＣからの指令噴射時期ＴFIN と燃料圧ＮＰＣに基づいて算出される噴射遅れ時間ＴＤＭとにより噴射時期を算出する。尚、前記指令噴射時期ＴFIN は角度（℃Ａ）で算出される。以降の説明においても同様である。例えば、回転数センサからの所定パルスを制御基準位置として、この制御基準位置から噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと余り時間ＴＴＭＦとからなる噴射時期を算出し、その制御基準位置からのパルスをカウントすると共に、余り時間ＴＴＭＦを計測して噴射時期を制御している。
【０００５】
従って、遅くても制御基準位置となるまでに、噴射時期を算出しなければならないので、蓄圧配管内の燃料圧ＮＰＣの検出もそれ以前に行わなければならない。同様に、噴射期間ＴＱＭＦの算出も、制御基準位置となるまでに燃料圧ＮＰＣに基づいて算出している。
【０００６】
また、パイロット噴射を行う場合には、指令噴射時期ＴFIN 、インターバルＴINT 、噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰ、パイロット噴射期間ＴＱＰＦに基づいて、制御基準位置からのパイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦと余り時間ＴＴＰＦとからなるパイロット噴射時期を算出している。従って、燃料圧ＮＰＣに基づいて算出されるパイロット噴射期間ＴＱＰＦを制御基準位置となるまでに算出する必要があるので、燃料圧ＮＰＣを遅くても制御基準位置となるまでに検出しなければならない。
【０００７】
しかし、蓄圧配管内の燃料圧は高圧燃料供給ポンプからの燃料圧送等により変動しており、特に加速時等の過渡時においては検出時の燃料圧と噴射時の燃料圧との圧力差により、算出した指令噴射量とインジェクタによる実際の噴射量とに誤差が生じるという問題があった。
【０００８】
この誤差をなるべく小さくするために、特開平５−１２５９８５号公報にあるように、インジェクタへの通電終了時に蓄圧配管内の燃料圧を検出して、この燃料圧に基づいて次気筒での噴射時期、噴射期間を算出するものが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたインジェクタへの通電終了時に燃料圧を検出して、次気筒の噴射時期、噴射期間を算出するものでも、１噴射分算出が遅れるので、過渡時には前気筒での検出燃料圧と次気筒での実燃料圧との圧力差が大きく、算出した指令噴射量と実際の噴射量とに大きな差が生じるという問題があった。
【００１０】
本発明の課題は、噴射量の誤差の少ない蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関の気筒毎に設けられて気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、高圧に蓄圧された燃料を保持しインジェクタに供給する蓄圧配管と、該蓄圧配管の燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、前記燃料圧に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射制御を行う制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、検出された前記燃料圧に基づいて前記インジェクタの噴射時期を算出すると共に、仮噴射期間を算出し、前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出して、該噴射時燃料圧の検出が正常に行われたときに、前記噴射時燃料圧に基づいてそのときの噴射期間を再算出し、前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったときに、前記仮噴射期間を噴射期間に適用するとともに、
前記燃料圧と前記噴射時燃料圧との差の絶対値が予め設定された所定値より小さければ前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われ、前記差の絶対値が予め設定された所定値より大きければ前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったとすることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置がそれである。
【００１２】
また、前記制御手段は、マルチ噴射の各噴射時にも、それぞれ前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出し、該噴射時燃料圧に基づいてそのときの噴射期間を算出するようにしてもよい。
【００１３】
あるいは、前記制御手段は、運転状態に基づいて指令噴射量を算出し、また、検出された前記燃料圧に基づいて前記インジェクタの噴射時期を算出すると共に、前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出し、該噴射時燃料圧に基づいて前記指令噴射量からそのときの噴射期間を算出するようにしてもよい。更に、前記制御手段は、マルチ噴射時に、燃料噴射インターバルが短いとメイン噴射の噴射時期を時間に基づく時間制御に切り換え、前記燃料噴射インターバルが長いと前記メイン噴射の噴射時期をパルス数と時間とに基づく余り角制御に切り換える切換手段を備えるようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、ディーゼル式内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置の概略構成を示したものである。ディーゼル式の内燃機関１には、各気筒の燃焼室に対してインジェクタ２が配設され、インジェクタ２から内燃機関１への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁３のオン・オフにより制御される。インジェクタ２は各気筒共通の高圧蓄圧配管４に接続され、噴射制御用電磁弁３が開いている間、蓄圧配管４内の燃料がインジェクタ２により内燃機関１に噴射される。
【００１５】
即ち、このインジェクタ２は、噴孔を開閉するニードルの背圧側に蓄圧配管４の燃料圧が作用する背圧室が設けられ、更に、この背圧室と低圧側との間に前記噴射制御用電磁弁３が設けられる。そして、前記噴射制御用電磁弁３が閉じているときには、背圧室内の蓄圧配管４からの燃料圧の作用によってニードルは噴孔を閉じ、噴射制御用電磁弁３が開くときには、背圧室内の燃料が低圧側へ抜かれることによって、ニードルがリフトし、噴孔を開くことにより噴射が行われる。このため、蓄圧配管４には連続的に燃料噴射圧に相当する高圧燃料が蓄えられる必要があり、チェックバルブ５を介装した供給配管６により高圧供給ポンプ７が接続されている。
【００１６】
高圧供給ポンプ７は、燃料タンク８から燃料供給ポンプ９を経て吸入した燃料を、内燃機関１の回転に同期するカム（図示せず）によりプランジャを往復動させて、要求される所定高圧に昇圧し、蓄圧配管４に供給するものであり、燃料圧を所定高圧に維持するための吐出量制御装置１０を備えている。
【００１７】
噴射制御用電磁弁３と吐出量制御装置１０の作動は、電子制御回路１１から出力される制御信号により制御される。電子制御回路１１には、回転数センサ１２及びアクセル開度センサ１３からの検出信号が入力されると共に、蓄圧配管４の燃料圧を検出する圧力センサ１４、及び水温、吸気温、吸気圧等の各種センサ１５からの入力信号が入力される。
【００１８】
電子制御回路１１はこれらの入力信号に基づき内燃機関１の運転状態を判断し、噴射制御用電磁弁３及び吐出量制御装置１０に対する制御信号を出力する。また、電子制御回路１１は、検出データ、制御プログラム等を記憶するメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭいずれも図示しない）を備えている。
【００１９】
次に、電子制御回路１１において行われる燃料噴射制御処理の一例を図２〜図４のフローチャートによって説明する。
まず、回転数センサ１２の検出信号に基づいて回転数Ｎｅを取り込むと共に、アクセル開度センサ１３の検出信号に基づいてアクセル開度Ａｃｃｐを取り込む（ステップ１００）。次に、この回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとに基づいて、所定のプログラムに従い特性マップ（図示せず）を用い、指令噴射量ＱFIN を算出する（ステップ１１０）。
【００２０】
続いて、同様に、特性マップ（図示せず）を用い、前記回転数Ｎｅ、指令噴射量ＱFIN から指令噴射時期ＴFIN を算出する（ステップ１２０）。そして、圧力センサ１４の検出信号に基づいて蓄圧配管４の燃料圧ＮＰＣn を取り込む（ステップ１３０）。尚、添字ｎは、今回の処理の実行により検出した分を示す。
【００２１】
次に、燃料をパイロット噴射等の複数回に分けて噴射するマルチ噴射を実行するか否かを判断する（ステップ１４０）。マルチ噴射を実行するか否かは、運転条件等により決定するようにしてもよく、あるいは、予め設定スイッチ等で設定するようにしてもよい。
【００２２】
マルチ噴射ではないと判断すると、ステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣn から下記式に基づいて見込み圧ＮＰＣＦを算出する（ステップ１５０）。ここで、ＮＰＣn-1 は前回のステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧、ＮＰＣＭn-1 は前回の後述するステップ２４０の処理により取り込んだ噴射時燃料圧である。
【００２３】
ＮＰＣＦ＝ＮＰＣn ＋△ＰＣ
△ＰC ＝ＮＰＣＭn-1 −ＮＰＣn-1
前回の処理時の燃料圧ＮＰＣn-1 と前回の噴射時燃料圧ＮＰＣＭn-1 との圧力差△ＰＣが、今回の処理時にも定常走行時または過渡時にかかわらず、ほぼ同様に生じるので、この圧力差△ＰＣを加味した見込み圧ＮＰＣＦを算出して、今回の噴射時の誤差を低減している。
【００２４】
次に、算出した見込み圧ＮＰＣＦに基づいて、噴射遅れ時間ＴＤＭを特性マップ（図６）から算出する（ステップ１６０）。噴射遅れ時間ＴＤＭは、図５に示すように、インジェクタ２に通電を開始してから実際に燃料が噴射されるまでの時間である。インジェクタ２は、供給される燃料圧の作用を受けてニードルがリフトして開弁する構成のものであるので、燃料圧に応じて噴射遅れ時間が異なる。燃料圧と噴射遅れ時間との関係を予め実験等により求めて、特性マップを作成するとよい。
【００２５】
続いて、ステップ１２０の処理により算出した指令噴射時期ＴFIN と、ステップ１６０の処理により算出した噴射遅れ時間ＴＤＭとに基づいて、噴射時期を算出する（ステップ１７０）。噴射時期は、本実施形態では、図５に示すように、制御基準位置から噴射開始直前までの噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと、このパルスから噴射開始時までの余り時間ＴＴＭＦからなる。
【００２６】
（Ａ−ＴFIN ）／Ｘ＝ＣＮＥＣＡＭＦ＋Ｚ
（Ｚ／Ｘ）×Ｙ−ＴＤＭ＝ＴＴＭＦ
また、ＴＴＭＦ＜０であるなら、下記処理を行う。
ＣＮＥＣＡＭＦ←ＣＮＥＣＡＭＦ−１
ＴＴＭＦ←ＴＴＭＦ＋Ｙ
ここで、ＣＮＥＣＡＭＦは整数であり、Ｚは余りである。図５に示すように、Ａは制御基準位置から上死点ＴＤＣまでの角度であり、Ｘは回転数センサ１２から出力される１パルスに相当する角度である。Ｙはそのときの回転速度で角度Ｘだけ回転するのに要する時間である。
【００２７】
次に、指令噴射量ＱFIN と見込み圧ＮＰＣＦとに基づいて、特性マップ（図７）から仮噴射期間ＴＱＭＦを算出する（ステップ１８０）。そして、制御基準位置か否かを回転数センサ１２からの出力信号に基づいて判断する（ステップ１９０）。制御基準位置でないときには、制御基準位置になるまで待機し、制御基準位置となったときには、回転数センサ１２から出力されるパルスのカウントを開始する（ステップ２００）。
【００２８】
そして、カウントしたパルス数が、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなったか否かを判断する（ステップ２１０）。噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなっていないときには、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなるまで待機する。噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなったときには、噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過したか否かを判断する（ステップ２２０）。
【００２９】
噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過するまで待機し、噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過したときには、インジェクタ２に通電を開始する（ステップ２３０）。これにより、インジェクタ２の図示しないニードルが燃料圧を受けて開弁方向にリフトを開始する。
【００３０】
また、このときの圧力センサ１４により検出される蓄圧配管４の噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込む（ステップ２４０）。次に、取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭn とステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣn との差の絶対値が所定値α以上か否かを判断する（ステップ２５０）。
【００３１】
差の絶対値が所定値αより小さければ、取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭn はノイズ等の影響を受けることなく正常に取り込まれたと判断して、指令噴射量ＱFIN とこの噴射時燃料圧ＮＰＣＭn とに基づいて、特性マップ（図７）から噴射期間ＴＱＭＦを再算出する（ステップ２６０）。尚、所定値αは実験等により定めればよい。
【００３２】
一方、差の絶対値が所定値αより大きいときには、取り込んだ燃料圧ＮＰＣＭn はノイズ等の影響を受けた異常な値であると判断して、ステップ１８０の処理により算出した仮噴射期間ＴＱＭＦをそのまま噴射期間として適用する（ステップ２７０）。
【００３３】
次に、噴射期間ＴＱＭＦが経過したか否かを判断し（ステップ２８０）、噴射期間ＴＱＭＦが経過するまで待機して、噴射期間ＴＱＭＦが経過したときには、インジェクタ２への通電を終了する（ステップ２９０）。これにより、インジェクタ２のニードルは燃料圧を受けて閉弁方向にリフトし、燃料噴射が終了する。ステップ２９０の処理を実行後、一旦本制御処理を終了する。
【００３４】
このように、見込み圧ＮＰＣＦにより噴射時期を算出し、噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、噴射期間ＴＱＭＦを算出するので、噴射時の実際の燃料圧ＮＰＣＭn に基づいた噴射期間ＴＱＭＦを算出できる。例えば、図５に示すように、仮噴射期間ＴＱＭＦは破線で示すように算出されるが、噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、噴射期間ＴＱＭＦを算出すると実線で示すように補正される。従って、過渡時にかかわらず、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱFIN の燃料を噴射でき、指令噴射量ＱFIN と実際の噴射量との誤差を低減できる。
【００３５】
一方、ステップ１４０の処理の実行により、マルチ噴射であると判断されると、パイロット噴射量ＱPILOT を図示しない特性マップを用いて算出する（ステップ３００）。そして、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱFIN からパイロット噴射量ＱPILOT を減算してメイン噴射量ＱMIN を算出する（ステップ３１０）。
【００３６】
ＱMIN ←ＱFIN −ＱPILOT
次に、パイロット噴射とメイン噴射とのインターバルＴINT （図１０参照）を回転数Ｎｅと指令噴射量ＱFIN とに基づいて、特性マップ（図８）から算出する（ステップ３２０）。続いて、メイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭを下記式により算出する（ステップ３３０）。
【００３７】
ＮＰＣＦＭ←ＮＰＣn ＋（ＮＰＣＭn-1 −ＮＰＣn-1 ）
ここで、ＮＰＣn は、ステップ１３０の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧であり、ＮＰＣＭn-1 はステップ２４０の前回の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧であり、ＮＰＣn-1 は前回のステップ１３０の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧である。
【００３８】
次に、パイロット噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰを下記式により算出する（ステップ３４０）。
ＮＰＣＦＰ←ＮＰＣn ＋（ＮＰＣＰn-1 −ＮＰＣn-1 ）
ここで、ＮＰＣＰn-1 は後述するステップ５３０の前回の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧である。
【００３９】
続いて、ステップ３４０の処理により算出したパイロット噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰとステップ３００の処理により算出したパイロット噴射量ＱPILOT とから、図７と同様の図示しない特性マップに基づいて仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦを算出する（ステップ３５０）。
【００４０】
次に、パイロット噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰとパイロット噴射量ＱPILOT とから、パイロット噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰを図示しない特性マップに基づいて算出する（ステップ３６０）。パイロット噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰは、噴射制御用電磁弁３をオフにした後、インジェクタ２から実際に燃料の噴射が終了するまでの時間である。その後、メイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭから、図６に示す特性マップに基づいて、メイン噴射遅れ時間ＴＤＭを算出する（ステップ３７０）。
【００４１】
次に、上死点ＴＤＣを基準に、指令噴射時期ＴFIN 、インターバルＴINT 、パイロット噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰ、ステップ３５０の処理により算出した仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦに基づいて、図１０に示すように、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとパイロット噴射時期余り時間ＴＴＰＦをステップ１７０の処理と同様に算出する（ステップ３８０）。
【００４２】
その後、後述する処理により設定されるハンチング防止フラグＦが１か否かを判断する（ステップ３９０）。１であるときには、インターバルＴINT が第１しきい値Ｔ１を越えているか否かを判断する（ステップ４００）。第１しきい値Ｔ１より大きいときには、上死点ＴＤＣを基準に、指令噴射時期ＴFIN 、メイン噴射遅れ時間ＴＤＭに基づいて、ステップ１７０の処理と同様にして、メイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦ、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦを算出する（ステップ４１０）。そして、ハンチング防止フラグＦに余り角制御を実行中であることを示す１を代入する（ステップ４２０）。
【００４３】
一方、ステップ４００の処理の実行により、インターバルＴINT が第１しきい値Ｔ１より小さいと判断されると、メイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦにパイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦを代入する（ステップ４３０）。次に、図１１に示すように、指令噴射時期ＴFIN とステップ３７０の処理により算出したメイン噴射遅れ時間ＴＤＭとに基づいて、ステップ１７０の処理と同様にして、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦを算出する（ステップ４４０）。そして、ハンチング防止フラグＦに時間制御を実行中であることを示す０を代入する（ステップ４５０）。
【００４４】
また、ステップ３９０の処理の実行により、ハンチング防止フラグＦが１でないと判断されると、インターバルＴINT が第２しきい値Ｔ２より大きいか否かを判断する（ステップ４６０）。第２しきい値Ｔ２より大きいときには、ステップ４１０以下の余り角制御を実行し、第２しきい値Ｔ２より小さいときには、ステップ４３０以下の時間制御を実行する。図９に示すように、第１しきい値Ｔ１と第２しきい値Ｔ２とを用いることにより、余り角制御と時間制御との頻繁な切換を防止できる。尚、ステップ３９０，４００，４２０，４５０，４６０の処理の実行が切換手段として働く。
【００４５】
ステップ４２０又はステップ４５０の処理を実行した後、ステップ３１０及びステップ３３０の処理の実行により算出したメイン噴射量ＱMAIN及びメイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭにより、仮メイン噴射期間ＴＱＭＦを図７と同様の図示しない特性マップに基づいて算出する（ステップ４７０）。次に、回転数センサ１２により検出されるパルスが制御基準位置となったか否かを判断し（ステップ４８０）、制御基準位置となっていないときには制御基準位置となるまで待機する。
【００４６】
制御基準位置となったときには、制御基準位置からのパルス数のカウントを開始する（ステップ４９０）。そして、カウントしたパルス数がパイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなったか否かを判断し（ステップ５００）、まだ、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなっていないときには待機し、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなったときには、パイロット噴射時期余り時間ＴＴＰＦが経過したか否かを判断する（ステップ５１０）。
【００４７】
パイロット噴射時期余り時間ＴＴＰＦが経過していないときには、経過するまで待機し、経過したときにはインジェクタ２へ通電を開始する（ステップ５２０）。次に、そのときの蓄圧配管４のパイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn を圧力センサ１４により検出して取り込む（ステップ５３０）。この新たに検出したパイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn とステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣn との差の絶対値が所定値βより大きいか否かを判断する（ステップ５４０）。
【００４８】
所定値βより小さいときには、パイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn が正常に取り込まれたと判断して、このパイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn により、ステップ３５０の処理と同様にして、パイロット噴射期間ＴＱＰＦを再度算出する（ステップ５５０）。そして、この再算出したパイロット噴射期間ＴＱＰＦが経過したか否かを判断し（ステップ５６０）、経過した後にインジェクタ２への通電を終了する（ステップ５７０）。
【００４９】
一方、ステップ５４０の処理により所定値βより大きいと判断されたときには、パイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn の取り込みがノイズ等の影響を受けて異常であったと判断して、ステップ３５０の処理により算出した仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦを適用する（ステップ５８０）。そして、この仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦが経過したか否かを判断し（ステップ５６０）、経過した後にインジェクタ２への通電を終了する（ステップ５７０）。
【００５０】
次に、ステップ２１０以下の処理を実行して、前述したと同様に、図１０、図１１に示すように、メイン噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、メイン噴射期間ＴＱＭＦを再算出し、メイン噴射を実行する。例えば、図１０、図１１に示すように、仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦ、仮メイン噴射期間ＴＱＭＦは破線で示すように算出されるが、パイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn 、メイン噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、パイロット噴射期間ＴＱＰＦ、メイン噴射期間ＴＱＭＦを算出すると実線で示すように補正される。従って、過渡時にかかわらず、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱFIN の燃料を噴射でき、指令噴射量ＱFIN と実際の噴射量との誤差を低減できる。
【００５１】
また、噴射制御用電磁弁３の特性、特に残留磁気の影響から、図１２に示すように、インターバルＴINT が短くなると、急激に噴射遅れ時間ＴＤＭが変化する。つまり、回転変動時及び過渡時、電子制御回路１１により算出されたインターバルＴINT より、実際のインターバルＴINT が小さくなると、急激に噴射量が増加する。これは、メイン噴射期間ＴＱＭＦは同じであるためである。
【００５２】
そこで、本実施形態では、前述したように、インターバルＴINT の大小に応じて、余り角制御と時間制御とを切り換えるようにしている。図１１に示すように、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとを同じとし、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦにより、通電開始を制御することにより、回転変動の影響によるインターバルＴINT の変動を抑えられ、急激な噴射量の変化を抑制できる。
【００５３】
また、図１０に示すように、余り角制御を行い、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとにより噴射時期をパルス数により別々に制御する。この余り角制御によると、その間で回転変動があり、回転数センサ１２からのＮｅパルス幅が変動すると、実インターバルはその影響を大きく受ける。しかし、上死点ＴＤＣに対する実噴射時期への影響は小さい。
【００５４】
一方、図１１に示すように、時間制御を行い、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとを同じとして制御する。この時間制御によると、通電開始までの間に回転変動があり、回転数センサ１２からのＮｅパルス幅が変動すると、実インターバルへの影響は小さい。しかし、上死点ＴＤＣに対する実噴射時期への影響は大きい。
【００５５】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、噴射時燃料圧を取り込んで、噴射期間を算出するので、噴射時の実際の燃料圧に基づいた噴射期間を算出でき、過渡時にかかわらず、算出した噴射量と実際の噴射量との誤差を低減でき、また、仮噴射期間を算出し、燃料圧と噴射時燃料圧との差の絶対値が予め設定された所定値より小さければ噴射時燃料圧の検出が正常に行われ、この差の絶対値が予め設定された所定値より大きければ噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったとし、噴射時燃料圧の検出が正常に行われたときには噴射期間を再算出し、噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったときには仮噴射期間を噴射期間に適用するので、急に噴射量が変化することはないという効果を奏する。
【００５７】
更に、マルチ噴射の各噴射時に、噴射時燃料圧を取り込んで、噴射期間を算出することにより、各噴射において算出した噴射量と実際の噴射量との誤差を低減できる。切換手段により、インターバルに応じて制御を切り換えることにより、回転変動によるインターバルの変動を抑制できるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の電子制御回路において行われる燃料噴射制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の電子制御回路において行われるマルチ噴射制御処理の前半部を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の電子制御回路において行われるマルチ噴射制御処理の後半部を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置で行われる燃料噴射のタイミングチャートである。
【図６】本実施形態の見込み圧と噴射遅れ時間の関係を示すグラフである。
【図７】本実施形態の噴射期間、燃料圧、指令噴射量の関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態の回転数、噴射量、インターバルの関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態の余り角制御と時間制御との切換を説明するグラフである。
【図１０】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置で行われる余り角制御時のマルチ噴射のタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置で行われる時間制御時のマルチ噴射のタイミングチャートである。
【図１２】本実施形態のインターバルと噴射遅れ時間との関係を示すグラフである。
【図１３】従来のマルチ噴射のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関 ２…インジェクタ
３…噴射制御用電磁弁 ４…蓄圧配管
６…供給配管 ７…高圧供給ポンプ
８…燃料タンク ９…燃料供給ポンプ
１０…吐出量制御装置 １１…電子制御回路
１２…回転数センサ １３…アクセル開度センサ
１４…圧力センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料が蓄圧された蓄圧配管からインジェクタに燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼル式内燃機関では、回転数やアクセル開度等の負荷に応じて、燃料の指令噴射時期や指令噴射量が算出されている。また、蓄圧配管からインジェクタに燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置を用いた内燃機関では、蓄圧配管の燃料圧を検出し、検出した燃料圧に基づいて指令噴射時期や指令噴射量から噴射時期や噴射期間を算出して、回転数センサから出力されるパルスに基づいてインジェクタへの通電を制御している。
【０００３】
例えば、特開平３−１８６４５号公報にある装置では、図１３に示すように、回転数センサから所定のパルスが出力されたときに、蓄圧配管の燃料圧ＮＰＣを検出すると共に、検出された燃料圧ＮＰＣに基づいて、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと余り時間ＴＴＭＦとからなる噴射時期及び噴射期間ＴＱＭＦを算出している。
【０００４】
即ち、図１３に示すように、噴射時期を算出する際には、上死点ＴＤＣからの指令噴射時期ＴFIN と燃料圧ＮＰＣに基づいて算出される噴射遅れ時間ＴＤＭとにより噴射時期を算出する。尚、前記指令噴射時期ＴFIN は角度（℃Ａ）で算出される。以降の説明においても同様である。例えば、回転数センサからの所定パルスを制御基準位置として、この制御基準位置から噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと余り時間ＴＴＭＦとからなる噴射時期を算出し、その制御基準位置からのパルスをカウントすると共に、余り時間ＴＴＭＦを計測して噴射時期を制御している。
【０００５】
従って、遅くても制御基準位置となるまでに、噴射時期を算出しなければならないので、蓄圧配管内の燃料圧ＮＰＣの検出もそれ以前に行わなければならない。同様に、噴射期間ＴＱＭＦの算出も、制御基準位置となるまでに燃料圧ＮＰＣに基づいて算出している。
【０００６】
また、パイロット噴射を行う場合には、指令噴射時期ＴFIN 、インターバルＴINT 、噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰ、パイロット噴射期間ＴＱＰＦに基づいて、制御基準位置からのパイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦと余り時間ＴＴＰＦとからなるパイロット噴射時期を算出している。従って、燃料圧ＮＰＣに基づいて算出されるパイロット噴射期間ＴＱＰＦを制御基準位置となるまでに算出する必要があるので、燃料圧ＮＰＣを遅くても制御基準位置となるまでに検出しなければならない。
【０００７】
しかし、蓄圧配管内の燃料圧は高圧燃料供給ポンプからの燃料圧送等により変動しており、特に加速時等の過渡時においては検出時の燃料圧と噴射時の燃料圧との圧力差により、算出した指令噴射量とインジェクタによる実際の噴射量とに誤差が生じるという問題があった。
【０００８】
この誤差をなるべく小さくするために、特開平５−１２５９８５号公報にあるように、インジェクタへの通電終了時に蓄圧配管内の燃料圧を検出して、この燃料圧に基づいて次気筒での噴射時期、噴射期間を算出するものが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたインジェクタへの通電終了時に燃料圧を検出して、次気筒の噴射時期、噴射期間を算出するものでも、１噴射分算出が遅れるので、過渡時には前気筒での検出燃料圧と次気筒での実燃料圧との圧力差が大きく、算出した指令噴射量と実際の噴射量とに大きな差が生じるという問題があった。
【００１０】
本発明の課題は、噴射量の誤差の少ない蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関の気筒毎に設けられて気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、高圧に蓄圧された燃料を保持しインジェクタに供給する蓄圧配管と、該蓄圧配管の燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、前記燃料圧に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射制御を行う制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、検出された前記燃料圧に基づいて前記インジェクタの噴射時期を算出すると共に、仮噴射期間を算出し、前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出して、該噴射時燃料圧の検出が正常に行われたときに、前記噴射時燃料圧に基づいてそのときの噴射期間を再算出し、前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったときに、前記仮噴射期間を噴射期間に適用するとともに、
前記燃料圧と前記噴射時燃料圧との差の絶対値が予め設定された所定値より小さければ前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われ、前記差の絶対値が予め設定された所定値より大きければ前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったとすることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置がそれである。
【００１２】
また、前記制御手段は、マルチ噴射の各噴射時にも、それぞれ前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出し、該噴射時燃料圧に基づいてそのときの噴射期間を算出するようにしてもよい。
【００１３】
あるいは、前記制御手段は、運転状態に基づいて指令噴射量を算出し、また、検出された前記燃料圧に基づいて前記インジェクタの噴射時期を算出すると共に、前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出し、該噴射時燃料圧に基づいて前記指令噴射量からそのときの噴射期間を算出するようにしてもよい。更に、前記制御手段は、マルチ噴射時に、燃料噴射インターバルが短いとメイン噴射の噴射時期を時間に基づく時間制御に切り換え、前記燃料噴射インターバルが長いと前記メイン噴射の噴射時期をパルス数と時間とに基づく余り角制御に切り換える切換手段を備えるようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、ディーゼル式内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置の概略構成を示したものである。ディーゼル式の内燃機関１には、各気筒の燃焼室に対してインジェクタ２が配設され、インジェクタ２から内燃機関１への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁３のオン・オフにより制御される。インジェクタ２は各気筒共通の高圧蓄圧配管４に接続され、噴射制御用電磁弁３が開いている間、蓄圧配管４内の燃料がインジェクタ２により内燃機関１に噴射される。
【００１５】
即ち、このインジェクタ２は、噴孔を開閉するニードルの背圧側に蓄圧配管４の燃料圧が作用する背圧室が設けられ、更に、この背圧室と低圧側との間に前記噴射制御用電磁弁３が設けられる。そして、前記噴射制御用電磁弁３が閉じているときには、背圧室内の蓄圧配管４からの燃料圧の作用によってニードルは噴孔を閉じ、噴射制御用電磁弁３が開くときには、背圧室内の燃料が低圧側へ抜かれることによって、ニードルがリフトし、噴孔を開くことにより噴射が行われる。このため、蓄圧配管４には連続的に燃料噴射圧に相当する高圧燃料が蓄えられる必要があり、チェックバルブ５を介装した供給配管６により高圧供給ポンプ７が接続されている。
【００１６】
高圧供給ポンプ７は、燃料タンク８から燃料供給ポンプ９を経て吸入した燃料を、内燃機関１の回転に同期するカム（図示せず）によりプランジャを往復動させて、要求される所定高圧に昇圧し、蓄圧配管４に供給するものであり、燃料圧を所定高圧に維持するための吐出量制御装置１０を備えている。
【００１７】
噴射制御用電磁弁３と吐出量制御装置１０の作動は、電子制御回路１１から出力される制御信号により制御される。電子制御回路１１には、回転数センサ１２及びアクセル開度センサ１３からの検出信号が入力されると共に、蓄圧配管４の燃料圧を検出する圧力センサ１４、及び水温、吸気温、吸気圧等の各種センサ１５からの入力信号が入力される。
【００１８】
電子制御回路１１はこれらの入力信号に基づき内燃機関１の運転状態を判断し、噴射制御用電磁弁３及び吐出量制御装置１０に対する制御信号を出力する。また、電子制御回路１１は、検出データ、制御プログラム等を記憶するメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭいずれも図示しない）を備えている。
【００１９】
次に、電子制御回路１１において行われる燃料噴射制御処理の一例を図２〜図４のフローチャートによって説明する。
まず、回転数センサ１２の検出信号に基づいて回転数Ｎｅを取り込むと共に、アクセル開度センサ１３の検出信号に基づいてアクセル開度Ａｃｃｐを取り込む（ステップ１００）。次に、この回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとに基づいて、所定のプログラムに従い特性マップ（図示せず）を用い、指令噴射量ＱFIN を算出する（ステップ１１０）。
【００２０】
続いて、同様に、特性マップ（図示せず）を用い、前記回転数Ｎｅ、指令噴射量ＱFIN から指令噴射時期ＴFIN を算出する（ステップ１２０）。そして、圧力センサ１４の検出信号に基づいて蓄圧配管４の燃料圧ＮＰＣn を取り込む（ステップ１３０）。尚、添字ｎは、今回の処理の実行により検出した分を示す。
【００２１】
次に、燃料をパイロット噴射等の複数回に分けて噴射するマルチ噴射を実行するか否かを判断する（ステップ１４０）。マルチ噴射を実行するか否かは、運転条件等により決定するようにしてもよく、あるいは、予め設定スイッチ等で設定するようにしてもよい。
【００２２】
マルチ噴射ではないと判断すると、ステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣn から下記式に基づいて見込み圧ＮＰＣＦを算出する（ステップ１５０）。ここで、ＮＰＣn-1 は前回のステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧、ＮＰＣＭn-1 は前回の後述するステップ２４０の処理により取り込んだ噴射時燃料圧である。
【００２３】
ＮＰＣＦ＝ＮＰＣn ＋△ＰＣ
△ＰC ＝ＮＰＣＭn-1 −ＮＰＣn-1
前回の処理時の燃料圧ＮＰＣn-1 と前回の噴射時燃料圧ＮＰＣＭn-1 との圧力差△ＰＣが、今回の処理時にも定常走行時または過渡時にかかわらず、ほぼ同様に生じるので、この圧力差△ＰＣを加味した見込み圧ＮＰＣＦを算出して、今回の噴射時の誤差を低減している。
【００２４】
次に、算出した見込み圧ＮＰＣＦに基づいて、噴射遅れ時間ＴＤＭを特性マップ（図６）から算出する（ステップ１６０）。噴射遅れ時間ＴＤＭは、図５に示すように、インジェクタ２に通電を開始してから実際に燃料が噴射されるまでの時間である。インジェクタ２は、供給される燃料圧の作用を受けてニードルがリフトして開弁する構成のものであるので、燃料圧に応じて噴射遅れ時間が異なる。燃料圧と噴射遅れ時間との関係を予め実験等により求めて、特性マップを作成するとよい。
【００２５】
続いて、ステップ１２０の処理により算出した指令噴射時期ＴFIN と、ステップ１６０の処理により算出した噴射遅れ時間ＴＤＭとに基づいて、噴射時期を算出する（ステップ１７０）。噴射時期は、本実施形態では、図５に示すように、制御基準位置から噴射開始直前までの噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと、このパルスから噴射開始時までの余り時間ＴＴＭＦからなる。
【００２６】
（Ａ−ＴFIN ）／Ｘ＝ＣＮＥＣＡＭＦ＋Ｚ
（Ｚ／Ｘ）×Ｙ−ＴＤＭ＝ＴＴＭＦ
また、ＴＴＭＦ＜０であるなら、下記処理を行う。
ＣＮＥＣＡＭＦ←ＣＮＥＣＡＭＦ−１
ＴＴＭＦ←ＴＴＭＦ＋Ｙ
ここで、ＣＮＥＣＡＭＦは整数であり、Ｚは余りである。図５に示すように、Ａは制御基準位置から上死点ＴＤＣまでの角度であり、Ｘは回転数センサ１２から出力される１パルスに相当する角度である。Ｙはそのときの回転速度で角度Ｘだけ回転するのに要する時間である。
【００２７】
次に、指令噴射量ＱFIN と見込み圧ＮＰＣＦとに基づいて、特性マップ（図７）から仮噴射期間ＴＱＭＦを算出する（ステップ１８０）。そして、制御基準位置か否かを回転数センサ１２からの出力信号に基づいて判断する（ステップ１９０）。制御基準位置でないときには、制御基準位置になるまで待機し、制御基準位置となったときには、回転数センサ１２から出力されるパルスのカウントを開始する（ステップ２００）。
【００２８】
そして、カウントしたパルス数が、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなったか否かを判断する（ステップ２１０）。噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなっていないときには、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなるまで待機する。噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなったときには、噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過したか否かを判断する（ステップ２２０）。
【００２９】
噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過するまで待機し、噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過したときには、インジェクタ２に通電を開始する（ステップ２３０）。これにより、インジェクタ２の図示しないニードルが燃料圧を受けて開弁方向にリフトを開始する。
【００３０】
また、このときの圧力センサ１４により検出される蓄圧配管４の噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込む（ステップ２４０）。次に、取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭn とステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣn との差の絶対値が所定値α以上か否かを判断する（ステップ２５０）。
【００３１】
差の絶対値が所定値αより小さければ、取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭn はノイズ等の影響を受けることなく正常に取り込まれたと判断して、指令噴射量ＱFIN とこの噴射時燃料圧ＮＰＣＭn とに基づいて、特性マップ（図７）から噴射期間ＴＱＭＦを再算出する（ステップ２６０）。尚、所定値αは実験等により定めればよい。
【００３２】
一方、差の絶対値が所定値αより大きいときには、取り込んだ燃料圧ＮＰＣＭn はノイズ等の影響を受けた異常な値であると判断して、ステップ１８０の処理により算出した仮噴射期間ＴＱＭＦをそのまま噴射期間として適用する（ステップ２７０）。
【００３３】
次に、噴射期間ＴＱＭＦが経過したか否かを判断し（ステップ２８０）、噴射期間ＴＱＭＦが経過するまで待機して、噴射期間ＴＱＭＦが経過したときには、インジェクタ２への通電を終了する（ステップ２９０）。これにより、インジェクタ２のニードルは燃料圧を受けて閉弁方向にリフトし、燃料噴射が終了する。ステップ２９０の処理を実行後、一旦本制御処理を終了する。
【００３４】
このように、見込み圧ＮＰＣＦにより噴射時期を算出し、噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、噴射期間ＴＱＭＦを算出するので、噴射時の実際の燃料圧ＮＰＣＭn に基づいた噴射期間ＴＱＭＦを算出できる。例えば、図５に示すように、仮噴射期間ＴＱＭＦは破線で示すように算出されるが、噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、噴射期間ＴＱＭＦを算出すると実線で示すように補正される。従って、過渡時にかかわらず、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱFIN の燃料を噴射でき、指令噴射量ＱFIN と実際の噴射量との誤差を低減できる。
【００３５】
一方、ステップ１４０の処理の実行により、マルチ噴射であると判断されると、パイロット噴射量ＱPILOT を図示しない特性マップを用いて算出する（ステップ３００）。そして、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱFIN からパイロット噴射量ＱPILOT を減算してメイン噴射量ＱMIN を算出する（ステップ３１０）。
【００３６】
ＱMIN ←ＱFIN −ＱPILOT
次に、パイロット噴射とメイン噴射とのインターバルＴINT （図１０参照）を回転数Ｎｅと指令噴射量ＱFIN とに基づいて、特性マップ（図８）から算出する（ステップ３２０）。続いて、メイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭを下記式により算出する（ステップ３３０）。
【００３７】
ＮＰＣＦＭ←ＮＰＣn ＋（ＮＰＣＭn-1 −ＮＰＣn-1 ）
ここで、ＮＰＣn は、ステップ１３０の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧であり、ＮＰＣＭn-1 はステップ２４０の前回の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧であり、ＮＰＣn-1 は前回のステップ１３０の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧である。
【００３８】
次に、パイロット噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰを下記式により算出する（ステップ３４０）。
ＮＰＣＦＰ←ＮＰＣn ＋（ＮＰＣＰn-1 −ＮＰＣn-1 ）
ここで、ＮＰＣＰn-1 は後述するステップ５３０の前回の処理により取り込んだ蓄圧配管４の燃料圧である。
【００３９】
続いて、ステップ３４０の処理により算出したパイロット噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰとステップ３００の処理により算出したパイロット噴射量ＱPILOT とから、図７と同様の図示しない特性マップに基づいて仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦを算出する（ステップ３５０）。
【００４０】
次に、パイロット噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰとパイロット噴射量ＱPILOT とから、パイロット噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰを図示しない特性マップに基づいて算出する（ステップ３６０）。パイロット噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰは、噴射制御用電磁弁３をオフにした後、インジェクタ２から実際に燃料の噴射が終了するまでの時間である。その後、メイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭから、図６に示す特性マップに基づいて、メイン噴射遅れ時間ＴＤＭを算出する（ステップ３７０）。
【００４１】
次に、上死点ＴＤＣを基準に、指令噴射時期ＴFIN 、インターバルＴINT 、パイロット噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰ、ステップ３５０の処理により算出した仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦに基づいて、図１０に示すように、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとパイロット噴射時期余り時間ＴＴＰＦをステップ１７０の処理と同様に算出する（ステップ３８０）。
【００４２】
その後、後述する処理により設定されるハンチング防止フラグＦが１か否かを判断する（ステップ３９０）。１であるときには、インターバルＴINT が第１しきい値Ｔ１を越えているか否かを判断する（ステップ４００）。第１しきい値Ｔ１より大きいときには、上死点ＴＤＣを基準に、指令噴射時期ＴFIN 、メイン噴射遅れ時間ＴＤＭに基づいて、ステップ１７０の処理と同様にして、メイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦ、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦを算出する（ステップ４１０）。そして、ハンチング防止フラグＦに余り角制御を実行中であることを示す１を代入する（ステップ４２０）。
【００４３】
一方、ステップ４００の処理の実行により、インターバルＴINT が第１しきい値Ｔ１より小さいと判断されると、メイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦにパイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦを代入する（ステップ４３０）。次に、図１１に示すように、指令噴射時期ＴFIN とステップ３７０の処理により算出したメイン噴射遅れ時間ＴＤＭとに基づいて、ステップ１７０の処理と同様にして、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦを算出する（ステップ４４０）。そして、ハンチング防止フラグＦに時間制御を実行中であることを示す０を代入する（ステップ４５０）。
【００４４】
また、ステップ３９０の処理の実行により、ハンチング防止フラグＦが１でないと判断されると、インターバルＴINT が第２しきい値Ｔ２より大きいか否かを判断する（ステップ４６０）。第２しきい値Ｔ２より大きいときには、ステップ４１０以下の余り角制御を実行し、第２しきい値Ｔ２より小さいときには、ステップ４３０以下の時間制御を実行する。図９に示すように、第１しきい値Ｔ１と第２しきい値Ｔ２とを用いることにより、余り角制御と時間制御との頻繁な切換を防止できる。尚、ステップ３９０，４００，４２０，４５０，４６０の処理の実行が切換手段として働く。
【００４５】
ステップ４２０又はステップ４５０の処理を実行した後、ステップ３１０及びステップ３３０の処理の実行により算出したメイン噴射量ＱMAIN及びメイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭにより、仮メイン噴射期間ＴＱＭＦを図７と同様の図示しない特性マップに基づいて算出する（ステップ４７０）。次に、回転数センサ１２により検出されるパルスが制御基準位置となったか否かを判断し（ステップ４８０）、制御基準位置となっていないときには制御基準位置となるまで待機する。
【００４６】
制御基準位置となったときには、制御基準位置からのパルス数のカウントを開始する（ステップ４９０）。そして、カウントしたパルス数がパイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなったか否かを判断し（ステップ５００）、まだ、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなっていないときには待機し、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなったときには、パイロット噴射時期余り時間ＴＴＰＦが経過したか否かを判断する（ステップ５１０）。
【００４７】
パイロット噴射時期余り時間ＴＴＰＦが経過していないときには、経過するまで待機し、経過したときにはインジェクタ２へ通電を開始する（ステップ５２０）。次に、そのときの蓄圧配管４のパイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn を圧力センサ１４により検出して取り込む（ステップ５３０）。この新たに検出したパイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn とステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣn との差の絶対値が所定値βより大きいか否かを判断する（ステップ５４０）。
【００４８】
所定値βより小さいときには、パイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn が正常に取り込まれたと判断して、このパイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn により、ステップ３５０の処理と同様にして、パイロット噴射期間ＴＱＰＦを再度算出する（ステップ５５０）。そして、この再算出したパイロット噴射期間ＴＱＰＦが経過したか否かを判断し（ステップ５６０）、経過した後にインジェクタ２への通電を終了する（ステップ５７０）。
【００４９】
一方、ステップ５４０の処理により所定値βより大きいと判断されたときには、パイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn の取り込みがノイズ等の影響を受けて異常であったと判断して、ステップ３５０の処理により算出した仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦを適用する（ステップ５８０）。そして、この仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦが経過したか否かを判断し（ステップ５６０）、経過した後にインジェクタ２への通電を終了する（ステップ５７０）。
【００５０】
次に、ステップ２１０以下の処理を実行して、前述したと同様に、図１０、図１１に示すように、メイン噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、メイン噴射期間ＴＱＭＦを再算出し、メイン噴射を実行する。例えば、図１０、図１１に示すように、仮パイロット噴射期間ＴＱＰＦ、仮メイン噴射期間ＴＱＭＦは破線で示すように算出されるが、パイロット噴射時燃料圧ＮＰＣＰn 、メイン噴射時燃料圧ＮＰＣＭn を取り込んで、パイロット噴射期間ＴＱＰＦ、メイン噴射期間ＴＱＭＦを算出すると実線で示すように補正される。従って、過渡時にかかわらず、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱFIN の燃料を噴射でき、指令噴射量ＱFIN と実際の噴射量との誤差を低減できる。
【００５１】
また、噴射制御用電磁弁３の特性、特に残留磁気の影響から、図１２に示すように、インターバルＴINT が短くなると、急激に噴射遅れ時間ＴＤＭが変化する。つまり、回転変動時及び過渡時、電子制御回路１１により算出されたインターバルＴINT より、実際のインターバルＴINT が小さくなると、急激に噴射量が増加する。これは、メイン噴射期間ＴＱＭＦは同じであるためである。
【００５２】
そこで、本実施形態では、前述したように、インターバルＴINT の大小に応じて、余り角制御と時間制御とを切り換えるようにしている。図１１に示すように、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとを同じとし、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦにより、通電開始を制御することにより、回転変動の影響によるインターバルＴINT の変動を抑えられ、急激な噴射量の変化を抑制できる。
【００５３】
また、図１０に示すように、余り角制御を行い、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとにより噴射時期をパルス数により別々に制御する。この余り角制御によると、その間で回転変動があり、回転数センサ１２からのＮｅパルス幅が変動すると、実インターバルはその影響を大きく受ける。しかし、上死点ＴＤＣに対する実噴射時期への影響は小さい。
【００５４】
一方、図１１に示すように、時間制御を行い、パイロット噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとを同じとして制御する。この時間制御によると、通電開始までの間に回転変動があり、回転数センサ１２からのＮｅパルス幅が変動すると、実インターバルへの影響は小さい。しかし、上死点ＴＤＣに対する実噴射時期への影響は大きい。
【００５５】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、噴射時燃料圧を取り込んで、噴射期間を算出するので、噴射時の実際の燃料圧に基づいた噴射期間を算出でき、過渡時にかかわらず、算出した噴射量と実際の噴射量との誤差を低減でき、また、仮噴射期間を算出し、燃料圧と噴射時燃料圧との差の絶対値が予め設定された所定値より小さければ噴射時燃料圧の検出が正常に行われ、この差の絶対値が予め設定された所定値より大きければ噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったとし、噴射時燃料圧の検出が正常に行われたときには噴射期間を再算出し、噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったときには仮噴射期間を噴射期間に適用するので、急に噴射量が変化することはないという効果を奏する。
【００５７】
更に、マルチ噴射の各噴射時に、噴射時燃料圧を取り込んで、噴射期間を算出することにより、各噴射において算出した噴射量と実際の噴射量との誤差を低減できる。切換手段により、インターバルに応じて制御を切り換えることにより、回転変動によるインターバルの変動を抑制できるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の電子制御回路において行われる燃料噴射制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の電子制御回路において行われるマルチ噴射制御処理の前半部を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の電子制御回路において行われるマルチ噴射制御処理の後半部を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置で行われる燃料噴射のタイミングチャートである。
【図６】本実施形態の見込み圧と噴射遅れ時間の関係を示すグラフである。
【図７】本実施形態の噴射期間、燃料圧、指令噴射量の関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態の回転数、噴射量、インターバルの関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態の余り角制御と時間制御との切換を説明するグラフである。
【図１０】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置で行われる余り角制御時のマルチ噴射のタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置で行われる時間制御時のマルチ噴射のタイミングチャートである。
【図１２】本実施形態のインターバルと噴射遅れ時間との関係を示すグラフである。
【図１３】従来のマルチ噴射のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関 ２…インジェクタ
３…噴射制御用電磁弁 ４…蓄圧配管
６…供給配管 ７…高圧供給ポンプ
８…燃料タンク ９…燃料供給ポンプ
１０…吐出量制御装置 １１…電子制御回路
１２…回転数センサ １３…アクセル開度センサ
１４…圧力センサ
Claims (4)
- 内燃機関の気筒毎に設けられて気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、高圧に蓄圧された燃料を保持しインジェクタに供給する蓄圧配管と、該蓄圧配管の燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、前記燃料圧に基づいて前記インジェクタによる燃料噴射制御を行う制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、検出された前記燃料圧に基づいて前記インジェクタの噴射時期を算出すると共に、仮噴射期間を算出し、前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出して、該噴射時燃料圧の検出が正常に行われたときに、前記噴射時燃料圧に基づいてそのときの噴射期間を再算出し、前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったときに、前記仮噴射期間を噴射期間に適用するとともに、
前記燃料圧と前記噴射時燃料圧との差の絶対値が予め設定された所定値より小さければ前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われ、前記差の絶対値が予め設定された所定値より大きければ前記噴射時燃料圧の検出が正常に行われなかったとすることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 前記制御手段は、マルチ噴射の各噴射時にも、それぞれ前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出し、該噴射時燃料圧に基づいてそのときの噴射期間を算出することを特徴とする請求項１記載の蓄圧式燃料噴射装置。
- 前記制御手段は、運転状態に基づいて指令噴射量を算出し、また、検出された前記燃料圧に基づいて前記インジェクタの噴射時期を算出すると共に、前記噴射時期となったときに前記蓄圧配管の噴射時燃料圧を検出し、該噴射時燃料圧に基づいて前記指令噴射量からそのときの噴射期間を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の蓄圧式燃料噴射装置。
- 前記制御手段は、マルチ噴射時に、燃料噴射インターバルが短いとメイン噴射の噴射時期を時間に基づく時間制御に切り換え、前記燃料噴射インターバルが長いと前記メイン噴射の噴射時期をパルス数と時間とに基づく余り角制御に切り換える切換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の蓄圧式燃料噴射装置。
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