JP4428201B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料供給ポンプより吐出された高圧燃料を、内燃機関の各気筒毎に対応して搭載された複数のインジェクタを介して内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するもので、特に内燃機関の各気筒の1周期中に燃料を複数回に分けて噴射するマルチ噴射を実施することが可能な内燃機関用噴射率制御装置に係わる。
[従来の技術]
従来より、内燃機関用燃料噴射装置においては、インジェクタから内燃機関の気筒に噴射供給する燃料噴射量を内燃機関の運転状態に対応して、弁体を開弁してインジェクタから実際に燃料噴射を実行させるのに必要な期間(有効噴射時間、有効噴射パルス幅)を算出すると共に、電源電圧または燃料の噴射圧力に基づき、インジェクタの電磁弁への通電を行っても開弁応答遅れによってインジェクタから燃料が噴射されない期間(無効噴射時間、無効噴射パルス幅)を算出し、これらの有効噴射パルス幅と無効噴射パルス幅とを加算した時間をインジェクタの電磁弁への通電時間として設定するようにしている。
また、ディーゼルエンジン用の燃料噴射システムとして用いられる蓄圧式燃料噴射システムにおいては、近年の排気ガス、騒音規制の対応として、具体的には主噴射の開始時から安定した燃焼を行ってエンジン騒音低下、振動抑制、更には排気ガス性能の向上を目的として、エンジン出力軸トルクと成り得る主噴射(メイン噴射)の前に複数回の微小噴射量の先立ち噴射(パイロット噴射)を行う多段噴射(マルチ噴射)が実施されている。このマルチ噴射は、エンジンの各気筒のインジェクタ毎において、エンジンの各気筒の1周期中にインジェクタの電磁弁を複数回駆動してノズルニードルを複数回開弁させることによって、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を複数回に分けて噴射供給することにより、初期噴射率の急激な上昇を抑えてエンジン騒音、振動を抑制するものである。
[従来の技術の不具合]
上記のような蓄圧式燃料噴射システムでは、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化(経時変化)によって、パイロット噴射が消失したり、過大となり過ぎたりすることで、上記のパイロット噴射の効果が十分に発揮できないという問題がある。一般的に、エンジンの定常運転時に使用される噴射圧力範囲において、比較的に低噴射圧力下では、インジェクタの電磁弁への通電時間(有効噴射パルス幅+無効噴射パルス幅)に対してパイロット噴射量(実際に燃焼室内に噴射される燃料噴射量)が減少する傾向にあり、また、比較的に高噴射圧力下では、インジェクタの電磁弁への通電時間(有効噴射パルス幅+無効噴射パルス幅)に対してパイロット噴射量が増加する傾向にある。
ここで、アイドル安定状態の時に、エンジンの各気筒間の実噴射量のばらつきを要因とするエンジンの各気筒間の回転速度変動に応じて発生するエンジン振動を抑制する目的で実施される不均量補償制御を利用して、エンジンの各気筒毎の基準噴射パルス幅に対する補正量を学習補正することで、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とするパイロット噴射量のばらつきを解消することが考えられる。しかるに、上記の不均量補償制御は、アイドル安定状態の時の低噴射圧力に限定した補正であり、パイロット噴射の消失による、エンジンの各気筒毎の回転速度変動を検出するものである。しかし、高噴射圧力で、且つ高速高負荷領域における、噴射パルス幅に対するパイロット噴射量の増加傾向に対しては、エンジン回転信号では検出し難いため、この領域の学習補正の適当な実施手段がなかった。また、アイドル安定状態の時の低噴射圧力に限定した学習補正であるために、学習補正頻度が非常に少なく、次回の学習補正までの長期間、狙い通りのパイロット噴射量とならず、パイロット噴射量が消失したり、パイロット噴射量が過大となり過ぎたりして、上記のパイロット噴射の効果が十分に発揮できないという問題がある。
また、エンジンのシリンダブロックの側面に振動センサを設置して、この振動センサの検出情報に基づいてパイロット噴射の有無を検出し、パイロット噴射が検出されなかった場合は、次回のパイロット噴射における噴射パルス幅を長くしてパイロット噴射量を補正することで、パイロット噴射が無くなってしまうことを防止するパイロット噴射量補正制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかるに、パイロット噴射の有無を検出するのに振動センサを設ける必要があり、既存の蓄圧式燃料噴射システムにて適合工数を増加させることなく、パイロット噴射の有無を検出することができないという問題がある。
特開2001−152941号公報(第1−7頁、図1−図7)
本発明の目的は、噴射パルス幅に対する実際の燃料噴射量の増加傾向または減少傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することで、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする無効噴射パルス幅の変化を学習補正することのできる蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明によれば、噴射パルス信号を与えても燃料噴射が成されない噴射パルス幅から、噴射パルス信号を与えて実際に燃料噴射が成される噴射パルス幅に向かうように、噴射パルス幅を強制的に変化させる。ここで、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因として無効噴射パルス幅が変化して、初期状態では実際に燃料噴射が成されない噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に実際に燃料噴射が発生すると、この燃料噴射による燃料流出に起因してコモンレール内に圧力脈動が発生して、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が大きくなる。あるいは初期状態では実際に燃料噴射が成される噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に燃料が噴射されないと、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が小さくなる。
そこで、上記の噴射パルス幅可変制御中に、インジェクタに噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅を検出する。そして、その噴射パルス幅可変制御中に、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が、所定値以上となったときの噴射パルス幅を無効噴射パルス幅としてデータ取得する。したがって、噴射パルス幅に対する実際の燃料噴射量の増加傾向または減少傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することが可能となり、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする、無効噴射パルス幅の変化を学習補正することが可能となる。これにより、アイドル安定状態等の適用条件に拘束されることなく、高噴射圧力下での無効噴射パルス幅の学習補正を高頻度で実行することが可能となるので、排出ガスの改善、燃焼音の低減、燃費の悪化抑制等の効果を期待できる。
請求項2に記載の発明によれば、噴射パルス信号を与えて実際に燃料噴射が成される噴射パルス幅から、噴射パルス信号を与えても燃料噴射が成されない噴射パルス幅に向かうように、噴射パルス幅を強制的に変化させる。ここで、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因として無効噴射パルス幅が変化して、初期状態では実際に燃料噴射が成されない噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に実際に燃料噴射が発生すると、この燃料噴射による燃料流出に起因してコモンレール内に圧力脈動が発生して、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が大きくなる。あるいは初期状態では実際に燃料噴射が成される噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に燃料が噴射されないと、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が小さくなる。
そこで、上記の噴射パルス幅可変制御中に、インジェクタに噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅を検出する。そして、その噴射パルス幅可変制御中に、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が、所定値以下となったときの噴射パルス幅を無効噴射パルス幅としてデータ取得する。したがって、噴射パルス幅に対する実際の燃料噴射量の増加傾向または減少傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することが可能となり、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする、無効噴射パルス幅の変化を学習補正することが可能となる。これにより、アイドル安定状態等の適用条件に拘束されることなく、高噴射圧力下での無効噴射パルス幅の学習補正を高頻度で実行することが可能となるので、排出ガスの改善、燃焼音の低減、燃費の悪化抑制等の効果を期待できる。
請求項3に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒の1周期中に、インジェクタに噴射パルス幅の噴射パルス信号を分割して与えて、主噴射の前に先行して前噴射を実施することが可能な蓄圧式燃料噴射装置において、主噴射における噴射パルス幅を、内燃機関の運転を継続することが可能な噴射パルス幅に設定する。そして、前噴射における噴射パルス信号を与えても前噴射が成されない噴射パルス幅から、前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前噴射が成される噴射パルス幅に向かうように、前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させるようにしても良い。あるいは、前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前噴射が成される噴射パルス幅から、前噴射における噴射パルス信号を与えても前噴射が成されない噴射パルス幅に向かうように、前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させるようにしても良い
請求項に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒の1周期中に、インジェクタに噴射パルス幅の噴射パルス信号を分割して与えて、主噴射の前に先行して前噴射を実施することが可能な蓄圧式燃料噴射装置において、主噴射における噴射パルス幅を、内燃機関の運転を継続することが可能な噴射パルス幅に設定する。そして、前噴射における噴射パルス信号を与えても前噴射が成されない噴射パルス幅から、前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前噴射が成される噴射パルス幅に向かうように、前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させる。ここで、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因として無効噴射パルス幅が変化して、初期状態では実際に前噴射が成されない噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に実際に前噴射が発生すると、この燃料噴射による燃料流出に起因してコモンレール内に圧力脈動が発生して、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が大きくなる。あるいは初期状態では実際に前噴射が成される噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に燃料が噴射されないと、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が小さくなる。
そして、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が脈動(増減)することにより、前噴射の後に実施される主噴射における実際の燃料噴射量が、前噴射と主噴射との無噴射間隔(インターバル)に依存して脈動(増減)することになる。この主噴射における実際の燃料噴射量の増減量は、一般的にコモンレール内の燃料圧力、燃料性状(例えば燃料温度や使用燃料の粘性等)、前噴射と主噴射との無噴射間隔に依存して変化することが知られている。したがって、内燃機関の気筒の1周期中の総噴射量が変動するため、結果的に内燃機関の気筒に機関影響(内燃機関の回転速度変動)が発生する。そこで、上記の噴射パルス幅可変制御中に、インジェクタに前噴射における噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、内燃機関の回転速度変動を検出する。そして、その噴射パルス幅可変制御中に、内燃機関の回転速度変動の検出値が、所定値以上となったときの前噴射における噴射パルス幅を無効噴射パルス幅としてデータ取得する。したがって、噴射パルス幅に対する実際の燃料噴射量の増加傾向または減少傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することが可能となり、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする、無効噴射パルス幅の変化を学習補正することが可能となる。これにより、アイドル安定状態等の適用条件に拘束されることなく、高噴射圧力下での無効噴射パルス幅の学習補正を高頻度で実行することが可能となるので、排出ガスの改善、燃焼音の低減、燃費の悪化抑制等の効果を期待できる。
請求項に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒の1周期中に、インジェクタに噴射パルス幅の噴射パルス信号を分割して与えて、主噴射の前に先行して前噴射を実施することが可能な蓄圧式燃料噴射装置において、主噴射における噴射パルス幅を、内燃機関の運転を継続することが可能な噴射パルス幅に設定する。そして、前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前噴射が成される噴射パルス幅から、前噴射における噴射パルス信号を与えても前噴射が成されない噴射パルス幅に向かうように、前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させる。ここで、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因として無効噴射パルス幅が変化して、初期状態では実際に前噴射が成されない噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に実際に前噴射が発生すると、この燃料噴射による燃料流出に起因してコモンレール内に圧力脈動が発生して、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が大きくなる。あるいは初期状態では実際に前噴射が成される噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際に燃料が噴射されないと、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が小さくなる。
そして、コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が脈動(増減)することにより、前噴射の後に実施される主噴射における実際の燃料噴射量が、前噴射と主噴射との無噴射間隔(インターバル)に依存して脈動(増減)することになる。この主噴射における実際の燃料噴射量の増減量は、一般的にコモンレール内の燃料圧力、燃料性状(例えば燃料温度や使用燃料の粘性等)、前噴射と主噴射との無噴射間隔に依存して変化することが知られている。したがって、内燃機関の気筒の1周期中の総噴射量が変動するため、結果的に内燃機関の気筒に機関影響(内燃機関の回転速度変動)が発生する。そこで、上記の噴射パルス幅可変制御中に、インジェクタに前噴射における噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、内燃機関の回転速度変動を検出する。そして、その噴射パルス幅可変制御中に、内燃機関の回転速度変動の検出値が、所定値以下となったときの前噴射における噴射パルス幅を無効噴射パルス幅としてデータ取得する。したがって、噴射パルス幅に対する実際の燃料噴射量の増加傾向または減少傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することが可能となり、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする、無効噴射パルス幅の変化を学習補正することが可能となる。これにより、アイドル安定状態等の適用条件に拘束されることなく、高噴射圧力下での無効噴射パルス幅の学習補正を高頻度で実行することが可能となるので、排出ガスの改善、燃焼音の低減、燃費の悪化抑制等の効果を期待できる。
請求項に記載の発明によれば、前噴射と主噴射との無噴射間隔を、前噴射の実施により発生する、コモンレール内の燃料圧力の脈動波が出現する期間内に含まれるように設定することにより、前噴射における噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタに与えた際の前噴射の有無が、効率的に主噴射における燃料噴射量の増減量に増幅させることが可能となる。したがって、内燃機関の回転速度変動の検出精度を向上することが可能となり、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする無効噴射パルス幅の変化を学習補正することが可能となる。
請求項に記載の発明によれば、噴射パルス幅可変制御中の内燃機関の当該気筒の瞬時回転速度を検出する回転速度検出手段を設けたことにより、前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前噴射が成される時の内燃機関の当該気筒の瞬時回転速度と、前噴射における噴射パルス信号を与えても前噴射が成されない時の内燃機関の当該気筒の瞬時回転速度との回転速度差に基づいて、内燃機関の当該気筒の回転速度変動を検出することにより、内燃機関の当該気筒の回転速度変動から総噴射量変動または前噴射の有無を推定できるので、無効噴射パルス幅の検出精度を向上することができる。
請求項に記載の発明によれば、内燃機関の運転状態に対応して設定される要求噴射量に基づいて有効噴射パルス幅を算出し、この有効噴射パルス幅に、インジェクタの噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅を加算して最終的な噴射パルス幅を設定し、この噴射パルス幅の噴射パルス信号をインジェクタの電磁弁に与える。そして、電磁弁が開弁駆動されると、コモンレールから導入されて制御室内に充満していた高圧燃料が燃料系の低圧側へ溢流する。その結果、燃料溜まり室内の燃料圧力によって弁体がリフトを開始し、弁体が開弁した開弁状態となり、内燃機関の気筒の燃焼室内への燃料の噴射が開始される。すなわち、電磁弁が開弁されて、制御室内の燃料圧力が低下し始め、その後、制御室内の燃料圧力による押し下げ方向(閉弁方向)の力と弁体付勢手段による押し下げ方向(閉弁方向)の付勢力との総和が、燃料溜まり室内の燃料圧力による押し上げ方向(開弁方向)の力を下回った時に、弁体が開弁方向に移動し出す。そして、制御室内から燃料系の低圧側への燃料の移動が制限されているので、電磁弁が開弁されてから弁体の開弁方向への移動が開始されるまでには、所定の開弁遅延時間を必要とする。また、電磁弁が閉弁すると、制御室内の燃料圧力が再び上昇して、弁体が閉弁方向に移動し、弁体が閉弁した閉弁状態に戻る。
本発明を実施するための最良の形態は、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする無効噴射パルス幅の変化を学習補正するという目的を、噴射パルス幅に対する実際の燃料噴射量の増加傾向または減少傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することで実現した。また、高噴射圧力下での微小噴射量学習補正を高頻度で実行するという目的を、高噴射圧力下における主噴射の実噴射量の増加傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出することで実現した。
[実施例1の構成]
図1ないし図5は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
本実施例のコモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射装置)は、例えば自動車等の車両に搭載された4サイクル・4気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関(以下エンジンと言う)用の燃料噴射システムとして用いられて、吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプと、この燃料供給ポンプより圧送された高圧燃料を一時的に蓄圧する蓄圧室としてのコモンレール4と、エンジンの各気筒に高圧燃料を噴射供給する複数個(本例では4個)のインジェクタ(燃料噴射弁)5と、これらをエンジンの運転状態に応じて電子制御するエンジン制御ユニット(インジェクタ制御装置、微小噴射量学習制御装置:以下ECUと呼ぶ)10とを備えている。なお、図1は、各気筒のインジェクタ5のうち、1気筒分のインジェクタ5とその配管系および制御系のみ詳細に表しており、他の3つのインジェクタ5については、その存在のみを示している。
燃料供給ポンプは、燃料タンク1から燃料を汲み上げるフィードポンプ(低圧供給ポンプ)2と、この低圧供給ポンプ2を経て吸入した燃料を加圧して高圧化するサプライポンプ(高圧供給ポンプ)3とによって構成されている。本実施例の高圧供給ポンプ3は、燃料の吐出量が可変である周知のものであり、ECU10からの制御指令に従って、燃料タンク1に蓄えられた燃料を低圧供給ポンプ2を経て吸入し、自身の内部(加圧室内)で高圧に加圧して、この加圧して高圧化された高圧燃料を燃料供給配管11を介してコモンレール4内に圧送供給する。また、燃料供給ポンプの低圧供給ポンプ2から高圧供給ポンプ3の加圧室に至る燃料吸入経路の途中に、アクチュエータとしての吸入調量弁を取り付けても良い。この吸入調量弁は、ポンプ駆動回路を介してECU10からのポンプ駆動信号によって電子制御されることで、高圧供給ポンプ3の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整して燃料吐出量を変更する電磁式ポンプ流量制御弁である。
コモンレール4は、連続的に燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する必要があり、そのためにコモンレール4に蓄圧される高圧燃料は、燃料供給配管11を介して高圧供給ポンプ3から供給されている。このコモンレール4内の燃料圧力(コモンレール圧力:PC)は、燃料圧力検出手段としてのコモンレール圧力センサ12によって測定されている。
エンジンの各気筒毎に対応して搭載された各インジェクタ5は、コモンレール4より分岐する各燃料供給配管13の下流端に接続されており、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を直接噴射供給する燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルのノズルニードル(弁体)6を開弁方向に駆動する弁体駆動手段としての2方弁式の電磁弁7と、燃料噴射ノズルのノズルニードル6を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段としてのコイルスプリング9とによって構成されている。
その燃料噴射ノズルは、エンジンのシリンダブロックまたはシリンダヘッドに(各気筒毎に対応して)取り付けられて、駆動部の中核を成す円筒状のノズルホルダ(ホルダボデー)21と、このノズルホルダ21の図示上部に順次取り付けられた2枚のオリフィスプレート22、23と、ノズルホルダ21の内部において図示上下方向に摺動可能に配置されたコマンドピストン24と、ノズルホルダ21の内部においてコマンドピストン24の図示下端から図示下方に延び、その先端(図示下端)にフランジ25を取り付けられたピストンピン26と、ノズルホルダ21の図示下部にチップパッキン27を介して取り付けられた噴射部の中核を成すノズルボデー28と、このノズルボデー28の摺動孔内において図示上下方向に摺動可能に配置された弁体としてのノズルニードル6とを有している。
そして、ノズルニードル6の大径部からは、チップパッキン27を貫通してノズルホルダ21の内部側へ連結部が延びており、このノズルニードル6の連結部とフランジ25とがノズルホルダ21の内部で連結されている。これにより、ノズルニードル6およびピストンピン26は、軸方向に一体的に動作することが可能である。なお、チップパッキン27は、ノズルニードル6が最大リフト量に到達した際に、それ以上の開弁方向の移動を規制する規制部として機能する。さらに、ノズルホルダ21の内部には、コモンレール4からの燃料供給配管13と連通する燃料流路31が形成されており、その燃料流路31は、ノズルホルダ21の内部で図示上下方向に分岐している。
そして、燃料流路31の一方は、オリフィスプレート22に形成された入口側オリフィス14と燃料流路(連通路)32を介して、ノズルホルダ21の内部にてコマンドピストン24の背面側(図示上端面側)に設けられた制御室8に連通している。また、燃料流路31の他方は、チップパッキン27とノズルボデー28に形成された燃料流路33、34を介して、ノズルボデー28の内部にてノズルニードル6の径大部の図示下方に形成された燃料溜まり室35に連通している。
そして、更にノズルボデー28の先端(図示下端)には、燃料溜まり室35に連通する燃料噴射用の噴射孔36が形成されており、ノズルニードル6の円錐形状の先端部がノズルボデー28に形成された弁座37に押え付けられることで、燃料溜まり室35と噴射孔36とが遮断され、当該インジェクタ5が閉弁状態となるように構成されている。また、制御室8は、オリフィスプレート23に形成された出口側オリフィス15を介して、燃料タンク1へ燃料を戻すための燃料排出路(燃料リーク通路)16に接続されている。
電磁弁7は、燃料排出路16の途中に設置されており、燃料排出路16の途中に設けられた弁孔(図示せず)を開閉する弁体(バルブ:図示せず)と、このバルブを開弁方向に駆動するバルブ駆動手段としての励磁コイル(ソレノイドコイル:図示せず)と、バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢手段としてのコイルスプリング(図示せず)とによって構成されている。そして、制御室8は、電磁弁7のバルブを開弁させることで、出口側オリフィス15と燃料排出路16を介して燃料タンク1に連通するように構成されている。また、コイルスプリング9は、フランジ25とノズルホルダ21の内壁との間に設けられており、ノズルニードル6に対して閉弁方向(図示下方)の付勢力を与える弁体付勢手段として機能する。
以上のように構成されたインジェクタ5において、コモンレール4から燃料供給配管13を介して供給される高圧燃料は、ノズルホルダ21の内部の燃料流路31で二方向(図示上下方向)に分岐する。そして、その一方は、オリフィスプレート22の入口側オリフィス14および燃料流路32を介して、コマンドピストン24の背面側の制御室8内へ流入し、また、他方は、チップパッキン27とノズルボデー28に形成された燃料流路33、34を介して、ノズルボデー28の燃料溜まり室35内に流入する。これによって、ノズルニードル6は、制御室8内の燃料圧力によって押し下げる方向(閉弁方向)の力を受けると共に、燃料溜まり室35内の燃料圧力によって押し上げる方向(開弁方向)の力を受けることとなる。
ここで、ノズルニードル6の大径部にて燃料溜まり室35内の燃料圧力を受ける面積よりも、コマンドピストン24の背面の面積、つまりコマンドピストン24にて制御室8内の燃料圧力を受ける面積の方が大きいため、ECU10により電磁弁7の励磁コイルへの通電が成されず、電磁弁7のバルブが閉弁している場合には、全体として図1にて図示下向きの力が勝ることとなる。その結果、電磁弁7の閉弁時には、ノズルニードル6の先端部(図示下端部)がノズルボデー28の弁座37に押え付けられて、当該インジェクタ5はノズルニードル6が閉弁した閉弁状態となり、エンジンの気筒の燃焼室内には燃料の噴射が成されない。
一方、ECU10により電磁弁7が開弁駆動されると(電磁弁7の励磁コイルへの通電が成されて、電磁弁7のバルブが開弁すると)、コモンレール4から導入されて制御室8内に充満していた高圧燃料が、オリフィスプレート23の出口側オリフィス15、電磁弁7の弁孔および燃料排出路16を介して、燃料系の低圧側である燃料タンク1へ溢流することとなる。
その結果、燃料溜まり室35内の燃料圧力によってノズルニードル6が上昇し(リフトを開始し)、ノズルニードル6の先端部が弁座37から離れて(離間して)、当該インジェクタ5はノズルニードル6が開弁した開弁状態となり、エンジンの気筒の燃焼室内への燃料の噴射が開始される。すなわち、電磁弁7が開弁されて、制御室8内の燃料圧力(制御室圧力)が低下し始め、その後、制御室8内の燃料圧力による押し下げ方向(閉弁方向)の力とコイルスプリング9による押し下げ方向(閉弁方向)の付勢力との総和が、燃料溜まり室35内の燃料圧力による押し上げ方向(開弁方向)の力を下回った時に、ノズルニードル6が開弁方向に移動し出す。
そして、本実施例のインジェクタ5では、制御室8内から燃料タンク1への燃料の移動が、オリフィスプレート23の出口側オリフィス15の開口面積によって制限されていることもあり、電磁弁7を開弁させてからノズルニードル6の開弁方向への移動が開始されるまでには、所定の開弁遅延時間(噴射開始遅れ時間:例えば約0.4ms)を要することとなる。また、ECU10により電磁弁7の励磁コイルへの通電が停止されて、電磁弁7のバルブが閉弁すると、制御室8内の燃料圧力が再び上昇して、ノズルニードル6が閉弁方向に移動し、その結果、当該インジェクタ5は、ノズルニードル6が閉弁した閉弁状態に戻ることとなる。
なお、本実施例のインジェクタ5では、チップパッキン27よりも図示下方の部分が噴射部を構成し、また、チップパッキン27よりも図示上方の部分が駆動部を構成している。
一方、ECU10には、図1に示したように、制御処理、演算処理を行うCPU41、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(EEPROMまたはROM42、RAM43またはスタンバイRAM等のメモリ)、入力回路44および出力回路45等の機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが設けられている。なお、EEPROMまたはスタンバイRAM等のメモリには、パイロット要求噴射量(Q)とパイロット噴射指令パルス幅(TQm)との相関を示す計算式(演算式)またはインジェクタ噴射特性マップ(TQマップ:図2参照)が燃料の噴射圧力(コモンレール圧力)毎に記憶されている。また、コモンレール圧力センサ12からの検出信号(電圧信号)や、その他の各種センサからのセンサ信号は、入力回路44に内蔵されたA/D変換器でA/D変換された後に、CPU41に入力されるように構成されている。
本実施例の入力回路44には、上記のコモンレール圧力センサ12、エンジンのクランク軸が30度回転する毎(30°CA毎)にパルス状のクランク角度信号を出力するクランク角度センサ51、エンジン負荷を表すアクセル開度(ACCP)を検出するためのアクセル開度センサ52、エンジン冷却水温度(THW)を検出するための冷却水温度センサ53、エンジンのクランク軸が2回転する毎で、且つクランク軸が特定のクランク角度位置に到達する毎にパルス状の気筒判別信号を出力する気筒判別センサ54、および高圧供給ポンプ3の加圧室内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度(THF)を検出するための燃料温度センサ(図示せず)、およびインジェクタ5の燃料流路31〜34内に供給されるインジェクタ供給側の燃料温度(THF)を検出するための燃料温度センサ(図示せず)等が接続されている。なお、コモンレール圧力センサ12、クランク角度センサ51、アクセル開度センサ52、冷却水温度センサ53、気筒判別センサ54および燃料温度センサは、エンジンの運転状態または運転条件を検出する運転状態検出手段を構成する。
上記のセンサのうちクランク角度センサ51は、エンジンのクランク軸に取り付けられたNEタイミングロータ(図示せず)の外周に対向するように設けられている。そのNEタイミングロータの外周面には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。そして、クランク角度センサ51は、電磁ピックアップよりなり、NEタイミングロータの各凸状歯がクランク角度センサ51に対して接近離反することにより、電磁誘導によってパルス状の回転位置信号(NE信号パルス)が出力される。例えばクランク軸が30度回転する毎(30°CA毎)にNE信号パルスを出力する。なお、ECU10は、クランク角度センサ51から出力されるNE信号パルスの間隔時間を計測することによって、エンジン回転速度(NE)を検出している。また、本実施例の出力回路45には、CPU41の制御指令に基づいて高圧供給ポンプ3のアクチュエータを駆動するポンプ駆動回路、およびCPU41の制御指令に基づいて各気筒のインジェクタ5の電磁弁7を開弁駆動するインジェクタ駆動回路(EDU)が内蔵されている。
また、本実施例のECU10は、例えばエンジン始動時または加速時(加速走行時)に、速やかにコモンレール4内の燃料圧力、所謂コモンレール圧力(PC)を低圧から高圧に昇圧させる場合、上述のように、高圧供給ポンプ3のアクチュエータを駆動して、コモンレール4内に高圧燃料を圧送することで、コモンレール圧力(PC)を低圧から高圧に速やかに減圧させるようにしたコモンレール圧力制御を行うように構成されている。また、ECU10は、例えば減速時(減速走行時)またはエンジン停止時に、速やかにコモンレール圧力(PC)を高圧から低圧に減圧させる場合、インジェクタ5の電磁弁7を開弁駆動してから、インジェクタ5のノズルニードル6が実際に開弁する開弁遅延時間よりも短い時間幅(空打ち駆動パルス時間)にてインジェクタ5の電磁弁7を空打ち駆動する、つまりインジェクタ5の電磁弁7に所定の時間幅(空打ち駆動パルス時間)の空打ち駆動パルスを印加することで、実噴射することなくコモンレール圧力(PC)を高圧から低圧に速やかに減圧させるようにした空打ち制御を行うように構成しても良い。
ここで、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、エンジンの各気筒のインジェクタ5においてエンジンの1周期(1行程:吸気行程−圧縮行程−膨張行程(爆発行程、燃焼行程)−排気行程)中、つまりエンジンのクランク軸が2回転(720°CA)する間、特にエンジンの各気筒の1周期中に、インジェクタ5の電磁弁7の駆動を複数回実施して、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を複数回に分けて噴射供給するマルチ噴射を行うことが可能である。すなわち、上死点近傍で実施されてエンジントルクの発生に最も寄与するメイン噴射よりも前に、微小噴射量のパイロット噴射を1回以上行うことが可能である。また、ECU10は、エンジンの運転条件(例えば基本噴射量または指令噴射量とエンジン回転速度(NE))から、エンジンの各気筒の1周期中に燃料を1回だけ噴射供給するシングル噴射における第1噴射形態(噴射パターン)と、エンジンの各気筒の1周期中に燃料を複数回に分けて噴射供給するマルチ噴射における第2噴射形態(噴射パターン)とを切り替える噴射形態切替手段としての機能を含んで構成されている。
そして、ECU10は、エンジンの運転条件(例えば基本噴射量または指令噴射量とエンジン回転速度(NE))に基づいて、マルチ噴射における各噴射量、つまり各パイロット要求噴射量(Q)およびメイン要求噴射量を算出するマルチ噴射量演算手段と、エンジン回転速度(NE)とパイロット要求噴射量(Q)や指令噴射時期(T)とからパイロット−パイロットインターバル、パイロット−メインインターバルを算出するインターバル演算決定手段と、パイロット要求噴射量(Q)とコモンレール圧力(PC)よりパイロット噴射期間(パイロット噴射指令パルス時間:TQp)、およびメイン要求噴射量とコモンレール圧力(PC)よりメイン噴射期間(メイン噴射指令パルス時間:TQm)を算出する噴射期間演算手段とを有している。
また、本実施例のECU10は、エンジンのアイドル運転(またはアイドル安定状態)時に、エンジンの各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出し、エンジンの各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値とを比較し、エンジンの気筒間の回転速度変動を平滑化するように、各気筒のインジェクタ5から噴射される実噴射量を個別に調整する不均量補償制御(気筒間噴射量変動補正:FCCB補正)を実施するように構成しても良い。
具体的には、クランク角度センサ51より取り込んだNE信号パルスの間隔時間を計算することで、エンジンの各気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を算出し、BTDC90°CA〜ATDC90°CA間のNE信号パルスの間隔時間の最大値を当該気筒の瞬時回転速度の最低回転速度(Nl)として読み込む。また、BTDC90°CA〜ATDC90°CA間のNE信号パルスの間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の最高回転速度(Nh)として読み込む。但し、Nl、Nhは必ずしも最低回転速度、最高回転速度である必要はなく、当該気筒の回転速度変動を代表する低回転速度、高回転速度であっても良い。そして、これらの計算を各気筒毎(各気筒のインジェクタ5毎)に行った後に、各気筒毎の最高回転速度(Nh)と各気筒毎の最低回転速度(Nl)との気筒毎回転速度差分(ΔNk)を算出する。これにより、エンジンの各気筒毎の回転速度変動の検出値を算出することが可能となる。
そして、エンジンの全気筒の回転速度変動の平均値(ΣΔNk)を算出する。つまり、エンジンの全気筒の回転速度変動を平均化して、全気筒の回転速度変動の平均値(ΣΔNk)を算出した後に、各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の回転速度変動の平均値(ΣΔNk)とから各気筒間の回転速度変動の偏差を算出する。そして、エンジンの気筒間の回転速度変動を平滑化するように、予め決められた基準噴射パルス時間に、各気筒の回転速度変動を平滑化する方向への噴射パルス時間補正量(FCCB補正量)を各気筒毎に個別に付加(加算または減算)するようにしても良い。
また、本実施例のECU10は、例えば車両の走行速度を一定の速度に保つ定速走行装置が作動している時等の定速走行時に、コモンレール圧力(PC)とパイロット要求噴射量(Qp)とに対応して設定されるパイロット噴射指令パルス時間(TQp)を学習補正する微小噴射量学習制御装置としての機能を含んで構成されている。これは、図3(a)に示したTQmのみでのインジェクタ駆動状態(第1噴射形態)と図3(b)に示したTQpおよびTQmでのインジェクタ駆動状態(第2噴射形態)とに1周期毎に交互に切り替える噴射形態切替手段と、第1噴射形態と第2噴射形態とを交互に切り替えた際の機関影響(エンジン回転速度変動等)を検出する機関影響値検出手段(回転速度変動検出手段)と、エンジン回転速度変動等の機関影響を検出している場合に、エンジン回転速度変動等の機関影響の検出が可能または不能となるまで、パイロット噴射におけるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)を変化させ、パイロット噴射におけるパイロット噴射指令パルス信号(TQパルス)を与えても噴射しない状態から丁度噴射が開始される無効噴射パルス幅(TQ0)を検出(推定)する無効噴射パルス幅検出手段と、この検出した無効噴射パルス幅(TQ0)を、そのコモンレール圧力(PC)での学習値として、予めEEPROMやスタンバイRAM等のメモリ(学習値記憶手段、無効噴射パルス幅記憶手段)に記憶されているTQマップ(図2参照)に反映する無効噴射パルス幅反映手段とを有している。
[実施例1の制御方法]
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムの制御方法を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
最初に、エンジンの各気筒毎のインジェクタ5の電磁弁7の開弁時期と開弁期間を制御するインジェクタ噴射量制御方法を簡単に説明する。先ず、エンジンの運転状態または運転条件に応じた最適な燃料噴射量、燃料噴射時期を演算する。具体的には、エンジン回転速度(NE)とアクセル開度(ACCP)とによって基本噴射量を算出する。次に、基本噴射量に、エンジン冷却水温度(THW)等を考慮した噴射量補正量を加味して制御目標値としての指令噴射量(要求噴射量:QFIN)を算出する。なお、指令噴射量(QFIN)は、燃料温度(THF)、コモンレール圧力(PC)または目標コモンレール圧力(PT)等を考慮した噴射量補正量を加味して算出しても良い。
次に、エンジン回転速度(NE)とアクセル開度(ACCP)とによって指令噴射時期(T)を算出する。あるいはエンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)とによって指令噴射時期(T)を算出する。なお、指令噴射時期(T)も、エンジン冷却水温度(THW)、燃料温度(THF)、コモンレール圧力(PC)または目標コモンレール圧力(PT)等を考慮した噴射時期補正量を加味して算出しても良い。次に、指令噴射量(QFIN)とコモンレール圧力(PC)とによってインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへのインジェクタ駆動信号(噴射パルス幅の噴射パルス信号)の通電時間(指令噴射期間、噴射指令パルス時間、噴射指令パルス幅:TQFIN)を算出する。
ここで、本実施例では、エンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)とによって有効噴射パルス幅を算出する有効噴射パルス幅算出手段と、インジェクタ5の噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅を算出する無効噴射パルス幅算出手段とを有し、有効噴射パルス幅と無効噴射パルス幅とを加算した時間を、インジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへの通電時間(最終的な噴射パルス幅、噴射指令パルス幅:TQFIN)として設定している。そして、指令噴射時期(T)から算出した噴射指令パルス幅(TQFIN)が終了するまで、出力回路45に内蔵されたインジェクタ駆動回路(EDU)からインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにインジェクタ駆動信号(パルス状のインジェクタ駆動電流、噴射指令パルス信号、TQパルスとも言う)が印加される。これによって、上述したように、ノズルニードル6が開弁して燃料噴射が実施される。
ここで、本実施例では、エンジンとして、4サイクル・4気筒ディーゼルエンジンを使用しているので、燃料の噴射順序は#1気筒→#3気筒→#4気筒→#2気筒の順である。また、エンジンの特定気筒(例えば#1気筒)のインジェクタ5の電磁弁7の開弁駆動は、エンジンの1周期中、つまりエンジンのクランク軸が2回転(720°CA)する間に少なくとも1回実施される。
次に、マルチ噴射を実施するために、エンジンの運転状態または運転条件に応じた最適なマルチ噴射における1周期中の微小噴射量、微小噴射時期を演算する。具体的には、エンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)とによってパイロット要求噴射量(微小噴射量:Qp)を算出する。次に、指令噴射量(=トータル噴射量)からパイロット要求噴射量(Qp)を減算してメイン要求噴射量(Qm)を算出する。次に、エンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)とによってパイロット噴射とメイン噴射との間の無噴射間隔(パイロット−メインインターバル:TINT)を算出する。
次に、パイロット要求噴射量(Qp)とコモンレール圧力(PC)と予め実験等により測定して作成したTQマップ(図2参照)とによってパイロット噴射指令パルス幅(前噴射における噴射パルス幅:TQp(図3参照))を算出する。次に、メイン要求噴射量(Qm)とコモンレール圧力(PC)と予め実験等により測定して作成したTQマップ(図示せず)とによってメイン噴射指令パルス幅(主噴射における噴射パルス幅:TQm(図3参照))を算出する。次に、指令噴射時期(T)をメイン噴射開始時期に変換し、メイン噴射開始時期よりもパイロット−メインインターバル(TINT)とパイロット噴射指令パルス幅(TQp)とを加算した時間分だけ進角した時刻をパイロット噴射開始時期とする。なお、マルチ噴射回数は、エンジンの運転条件(例えば基本噴射量または指令噴射量(QFIN)とエンジン回転速度(NE))に応じて変更される。
以上により、エンジンの各気筒の1周期中に、各気筒毎のインジェクタ5の電磁弁7を複数回駆動して、例えばメイン噴射の前に1回以上のパイロット噴射(微小噴射)を行うマルチ噴射、あるいは例えばメイン噴射の後に1回以上のアフター噴射(微小噴射)を行うマルチ噴射、あるいは例えばメイン噴射の前に1回以上のパイロット噴射(微小噴射)を行い、メイン噴射の後に1回以上のアフター噴射(微小噴射)を行うマルチ噴射が実施される。具体的には、例えばパイロット噴射開始時期からパイロット噴射指令パルス幅(TQp)が終了するまで、出力回路45に内蔵されたインジェクタ駆動回路(EDU)からインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにパイロット噴射指令パルス信号が印加され、さらにパイロット−メインインターバル(TINT)が経過してメイン噴射開始時期になったら、メイン噴射開始時期からメイン噴射指令パルス幅(TQm)が終了するまで、インジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにメイン噴射指令パルス信号が印加される。これによって、上述したように、ノズルニードル6が複数回開弁して、メイン噴射の前にパイロット噴射を行うマルチ噴射が実施される。
ここで、本実施例のECU10においては、指令噴射量(QFIN)が所定値以上で、コモンレール圧力(PC)が所定値以上で、アクセル開度(ACCP)の変化量が所定範囲以内で、車両の走行速度(SPD)の変化量が所定範囲以内の高噴射圧力下で有り、しかも高速高負荷運転領域が所定時間継続している定速走行時(定常走行時またはエンジンの定常運転時)に、微小噴射量学習補正を行う学習実行条件が成立する。この学習実行条件が成立すると、先ず図3(a)に示したように、エンジンの全気筒一律に、各気筒の1周期中に、各気筒のインジェクタ5の電磁弁7を1回だけ駆動する。具体的には、インジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加するメイン噴射における噴射指令パルス信号の、メイン噴射指令パルス幅を、エンジンの運転を継続することが可能なメイン噴射指令パルス幅(主噴射における噴射パルス幅:TQm)に設定する(噴射パルス幅設定手段)。そして、指令噴射時期(T)からメイン噴射指令パルス幅(TQm)が終了するまで、出力回路45に内蔵されたインジェクタ駆動回路(EDU)からインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにメイン噴射指令パルス幅の噴射指令パルス信号を印加する。これによって、ノズルニードル6が1回だけ開弁してメイン噴射のみが実施され、各気筒のインジェクタ5の噴射孔36から実噴射量(Q=Qm)の燃料が噴射される。
次に、図3(b)に示したように、エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの気筒の1周期中に、初期状態では実際にパイロット噴射が発生しない程度のパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)の噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加する。あるいは、エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの気筒の1周期中に、実際にパイロット噴射が必ず発生するパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)の噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加する。具体的には、パイロット噴射時期からパイロット噴射指令パルス幅(TQp)が終了するまで、出力回路45に内蔵されたインジェクタ駆動回路(EDU)からインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにパイロット噴射における噴射指令パルス信号を印加する。これによって、パイロット噴射が実施されるか、あるいは実施されない。続いて、インターバル(TINT)が経過してメイン噴射開始時期になったら、メイン噴射開始時期からメイン噴射指令パルス幅(TQm)が終了するまで、出力回路45に内蔵されたインジェクタ駆動回路(EDU)からインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにTQパルスを印加する。これによって、メイン噴射が実施される。
ここで、インジェクタ5の個体差ばらつきやインジェクタ5の経時劣化による実噴射量増加のため、初期状態では実際にパイロット噴射が発生しない程度のパイロット噴射指令パルス幅(TQp)の噴射指令パルス信号を印加した際に実際に微小噴射量(Q=Qp)のパイロット噴射が発生すると、この燃料噴射による燃料流出に起因してコモンレール4内、燃料供給配管13内およびインジェクタ5の燃料流路31〜34内に圧力脈動が発生する。この圧力脈動により、パイロット噴射の後に実施されるメイン噴射の実噴射量(Q=Qm)が、パイロット噴射とメイン噴射との無噴射間隔(インターバル)に依存して脈動(増減:Q=Qm+dQint)することになる。このメイン噴射の実噴射量の増減量は、一般的にコモンレール4内、燃料供給配管13内およびインジェクタ5の燃料流路31〜34内の燃料圧力、エンジン気筒内圧力、燃料性状(例えば燃料温度や使用燃料の粘性等)、パイロット噴射とメイン噴射とのインターバル(TINT)に依存して変化することが知られている。
したがって、少なくともコモンレール圧力(PC)および燃料温度に応じて、図4に示したように、最もメイン噴射の実噴射量変動(増加量)が大きくなるインターバル(TINT)を予め把握しておき、その最適なインターバル(TINT)となるように、パイロット噴射開始時期、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)、メイン噴射開始時期およびメイン噴射指令パルス幅(TQm)をセットして、インジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにTQパルスを印加する。これにより、パイロット噴射の有無が、効率的にメイン噴射の実噴射量の増減量に増幅される。
そして、そのパイロット噴射指令パルス幅(TQp)の噴射指令パルス信号を、エンジンの当該気筒の1周期毎にON−OFFさせる。また、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させる(噴射パルス幅可変手段)。このとき、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を、パイロット噴射のON毎に段階的または連続的に漸増(徐変)させる。なお、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を、エンジンの当該気筒の1周期毎に強制的に漸増(徐変)させるようにしても良い。
あるいは、エンジンの当該気筒の1周期中に、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させる(噴射パルス幅可変手段)。このとき、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を、パイロット噴射のON毎に段階的または連続的に漸減(徐変)させる。なお、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を、エンジンの当該気筒の1周期毎に強制的に漸減(徐変)させるようにしても良い。
そして、エンジンの当該気筒の噴射形態を、図3(a)に示したTQmのみでのインジェクタ駆動状態(第1噴射形態)と図3(b)に示したTQpおよびTQmでのインジェクタ駆動状態(第2噴射形態)とに1周期毎に交互に切り替える。ここで、メイン噴射の前に先立ってパイロット噴射が実施されると、このパイロット噴射によるコモンレール圧力の脈動作用によってメイン噴射における実噴射量が変動する。このため、TQmのみでのインジェクタ駆動状態とTQpおよびTQmでのインジェクタ駆動状態とに1周期毎に交互に切り替えた場合、メイン噴射の前に先立ってパイロット噴射が実施されると、エンジンの当該気筒の1周期毎に総噴射量が変動(Q=QmとQ=Qp+Qm+dQintとの間で変動)する。これにより、結果的にエンジンの当該気筒にエンジン回転速度変動が発生することになる。このため、上記のような第1噴射形態と第2噴射形態とを交互に切り替えた際の機関影響値(エンジン回転速度変動の検出値)を機関影響値検出手段(回転速度変動検出手段)によって検出する。
本実施例の回転速度変動検出手段は、エンジンの当該気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出するように構成されている。具体的には、クランク角度センサ51より取り込んだNE信号パルスの間隔時間を計算することで、エンジンの当該気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を算出し、BTDC90°CA〜ATDC90°CA間のNE信号パルスの間隔時間の最大値を当該気筒の瞬時回転速度の最低回転速度(Nl)として読み込む。また、BTDC90°CA〜ATDC90°CA間のNE信号パルスの間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の最高回転速度(Nh)として読み込む。但し、Nl、Nhは必ずしも最低回転速度、最高回転速度である必要はなく、エンジンの当該気筒の回転速度変動を代表する低回転速度、高回転速度であっても良い。なお、機関影響値検出手段として、コモンレール圧力の脈動波の圧力振幅を検出する圧力振幅検出手段を用いても良い。
そして、これらの計算をエンジンの当該気筒の1周期毎に行った後に、各周期毎の最高回転速度(Nh)または各周期毎の最低回転速度(Nl)との気筒毎回転速度差分(ΔNk)を算出する。これにより、エンジンの当該気筒の回転速度変動を算出することが可能となる。なお、必要な検出期間は、パイロット噴射を、エンジンの当該気筒の1周期毎にON−OFFさせた場合の、機関影響(エンジンの当該気筒の回転速度変動)が観察できれば良い。このため、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)は、最短でエンジンのクランク軸の4回転分(TQpのON、OFF共に1回ずつ)が確保されれば良い。
そして、定速走行が続く限り、エンジンの当該気筒の回転速度変動等の機関影響の検出が可能となるまでパイロット噴射指令パルス幅(TQp)を変化させた場合、すなわち、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させた場合、最終的なパイロット噴射指令パルス幅(TQp)は、その噴射圧力での、噴射指令パルス信号が与えられてから丁度燃料噴射が開始される無効噴射パルス幅(TQ0)となる。
あるいは、定速走行が続く限り、エンジンの当該気筒の回転速度変動等の機関影響の検出が不能となるまでパイロット噴射指令パルス幅(TQp)を変化させた場合、すなわち、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射における噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させた場合(図2のTQp3→TQp1)、最終的なパイロット噴射指令パルス幅(TQp)は、その噴射圧力での、噴射指令パルス信号が与えられてから丁度燃料噴射が開始される無効噴射パルス幅(TQ0)となる。
すなわち、エンジンの当該気筒の回転速度変動等の機関影響の検出が可能または不能となるまで、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させて、エンジンの当該気筒のインジェクタ5における無効噴射パルス幅(TQ0)を探し求める。実際には、メイン噴射の噴射量変動が0を越えたところで機関影響値が検出可能となるため、機関影響検出閾値(QTh)を予め設定しておき、機関影響検出閾値(QTh)よりも機関影響値(=メイン噴射の噴射量変動)が大きくなったら、機関影響検出閾値(QTh)よりも大きい噴射量変動{(Qm+Qp3+dQint3)−Qm}に基づいて無効噴射パルス幅(TQ0)を見積もる(予測または推定する)ようにする。メイン噴射の噴射量変動が0ではなくても機関影響値が検出されなくなるため、機関影響検出閾値(図5のQTh参照)を予め設定しておき、機関影響検出閾値(QTh)よりも機関影響値(=メイン噴射の噴射量変動)が小さくなったら、機関影響検出閾値(QTh)よりも大きい噴射量変動{(Qm+Qp3+dQint3)−Qm}に基づいて無効噴射パルス幅(TQ0)を見積もる(予測または推定する)ようにする。
そして、探し求めた無効噴射パルス幅(TQ0)を、その噴射圧力での学習値として、ECU10のスタンバイRAMまたはEEPROM等のメモリ(学習値記憶手段、無効噴射パルス幅記憶手段)に格納されているTQマップ(図2参照)に反映することにより、エンジンの当該気筒のインジェクタ5の噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅(TQ0)を精度良く検出(学習補正)することが可能となるので、指令噴射量(QFIN)に対するインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへの通電時間(噴射指令パルス幅:TQFIN)が、インジェクタ5の個体差ばらつきおよび経時劣化に拘らず最適化される。したがって、パイロット要求噴射量およびメイン要求噴射量に相当する燃料噴射量が正しくエンジンの当該気筒の燃焼室内にインジェクタ5から噴射されるように補正される。
以上のような微小噴射量学習補正を、エンジンの各気筒毎、および各噴射圧力毎に実施することで、エンジンの各気筒のインジェクタ5の個体差ばらつきや経時劣化を要因とする、各パイロット噴射指令パルス幅に対するパイロット噴射における実際に噴射される燃料噴射量のばらつき、つまりパイロット要求噴射量に対して実噴射量が過大となることを防止できる。
[実施例1の効果]
ここで、従来の微小噴射量学習補正においては、アイドル安定状態やオーバーラン等の適用条件に拘束され、高噴射圧力での微小噴射量学習補正が困難であり、しかも学習補正頻度が多くはなかった。しかし、微小噴射量は、高噴射圧力下でも経時変化し、実機では、排出ガス、燃焼音、燃費の問題から、高噴射圧力での微小噴射量学習補正も必要とされてきた。
そこで、本実施例の微小噴射量学習補正においては、エンジンの定常運転時、つまり定速走行時(定常走行時)に、パイロット噴射指令パルス信号(TQmパルス)をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射におけるインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへの通電時間(パイロット噴射指令パルス幅:TQp)を強制的に変化させる(噴射パルス幅可変手段)。
あるいはパイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射におけるインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへの通電時間(パイロット噴射指令パルス幅:TQp)を強制的に変化させる(噴射パルス幅可変手段)。
上記のように、定常運転が続く限り、エンジンの当該気筒の回転速度変動等の機関影響が検出可能または検出不可となるまで、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させて、エンジンの当該気筒の回転速度変動等の機関影響値が機関影響検出閾値(QTh)以上または未満(以下)となったときの、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を、その噴射圧力での無効噴射パルス幅(TQ0)として、ECU10のスタンバイRAMまたはEEPROM等のメモリに記憶したTQマップ(図2参照)にデータ取得(反映)する。これにより、エンジンの運転状態に対応して設定される要求噴射量に基づいて有効噴射パルス幅を算出し、この有効噴射パルス幅に、インジェクタ5の噴射開始遅れ時間に対応する学習補正後の無効噴射パルス幅を加算して最終的な噴射指令パルス幅を設定し、この噴射指令パルス幅の噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに与えることで、要求噴射量が正しく噴射されるように制御することが可能となる。
この微小噴射量学習補正を、各気筒のインジェクタ5毎に実施することにより、高噴射圧力下での微小噴射量学習補正を高頻度で実行することが可能となるので、排出ガスの改善、燃焼音の低減、燃費の悪化抑制等の効果を期待することが可能となる。すなわち、高噴射圧力下における、パイロット要求噴射量(パイロット噴射指令パルス幅)に対するパイロット噴射の実噴射量の増加傾向を、既存のシステムにて適合工数を増加させることなく簡便に検出して、インジェクタの個体差ばらつきやインジェクタの経時劣化を要因とする、パイロット噴射指令パルス幅に対するパイロット噴射の実噴射量(パイロット噴射量)の増加傾向(変化)を学習補正することが可能となる。
また、エンジンの定常運転が続けば、どの運転領域においても微小噴射量学習補正が可能であるため、例えばコモンレール圧力(PC)が変化する毎に、しかもインジェクタ5毎に上記の微小噴射量学習補正を実施できるので、高噴射圧力で、且つ高速低負荷運転領域での学習補正が可能であり、あるいは高噴射圧力で、且つ高速高負荷運転領域での学習補正が可能である。また、総噴射量(Q)の増減幅(Qp+dQint)は、メイン噴射量に依存して大きくなるため、比較的に大噴射量の領域、つまり実機においては、高噴射圧力の運転領域において、むしろ最適な微小噴射量学習補正方法となる。
また、必要な定常運転の期間は、パイロット噴射期間(TQp)をON−OFFさせた場合の、機関影響(エンジンの当該気筒の回転速度変動等)が観察されさえすれば良いため、最短でエンジンのクランク軸の4回転分が確保されれば良い。よって、アイドル安定状態、オーバーラン等に限定された微小噴射量学習補正方法に対し、学習補正頻度が向上する。なお、車両走行中に、車両に設置された既存のスイッチの長押しまたは複数の既存のスイッチの同時押し、あるいは専用のスイッチの押し等を運転者(操作者)が実施した場合に、上記の微小噴射量学習補正を実行するようにしても良い。
図6は本発明の実施例2を示したもので、図6(a)はTQmのみでのインジェクタ駆動状態(A)を示した説明図で、図6(b)はTQpおよびTQmでのインジェクタ駆動状態(B)を示した説明図で、図6(c)はA,B各状態での、燃料圧力の挙動を示したタイミングチャートである。ここで、図6(c)の破線は、状態A(TQmのみ)での燃料圧力の脈動波を示す。これは、TQmによる燃料流出に起因する燃料圧力の脈動波が発生することを示している。また、図6(c)の実線は、状態B(TQpおよびTQm)での燃料圧力の脈動波を示す。これは、最初にTQpによる燃料流出に起因する燃料圧力の脈動波が発生し、次にTQmによる燃料流出に起因する燃料圧力の脈動波が発生することを示している。
本実施例のECU10は、先ず図6(a)に示したように、エンジンの全気筒一律に、各気筒の1周期中に、各気筒のインジェクタ5の電磁弁7を1回だけ駆動する。具体的には、インジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加するメイン噴射指令パルス信号の、メイン噴射指令パルス幅を、エンジンの運転を継続することが可能なメイン噴射指令パルス幅(主噴射における噴射パルス幅:TQm)に設定する(噴射パルス幅設定手段)。
次に、図6(b)に示したように、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射におけるインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへの通電時間(パイロット噴射指令パルス幅:TQp)を強制的に変化させる(噴射パルス幅可変手段)。
あるいはパイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射におけるインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルへの通電時間(パイロット噴射指令パルス幅:TQp)を強制的に変化させる(噴射パルス幅可変手段)。
次に、上記のようなパイロット噴射パルス幅可変制御中に、インジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルにパイロット噴射指令パルス信号を印加してから後の所定期間内における、コモンレール4内の燃料圧力(コモンレール圧力)の平均値よりも高くなる圧力脈動凸部(コモンレール圧力の脈動波の圧力振幅)が現れるタイミング(予めマップに記憶または演算式により算出される)での圧力値、あるいはコモンレール圧力の平均値よりも高くなる圧力脈動凹部(コモンレール圧力の脈動波の圧力振幅)が現れるタイミング(予めマップに記憶または演算式により算出される)での圧力値を監視する(圧力振幅検出手段)。
そして、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させるパイロット噴射パルス幅可変制御中における凸部盛り上がり量または凹部窪み量が機関影響検出閾値(QTh)以上である際(図6(c)参照)に、パイロット噴射しない噴射指令パルス幅からパイロット噴射する噴射指令パルス幅における境界域であると判断し、このときのパイロット噴射指令パルス信号を無効噴射パルス幅(TQ0)としてECU10のスタンバイRAMまたはEEPROM等のメモリに記憶したTQマップ(コモンレール圧力とパイロット要求噴射量とパイロット噴射指令パルスとの3次元マップ)にデータ取得(記憶)する。
あるいはパイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してパイロット噴射が成されるパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)から、パイロット噴射指令パルス信号をインジェクタ5の電磁弁7の励磁コイルに印加してもパイロット噴射が成されないパイロット噴射指令パルス幅(噴射パルス幅:TQp)に向かうように、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させるパイロット噴射パルス幅可変制御中における凸部盛り上がり量または凹部窪み量が機関影響検出閾値(QTh)未満(以下)である際に、パイロット噴射しない噴射指令パルス幅からパイロット噴射する噴射指令パルス幅における境界域であると判断し、このときのパイロット噴射指令パルス信号を無効噴射パルス幅(TQ0)としてECU10のスタンバイRAMまたはEEPROM等のメモリに記憶したTQマップ(コモンレール圧力とパイロット要求噴射量とパイロット噴射指令パルスとの3次元マップ)にデータ取得(記憶)する。
なお、凸部盛り上がり量または凹部窪み量が出現する期間にメイン噴射開始時期およびメイン噴射期間が含まれるように、パイロット噴射とメイン噴射とのインターバルを設定し、エンジンの機関影響値の変化を捉えて無効噴射パルス幅(TQ0)をデータ取得(記憶)するようにしても良い。この場合には、圧力値に基づく無効噴射パルス幅(TQ0)のデータ取得におけるデータ不安定(圧力脈動の終期の不安定さなどによる)が有るのに対し、メイン噴射指令パルス幅(TQm)における圧力脈動の出現の程度が燃料噴射量に最大限に現れるので、パイロット噴射指令パルス幅(TQp)を強制的に変化させるパイロット噴射パルス幅可変制御中の、燃料噴射の開始(無効噴射パルス幅(TQ0))による圧力脈動の発生を感度良く検出できる。
なお、圧力測定を多点化し圧力脈動状態を捉えることもできるが、多大な演算負荷を必要とし、実用が困難である。また、エンジンの定常運転が続けば、どの運転領域においても微小噴射量学習補正が可能であるため、例えばコモンレール圧力(PC)が変化する毎に、しかもインジェクタ5毎に上記の微小噴射量学習補正を実施できるので、低噴射圧力で、且つ低速低負荷運転領域での学習補正が可能であり、あるいは低噴射圧力で、且つ低速高負荷運転領域での学習補正が可能であり、あるいは高噴射圧力で、且つ高速低負荷運転領域での学習補正が可能であり、あるいは高噴射圧力で、且つ高速高負荷運転領域での学習補正が可能である。
[変形例]
本実施例では、学習値記憶手段(無効噴射パルス幅記憶手段)としてスタンバイRAMまたはEEPROMを用いたが、スタンバイRAMまたはEEPROMを用いずに、EPROM、フラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリ、DVD−ROM、CD−ROM、あるいはフレキシブル・ディスクのような他の記憶媒体を用いて、エンジンの各気筒毎の、各噴射圧力での無効噴射パルス幅(燃料噴射開始点:TQ0)を記憶するようにしても良い。この場合にも、イグニッションスイッチをオフ(IG・OFF)した後、あるいはエンジンキーをキーシリンダより抜いた後も、記憶した内容は保存される。
本実施例では、4サイクル・4気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジン)の各気筒毎に対応して搭載されるインジェクタ5のノズルニードル6を開弁方向に駆動する電磁弁として、2方弁式の電磁弁7を用いた例を説明したが、3方弁式の電磁弁を使用しても良い。これによって、インジェクタ5として電磁式燃料噴射弁が使用されることになる。また、インジェクタ5として圧電式燃料噴射弁を使用しても良い。この場合には、噴射パルス幅を電荷量(充放電エネルギー)に換えて制御する。
また、実施例1と実施例2とを組み合わせて、無効噴射パルス幅(TQ0)を検出してデータ取得するようにしても良い。
本実施例では、各気筒のインジェクタ5毎に上記の微小噴射量学習補正を実行するようにしているが、アイドル安定状態の時にFCCB補正で実噴射量が減少傾向となった気筒のインジェクタ5についてのみ、上記の微小噴射量学習補正を実行するようにしても良い。また、本実施例では、ECU10のメモリに、パイロット要求噴射量(Qp)とパイロット噴射指令パルス幅(TQp)との相関を示すインジェクタ噴射特性マップ(TQマップ、1次元マップ:図2参照)が燃料の噴射圧力(コモンレール圧力:PC)毎に記憶されているが、TQマップを、1次元マップから、パイロット要求噴射量(Qp)とパイロット噴射指令パルス幅(TQp)と燃料の噴射圧力(コモンレール圧力:PC)との相関を示すインジェクタ噴射特性マップ(3次元マップ)に変更しても良い。
コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である(実施例1)。 インジェクタ噴射特性を示した特性図である(実施例1)。 (a)はTQmのみでのインジェクタ駆動状態を示した説明図で、(b)はTQpおよびTQmでのインジェクタ駆動状態を示した説明図である(実施例1)。 メイン噴射の実噴射量変動を示したタイミングチャートである(実施例1)。 総噴射量変動またはパイロット噴射の実噴射量変動を示したタイミングチャートを示した説明図である(実施例1)。 (a)はTQmのみでのインジェクタ駆動状態を示した説明図で、(b)はTQpおよびTQmでのインジェクタ駆動状態を示した説明図で、(c)はA,B各状態での、燃料圧力の挙動を示したタイミングチャートである(実施例2)。
符号の説明
4 コモンレール
5 インジェクタ(燃料噴射弁)
6 インジェクタのノズルニードル(弁体)
7 インジェクタの電磁弁(弁体駆動手段)
8 インジェクタの制御室
9 インジェクタのコイルスプリング(弁体付勢手段)
10 ECU(インジェクタ制御装置、噴射パルス幅可変手段、圧力振幅検出手段、無効噴射パルス幅記憶手段、噴射パルス幅設定手段、回転速度変動検出手段)
13 燃料供給配管(燃料配管)
31 燃料流路
32 燃料流路
33 燃料流路
34 燃料流路
35 燃料溜まり室
36 噴射孔

Claims (8)

  1. 燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
    このコモンレールから燃料配管を経て供給される燃料圧力の作用に基づいて、燃料噴射量を制御するインジェクタと、
    内燃機関の運転状態に対応して設定される要求噴射量に基づいて有効噴射パルス幅を算出し、この有効噴射パルス幅に、前記インジェクタの噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅を加算して最終的な噴射パルス幅を設定し、この噴射パルス幅の噴射パルス信号を前記インジェクタに与えるインジェクタ制御装置と
    を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
    前記インジェクタ制御装置は、
    (a)噴射パルス信号を与えても燃料噴射が成されない噴射パルス幅から、噴射パルス信号を与えて実際に燃料噴射が成される噴射パルス幅に向かうように、噴射パルス幅を強制的に変化させる噴射パルス幅可変手段と、
    (b)この噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記インジェクタに噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、前記コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅を検出する圧力振幅検出手段と、
    (c)前記噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記圧力振幅検出手段によって検出された、前記コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が、所定値以上となったときの噴射パルス幅を前記無効噴射パルス幅としてデータ取得する無効噴射パルス幅記憶手段と
    を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  2. 燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
    このコモンレールから燃料配管を経て供給される燃料圧力の作用に基づいて、燃料噴射量を制御するインジェクタと、
    内燃機関の運転状態に対応して設定される要求噴射量に基づいて有効噴射パルス幅を算出し、この有効噴射パルス幅に、前記インジェクタの噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅を加算して最終的な噴射パルス幅を設定し、この噴射パルス幅の噴射パルス信号を前記インジェクタに与えるインジェクタ制御装置と
    を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
    前記インジェクタ制御装置は、
    (a)噴射パルス信号を与えて実際に燃料噴射が成される噴射パルス幅から、噴射パルス信号を与えても燃料噴射が成されない噴射パルス幅に向かうように、噴射パルス幅を強制的に変化させる噴射パルス幅可変手段と、
    (b)この噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記インジェクタに噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、前記コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅を検出する圧力振幅検出手段と、
    (c)前記噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記圧力振幅検出手段によって検出された、前記コモンレール内の燃料圧力の脈動波の圧力振幅が、所定値以下となったときの噴射パルス幅を前記無効噴射パルス幅としてデータ取得する無効噴射パルス幅記憶手段と
    を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
    前記インジェクタ制御装置は、
    前記内燃機関の各気筒の1周期中に、前記インジェクタに噴射パルス幅の噴射パルス信号を分割して与えて、主噴射の前に先行して前噴射を実施するマルチ噴射制御手段と、
    前記主噴射における噴射パルス幅を、前記内燃機関の運転を継続することが可能な噴射パルス幅に設定する噴射パルス幅設定手段とを備え、
    前記噴射パルス幅可変手段は、前記前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  4. 燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
    このコモンレールから燃料配管を経て供給される燃料圧力の作用に基づいて、燃料噴射量を制御するインジェクタと、
    内燃機関の運転状態に対応して設定される要求噴射量に基づいて有効噴射パルス幅を算出し、この有効噴射パルス幅に、前記インジェクタの噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅を加算して最終的な噴射パルス幅を設定し、この噴射パルス幅の噴射パルス信号を前記インジェクタに与えるインジェクタ制御装置と
    を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
    前記インジェクタ制御装置は、
    (a)前記内燃機関の各気筒の1周期中に、前記インジェクタに噴射パルス幅の噴射パルス信号を分割して与えて、主噴射の前に先行して前噴射を実施するマルチ噴射制御手段と、
    (b)前記主噴射における噴射パルス幅を、前記内燃機関の運転を継続することが可能な噴射パルス幅に設定する噴射パルス幅設定手段と、
    (c)前記前噴射における噴射パルス信号を与えても前記前噴射が成されない噴射パルス幅から、前記前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前記前噴射が成される噴射パルス幅に向かうように、前記前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させる噴射パルス幅可変手段と、
    (d)この噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記インジェクタに前記前噴射における噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、前記内燃機関の回転速度変動を検出する回転速度変動検出手段と、
    (e)前記噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記回転速度変動検出手段によって検出された、前記内燃機関の回転速度変動の検出値が、所定値以上となったときの前記前噴射における噴射パルス幅を前記無効噴射パルス幅としてデータ取得する無効噴射パルス幅記憶手段と
    を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  5. 燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
    このコモンレールから燃料配管を経て供給される燃料圧力の作用に基づいて、燃料噴射量を制御するインジェクタと、
    内燃機関の運転状態に対応して設定される要求噴射量に基づいて有効噴射パルス幅を算出し、この有効噴射パルス幅に、前記インジェクタの噴射開始遅れ時間に対応する無効噴射パルス幅を加算して最終的な噴射パルス幅を設定し、この噴射パルス幅の噴射パルス信号を前記インジェクタに与えるインジェクタ制御装置と
    を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
    前記インジェクタ制御装置は、
    (a)前記内燃機関の各気筒の1周期中に、前記インジェクタに噴射パルス幅の噴射パルス信号を分割して与えて、主噴射の前に先行して前噴射を実施するマルチ噴射制御手段と、
    (b)前記主噴射における噴射パルス幅を、前記内燃機関の運転を継続することが可能な噴射パルス幅に設定する噴射パルス幅設定手段と、
    (c)前記前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前記前噴射が成され噴射パルス幅から、前記前噴射における噴射パルス信号を与えて前記前噴射が成されない噴射パルス幅に向かうように、前記前噴射における噴射パルス幅を強制的に変化させる噴射パルス幅可変手段と、
    (d)この噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記インジェクタに前記前噴射における噴射パルス信号を与えてから後の所定期間内における、前記内燃機関の回転速度変動を検出する回転速度変動検出手段と、
    (e)前記噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中に、前記回転速度変動検出手段によって検出された、前記内燃機関の回転速度変動の検出値が、所定値以下となったときの前記前噴射における噴射パルス幅を前記無効噴射パルス幅としてデータ取得する無効噴射パルス幅記憶手段と
    を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  6. 請求項4または請求項5に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
    前記インジェクタ制御装置は、
    前記前噴射と前記主噴射との無噴射間隔を、前記前噴射の実施により発生する、前記コモンレール内の燃料圧力の脈動波が出現する期間内に含まれるように設定するインターバル設定手段を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  7. 請求項4ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、 前記回転速度変動検出手段は、前記噴射パルス幅可変手段による噴射パルス幅可変制御中の、前記内燃機関の当該気筒の瞬時回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、
    前記前噴射における噴射パルス信号を与えて実際に前記前噴射が成される時の前記内燃機関の当該気筒の瞬時回転速度と、前記前噴射における噴射パルス信号を与えても前記前噴射が成されない時の前記内燃機関の当該気筒の瞬時回転速度との回転速度差に基づいて、前記内燃機関の当該気筒の回転速度変動を検出することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  8. 請求項ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、 前記インジェクタは、
    前記内燃機関の各気筒毎の燃焼室に連通する噴射孔を開閉する弁体、
    前記コモンレールから導入される燃料圧力が前記弁体の開弁方向に作用する燃料溜まり室、
    前記コモンレールから導入される燃料圧力が前記弁体の閉弁方向に作用する制御室、
    前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段、
    および前記噴射パルス幅の噴射パルス信号が与えられて自身が開弁することで、前記コモンレールから前記制御室内に導入される燃料を燃料系の低圧側に溢流させて前記弁体を開弁方向に駆動する電磁弁
    を有していることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
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