JPH051609A

JPH051609A - デイーゼルエンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH051609A
Application number: JP3153523A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Oikawa; 直彦笈川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】負荷急変時において、パイロット噴射モードか
ら通常噴射モードへ、又は通常噴射モードからパイロッ
ト噴射モードへ切替えられたときに発生するトルクショ
ックを緩和する。【構成】燃料噴射ポンプ１には、高圧室１５内の燃料圧
力を調整することにより、燃料噴射ノズル４にて主噴射
及びパイロット噴射を行わせるピエゾスピル弁２３が設
けられている。ＣＰＵは、ディーゼルエンジン２の運転
状態に基づき、主噴射のみを行う通常噴射モードと、所
定噴射間隔ΔＴでパイロット噴射及び主噴射を行うパイ
ロット噴射モードとを選択的に切替える。ＣＰＵは、パ
イロット噴射モードから通常噴射モードへの切替え又は
通常噴射モードからパイロット噴射モードへの切替えに
際し、前記噴射間隔ΔＴを時間とともに徐々に減少又は
増加させて、通常噴射モード又はパイロット噴射モード
での噴射間隔ΔＴにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置に係り、特に主噴射に先立って予備噴射
（パイロット噴射）を行うようにした燃料噴射制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、圧縮着火を行うディーゼルエ
ンジンの低速運転時や低負荷運転時においては、燃焼室
に噴射された燃料が着火遅れにより爆発的に燃焼して、
燃焼騒音や排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X）が増大す
ることがある。これに対しては、燃料の主噴射に先立っ
てパイロット噴射を行うことが有効とされている。この
パイロット噴射は、その時々の噴射期間に噴射される全
燃料噴射量のうちの一部を主噴射に先立って予備的に噴
射させ、そのパイロット噴射による燃料を着火させて燃
焼室内の温度を充分に高め、その後に続く主噴射の燃料
着火を効果的に行わせるものである。

【０００３】ところで、前記したパイロット噴射をディ
ーゼルエンジンの高負荷運転時にも適用すると、スモー
クが発生して排気性状を悪化させる問題がある。そこ
で、特開平２−９５７４２号公報には、高負荷時ほどパ
イロット噴射と主噴射の噴射間隔（パイロット噴射の噴
射開始時期から主噴射の噴射開始時期までの間隔）が小
さくなるように、負荷毎に噴射間隔を一義的に定めた技
術が開示されている。この技術によると、低負荷時には
比較的大きな噴射間隔でパイロット噴射及び主噴射が行
われ、中負荷時には前記低負荷時よりも主噴射に近接し
たところでパイロット噴射が行われる。そして、最終的
に高負荷時においては、パイロット噴射が停止されて主
噴射のみが行われる。このため、高負荷時には主噴射燃
料が高噴射率で噴射されることになり、燃料噴霧の微粒
化が良好になってスモークの発生が防止され、その結
果、前記排気性状が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術においては、急加速時等の高回転・高負荷運転時
にパイロット噴射が急に停止されるために以下の問題が
生ずる。すなわち、パイロット噴射を行っているときの
クランク角に対する燃焼室内の圧力は、図１３において
実線で表される。この状態からパイロット噴射が停止さ
れると、着火遅れ期間が増大するために、前記燃焼室内
の圧力が同図に破線で示すように上昇する。ここで、前
記パイロット噴射が急に停止されることから、燃焼室内
の圧力も急激に上昇する。。そして、この急激な圧力上
昇に起因してトルクショックが発生し、ディーゼルエン
ジンのスムーズな加速を損ねてしまう。

【０００５】このようなトルクショックの発生は、主噴
射のみが行われている状態から、その主噴射に先立ちパ
イロット噴射が行われる際にも、前記と同様にして起こ
る。本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、負荷急変時において、パイロット噴射
及び主噴射が行われている状態からパイロット噴射を停
止して主噴射のみを行わせるときや、主噴射のみが行わ
れている状態からパイロット噴射及び主噴射を行わせる
ときに発生するトルクショックを緩和することができる
ディーゼルエンジンの燃料噴射御装置を提供することに
ある。

【０００６】

【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、本発明においては図１に示すように、ディーゼル
エンジンＭ１の回転に基づくプランジャＭ２の往復動に
より高圧室Ｍ３内に燃料を吸入し、加圧する高圧ポンプ
Ｍ４と、前記高圧ポンプＭ４の高圧室Ｍ３で加圧された
高圧燃料を前記ディーゼルエンジンＭ１に噴射する燃料
噴射弁Ｍ５と、前記高圧ポンプＭ４における高圧室Ｍ３
内の燃料の圧力を調整して、前記燃料噴射弁Ｍ５にて主
噴射及び同主噴射に先立つパイロット噴射を行わせると
ともに、前記パイロット噴射と主噴射の噴射間隔を調整
するパイロット噴射調整手段Ｍ６と、前記ディーゼルエ
ンジンＭ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ７
と、前記運転状態検出手段Ｍ７によるディーゼルエンジ
ンＭ１の運転状態に基づき、主噴射のみを行う通常噴射
モードと、所定間隔でパイロット噴射及び主噴射を行う
パイロット噴射モードとを選択的に切替えるモード切替
え手段Ｍ８と、前記モード切替え手段Ｍ８によるパイロ
ット噴射モードから通常噴射モードへの切替え又は通常
噴射モードからパイロット噴射モードへの切替えに際
し、前記パイロット噴射調整手段Ｍ６による噴射間隔を
時間とともに徐々に減少又は増加させて、通常噴射モー
ド又はパイロット噴射モードでの噴射間隔にする噴射制
御手段Ｍ９とを備えている。

【０００７】

【作用】上記の構成によると、高圧ポンプＭ４のプラン
ジャＭ２は、ディーゼルエンジンＭ１の回転に基づき往
復動して高圧室Ｍ３内へ燃料を吸入し、その燃料を加圧
する。この加圧された高圧燃料は燃料噴射弁Ｍ５から前
記ディーゼルエンジンＭ１に噴射される。一方、パイロ
ット噴射調整手段Ｍ６は、前記高圧室Ｍ３内の燃料の圧
力を調整して、前記燃料噴射弁Ｍ５にて主噴射と同主噴
射に先立つパイロット噴射とを行わせる。

【０００８】前記ディーゼルエンジンＭ１の運転中に
は、その運転状態が運転状態検出手段Ｍ７によって検出
される。この検出されたディーゼルエンジンＭ１の運転
状態に基づき、モード切替え手段Ｍ８は主噴射のみを行
う通常噴射モードと、所定間隔でパイロット噴射及び主
噴射を行うパイロット噴射モードとを選択的に切替え
る。そして、前記モード切替え手段Ｍ８によってパイロ
ット噴射モードから通常噴射モードに切替えられると、
噴射制御手段Ｍ９は、前記パイロット噴射調整手段Ｍ６
による噴射間隔を時間とともに徐々に減少させて通常噴
射モードにする。また、前記モード切替え手段Ｍ８によ
って通常噴射モードからパイロット噴射モードに切替え
られると、噴射制御手段Ｍ９は、前記パイロット噴射調
整手段Ｍ６による噴射間隔を時間とともに徐々に増加さ
せてパイロット噴射モードでの噴射間隔にする。

【０００９】このため、負荷が急変してパイロット噴射
モードから通常噴射モードへ、又は通常噴射モードから
パイロット噴射モードへモードが切替えられても、パイ
ロット噴射と主噴射の噴射間隔が時間とともに徐々に減
少又は増加するので、ディーゼルエンジンＭ１の燃焼室
内での急激な圧力上昇が抑制され、トルクショックが緩
和される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基いて詳細に説明する。図２は本実施例の燃料噴射制御
装置を備えた過給機付ディーゼルエンジン２の概略構成
を示す図であり、図３は高圧ポンプとしての分配型燃料
噴射ポンプ１の断面図である。燃料噴射ポンプ１は、デ
ィーゼルエンジン２のクランク軸４４にベルト等を介し
て駆動連結されたドライブプーリ３を備えている。そし
て、ドライブプーリ３の回転によって燃料噴射ポンプ１
が駆動され、ディーゼルエンジン２の気筒（この場合は
４気筒）毎に設けられた燃料噴射弁としての燃料噴射ノ
ズル４に燃料が圧送されて燃料噴射を行う。

【００１１】ドライブプーリ３にはドライブシャフト５
が連結され、そのドライブシャフト５には、べーン式ポ
ンプよりなる燃料フィードポンプ（図では９０度展開さ
れている）６と、円板状のパルサ７とが取付けられてい
る。パルサ７の外周面には、ディーゼルエンジン２の気
筒数と同数の欠歯（この場合４個）が等角度間隔で形成
され、さらに隣接する欠歯間には１４個ずつ（合計で５
６個）の突起が等角度間隔で形成されている。そして、
前記ドライブシャフト５の基端部（図の右端部）は、図
示しないカップリングを介してカムプレート８に接続さ
れている。パルサ７とカムプレート８との間にはローラ
リング９が設けられ、そのローラリング９にはカムプレ
ート８のカムフェイス８ａに対向する複数のカムローラ
１０が取付けられている。そして、カムプレート８はス
プリング１１によって常にカムローラ１０に付勢係合さ
れている。

【００１２】カムプレート８には燃料加圧用プランジャ
１２が一体回転可能に取付けられており、前記ドライブ
シャフト５の回転力がカップリングを介してカムプレー
ト８に伝達されることにより、同カムプレート８及びプ
ランジャ１２が回転しながら図中左右方向へ往復駆動さ
れる。プランジャ１２はポンプハウジング１３に形成さ
れたシリンダ１４に嵌挿されており、これらのプランジ
ャ１２の先端面（図の右端面）とシリンダ１４の内底面
との間が高圧室１５となっている。プランジャ１２の先
端側外周には、ディーゼルエンジン２の気筒数と同数の
吸入溝１６及び分配ポート１７が形成されている。ま
た、吸入溝１６及び分配ポート１７に対応して、ポンプ
ハウジング１３には吸入通路１９及び分配通路１８が形
成されている。

【００１３】そして、ドライブシャフト５の回転に基づ
き燃料フィードポンプ６が駆動されると、図示しない燃
料タンクからの燃料が燃料供給ポート２０を介して燃料
室２１内へ供給される。また、プランジャ１２が図中左
方向へ移動（復動）して高圧室１５が減圧される吸入行
程においては、吸入溝１６の一つが吸入通路１９と連通
して、燃料室２１から高圧室１５へ燃料が導入される。
一方、プランジャ１２が図中右方向へ移動（往動）して
高圧室１５が加圧される圧縮行程においては、分配通路
１８から各気筒毎の燃料噴射ノズル４へ燃料が圧送され
て噴射される。

【００１４】前記ポンプハウジング１３には、高圧室１
５と燃料室２１とを連通させる燃料溢流用のスピル通路
２２が形成されている。スピル通路２２の途中には、パ
イロット噴射調整手段としてのピエゾスピル弁２３が設
けられている。このピエゾスピル弁２３は、前記高圧室
１５内の燃料の圧力を調整することにより、前記燃料噴
射ノズル４にて主噴射及び同主噴射に先立つパイロット
噴射を行わせるとともに、それらのパイロット噴射と主
噴射の噴射間隔を調整するためのものである。

【００１５】ピエゾスピル弁２３は上下動可能なバルブ
２４を備えており、このバルブ２４は、弁座２５に接触
することにより同スピル通路２２を閉塞（閉弁）し、同
弁座２５から離間することによりスピル通路２２を開放
（開弁）する。前記バルブ２４を駆動してスピル通路２
２を開閉させるために、バルブ２４の下側にはスプリン
グ２６の付勢力が作用し、同バルブ２４の上側には燃料
による圧力が作用するようになっている。すなわち、バ
ルブ２４の直下にはスプリング２６が圧縮状態で配設さ
れており、スピル通路２２が開放されるようにスプリン
グ２６がバルブ２４を常に上方へ付勢している。

【００１６】また、バルブ２４の上方には変圧室２７が
形成されており、この変圧室２７内の燃料が小径の連通
孔２８を介し前記バルブ２４を下方へ押圧している。前
記変圧室２７の容積を変えて、バルブ２４上面に作用す
る燃料の押圧力を調整するために、その変圧室２７の上
側にピストン２９とピエゾ素子３０とが配設され、同変
圧室２７の下側にスプリング３１が配置されている。ス
プリング３１はピストン２９を常に上方へ付勢してい
る。また、ピエゾ素子３０は、ＰＺＴ等からなる板状部
材を複数枚積層した構造をなし、電荷が供給されると伸
張してスプリング３１の付勢力に抗しピストン２９を下
動させ、電荷が放電されると収縮してスプリング３１の
付勢力によるピストン２９の上動を許容する。

【００１７】さらに、前記変圧室２７内の燃料がリーク
により減少した場合においてもバルブ２４の挙動を安定
化させるために、変圧室２７と高圧室１５とがリセット
通路３２によって連通可能となっている。このリセット
通路３２の開閉は、プランジャ１２の回転運動と往復運
動とが所定のタイミングとなったときに行われる。この
リセット通路３２の開閉により、ピエゾ素子３０が伸張
する前に変圧室２７に燃料が補充され、変圧室２７内の
初期圧力が一定にリセットされる。

【００１８】ここで、前記ピエゾスピル弁２３による燃
料の噴射制御を図５〜図９に従って簡単に説明する。ま
ず、図５はプランジャ１２が同図の左方へ移動（復動）
する燃料吸入行程を示しており、この状態ではプランジ
ャ１２の吸入溝１６が吸入通路１９と連通するととも
に、分配ポート１７が分配通路１８から遮断されてい
る。そして、ピエゾ素子３０が収縮しバルブ２４がスピ
ル通路２２を開放している。このため、燃料は吸入通路
１９から高圧室１５内へ吸入され、さらにはリセット通
路３２を通って変圧室２７に導かれる。

【００１９】前記状態から、図６に示すようにプランジ
ャ１２が回転を伴って同図の右方へ移動（往動）する
と、吸入通路１９及びリセット通路３２がともに遮断さ
れ、高圧室１５内の燃料が加圧され始める。このときに
は、ピエゾ素子３０はまだ収縮されたままであり、スピ
ル通路２２は開かれている。

【００２０】図７に示すように、ピエゾ素子３０に所定
の電圧が印加されると、圧電効果によりピエゾ素子３０
が伸張する。これにより変圧室２７内の燃料が加圧さ
れ、その燃料の押圧力がスプリング２６の付勢力に打ち
勝ってバルブ２４を下動させ、スピル通路２２を閉塞す
る。このとき、プランジャ１２の往動で高圧室１５が加
圧されても、バルブ２４の受圧面積差と変圧室２７の圧
力が高くなっていることで、バルブ２４は閉弁し続け
る。そして、図８に示すようにプランジャ１２の分配ポ
ート１７が分配通路１８と連通すると、燃料噴射ノズル
４から燃料が噴射される（燃料噴射開始）。

【００２１】所定の噴射量を得た時に、図９で示すよう
にピエゾ素子３０の電荷が解除（ショート）されると、
ピエゾ素子３０は収縮し変圧室２７の圧力が低下する。
すると、スプリング２６の付勢力によってバルブ２４が
上動し、スピル通路２２が開放される。これにより、高
圧室１５内の高圧の燃料が燃料室２１へ溢流され、噴射
が終了する（燃料噴射終了）。

【００２２】従って、ピエゾスピル弁２３のピエゾ素子
３０に電圧を印加するタイミング、ピエゾ素子３０の電
荷を放電させるタイミングを調節することにより、パイ
ロット噴射の開始時期及び終了時期、主噴射の開始時期
及び終了時期を制御することが可能である。

【００２３】図２に示すように、前記ポンプハウジング
１３の下側には、燃料噴射時期制御用のタイマ装置（図
では９０度展開されている）３４が設けられている。タ
イマ装置３４は、ドライブシャフト５の回転方向に対す
るローラリング９の位置を制御することにより、カムフ
ェイス８ａがカムローラ１０に係合する時期、すなわち
カムプレート８及びプランジャ１２の往復動タイミング
を制御するものである。

【００２４】このタイマ装置３４は油圧によって作動さ
れるものであり、タイマハウジング３５と、同タイマハ
ウジング３５内に嵌装されたタイマピストン３６と、同
じくタイマハウジング３５内一側の低圧室３７にてタイ
マピストン３６を他側の加圧室３８へ押圧付勢するタイ
マスプリング３９等とから構成されている。そして、タ
イマピストン３６はスライドピン４０を介して前記ロー
ラリング９に接続されている。

【００２５】タイマハウジング３５の加圧室３８には、
燃料フィードポンプ６により加圧された燃料が導入され
るようになっている。そして、その燃料圧力とタイマス
プリング３９の付勢力との釣り合い関係によってタイマ
ピストン３６の位置が決定される。また、タイマピスト
ン３６の位置が決定されることによりローラリング９の
位置が決定され、カムプレート８を介してプランジャ１
２の往復動タイミングが決定される。

【００２６】タイマ装置３４の燃料圧力を制御するため
に、加圧室３８と低圧室３７とを繋ぐ連通路４２にはタ
イミングコントロールバルブ４１が設けられている。タ
イミングコントロールバルブ４１はデューティ制御され
た通電信号によって開閉制御される電磁弁であり、同タ
イミングコントロールバルブ４１の開閉制御によって加
圧室３８内の燃料圧力が調整される。そして、その燃料
圧力調整によってプランジャ１２のリフトタイミングが
制御され、各燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時期が調
整される。

【００２７】なお、前記ローラリング９の上部には、電
磁ピックアップコイルよりなる回転数センサ４３が前記
パルサ７の外周面に対向して取付けられている。この回
転数センサ４３はパルサ７の突起等が横切る際に、それ
らの通過を検出してエンジン回転数ＮＥに相当するタイ
ミング信号（エンジン回転パルス）を出力する。また、
この回転数センサ４３は前記ローラリング９と一体であ
るため、タイマ装置３４の制御動作に関わりなく、プラ
ンジャリフトに対して一定のタイミングで基準となるタ
イミング信号を出力する。

【００２８】次に、ディーゼルエンジン２について説明
する。図２に示すように、このディーゼルエンジン２で
はシリンダ４５、ピストン４６及びシリンダヘッド４７
によって各気筒毎に対応する主燃焼室４８が形成されて
いる。また、シリンダヘッド４７には、同じく各気筒毎
に対応して副燃焼室４９が設けられており、これらの副
燃焼室４９は前記主燃焼室４８に連通している。そし
て、各副燃焼室４９に各燃料噴射ノズル４から噴射され
る燃料が供給される。また、各副燃焼室４９には、始動
補助装置としての周知のグロープラグ５０がそれぞれ取
付けられている。

【００２９】ディーゼルエンジン２には吸気管５２及び
排気管５５がそれぞれ接続され、その吸気管５２にはタ
ーボチャージャ５３のコンプレッサ５４が配設され、排
気管５５にはターボチャージャ５３のタービン５６が配
設されている。また、排気管５５には過給圧を調節する
ウェイストゲートバルブ５７が取付けられている。

【００３０】また、ディーゼルエンジン２には、排気管
５５内の排気の一部を吸気管５２の吸入ポート５８へ還
流させるための還流管５９が設けられている。還流管５
９の途中には排気の還流量を調節するＥＧＲバルブ６０
が設けられ、このＥＧＲバルブ６０はバキュームスイッ
チングバルブ（ＶＳＶ）６１の制御によって開閉制御さ
れる。

【００３１】さらに、吸気管５２の途中には、アクセル
ペダル６２の踏込量に連動して開閉されるスロットルバ
ルブ６３が設けられている。また、そのスロットルバル
ブ６３に平行してバイパス路６４が形成され、その途中
には、各種運転状態に応じてアクチュエータ６８によっ
て開閉制御されるバイパス絞り弁６５が設けられてい
る。アクチュエータ６８は、二つのＶＳＶ６６，６７の
制御によって駆動される。バイパス絞り弁６５は各種運
転状態に応じて開閉制御されるものであって、例えば、
アイドル運転時には騒音振動等の低減のために半開状態
に制御され、通常運転時には全開状態に制御され、さら
に運転停止時には安全のために全閉状態に制御される。

【００３２】そして、上記のように燃料噴射ポンプ１及
びディーゼルエンジン２に設けられたピエゾスピル弁２
３、タイミングコントロールバルブ４１、グロープラグ
５０及び各ＶＳＶ６１，６６，６７は、電子制御装置
（以下単に「ＥＣＵ」という）７１にそれぞれ電気的に
接続され、同ＥＣＵ７１によってそれらの駆動タイミン
グが制御される。

【００３３】前記ディーゼルエンジン２の運転状態検出
手段として、前記回転数センサ４３に加えて以下のセン
サが設けられている。すなわち、エアクリーナ６９を介
して吸気管５２に吸い込まれる空気の吸気温度を検出す
る吸気温センサ７２、スロットルバルブ６３の開閉位置
からディーゼルエンジン２の負荷に相当するアクセル開
度ＡＣＣＰＡを検出するアクセル開度センサ７３、吸入
ポート５８内の吸入圧力を検出する吸気圧センサ７４、
ディーゼルエンジン２の冷却水温を検出する水温センサ
７５、ディーゼルエンジン２のクランク軸４４の回転基
準位置、例えば特定気筒の上死点に対するクランク軸４
４の回転位置を検出するクランク角センサ７６が設けら
れている。

【００３４】前記ＥＣＵ７１には、上述した各センサ４
３，７２〜７６がそれぞれ接続されている。そして、Ｅ
ＣＵ７１は各センサ４３，７２〜７６から出力される信
号に基づいて、ピエゾスピル弁２３、タイミングコント
ロールバルブ４１、グロープラグ５０及びＶＳＶ６１，
６６，６７等を好適に制御する。

【００３５】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図４のブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７１は
中央処理装置（ＣＰＵ）８１、所定の制御プログラム及
びマップ等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）８２、ＣＰＵ８１の演算結果等を一時記憶するラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３、予め記憶されたデ
ータを保存するバックアップＲＡＭ８４等と、これら各
部と入力ポート８５及び出力ポート８６等とをバス８７
によって接続した論理演算回路として構成されている。

【００３６】ＣＰＵ８１は、ディーゼルエンジン２の運
転状態に基づき、主噴射のみを行う通常噴射モードと、
所定間隔でパイロット噴射及び主噴射を行うパイロット
噴射モードとを選択的に切替えるモード切替え手段を構
成している。また、ＣＰＵ８１は、パイロット噴射モー
ドから通常噴射モードへの切替えに際し、前記ピエゾス
ピル弁２３による噴射間隔を時間とともに徐々に減少さ
せて通常噴射モードにするとともに、通常噴射モードか
らパイロット噴射モードへの切替えに際し、前記噴射間
隔を時間とともに徐々に増加させて、パイロット噴射モ
ードでの噴射間隔にするための噴射制御手段を構成して
いる。

【００３７】入力ポート８５には、前記吸気温センサ７
２、アクセル開度センサ７３、吸気圧センサ７４及び水
温センサ７５がバッファ８８，８９，９０，９１、マル
チプレクサ９３及びＡ／Ｄ変換器９４を介して接続され
ている。同じく、入力ポート８５には、前記回転数セン
サ４３及びクランク角センサ７６が波形整形回路９５を
介して接続されている。そして、ＣＰＵ８１は入力ポー
ト８５を介して入力される各センサ４３，７２〜７６等
の検出信号を入力値として読み込む。また、出力ポート
８６には各駆動回路９６，９７，９８，９９，１００，
１０１を介してピエゾピル弁２３、タイミングコントロ
ールバルブ４１、グロープラグ５０及びＶＳＶ６１，６
６，６７等が接続されている。

【００３８】そして、ＣＰＵ８１は各センサ４３，７２
〜７６から読み込んだ入力値に基づき、ピエゾスピル弁
２３、タイミングコントロールバルブ４１、グロープラ
グ５０及びＶＳＶ６１，６６，６７等を好適に制御す
る。

【００３９】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。図１０のフローチャー
トは、ＣＰＵ８１によって実行される各処理のうち、パ
イロット噴射及び主噴射が行われているパイロット噴射
モードから、主噴射のみが行われる通常噴射モードに切
替えられたときに実行されるルーチンを示しており、所
定時間毎の定時割り込みで実行される。このルーチンへ
移行する前のパイロット噴射モードでは、図１２に示す
ように、ＣＰＵ８１はそのときのディーゼルエンジン２
の運転状態に基づき、基準となる所定のクランク角θ_a
からのパイロット噴射開始タイミングθ_p、パイロット
噴射終了タイミング（図示しない）、主噴射開始タイミ
ングθ_M及び主噴射終了タイミング（図示しない）をそ
れぞれ求め、これらのタイミングに基づきピエゾスピル
弁２３のオン・オフ時期を決定して燃料噴射制御を行っ
ている。

【００４０】このような燃料噴射制御中に処理が図１０
のルーチンへ移行すると、ＣＰＵ８１はまずステップ１
０１で、そのときのディーゼルエンジン２の運転状態が
パイロット噴射を停止すべき状態であるか否かを判断す
る。この判断は、例えばＲＯＭ８２に予め記憶されてい
るエンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣＰＡとをパ
ラメータとするマップを参照して行われる。

【００４１】運転状態がパイロット噴射を停止すべき状
態である場合には、ＣＰＵ８１はステップ１０２で前記
パイロット噴射モードにおけるパイロット噴射開始タイ
ミングθ_p及び主噴射開始タイミングθ_Mを読み込み、
ステップ１０３でそれら両タイミングθ_p，θ_Mが一致
しているか否かを判定する。パイロット噴射モードから
通常噴射モードへ切替わった直後ではパイロット噴射開
始タイミングθ_pが主噴射開始タイミングθ_Mよりも早
い（θ_p＜θ_M）。この場合にはＣＰＵ８１はステップ
１０４へ移行し、回転数センサ４３によるそのときのエ
ンジン回転数ＮＥを読み込む。

【００４２】次に、ＣＰＵ８１はステップ１０５へ移行
し、前記エンジン回転数ＮＥに基づき、パイロット噴射
開始タイミングθ_pを変更するために用いる更新量Δθ
_pを算出する。この更新量Δθ_pの算出はＲＯＭ８２に
予め記憶された図１１に示すマップを参照して行われ
る。このマップには、エンジン回転数ＮＥに対する更新
量Δθ_pが定められている。本実施例では、エンジン回
転数ＮＥが増加するに従い更新量Δθ_pが減少するよう
なマップが用意されている。

【００４３】ＣＰＵ８１は前記ステップ１０５におい
て、そのときのエンジン回転数ＮＥに応じた更新量Δθ
_pを求めると、ステップ１０６へ移行し、前記ステップ
１０２で読み込んだパイロット噴射開始タイミングθ_p
に前記更新量Δθ_pを加算して新たなパイロット噴射開
始タイミングθ_pとし、このルーチンを終了する。そし
て、ＣＰＵ８１は更新したパイロット噴射開始タイミン
グθ_p、及び前記ステップ１０２での主噴射開始タイミ
ングθ_Mをもとに、ピエゾスピル弁２３のオン・オフ時
期を決定してパイロット噴射及び主噴射を実行する。

【００４４】次回以降の処理においてステップ１０６で
の処理が実行される毎にパイロット噴射開始タイミング
θ_pが更新量Δθ_pずつ遅くなり、主噴射開始タイミン
グθ _Mに近づく。これにより、パイロット噴射と主噴射
の噴射間隔ΔＴ（＝θ_M−θ _P）が時間とともに徐々に
減少する。

【００４５】そして、前記ステップ１０３において、パ
イロット噴射開始タイミングθ_pが主噴射開始タイミン
グθ_Mと一致する（θ_P＝θ_M）と、ＣＰＵ８１はパイ
ロット噴射と主噴射の噴射間隔ΔＴがなくなり、パイロ
ット噴射が停止されたと判断して、このルーチンを終了
する。

【００４６】このように、本実施例では図１２で示すよ
うに、パイロット噴射モードから通常噴射モードへの移
行に際し、主噴射開始タイミングθ_Mを変えずに、パイ
ロット噴射開始タイミングθ_Pを更新量Δθ_Pずつ増加
させる（θ_P＜θ_Pa＜θ_Pb）ようにした。これにより、
前記ピエゾスピル弁２３によって実行されるパイロット
噴射と主噴射の噴射間隔ΔＴは時間とともに、つまり図
１２の下側へ移行するに従い徐々に減少し（ΔＴ＞ΔＴ
_a＞ΔＴ_b）、最終的に噴射間隔ΔＴがなくなって通常
噴射モードとなる。

【００４７】従って、高回転・高負荷運転時における排
気性状の向上を目的として、燃料噴射率を上昇させるた
めにパイロット噴射を停止する際には、従来技術とは異
なって急激にパイロット噴射が停止されるのではなく、
噴射間隔ΔＴが徐々に変更されることとなる。このた
め、前記のような高回転・高負荷運転時でのモード切替
え時には、主燃料室４８内の圧力が上昇するにもかかわ
らず、急激なトルク変動を抑えてトルクショックを緩和
し、スムーズな加速を実現することができる。

【００４８】また、本実施例の燃料噴射制御は、燃料噴
射量制御とは独立して行うことが可能なため、自由度が
高い。なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるも
のではなく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱し
ない範囲で任意に変更してもよい。

【００４９】前記実施例では、パイロット噴射モードか
ら通常噴射モードへの切替え時に、噴射間隔ΔＴを時間
とともに徐々に減少させて通常噴射モードにするように
したが、これとは逆に、通常噴射モードからパイロット
噴射モードへの切替え時に、噴射間隔ΔＴを時間ととも
に徐々に増加させて、パイロット噴射モードでの噴射間
隔にするようにしてもよい。この場合には、主噴射開始
タイミングθ_Mから予め設定した更新量を減算し、パイ
ロット噴射開始タイミングを、目的とするパイロット噴
射モードでのパイロット噴射開始タイミングθ_Pに徐々
に近づけるようにする。このようにしても、前記実施例
と同様にモード切替え時に発生するトルクショックを緩
和することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、パ
イロット噴射モードから通常噴射モードへの切替え又は
通常噴射モードからパイロット噴射モードへの切替えに
際し、パイロット噴射と主噴射の噴射間隔を時間ととも
に徐々に減少又は増加させて、通常噴射モード又はパイ
ロット噴射モードでの噴射間隔にするようにしたので、
負荷が急変してモードが切替えられても、ディーゼルエ
ンジンの燃焼室内での急激な圧力上昇を抑えて、同モー
ド切替え時に発生するトルクショックを緩和することが
できるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念構成図である。

【図２】本発明を具体化した一実施例におけるディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置を示す概略構成図であ
る。

【図３】一実施例における分配型燃料噴射ポンプを示す
断面図である。

【図４】一実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【図５】一実施例において、プランジャが復動して高圧
室内に燃料が吸入される状態を示す部分断面図である。

【図６】一実施例において、図５の状態からプランジャ
が往動して高圧室内の燃料が加圧される状態を示す部分
断面図である。

【図７】一実施例において、図６の状態からピエゾ素子
が伸張してスピル通路が閉塞された状態を示す部分断面
図である。

【図８】一実施例において、燃料が噴射される状態を示
す部分断面図である。

【図９】一実施例において、図８の状態からピエゾ素子
が収縮して燃料噴射が終了する状態を示す部分断面図で
ある。

【図１０】一実施例において、パイロット噴射モードか
ら通常噴射モードへ切替えられたときの処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図１１】一実施例において、エンジン回転数に対する
パイロット噴射開始タイミングの更新量が定められたマ
ップを示す図である。

【図１２】一実施例の作用を説明するための噴射率のタ
イミングチャートである。

【図１３】クランク角と燃料室内の圧力との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１…高圧ポンプとしての燃料噴射ポンプ、２…ディーゼ
ルエンジン、４…燃料噴射弁としての燃料噴射ノズル、
１２…プランジャ、１５…高圧室、２３…パイロット噴
射調整手段としてのピエゾスピル弁、４３…運転状態検
出手段の一部を構成する回転数センサ、７３…運転状態
検出手段の一部を構成するアクセル開度センサ、８１…
モード切替え手段及び噴射制御手段を構成するＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】ディーゼルエンジンの回転に基づくプラ
ンジャの往復動により高圧室内に燃料を吸入し、加圧す
る高圧ポンプと、前記高圧ポンプの高圧室で加圧された
高圧燃料を前記ディーゼルエンジンに噴射する燃料噴射
弁と、前記高圧ポンプにおける高圧室内の燃料の圧力を
調整して、前記燃料噴射弁にて主噴射及び同主噴射に先
立つパイロット噴射を行わせるとともに、前記パイロッ
ト噴射と主噴射の噴射間隔を調整するパイロット噴射調
整手段と、前記ディーゼルエンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段によるデ
ィーゼルエンジンの運転状態に基づき、主噴射のみを行
う通常噴射モードと、所定間隔でパイロット噴射及び主
噴射を行うパイロット噴射モードとを選択的に切替える
モード切替え手段と、前記モード切替え手段によるパイ
ロット噴射モードから通常噴射モードへの切替え又は通
常噴射モードからパイロット噴射モードへの切替えに際
し、前記パイロット噴射調整手段による噴射間隔を時間
とともに徐々に減少又は増加させて、通常噴射モード又
はパイロット噴射モードでの噴射間隔にする噴射制御手
段とを備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置。