JPH0586932A - デイーゼル機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温クランキング状態の良好な始動性を確保
し、その後のアイドル安定前のレーシングなどによる失
火の発生をも防止し、確実にかつ安定的に低温始動状態
の燃焼制御を行う。 【構成】 スタータスイッチ，冷却水温、エンジン回転
数の状態から、低温クランキング状態または、低温レー
シング状態を検出し、スプリット噴射モードを設定す
る。回転同期割り込みルーチンにおいて、目標燃料噴射
量ＱＦＩＮ，目標通電期間ＴＱを算出し（Ｓ２１０，Ｓ
２２０）、スプリット噴射モードがＯＮに設定されてい
る場合はプレ噴射通電期間ＴＱｐを求め（Ｓ２３０，Ｓ
２７０）、主噴射通電期間ＴＱｍを求め（Ｓ２８０）、
ＢＴＤＣ１５°ＣＡにおいてプレ噴射を、ＴＤＣにおい
て主噴射を実行する（Ｓ２５０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の燃料
噴射装置に係り、詳しくは低温始動状態における燃料噴
射に特徴を有する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６２−２５８１
６０号公報記載のものなど、各種のディーゼル機関にお
いて、エンジン回転速度やアクセル開度などの種々の条
件に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期が決定されてい
る。この内、燃料噴射時期は、クランク角度として演算
されるが、現実には図１９に示す様に、ある基準角度ま
でクランク軸が回転した時点からの経過時間（図示Ｔ
Ｔ）により時間制御でコントロールされている。このた
め、特に低温始動時において以下の様な問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】即ち、エンジンクラン
キング状態では、エンジンの回転変動が極めて大きいた
め、従来の時間制御では大きな制御誤差を生じることと
なり、低温時の様な燃料が着火しずらい状況において
は、このような制御誤差が失火につながり、始動性を悪
化させるという問題があった。

【０００４】この理由を図１８，図１９を用いて説明す
る。今、図１８の［ＰＨＡＳＥ Ａ］で燃料が着火、つ
まり爆発したとする。この時は、図１９の［ＰＨＡＳＥ
Ａ］にＴＦＩＮで示す目標燃料噴射時期での燃料噴射
が着火につながったわけである。この着火（爆発）によ
り、図１８に示す様に、エンジン回転数は変動しながら
も上昇してゆく。この結果、［ＰＨＡＳＥ Ｂ］に至っ
たとする。この時の所望の燃料噴射時期ＴＦＩＮは、図
１９の［ＰＨＡＳＥ Ｂ］に破線で示す通りである。こ
の燃料噴射時期ＴＦＩＮ［゜ＣＡ］は、上述の様に基準
クランク角度からの通電開始時期ＴＴ［μｓｅｃ］によ
る時間制御で実現される。この通電開始時期ＴＴ［μｓ
ｅｃ］は、開弁遅延時間ＴＤ［μｓｅｃ］とエンジン回
転数Ｎｅ［ｒｐｍ］とを考慮しつつ目標燃料噴射時期Ｔ
ＦＩＮ［°ＣＡ］を実現する様に算出されるが、この際
に必要となってくるエンジン回転数Ｎｅ［ｒｐｎ］は、
ＣＰＵの能力上、前気筒での値を使用せざるを得ない。
加速状態にある場合は、実際に燃料を噴射しようとする
タイミングの回転数に比べ、前気筒時の回転数は相当に
低い。従って、必然的に、本来あるべき通電開始時期Ｔ
Ｔに比べ実際制御に使う通電開始時期ＴＴ’は大きな値
として算出される。この結果、図１８の［ＰＨＡＳＥ
Ｂ］に示すように、目標噴射時期ＴＦＩＮより時間ＩＤ
だけおくれたタイミングで燃料が噴射されることにな
る。従って、所望の時期に燃料が噴射されずに失火し、
再びエンジン回転数は低下してゆき、良い始動性が得ら
れないことになる。

【０００５】この様な失火は、特に低温始動時に顕著で
ある。図２０に示すように、低温時（図示Ｌ）は吸入空
気自体の温度が低いため、圧縮行程に入って燃焼室内の
空気の温度が上昇したとしても、燃料が着火可能な温度
に上昇する期間ＴＵＰＬはきわめて短くなり、この短い
期間ＴＵＰＬ内に精度よく、燃料噴射を開始しないとな
らないからである。なお、図示Ｈは高温時の燃焼室内温
度を表し、その着火可能温度上昇期間はＴＵＰＨと長く
なる。

【０００６】このような問題を解決する手段として、一
つには燃料噴射時期を精度良く実施できる様に、時間制
御でなく、角度制御で燃料噴射時期をコントロールする
対策が考えられる。しかしこの場合、基準角度パルサを
例えば０．５°ＣＡ程度のものにするなど、クランク角
度検出精度の向上が必要である。この様なパルサをクラ
ンク軸上に設置したと仮定すると、実に７２０パルス用
のパルサを用意しなければならず、パルサの製作量等の
上昇により工数的に不適であるとともに、このパルスを
入力し、数々の演算処理を実施するＥＣＵにとっても回
転同期割込み処理が過大となり、他の種々の制御等への
影響も多大となるという問題があった。

【０００７】また、ポイント的に精度よく燃料噴射が実
行できたとしても、一気に大量の燃料が気化することと
なり、その気化熱により、かえって気筒内の温度を低下
させるおそれもある。これでは低温始動時の失火防止対
策とはならない。本発明は、このような問題を現状の構
成を複雑化することなく解決し、低温クランキング状態
の良好な始動性を確保し、さらにはその後のアイドル安
定前のレーシングなどによる失火の発生をも防止し、確
実にかつ安定的に低温始動状態の燃焼制御を行い得るデ
ィーゼル機関の燃料噴射装置を提供することを目的とし
て完成された。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するために、本発明は、図１に例示する様に、ディー
ゼル機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該
検出される運転状態に基づいて必要な燃料噴射量及び燃
料噴射時期を含んだ燃料噴射条件を演算する燃料噴射条
件演算手段と、該演算された燃料噴射条件に基づいて燃
料噴射を行う燃料噴射手段とを備えるディーゼル機関の
燃料噴射装置において、ディーゼル機関が所定の低温始
動状態にあるか否かを判定する判定手段と、該判定手段
によりディーゼル機関が所定の低温始動状態にあると判
定された場合には、燃料噴射を複数回に分けたスプリッ
ト噴射の実行を指示するスプリット噴射指示手段と、該
スプリット噴射の実行が指示された場合には、前記必要
な燃料噴射量をスプリット噴射の各燃料噴射に配分する
燃料噴射量配分手段と、該配分がなされた場合には、前
記燃料噴時期に代えて、上死点前の所定時期とその後の
所定時期とからなるスプリット噴射の各噴射時期を設定
するスプリット噴射時期設定手段とを備えることを特徴
とする。

【０００９】本発明のディーゼル機関の燃料噴射装置に
よれば、低温始動時において、複数回に分けて、特に最
初の燃料噴射については上死点前の所定時期に燃料噴射
が実行される。燃料噴射が複数回に分けられることか
ら、気筒内で一気に大量の燃料が気化するということが
なく、気化熱による気筒内温度の低下を避けつつ必要な
量の燃料を噴射することができる。また、最初の燃料噴
射により、気筒内の空気は活性度の高い状態となる。こ
の結果、気筒内に火種ができた状態になる。

【００１０】このスプリット噴射における各燃料噴射
は、上死点との関係を考慮できさえすれば、従来の如く
時間制御としても構わないが、前記スプリット噴射時期
設定手段が、前記スプリット噴射時期として少なくとも
最初の燃料噴射を回転角に同期した時期に設定すること
とすれば、急激な回転変動による影響を避けて安定した
制御を確実に実行することができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の構成・作用・効果を一層明瞭
にするため、コモンレール式の燃料噴射装置について本
発明を適用した好適な実施例を説明する。図２は可変吐
出量高圧ポンプを備えるコモンレール式燃料噴射装置の
構成図である。

【００１２】このコモンレール式燃料噴射装置１は、６
気筒ディーゼルエンジン用のものであって、各気筒に配
設される６個のインジェクタ３と、各インジェクタ３に
供給する高圧燃料を蓄圧するコモンレール５と、コモン
レール５に燃料タンク７から燃料を圧送する可変吐出量
の高圧ポンプ９と、これらを制御する電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）１１とを備える。

【００１３】燃料タンク７に蓄えられた燃料は、フィー
ドポンプ１３により吸い上げられ、高圧ポンプ９へ低圧
状態にて圧送される。低圧で圧送された燃料は、図３に
示す様に、高圧ポンプ９内に設置された燃料ギャラリー
１５に蓄えられ、チェック弁１７の設定開弁圧により一
定圧に維持されている。この設定開弁圧以上に燃料ギャ
ラリー１５内の燃料圧が上昇した場合には、チェック弁
１７が開弁され、燃料は燃料タンク７へと戻される。

【００１４】一方、燃料ギャラリー１５は、電磁制御弁
１９を介して燃料加圧用のチャンバー２１と連通・遮断
される。チャンバー２１には、プランジャー２３が嵌合
されている。このプランジャー２３が上昇する際に電磁
制御弁１９を閉ざすと、チャンバー２１内で燃料が加圧
される。この圧力がチェック弁２５の開弁圧以上になる
と、チャンバー２１内の燃料がコモンレール５に圧送さ
れることになる。従って、加圧圧送の開始時期は電磁制
御弁１９の閉弁時期により定まる。圧送終了時期は、プ
ランジャー２３の上死点到達時期に対応して一定である
ため、圧送開始時期を早めれば、圧送量が増すことにな
る。このような機構を用い、ＥＣＵ１１は目標とするコ
モンレール圧を得るため、この電磁制御弁１９の閉弁時
期を制御する。

【００１５】なお、以上の高圧ポンプ系の作動詳細は本
発明と直接的に関与しないため、これ以上詳細な説明を
省略する。詳細説明については、特開平２−１４６２５
６号公報に記載されているのでそちらを参照されたい。
上述のように燃料は、高圧ポンプ９により加圧圧送され
てコモンレール５に蓄えられる。その時の燃料圧力はコ
モンレール５に設置されたコモンレール圧センサ２７に
て検出され、ＥＣＵ１１へ電気信号として送られる。Ｅ
ＣＵ１１は前述したようにこのコモンレール圧が目標値
となるように電磁制御弁１９の閉弁時期をコントロール
する。なお、コモンレール５にはプレッシャリミッタ２
９が配設され、内圧が高くなり過ぎない様にも対処され
ている。

【００１６】こうしてコモンレール５に蓄えられた高圧
の燃料は、図４に示す様に、フローリミッタ３１を介し
てエンジン３３の各気筒毎に設置されたインジェクタ３
に送られる。燃料は、インジェクタ３内で二方向に分岐
する。その一方は、三方弁３５のポートα及びポートβ
を介してコマンドピストン３７の背面に流れ込んでい
る。また他方は、コマンドピストン３７に連結されたニ
ードル３９の下端の油溜り４１に流入している。即ち、
インジェクタ３内で分岐した燃料は、ニードル３９を押
し下げる力と押し上げる力に分かれている。このとき、
コマンドピストン３７の背面の面積の方が大きいため、
全体としては下向きの力、つまりニードル３９を閉弁維
持する力の方が勝っている。従って、三方弁３５が図示
の連通状態（ポートαからポートβへの連通状態）にあ
る場合には燃料は噴射されない。

【００１７】燃料噴射に当たっては、ＥＣＵ１１が、後
述する演算結果に基づく所定のタイミングにて所定期間
に渡ってＣＰＵ４１の出力ポート４３をＯＮにすること
により実行される。ＣＰＵ４１の出力ポート４３がＯＮ
となると、トランジスタ４５が導通状態に切り換えら
れ、三方弁３５に付設された電磁コイル４７に通電がな
される。この結果、三方弁３５はポートβとポートγと
が連通する状態に切り換わり、コマンドピストン３７の
背面にはコモンレール５からの燃料圧が加わらなくなる
と共に、背面に流れ込んでいた高圧燃料は燃料タンク７
へ逃げることになる。この結果、コマンドピストン３７
の背圧は下がり、ニードル３９を上方向へ押し上げる力
の方が勝ることになり、ノズルが開弁し、燃料の噴射が
開始される。

【００１８】なお、こうした燃料噴射や各種制御を行う
ため、図２に示す様に、ＥＣＵ１１にはコモンレール圧
センサ２７の他、気筒判別センサ５１，クランク角セン
サ５３，アクセル開度センサ５５，アイドルスイッチ５
７，スタータスイッチ５９，冷却水温センサ６１などの
各種運転状態検出手段からの信号も入力されている。

【００１９】また、図４に示す様に、バッテリ＋Ｂから
電磁コイル４７への回路中には、該電磁コイル４７の高
速駆動用のコンデンサ６３が介装されている。つまり、
トランジスタがＯＮとなった直後は電磁コイル４７には
ピーク電流Ｉｐが通電され、その後バッテリ電圧に基づ
いて一定電流Ｉｈが通電される様に構成されている（図
５の（Ａ）参照）。

【００２０】なお、後述する目標通電期間ＴＱの経過後
に、電磁コイル４７への通電を停止することにより、再
びポートαとポートβとが連通した状態に復帰し、コマ
ンドピストン３７に高い背圧を加えてニードル３９を閉
弁方向へ移動させ、燃料噴射を終了させる。

【００２１】次に、前述したインジェクタ３の電磁コイ
ル４７への通電制御について説明する。ＥＣＵ１１内に
設置されたＣＰＵ４１は、図６に示すメインルーチンに
て、まずアクセル開度Ａｃｃｐをアクセル開度センサ５
５の出力値より算出する（Ｓ１０）。次に、クランク角
センサ５３から１５°ＣＡ毎に入力されるＮｅパルスに
基づいてエンジン回転数Ｎｅを求める（Ｓ２０）。具体
的には、１５°ＣＡ間のパルス経過時間を計測すれば公
知の算出方法にて算出できる。次にアクセル開度Ａｃｃ
ｐとエンジン回転数Ｎｅを用いて図７に示すようなガバ
ナパターンマップ１０１を参照し、目標燃料噴射量ＱＦ
ＩＮを求める（Ｓ３０）。次にエンジン回転数Ｎｅと目
標燃料噴射量ＱＦＩＮを用いてタイミングマップ１０２
を参照し、目標燃料噴射時期ＴＦＩＮを求める（Ｓ４
０）。次にエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ＱＦＩ
Ｎを用いて圧力マップ１０３を参照し、目標コモンレー
ル圧ＰＦＩＮを求める（Ｓ５０）。そして、本実施例の
特徴である燃料噴射モード判定処理（Ｓ６０）に移行す
る。

【００２２】燃料噴射モード判定処理は、図８に示す手
順で進行し、通常の燃料噴射を実行すべき状態にある
か、それとも噴射回数を２回に分けたスプリット噴射を
実行すべき状態にあるかを判定し、モード設定を行う処
理である。この処理においては、まず、現在すでにスプ
リット噴射モードとなっているか否かを判定する（Ｓ１
１０）。スプリット噴射モードがＯＦＦなら、スタータ
スイッチ５９の信号からスタータがＯＮとなっているか
否かを判定する（Ｓ１１５）。「ＮＯ」と判定された
ら、スプリット噴射モードをそのままＯＦＦに維持する
（Ｓ１２０）。一方、「ＹＥＳ」と判定された場合は、
冷却水温ＴＨＷに関する条件を判定する（Ｓ１２５）。

【００２３】このＳ１２５の判定には、制御が不安定と
ならないように、ヒステリシスを有する条件が使用され
る。なお、最初の判定においては、冷却水温ＴＨＷが０
℃以下であれば判定「０」が採用され、０℃を越えると
きにのみ判定「１」が採用される。この判定結果は次回
の判定まで記憶される。そして、２回目以降の判定で
は、前回の判定結果との関係から「０」のライン上にあ
るのか「１」のライン上にあるのかを考慮して判定を
「０」とすべきか「１」とすべきかを決定する。このＳ
１２５の判定が「１」となった場合は、Ｓ１２０に移行
してスプリット噴射モードをＯＦＦに維持する。一方、
「０」と判定された場合は、エンジン回転数Ｎｅに関す
る条件を判定する（Ｓ１３０）。このＳ１３０の判定に
おいても、Ｓ１２５と同様にヒステリシスを有する条件
が使用される。従って、最初はエンジン回転数Ｎｅが６
００ｒｐｍ以下であるか否かで判定をし、２回目以降は
ヒステリシスに基づいた判定がなされる。このＳ１３０
の判定が「１」となった場合は、Ｓ１２０に移行してス
プリット噴射モードをＯＦＦに維持する。そして、
「０」と判定された場合は、スプリット噴射モードをＯ
ＦＦからＯＮに切り換える（Ｓ１３５）。

【００２４】一方、Ｓ１１０の判定において、スプリッ
ト噴射モードがＯＮとなっていた場合もスタータの状況
（Ｓ１４０）、冷却水温ＴＨＷの条件（Ｓ１４５）、及
びエンジン回転数Ｎｅの条件（Ｓ１５０）に応じてスプ
リット噴射モードのＯＮを維持すべきか、ＯＦＦに切り
換えるべきかを決定し、モード設定を行う（Ｓ１５５，
Ｓ１６０）。なお、Ｓ１４０においてスタータがＯＦＦ
であると判定された場合には、直ちにスプリット噴射モ
ードをＯＦＦに切り換えるのではなく、１秒の遅延条件
を加味する処理を挿入している（Ｓ１６５）。このＳ１
６５の処理を採用することによって、冷却水温ＴＨＷや
エンジン回転数Ｎｅの判定条件においてヒステリシスを
設けたのと同様に、制御の不安定化を防止している。

【００２５】この処理によって、エンジン始動時及び始
動直後１秒間において、冷却水温ＴＨＷが低くかつエン
ジン回転数Ｎｅが低い場合にはスプリット噴射モードが
設定され、それ以外の場合には通常噴射モードが設定さ
れることになる。次に、燃料噴射制御について説明す
る。燃料噴射制御は図９に示すルーチンに従って実行さ
れる。

【００２６】この処理は、回転同期割り込みで実行さ
れ、まず、コモンレール圧センサ２７の検出信号よりコ
モンレール５内の実際の燃料圧力（実コモンレール圧）
ＮＰＣを入力する（Ｓ２１０）。次に、目標燃料噴射量
ＱＦＩＮと実コモンレール圧ＮＰＣを用いて図１０に示
す通電期間マップ１０４を参照し、目標通電期間ＴＱを
算出する（Ｓ２２０）。そして、スプリット噴射モード
がＯＮに設定されているか否かを判定する（Ｓ２３
０）。スプリット噴射モードがＯＦＦの場合には、実コ
モンレール圧ＮＰＣの下でインジェクタ駆動信号がＯＮ
とされた時点から現実にノズルが開弁するまでのインジ
ェクタ作動遅れ時間ＴＤを、図１１に示すインジェクタ
特性マップ１０５より求める（Ｓ２４０）。そして、図
５の（Ａ）に示す様に、ＮｅパルスＮｏ．０を基準にし
たときの目標インジェクタ通電開始時期ＴＴを数１にて
算出し（Ｓ２５０）、この目標インジェクタ通電開始時
期ＴＴと目標通電期間ＴＱとから駆動パルスをセットす
る（Ｓ２６０）。

【００２７】

【数１】

【００２８】一方、Ｓ２３０にてスプリット噴射モード
がＯＮとなっていると判定された場合は、まず、プレ噴
射用の通電期間（プレ噴射通電期間）ＴＱｐを求める
（Ｓ２７０）。本発明者らの実験結果によると、プレ噴
射と主噴射の比は１：３が最良であったため、本実施例
ではプレ噴射通電期間ＴＱｐはＳ２２０にて算出した目
標通電期間ＴＱの１／４とした。

【００２９】次に、主噴射通電期間ＴＱｍを求める（Ｓ
２８０）。前述したように主噴射はプレ噴射の３倍が最
良であったから「ＴＱｍ＝３*ＴＱｐ 」とすればよい訳
であるが、駆動回路上の制約からコンデンサ６３の高電
圧チャージエネルギーをプレ噴射駆動時に消費してしま
うため、主噴射駆動時には高電流Ｉｐを得ることが難し
いということを考慮し、その分の補正量「＋Ｃ」を加算
することとした。従って、プレ噴射通電期間ＴＱｐ及び
主噴射通電期間ＴＱｍは数２，数３にて算出される。

【００３０】

【数２】

【００３１】

【数３】

【００３２】このように求めた各噴射期間ＴＱｐ、ＴＱ
ｍに基づいて、図５の（Ｂ）に示すように、それぞれＮ
ｅパルスＮｏ．１（ＢＴＤＣ１５°ＣＡ），Ｎｅパルス
Ｎｏ．２（ＴＤＣ）に同期して駆動信号を発生させる様
に、駆動パルスがセットされる（Ｓ２５０）。

【００３３】こうして、低温始動時には、スプリット噴
射がセットされる結果、図１２に示す様に、少量のプレ
噴射燃料により、気筒内の空気温度を気化熱等で下げる
ことなく、着火が行われ、その後の主噴射による燃焼の
ための火種が形成される。そして、ひきつづき噴射する
主噴射燃料がこの火種と接触することにより、確実に着
火燃焼することができ、以後急激な回転上昇にもかかわ
らず失火することなく安定した燃焼を得ることができ、
始動性を向上させることができる。

【００３４】この様な良好な作用効果を奏することがで
きるのは、単に低温始動時にスプリット噴射をするのみ
ならず、その１回目であるプレ噴射を上死点前の所定時
期に実行する構成を採用したからである。また、実施例
では、これを回転同期により実行することとしたから、
エンジンクランキング時の様な急激な回転変動がある状
態においても、的確な時期に、安定的にスプリット噴射
を実行することができる。この結果、常に安定して始動
性を向上することができる。

【００３５】以上は、エンジンクランキング時での始動
性を問題とする実施例であったが、エンジンクランキン
グ後も、レーシングなどにより始動性が悪化する場合が
ある。そこで、エンジンクランキング時及びその後を含
む低温始動時の始動性を向上する第２実施例について説
明する。

【００３６】第２実施例は、第１実施例とシステム、メ
インルーチン、回転割り込みルーチンなどを同一にす
る。異なるのは、スプリット噴射モード判定ロジックの
一部である。このロジックは、図１３に示す様に、スプ
リット噴射モードとなっていないと判断され（Ｓ１１
０：ＯＦＦ）、かつスタータＯＦＦと判断された場合に
（Ｓ１１５；ＮＯ）、直ちにスプリット噴射モードのＯ
ＦＦを維持する処理へ移行するのではなく、一旦エンジ
ン回転数Ｎｅの変化が急上昇か否かを判定し（Ｓ１８
０）、急上昇でなかった場合はスプリット噴射モードＯ
ＦＦを維持する処理（Ｓ１２０）に進む。一方、エンジ
ン回転数Ｎｅが急上昇していると判定された場合には、
Ｓ１２５と同様に、冷却水温ＴＨＷに関する条件を判定
し（Ｓ１８５）、所定の低温状態であるときはスプリッ
ト噴射モードをＯＦＦからＯＮに切り換える（Ｓ１９
０）。この結果、エンジンクランキング時だけでなく、
その後のアイドル安定前の低温始動状態においてレーシ
ングが行われた場合にはスプリット噴射が実行されるこ
とになり、図１８にて指摘した様な急激な回転変動時の
失火を良好に防止することができる。

【００３７】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれらに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内の
種々なる態様を採用することができる。本発明の実施例
ではスプリット噴射モード判定条件を、スタータ信号、
エンジン回転数，冷却水温のみで判定したが、それ以外
にも吸気温あるいは吸気圧力を判定パラメータに加えて
もよい。

【００３８】また、スプリット噴射の分割を本発明では
実施例として２回に分けて説明したが、３回あるいはそ
れ以上に分けて噴射しても同様の効果が得られると考え
られる。また、分割比も１：３で説明したがエンジンに
よってはそれ以外の分割比が良い場合も考えられる。

【００３９】そこで、次の様に変形を加えることもでき
る。第１の変形例は分割比を可変とするものである。こ
の変形例は、図１４に示す様に、エンジンパラメータ、
例えば冷却水温に応じて、プレ噴射燃料量Ｑｐと主噴射
燃料量Ｑｍとの分割比α＝Ｑｐ／Ｑｍを変化させること
とするものである。制御的には、図１５に示す様に、実
施例の回転同期割り込みルーチンのステップＳ２７０の
前に、分割比αを算出するためのステップＳ３００を追
加し、この分割比αに基づいてプレ噴射通電期間ＴＱｐ
及び主噴射通電期間ＴＱｍを算出することとすればよ
い。

【００４０】第２の変形例は、分割噴射の回数を可変と
するものである。この変形例は、図１６に示す様に、エ
ンジンパラメータ、例えば冷却水温に応じて、全くプレ
噴射を行わない分割数ｎ＝１から、プレ噴射を１回，２
回，３回に分ける分割数ｎ＝２，３，４までを可変とす
るものである。制御的には、図１７に示す様に、実施例
の回転同期割り込みルーチンのステップＳ２７０の前
に、分割数ｎを算出するためのステップＳ４００を追加
すればよい。その後のプレ噴射通電期間ＴＱｐ及び主噴
射通電期間ＴＱｍの算出に当たっては、分割数ｎ＝２，
３，４に対して予め実験的に求めておいた比率による演
算を実行することとすればよい。もちろん、第１の変形
例と組み合わせて、分割数ｎ及び分割比αを可変として
両者を所定のエンジンパラメータにて演算する構成とし
てもよい。

【００４１】各変形例における分割比αや分割数ｎは、
冷却水温に限らず、吸気温，エンジン回転数，燃焼室
圧，燃焼室温，排気温などにより決定することとしても
よい。また、こうした変形例及び上述の実施例におい
て、駆動回路に複数の高電圧チャージ用のコンデンサを
配設して、スプリット回数分の回路をもって制御する構
成としてもよい。

【００４２】さらに、実施例ではプレ噴射、主噴射とも
Ｎｅパルスに同期して噴射するようにしているが、プレ
噴射あるいは主噴射いずれか一方のみをＮｅパルス同期
にしてもかなり効果が上げられる。特に、主噴射につい
ては、燃料のプレ噴射により気筒内の状態が活性化され
た後の燃料噴射であるから、着火可能範囲が広がること
によりその最適噴射タイミングは範囲が広がることにな
るから、Ｎｅパルスに同期させなくても十分に精度のよ
い制御を実行することができる。

【００４３】加えて、コモンレール式の装置に限らず、
他のタイプの電子制御式の装置に適用しても構わない。
また、メカニカルな燃料噴射装置にも本発明を適用し得
る。

【００４４】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、現状の構成
を複雑化することなく、低温クランキング状態の良好な
始動性を確保し、さらにはその後のアイドル安定前のレ
ーシングなどによる失火の発生をも防止し、確実にかつ
安定的に低温始動状態の燃焼制御を行い得る。

【００４５】特に、請求項２記載の発明によれば、急激
な回転変動による影響を避けて安定した制御を確実に実
行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を例示する構成図である。

【図２】 実施例のシステムを示す構成図である。

【図３】 高圧ポンプの構成を示す模式図である。

【図４】 インジェクタの構成を示す模式図である。

【図５】 通常噴射モード及びスプリット噴射モードに
よる燃料噴射制御の状態を示すタイミングチャートであ
る。

【図６】 実施例においてＥＣＵの実施するメインルー
チンのフローチャートである。

【図７】 メインルーチンで使用するマップ同士の関係
を示す説明図である。

【図８】 スプリット噴射モード判定ロジックのフロー
チャートである。

【図９】 燃料噴射のための回転割り込みルーチンのフ
ローチャートである。

【図１０】 目標通電期間算出用のマップである。

【図１１】 目標インジェクタ通電開始時期算出用のマ
ップである。

【図１２】 スプリット噴射による燃料噴射と気筒内圧
の関係を示すタイミングチャートである。

【図１３】 第２実施例においてスプリット噴射モード
判定ロジックのフローチャートである。

【図１４】 第１変形例におけるスプリット噴射分割比
算出用のマップである。

【図１５】 第１変形例の燃料噴射のための回転割り込
みルーチンのフローチャートである。

【図１６】 第２変形例におけるスプリット噴射分割数
算出用のマップである。

【図１７】 第２変形例の燃料噴射のための回転割り込
みルーチンのフローチャートである。

【図１８】 低温始動時の着火・失火の状態を示す説明
図である。

【図１９】 従来例の燃料噴射制御の状態を示すタイミ
ングチャートである。

【図２０】 吸入空気温度と燃焼室内温度の関係を示す
説明図である。

【符号の説明】

１・・・コモンレール式燃料噴射装置、３・・・インジ
ェクタ、５・・・コモンレール、７・・・燃料タンク、
９・・・高圧ポンプ、１１・・・ＥＣＵ、２７・・・コ
モンレール圧センサ、３３・・・エンジン、５１・・・
気筒判別センサ、５３・・・クランク角センサ、５５・
・・アクセル開度センサ、５７・・・アイドルスイッ
チ、５９・・・スタータスイッチ、６１・・・冷却水温
センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 新之助 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼル機関の運転状態を検出する運
   転状態検出手段と、 該検出される運転状態に基づいて必要な燃料噴射量及び
   燃料噴射時期を含んだ燃料噴射条件を演算する燃料噴射
   条件演算手段と、 該演算された燃料噴射条件に基づいて燃料噴射を行う燃
   料噴射手段とを備えるディーゼル機関の燃料噴射装置に
   おいて、 ディーゼル機関が所定の低温始動状態にあるか否かを判
   定する判定手段と、 該判定手段によりディーゼル機関が所定の低温始動状態
   にあると判定された場合には、燃料噴射を複数回に分け
   たスプリット噴射の実行を指示するスプリット噴射指示
   手段と、 該スプリット噴射の実行が指示された場合には、前記必
   要な燃料噴射量をスプリット噴射の各燃料噴射に配分す
   る燃料噴射量配分手段と、 該配分がなされた場合には、前記燃料噴時期に代えて、
   上死点前の所定時期とその後の所定時期とからなるスプ
   リット噴射の各噴射時期を設定するスプリット噴射時期
   設定手段とを備えることを特徴とするディーゼル機関の
   燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記スプリット噴射時期設定手段が、前
   記スプリット噴射時期として少なくとも最初の燃料噴射
   を回転角に同期した時期に設定することを特徴とする請
   求項１記載のディーゼル機関の燃料噴射装置。