JPH06280717A - 内燃機関の燃料噴射終了時期検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料噴射ノズルを備えた内燃機関において、燃
料噴射ノズルの経時変化や固体差に影響されることな
く、燃料噴射終了時期をより正確に求める。 【構成】ディーゼルエンジン３の燃料噴射ノズル４へ燃
料噴射ポンプ１から燃料を圧送するよう構成する。燃料
噴射ノズル４に燃料用の圧力センサ４７を設ける。電子
制御装置（ＥＣＵ）７１では、検出される燃料圧力に基
づき、燃料噴射開始時期を検出する。又、ＥＣＵ７１で
は、燃料圧力が燃料噴射開始圧力よりも低い範囲で減少
する過程のときに、燃料圧力の減少率を演算し、その燃
料圧力の減少率が増加過程から一旦減少過程へと変化す
る時点近傍を燃料噴射ノズル４における燃料噴射終了時
期と判断する。そして、ＥＣＵ７１では、燃料噴射開始
時期、燃料噴射終了時期及び各時点での燃料圧力等に基
づき燃料の実噴射量を演算し、その実噴射量が目標噴射
量と一致するように燃料噴射量制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料噴射ポンプ及び
燃料噴射ノズル等よりなる燃料噴射装置を備えた内燃機
関に係り、詳しくはその燃料噴射ノズルから内燃機関へ
燃料が噴射される際の噴射終了時期を検出する燃料噴射
終了時期検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような燃料噴射装置を備え
た内燃機関として、例えばディーゼルエンジンや高圧ガ
ソリン噴射式エンジン等が挙げられる。そして、これら
の内燃機関で、燃料噴射装置からの燃料噴射量や噴射時
期が狙いの目標値となるよう制御するために、燃料噴射
が実際に開始される時期や終了する時期、或いはそのと
きの実際の噴射量を知ることが重要になっている。

【０００３】例えば、電子制御ディーゼルエンジンの燃
料噴射ポンプでは、そのプランジャのリフトにより高圧
室内の燃料が燃料噴射ノズルへと圧送されてディーゼル
エンジンの各気筒へと噴射される。そして、そのときの
燃料噴射量が、エンジン運転状態に応じて決定される目
標噴射量となるよう、燃料噴射ポンプに設けられたスピ
ルリングやスピル弁等がアクチュエータにより駆動制御
される。又、この制御により、プランジャ高圧室が燃料
室へと開放され、プランジャ高圧室内の燃料の一部が燃
料室へと溢流（スピル）される。これにより、燃料噴射
ポンプから燃料噴射ノズルへの燃料の圧送終わり、即ち
燃料噴射ノズルから各気筒への燃料噴射の終了時期が制
御される。

【０００４】しかしながら、この種の燃料噴射ポンプで
は、その構成部品の経時変化や、使用される燃料の性状
変化等に起因して、燃料噴射量の制御特性が変化するお
それがあった。例えば、燃料噴射ポンプでは、プランジ
ャを往復動させるカム機構に摩耗が生じると、それに起
因してプランジャのリフト量が変化することから、燃料
噴射ノズルからの燃料噴射量が所期の噴射量よりも増え
てしまうおそれがあった。又、燃料噴射ポンプにつなが
る燃料噴射ノズルでは、その開弁圧調整用のスプリング
に付勢力の低下が生じると、自身の開弁圧が低下するこ
とから、同ノズルからの燃料噴射量が増えてしまうおそ
れがあった。或いは、燃料性状、特に燃料温度が上昇す
ると、燃料の圧縮比が変化することから、燃料噴射ノズ
ルからの燃料噴射量やその噴射開始時期が変化してしま
うおそれがあった。

【０００５】そこで、上記のような不具合に鑑みて幾つ
かの技術が提案されている。例えば、特開昭５７−３２
０２１号公報に開示された「燃料噴射装置」（第１の従
来技術）では、燃料噴射ポンプの構成部品に摩耗等が生
じても、それに影響されることなく、実際の燃料噴射量
（実噴射量）を正確に検出して高精度の燃料噴射量制御
を長期間にわたって安定化させている。即ち、この従来
技術では、プランジャ内圧が圧力センサにより検出さ
れ、その内圧のピーク値に基づいて実噴射量が演算され
る。そして、その実噴射量が目標噴射量に一致するよう
にスピル弁が位置制御される。或いは、特開昭５７−６
２９３５号公報に開示された「ディーゼルエンジンにお
ける燃料噴射時期制御装置」（第２の従来技術）では、
燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズルに圧送される燃料の
圧力、又はその変化が一つの圧力センサにより検出され
る。そして、その検出された圧力の上昇時期を示す信号
が実際の噴射時期（実噴射時期）を示す信号として、目
標噴射時期の制御にフィードバックされる。

【０００６】しかし、上記の各従来技術では、圧力セン
サにより検出されるプランジャ内圧のピーク値や燃料圧
力の上昇時期を示す信号が参照されるものの、それらに
実噴射量や実噴射時期の変化が好適に反映されていると
は必ずしも言えなかった。そもそも、実噴射量や実噴射
時期を正確に求めるためには、燃料噴射ノズルからの燃
料噴射が開始される時期（燃料噴射開始時期）を正確に
捉えることが必要である。

【０００７】そこで、燃料系の経時変化や製造誤差等に
影響されることなく、燃料噴射開始時期をより正確に求
めることを狙いとした技術が、本願出願人により、特願
平４−２２１６４０（第３の従来技術）に提案された。
この従来技術では、燃料噴射の際に燃料圧力が増加する
過程で、その燃料圧力の増加率が最初に変曲する点を燃
料噴射開始時期と特定することに着目して、燃料噴射開
始時期が求められるようになっている。又、この従来技
術では、実際に求められた燃料噴射開始時期と燃料噴射
終了時期との間で燃料圧力の変化を積分することにより
実噴射量が求められ、その実噴射量が燃料噴射量のフィ
ードバック制御に用いられるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
３の従来技術では、燃料噴射開始時期のみが実際に求め
られているだけで、燃料噴射終了時期について何ら検出
が行われていなかった。そのため、燃料噴射開始時期と
燃料噴射終了時期との間で実噴射量を求めようとした場
合に、燃料噴射開始時期は実際に検出された時期を使用
できるものの、燃料噴射終了時期については、所定の燃
料圧力となる時期をそれと仮定して使わざるをえなかっ
た。具体的には、燃料噴射ノズルのセット圧に関するヒ
ステリシスから推定される所定の燃料圧力に達する時点
が、燃料噴射終了時期として決定されていた。そのた
め、燃料噴射ノズルの経時変化や固体差に起因して、そ
のセット圧のヒステリシスが変化した場合には、燃料噴
射終了時期に対応する燃料圧力に誤差が生じて、燃料噴
射終了時期をより正確に特定することができなくなるお
それがあった。延いては、実噴射量をより高精度に求め
ることができなくなるおそれがあった。又、正確な燃料
噴射終了時期は、上記のような実噴射量を求めること以
外にも、種々の利用可能性を包含していることから、実
際の燃料噴射終了時期をいかに正確に求めるかというこ
とも、燃料噴射制御における重要な課題の一つであっ
た。

【０００９】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであり、燃料噴射の際の燃料圧力の変化の特性曲線
に着目してなされたものであって、その目的は、燃料噴
射ノズルの経時変化や固体差に影響されることなく、燃
料噴射終了時期をより正確に求めることの可能な内燃機
関の燃料噴射終了時期検出装置を提供することにある。

【００１０】

【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、この発明においては、図１に示すように、所定レ
ベル以上の燃料圧力を得て内燃機関Ｍ１に燃料を噴射す
る燃料噴射ノズルＭ２と、その燃料噴射ノズルＭ２へ燃
料を圧送する燃料噴射ポンプＭ３と、その燃料噴射ポン
プＭ３から燃料噴射ノズルＭ２へ圧送される燃料の圧力
を検出する燃料圧力検出手段Ｍ４と、その燃料圧力検出
手段Ｍ４の検出結果に基づき、燃料圧力の変化率を演算
する燃料圧力変化率演算手段Ｍ５と、燃料圧力検出手段
Ｍ４により検出される燃料圧力が燃料噴射ノズルＭ２に
おける燃料噴射開始圧力よりも低い範囲で減少する過程
であるときに、燃料圧力変化率演算手段Ｍ５の演算結果
に基づき、燃料圧力の減少率が増加過程から一旦減少過
程へと変化する時点近傍を燃料噴射ノズルＭ２における
燃料噴射終了時期と判断する噴射終了時期判断手段Ｍ６
とを備えたことを趣旨としている。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、燃料
噴射ポンプＭ３から燃料噴射ノズルＭ２へ燃料が圧送さ
れる際に、燃料圧力検出手段Ｍ４ではその燃料圧力が検
出される。又、燃料圧力変化率演算手段Ｍ５では、燃料
圧力検出手段Ｍ４の検出結果に基づいて燃料圧力の変化
率が演算される。そして、噴射終了時期判断手段Ｍ６で
は、燃料圧力が燃料噴射開始圧力よりも低い範囲で減少
する過程であるときに、燃料圧力の減少率が増加過程か
ら一旦減少過程へと変化する時点近傍が燃料噴射終了時
期と判断される。

【００１２】ここで、燃料圧力が燃料噴射開始圧力より
も低い範囲で減少する過程で、燃料圧力の減少率が増加
過程から一旦減少過程へと変化する時点とは、燃料噴射
終了間際の特徴的な変曲点を意味しており、燃料噴射ノ
ズルＭ２が閉じられる際の燃料圧力の変化に相当してい
る。従って、燃料噴射終了時期が燃料圧力の変曲点によ
り具体的に特定されることになり、燃料噴射ノズルの経
時変化や固体差を排除して燃料噴射終了時期が判断され
る。

【００１３】

【実施例】以下、この発明における内燃機関の燃料噴射
終了時期検出装置を自動車の電子制御ディーゼルエンジ
ンに具体化した第１実施例を図２〜図１２に基づいて詳
細に説明する。

【００１４】図２はこの実施例における過給機付ディー
ゼルエンジンシステムの概略構成を示し、図３はその分
配型燃料噴射ポンプ１を拡大して示している。燃料噴射
ポンプ１はドライブプーリ２を備え、そのドライブプー
リ２が内燃機関としてのディーゼルエンジン３のクラン
クシャフト４０に対しベルト等を介して駆動連結されて
いる。そして、クランクシャフト４０によりドライブプ
ーリ２が回転駆動されて燃料噴射ポンプ１が駆動される
ことにより、ディーゼルエンジン３の各気筒（ここでは
４つの気筒が設けられている）毎に設けられた燃料噴射
ノズル４に燃料管路４ａを通じて燃料が圧送される。

【００１５】この実施例において、燃料噴射ノズル４は
針弁とその針弁の開弁圧を調整するスプリングとを内蔵
してなる自動弁となっており、所定レベル以上の燃料圧
力Ｐを得て開弁される。従って、燃料噴射ポンプ１から
圧送される燃料により、燃料噴射ノズル４に所定レベル
以上の燃料圧力Ｐが付与されることにより、同ノズル４
からディーゼルエンジン３へと燃料が噴射される。

【００１６】燃料噴射ポンプ１にはドライブシャフト５
が設けられ、そのドライブシャフト５の先端にドライブ
プーリ２が取付けられている。ドライブシャフト５の途
中には、べーン式ポンプよりなる燃料フィードポンプ
（この図では９０度だけ展開されている）６が設けられ
ている。又、ドライブシャフト５の基端側には、円板状
のパルサ７が取付けられている。このパルサ７の外周面
には、ディーゼルエンジン３の気筒数と同数の、即ちこ
の実施例では４ヶ所（合計で「８個分」）の欠歯が等角
度間隔をもって形成されている。又、各欠歯の間には、
１４個ずつ（合計で「５６個」）の突起が等角度間隔を
もって形成されている。そして、ドライブシャフト５の
基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に連結されている。

【００１７】パルサ７とカムプレート８との間には、ロ
ーラリング９が設けられている。又、ローラリング９の
円周方向には、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。カム
フェイス８ａはディーゼルエンジン３の気筒数と同数だ
け設けられている。又、カムプレート８は、スプリング
１１によってカムローラ１０に係合するように付勢され
ている。

【００１８】カムプレート８には燃料加圧用のプランジ
ャ１２の基端が一体回転可能に取付けられている。そし
て、それらカムプレート８とプランジャ１２とがドライ
ブシャフト５の回転に伴って一体的に回転駆動される。
即ち、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、カムプレ
ート８がカムローラ１０に係合しながら回転される。こ
れにより、カムプレート８が回転されながら気筒数と同
数だけ図中左右方向へ往復動され、それに伴ってプラン
ジャ１２が回転しながら同方向へ往復動される。つま
り、カムフェイス８ａがローラリング９のカムローラ１
０に乗り上げる過程でプランジャ１２が往動（リフト）
される。又、その逆にカムフェイス８ａがカムローラ１
０を乗り下げる過程でプランジャ１２が復動（ダウン）
される。

【００１９】ポンプハウジング１３にはシリンダ１４が
形成され、そのシリンダ１４にプランジャ１２が嵌挿さ
れている。そして、プランジャ１２の先端面とシリンダ
１４の底面との間が高圧室１５となっている。又、プラ
ンジャ１２の先端側外周には、気筒数と同数だけ吸入溝
１６と分配ポート１７がそれぞれ形成されている。更
に、それら吸入溝１６及び分配ポート１７に対応して、
ポンプハウジング１３には分配通路１８及び吸入ポート
１９がそれぞれ形成さている。

【００２０】そして、ドライブシャフト５が回転されて
燃料フィードポンプ６が駆動されることにより、図示し
ない燃料タンクから燃料供給ポート２０を通じて燃料室
２１内へと燃料が導入される。又、プランジャ１２が復
動されて高圧室１５が減圧される吸入行程では、吸入溝
１６の一つが吸入ポート１９に連通することにより、燃
料室２１から高圧室１５へと燃料が導入される。一方、
プランジャ１２が往動されて高圧室１５が加圧される圧
縮行程では、燃料管路４ａを通じて分配通路１８から各
気筒の燃料噴射ノズル４へ燃料が圧送されて噴射され
る。

【００２１】ポンプハウジング１３において、高圧室１
５と燃料室２１との間には、燃料を溢流（スピル）させ
るためのスピル通路２２が形成されている。又、このス
ピル通路２２の途中には電磁スピル弁２３が設けられて
いる。そして、その電磁スピル弁２３は高圧室１５から
の燃料のスピルを調整するために開閉される。電磁スピ
ル弁２３は常開型の弁であり、コイル２４が無通電（オ
フ）の状態では弁体２５によりスピル通路２２が開放さ
れ、即ち開弁され、高圧室１５内の燃料が燃料室２１へ
とスピルされる。一方、コイル２４が通電（オン）され
ることにより、弁体２５によりスピル通路２２が閉鎖さ
れ、即ち閉弁され高圧室１５から燃料室２１への燃料の
スピルが遮断される。

【００２２】従って、電磁スピル弁２３が通電によって
オン・オフ制御されることにより、同弁２３が閉弁・開
弁制御され、高圧室１５から燃料室２１への燃料のスピ
ルが調整される。そして、プランジャ１２の圧縮行程中
に電磁スピル弁２３が開弁されることにより、高圧室１
５内における燃料が減圧されて燃料噴射ノズル４からの
燃料噴射が停止される。つまり、プランジャ１２が往動
していても、電磁スピル弁２３が開弁されている間は、
高圧室１５内の燃料圧力が上昇せず、燃料噴射ノズル４
からの燃料噴射が行われない。又、プランジャ１２の往
動中に、電磁スピル弁２３の開弁時期が制御されること
により、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射の終了時期、
即ち燃料噴射終了時期が調整されて気筒への燃料噴射量
が制御される。

【００２３】ポンプハウジング１３の下側には、燃料噴
射時期を進角側或いは遅角側へ制御するためのタイマ装
置（この図では「９０度」だけ展開されている）２６が
設けられている。このタイマ装置２６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の回転位置を
変更させることにより、カムフェイス８ａがカムローラ
１０に係合する時期、即ちプランジャ１２が往復動され
る時期を変更させるためのものである。

【００２４】タイマ装置２６は制御油圧により駆動され
るものであり、タイマハウジング２７と、同ハウジング
２７内に嵌装されたタイマピストン２８とを備えてい
る。又、タイマハウジング２７内においてタイマピスト
ン２８の両側はそれぞれ低圧室２９と加圧室３０となっ
ている。そして、低圧室２９には、タイマピストン２８
を加圧室３０へ押圧付勢するタイマスプリング３１が設
けられている。更に、タイマピストン２８はスライドピ
ン３２を介してローラリング９に連結されている。

【００２５】加圧室３０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。そして、その燃料圧力
とタイマスプリング３１の付勢力との釣り合い関係によ
ってタイマピストン２８の位置が決定される。又、その
タイマピストン２８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１２の往復動時期が決定される。

【００２６】タイマ装置２６の制御油圧としては燃料噴
射ポンプ１内の燃料圧力が用いられている。そして、そ
の燃料圧力を調整するために、タイマ装置２６にはタイ
マ制御弁（ＴＣＶ）３３が設けられている。即ち、タイ
マハウジング２７の加圧室３０と低圧室２９との間には
連通路３４が設けられており、その連通路３４の途中に
ＴＣＶ３３が設けられている。ＴＣＶ３３はデューティ
制御された通電信号により開閉制御される電磁弁であ
り、そのＴＣＶ３３が開閉制御されることによって加圧
室３０内の燃料圧力が調整される。そして、その燃料圧
力が調整されることにより、プランジャ１２の往復動時
期が制御され、以て燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時
期が進角側或いは遅角側へと制御される。

【００２７】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３５がパルサ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３５
はパルサ７の突起等に横切られる際に、それらの通過を
検出してパルス信号として出力する。即ち、回転数セン
サ３５は一定クランク角度毎のエンジン回転パルス信号
を出力する。併せて、回転数センサ３５は、パルサ７の
欠歯による一定クランク角度に相当するエンジン回転パ
ルス信号を基準位置信号として出力する。又、この回転
数センサ３５は、一連のエンジン回転パルス信号をエン
ジン回転速度ＮＥを求めるための信号として出力する。
尚、回転数センサ３５はローラリング９と一体であるこ
とから、タイマ装置２６の制御動作に関わりなく、プラ
ンジャ１２の往復動に対し一定のタイミングで基準とな
るエンジン回転パルス信号を出力可能である。

【００２８】次に、ディーゼルエンジン３について説明
する。図２において、ディーゼルエンジン３ではシリン
ダボア４１、ピストン４２及びシリンダヘッド４３によ
り各気筒に対応する主燃焼室４４がそれぞれ形成されて
いる。又、シリンダヘッド４３には、各主燃焼室４４に
連通する副燃焼室４５がそれぞれ形成されている。そし
て、各副燃焼室４５には各燃料噴射ノズル４から燃料が
噴射される。更に、各副燃焼室４５には、始動補助装置
としての周知のグロープラグ４６がそれぞれ設けられて
いる。

【００２９】図２，４に示すように、この実施例の各燃
料噴射ノズル４には、燃料圧力検出手段としての圧力セ
ンサ４７が設けられると共に、リフトセンサ４８がそれ
ぞれ設けられている。圧力センサ４７は燃料噴射ポンプ
１から各燃料噴射ノズル４へ圧送されてくる燃料の圧
力、即ち燃料圧力Ｐを検出し、その検出値の大きさに応
じた信号を出力する。又、リフトセンサ４８は燃料噴射
ノズル４の開弁時における開口面積に相関するところの
針弁リフト量Ｌを検出し、その検出値の大きさに応じた
信号を出力する。

【００３０】一方、ディーゼルエンジン３には、各気筒
に連通する吸気通路４９及び排気通路５０がそれぞれ設
けられている。又、吸気通路４９には過給機を構成する
ターボチャージャ５１のコンプレッサ５２が設けられ、
排気通路５０にはターボチャージャ５１のタービン５３
が設けられている。更に、排気通路５０にはウェイスト
ゲートバルブ５４が設けられている。周知のように、タ
ーボチャージャ５１は排気ガスのエネルギーを利用して
タービン５３を回転させ、その同軸上にあるコンプレッ
サ５２を回転させて吸入空気を昇圧させる。そして、吸
入空気が昇圧されることにより、高密度の空気が主燃焼
室４４へ送り込まれて副燃焼室４５を通じて噴射された
燃料が多量に燃焼され、ディーゼルエンジン３の出力が
増大される。又、ウェイストゲートバルブ５４が開閉さ
れることにより、ターボチャージャ５１による吸入空気
の昇圧レベルが調節される。

【００３１】吸気通路４９と排気通路５０との間には、
エキゾーストガスリサキュレイションバルブ通路（ＥＧ
Ｒ通路）５６が設けられている。そして、このＥＧＲ通
路５６により、排気通路５０内の排気の一部が吸気通路
４９における吸気ポート５５の近くに再循環される。
又、ＥＧＲ通路５６の途中にはＥＧＲバルブ５７が設け
られ、そのＥＧＲバルブ５７によって排気再循環量（Ｅ
ＧＲ量）が調節される。更に、そのＥＧＲバルブ５７を
開閉駆動させるために、開度調節されるエレクトリック
バキュームレギュレーティングバルブ（ＥＶＲＶ）５８
が設けられている。そして、ＥＶＲＶ５８によりＥＧＲ
バルブ５７が開閉駆動されることにより、ＥＧＲ通路５
６を通じて排気通路５０から吸気通路４９へ導かれるＥ
ＧＲ量が調節される。

【００３２】吸気通路４９の途中にはスロットルバルブ
５９が設けら、同バルブ５９がアクセルペダル６０の踏
み込みに連動して開閉される。又、吸気通路４９には、
スロットルバルブ６０と並んでバイパス通路６１が設け
られており、同通路６１にはバイパス絞り弁６２が設け
られている。このバイパス絞り弁６２を開閉駆動させる
ために、二段ダイヤフラム室式のアクチュエータ６３が
設けられている。又、そのアクチュエータ６３を駆動さ
せるための二つのバキュームスイッチングバルブ（ＶＳ
Ｖ）６４，６５が設けられている。そして、各ＶＳＶ６
４，６５がオン・オフ制御されてアクチュエータ６３が
駆動されることにより、バイパス絞り弁６２が開閉制御
される。例えば、このバイパス絞り弁６２は、アイドル
運転時に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、更に運転停止
時には円滑な停止のために全閉状態に制御される。

【００３３】上記のような電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３
３、グロープラグ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６
４，６５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ている。そして、それ
ら各部材２３，３３，４６，５８，６４，６５の駆動タ
イミングがＥＣＵ７１により制御される。

【００３４】ディーゼルエンジン３の運転状態を検出す
るセンサとしては、前述した回転数センサ３５に加え
て、以下の各種センサが設けられている。即ち、吸気通
路４９の入口に設けられたエアクリーナ６６の近傍に
は、吸気温度ＴＨＡを検出してその検出値の大きさに応
じた信号を出力する吸気温センサ７２が設けられてい
る。又、スロットルバルブ５９の近傍には、同バルブ５
９の開閉位置からエンジン負荷に相当するアクセル開度
ＡＣＣＰを検出してその検出値の大きさに応じた信号を
出力するアクセルセンサ７３が設けられている。吸気ポ
ート５５の近傍には、ターボチャージャ５１によって過
給された後の吸入空気の圧力、即ち過給圧ＰｉＭを検出
してその検出値の大きさに応じた信号を出力する吸気圧
センサ７４が設けられている。更に、ディーゼルエンジ
ン３の冷却水の温度、即ち冷却水温ＴＨＷを検出してそ
の検出値の大きさに応じた信号を出力する水温センサ７
５が設けられている。又、クランクシャフト４０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シ
ャフト４０の回転位置を検出し、その回転位置に対応す
る信号を出力するクランク角センサ７６が設けられてい
る。更に又、図示しないトランスミッションには、車両
の速度（車速）ＳＰＤを検出する車速センサ７７が設け
られている。この車速センサ７７はトランスミッション
の出力軸により回転されるマグネット７７ａを備え、そ
のマグネット７７ａによりリードスイッチ７７ｂが周期
的にオンされることより、車速ＳＰＤに相当するパルス
信号が出力される。

【００３５】そして、この実施例では、ＥＣＵ７１によ
り燃料圧力変化率演算手段及び噴射終了時期判断手段が
構成されており、ＥＣＵ７１には上述した各センサ７２
〜７７がそれぞれ接続されると共に、回転数センサ３
５、圧力センサ４７及びリフトセンサ４８がそれぞれ接
続されている。又、ＥＣＵ７１は各センサ３５，４７，
４８，７２〜７７から出力される各信号に基づき、電磁
スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６、ＥＶＲ
Ｖ５８及び各ＶＳＶ６４，６５等を好適に制御する。

【００３６】次に、前述したＥＣＵ７１の構成を図５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（ＲＯＭ）８２、Ｃ
ＰＵ８１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、記憶されたデータを保存するバ
ックアップＲＡＭ８４等を備えている。そして、ＥＣＵ
７１はこれら各部８１〜８４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。

【００３７】入力ポート８５には、前述した吸気温セン
サ７２、アクセルセンサ７３、吸気圧センサ７４、水温
センサ７５、圧力センサ４７及びリフトセンサ４８が、
各バッファ８８，８９，９０，９１，９２，９３、マル
チプレクサ９４及びＡ／Ｄ変換器９５を介して接続され
ている。同じく、入力ポート８５には、前述した回転数
センサ３５、クランク角センサ７６及び車速センサ７７
が、波形整形回路９６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３５，４７，４８，７２〜７７等からの各信号を
それぞれ入力値として読み込む。又、出力ポート８６に
は各駆動回路９７，９８，９９，１００，１０１，１０
２を介して電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープラ
グ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６４，６５等が接続
されている。そして、ＣＰＵ８１は各センサ３５，４
７，４８，７２〜７７から読み込んだ入力値に基づき、
電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６、Ｅ
ＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６４，６５等をそれぞれ好適に
制御する。

【００３８】尚、この実施例において、ＣＰＵ８１はタ
イマ機能を兼ね備えている。又、この実施例において、
グロープラグ４６、圧力センサ４７及びリフトセンサ４
８はディーゼルエンジン３の各気筒毎に設けられている
ものであるが、図５のブロック図では便宜上その中の一
つのみが図示されている。

【００３９】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
る燃料噴射量制御のための処理動作について図６〜図１
２に従って説明する。図６はＥＣＵ７１により実行され
る各処理のうち、ＣＰＵ８１のタイマ機能によって計時
される各時刻ｔｉ毎に実行される「サブルーチン」の処
理を示すフローチャートである。

【００４０】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１１０において、圧力センサ４７及びリフトセン
サ４８からの信号に基づき、燃料圧力Ｐ及び針弁リフト
量Ｌをサンプリングする。

【００４１】続いて、ステップ１２０において、その時
の時刻ｔｉにおける燃料圧力Ｐｉを演算する。又、ステ
ップ１３０において、その時の時刻ｔｉにおける針弁リ
フト量Ｌｉを演算する。

【００４２】次いで、ステップ１４０において、その時
の時刻ｔｉにおける燃料圧力Ｐｉの変化率としての一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）を演算する。更に、ステップ
１５０において、その時の時刻ｔｉにおける燃料圧力Ｐ
ｉの変化率の変化に相当する二回微分値（ｄ² Ｐｉ／ｄ
ｔｉ² ）を演算する。

【００４３】そして、ステップ１６０においては、今回
求められた燃料圧力Ｐｉ、針弁リフト量Ｌｉ、一回微分
値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）及び二回微分値（ｄ² Ｐｉ／ｄｔ
ｉ²）を時刻ｔｉに対応する演算用データとしてそれぞ
れＲＡＭ８３に格納し、その後の処理を一旦終了する。

【００４４】従って、上記の「サブルーチン」の処理に
よれば、１回の燃料噴射が実行される毎に各時刻ｔｉに
対応した燃料圧力Ｐｉ、針弁リフト量Ｌｉ、一回微分値
（ｄＰｉ／ｄｔｉ）及び二回微分値（ｄ² Ｐｉ／ｄｔｉ
² ）がそれぞれ演算用データとしてＲＡＭ８３に順次記
憶される。

【００４５】図７はＥＣＵ７１により実行される各処理
のうち、燃料噴射量制御のために用いられる噴射量偏差
値ΔＱを演算するための「ΔＱ演算ルーチン」の処理を
示すフローチャートであって、所定間隔毎に周期的に実
行される。

【００４６】処理がこのルーチンへ移行すると、ステッ
プ２００において、燃料噴射ノズル４における燃料噴射
開始時期としての噴射開始時刻ｔｓと、その時刻ｔｓに
対応する噴射開始圧力Ｐｓをそれぞれ演算する。

【００４７】このステップ２００の処理を図８に示すフ
ローチャートに従って具体的に説明すると、先ずステッ
プ２０１において、ＲＡＭ８３に記憶されている時刻ｔ
ｉに対応する燃料圧力Ｐｉ及びその一回微分値（ｄＰｉ
／ｄｔｉ）と、時刻ｔｉより一つ前の時刻ｔ（ｉ−１）
に対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）をそれぞれ読み込む。

【００４８】続いて、ステップ２０２において、時刻ｔ
ｉに対応する燃料圧力Ｐｉがその一つ前の時刻ｔ（ｉ−
１）に対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）よりも大きいか否
かを判断する。そして、燃料圧力Ｐｉが一つ前の燃料圧
力Ｐ（ｉ−１）よりも大きくない場合には、燃料圧力Ｐ
の増加過程ではないものとして、ステップ２０１へジャ
ンプし、ステップ２０１，２０２の各処理を繰り返す。
又、ステップ２０２において、燃料圧力Ｐｉが一つ前の
燃料圧力Ｐ（ｉ−１）よりも大きい場合には、燃料圧力
Ｐの増加過程であるものとして、ステップ２０３へ移行
する。

【００４９】ステップ２０３においては、今回読み込ま
れた一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がプラス側の所定の
しきい値ｄ１を越えて所定の基準時間Ｔ１だけ経過した
か否かを判断する。ここで、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）がしきい値ｄ１を越えて基準時間Ｔ１だけ経過して
いない場合には、ステップ２０１へジャンプし、ステッ
プ２０１〜２０３の処理を繰り返す。又、ステップ２０
３において、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値
ｄ１を越えて基準時間Ｔ１だけ経過した場合には、燃料
噴射の開始に至るべき燃料圧力Ｐの増加過程であるもの
として、ステップ２０４へ移行する。

【００５０】そして、ステップ２０４においては、ＲＡ
Ｍ８３に記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐ
ｉの一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）及び二回微分値（ｄ
² Ｐｉ／ｄｔｉ² ）をそれぞれ読み込む。

【００５１】次に、ステップ２０５において、今回読み
込まれた二回微分値（ｄ² Ｐｉ／ｄｔｉ² ）がある基準
値αよりも小さいか否かを判断する。ここで、二回微分
値（ｄ² Ｐｉ／ｄｔｉ² ）が基準値αよりも小さくない
場合には、燃料圧力Ｐｉの変化率が大きく落ち込んでい
ないものとして、ステップ２０４へジャンプし、ステッ
プ２０４，２０５の処理を繰り返す。これに対し、ステ
ップ２０５において、二回微分値（ｄ² Ｐｉ／ｄｔ
ｉ² ）が基準値αよりも小さい場合には、燃料圧力Ｐの
増加過程の間でその燃料圧力Ｐの変化率が大きく落ち込
んだものとして、ステップ２０６へ移行する。

【００５２】そして、ステップ２０６においては、今回
読み込まれた一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がマイナス
側の所定のしきい値ｄ２を下回って所定の基準時間Ｔ２
だけ経過したか否かを判断する。ここで、一回微分値
（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値ｄ２を下回って基準時間
Ｔ２だけ経過していない場合には、燃料噴射の開始に起
因して一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）に変化が起きてい
ないものとして、ステップ２０４へジャンプし、ステッ
プ２０４〜２０６の処理を繰り返す。又、ステップ２０
６において、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値
ｄ２を下回って基準時間Ｔ２だけ経過した場合には、燃
料噴射の開始に起因して一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
に変化が、つまりは燃料圧力Ｐの変化率の低下が確実に
起きたものとして、ステップ２０７へ移行する。

【００５３】ステップ２０７においては、燃料圧力Ｐの
変化率の低下が確実に起きたと判断された時点から、一
回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）が「０」となる時刻ｔｉま
で遡って、ＲＡＭ８３に記憶されている演算用データを
検索する。ここで、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）が
「０」となる時刻ｔｉは、燃料圧力Ｐの増加過程の間で
その燃料圧力Ｐの増加率が最初に正から負へと変化する
時点に対応している。

【００５４】そして、ステップ２０８では、検索された
演算用データの中で、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）が
「０」となる時刻ｔｉにおいて、その時刻ｔｉを燃料噴
射ノズル４からの燃料噴射開始時期と判断し、その時刻
ｔｉを噴射開始時刻ｔｓとして設定する。又、その時刻
ｔｉの燃料圧力Ｐｉを噴射開始圧力Ｐｓとして設定す
る。

【００５５】以上のようにして、ステップ２００の処理
が実行され、噴射開始時刻ｔｓ及び噴射開始圧力Ｐｓが
求められると、処理は図７に示すフローチャートのステ
ップ３００へ移行する。

【００５６】そして、ステップ３００では、燃料噴射ノ
ズル４における燃料噴射終了時期としての噴射終了時刻
ｔｅと、その時刻ｔｅに対応する噴射終了圧力Ｐｅをそ
れぞれ演算する。

【００５７】このステップ３００の処理を図９に示すフ
ローチャートに従って具体的に説明すると、先ずステッ
プ３０１において、ＲＡＭ８３に記憶されている時刻ｔ
ｉに対応する燃料圧力Ｐｉと、その時刻ｔｉより一つ前
の時刻ｔ（ｉ−１）に対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）を
それぞれ読み込む。

【００５８】続いて、ステップ３０２において、今回読
み込まれた燃料圧力Ｐｉがステップ２０８で求められた
噴射開始圧力Ｐｓよりも小さいか否かを判断する。そし
て、燃料圧力Ｐｉが噴射開始圧力Ｐｓよりも小さくない
場合には、ステップ３０１へジャンプし、ステップ３０
１，３０２の各処理を繰り返す。又、ステップ３０２に
おいて、燃料圧力Ｐｉが噴射開始圧力Ｐｓよりも小さい
場合には、ステップ３０３へ移行する。

【００５９】ステップ３０３においては、時刻ｔｉに対
応する燃料圧力Ｐｉがその一つ前の時刻ｔ（ｉ−１）に
対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）よりも小さいか否かを判
断する。そして、燃料圧力Ｐｉが一つ前の燃料圧力Ｐ
（ｉ−１）よりも小さくない場合には、燃料圧力Ｐの減
少過程でないものとして、ステップ３０１へジャンプ
し、ステップ３０１〜３０３の各処理を繰り返す。又、
ステップ３０３において、燃料圧力Ｐｉが一つ前の燃料
圧力Ｐ（ｉ−１）よりも小さい場合には、燃料圧力Ｐが
噴射開始圧力Ｐｓよりも低い範囲で減少する過程であ
り、燃料噴射の終了に至るべき範囲であるものとして、
ステップ３０４へ移行する。

【００６０】ステップ３０４においては、今回の燃料噴
射行程に先立って電磁スピル弁２３がオフされた、即ち
閉弁された時点からの経過時間Ｔｏｆｆを読み込む。こ
の経過時間Ｔｏｆｆは、別途の処理ルーチンによってカ
ウットアップされるものである。そして、ステップ３０
５において、今回読み込まれた経過時間Ｔｏｆｆが、所
定の基準時間Ｔ３よりも小さいか否か、即ち経過時間Ｔ
ｏｆｆが基準時間Ｔ３に達していないか否かを判断す
る。ここで、経過時間Ｔｏｆｆが基準時間Ｔ３に達して
いる場合には、そのまま後述するステップ４１０へ移行
する。一方、経過時間Ｔｏｆｆが基準時間Ｔ３に達して
いない場合には、燃料噴射終了時期の判断を行うものと
して、ステップ３０６へ移行する。

【００６１】ステップ３０６においては、ＲＡＭ８３に
記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉの一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）を読み込む。そして、ステッ
プ３０７において、今回読み込まれた一回微分値（ｄＰ
ｉ／ｄｔｉ）がマイナス側のあるしきい値ｄ３よりも小
さいか否かを判断する。ここで、一回微分値（ｄＰｉ／
ｄｔｉ）がしきい値ｄ３よりも小さくない場合には、燃
料圧力Ｐの変化率が充分に小さくないものとして、即ち
燃料圧力Ｐの減少率が増加過程にないものとして、ステ
ップ３０６へジャンプし、ステップ３０６，３０７の処
理を繰り返す。これに対し、ステップ３０７において、
一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値ｄ３よりも小
さい場合には、燃料圧力Ｐの減少率が増加過程にあるも
のとして、ステップ３０８へ移行する。

【００６２】ステップ３０８においては、ＲＡＭ８３に
記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉの一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）を読み込む。そして、ステッ
プ３０９において、今回読み込まれた一回微分値（ｄＰ
ｉ／ｄｔｉ）がマイナス側のあるしきい値ｄ４（ｄ３＜
ｄ４）よりも大きいか否かを判断する。ここで、一回微
分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値ｄ４よりも大きくな
い場合には、燃料圧力Ｐの変化率が小さい状態から一旦
大きくなっていないものとして、即ち燃料圧力Ｐの減少
率が増加過程から一旦減少過程へと変化していないもの
として、ステップ３０８へジャンプし、ステップ３０
８，３０９の処理を繰り返す。これに対し、ステップ３
０９において、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい
値ｄ４よりも大きい場合には、燃料圧力Ｐの減少率が増
加過程から一旦減少過程へと変化したものとして、ステ
ップ３１０へ移行する。

【００６３】そして、ステップ３１０においては、直前
のステップ３０９で一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がし
きい値ｄ４よりも大きくなった時点の時刻ｔｉを、燃料
噴射ノズル４における燃料噴射終了時期と判断し、その
時刻ｔｉを噴射終了時刻ｔｅとして設定する。又、その
噴射終了時刻ｔｅから修正時間ＴＰだけ前の「ｔｅ−Ｔ
Ｐ」の時点における燃料圧力Ｐｉを噴射終了圧力Ｐｅと
して設定する。ここで、実際の噴射終了時刻ｔｅにおけ
る燃料圧力Ｐは、燃料系の燃料性状や経路長さ等に起因
して、圧力センサ４７より検出される波形上に若干遅れ
て表れることが分かっている。上記の修正時間ＴＰはそ
の遅延分を補うためのものであり、燃料系の条件の違い
に応じて設定される極めて短い時間である。

【００６４】以上のようにして、ステップ３００の処理
が実行され、噴射終了時刻ｔｅ及び噴射終了圧力Ｐｅが
求められると、処理は図７に示すフローチャートのステ
ップ４１０へ移行する。

【００６５】そして、ステップ４１０では、噴射開始時
刻ｔｓから噴射終了時刻ｔｅまでの各時刻ｔｉに対応す
る演算用データをそれぞれ読み込む。又、ステップ４２
０では、噴射開始時刻ｔｓから噴射終了時刻ｔｅまでに
おいて、各針弁リフト量Ｌｉより燃料噴射ノズル４の開
弁時における開口面積に相関する各リフト係数ＫＬｉを
それぞれ演算する。このリフト係数ＫＬｉの演算は、図
１０に示すように針弁リフト量Ｌに対するリフト係数Ｋ
Ｌの関係を予め定めてなるマップを参照して行われる。

【００６６】更に、ステップ４３０では、噴射開始時刻
ｔｓから噴射終了時刻ｔｅまでにおいて、各リフト係数
ＫＬｉ及び各燃料圧力Ｐｉに基づき各時刻ｔｉの時点で
の燃料噴射量（時点噴射量）Ｑｉを演算する。この時点
噴射量Ｑｉは以下の計算式に従って求められる。

【００６７】Ｑｉ＝ＫＬｉ＊√Ｐｉ 又、ステップ４４０では、噴射開始時刻ｔｓから噴射終
了時刻ｔｅまでにおいて、各時点噴射量Ｑｉを積算して
実際の燃料噴射量に相当する実噴射量Ｑｒを演算する。
即ち、噴射開始時刻ｔｓから噴射終了時刻ｔｅまでの間
で時点噴射量Ｑｉの積分値を求めるのである。

【００６８】更に、ステップ４５０において、後述する
別途の「燃料噴射量制御ルーチン」にて前回の燃料噴射
の実行のために用いられた目標噴射量Ｑ０を読み込む。
そして、ステップ４６０において、前回の目標噴射量Ｑ
０から今回求められた実噴射量Ｑｒを減算し、その減算
結果を噴射量偏差値ΔＱとして設定し、その後の処理を
一旦終了する。

【００６９】従って、上記の「ΔＱ演算ルーチン」の処
理によれば、１回の燃料噴射が実行される毎に、そのと
きの噴射開始時刻ｔｓ及び噴射開始圧力Ｐｓ、そのとき
の噴射終了時刻ｔｅ及び噴射終了圧力Ｐｅがそれぞれ求
められると共に、それらに基づいて実噴射量Ｑｒが求め
られる。更に、前回の目標噴射量Ｑ０と実噴射量Ｑｒと
の差が、次回の燃料噴射量を補正するためのデータであ
る噴射量偏差値ΔＱとして求めらる。そして、それらの
値がそれぞれＲＡＭ８３に記憶される。

【００７０】ここで、上記のように一回の燃料噴射の際
に「ΔＱ演算ルーチン」の処理によって求められる噴射
開始時刻ｔｓ、噴射終了時刻ｔｅ、燃料圧力Ｐとその一
回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）及び実噴射量Ｑｒの挙動等
について、その一例を図１１のタイムチャートに従って
説明する。

【００７１】今、燃料噴射ノズル４から燃料が噴射され
るに際して、燃料噴射ポンプ１のプランジャ１２が往動
し始めると、同図（ａ）に示すように、時刻ｔ１におい
て燃料圧力Ｐが上昇し始める。そして、その燃料圧力Ｐ
はプランジャ１２の往動に伴って徐々に増加する。この
時、燃料圧力Ｐの一回微分値（ｄＰ／ｄｔ）は、同図
（ｂ）のような変化を示す。ここで、時刻ｔ１の直後
に、一回微分値（ｄＰ／ｄｔ）がプラス側のしきい値ｄ
１を越えて基準時間Ｔ１だけ経過すると、ＥＣＵ７１で
は、燃料噴射の開始に至るべき燃料圧力Ｐの増加過程で
あると判断される。

【００７２】その後、時刻ｔ２において、増加中の燃料
圧力Ｐが大きく変曲すると、その一回微分値（ｄＰ／ｄ
ｔ）が大きく落ち込む。そして、時刻ｔ２の直後に、一
回微分値（ｄＰ／ｄｔ）がマイナス側のしきい値ｄ２を
下回って基準時間Ｔ２だけ経過すると、ＥＣＵ７１で
は、燃料噴射の開始に起因して燃料圧力Ｐの変化率の低
下が確実に起きたと判断される。又、ＥＣＵ７１では、
その判断時点から遡って一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
が「０」となる時刻ｔ２が求められ、その時刻ｔ２が噴
射開始時刻ｔｓとして求められる。更に、その時刻ｔ２
の燃料圧力Ｐが噴射開始圧力Ｐｓとして求められる。つ
まり、同図（ａ）に示すように、燃料圧力Ｐの増加率が
最初に正から負へと変化する変曲点Ａに対応する噴射開
始時刻ｔｓとそのときの噴射開始圧力Ｐｓが求められ
る。

【００７３】その後、時刻ｔ２から燃料噴射が続くと、
それに伴い燃料圧力Ｐ及び一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）は、同図（ａ），（ｂ）のような変化を示す。そし
て、燃料圧力Ｐが噴射開始圧力Ｐｓよりも低い範囲で減
少する過程において、時刻ｔ３で燃料圧力Ｐの一回微分
値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がマイナス側のしきい値ｄ３を下
回って大きく落ち込むと、ＥＣＵ７１では、燃料圧力Ｐ
の減少率の増加過程であると判断される。続く時刻ｔ４
において、燃料圧力Ｐの一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
がマイナス側のしきい値ｄ４を上回って一旦大きく立ち
上がると、ＥＣＵ７１では、燃料圧力Ｐの減少率が増加
過程から一旦減少過程へと変化する時点であると判断さ
れる。そして、その時刻ｔ４が燃料噴射ノズル４におけ
る噴射終了時刻ｔｅとして求められる。又、その時刻ｔ
４から修正時間ＴＰだけ前の時刻（この場合、時刻ｔ
３）における燃料圧力Ｐが噴射終了圧力Ｐｅとして求め
られる。つまり、同図（ａ）に示すように、燃料圧力Ｐ
が減少する過程でその減少が一旦下げ止まるよう変化す
る変曲点Ｂに対応する噴射終了時刻ｔｅとそのときの噴
射終了圧力Ｐｅが求められるのである。

【００７４】従って、噴射開始時刻ｔｓから噴射終了時
刻ｔｅまでが、実際に燃料噴射が行われた噴射期間とな
る。同図（ｃ）にその噴射期間での実噴射量Ｑｒの変化
を示す。この実噴射量Ｑｒは、噴射開始時刻ｔｓから噴
射終了時刻ｔｅまでの各時刻ｔｉにおいて、各燃料圧力
Ｐｉ及びリフト係数ＫＬｉより求められた時点噴射量Ｑ
ｉが積算されたものである。そして、ＥＣＵ７１では、
その実噴射量Ｑｒと前回の目標噴射量Ｑ０とにより噴射
量偏差値ΔＱが求められる。

【００７５】そして、この実施例では、上記のように求
められた噴射量偏差値ΔＱを補正用データとして、以下
のように燃料噴射量制御が実行される。即ち、図１２は
ＥＣＵ７１により実行される各処理のうち、上記の噴射
量偏差値ΔＱを用いて行われる「燃料噴射量制御ルーチ
ン」の処理を示すフローチャートであり、所定間隔毎に
周期的に実行される。

【００７６】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ５１０において、エンジン回転数センサ３５及び
アクセルセンサ７３等より得られるエンジン回転速度Ｎ
Ｅ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等をそれぞれ読み込む。
又、「ΔＱ演算ルーチン」にて求められた噴射量偏差値
ΔＱを読み込む。

【００７７】続いて、ステップ５２０において、エンジ
ン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等に基づき、
その時点の運転状態に応じた基本噴射量Ｑｂを演算す
る。又、ステップ５３０において、基本噴射量Ｑｂ及び
噴射量偏差値ΔＱに基づいて今回の目標噴射量Ｑを演算
する。この実施例では、目標噴射量Ｑの演算方法とし
て、基本噴射量Ｑｂに噴射量偏差値ΔＱを加算する方法
が採用されている。ここで、基本噴射量Ｑｂに加算され
る噴射量偏差値ΔＱとしては、前回の燃料噴射の際に求
められた最新の噴射量偏差値ΔＱのみを使用してもよ
い。或いは、過去に求められた複数の噴射量偏差値ΔＱ
と最新の噴射量偏差値ΔＱとの単純平均の結果を基本噴
射量Ｑｂに加算してもよい。又は、過去に目標噴射量Ｑ
を求めるに当たり、実際に用いられた個々の噴射量偏差
値ΔＱをデータとする学習値から決定される噴射量偏差
値ΔＱを基本噴射量Ｑｂに加算するようにしてもよい。

【００７８】そして、ステップ５４０において、求めら
れた今回の目標噴射量Ｑに基づき燃料噴射を実行する。
即ち、目標噴射量Ｑに基づき電磁スピル弁２３を制御す
ることにより、燃料噴射ポンプ１から燃料噴射ノズル４
への燃料の圧送を制御し、もって燃料噴射ノズル４から
の燃料噴射量を制御するのである。

【００７９】又、ステップ５５０において、今回の燃料
噴射の実行に用いられた目標噴射量Ｑを前回の目標噴射
量Ｑ０として設定し、その後の処理を一旦終了する。以
上説明したように、この実施例の燃料噴射量制御によれ
ば、各回の燃料噴射が実行される毎に、実際に噴射され
た実噴射量Ｑｒが燃料噴射ノズル４での燃料圧力Ｐと針
弁リフト量Ｌとに基づき求められる。そして、その実噴
射量Ｑｒとその時の目標噴射量Ｑ０との差が噴射量偏差
値ΔＱとして求められ、その噴射量偏差値ΔＱにより補
正演算された新たな目標噴射量Ｑに基づき燃料噴射が実
行される。つまり、実噴射量Ｑｒが目標噴射量Ｑと一致
するように燃料噴射量制御が実行されるのである。

【００８０】従って、この実施例では、燃料噴射ポンプ
１の構成部品等が経時的に変化したり、その構成部品等
に製造誤差があったり、或いは、使用されている燃料の
性状が変化したりしても、毎回の燃料噴射が行われる都
度、実噴射量Ｑｒが目標噴射量Ｑと一致するように燃料
噴射量が制御される。その結果、燃料噴射ポンプ１の構
成部品等の経時変化や製造誤差、或いは、燃料性状変化
に影響されることなく、高精度の燃料噴射量制御を長期
間にわたって安定化させることができる。

【００８１】即ち、燃料噴射ポンプ１で、カムプレート
８やローラリング９に摩耗が生じてプランジャ１２のリ
フト量が変化したとしても、その変化に影響されて燃料
噴射ノズル４から噴射されるべき燃料量が増えてしまう
ことがない。又、燃料噴射ポンプ１につながる燃料噴射
ノズル４において、同ノズル４の設定開弁圧が低下した
としても、その変化に影響されて燃料噴射ノズル４から
噴射されるべき燃料量が増えてしまうことがない。或い
は、燃料噴射ポンプ１で燃料温度が上昇したとしても、
その変化に影響されて燃料噴射ノズル４から噴射される
べき燃料量や噴射開始時期が変化してしまうことがな
い。その結果、その時々の運転状態に適合した高精度な
燃料噴射量制御を実現することができる。よって、ディ
ーゼルエンジン３からのスモークの発生を大幅に抑える
ことができ、排気ガスのバラツキを抑え且つ燃費の向上
を図ることができる。

【００８２】しかも、この実施例では、より正確な実噴
射量Ｑｒを求めるべく、燃料噴射開始時期の求め方によ
り具体的な検討がなされている。即ちこの実施例では、
各燃料噴射ノズル４に設けられた圧力センサ４７より得
られる燃料圧力Ｐの波形が監視される。又、その燃料圧
力Ｐの増加過程の間でその増加率、即ち一回微分値（ｄ
Ｐｉ／ｄｔｉ）が最初に正から負へと変化する時点が求
められる。ここで、燃料圧力Ｐの一回微分値（ｄＰｉ／
ｄｔｉ）が最初に正から負へと変化するところとは、燃
料圧力Ｐが燃料噴射の開始によって一瞬だけ低下する部
分に相当することが確認されている。つまり、燃料噴射
ポンプ１から燃料噴射ノズル４へ圧送される燃料の圧力
の変化は、実際には、図１１（ａ）のような波形パター
ンを示すことが実験的に確認されている。又、そのとき
の燃料圧力Ｐの変化率である一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）の変化は、実際には図１１（ｂ）のような波形パタ
ーンを示すことが実験的に確認されている。そして、そ
れら波形パターンの中で、燃料圧力Ｐの一回微分値（ｄ
Ｐｉ／ｄｔｉ）が正から負へと変化する時点とは、燃料
圧力Ｐがある程度増加した増加途中で、最初に一瞬だけ
低下する際の変曲点Ａを意味することが確認されてい
る。

【００８３】従って、燃料圧力Ｐの変化と共にその一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）の変化に基づき、燃料噴射開
始時期が燃料圧力Ｐの変曲点Ａとして具体的に特定され
ることになり、ノイズ等の影響を排除して燃料噴射開始
時期の判断が行われる。

【００８４】その結果、燃料噴射ポンプ１及び燃料噴射
ノズル４等を備えたディーゼルエンジン３において、燃
料系の経時変化や製造誤差等に影響されることなく、そ
の燃料噴射の際の燃料噴射開始時期をより正確に求める
ことができる。よって、燃料噴射ノズル４から実際に噴
射される燃料が狙いの目標噴射量Ｑとなるよう制御する
ために使用される実噴射量Ｑｒを、より正確に求めるこ
とができる。

【００８５】併せて、この実施例では、より正確な実噴
射量Ｑｒを求めるべく、燃料噴射終了時期の求め方によ
り具体的な検討がなされている。即ち、この実施例で
は、圧力センサ４７より得られる燃料圧力Ｐが、噴射開
始圧力Ｐｓよりも低い範囲で減少する過程であるとき
に、その燃料圧力Ｐの一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）に
基づき、燃料圧力Ｐの減少率が増加過程から一旦減少過
程へと変化する時点が求められる。ここで、上記のよう
に燃料圧力Ｐの減少率が増加過程から一旦減少過程へと
変化するところとは、燃料噴射ノズル４が閉じられると
きに燃料圧力Ｐの減少が一旦下げ止まる部分に相当する
ことが確認されている。つまり、図１１（ａ），（ｂ）
のような波形パターンの中で、燃料圧力Ｐの減少過程に
おいて、燃料圧力Ｐの減少率が増加過程から一旦減少過
程へと変化する時点とは、燃料圧力Ｐが一瞬だけ下げ止
まる際の変曲点Ｂを意味することが確認されている。

【００８６】従って、燃料噴射終了時期が燃料圧力Ｐの
変曲点Ｂとして具体的に特定されることになり、燃料噴
射ノズル４の経時変化や固体差を排除して燃料噴射終了
時期の判断が行われる。

【００８７】その結果、燃料噴射ノズル４の経時変化や
固体差に影響されることなく、その燃料噴射の際の燃料
噴射終了時期をより正確に求めることができる。よっ
て、前述した正確に求められる燃料噴射開始時期と相俟
って、燃料噴射ノズル４から実際に噴射される燃料が狙
いの目標噴射量Ｑとなるよう制御するために使用される
実噴射量Ｑｒを、より一層正確に求めることができる。

【００８８】又、この実施例では、燃料圧力Ｐ及びその
一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）の波形パターンから燃料
噴射開始時期を判断するために、図８に示すフローチャ
ートで説明したように、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
がしきい値ｄ１を越えて基準時間Ｔ１だけ経過したこと
が判断される。併せて、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
がしきい値ｄ２を下回って基準時間Ｔ２だけ経過したこ
とが判断される。従って、燃料圧力Ｐの波形がノイズに
起因して多少変化したとしても、その変化が燃料噴射の
開始に対応する燃料圧力Ｐの変曲点Ａとして誤判断され
ることがない。よって、そのことからも、燃料噴射開始
時期の判断をより正確に行うことができる。

【００８９】更に、この実施例では、求められた燃料噴
射開始時期から実噴射量Ｑｒを求めるに当たり、リフト
センサ４８より得られる各時刻ｔｉでの実際の針弁リフ
ト量Ｌｉに基づき、各リフト係数ＫＬｉが求められる。
そして、それら各リフト係数ＫＬｉと各燃料圧力Ｐｉと
に基づき実噴射量Ｑｒが求められる。従って、実噴射量
Ｑｒには、燃料噴射ノズル４から燃料が噴射される際の
実際の針弁の挙動を確実に反映させることができ、実噴
射量Ｑｒをより厳密に求めることができる。

【００９０】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、圧力センサ４７を各気筒の燃料
噴射ノズル４にそれぞれ設けたが、圧力センサを各燃料
噴射ノズルに通じる燃料管路の途中にそれぞれ設けるこ
ともできる。

【００９１】（２）前記実施例では、圧力センサ４７を
各気筒の燃料噴射ノズル４にそれぞれ設けて各燃料噴射
ノズル４にかかる燃料圧力Ｐをそれぞれ検出するように
構成したが、一つの圧力センサを燃料噴射ポンプに設け
てプランジャ高圧室における燃料圧力Ｐを検出するよう
に構成してもよい。この場合には、一つの圧力センサを
用いるだけでよく、構成部品の点数を少なくすることが
できる。

【００９２】（３）前記実施例では、リフトセンサ４８
を圧力センサ４７と共に各燃料噴射ノズル４に設けて同
ノズル４の針弁リフト量Ｌをそれぞれ検出するようにし
たが、このリフトセンサ４８を省略することもできる。

【００９３】但し、リフトセンサ４８を省略した場合に
は、各時刻ｔｉで実際に得られる針弁リフト量Ｌｉの代
わりに、噴射開始時刻ｔｓからの経過時間を監視する。
そして、その経過時間に対するリフト係数をマップから
参照し、それら各リフト係数と各燃料圧力とに基づいて
各時点噴射量Ｑｉを求め、更に実噴射量Ｑｒを求めるよ
うにすればよい。或いは、リフト係数を定数として、そ
のリフト係数と各燃料圧力とに基づいて各時点噴射量Ｑ
ｉを求め、更に実噴射量Ｑｒを求めるようにしてもよ
い。

【００９４】（４）前記実施例では、各時刻ｔｉのリフ
ト係数ＫＬｉと燃料圧力Ｐｉとに基づき、 Ｑｉ＝ＫＬｉ＊√Ｐｉ の計算式に従って各時点噴射量Ｑｉを求めるようにした
が、各時点噴射量Ｑｉの計算の仕方は上記の計算式に限
られるものではない。

【００９５】（５）前記実施例では、燃料噴射終了時期
検出装置を自動車の電子制御ディーゼルエンジンに具体
化したが、燃料噴射終了時期検出装置を高圧ガソリン噴
射式エンジンに具体化することもできる。

【００９６】（６）前記実施例では、噴射終了時刻ｔｅ
を求めるのに使用される噴射開始圧力Ｐｓを、噴射開始
時刻ｔｓに対応して実際に求めたが、予め実験的に定め
られた基準値を噴射開始圧力Ｐｓとして使用することも
できる。

【００９７】（７）前記実施例では、燃料圧力検出手段
を圧力センサ４７により構成したが、これに代えて、燃
料噴射ポンプ１や燃料噴射ノズル４等の燃料噴射系の部
品に取り付けられる歪みゲージを燃料圧力検出手段とし
て使用することもできる。

【００９８】（８）前記実施例では、燃料噴射ノズル４
に取り付けられたリフトセンサ４８により、同ノズル４
における針弁リフト量Ｌを検出するように構成した。こ
れに代えて、燃料噴射ノズル４における針弁を閉じ方向
へ付勢するスプリングの荷重を検出するための荷重セン
サを設けてもよい。この場合、この荷重センサにより検
出される荷重により、針弁リフト量Ｌを間接的に検出す
ることができる。

【００９９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズルへ圧送される燃
料の圧力を検出し、その検出結果に基づいて燃料圧力の
変化率を演算している。又、検出される燃料圧力が燃料
噴射ノズルにおける燃料噴射開始圧力よりも低い範囲で
減少する過程であるときに、燃料圧力の減少率が増加過
程から一旦減少過程へと変化する時点近傍を燃料噴射ノ
ズルにおける燃料噴射終了時期と判断するようにしてい
る。従って、燃料噴射終了時期が燃料圧力の変曲点によ
り具体的に特定されることになり、燃料噴射ノズルの経
時変化や固体差を排除して燃料噴射終了時期が判断され
る。その結果、燃料噴射ポンプ及び燃料噴射ノズルを備
えた内燃機関において、燃料噴射ノズルの経時変化や固
体差に影響されることなく、燃料噴射終了時期をより正
確に求め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】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構
成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における過給機
付ディーゼルエンジンシステム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】一実施例において、燃料噴射ノズルに設けられ
た圧力センサとリフトセンサを示す図である。

【図５】一実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【図６】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「サブルーチン」の処理を示すフローチャートである。

【図７】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「ΔＱ演算ルーチン」の処理を示すフローチャートであ
る。

【図８】一実施例において、「ΔＱ演算ルーチン」の処
理の一部を詳しく示すフローチャートである。

【図９】一実施例において、同じく「ΔＱ演算ルーチ
ン」の処理の一部を詳しく示すフローチャートである。

【図１０】一実施例において、針弁リフト量に対するリ
フト係数の関係を予め定めてなるマップである。

【図１１】一実施例において、一回の燃料噴射の際に求
められる噴射開始時刻、噴射終了時刻、燃料圧力、一回
微分値及び実噴射量の挙動を説明するタイムチャートで
ある。

【図１２】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「燃料噴射量制御ルーチン」の処理を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、３…内燃機関としてのディーゼル
エンジン、４…燃料噴射ノズル、４７…燃料圧力検出手
段としての圧力センサ、７１…燃料圧力変化率演算手段
及び噴射終了時期判断手段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 晃 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 稲熊 禎次 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 市川 達也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 矢野 健三 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定レベル以上の燃料圧力を得て内燃機
   関に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、 前記燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する燃料噴射ポンプ
   と、 前記燃料噴射ポンプから前記燃料噴射ノズルへ圧送され
   る燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、 前記燃料圧力検出手段の検出結果に基づき、燃料圧力の
   変化率を演算する燃料圧力変化率演算手段と、 前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が前記
   燃料噴射ノズルにおける燃料噴射開始圧力よりも低い範
   囲で減少する過程であるときに、前記燃料圧力変化率演
   算手段の演算結果に基づき、前記燃料圧力の減少率が増
   加過程から一旦減少過程へと変化する時点近傍を前記燃
   料噴射ノズルにおける燃料噴射終了時期と判断する噴射
   終了時期判断手段とを備えたことを特徴とする内燃機関
   の燃料噴射終了時期検出装置。