JPH0688546A

JPH0688546A - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置

Info

Publication number: JPH0688546A
Application number: JP23745392A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hirose; 雄彦広瀬; Takao Tate; 隆雄館; Takeshi Sato; 武佐藤; Shinji Kamoshita; 伸治鴨下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-29
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2827742B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料噴射ノズルの経時変化や製造誤差に起因し
た開弁圧力の変化に対処して、高精度な燃料噴射時期制
御を内燃機関の始動時から行う。【構成】ディーゼルエンジン３に燃料噴射ノズル４を設
け、同ノズル４へ燃料噴射ポンプ１から燃料を圧送させ
る。燃料噴射ノズル４にその開弁圧力を検出する圧力セ
ンサ４７を設ける。そして、ＥＣＵ７１により、圧力セ
ンサ４７より得られる開弁圧力と標準開弁圧力との差を
演算し、その演算結果に基づき、燃料噴射ポンプ１から
燃料噴射ノズル４までの燃料系内の残留燃料量変化量を
演算する。また、ＥＣＵ７１により、その残留燃料量変
化量を次回の燃料噴射のための目標噴射時期へ反映させ
る目標噴射時期制御量を演算し、その制御量に基づき燃
料噴射ポンプ１を駆動制御して燃料噴射時期制御を実行
する。従って、目標噴射時期制御量には、開弁圧力の違
いにより変化する残留燃料量の影響が排除される。

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
燃料噴射ノズルを備えた内燃機関に係り、詳しくは、燃
料噴射ノズルにおける開弁圧力の変化に対応して燃料噴
射時期を制御する燃料噴射時期制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料噴射ポンプ及び燃料噴射ノズ
ルを備えた内燃機関として例えば、電子制御ディーゼル
エンジンでは、その燃料噴射ポンプにおけるプランジャ
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時期が、エンジン運転状態に応じて
決定される目標噴射時期となるよう、燃料噴射ポンプに
設けられたタイマ装置が駆動制御される。この制御によ
り、燃料噴射ノズルから各気筒へ噴射される燃料の噴射
時期が制御される。

【０００３】ところで、上記のような燃料噴射時期の制
御が行われる電子制御ディーゼルエンジンであっても、
その燃料噴射ノズルは、一般的に単なる機械式の自動弁
となっている。そして、燃料噴射ノズルが機械式の自動
弁であることから、その開弁圧力の経時的な低下に起因
して、同ノズルからの実際の燃料噴射時期及び燃料噴射
量が変化するおそれがあった。即ち、この種の燃料噴射
ノズルは、針弁とその針弁の開弁圧力を調整するスプリ
ングを内蔵して構成されており、所定レベル以上の燃料
圧力を得て開弁される。又、針弁の開弁圧力は、スプリ
ングにより予め一定値となるよう調整されている。そし
て、燃料噴射ノズルの経時変化により、そのスプリング
の力が弱まった場合には、針弁の開弁圧力が最初に設定
されたセット圧力よりも小さくなっていた。

【０００４】また、燃料噴射ノズルの製造時において、
若干の製造誤差が生じることもあり、その場合には、開
弁圧力が最初に設定されたセット圧力とは異なってしま
うこともあった。

【０００５】従って、上記のように、経時変化や製造誤
差に起因して、開弁圧力が最初に設定されたセット圧力
とは異なってしまった場合には、燃料噴射ノズルからの
燃料噴射時期が進角側や遅角側へずれてしまうことにな
る。その結果、ディーゼルエンジンからのスモークや窒
素酸化物（ＮＯｘ）の増大、あるいはノック音の増加を
もたらすおそれがあった。また、ディーゼルエンジンの
燃費の悪化や白煙の増大をもたらし、炭化水素（ＨＣ）
を増大させるおそれがあった。

【０００６】そこで、上記のような不具合に対処するこ
とのできる技術として、現状では、特開昭６２−２１０
２４２号公報に開示された「ディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御方法」を一例として挙げることができる。
この従来技術では、ディーゼルエンジンのアイドル状態
において、所望のアイドル回転速度にエンジン回転速度
を制御するために必要とされる燃料噴射量が算出され
る。また、算出された燃料噴射量を得るために必要とさ
れる燃料噴射ノズルの開弁時期の制御値（ＩＳＣ制御
値）が算出される。そして、そのＩＳＣ制御値から求め
られる偏差に応じて燃料噴射時期が補正される。この方
法によれば、燃料噴射ノズルの経時変化や製造誤差に対
応して燃料噴射時期が適正に補正されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、アイドル回転速度を所望の目標回転速度に
維持するために求められるＩＳＣ制御値に基づき燃料噴
射時期が補正される。従って、上記の燃料噴射時期を適
正に補正するには、アイドル回転速度の変化の少ないア
イドル安定状態において求められるＩＳＣ制御値を使用
する必要があった。そのため、アイドル状態の安定して
いないディーゼルエンジンの始動時等には、燃料噴射時
期の適正な補正を実行することができなかった。

【０００８】この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、燃料噴射ノズルの経時変化
や製造誤差に起因した開弁圧力の変化に対処して、高精
度な燃料噴射時期制御を内燃機関の始動時から行うこと
の可能な内燃機関の燃料噴射時期制御装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記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開弁され、内燃機関Ｍ１に燃料を
噴射する燃料噴射ノズルＭ２と、燃料噴射ノズルＭ２へ
燃料を圧送するために駆動制御される燃料噴射ポンプＭ
３と、燃料噴射ノズルＭ２の開弁時における燃料圧力を
開弁圧力として検出する開弁圧力検出手段Ｍ４と、開弁
圧力検出手段Ｍ４の検出結果により、開弁圧力の変化に
基づく燃料噴射ポンプＭ３から燃料噴射ノズルＭ２まで
の燃料系Ｍ５内における残留燃料量の変化量を演算する
残留燃料量変化量演算手段Ｍ６と、燃料噴射ポンプＭ３
から燃料噴射ノズルＭ２までの燃料系Ｍ５内における残
留燃料量の変化量を演算する残留燃料量変化量演算手段
Ｍ６と、残留燃料量変化量演算手段Ｍ６の演算結果を次
回の燃料噴射のための目標噴射時期へ反映させて目標噴
射時期制御量を演算する噴射時期制御量演算手段Ｍ７
と、噴射時期制御量演算手段Ｍ７の演算結果に基づき、
燃料噴射ポンプＭ３を駆動制御して燃料噴射時期を制御
する噴射時期制御手段Ｍ８とを備えたことをその要旨と
している。

【００１０】

【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、開弁圧力検出手段Ｍ４では燃料噴射ノズルＭ
２の開弁時における燃料圧力が開弁圧力として検出され
る。また、残留燃料量変化量演算手段Ｍ６では、開弁圧
力検出手段Ｍ４の検出結果により、開弁圧力の変化に基
づく燃料噴射ポンプＭ３から燃料噴射ノズルＭ２までの
燃料系Ｍ５内における残留燃料量の変化量が演算され
る。ここで、燃料噴射ノズルＭ２における開弁圧力等の
違いにより、燃料系Ｍ５内における残留燃料量の変化量
が異なることが分かっている。又、その残留燃料量の変
化量の違いにより、燃料噴射ノズルＭ２からの燃料噴射
時期が変化することが分かっている。そして、噴射時期
制御量演算手段Ｍ７では、演算された残留燃料量の変化
量を次回の燃料噴射のための目標噴射時期に反映させて
目標噴射時期制御量が演算される。つまり、開弁圧力の
変化の影響を受ける残留燃料量の変化量に基づいて目標
噴射時期が補正されるのである。そして、噴射時期制御
手段Ｍ８では、演算された目標噴射時期制御量に基づ
き、燃料噴射ポンプＭ３が駆動制御され、燃料系Ｍ５を
通じて燃料噴射ノズルＭ２へ燃料が圧送される。

【００１１】従って、毎回の燃料噴射に際しての燃料噴
射ポンプＭ３から燃料噴射ノズルＭ２へ圧送される燃料
の噴射時期には、開弁圧力の変化による残留燃料量の変
化分が考慮されており、残留燃料量の変化量の影響が排
除されている。そのため、内燃機関Ｍ１が特別な運転状
態、例えばアイドル安定状態になるのを待つことなく、
燃料噴射ノズルＭ２の開弁圧力の変化に対応して、燃料
噴射時期が制御される。

【００１２】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明における内燃機関の燃料
噴射時期制御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１０に基づいて詳
細に説明する。

【００１３】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。

【００１４】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力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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】尚、この実施例のポンプハウジング１３に
おいて、各分配通路１８の出口側にはコンスタント・プ
レッシャ・バルブ（ＣＰＶ）よりなるデリバリバルブ３
６が設けられている。このデリバリバルブ３６は、分配
通路１８から燃料管路４ａへ圧送される燃料の逆流を防
止するためのものであり、ある一定レベル以上の燃料圧
力Ｐを得て開弁されるようになっている。

【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の内部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、開弁圧力検出手段としての圧力セ
ンサ４７が設けられている。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を検出すると共に同ノズル４の
開弁時における燃料圧力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。

【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
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
り残留燃料量変化量演算手段、目標噴射時期制御量演算
手段及び噴射時期制御手段が構成されており、ＥＣＵ７
１には上述した各センサ７２〜７７、回転数センサ３５
及び圧力センサ４７がそれぞれ接続されている。又、Ｅ
ＣＵ７１は各センサ３５，４７，７２〜７７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、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６４，６
５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及び圧力センサ４７が、各バッファ８８，８
９，９０，９１，９２、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３５，４７，７２〜７
７等からの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９７，９８，９９，１０
０，１０１，１０２を介して電磁スピル弁２３、ＴＣＶ
３３、グロープラグ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６
４，６５等が接続されている。そして、ＣＰＵ８１は各
センサ３５，４７，７２〜７７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、ＥＶＲＶ５８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及び圧力センサ４７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
る燃料噴射時期制御のための処理動作について図６〜図
１０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からの信号に基
づき、燃料圧力Ｐをサンプリングする。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。

【００４１】次いで、ステップ１３０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
１４０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（ｄ²Ｐｉ／ｄ
ｔｉ²）を演算する。

【００４２】そして、ステップ１５０においては、今回
求められた燃料圧力Ｐｉ、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）及び二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）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。

【００４３】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、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
及び二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）がそれぞれ演算
用データとしてＲＡＭ８３に順次記憶される。

【００４４】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開始時
刻ｔｓ及び噴射開始圧力Ｐｓを演算するための「ｔｓ，
Ｐｓ演算ルーチン」の処理を示すフローチャートであっ
て、所定時間毎に周期的に実行される。

【００４５】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２１０において、ＲＡＭ８３に記憶されている時
刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉ及びその一回微分値（ｄ
Ｐｉ／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。

【００４６】続いて、ステップ２２０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２１０へジャ
ンプし、ステップ２１０，２２０の各処理を繰り返す。
又、ステップ２２０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２３０へ移行
する。

【００４７】ステップ２３０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２１０へジャンプし、ステッ
プ２１０〜２３０の処理を繰り返す。又、ステップ２３
０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２４０へ移行する。

【００４８】そして、ステップ２４０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
²Ｐｉ／ｄｔｉ²）をそれぞれ読み込む。

【００４９】次に、ステップ２５０において、今回読み
込まれた二回微分値（ｄ²Ｐｉ／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（ｄ²Ｐｉ／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２４０へジャンプし、ステッ
プ２４０，２５０の処理を繰り返す。これに対し、ステ
ップ２５０において、二回微分値（ｄ²Ｐｉ／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２６０へ移行する。

【００５０】そして、ステップ２６０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２４０へジャンプし、ステッ
プ２４０〜２６０の処理を繰り返す。又、ステップ２６
０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２７０へ移行する。

【００５１】ステップ２７０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。

【００５２】次に、ステップ２８０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から燃料噴射が開始される時期と判断し、即
ち針弁が開弁される時期と判断し、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。

【００５３】従って、上記の「ｔｓ，Ｐｓ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
が求められ、ＲＡＭ８３に一旦記憶される。

【００５４】ここで、上記の「ｔｓ，Ｐｓ演算ルーチ
ン」の処理により一回の燃料噴射に際して求められる噴
射開始時刻ｔｓ、噴射開始圧力Ｐｓ、燃料圧力Ｐ及び一
回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）の挙動等について、その一
例を図８のタイムチャートに従って説明する。

【００５５】今、燃料噴射が行われるのに際して、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ｄ１を越えて基準時間Ｔ
１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。

【００５６】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。

【００５７】そして、この実施例では、上記のように求
められた噴射開始時刻ｔｓの噴射開始圧力Ｐｓを使用し
て、以下のような燃料噴射制御が実行される。即ち、図
９はＥＣＵ７１により実行される各処理のうち、上記の
噴射開始圧力Ｐｓを用いて行われる「燃料噴射制御ルー
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。

【００５８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ３００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、前回の燃料噴射の際に使用された目標噴射量Ｑ０を
読み込む。

【００５９】続いて、ステップ３１０において、現在の
ディーゼルエンジン３の運転状態が噴射量フィードバッ
ク（ＦＢ）実行領域であるか否かを判断する。この噴射
量ＦＢ実行領域の判断は、図１０に示すようなエンジン
回転速度ＮＥと前回の目標噴射量Ｑ０との関係で予め定
められたマップを参照して行われる。即ち、このマップ
では、低回転・低負荷の領域で噴射量ＦＢ実行領域とな
るように設定されている。そして、ステップ３１０にお
いて、噴射量ＦＢ実行領域である場合には、ステップ３
２０へ移行し、ステップ３２０及びステップ３３０の処
理を実行する。

【００６０】即ち、ステップ３２０においては、「ｔ
ｓ，Ｐｓ演算ルーチン」にて求められ、記憶された噴射
開始圧力Ｐｓを読み込む。又、その噴射開始圧力Ｐｓ
を、燃料噴射ノズル４の開弁時における実際の燃料圧
力、つまり実開弁圧力Ｐｎｒとして設定する。

【００６１】次に、ステップ３３０において、その求め
られた実開弁圧力Ｐｎｒ等により、その実開弁圧力Ｐｎ
ｒの違いによって変化すべき残留燃料量の変化量（残留
燃料量変化量）Ｑｒｅを予測演算する。この残留燃料量
変化量Ｑｒｅの演算は以下の計算式に従って行われる。

【００６２】Ｑｒｅ＝Ｖｉ＊ε＊（Ｐｎｓ−Ｐｎｒ）＝Ｖｉ＊ε＊ΔＰｎここで、「Ｖｉ」は燃料噴射ポンプ１から燃料噴射ノズ
ル４までの燃料系の体積ボリュームを意味し、「ε」は
燃料の体積弾性率を意味し、「Ｐｎｓ」は燃料噴射ノズ
ル４の標準状態における基準圧力としての標準開弁圧力
を意味している。従って、上記の計算式では、標準開弁
圧力Ｐｎｓと実開弁圧力Ｐｎｒとの差である開弁圧力偏
差ΔＰｎに基づき、燃料系内における残留燃料量変化量
Ｑｒｅが予測演算される。ここで、燃料噴射ノズル４に
おける実開弁圧力Ｐｎｒの違いにより、燃料系内におけ
る残留燃料量変化量Ｑｒｅが変化することが分かってい
る。又、その残留燃料量変化量Ｑｒｅの違いにより、燃
料噴射ノズル４からの燃料噴射量及び燃料噴射時期が変
化することが分かっている。

【００６３】これに対し、ステップ３１０において、噴
射量ＦＢ実行領域でない場合には、同ステップ３１０か
らステップ３４０へ移行する。ステップ３１０又はステ
ップ３３０から移行してステップ３４０においては、エ
ンジン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等に基づ
き、今回の運転状態に応じた目標噴射量Ｑ１を演算す
る。この実施例では、エンジン回転速度ＮＥ及びアクセ
ル開度ＡＣＣＰ等に基づき基本噴射量が求められ、必要
に応じてその基本噴射量に補正噴射量が加算されること
により目標噴射量Ｑ１が求められる。補正噴射量として
は、冷却水温ＴＨＷに基づいて求められる冷間補正噴射
量等が挙げられる。

【００６４】更に、ステップ３５０において、今回求め
られた目標噴射量Ｑ１から、最新の残留燃料量変化量Ｑ
ｒｅを減算した結果を、次回の燃料噴射のための補正後
目標噴射量Ｑとして設定する。換言すれば、ディーゼル
エンジン３の運転状態によって求められた目標噴射量Ｑ
１から、燃料系内における残留噴射量変化量Ｑｒｅを差
し引きした燃料量が補正後目標噴射量Ｑとして求めるの
である。ここで、噴射量ＦＢ実行領域である場合には、
今回求められた残留噴射量変化量Ｑｒｅが上記の減算に
採用される。また、噴射量ＦＢ実行領域でない場合に
は、前回学習された残留噴射量変化量Ｑｒｅの学習値が
採用される。

【００６５】次に、ステップ３６０において、最新の残
留燃料量変化量Ｑｒｅをポンプ噴射率Ｒｉで除算した結
果を目標噴射時期制御量ΔＴとして設定する。ここで、
ポンプ噴射率Ｒｉは燃料噴射ポンプ１で特有の定数であ
り、予め実験的に求められた値である。このステップ３
６０においても、前記同様に噴射量ＦＢ実行領域である
場合には、今回求められた残留噴射量変化量Ｑｒｅが上
記の除算に採用される。また、噴射量ＦＢ実行領域でな
い場合には、前回学習された残留噴射量変化量Ｑｒｅの
学習値が採用される。

【００６６】そして、ステップ３７０においては、ステ
ップ３６０において設定された目標噴射時期制御量ΔＴ
に基づき、タイマ装置２６を制御して燃料噴射時期制御
を実行する。すなわち、燃料噴射ノズル４からの燃料噴
射時期を進角側あるいは遅角側へ制御すべくＴＣＶ３３
を目標噴射時期制御量ΔＴに基づいてデューティ制御す
る。

【００６７】続いて、ステップ３８０において、今回求
められた補正後目標噴射量Ｑに基づき燃料噴射を実行す
る。即ち、補正後目標噴射量Ｑに基づき電磁スピル弁２
３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。

【００６８】さらに、ステップ３９０において、今回の
燃料噴射の実行に用いられた補正後目標噴射量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。このようにして燃料噴射量制御と燃料噴射時期
制御とが実行される。以上説明したように、この実施例
の燃料噴射制御によれば、ディーゼルエンジン３の運転
状態が噴射量ＦＢ実行領域である場合に、燃料系内にお
ける残留燃料量変化量Ｑｒｅを実際の目標噴射時期制御
量ΔＴ及び目標噴射量Ｑ１にフィードバックさせて燃料
噴射時期制御及び燃料噴射量制御が実行される。即ち、
今回の燃料噴射が実行されるに際して、最新の残留燃料
量変化量Ｑｒｅが、燃料噴射ノズル４での実開弁圧力Ｐ
ｎｒに基づいて求められる。そして、その時の残留燃料
量変化量Ｑｒｅをポンプ噴射率Ｒｉで除算した結果が目
標噴射時期制御量ΔＴとして設定され、その目標噴射時
期制御量ΔＴに基づいて燃料噴射時期が進角側或いは遅
角側へ制御される。つまり、燃料噴射時期が残留燃料量
変化量Ｑｒｅに基づいて補正されて燃料噴射時期制御が
実行されるのである。また、運転状態に応じて求められ
た目標噴射量Ｑ１から残留燃料量変化量Ｑｒｅを減算し
た結果が補正後目標噴射量Ｑとして設定され、その補正
後目標噴射量Ｑに基づき燃料噴射が実行される。つま
り、目標噴射量Ｑ１が燃料系内の残留燃料量Ｑｒｅによ
り補正されて燃料噴射量制御が実行されるのである。

【００６９】従って、毎回の燃料噴射に際しての燃料噴
射ポンプ１から燃料噴射ノズル４へ圧送される燃料の噴
射時期及び噴射量には、開弁圧の変化による残留燃料量
の変化分が考慮されており、残留燃料量の変化による影
響が排除されている。そのため、アイドル安定状態にな
るまで燃料噴射時期制御を行えなかった従来技術とは異
なり、ディーゼルエンジン３の始動時においても、燃料
噴射ノズル４における経時変化や製造誤差に起因した実
開弁圧力Ｐｎｒの変化に影響されることなく、高精度な
燃料噴射時期制御及び高精度な燃料噴射量制御を実行す
ることができる。その結果として、ディーゼルエンジン
３からのスモークや窒素酸化物（ＮＯｘ）の増大、ある
いはノック音の発生を抑えることができる。また、ディ
ーゼルエンジン３の燃費の悪化、白煙の増大、炭化水素
（ＨＣ）の増大等を抑制することができる。

【００７０】また、この実施例では、燃料噴射ノズル４
からの燃料噴射量がその時々の運転状態に応じた噴射量
となるよう制御するために、燃料噴射ノズル４の開弁圧
力が調節されるのではなく、燃料噴射ポンプ１から圧送
される燃料量そのものが調節されている。その結果、燃
料噴射ノズル４における開弁圧力を調節するための特別
な手段を設ける必要性をなくすことができる。

【００７１】又、この実施例では、燃料噴射ノズル４の
開弁圧力調節用の特別な手段を何ら設けていないので、
その分だけ機構が複雑化することがなく、その手段のた
めの特別な制御プログラムを設ける必要もない。

【００７２】しかも、この実施例では、燃料噴射ノズル
４の実開弁圧力Ｐｎｒを求めるに当たり、圧力センサ４
７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の増加過程の間で一回微分値（ｄＰｉ／ｄ
ｔｉ）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／ｄｔ
ｉ）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。そして、燃料圧力Ｐの
一回微分値（ｄＰｉ／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。

【００７３】従って、燃料圧力Ｐの変化と共にその一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）の変化に基づき噴射開始時刻
ｔｓが判断され、そのときの噴射開始圧力Ｐｓ、即ち実
開弁圧力Ｐｎｒが燃料圧力Ｐの変曲点Ａとして具体的に
特定され、ノイズ等の影響を排除して実開弁圧力Ｐｎｒ
の判断が行われる。

【００７４】その結果、燃料噴射ノズル４における実開
弁圧力Ｐｎｒをより正確に求めることができる。よっ
て、その実開弁圧力Ｐｎｒに基づいて求められる残留燃
料量変化量Ｑｒｅをより正確に求めることができ、ひい
ては目標噴射時期制御量ΔＴ及び補正後目標噴射量Ｑを
より正確に求めることができる。その意味からも、燃料
噴射時期制御及び燃料噴射量制御をより高精度に行うこ
とができる。

【００７５】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７の「ｔｓ，Ｐｓ演
算ルーチン」の処理で説明したように、一回微分値（ｄ
Ｐｉ／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（ｄ
Ｐｉ／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、噴射開始時刻ｔｓ及び噴射開始圧力Ｐｓ、延いては
実開弁圧力Ｐｎｒの判断をより正確に行うことができ
る。

【００７６】（第２実施例）次に、この発明における内
燃機関の燃料噴射時期制御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２実施例を図１１に基づ
いて説明する。なお、この実施例において、過給機付デ
ィーゼルエンジンシステムやそのＥＣＵ７１等の構成に
ついては、前記第１実施例のそれと同等であるものとし
て、同一の部材については同一の符号を付して説明を省
略する。そして、以下には、前記第１実施例と特に異な
る燃料噴射制御の処理動作について説明する。

【００７７】この実施例では、ＥＣＵ７１により実行さ
れる各処理のうち、前記第１実施例で求められた噴射開
始時刻ｔｓを使用して、以下のような燃料噴射制御が実
行される。即ち、図１１はＥＣＵ７１により実行される
各処理のうち、上記の噴射開始時刻ｔｓを用いて行われ
る「燃料噴射制御ルーチン」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。

【００７８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ４００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、前回の燃料噴射の際に使用された目標噴射量Ｑ０を
読み込む。

【００７９】続いて、ステップ４１０において、現在の
ディーゼルエンジン３の運転状態が噴射量フィードバッ
ク（ＦＢ）実行領域であるか否かを判断する。この噴射
量ＦＢ実行領域の判断は、前記第１実施例と同様に図１
０に示すようなエンジン回転速度ＮＥと前回の目標噴射
量Ｑ０との関係で予め定められたマップを参照して行わ
れる。即ち、このマップでは、低回転・低負荷の領域で
噴射量ＦＢ実行領域となるように設定されている。そし
て、ステップ４１０において、噴射量ＦＢ実行領域であ
る場合には、ステップ４２０へ移行し、ステップ４２０
及びステップ４３０の処理を実行する。

【００８０】即ち、ステップ４２０においては、「ｔ
ｓ，Ｐｓ演算ルーチン」にて求められ、記憶された噴射
開始時刻ｔｓを読み込む。又、その噴射開始時刻ｔｓ
を、燃料噴射ノズル４の開弁時における実際の燃料噴射
時期、つまり実開弁時期ｔｎｒとして設定する。

【００８１】次に、ステップ４３０において、その求め
られた実開弁時期ｔｎｒ等により、その実開弁時期ｔｎ
ｒの違いによって変化すべき残留燃料量の変化量（残留
燃料量変化量）Ｑｒｅを予測演算する。この残留燃料量
変化量Ｑｒｅの演算は以下の計算式に従って行われる。

【００８２】Ｑｒｅ＝Ｘ＊（ｔｎｓ−ｔｎｒ）＝Ｘ＊Δｔｎここで、「Ｘ」は補正係数を意味し、「ｔｎｓ」は燃料
噴射ノズル４の標準状態における基準時期としての標準
開弁時期を意味している。従って、上記の計算式では、
標準開弁時期ｔｎｓと実開弁時期ｔｎｒとの差である開
弁時期偏差Δｔｎに基づき、燃料系内における残留燃料
量変化量Ｑｒｅが予測演算される。ここで、燃料噴射ノ
ズル４における実開弁時期ｔｎｒの違いにより、燃料系
内における残留燃料量変化量Ｑｒｅが変化することが分
かっている。又、その残留燃料量変化量Ｑｒｅの違いに
より、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射量及び燃料噴射
時期が変化することが分かっている。

【００８３】これに対し、ステップ４１０において、噴
射量ＦＢ実行領域でない場合には、同ステップ４１０か
らステップ４４０へ移行する。ステップ４１０又はステ
ップ４３０から移行してステップ４４０においては、前
記第１実施例のステップ３４０で説明したと同様、エン
ジン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等に基づ
き、今回の運転状態に応じた目標噴射量Ｑ１を演算す
る。

【００８４】また、ステップ４５０〜ステップ４９０に
おいても前記第１実施例のステップ３５０〜ステップ３
９０で説明したと同様に、ステップ４３０で演算された
残留燃料量変化量Ｑｒｅ等に基づいて燃料噴射時期制御
及び燃料噴射量制御が実行される。

【００８５】以上説明したように、この実施例の燃料噴
射制御おいても、前記第１実施例と同様に、ディーゼル
エンジン３の運転状態が噴射量ＦＢ実行領域である場合
に、燃料系内における残留燃料量変化量Ｑｒｅを実際の
目標噴射時期制御量ΔＴ及び目標噴射量Ｑ１にフィード
バックさせて燃料噴射時期制御及び燃料噴射量制御が実
行される。但し、今回の燃料噴射が実行されるに際し
て、最新の残留燃料量変化量Ｑｒｅが、燃料噴射ノズル
４での標準標準開弁時期ｔｎｓと実開弁時期ｔｎｒとの
差である開弁時期偏差Δｔｎに基づいて求められる点で
前記第１実施例と大きく異なっている。すなわち、この
実施例では、開弁時期偏差Δｔｎを前記第１実施例にお
ける開弁圧力偏差ΔＰｎの代用値として残留燃料量変化
量Ｑｒｅを予測演算しているのである。このようにして
残留燃料量変化量Ｑｒｅを演算することにより、前記第
１実施例と同様の作用及び効果を奏する。

【００８６】なお、本発明は前記各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）前記第１実施例では、残留燃料量変化量Ｑｒｅ
を、Ｑｒｅ＝Ｖｉ＊ε＊（Ｐｎｓ−Ｐｎｒ）＝Ｖｉ＊ε＊Δ
Ｐｎのような計算式に従って求めた。そして、この残留燃料
量変化量Ｑｒｅをポンプ噴射率Ｒｉで除算した結果を目
標噴射時期制御量ΔＴとして設定するようにしていた。
これに対し、図１２に示すような、開弁圧力偏差ΔＰｎ
に対する時期補正量ΔＴの関係を予め定めたマップを参
照することにより、時期補正量ΔＴを求めることもでき
る。

【００８７】（２）前記実施例では、実開弁圧力Ｐｎｒ
を検出するための圧力センサ４７を各気筒の燃料噴射ノ
ズル４にそれぞれ設けたが、その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設けたり、燃料噴射
ポンプの高圧室に対応して設けたりすることもできる。

【００８８】（３）前記実施例では、この発明をディー
ゼルエンジン３に具体化したが、燃料噴射ポンプと燃料
噴射ノズルとを備えた内燃機関であればディーゼルエン
ジン３に限られるものではない。

【００８９】（４）前記実施例では、「サブルーチン」
において、１回の燃料噴射が実行される毎に各時刻ｔｉ
に対応した一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）及び二回微分
値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）を演算するようにしたが、こ
の際に周知の平均化処理を行うことによりノイズを低減
させるようにしてもよい。この場合には、誤判定の頻度
を低減させることができるという効果を奏する。

【００９０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、燃料噴射ノズルが開弁されるときの開弁圧力の変化
に基づき演算される燃料系内の残留燃料量変化量を次回
の燃料噴射のための目標噴射時期へ反映させて目標噴射
時期制御量を演算している。そして、その目標噴射時期
制御量に基づき燃料噴射ポンプを駆動制御している。従
って、燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズルへ圧送される
燃料の噴射時期には、開弁圧力の違いにより変化する残
留燃料量の影響が排除されることとなる。その結果、燃
料噴射ノズルの経時変化や製造誤差等に起因した開弁圧
力の変化に対処して、高精度な燃料噴射時期制御を内燃
機関の始動時から行うことができるという優れた効果を
奏する。

【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第１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】第１実施例において、分配型燃料噴射ポンプを
示す断面図である。

【図４】第１実施例において、燃料噴射ノズルに設けら
れた圧力センサを示す図である。

【図５】第１実施例において、ＥＣＵの構成を示すブロ
ック図である。

【図６】第１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】第１実施例において、ＥＣＵにより実行される
「ｔｓ，Ｐｓ演算ルーチン」の処理を示すフローチャー
トである。

【図８】第１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、噴射開始圧力、燃料圧力及びそ
の一回微分値の挙動を説明するタイムチャートである。

【図９】第１実施例において、ＥＣＵにより実行される
「燃料噴射制御ルーチン」の処理を示すフローチャート
である。

【図１０】第１実施例において、エンジン回転速度と前
回の目標噴射量との関係から噴射量ＦＢ実行領域を予め
定めてなるマップである。

【図１１】この発明を具体化した第２実施例において、
ＥＣＵにより実行される「燃料噴射制御ルーチン」の処
理を示すフローチャートである。

【図１２】この発明を具体化した別の実施例において、
第１実施例での目標噴射時期制御量の演算方法に対する
変形例で参照され、開弁圧力偏差に対する目標噴射時期
制御量の関係を予め定めてなるマップである。

【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…開弁圧力検出手
段としての圧力センサ、７１…残留燃料量変化量演算手
段、目標噴射時期制御量演算手段及び噴射時期制御手段
を構成するＥＣＵ。

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鴨下伸治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定レベル以上の燃料圧力を得て開弁さ
れ、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ために駆動制御さ
れる燃料噴射ポンプと、前記燃料噴射ノズルの開弁時における燃料圧力を開弁圧
力として検出する開弁圧力検出手段と、前記開弁圧力検出手段の検出結果により、開弁圧力の変
化に基づく前記燃料噴射ポンプから前記燃料噴射ノズル
までの燃料系内における残留燃料量の変化量を演算する
残留燃料量変化量演算手段と、前記残留燃料量変化量演算手段の演算結果を次回の燃料
噴射のための目標噴射時期へ反映させて目標噴射時期制
御量を演算する噴射時期制御量演算手段と、前記噴射時期制御量演算手段の演算結果に基づき、前記
燃料噴射ポンプを駆動制御して燃料噴射時期を制御する
噴射時期制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関
の燃料噴射時期制御装置。