JPH0960541A

JPH0960541A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH0960541A
Application number: JP21498595A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nishimaki; 浩明西牧
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】いかなるエンジン運転状態下においても適正な
燃料噴射制御を実施する。【解決手段】燃料噴射ポンプ１は、多気筒ディーゼルエ
ンジンへ高圧燃料を供給するものであり、その噴射量の
調整はＥＣＵ４１内のＣＰＵ４２から電磁スピル弁２２
への制御指令に従って行われる。ＣＰＵ４２は、エンジ
ン運転状態が高回転で且つ軽負荷域にあるか否かを判定
し、その旨が判定された場合、エンジンの全気筒のうち
で一部の気筒を休止気筒とし、当該休止気筒の燃料噴射
を休止させる。また、ＣＰＵ４２は、休止気筒以外の噴
射気筒に対して、前記休止気筒の燃料減量分に応じて増
量補正した電磁スピル弁２２の駆動信号を求め、当該駆
動信号で電磁スピル弁２２を駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多気筒ディーゼ
ルエンジンに高圧燃料を供給するための燃料噴射ポンプ
を備え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、ディーゼルエンジンの燃料噴
射制御には、各気筒へ前記高圧燃料を分配供給可能な燃
料噴射ポンプが用いられている。詳しくは、燃料噴射ポ
ンプではプランジャの往復動作に伴い燃料が高圧化さ
れ、その高圧燃料は電磁スピル弁の閉弁（通電）に伴う
スピル通路の閉鎖により燃料噴射ノズルに供給される。
そして、同ノズルから各気筒への燃料噴射が行われる。
また、電磁スピル弁の開弁（通電遮断）に伴うスピル通
路の開放により高圧燃料がスピル（溢流）され、各気筒
への燃料噴射が停止される。なお、上記電磁スピル弁
は、非通電時にはスプリングにより弁体が開弁位置に保
持され、通電に伴い弁体が所定の閉弁位置（スピル通路
の閉鎖位置）に移動する。そして、電磁スピル弁が開弁
されるタイミング（スピル時期）により燃料噴射量が調
整される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記電磁ス
ピル弁は常に時間的な遅れを伴って閉弁動作又は開弁動
作するため、以下に示す問題を生ずる。具体的には、プ
ランジャのリフト開始後に電磁スピル弁を通電（閉弁）
させる、いわゆるプレストローク制御では、電磁スピル
弁が通電された時間だけ燃料が噴射供給される。しか
し、電磁スピル弁の通電時間が短くなるような高回転且
つ軽負荷でのエンジン運転時には、弁体が完全に閉弁位
置に達する前に通電が遮断され、所望の燃料噴射量が得
られないという事態を招く。この場合、不完全燃焼によ
る白煙や黒煙の発生を招き、引いては適正な燃料噴射制
御が実現できない。

【０００４】また、上記プレストローク制御を行わない
場合でも、エンジン又は燃料噴射ポンプからの受熱によ
る電磁スピル弁の温度上昇に起因して以下の問題を生ず
る。つまり、電磁スピル弁の温度上昇には、同弁内のコ
イルの抵抗が増大し、同電磁スピル弁への通電指令（閉
弁指令）に対する応答性が悪化する。そのため、電磁ス
ピル弁への通電時間が短くなる場合には、同電磁スピル
弁の弁体が完全な閉弁状態になることができず、そのよ
うな完全な閉弁前に通電遮断（開弁指令）がなされる。
かかる場合、所望の燃料噴射量が得られず、エンジン運
転状態に支障を来すおそれを生ずる。

【０００５】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、いかなるエン
ジン運転状態下においても電磁弁の応答性を確保し、適
正な燃料噴射制御を実施することができるディーゼルエ
ンジンの燃料噴射制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】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、図１４に示すように、多
気筒ディーゼルエンジンＭ１へ高圧燃料を供給するため
の燃料噴射ポンプＭ２と、前記燃料噴射ポンプＭ２に設
けられ、高圧燃料をスピルさせることにより前記エンジ
ンＭ１への燃料量を調量する電磁弁Ｍ３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Ｍ４と、前記運転状態検出手段Ｍ４により検出された
エンジン運転状態に応じて燃料噴射量を算出し、同燃料
噴射量を得るべく前記電磁弁Ｍ３を通電又は通電遮断さ
せる燃料噴射制御手段Ｍ５とを備えたディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置において、前記運転状態検出手段
Ｍ４により検出されたエンジン運転状態が所定の設定領
域にある場合、前記エンジンＭ１の全気筒のうちの一部
の気筒に対して、前記燃料噴射制御手段Ｍ５による燃料
噴射を休止させる燃料噴射休止手段Ｍ６と、前記燃料噴
射休止手段Ｍ６により燃料噴射が休止される気筒以外の
気筒に対して、前記燃料噴射制御手段Ｍ５による燃料噴
射量を増量する増量補正手段Ｍ７とを備えることを要旨
としている。

【０００７】かかる構成によれば、本発明の特徴的作用
として、運転状態検出手段Ｍ４により検出されたエンジ
ン運転状態が所定の設定領域にある場合、エンジンＭ１
の全気筒のうちで一部の気筒に対して、燃料噴射制御手
段Ｍ５による燃料噴射が休止される（燃料噴射休止手段
Ｍ６）。また、燃料噴射休止手段Ｍ６により燃料噴射が
休止される気筒以外の気筒に対して、燃料噴射制御手段
Ｍ５による燃料噴射量が増量される（増量補正手段Ｍ
７）。ここで、「エンジン運転状態が所定の設定領域に
ある場合」とは、エンジン運転状態により電磁弁Ｍ３が
十分に作動しない場合を示し、同電磁弁Ｍ３の通電時間
が短くなる場合や、発熱等の影響により電磁弁Ｍ３の応
答性が悪化する場合に相当する。

【０００８】要するに、ディーゼルエンジンＭ１への燃
料噴射量を電磁弁Ｍ３にて制御する場合、その通電時間
が所定時間よりも短くなると、当該電磁弁Ｍ３の応答性
から燃料噴射精度が著しく悪化する問題を招く。具体的
には、電磁弁Ｍ３の通電により弁体を閉弁位置（燃料ス
ピル通路の遮断位置）に移動させる際に、その通電時間
が短か過ぎると弁体が前記閉弁位置に完全に移動する前
に通電が遮断される。かかる場合、所望の燃料噴射量が
得られず、白煙や黒煙が発生してしまう。これに対して
上記構成では、電磁弁Ｍ３の通電時間が所定時間よりも
短かくなる場合に休止気筒と燃料噴射気筒とが設定さ
れ、休止気筒では燃料噴射が休止される。一方、燃料噴
射気筒では休止気筒の燃料減量分を補うべく増量補正が
実施され、電磁弁Ｍ３の通電時間が長くなる。その結
果、いかなる運転領域でも白煙や黒煙が発生することが
なく、適正な燃料噴射制御が実現できる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記燃料噴射休止手段Ｍ６は、前記
運転状態検出手段Ｍ４によりエンジン回転数が高回転域
に有り且つエンジン負荷が軽負荷状態であることが検出
されたときに、一部の気筒の燃料噴射を休止させること
を要旨としている。

【００１０】つまり、上記の如くエンジン運転状態が高
回転域で且つ軽負荷状態にある場合、１気筒当たりの燃
料噴射量が少なく又回転速度が速くなるため、電磁弁Ｍ
３の通電時間が短くなり、所望の応答性能が得られなく
なる。そこで、かかる運転状態で休止気筒と燃料噴射気
筒とを設定することにより、上記運転状態においても適
正な燃料噴射制御が実現できる。

【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記燃料噴射休止手段Ｍ６に
よる一部気筒の燃料噴射休止に際し、当該休止気筒を所
定の時間周期又は所定の噴射回数周期で変更することを
要旨としている。つまり、ディーゼルエンジンＭ１の一
部気筒を休止せさる場合、それが長時間継続されると、
当該休止気筒が冷えてしまい、運転再開時の燃焼状態に
支障を来す。そこで、休止気筒を順次変更することによ
り、気筒の温度低下が抑制され上記不都合が解消され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下、この発明を４気筒ディーゼル
エンジンの燃料噴射制御装置に具体化した第１の実施形
態について、図面を用いて説明する。本実施形態の燃料
噴射装置は、インナカム式の分配型燃料噴射ポンプを用
いて同ポンプからディーゼルエンジンの各気筒へ燃料を
噴射供給するものであり、燃料噴射量及び燃料噴射時期
は電子制御装置（以下、ＥＣＵという）にて制御される
ようになっている。また、本実施形態の燃料噴射制御で
は、プレストローク制御を採用しており、同制御により
エンジン燃焼圧の調整による燃焼音の低減や有害成分の
排出防止が図られている。なお、本記載では、ディーゼ
ルエンジン（図示略）の各気筒を＃１気筒〜＃４気筒と
し、その燃焼順序を＃１→＃４→＃２→＃３とする。以
下、燃料噴射制御装置の構成を詳述する。

【００１３】先ず、燃料噴射ポンプ１の構成について図
１を用いて説明する。図１に示すように、燃料噴射ポン
プ１のポンプハウジング２には、エンジンの図示しない
クランク軸に同期して１／２の速度で回転するドライブ
シャフト３が挿通されている。ポンプハウジング２には
ベーン式フィードポンプ４（図１には９０度展開して示
す）が設けられており、同フィードポンプ４はドライブ
シャフト３の回転に伴い燃料を吸い上げて燃料室５に送
り出す。

【００１４】ドライブシャフト３の先端（図の右端）に
は、同シャフト３と一体回転する分配ロータ６が接続さ
れており、分配ロータ６はポンプハウジング２に設けら
れたシリンダ７に回転可能に収容されている。また、ポ
ンプハウジング２にはインナカムリング８が取り付けら
れており、分配ロータ６のヘッド部６ａはインナカムリ
ング８内周のカム面８ａに沿って摺動回転する。なお、
同カム面８ａはエンジン気筒数（本実施形態では、４
つ）のカム山を有している。その詳細を図２に示す。図
２において、分配ロータ６のヘッド部６ａには半径方向
に延びる円筒孔９が形成され、同円筒孔９内には一対の
プランジャ１０が摺動可能に配設されている。一対のプ
ランジャ１０間にはポンプ室１１が形成されている。プ
ランジャ１０の外側端部にはシュー１２が配設され、同
シュー１２にはローラ１３が回転自在に保持されてい
る。

【００１５】従って、分配ロータ６の回転に伴いローラ
１３がインナカムリング８のカム面８ａに沿って摺動す
ると、ローラ１３，シュー１２，プランジャ１０が一体
的に分配ロータ６の半径方向に往復動する。そして、プ
ランジャ１０が分配ロータ６の半径方向外側に移動する
際にポンプ室１１に燃料が吸入され、半径方向内側に移
動する際にポンプ室１１から燃料が圧送される。

【００１６】また、分配ロータ６には、吸入ポート１
４、分配ポート１５及びスピルポート１６が形成されて
おり、これらポート１４〜１６は前記ポンプ室１１に連
通している。一方、吸入ポート１４はシリンダ７の連通
路１７ａを介して燃料室５に連通され、分配ポート１５
はシリンダ７の連通路１７ｂを介して噴射通路１８に連
通されている。スピルポート１６はシリンダ７の連通路
１７ｃを介してスピル通路１９に連通されている。噴射
通路１８にはデリバリバルブ２０が配設され、同デリバ
リバルブ２０から燃料噴射ノズル２１に燃料が供給され
る。

【００１７】また、スピル通路１９の途中には電磁スピ
ル弁２２が配置されている。電磁スピル弁２２は、スピ
ル通路１９を開閉するための弁体２３と、同弁体２３を
開弁方向（図の上方向）に付勢するスプリング２４と、
励磁により弁体２３を閉弁方向（図の下方向）に移動さ
せるソレノイドコイル２５とを有している。弁体２３の
周囲には、高圧燃料を導入する環状の高圧燃料室３８が
形成されている。つまり、ソレノイドコイル２５の非通
電時には電磁スピル弁２２が開弁状態となり（図示の状
態）、ポンプ室１１から圧送される燃料はスピル通路１
９，高圧燃料室３８を経て燃料室５にスピルされる。ま
た、ソレノイドコイル２５の通電時には電磁スピル弁２
２が閉弁状態となり、ポンプ室１１から燃料室５への燃
料のスピルが停止される。

【００１８】さらに、ポンプハウジング２下部には油圧
式タイマ２６（図１では９０度展開して示す）が内蔵さ
れている。同タイマ２６は燃料室５の燃料圧によって作
動するものであり、タイマハウジング２７内に配置され
たタイマピストン２８は、スライドピン２９を介して前
記したインナカムリング８に連結されている。また、タ
イマハウジング２７において、低圧室３０にはフィード
ポンプ４に吸入される燃料が導入され、高圧室３１には
燃料室５の燃料（フィードポンプ４から吐出される燃
料）が導入される。そして、低圧室３０側に配設された
タイマスプリング３２の付勢力と高圧室３１内の燃料圧
力とのバランスによりタイマピストン２８が図示左右方
向に摺動して、インナカムリング８が回転する。

【００１９】タイマ２６の燃料圧力は、タイマ制御弁
（ＴＣＶ）３３にて調整されるようになっている。即
ち、タイマハウジング２７において、低圧室３０と高圧
室３１とは連通路３４にて連通されており、デューティ
比制御によるタイマ制御弁３３の開閉動作により高圧室
３１内の燃料圧力が調整される。そして、タイマ制御弁
３３による高圧室３１内の燃料圧力調整に伴いタイマピ
ストン２８の位置が調整される。そして、インナカムリ
ング８の回転に応じてプランジャ１０のリフトタイミン
グが調整され、燃料噴射時期が制御される。なお、タイ
マ制御弁３３の駆動（オン）時間が長いほど、即ち指令
デューティ比信号が大きいほど、燃料噴射時期は遅角側
に制御され、駆動（オン）時間が短いほど、即ち指令デ
ューティ比信号が小さいほど、燃料噴射時期は進角側に
制御される。

【００２０】一方、ドライブシャフト３には外周面に複
数の突起を有するパルサ３５が取り付けられ、インナカ
ムリング８には前記パルサ３５の外周面に対向する回転
角センサ３６が取り付けられている。パルサ３５の外周
には、９６等分された間隔で凸状の歯が設けられてお
り、その歯の間隔は３．７５°（７．５°ＣＡに相当す
る）となっている。また、パルサ３５の外周には、全気
筒数に相当する４か所に２個分の歯を欠落させた欠歯部
が設けられている。回転角センサ３６は電磁ピックアッ
プコイルからなり、パルサ３５外周の歯の通過を検知
し、所定の回転角度毎に検出信号を出力する。この検出
信号はＥＣＵ４１に入力され、同ＥＣＵ４１内で波形整
形（２値化）される。

【００２１】ＥＣＵ４１は、各種の演算プログラムを実
行するためのＣＰＵ（中央演算装置）４２と、各種演算
プログラムやマップデータを記憶保持するためのメモリ
４３とを有している。また、本装置においては、運転者
によるアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開
度）を検出するためのアクセル開度センサ４４、エンジ
ン冷却水の温度を検出するための水温センサ４５、車体
の速度を検出するための車速センサ４６等を備えてお
り、これらセンサの検出信号がＥＣＵ４１に入力され
る。

【００２２】ＣＰＵ４２は、例えば回転角センサ３６の
検出信号に基づいて気筒判別を行うと共にエンジン回転
数Ｎｅを算出する。また、ＣＰＵ４２は、アクセル開度
センサ４４の検出信号に基づいてアクセル開度Ａｃｃｐ
を算出し、水温センサ４５の検出信号に基づいて水温Ｔ
ＨＷを算出し、車速センサ４６の検出信号に基づいて車
速Ｖｓを算出する。その他、ＣＰＵ４２には、変速機の
シフトポジション信号が入力される。

【００２３】そして、ＣＰＵ４２は、上記エンジン運転
状態（エンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度Ａｃｃｐ等）
に基づき、燃料噴射量を調整するための電磁スピル弁２
２の開閉制御や、燃料噴射時期を調整するためのタイマ
制御弁３３のデューティ制御を実施する。なお、本実施
形態では、ＣＰＵ４２により燃料噴射制御手段、燃料噴
射休止手段及び増量補正手段が構成され、回転角センサ
３６、アクセル開度センサ４４及び車速センサ４６等の
センサ群により運転状態検出手段が構成されている。

【００２４】次に、上記の如く構成された燃料噴射制御
装置について、本実施形態における作用を説明する。本
燃料噴射制御では、プレストローク制御を採用してお
り、プランジャ１０のリフト開始後に電磁スピル弁２２
が閉弁（通電）され、所望の燃料噴射量が得られた際に
前記スピル弁２２が開弁されるようになっている。ま
た、本実施形態では、通常時は全気筒を燃料噴射気筒と
し（以下、通常モードという）、所定条件が成立した場
合のみ、全気筒のうち所定気筒（本実施形態では２気
筒）を休止気筒とする（以下、減筒モードという）。上
記通常モード及び減筒モードは、エンジン運転状態に基
づいて選択される。以下、燃料噴射制御の具体的処理を
図３のフローチャート及び図４〜図７のタイムチャート
を用いて説明する。

【００２５】先ず、回転角センサ３６の検出信号に基づ
き生成された２値化信号（Ｎｅパルス）を用いた基準位
置の生成動作及び、気筒判別動作を図４のタイムチャー
トに従い説明する。図４において、等間隔のＮｅパルス
は７．５°ＣＡ毎（図１のパルサ３５の３．７５°毎）
に生成され、欠歯信号は１８０°ＣＡ毎（図１のパルサ
３５の９０°毎）に生成される。また、図示しないＴＤ
Ｃセンサにより７２０°ＣＡ毎にＴＤＣ信号が生成され
る。基準位置信号は欠歯信号が生成される度に、そのパ
ルス間隔に基づき生成される。

【００２６】気筒判別カウンタは、基準位置信号の入力
毎に「１」ずつカウントアップされ、ＴＤＣ信号直後の
基準位置信号の入力時にクリアされる。図中、時間ｔ１
は気筒判別カウンタがクリアされるタイミングを示し、
時間ｔ２は気筒判別カウンタが「１」にカウントアップ
されたタイミングを示す。この気筒判別カウンタのカウ
ンタ値は、エンジンの各気筒番号を表すものであり、前
述の如く各気筒の燃焼順序が＃１→＃４→＃２→＃３で
あれば、カウンタ値「０」が＃１気筒に、カウンタ値
「１」が＃４気筒に、カウンタ値「２」が＃２気筒に、
カウンタ値「３」が＃３気筒に、それぞれ対応する。

【００２７】次に、電磁スピル弁２２の閉弁時期及び開
弁時期について、図５のタイムチャートを用いて説明す
る。つまり、本プレストローク制御では、プランジャ１
０のリフト開始後の時間ｔ３で電磁スピル弁２２が閉弁
（通電）され、その後、時間ｔ４で開弁（通電遮断）さ
れる。ここで、閉弁時期ＱＰＳＦ（噴射開始時期）及び
開弁時期ＱＡＮＧＦ（噴射終了時期）は、基準位置信号
からの角度（ｄｅｇ）で与えられる。このとき、電磁ス
ピル弁２２の弁体２３の動き（弁体リフト）は、図示の
ような応答遅れを伴って変化する。

【００２８】次に、通常モード並びに減筒モードにおけ
る電磁スピル弁２２の動作及び燃料噴射の挙動について
図６，図７を用いて説明する。なお、図６は通常モード
における燃料噴射動作を示し、図７は減筒モードにおけ
る燃料噴射動作を示す。

【００２９】図６の通常モードにおいて、電磁スピル弁
２２の閉弁時期ＱＰＳＦは例えばプランジャリフト後の
所定のＮｅパルスに対応する固定値でよい。また、同弁
２２の開弁時期ＱＡＮＧＦ（スピル時期）は、例えば次
の（１）式により算出される。

【００３０】ＱＡＮＧＦ＝ＱＡＮＧ＋補正項・・・（１）ここで、「ＱＡＮＧ」は、その時のエンジン運転条件
（エンジン回転数，アクセル開度等）に基づき求められ
る基本閉弁角度である。「補正項」には吸気温度補正
や、大気圧補正等が含まれる。電磁スピル弁２２の実際
の駆動に際しては、開弁時期ＱＡＮＧＦが基準位置から
のＮｅパルス数とＮｅパルス間の余り時間とに換算さ
れ、その「パルス数＋余り時間」に相当するタイミング
で弁体２３が開側に移動する。この開弁時期ＱＡＮＧＦ
により所望の燃料噴射量（ｍｍ³／ｓｔ）が得られる。
なお、噴射圧力及び噴射率は図示の如く変化する。

【００３１】一方、図７の減筒モードでは、燃料噴射気
筒と休止気筒とが交互に繰り返されている。かかる場
合、噴射気筒での閉弁時期ＱＰＳＦ及び休止気筒での閉
弁時期ＱＰＳＦは常に一定であり、共に基準位置信号か
らの角度（ｄｅｇ）で与えられる。また、電磁スピル弁
２２の開弁時期ＱＡＮＧＦ（スピル時期）について、噴
射気筒の開弁時期ＱＡＮＧＦは次の（２）式で求めら
れ、休止気筒の開弁時期ＱＡＮＧＦは次の（３）式で求
められる。

【００３２】ＱＡＮＧＦ＝ＱＡＮＧ＋補正項＋増量補正項・・・（２）ＱＡＮＧＦ＝ＱＰＳＦ＋Ａ１・・・（３）ここで、（２）式の「増量補正項」は、休止気筒の燃料
減量分を補うべく燃料噴射噴射量が２倍になるような値
として設定される。これは例えばエンジン運転条件に応
じたマップにより算出される。また、（３）式の「Ａ
１」は、電磁スピル弁２２が閉弁されても直後の開弁動
作により燃料噴射が行われないような定数（例えば、２
°ＣＡ）である。なお、噴射圧力及び噴射率は噴射気筒
でのみ図示の如く変化する。

【００３３】次いで、図３の燃料噴射制御ルーチンにつ
いて説明する。同ルーチンは各気筒の燃料噴射毎（本実
施形態では、１８０°ＣＡ毎）にＣＰＵ４２により実行
される。

【００３４】さて、図３のルーチンがスタートすると、
ＣＰＵ４２は、先ずステップ１０１〜１０４で燃料噴射
を減筒モードにて実行するためのエンジン運転条件が成
立しているか否かを判別する。詳しくは、ステップ１０
１では、エンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ以上であ
るか否かが判別され、ステップ１０２では、アクセル開
度Ａｃｃｐが８０％（但し、全閉＝０％、全開＝１００
％）以上であるか否かが判別される。さらに、ステップ
１０３では、車速Ｖｓが８０ｋｍ／ｈ以上であるか否か
が判別され、ステップ１０４では、シフトポジションが
４速以上の位置にあるか否かが判別される。

【００３５】そして、上記ステップ１０１〜１０４のい
ずれかが否定判別されれば、ＣＰＵ４２はステップ１０
５に進み、減筒実行フラグＦを「０」にクリアする。こ
こで、減筒実行フラグＦとは燃料噴射を通常モードとす
るか減筒モードとするかを判定するためのフラグであ
り、Ｆ＝０は通常モードとする旨を表し、Ｆ＝１は減筒
モードとする旨を表す。

【００３６】減筒実行フラグＦのクリア後、ＣＰＵ４２
はステップ１０６に進み、通常噴射モードに応じた電磁
スピル弁２２の駆動指令値を演算する。つまり、ＣＰＵ
４２は、前述の（１）式を用い、その時のエンジン運転
条件に応じて要求される燃料噴射量に対応した電磁スピ
ル弁２２の開弁時期ＱＡＮＧＦ（スピル時期）を算出す
る。その後、ＣＰＵ４２は、ステップ１１２で電磁スピ
ル弁２２の駆動指令値（閉弁時期ＱＰＳＦ，開弁時期Ｑ
ＡＮＧＦに対応した指令値）に基づき当該スピル弁２２
を駆動させ、本ルーチンを終了する。

【００３７】一方、前記ステップ１０１〜１０４が全て
肯定判別されれば、ＣＰＵ４２はステップ１０７に進
み、減筒実行フラグＦに「１」をセットする。その後、
ＣＰＵ４２は、ステップ１０８〜１１１にかけて減筒モ
ードでの燃料噴射制御を実施する。即ち、ＣＰＵ４２
は、ステップ１０８で減筒パターンを設定する。この場
合、本実施形態では、＃１気筒と＃２気筒とを休止気筒
とし、＃３気筒と＃４気筒とを噴射気筒とする。

【００３８】その後、ＣＰＵ４２は、ステップ１０９で
次の噴射気筒が休止気筒（＃１又は＃２気筒）であるか
否かを判別する。なお、ここでの気筒判別は、前記気筒
判別カウンタのカウント値に基づき行われる（図４参
照）。そして、休止気筒でなければ、ＣＰＵ４２はステ
ップ１１０に進み、減筒モードでの噴射気筒に対する電
磁スピル弁２２の駆動指令値を算出する。つまり、ＣＰ
Ｕ４２は、前述の（２）式を用い、休止気筒の燃料減量
分を補うべく「増量補正項」を加算した開弁時期ＱＡＮ
ＧＦを算出する。また、休止気筒であれば、ＣＰＵ４２
はステップ１１１に進み、減筒モードでの休止気筒に対
する電磁スピル弁２２の駆動指令値を算出する。つま
り、ＣＰＵ４２は、前述の（３）式を用い、燃料噴射が
行われない範囲内での開弁時期ＱＡＮＧＦを算出する。

【００３９】その後、ＣＰＵ４２は、ステップ１１２で
電磁スピル弁２２の駆動指令値（閉弁時期ＱＰＳＦ，開
弁時期ＱＡＮＧＦに対応した指令値）に基づき当該スピ
ル弁２２を駆動させ、本ルーチンを終了する。

【００４０】以上詳述した第１の実施形態によれば、以
下に示す効果を奏する。即ち、本実施形態では、エンジ
ン運転状態を判定し（図３のステップ１０１〜１０
４）、エンジン運転状態が高回転域且つ軽負荷域にある
場合、エンジンの全４気筒のうちで２気筒の燃料噴射を
休止させるようにした（図３のステップ１１１）。ま
た、休止気筒以外の噴射気筒に対しては、燃料噴射量を
増量補正した（図３のステップ１１０）。かかる場合、
休止気筒を設けると共に、噴射気筒に対して燃料量を増
量補正すべく通電時間を長くすることにより、電磁スピ
ル弁２２の応答性が悪化する領域で同弁２２を駆動させ
ることがなくなり、常に適正な燃料噴射制御が実現でき
る。従って、従来とは異なり、白煙や黒煙の発生を抑制
できる。

【００４１】特に、エンジン運転状態が高回転域で且つ
軽負荷状態にある場合には、電磁スピル弁２２の応答性
悪化による諸問題を招き易いが、上記構成では、従来の
問題が解消できる。

【００４２】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
を上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。つ
まり、減筒モードでの休止気筒番号及び噴射気筒番号
（以下、減筒パターンという）を固定化していたのに対
し、本第２の実施形態では、減筒パターンを可変設定す
るようにしており、その具体例を図８及び図９を用いて
説明する。

【００４３】図８は、減筒パターン設定ルーチンを示す
フローチャートであり、同ルーチンは例えば前記図３の
ステップ１０８でサブルーチンとして実行される。ま
た、図９は、本実施形態における設定可能な減筒パター
ンを示す略図であり、同図にはパターン１〜パターン６
までの６通りの減筒パターンが用意されている。例え
ば、パターン１では＃１及び＃２気筒が噴射気筒、＃３
及び＃４気筒が休止気筒となり、パターン２では＃１及
び＃３気筒が噴射気筒、＃２及び＃４気筒が休止気筒と
なる。他のパターンは図示の通りである。なお、図９の
パターンは書換え不能のデータとしてメモリ４３に予め
記憶されている。

【００４４】さて、図８のルーチンがスタートすると、
ＣＰＵ４２は、先ずステップ２０１で減筒実行フラグＦ
が「０」から「１」への切り換え直後であるか否かを判
別する。そして、切り換え直後であれば、ＣＰＵ４２は
ステップ２０１からステップ２０２に進み、減筒パター
ンの初回パターンを設定する。このとき、初回パターン
としては、図９に示すいずれかのパターンが選択される
（ここでは、パターン１とする）。減筒パターンの設定
後、ＣＰＵ４２はルーチンを終了する。

【００４５】また、前記ステップ２０１が否定判別され
れば（例えば、２回目以降のルーチン実行時）、ＣＰＵ
４２はステップ２０３に進み、前回の減筒パターンの設
定から所定時間が経過したか否かを判別する。そして、
ステップ２０３が肯定判別された場合のみ、ＣＰＵ４２
はステップ２０４に進み、図９を用いて減筒パターンを
変更する。かかる場合、減筒モードが継続されていれ
ば、所定時間の経過毎に例えば図９のパターン１→パタ
ーン２→パターン３→パターン４→パターン５→パター
ン６の如く減筒パターンが変更される。

【００４６】以上第２の実施形態によれば、休止気筒及
び噴射気筒の設定パターンを所定時間周期で変更したた
め、以下に示す効果が得られる。つまり、エンジンの一
部気筒を休止せさせる場合、それが長時間継続される
と、当該気筒が冷えてしまい、以降の運転再開時の着火
性が悪化し燃焼状態に支障を来す。そこで、休止気筒を
順次変更することにより、上記不都合が解消される。

【００４７】（第３の実施形態）第３の実施形態では、
燃料噴射ポンプの一部構成を変更し、その変更された燃
料噴射ポンプにて本発明の燃料噴射制御装置を具体化し
ている。図１０（ａ）は、本実施形態における燃料噴射
ポンプの一部を示し、図１０（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線
断面、図１０（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面である。以
下、既述の実施形態との相違点を説明する。

【００４８】図１０（ａ）において、燃料室５とポンプ
室１１とを連通する通路４７は、燃料室５からポンプ室
１１への燃料吸入通路と、ポンプ室１１から燃料室５へ
の燃料吐出通路（スピル通路）とを兼用する通路であり
（以下、入出兼用通路４７という）、この入出兼用通路
４７の途中に電磁スピル弁２２が配設されている。入出
兼用通路４７は、分配ロータ６に設けられた環状溝４８
に常時連通しており、プランジャ１０のリフト動作に合
わせて電磁スピル弁２２が通電又は非通電されること
で、入出兼用通路４７を介して燃料の吸入又は吐出（ス
ピル）が実施される。

【００４９】図１１は、上記燃料噴射ポンプを駆動する
際のタイムチャートである。図１１において、電磁スピ
ル弁２２の通電期間では入出兼用通路４７が閉鎖され、
同弁２２の非通電期間では入出兼用通路４７が開放され
る。従って、非通電期間がポンプ室１１への燃料吸入期
間に相当する。

【００５０】この場合、プランジャ１０のリフト開始前
（燃料圧縮前）に電磁スピル弁２２が閉弁（通電）され
ると、ポンプ室１１への燃料吸入が不十分になるおそれ
があるため、前記電磁スピル弁２２の閉弁時期（通電時
期）はプランジャ１０のリフト開始時期に近づけるよう
に制限される。つまり、上記構成の燃料噴射ポンプで
は、電磁スピル弁２２の閉弁時期（通電時期）がプラン
ジャ１０のリフト開始時期に近いため、上記各実施形態
と同様に、高回転域で且つ軽負荷域でのエンジン運転状
態下において、電磁スピル弁２２の応答性に起因する諸
問題を招く。しかし、上記各実施形態で既述した燃料噴
射制御を実施することにより、電磁スピル弁２２の応答
不良を招くことがなく、適正な燃料噴射制御を実現する
ことができる。

【００５１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、次の様態にて具体化することができる。（１）上記各実施形態では、電磁スピル弁２２の通電時
間が短くなるようなエンジン運転状態を検出し（図３の
ステップ１０１〜１０４）、その時の電磁スピル弁２２
の応答不良の対策として減筒モードによる燃料噴射制御
を実施した。一方、電磁スピル弁２２の応答性を悪化さ
せる要因としては、電磁スピル弁２２の温度上昇が挙げ
られる。つまり、電磁スピル弁２２の温度が上昇する
と、ソレノイドコイル２５の抵抗が増大し、同弁２２の
応答性が悪化する。そこで、電磁スピル弁２２の温度に
応じて前記各実施形態のような通常モードと減筒モード
との切換制御を行うようにしてもよい。

【００５２】かかる場合、電磁スピル弁２２の温度は、
エンジン冷却水の温度上昇カーブから推測したり、シリ
ンダブロック表面に取り付けた機関温度センサの温度計
測結果から推測したりすることができる。そして、その
推測された温度が電磁スピル弁２２の応答不良を招くお
それのある所定値に達する場合、それを燃料噴射制御の
モード切換の一判定要素として用いてもよい。

【００５３】（２）上記第１の実施形態では、図３のス
テップ１０１〜１０４でその時のエンジン運転状態が減
筒モードに相当する状態であるか否かを判定したが、こ
れに代えて、例えば図１２に示す特性図を用いて判定し
てもよい。図１２では、横軸がエンジン回転数Ｎｅ、縦
軸が燃料噴射量（エンジン負荷）であり、高回転且つ軽
負荷域で減筒モードとすべき領域（斜線部）が設定され
ている。

【００５４】（３）減筒パターンの設定を図１３の如く
変更してもよい。図１３では、２通りの減筒パターンを
設定している（但し、各気筒の燃焼順序は＃１→＃４→
＃２→＃３とする）。この場合、パターン１、パターン
２のいずれが選択されても、下記の如く噴射気筒と休止
気筒とが交互になる。パターン１：＃１（噴射）→＃４（休止）→＃２（噴
射）→＃３（休止）パターン２：＃１（休止）→＃４（噴射）→＃２（休
止）→＃３（噴射）上記構成によれば、エンジン回転数の脈動が抑制され、
エンジンの運転を安定した状態で維持できる。また、前
述した図９の場合に比べてメモリ４３に予め記憶させて
おく情報量を少なくすることができる。

【００５５】（４）上記第２の実施形態では、所定の時
間周期で減筒パターンを変更したが、これに代えて、所
定の噴射回数周期（所定サイクル周期）で減筒パターン
を変更するようにしてもよい。

【００５６】（５）上記各実施形態では、４気筒ディー
ゼルエンジンについて減筒モードでは全気筒の半分の気
筒（２気筒）を休止気筒に設定したが、この休止気筒の
設定は、エンジン運転状態に支障を来さない範囲内で任
意に変更できる。例えば６気筒ディーゼルエンジンの場
合において、減筒モードでの休止気筒を２気筒〜４気筒
の範囲で可変に設定するようにしてもよい。かかる場
合、休止気筒が多くなるほど、燃料噴射気筒で燃料量が
大きく増量補正される。

【００５７】（６）上記実施形態では、インナカム式の
分配型燃料噴射ポンプに具体化したが、フェイスカム式
の分配型燃料噴射ポンプに具体化することもできる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、いかな
るエンジン運転状態下においても適正な燃料噴射制御を
実施することができるという優れた効果を発揮する。

【００５９】請求項２に記載の発明によれば、電磁弁の
通電時間が適切に制御され、燃料噴射が高精度に実施で
きる。つまり、エンジン回転数が高回転域で且つエンジ
ン負荷が軽負荷の場合には、１気筒当たりの燃料噴射量
が少なくなり、電磁弁の通電時間も短くなるが、かかる
運転状態で休止気筒の設定並びに燃料噴射気筒の増量補
正が行われることによって、適正な燃料噴射制御が実現
できる。

【００６０】請求項３に記載の発明によれば、休止気筒
の温度低下を抑制することにより運転再開時における着
火性を向上させ、当該運転再開時における燃焼不良等の
不都合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インナカム式燃料噴射ポンプを備えたディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置の概略を示す構成図。

【図２】インナカム圧送部分の構成を示す斜視図。

【図３】燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート。

【図４】気筒判別動作を説明するためのタイムチャー
ト。

【図５】プレストローク制御の動作を説明するためのタ
イムチャート。

【図６】通常モードでの燃料噴射動作を示すタイムチャ
ート。

【図７】減筒モードでの燃料噴射動作タイムチャート。

【図８】第２の実施形態における減筒パターン設定ルー
チンを示すフローチャート。

【図９】第２の実施形態における減筒パターンを示す略
図。

【図１０】第３の実施形態における燃料噴射ポンプの一
部を示す断面図。

【図１１】第３の実施形態における燃料噴射動作を示す
タイムチャート。

【図１２】通常モード及び減筒モードの設定領域を示す
特性図。

【図１３】他の実施形態における減筒パターンを示す略
図。

【図１４】クレームに対応したブロック図。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２２…電磁スピル弁、３６…運転
状態検出手段としての回転角センサ、４２…燃料噴射制
御手段，燃料噴射休止手段，増量補正手段としてのＣＰ
Ｕ、４４…運転状態検出手段としてのアクセル開度セン
サ、４６…運転状態検出手段としての車速センサ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１０月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 41/14 ３１０Ｆ０２Ｍ 41/14 ３１０Ｚ３４０３４０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒ディーゼルエンジンへ高圧燃料を供
給するための燃料噴射ポンプと、前記燃料噴射ポンプに設けられ、高圧燃料をスピルさせ
ることにより前記エンジンへの燃料量を調量する電磁弁
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り検出されたエンジン運転状
態に応じて燃料噴射量を算出し、同燃料噴射量を得るべ
く前記電磁弁を通電又は通電遮断させる燃料噴射制御手
段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に
おいて、前記運転状態検出手段により検出されたエンジン運転状
態が所定の設定領域にある場合、前記エンジンの全気筒
のうちの一部の気筒に対して、前記燃料噴射制御手段に
よる燃料噴射を休止させる燃料噴射休止手段と、前記燃料噴射休止手段により燃料噴射が休止される気筒
以外の気筒に対して、前記燃料噴射制御手段による燃料
噴射量を増量する増量補正手段とを備えることを特徴と
するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】前記燃料噴射休止手段は、前記運転状態検
出手段によりエンジン回転数が高回転域に有り且つエン
ジン負荷が軽負荷状態であることが検出されたときに、
一部の気筒の燃料噴射を休止させる請求項１に記載のデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】前記燃料噴射休止手段による一部気筒の燃
料噴射休止に際し、当該休止気筒を所定の時間周期又は
所定の噴射回数周期で変更する請求項１又は２に記載の
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。