JPH10266885A - 筒内噴射エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作動電圧の変動にかかわらず筒内噴射エンジン
における燃料噴射量の安定化を達成する。 【解決手段】 エンジンの圧縮行程中に燃焼室内に燃料
を直接噴射する高圧インジェクタ３４と、バッテリ５０
からの電圧を変換し、高圧インジェクタ３４の噴射弁を
開閉させるための電流を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ
５２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２からの電流により高
圧インジェクタ３４の噴射弁を駆動するインジェクタ駆
動回路５４とを備える。高圧インジェクタ３４から燃料
を噴射するとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２の出力する
作動電圧Ｖｃを電圧検出手段５６で検出し、検出された
検出電圧値信号Ｖｃｓに対応して高圧インジェクタ３４
の噴射時間信号を調整し、駆動回路へ出力することによ
り、高圧インジェクタ３４の開弁時間を制御して燃料噴
射量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧インジェクタ
を用いて筒内噴射エンジンの燃焼室に燃料を噴射する装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの燃費を向上させる手法
として、理論熱効率の向上、ポンピングロスの低減、フ
リクションの低減などが提案されている。そのうち理論
熱効率の向上やポンピングロスの低減を図るために、燃
焼室内の圧縮比または膨張比を上昇させる方法の他に希
薄燃焼制御による手法が挙げられる。この希薄燃焼制御
においては、シリンダ内にタンブル、スワールなどのガ
ス流動を発生させて、燃焼室内における混合気の燃焼性
の向上を図っている。

【０００３】こうしたエンジンでは、吸気管内に燃料が
噴射され燃焼室内に均一な混合気を形成することを基本
としていたが、一方では、燃料の噴射方向や噴射時期を
調整することにより混合気の空燃比を局所的にリッチに
し、あるいは局所的に混合気を形成する等により、空燃
比はシリンダ内に存在する全空気質量と全ガソリン質量
の平均値であることから、燃焼室全体で見ればリーンな
空燃比で燃焼させる成層燃焼方式などが提案されてき
た。

【０００４】しかしながら、従来の成層燃焼方式による
層状の混合気形成は十分ではなく、混合気形成における
設計自由度の大幅な向上が望まれていた。そこで、シリ
ンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンが提案
されるに至った。

【０００５】この筒内噴射式エンジンは、シリンダへの
燃料の高圧直接噴射によって着火に必要な空燃比を点火
プラグ付近に生成させることで、シリンダ内の混合気濃
度の分布を層状とする技術であり、着火後は強力な火炎
伝播により、シリンダ全域に燃焼を拡大させることで、
希薄燃焼を実現する。また、直接シリンダ内に噴射され
たガソリンは吸気冷却およびシリンダ冷却としても機能
を発揮する。これにより充填効率が向上し、圧縮比を高
めることも可能となるため、燃費の低減効果を得ながら
出力向上をも達成することができる。

【０００６】ここで燃料噴射時の燃料圧力について考え
てみると、通常のエンジンでは、燃料は予め吸気管に噴
射され、噴射された燃料と、吸気管壁面に付着した燃料
が蒸発して混合気を生成し吸気行程の際に燃焼室に導か
れる。従って、インジェクタには、それほど高い圧力で
燃料を噴射する機能は必要とされない。しかしながら、
筒内噴射エンジンでは、エンジンの圧縮行程中にインジ
ェクタによって燃焼室内に直接燃料噴射を行うことか
ら、高圧で燃料を噴射しなければ筒内噴射が実現されな
い。このため筒内噴射用のインジェクタは、閉弁時には
強力なスプリングでニードルを弁のシート面に押さえ込
むことにより、高圧の燃料を封じておくことが可能な構
造を有している。従って、開弁時には強力なバネ力に打
ち勝つソレノイドコイルの吸引力が必要である。すなわ
ち、このソレノイドコイルの駆動においては、特に吸引
時に高電圧の印加が要求される。

【０００７】これらにより、通常のエンジンでは駆動電
圧を直接車載のバッテリから得ているところを、筒内噴
射用のインジェクタではバッテリの電圧を電圧変換部で
適切な高電圧に変換してインジェクタ駆動回路に印加し
ている。これは、電圧変換部が必須の要素であることを
意味する。

【０００８】ここで問題となるのは、電圧変換部の作動
電圧がエンジン回転数と周囲温度によりばらつくことで
ある。このばらつきはインジェクタからの燃料噴射量の
不安定化を引き起こし、良好なエンジンの運転を妨げて
しまう。すなわち、電圧が高ければ噴射量は増加し、電
圧が低ければ噴射量は低下する。これは、電圧が高い場
合にはインジェクタのソレノイドコイルに流れる電流が
増加し、その結果、吸引力が増加してインジェクタの開
弁動作時間が短縮され、弁の全開時間が増えることで噴
射量が増加するからである。逆に電圧が低い場合には電
流に比例して吸引力が減少しインジェクタの開弁動作時
間が長くなり、弁の全開時間が減って噴射量が減少する
からである。

【０００９】こうしたインジェクタの駆動電圧が変動す
ることによる燃料噴射量の変化を抑える方法として、例
えば、特開昭６３−２５９１３４号公報に見られる技術
が知られている。ここで提案される補正方法では、燃料
噴射を制御する制御部からの信号により噴射弁が開弁し
たとき、この開弁時に同期してバッテリ電源の電圧計測
を行い、制御部に取り込む。そこで、前記制御部が電圧
の変動によって無効となる噴射時間に対する噴射時間の
補正値を算出し、この補正値を前記噴射時間に加算する
ことにより噴射弁の閉弁時間を決定させて燃料噴射量を
調整している。

【００１０】また同様な方法による装置として、特開昭
６３−２９６３９号公報では、燃料噴射の実行期間中に
バッテリ電圧値の変動を検出し、噴射実行以前のバッテ
リ電圧値と比較することにより、その変動の程度に応じ
て燃料噴射の実行期間を変更する期間変更手段を備える
燃料噴射装置が示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、筒内噴
射エンジンでの高圧インジェクタの噴射量変動を上記の
従来技術によって回避しようと試みても、高圧インジェ
クタ駆動用の高電圧は電圧変換部を介して得ており、こ
の変換部でも微妙な電圧変動を生ずることから、バッテ
リ電圧を検出しても正確な補正ができない難点がある。
従って、これら技術をもってしても筒内噴射エンジンで
の噴射量の不安定化は解消されず、良好なエンジンの運
転が妨げられてしまう。

【００１２】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たものであり、筒内噴射エンジンにおける最適な燃料噴
射装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下に示す装置をその手段として構成す
る。

【００１４】すなわち、請求項１に係る筒内噴射エンジ
ンの燃料噴射装置は、エンジンが圧縮行程中に燃焼室内
に燃料を直接噴射する高圧インジェクタ、バッテリから
の電圧を高電圧に変換して高圧インジェクタの噴射弁を
開閉させるための作動電圧を供給する電圧変換部、燃料
の噴射時間を指定する噴射時間信号を出力する噴射時間
設定手段、及びこの噴射時間信号に基づいて電圧変換部
から高圧インジェクタへの作動電圧の供給を制御し、高
圧インジェクタからの燃料噴射量を調整する高圧インジ
ェクタ作動制御回路とを備えている。そして、高圧イン
ジェクタから燃料を噴射するとき、電圧変換部の作動電
圧値を検出する電圧検出手段から得た作動電圧値をデー
タとして用いて、高圧インジェクタの燃料噴射量を正確
に制御できるようにしている。

【００１５】このように構成した結果、電圧変換部の作
動電圧値がエンジン回転数と温度により変動した場合で
も、上記補正により安定した噴射量を得ることができ、
良好なエンジンの運転状態が実現される。

【００１６】次に、請求項２に係る筒内噴射エンジンの
燃料噴射装置は、請求項１の高圧インジェクタが、燃料
の噴射を停止しあるいは実行するための弁部を内部に備
え、更に、請求項１の高圧インジェクタ作動制御部が、
検出された作動電圧値に基づき噴射時間信号を補正した
補正噴射時間信号を出力する噴射時間補正手段、及び補
正噴射時間信号に基づいて高圧インジェクタの弁部の開
弁時間を制御することで燃料噴射量を調整する噴射量調
整手段を備えている。

【００１７】このように構成した結果、請求項１に係る
燃料噴射装置と同様に、補正により安定した噴射量を得
ることができ、良好なエンジンの運転状態が実現され
る。

【００１８】また、請求項３に係る筒内噴射エンジンの
燃料噴射装置は、請求項２に記載の燃料噴射装置におい
て、前記補正噴射時間信号を、検出された作動電圧値
が、バッテリ及び電圧変換部が適正に動作しているとき
の出力電圧値である基本電圧値と比較して高い場合に
は、前記噴射時間信号に対し噴射時間が短くなるような
調整を行って出力し、低い場合には、前記噴射時間信号
に対し噴射時間が長くなるような調整を行って出力して
いる。

【００１９】このように構成した結果、補正噴射時間信
号の長短が、高圧インジェクタの実際の開弁時間の長短
に直接対応して燃料噴射量が増減することから、信号を
受ける駆動回路の構成が簡易となり安定性が向上する。
これにより、上記と同様な補正でより安定した噴射量を
得ることができ、良好なエンジンの運転状態が実現され
る。

【００２０】更に、請求項４に係る筒内噴射エンジンの
燃料噴射装置は、前記噴射時間信号及び補正噴射時間信
号をパルス幅による時間信号で構成している。

【００２１】このように構成したことにより、信号を出
力する電子制御装置の電源電圧が多少揺らいだ場合で
も、信号は電圧値ではなく時間に対するパルス幅で表現
され、最低電圧値以上の電圧が維持されていれば良いか
ら電源電圧の変動の影響を受けにくい。このため、より
正確な補正で安定した噴射量を得ることができ、良好な
エンジンの運転状態が実現される。

【００２２】また、請求項５に係る筒内噴射エンジンの
燃料噴射装置は、請求項４に記載の燃料噴射装置におい
て、補正噴射時間信号を、基本電圧値と比べ、検出され
た作動電圧値が高いときには短いパルス幅に調整して出
力し、検出された作動電圧値が低いときには長いパルス
幅に調整して出力している。

【００２３】このように構成した結果、補正噴射時間信
号の長短が、高圧インジェクタの実際の開弁時間の長短
に直接対応して燃料噴射量が増減するため、信号を受け
る駆動回路の構成が簡易となり安定性が向上する。これ
により、上記と同様な補正でより安定した噴射量を得る
ことができ、良好なエンジンの運転状態が実現される。

【００２４】更に、請求項６に係る筒内噴射エンジンの
燃料噴射装置は、請求項５に記載の燃料噴射装置におい
て、検出された作動電圧値に基づき求められる噴射パル
ス補正量と、基本電圧値に基づき求められ予め設定され
る基本噴射パルス幅の２つの値に基づいて決定される噴
射パルス幅を、前記補正噴射時間信号としている。

【００２５】このように構成することにより、上記の噴
射パルス補正量と基本噴射パルス幅を希望する噴射パル
ス幅が得られるように決定すればよいから、簡単な調整
による補正で安定した噴射量を得ることができ、良好な
エンジンの運転状態が実現される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る燃
料噴射装置を具備した筒内噴射エンジンを概略的に説明
する断面図である。

【００２７】図示のように、本実施の形態で用いられた
筒内噴射エンジン１０は、燃焼室天井部（以下、単に
「天井部」という）１２を有するシリンダヘッド１４
と、ピストン１８と、ピストン１８が往復動可能に嵌挿
されているシリンダボア２０を有するシリンダ２２とを
基本的な構成要素としている。

【００２８】図２は、図１の天井部１２をシリンダ２２
側より見た概略説明図である。図１および図２に示した
ように、天井部１２は２つの傾斜面１２ａ、１２ｂを有
しており、該傾斜面１２ａ、１２ｂには、シリンダヘッ
ド１４に設けられた吸気ポートおよび排気ポート( 図示
せず) と燃焼室２４との間を連通・遮断する吸気および
排気手段である吸気バルブ２６と排気バルブ２８が設け
られている。

【００２９】点火手段である点火プラグ３０は、各吸気
バルブ２６の間からシリンダボア２０の中心軸に対して
傾斜して設けられ、かつ燃焼室２４内に突出した先端部
分に着火部である電極部３２を有している。電極部３２
は点火プラグ３０をシリンダヘッド１４に螺合させた状
態で、後述する燃料噴射手段により噴射された燃料ｆが
直接かからない位置となるよう配置されている。

【００３０】天井部１２のほぼ中心上方位置には、燃料
噴射手段である高圧インジェクタ３４が設けられてい
る。この高圧インジェクタ３４の内部には、燃料ｆの噴
射および停止を行うニードルバルブ部、ニードル先端を
中心軸上に配するロッド、ロッドを前記のニードルバル
ブ方向に押し付けて維持するスプリング、通電により前
記スプリングの力に抗してロッドを吸引して開弁するコ
イルおよび燃料ｆの入出力ポートが設けられている（い
ずれも図示せず）。高圧インジェクタ３４はこの構成以
外であっても、高圧燃料を適当なタイミングで所定量噴
射できるものであれば足りる。

【００３１】ピストン１８の形状は、図１に示すよう
に、上面部１６の形状が平面形状であることを基本とし
ている。そして、上面部１６には、そのほぼ中心に円形
などの開口部３５を有する凹部３６が設けられている。

【００３２】このように構成された筒内噴射式エンジン
の、高圧インジェクタ３４からの燃料噴射に至る動作は
以下のようである。まず、エンジン動作状態において、
ピストン１８が下降中に吸気バルブ２６が開いて吸気が
行われ、続いてピストン１８が下降から上昇に転換して
圧縮行程に移る。ピストン１８が所定位置まで上昇した
時点で、圧縮空気中に高圧インジェクタ３４から燃料ｆ
が噴射される。そして、燃料ｆは、更に上昇を続けるピ
ストン１８の凹部３６の底部３８と衝突し拡散され、か
つ、拡散した燃料ｆの勢いが、吸気行程中において発生
したガス流動により抑制される。従って、燃料ｆは点火
プラグ３０近傍に誘導され、電極部３２の周辺に着火性
が良好で、更に、成層燃焼に適した混合気が形成され
る。続いて、所定の点火時期に点火プラグによる着火が
行われて、良好な成層燃焼が達成される。

【００３３】こうした筒内噴射エンジンにおいて、上記
高圧インジェクタ３４から燃料噴射が開始され所定量が
噴射される際に、図３に示すシステムが燃料噴射量を補
正し制御している。以下当システムについて説明する。

【００３４】筒内噴射エンジン１０を搭載する車両のバ
ッテリ５０から得る電圧を高電圧に変換することにより
高圧インジェクタ３４に印加する作動電圧Ｖｃを得るた
めの電圧変換部としてＤＣ−ＤＣコンバータ５２を設け
る。これは、例えばバッテリ５０の電圧値１２Ｖを昇圧
して数十〜百数十Ｖに変換する機能を有し、具体的には
コイルにより構成した小型の変圧トランスによるものが
挙げられるが、機能を満たすものであればいずれでもよ
い。

【００３５】次に、後述する電子制御装置６０内の噴射
時間設定手段からの噴射時間信号Ｓ１に基づき、高圧イ
ンジェクタ３４にＤＣ−ＤＣコンバータ５２からの作動
電圧Ｖｃを印加することにより燃料噴射量を調整する噴
射量調整手段として、インジェクタ駆動回路５４を具備
する。この駆動回路５４は例えば電圧にて動作するパワ
ートランジスタにより構成されるものである。

【００３６】また、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５２と駆
動回路５４との間に、インジェクタ駆動回路５４に印加
される作動電圧Ｖｃの値を検出するため電圧検出手段５
６を設ける。これは最も簡単に構成するのであれば配線
上の電線分岐部であってもよく、あるいは高機能な電圧
検知器が用いられてもよい。

【００３７】更に、電圧検出手段５６によるＤＣ−ＤＣ
コンバータ５２からの出力電圧値である検出電圧値信号
Ｖｃｓを受け取り、この検出電圧値信号Ｖｃｓに対応し
て論理判断を行い、噴射時間信号Ｓ１などを出力する手
段として電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）６０を
備える。

【００３８】ＥＣＵ６０は図４に示すように、主演算部
であるＣＰＵ６２、制御プログラムや予め設定されたデ
ータを記憶するＲＯＭ６４、各センサ類からの信号を処
理した後のデータやＣＰＵ６２で演算したデータが格納
されるＲＡＭ６６、信号の入力時間を計測するタイマ６
８、センサからの信号を入力する入力インターフェイス
７０、及びＣＰＵからの制御信号を出力する出力インタ
ーフェイス７２がバスラインを介して互いに接続された
マイクロコンピュータの形態で構成されている。この構
成によりＥＣＵ６０は、種々のセンサ( 図示せず) から
車両やエンジン運転状態を把握し、予め設定された初期
データや論理プログラムに基づいて判断を行い、制御信
号を出力することが可能である。

【００３９】本実施の形態では、インジェクタ作動制御
部は、ＥＣＵ６０、及びこれに接続されたインジェクタ
駆動回路５４を含んでいる。また、噴射時間設定手段も
ＥＣＵ６０内に設けられている。更に、検出電圧値信号
Ｖｃｓに基づいて、噴射時間設定手段による噴射時間信
号Ｓ１を補正して、補正噴射時間信号Ｓ２を出力する噴
射時間補正手段も同様にＥＣＵ６０内に設けられる。

【００４０】これら構成によって以下の動作が導かれ
る。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２にはバッテリ
５０から電圧が供給され、高電圧に変換され作動電圧Ｖ
ｃとして出力される。この作動電圧Ｖｃはインジェクタ
駆動回路５４に印加されるが噴射時間信号Ｓ１又は補正
噴射時間信号Ｓ２が入力されるまでインジェクタ駆動回
路５４にて保持されている。このときのインジェクタ駆
動回路５４に印加される作動電圧Ｖｃは、図５のタイム
チャートに示すように電圧波形Ｌ１００のｔ１時におけ
る値である。この作動電圧Ｖｃは、エンジン回転数およ
び周囲温度によって電圧変動が有る場合には、バッテリ
５０及びＤＣ−ＤＣコンバータ５２が適正に動作してい
るときのＤＣ−ＤＣコンバータ５２からの出力電圧であ
る基本電圧Ｖｂとは異となり、差を生じる。

【００４１】前述のエンジン１０が圧縮行程に入り、燃
料噴射の必要な所定位置までピストンが上昇する直前
に、ＥＣＵ６０は電圧検知手段５６から送られる検出電
圧値信号Ｖｃｓを読み込む。

【００４２】ここで、検出された作動電圧Ｖｃの値であ
る検出電圧値信号Ｖｃｓが基本電圧Ｖｂの値よりも大き
い場合、補正のない噴射時間信号Ｓ１に基づいて噴射時
間を調整すると、１回の噴射時間内の弁の全開時間が長
くなることから燃料噴射量が増加する。逆に、検出電圧
値信号Ｖｃｓが基本電圧Ｖｂの値よりも小さい場合に
は、補正のない噴射時間信号Ｓ１に基づいて噴射時間を
調整すると、１回の噴射時間内の弁の全開時間が短くな
ることから燃料噴射量は減少する。そこでこれらを回避
するため、ＥＣＵ６０内の噴射時間補正手段は、検出電
圧値信号Ｖｃｓが基本電圧Ｖｂの値との間に差があると
判断したときには、筒内噴射エンジン１０における圧縮
行程中の１回の噴射内の燃料噴射量が所定のものとなる
よう、検出電圧値信号Ｖｃｓに基づいて全体の噴射時間
を補正した補正噴射時間信号Ｓ２を出力する。

【００４３】この補正噴射時間信号Ｓ２が、ピストンの
所定位置への上昇に同期するようＥＣＵ６０からインジ
ェクタ駆動回路５４に伝達されると、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ５２からの作動電圧Ｖｃは、インジェクタ駆動回路
５４を介して印加され、高圧インジェクタ３４内部のソ
レノイドコイルに導かれ吸引力を発生し始める( ｔ１)
。ここで作動電圧による前記のソレノイドコイルに流
れる駆動電流は、図５のＬ２００に示すように、最高値
である１０Ａ程度まで略直線状に上昇し、それに伴いソ
レノイドコイルの吸引力が増加し、高圧インジェクタ３
４のニードル先端（図示せず）が上昇して開弁され燃料
噴射が開始される。作動電圧Ｖｃは図５のＬ１００に示
すように、ソレノイドコイルに印加されると急速に低下
する。

【００４４】高圧インジェクタ３４の弁が全開となった
後、ｔ２のタイミングで、インジェクタ駆動回路５４か
らは作動電圧Ｖｃによる高電圧印加に替わって１２Ｖ程
度のバッテリ５０の電圧印加が行われる。このバッテリ
５０による電圧印加中にソレノイドコイルに流れる電流
は図示のように３Ａ程度であるが、弁の全開維持には十
分である。

【００４５】ここで、インジェクタ駆動回路５４は、入
力された補正噴射時間信号Ｓ２にて指定される噴射終了
時( ｔ３) まで、高圧インジェクタ３４の弁を全開とし
て燃料噴射を維持する。すなわち、作動電圧Ｖｃの変動
により高圧インジェクタ３４の弁の全開までの時間が変
化することに起因する燃料噴射量の誤差を弁の全開状態
の終了時期を調整することによって吸収し、所定の燃料
噴射量を得る事が可能である。

【００４６】図５に示したｔ３のタイミングまで電圧印
加を行った後、インジェクタ駆動回路５４は高圧インジ
ェクタ３４への電圧印加を止める。ソレノイドコイルに
電流が流れなくなり吸引力が急速に減少し、高圧インジ
ェクタ３４内のスプリング力によって弁が閉じられ、所
定量の燃料噴射が終了する。作動電圧Ｖｃは、印加開始
直後の落ち込みから緩やかに上昇して、次の噴射のタイ
ミング（ｔ４）までに基本電圧Ｖｂの値近傍まで回復す
るため、連続した高圧インジェクタ５４による燃料噴射
が可能である。こうした動作により、適正な燃料噴射が
なされ成層燃焼が達成されて、筒内噴射エンジンの好ま
しい運転状態を維持する。

【００４７】第２の実施の形態（図示せず）では、前記
実施の形態で示した燃料噴射装置において、噴射時間信
号Ｓ１及び補正噴射時間信号Ｓ２を概ね一定の電圧で表
現されたパルス幅による時間信号Ｐ１、すなわち、パル
ス幅変調（ＰＷＭ）による信号によって構成する。

【００４８】信号を出力するＥＣＵ６０の電源であるバ
ッテリ５０の電圧は、前述の理由から多少の揺らぎを含
むが、ＥＣＵ６０による噴射時間信号Ｓ１及び補正噴射
時間信号Ｓ２を電圧値の高低による信号としている場合
では、この揺らぎにより信号値が変動する恐れがあり、
正確な噴射量補正が出来なくなってしまう。これを回避
しようとすれば更に別の電圧安定手段が必要となる。

【００４９】しかしながら、本実施の形態のようにパル
ス幅による時間信号Ｐ１の構成によれば、噴射時間信号
Ｓ１及び補正噴射時間信号Ｓ２は、調整される時間がパ
ルス幅で表現され、更にそのパルス信号の電圧値は、最
低電圧以上の電圧値をもつ幅信号で足りるので、電源電
圧の変動による影響を受けにくい。従って、より正確な
補正で安定した噴射量を得ることができ、良好なエンジ
ンの運転状態が実現される。

【００５０】また、第３の実施の形態（図示せず）で
は、補正噴射時間信号Ｓ２は、基本電圧Ｖｂの値と比較
して、検出電圧値信号Ｖｃｓが正の差を持つ場合( Ｖｂ
＜Ｖｃ）には、噴射時間信号Ｓ１に対しパルス幅による
時間信号Ｐ１が短くなるように調整して出力され、基本
電圧Ｖｂの値と比較して検出電圧値信号Ｖｃｓが低い場
合（Ｖｂ＞Ｖｃ）には、噴射時間信号Ｓ１に対しパルス
幅による時間信号Ｐ１が長くなるように調整して出力さ
れる。

【００５１】インジェクタ駆動回路５４は、補正噴射時
間信号Ｓ２のパルス幅が短くなると、高圧インジェクタ
３４の開弁時間を短くして燃料噴射量を押さえ、逆に、
補正噴射時間信号Ｓ２のパルス幅が長くなると、高圧イ
ンジェクタ３４の開弁時間を長くして噴射量を増やすよ
うに調整することとなる。すなわち、噴射時間を指定す
る信号であるパルス幅による時間信号Ｐ１の長短と高圧
インジェクタ３４のソレノイドコイルに与える電圧の印
加時間の長短とが完全に対応するため、駆動回路５４は
補正噴射時間信号Ｓ２をそのまま利用すればよく、駆動
回路５４内部の構成が簡易になり、種々の外乱を受ける
要素が減るため安定性が向上する。これにより、上記と
同様な補正でより安定した噴射量を得ることができ、良
好なエンジンの運転状態が実現される。

【００５２】更に、第４の実施の形態では、図６のフロ
ーチャートに示される噴射パルス幅設定ルーチンによっ
て補正噴射時間信号Ｓ２を決定している。このルーチン
は、ＥＣＵ６０によって実行される処理のうちピストン
が圧縮行程に入った際に起動されるルーチンである。

【００５３】最初のステップ( 以下、単に「Ｓ」とい
う) １０１において、ＥＣＵ６０は、前述のように噴射
時期直前での作動電圧Ｖｃを電圧検知手段５６による検
出電圧値信号Ｖｃｓとして読み込み、その検出電圧値信
号ＶｃｓをＥＣＵ６０内のＲＯＭ６４に保持する基本電
圧Ｖｂの値と比較する。ここで差が有る場合にはＳ１０
２に移行し、噴射パルス補正量Ｔｖを検出電圧値信号Ｖ
ｃｓをパラメータとする関数ｇによって求める。更に、
噴射パルス補正量Ｔｖを保持してＳ１０３に移行し、予
め求めておいた基本噴射パルス幅Ｔｐと前記補正量Ｔｖ
をパラメータとする関数ｆによって、噴射パルス幅Ｔｉ
を算出する。こうして求めた噴射パルス幅Ｔｉを補正噴
射時間信号Ｓ２とする。この後、ＥＣＵ６０はこのルー
チンを終了するが、噴射が要求されるタイミングに合わ
せて、出力インターフェイス７２からインジェクタ駆動
回路５４に補正噴射時間信号Ｓ２を出力することにより
燃料噴射を行う。

【００５４】このように構成すれば、関数ｇおよびｆに
ついて試験などのデータから希望する噴射パルス幅が得
られるよう調整して設定するだけで、作動電圧Ｖｃの様
々な変動が起こっても、前記の関係により導かれる補正
噴射時間信号Ｓ２が適切な補正を行うため、簡単な調整
で安定した噴射量を得ることができ、好ましいエンジン
の運転状態を得ることが出来る。

【００５５】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明の燃料噴射
装置によれば、筒内噴射エンジンにおいて、エンジンの
回転数や周囲温度により電圧変換部の作動電圧値が変動
しても、噴射時間が調整され、高圧インジェクタからの
燃料噴射量が安定する。これによりエンジンの運転状態
の安定化も図られるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における燃料噴射装置を具
備した筒内噴射エンジンの概略を示す断面図である。

【図２】図１の天井部１２をシリンダボア側より見た概
略説明図である。

【図３】本発明の実施の形態における燃料噴射装置を示
すシステム構成図である。

【図４】本発明の実施の形態におけるＥＣＵ６０の内部
構成を示す構成図である。

【図５】本発明の実施の形態におけるインジェクタの作
動電圧Ｖｃの波形およびインジェクタ駆動電流波形を示
すタイムチャートである。

【図６】本発明の第４の実施の形態における燃料噴射量
の噴射パルス幅設定ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】 １０ 筒内噴射エンジン ３４ 高圧インジェクタ ５０ バッテリ ５２ ＤＣ−ＤＣコンバータ ５４ インジェクタ駆動回路 ５６ 電圧検出手段 ６０ ＥＣＵ ６２ ＣＰＵ ６４ ＲＯＭ ７０ 入力インターフェイス ７２ 出力インターフェイス Ｖｃ 作動電圧 Ｖｂ 基本電圧 Ｓ１ 噴射時間信号 Ｓ２ 補正噴射時間信号 Ｐ１ パルス幅による時間信号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの圧縮行程中に、該エンジン燃
   焼室内に直接燃料を噴射する高圧インジェクタと、 バッテリからの電圧を高電圧に変換して前記高圧インジ
   ェクタの作動電圧を供給する電圧変換部と、 燃料噴射を行う時間を指定する噴射時間信号を出力する
   噴射時間設定手段と、前記噴射時間信号に基づき、前記
   電圧変換部から前記高圧インジェクタへの作動電圧の供
   給を制御し、前記高圧インジェクタからの燃料噴射量を
   調整する高圧インジェクタ作動制御部と、を有する筒内
   噴射エンジンの燃料噴射装置において、 前記電圧変換部から供給される前記作動電圧の電圧値を
   検出する電圧検出手段を設け、 前記高圧インジェクタ作動制御部は、前記電圧検出手段
   により検出された作動電圧値を制御用データとして用い
   て前記高圧インジェクタからの燃料噴射量を制御するこ
   とを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記高圧インジェクタは、 燃料噴射を停止又は実行するための弁部を内部に備え、 前記高圧インジェクタ作動制御部は、 前記検出された作動電圧値に基づいて、前記噴射時間信
   号を補正した補正噴射時間信号を出力する噴射時間補正
   手段と、 前記補正噴射時間信号に基づいて、前記弁部の開弁時間
   を制御して燃料噴射量を調整する噴射量調整手段と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射エ
   ンジンの燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記補正噴射時間信号は、 前記検出された作動電圧値が、前記バッテリ及び前記電
   圧変換部が適正に動作しているときの出力電圧値である
   基本電圧値と比較して高い場合には、前記噴射時間信号
   に対し噴射時間が短くなるように調整され、低い場合に
   は、前記噴射時間信号に対し噴射時間が長くなるように
   調整されることを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射
   エンジンの燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記噴射時間信号及び前記補正噴射時間
   信号は、 パルス幅による時間信号であることを特徴とする請求項
   ２または３に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 前記補正噴射時間信号は、 前記検出された作動電圧値が、前記基本電圧値と比較し
   て高い場合には、前記噴射時間信号に対しパルス幅が短
   くなるように調整され、低い場合には、前記噴射時間信
   号に対しパルス幅が長くなるように調整されることを特
   徴とする請求項４に記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射
   装置。
6. 【請求項６】 前記補正噴射時間信号は、 前記検出された作動電圧値に基づき求められる噴射パル
   ス補正量と、前記基本電圧値に基づき求められ予め設定
   される基本噴射パルス幅との２つの値に基づいて決定さ
   れる噴射パルス幅から成ることを特徴とする請求項５に
   記載の筒内噴射エンジンの燃料噴射装置。