JPH11132085A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】いかなる場合も常に望ましい運転領域において
パイロット噴射の実行を図ることの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。 【解決手段】ディーゼルエンジン１の燃料噴射制御装置
２は、燃料噴射ノズル４、インジェクションポンプ５、
燃料噴射量及び時期を調整する電磁スピル弁２１及びタ
イミング制御弁２０、これらを制御する電子制御装置
（ＥＣＵ）８を有して構成されている。ＥＣＵ８は、予
め少量の燃料を噴射しておいてから主噴射を実行するパ
イロット噴射の実行領域と所定の燃料を一度に噴射する
通常噴射の実行領域との境界条件を、水温センサ２３に
より検出される冷却水温度に応じて変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置にかかり、詳しくは、燃料噴射を
実行する際にメイン噴射に先立ち、少量の燃料を予め噴
射するパイロット噴射を行うディーゼルエンジンの燃料
噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ディーゼルエンジンで
は、エンジン回転数やアクセル開度、冷却水温度、吸気
温度等の運転状態に応じて燃料噴射時期や燃料噴射量を
適宜調整する燃料噴射制御が行われている。

【０００３】ところで、ディーゼルエンジンの燃焼は、
予混合燃焼と拡散燃焼とによって成り立っている。燃料
噴射が始まると、まず燃料の気化拡散により可燃混合気
が生成される。この時期は、着火遅れ時期とよばれる。
次にこの可燃混合気が燃焼室の数カ所でほぼ同時に自己
着火し、急速に燃焼が進む。この時期は、予混合燃焼と
よばれている。さらに、燃焼室内への燃料噴射が続けら
れ、燃焼が継続的に行われる、拡散燃焼となる。その
後、燃料噴射が終了した後にも、未燃燃料があるため、
しばらくの間、熱発生が続けられる。この時期を後燃え
期間という。

【０００４】ディーゼルエンジンでは、着火遅れ期間が
長くなるほど、あるいは着火遅れ期間における燃料の気
化が激しいほど、着火後の火炎伝播速度が増大する。こ
の火炎伝播速度が大きくなると、一時に燃える燃料の量
が多くなり過ぎて、シリンダ内の圧力が急激に増大し、
振動や騒音が発生する。こうした現象は、ディーゼルノ
ッキングとよばれており、特に低負荷運転時に発生する
ことが多い。

【０００５】このディーゼルノッキングを防止するため
に、各種の燃料噴射制御装置が開発されている。例え
ば、予め少量の燃料を噴射するパイロット噴射を行い、
一度燃料噴射を中断し、その燃料が着火状態になったと
ころで本格的な主噴射を実行する燃料噴射制御装置が提
案されている。こうしたパイロット噴射により、ディー
ゼルエンジンの初期燃焼を緩和し、ディーゼルノッキン
グの発生を防止することができる。

【０００６】また主噴射実行時にはパイロット噴射時の
燃料が既に着火しており、予め火種ができた状態となっ
ているため、失火の発生を回避することができる。この
ためパイロット噴射により、低温始動性が向上するほ
か、低温時における白煙の発生も低減することができ
る。

【０００７】さらに、パイロット噴射により着火遅れ期
間中の燃料噴射量が減少するため、予混合燃焼が減少さ
れる。予混合燃焼中は熱発生率が高いため、窒素酸化物
（以後ＮＯｘという）の生成が促進される。したがって
パイロット噴射により予混合燃焼が減少することで、Ｎ
Ｏｘの発生を低減することができる。さらに、予混合燃
焼にともなう騒音の発生も、同様に減少することができ
る。

【０００８】ただし、少量の燃料をパイロット噴射する
には、微妙な噴射量のコントロールが必要で、広い運転
領域で安定したパイロット噴射を実現することは非常に
困難である。そのため、こうした燃料噴射制御装置は一
般に、エンジン回転数や燃料噴射量等のエンジンの運転
状態に応じて、通常噴射モードとパイロット噴射モード
とを切り換えるようにしている。

【０００９】図７に、これら噴射モードを決定する際に
参照されるマップの一例を示す。このマップの横軸には
エンジン回転数ＮＥが、縦軸には要求される燃料噴射量
Ｑが取られている。このマップは、曲線Ｌ１０により２
つの領域Ｒ１、Ｒ２に区切られている。所定時期におけ
るエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑが交差する点が
曲線Ｌ１０の左側の領域Ｒ１にある場合、パイロット噴
射モードとなり、パイロット噴射が実行される。一方、
曲線Ｌ１０の右側の領域Ｒ２にある場合には、通常噴射
モードとなる。このマップから明らかなように、パイロ
ット噴射はエンジン回転数ＮＥが小さく、燃料噴射量Ｑ
が少ない場合、すなわちエンジンが低回転領域または低
負荷領域で運転されている場合に実行されている。

【００１０】一方、こうしたパイロット噴射は、エンジ
ン温度や吸入空気温度等の温度条件によってその必要と
される噴射量等の条件も異なってくることが知られてい
る。すなわち、低温時には燃料の着火性が低く、燃焼速
度も遅くなる。そこで、低温時にパイロット噴射が行わ
れても着火しなかったり、着火したとしてもすぐに消炎
してしまうことがある。このため、主噴射時には火種が
消滅しており、パイロット噴射の効果が得られなってし
まう。こうした不具合を解消するには、パイロット噴射
量を多く設定する必要がある。ただしパイロット噴射量
を一律に多くすると、高温時にはパイロット噴射された
燃料自体が急激に燃焼してディーゼルノッキングが発生
してしまう結果となる。

【００１１】そこで従来、こうした問題点を解決するた
めに、例えば特開昭６２−５８０３４号公報に記載の
「ディーゼル機関の燃料噴射量制御装置」では、低温時
には、温度の低下に応じた量だけパイロット噴射時の燃
料噴射量を増量することによって、着火性の向上を図る
ようにしている。

【００１２】また、エンジン温度の低下に伴い、噴射さ
れた燃料の霧化が遅くなり、着火可能となるまでに時間
を要するようになる。そこで、特開昭６２−６５９号公
報に記載の「内燃機関の燃料噴射量制御装置」では、エ
ンジン温度の低下に伴い、パイロット噴射の実行時期を
早めることで、良好な着火を確保するようにしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、エンジン
の温度環境に応じてパイロット噴射にかかる燃料噴射量
や燃料噴射時期を変更することで、その着火性を高め、
ひいてはパイロット噴射そのものの有用性を高めること
はできる。

【００１４】しかし従来、このパイロット噴射の実行条
件自体は、先の図７に示したマップのように、エンジン
回転数や負荷、燃料噴射量等、エンジンの出力制御量に
基づいて決定されるため、その入力条件、すなわち温度
環境等によっては、必ずしも望ましい運転領域で同パイ
ロット噴射が実行されるとは限らない。

【００１５】例えば、エンジン低温時にはディーゼルノ
ッキングの防止が優先されるため、できるだけ広い運転
領域でパイロット噴射を実行することが望まれる。しか
し、その実行条件がエンジンの出力制御量のみに基づき
決定される場合には、同パイロット噴射を実行するため
の、必ずしもこうした広い運転領域が確保されるとは限
らない。

【００１６】一方、エンジン高温時には、黒煙の抑制が
優先されるため、パイロット噴射の実行される運転領域
はそれほど広くないことが望ましい。しかし、その実行
条件がエンジンの出力制御量のみに基づき決定される場
合には、同パイロット噴射の実行される運転領域が、必
ずしもこうして制限されるとは限らない。ちなみに、パ
イロット噴射を実行すると燃焼温度が低下することか
ら、ＮＯｘの低減に反して排気ガス中の黒煙は増加す
る。

【００１７】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、いかなる場合も常に望ましい
運転領域においてパイロット噴射の実行を図ることので
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。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、ディーゼルエンジンの
運転領域が同エンジンに予め所定量の燃料を噴射するパ
イロット噴射を行って所定時間経過後に主噴射を行う第
１の噴射モードと必要燃料量を一度に噴射する第２の噴
射モードとのいずれの噴射モードの実行条件にあるかを
同エンジンの回転数及び負荷に基づき演算して、それら
第１及び第２の噴射モードの一方に対応した燃料噴射制
御を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置におい
て、前記エンジンの温度環境を検出する温度環境検出手
段と、該検出されるエンジンの温度環境に応じて前記演
算に供される前記第１の噴射モードに対応する運転領域
と前記第２の噴射モードに対応する運転領域との境界条
件を変更する境界条件変更手段と、を備えることとす
る。

【００１９】同構成によれば、温度環境に応じてパイロ
ット噴射を実行する第１の噴射モードに対応する運転領
域と通常噴射を行う第２の噴射モードに対応する運転領
域との境界条件が変更される。こうして、温度状態に応
じて適切な噴射方法が選択される。

【００２０】請求項２に記載の発明では、請求項１記載
のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前
記温度環境検出手段は前記エンジンの冷却水温度及び吸
入空気温度の少なくとも一方を検出する温度センサであ
り、前記境界条件変更手段は、該検出される温度が低い
ほど前記第１の噴射モードに対応する運転領域を拡張
し、同検出される温度が高いほど同第１の噴射モードに
対応する運転領域を縮小するよう前記境界条件を変更す
るものとする。

【００２１】同構成によれば、低温時にはパイロット噴
射を実行する第１の噴射モードとなる運転領域が拡大さ
れ、高温時には縮小される。したがって、低温時には、
ディーゼルノッキング防止等のパイロット噴射の効果を
より広い運転領域に適用される。また、高温時には、黒
煙増加等のパイロット噴射に伴う不具合を制限すること
を優先するように境界条件が設定される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるディーゼル
エンジンの燃料噴射制御装置を具体化した一実施の形態
について詳細に説明する。

【００２３】まず、本実施の形態における燃料噴射制御
装置の構成を、図１に基づいて説明する。この燃料噴射
制御装置２は、大きくはディーゼルエンジン（以下、単
にエンジンという）１の各気筒３毎に配設された燃料噴
射ノズル４、各燃料噴射ノズル４に分配する高圧燃料を
供給するインジェクションポンプ５、これらを制御する
電子制御装置（以下、ＥＣＵという）８及びエンジン１
の運転状態を検出する各種センサ等によって構成されて
いる。

【００２４】インジェクションポンプ５には、ドライブ
シャフト１１が回転可能に支持されている。このドライ
ブシャフト１１は、エンジン１の出力軸であるクランク
シャフト６に駆動連結されており、該クランクシャフト
６と連動して回転する。なお、連結部の設定により、こ
れらクランクシャフト６とドライブシャフト１１とはそ
の回転数が２：１の関係に保持されており、ドライブシ
ャフト１１はクランクシャフト６の１／２の回転数で回
転する。

【００２５】一方、インジェクションポンプ５内におい
て、ドライブシャフト１１には、ベーン式ポンプよりな
るフィードポンプ１２（図１では９０度展開して示して
いる）が設けられている。このフィードポンプ１２は、
ドライブシャフト１１とともに回転することで、燃料タ
ンク７内に貯留された燃料を吸引するとともに、インジ
ェクションポンプ５内に設けられたポンプ室２７内に燃
料を圧送する。

【００２６】また、ドライブシャフト１１の基端部に
は、円盤状のシグナルギアプレート１３が設けられてい
る。さらにドライブシャフト１１の基端は、カップリン
グを介してカムディスク１６に接続されている。カムデ
ィスク１６はインジェクションポンプ５内に回転可能且
つその軸線に沿って摺動可能に支持されており、同カム
ディスク１６はドライブシャフト１１と一体となって回
転する。

【００２７】シグナルギアプレート１３とカムディスク
１６との間には、燃料噴射時期に応じて回動調整される
ローラリング１５が設けられている。このローラリング
１５にあってカムディスク１６と対向する側には、その
円周に沿ってエンジン１の気筒数に対応した複数のロー
ラが取り付けられている。

【００２８】また、カムディスク１６にあってローラリ
ング１５と対向する面には、同じくエンジン１の気筒数
に対応した複数のフェイスカムが形成されている。ま
た、カムディスク１６はスプリングによって付勢されて
おり、常にローラリング１５と接触している。したがっ
て、カムディスク１６は、その回転に伴い、上記フェイ
スカムとローラリング１５のローラとの係合に応じて軸
線方向に、すなわち図１の左右方向に往復運動する。具
体的には、エンジン１のクランクシャフト６が２回転す
る間に１回転と気筒数分の往復運動を行う。

【００２９】また、カムディスク１６には、プランジャ
１７が該カムディスク１６と一体となって回転可能に取
り付けられている。プランジャ１７は、インジェクショ
ンポンプ５に形成されたシリンダ２８内に嵌挿されてい
る。プランジャ１７の図１右側端部とシリンダ２８の内
壁とによって囲まれた空間は、高圧室２９となってい
る。カムディスク１６の往復運動に伴いプランジャ１７
が復動することで、高圧室２９内に燃料が導入され、ま
たプランジャ１７が往動することで高圧室２９内の燃料
は圧縮され、加圧される。

【００３０】シリンダ２８には、各燃料噴射ノズル４と
それぞれ連通する分配通路２９が形成されている。一
方、プランジャ１７内にも、高圧室３０と連通する分配
ポート３１が燃料噴射ノズル４と同数だけ形成されてい
る。これら分配通路３０と分配ポート３１は、プランジ
ャ１７の回転に伴い、所定の回転位相において所定の燃
料噴射ノズル４に対応したもの同士が一致する構成とな
っている。そして、プランジャ１７の往動とともに、高
圧室２９内の燃料はデリバリバルブ１８を介して所定の
燃料噴射ノズル４へと圧送される。デリバリバルブ１８
は、燃料噴射ノズル４からインジェクションポンプ５へ
の逆流防止用の弁である。こうして圧送された燃料は、
燃料噴射ノズル４よりエンジン１の燃焼室１０内に噴射
される。

【００３１】さらに、この高圧室２９には、ポンプ室２
７と連通する燃料溢流（スピル）用の油通路が形成され
ており、その途中にはスピル時期を調整する電磁スピル
弁２１が設けられている。この電磁スピル弁２１はソレ
ノイドを有する常開型の弁であり、同ソレノイドへの無
通電時、同弁２１が開かれた状態にあっては、高圧室２
９とポンプ室２７とが連通して該高圧室２９内は減圧さ
れた状態に維持される。一方、ソレノイドが通電される
ことで、電磁スピル弁２１は閉じられ、スピル用の油通
路が閉鎖される。すなわち、各燃料噴射ノズル４に対応
して、プランジャ１７の往動が開始される以前に電磁ス
ピル弁２１を閉じ、プランジャ１７の往動中に電磁スピ
ル弁２１を開弁させることで、高圧室２９内の燃料が減
圧され、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射が即座に停止
される。したがって、プランジャ１７の往動中における
電磁スピル弁２１の開弁時期を制御することで、燃料噴
射ノズル４からの燃料噴射終了時期が変更され、燃料噴
射量が調整される。なお、この電磁スピル弁２１への通
電は、ＥＣＵ８によって制御されている。

【００３２】また、ブランジャ１７の往動途中に一旦電
磁スピル弁２１を開いて一時的に高圧室２９内の燃料を
減圧し、その後再び閉じることで、２回に分けて燃料噴
射ノズル４からの燃料噴射を行うこともできる。こうし
て、前述したパイロット噴射を実行することができる。

【００３３】一方、インジェクタポンプ５には、燃料噴
射時期を変更するための機構として、その前後の油圧差
によって往復運動することで先述のローラリング１５を
回動させるタイマピストン１９（図１では９０°展開し
て図示）と、該タイマピストン１９前後の油圧差を調整
することでその位置を変更するためのタイミング制御弁
２０が設けられている。

【００３４】タイマピストン１９は、インジェクタポン
プ５に形成されたシリンダ状の空間内に摺動可能に嵌挿
されている。この空間には、タイマピストン１９によっ
て区画されることで２つの圧力室が形成されている。こ
れら圧力室の一方はポンプ室２７と連通しており、高圧
の燃料が供給されている。また、タイマピストン１９は
他方の圧力室側よりスプリングによって付勢されてい
る。タイマピストン１９の位置は、スプリングの付勢力
と両圧力室間の燃料の圧力差とのつり合い関係によって
決定されている。

【００３５】さらに、インジェクタポンプ５には、これ
ら両圧力室を連通する通路が形成されており、その途中
にはタイミング制御弁２０が設けられている。このタイ
ミング制御弁２０はデューティ制御された信号によって
開閉される電磁弁であり、その開度によって前記両圧力
室の一方から他方へと流れる燃料の量が調整される。そ
して、両圧力室間の圧力差が変更され、タイマピストン
１９の位置が調整される。なお、このタイミング制御弁
２０に付与される信号のデューティ比は、ＥＣＵ８によ
って制御されている。

【００３６】こうしてタイマピストン１９の位置が変更
されると、連動してローラリング１５が回動する。この
回動により、ローラリング１５のローラとカムディスク
１６のフェイスカムとが係合する回転位相が変更され、
プランジャ１７の往復動作の時期が変更される。したが
って、これらの機構によって燃料噴射時期を調整するこ
とができる。

【００３７】ＥＣＵ８は、燃料噴射量及び燃料噴射時期
を各種センサによって検出されたエンジン１の運転状態
に基づいて決定する。次に、これらのセンサについて説
明する。

【００３８】インジェクタポンプ５の基端部に設けられ
たシグナルギアプレート１３の上部には、同プレート１
３の回転に基づきエンジン回転数ＮＥを検出する回転数
センサ１４が設けられている。シグナルギアプレート１
３の外周側面には、複数の突起が形成されている。これ
らの突起はシグナルギアプレート１３の外周側面上にほ
ぼ等間隔おきに配置されているが、一部には突起の無い
歯抜けとなった部分が存在する。回転数センサ１４はピ
ックアップコイルより構成されており、突起が同コイル
の磁界を断絶させることにより発生する起電力を電気信
号としてＥＣＵ８に出力する。ＥＣＵ８は、これをパル
ス波状の電気信号に成形し、これに基づきエンジン回転
数ＮＥを検出する。また、突起の無い歯抜け部分を基準
として、エンジン１のクランクシャフト６及びインジェ
クタポンプ５のドライブシャフト１１の回転位相を検出
する。

【００３９】一方、エンジン１のシリンダブロックに
は、その内部を流れる冷却水の温度ＴＨＷを検出するた
めの水温センサ２３が設けられている。この水温センサ
２３は、冷却水温度ＴＨＷを検出し、これを電気的な信
号としてＥＣＵ８に出力する。

【００４０】また、運転者の加速要求を反映するアクセ
ルペダル９には、同ペダル９の開度を検出するアクセル
センサ２４が設けられている。このアクセルセンサ２４
は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開
度ＡＣＣＰＡを電気的な信号に変換し、ＥＣＵ８に出力
する。

【００４１】次に、本実施の形態における燃料噴射制御
装置２の電気的構成について、図２に基づいて説明す
る。ＥＣＵ８は、ＲＯＭ５０、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２
及びバックアップＲＡＭ５３等を備える論理演算回路と
して構成されている。

【００４２】ここでＲＯＭ５０は、各種制御プログラム
やこれら各制御プログラムを実行する際に参照されるマ
ップ等のデータが記憶されているメモリである。ＣＰＵ
５１は、ＲＯＭ５０に記憶された各種制御プログラムや
データに基づき演算処理を行う。またＲＡＭ５２は、Ｃ
ＰＵ５１が行った演算結果や各センサから入力されたデ
ータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップ
ＲＡＭ５３は、エンジン１の停止時に保存すべきデータ
を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ５
０、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２及びバックアップＲＡＭ５
３は、バス５４を介して互いに接続されるとともに、外
部入力回路５５及び外部出力回路５６とも接続されてい
る。

【００４３】外部入力回路５６には、回転数センサ１
４、水温センサ２３及びアクセルセンサ２４が接続され
ており、これらから送られる信号を入力する。一方、外
部出力回路５６には、タイミング制御弁２０及び電磁ス
ピル弁２１が接続されており、これらへの制御信号を出
力する。

【００４４】続いて、以上説明した燃料噴射制御装置２
の噴射モード判定処理について説明する。なおＣＰＵ５
１は、本ルーチンの処理とは別に、所定時間間隔におけ
る割り込み処理として、アクセルセンサ２４より検出さ
れたアクセル開度ＡＣＣＰＡ及び回転数センサ１４より
検出されたエンジン回転数ＮＥ等から燃料噴射量Ｑを算
出している。

【００４５】以下に、噴射モード判定処理について、図
３に示すフローチャートに基づき説明する。なお、この
処理は、ＣＰＵ５１の演算処理の一環として、例えば所
定時間間隔の割り込み処理として実行される。

【００４６】ＣＰＵ５１の処理が本ルーチンに移行する
と、ＣＰＵ５１はステップＳ１００の処理として、現在
求められているエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとを
読み込む。その後、続くステップＳ１０１の処理として
ＣＰＵ５１は、水温センサ２３の検出結果より求められ
る冷却水温度ＴＨＷを読み込む。

【００４７】そして、次のステップＳ１０２においてＣ
ＰＵ５１は、冷却水温度ＴＨＷが３０℃未満であるか否
かを判定する。冷却水温度ＴＨＷが３０℃未満の場合、
ＣＰＵ５１の処理はステップＳ１０４に移行する。

【００４８】一方、冷却水温度ＴＨＷが３０℃以上の場
合、ＣＰＵ５１の処理は続くステップＳ１０３に移行す
る。このステップＳ１０３においてＣＰＵ５１は、冷却
水温度ＴＨＷが８０℃未満であるか否かを判定する。Ｃ
ＰＵ５１の処理は、冷却水温度ＴＨＷが８０℃未満の場
合、すなわち冷却水温度ＴＨＷが３０℃以上８０℃未満
の場合にはステップＳ１０５に、８０℃以上の場合には
ステップＳ１０６に移行する。

【００４９】ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ス
テップＳ１０６においてＣＰＵ５１は、図４に示す燃料
噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとの２次元マップに基づ
いて噴射モードを判定する。なお、この図４に示すマッ
プは、図７に示した従来の燃料噴射モード決定用のマッ
プとほぼ同様のものであり、縦軸に燃料噴射量Ｑ、横軸
にエンジン回転数ＮＥが取られている。ただし、本実施
の形態において各噴射モードの境界条件である境界曲線
は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の３本が用意されており、これら
の曲線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３によって、図４のマップは４つ
の領域Ｒ３〜Ｒ６に区分されている。 ステップＳ１０
４の場合、すなわち冷却水温度ＴＨＷが３０℃未満の場
合では、ＣＰＵ５１は曲線Ｌ１を境界条件として噴射モ
ードの判定を行う。ここでＣＰＵ５１は、ステップＳ１
００で読み込んだ燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥと
の同マップ上における交点が曲線Ｌ１の左側の領域、す
なわち領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５にある場合、パイロット噴
射モードと判定する。一方、領域Ｒ６にある場合、通常
噴射モードと判定する。

【００５０】また、冷却水温度ＴＨＷが３０℃以上８０
℃未満の場合に実行されるステップＳ１０５では、ＣＰ
Ｕ５１は曲線Ｌ２を境界条件として噴射モードの判定を
行う。このとき、領域Ｒ３及びＲ４がパイロット噴射モ
ード領域、領域Ｒ５及びＲ６が通常噴射モード領域とな
る。

【００５１】さらに、冷却水温度が８０℃以上の場合に
実行されるステップＳ１０６では、ＣＰＵ５１は曲線Ｌ
３を境界条件として噴射モードの判定を行う。このと
き、領域Ｒ３がパイロット噴射モード領域、領域Ｒ４〜
Ｒ６が通常噴射モード領域となる。

【００５２】これらステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１
０６の処理が実行された後、ＣＰＵ５１の処理は、パイ
ロット噴射モードと判定された場合にはステップＳ１０
７に、通常噴射モードと判定された場合にはステップＳ
１０８に移行する。ＣＰＵ５１は、ステップＳ１０７に
おいてはパイロット噴射実行フラグＦＬをＯＮとした
後、またステップＳ１０８においてはパイロット噴射実
行フラグＦＬをＯＦＦとした後、本ルーチンの処理を一
旦終了する。

【００５３】こうして噴射モードを決定した後、ＣＰＵ
５１は、このパイロット噴射実行フラグＦＬに基づき、
パイロット噴射を実行するか否かを決定している。すな
わち、上記実行フラグＦＬがＯＮの場合、ＣＰＵ５１は
同フラグＦＬがＯＦＦとなるまでの期間、図示しない周
知の噴射制御ルーチンを通じてパイロット噴射を実行す
る。一方、上記実行フラグＦＬがＯＦＦの場合、ＣＰＵ
５１は同噴射制御ルーチンを通じて通常の燃料噴射を実
行する。

【００５４】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に述べる効果を得ることができる。 ・低温時には、より高負荷・高回転領域までパイロット
噴射が実行されるため、ディーゼルノッキングの低減等
のパイロット噴射の効果をより広い運転領域に適用する
ことができる。一方、高温時にはパイロット噴射が実行
される運転領域を縮小するため、黒煙増加等のパイロッ
ト噴射に伴う不具合を制限することができる。したがっ
て、温度環境に応じて常に望ましい運転領域において適
切な燃料噴射を選択することができる。

【００５５】・本実施の形態にかかる燃料噴射制御装置
２は、通常の燃料噴射制御装置を備えたディーゼルエン
ジンに含まれるものによって構成されているため、新た
な装置を追加することなくＥＣＵ８内のプログラムの一
部を変更するだけで実施することができる。したがっ
て、製造コストを増加させることなく、上記の効果を得
ることができる。

【００５６】なお、本実施の形態は、以下のようにその
構成を変更して実施することもできる。 ・上記実施の形態では、噴射モード判定マップ上に噴射
モードの境界条件となる曲線を３本用意しておき、これ
らを冷却水温度ＴＨＷに応じて変更していたが、こうし
た境界曲線を２本あるいは４本以上を備えるマップによ
って噴射モードを判定するよう変更してもよい。。

【００５７】・燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとの
２次元マップ上において、パイロット噴射領域と通常噴
射量域との境界曲線を移動させることで、パイロット噴
射領域を変化させるようにしてもよい。例えば、図５に
示されるマップにおいて、パイロット噴射領域と通常噴
射領域とを区分する境界曲線Ｌ０は、エンジン回転数Ｎ
Ｅと燃料噴射量Ｑとの関数として、（Ｑ−δ）＝ｆ（Ｎ
Ｅ−γ）のような形で表されている。変数γ及び変数δ
は、予め定められた冷却水温度ＴＨＷの一次元マップよ
り算出されたエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに対
する補正値である。これらの補正値γ及び補正値δによ
り境界曲線Ｌ０は、例えば曲線Ｌ４に示される位置へと
移動する。なお、これらの補正値γ及び補正値δは、低
温時には正の値、高温時には負の値をとるように設定さ
れている。したがって境界曲線Ｌ０は低温時には左上
側、高温時には右下側へと移動され、パイロット噴射領
域は低温時には拡大、高温時には縮小される。

【００５８】・噴射モード判定時に用いられるエンジン
回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに温度環境に応じて補正値
を加え、補正されたこれらの値を用いて噴射モードの判
定を行うよう変更してもよい。例えば、図６に示される
マップは、横軸及び縦軸が後述する噴射モード判定用の
仮のエンジン回転数ＮＥＴＭＰ及び仮の燃料噴射量ＱＴ
ＭＰとなっている他は、図７に示した従来の噴射モード
判定用マップと同様のものである。ＣＰＵ５１は、噴射
モードの判定を行う前に燃料噴射量Ｑと予め定められた
冷却水温度ＴＨＷに基づく１次元マップより算出される
補正値βとを加算し、仮の燃料噴射量ＱＴＭＰを算出す
る。また同様に、エンジン回転数ＮＥと予め定められた
冷却水温度ＴＨＷに基づく１次元マップより算出される
補正値αとを加算し、仮のエンジン回転数ＮＥＴＭＰを
算出する。こうして求められた仮の燃料噴射量ＱＴＭＰ
及び仮のエンジン回転数ＮＥＴＭＰを図６のマップに当
てはめ、噴射モードを判定する。このとき、先に算出し
た仮の燃料噴射量ＱＴＭＰと仮のエンジン回転数ＮＥＴ
ＭＰとの交点が境界曲線Ｌ０より左側の領域Ｒ１にある
場合にはパイロット噴射モード、右側の領域Ｒ２にある
場合には通常噴射モードとなる。なお、これら補正値α
及び補正値βは、低温時には負の値、高温時には正の値
を取るよう設定されている。したがって、低温時にはパ
イロット噴射モードとなる領域Ｒ１が相対的に拡大、高
温時には相対的に縮小する。

【００５９】・パイロット噴射及び通常噴射の実行領域
の境界条件を、冷却水温度ＴＨＷではなく、図１及び図
２に破線にて示す吸気温センサ２６の出力である吸入空
気温度ＴＨＡに基づいて変更する構成としてもよい。吸
入空気温度ＴＨＡは、排気ガス成分に直接影響を及ぼす
重要な要素である。例えば、ＮＯｘが増大する吸入空気
温度領域にあっては、パイロット噴射実行領域を拡張し
てＮＯｘの削減を図る。また、黒煙が増大する吸入空気
温度領域にあっては、パイロット噴射実行領域を縮小
し、パイロット噴射にともなう黒煙増大の不具合を制限
する。こうして好適なエミッションを維持しつつ、エン
ジンの幅広い運転領域に渡りパイロット噴射の効果を得
ることができる。また、パイロット噴射及び通常噴射の
実行領域の境界条件を、冷却水温度ＴＨＷ及び吸入空気
温度ＴＨＡの組み合わせで変更する構成としてもよい。

【００６０】・例えば図５に例示したマップに基づき境
界条件を判定する場合、パイロット噴射及び通常噴射の
実行領域Ｒ１、Ｒ２の境界曲線Ｌ０に、ヒステリシスを
持たせる構成としてもよい。このようにヒステリシスを
持たせることにより、境界曲線Ｌ０付近の運転領域にお
いて頻繁にパイロット噴射モードと通常噴射モードとが
切り替わる、いわゆるハンチングの発生を防止すること
ができる。

【００６１】・本実施の形態では、噴射モード判定処理
を所定時間間隔の割り込み処理として実行することとし
たが、これを回転数センサ１４によって検出されるシグ
ナルギアプレート１３の所定回転位相における割り込み
処理として実行するよう変更してもよい。

【００６２】・実施の形態のような、いわゆる分配式の
燃料噴射制御装置の代わりに、コモンレール式燃料噴射
制御装置や列型燃料噴射制御装置等の他の形式の燃料噴
射制御装置に本発明を適用してもよい。

【００６３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、エンジ
ンの温度環境に応じて常に望ましい運転領域においてパ
イロット噴射の実行を図ることができる。

【００６４】また、請求項２に記載の発明によれば、パ
イロット噴射に伴う黒煙増加等の不具合を好適に回避し
つつ、パイロット噴射の効果をより幅広い運転領域に適
用することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる燃料噴射制御装置の一実施形態
を示す概略構成図。

【図２】同実施の形態の電気的構成を示すブロック図。

【図３】噴射量モード判定処理を示すフローチャート。

【図４】本実施形態による燃料噴射モードの判定マップ
を示すグラフ。

【図５】他の実施形態にかかる燃料噴射モードの判定マ
ップを示すグラフ。

【図６】他の実施形態にかかる燃料噴射モードの判定マ
ップを示すグラフ。

【図７】従来の燃料噴射モードの判定マップを示すグラ
フ。

【符号の説明】

１…ディーゼルエンジン、２…燃料噴射量制御装置、４
…燃料噴射ノズル、５…インジェクションポンプ、８…
電子制御装置、１４…クランク角センサ、２０…タイミ
ング制御弁、２１…電磁スピル弁、２３…水温センサ、
２６…吸気温センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼルエンジンの運転領域が同エンジ
   ンに予め所定量の燃料を噴射するパイロット噴射を行っ
   て所定時間経過後に主噴射を行う第１の噴射モードと必
   要燃料量を一度に噴射する第２の噴射モードとのいずれ
   の噴射モードの実行条件にあるかを同エンジンの回転数
   及び負荷に基づき演算して、それら第１及び第２の噴射
   モードの一方に対応した燃料噴射制御を行うディーゼル
   エンジンの燃料噴射制御装置において、 前記エンジンの温度環境を検出する温度環境検出手段
   と、 該検出されるエンジンの温度環境に応じて前記演算に供
   される前記第１の噴射モードに対応する運転領域と前記
   第２の噴射モードに対応する運転領域との境界条件を変
   更する境界条件変更手段と、 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。
2. 【請求項２】前記温度環境検出手段は前記エンジンの冷
   却水温度及び吸入空気温度の少なくとも一方を検出する
   温度センサであり、 前記境界条件変更手段は、該検出される温度が低いほど
   前記第１の噴射モードに対応する運転領域を拡張し、同
   検出される温度が高いほど同第１の噴射モードに対応す
   る運転領域を縮小するよう前記境界条件を変更するもの
   である請求項１記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制
   御装置。