JP2000136747A

JP2000136747A - ディーゼルエンジンの電子制御式燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2000136747A
Application number: JP10313662A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Saeki; 隆行佐伯; Shiyoutarou Ishihara; 彰太郎石原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】スピル弁電流の電流波形をモニターし、スピ
ル弁電流のピーク値と適正電流値との差によりスピル弁
電流の印加時期を調整する電子制御式燃料噴射装置１の
提供。【解決手段】ディーゼルエンジン２の電子制御式燃料
噴射装置１は、電磁スピル弁２３を駆動するための電磁
コイル２４に流れるスピル弁電流を検出するスピル弁電
流検出手段が検出したスピル弁電流の電流波形と、記憶
手段に記憶させた目標スピル弁電流とを比較し、その差
に応じて次の噴射タイミングにおける電磁コイル２４へ
の印加電流の開始時期を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開弁により燃料圧
力を低下させる電磁スピル弁を有する燃料噴射ポンプを
備えたディーゼルエンジンの燃料噴射時期の適正化に関
わる。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンは、低燃費化が求め
られるとともに排気ガス規制も強化されている。このた
め、開弁により燃料圧力を低下させる電磁スピル弁を備
えた噴射ポンプにより燃料噴射時期を適正に行う電子制
御式燃料噴射装置が搭載されている。また、１回の噴射
タイミングにおいて、メイン噴射の前にパイロット噴射
を行うパイロット噴射方式が希薄燃焼およびエミッショ
ンの低減に有効である。さらに、電磁スピル弁を正確に
制御して、燃料の噴射時期および噴射量について精度の
高い燃料噴射制御が求められており、この電磁スピル弁
の応答性を上げるためには電磁コイルに短時間に大きな
スピル弁電流を流す必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、電磁スピル
弁の電磁コイルに短時間に大きなスピル弁電流を流す場
合、印加する電圧特性のばらつきにより、電磁スピル弁
の作動特性が不安定になり、噴射開始時期が適正な目標
噴射開始時期からずれる問題がある。特にパイロット噴
射の場合には、パイロット噴射終了後の残留電流および
印加電圧のばらつきが、メイン噴射開始時期のばらつき
に大きく影響し、パイロット噴射とメイン噴射とのパイ
ロット間隔が大きく変動する。

【０００４】すなわち、電磁スピル弁の電磁コイルに通
電されるスピル弁電流のピーク値と燃料噴射時期とは相
関関係にあり、スピル弁電流のピーク値が適正電流値よ
り大きいと燃料噴射時期は適正時期より早くなり、スピ
ル弁電流のピーク値が適正電流値より小さいと燃料噴射
時期は適正時期より遅延する。

【０００５】本発明の目的は、スピル弁電流の電流波形
をモニターし、スピル弁電流のピーク値と適正電流値と
の差によりスピル弁電流の印加時期を調整する電子制御
式燃料噴射装置の提供にある。

【０００６】すなわち、スピル弁電流のピーク値を検出
して、このピーク値を目標となる最適スピル弁電流と比
較し、次の噴射タイミングにおけるスピル弁電流の印加
時期を補正する補正パラメータとして使用する。

【０００７】これにより、最適な燃料噴射時期が実現で
きるディーゼルエンジンの電子制御式燃料噴射装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】〔請求項１について；図
１０、図１１参照〕スピル弁電流検出手段は、電磁スピ
ル弁を駆動するための電磁コイルに流れるスピル弁電流
を検出する（ステップｓ３、ｓ５参照）。

【０００９】スピル弁電流検出手段が検出したスピル弁
電流の電流波形と、記憶手段に記憶させた目標スピル弁
電流とを比較し、その差に応じて次の噴射タイミングに
おける電磁コイルへの印加電流の開始時期を調整する
（ステップｓ４、ｓ６参照）。

【００１０】これにより、次の噴射タイミングにおける
電磁コイルへの印加電流の開始時期が適正となり、最適
な噴射が実現できる。〔請求項２について〕請求項１の構成は、ディーゼルエ
ンジンの振動を抑えるために、パイロット噴射を行い、
所定のパイロット間隔を隔ててメイン噴射を行う方式の
電子制御式燃料噴射装置にも採用できる（図１１のステ
ップｓ３、ｓ４）。〔請求項３について；図４参照〕検出したスピル弁電流
の電流波形のピーク値Ｉと目標スピル弁電流の電流波形
のピーク値Ｉ₀とを比較する。

【００１１】Ｉ＞Ｉ₀の場合にはその差に応じて電磁コ
イルへの印加電流の開始時期を遅延させ、Ｉ＜Ｉ₀の場
合にはその差に応じて電磁コイルへの印加電流の開始時
期を早める。

【００１２】これにより、次の噴射タイミングにおける
電磁コイルへの印加電流の開始時期が適正となり、最適
な噴射が実現できる。〔請求項４について〕１回の噴射タイミングにおいて、
検出したパイロット噴射のスピル弁電流の電流波形のピ
ーク値Ｉと目標スピル弁電流の電流波形のピーク値Ｉ₀
とを比較し、Ｉ＞Ｉ₀の場合にはその差に応じてメイン
噴射の電磁コイルへの印加電流の開始時期を遅延させ、
Ｉ＜Ｉ₀の場合にはその差に応じてメイン噴射の電磁コ
イルへの印加電流の開始時期を早める。

【００１３】これにより、ディーゼルエンジンの振動を
抑えるために、パイロット噴射を行い、所定のパイロッ
ト間隔を隔ててメイン噴射を行う方式の電子制御式燃料
噴射装置において、次のメイン噴射タイミングにおける
電磁コイルへの印加電流の開始時期が適正となり、最適
なメイン噴射が実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の電子制御式燃料噴
射装置１を備えたディーゼルエンジン２の概略構成図で
ある。

【００１５】エンジン２は、本実施例では４つの気筒を
有し、電子制御式燃料噴射装置１の燃料噴射ポンプ３は
各気筒毎に設けられた燃料噴射ノズル４に燃料を供給す
る。

【００１６】燃料噴射ポンプ３はドライブプーリー５ａ
を備えたドライブシャフト５を有し、エンジン２のクラ
ンク軸４０の回転がベルト等の伝動手段（図示せず）に
よりドライブプーリー５ａに伝達される。

【００１７】燃料噴射ポンプ３内において、ドライブシ
ャフト５上にはベーン式の燃料フィードポンプ６が設け
られ、ドライブシャフト５の基端部には円板状のパルサ
７が取付けられている。

【００１８】パルサ７の外周面にはエンジン２の気筒数
と同数の欠歯が等角度間隔で形成され、隣接する欠歯の
間には、所定数の突起が等角度間隔で形成されている。
ドライブシャフト５の基端部はカップリング（図示せ
ず）を介してカムプレート８に接続されている。

【００１９】カムプレート８には、エンジン２の気筒数
と同数だけのカム面８ａが設けられている。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、
カム面８ａに対向する複数のカムローラ１０がローラリ
ング９の円周に沿って取付けられている。カムプレート
８はスプリング１１によって付勢されて常にカムローラ
１０に圧接している。

【００２０】カムプレート８には燃料加圧用のプランジ
ャ１２が同軸的に取り付けられ、これら両部材８、１２
はドライブシャフト５の回転に連動し、一体となって回
転する。すなわち、ドライブシャフト５の回転力が前記
カップリングを介してカムプレート８に伝達される。こ
の伝動により、カムプレート８が回転しながらカムロー
ラ１０に係合して、気筒数と同数回だけ図中左右方向へ
往復動する。この往復動に伴いプランジャ１２が回転し
ながら同方向へ往復動する。カム面８ａがカムローラ１
０に乗り上げる過程でプランジャ１２が往動（リフト）
し、その逆にカム面８ａがカムローラ１０を乗り下げる
過程でプランジャ１２が復動する。

【００２１】プランジャ１２はポンプハウジング１３の
シリンダ１４に嵌挿されており、そのプランジャ１２の
先端面とシリンダ１４の内底面との間に高圧室１５を形
成している。

【００２２】プランジャ１２の先端部外周には、エンジ
ン２の気筒数と同数の吸入溝１６と分配ポート１７とが
形成されている。これらの吸入溝１６および分配ポート
１７に対応して、ポンプハウジング１３には分配通路１
８および吸入ポート１９が形成されている。

【００２３】ドライブシャフト５が回転して燃料フィー
ドポンプ６が作動することにより、燃料タンク（図示せ
ず）内の燃料が燃料供給ポート２０を介して燃料室２１
へ供給される。

【００２４】また、プランジャ１２が復動して高圧室１
５が減圧される吸入工程中に、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内の燃料が
高圧室１５内へ導入される。

【００２５】一方、プランジャ１２が往動して高圧室１
５が加圧される圧縮工程中には、燃料が分配通路１８か
ら所定の燃料噴射ノズル４へ圧送される。

【００２６】ポンプハウジング１３には、高圧室１５と
燃料室２１とを連通させる燃料溢流（スピル）用のスピ
ル通路２２が形成されている。

【００２７】スピル通路２２の途中には電磁スピル弁２
３が設けられている。

【００２８】電磁スピル弁２３は電磁コイル２４を有す
る常開型の弁であり、同コイル２４が通電されていない
（オフ）状態では弁体２５が開弁して高圧室１５内の燃
料が燃料室２１へスピルされる。また、電磁コイル２４
に通電する（オン）ことにより、弁体２５が閉弁して高
圧室１５から燃料室２１への燃料のスピルが止められ
る。

【００２９】従って、電磁スピル弁２３の通電時間を変
化させることにより、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。

【００３０】そして、プランジャ１２の圧縮行程中に電
磁スピル弁２３を開弁させることにより、高圧室１５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。

【００３１】つまり、プランジャ１２が往動しても、電
磁スピル弁２３が開弁している間は高圧室１５内の燃料
圧力が上昇しないので、燃料噴射ノズル４から燃料が噴
射されない。

【００３２】この様に、プランジャ１２の往動中に、電
磁スピル弁２３の閉弁・開弁の時期を制御することによ
り、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時期や燃料噴射量
を制御することができる。

【００３３】ポンプハウジング１３の下側に設けられた
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の位置を変更することにより、カム
面８ａがカムローラ１０に係合する時期、即ちカムプレ
ート８およびプランジャ１２の往復駆動時期を変更する
ものである。

【００３４】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、同ハウジング２
７内に嵌装されたタイマピストン２８、同じくタイマハ
ウジング２７内の一側（図示左側）の低圧室２９にてタ
イマピストン２８を他側（図示右側）の加圧室３０へ向
けて付勢するタイマスプリング３１等から構成されてい
る。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に接続されている。

【００３５】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、その燃料圧力とタイマ
スプリング３１の付勢力との釣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。

【００３６】これに伴いローラリング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の往復動タ
イミングが決定される。

【００３７】タイマ装置２６の制御油圧として作用する
燃料圧力を調整するために、タイマ装置２６にはＴＣＶ
３３（タイミングコントロールバルブ）が設けられてい
る。

【００３８】すなわち、タイマハウジング２７の加圧室
３０と低圧室２９とが連通路３４によって連通されてお
り、同連通路３４の途中にＴＣＶ３３が介在している。

【００３９】ＴＣＶ３３は、デューティ制御された通電
信号によって開閉制御される電磁弁であり、このＴＣＶ
３３の開度調整によって、加圧室３０内の燃料圧力が調
整される、プランジャ１２の往復動時期が決定される。

【００４０】ローラリング９の上部には、運転状態検出
手段の一部を構成する回転数センサ３５が、パルサ７の
外周面に対向して取り付けられている。

【００４１】回転数センサ３５は電磁ピックアップコイ
ルよりなり、パルサ７の外周面に形成された突起が横切
る際にそれらの通過を検出してタイミング信号（エンジ
ン回転パルス）を出力する。

【００４２】つまり、回転数センサ３５はディーゼルエ
ンジン２の所定のクランク角（又はドライブシャフト５
の回転角）毎に図３の（イ）に示すパルス信号を出力す
る。

【００４３】この回転数センサ３５はローラリング９と
一体であるため、タイマ装置２６の制御動作に関わりな
く、プランジャリフトに対して一定のタイミングで基準
となる信号を出力する。

【００４４】エンジン２は、気筒ｐ、ピストン４２およ
びシリンダヘッド４３によって各気筒ｐに対応する主燃
焼室４４がそれぞれ形成されている。また、各主燃焼室
４４に連通する副燃焼室４５が各気筒ｐに対応して設け
られている。そして、各燃料噴射ノズル４から燃料が噴
射される各副燃焼室４５には、始動補助装置としてグロ
ープラグ４６が取り付けられている。

【００４５】エンジン２にはターボチャージャー４８が
装着されている。ターボチャージャー４８は、排気管５
０の途中に配置されたタービン５１と、吸気管４７の途
中に配置されたコンプレッサ４９と、これらのタービン
５１およびコンプレッサ４９を連結するシャフトとを備
えている。

【００４６】排気管５０には、ターボチャージャー４８
による過給圧を調節するためのウェイストゲートバルブ
５２が設けられている。

【００４７】排気管５０および吸気管４７は還流管５４
によって連通状態で連結されており、同排気管５０内の
排気の一部が還流管５４を通過して吸気管４７へ還流可
能となっている。

【００４８】還流管５４の途中には、排気の還流量（Ｅ
ＧＲ量）を調節するためのＥＧＲバルブ５５が設けられ
ている。

【００４９】ＥＧＲバルブ５５のダイヤフラム室に導入
される負圧は、バキュームスイッチングバルブ（ＶＳ
Ｖ）５６によって調整される。ＶＳＶ５６は、オン・オ
フデューティ信号によって制御される。より詳しくは、
デューティ比が増加するとＶＳＶ５６への電流値が増加
し、ＥＧＲバルブ５５のダイヤフラム室の負圧が高くな
る。それに応じて還流管５４の流路面積が増大し、ＥＧ
Ｒ量が増加する。吸気管４７の途中には、アクセルペダ
ル５７の踏込み量に連動して開閉されるスロットルバル
ブ５８が設けられている。

【００５０】吸気管４７には、スロットルバルブ５８に
平行してバイパス路５９が設けられ、その途中にバイパ
ス絞り弁６０が設けられている。

【００５１】バイパス絞り弁６０は、二つのＶＳＶ６
１、６２にて駆動される二段式のダイヤフラム室を有す
るアクチュエータ６３によって開閉制御される。

【００５２】バイパス絞り弁６０は各種運転状態に応じ
て開閉制御される。例えば、バイパス絞り弁６０は、エ
ンジン２のアイドル運転時には騒音振動等の低減のため
に半開状態にされ、通常運転時には全開状態にされ、運
転停止時には円滑な停止のために全閉状態にされる。

【００５３】なお、車両のインストルメントパネルに
は、燃料噴射ノズル４の異常を運転者に知らせるための
警告ランプ６５が組み込まれている。この警告ランプ６
５は、例えば、エンジン２の異常検出の有無によって点
灯または消灯する。

【００５４】そして、電子制御式燃料噴射装置１は、燃
料噴射ポンプ３およびエンジン２に設けられた電磁スピ
ル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６、ＶＳＶ５
６、６１、６２および警告ランプ６５は、燃料噴射装置
１の電子制御装置（ＥＣＵ）７１にそれぞれ接続され、
同ＥＣＵ７１によってそれらの駆動タイミングが制御さ
れる。

【００５５】エンジン２の運転状態を検出するために、
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。

【００５６】電磁スピル弁２３に流れるスピル弁電流検
出回路１００が設けられ、吸気管４７の入口のエアクリ
ーナ６４の近傍には、吸気温度ＴＨＡを検出する吸気温
センサ７２が取り付けられている。

【００５７】吸気管４７には、スロットルバルブ５８の
開閉位置からエンジン２の負荷に相当するアクセル開度
ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ７３が設けられ
ている。排気管５０の近傍には、ターボチャージャ４８
によって過給された後の吸気圧力ＰｉＭを検出する吸気
圧センサ７４が設けられている。

【００５８】これらのアクセル開度センサ７３および吸
気圧センサ７４は前述した回転数センサ３５とともに運
転状態検出手段の一部を構成している。

【００５９】さらに、エンジン２には、その冷却水温を
検出する水温センサ７５と、クランク軸４０の回転基準
位置、例えば特定気筒ｐの上死点に対するクランク軸４
０の回転位置を検出するクランク角センサ７６とが設け
られている。

【００６０】トランスミッションには、そのギアの回転
によって回されるマグネット７７ａによりリードスイッ
チ７７ｂをオン・オフさせて車両速度（車速）ＳＰを検
出する車速センサ７７が設けられており、トランスミッ
ションＡＴにおいてシフトレバーがニュートラル位置に
設定されているか否かを検出するためのニュートラルス
イッチ７８が取り付けられている。また、エアコンディ
ショナーＡ／Ｃのオン・オフを検知するためのエアコン
スイッチ７９が設置されている。

【００６１】上述した各センサまたはスイッチ３５、７
２〜７９は、ＥＣＵ７１にそれぞれ接続されている。

【００６２】燃料噴射装置１は、各センサまたはスイッ
チ３５、７２〜７９の検出信号に基づき、電磁スピル弁
２３、ＴＣＶ３３、グロープラグ４６およびＶＳＶ５
６、６１、６２をそれぞれ制御して、燃料噴射ノズル４
から各気筒ｐに噴射される燃料噴射量を決定する。

【００６３】次に電子制御式燃料噴射装置１のＥＣＵ７
１の構成について、図２のブロック図とともに説明す
る。

【００６４】ＥＣＵ７１は中央処理装置（ＣＰＵ）８
１、所定の制御プログラムを含むマップ等を予め記憶し
た読出専用メモリ（ＲＯＭ）８２、ＣＰＵ８１の演算結
果などを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）８３、予め記憶されたデータを保存するバックアッ
プＲＡＭ８４を備えている。これら各部８１〜８４と入
力ポート８５および出力ポート８６とはバス８７によっ
て接続されている。

【００６５】吸気温センサ７２、アクセル開度センサ７
３、吸気圧センサ７４、水温センサ７５、およびニュー
トラルスイッチ７８は、それぞれバッファＢ1 〜Ｂ6 、
マルチプレクサ９２およびＡ／Ｄ変換器９３を介して入
力ポート８５に接続されている。

【００６６】回転数センサ３５、クランク角センサ７６
および車速センサ７７は、波形整形回路９５を介して入
力ポート８５に接続されている。ＣＰＵ８１は各センサ
またはスイッチ３５、７２〜７９の検出信号を入力ポー
ト８５を介して読み込む。

【００６７】電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープ
ラグ４６、ＶＳＶ５６、６１、６２および警告ランプ６
５は、それぞれ駆動回路Ｄ1 〜Ｄ7 を介して出力ポート
８６に接続されている。

【００６８】また、電磁スピル弁２３の駆動回路Ｄ1 に
は、電磁スピル弁２３に通電される電流波形を検出する
ためのスピル弁電流検出回路１００が設けられており、
検出されたスピル弁電流波形は出力ポート８６を介して
ＣＰＵ８１に入力される。

【００６９】ＣＰＵ８１は、入力ポート８５を介して読
み込んだ入力値に基づき、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３
３、グロープラグ４６、ＶＳＶ５６、６１、６２および
警告ランプ６５を制御する。

【００７０】次に、図３〜図９とともに、本発明にかか
るスピル弁電流検出回路１００、および燃料噴射装置１
の作用、効果を説明する。

【００７１】回転数センサ３５によって検出されたポン
プ角信号｛図３の（イ）参照｝等がＥＣＵ７１に入力さ
れ、ＥＣＵ７１から駆動回路Ｄ１を介して電磁スピル弁
２３にＳＰＶ電流が出力され｛図３の（ロ）参照｝、電
磁スピル弁２３が閉じることにより燃料が圧送され、燃
料噴射ノズル４がリフトして噴射が行われる｛図３の
（ハ）参照｝。

【００７２】本実施例では、次の噴射タイミングにおけ
るＳＰＶ電流の出力タイミングの補正を、パイロット噴
射あり｛図３（ａ）｝の状態と、パイロット噴射なし
｛図３（ｂ）｝の状態とに分けて行っている。

【００７３】そして、パイロット噴射ありの状態では、
パイロット噴射の次のメイン噴射のためのＳＰＶ電流の
出力を補正する。一方、パイロット噴射なしの状態で
は、次の噴射タイミングでの燃料噴射におけるＳＰＶ電
流の出力を補正する。

【００７４】図３（ａ）に示す如く、パイロット噴射あ
りの状態では、１回の噴射タイミングに、パイロット噴
射Ｉｐと、メイン噴射Ｉｍとを所定の間隔（パイロット
間隔）Ｋ、即ち、時間間隔ｔ₀を隔てて行うパイロット
燃料噴射が行われる。

【００７５】図３（ａ）の（ロ）に示す通電により電磁
コイル２４は弁体２５を閉弁して、高圧室１５からの燃
料のスピルを停止させ、ノズル４から図３（ａ）の
（ハ）に示す如く、パイロット噴射Ｉｐにつづいてメイ
ン噴射Ｉｍがなされる。

【００７６】なお、パイロット噴射Ｉｐおよびメイン噴
射Ｉｍを的確に行うためには、短時間に大電流を流すこ
とが望ましい。

【００７７】一方、パイロット噴射なしの状態では、図
３（ｂ）に示す如く、１回の噴射タイミングにおいて、
１回の燃料噴射が行われ、所定の時間間隔ｔ１を隔て
て、次回の噴射タイミングにて燃料噴射が実行される。

【００７８】図３（ｂ）の（ロ）に示す１回の噴射タイ
ミングに相当する時期に電磁コイル２４への通電が行わ
れることにより、図３（ｂ）の（ハ）に示す如く、ノズ
ル４から燃料が噴射される。

【００７９】この様に、パイロット噴射あり、パイロッ
ト噴射なしの各場合において、図３（ａ）、（ｂ）の
（ロ）に示される電流波形の様に、電磁スピル弁２３の
応答性を上げるために、通電初期において大電流を出力
し、その後は段階的に電流を下げてスピル弁の開弁を保
持させている。この様にして、短時間に大電流を流す様
にしているが、以下に示す問題点が生じることがある。
以降、この問題点について、図３（ａ）に示したパイロ
ット噴射ありの場合を用いて説明する。

【００８０】図４の（イ）に示す如く、実際のスピル弁
電流ＳＰＶの電流波形が、何らかの原因でばらついて実
線の様に電流波形ＳＰＶが急峻であると、ピーク値Ｉ
が、破線で示される電流波形の適性（目標）電流値であ
るピーク値Ｉ₀より高くなる。

【００８１】この場合には、電磁コイル２４の吸引力は
大きくなり、閉弁応答性が良くなり（弁体２５が閉鎖さ
れる速度が速くなり）、燃料噴射時期はΔｔだけ早くな
ってしまう。

【００８２】本実施例では、ピーク値Ｉのレベルを検出
して、Ｉ＞Ｉ₀のときは、次の噴射タイミングにおける
噴射時期をΔｔだけ早めている。

【００８３】Δｔの長さはＩとＩ₀の差（Ｉ−Ｉ₀）に
応じて決定される。これにより、図４の（ロ）に実線で
示す過早メイン噴射はΔｔだけ遅延して、破線で示す目
標（適正）噴射時に合致する。

【００８４】また、スピル弁電流の立ち上がりが図４の
（イ）に二点鎖線で示す如く緩慢で、ピーク値が目標と
するピーク値Ｉ₀に達しない（即ち、Ｉ＜Ｉ₀）場合に
は逆に次の噴射タイミングにおける噴射時期をΔｔだけ
早めさせる。

【００８５】本発明の電子制御式燃料噴射装置の作動を
図５〜図９とともに説明する。

【００８６】図５は各噴射量算出の説明図、図６はＳＰ
Ｖ算出の説明図、図７はＳＰＶ電流補正マップ、図８は
噴射時期に係わるＴＣＶ制御デューティ算出の説明図、
図９はパイロット間隔マップを示す。

【００８７】図５において、パイロット噴射量をエンジ
ン回転数に基づいて決定する。また、メイン噴射量を、
エンジンの冷却水温度、エアコンスイッチの状態（オン
／オフ）、変速機のニュートラルスイッチの状態（オン
／オフ）、エンジン回転数、アクセル開度、吸気圧、吸
気温度、および大気圧に基づいて最終噴射量（パイロッ
ト噴射量とメイン噴射量との和）を決定する。

【００８８】エンジン回転数、パイロット噴射量、およ
び最終噴射量から、クランク角度（ドライブシャフトま
たはプランジャー角度）における、パイロットスピル閉
角度、パイロットスピル開角度、メインスピル閉角度、
メインスピル開角度を算出する（図６参照）。

【００８９】尚、パイロット噴射が成されない運転領域
では、図５にて算出されるパイロット噴射量はゼロとな
っており、メイン噴射のみが行われる。

【００９０】つぎに、これら電磁スピル弁２３の各開閉
時における燃料温度、機械的部分のばらつきを補正する
機差補正などと共に、パイロットスピル閉角度およびメ
インスピル閉角度において、図３、図４に示したスピル
弁電流のピーク値に基づいてスピル弁電流補正を行う
（図６、図１１参照）。

【００９１】スピル弁電流補正は、図７に示すスピル弁
電流補正マップ（ＲＯＭ８２に記憶）に基づいて行われ
る。このマップは、実電流ピーク値Ｉと、目標ピーク値
Ｉ₀との差（Ｉ−Ｉ₀）に基づいて、現在のエンジン回
転数に対応したスピル弁電流補正値を算出するためのも
のである。

【００９２】これらの補正により、最終パイロットスピ
ル閉角度、最終パイロットスピル開角度、最終メインス
ピル閉角度、および最終メインスピル開角度が決定され
る。

【００９３】なお、図７に示したマップによるスピル弁
電流補正にて、パイロット噴射時期およびメイン噴射時
期を算出する処理を図１１のフローチャートを用いて説
明する。

【００９４】まず、ステップｓ１にて、運転状態に応じ
て算出された噴射開始信号が出力されると、ステップｓ
２にて、現在の運転状態がパイロット噴射領域であるか
否かが判定される。

【００９５】ステップｓ２でパイロット噴射領域である
と判定されると、ステップｓ３に進む。

【００９６】そして、パイロット噴射時のスピル弁電流
を検出し、そのピーク値を検出し、ステップｓ４にて、
検出された実ピーク電流と運転状態に応じて設定されて
いる目標ピーク電流との差を演算する。更に、この差か
ら図７のマップによって、エンジン回転数に応じた電流
補正値を算出する。

【００９７】そして、この補正値によって、図６に示し
た、燃温、機差補正されたメインスピル閉角度を補正
し、メイン噴射時期を算出する。これにより、図３
（ａ）に示した様に、パイロット噴射後のメイン噴射時
期を、適正な時期に制御することが可能となる。

【００９８】一方、ステップｓ２にて、パイロット噴射
領域でないと判定されると、ステップｓ５に進み、前回
の噴射時のスピル弁電流を検出し、そのピーク値を検出
する。

【００９９】そして、ステップｓ６に進み、検出された
実ピーク電流と、運転状態に応じて設定されている目標
ピーク電流との差から図７のマップによって、エンジン
回転数に応じた電流補正値を算出する。

【０１００】そして、この補正値によって、図６に示
す、燃温、機差補正されたメインスピル閉角度（この状
態では、メイン噴射のみ行われる）を補正し、今回の噴
射時期を算出する。これにより、図３（ｂ）に示す様
に、次回の噴射タイミングにおける噴射時期を適正な時
期に制御することが可能になる。

【０１０１】なお、パイロット噴射をしない領域にて、
メイン噴射のみしか行われない状態では、噴射時期が近
接してくる、高回転域（高速域）のみ行っても良い。

【０１０２】なお、機差補正、エンジンクランク角、お
よびエンジン回転数から燃料噴射時期のクランク角度の
実位置を算出する。また、エンジン回転数、最終噴射
量、吸気圧、エンジン冷却水温、大気圧、および図９に
示すパイロット間隔マップから補正後目標位置を算出す
る。

【０１０３】そして、実位置と補正後目標位置とから補
正値を算出し、補正値からＴＣＶデューティを算出する
（図８参照）。

【０１０４】本発明は、上記実施例以外につぎの実施態
様を含む。ａ．請求項１〜４の構成は、プレストローク制御にも適
用することができる。この場合、特に高速域で適用する
のが好ましい。ｂ．請求項１〜４の構成は、コモンレール（ユニットイ
ンジョクタ完全時間制御）ポンプのインジョクタ制御に
も適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子制御式燃料噴射装置を備えたディ
ーゼルエンジンの概略構成図である。

【図２】本発明の電子制御式燃料噴射装置のブロック図
である。

【図３】パイロット噴射ありの場合の燃料噴射タイミン
グのタイムチャート（ａ）、およびパイロット噴射なし
の場合の燃料噴射タイミングのタイムチャート（ｂ）で
ある。

【図４】燃料噴射時期の補正を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図５】各噴射量算出の説明図である。

【図６】ＳＰＶ算出の説明図である。

【図７】図７はＳＰＶ電流補正マップである。

【図８】噴射時期に係わるＴＣＶ制御デューティ算出の
説明図である。

【図９】図９はパイロット間隔補正マップである。

【図１０】請求項１のクレーム対応図である。

【図１１】パイロット噴射時期およびメイン噴射時期を
算出するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１電子制御式燃料噴射装置２ディーゼルエンジン３燃料噴射ポンプ４燃料噴射ノズル２３電磁スピル弁２４電磁コイルＩｍメイン噴射Ｉｐパイロット噴射

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 41/12 ３２０Ｆ０２Ｍ 41/12 ３２０Ｚ３３０３３０Ｆ３５０３５０Ｂ 45/06 45/06 Ｂ 51/00 51/00 ＦＡＦターム(参考） 3G060 AA05 AB03 AC08 BB10 BC02 CA02 CC01 CC02 DA06 FA07 GA00 GA02 GA03 GA07 GA08 GA12 3G066 AA07 AA11 AA13 AB02 AC04 AD12 BA22 CA20U CD26 CE22 DA04 DA10 DC00 DC04 DC05 DC09 DC13 DC14 DC19 DC26 3G301 HA02 HA11 HA13 JB10 KA07 LA04 LB11 LB16 LC10 MA18 MA23 NA08 NC01 NC02 ND41 NE22 PA10Z PA16Z PE01Z PE04Z PE08Z PF03Z PF10Z PF13Z PG02Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開弁により燃料圧力を低下させる電磁ス
ピル弁を有する燃料噴射ポンプを備え、各気筒毎に配さ
れた燃料噴射ノズルに加圧燃料を供給するディーゼルエ
ンジンの電子制御式燃料噴射装置であって、前記電磁スピル弁を駆動するための電磁コイルに流れる
スピル弁電流を検出するスピル弁電流検出手段を設け、
検出したスピル弁電流の電流波形と、記憶手段に記憶さ
せた目標スピル弁電流とを比較し、その差に応じて次の
噴射タイミングにおける前記電磁コイルへの印加電流の
開始時期を調整することを特徴とするディーゼルエンジ
ンの電子制御式燃料噴射装置。
【請求項２】請求項１に記載のディーゼルエンジンの
電子制御式燃料噴射装置において、各気筒内への燃料の
噴射は、１回の噴射タイミングにおいて、まずパイロッ
ト噴射を行い、所定のパイロット間隔を隔ててメイン噴
射を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの電子制
御式燃料噴射装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のディーゼルエ
ンジンの電子制御式燃料噴射装置において、検出したス
ピル弁電流の電流波形のピーク値Ｉと目標スピル弁電流
の電流波形のピーク値Ｉ₀とを比較し、Ｉ＞Ｉ₀の場合
にはその差に応じて前記電磁コイルへの印加電流の開始
時期を遅延させ、Ｉ＜Ｉ₀の場合にはその差に応じて前
記電磁コイルへの印加電流の開始時期を早めることを特
徴とするディーゼルエンジンの電子制御式燃料噴射装
置。
【請求項４】請求項２に記載のディーゼルエンジンの
電子制御式燃料噴射装置において、１回の噴射タイミン
グにおいて、検出したパイロット噴射のスピル弁電流の
電流波形のピーク値Ｉと目標スピル弁電流の電流波形の
ピーク値Ｉ₀とを比較し、Ｉ＞Ｉ₀の場合にはその差に
応じてメイン噴射の前記電磁コイルへの印加電流の開始
時期を遅延させ、Ｉ＜Ｉ₀の場合にはその差に応じてメ
イン噴射の前記電磁コイルへの印加電流の開始時期を早
めることを特徴とするディーゼルエンジンの電子制御式
燃料噴射装置。