JP2001241345A - ディーゼルエンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直噴式ディーゼルエンジン１が加速運転状態
になったとき、インジェクタ５による燃料噴射量を増量
補正するとともに、少なくとも加速運転初期には該イン
ジェクタ５により主噴射に先立って副噴射を行わせるよ
うにする場合に、加速性能の向上と燃焼騒音やエミッシ
ョンの低減とを高次元で両立させる。 【解決手段】 エンジン１が加速運転状態になったとき
（ＳＡ４）、インジェクタ５による燃料の副噴射量及び
主噴射量をそれぞれ増量補正するとともに（ＳＡ７）、
エンジン１の運転状態の変化度合いに基づいて該エンジ
ン１が高負荷側の設定運転領域にまで移行するかどうか
予測し（ＳＡ８）、エンジン１が設定運転領域にまで移
行すると予測されれば、燃料の副噴射量の主噴射量に対
する割合である副噴射割合Ｒが少なくなるように、該副
噴射量の増量補正を制限する（ＳＡ９，ＳＡ１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの気筒内
燃焼室に燃料噴射弁により燃料を直接、噴射供給するよ
うにした直噴式ディーゼルエンジンの燃料制御装置に関
し、特に、エンジンの加速運転時における副噴射制御の
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のエンジンの燃料噴射
制御装置として、例えば特開平９−２２８８８０号公報
に開示されるように、ターボ過給機を装備したディーゼ
ルエンジンにおいて、加速運転の初期にターボ過給機に
よる吸気の過給圧が立ち上がるまで、主噴射に先立って
パイロット噴射（副噴射）を行うようにしたものが知ら
れている。このものでは、エンジンの気筒内燃焼室への
吸入空気量を検出するセンサを設け、このセンサからの
出力信号に基づいて、吸入空気量が少ないほどパイロッ
ト噴射による燃料噴射量を増量し、この燃料の燃焼によ
って主噴射を行うときの筒内温度を上昇させることで、
低過給圧状態においても主噴射された燃料の着火遅れ時
間を短縮して、燃焼騒音を適切に低下させるようにして
いる。

【０００３】このようなパイロット噴射による着火性改
善の効果は、ターボ過給機を装備しないものについても
同様に得られ、一般的に加速運転初期には燃焼室の温度
状態が相対的に低いにもかかわらず、要求出力の増大に
応じて燃料噴射量が増量補正されることから、このとき
にパイロット噴射を行って主噴射の燃料噴霧の着火性等
を大幅に改善することで、エンジン出力を高めながら、
燃焼騒音を低下させかつエミッションを低減することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ディ
ーゼルエンジンにおいてはコモンレール方式等を採用し
た燃料噴射装置が実用化され、気筒内燃焼室への燃料
（軽油）の噴射圧力が従来までに比べて格段に高くなっ
ており、これにより、燃料霧の微粒化特性が顕著に改善
されるため、着火遅れ期間は大幅に短くなる傾向があ
る。

【０００５】このような超高圧の燃料噴射という条件下
で前記のようにエンジンの加速運転に対応してパイロッ
ト噴射を行うようにすると、前記の如く加速運転の初期
に出力向上や燃焼騒音及びエミッションの低減といった
効果が期待できる一方で、加速運転の後期になって燃焼
室の温度状態が高くなると、パイロット噴射された燃料
の燃焼が過度に激しくなって、燃焼騒音の増大やエミッ
ションの増加を招くことがある。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、加速運転に対応して燃
料の副噴射を行うようにした直噴式ディーゼルエンジン
において、主にその副噴射量の制御に工夫を凝らすこと
で、加速性能の向上と燃焼騒音やエミッションの低減と
を高次元で両立させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の第１の解決手段では、エンジンが加速運転
状態になったときに、この加速運転によってエンジンが
所定の高負荷運転状態になるかどうか予測し、高負荷運
転状態になると予測したときには、燃料の副噴射量の増
量を制限するようにした。

【０００８】具体的に、請求項１の発明は、図１(a)に
示すように、エンジン１の気筒２内燃焼室４に燃料を直
接、噴射供給する燃料噴射弁５と、エンジン１が加速運
転状態になったとき、前記燃料噴射弁５による燃料噴射
量を増量補正する燃料増量補正手段４０ｂと、少なくと
もエンジン１の加速運転初期に、前記燃料噴射弁５によ
り燃料の主噴射とこれに先立つ副噴射とを行わせる燃料
噴射制御手段４０ａとを備えたディーゼルエンジンの燃
料制御装置Ａを前提とする。そして、エンジン１が加速
運転状態になったとき、該エンジン１が高負荷側の設定
運転領域にまで移行するかどうか予測する予測手段４０
ｃと、該予測手段４０ｃによりエンジン１が設定運転領
域にまで移行すると予測されたとき、そうでないときに
比べて、前記燃料の副噴射量の主噴射量に対する割合で
ある副噴射割合Ｒが少なくなるように該副噴射量の増量
を制限する増量規制手段４０ｄとを備える構成とする。

【０００９】前記の構成により、少なくともエンジン１
が加速運転状態になったときには、燃料噴射制御手段４
０ａによる燃料噴射弁５の作動制御によって、燃料の主
噴射とこれに先立つ副噴射とが行われる。すなわち、副
噴射された燃料が空気と混合されて燃焼し（予混合燃
焼）、この燃焼により燃焼室４の温度及び圧力状態が高
められたところで、燃料噴射弁５により主噴射が行われ
ることになるので、この主噴射された燃料は、着火遅れ
時間が極めて短くなって良好に拡散燃焼するようにな
る。そして、燃料増量補正手段４０ｂにより前記燃料の
副噴射量及び主噴射量がそれぞれ増量されることで、エ
ンジン出力が向上するとともに、その副噴射量の増量に
よって燃焼室４の温度及び圧力状態が可及的に速やかに
上昇することにより、燃料噴射量が増量されていても、
燃焼騒音及びエミッションの低減が図られる。

【００１０】さらに、予測手段４０ｃにより、エンジン
１が高負荷側の設定運転領域にまで移行すると予測され
たときには、増量規制手段４０ｄにより前記の副噴射量
の増量補正が制限されるので、加速運転の後期にエンジ
ン１が設定運転領域に移行して燃焼室４が過熱気味にな
っても、副噴射された燃料の燃焼が過度に激しくなるこ
とが抑制され、よって、燃焼騒音やエミッションの増大
を回避することができる。

【００１１】請求項２の発明では、増量規制手段を、燃
料増量補正手段による副噴射量の増量を禁止するものと
する。こうすることで、エンジンの加速運転状態でも燃
料噴射弁による燃料の副噴射量は定常運転状態のときと
同じになり、この副噴射燃料の燃焼が過度に激しくなる
ことを確実に回避できる。

【００１２】請求項３の発明では、増量規制手段を、燃
料増量補正手段による副噴射量の増量補正量を所定量減
少させるものとする。こうすることで、エンジンの加速
運転初期に燃焼室４の温度及び圧力状態を高めつつ、加
速運転後期には燃料噴射弁により副噴射量された燃料の
燃焼が過度に激しくなることを抑制できる。

【００１３】次に、本発明の第２の解決手段では、エン
ジンが加速運転状態になって、その後、実際に高負荷側
の設定運転領域に移行したときに、移行前に比べて燃料
の副噴射量の増量を制限するようにした。

【００１４】具体的に、請求項４の発明は、図１(b)に
示すように、エンジン１の気筒２内燃焼室４に燃料を直
接、噴射供給する燃料噴射弁５と、エンジン１が加速運
転状態になったとき、前記燃料噴射弁５による燃料噴射
量を増量補正する燃料増量補正手段４０ｂと、少なくと
もエンジン１の加速運転初期に、前記燃料噴射弁５によ
り燃料の主噴射とこれに先立つ副噴射とを行わせる燃料
噴射制御手段４０ａとを備えたディーゼルエンジンの燃
料制御装置Ａを前提とする。そして、エンジン１が高負
荷側の設定運転領域に移行したことを判定する判定手段
４０ｅと、該判定手段４０ｅにより設定運転領域に移行
したと判定されたとき、この判定前に比べて、前記燃料
の副噴射量の主噴射量に対する割合である副噴射割合Ｒ
が少なくなるように該副噴射量の増量補正を制限する増
量規制手段４０ｄとを備える構成とする。尚、判定手段
４０ｅは、例えば、エンジン１の負荷状態ないしエンジ
ン回転数に基づいて、該エンジン１が設定運転領域に移
行したことを判定するようにすればよい。

【００１５】前記の構成により、エンジン１が加速運転
状態になったとき、請求項１の発明と同様に燃料噴射弁
５により燃料の副噴射及び主噴射が行われて、この噴射
された燃料が極めて短い着火遅れの後に良好に拡散燃焼
するようになる。また、燃料増量補正手段４０ｂにより
前記燃料の副噴射量及び主噴射量がそれぞれ増量される
ことで、エンジン出力が向上する。さらに、その燃料の
副噴射量の増量によって燃焼室４の温度及び圧力状態が
可及的に速やかに上昇し、燃焼騒音及びエミッションの
低減が図られる。一方、エンジン１が加速運転の後期に
高負荷側の設定運転領域に移行すると、このことが判定
手段４０ｅにより判定され、この判定前に比べて燃料の
副噴射割合Ｒが少なくなるように、増量規制手段４０ｄ
により副噴射量の増量補正が制限される。これにより、
エンジン１の燃焼室４が過熱気味になっていても、副噴
射された燃料の燃焼が過度に激しくなることを抑制し
て、燃焼騒音やエミッションの増大を回避できる。

【００１６】つまり、エンジン１の加速運転初期には燃
料の副噴射量を十分に増量させ、主噴射される燃料の燃
焼性を高めることによって燃焼騒音及びエミッションを
低減できる一方、燃焼室４が過熱気味になる加速運転後
期には、前記の副噴射量の増量を制限することによっ
て、燃焼騒音及びエミッションを低減できる。

【００１７】請求項５の発明では、請求項４における増
量規制手段を、判定手段によりエンジンの設定運転領域
への移行が判定されたとき、燃料増量補正手段による副
噴射量の増量補正量を強制的に零にさせるものとする。
こうすることで、エンジンの加速運転後期には燃料噴射
弁による燃料の副噴射量は定常運転状態のときと同じに
なり、これにより、副噴射された燃料の燃焼が過度に激
しくなることを確実に回避できる。

【００１８】次に、本発明の第３の解決手段では、エン
ジンが加速運転状態のときに、燃料噴射弁による燃料の
副噴射量の主噴射量に対する割合（副噴射割合）を、エ
ンジンの負荷状態が増大するとともに、減少させるよう
にした。

【００１９】具体的に、請求項６の発明は、エンジンの
気筒内燃焼室に燃料を直接、噴射供給する燃料噴射弁
と、エンジンが加速運転状態になったとき、前記燃料噴
射弁による燃料噴射量を増量補正する燃料増量補正手段
と、少なくともエンジンの加速運転初期に、前記燃料噴
射弁により燃料の主噴射とこれに先立つ副噴射とを行わ
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
燃料制御装置を前提とし、このものにおいて、前記燃料
増量補正手段を、エンジンが加速運転状態のとき、前記
燃料の副噴射量の主噴射量に対する割合である副噴射割
合がエンジンの負荷状態の増大に応じて減少するよう
に、該副噴射量及び主噴射量の増量補正量を変更するも
のとした。

【００２０】この構成により、エンジンの加速運転状態
において請求項１又は請求項４の発明と同様に燃料噴射
弁により燃料の副噴射及び主噴射が行われるとともに、
その副噴射量及び主噴射量がそれぞれ燃料増量補正手段
により増量されて、エンジン出力の向上と燃焼騒音及び
エミッションの低減とが図られる。そして、加速運転に
よってエンジンが低負荷側から高負荷側へ移行すると、
前記燃料増量補正手段により、エンジンの負荷状態の増
大に応じて副噴射割合が徐々に減少するように、燃料の
副噴射量及び主噴射量の増量補正量が適宜変更される。
このことで、前記請求項４の発明と同じく、エンジンの
加速運転の初期には燃料の副噴射量が十分に増量される
一方、その後、エンジンの運転状態の変化に応じて副噴
射割合が最適に変化し、これにより、加速運転中のエン
ジン出力の向上と燃焼騒音及びエミッションの低減とが
極めて高い次元で両立できる。

【００２１】請求項７の発明では、請求項１、４又は６
のいずれか１つにおける燃料増量補正手段を、エンジン
が低負荷運転状態で加速運転状態になったときには、中
負荷運転状態で加速運転状態になったときに比べて、少
なくとも加速運転初期の副噴射割合が多くなるように、
燃料の副噴射及び主噴射量をそれぞれ増量させるものと
する。

【００２２】このことで、エンジンが加速運転状態にな
ったときのの負荷状態が低くて燃焼室の温度状態が低い
ほど、燃料の副噴射量が増やされ、その副噴射燃料の燃
焼によって燃焼室の温度状態が速やかに高められる。こ
れにより、加速運転に対応して燃料噴射弁による燃料の
噴射量をかなり多くさせても、その多量の燃料を良好に
燃焼させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００２４】（実施形態１）図２は本発明の実施形態１
に係るディーゼルエンジンの制御装置Ａの全体構成を示
し、１は車両に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジ
ンである。このエンジン１は４つの気筒２，２，２，２
を有し、その各気筒２内に往復動可能なようにピストン
（図示せず）が嵌装されていて、このピストンにより各
気筒２内に燃焼室４が区画されている。また、その各燃
焼室４の上面略中央部には、図には誇張して示すが、気
筒２の中心線に沿って延びるようにインジェクタ（燃料
噴射弁）５が配設され、この各インジェクタ５の先端部
には噴射ノズルが一体的に設けられている。これらのイ
ンジェクタ５，５，…は、それぞれ、燃料をその噴射圧
以上の高圧状態で蓄える共通のコモンレール６に対し分
岐管６ａ，６ａ，…により接続され、噴射ノズルの芯弁
が図示しないアクチュエータにより開閉作動されること
で、前記コモンレール６から供給される高圧の燃料を、
噴射ノズル先端の複数の噴孔から燃焼室４に直接、噴射
供給するようになっている。また、コモンレール６には
内部の燃圧（コモンレール圧）を検出する燃料圧力セン
サ６ｂが配設されている。

【００２５】前記コモンレール６は高圧燃料供給管７を
介して燃料供給ポンプ８に接続され、その燃料供給ポン
プ８は燃料供給管９を介して燃料タンク１０に接続され
ている。この燃料供給ポンプ８は、入力軸８ａにエンジ
ン１のクランク軸からの回転入力を受け入れて駆動さ
れ、燃料供給管９を介して燃料タンク１０内の燃料を燃
料フィルタ１１により濾過しながら吸い上げるととも
に、ジャーク式圧送系により燃料をコモンレール６に圧
送する。また、燃料供給ポンプ８にはその圧送系により
送り出される燃料の一部を燃料戻し管１２に逃がして、
ポンプの吐出量を調節する電磁弁が設けられており、こ
の電磁弁の開度が前記燃料圧力センサ６ｂによる検出値
に応じて制御されることによって、コモンレール６内の
燃料の圧力状態がエンジン１の運転状態に対応する所定
の状態に保持されるようになっている。

【００２６】尚、同図の符号１３は、コモンレール圧が
所定値以上になったときに、燃料をコモンレール６から
排出させるプレッシャリミッタを示し、このプレッシャ
リミッタから排出された燃料は燃料戻し管１４を流通し
て、燃料タンク１０に戻される。また、符号１５は燃料
の一部をインジェクタ５から燃料タンク１０に戻すため
の燃料戻し管を示している。

【００２７】このエンジン１には、詳細は図示しない
が、クランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ
１６と、動弁系カム軸の回転角度を検出するカム角セン
サ１７と、冷却水温度（エンジン水温）を検出するエン
ジン水温センサ１８とが設けられている。前記クランク
角センサ１６は、クランク軸端に設けた被検出用プレー
トとその外周に相対向するように配置した電磁ピックア
ップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に
亘って等間隔に形成された突起部の通過に対応して、パ
ルス信号を出力するものである。また、前記カム角セン
サ１７は、同様にカム軸周面の所定箇所に設けた複数の
突起部と、その各突起部が通過するときにパルス信号を
出力する電磁ピックアップとからなる。尚、符号１９は
前記カム軸により駆動されるバキュームポンプを示して
いる。

【００２８】また、エンジン１の一方の側（図の上側）
には、図外のエアクリーナで濾過した空気を燃焼室４に
供給する吸気通路２０が接続されている。この吸気通路
２０の下流端部にはサージタンク２１が設けられ、この
サージタンク２１から分岐した各通路がそれぞれ図示し
ない吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に連通してい
る。また、サージタンク２１には、後述のターボ過給機
３１により圧送される吸気の圧力状態を検出する過給圧
センサ２２が配設されている。さらに、前記吸気通路２
０には、上流側から下流側に向かって順に、エンジン１
に吸入される吸気流量を検出するホットフィルム式エア
フローセンサ２３と、後述のタービン２９により駆動さ
れて吸気を圧縮するブロワ２４と、このブロワ２４によ
り圧縮した吸気を冷却するインタークーラ２５と、バタ
フライバルブからなる吸気絞り弁２６とが設けられてい
る。この吸気絞り弁２６は、詳細は図示しないが、弁軸
がステッピングモータにより回動されて、全閉から全開
までの任意の状態に位置づけられるようになっており、
また、全閉状態でも空気が流入するように切り欠きが設
けられている。

【００２９】一方、エンジン１の反対側（図の下側）に
は、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ燃焼ガス（排気）
を排出する排気マニホルド２７が接続され、この排気マ
ニホルド２７の下流端集合部に排気通路２８が接続され
ている。この排気通路２８には上流側から下流側に向か
って順に、排気流により回転されるタービン２９と、排
気中の有害成分（未燃ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、スモーク
等）を除去するための触媒コンバータ３０とが配設され
ている。前記タービン２９と吸気通路２０のブロワ２４
とからなるターボ過給機３１は、詳細は図示しないが、
可動式のフラップによりタービン２９への排気流路の断
面積（ノズル断面積）を変化させるようにしたＶＧＴ
（バリアブルジオメトリーターボ）であり、前記フラッ
プは、バキュームポンプ１９からの負圧を利用する負圧
駆動式のアクチュエータ３５によって回動されるように
なっている。

【００３０】また、前記触媒コンバータ３０は、詳細は
図示しないが、排気の流れる方向に沿って互いに平行に
延びる多数の貫通孔を有するハニカム構造のコージェラ
イト製担体を有するものであり、その担体の各貫通孔壁
面にいわゆるリーンＮＯｘ触媒の触媒層が形成されてい
る。このリーンＮＯｘ触媒は、排気中の酸素濃度が高い
とき、即ち燃焼室４の平均的な空気過剰率λが１よりも
大きなリーン状態であっても、排気中のＮＯｘを還元浄
化できるとともに、理論空燃比付近では三元触媒として
も働くものである。

【００３１】さらに、前記排気通路２８は、タービン２
９よりも排気上流側の部位で、排気の一部を吸気側に還
流させる排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）３３の
上流端に分岐接続されており、このＥＧＲ通路３３の下
流端が吸気絞り弁２６及びサージタンク２１の中間の吸
気通路２０に接続されていて、排気通路２８から取り出
した排気の一部を吸気通路２０に還流させるようになっ
ている。また、該ＥＧＲ通路３３の途中の下流端寄りに
は、開度調節可能な排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁と
いう）３４が配置され、このＥＧＲ弁３４が前記ターボ
過給機３１のフラップと同様に負圧駆動式アクチュエー
タ３５により開閉作動されることで、ＥＧＲ通路３３の
通路断面積がリニアに変化されて、吸気通路２０に還流
される排気の流量が調節されるようになっている。

【００３２】前記各インジェクタ５、燃料供給ポンプ
８、吸気絞り弁２６、ＶＧＴ３１、ＥＧＲ弁３４等は、
いずれもコントロールユニット（Electronic Contorol
Unit：以下ＥＣＵという）４０からの制御信号によって
作動する。一方、このＥＣＵ４０には、前記燃料圧力セ
ンサ６ｂからの出力信号と、クランク角センサ１６及び
カム角センサ１７からの出力信号と、エンジン水温セン
サ１８からの出力信号と、過給圧センサ２２からの出力
信号と、エアフローセンサ２３からの出力信号と、車両
の運転者による図示しないアクセルペダルの操作量（ア
クセル開度）を検出するアクセル開度センサ３６からの
出力信号とが少なくとも入力されている。

【００３３】そして、前記ＥＣＵ４０による基本的な制
御としては、主にアクセル開度に基づいて目標燃料噴射
量を決定し、インジェクタ５の作動制御によって燃料の
噴射供給量や噴射時期を制御するとともに、高圧供給ポ
ンプ８の作動によりコモンレール圧、即ち燃量噴射圧力
を制御する。また、吸気絞り弁２６及びＥＧＲ弁３４の
作動制御によって吸入空気量を調節することで、燃焼室
４の平均的な空気過剰率を制御する。さらに、ＶＧＴ３
１のフラップの作動制御（ＶＧＴ制御）によって吸気の
過給効率を高めるようにしている。

【００３４】具体的に、例えば燃料噴射制御としては、
詳しくは後述するが、エンジン１の略全運転領域におい
て、図３(b)に示すように、インジェクタ５により気筒
の圧縮上死点（ＴＤＣ）近傍で燃料の主噴射を、またこ
の主噴射に先立つ副噴射をそれぞれ行わせる。また、該
副噴射及び主噴射による燃料の総噴射量を主にエンジン
１の負荷状態の変化に応じて増量又は減量させるととも
に、燃料の副噴射量の主噴射量に対する割合（副噴射割
合）Ｒや各噴射作動の開始時期等もエンジン１の負荷状
態や回転数の変化に応じてきめ細かく変更することで、
各気筒２の燃焼室４における燃料噴霧の形成の最適化を
図り、これにより、エンジン１の燃費性能、出力性能、
耐熱信頼性、エミッション等の相反する種々の要求を高
次元で満足させるようにしている。

【００３５】また、前記ＥＧＲ弁３４の作動制御（ＥＧ
Ｒ制御）としては、例えば、全気筒２に共通の目標空気
過剰率をエンジン１の運転状態に応じて定めるととも
に、エアフローセンサ出力に基づいて各気筒２の燃焼室
４への実際の吸入空気量を検出し、この検出値と各気筒
２毎の燃料噴射量とに基づいて、前記目標空気過剰率に
なるように排気還流量を制御する。つまり、気筒２毎の
排気還流量を調節することにより、燃焼室４への新気
（外気）の吸入量を変化させて、各気筒２内燃焼室４の
空気過剰率を目標空気過剰率になるように制御するもの
である。

【００３６】さらに、吸気絞り弁２６の作動制御として
は、前記のようなＥＧＲ制御により所要量の排気を還流
させるために、主としてエンジン１のアイドル運転時に
吸気絞り弁２６を全閉状態として、吸気通路２０に負圧
を発生させる一方、それ以外の運転状態では吸気絞り弁
２６は概ね全開状態とするようにしている。

【００３７】尚、一般的に、直噴式ディーゼルエンジン
においては、排気の還流量を増やして初期の予混合燃焼
の立ち上がりを穏やかにさせることで、ＮＯｘの生成を
抑制できるが、排気還流量が増えればその分、新気の吸
入空気量が減少して、燃焼室の平均的な空気過剰率が小
さくなり、局所的な過濃混合気部分におけるスモークの
生成量が増加する傾向がある。そこで、この実施形態に
おけるＥＧＲ弁３４の制御では、前記空気過剰率の目標
値はスモークのあまり増加しない範囲においてできるだ
け小さな値に設定している。

【００３８】（定常運転状態の燃料噴射制御）次に、エ
ンジン１が定常運転状態のときの燃料噴射制御について
説明すると、ＥＣＵ４０のメモリには図４(a)(b)に一例
を示すような複数の噴射制御マップが電子的に格納され
ており、これらの噴射制御マップからエンジン１の運転
状態に応じて制御データが読み込まれるようになってい
る。例えば、同図(a)に示す燃料噴射量のマップには、
エンジン１の負荷状態及びエンジン回転数の変化に応じ
て実験的に決定した基本燃料噴射量Ｑbの最適値が記録
されており、アクセル開度センサ３６からの出力信号に
基づいて求めた目標トルク（エンジン１の負荷状態）と
クランク角センサ１６からの出力信号に基づいて求めた
エンジン回転数とに基づいて、前記燃料噴射量マップか
らエンジン１の要求出力に対応する基本燃料噴射量Ｑb
が読み込まれる。この基本燃料噴射量Ｑbは目標トルク
が大きいほど、またエンジン回転数が高いほど、多くな
るように設定記録されており、このようにして読み込ま
れた基本噴射量Ｑbがエンジン水温や吸気圧力等に応じ
て補正されて、最終的な目標燃料噴射量が決定される。

【００３９】また、同図(b)に示す副噴射割合のマップ
には、前記と同様にエンジン１の負荷状態及びエンジン
回転数に対応付けて副噴射割合Ｒが記録されている。同
図によれば、インジェクタ５による燃料の噴射供給を中
止する燃料カット領域を除いて、低負荷側の運転領域
（イ）において副噴射割合ＲがＲ＝２０〜４０％とさ
れ、また、中負荷運転領域（ロ）ではＲ＝１０〜２０％
とされ、さらに高負荷側の運転領域（ハ）ではＲ＝５〜
１０％とされている。つまり、副噴射割合Ｒはエンジン
１の負荷状態が低いほど大きくされる。尚、副噴射と主
噴射とを合わせた燃料の総噴射量はエンジン１の負荷状
態が高いほど多くなるので、結果的に燃料の副噴射量は
エンジン１の高負荷側の方が多くなる。

【００４０】さらに、図示しないが、ＥＣＵ４０のメモ
リには、前記と同様にエンジン１の負荷状態及びエンジ
ン回転数に対応付けて、副噴射及び主噴射においてイン
ジェクタ５の閉弁時期（インジェクタ５のノズルを閉じ
るクランク角位置）をそれぞれ記録した噴射時期のマッ
プが電子的に格納されており、このマップから読み込ん
だインジェクタ５の閉弁時期と所要の燃料を噴射するた
めのインジェクタ５の開弁時間間隔とに基づいて、該イ
ンジェクタ５のノズルを開くクランク角位置、即ち噴射
開始時期が設定されるようになっている。

【００４１】この噴射時期のマップには、例えばエンジ
ン１の負荷状態、エンジン回転数、エンジン水温及びコ
モンレール圧に対応づけて、インジェクタ５の閉弁時期
が記録されていて、一例を挙げれば、エンジン水温が低
いほど、またコモンレール圧が低いほど、噴射時期が進
角されるようになっている。これは、エンジン水温等に
よって燃料の着火遅れ時間が変化することに対応して、
常に最適な燃焼状態とするためである。また、この実施
形態では、エンジン１が高負荷ないし高回転側にあるほ
ど、副噴射及び主噴射の時期を進角させかつそれらの間
の噴射停止間隔を長くするようにしている。尚、そのよ
うに燃料噴射時期を進角又は遅角させるといっても、燃
焼状態の悪化を防ぐために、主噴射の終了時期が気筒２
の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）３５°ＣＡよりも以前とさ
れている。

【００４２】（加速運転状態の燃料噴射制御）次に、エ
ンジン１が加速運転状態のときの燃料噴射制御について
説明するが、この加速運転状態というのはエンジン１の
運転状態の変化が所定以上に大きいいわゆる過渡状態の
ことであり、このときには過渡時燃料増量補正が行われ
る。すなわち、前記の如くエンジン１の運転状態、即ち
負荷状態及びエンジン回転数に基づいて行われる定常運
転状態の制御に加えて、目標燃料噴射量が増量補正され
てこの増量補正分が副噴射と主噴射とにそれぞれ分配さ
れるとともに、該副噴射及び主噴射の時期がそれぞれ進
角側に補正される。

【００４３】また、前記の燃料噴射量の増量補正量は主
にアクセル開度の変化状態に対応して、急加速状態であ
るほど多くなるように増量されるのであるが、本願発明
の特徴部分として、この実施形態では、その燃料増量補
正量の副噴射及び主噴射への分配の仕方を、主にエンジ
ン１が加速運転状態になったときの該エンジン１の負荷
状態及びエンジン回転数に基づいて決定し、さらに、特
に副噴射量ないし副噴射割合は加速運転の後期における
エンジン１の負荷状態やエンジン回転数に応じて変更す
るようにしている。

【００４４】以下、エンジン１の加速運転状態のときの
燃料噴射量制御の処理手順を、図５に示すフローチャー
ト図に基づいて具体的に説明する。尚、この制御手順
は、ＥＣＵ４０のメモリ上に電子的に格納された制御プ
ログラムに従い、各気筒２毎に独立して所定クランク角
で実行されるものである。

【００４５】まず、スタート後のステップＳＡ１におい
て、クランク角信号、エアフローセンサ出力、アクセル
開度、過給圧、エンジン水温等のデータを入力し、続く
ステップＳＡ２において、アクセル開度から求めた目標
トルクとクランク角信号から求めたエンジン回転数とに
基づいて、前記図４(a)の燃料噴射量のマップから基本
燃料噴射量Ｑbを読み込み、この基本燃料噴射量Ｑbをエ
ンジン水温や吸気圧力等に応じて補正して、目標燃料噴
射量Ｑを設定する。続いて、ステップＳＡ３において、
前記図４(b)の副噴射割合のマップから副噴射割合Ｒを
読み込み、前記ステップＳＡ２で求めた目標燃料噴射量
Ｑを副噴射割合Ｒに基づいて分配して、基本的な燃料の
副噴射量Ｑｐ及び主噴射量Ｑｍを演算する。

【００４６】 Ｑｐ ＝ Ｒ×Ｑ， Ｑｍ ＝（１−Ｒ）×Ｑ さらに、インジェクタ５による副噴射及び主噴射の時期
をそれぞれ設定する。

【００４７】続いて、ステップＳＡ４において、エンジ
ン１が加速運転状態かどうか判定する。この判定はアク
セル開度やその変化速度及びエンジン回転数の変化度合
いに基づいて行われ、この判定結果がＮＯで加速運転状
態でないＮＯならば、ステップＳＡ１４に進む一方、例
えば、アクセル開度が所定の判定基準値よりも大きくか
つエンジン回転数の上昇変化量が所定の判定基準値より
も大きければ、加速運転状態でＹＥＳと判定して、ステ
ップＳＡ５に進む。このステップＳＡ５では、エンジン
１が加速運転状態であることを示す加速判定フラグＦの
値が０かどうか判別し、Ｆ＝１ならば、エンジン１は前
回の制御サイクルから継続して加速運転状態であると判
定して、ステップＳＡ１３に進む一方、Ｆ＝０であれ
ば、エンジン１が定常運転状態から加速運転状態になっ
たと判定して、ステップＳＡ６に進み、このステップＳ
Ａ６において加速判定フラグＦの値を１にする（Ｆ＝
１）。

【００４８】続いて、ステップＳＡ７において、エンジ
ン１の加速運転に対応するよう燃料噴射量を増量補正す
る。すなわち、まず、アクセル開度の変化量やその変化
速度等に応じて、運転者によるアクセル操作量が大きい
ほど、またこの操作が急なほど、燃料噴射量が多くなる
ように増量補正量を演算する。続いて、例えば図６に示
すような制御マップから前記増量補正量の副噴射への分
配係数を読み込み、この係数に基づいて前記増量補正量
を分配して、副噴射増量値ΔＱｐ及び主噴射増量値ΔＱ
ｍをそれぞれ設定する（ΔＱｐ＞ΔＱｍ）。

【００４９】ここで、前記図６の制御マップによれば、
分配係数は、加速運転状態になったときのエンジン１の
負荷状態やエンジン回転数が低いほど、大きくなるよう
に設定されており、例えばエンジン１が低回転かつ低負
荷運転状態にあれば副噴射割合Ｒは１００％くらいにな
り、また、エンジン１が中回転かつ低中負荷運転状態に
あれば副噴射割合は８０％くらいになり、さらに、それ
以上の負荷状態ないしエンジン回転数であれば、副噴射
割合Ｒは６０％くらいになる。つまり、エンジン１が加
速運転状態になったとき、基本的には、そのときのエン
ジン１の運転状態に対応する分配割合でもって、燃料噴
射量の増量分を副噴射及び主噴射に分配するようにして
いる。

【００５０】続いて、ステップＳＡ８において、アクセ
ル開度の変化量やその変化速度、さらにはエンジン１が
加速運転状態になったときの負荷状態及びエンジン回転
数等に基づいて、該エンジン１が高負荷側の設定運転領
域にまで移行するかどうか予測する。この設定運転領域
は、例えば図７に斜線を入れて示すように、エンジン１
の高負荷域であってかつ中回転ないし高回転領域に予め
設定したものであり、元々、燃料噴射量が多くかつエン
ジン回転数が高いことから、各気筒２内の燃焼室４がや
や過熱気味になるような運転領域である。

【００５１】続いて、前記ステップＳＡ８において設定
運転領域に移行すると予測したときには（判定がＹＥ
Ｓ）、続くステップＳＡ９において副噴射減量値Ｑｐｔ
を演算し、続くステップＳＡ１０において、前記ステッ
プＳＡ７で求めた副噴射増量値ΔＱｐから前記副噴射減
量値Ｑｐｔを減算して、この減算後の値を改めて副噴射
増量値ΔＱｐとして、ステップＳＡ１１に進む。一方、
前記ステップＳＡ８において設定運転領域に移行しない
と予測したときには（判定がＮＯ）、副噴射増量値ΔＱ
ｐはそのままで、ステップＳＡ１１に進む。このステッ
プＳＡ１１では、前記ステップＳＡ３で演算した副噴射
量Ｑｐに前記副噴射増量値ΔＱｐを加算して最終的な副
噴射量Ｑｐを演算する。続いて、ステップＳＡ１２にお
いて、該副噴射量Ｑｐ及び主噴射量ΔＱｍに対応する制
御信号をインジェクタ５に出力して、該インジェクタ５
により燃料の副噴射及び主噴射をそれぞれ実行させ、し
かる後にリターンする。

【００５２】つまり、加速運転によってエンジン１が設
定運転領域にまで移行すると予測すれば、この設定運転
領域において燃焼室４が過熱気味になることを考慮し
て、副噴射された燃料の燃焼が過度に激しくなることを
回避するために、予め燃料の副噴射量の増量を抑えるよ
うにしている。尚、前記ステップＳＡ９においては副噴
射減量値Ｑｐｔとして予め設定した一定の値をＥＣＵ４
０のメモリから読み込むようにすればよく、或いはその
値をアクセル開度やエンジン回転数等に応じて補正する
ようにしてもよい。

【００５３】一方、前記ステップＳＡ５において、エン
ジン１が前回の制御サイクルから継続して加速運転状態
であるＮＯと判定して進んだステップＳＡ１３では、副
噴射増量値ΔＱｐを前回の制御サイクルにおける値（前
回ΔＱｐ）とし、前記ステップＳＡ１１及びステップＳ
Ａ１２に進んで、インジェクタ５により燃料の副噴射及
び主噴射を実行させた後、リターンする。つまり、前記
のようにエンジン１の加速運転初期に設定した副噴射増
量値ΔＱｐ及び主噴射増量値ΔＱｍは、エンジン１の加
速運転が終了するまで維持するようにしている。

【００５４】また、前記ステップＳＡ４において、エン
ジン１が加速運転状態でないＮＯと判定されれば、エン
ジン１は定常運転状態になっているから、ステップＳＡ
１４に進んでフラグＦをクリアし（Ｆ＝０）、それから
前記ステップＳＡ１２に進んで、インジェクタ５により
燃料の副噴射及び主噴射を実行させて、しかる後にリタ
ーンする。つまり、定常運転状態では上述の如き燃料噴
射量の増量補正は行わない。

【００５５】前記図５に示すフローの各ステップによ
り、全体として、エンジン１の殆ど全ての運転領域にお
いてインジェクタ５により燃料の主噴射とこれに先立つ
副噴射とを行わせる燃料噴射制御手段４０ａが構成され
ている。また、ステップＳＡ７により、エンジン１が加
速運転状態になったとき、インジェクタ５による燃料噴
射量を増量補正する燃料増量補正手段４０ｂが構成され
ている。この燃料増量補正手段４０ｂは、エンジン１が
加速運転状態になったときの該エンジン１の運転状態、
即ち負荷状態及びエンジン回転数に基づいて、燃料の副
噴射及び主噴射量をそれぞれ増量させるものであり、エ
ンジン１が低負荷で加速運転状態になったときには、中
負荷で加速運転状態になったときよりも副噴射割合Ｒを
多くさせるようにしている。

【００５６】さらに前記フローのステップＳＡ８によ
り、エンジン１が加速運転状態になったとき、該エンジ
ン１が高負荷側の設定運転領域にまで移行するかどうか
予測する予測手段４０ｃが構成され、ステップＳＡ９，
ＳＡ１０の各ステップにり、エンジン１が設定運転領域
にまで移行することが予測されたときには副噴射割合Ｒ
が少なくなるように副噴射増量値ΔＱｐを減少させる、
即ち、前記燃料増量補正手段４０ｂによる副噴射量の増
量補正を制限する増量規制手段４０ｄが構成されてい
る。

【００５７】尚、この実施形態１では、前記のように燃
料増量補正手段４０ｂによる副噴射量の増量補正を増量
規制手段４０ｄにより制限するために、副噴射増量値Δ
Ｑｐから一定の副噴射減量値Ｑｐｔを減算するようにし
ているが、これに限らず、例えば強制的に副噴射増量値
ΔＱｐ＝０として、前記燃料増量補正手段４０ｂによる
副噴射量の増量を禁止するようにすることも可能であ
る。

【００５８】（実施形態１の作用効果）したがって、こ
の実施形態１に係るエンジンの燃料制御装置Ａによれ
ば、まず、エンジン１の殆ど全ての運転領域において、
前記図３(b)に示すように、エンジン１の各気筒２のイ
ンジェクタ５により副噴射と主噴射とに分けて燃料の噴
射供給が行われる。この際、気筒２の圧縮行程で燃料の
副噴射が行われると、この燃料が空気と混合されて燃焼
し（予混合燃焼）、この燃焼によって燃焼室４の温度及
び圧力状態が高められる。例えば、同図(a)に実線で示
すのは、副噴射を行ったときの燃焼室４の圧力状態（気
筒内圧）の変化であり、また仮想線で示すのは副噴射を
行わないときである。同図によれば、副噴射された燃料
の燃焼によって燃焼室４の圧力状態が高められ、ピスト
ンの上昇とも相俟ってＴＤＣ近傍で気筒内圧が極めて高
くなることが見てとれる。

【００５９】続いて、ＴＤＣ近傍でインジェクタ５によ
り主噴射が行われると、前記のように燃焼室４の温度及
び圧力状態が極めて高くなっていることから、主噴射さ
れた燃料の着火遅れ時間が極めて短くなり、その殆どが
良好に拡散燃焼されるようになる。すなわち、前記図３
(a)に実線で示すように、副噴射を行ったときには行わ
なかったときに比べて燃焼の立ち上がりの圧力上昇が穏
やかになり、しかも圧力のピークはかなり高くなる。こ
のことで、燃焼初期の燃焼騒音を低下させかつエミッシ
ョンを低減しながら、エンジン１の出力は向上すること
ができる。

【００６０】そうして、エンジン１が加速運転状態にな
ると、燃料増量補正手段４０ｂにより、アクセル開度や
エンジン回転数等の変化に応じて燃料噴射量が増量補正
されて、エンジン出力が高められる。すなわち、相対的
に変化の急な加速運転状態では燃料の増量補正量も大き
くされ、一方、相対的に変化の緩やかな加速運転状態で
は燃料の増量補正量は小さくされる。

【００６１】この際、加速運転状態になったときのエン
ジン１の負荷状態及びエンジン回転数に基づいて、前記
増量補正量が副噴射及び主噴射に分配される。すなわ
ち、加速運転開始時にエンジン１が相対的に低負荷ない
し低回転側にあって、燃焼室４の温度状態が低いほど、
副噴射割合Ｒが大きくされ、この副噴射燃料の燃焼によ
って燃焼室４の温度状態を速やかに上昇させることがで
きるので、加速増量によって燃料噴射量がかなり多くな
っていても、その多量の燃料を極めて良好に燃焼させて
エンジン出力を十分に高めつつ、前記のように燃焼騒音
の低下やエミッション低減といった作用効果を十分に得
ることができる。

【００６２】ところで、前記の如く、エンジン１の加速
運転初期に燃料の副噴射を行えば、主噴射燃料の着火遅
れ時間を極めて短くして、この主噴射燃料の予混合燃焼
に伴う燃焼騒音を低下させかつエミッションを低減する
ことができる上に、燃焼性の向上によってエンジン出力
も高めることができるものであるが、一方、加速運転に
よってエンジン１が前記図７に示す設定運転領域にまで
移行すると、今度は燃焼室４が過熱気味になるので、前
記の燃料噴射量の増量補正やコモンレール方式による超
高圧噴射とも相俟って、副噴射された燃料の燃焼が過度
に激しくなってしまい、このときに燃焼騒音の増大やエ
ミッションの増加を招くことが懸念される。

【００６３】そこで、この実施形態では、エンジン１が
加速運転状態になったとき、そのときのエンジン１の負
荷状態等の変化度合いに基づいて、加速運転の後期に前
記設定運転領域に移行するかどうか予測し（図５のステ
ップＳＡ８参照）、移行すると予測したときには副噴射
量の増量補正を制限するようにした。これにより、加速
運転後期にエンジン１が前記設定運転領域に移行して
も、副噴射された燃料の燃焼が過度に激しくなることは
なくなり、よって、該副噴射燃料の燃焼に起因する加速
運転後期の燃焼騒音やエミッション増大といった不具合
の発生を回避することができる。

【００６４】一方、同図(b)に矢印で示すように、加速
運転初期のエンジン１の負荷状態等の変化があまり大き
くなければ、このときにはエンジン１は設定運転領域に
移行しないと予測し、副噴射増量値ΔＱｐの減量は行わ
ない。すなわち、加速運転の後期にエンジン１が設定運
転領域に移行しなければ、燃焼室４が過熱気味になるこ
とはないので、燃料の副噴射量の増量を制限しなくても
不具合の生じることはなく、従って、該副噴射燃料の増
量補正量をエンジン１の加速初期の運転状態に対応する
ように十分に多くすることで、加速運転初期のエンジン
出力の向上、燃焼騒音の低下及びエミッション低減とい
った作用効果を十分に得ることができる。

【００６５】（実施形態２）次に、図９は、本発明の実
施形態２に係る燃料制御装置Ａにおけるエンジン１の加
速運転状態のときの制御手順を示し、この実施形態２で
は、エンジン１が加速運転状態になったときに前記実施
形態１と同様に、インジェクタ５による燃料の副噴射量
及び主噴射量を増量補正するとともに、加速運転の後期
には副噴射の増量補正量を減少させることで、副噴射の
増量補正に起因する燃焼騒音やエミッションの増大を防
止するようにしている。尚、この実施形態２に係る燃料
制御装置Ａの全体構成は前記実施形態１のもの（図２参
照）と同じなので、実施形態１と同じ構成要素について
は同一符号を付して、その説明は省略する。

【００６６】具体的に、前記図９に示すフローのステッ
プＳＢ１〜ＳＢ７では、実施形態１のステップＳＡ１〜
ＳＡ７と同じ制御手順を実行し、エンジン１の加速運転
に対応して、インジェクタ５による燃料の副噴射量及び
主噴射量を増量補正する。続いて、ステップＳＢ８にお
いて、加速運転の後期になったかどうか、より具体的に
はエンジン１が高負荷側の設定運転領域（図７参照）に
移行したかどうか判定する。そして、判定がＹＥＳで加
速運転の後期になればステップＳＢ１３に進む一方、判
定がＮＯであれば、ステップＳＡ９に進んで、噴射割合
修正係数Ｒq1を設定する。

【００６７】この噴射割合修正係数Ｒq1の値（０＜Ｒq1
＜１）は、後述のＲq2よりも大きな一定値（例えば、Ｒ
q1＝０．５）を予め設定しておけばよい。また、該噴射
割合修正係数Ｒq1（０＜Ｒq1＜１）は、エンジン１が前
記設定運転領域以外にあるときの該エンジン１の運転状
態、即ちエンジン１の負荷状態やエンジン回転数に対応
づけて、例えば高負荷ないし高回転側ほど小さな値にな
るように設定してもよい。

【００６８】続いて、ステップＳＢ１０では、前記ステ
ップＳＢ９で設定された噴射割合修正係数Ｒq1に基づい
て、副噴射量Ｑｐ及び主噴射量Ｑｍをそれぞれ修正し、
その後、ステップＳＢ１１に進んで、前記実施形態１と
同様にインジェクタ５により副噴射及び主噴射を実行さ
せて、しかる後にリターンする。尚、前記噴射割合修正
係数Ｒq1をエンジン１の運転状態に対応づけて変化させ
るようにすれば、加速運転によるエンジン運転状態の変
化に伴い、副噴射割合Ｒが徐々に変化するようになり、
一方、噴射割合修正係数Ｒq1＝０．５とすれば、エンジ
ン１が設定運転領域に移行するまで、副噴射割合Ｒは変
化しないことになる。

【００６９】一方、前記ステップＳＢ８において、加速
運転の後期になったＹＥＳと判定して進んだステップＳ
Ｂ１３では、前記ステップＳＢ９と同様に噴射割合修正
係数Ｒq2を設定する（０＜Ｒq2＜Ｒq1＜１）。この噴射
割合修正係数Ｒq2は前記の修正係数Ｒq1よりも小さな値
であればよく、例えばＲq2＝０．４とすればよい。そし
て、続くステップＳＢ１４では該噴射割合修正係数Ｒq2
に基づいて、前記ステップＳＢ１０と同様に副噴射量Ｑ
ｐ及び主噴射量Ｑｍをそれぞれ修正して、副噴射割合Ｒ
を減少させた後に、ステップＳＢ１１に進んでインジェ
クタ５により副噴射及び主噴射を実行させ、しかる後に
リターンする。

【００７０】つまり、エンジン１が加速運転状態になっ
たとき、まず、前記実施形態１と同様にそのときのエン
ジン１の運転状態やアクセル開度等に基づいて、燃料噴
射量の増量補正量やその副噴射及び主噴射への分配割合
を決定する。一方、加速運転の後期にエンジン１が実際
に設定運転領域に移行したときには、移行前に比べて副
噴射割合Ｒを減少させるようにしている。

【００７１】ここで、前記ステップＳＢ５においてＮＯ
と判定して進んだステップＳＢ１２では、副噴射増量値
ΔＱｐ及び主噴射量ΔＱｍを前回の制御サイクルにおけ
る値（前回値）として、前記ステップＳＢ８〜ＳＢ１４
に進むようにしているので、エンジン１が加速運転状態
になったときに設定された副噴射増量値ΔＱｐ及び主噴
射増量値ΔＱｍの値には変更はない。また、前記ステッ
プＳＢ４においてＮＯと判定されたエンジン１の定常運
転状態では、ステップＳＢ１５でフラグＦをクリアした
後に（Ｆ＝０）、前記ステップＳＢ１１に進んで、イン
ジェクタ５により燃料の副噴射及び主噴射を実行させ、
しかる後にリターンする。つまり、定常運転状態では燃
料の増量補正は行わない。

【００７２】前記図９に示すフローの各ステップによ
り、全体として、実施形態１と同じ機能を有する燃料噴
射制御手段４０ａが構成され、また、ステップＳＢ７に
より同様に燃料増量補正手段４０ｂが構成されている。
さらに、前記フローのステップＳＡＢ８により、エンジ
ン１が高負荷側の設定運転領域に移行したことを判定す
る判定手段４０ｅが構成され、ステップＳＢ１３，ＳＢ
１４の各ステップにより、前記判定手段４０ｅによって
エンジン１が設定運転領域に移行したと判定されたと
き、その判定前に比べて副噴射割合Ｒが少なくなるよう
に副噴射量及び主噴射量を修正することで、燃料の副噴
射量の増量を制限する増量規制手段４０ｄが構成されて
いる。

【００７３】尚、この実施形態２では、前記増量規制手
段４０ｄにより噴射割合修正係数の値をエンジン１の運
転状態に応じて変更して（Ｒq1→Ｒq2）、加速運転の後
期に副噴射割合Ｒを減少させるようにしているが、これ
に限らず、例えば、エンジン１が設定運転領域に移行し
たとき、副噴射増量値ΔＱｐ（燃料の副噴射量の増量補
正量）を強制的に零にさせるようにしてもよい。

【００７４】したがって、この実施形態２に係るエンジ
ンの燃料制御装置Ａによれば、図１０に一例を示すよう
に、エンジン１が加速運転状態になったとき（ｔ＝ｔ
０）、その加速運転の初期には前記実施形態１と同様に
インジェクタ５による燃料噴射量が増量補正されるとと
もに、特に燃料の副噴射量が十分に増量されて（ｔ
１）、エンジン出力の向上、燃焼騒音の低下及びエミッ
ション低減といった作用効果が得られる。

【００７５】そして、図１１(a)に示すように、加速運
転によってエンジン１の運転状態が図の点Ｐ１→Ｐ２→
Ｐ３と変化していって、加速運転の後期（点Ｐ４）にエ
ンジン１が高負荷側の設定運転領域に移行すると（ｔ
２）、増量規制手段４０ｄにより噴射割合修正係数が変
更されて（Ｒq1→Ｒq2）、副噴射割合Ｒが減少し、これ
により、エンジン１の燃焼室４が過熱気味になっても、
副噴射された燃料の燃焼が過度に激しくなることを抑制
して、燃焼騒音増大やエミッション増加といった不具合
を防止することができる。

【００７６】つまり、この実施形態２では、エンジン１
の加速運転の初期と後期とで、インジェクタ５による燃
料の副噴射割合Ｒを変更することで、それぞれ、エンジ
ン１の加速性能の向上と燃焼騒音やエミッションの低減
といった作用効果を十分に得ることができる。

【００７７】尚、前記図９に示すフローのステップＳＢ
９，ＳＢ１３において、噴射割合修正係数Ｒq1，Ｒq2
を、それぞれ、エンジン１の運転状態に応じて高負荷な
いし高回転側ほど小さくなるように設定すれば、ステッ
プＳＢ７〜ＳＢ１０及びステップＳＢ１３，ＳＢ１４の
各ステップにより、エンジン１が加速運転状態になって
いる間、該エンジン１の負荷状態ないしエンジン回転数
の増大に対応して副噴射割合Ｒが少なくなるよう、イン
ジェクタ５による燃料の副噴射量及び主噴射量の増量補
正量を変更する燃料増量補正手段４０ｂが構成される。

【００７８】そして、このようにした場合には、エンジ
ン１が加速運転状態になって、その運転状態が前記図１
１(b)に示すように点Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４へと低負
荷側から高負荷ないし高回転側へ変化するに従って、噴
射割合修正係数が徐々に減少されることになるので、イ
ンジェクタ５による燃料の副噴射及び主噴射の増量補正
量は、エンジン１の運転状態の変化とともに副噴射割合
Ｒが減少するように変更されることになる。

【００７９】これにより、エンジン１の加速運転中に、
該エンジン１の負荷状態及びエンジン回転数の変化に対
応するように燃料の副噴射割合Ｒを最適に変更して、エ
ンジン１の加速性能の向上と燃焼騒音やエミッションの
低減とを極めて高い次元で両立させることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
に係るディーゼルエンジンの燃料制御装置によると、エ
ンジンが加速運転状態になったとき、燃料噴射弁により
燃料を副噴射及び主噴射させるとともに、それぞれ噴射
量を増量することで、エンジン出力を向上させながら、
加速運転初期の燃焼騒音を低下させかつエミッションを
低減することができる。しかも、予測手段によりエンジ
ンが高負荷側の設定運転領域にまで移行すると予測され
たときには、増量規制手段により前記の副噴射量の増量
補正を制限することで、加速運転後期の燃焼騒音やエミ
ッションの増大を回避できる。

【００８１】請求項２の発明によると、エンジンが加速
運転によって高負荷側の設定運転領域にまで移行すると
予測されたときには、燃料増量補正手段による副噴射量
の増量を禁止することで、この副噴射燃料の燃焼に起因
する燃焼騒音やエミッションの増大を確実に防止でき
る。

【００８２】請求項３の発明によると、エンジンが加速
運転によって高負荷側の設定運転領域にまで移行すると
予測されたときには、燃料増量補正手段による副噴射量
の増量補正量を所定量減少させることで、請求項１の発
明による効果を十分に得ることができる。

【００８３】また、請求項４の発明に係るディーゼルエ
ンジンの燃料制御装置によると、エンジンの加速運転の
初期には燃料噴射弁による燃料の副噴射量を十分に増量
させて、請求項１の発明と同様にエンジン出力を向上さ
せながら、燃焼騒音を低下させかつエミッションを低減
できる一方、燃焼室が過熱気味になる加速運転後期に、
前記の副噴射量の増量を制限することにより、燃焼騒音
及びエミッションを低減できる。

【００８４】請求項５の発明によると、エンジンが加速
運転の後期に実際に設定運転領域に移行したときに、燃
料増量補正手段による副噴射量の増量補正量を強制的に
零にさせることで、該副噴射燃料の燃焼に起因する燃焼
騒音やエミッションの増大を確実に防止できる。

【００８５】さらに、請求項６記載の発明におけるディ
ーゼルエンジンの燃料制御装置によると、エンジンの加
速運転の初期には燃料噴射弁による燃料の副噴射量を十
分に増量させる一方、その後はエンジンの運転状態の変
化に応じて副噴射割合を適切に減少させることにより、
加速運転中のエンジン出力の向上と燃焼騒音及びエミッ
ションの低減とを極めて高い次元で両立できる。

【００８６】請求項７の発明によると、エンジンが加速
運転状態になったとき、そのときのエンジンの負荷状態
に応じて、燃焼室の温度状態が低いほど副噴射割合を大
きくすることで、該燃焼室の温度状態を適切に上昇させ
て燃料の燃焼性を適切に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示す説明図である。

【図２】本発明の実施形態に係る制御装置の全体構成図
である。

【図３】インジェクタの開閉作動状態を示す説明図であ
る。

【図４】(a)燃料噴射量及び(b)副噴射割合の制御マップ
の一例を示す図である。

【図５】燃料噴射制御の手順を示すフローチャート図で
ある。

【図６】加速時増量補正における副噴射増量値の分配係
数を設定した制御マップの一例を示す図である。

【図７】加速時増量補正において燃料の増量補正を制限
する設定運転領域の一例を示す図である。

【図８】(a)加速運転に伴いエンジンが設定運転領域に
移行する場合と(b)移行しない場合にとついてそれぞれ
エンジンの運転状態の変化を示す説明図である。

【図９】本発明の実施形態２に係る図５相当図である。

【図１０】エンジンの加速運転の後期に副噴射割合が減
少する様子を示したタイムチャート図である。

【図１１】実施形態２に係る図８相当図(a)と、その変
形例に係る図(b)である。

【符号の説明】

Ａ エンジンの燃料制御装置 １ ディーゼルエンジン ２ 気筒 ４ 燃焼室 ５ インジェクタ（燃料噴射弁） ４０ コントロールユニット ４０ａ 燃料噴射制御手段 ４０ｂ 燃料増量補正手段 ４０ｃ 予測手段 ４０ｄ 増量規制手段 ４０ｅ 判定手段

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｋ (72)発明者 荒木 啓二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA13 BA15 CA04 DA01 DA07 DA10 EB02 EB08 EB12 FA07 FA12 FA20 FA33 FA34 FA38 3G301 HA02 HA11 JA01 JA24 JA37 KA09 KA12 LB11 MA11 MA19 MA23 NC01 NC02 ND02 NE01 PA01Z PA16Z PB03A PB05A PE01Z PE02Z PE03Z PE08Z PF03Z PF04Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
   噴射供給する燃料噴射弁と、 エンジンが加速運転状態になったとき、前記燃料噴射弁
   による燃料噴射量を増量補正する燃料増量補正手段と、 少なくともエンジンの加速運転初期に、前記燃料噴射弁
   により燃料の主噴射とこれに先立つ副噴射とを行わせる
   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
   制御装置において、 エンジンが加速運転状態になったとき、該エンジンが高
   負荷側の設定運転領域にまで移行するかどうか予測する
   予測手段と、 前記予測手段によりエンジンが設定運転領域にまで移行
   すると予測されたとき、そうでないときに比べて、前記
   燃料の副噴射量の主噴射量に対する割合である副噴射割
   合が少なくなるように、該副噴射量の増量補正を制限す
   る増量規制手段とを備えていることを特徴とするディー
   ゼルエンジンの燃料制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 増量規制手段は、燃料増量補正手段による副噴射量の増
   量を禁止するように構成されていることを特徴とするデ
   ィーゼルエンジンの燃料制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 増量規制手段は、燃料増量補正手段による副噴射量の増
   量補正量を所定量減少させるように構成されていること
   を特徴とするディーゼルエンジンの燃料制御装置。
4. 【請求項４】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
   噴射供給する燃料噴射弁と、 エンジンが加速運転状態になったとき、前記燃料噴射弁
   による燃料噴射量を増量補正する燃料増量補正手段と、 少なくともエンジンの加速運転初期に、前記燃料噴射弁
   により燃料の主噴射とこれに先立つ副噴射とを行わせる
   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
   制御装置において、 エンジンが高負荷側の設定運転領域に移行したことを判
   定する判定手段と、 前記判定手段により設定運転領域に移行したと判定され
   たとき、この判定前に比べて、前記燃料の副噴射量の主
   噴射量に対する割合である副噴射割合が少なくなるよう
   に、該副噴射量の増量補正を制限する増量規制手段とを
   備えていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 増量規制手段は、判定手段によりエンジンの設定運転領
   域への移行が判定されたとき、燃料増量補正手段による
   副噴射量の増量補正量を強制的に零にさせるように構成
   されていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   制御装置。
6. 【請求項６】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
   噴射供給する燃料噴射弁と、 エンジンが加速運転状態になったとき、前記燃料噴射弁
   による燃料噴射量を増量補正する燃料増量補正手段と、 少なくともエンジンの加速運転初期に、前記燃料噴射弁
   により燃料の主噴射とこれに先立つ副噴射とを行わせる
   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
   制御装置において、 前記燃料増量補正手段は、エンジンが加速運転状態のと
   き、前記燃料の副噴射量の主噴射量に対する割合である
   副噴射割合がエンジンの負荷状態の増大に応じて減少す
   るように、該副噴射量及び主噴射量の増量補正量を変更
   するように構成されていることを特徴とするディーゼル
   エンジンの燃料制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１、４又は６のいずれか１つにお
   いて、 燃料増量補正手段は、エンジンが低負荷運転状態で加速
   運転状態になったときには、中負荷運転状態で加速運転
   状態になったときに比べて、少なくとも加速運転初期の
   副噴射割合が多くなるように、燃料の副噴射及び主噴射
   量をそれぞれ増量させるものであることを特徴とするデ
   ィーゼルエンジンの燃料制御装置。