JP3055585B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents
蓄圧式燃料噴射装置Info
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- fuel
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に適用する蓄圧
式燃料噴射装置に係わり、特に内燃機関の低温時始動性
を改善することのできる蓄圧式燃料噴射装置に関する。
式燃料噴射装置に係わり、特に内燃機関の低温時始動性
を改善することのできる蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関に対する燃料供給装置として、
内燃機関に沿って設置されたコモンレールに燃料を供給
し燃料噴射弁から燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置は
公知である（例えば特開昭６２−２５８１６０参照）。
このような蓄圧式燃料噴射装置を備える内燃機関におい
ては、気筒内に噴射される燃料量はコモンレールに供給
される燃料量、コモンレール内の燃料圧力および燃料噴
射弁の開弁期間によって制御される。
内燃機関に沿って設置されたコモンレールに燃料を供給
し燃料噴射弁から燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置は
公知である（例えば特開昭６２−２５８１６０参照）。
このような蓄圧式燃料噴射装置を備える内燃機関におい
ては、気筒内に噴射される燃料量はコモンレールに供給
される燃料量、コモンレール内の燃料圧力および燃料噴
射弁の開弁期間によって制御される。
【０００３】内燃機関への燃料供給量を電子式制御ユニ
ット（以下ＥＣＵと記す。）で制御する場合には、内燃
機関回転数およびアクセル開度をパラメータとするマッ
プに基づいて、燃料量、コモンレール内の燃料圧力およ
び燃料噴射弁の開弁時期と開弁期間を制御している。こ
のうち開弁時期は、クランクシャフトが予め定めた特定
の角度となった後の経過時間によって決定される。
ット（以下ＥＣＵと記す。）で制御する場合には、内燃
機関回転数およびアクセル開度をパラメータとするマッ
プに基づいて、燃料量、コモンレール内の燃料圧力およ
び燃料噴射弁の開弁時期と開弁期間を制御している。こ
のうち開弁時期は、クランクシャフトが予め定めた特定
の角度となった後の経過時間によって決定される。
【０００４】即ち図１３の通常の燃料噴射モードのタイ
ミング図に示されるように、通常の燃料噴射モードにお
いては第０番目の回転角パルス（以下「Ｎe パルス」と
記す。）が検出されてから所定の時間（ＴＴＦ）経過後
に燃料噴射弁を開弁するための駆動パルスが出力され
る。しかしながら内燃機関の始動時、特に低温状態にお
ける内燃機関の始動時においては、回転数の変動が大で
あるために、特定番目のＮe パルス検出後所定時間経過
後に燃料噴射弁を開弁した場合には着火特性が劣化し、
内燃機関の始動特性が悪化するという問題が生じる。
ミング図に示されるように、通常の燃料噴射モードにお
いては第０番目の回転角パルス（以下「Ｎe パルス」と
記す。）が検出されてから所定の時間（ＴＴＦ）経過後
に燃料噴射弁を開弁するための駆動パルスが出力され
る。しかしながら内燃機関の始動時、特に低温状態にお
ける内燃機関の始動時においては、回転数の変動が大で
あるために、特定番目のＮe パルス検出後所定時間経過
後に燃料噴射弁を開弁した場合には着火特性が劣化し、
内燃機関の始動特性が悪化するという問題が生じる。
【０００５】この問題点を解決する方法として、燃料噴
射弁の開弁時期を時間ではなくクランクシャフトの回転
角度で制御する方法があるが、燃料噴射弁の開弁時期の
制御精度を維持するためには０．５゜カム角度程度でク
ランクシャフトの回転角度を検出する必要がある。しか
しながら０．５゜カム角度でクランクシャフトの回転角
度を検出するためにはクランクシャフト１回転当たり７
２０個のＮe パルスがＥＣＵに入力されることとなる
が、クランクシャフト１回転当たり７２０個のＮe パル
スを発生することの可能なパルス発生器を製作すること
が困難であるばかりでなく、Ｎe パルスを読み込むため
の割り込み処理はＥＣＵにとっても過大な負荷となるた
め実用化することは困難であった。
射弁の開弁時期を時間ではなくクランクシャフトの回転
角度で制御する方法があるが、燃料噴射弁の開弁時期の
制御精度を維持するためには０．５゜カム角度程度でク
ランクシャフトの回転角度を検出する必要がある。しか
しながら０．５゜カム角度でクランクシャフトの回転角
度を検出するためにはクランクシャフト１回転当たり７
２０個のＮe パルスがＥＣＵに入力されることとなる
が、クランクシャフト１回転当たり７２０個のＮe パル
スを発生することの可能なパルス発生器を製作すること
が困難であるばかりでなく、Ｎe パルスを読み込むため
の割り込み処理はＥＣＵにとっても過大な負荷となるた
め実用化することは困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで低温時始動特性
を現実的に解決するために、１つの気筒に対する燃料噴
射をプレ噴射とメイン噴射に分割するいわゆるパイロッ
ト燃料噴射を採用するとともに、冷却水温度が低下する
に従ってプレ噴射回数を増加することにより、プレ噴射
によって気筒内混合気の活性度を高め火種を早期に生成
させることが考えられる。
を現実的に解決するために、１つの気筒に対する燃料噴
射をプレ噴射とメイン噴射に分割するいわゆるパイロッ
ト燃料噴射を採用するとともに、冷却水温度が低下する
に従ってプレ噴射回数を増加することにより、プレ噴射
によって気筒内混合気の活性度を高め火種を早期に生成
させることが考えられる。
【０００７】このパイロット燃料噴射モードにおいて
は、クランクシャフト１回転当たりのＮe パルス数を増
加させることなく、内燃機関の始動特性を改善すること
が可能となる。しかしながら冷却水温度が低温であるほ
どプレ噴射の回数を増加させる構成では、最後のプレ噴
射とメイン噴射との間の時間間隔が短くなり過ぎメイン
噴射が実行できない状況が発生する。
は、クランクシャフト１回転当たりのＮe パルス数を増
加させることなく、内燃機関の始動特性を改善すること
が可能となる。しかしながら冷却水温度が低温であるほ
どプレ噴射の回数を増加させる構成では、最後のプレ噴
射とメイン噴射との間の時間間隔が短くなり過ぎメイン
噴射が実行できない状況が発生する。
【０００８】図１２はパイロット噴射モードのタイミン
グ図、図１４は燃料噴射弁の駆動回路の１例（イ）およ
び電流波形図（ロ）である。即ちＥＣＵ２１５の出力イ
ンターフェイス２１５ｅに含まれる信号出力回路ｅ１と
駆動回路ｅ２が開弁指令に基づいて燃料噴射弁２０２
（図２の２０２ａ〜ｆのうちの１つを指す。）の駆動電
流ＩP および保持電流ＩH を発生する構造となってい
る。ここで駆動電流ＩP は電源＋Ｂをコンデンサに充電
した後短時間に放電することによって得ているため、一
度駆動電流ＩP を出力してから再度駆動電流ＩP を出力
するにはコンデンサへの充電および放電時間を確保する
必要がある。
グ図、図１４は燃料噴射弁の駆動回路の１例（イ）およ
び電流波形図（ロ）である。即ちＥＣＵ２１５の出力イ
ンターフェイス２１５ｅに含まれる信号出力回路ｅ１と
駆動回路ｅ２が開弁指令に基づいて燃料噴射弁２０２
（図２の２０２ａ〜ｆのうちの１つを指す。）の駆動電
流ＩP および保持電流ＩH を発生する構造となってい
る。ここで駆動電流ＩP は電源＋Ｂをコンデンサに充電
した後短時間に放電することによって得ているため、一
度駆動電流ＩP を出力してから再度駆動電流ＩP を出力
するにはコンデンサへの充電および放電時間を確保する
必要がある。
【０００９】このためプレ噴射は所定時間ｔ毎に実行さ
れるだけでなく、最後のプレ噴射とメイン噴射との間隔
ｔ’も所定時間以上を確保する必要があり、この間隔
ｔ’が短い場合にはメイン噴射を実行することができ
ず、失火に至る場合がある。上記問題点を解決するため
に各噴射毎に複数の駆動回路を設置することが考えられ
るが、駆動回路が複雑化するため現実的ではない。
れるだけでなく、最後のプレ噴射とメイン噴射との間隔
ｔ’も所定時間以上を確保する必要があり、この間隔
ｔ’が短い場合にはメイン噴射を実行することができ
ず、失火に至る場合がある。上記問題点を解決するため
に各噴射毎に複数の駆動回路を設置することが考えられ
るが、駆動回路が複雑化するため現実的ではない。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あって、内燃機関の状況に応じて最適なプレ噴射回数を
決定し燃焼状態を改善することのできる蓄圧式燃料噴射
装置を提供することを目的とする。
あって、内燃機関の状況に応じて最適なプレ噴射回数を
決定し燃焼状態を改善することのできる蓄圧式燃料噴射
装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る蓄圧
式燃料噴射装置の基本構成図であって、ディーゼル機関
の運転状態を検出する運転状態検出手段１１と、運転状
態検出手段１１で検出された運転状態量に基づいて燃料
噴射モードを識別する燃料噴射モード識別手段１２と、
ディーゼル機関の各気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁
１６と、蓄積した電力を短時間に放電することにより燃
料噴射弁１６を開弁する燃料噴射弁駆動手段１７と、燃
料噴射モード識別手段１２で通常噴射モードと識別され
た時に所定の噴射タイミングで燃料噴射弁１６を開弁し
て通常燃料噴射を実行する通常燃料噴射実行手段１３
と、運転状態検出手段１１で検出された運転状態量に基
づいて所定の噴射タイミングで噴射されるメイン噴射に
先行して噴射される複数回のプレ噴射の噴射回数を設定
するプレ噴射回数設定手段１４と、燃料噴射モード識別
手段１２でパイロット噴射モードと識別された時にプレ
噴射回数設定手段１４で設定された噴射回数に応じて燃
料噴射弁１６を開弁して複数回のプレ噴射を行うととも
にこの複数回のプレ噴射の完了から燃料噴射弁駆動手段
１７の電力蓄積時間より長い所定時間以上経過後にメイ
ン噴射を行うパイロット燃料噴射実行手段１５と、を具
備する。
式燃料噴射装置の基本構成図であって、ディーゼル機関
の運転状態を検出する運転状態検出手段１１と、運転状
態検出手段１１で検出された運転状態量に基づいて燃料
噴射モードを識別する燃料噴射モード識別手段１２と、
ディーゼル機関の各気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁
１６と、蓄積した電力を短時間に放電することにより燃
料噴射弁１６を開弁する燃料噴射弁駆動手段１７と、燃
料噴射モード識別手段１２で通常噴射モードと識別され
た時に所定の噴射タイミングで燃料噴射弁１６を開弁し
て通常燃料噴射を実行する通常燃料噴射実行手段１３
と、運転状態検出手段１１で検出された運転状態量に基
づいて所定の噴射タイミングで噴射されるメイン噴射に
先行して噴射される複数回のプレ噴射の噴射回数を設定
するプレ噴射回数設定手段１４と、燃料噴射モード識別
手段１２でパイロット噴射モードと識別された時にプレ
噴射回数設定手段１４で設定された噴射回数に応じて燃
料噴射弁１６を開弁して複数回のプレ噴射を行うととも
にこの複数回のプレ噴射の完了から燃料噴射弁駆動手段
１７の電力蓄積時間より長い所定時間以上経過後にメイ
ン噴射を行うパイロット燃料噴射実行手段１５と、を具
備する。
【００１２】
【作用】上記の本発明の構成によると、パイロット噴射
モードにおいては、運転状態量に基づいてプレ噴射回数
が設定され、この設定回数に応じてプレ噴射が実行され
る。このため運転状態に応じたプレ噴射が行われ、各運
転状態に応じた適切な燃焼を実現することが可能とな
る。またパイロット噴射モードにおいては複数回のプレ
噴射が繰り返された後、これらプレ噴射の完了から燃料
噴射弁駆動手段の電力蓄積時間より長い所定時間以上経
過後にメイン噴射が行われる。このため運転状態によっ
てプレ噴射回数が変化しても、プレ噴射とメイン噴射と
の間に燃料噴射弁駆動手段の電力蓄積時間より長い所定
時間が確保される。従って、メイン噴射の直前にプレ噴
射が行われ、このプレ噴射によりメイン噴射が影響を受
け、メイン噴射が行われないなどの不具合が発生するこ
とが確実に防止される。
モードにおいては、運転状態量に基づいてプレ噴射回数
が設定され、この設定回数に応じてプレ噴射が実行され
る。このため運転状態に応じたプレ噴射が行われ、各運
転状態に応じた適切な燃焼を実現することが可能とな
る。またパイロット噴射モードにおいては複数回のプレ
噴射が繰り返された後、これらプレ噴射の完了から燃料
噴射弁駆動手段の電力蓄積時間より長い所定時間以上経
過後にメイン噴射が行われる。このため運転状態によっ
てプレ噴射回数が変化しても、プレ噴射とメイン噴射と
の間に燃料噴射弁駆動手段の電力蓄積時間より長い所定
時間が確保される。従って、メイン噴射の直前にプレ噴
射が行われ、このプレ噴射によりメイン噴射が影響を受
け、メイン噴射が行われないなどの不具合が発生するこ
とが確実に防止される。
【００１３】
【実施例】図２は本発明にかかる蓄圧式燃料噴射装置の
実施例の構成図であって、６気筒の内燃機関２０１の各
気筒に対応して燃料噴射弁２０２ａ〜２０２ｆ（４つの
みを図示する。）が設置されるが、燃料噴射弁２０２ａ
〜２０２ｆは内燃機関２０１に沿って設置されるコモン
レール２０３に接続されていて、噴射制御用電磁弁２０
４ａ〜２０４ｆが励磁されている間燃料の噴射が行われ
る。
実施例の構成図であって、６気筒の内燃機関２０１の各
気筒に対応して燃料噴射弁２０２ａ〜２０２ｆ（４つの
みを図示する。）が設置されるが、燃料噴射弁２０２ａ
〜２０２ｆは内燃機関２０１に沿って設置されるコモン
レール２０３に接続されていて、噴射制御用電磁弁２０
４ａ〜２０４ｆが励磁されている間燃料の噴射が行われ
る。
【００１４】コモンレール２０３には燃料供給配管２０
５および逆止弁２０６を介して高圧燃料ポンプ２０７が
接続されている。高圧燃料ポンプ２０７には低圧燃料ポ
ンプ２０９によって燃料タンク２０８に貯蔵されている
燃料が供給される。なお高圧燃料ポンプ２０７には吐出
量制御装置２１０が設置されていて、コモンレール２０
３に供給する燃料量を調節する。
５および逆止弁２０６を介して高圧燃料ポンプ２０７が
接続されている。高圧燃料ポンプ２０７には低圧燃料ポ
ンプ２０９によって燃料タンク２０８に貯蔵されている
燃料が供給される。なお高圧燃料ポンプ２０７には吐出
量制御装置２１０が設置されていて、コモンレール２０
３に供給する燃料量を調節する。
【００１５】コモンレール２０３にはコモンレール２０
３内の圧力を検出するための圧力センサ２１１が設置さ
れている。また内燃機関２０１には内燃機関の回転数を
検出する回転数センサ２１２、アクセル開度センサ２１
３および冷却水温度センサ２１４が設置されている。各
気筒への燃料噴射時期はＥＣＵ２１５によって制御され
る。ＥＣＵ２１５は、例えばバス２１５ａ、ＣＰＵ２１
５ｂ、メモリ２１５ｃ、入力インターフェイス２１５ｄ
および出力インターフェイス２１５ｅからなるマイクロ
コンピュータで構成される。
３内の圧力を検出するための圧力センサ２１１が設置さ
れている。また内燃機関２０１には内燃機関の回転数を
検出する回転数センサ２１２、アクセル開度センサ２１
３および冷却水温度センサ２１４が設置されている。各
気筒への燃料噴射時期はＥＣＵ２１５によって制御され
る。ＥＣＵ２１５は、例えばバス２１５ａ、ＣＰＵ２１
５ｂ、メモリ２１５ｃ、入力インターフェイス２１５ｄ
および出力インターフェイス２１５ｅからなるマイクロ
コンピュータで構成される。
【００１６】入力インターフェイス２１５ｄには圧力セ
ンサ２１１、回転数センサ２１２、アクセル開度センサ
２１３および冷却水温度センサ２１４が接続される。ま
た出力インターフェイス２１５ｅには噴射制御用電磁弁
２０４ａ〜２０４ｆおよび吐出量制御装置２１０が接続
されている。図３はＥＣＵ２１５で実行される噴射モー
ド判定ルーチンのフローチャートであって、所定時間毎
に割り込み処理される。
ンサ２１１、回転数センサ２１２、アクセル開度センサ
２１３および冷却水温度センサ２１４が接続される。ま
た出力インターフェイス２１５ｅには噴射制御用電磁弁
２０４ａ〜２０４ｆおよび吐出量制御装置２１０が接続
されている。図３はＥＣＵ２１５で実行される噴射モー
ド判定ルーチンのフローチャートであって、所定時間毎
に割り込み処理される。
【００１７】ステップ３０１で噴射モードを表すフラグ
ＩＭＯＤＥの状態を判定する。即ちフラグＩＭＯＤＥが
“０”、即ち現在の噴射モードが通常噴射モードであれ
ばステップ３０２以後の処理を実行する。ステップ３０
２で内燃機関スタータがオン状態にあるか、ステップ３
０３で冷却水温度ＴＨＷが所定のしきい値θ1 以下であ
るか、ステップ３０４で内燃機関回転数Ｎe が所定のし
きい値Ｎe1（単位はｒｐｍ）以下であるか、を判定す
る。そしてステップ３０３、３０４および３０５の全て
のステップで肯定判定された場合はステップ３０５に進
みフラグＩＭＯＤＥを“１”にセットしてこのルーチン
を終了する。逆にステップ３０３、３０４および３０５
のいずれかで否定判定された場合はフラグＩＭＯＤＥを
“０”に維持したままこのルーチンを終了する。
ＩＭＯＤＥの状態を判定する。即ちフラグＩＭＯＤＥが
“０”、即ち現在の噴射モードが通常噴射モードであれ
ばステップ３０２以後の処理を実行する。ステップ３０
２で内燃機関スタータがオン状態にあるか、ステップ３
０３で冷却水温度ＴＨＷが所定のしきい値θ1 以下であ
るか、ステップ３０４で内燃機関回転数Ｎe が所定のし
きい値Ｎe1（単位はｒｐｍ）以下であるか、を判定す
る。そしてステップ３０３、３０４および３０５の全て
のステップで肯定判定された場合はステップ３０５に進
みフラグＩＭＯＤＥを“１”にセットしてこのルーチン
を終了する。逆にステップ３０３、３０４および３０５
のいずれかで否定判定された場合はフラグＩＭＯＤＥを
“０”に維持したままこのルーチンを終了する。
【００１８】ステップ３０１で肯定判定された場合、即
ち現在の噴射モードがパイロット噴射モードであればス
テップ３０６に進み、スタータがオン状態であるか否か
が判定され、肯定判定された場合はステップ３０７以下
の処理が実行される。即ちステップ３０７で冷却水温度
ＴＨＷが所定のしきい値θ1 以下であるか、ステップ３
０８で内燃機関回転数Ｎe が所定のしきい値Ｎe1以下で
あるか、を判定する。そしてステップ３０７および３０
８の両ステップで肯定判定された場合はフラグＩＭＯＤ
Ｅを“１”に維持したままこのルーチンを終了する。
ち現在の噴射モードがパイロット噴射モードであればス
テップ３０６に進み、スタータがオン状態であるか否か
が判定され、肯定判定された場合はステップ３０７以下
の処理が実行される。即ちステップ３０７で冷却水温度
ＴＨＷが所定のしきい値θ1 以下であるか、ステップ３
０８で内燃機関回転数Ｎe が所定のしきい値Ｎe1以下で
あるか、を判定する。そしてステップ３０７および３０
８の両ステップで肯定判定された場合はフラグＩＭＯＤ
Ｅを“１”に維持したままこのルーチンを終了する。
【００１９】ステップ３０６でスタータがオン状態に無
いと判定された場合は、ステップ３０９に進みスタータ
がオフとなってから所定時間ｔが経過したか否かを判定
し、否定判定された場合はステップ３０７に進む。ステ
ップ３０９で肯定判定された場合、およびステップ３０
７あるいは３０８のいずれかで否定判定された場合はス
テップ３１０に進み、フラグＩＭＯＤＥを“０”にセッ
トしてこのルーチンを終了する。
いと判定された場合は、ステップ３０９に進みスタータ
がオフとなってから所定時間ｔが経過したか否かを判定
し、否定判定された場合はステップ３０７に進む。ステ
ップ３０９で肯定判定された場合、およびステップ３０
７あるいは３０８のいずれかで否定判定された場合はス
テップ３１０に進み、フラグＩＭＯＤＥを“０”にセッ
トしてこのルーチンを終了する。
【００２０】なおこのルーチンは燃料噴射モード識別手
段１２を構成する。図４はＥＣＵ２１５で実行される燃
料噴射制御ルーチンのフローチャートであって、所定ク
ランクシャフト回転角度毎に実行される。ステップ４１
において、内燃機関回転数Ｎe 、アクセル開度Ａccp お
よびコモンレール内燃料圧力Ｐc を読み込む。
段１２を構成する。図４はＥＣＵ２１５で実行される燃
料噴射制御ルーチンのフローチャートであって、所定ク
ランクシャフト回転角度毎に実行される。ステップ４１
において、内燃機関回転数Ｎe 、アクセル開度Ａccp お
よびコモンレール内燃料圧力Ｐc を読み込む。
【００２１】ステップ４２で内燃機関回転数Ｎe および
アクセル開度Ａccp の関数として目標燃料噴射量ＱFIN
を求める。図５は目標燃料噴射量ＱFIN を決定するため
のグラフであって、横軸に内燃機関回転数Ｎe を、縦軸
に目標燃料噴射量ＱFIN をとる。なおパラメータはアク
セル開度Ａccp である。ステップ４３では目標燃料噴射
量ＱFIN およびコモンレール内燃料圧力Ｐc の関数とし
て目標燃料噴射弁開弁時間ＴＱを求める。図６は目標燃
料噴射弁開弁時間ＴＱを決定するためのグラフであっ
て、横軸に目標燃料噴射量ＱFIN を、縦軸に目標燃料噴
射弁開弁時間ＴＱをとる。なおパラメータはコモンレー
ル内燃料圧力Ｐc である。
アクセル開度Ａccp の関数として目標燃料噴射量ＱFIN
を求める。図５は目標燃料噴射量ＱFIN を決定するため
のグラフであって、横軸に内燃機関回転数Ｎe を、縦軸
に目標燃料噴射量ＱFIN をとる。なおパラメータはアク
セル開度Ａccp である。ステップ４３では目標燃料噴射
量ＱFIN およびコモンレール内燃料圧力Ｐc の関数とし
て目標燃料噴射弁開弁時間ＴＱを求める。図６は目標燃
料噴射弁開弁時間ＴＱを決定するためのグラフであっ
て、横軸に目標燃料噴射量ＱFIN を、縦軸に目標燃料噴
射弁開弁時間ＴＱをとる。なおパラメータはコモンレー
ル内燃料圧力Ｐc である。
【００２２】ステップ４４において燃料噴射モードを表
すフラグＩＭＯＤＥを判定し、パイロット噴射モードに
あると判断された場合は、ステップ４５に進みパイロッ
ト噴射制御を実行してこのルーチンを終了する。逆に通
常噴射モードにあると判断された場合は、ステップ４６
に進み通常噴射制御を実行してこのルーチンを終了す
る。
すフラグＩＭＯＤＥを判定し、パイロット噴射モードに
あると判断された場合は、ステップ４５に進みパイロッ
ト噴射制御を実行してこのルーチンを終了する。逆に通
常噴射モードにあると判断された場合は、ステップ４６
に進み通常噴射制御を実行してこのルーチンを終了す
る。
【００２３】図７は図４に示す燃料噴射制御ルーチンの
ステップ４５で実行されるパイロット噴射モードの詳細
フローチャートである。ステップ７１においてプレ噴射
のための開弁時間ＴＱp を次式により決定する。 ＴＱp ＝ＴＱ／ｋ ステップ７２においてメイン噴射のための開弁時間ＴＱ
m を次式により決定する。
ステップ４５で実行されるパイロット噴射モードの詳細
フローチャートである。ステップ７１においてプレ噴射
のための開弁時間ＴＱp を次式により決定する。 ＴＱp ＝ＴＱ／ｋ ステップ７２においてメイン噴射のための開弁時間ＴＱ
m を次式により決定する。
【００２４】ＴＱm ＝（ｋ−１）・ＴＱ／ｋ ここでｋは燃料噴射制御ルーチンのステップ４３で求め
た目標燃料噴射弁開弁時間ＴＱをプレ噴射とメイン噴射
に分配するための係数であって、次式に基づいて実験的
に決定する。 ＴＱ＝ＴＱp ＋ＴＱm ＝（１＋ｋ）・ＴＱp 従って、 ｋ ＝（ＴＱ／ＴＱp ）−１ ステップ７３において内燃機関の回転数の回転数Ｎe の
関数としてプレ噴射の回数ｎを決定する。図８はプレ噴
射回数ｎを決定するためのグラフであって、横軸に回転
数Ｎe を、縦軸にプレ噴射回数ｎをとる。
た目標燃料噴射弁開弁時間ＴＱをプレ噴射とメイン噴射
に分配するための係数であって、次式に基づいて実験的
に決定する。 ＴＱ＝ＴＱp ＋ＴＱm ＝（１＋ｋ）・ＴＱp 従って、 ｋ ＝（ＴＱ／ＴＱp ）−１ ステップ７３において内燃機関の回転数の回転数Ｎe の
関数としてプレ噴射の回数ｎを決定する。図８はプレ噴
射回数ｎを決定するためのグラフであって、横軸に回転
数Ｎe を、縦軸にプレ噴射回数ｎをとる。
【００２５】即ち回転数Ｎe が第１の所定値Ｎe1以下で
あればプレ噴射回数ｎを“１”とし、第１の所定値Ｎe1
以上第２の所定値Ｎe2以下であればプレ噴射回数ｎを
“２”とし、以下同様にプレ噴射回数ｎを決定する。な
お１５°ＣＡごとにＮe パルスが出力されるパルサを使
用して、基準のＮeパルス検出後３０゜ＣＡでメイン燃
料噴射を行う場合には、プレ噴射回数ｎは以下の手順て
決定することもできる。
あればプレ噴射回数ｎを“１”とし、第１の所定値Ｎe1
以上第２の所定値Ｎe2以下であればプレ噴射回数ｎを
“２”とし、以下同様にプレ噴射回数ｎを決定する。な
お１５°ＣＡごとにＮe パルスが出力されるパルサを使
用して、基準のＮeパルス検出後３０゜ＣＡでメイン燃
料噴射を行う場合には、プレ噴射回数ｎは以下の手順て
決定することもできる。
【００２６】即ち３０゜ＣＡ回転するに要する時間は、 ３０／（６・Ｎe ） で表されるため、次式が成立する。 （ｎ−１）・ｔ ＋ ｔ’ ＝ ３０／（６・Ｎe ） 従ってプレ噴射回数ｎは次式によって決定される。
【００２７】 ｎ ＝ ＩＮＴ［（５／Ｎe −ｔ’）／ｔ］ ＋ １ ここで、 ＩＮＴ［・］は［ ］内の数値の整数部分をとる演算子 ｔ’は最後のプレ噴射とメイン噴射の間に必要な時間間
隔（単位は秒） ｔ はプレ噴射の間の時間間隔（単位は秒） Ｎe は内燃機関回転数（単位はｒｐｍ） である。
隔（単位は秒） ｔ はプレ噴射の間の時間間隔（単位は秒） Ｎe は内燃機関回転数（単位はｒｐｍ） である。
【００２８】ステップ７４においてｎ回のプレ噴射毎に
プレ噴射時間ＴＱP を、メイン噴射時間ＴＱm を出力し
てこのルーチンを終了する。なお図７に示すパイロット
噴射モードルーチンはプレ噴射回数算出手段１４と、パ
イロット噴射モード実行手段１５を構成する。図９は図
４に示す燃料噴射制御ルーチンのステップ４６で実行さ
れる通常噴射モードの詳細フローチャートである。
プレ噴射時間ＴＱP を、メイン噴射時間ＴＱm を出力し
てこのルーチンを終了する。なお図７に示すパイロット
噴射モードルーチンはプレ噴射回数算出手段１４と、パ
イロット噴射モード実行手段１５を構成する。図９は図
４に示す燃料噴射制御ルーチンのステップ４６で実行さ
れる通常噴射モードの詳細フローチャートである。
【００２９】ステップ９０１に於いて回転数（Ｎe ）、
コモンレール圧燃料圧力Ｐc を読み込む。ステップ９０
２にて、回転数Ｎe と図４のステップ４２で求められた
目標噴射量ＱFIN より噴射開始時期ＴＦＩＮを算出す
る。図１０は噴射開始時期ＴＦＩＮを決定するためのグ
ラフであって、横転に回転数Ｎe 、縦軸に噴射開始時期
ＴＦＩＮをとる。なお、パラメータは目標噴射量Ｑ FIN
である。なお、噴射開始時期ＴＦＩＮは、図１３に示す
様に、ＴＤＣを基準としている。
コモンレール圧燃料圧力Ｐc を読み込む。ステップ９０
２にて、回転数Ｎe と図４のステップ４２で求められた
目標噴射量ＱFIN より噴射開始時期ＴＦＩＮを算出す
る。図１０は噴射開始時期ＴＦＩＮを決定するためのグ
ラフであって、横転に回転数Ｎe 、縦軸に噴射開始時期
ＴＦＩＮをとる。なお、パラメータは目標噴射量Ｑ FIN
である。なお、噴射開始時期ＴＦＩＮは、図１３に示す
様に、ＴＤＣを基準としている。
【００３０】ステップ９０３にて、ステップ９０２で求
められたＴＦＩＮをもとに、第０番目のＮe パルスを基
準とした開弁時期ＴＴＦ′へ置き換えられる。本来な
ら、このＴＴＦ′時間後に燃料噴射弁に対し開弁指令
（駆動パルス）を出せばよいが、実際には、駆動パルス
出力後、時間ＴＤだけ遅れて燃料噴射弁は開弁する。し
かも、この遅れはコモンレール圧力と相関関係がある。
従って、この遅れを補正するために、ＴＴＦ＝（ＴＴ
Ｆ′−ＴＤ）時間後に駆動パルスを出す必要がある。そ
こでステップ９０４で、コモンレール内燃料圧力Ｐc の
関数として、燃料噴射弁の開弁遅れ時間ＴＤを求める。
図１１は、燃料噴射弁の開弁遅れ時間ＴＤを決定するた
めのグラフであって、横軸にコモンレール内圧力ＰC 、
縦軸に開弁遅れ時間ＴＤをとる。
められたＴＦＩＮをもとに、第０番目のＮe パルスを基
準とした開弁時期ＴＴＦ′へ置き換えられる。本来な
ら、このＴＴＦ′時間後に燃料噴射弁に対し開弁指令
（駆動パルス）を出せばよいが、実際には、駆動パルス
出力後、時間ＴＤだけ遅れて燃料噴射弁は開弁する。し
かも、この遅れはコモンレール圧力と相関関係がある。
従って、この遅れを補正するために、ＴＴＦ＝（ＴＴ
Ｆ′−ＴＤ）時間後に駆動パルスを出す必要がある。そ
こでステップ９０４で、コモンレール内燃料圧力Ｐc の
関数として、燃料噴射弁の開弁遅れ時間ＴＤを求める。
図１１は、燃料噴射弁の開弁遅れ時間ＴＤを決定するた
めのグラフであって、横軸にコモンレール内圧力ＰC 、
縦軸に開弁遅れ時間ＴＤをとる。
【００３１】そして、ステップ９０５にてＴＴＦ＝ＴＴ
Ｆ′−ＴＤとしてＴＴＦを算出し、ステップ９０６でこ
のＴＴＦと、前述した図４のステップ４３で求められた
噴射時間ＴＱとを出力してこのルーチンを終了する。な
おこのルーチンは通常噴射モード実行手段１３を構成す
る。図１２はパイロット噴射モードのタイミング図であ
って、横軸に時間、縦軸にＮe パルス、駆動パルス、駆
動電流および燃料噴射弁の弁リフトをとる。
Ｆ′−ＴＤとしてＴＴＦを算出し、ステップ９０６でこ
のＴＴＦと、前述した図４のステップ４３で求められた
噴射時間ＴＱとを出力してこのルーチンを終了する。な
おこのルーチンは通常噴射モード実行手段１３を構成す
る。図１２はパイロット噴射モードのタイミング図であ
って、横軸に時間、縦軸にＮe パルス、駆動パルス、駆
動電流および燃料噴射弁の弁リフトをとる。
【００３２】第１番目のＮe パルスで第１回目のプレ噴
射を実行し、そのｔ時間後に第２のさらにｔ時間後に第
３回目のプレ噴射を行い、第３番目のＮe パルスでメイ
ン噴射を実行する。なお第３回目のプレ噴射とメイン噴
射との時間間隔は必要な時間ｔ’が確保されている。図
１３は通常噴射モードのタイミング図であって、横軸お
よび縦軸は図１２と同一である。
射を実行し、そのｔ時間後に第２のさらにｔ時間後に第
３回目のプレ噴射を行い、第３番目のＮe パルスでメイ
ン噴射を実行する。なお第３回目のプレ噴射とメイン噴
射との時間間隔は必要な時間ｔ’が確保されている。図
１３は通常噴射モードのタイミング図であって、横軸お
よび縦軸は図１２と同一である。
【００３３】第０番目のＮe パルスを基準として、燃料
噴射弁の遅れ時間ＴＤを考慮したＴＴＦ時間後の駆動パ
ルスを出力し、目標燃料噴射量に相当する開弁時間ＴＱ
後に駆動パルスをオフとする。
噴射弁の遅れ時間ＴＤを考慮したＴＴＦ時間後の駆動パ
ルスを出力し、目標燃料噴射量に相当する開弁時間ＴＱ
後に駆動パルスをオフとする。
【００３４】
【発明の効果】本発明にかかる蓄圧式燃料噴射装置によ
れば、内燃機関の運転状態に応じた回数のプレ噴射を実
行することができ、運転状態に応じた燃焼を実現できる
とともに、最終回のプレ噴射とメイン噴射との間でメイ
ン噴射を確実に実行するために必要な最小の時間間隔を
確保することも可能となる。
れば、内燃機関の運転状態に応じた回数のプレ噴射を実
行することができ、運転状態に応じた燃焼を実現できる
とともに、最終回のプレ噴射とメイン噴射との間でメイ
ン噴射を確実に実行するために必要な最小の時間間隔を
確保することも可能となる。
【図１】図１は蓄圧式燃料噴射装置の基本構成図であ
る。
る。
【図２】図２は実施例の構成図である。
【図３】図３は噴射モード判定ルーチンのフローチャー
トである。
トである。
【図４】図４は燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
である。
である。
【図５】図５は目標燃料噴射量を決定するためのグラフ
である。
である。
【図６】図６は燃料噴射弁開弁時間を決定するためのグ
ラフである。
ラフである。
【図７】図７はパイロット噴射モードの詳細フローチャ
ートである。
ートである。
【図８】図８はプレ噴射回数を決定するためのグラフで
ある。
ある。
【図９】図９は通常噴射モードの詳細フローチャートで
ある。
ある。
【図１０】図１０は噴射開始時期を決定するためのグラ
フである。
フである。
【図１１】図１１は開弁遅れ時間を決定するためのグラ
フである。
フである。
【図１２】図１２はパイロット噴射モードのタイミング
図である。
図である。
【図１３】図１３は通常噴射モードのタイミング図であ
る。
る。
【図１４】図１４は燃料噴射弁の駆動回路の１例（イ）
および電流波形図（ロ）である。
および電流波形図（ロ）である。
２０１…内燃機関 ２０２ａ〜ｆ…燃料噴射弁 ２０３…コモンレール ２０４ａ〜ｆ…噴射制御用電磁弁 ２０５…燃料供給配管 ２０６…逆止弁 ２０７…高圧燃料ポンプ ２０８…燃料タンク ２０９…低圧燃料ポンプ ２１０…吐出量制御装置 ２１１…圧力センサ ２１２…回転数センサ ２１３…アクセル開度センサ ２１４…冷却水温度センサ ２１５…電子式制御装置（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−1351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−266139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−75051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−659（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−33812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/38 F02D 41/04 F02D 41/40 F02M 47/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ディーゼル機関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で検出された運転状態量に基づい
て燃料噴射モードを識別する燃料噴射モード識別手段
と、 前記ディーゼル機関の各気筒内に燃料を噴射する燃料噴
射弁と、 蓄積した電力を短時間に放電することにより前記燃料噴
射弁を開弁する燃料噴射弁駆動手段と、 前記燃料噴射モード識別手段で通常噴射モードと識別さ
れた時に所定の噴射タイミングで前記燃料噴射弁を開弁
して通常燃料噴射を実行する通常燃料噴射実行手段と、 前記運転状態検出手段で検出された運転状態量に基づい
て、所定の噴射タイミングで噴射されるメイン噴射に先
行して噴射される複数回のプレ噴射の噴射回数を設定す
るプレ噴射回数設定手段と、 前記燃料噴射モード識別手段でパイロット噴射モードと
識別された時に前記プレ噴射回数設定手段で設定された
噴射回数に応じて前記燃料噴射弁を開弁して複数回のプ
レ噴射を行うとともに、この複数回のプレ噴射の完了か
ら前記燃料噴射弁駆動手段の電力蓄積時間より長い所定
時間以上経過後にメイン噴射を行うパイロット燃料噴射
実行手段と、を具備する蓄圧式燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277172A JP3055585B2 (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 蓄圧式燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277172A JP3055585B2 (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 蓄圧式燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129296A JPH06129296A (ja) | 1994-05-10 |
| JP3055585B2 true JP3055585B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17579816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277172A Expired - Fee Related JP3055585B2 (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 蓄圧式燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055585B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4019484B2 (ja) | 1997-06-18 | 2007-12-12 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
| JP4010046B2 (ja) * | 1997-06-24 | 2007-11-21 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
| JPH11236848A (ja) | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火式内燃機関 |
| JP2001193463A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-07-17 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 直接噴射式ディーゼル機関 |
| JP3680259B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2005-08-10 | トヨタ自動車株式会社 | ディーゼル機関の燃料噴射装置 |
| DE102004053748A1 (de) * | 2004-11-06 | 2006-05-24 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren für den Betrieb einer selbstzündenden Brennkraftmaschine |
| US7201127B2 (en) | 2005-07-14 | 2007-04-10 | Caterpillar Inc | Internal combustion engine start-up operating mode and engine using same |
| JP4826540B2 (ja) | 2007-04-27 | 2011-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火内燃機関の燃料噴射システム |
| JP2015145641A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP4277172A patent/JP3055585B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06129296A (ja) | 1994-05-10 |
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