JP2002038997A - 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】 気筒毎に設けられる各燃料噴射弁の燃料噴射
量及び燃料噴射時期のばらつきを抑制する。 【解決手段】 エンジン運転状態に応じて基準噴射量Ｑ
ｍ及び基準噴射時期ＩＴｍを設定する（Ｓ２）。アイド
ル安定状態と判定されると（Ｓ３）、各噴射弁毎に、エ
ンジン回転数に基づいて噴射量補正値ΔＱｉを算出し
（Ｓ５）、この補正値ΔＱｉに基づいて噴射時期補正値
ΔＩＴｉを算出し（Ｓ６）、この補正値ΔＩＴｉに基づ
いて修正補正値ΔＱｉｎを算出し（Ｓ７）、これらの補
正値ΔＩＴｉ，ΔＱｉｎに基づいて基準噴射量Ｑｍ及び
基準噴射時期ＩＴｍを補正する（Ｓ８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃焼室に燃料を噴射
する燃料噴射弁が各気筒毎に設けられたディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジン用の燃料噴射制御装
置として、特開昭６２−２５８１６０号公報に示されて
いるコモンレール式の燃料噴射制御装置が知られてい
る。この装置では、コモンレールと呼ばれる一種のサー
ジタンク（燃料蓄圧室）内に燃料ポンプから圧送される
高圧燃料を蓄圧し、かつ、コモンレールに取り付けられ
る圧力センサの信号に基づいて上記高圧燃料の圧力をフ
ィードバック制御し、この燃料が噴射管を介して各気筒
の燃料噴射弁へ供給される。各燃料噴射弁には、針弁を
押圧するプッシュロッドの背圧を調整する電磁弁が設け
られ、この背圧に応じて針弁が開弁することにより、燃
料が噴射されるようになっている。

【０００３】また、燃料の噴射時期を補正制御するもの
としては、特開平１１−１３２０７７公報に示されてい
るような燃料噴射制御装置が知られている。これは、点
火プラグを有する燃焼室に燃料を直接供給するもので、
イオン検出回路により燃焼室内の燃焼状態を判定し、燃
焼状態が悪化していると判定されたときに、燃料噴射時
期を補正するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】コモンレール式の燃料
噴射制御装置では、例えば特開昭６２−２５８１６０号
公報の第２図に示すように、燃料噴射の開始及び終了時
期に対応して燃料噴射弁の電磁弁への通電時間が調整さ
れる。この電磁弁は、上述したように、直接針弁を駆動
する構成とはなっていない。つまり、電磁弁を開弁する
ことにより、針弁を駆動するプッシュロッドの背圧が減
少し、この背圧とばねのセット荷重との合力と、針弁の
燃料溜り室と針弁の弁体シート部の上流側にかかる圧力
との合力と、のバランスがくずれることにより、針弁が
開弁して燃料が噴射されるようになっている。

【０００５】しかしながら、上述したシート部の径は、
針弁やノズルボディの寸法公差等によりばらつきが生じ
易く、また、長時間の運転によりシートが摩耗する等に
起因して、経時的にシート部の径が拡大する傾向にあ
る。このように、複数の気筒の燃料噴射弁毎にシート部
の径つまり受圧面積が異なる場合、同一の制御信号によ
り各燃料噴射弁を駆動制御しようとすると、各燃料噴射
弁の噴射量や噴射時期にばらつきを生じてしまう。同様
に、針弁を押圧するプッシュロッドの寸法精度のばらつ
き等により、各燃料噴射弁の針弁のフリクションにばら
つきがある場合にも、同一制御信号で噴射時期や噴射量
を制御しようとすると、やはり燃料噴射弁毎の噴射量や
噴射時期にばらつきを生じてしまう。

【０００６】このような複数の燃料噴射弁における噴射
量や噴射時期にばらつきがあると、制御精度の低下を招
き、燃焼性能が低下することに加え、各気筒間でエンジ
ントルクや機械回転数が異なることとなるため、特にア
イドル時に不快な振動を生じるおそれがある。

【０００７】また、１サイクル中に１回のみの燃料噴射
を行う通常の単段噴射では、アイドルスピードを制御す
る等により、燃費の若干の悪化を伴うものの、上記のよ
うなアイドル時の振動をある程度抑制することができ
る。しかしながら、例えば１サイクル中に燃料を複数回
に分けて噴射する場合、つまり、主燃料の噴射前に燃料
を噴射するいわゆるパイロット噴射を行う場合、そのパ
イロット噴射時期やパイロット噴射量も各燃料噴射弁毎
のばらつきに起因して変化してしまう。このパイロット
噴射量は微少量であるため、その誤差が大きくなり易
く、この結果、パイロット噴射による燃料が着火しなか
ったり、または過大に燃焼してしまい、排気性能や音振
性能の大幅な悪化を招くおそれがある。

【０００８】更に、アイドル時以外の運転条件において
も、上述したような各気筒の燃料噴射弁毎に噴射時期や
噴射量にばらつきがあると、エンジンの（０．５次）振
動の悪化や、高負荷域における出力性能の低下や、スモ
ークの悪化等を生じるおそれがある。

【０００９】一方、特開平１１−１３２０７７公報に示
されているような燃料噴射制御装置では、燃焼室内の燃
焼悪化を検知して燃料供給時期を補正しているが、この
ような技術を、ディーゼルエンジン、特にパイロット噴
射を行うディーゼルエンジンに対応させても、あまり有
益ではない。これは、パイロット噴射が正常でなくて
も、主燃料が一応燃焼している限りは、パイロット噴射
の異常を検知できないためである。

【００１０】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、各気筒の燃料噴射弁毎の噴射量
及び噴射時期のばらつきを解消することを一つの目的と
している。

【００１１】また、本発明は、アイドル時におけるエン
ジン振動を抑制することを他の目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の燃料噴射制御装
置は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁が各気筒毎に
設けられたディーゼルエンジンに適用される。

【００１３】そして、請求項１の発明に係る燃料噴射制
御装置は、エンジン運転状態に応じて、上記燃料噴射弁
から噴射される燃料の基準噴射量及び基準噴射時期を設
定する手段と、アイドル安定状態を判定する手段と、各
気筒毎のエンジン回転数を検知する手段と、を有し、上
記アイドル安定状態と判定された時に、上記各気筒毎の
エンジン回転数に基づいて、上記基準噴射量の噴射量補
正値を各燃料噴射弁毎に算出するとともに、この噴射量
補正値に基づいて、上記基準噴射時期の噴射時期補正値
を各燃料噴射弁毎に算出し、これら噴射量補正値及び噴
射時期補正値に基づいて、上記基準噴射量及び基準噴射
時期を各燃料噴射弁毎に補正することを特徴としてい
る。

【００１４】このように、アイドル安定状態のときに各
燃料噴射弁の噴射量補正値及び噴射時期補正値を算出
し、これらの補正値に基づいて補正を行うため、燃焼状
態が明らかに悪化していなくても、各燃料噴射弁毎にき
め細かい補正を行うことができる。

【００１５】例えば、経時劣化や製造誤差等に起因し
て、ある気筒Ａの燃料噴射弁が、他の気筒の燃料噴射弁
に比して、燃料噴射時期が遅角しており、燃料噴射量が
相対的に少ない場合に、本発明に係る燃料噴射制御装置
によりアイドル安定状態のときに行われる動作について
説明する。この場合、この気筒Ａのトルク及びエンジン
回転数が他の気筒に比して相対的に小さくなるため、先
ず、このエンジン回転数の減少分を補うように、噴射量
補正値が増量側の値に設定される。次いで、この噴射量
補正値に基づいて、燃料噴射時期のずれを推定し、この
ずれを相殺するように、噴射時期補正値が設定される。

【００１６】好ましくは、請求項３に係る発明のよう
に、噴射量補正値が増量側の値の場合、噴射時期補正値
が進角側の値となり、噴射量補正値が減量側の値の場
合、噴射時期補正値が遅角側の値となるように設定され
る。上記のケースでは、噴射量補正値が増量側の値とな
るため、噴射時期補正値は、遅角分を相殺するように進
角側の値に設定される。

【００１７】また、詳細な説明は省略するが、ある気筒
Ａの燃料噴射弁の燃料噴射時期が相対的に進角し、燃料
噴射量が相対的に多い場合には、上記の場合と逆に、噴
射量補正量が減量側に、噴射時期補正量が遅角側の値に
設定される。

【００１８】このようにして設定された噴射量補正値及
び噴射時期補正値に基づいて、各気筒の燃料噴射弁の基
準噴射量及び基準噴射時期を補正する。これにより、各
燃料噴射弁の噴射時期及び噴射量のずれが正確に修正さ
れ、複数の燃料噴射弁で噴射特性が均一化され、気筒間
のトルクやエンジン回転数のばらつきが解消される。こ
の結果、アイドル時のエンジン振動等を効果的に抑制す
ることができる。

【００１９】また、このようにして設定された噴射量補
正値及び噴射時期補正値は、各燃料噴射弁の噴射特性の
ばらつきによって生じた補正分であるため、運転状態の
変化に対して変化量が小さい。

【００２０】従って、例えば請求項５に係る発明によう
に、アイドル安定状態以外の運転状態でも、上記噴射量
補正値及び噴射時期補正値に基づいて、上記基準噴射量
及び基準噴射時期を各燃料噴射弁毎に補正することによ
り、噴射弁毎の噴射特性のばらつきを有効に補正するこ
とができる。

【００２１】言い換えると、アイドル時以外の運転状態
等でも、これらの補正値を反映できるように、請求項４
に係る発明では、各燃料噴射弁毎の噴射量補正値及び噴
射時期補正値を記憶する記憶手段を有している。

【００２２】更に、これらの補正値は、燃料噴射弁の個
体差に基づく値であるために、１サイクル中に複数回の
燃料噴射を行うような場合には、それぞれの噴射制御に
対してこれらの補正値を適用することができる。

【００２３】例えば請求項６に係る発明では、１サイク
ル中に主燃料の噴射とは別にパイロット燃料を噴射する
パイロット噴射手段と、このパイロット噴射量の基準パ
イロット噴射量及び基準パイロット噴射時期を設定する
パイロット噴射設定手段と、を有し、少なくとも上記ア
イドル安定状態と判定された時に、上記噴射量補正値及
び噴射時期補正値に基づいて、上記基準パイロット噴射
量及び基準パイロット噴射時期を各燃料噴射弁毎に補正
している。

【００２４】このようなパイロット噴射時の噴射量は、
主燃料の噴射量に比して非常に微量であるため、噴射特
性のばらつきに起因して燃焼のばらつきを生じ易く、本
発明を適用することが特に有効である。

【００２５】更に好ましくは請求項８に係る発明のよう
に、アイドル安定状態と判定された時に、上記噴射時期
補正値に基づいて、上記噴射量補正値を修正噴射量補正
値へ補正し、これら噴射時期補正値及び修正噴射量補正
値に基づいて、上記基準噴射量及び基準噴射時期を補正
する。

【００２６】つまり、噴射時期補正値による噴射時期の
進角側又は遅角側への補正に伴うエンジントルクやエン
ジン回転数の変動を吸収するように、修正噴射量補正値
を設定し、この修正噴射量補正値に基づいて更に高精度
に基準噴射量を補正することができる。

【００２７】また、請求項２に係る発明は、上記燃料噴
射弁が、作動油圧に応じて燃料噴射ノズルを開閉するニ
ードル弁と、上記ニードル弁への作動油圧を調整する電
磁弁と、を有し、各電磁弁を駆動制御することにより、
各燃料噴射弁の噴射時期及び噴射量が制御されることを
特徴としている。

【００２８】このように、作動油圧に応じて針弁が開閉
駆動する形式の燃料噴射弁では、針弁や燃料噴射ノズル
の寸法公差や経時劣化、針弁のフリクションのばらつき
等に起因して、燃料噴射弁の噴射特性に個体差が生じ易
いため、各燃料噴射弁の噴射特性のばらつきを解消し得
る本発明に特に適している。

【００２９】請求項７に係る発明は、各気筒毎に設けら
れる複数の燃料噴射弁に共通の高圧燃料を供給する燃料
蓄圧室（コモンレール）を有することを特徴としてい
る。

【００３０】このように複数の燃料噴射弁に共通の高圧
燃料が供給されるものでは、上述した本発明による補正
制御により、各燃料噴射弁の燃料噴射量及び噴射時期の
補正分のみを正確に抽出することが可能となるため、本
発明に特に適している。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、アイドル安定状態のときに、各燃料噴射弁毎に噴射
量補正値及び噴射時期補正値を算出し、これらの補正値
を用いて各燃料噴射弁毎に補正を行なうため、燃焼状態
等の影響をあまり受けることなく、各燃料噴射弁の噴射
特性のばらつきを正確に補正することができる。この結
果、各燃料噴射弁の噴射量及び噴射時期を均一化して、
各気筒のエンジントルクやエンジン回転数のばらつきを
抑制し、燃焼性能，運転性能の向上を図ることができ
る。

【００３２】特に、各気筒毎のエンジントルクやエンジ
ン回転数のばらつきによるアイドル時のエンジン振動を
確実に抑制することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る燃料噴射制
御装置を、直列４気筒型ディーゼルエンジンに適用した
実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

【００３４】図１は、この実施形態の燃料噴射制御装置
の全体構成を示し、図２は、各気筒の燃焼室にそれぞれ
設けられる燃料噴射弁１を示している。

【００３５】図２に示すように、燃料噴射弁１は、噴射
ノズルホルダ２、噴射ノズル３及び噴射弁駆動部４から
構成されており、リテーニングナット５により、噴射ノ
ズルホルダ２と噴射ノズル３が一体化されている。噴射
ノズル３内には、針弁摺動孔６及び燃料溜まり室７が形
成され、先端にはその燃料溜まり室７に連通する燃料噴
射ノズル孔８が形成されている。上記針弁摺動孔６に
は、針弁９の大径部１０が摺動自在に嵌合されている。
この針弁９の大径部１０には、連結部１１が形成される
とともに、下方先端部には小径部１２及び弁体部１３が
一体形成されている。そして、この弁体部１３によっ
て、シート部Ｘが開閉され、ノズル孔８からの噴射がオ
ン・オフされる。

【００３６】また、上記針弁９の連結部１１の先端に
は、プッシュロッド１４が一体的に連結されている。ま
た。針弁９はバネ１６により閉方向に付勢されている。
また、ピン１７は噴射ノズル３と噴射ノズルホルダ２の
位置決めを行なっている。プッシュロッド１４は噴射ノ
ズルホルダ２に形成されたシリンダ１５内に摺動自在に
嵌合されている。

【００３７】噴射ノズルホルダ２の上部には、針弁９及
びプッシュロッド１４を駆動する噴射弁駆動部４が配設
されている。噴射弁駆動部４内には電磁弁２２が内蔵さ
れており、コネクタ部２３を介して電源が供給される。
電磁弁２２はプッシュロッド１４の背圧室３８と低圧室
（燃料タンク）を連通する連通路３９を開閉し、これに
よりプッシュロッド１４の背圧室３８内の燃料の圧力
（作動油圧）が調整される。この背圧室３８内の燃圧に
応じて針弁９が開閉駆動され、燃料噴射がオン・オフ制
御されるようになっている。なお、噴射弁制御駆動部４
はロックナット２５により、噴射ノズルホルダ２に結合
されている。また、噴射弁１内のリーク燃料は燃料出口
２４より、燃料タンク内に戻される。

【００３８】噴射ノズルホルダ２には、燃料供給通路１
９が形成され、その一端が噴射ノズルホルダ２の表面に
露出され、他端が燃料溜まり室７に連通されている。さ
らに、噴射ノズルホルダ２の表面部においてインレット
１８が装着され、燃料供給通路１９と連通している。

【００３９】そして、後記コモンレール２６の高圧燃料
は、インレット１８、燃料供給通路１９を介して燃料溜
まり室７に供給される。通常、針弁９はプッシュロッド
１４を介してバネ１６により閉方向に付勢されている
が、この状態から電磁弁２２が開制御されると、背圧室
３８内の高圧燃料が連通路３９を介して低圧室側へ流れ
ることにより、背圧室３８内の圧力が低下する。これに
より、針弁９及びプッシュロッド１４が燃料溜まり室７
に付加されている燃料圧力により開弁し、燃料が噴射さ
れることになる。

【００４０】このような燃料噴射弁１（１Ａ〜１Ｄ）
は、図１に示すように、各気筒＃１，＃２，＃３，＃４
毎にそれぞれ設けられる。各噴射弁１は、対応する各気
筒の燃焼室へ直接燃料を噴射するようになっており、そ
れぞれ噴射管２７を介して各気筒共通の高圧燃料蓄圧
室、いわゆるコモンレール２６に接続されている。この
コモンレール２６には、供給管２８及びチェック弁２９
を介して高圧供給ポンプ３０が接続されている。この高
圧供給ポンプ３０は、燃料タンク３１から燃料フィルタ
３２及び燃料フィードポンプ３３を経て吸入された燃料
を昇圧し、所定の高圧状態に制御するものである。すな
わち、エンジンの回転に同期してカムロブを有するドラ
イブシャフト３４が回転し、高圧供給ポンプ３０内のピ
ストンが往復運動し、燃料フィードポンプ３３からの燃
料が加圧され、コモンレール２６に供給される。また、
高圧供給ポンプ３０には常にコモンレール圧を所望の圧
力に制御するための吐出量制御用電磁弁３５を備えてい
る。

【００４１】電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６は、各種
エンジン制御処理を記憶，実行するメモリ，ＣＰＵを備
えており、後述するように、エンジン回転センサ４０や
アクセル開度センサ４１等の信号から判断されるエンジ
ン回転数（エンジン回転速度）Ｎｅ，アクセル開度Ａｃ
ｃ等のエンジン運転状態に応じて、各噴射弁１Ａ〜１Ｄ
から噴射される燃料が適切な燃料噴射量及び燃料噴射時
期となるように、電磁弁２２（図１）に制御信号を出力
する。また、電子制御ユニット３６は、圧力センサ３７
により検出されるコモンレール圧に基づいて、このコモ
ンレール２６の吐出量をフィードバック制御する。

【００４２】図３は、本実施形態に係る制御の流れを示
すフローチャートである。この図３のルーチンは、各噴
射弁１Ａ〜１Ｄに対してそれぞれ適用されるように、少
なくとも１８０°ＣＡ以下の周期で繰り返し実行され
る。

【００４３】Ｓ（ステップ）１では、エンジン回転数Ｎ
ｅ及びアクセル開度Ａｃｃ等の各種エンジン運転条件が
読み込まれる。

【００４４】Ｓ２では、Ｓ１で読み込まれた運転条件に
応じて、基準噴射量Ｑｍ、基準噴射時期ＩＴｍ、基準パ
イロット噴射量Ｑｐｍ、基準パイロット噴射時期ＩＴｐ
ｍ、基準コモンレール圧Ｐｍを算出する。

【００４５】これらの値は、全ての燃料噴射弁１Ａ〜１
Ｄに対して共通に適用されるもので、各値の定義を図４
に示す。この実施形態では、所定の運転状態では、１サ
イクル中に複数回に分けて燃料噴射が行われる。つま
り、所定の運転状態では、主燃料Ｆａの噴射に先駆けて
パイロット燃料Ｆｂを噴射するパイロット噴射が行われ
る。

【００４６】そして、圧縮上死点から主燃料Ｆａの噴射
（開始）時期までの進角量（クランク角度）を基準噴射
時期ＩＴｍとし、この基準噴射時期ＩＴｍからの噴射期
間を基準噴射量Ｑｍとし、上記基準噴射時期ＩＴｍから
パイロット燃料Ｆｂの噴射開始時期までの進角量（クラ
ンク角度）を基準パイロット噴射時期ＩＴｐｍとし、こ
の基準パイロット噴射時期ＩＴｐｍからの噴射期間を基
準パイロット噴射量Ｑｐｍと定義している。

【００４７】これらの基準値は、例えばエンジン回転数
Ｎｅやアクセル開度Ａｃｃに基づいて図５に示す制御マ
ップを参照することにより算出される。図５に示す各マ
ップ（ａ）〜（ｅ）は、あらかじめ電子制御ユニット３
６のメモリ内に記憶しておく。例えば図５（ｃ）に示す
ように、基準パイロット噴射量Ｑｐｍは、低温予混合燃
焼を行う領域つまり低回転低負荷領域（Ｉ）や高回転高
負荷領域（ＩＶ）では０（ゼロ）とされ、それ以外の領
域（ＩＩ），（ＩＩＩ）ではそれぞれ所定の値Ｑｐ１，
Ｑｐ２に設定される。

【００４８】なお、必要に応じて、これらの基準値を冷
却水温等に基づいて補正しても良い。

【００４９】再び図３を参照して、続くＳ３では、アイ
ドル安定状態にあるかの判定を行なう。例えばアイドル
スイッチのＯＮ状態が一定時間継続した場合、アイドル
安定状態であると判定し、Ｓ４へ進む。

【００５０】Ｓ４では、各気筒毎のエンジン回転数Ｎｅ
ｉ（ｉ＝１，２，３，４）を算出する。例えば、図６に
示すように、上記のエンジン回転センサ４０の検出信号
に基づいて、各気筒毎に所定期間（エンジン回転数サン
プリング期間）ΔＤの平均エンジン回転数が逐次読み込
まれて、各気筒のエンジン回転数Ｎｅｉが逐次算出され
る。このサンプリング期間ΔＤは、好ましくは図６に示
すように、各気筒毎のエンジントルクやエンジン回転数
のばらつきが最も表れ易い膨張行程中に設定される。

【００５１】Ｓ５では、各気筒のエンジン回転数が均一
の値Ｎｅｍとなるように、各気筒の燃料噴射弁１毎に、
基準噴射量Ｑｍに対する噴射量補正値ΔＱｉを算出す
る。つまり、複数の気筒間でエンジン回転数がばらつく
ことなく一定の値Ｎｅｍとなるように、個々の燃料噴射
弁１毎に燃料噴射量を補正する。例えば、図７に示すよ
うな関係をあらかじめ電子制御ユニット３６のメモリ内
に記憶しておき、この関係に基づいて、気筒毎の噴射量
補正値ΔＱｉを算出する。つまり、図７に示すように、
目標値Ｎｅｍからエンジン回転数Ｎｅｉを減算した値が
増加するほど噴射量補正値ΔＱｉを増量させ、減少する
ほど噴射量補正値ΔＱｉを減量させる。

【００５２】Ｓ６では、気筒毎の噴射量補正値ΔＱｉに
基づいて、基準噴射時期ＩＴｍに対する噴射時期補正値
ΔＩＴｉを算出する。具体的には、図８に示すようなデ
ータを予め電子制御ユニット３６のメモリ内に記憶して
おき、このデータに基づいてΔＩＴｉを決定する。つま
り、図８に示すように、噴射量補正値ΔＱｉが増量する
ほど噴射時期補正値ΔＩＴｉを進角側に増量させ、噴射
量補正値ΔＱｉが減量するほど噴射時期補正値ΔＩＴｉ
を遅角側に増量させる。

【００５３】Ｓ７では、気筒毎の噴射時期補正値ΔＩＴ
ｉから、Ｓ４で算出された各気筒毎の噴射量補正値ΔＱ
ｉを補正して修正噴射量補正値ΔＱｉｎを算出する。た
とえば、図９に示すようなデータを予め電子制御ユニッ
ト３６のメモリ内に記憶しておき、このデータに基づい
て、修正噴射量補正値ΔＱｉｎを決定する。つまり、図
９に示すように、噴射時期補正値ΔＩＴｉが進角側に増
量するほど、修正噴射量補正値ΔＱｉｎを減量させ、噴
射時期補正値ΔＩＴｉが遅角側に増量するほど、修正噴
射量補正値ΔＱｉｎを増量させる。

【００５４】Ｓ８では、Ｓ５〜７で算出された補正値を
反映して、最終的な各制御指令値を算出，設定する。つ
まり、各燃料噴射弁１毎に、基準噴射量Ｑｍに修正噴射
量補正値ΔＱｉｎを加算して最終的な燃料噴射量Ｑｉを
算出，設定し、基準噴射時期ＩＴｍに噴射時期補正値Δ
ＩＴｉを加算して最終的な噴射時期ＩＴｉを算出，設定
する。また、パイロット噴射にも、主燃料噴射用の補正
値ΔＱｉｎ，ΔＩＴｉを適用している。つまり、各気筒
の燃料噴射弁１毎に、基準パイロット噴射量Ｑｐｍに修
正噴射量補正値ΔＱｉｎを加算して最終的なパイロット
噴射量Ｑｐｉを設定するとともに、基準パイロット噴射
時期ＩＴｐｍに噴射時期補正値ΔＩＴｉを加算して最終
的なパイロット噴射時期ＩＴｐｉを設定する。更に、Ｓ
２で算出された基準コモンレール圧Ｐｍを最終的なコモ
ンレール圧Ｐとして設定する。

【００５５】このような設定値に基づいて、基準コモン
レール圧が制御されるとともに、各気筒の燃料噴射弁１
毎に燃料噴射量及び燃料噴射時期がそれぞれ独立して制
御される。実際には、各燃料噴射弁１の電磁弁２２の駆
動パルス信号がそれぞれ制御される。

【００５６】これらＳ５〜Ｓ８の処理について、図１０
を参照して更に考察する。図１０の（ａ）は電磁弁２２
の基準駆動パルス特性を示しており、タイミングａ１が
基準噴射時期ＩＴｍに対応しており、期間ａ２が基準噴
射量Ｑｍに対応している。（ｂ）〜（ｄ）は、この電磁
弁２２の基準駆動パルス特性に多少の応答遅れをもって
追従する針弁９のリフト特性のいくつかの例を表してい
る。

【００５７】これらの（ｂ）〜（ｄ）に示すように、針
弁９のリフト特性には、針弁９のフリクションのばらつ
き、針弁９やシート部Ｘの寸法ばらつき及び経時劣化等
の要因により、多少の個体差が存在する。具体的には、
標準的な針弁のリフト特性（ｂ）に対し、（ｃ），
（ｄ）に示すように、針弁の立ち上がりのばらつきが、
立ち下がりのばらつきよりも相対的に大きくなる傾向に
ある。

【００５８】従って、例えば（ｆ）に示すように、ある
気筒の針弁９の立ち上がりが相対的に早い場合、その燃
料噴射時期が実質的に進角するとともに燃料噴射量が増
加し、その気筒のトルク及びエンジン回転数が他の気筒
に比して大きくなる傾向にある。

【００５９】このような場合、本実施形態では、先ず、
エンジン回転数の（トルク）の不要な増加分を低減する
ように、噴射量補正値ΔＱｉが減少側の値（マイナス
値）に設定される（図７，図３のＳ５，図１１の（ｅ）
参照）。次いで、このような噴射量補正値ΔＱｉの減少
化に基づいて、針弁の立ち上がりが早すぎると認識し、
この立ち上がりの進角分を相殺するために、噴射時期補
正値ΔＩＴｉが遅角側の値に設定される（図８，Ｓ６，
図１１の（ｉ）参照）。また、このような噴射時期の遅
角化に伴うエンジン回転数（トルク）の減少分を補うた
めに、上記の噴射量補正値ΔＱｉを少し増量させた最終
的な修正噴射量補正値ΔＱｉｎを算出している（図９，
Ｓ７，図１１の（ｉ）参照）。従って、これらの噴射時
期補正値ΔＩＴｉ及び修正噴射量補正値ΔＱｉｎに基づ
いて得られるリフト特性（ｊ）は、標準的なリフト特性
（ｂ）にほぼ同一のものとなる。

【００６０】逆に、図１１の（ｈ）に示すように、ある
気筒の針弁９の立ち上がりが他の噴射弁１に比して遅い
場合、その燃料噴射時期が相対的に遅角するとともに燃
料噴射量が減少する傾向にあり、その気筒のトルク及び
エンジン回転数が相対的に低くなってしまう。

【００６１】このような場合、本実施形態では、先ずエ
ンジン回転数（トルク）の低下分を補うように、その気
筒の噴射量補正値ΔＱｉが増量側の値（プラス値）に設
定される（図７，図３のＳ５，図１１の（ｇ）参照）。
次いで、このような噴射量補正値ΔＱｉの増量補正に基
づいて、針弁の立ち上がりが遅すぎることを認識し、こ
の遅角分を相殺するように、噴射時期補正値ΔＩＴｉが
進角側の値に設定される（図８，Ｓ６，図１１の（ｋ）
参照）。更に、このような噴射時期の進角化によるエン
ジン回転数（トルク）の増加分を低減するために、噴射
量補正値ΔＱｉを少し減量した修正噴射量補正値ΔＱｉ
ｎを算出している（図９，Ｓ７，図１１の（ｋ）参
照）。これらの噴射時期補正値ΔＩＴｉ及び修正噴射量
補正値ΔＱｉｎに基づいて得られるリフト特性（ｌ）
は、標準的なリフト特性（ｂ）にほぼ同一のものとな
る。

【００６２】再び図３を参照して、続くＳ９では、現在
の運転条件と噴射時期補正値ΔＩＴｉ及び修正噴射量補
正値ΔＱｉｎを学習する。つまり、各気筒の燃料噴射弁
１Ａ〜１Ｄ毎の補正値ΔＩＴｉ，ΔＱｉｎを、最新の学
習量ΔＩＴｉｐ及びΔＱｉｎｐとして電子制御ユニット
３６のメモリ内に記憶する。この記憶された内容は、エ
ンジン停止後も保存され、後述するＳ１０の他、次回の
始動時にも反映される。従って、エンジン始動時から気
筒毎にばらつきのない高精度な燃料噴射制御を行うこと
ができ、その制御精度が著しく向上する。

【００６３】また、Ｓ３でアイドル安定状態ではないと
判断された場合には、Ｓ１０に進み、各制御指令値に対
して、最新の学習値ΔＩＴｉｐ，ΔＱｉｎｐを反映させ
る。つまり、アイドル安定状態以外の運転状態において
も、各燃料噴射弁１Ａ〜１Ｄ毎に、最新のΔＩＴｉｐ及
びΔＱｉｎｐに基づいて、基準噴射量Ｑｍ，基準噴射時
期ＩＴｍ，基準パイロット噴射量Ｑｐｍ，及び基準パイ
ロット噴射時期ＩＴｐｍを補正して、最終的な制御指令
値Ｑｉ，ＩＴｉ，Ｑｐｉ，ＩＴｐｉ及びＰを算出，設定
する。

【００６４】以上のように本実施形態では、アイドル安
定状態のときに、各気筒毎のエンジン回転数Ｎｅｉに基
づいて各燃料噴射弁１Ａ〜１Ｄの修正噴射量補正値ΔＱ
ｉｎ及び噴射時期補正値ΔＩＴｉを算出し、これらの補
正値に基づいて燃料噴射量及び燃料噴射時期をそれぞれ
補正しているため、燃料噴射弁１Ａ〜１Ｄ毎の燃料噴射
量及び噴射時期のばらつきを精度良く解消することがで
きる。この結果、燃料噴射弁１Ａ〜１Ｄ間の個体差等に
起因するアイドル時のエンジン振動等を確実に抑制する
ことができる。

【００６５】また、上記のように求められた修正噴射量
補正値ΔＱｉｎ及び噴射時期補正値ΔＩＴｉは、噴射弁
の部品寸法やフリクションのばらつき，経時劣化等によ
り生じる各燃料噴射弁１Ａ〜１Ｄ毎の噴射特性のばらつ
きの補正分であり、運転状態の変化に対して変化量が小
さいため、アイドル運転時以外の運転状態や、主燃料の
噴射以外のパイロット噴射に適用しても、他の補正制御
に悪影響を与えるようなことはなく、各噴射弁の噴射特
性のばらつきを精度良く吸収することができる。

【００６６】特に、噴射量が少ないパイロット噴射の噴
射量や噴射時期にばらつきがあると、排気性能や音振性
能が大幅に悪化するおそれがあるが、この実施形態によ
れば、このようなパイロット噴射時の噴射量や噴射時期
を、主燃料噴射と同じ補正値ΔＱｉｎ，ΔＩＴｉを流用
して、容易かつ正確に修正することができる。

【００６７】更に言えば、これらの修正噴射量補正値Δ
Ｑｉｎ及び噴射時期補正値ΔＩＴｉを学習値として記
憶，保存しているため、上記のようにアイドル時以外の
運転時にも流用できる他、エンジン始動時にもこれらの
学習値を反映させることができる。

【００６８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変
更や改良等を含むものである。例えば６気筒のエンジン
にも同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置を示す概略構成図。

【図２】図１の燃料噴射弁を単体で示す断面対応図。

【図３】本実施形態の制御の流れを示すフローチャー
ト。

【図４】各基準値の定義を示す説明図。

【図５】各基準値設定用のマップ。

【図６】エンジン回転数サンプリング期間を示す説明
図。

【図７】噴射量補正値ΔＱｉの設定用データ。

【図８】噴射時期補正値ΔＩＴｉの設定用データ。

【図９】修正噴射量補正値ΔＱｉｎの設定用データ。

【図１０】本実施形態の作用説明図。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｄ…燃料噴射弁 ８…ノズル孔 ９…針弁 ２２…電磁弁 ２６…コモンレール ３６…電子制御ユニット ４０…エンジン回転センサ

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 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ａ Ｅ Ｆ 47/02 47/02 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA22 CC06T CC08T CC14 CC64T CC66 CC67 CC68U CC70 CD26 CE22 DA01 DA04 DA09 DB01 DB07 DC04 DC09 DC18 3G301 HA02 HA06 JA04 JA05 JA24 JA37 KA07 LB06 LB11 MA11 MA18 MA23 NC01 ND01 NE01 NE06 NE11 NE12 PB08A PB08Z PE01Z PF03Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁が各
   気筒毎に設けられたディーゼルエンジンおいて、 エンジン運転状態に応じて、上記燃料噴射弁から噴射さ
   れる燃料の基準噴射量及び基準噴射時期を設定する手段
   と、アイドル安定状態を判定する手段と、各気筒毎のエ
   ンジン回転数を検知する手段と、を有し、 上記アイドル安定状態と判定された時に、上記各気筒毎
   のエンジン回転数に基づいて、上記基準噴射量の噴射量
   補正値を各燃料噴射弁毎に算出するとともに、この噴射
   量補正値に基づいて、上記基準噴射時期の噴射時期補正
   値を各燃料噴射弁毎に算出し、これら噴射量補正値及び
   噴射時期補正値に基づいて、上記基準噴射量及び基準噴
   射時期を各燃料噴射弁毎に補正す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】 上記燃料噴射弁が、作動油圧に応じて燃
   料噴射ノズルを開閉するニードル弁と、上記ニードル弁
   への作動油圧を調整する電磁弁と、を有し、各電磁弁を
   駆動制御することにより、各燃料噴射弁の噴射時期及び
   噴射量が制御されることを特徴とする請求項１に記載の
   ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 上記噴射量補正値が増量側の値の場合、
   上記噴射時期補正値が進角側の値となり、上記噴射量補
   正値が減量側の値の場合、上記噴射時期補正値が遅角側
   の値となるように設定されていることを特徴とする請求
   項１又は２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御
   装置。
4. 【請求項４】 各燃料噴射弁毎の噴射量補正値及び噴射
   時期補正値を記憶する記憶手段を有することを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載のディーゼルエンジン
   の燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】 上記アイドル安定状態以外の運転状態で
   も、上記噴射量補正値及び噴射時期補正値に基づいて、
   上記基準噴射量及び基準噴射時期を各燃料噴射弁毎に補
   正することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】 １サイクル中に主燃料の噴射とは別にパ
   イロット燃料を噴射するパイロット噴射手段と、 このパイロット噴射量の基準パイロット噴射量及び基準
   パイロット噴射時期を設定するパイロット噴射設定手段
   と、を有し、 少なくとも上記アイドル安定状態と判定された時に、上
   記噴射量補正値及び噴射時期補正値に基づいて、上記基
   準パイロット噴射量及び基準パイロット噴射時期を各燃
   料噴射弁毎に補正することを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
   置。
7. 【請求項７】 各気筒毎に設けられる複数の燃料噴射弁
   に共通の高圧燃料を供給する燃料蓄圧室を有することを
   特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディーゼル
   エンジンの燃料噴射制御装置。
8. 【請求項８】 上記アイドル安定状態と判定された時
   に、上記噴射時期補正値に基づいて、上記噴射量補正値
   を修正噴射量補正値へ補正し、これら噴射時期補正値及
   び修正噴射量補正値に基づいて、上記基準噴射量及び基
   準噴射時期を補正することを特徴とする請求項１〜７の
   いずれかに記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
   置。