JP2982460B2 - ディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転条件に応じて燃料
噴射量や燃料噴射時期といった燃料噴射条件を算出し、
蓄圧室に一旦蓄えた高圧燃料をこれら燃料噴射条件に従
って噴射するディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭６０−６００２０号公報に
記載の様に、コモンレール式ユニットインジェクタは、
運転条件に応じてコモンレールの圧力を目標値に制御す
ると共に、この運転条件に応じた燃料噴射量や燃料噴射
時期を算出してインジェクタを開弁制御することによ
り、運転条件に対応する燃料噴射を行う様に構成されて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の運転状態では、
コモンレール圧が運転条件に応じた目標値に維持される
から、機関への燃料噴射は運転条件に応じたものとな
る。しかし、加速時や負荷増大時等においては、コモン
レール圧の目標値が急上昇するにもかかわらず、実際の
コモンレール圧の上昇が遅れる。このため、目標値より
低い圧力で燃料噴射が行われることとなり、図１４
（Ａ）に示す様に、噴射率が低下すると共に着火時期の
遅れを招き、スモークの増加や未燃ＨＣガスの増加やＣ
Ｏガスの増加といった排ガス性能の悪化を招くという問
題があった。

【０００４】また、高速走行から急に減速する様な運転
条件の変化があった場合には、逆にコモンレール圧が目
標値よりも高い状態のままになる。この様な状態では、
噴射率が高くなり、また、燃料が霧化し易いために、結
果として着火時期が早くなり（図１４（Ｂ））、騒音を
発生させたり、ＮＯｘが増加して排ガス性能の悪化を招
くという問題があった。

【０００５】本発明は、こうした運転条件の急変に見ら
れる様な過渡時においても、良好な排ガス性能を維持す
ることができ、加速時のスモークの増加や減速時のＮＯ
ｘの増加及び騒音の発生を防止することのできるディー
ゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置を提供することを目的と
して完成された。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するためになされた本発明のディーゼル機関の蓄圧式
燃料噴射装置は、ディーゼル機関へ供給する燃料を高圧
状態で一旦蓄えておく蓄圧室と、該蓄圧室へ燃料を圧送
する燃料圧送手段と、前記蓄圧室内の燃料圧力を検出す
る圧力検出手段と、ディーゼル機関の運転条件を検出す
る運転条件検出手段と、該運転条件検出手段により検出
される運転条件に基づいて前記蓄圧室の燃料の目標圧を
指示する目標圧指示手段と、該目標圧と前記圧力検出手
段による検出圧とを比較し、前記蓄圧室の燃料圧力を該
目標圧とする様に前記燃料圧送手段を駆動制御するフィ
ードバック制御手段と、前記運転条件検出手段により検
出される運転条件に対応した燃料噴射時期を指示する噴
射時期指示手段と、該指示された燃料噴射時期に基づい
て前記蓄圧室に蓄えられた高圧の燃料をディーゼル機関
へ噴射する燃料噴射手段とを備えるディーゼル機関の蓄
圧式燃料噴射装置において、前記目標圧を所定以上変更
すべき指示がなされたか否かを判断する判断手段と、該
判断手段により前記目標圧を所定以上変更すべき指示が
なされたと判断された場合は、該目標圧の変更を所定以
上の時間をかけて緩やかに実行する急変時目標圧変更手
段と、該急変時目標圧変更手段が作動する場合には、前
記燃料噴射時期の指示に当たって前記目標圧の緩やかな
変更を反映させる急変時噴射時期補正手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００７】この構成を採用した結果、例えば急加速時
の様に蓄圧室燃料の目標圧演算値が急上昇したとして
も、急変時目標圧変更手段によって、ある程度時間をか
けて緩やかに目標圧の変更が実行される。即ち、急加速
時に目標圧をステップ状に変更するのではなく、漸増さ
せることで最終的には演算による目標圧に変更していく
のである。この結果、実際の蓄圧室燃料圧は指令値より
大幅に下回るということがなく、指令と一致した状態で
漸増していく。このとき、急変時噴射時期補正手段が、
この目標圧の緩やかな変更を反映させた燃料噴射時期を
実現するから、着火が遅すぎたりしない。この結果、急
加速時にスモークが大量に発生したり、未燃ＨＣ，ＣＯ
エミッションを悪化させたりといった不具合が生じな
い。

【０００８】逆に、急に減速した様な場合には、急変時
目標圧変更手段が目標圧を緩やかに漸減させるから、こ
の場合にも実際の蓄圧室燃料圧が指令値とよく一致し、
しかも燃料噴射時期も急変時噴射時期補正手段によって
一度にではなく徐々に変更していくことになり、着火時
期が早すぎてＮＯｘが発生したり騒音を発生したりする
といった不具合を生じることがない。

【０００９】しかも、単に噴射時期を補正するのではな
く、目標圧を漸減又は漸増させることを併せて行う構成
としたから、蓄圧室燃料圧のオーバーシュート現象等の
予想困難な状態を生じることがなく、フィードバック制
御に無理がないことから圧力の制御性がよく、この点か
らも騒音の発生やエミッション悪化の助長といった従来
の不具合を的確に防止することができる。

【００１０】加えて、噴射時期補正量の計算において実
際に検出した燃料圧を用いようとすると、急加速・急減
速の際にはどうしても過去の検出値に頼らざるを得ず、
その分の誤差を解消することは極めて困難であったが、
本発明の構成によれば、目標圧の指令に無理がなく実際
の燃料圧がこれに良好に追従してくれるから、この目標
圧を用いて補正量の演算を行うことで、かかる検出遅れ
の問題をも簡単に解消することができる。即ち、蓄圧室
圧力の制御はもちろん、その他蓄圧室圧力に関連した各
種制御の精度を向上することができる。

【００１１】

【実施例】次に、図面に示す実施例によって本発明を詳
しく説明する。図１は可変吐出量高圧ポンプを備えるコ
モンレール式燃料噴射制御装置の構成説明図である。

【００１２】このコモンレール式燃料噴射制御装置１
は、６気筒のディーゼルエンジン２と、ディーゼルエン
ジン２の各気筒に燃料を噴射するインジェクタ３と、こ
のインジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧するコモン
レール４と、コモンレール４に高圧燃料を圧送する可変
吐出量高圧ポンプ５と、これらを制御する電子制御装置
（ＥＣＵ）６とを備える。

【００１３】ＥＣＵ６は、ディーゼルエンジン２の状
態、例えば回転数センサ７の検出値やアクセルセンサ８
の検出値等の運転条件を取り込み、ディーゼルエンジン
２の燃焼状態が最適となるような燃料噴射圧を実現する
ための目標コモンレール圧ＰＦＩＮを算出し、コモンレ
ール４に設けたコモンレール圧センサ９の検出値に基づ
いて実コモンレール圧ＰＣを目標コモンレール圧ＰＦＩ
Ｎに維持する様に可変吐出量高圧ポンプ５を駆動制御す
るコモンレール圧フィードバック制御を行う。

【００１４】可変吐出量高圧ポンプ５は、このＥＣＵか
らの制御指令に従って、燃料タンク１０に蓄えられた燃
料を低圧供給ポンプ１１を経て吸入し、自身の内部にて
高圧に加圧し、この加圧された高圧燃料を供給配管１２
を介してコモンレール４に圧送する。

【００１５】各インジェクタ３は、配管１３によって、
高圧燃料を蓄圧したコモンレール４と連結されている。
そして、各インジェクタ３に配設されたコントロール弁
１４を開閉動作することで、このコモンレール４にて蓄
圧されて目標コモンレール圧ＰＦＩＮとなった高圧燃料
が、ディーゼルエンジン２の各気筒の燃焼室へ噴射され
る。このインジェクタ３のコントロール弁１４の開閉動
作は、ＥＣＵ６からのインジェクタ制御指令に基づいて
実行される。このインジェクタ制御指令は燃料噴射量や
燃料噴射時期を調節するためのものであって、回転数セ
ンサ７やアクセルセンサ８等の運転条件検出手段からの
検出値に基づいて算出され、クランク角センサ１５や気
筒判別センサ１６等の検出値に基づいて、所定のタイミ
ングでＥＣＵ６から出力される。なお、可変吐出量高圧
ポンプ５に対する制御指令もクランク角センサ１５や後
述のカム角度センサ３８等からの検出値に基づいた所定
のタイミングで出力されている。

【００１６】次に、可変吐出量高圧ポンプ５の構成を図
２，図３に基づいて説明する。可変吐出量高圧ポンプ５
は、ハウジング２０と、その下端部に配設されたカム室
３０と、ハウジング２０内に配設されたポンプシリンダ
２１と、ポンプシリンダ２１に連通し、前記低圧供給ポ
ンプ１１から低圧燃料の供給を受ける導入管２２と、ポ
ンプシリンダ２１の上端部に螺着された電磁弁６０とを
備える。

【００１７】ポンプシリンダ２１の内部にはプランジャ
２３が液密を保って摺動自在に嵌挿されている。プラン
ジャ２３は円柱形状をなし、その上端面はポンプシリン
ダ２１の内周面と協同してポンプ室２４を形成する。ポ
ンプシリンダ２１には、コモンレール４への供給配管１
２が連結される吐出孔４１が穿設されている。

【００１８】また、ポンプシリンダ２１とハウジング２
０との間には燃料溜２６が形成され、導入管２２からハ
ウジング２０内へ導入された低圧燃料はここへ溜る様に
なっている。なお、燃料溜２６は、ポンプ室２４から溢
流する燃料の逃がしとしても作用する。

【００１９】吐出孔４１は、逆止弁４２を介して吐出口
４５に連通している。ポンプ室２４で加圧された燃料
は、この逆止弁４２の弁体４３を、リターンスプリング
４４の付勢力やコモンレール圧に抗して押し開くこと
で、吐出口４５から供給配管１２を通り、コモンレール
４に圧送されるのである。

【００２０】プランジャ２３の下端部は弁座３５に連結
され、弁座３５はプランジャスプリング２７によりカム
ローラ３３を備えたタペット３４に押圧されている。カ
ム室３０内には、ディーゼルエンジン２の回転速度の１
／２で回転するカム軸３１が挿通され、カム軸３１には
カムローラ３３と接触するカム３２が固定されている。
そして、カム軸３１の回転によりプランジャ２３は、カ
ムローラ３３，タペット３４を介してカム３２のカムプ
ロフィルに沿って上下に往復動する。

【００２１】カム３２は、カムプロフィルのプランジャ
２３の下死点をカム角度０度とすると、カム角度０度か
ら約３０度程度までの間をカム３２の外側に中心を有す
る曲率Ｒ₁ の円弧状の凹曲面３２ｃと、カム３２の内側
に曲率の中心を有する曲面３２ｄとからなり、カム角度
９０度でプランジャ２３が上死点に至る様なカムプロフ
ィルを有するほぼ楕円形状のものである。

【００２２】ポンプシリンダ２１の上端に螺着された電
磁弁６０は、ポンプ室２４に開口する低圧通路６１を開
閉する弁体６２を備えている。弁体６２は、いわゆる外
開弁である。従って、弁体６２は、通常はスプリング６
５によりポンプ室２４内へ開いた状態となって低圧通路
６１を開口する状態にあり、通電されるとスプリング６
５の付勢力に抗して移動し、低圧通路６１とポンプ室２
４とを遮断する状態になる。また、弁体６２は、ポンプ
室２４の内部の燃料圧力を閉弁方向の圧力として受ける
ことになるので、燃料圧力が高くなるほど閉弁時のシー
ル性が良くなる。

【００２３】この弁体６２によって開閉される低圧通路
６１は、ギャラリー６３および通路６４を介して燃料溜
２６に連通している。一方、プランジャ２３は、カム軸
３１の回転に伴ってポンプシリンダ２１内を上下動す
る。なお、プランジャ２３の下降は、プランジャスプリ
ング２７の復帰力によってなされる。

【００２４】プランジャ２３が下降する際に、通常開弁
状態にある電磁弁６０を介して、低圧燃料が燃料溜２６
からポンプ室２４へと吸入される。ポンプ室２４へ吸入
された燃料はプランジャ２３の上昇に伴って加圧傾向に
なるが、電磁弁６０が通電されていない場合は、低圧通
路６１，ギャラリー６３および通路６４を通って燃料溜
２６に溢流し、ポンプ室２４内の燃料の実質的な加圧は
行われない。

【００２５】これに対し、プランジャ２３の上昇中に電
磁弁６０に通電がなされると、弁体６２が低圧通路６１
を遮断するため、ポンプ室２４内の燃料は溢流すること
ができなくなり、加圧され始める。そして、ポンプ室２
４内の燃料圧力が上昇して、逆止弁４２のリターンスプ
リング４４の付勢力及び弁体４３に加わっているコモン
レール４の圧力に打ち勝つと、逆止弁４２が押し開か
れ、高圧燃料が吐出孔４１，吐出口４５および供給配管
１２を通ってコモンレール４へ圧送される。

【００２６】カム軸３１には、図３に示す様に、一つの
タイミングギヤ３６と、エンジン２の気筒数の１／２の
個数の可変吐出量高圧ポンプ５（本実施例においては３
個）とが配設される。なお、図では便宜的に、可変吐出
量高圧ポンプの一つは省略し、２個の可変吐出量高圧ポ
ンプ５ａ，５ｂだけを示している。また、図２に示した
ものと同じ構成には、それぞれ添字ａ，ｂを付してある
ので、それら添字ａ，ｂの付された構成の詳細な構造等
は図２を参照されたい。

【００２７】タイミングギヤ３６には、合計６個の突起
３７が配設されている。また、タイミングギヤ３６と近
接対向して、電磁ピックアップからなるカム角度センサ
３８が設けられている。タイミングギヤ３６に設けられ
た突起３７は、カム軸３１が１回転する間の各カム３２
ａ，３２ｂ、…の作用によって、各高圧ポンプ５ａ，５
ｂ，…で実行されるプランジャ２３ａ，２３ｂ，…の上
昇行程の開始タイミング（即ち、下死点到達時期）をカ
ム角度センサ３８にて検出するためのものである。この
カム角度センサ３８で検出されたタイミング信号は、Ｅ
ＣＵ６に入力される。

【００２８】ＥＣＵ６は、このカム角度センサ３８によ
るタイミング信号に基づいて電磁弁６０ａ，６０ｂ，…
へ駆動パルスを出力する。この駆動パルスは、図４に示
す様に、プランジャ２３の下死点位置で検出されるタイ
ミング信号を基準パルスとして、期間ＴＦ（以下、出力
待ち期間ＴＦという）だけ遅れて出力される。この駆動
パルスによって、電磁弁６０への通電が開始され、電流
の立上がりの関係で期間ＴＣ（以下、閉弁遅れＴＣとい
う）だけ遅れて弁体６２の閉弁が実行される。その後
は、プランジャ２３の上昇に伴うポンプ室２４の圧力上
昇によって弁体６２の閉弁状態が維持されるから、駆動
パルスは短い期間ＴＯＮが経過するとオフにされ、消費
電力の節約がなされている。外開弁故の利点である。

【００２９】こうして弁体６２が閉弁した後、プランジ
ャ２３が上死点に至るまでの期間がポンプ室２４内の燃
料加圧期間となり、図示ハッチングの部分の面積に比例
する量の燃料がコモンレール４へと圧送されることにな
る。従って、この図において、ハッチング面積が大きく
なるように、駆動パルスの出力時期を早くすればより多
くの燃料がコモンレール４へ圧送され、逆に出力時期を
遅くすればコモンレール４への燃料圧送量が減少する。
つまり、コモンレール４の圧力は、駆動パルスの出力時
期（出力待ち期間ＴＦ）によって調節することができる
のである。

【００３０】次に、このコモンレール４の圧力をフィー
ドバック制御するためのメインルーチンを説明する。Ｅ
ＣＵ６では、図５に示す様に、回転数センサ７の検出値
に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出し（Ｓ１）、アク
セルセンサ８の検出値をＡ／Ｄ変換してアクセル開度Ａ
ｃｃｐを求める（Ｓ２）。

【００３１】次に、これらエンジン回転数Ｎｅおよびア
クセル開度Ａｃｃｐに基づいて、図６に示す様な目標燃
料噴射量算出マップを参照し、目標燃料噴射量ＱＦＩＮ
を算出する（Ｓ３）。そして、この目標燃料噴射量ＱＦ
ＩＮおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて、図７に示す
様な目標コモンレール圧算出マップを参照し、目標コモ
ンレール圧ＰＦＩＮを算出する（Ｓ４）。なお、各マッ
プはＥＣＵ６の内蔵ＲＯＭに記憶されており、算出結果
ＱＦＩＮ，ＰＦＩＮ等は内蔵ＲＡＭに記憶される。

【００３２】続いて、目標コモンレール圧ＰＦＩＮの指
令値の変化の状態に応じたなまし処理を実行する（Ｓ
５）。この処理は、高圧ポンプ５による一サイクル毎の
目標コモンレール圧ＰＦＩＮの最大変化量を規定し、こ
れを超える場合は目標コモンレール圧ＰＦＩＮを修正し
て、予め規定した範囲内の変化に抑える処理である。

【００３３】このなまし処理の詳細を図８に示す。な
お、図中ｉ−１，ｉ等の添字は、エンジンのサイクル数
に相当し、ｉが今回のサイクルを、ｉ−１が一つ前のサ
イクルを表す。即ち、本実施例の様に６気筒エンジンの
場合は１２０°クランク角毎に、また４サイクル４気筒
エンジンであるならば１８０°クランク角毎に、この添
字の付いた変数が更新される。

【００３４】ステップＳ４で、今回の目標コモンレール
圧ＰＦＩＮｉが算出されると、前回の結果として記憶さ
れている圧力指令値ＰＦＩＮ”ｉ−１との差（目標圧変
更量）△ＰＦＩＮｉを算出する（ＳＳ１）。なお、圧力
指令値ＰＦＩＮ”ｉ−１は、前サイクルについて以下の
処理を行った結果、目標コモンレール圧ＰＦＩＮが所定
以上大きく変更されないと判断された場合は目標コモン
レール圧ＰＦＩＮそのままの値とされており、所定以上
大きく変更されていると判断された場合は目標コモンレ
ール圧ＰＦＩＮより変更量が小さい値とされている。以
下の処理においては、コモンレール圧のフィードバック
制御において無理なく迅速に指令に追従させることので
きる範囲内に圧力指令値ＰＦＩＮ”を決定している。従
って、その値は、実コモンレール圧ＰＣとよく一致した
値であり、現時点での実コモンレール圧ＰＣを精度よく
表した値といえる。

【００３５】こうしてまず今回の目標圧変更量△ＰＦＩ
Ｎｉが算出されると、次に、目標圧変更量△ＰＦＩＮｉ
が正か負か、すなわち減圧指令中か増圧指令中かを判定
する（ＳＳ２）。△ＰＦＩＮｉ≧０、すなわち増圧指令
中ならば、ステップＳＳ３−１へ進む。このステップＳ
Ｓ３−１では、目標圧変更量△ＰＦＩＮｉが、実コモン
レール圧ＰＣの増圧時最大変化量△ＰＭＡＸＵより大き
いか小さいかを判定する。なお、この増圧時最大変化量
△ＰＭＡＸＵは、増圧に当たって、いずれかの気筒につ
いての燃料噴射から他のいずれかの気筒への燃料噴射ま
での一噴射サイクルに対して最大上昇させることのでき
る圧力変化量以下に設定された値であり、高圧ポンプ５
の吐出能力等の関係から予め規定されている。

【００３６】ステップＳＳ３−１で「ＮＯ」と判定され
た場合は、ステップＳ４で算出した目標コモンレール圧
ＰＦＩＮｉをそのまま圧力指令値ＰＦＩＮ”ｉとして出
力する（ＳＳ４−１，ＳＳ５）。逆にステップＳＳ３−
１で「ＹＥＳ」と判定された場合は、前サイクルでの圧
力指令値ＰＦＩＮ”ｉ−１に増圧時最大変化量△ＰＭＡ
ＸＵを加えたものを今回のサイクルでの圧力指令値ＰＦ
ＩＮ”ｉとして出力する（ＳＳ４−２，ＳＳ５）。

【００３７】一方、ＳＳ２で減圧中と判定された場合
は、ステップＳＳ３−２へ進む。ここでは目標圧変更量
△ＰＦＩＮｉの絶対値が、減圧時最大変化量△ＰＭＡＸ
Ｄより大きいか小さいか判定している。この減圧時最大
変化量△ＰＭＡＸＤは、減圧に当たって一噴射サイクル
に対して最大減少させることのできる圧力変化量であっ
て、各部のリーク条件等の関係から規定される。実施例
の様なシステムにおいては、コモンレール圧を積極的に
低下させる手段を備えておらず、高圧ポンプ５による吐
出を行わなくした状態でのプランジャやインジェクタ等
の機器におけるリークに頼って圧力を低下させる構成と
なっているからである。

【００３８】このステップＳＳ３−２において「ＮＯ」
と判定された場合は、今回のサイクルにおける目標コモ
ンレール圧ＰＦＩＮｉをそのまま圧力指令値ＰＦＩＮ”
ｉとして出力し（ＳＳ４−４，ＳＳ５）、ステップＳＳ
３−２で「ＹＥＳ」と判定された場合は、前サイクルで
の圧力指令値ＰＦＩＮ”ｉ−１から減少時最大変化量△
ＰＭＡＸＤを減じたものを今回のサイクルでの圧力指令
値ＰＦＩＮ”ｉとして出力する（ＳＳ４−３，ＳＳ
５）。

【００３９】こうしてシステムの増圧時及び減圧時の追
従性能に基づいて修正された圧力指令値ＰＦＩＮ”ｉに
応じてコモンレール圧のフィードバック制御が実行され
る。従って、圧力指令値ＰＦＩＮ”と実コモンレール圧
ＰＣとはよく一致した状態となり、ＰＦＩＮ”＝ＰＣと
考えて差し支えない。

【００４０】このなまし処理が済むと、メインルーチン
は、図５のステップＳ６以下の処理へと進む。なお、こ
こで、以下の処理を説明する前に、以下の処理が必要な
理由を図１４にて詳しく説明しておく。一般的に、噴射
圧力が高い場合に噴射圧力が低い時と同様の噴射量を同
じ噴射時期に噴射すると、図示（Ｂ）の様に、噴射率が
高くなって着火遅れが短いこととなり、この結果、熱発
生率の重心が進角側にずれると共に全体が高くなる。こ
れはＮＯｘの大巾な上昇につながる。この様な状態は、
ちょうど噴射時期を必要以上に進角した場合に現れる。

【００４１】逆に圧力が十分高いつもりで実際には低い
圧力において燃料噴射を実行した場合には、図示（Ａ）
の様に、熱発生率の重心は遅角側にずれると共に全体が
低くなり、この結果、スモーク，パティキュレート等の
排出につながる。この様な状態は、ちょうど噴射時期を
必要以上に遅角した場合に現れる。

【００４２】従って、予定通りに圧力が下がりきってい
ない場合の燃料噴射においては噴射時期を遅らせ、予定
通りに圧力が上がりきっていない場合の燃料噴射におい
ては噴射時期を進めるとこれらの不具合を解消すること
ができる。これらのことから、ステップＳ６において
は、当初設定された目標コモンレールＰＦＩＮと、ステ
ップＳ５で演算された圧力指令値ＰＦＩＮ”との圧力差
分△Ｐを算出する。この圧力指令値ＰＦＩＮ”は、シス
テムの制御能力を考慮した最大変化量△ＰＭＡＸＵ，△
ＰＭＡＸＤにより修正されているから、結局は現在の実
コモンレール圧ＰＣに一致していると考えてよい。即
ち、現在の実コモンレール圧をタイムリーに検出するこ
とは極めて困難であるが、高圧ポンプ５の能力等に応じ
て修正された圧力指令値ＰＦＩＮ”を用いることで、目
標コモンレール圧ＰＦＩＮと実コモンレール圧ＰＣとの
現時点での正確な圧力差分が求められることになる。

【００４３】即ち、本実施例においては、どの程度補正
をしてやったらよいかの正確な基準を簡単に与えるた
め、ステップＳ６において、実コモンレール圧ＰＣでは
なく、圧力指令値ＰＦＩＮ”を用いて圧力差分△Ｐを求
めたのである。そして、この圧力差分△Ｐに応じて噴射
時期を補正するため、図９に示す様なエンジン回転数Ｎ
ｅと圧力差分△Ｐとをパラメータとした噴射時期補正マ
ップを参照して、噴射時期補正量△Ｔが算出される（Ｓ
７）。

【００４４】続くステップＳ８では、通常行われている
通り、エンジン回転数Ｎｅ及び噴射量ＱＦＩＮからなる
マップによって、基準となる噴射時期ＴＦＩＮを求め
る。この噴射時期ＴＦＩＮは、実コモンレール圧ＰＣ
が、目標コモンレール圧ＰＦＩＮに等しい時に有効な値
である。そこで、これにステップＳ７で求めた噴射時期
補正量△Ｔを加えた値を指令噴射時期ＴＦＩＮ”とし
（Ｓ９）、この指令噴射時期ＴＦＩＮ”を用いて、イン
ジェクタを駆動する（Ｓ１０）。

【００４５】以上の処理による作用を図１０及び図１１
に示す。図１０は目標コモンレール圧ＰＦＩＮが急上昇
した場合であり、Ｐ０からＰ１への目標コモンレール圧
の変化が大きく、増圧時の最大変化量△ＰＭＡＸＵを超
えている。このため、目標コモンレール圧ＰＦＩＮをそ
のまま指令値として用いるのではなく、ステップＳＳ３
−１，ＳＳ４−２の処理が実行されて変更前の圧力Ｐ０
に増圧時最大変化量△ＰＭＡＸＵを一噴射サイクル毎に
加算し、徐々に上昇させた圧力指令値ＰＦＩＮ”を制御
用の指令値として用いる。

【００４６】図１１は、目標コモンレール圧ＰＦＩＮが
急激に下降した場合であり、Ｐ０からＰ１への目標コモ
ンレール圧の変化量が、減圧時の圧力指令値の最大変化
量△ＰＭＡＸＤ以上になっている。このため、目標コモ
ンレール圧ＰＦＩＮをそのまま指令値として用いるので
はなく、ステップＳＳ３−２，ＳＳ４−３の処理が実行
されて変更前の圧力Ｐ０から減圧時最大変化量△ＰＭＡ
ＸＤを一噴射サイクル毎に減算し、徐々に降下させた圧
力指令値ＰＦＩＮ”を制御用の指令値として用いる。

【００４７】図１０の様な処理は、アクセル開度Ａｃｃ
ｐを０（全閉）から１（全開）にした場合等に実行され
る。この例を図１２に示す。図示の様に、アクセル開度
Ａｃｃｐが全閉から全開に変化すると、目標燃料噴射量
ＱＦＩＮは増大する。そして、目標コモンレール圧ＰＦ
ＩＮも増大する。しかし、コモンレール圧のフィードバ
ック制御には上述の様に修正された圧力指令値ＰＦＩ
Ｎ”が用いられる。従って、実コモンレール圧ＰＣは圧
力指令値ＰＦＩＮ”とよく一致した関係となる。そし
て、制御に無理がないため、実コモンレール圧ＰＣは、
オーバーシュートすることなく緩やかに上昇し、本来の
目標コモンレール圧に収束する。

【００４８】この間、実際の燃料噴射には修正された指
令噴射時期ＴＦＩＮ”が用いられる。この指令噴射時期
ＴＦＩＮ”は、圧力指令値ＰＦＩＮ”を用いて修正され
るが、結局は実コモンレール圧ＰＣを用いて修正したも
のと同じである。実コモンレール圧ＰＣの検出値を用い
る場合には何サイクルか前の値しか使用できないが、本
実施例によれば、まさにタイムリーな値を用いて的確な
修正を行うことができる。従って、過渡時においても着
火遅れ時期を極めて精度よく制御することができる。

【００４９】これに対し、図１３は、従来例を示してい
る。この従来例では、アクセル開度Ａｃｃｐのステップ
状で急激な変化と同時に噴射量，コモンレール圧，噴射
時期の各指令値ＱＦＩＮ，ＰＦＩＮ，ＴＦＩＮが共にス
テップ状に変化する。このうち噴射量と噴射時期は直ち
に指令値ＱＦＩＮ，ＴＦＩＮに追従することができる
が、実コモンレール圧ＰＣは即座に指令値ＰＦＩＮに追
従することができない。従って、この状態でインジェク
タ３を駆動するとスモーク，パティキュレート等の発生
を増加させ、エミッション上重大な問題をもたらす。

【００５０】減速時にあっても、本実施例では実コモン
レール圧ＰＣに一致する圧力指令値ＰＦＩＮ”を用いる
と共に、燃料噴射時期を徐々に変化させるから、着火遅
れ時期を精度よく制御することができ、従来の制御にお
ける様な騒音の発生やＮＯｘ増加の問題を生じることが
ない。

【００５１】また、図１２と図１３を比較すると分かる
様に、圧力の制御性についても実施例の方が従来例より
優れており、オーバーシュートが生じるといったこと等
がないという効果を奏する。圧力制御性が悪いと、騒音
の発生やエミション悪化の助長につながる。従って、本
実施例によれば、圧力制御性の向上によっても、騒音発
生やエミッション悪化を防止する効果がある。

【００５２】以上説明した様に、本実施例によれば、急
加速や急減速の様なコモンレール圧力が変化する過渡時
の噴射時期を理想状態に制御することができ、過渡時に
おけるＮＯｘ，スモーク，パティキュレートの発生を抑
えることができる。また、騒者の発生も抑えることがで
きる。

【００５３】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内の種
々なる態様を採用することができる。例えば、実施例で
は階段状に指令値ＰＦＩＮ”，ＴＦＩＮ”を漸増・漸減
させたが、もっとなめらかに直線的に漸増・漸減させる
構成としても構わない。

【００５４】

【発明の効果】以上の如く本発明のディーゼル機関の蓄
圧式燃料噴射装置によれば、運転条件の急変に見られる
様な過渡時においても、良好な排ガス性能を維持するこ
とができ、加速時のスモークの増加や減速時のＮＯｘの
増加及び騒音の発生を防止することができる。

【００５５】しかも、単に噴射時期を補正するだけでは
なく、目標圧を漸減又は漸増させることを合わせて実行
するから、蓄圧室燃料圧のオーバーシュート現象等の予
想困難な状態を生じることがなく、無理なくフィードバ
ック制御を行うことができるから圧力の制御性がよく、
この点からも騒音の発生やエミッション悪化の助長とい
った従来の不具合を的確に防止することができる。

【００５６】加えて、噴射時期補正量の計算において実
際に検出した燃料圧を用いようとすると、急加速・急減
速の際にはどうしても過去の検出値に頼らざるを得ず、
その分の誤差を解消することは極めて困難であったが、
本発明の構成によれば、指令されている目標圧は常に実
際の燃料圧とほぼ等しいことになるから、この目標圧を
用いて補正量の演算を行うようにすることで、かかる検
出遅れの問題をも簡単に解消することができる。即ち、
蓄圧室圧力の制御はもちろん、その他蓄圧室圧力に関連
した各種制御の制御性を向上し、その精度を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のシステムを示す構成図である。

【図２】 可変吐出量高圧ポンプの構成を示す断面図で
ある。

【図３】 可変吐出量高圧ポンプの構成を模式化した模
式図である。

【図４】 可変吐出量高圧ポンプの作動を説明するタイ
ミングチャートである。

【図５】 ＥＣＵの実施する燃料噴射制御のメインルー
チンのフローチャートである。

【図６】 目標燃料噴射量算出用のマップである。

【図７】 目標コモンレール圧算出用のマップである。

【図８】 ＥＣＵの実施する燃料噴射制御の中の指令値
なまし処理の詳細なフローチャートである。

【図９】 噴射時期補正用のマップである。

【図１０】 急加速時の目標コモンレール圧の変化と指
令値の変化の様子を示す説明図である。

【図１１】 急減速時の目標コモンレール圧の変化と指
令値の変化の様子を示す説明図である。

【図１２】 急加速時の制御状態のタイミングチャート
である。

【図１３】 従来例における急加速時の制御状態のタイ
ミングチャートである。

【図１４】 従来例の問題点を表した説明図である。

【符号の説明】

１・・・コモンレール式燃料噴射制御装置、２・・・デ
ィーゼルエンジン、３・・・インジェクタ、４・・・コ
モンレール、５・・・可変吐出量高圧ポンプ、６・・・
電子制御装置（ＥＣＵ）、７・・・回転数センサ、８・
・・アクセルセンサ、９・・・コモンレール圧センサ、
１０・・・燃料タンク、１１・・・低圧供給ポンプ、１
２・・・供給配管、１３・・・配管、１４・・・コント
ロール弁、１５・・・クランク角センサ、１６・・・気
筒判別センサ、２３・・・プランジャ、２４・・・ポン
プ室、２６・・・燃料溜、３２・・・カム、３８・・・
カム角度センサ、４２・・・逆止弁、４５・・・吐出
口、６０・・・電磁弁、６１・・・低圧通路、６２・・
・弁体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−117148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−174128（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/40 F02D 41/04 385

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼル機関へ供給する燃料を高圧状
   態で一旦蓄えておく蓄圧室と、 該蓄圧室へ燃料を圧送する燃料圧送手段と、 前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、 ディーゼル機関の運転条件を検出する運転条件検出手段
   と、 該運転条件検出手段により検出される運転条件に基づい
   て前記蓄圧室の燃料の目標圧を指示する目標圧指示手段
   と、 該目標圧と前記圧力検出手段による検出圧とを比較し、
   前記蓄圧室の燃料圧力を該目標圧とする様に前記燃料圧
   送手段を駆動制御するフィードバック制御手段と、 前記運転条件検出手段により検出される運転条件に対応
   した燃料噴射時期を指示する噴射時期指示手段と、 該指示された燃料噴射時期に基づいて前記蓄圧室に蓄え
   られた高圧の燃料をディーゼル機関へ噴射する燃料噴射
   手段とを備えるディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置に
   おいて、 前記目標圧を所定以上変更すべき指示がなされたか否か
   を判断する判断手段と、 該判断手段により前記目標圧を所定以上変更すべき指示
   がなされたと判断された場合は、該目標圧の変更を所定
   以上の時間をかけて緩やかに実行する急変時目標圧変更
   手段と、 該急変時目標圧変更手段が作動する場合には、前記燃料
   噴射時期の指示に当たって前記目標圧の緩やかな変更を
   反映させる急変時噴射時期補正手段とを備えたことを特
   徴とするディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置。