JP3295986B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁弁を励磁すること
によって燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の燃料噴射装置とし
て、例えばディーゼル機関のシリンダ内に燃料を噴射す
るコモンレール式ユニットインジェクタを用いた装置が
知られている。この装置では、電磁弁式のインジェクタ
によって燃料が噴射供給されている。

【０００３】この種の燃料噴射装置では、燃料の着火遅
れによって燃焼騒音やＮＯx が発生するのを防止するた
め、次のような工夫がなされている。例えば、特開昭５
９−１６５８５８号公報に記載のように、通常の燃料噴
射（以下メイン噴射と記載）を行う一定期間前に微量の
燃料を噴射する、所謂パイロット噴射を行っているので
ある。また、この種の燃料噴射装置では、メイン噴射と
パイロット噴射との間隔を内燃機関の回転数などに応じ
て変更し、一層良好に燃焼騒音やＮＯx の発生を防止す
ることがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の燃
料噴射装置では、パイロット噴射のため電磁弁のソレノ
イドに通電した電流によって、ソレノイド中に残留磁気
が生じ、次のようの問題が生じていた。すなわち、パイ
ロット噴射用励磁パルスとメイン噴射用励磁パルスとの
間隔が充分に長い場合は、パイロット噴射用励磁パルス
の残留磁気はメイン噴射用励磁パルスが電磁弁に印加さ
れるまでに消滅する。このため、ソレノイドの磁力は、
メイン噴射用励磁パルスが印加されると０から徐々に増
大し、メイン噴射はメイン噴射用励磁パルスに対して所
定の遅れ時間だけ遅れてなされる。ところが、各パイロ
ット噴射用励磁パルスとメイン噴射用励磁パルスとの間
隔が短い場合は、メイン噴射用励磁パルスが印加された
とき、電磁弁にはパイロット噴射用励磁パルスによる残
留磁気が残っている。このため、ソレノイドの磁化率が
残留磁気のレベルから増加し、メイン噴射用励磁パルス
に対する遅れ時間は短くなる。従って、メイン噴射の燃
料噴射時間が増加し、延いては燃料噴射量が増加してし
まう。

【０００５】そこで本発明は、内燃機関の燃料噴射装置
において燃料を複数回に分割して噴射する場合に、電磁
弁の励磁電流に対する燃料噴射量が変化するのを防止す
ることを目的としてなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１記載の発明（以下第１発明と記載）
は、電磁弁が励磁されることにより燃料を噴射するイン
ジェクタと、内燃機関の運転状態に応じて設定される間
隔で、上記電磁弁を複数回励磁することにより、内燃機
関の一回の燃焼に必要な燃料を上記複数回に分割して噴
射する主励磁手段と、を備えた内燃機関の燃料噴射装置
において、上記主励磁手段による上記電磁弁の励磁の間
で、かつ、上記電磁弁が励磁されていないとき、上記電
磁弁を上記インジェクタから燃料を噴射しない範囲で励
磁する補助励磁手段を設けたことを特徴とする内燃機関
の燃料噴射装置を要旨としており、請求項４記載の発明
（以下第２発明と記載）は、電磁弁が励磁されることに
より燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関の運転状
態に応じて設定される間隔で、上記電磁弁を複数回励磁
することにより、内燃機関の一回の燃焼に必要な燃料を
上記複数回に分割して噴射する主励磁手段と、を備えた
内燃機関の燃料噴射装置において、上記主励磁手段によ
る上記電磁弁の励磁の間で、かつ、上記電磁弁が励磁さ
れていないとき、上記電磁弁を上記主励磁手段とは逆極
性に励磁する補助励磁手段を設けたことを特徴とする内
燃機関の燃料噴射装置を要旨としている。さらに、請求
項５記載の発明（以下第３発明と記載）は、電磁弁が励
磁されることにより燃料を噴射するインジェクタと、上
記電磁弁を励磁して上記インジェクタから燃料を噴射す
る主励磁手段と、内燃機関の運転状態に応じて、上記主
励磁手段による燃料噴射に先立って上記電磁弁を励磁す
ることによる他の燃料噴射を行うか否かを判断する判断
手段と、を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、上
記判断手段によって、上記他の燃料噴射を行わないと判
断されたとき、上記主励磁手段による励磁の前で、上記
電磁弁を上記インジェクタから燃料を噴射しない範囲で
励磁する補助励磁手段を設けたことを特徴とする内燃機
関の燃料噴射装置を要旨としている。またさらに、請求
項６記載の発明（以下第４発明と記載）は、 電磁弁が励
磁されることにより燃料を噴射するインジェクタと、 内
燃機関の運転状態に応じて、上記電磁弁を励磁して上記
インジェクタから燃料を噴射する主励磁手段と、 を備え
た内燃機関の燃料噴射装置において、 上記主励磁手段
が、他の燃料噴射による磁気的影響が上記電磁弁に残っ
ていない状態から上記電磁弁を励磁するとき、その励磁
の前で、上記電磁弁を上記インジェクタから燃料を噴射
しない範囲で励磁する補助励磁手段を設けたことを特徴
とする内燃機関の燃料噴射装置を要旨としている。

【０００７】

【作用】このように構成された第１発明では、主励磁手
段は、内燃機関の運転状態に応じて設定される間隔で電
磁弁を複数回励磁し、このことにより、内燃機関の一回
の燃焼に必要な燃料を上記複数回に分割してインジェク
タより噴射する。例えば、一回の燃焼に必要な燃料をパ
イロット噴射とメイン噴射とに分割すれば、燃焼騒音や
ＮＯx の発生を防止することができる。

【０００８】また、補助励磁手段は、主励磁手段による
電磁弁の励磁の間で、かつ、電磁弁が励磁されていない
とき、電磁弁を励磁する。この補助励磁手段による励磁
は上記インジェクタから燃料を噴射しない範囲で電磁弁
を励磁するので、インジェクタは燃料を噴射しない。と
ころが、この補助励磁手段の励磁によっても電磁弁のソ
レノイドに残留磁気が残る。このため、主励磁手段によ
る上記複数の励磁の間隔に関わらず、主励磁手段は残留
磁気の存在する状態から電磁弁を励磁する。この結果、
主励磁手段による励磁間隔が離れている場合でも、主励
磁手段は残留磁気の存在する状態から電磁弁を励磁する
ので、燃料噴射量が主励磁手段の励磁間隔によって変化
しない。

【０００９】ここで、主励磁手段は電磁弁を励磁してイ
ンジェクタから燃料を噴射し、補助励磁手段はインジェ
クタから燃料を噴射しない範囲で電磁弁を励磁するので
あるが、この励磁量の相違は種々のパラメータによって
設定することができる。例えば、主励磁手段が励磁電流
を所定時間以上通電し、補助励磁手段が励磁電流を所定
時間以下通電することによって設定してもよい。また、
主励磁手段が所定電圧以上の励磁電圧を印加し、補助励
磁手段が所定電圧以下の励磁電圧を印加することによっ
て設定してもよい。

【００１０】次に、第２発明では、補助励磁手段が、主
励磁手段による電磁弁の励磁の間で、かつ、電磁弁が励
磁されていないとき、電磁弁を上記主励磁手段とは逆極
性に励磁する。すると、主励磁手段による残留磁気は、
補助励磁手段の励磁電流によって消滅する。このため、
主励磁手段による上記複数の励磁の間隔に関わらず、主
励磁手段は残留磁気の存在しない状態から電磁弁を励磁
する。この結果、主励磁手段による励磁間隔が近接して
いる場合でも、主励磁手段は残留磁気の存在しない状態
から電磁弁を励磁するので、燃料噴射量が主励磁手段の
励磁間隔によって変化しない。さらに、第３発明では、
判断手段が、主励磁手段による燃料噴射に先立って上記
電磁弁を励磁することによる他の燃料噴射を行わないと
判断したとき、その主励磁手段による励磁の前で、補助
励磁手段が、電磁弁を励磁する。この補助励磁手段は上
記インジェクタから燃料を噴射しない範囲で電磁弁を励
磁するので、インジェクタは燃料を噴射しないが、この
補助励磁手段の励磁によって電磁弁のソレノイドに残留
磁気が残る。従って、主励磁手段による燃料噴射に先立
って上記他の燃料噴射を行わない場合においても、上記
他の燃料噴射に引き続いて主励磁手段による燃料噴射が
行われる場合と同様に、残留磁気が存在する状態から電
磁弁が励磁される。この結果、いずれの場合でも、主励
磁手段は残留磁気の存在する状態から電磁弁を励磁する
ので、主励磁手段の励磁に対する燃料噴射量は変化しな
い。またさらに、第４発明では、主励磁手段が、他の燃
料噴射による磁気的影響が上記電磁弁に残っていない状
態から上記電磁弁を励磁するとき、その励磁の前で、電
磁弁を励磁する。この補助励磁手段は上記インジェクタ
から燃料を噴射しない範囲で電磁弁を励磁するので、イ
ンジェクタは燃料を噴射しないが、この補助励磁手段の
励磁によって電磁弁のソレノイドに残留磁気が残る。 従
って、主励磁手段による燃料噴射時には他の燃料噴射に
よる磁気的影響が残っていない場合においても、上記他
の燃料噴射による磁気的影響が未だに残っている状態か
ら主励磁手段による燃料噴射が行われる場合と同様に、
残留磁気が存在する状態から電磁弁が励磁される。 この
結果、いずれの場合でも、主励磁手段は残留磁気の存在
する状態から電磁弁を励磁するので、主励磁手段の励磁
に対する燃料噴射量は変化しない。

【００１１】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、次に本発明の好適な実施例としての多
気筒ディーゼル機関の燃料噴射装置を説明する。図１は
その燃料噴射装置を１気筒分のインジェクタおよび配管
系を中心に示す概略構成図である。

【００１２】図示するように、インジェクタ１のケーシ
ング２内には、弁体摺動孔３および燃料溜り室５が形成
され、先端には上記燃料溜り室５に連通するノズル孔７
が形成されている。上記弁体摺動孔３には、ノズルニー
ドル９の大径部１１が摺動自在に嵌合されている。この
ノズルニードル９の大径部１１の上部には、連結部１
３、下部に小径部１５および弁体部１７が一体形成さ
れ、この弁体部１７によりノズル孔７が開閉される。

【００１３】上記ノズルニードル９の連結部１３の先端
には、フランジ１９、ピストンピン２１およびピストン
２３が一体的に連結されている。上記フランジ１９とハ
ウジング２５との間には、バネ２７が架設され、ノズル
ニードル９に対して閉弁方向にバネ力を付勢している。

【００１４】上記ピストン２３は、シリンダ２９内に摺
動自在に嵌合され、シリンダ２９と共に作動室３１を形
成している。作動室３１の上部に設けた高圧燃料の流出
入口３３には、オリフィス３５を有するプレート弁３７
が当接され、ピストン２３の上端面で支持されたバネ体
３９の付勢力により押圧されている。

【００１５】この燃料噴射装置の燃料供給機構として
は、燃料タンク４１から流路４３を介して燃料を汲み上
げる燃料ポンプ４５と、燃料ポンプ４５から流路４７を
通じて供給した燃料を蓄圧して各インジェクタに供給す
る蓄圧配管（コモンレール）４９と、この蓄圧配管４９
からの燃料の供給方向を切り替え、インジェクタ１を開
閉制御する三方電磁弁５１とを備えており、また、蓄圧
配管４９から燃料溜り室５に燃料を供給する経路として
の流路５３、蓄圧配管４９と三方電磁弁５１との流路５
５、三方電磁弁５１と燃料タンク４１との流路５７が設
けられている。

【００１６】この三方電磁弁５１は、ソレノイド５１ａ
が励磁されていないときには、内蔵した図示しない弁座
が下がっている。この場合、三方電磁弁５１は、燃料タ
ンク４１と作動室３１との連通を遮断すると共に、蓄圧
配管４９と作動室３１とを連通させる。これにより、作
動室３１に高圧燃料が供給され、燃料噴射が停止され
る。

【００１７】また、ソレノイド５１ａが励磁されると上
記弁座を引き上げ、蓄圧配管４９と作動室３１との連通
を遮断すると共に、燃料タンク４１と作動室３１とを連
通さる。これにより、インジェクタ１の作動室３１から
燃料タンク４１へ燃料が排出される。この結果、インジ
ェクタ１に流路５３を介し供給される高圧燃料によりノ
ズルニードル９が開弁方向に移動されて、燃料噴射が実
行される。即ち、ノズルニードル９は、燃料溜り室５内
の燃料の圧力により生じる開弁方向の力が、作動室３１
内の燃料の圧力により生じる閉弁方向の力とバネ２７等
による付勢力との総和を上回った時、開弁方向に移動す
るのである。

【００１８】以上説明したインジェクタ１および燃料供
給機構の制御機構として、この燃料噴射装置は、図示し
ないアクセルの操作量（後述する負荷に対応する）を検
出するアクセルセンサ９４と、ディーゼル機関の回転数
を検出する回転数センサ９５と、燃料ポンプ４５の図示
しないポンプ軸に設けられ、該ポンプ軸の一回転毎に、
すなわちディーゼル機関の７２０°ＣＡ毎に所定の気筒
判別パルスＰ0 を発信する気筒判別センサ９６と、各セ
ンサ９４〜９６の検出信号に基づき、電子駆動回路９
７，９８を介してソレノイド５１ａを駆動する電子制御
回路９９とを備えている。

【００１９】電子駆動回路９７，９８はコンデンサを備
えた周知の電子駆動回路で、電子制御回路９９からの制
御信号に基づいて三方電磁弁５１のソレノイド５１ａに
励磁パルスＰ１〜Ｐ３を出力する。この励磁パルスＰ１
〜Ｐ３には、立上がり時に上記コンデンサに充電された
電荷が一時に放電されることにより、図３に例示するよ
うに、立上がりでオーバーシュートするピーク部ＰＰが
形成される。そして、このピーク部ＰＰの作用により、
ソレノイド５１ａに発生する磁力が飽和に達するまでの
時間を短縮することができる。

【００２０】また、電子駆動回路９７はパイロット噴射
用励磁パルスＰ１と後述するダミー用励磁パルスＰ３と
を出力し、電子駆動回路９８はメイン噴射用励磁パルス
Ｐ２を出力する。このため、パイロット噴射とメイン噴
射との間隔が小さくなり上記コンデンサの充電時間を下
回った場合でも、各励磁パルスＰ１，Ｐ２に確実にピー
ク部ＰＰを形成することができる。この場合、ダミー用
励磁パルスＰ３にはピーク部ＰＰが形成されないことが
あるが、制御上支承はない。

【００２１】次に、このように構成された本実施例の燃
料噴射装置の動作を説明する。図５，図６は電子制御回
路９９で実行される燃料噴射制御ルーチンを表すフロー
チャートである。なお、この処理は一回の燃焼行程毎に
繰り返し実行される処理である。

【００２２】処理を開始すると、先ず、ステップ１０１
にて、アクセルセンサ９４および回転数センサ９５の検
出信号に基づき、ディーゼル機関の負荷および回転数を
読み込む。続くステップ１０３では、読み込んだ負荷お
よび回転数に基づき、パイロット噴射が必要か否かを判
断する。すなわち、燃料の大部分を噴射するメイン噴射
に先だって、微量の燃料噴射（パイロット噴射）を行な
い、燃料の着火遅れを防止する必要があるか否かを判断
するのである。パイロット噴射が必要と判断した場合
は、続くステップ１０５へ移行する。ステップ１０５で
は、パイロット噴射用励磁パルスＰ１を出力するタイミ
ングＴＰ１，パイロット噴射用励磁パルスＰ１出力を停
止するタイミングＴＰ２，メイン噴射用励磁パルスＰ２
を出力するタイミングＴＭ１，およびメイン噴射用励磁
パルスＰ２出力を停止するタイミングＴＭ２を、ステッ
プ１０１で読み込んだ負荷および回転数に基づいて演算
する。なお、各タイミングＴＰ１〜ＴＭ２は、気筒判別
センサ９６が気筒判別パルスＰ0 を発信してから、上記
励磁パルスＰ１，Ｐ２が出力または出力停止されるまで
の時間で定義される。

【００２３】続いて、ステップ１０７へ移行すると、気
筒判別パルスＰ0 が発信されてから経過した時間Ｔが、
上記タイミングＴＰ１となったか否かを判断する。Ｔ＝
ＴＰ１となっていない場合は再びステップ１０７へ移行
して待機し、Ｔ＝ＴＰ１となると、続くステップ１０９
へ移行する。ステップ１０９では、パイロット噴射用励
磁パルスＰ１を出力してソレノイド５１ａへの通電を開
始する。続くステップ１１１では、Ｔ＝ＴＰ２となるま
で待機し、Ｔ＝ＴＰ２となるとステップ１１３へ移行す
る。ステップ１１３では、パイロット噴射用励磁パルス
Ｐ１の出力を停止してソレノイド５１ａへの通電を終了
する。

【００２４】続いてステップ１１５へ移行すると、ステ
ップ１０５で算出したタイミングＴＭ１とＴＰ１との差
が所定値ＴＴより小さいか否かを判断する。ＴＭ１−Ｔ
Ｐ１がＴＴ未満である場合は、続くステップ１１７へ移
行する。ステップ１１７では、Ｔ＝ＴＭ１となるまで待
機し、Ｔ＝ＴＭ１となると続くステップ１１９へ移行す
る。ステップ１１９では、メイン噴射用励磁パルスＰ２
を出力してソレノイド５１ａへの通電を開始する。続く
ステップ１２１では、Ｔ＝ＴＭ２となるまで待機し、Ｔ
＝ＴＭ２となると続くステップ１２３へ移行する。ステ
ップ１２３では、メイン噴射用励磁パルスＰ２の出力を
停止してソレノイド５１ａへの通電を終了した後、一旦
処理を終了する。

【００２５】このように、パイロット噴射が必要（ステ
ップ１０３：ＹＥＳ）で、かつＴＭ１−ＴＰ１が所定値
ＴＴ未満（ステップ１１５：ＹＥＳ）である場合は、図
７（Ｃ）に例示するように、ステップ１０５にて演算し
たタイミングでパイロット噴射用励磁パルスＰ１とメイ
ン噴射用励磁パルスＰ２とを出力する。

【００２６】一方、ＴＭ１−ＴＰ１が所定値ＴＴ以上で
あり、ステップ１１５にて否定判断すると、ステップ１
３１へ移行する。ステップ１３１では、ＴＭ１−ＴＰ１
が２ＴＴより小さいか否かを判断する。ＴＭ１−ＴＰ１
＜２ＴＴである場合は、ステップ１３３，１３５へ順次
移行し、後述するダミー用励磁パルスＰ３を出力するタ
イミングＴＤ１、およびダミー用励磁パルスＰ３の出力
を停止するタイミングＴＤ２（いずれも気筒判別パルス
Ｐ0 からの時間で定義される）を、次式によって設定す
る。

【００２７】 ＴＤ１＝（ＴＭ１＋ＴＰ１）／２ ……（Ａ） ＴＤ２＝ＴＤ１＋Ｃ１ （但し、Ｃ１は予め設定された所定値） ……（Ｂ） また、ＴＭ１−ＴＰ１が２ＴＴ以上である場合は、ステ
ップ１３９，１４１へ順次移行し、タイミングＴＤ１，
ＴＤ２を次式によって設定する。

【００２８】 ＴＤ１＝ＴＭ１−Ｃ２ （但し、Ｃ２は予め設定された所定値） ……（Ｃ） ＴＤ２＝ＴＤ１＋Ｃ１ （但し、Ｃ１は式Ｂで使用した所定値） ……（Ｄ） ステップ１３３，１３５若しくはステップ１３９，１４
１にてタイミングＴＤ１，ＴＤ２を設定すると、ステッ
プ１４３へ移行する。ステップ１４３では、気筒判別パ
ルスＰ0 が発信されてからの時間Ｔが、上記タイミング
ＴＤ１となるまで待機する。Ｔ＝ＴＤ１となると続くス
テップ１４５へ移行し、ダミー用励磁パルスＰ３を出力
してソレノイド５１ａへの通電を開始する。続くステッ
プ１４７では、Ｔ＝ＴＤ２となるまで待機し、Ｔ＝ＴＤ
２となると続くステップ１４９へ移行する。ステップ１
４９では、パイロット噴射用励磁パルスＰ１の出力を停
止してソレノイド５１ａへの通電を終了し、続くステッ
プ１１７へ移行する。ステップ１１７以下の処理では、
前述のようにタイミングＴＭ１からＴＭ２に至る間メイ
ン噴射用励磁パルスＰ２を出力して処理を終了する。

【００２９】このように、パイロット噴射が必要（ステ
ップ１０３：ＹＥＳ）で、かつＴＭ１−ＴＰ１が所定値
ＴＴ以上（ステップ１１５：ＮＯ）である場合は、図７
（Ａ）または図７（Ｂ）に例示するようにパイロット噴
射用励磁パルスＰ１，ダミー用励磁パルスＰ３，および
メイン噴射用励磁パルスＰ２を順次出力する。なお、図
７（Ａ）は式Ａ，ＢによってタイミングＴＤ１，ＴＤ２
を設定した場合に対応し、図７（Ｂ）は式Ｃ，Ｄによっ
てそれらを設定した場合に対応している。

【００３０】また、ステップ１０３にてパイロット噴射
が不要であると判断すると、ステップ１５１へ移行す
る。ステップ１５１では、ステップ１０１にて読み込ん
だ負荷，回転数に基づき、タイミングＴＭ１，ＴＭ２を
演算する。続いて、ステップ１３９以下の処理に移行
し、前述の処理を行なう。すなわち、式Ｃ，Ｄによって
タイミングＴＤ１，ＴＤ２を設定し、図７（Ｄ）に例示
するようにダミー用励磁パルスＰ３，メイン噴射用励磁
パルスＰ２を順次出力する。

【００３１】次に、図２はパイロット噴射が必要（ステ
ップ１０３：ＹＥＳ）で、かつＴＭ１−ＴＰ１が所定値
ＴＴ未満（ステップ１１５：ＹＥＳ）である場合の、イ
ンジェクタ１に関わる各種パラメータの変化を表すタイ
ムチャートである。タイミングＴＰ１にてパイロット噴
射用励磁パルスＰ１が出力されると、三方電磁弁５１の
ソレノイド５１ａの磁力が急峻に立ち上がる。磁力はそ
の後徐々に増大し、所定値に達すると飽和する。その間
に磁力は所定値Ｈ0 を超える。磁力が所定値Ｈ0 に達す
ると三方電磁弁５１の弁座の引き上げ量（電磁弁リフ
ト）が増加し始める。また、電磁弁リフトが増加し始め
ると、同時に作動室３１内の圧力（作動室圧力）もほぼ
一定勾配で減少し始める。

【００３２】この間に、作動室圧力は所定の開弁圧Ｐｒ
１を下回る。すると、バネ２７の付勢力および作動室圧
力によりノズルニードル９に閉弁方向に加わる力が、開
弁方向に加わる燃料圧力を下回る。これによって、ノズ
ルニードル９が上昇し、パイロット噴射が開始される。

【００３３】次に、タイミングＴＰ２にてパイロット噴
射用励磁パルスＰ１出力が停止されると、ソレノイド５
１ａの磁力がきわめて緩やかに減少し始める。そして、
磁力が上記所定値Ｈ0 を下回ると、電磁弁リフトが徐々
に減少する。電磁弁リフトが０に復帰すると、作動室圧
力がほぼ一定勾配で増加する。作動室圧力が所定の閉弁
圧Ｐｒ２を上回るとノズルニードル９が急峻に下がり、
燃料噴射率も瞬時に０となる。すなわち、パイロット噴
射が終了する。

【００３４】インジェクタ１はこのように動作するた
め、パイロット噴射用励磁パルスＰ１が出力されてから
実際にパイロット噴射を行なうまでに、所定の遅れ時間
Ｔ1 が存在する。続いて、タイミングＴＭ１にて、メイ
ン噴射用励磁パルスＰ２が出力される。すると、前回と
同様三方電磁弁５１のソレノイド５１ａの磁力が急峻に
立ち上がる。ところが図２の例では、タイミングＴＭ１
において、ソレノイド５１ａにはパイロット噴射用励磁
パルスＰ１による磁力が残っている。このため、メイン
噴射用励磁パルスＰ２が出力されると、ソレノイド５１
ａの磁力は即座に所定値Ｈ0 に達する。磁力が所定値Ｈ
0 に達すると、前述のように電磁弁リフトが増加すると
共に、作動室圧力が減少する。そして、作動室圧力が開
弁圧Ｐｒ１を下回るとメイン噴射が開始される。

【００３５】このように、ＴＭ１−ＴＰ１＜ＴＴである
場合は、メイン噴射用励磁パルスＰ２が出力されるタイ
ミングＴＭ１にて三方電磁弁５１のソレノイド５１ａに
磁力が残っている。この場合、メイン噴射用励磁パルス
Ｐ２が出力されると即座にソレノイド５１ａの磁力が所
定値Ｈ0 を超える。このため、メイン噴射用励磁パルス
Ｐ２が出力されてから、インジェクタ１が実際にメイン
噴射を行なうまでには、上記遅れ時間Ｔ1 より短い遅れ
時間Ｔ0 が存在する。

【００３６】次に、タイミングＴＭ２にてメイン噴射用
励磁パルスＰ２出力が停止されると、磁力が緩やかに減
少する。続いて、電磁弁リフトが０に復帰した後、作動
室圧力が閉弁圧Ｐｒ２を上回ると、メイン噴射が瞬時に
終了する。ここで、燃料噴射量は燃料噴射率を時間で積
分した値になる。このため、ステップ１０５では、タイ
ミングＴＭ１とＴＭ２との間隔を、ディーゼル機関の負
荷，回転数に対応する所望の燃料噴射量と、遅れ時間Ｔ
0 とに基づいて算出するのである。

【００３７】ところが、ＴＭ１−ＴＰ１が所定値ＴＴを
大きく上回ると、タイミングＴＰ２でソレノイド５１ａ
への通電が中止された後、タイミングＴＭ１までにソレ
ノイド５１ａの磁力が一旦０に戻ってしまう。この状態
から仮に直接メイン噴射用励磁パルスＰ２を出力する
と、次のような問題が発生する。すなわち、図４に例示
するように、タイミングＴＭ１にてメイン噴射用励磁パ
ルスＰ２を出力すると、ソレノイド５１ａの磁力は０か
ら立ち上がって徐々に所定値Ｈ0 に達する。このため、
メイン噴射用励磁パルスＰ２の出力からインジェクタ１
がメイン噴射を行なうまでの遅れ時間が、パイロット噴
射の場合と同じくＴ1 となってしまうのである。一方、
前述したように、タイミングＴＭ１とＴＭ２との間隔
は、遅れ時間Ｔ0 に基づいて算出されている。このた
め、実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量より少なくな
ってしまう。そこで、本実施例では、ダミー用励磁パル
スＰ３によって、次のように燃料噴射量を調整してい
る。

【００３８】図３は、パイロット噴射が必要（ステップ
１０３：ＹＥＳ）で、かつＴＭ１−ＴＰ１≧２ＴＴ（ス
テップ１１５：ＮＯ，ステップ１３１：ＮＯ）である場
合の、インジェクタ１に関わる各種パラメータの変化を
表すタイムチャートである。タイミングＴＰ２以降、ソ
レノイド５１ａの磁力は徐々に減少し、タイミングＴＤ
１には０近傍まで減少している。タイミングＴＤ１に
て、ダミー用励磁パルスＰ３が出力されると、ソレノイ
ド５１ａの磁力が急峻に立ち上がる。その後磁力が徐々
に増大して所定値Ｈ0 を超えると、電磁弁リフトが増加
すると共に作動室圧力が減少し始める。ところが、ダミ
ー用励磁パルスＰ３が出力されるタイミングＴＤ１とそ
の出力が停止されるタイミングＴＤ２との間隔（式Ｄに
おける所定値Ｃ１）は充分短く設定されている。このた
め、作動室圧力が開弁圧Ｐｒ１に達するまでに電磁弁リ
フトが０となり、作動室圧力は増加に転じる。従って、
ソレノイド５１ａが励磁されたにも関わらず燃料噴射が
なされない。続いて、メイン噴射用励磁パルスＰ２が出
力されるタイミングＴＭ１において、ソレノイド５１ａ
にはダミー用励磁パルスＰ３による磁力が残っている。
このため、ソレノイド５１ａの磁力は即座に所定値Ｈ0
に達し、遅れ時間Ｔ0 でメイン噴射が実行される。従っ
て、本実施例の燃料噴射装置では、パイロット噴射とメ
イン噴射との間隔に関わらず燃料噴射量を所望の値に制
御することができる。なお、パイロット噴射が必要でか
つＴＴ≦ＴＭ１−ＴＰ１＜２ＴＴである場合（図７
（Ｂ））も、また、パイロット噴射が不要である場合
（図７（Ｄ））も、ダミー用励磁パルスＰ３の作用によ
り同様に遅れ時間Ｔ0 でメイン噴射を実行することがで
きる。

【００３９】このように、本実施例の燃料噴射装置で
は、パイロット噴射用励磁パルスＰ１とメイン噴射用励
磁パルスＰ２との間隔が離れている場合でも、磁力が残
っている状態からソレノイド５１ａにメイン噴射用励磁
パルスＰ２を出力することができる。このため、メイン
噴射用励磁パルスＰ２の出力開始（タイミングＴＭ１）
からインジェクタ１がメイン噴射を実行するまでの遅れ
時間が常にＴ0 となり、パイロット噴射とメイン噴射と
の間隔によって燃料噴射量が変化するのを防止すること
ができる。また、上記実施例では、パイロット噴射を行
わない場合も、磁力が残っている状態からソレノイド５
１ａにメイン噴射用励磁パルスＰ２を出力することがで
きる。このため、パイロット噴射の有無によって燃料噴
射量が変化するのも防止することができる。

【００４０】従って、本実施例の燃料噴射装置を適用す
れば、ディーゼル機関の燃料噴射量を容易にかつ正確に
制御することができ、ディーゼル機関を安定して運転す
ることができる。なお、上記実施例において、電子駆動
回路９７，９８および電子制御回路９９が主励磁手段
に、電子駆動回路９７および電子制御回路９９が補助励
磁手段に相当する。そして、電子制御回路９９の処理に
おいては、ステップ１０７〜１１３，並びにステップ１
１７〜１２３が請求項１〜４に係る主励磁手段に、ステ
ップ１１７〜１２３が請求項５，６に係る主励磁手段
に、ステップ１４３〜１４９が補助励磁手段に、それぞ
れ相当する処理である。

【００４１】また、上記実施例では、ダミー用励磁パル
スＰ３のパルス幅を充分短くすることによって、インジ
ェクタ１による燃料噴射を防止しつつソレノイド５１ａ
に磁力を発生させているが、燃料噴射を防止しつつソレ
ノイド５１ａに磁力を発生させる方法はこの他にも種々
考えられる。

【００４２】例えば、ソレノイド５１ａの磁力が所定値
Ｈ0 以下で飽和するような低電圧の励磁パルスを常時出
力してもよい。この場合、ソレノイド５１ａには所定値
Ｈ0より低い磁力が常時発生しており、メイン噴射用励
磁パルスＰ２が印加されると（タイミングＴＭ１）即座
にその磁力が所定値Ｈ0 を超える。従って、パイロット
噴射とメイン噴射との間隔に関わらず、メイン噴射の遅
れ時間を常にＴ0 とすることができ、上記実施例と同様
の作用・効果を得ることができる。

【００４３】更に、上記各実施例では、タイミングＴＭ
１において常にソレノイド５１ａの磁力が残るようにし
ているが、上記時点における磁力を常に０とすることに
よって同様の作用・効果を得ることもできる。例えば、
図８のタイムチャートに例示するように、メイン噴射用
励磁パルスＰ２を印加する前に、各励磁パルスＰ１，Ｐ
２とは逆極性の逆極性励磁パルスＰ４を出力してもよ
い。パイロット噴射用励磁パルスＰ１の出力停止後のタ
イミングＴＧ１にて逆極性励磁パルスＰ４を出力する
と、ソレノイド５１ａはパイロット噴射用励磁パルスＰ
１によって生じた磁力とは逆極性に励磁される。このた
め、図に示すように、ソレノイド５１ａに残留していた
磁力が相殺され、タイミングＴＧ１以降急峻に低下す
る。続いて、磁力が０となる所定時間後のタイミングＴ
Ｇ２にて逆極性励磁パルスＰ４の出力を停止すると、磁
力は０に保持される。従って、タイミングＴＭ１にてメ
イン噴射用励磁パルスＰ２を出力したときは、磁力が０
から立ち上がる。このため、インジェクタ１は、タイミ
ングＴＭ１に対して遅れ時間Ｔ1 後に実際のメイン噴射
を実行する。このように制御することによって、パイロ
ット噴射とメイン噴射との間隔に関わらず、遅れ時間を
常時Ｔ1 とすることができ、上記各実施例と同様の作用
・効果を得ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明では、主
励磁手段による励磁間隔が離れている場合でも、主励磁
手段は残留磁気の存在する状態から電磁弁を励磁するの
で、燃料噴射量が主励磁手段の励磁間隔によって変化す
るのを防止することができる。

【００４５】また、第２発明では、主励磁手段による励
磁間隔が近接している場合でも、主励磁手段は残留磁気
の存在しない状態から電磁弁を励磁するので、燃料噴射
量が主励磁手段の励磁間隔によって変化するのを防止す
ることができる。従って、第１および第２発明では、内
燃機関の一回の燃焼に必要な燃料を複数回に分割して噴
射する内燃機関の燃料噴射装置において、電磁弁の励磁
電流に対する燃料噴射量が上記複数回の燃料噴射の間隔
によって変化するのを防止することができる。さらに、
第３発明では、主励磁手段による燃料噴射に先立って他
の燃料噴射を行わない場合でも、残留磁気が存在する状
態から電磁弁を励磁するので、主励磁手段の励磁に対す
る燃料噴射量が上記他の燃料噴射の有無によって変化す
るのを防止することができる。またさらに、第４発明で
は、主励磁手段による燃料噴射時には他の燃料噴射によ
る磁気的影響が残っていない場合でも、主励磁手段は残
留磁気が存在する状態から電磁弁を励磁するので、主励
磁手段の励磁に対する燃料噴射量がその燃料噴射に先立
つ他の燃料噴射の有無や該他の燃料噴射との間隔によっ
て変化するのを防止することができる。

【００４６】このため、第１，第２，第３，または第４
発明の燃料噴射装置を適用すれば、内燃機関の燃料噴射
量を容易にかつ正確に制御することができ、内燃機関を
安定して運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の燃料噴射装置を表す概略構成図であ
る。

【図２】実施例のダミー用励磁パルスを出力しない場合
のインジェクタ動作を表すタイムチャートである。

【図３】実施例のダミー用励磁パルスを出力する場合の
インジェクタ動作を表すタイムチャートである。

【図４】比較例のインジェクタ動作を表すタイムチャー
トである。

【図５】実施例の燃料噴射制御ルーチンを表すフローチ
ャートである。

【図６】実施例の燃料噴射制御ルーチンを表すフローチ
ャートである。

【図７】実施例の各種場合の励磁パルス出力タイミング
を表すタイムチャートである。

【図８】他の実施例のインジェクタ動作を表すタイムチ
ャートである。

【符号の説明】 １…インジェクタ ３１…作動室 ５
１…三方電磁弁 ５１ａ…ソレノイド ９４…アクセルセンサ ９
５…回転数センサ ９６…気筒判別センサ ９７，９８…電子駆動回路 ９
９…電子制御回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 47/00 F02M 45/02 F02M 45/04 F02M 45/08 F02D 41/20 F02D 41/34 F02D 41/38

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁弁が励磁されることにより燃料を噴
   射するインジェクタと、 内燃機関の運転状態に応じて設定される間隔で、上記電
   磁弁を複数回励磁することにより、内燃機関の一回の燃
   焼に必要な燃料を上記複数回に分割して噴射する主励磁
   手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、 上記主励磁手段による上記電磁弁の励磁の間で、かつ、
   上記電磁弁が励磁されていないとき、上記電磁弁を上記
   インジェクタから燃料を噴射しない範囲で励磁する補助
   励磁手段を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射
   装置。
2. 【請求項２】 上記主励磁手段が、励磁電流を所定時間
   以上通電することにより上記電磁弁を励磁して上記イン
   ジェクタから燃料を噴射し、 上記補助励磁手段が励磁電流を上記所定時間以下通電す
   ることにより上記電磁弁を上記インジェクタから燃料を
   噴射しない範囲で励磁することを特徴とする請求項１記
   載の内燃機関の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 上記主励磁手段が、所定電圧以上の励磁
   電圧を印加することにより上記電磁弁を励磁して上記イ
   ンジェクタから燃料を噴射し、 上記補助励磁手段が、所定電圧以下の励磁電圧を印加す
   ることにより上記電磁弁を上記インジェクタから燃料を
   噴射しない範囲で励磁することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の内燃機関の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 電磁弁が励磁されることにより燃料を噴
   射するインジェクタと、 内燃機関の運転状態に応じて設定される間隔で、上記電
   磁弁を複数回励磁することにより、内燃機関の一回の燃
   焼に必要な燃料を上記複数回に分割して噴射する主励磁
   手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、 上記主励磁手段による上記電磁弁の励磁の間で、かつ、
   上記電磁弁が励磁されていないとき、上記電磁弁を上記
   主励磁手段とは逆極性に励磁する補助励磁手段を設けた
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 電磁弁が励磁されることにより燃料を噴
   射するインジェクタと、上記電磁弁を励磁して上記インジェクタから燃料を噴射
   する主励磁手段と、 内燃機関の運転状態に応じて、上記主励磁手段による燃
   料噴射に先立って上記電磁弁を励磁することによる他の
   燃料噴射を行うか否かを判断する判断手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、上記判断手段によって、上記他の燃料噴射を行わないと
   判断されたとき、 上記主励磁手段による励磁の前で、上
   記電磁弁を上記インジェクタから燃料を噴射しない範囲
   で励磁する補助励磁手段を設けたことを特徴とする内燃
   機関の燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 電磁弁が励磁されることにより燃料を噴
   射するインジェクタと、 内燃機関の運転状態に応じて、上記電磁弁を励磁して上
   記インジェクタから燃料を噴射する主励磁手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、 上記主励磁手段が、他の燃料噴射による磁気的影響が上
   記電磁弁に残っていない状態から上記電磁弁を励磁する
   とき、その励磁の前で、上記電磁弁を上記インジェクタ
   から燃料を噴射しない範囲で励磁する補助励磁手段を設
   けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。