JP3360336B2

JP3360336B2 - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JP3360336B2
Application number: JP00341193A
Authority: JP
Inventors: 義明西島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 2002-12-24
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JPH06207548A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄圧式の内燃機関の燃
料噴射装置に係り、特に、その始動時において蓄圧室の
燃料圧を急速に高める様にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コモンレール式ユニットインジェ
クタを搭載したディーゼルエンジン車において、コモン
レール圧を制御するための可変吐出量高圧ポンプとし
て、例えば特開平２−１４６２５６号公報に記載される
もの等が知られていた。こうした可変吐出量高圧ポンプ
は、プランジャ室に嵌合されたプランジャが上昇する際
に、プランジャ室に取り付けられた外開式電磁弁を閉弁
し、プランジャ室の内圧を高めることによってコモンレ
ールとの間の逆止弁を開き、燃料油を圧送するというも
のであった。

【０００３】ところで、この公報にも記載される様に、
エンジン始動時にはコモンレール圧が低下しているの
で、コモンレール圧を急速に高める工夫が必要とされて
いた。このため、従来は、図１６に示すように、所定の
閉弁期間Ｔ１にわたって電磁弁を閉弁し、続いて短い開
弁期間Ｔ２だけ開弁する制御を繰り返す始動時制御が採
用されていた。

【０００４】この制御により、プランジャが上昇する間
の各Ｔ１の期間にわたって燃料油を圧送することがで
き、そのための燃料の吸入は、プランジャが下降する間
の各Ｔ２の期間に行われることとなった。そして、この
始動時制御は、コモンレール圧が所定以上になるか、エ
ンジン回転数が所定以上になるまで続けられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記閉弁期間Ｔ１は、
プランジャ上昇によって外開式電磁弁が自閉する圧力ま
でプランジャ室の内圧を上げることができる期間を考慮
して定めるのが望ましいが、始動時というのは過渡的で
あるためエンジンの状態が安定せず、エンジン個々の機
差や経年変化などもあることから、結局、図１６の［電
磁弁作動］に示すように、プランジャ上昇中に開いてし
まう状態が発生し、この期間は燃料の圧送がなされない
こととなった。また、このプランジャ上昇中の開弁の発
生によって、それ以前に一旦上昇した［プランジャ室圧
力］が再び下がってしまうこともあり、点線で示した理
想的な場合に比べて、燃料の圧送量はそれほど多くはな
らなかった。

【０００６】一方、上記開弁期間Ｔ２は、プランジャ下
降中にプランジャ室内へ十分な量の燃料油を吸入できる
期間を考慮して定めるのが望ましいが、上述と同様に、
これを精度よく定めるのは困難で、期間が短すぎて燃料
油の吸入が不十分となる場合があった。この燃料油の吸
入が不十分であると、次にプランジャが上昇する際の燃
料油の圧送量を低下させることになった。

【０００７】この様に、従来の始動時制御手法では、燃
料圧送においても燃料吸入においても無駄・無理が生
じ、始動時におけるコモンレール圧の上昇をそれほど早
められないという問題があった。そこで、本発明は、上
述した様な無駄や無理を排除し、始動時においてより早
くコモンレール圧を上昇させることのできる燃料噴射装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【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請求項１記載の発明は、プランジ
ャ室に嵌合されたプランジャの移動に合わせて制御弁を
開閉することで、プランジャ室内の燃料を蓄圧室へ圧送
する燃料圧送手段と、該制御弁の動作タイミングを設定
するための、前記プランジャの下死点に相当する基準信
号を、内燃機関の気筒を判別する気筒判別センサおよび
内燃機関の回転数を検出する回転数センサの少なくとも
一方のセンサ値に基づいて、出力する基準信号出力手段
と、前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する圧力検出手段
と、該圧力検出手段による検出値を燃料噴射の目標圧力
と比較し、前記蓄圧室の燃料圧力を該目標圧力とする様
に、前記基準信号に基づいて前記制御弁の動作タイミン
グを設定し、前記燃料圧送手段を駆動制御するフィード
バック制御手段とを備え、前記蓄圧室に蓄えられた燃料
にて燃料噴射をする内燃機関の燃料噴射装置において、
内燃機関の始動時には、所定時間毎に前記制御弁による
開閉動作を繰り返して、前記プランジャ室に吸入された
燃料を前記蓄圧室に圧送する第１の始動時制御を行い、
これに続き、前記基準信号出力手段における前記基準信
号が出力されたことが検出された後は、前記基準信号出
力手段による基準信号から判明するプランジャの上昇中
にわたって前記制御弁を閉弁し、同じく判明する下降中
にわたって前記制御弁を開弁する第２の始動時制御を実
行することによって、前記蓄圧室の燃料圧を急速に高め
る始動時制御手段を備えることを特徴とする。

【０００９】請求項１の発明によれば、機関始動後、気
筒判別センサおよび回転数センサの少なくとも一方のセ
ンサ値に基づいてプランジャの下死点に相当する基準信
号が基準信号出力手段より出力されたことが検出された
後は、その基準信号から判明するプランジャの上昇中に
わたって制御弁を閉弁し、同じく判明する下降中にわた
って制御弁を開弁する第２の始動時制御を実行する。

【００１０】この第２の始動時制御においては、プラン
ジャ上昇中は、ほぼずっと制御弁が閉じたままなので、
蓄圧室に対して最大限に燃料油を圧送することができ
る。また、プランジャ下降中は、ほぼずっと制御弁が開
いたままなので、プランジャ室内に十分に燃料油を吸入
することができる。即ち、蓄圧室への燃料油の圧送はプ
ランジャ上昇中のほぼ全期間にわたり、プランジャ室へ
の燃料油の吸入はプランジャ下降中のほぼ全期間にわた
り、それぞれ実行されることになる。

【００１１】さらに、内燃機関のクランキング直後には
こうした基準信号が得られないのが普通であるため、上
記第２の始動時制御手段による始動制御が実行できない
間は、第２の始動時制御に先立って、（例えば特開平２
−１４６２５６号などと同様な）第１の始動時制御が実
施される。この第１の始動時制御にて、所定の開弁期間
と閉弁期間とを繰り返す様に前記制御弁を開閉制御する
ことにより、機関始動開始直後の極初期に専用の始動時
制御を行う様にする。こうすれば、基準信号が得られな
い極初期の時点から蓄圧室へ燃料圧送を開始することが
でき、機関始動の直後から蓄圧室へ燃料圧送を開始する
ことができる。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】可変吐出量高圧ポンプ５は、このＥＣＵ６
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１
２を介してコモンレール４に圧送する。

【００１６】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。

【００１７】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（以下、Ｎｅセンサという）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、気筒判別センサ（以下、Ｇセンサという）１６や
アイドルスイッチ１７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Ｇセンサ１６やアイド
ルスイッチ１７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。

【００１８】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制御弁としての
電磁弁６０とを備える。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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、このカム曲面を
凹曲面３２ｃとすると共に、カムプロフィルでプランジ
ャ２３の上死点となる頂部３２ｄまでのカム角度を６０
度とする略正三角形状のものである。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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、二つの可変吐出量高圧ポンプ５
（第１高圧ポンプ５ａ，第２高圧ポンプ５ｂ）とが配設
されている。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。

【００２９】タイミングギヤ３６には、７本の突起３７
ａ〜３７ｇが設けられている。そして、このタイミング
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。これらタイミング
ギヤとカム角度センサ３８とにより、上述したＧセンサ
１６が構成される。

【００３０】突起３７ａ〜３７ｆは、エンジンの各気筒
の上死点位置に対応して等間隔に設けられている。より
具体的には、突起３７ａがエンジンの第１気筒の上死点
位置より４５度ＣＡ前に対応し、以下、突起３７ｂが第
５気筒の、突起３７ｃが第３気筒の、突起３７ｄが第６
気筒の、突起３７ｅが第２気筒の、突起３７ｆが第４気
筒の、各上死点より４５度ＣＡ前のタイミングに対応し
て設けられている。これに対し、突起３７ｇは他の突起
間隔と明確に差がある様に突起３７ａに近接して設けら
れている。従って、カム角度センサ３８により検出され
るパルス信号の間隔が極端に短くなるタイミングが検出
できたら、そこから４５度ＣＡにて第１気筒の上死点が
訪れることになる。

【００３１】一方、可変吐出量高圧ポンプ５ａにおける
プランジャ２３ａの下死点は、第１気筒，第３気筒，第
２気筒の上死点からエンジンクランク角にて３０度ＣＡ
遅れたタイミングになっており、上死点は、第５気筒，
第６気筒，第４気筒の上死点からエンジンクランク角に
て３０度ＣＡ遅れたタイミングになっている。また、他
方の可変吐出量高圧ポンプ５ｂのプランジャ２３ｂは、
これとちょうど正反対のタイミングで上死点・下死点に
なる。

【００３２】従って、Ｇセンサ１６の出力（以下、Ｇパ
ルスという）とＮｅセンサ７の出力（１５度ＣＡ毎に出
力され、以下、Ｎｅパルスという）とから各可変吐出量
高圧ポンプ５ａ，５ｂのプランジャ２３ａ，２３ｂの上
死点タイミングと下死点タイミングとを知ることができ
る。

【００３３】通常走行中に行われるコモンレール圧のフ
ィードバック制御においては、このＧパルス及びＮｅパ
ルスから検出されるプランジャ２３の下死点タイミング
に基づいて電磁弁６０の閉弁開始タイミングが与えられ
る。即ち、ＣＰＵ６は、図４に示す様に、プランジャ２
３の下死点タイミングに相当するＮｅパルスを基準パル
スとして、期間ＴＦ（以下、出力待ち期間ＴＦという）
だけ遅れて電磁弁駆動パルスを出力する。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。

【００３４】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、図示ハッチングの吐出面積に比例す
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、吐出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。

【００３５】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に示すように、Ｎｅパルスに基づいて
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Ａｃｃｐを求
める（Ｓ２）。

【００３６】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。

【００３７】こうして目標燃料噴射量ＱＦＩＮ及び目標
コモンレール圧が算出されると、これらに基づいて、イ
ンジェクタ１４及び電磁弁６０の駆動制御を実行する
（Ｓ５，Ｓ６）。この内、コモンレール圧制御ルーチン
では、図８に示すように、コモンレール圧制御条件を示
すモードフラグＭＦに何が設定されているかに応じて
（Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３）、第１の始動時制御（Ｓ１
５）、第２の始動時制御（Ｓ１６）、ノーマル制御（Ｓ
１７）のいずれかに基づいてコモンレール圧の制御が実
行される。

【００３８】モードフラグＭＦ＝１は、後述する第１の
始動時制御をすべき状態を意味し、モードフラグＭＦ＝
２は、第２の始動時制御をすべき状態を意味し、モード
フラグＭＦ＝３は、ノーマル制御をすべき状態を意味す
る。モードフラグＭＦには、これら１，２，３の外に、
「０」もセットされる。ＭＦ＝０は、エンジン停止状態
からイグニッションキーをオンにした直後に設定され、
その直前にはエンジンが駆動されていなかったことを意
味する。以下、ＭＦ＝０を停車モードという。

【００３９】ここで、まずモードフラグＭＦは如何にし
て設定されるかについて説明する。モードフラグ設定処
理は、図９，図１０に示すフローに従って実行されてい
る。この制御処理は、イグニッションオンと同時に開始
される。イグニッションオン時には、各種フラグやタイ
マー等がリセットされる。

【００４０】モードフラグ設定処理では、まず、モード
フラグＭＦに「０」、即ち停車モードが設定されている
か否かを判定する（Ｓ２１）。エンジン始動直後はこの
停車モードになっているから、最初の判定ではＳ２３に
移行し、Ｎｅパルス入力があるか否かを判定する。Ｎｅ
パルス入力がない場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｇパルス
入力があるか否かを判定する（Ｓ２５）。そして、Ｓ２
３，Ｓ２５のいずれもがＮＯと判定された場合には、未
だエンジンはクランキグを開始していないと判断し、処
理を一旦抜ける。一方、Ｎｅパルス若しくはＧパルスの
入力があると判定された場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ、又
はＳ２５：ＹＥＳ）、モードフラグＭＦに「１」をセッ
トして処理を抜ける（Ｓ２７）。

【００４１】こうして、エンジンがクランキングを開始
し、第１の始動時制御モードになると、今度はＳ２１の
判定がＮＯとなるので、Ｓ３１へ進んでモードフラグＭ
Ｆが「１」か否かを判定する。クランキング開始直後
は、ＭＦ＝１であるからＳ３３へ移行し、イグニッショ
ンオン時にリセットされたタイマーＴが５秒経過を示し
ているか否かを判定する。５秒経過前であるならば、気
筒判別ができたか否か、具体的にはＧセンサ１６のＧパ
ルス入力によって、第１気筒の上死点前４５度ＣＡに対
応する突起３７ａのパルスを判別できたか否かを判断す
る（Ｓ３５）。そして、気筒判別ができている場合には
（Ｓ３５：ＹＥＳ）、モードフラグＭＦに「２」をセッ
トして処理を抜ける（Ｓ３７）。一方、Ｓ３３にて５秒
経過していると判定された場合には、モードフラグＭ
Ｆ，タイマーＴ等を初期化して処理を抜ける（Ｓ３
９）。また、５秒経過前であっても、気筒判別ができて
いない場合には（Ｓ３５：ＮＯ）、モードフラグＭＦ＝
１のままで処理を抜ける。

【００４２】ここで、タイマーＴにて５秒経過を判定し
ているのは、第１始動時制御があまりにも長く続くの
は、センサによる検出状態などに何等かの異常があると
考えられ、本ルーチンの処理を最初からやり直すためで
ある。こうして、クランキング直後から第１の始動時制
御をすべき旨（ＭＦ＝１）が設定されると共に、気筒判
別が可能となった時点にて第２の始動時制御に移行すべ
き旨（ＭＦ＝２）の設定がなされる。従って、本ルーチ
ンでは、いずれＳ３１がＮＯとなり、Ｓ４１以下の処理
が実行される。

【００４３】Ｓ４１では、モードフラグＭＦに「２」が
セットされているか否かを判定する。そして、ＹＥＳと
判定されたら、エンジンストールが起こっているかを確
認する（Ｓ４３）。この確認では、一定時間以上Ｎｅパ
ルスが入力されないときにＹＥＳと判定される。そし
て、エンジンストールが起こっていないならば（Ｓ４
３：ＮＯ）、エンジン回転数Ｎｅが２００ｒｐｍ以上か
否かを判定する（Ｓ４５）。Ｎｅ＜２００ｒｐｍの場合
には、さらに実コモンレール圧ＰＣが２５ＭＰａ以上か
否かを判定する（Ｓ４７）。Ｓ４５，Ｓ４７のいずれか
がＹＥＳとなった場合には、さらに気筒判別が可能とな
っているか否かを判定する（Ｓ４９）。そして、気筒判
別可能ならば（Ｓ４９：ＹＥＳ）、いよいよモードフラ
グＭＦを「３」にセットする（Ｓ５１）。この後、初め
てノーマル制御としてのフィードバック制御が開始され
ることになる。

【００４４】なお、エンジン回転数Ｎｅ，実コモンレー
ル圧ＰＣに関して判定をしているのは、クランキング及
びそれに続く過渡状態が完了したか否か、過渡状態が完
了していないとしても十分にコモンレール圧が高まった
か否かを確認してからノーマル制御に移行するためであ
る。また、Ｓ４９でも気筒判別が可能か否かを判定する
のは、気筒判別ができていない状態ではノーマル制御が
正常に行えないので、この様な状態にありながらノーマ
ル制御に移行することのないようにという用心のためで
ある。

【００４５】こうして、エンジンクランキング開始直後
には第１の始動時制御が、その次に第２の始動時制御
が、そして最後にノーマル制御が選ばれていく。次に、
第１の始動時制御（図８のＳ１５）の内容について説明
する。この制御は、図１１に示すサブルーチンに従って
実行される。

【００４６】まず、タイマーＴ１が３２．８ｍｓｅｃに
なったか否かを判定する（Ｓ６１）。このタイマーＴ１
は、初めてこのサブルーチンが実行される際に「０」に
初期化されている。そして、Ｔ１＜３２．８ｍｓｅｃの
内は、第１高圧ポンプ５ａ側の電磁弁６０ａを閉弁し、
第２高圧ポンプ５ｂ側の電磁弁６０ｂを開弁した状態
（ＰＣＶ＃１：ＯＮ，ＰＣＶ＃２：ＯＦＦ）を維持する
（Ｓ６３）。一方、Ｔ１≧３２．８ｍｓｅｃになったら
（Ｓ６１：ＮＯ）、タイマーＴ１が６５．６ｍｓｅｃに
なったか否かを判定する（Ｓ６５）。そして、３２．８
ｍｓｅｃ＜Ｔ１＜６５．６ｍｓｅｃである間は（Ｓ６
５：ＹＥＳ）、Ｓ６３とは逆に、第１高圧ポンプ５ａ側
の電磁弁６０ａを開弁し、第２高圧ポンプ５ｂ側の電磁
弁６０ｂを閉弁した状態（ＰＣＶ＃１：ＯＦＦ，ＰＣＶ
＃２：ＯＮ）を維持する（Ｓ６７）。そして、Ｔ１≧６
５．６ｍｓｅｃになったら（Ｓ６１，Ｓ６５共にＮ
Ｏ）、タイマーＴ１をリセットする（Ｓ６９）。

【００４７】こうして、電磁弁６０ａ，６０ｂは、それ
ぞれ３２．８ｍｓｅｃ毎に閉弁・開弁を繰り返す状態と
なる。従って、プランジャ２３の上昇と電磁弁６０の閉
弁とが重なっている期間には燃料油の圧送がなされ、プ
ランジャ２３の下降と電磁弁６０の開弁とが重なってい
る期間にはプランジャ室への燃料油の吸入がなされる。
そして、これら開弁期間と閉弁期間とが丁度半々になっ
ているから、この制御が実施されている間は、何等同期
をとることなく、プランジャ２３の上昇行程の半分では
燃料油の圧送ができ、プランジャ２３の下降行程の半分
ではプランジャ室への燃料油の吸入ができることにな
る。

【００４８】次に、第２の始動制御（図８のＳ１６）の
内容について説明する。この制御は、図１２に示すサブ
ルーチンに従って実行される。そして、丁度、図１３の
タイミングチャートで示す様に制御がなされる。まず、
最初のステップでは、ＮｅパルスＮｏ．４の入力があっ
たか否かを判定する（Ｓ７１）。Ｎｅパルスは、図１３
に示すように、クランク角１５度ＣＡ毎に発生するパル
ス信号であって、Ｎｅセンサ７におけるクランク角検出
用のパルサの形状により、基準位置Ｎｏ．０と、各位置
Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，…とが区別できるようになってい
る。そして、この基準位置Ｎｏ．０は、Ｇセンサ１６の
各気筒に対応した突起３７ａ〜３７ｆに対して相対的に
１５度ＣＡ遅れて現れる様に構成されている。従って、
ＮｅパルスＮｏ．４が入力されたということは、Ｇセン
サ入力があってから７５度ＣＡだけ回転した状態を意味
する。そして、これは、丁度、各高圧ポンプにおけるプ
ランジャ２３ａ，２３ｂの上死点又は下死点に対応する
タイミングを意味する。

【００４９】ＮｅパルスＮｏ．４が入力された場合には
（Ｓ７１：ＹＥＳ）、現在のＧセンサ入力から判別され
ている気筒が第１，第２又は第３のいずれかの気筒であ
るか否かを判定する（Ｓ７３）。そして、これら第１，
第２又は第３のいずれかの気筒が判別されていると判定
された場合には（Ｓ７３：ＹＥＳ）、第１高圧ポンプ５
ａ側の電磁弁６０ａを閉弁し、第２高圧ポンプ５ｂ側の
電磁弁６０ｂを開弁した状態（ＰＣＶ＃１：ＯＮ，ＰＣ
Ｖ＃２：ＯＦＦ）を維持する（Ｓ７５）。一方、これら
以外の気筒が判別されている場合には（Ｓ７３：Ｎ
Ｏ）、Ｓ７５とは逆に、第１高圧ポンプ５ａ側の電磁弁
６０ａを開弁し、第２高圧ポンプ５ｂ側の電磁弁６０ｂ
を閉弁した状態（ＰＣＶ＃１：ＯＦＦ，ＰＣＶ＃２：Ｏ
Ｎ）を維持する（Ｓ７７）。

【００５０】一方、ノーマル制御（図８のＳ１７）にお
いては、図１４に示す手順で処理が実行される。この処
理は、ディーゼルエンジン２の各気筒の圧縮行程に同期
した割り込み処理として実行され、まず、この目標コモ
ンレール圧ＰＦＩＮの取り込みと、目標燃料噴射量ＱＦ
ＩＮの取り込みとが実行される（Ｓ８１，Ｓ８３）。

【００５１】そして、これら目標コモンレール圧ＰＦＩ
Ｎおよび目標燃料噴射量ＱＦＩＮに基づいて、図１５に
示す様な駆動パルス出力待ち期間算出マップを参照し、
駆動パルス出力待ち期間の基準値（基準出力待ち期間）
ＴＦBASEを算出する（Ｓ８５）。

【００５２】続いて、コモンレール圧センサ９の検出値
をＡ／Ｄ変換して実コモンレール圧ＰＣを算出する（Ｓ
８７）。そして、実コモンレール圧ＰＣと目標コモンレ
ール圧ＰＦＩＮとを比較して、圧力差ΔＰ＝ＰＣ−ＰＦ
ＩＮに応じて基準出力待ち期間ＴＦBASEに対する補正量
ＴＦFBを算出する（Ｓ８９）。この補正量ＴＦFBの算出
に当たっては、一般によく知られたＰＩＤ制御の手法が
用いられる。

【００５３】続いて、基準出力待ち期間ＴＦBASEと補正
量ＴＦFBの和から、電磁弁駆動時の遅延時間ＴＣを減算
して、制御用の出力待ち期間ＴＦが算出される（Ｓ９
１）。遅延時間ＴＣを減算するのは、電磁弁駆動タイミ
ングを目標タイミングに合わせるためである。

【００５４】こうして算出された出力待ち期間ＴＦに従
って、各電磁弁６０ａ，６０ｂ，…が制御され、コモン
レール４内の圧力は、エンジン回転数Ｎｅやアクセル開
度Ａｃｃｐといった運転条件に応じた燃料噴射を行うに
適する目標コモンレール圧ＰＦＩＮに維持される。

【００５５】この様に、エンジン始動直後の様にコモン
レール圧が低下し、目標コモンレール圧にするのに通常
のフィードバック制御が不可能な状体あるいは間に合わ
ない様な状態において、本実施例によれば、第１，第２
の始動時制御を実行する様に構成されているので、速や
かにコモンレール圧を高めることができる。

【００５６】特に、気筒判別ができる様になったら直ち
に第２の始動時制御に移行させることによって、可変吐
出量高圧ポンプ５の能力を最大限に発揮させて燃料油を
吸入・圧送することができ、特開平２−１４６２５６号
の様に、第１の始動時制御だけしか行わないものに比べ
て一層速やかにコモンレール圧を昇圧することができ
る。

【００５７】また、第２の始動時制御だけでなく、第１
の始動時制御をも併用したので、クランキング開始直後
の様に気筒判別ができない状態から始動時制御を行うこ
とができ、コモンレール圧の上昇を一層速やかにするこ
とができる。以上本発明の一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ことはもちろんで
ある。

【００５８】例えば、第１の始動時制御は行わずに、第
２の始動時制御だけを行う構成であっても構わない。ま
た、第１の始動時制御において、実施例では開弁期間と
閉弁期間をいずれも３２．８ｍｓｅｃにとったが、特開
平２−１４６２５６号と同様に、クランキング初期のク
ランク軸回転数において外開式の電磁弁が自閉できるま
での期間に対応させて閉弁期間を設定し、当該クランク
軸回転数においてプランジャ室へ十分に燃料油を吸入で
きる期間に対応させて開弁期間を設定しておいても構わ
ない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の内燃機関の
燃料噴射装置によれば、内燃機関の始動時において、高
圧ポンプ自身の能力を最大限に発揮させ、無駄・無理な
しに、より早くコモンレール圧を上昇させることができ
る。従って、蓄圧式内燃機関の始動性を大幅に向上する
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の実施する目標燃料噴射量および目標
コモンレール圧算出のため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】コモンレール圧制御ルーチンのフローチャー
トである。

【図９】コモンレール圧制御のためのモードフラグ設
定ルーチンのフローチャートである。

【図１０】コモンレール圧制御のためのモードフラグ
設定ルーチンのフローチャートである。

【図１１】コモンレール圧制御のための第１の始動時
制御ルーチンのフローチャートである。

【図１２】コモンレール圧制御のための第２の始動時
制御ルーチンのフローチャートである。

【図１３】第２の始動時制御におけるＮｅパルス等と
高圧ポンプの電磁弁開閉制御状態との関係を示すタイミ
ングチャートである。

【図１４】コモンレール圧制御のためのノーマル制御
ルーチンのフローチャートである。

【図１５】基準出力待ち期間算出用のマップである。

【図１６】従来の始動時制御状態を示すタイミングチ
ャートである。

【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、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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｅ 59/42 59/42 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02M 39/00 - 71/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プランジャ室に嵌合されたプランジャの
移動に合わせて制御弁を開閉することで、プランジャ室
内の燃料を蓄圧室へ圧送する燃料圧送手段と、該制御弁の動作タイミングを設定するための、前記プラ
ンジャの下死点に相当する基準信号を、内燃機関の気筒
を判別する気筒判別センサおよび内燃機関の回転数を検
出する回転数センサの少なくとも一方のセンサ値に基づ
いて、出力する基準信号出力手段と、前記蓄圧室内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段による検出値を燃料噴射の目標圧力と比
較し、前記蓄圧室の燃料圧力を該目標圧力とする様に、
前記基準信号に基づいて前記制御弁の動作タイミングを
設定し、前記燃料圧送手段を駆動制御するフィードバッ
ク制御手段とを備え、前記蓄圧室に蓄えられた燃料にて
燃料噴射をする内燃機関の燃料噴射装置において、内燃機関の始動時には、所定時間毎に前記制御弁による
開閉動作を繰り返して、前記プランジャ室に吸入された
燃料を前記蓄圧室に圧送する第１の始動時制御を行い、
これに続き、前記基準信号出力手段における前記基準信
号が出力されたことが検出された後は、前記基準信号出
力手段による基準信号から判明するプランジャの上昇中
にわたって前記制御弁を閉弁し、同じく判明する下降中
にわたって前記制御弁を開弁する第２の始動時制御を実
行することによって、前記蓄圧室の燃料圧を急速に高め
る始動時制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の
燃料噴射装置。