(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を備えるディーゼル機関の加速時における燃料噴射制御を実行する過給機付ディーゼル機関の加速制御装置において、
機関回転数およびアクセル開度を含む運転状態に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
ディーゼル機関の加速が開始されたことを検出する加速開始検出手段と、
ディーゼル機関の加速開始時に、定常時に比して、燃料噴射開始時期を遅角し、かつ、燃料噴射圧の上昇を図る加速時噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする過給機付ディーゼル機関の加速制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の過給機付ディーゼル機関の加速制御装置において、
往復運動することでポンプ室を拡縮するプランジャと、ディーゼル機関のクランク角と同期して作動し、前記プランジャにリフト量を付与するカム機構と、を備える燃料噴射ポンプと、
前記燃料噴射ポンプのポンプ室と低圧源との間に介在するスピル弁と、
ディーゼル機関のクランク角が所定の閉弁角に達した際に前記スピル弁を閉弁状態とするスピル弁閉弁手段と、を備えると共に、
前記加速時噴射制御手段が、ディーゼル機関の加速開始時に、前記閉弁角に所定のプレストローク値をセットするプレストローク値セット手段と、前記プレストローク値がセットされた後、該プレストローク値を所定の割合で減少させるプレストローク値減衰手段と、を備えることを特徴とする過給機付ディーゼル機関の加速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機付ディーゼル機関の加速制御装置に係り、特に、過給機を備えた車載用ディーゼル機関の燃料噴射制御を行う装置として好適な過給機付ディーゼル機関の加速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特公平７−６５５２３号に開示される如く、過給機を備えてディーゼル機関の燃料噴射制御を実行する装置が知られている。ディーゼル機関において、燃料噴射量は、機関回転数ＮＥおよびアクセル開度θ等に基づいて演算される。過給機付ディーゼル機関においては、過給機が適正に作動していることを前提として、その燃料噴射量が演算される。
【０００３】
ディーゼル機関の運転状態が変化した場合に、過給機がその変化後の状態に対応するまでには応答遅れが存在する。特に、排気ガスの圧力を駆動力として用いるターボチャージャには、比較的大きな応答遅れが存在する。このため、ターボチャージャを備えるディーゼル機関において加速操作が行われると、吸入空気量が増量されるに先立って燃料噴射量だけが増量される事態を生ずる。
【０００４】
このように吸入空気量の増量に先立って燃料噴射量だけが増量されると、空燃比のオーバーリッチ化を招き、スモークが発生し易くなる等の不都合が生ずる。この際、燃料噴射量を減量すれば、空燃比のオーバーリッチ化を防止して、スモークの発生を抑制することができる。しかし、単に燃料噴射量を減量したのでは、ディーゼル機関の出力トルクが減少し、加速性を悪化させるという弊害が生ずる。
【０００５】
スモークは、例えば噴射時間を進角することにより抑制することができる。ディーゼル機関において燃料の噴射時期が進角されると、燃料を十分に気化するための期間を確保することができる。燃料が十分に気化されると、燃え残りの少ない効率の良い燃焼が可能となり、スモークを低減させることができる。ところが、このような制御を実行すると、逆に、ディーゼルノックが発生し易くなる。
【０００６】
ディーゼルノックを抑制するためには、燃料噴射時期の遅角制御が有効であることが知られている。上記従来の装置は、ディーゼル機関の加速時に、燃料噴射の開始時期を遅角制御する機能を備えている。このため、上記従来の装置によれば、ディーゼル機関の出力トルクの低下を抑制しつつ、ディーゼルノック音の発生を抑制することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ディーゼル機関の加速時に、燃料噴射時期の遅角制御が行われると、ピストンが下死点に向かって変位し始めた後に、すなわち、爆発工程の開始後に、ディーゼル機関に対して多量の燃料が噴射されるという事態が生ずる。このような状況下では、燃料の未燃成分が排出され易くなる。この点、上記従来の装置は、ディーゼル機関の加速時に、排気特性を悪化させ易いという欠点を有するものであった。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、過給機付ディーゼル機関の加速時に、加速性および排気特性を良好に維持し、かつ、ディーゼルノック音の発生を抑制する過給機付ディーゼル機関の加速制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、過給機を備えるディーゼル機関の加速時における燃料噴射制御を実行する過給機付ディーゼル機関の加速制御装置において、
機関回転数およびアクセル開度を含む運転状態に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
ディーゼル機関の加速が開始されたことを検出する加速開始検出手段と、
ディーゼル機関の加速開始時に、定常時に比して、燃料噴射開始時期を遅角し、かつ、燃料噴射圧の上昇を図る加速時噴射制御手段と、
を備える過給機付ディーゼル機関の加速制御装置により達成される。
【００１０】
本発明において、ディーゼル機関に対して加速要求が生ずると、加速要求に対応した燃料噴射量が演算される。このため、ディーゼル機関において良好な加速性が得られる。ディーゼル機関の加速開始時には、過給機に応答遅れが生ずる。一方、ディーゼル機関の加速開始時には、燃料噴射の開始時期が遅角制御される。このため、過給機に応答遅れが生じているにも関わらずディーゼルノック音の発生が抑制される。また、ディーゼル機関の加速開始時には、定常時に比して高い圧力で燃料が噴射される。燃料噴射圧が高圧であると短期間で多量の燃料を噴射することができる。このため、燃料噴射の開始時期が遅角されていても、燃料噴射の終了時期が定常時から大きく遅角側に移行することはない。燃料噴射の終了時期が遅角側に移行しなければ、未燃成分の排出量が増量されることはない。従って、良好は排気特性が維持される。
【００１１】
また、上記の目的は、請求項２に記載する如く、上記請求項１記載の過給機付ディーゼル機関の加速制御装置において、
往復運動することでポンプ室を拡縮するプランジャと、ディーゼル機関のクランク角と同期して作動し、前記プランジャにリフト量を付与するカム機構と、を備える燃料噴射ポンプと、
前記燃料噴射ポンプのポンプ室と低圧源との間に介在するスピル弁と、
ディーゼル機関のクランク角が所定の閉弁角に達した際に前記スピル弁を閉弁状態とするスピル弁閉弁手段と、を備えると共に、
前記加速時噴射制御手段が、ディーゼル機関の加速開始時に、前記閉弁角に所定のプレストローク値をセットするプレストローク値セット手段と、前記プレストローク値がセットされた後、該プレストローク値を所定の割合で減少させるプレストローク値減衰手段と、を備える過給機付ディーゼル機関の加速制御装置によっても達成される。
【００１２】
本発明において、ディーゼル機関のクランク角が閉弁角に達すると、スピル弁が閉弁状態となる。スピル弁が閉弁状態となると燃料噴射ポンプは燃料を噴射し得る状態となる。ディーゼル機関の加速開始時には、閉弁角にプレストローク値がセットされる。閉弁角にプレストローク値がセットされると、クランク角がそのプレストローク値に達するまで燃料の噴射が開始されない。従って、ディーゼル機関の加速開始時には、定常時に比して燃料噴射の開始時期が遅角側に移行する。
【００１３】
また、閉弁角にプレストローク値がセットされると、スピル弁の閉弁時期がプランジャのリフト量が適当な値に達する時点に設定される。プランジャのリフト量が適当な値に達した時点でスピル弁が閉弁されると、その後、ポンプ室の内圧は急速に昇圧される。このため、ディーゼル機関の加速開始時には、定常時に比して高圧の燃料噴射圧が発生する。
【００１４】
上記の如く、ディーゼル機関の加速開始時に、燃料噴射の開始時期が遅角側に移行され、かつ、燃料が高圧で噴射されると、過給機に応答遅れが生じても、加速性および排気特性が良好に維持されると共に、ディーゼルノック音の発生が抑制される。過給機の応答遅れの影響は、加速が開始された後徐々に減少する。本発明において、プレストローク値は、過給機の応答遅れが減少するのと同様に、加速が開始された後時間の経過と共に減少する。このため、プレストローク制御は、ディーゼル機関の加速が開始された後、徐々に終了される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である噴射制御装置を搭載するディーゼル機関１０のシステム構成図を示す。ディーゼル機関１０は、燃料噴射制御を電気的に実行する機能を備えた電子制御式ディーゼル機関である。ディーゼル機関１０は、電子制御ユニット１２（以下、ＥＣＵ１２と称す）によって制御される。
【００１６】
ディーゼル機関１０は、エアフィルタ１４を備えている。エアフィルタ１４は、吸気管１６に接続されている。吸気管１６にはその内部を流通する空気の温度を検出する吸気温センサ１８が配設されている。吸気温センサ１８の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、吸気温センサ１８の出力信号に基づいて吸入空気の温度ＴＨＡを検出する。
【００１７】
吸気管１６は、ターボチャージャ２０のコンプレッサ室２２に連通している。また、コンプレッサ室２２の下流には、吸気管２４が連通されている。吸気管２４の内部には、吸気絞り弁２６が配設されている。吸気絞り弁２６は、アクセルペダル２８と連動して開閉するように構成されている。更に、吸気絞り弁２６の近傍には、吸気絞り弁２６の開度に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ３０が配設されている。アクセル開度センサ３０の出力信号がＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、アクセル開度センサ３０の出力信号に基づいて、吸気絞り弁２６の開度、すなわち、アクセル開度θを検出する。
【００１８】
吸気管２４には、吸気絞り弁２６をバイパスするバイパス通路３２が設けられている。バイパス通路３２には、バイパス絞り弁３４が配設されている。バイパス絞り弁３４には、負圧アクチュエータ３６が連結されている。更に、負圧アクチュエータ３６には、バキューム・スイッチング・バルブ（以下、ＶＳＶと称す）３８および４０が連通している。ＶＳＶ３８，４０は、ＥＣＵ１２によって駆動される。ＥＣＵ１２は、ディーゼル機関１０が停止状態である場合にはバイパス絞り弁３４が全閉状態となるように、ディーゼル機関１０がアイドル状態である場合にはバイパス絞り弁３４が半開状態となるように、また、ディーゼル機関１０が通常運転状態である場合にはバイパス絞り弁３４が全開状態となるように、ＶＳＶ３８，４０を制御する。
【００１９】
吸気管２４には、吸気絞り弁２６およびバイパス絞り弁３４の下流側において吸気圧センサ４２が連通されている。吸気圧センサ４２は、吸気管２４の内圧に応じた電気信号を出力する。吸気圧センサ４２の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、吸気圧センサ４２の出力信号に基づいて、吸気絞り２６およびバイパス絞り３４の下流側の吸気圧を検出する。
【００２０】
ディーゼル機関１０は、シリンダヘッド４４を備えている。シリンダヘッド４４の内部には、副燃焼室４６および排気ポート４８が形成されている。ディーゼル機関１０は４気筒エンジンであり、シリンダヘッド４４には、副燃焼室４６および排気ポート４８が４気筒分設けられている。シリンダヘッド４４には、その先端部が副燃焼室４６に露出されるように、燃料噴射弁５０およびグロープラグ５２が配設されている。
【００２１】
ディーゼル機関１０は、シリンダブロック５４、および、その内部を摺動するピストン５６を備えている。ピストン５６の上面とシリンダヘッド４４の底面との間には、主燃焼室５８が形成されている。副燃焼室４６および排気ポート４８は、共に主燃焼室５８に連通している。シリンダヘッド４４には、機関回転角に応じて排気ポートを開閉する排気バルブ６０が組み込まれている。
【００２２】
シリンダブロック５４の壁面には、ウォータージャケット６２が形成されている。また、シリンダブロック５４には、その先端部がウォータージャケット６２内に露出されるように、水温センサ６４が配設されている。水温センサ６４の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、水温センサ１２の出力信号に基づいて、ウォータージャケット６２内を流通する冷却水の温度ＴＨＷを検出する。
【００２３】
ピストン５６には、クランクシャフト６６が連結されている。また、シリンダブロック５４には、クランクシャフト６６の回転角が基準回転角に到達した際にパルス信号を発生する基準位置センサ６８が配設されている。基準位置センサ６８の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、基準位置センサ６８からパルス信号が供給された際に、クランクシャフト６６の回転角が基準回転角に到達したと判断する。
【００２４】
シリンダヘッド４４に形成された排気ポート４８には、排気管６９が連通されている。排気管６９は、ターボチャージャ２０のタービン室７０に連通している。また、タービン室７０の下流側には、大気に連通する排気管７２が接続されている。更に、排気管６９と排気管７２とは、排気管６９側に所定値を超える圧力が生じた場合に開弁するウェストゲートバルブ７４を介して連通されている。
【００２５】
ディーゼル機関１０の燃料噴射弁５０には、ディーゼル機関１０に対して燃料を噴射すべき時期に、燃料噴射ポンプ８０から高圧の燃料が供給される。燃料噴射弁５０は、燃料噴射ポンプ８０から所定圧力を超える燃料が供給されると、副燃焼室４６に向けて燃料を噴射する。
【００２６】
次に、図２および図３を参照して、燃料噴射ポンプ８０の構造について説明する。図２は、燃料噴射ポンプ８０の全体構成図を示す。燃料噴射ポンプ８０は、６気筒式ディーゼル機関に対して高圧燃料を供給するポンプである。
燃料噴射ポンプ８０は、ハウジング８２を備えている。ハウジング８２の内部には駆動軸８３が配設されている。ハウジング８２には、給油式ベアリング８４が配設されている。駆動軸８３は、給油式ベアリング８４によって回転可能に把持されている。駆動軸８３には、図示しないベルトを介してディーゼル機関１０のクランクシャフト６６が連結されている。駆動軸８３は、ディーゼル機関１０の運転中にクランクシャフト６６の１／２の回転速度で回転する。
【００２７】
ハウジング８２には、燃料インレット８６が設けられている。燃料インレット８６には、図示しない燃料タンクから燃料が供給される。燃料インレット８６には、給油式ベアリング８４の外周面に通じる油路８７が連通している。油路８７を通って給油式ベアリング８４に導かれる燃料は、給油式ベアリング８４と駆動軸８３との間に浸入して潤滑油として機能する。ハウジング８２の端部（図２に於ける左端部）には、給油式ベアリング８４と隣接する位置に、燃料の漏出を防止するためのオイルシール８８が配設されている。
【００２８】
ハウジング８２の内部には、ベーン式燃料フィードポンプ８９（以下、単にフィードポンプ８９と称す）が組み込まれている。フィードポンプ８９は、外壁９０、回転子９１、および、複数のベーン９２を備えている。外壁９０は、駆動軸８３の回転中心に対して偏心した内壁面を有する筒状の部材である。外壁９０はハウジング８２に固定されている。回転子９１は、駆動軸８３に固定された筒状の部材であり、径方向に延びる複数のスリットを備えている。ベーン９２は、回転子９１が備えるスリットの内部に収納されている。回転子９１が回転すると、ベーン９２は、その外周側の端面を外壁９０に当接させながらスリットの内部を摺動する。
【００２９】
ハウジング８２には、燃料インレット８６に連通する燃料吸入路９３が形成されている。燃料吸入路９３に導かれた燃料はベーン９２と外壁９０とで隔成される空間（以下、ポンプ空間と称す）に導かれる。回転子９１が回転するとポンプ空間の容積が減少し、その内部の燃料が昇圧される。上記の如く昇圧された燃料は、ハウジング８２に形成されている燃料圧送路９４に導かれる。
【００３０】
ハウジング８２には、駆動軸８３の端部（図２における右端部）を覆う位置にカバー９５が装着されている。カバー９５の内部には、燃料室９６が形成されている。フィードポンプ８９により圧送された燃料は、燃料圧送路９４に圧送された後、図示しない油路を通って燃料室９６に導かれる。
【００３１】
駆動軸８３には、パルサ１００が固定されている。パルサ１００は磁性材料で形成された環状の部材である。その外周面に複数の突起１０１が設けられている。燃料室９６の内部には、それらの突起１０１と対向する位置に電磁ピックアップセンサ１０２が配設されている。電磁ピックアップセンサ１０２は、その内部にピックアップコイルおよびマグネットを備えている。電磁ピックアップセンサ１０２は、マグネットから発せられる磁束が、ピックアップコイルを貫き、かつ、電磁ピックセンサ１０２とパルサ１００とのエアギャップ、および、パルサ１００を含む磁気回路を通って還流するように構成されている。上記の構成によれば、電磁ピックアップセンサ１０２は、突起１０１がその近傍を通過する際に、磁束Φの変化率 dΦ/dt に応じた波高値をゆうするパルス信号を出力する。電磁ピックアップセンサ１０２の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、電磁ピックアップセンサ１０２の出力信号に基づいて、クランクシャフト６６の回転速度を検出する。
【００３２】
駆動軸８３には、ロータ１０５が連結されている。ハウジング８２の内部にはベアリング１０６が配設されている。ロータ１０５は、ベアリング３６に把持されている。ロータ１０５は、駆動軸８３と共に回転することができる。ロータ１０５には、その内部にポンプ室１０７が形成されている。ポンプ室１０７は、ロータ１０５の中心軸に沿って図２に於ける左側から右側に向かって所定長だけ延在する軸方向穴と、ロータ１０５の径方向に延在し、ロータ１０５の外周面から軸方向穴に貫通する４本の径方向穴とで構成されている。ポンプ室１０７の軸方向穴の開口端はプラグ１０８により閉塞されている。また、ポンプ室１０７の径方向穴には、それぞれプランジャ１０９〜１１２（図１には、プランジャ１０９，１１１のみが表されている）が挿入されている。
【００３３】
ロータ１０５には、その一端がポンプ室１０７の軸方向穴に連通する燃料通路１１３，１１４が設けられている。燃料通路１１３，１１４の他端は、それぞれロータ１０５の外周面に形成される燃料吸入ポート１１５，１１６に連通している。燃料吸入ポート１１５，１１６は、ロータ１０５の中心軸を挟んで互いに反対側に設けられている。
【００３４】
ロータ１０５には、燃料吸入ポート１１５に連通する燃料通路１１７が設けられている。燃料通路１１７は、ロータ１０５の外周面に設けられた燃料吐出溝１１８の一端に連通している。燃料吐出溝１１８は、ロータ１０５の軸方向に所定長を有している。また、ロータ１０５の外周面には、燃料吐出溝１１８の一端（図２に於ける右端）と交わる位置に環状溝１１９が形成されている。
【００３５】
ハウジング８２の内部には、シリンダ１２０が組み込まれている。ロータ１０５は、シリンダ１２０の内部に液密に、かつ、回転可能に挿入されている。シリンダ１２０には、ディーゼル機関１０の気筒数と同じ６本の燃料通路１２１〜１２６が、ロータ１０５取り巻くように等間隔で設けられている（図１には、燃料通路１２１，１２４のみが表されている）。燃料通路１２１〜１２６は、ロータ１０５の回転角が所定回転角（以下、この回転角を吸入回転角と称す）に達する毎に、順次２本づつ燃料吸入ポート１１５，１１６に連通する。
【００３６】
また、シリンダ１２０には、ディーゼル機関１０の気筒数と同じ６本の燃料通路１２７〜１３２が、ロータ３５を取り巻くように等間隔で設けられている（図１には、破線により燃料通路５７のみが表されている）。燃料通路１２７〜１３２は、ロータ１０５の回転角が所定回転角（以下、この回転角を吐出回転角と称す）に達する毎に燃料吐出溝１１８の一端（図２に於ける左端）に連通する。
【００３７】
更に、シリンダ１２０には、スピル通路１３３が設けられている。スピル通路１３３は、環状溝１１９と連通する位置に設けられている。環状溝１１９は、燃料吐出溝１１８、燃料通路１１７、および、燃料通路１１３を介して常にポンプ室１０７に連通している。従って、スピル通路１３３には、常にポンプ室１０７と等しい燃料圧力が導かれる。
【００３８】
シリンダ１２０の外周には、第２ハウジング１３５が装着されている。第２ハウジング１３５には、燃料通路１２１〜１２６に連通する燃料ギャラリ１３６が設けられている。燃料ギャラリ１３６は、図示しない油路を介して燃料室９６に連通している。従って、燃料ギャラリ１３６には、フィードポンプ８９の作動中、常に所定圧力を有する燃料が供給されている。また、第２ハウジング１３５には、燃料通路１２７〜１３２のそれぞれに連通する燃料通路１３７〜１４２（図１には、破線により燃料通路１３７のみが表されている）、および、スピル通路１３３に連通するスピル通路１４３が設けられている。
【００３９】
次に、図２と共に図３を参照して、ポンプ室１０７周辺の構造について詳説する。図３は、燃料噴射ポンプ８０を図２に示すIII-III 直線に沿って切断した際に得られる断面図を示す。
図３に示す如く、ロータ１０５が備えるポンプ室１０７には、ポンプ室１０７を構成する４つの径方向穴のそれぞれに、プランジャ１０９〜１１２が挿入されている。ロータ１０５には、また、プランジャ１０９〜１１２の外周側端部に接触するようにローラーシュー１４５〜１４８が配設されている。ローラーシュー１４５〜１４８は、それぞれローラ１４９〜１５２を把持している。
【００４０】
ローラ１４９〜１５２の更に外周側には、ローラーリング１５３が配設されている。ローラーリング１５３は、ロータ１０５の外周を取り巻くように配設される環状の部材である。上述した電磁ピックアップセンサ１０２は、ローラーリング１５３に固定されている。従って、電磁ピックアップセンサ１０２から出力されるパルス信号によれば、ローラーリング１５３に対するロータ１０５の回転角を検出することができる。
【００４１】
ローラーリング１５３の内周面には、６つのカム山１５５〜１６０が等間隔に、すなわち、６０°毎に設けられている。ロータ１０５が回転すると、ローラ１４９〜１５２は、これらのカム山１５５〜１６０に沿った変位を示す。ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０に沿った変位を示すと、プランジャ１０９〜１１２は、ポンプ室１０７の内部を径方向に往復運動する。以下、ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０に乗り上げていない場合にプランジャ１０９〜１１２が取る位置を「リフト“０”の位置」と、また、ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０に乗り上げることによりプランジャ１０９〜１１２に生ずる径方向の変位量を「プランジャ１０９〜１１２のリフト量」と称す。プランジャ１０９〜１１２は、全てのプランジャ１０９〜１１２が同時期にカム山１５５〜１６０の何れかと干渉するように設けられている。このため、プランジャ１０９〜１１２には、常に同量のリフト量が生ずる。
【００４２】
ポンプ室１０７の容積は、プランジャ１０９〜１１２のリフト量が増す過程で、すなわち、ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０に乗り上げる過程で減少し、プランジャ１０９〜１１２のリフト量が減る過程で、すなわち、ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０から降下する過程で増加する。燃料噴射ポンプ８０において、シリンダ１２０が備える燃料通路１２１〜１２６は、ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０から降下する際にロータ１０５の燃料吸入ポート１１５，１１６に連通するように設けられている。また、シリンダ１２０が備える燃料通路１２７〜１３２は、それぞれローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０に乗り上げる際にロータ１０５の燃料吐出溝に連通するように設けられている。
【００４３】
上記の構造によれば、ロータ１０５の回転に伴ってローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０から降下する過程では、燃料ギャラリ１３６内の燃料がポンプ室１０７へ吸入される。また、ローラ１４９〜１５２がカム山１５５〜１６０に乗り上げる過程では、ポンプ室１０７内の燃料が燃料吐出溝１１８、および、燃料通路１２７へ向けて圧送される。燃料噴射ポンプ８０によれば、ロータ１０５が１回転する間に上記の吸入・圧送工程が６回繰り返される。
【００４４】
ローラーリング１５３は、ハウジング８２の内部に、所定回転角だけ回転することができるように配設されている。図３に示す如く、ローラーリングの下端部にはロッド１６１が固定されている。ロッド１６１は、ローラーリング１５３の下方に配設されるタイマピストン１６２，１６３の間に挟持されている。タイマピストン１６２，１６３は、共にシリンダ１６４の内部に摺動可能に挿入されている。シリンダ１６４の内部には、タイマピストン１６２によって隔成される高圧室１６５と、タイマピストン１６３によって隔成される低圧室１６６とが形成されている。低圧室１６６には、タイマピストン１６３をロッド１６１側へ付勢するスプリング１６７が配設されている。高圧室１６５および低圧室１６６は、図示しない油路を介してそれぞれ燃料圧送路９４または燃料タンクに連通している。また、これら高圧室１６５および低圧室１６６は、図２に示すタイマコントロールバルブ１６８（以下、ＴＣＶ１６８と称す）を介して互いに連通している。
【００４５】
ＴＣＶ１６８は、高圧室１６５と低圧室１６６との導通状態を制御する電磁弁である。ＴＣＶ１６８は、ＥＣＵ１２によってデューティ駆動される。ＴＣＶ１６８に供給される駆動信号のデューティ比が変化すると、高圧室１６５と低圧室１６６との導通状態が変化する。高圧室１６５と低圧室１６６とが導通状態であると、両者の差圧が小さくなり、タイマピストン１６２，１６３およびロッド１６１が、スプリング１６７の付勢力により図３に於ける右側へ押圧される。この際、ローラーリング１５３は、ハウジング８２の内部で、相対的に反時計回り方向に回転する。
【００４６】
一方、ＴＣＶ１６８によって高圧室１６５と低圧室１６６との連通が遮断されると、高圧室１６５と低圧室１６６との間に大きな差圧が発生する。この場合、タイマピストン１６２，１６３およびロッド１６１は、スプリング１６７の付勢力に抗って図３に於ける左側へ変位する。この際、ローラーリング１５３は、ハウジング８２の内部で、相対的に時計回り方向に回転する。
【００４７】
このように、燃料噴射ポンプ８０によれば、ＴＣＶ１６８に供給する駆動信号のデューティ比を制御することで、ローラーリング１５３をハウジング８２の内部で回転させることができる。ローラーリング１５３がハウジング８２の内部で回転すると、ロータ１０５の回転角と、燃料噴射ポンプ８０において吸入・圧送工程が実行される時期との関係が変化する。従って、燃料噴射ポンプ８０によれば、ＴＣＶ１６８を制御することにより、ディーゼル機関１０の回転角と、燃料噴射ポンプ８０において吸入・圧送工程が実行される時期との関係を適当に変化させることができる。
【００４８】
図２に示す如く、燃料噴射ポンプ８０は、スピル弁１７０、および、燃料還流バルブ１７１を備えている。スピル弁１７０および燃料還流バルブ１７１は、共に第２ハウジング１３５に組み付けられている。
スピル弁１７０は、電磁コイル１７２および作動軸１７３を備えている。電磁コイル１７２は、ＥＣＵ１０に接続されている。ＥＣＵ１０は、ディーゼル機関１０の運転中、所定のタイミングで電磁コイル１７２に対して電流を供給する。電磁コイル１７２に電流が供給されると、作動軸１７３は図中下向きに付勢される。作動軸１７３の下端部近傍には、作動軸１７３を取り巻くようにスプリング１７４およびストッパ１７５が配設されている。スプリング１７４は、図１於ける下方へ向けてストッパ１７５を付勢している。
【００４９】
作動軸１７３およびストッパ１７５の下方には、弁体１７６が配設されている。弁体１７６の周囲にはスプリング１７７が配設されている。スプリング１７７は、弁体１７６を図中上方へ付勢している。弁体１７６の下方には、弁座１７８が形成されている。電磁コイル１７２が電磁力を発生している場合は、弁体１７６が弁座１７８に着座した状態が形成される。一方、電磁コイル１７２が電磁力を発生していない場合は、弁体１７６が弁座１７８から離座した状態が形成される。
【００５０】
弁体１７６が弁座１７８に着座している場合は、第２ハウジング１３５に形成されているスピル通路１４３が遮断された状態、すなわち、ロータ１０５の環状溝１１９が外部空間から遮断された状態が形成される。環状溝１１９が外部空間から遮断された状態で燃料の圧送工程が実行されると、ポンプ室１０７の内圧は十分に高い圧力に昇圧される。
【００５１】
スピル弁１７０の弁体１７６が弁座１７８から離座している場合は、スピル通路１４３が燃料ギャラリ１３６および燃料還流バルブ１７１の双方に導通した状態が形成される。尚、以下の記載においては、弁体１７６が弁座１７８から離座した状態をスピル弁１７０が開弁した状態と、また、弁体１７６が弁座１７８に着座した状態をスピル弁１７０が閉弁した状態と称す。上記の如くスピル弁１７０が開弁している場合は、ロータ１０５の環状溝１１９と燃料ギャラリ１３６とが導通状態となる。この場合、燃料の圧送工程が実行されても、プランジャ１０９〜１１２によって圧送される燃料が燃料ギャラリ１３６に開放されるため、ポンプ室１０７内の燃料が昇圧されることはない。
【００５２】
燃料還流バルブ１７１には、図示しない燃料タンクが連通している。燃料還流バルブ１７１は、その内部にボール弁１７９およびスプリング１８０を備えている。ボール弁１７９およびスプリング１８０は、スピル弁１７０側に所定値を超える圧力が生じた場合に開弁して、スピル弁１７０側の燃料を燃料タンク側へ開放する逆止弁として機能する。燃料還流バルブ１８０によれば、スピル弁１７０の開弁時に、スピル通路１７３から流出する高圧の燃料を適当に減圧して燃料タンクに還流戻すことができる。
【００５３】
燃料噴射ポンプ８０は、アキュムレータ１８１を備えている。アキュムレータ１８１は、ロータ１０５の先端部と対向するように第２ハウジング１３５に組み付けられている。アキュムレータ１８１は、燃料室１８２、燃料室１８２を隔成するピストン１８３、および、ピストン１８３を燃料室１８２側へ付勢するスプリング１８４を備えている。
【００５４】
シリンダ１２０および第２ハウジング１３５には、燃料室１８２と燃料ギャラリ１３６とを連通する連通路１８５，１８６が設けられている。従って、燃料室１８２の内圧は、燃料ギャラリ１３６の内圧とほぼ同じ圧力となる。燃料ギャラリ１３６の内圧が高圧となると、ピストン１８３はスプリング１８４の付勢力に抗って燃料室１８２の容積が拡大される方向に変位する。また、燃料ギャラリ１３６の内圧が低圧となると、ピストン１８３はスプリング１８４の付勢力により燃料室１８２の容積が縮小される方向に変位する。このため、アキュムレータ１８１によれば、燃料ギャラリ１３６内の圧力変動を吸収することができる。
【００５５】
燃料噴射ポンプ８０は、デリバリバルブ１９０〜１９５（図１にはデリバリバルブ１９０のみが表されている）を備えている。デリバリバルブ１９０〜１９５は、それぞれ燃料通路１３７〜１４２に連通するように、第２ハウジング１３５に組み付けられている。デリバリバルブ１９０〜１９５には、ディーゼル機関１０の各気筒に配設された燃料噴射弁５０が連通している。
【００５６】
デリバリバルブ１９０〜１９５は、燃料通路１３７〜１４２から所定圧力を超える燃料が供給された場合にその燃料を燃料噴射弁５０に向けて供給する。また、デリバリバルブ１９０〜１９５は、燃料通路１３７〜１４２内の燃料圧力が低下した場合に、デリバリバルブ１９０〜１９５から燃料噴射弁５０に至る燃料経路の内圧を所定圧力に保持する。デリバリバルブ１９０〜１９５によれば、燃料噴射の非実行時に燃料噴射弁５０に供給される燃料圧力を、ほぼ一定値に維持することができる。
【００５７】
燃料噴射ポンプ８０は、オーバーフローバルブ１９６を備えている。オーバーフローバルブ１９６は、その一端が燃料室９６に開口するように、カバー９５に組み付けられている。オーバーフローバルブ１９６には、図示しない燃料タンクが連通している。オーバーフローバルブ１９６の内部には、ボール弁１９７およびスプリング１９８が配設されている。ボール弁１９７およびスプリング１９８は、燃料室９６内に所定値を超える圧力が生じた場合に開弁して、燃料室９６内の燃料を燃料タンク側へ開放する逆止弁として機能する。オーバーフローバルブ１９６によれば、燃料室９６内に過剰な燃料圧力が生ずるのを防止することができる。
【００５８】
次に、図１乃至図３と共に、図４乃至図６を参照して、本実施例のシステムの動作について説明する。
ＥＣＵ１２は、吸気温センサ１６によって検出される吸気温ＴＨＡ、アクセル開度センサ３０によって検出されるアクセル開度θ、吸気圧センサによって検出される吸気圧ＰＭ、水温センサ６４によって検出される冷却水温ＴＨＷ、および、電磁ピックアップセンサ１０２の出力パルスに基づいて演算される機関回転数ＮＥを基礎として、ディーゼル機関１０に供給すべき燃料噴射量Ｑを演算する。また、ＥＣＵ１２は、上記の如く求めた燃料噴射量Ｑが、燃料噴射弁５０から適切なタイミングで噴射されるように、スピル弁１７０およびＴＣＶ１６８を制御する。
【００５９】
図４は、本実施例のシステムの動作を説明するためのタイムチャートを示す。図４（Ａ）はプランジャ１０９〜１１２に付与されるリフト量の変化を、図４（Ｂ）はプランジャ１０９〜１１２のリフト速度の変化を、図４（Ｃ）は本実施例において実行される通常制御に伴うスピル弁１７０の動作を、図４（Ｄ）はその通常制御に伴う燃料噴射圧力の変化を、図４（Ｅ）は本実施例において実行されるプレストローク制御に伴うスピル弁１７０の動作を、また、図４（Ｆ）はそのプレストローク制御に伴う燃料噴射圧力の変化を示す。
【００６０】
図４に示すタイムチャートは、ロータ１０５の回転角が吸入回転角に達する際に実現される。ロータ１０５の回転角が吸入回転角に達する際には、図４（Ａ）および（Ｂ）に示す如く、プランジャ１０９〜１１２は、徐々にリフト速度を増加させながら最大リフト量近傍までリフト量を増加させる。そして、リフト量が最大リフト量近傍に達すると、リフト速度を急激に減少させる。
【００６１】
本実施例においてＥＣＵ１２は、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じていない場合はスピル弁１７０に対して通常制御を施す。通常制御は、図４（Ｃ）に示す如く、プランジャ１０９〜１１２がリフトし始める以前にスピル弁１７０を閉弁状態とし、かつ、所望の燃料噴射量Ｑの噴射が終了した時点でスピル弁１７０を開弁状態とすることで実現される。
【００６２】
通常制御によれば、ほぼプランジャ１０９〜１１２のリフトが開始されると同時に燃料噴射弁５０から燃料が噴射され始める。ＥＣＵ１２は、各種センサの出力値に基づいて演算した燃料噴射量Ｑから燃料噴射の終了時期を逆算し、その終了時期が到来するとスピル弁１７０を開弁状態とする。スピル弁１７０が開弁状態とされると、ポンプ室１０７の内圧が急激に減少して、燃料噴射弁５０からの燃料噴射が終了される。上記の処理によれば、スピル弁１７０の開弁時期を制御することにより、精度良く所望の燃料噴射量Ｑをディーゼル機関１０に対して供給することができる。
【００６３】
ところで、通常制御による場合は、比較的プランジャ１０９〜１１２のリフト速度が小さい領域で燃料噴射が行われる。燃料の噴射圧力は、プランジャ１０９〜１１２のリフト速度が大きいほど高い圧力まで昇圧される。このため、通常制御による場合は、図４（Ｄ）に示す如く、燃料の噴射圧力が比較的低く抑制される。
【００６４】
本実施例においてＥＣＵ１２は、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じている場合はスピル弁１７０に対してプレストローク制御を施す。プレストローク制御は、図４（Ｅ）に示す如く、プランジャ１０９〜１１２がリフトし始めた後にスピル弁１７０を閉弁状態とし、かつ、所望の燃料噴射量Ｑの噴射が終了した時点でスピル弁１７０を開弁状態とすることで実現される。
【００６５】
プレストローク制御によれば、プランジャ１０９〜１１２のリフトが開始された後、更にスピル弁１７０が閉弁されることにより燃料噴射弁５０から燃料が噴射され始める。このため、プレストローク制御による場合は、通常制御時に比して、燃料噴射の開始時期が遅角側に移行することになる。
【００６６】
尚、本実施例のシステムにおいては、ＴＣＶ１６８を制御することで、プレストローク制御時の燃料開始時期を進角側に移行させて、通常制御時の燃料開始時期と一致させることも可能である。しかしながら、本実施例においては、後述する理由に鑑みて、敢えてプレストローク制御時の燃料開始時期を、通常制御時の燃料開始時期に比して遅角側に移行させることとしている。
【００６７】
ＥＣＵ１２は、プレストローク制御を実行するにあたり、スピル弁１７０を閉弁状態とした後、所望の燃料噴射量Ｑの噴射が終了した時点でスピル弁１７０を開弁状態とする。スピル弁１７０が開弁状態とされると、ポンプ室１０７の内圧が急激に減圧されて燃料噴射が終了される。プレストローク制御による場合は、燃料噴射が、比較的プランジャ１０９〜１１２のリフト速度が大きい領域で行われる。このため、プレストローク制御による場合は、図４（Ｆ）に示す如く、通常制御時に比して燃料の噴射圧力が高圧となる。
【００６８】
本実施例のシステムにおいて、ディーゼル機関１０の運転中は、排気管６９を介してターボチャージャ２０のタービン室７０に排気ガスが流入する。タービン室７０に排気ガスが流入すると、ターボチャージャ２０のタービンが回転し、タービン室２０内の空気がディーゼル機関１０に過給される。ディーゼル機関１０は、吸入空気量に応じた出力を発生する。このため、上記の如く空気が過給されると、ディーゼル機関１０は大きな出力を発生することができる。
【００６９】
ディーゼル機関１０においてアクセルペダル２８が踏み込まれると、ＥＣＵ１２は、そのアクセル開度θに応じた燃料噴射量Ｑを演算する。この際、ＥＣＵ１２は、ターボチャージャ２０が適正に空気を過給している状態を想定して、燃料噴射量Ｑを演算する。
【００７０】
しかし、アクセルペダル２８が踏み込まれた後、排気ガスの圧力が上昇するまでには、ある程度のタイムラグが存在する。このため、アクセルペダル２８が踏み込まれた後、ターボチャージャ２０の過給能力が定常的な能力に達するまでにはある程度の応答遅れが生ずる。
【００７１】
ターボチャージャ２０に応答遅れが生ずる一方で、ＥＣＵ１２が、その応答遅れを考慮せずに燃料噴射量Ｑを演算すると、アクセルペダル２８が踏み込まれた直後に、吸入空気量に対して過剰な燃料が供給される事態が生ずる。このように、ディーゼル機関１０に対して過剰な燃料が供給される状況下では、燃料の早期着火が生じ易く、いわゆるディーゼルノック音が発生し易い。
【００７２】
これに対して、燃料噴射量Ｑの減量補正を図れば、または、燃料噴射時期の遅角制御を行えば、ディーゼルノック音の発生を抑制することができる。しかしながら、前者の手法によれば、ディーゼル機関１０の出力トルクが低下し、加速特性が悪化するという不都合が生ずる。また、後者の手法によれば、排気ガス中に含まれる未燃成分の量が増加し、排気エミッションが悪化するという不都合が生ずる。
【００７３】
本実施例のシステムは、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じている場合に、上記の如くプレストローク制御を実行することで、出力トルクの低下を伴うことなく、また、排気エミッションの悪化を伴うことなく、ディーゼルノック音を抑制する点に特徴を有している。
【００７４】
すなわち、本実施例において、ＥＣＵ１２は、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じている場合は、燃料噴射量Ｑを減量補正することなく、プレストローク制御を実行する。このため、加速要求時に出力トルクが低下するという不都合が生ずることはない。
【００７５】
また、ＥＣＵ１２は、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じている場合は、燃料噴射の開始時期が遅角側に移行するようにプレストローク制御を実行する。燃料噴射の開始時期が遅角側に移行されれば、燃料の早期着火が生じ難くなる。このため、加速要求時にターボチャージャ２０に応答遅れが生じても、ディーゼルノック音の発生が抑制される。
【００７６】
更に、スピル弁１７０がプレストローク制御される場合は、上記の如く、燃料噴射圧が通常制御時に比して高圧となる。燃料噴射圧が高圧であれば、所望の燃料噴射量Ｑを噴射するのに要する時間が短期間となる。燃料噴射量Ｑが短期間で噴射できれば、燃料噴射の開始時期が遅角側に移行されていても、燃料噴射の終了時期が遅角側に大きく移行されることがない。また、燃料噴射の終了時期が遅角側に大きく移行されなければ、排気ガス中に含まれる未燃成分の量が増量されるのを防止することができる。
【００７７】
このように、本実施例のシステムによれば、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じた際に、優れた加速性能と優れた排気特性とを維持しつつ、ディーゼルノック音の抑制を図ることができる。以下、図５を参照して、上記の機能を実現すべくＥＣＵ１２が実行する処理の内容について説明する。
【００７８】
図５は、上記の機能を実現すべくＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。本ルーチンは、所定時間毎、例えば８msec毎に起動される定時割り込みルーチンである。本ルーチンが起動されると、先ずステップ２００の処理が実行される。
【００７９】
ステップ２００では、アクセル開度θが読み込まれる。本ステップ２００の処理が終了すると、次にステップ２０２の処理が実行される。
ステップ２０２では、所定時間の間に生じたアクセル開度θの変化量Δθが算出される。本実施例では、０．２sec 前に検出されたθ、すなわち、２５回前の処理サイクル時に検出されたθと、今回の処理サイクル時に検出されたθとの偏差がΔθとして算出される。本ステップ２０２の処理が終了すると、次にステップ２０４の処理が実行される。
【００８０】
ステップ２０４では、変化量Δθが所定値α以上であるか否かが判別される。αは、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じているか否かを判別するためのしきい値である。本実施例では、αを５０％に設定している。上記の判別の結果、Δθ≧αが成立すると判別された場合は、加速が開始されたと判断することができる。この場合は、次にステップ２０６の処理が実行される。
【００８１】
ステップ２０６では、プレストローク値Ａに初期値Ａ0 が代入される。本実施例において、初期値Ａ0 は、図６に示すマップを参照して、変化量Δθに基づいて設定される。図６に示す如く、初期値Ａ0 は、α≦Δθ≦ａが成立する範囲ではΔθに比例する値に設定される。また、ａ＜Δθが成立する範囲では最大値Ａ0maxに固定される。本実施例では、最大値Ａ0maxを４°に設定している。
【００８２】
上記ステップ２０６の処理が実行されると、以後、スピル弁１７０の閉弁時期は、プランジャ１０９〜１１２にリフトが生じ始めた後、クランク角がＡ°変化した時期に設定される。上記ステップ２０６の処理によれば、アクセルペダル２８が急激に踏み込まれるほど、すなわち、ターボチャージャ２０に応答遅れが生じ易いほど、プレストローク値Ａに大きな値を設定することができる。上記ステップ２０６の処理が終了すると、次にステップ２０８の処理が実行される。
【００８３】
ステップ２０８では、カウンタＣＡＣＣに初期値Ｂ0 が代入される。カウンタＣＡＣＣは、プレストローク制御を実行すべき残存時間をカウントするためのカウンタであり、本ステップ２０８の処理が実行された後、本ルーチンが起動される毎に１づつデクリメントされる。本実施例では、初期値Ｂ0 として４００sec 相当の値が、すなわち、“５０”が代入される。本ステップ２０８の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００８４】
上記ステップ２０４で、Δθ≧αが成立しないと判別された場合は、今回の処理サイクル時には、ディーゼル機関１０の加速が開始されていないと判断することができる。この場合、次にステップ２１０の処理が実行される。
ステップ２１０では、カウンタＣＡＣＣに“０”でない値が残存しているか否かが判別される。その結果、ＣＡＣＣ＞０が成立すると判別された場合は、次にステップ２１２の処理が実行される。
【００８５】
ステップ２１２では、プレストローク値Ａが更新される。本ステップ２１２では、前回の処理サイクル時に設定されたプレストローク値Ａから所定値ｋを減じた値が、新たなプレストローク値Ａとされる。本ステップ２１２の処理が終了すると、次にステップ２１４の処理が実行される。上記の処理によれば、ディーゼル機関１０の加速が開始された後、ターボチャージャ２０の応答遅れが解消されるのと同期して、プレストローク値Ａを減衰させることができる。
【００８６】
ステップ２１４では、カウンタＣＡＣＣが１だけデクリメントされる。本ステップ２１４の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
上記ステップ２１０で、ＣＡＣＣ＞０が不成立である、すなわち、カウンタＣＡＣＣが“０”までデクリメントされていると判別された場合は、もやはプレストローク制御を実行する必要がないと判断することができる。この場合、次にステップ２１６の処理が実行される。
【００８７】
ステップ２１６では、プレストローク値Ａに“０”が代入される。本ステップ２１６の処理が実行されると、以後、ＥＣＵ１２は、プランジャ１０９〜１１２にリフトが生ずる以前にスピル弁１７０が閉弁状態となるように、スピル弁１７０に対して通常制御を施す。本ステップ２１６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００８８】
ところで、上記の実施例においては、プレストローク値Ａの初期値Ａ0 をΔθに応じて変化させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、初期値Ａ0 が定数であってもよい。また、上記の実施例においては、カウンタＣＡＣＣの初期値Ｂ0 を定数としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、初期値Ｂ0 をΔθに応じて変化させてもよい。
【００８９】
更に、上記実施例においては、図５に示すルーチンを所定時間毎に起動される定時割り込みルーチンとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図５に示すルーチンをディーゼル機関１０が所定角だけ回転する毎に起動されるＮＥ割り込みルーチンとしても良い。
【００９０】
図７は、図５に示すルーチンをＮＥ割り込みルーチンとした場合の割り込み時間を、機関回転数ＮＥとの関係で表した図を示す。図７に示す如く、ＮＥ割り込みルーチンは、機関回転数ＮＥが高回転となるほど頻繁に起動される。
図５に示すルーチンにおいて、上記ステップ２０２では、上述の如く、２５回前の処理サイクル時のアクセル開度θと今回の処理サイクル時のアクセル開度θとの偏差がΔθとされる。アクセルペダル２８の踏み込み速度が同じであれば、Δθの値は、本ルーチンの割り込み時間が長いほど、すなわち、機関回転数ＮＥが低回転であるほど大きな値となる。このため、図５に示すルーチンがＮＥ割り込みルーチンである場合、上記ステップ２０４の条件は、機関回転数ＮＥが低いほど成立し易くなる。
【００９１】
また、図５に示すルーチンにおいて、プレストローク制御は、カウンタＣＡＣＣが所定回数Ｂ0 回だけカウントダウンされることにより終了される。このため、プレストローク制御は、本ルーチンの割り込み時間が長いほど、すなわち、機関回転数ＮＥが低回転であるほど長期に渡って実行される。
【００９２】
ターボチャージャ２０の応答遅れは、機関回転数ＮＥが低いほど生じ易く、また、機関回転数ＮＥが高いほど生じ難い。このため、ディーゼル機関１０の加速時には、機関回転数ＮＥが低回転であるほど頻繁にかつ長期に渡ってプレストローク制御が実行されることが好ましい。図５に示すルーチンをＮＥ割り込みルーチンとすると、低回転領域で上記ステップ２０４の条件が成立し易くなり、また、ＣＡＣＣのカウントダウンに長い期間が必要となる。このため、図５に示すルーチンをＮＥ割り込みルーチンとすると、上記の要求を満たすことができる。
【００９３】
尚、上記の実施例においては、ターボチャージャ２０が前記請求項１記載の「過給機」に相当すると共に、ＥＣＵ１２がＮＥおよびθ等に基づいて燃料噴射量Ｑを演算することで前記請求項１記載の「燃料噴射量演算手段」が、ＥＣＵ１２が上記ステップ２００〜２０４の処理を実行することにより前記請求項１記載の「加速開始検出手段」が、ＥＣＵ１２が上記ステップ２０６の処理を実行することにより前記請求項１記載お「加速時噴射制御手段」がそれぞれ実現されている。
【００９４】
また、上記の実施例においては、ローラーシュー１４５〜１４８、ローラ１４９〜１５２、および、カムリング１５３が前記請求項２記載の「カム機構」に、燃料室９６が前記請求項２記載の「低圧源」にそれぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１２がスピル弁１７０に対して閉弁指令を発することにより前記請求項２記載の「スピル弁閉弁手段」が、ＥＣＵ１２が上記ステップ２０６の処理を実行することにより前記請求項２記載の「プレストローク値セット手段」が、また、ＥＣＵ１２が上記ステップ２１２の処理を実行することにより前記請求項２記載の「プレストローク値減衰手段」が、それぞれ実現されている。
【００９５】
次に、図８を参照して、本発明の第２実施例について説明する。本実施例のシステムは、上記図１乃至図３に示すシステム構成において、ＥＣＵ１２に、上記図５に示すルーチンに代えて図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００９６】
上述した第１実施例は、アクセル開度θの変化量Δθに基づいてディーゼル機関１０に対して加速要求が生じているか否かを判断している。本実施例のシステムは、機関回転数ＮＥの変化量ΔＮＥに基づいて加速要求の有無を判断する点に特徴を有している。
【００９７】
図８は、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。本ルーチンは、所定時間毎、例えば８msec毎に起動される定時割り込みルーチンである。尚、本ルーチン中、上記図５に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符合を付してその説明を省略または簡略する。
【００９８】
本ルーチンが起動されると、先ずステップ２２０の処理が実行される。ステップ２２０では、機関回転数ＮＥが読み込まれる。本ステップ２２０の処理が終了すると、次にステップ２２２の処理が実行される。
ステップ２２２では、所定時間の間に生じた機関回転数ＮＥの変化量ΔＮＥが算出される。本実施例では、０．２sec 前に検出されたＮＥ、すなわち、２５回前の処理サイクル時に検出されたＮＥと、今回の処理サイクル時に検出されたＮＥとの偏差がΔＮＥとして算出される。本ステップ２２２の処理が終了すると、次にステップ２２４の処理が実行される。
【００９９】
ステップ２２４では、変化量ΔＮＥが所定値β以上であるか否かが判別される。βは、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じているか否かを判別するためのしきい値である。上記の判別の結果、ΔＮＥ≧βが成立すると判別された場合は、加速が開始されたと判断することができる。この場合、以後、ステップ２０６でプレストローク値Ａに初期値Ａ0 が代入され、ステップ２０８でカウンタＣＡＣＣに初期値Ｂ0 が代入された後、今回のルーチンが終了される。
【０１００】
上記ステップ２０４で、ΔＮＥ≧βが成立しないと判別された場合は、今回の処理サイクル時には、ディーゼル機関１０の加速が開始されていないと判断することができる。この場合、次にステップ２１０でＣＡＣＣ＞０が成立するか否かが判別される。その結果、ＣＡＣＣ＞０が成立すると判別された場合は、以後、ステップ２０２でプレストローク値Ａが減少側に更新され、更にステップ２０４でカウンタＣＡＣＣがデクリメントされた後、今回のルーチンが終了される。一方、ＣＡＣＣ＞０が成立しないと判別された場合は、以後、ステップ２１６でプレストローク値Ａに“０”が代入された後、今回のルーチンが終了される。
【０１０１】
上記の処理によれば、第１実施例のシステムと同様に、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生ずると同時にプレストローク制御を開始し、かつ、その後ターボチャージャ２０の応答遅れが解消されるのと同期して、プレストローク値Ａを減衰させることができる。従って、本実施例のシステムによれば、ディーゼル機関１０に対して加速要求が生じた際に、良好な加速性能と良好な排気エミッションとを維持しつつ、ディーゼルノック音を有効に抑制することができる。
【０１０２】
ところで、本実施例において、プレストローク値Ａの初期値Ａ0 およびカウンタＣＡＣＣの初期値Ｂ0 は、定数であっても、ΔＮＥの関数であってもよい。また、本実施例において、図８に示すルーチンは、定時割り込みルーチンに限定されず、ＮＥ割り込みルーチンであってもよい。
【０１０３】
尚、上記の実施例においては、ＥＣＵ１２が上記ステップ２２０〜２２４の処理を実行することにより前記請求項１記載の「加速開始検出手段」が実現されている。
【０１０４】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、過給機付ディーゼル機関１０の加速開始時に、燃料噴射の開始時期を遅角させ、かつ、所望量の燃料を短期間で噴射することができる。このため、本発明に係る装置によれば、過給機付ディーゼル機関１０の加速開始時に、加速性および排気特性を良好に維持しつつ、ディーゼルノック音を抑制することができる。
【０１０５】
また、請求項２記載の発明によれば、加速開始時にプレストローク値を設定し、かつ、加速が開始された後、そのプレストローク値を徐々に減衰させることにより、過給機の応答遅れ量に応じた遅角制御量、および、燃料圧力昇圧量を適正に実現することができる。このため、本発明によれば、過給機付ディーゼル機関１０の加速性および排気特性を良好に維持し、かつ、ディーゼルノック音を抑制し得る装置を簡便に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図２】図１に示す燃料噴射ポンプの断面図である。
【図３】図１に示す燃料噴射ポンプを図２中に示すIII-III 直線に沿って切断することで得られる断面図である。
【図４】図４（Ａ）は燃料噴射ポンプが備えるプランジャのリフト量の変化を表すタイムチャートである。
図４（Ｂ）は燃料噴射ポンプが備えるプランジャのリフト速度の変化を表すタイムチャートである。
図４（Ｃ）は通常制御を実現するためのスピル弁の開閉動作を表すタイムチャートである。
図４（Ｄ）は通常制御に伴う燃料圧力の変化を表すタイムチャートである。
ートである。
図４（Ｅ）はプレストローク制御を実現するためのスピル弁の開閉動作を表すタイムチャートである。
図４（Ｆ）はプレストローク制御に伴う燃料圧力の変化を表すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施例において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図６】図５に示すルーチン中でプレストローク値Ａの初期値Ａ0 を設定する際に参照されるマップの一例である。
【図７】図５に示すルーチンをＮＥ割り込みルーチンとした場合の割り込み時間と機関回転数ＮＥとの関係を表す図である。
【図８】本発明の第２実施例において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ディーゼル機関
１２  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２０  ターボチャージャ
２８  アクセルペダル
３０  アクセル開度センサ
５０  燃料噴射弁
８０  燃料噴射ポンプ
１６８  タイマコントロールバルブ（ＴＣＶ）
１７０  スピル弁
１７１  燃料還流バルブ
１８１  アキュムレータ
１９０  デリバリバルブ
１９６  オーバーフローバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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