(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャにより燃料を圧送するジャーク式燃料噴射ポンプを備え、低負荷時にＥＧＲ率を大きくして、燃料の噴射時期を上死点後まで遅らせたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記圧送燃料の圧力に応じて段階的にニードルがリフトして燃料を多段噴射するノズルの初期リフト量を制御量に応じて調整可能な手段と、
目標噴射期間をエンジンの回転数と負荷に基づいて算出する手段と、
実噴射期間を検出する手段と、
この実噴射期間と目標噴射期間との比較を行い、両者が一致するように前記初期リフト量調整手段への制御量を決定する手段と
を設けた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。
【請求項２】
前記制御量決定手段は、運転条件に応じて基本初期リフト量を算出する手段と、実噴射期間と目標噴射期間の差に応じて初期リフト補正量を算出する手段と、この初期リフト補正量で前記基本初期リフト量を補正した値を前記制御量として決定する手段とからな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。
【請求項３】
カムにより駆動されるプランジャにより燃料を圧送する燃料噴射ポンプを備え、低負荷時にＥＧＲ率を大きくして、燃料の噴射時期を上死点後まで遅らせたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
進角させると送油率が大きくなり遅角させると送油率が小さくなる前記燃料噴射ポンプのカム位相を制御量に応じて調整可能な手段と、
目標噴射期間をエンジンの回転数と負荷に基づいて算出する手段と、
実噴射期間を検出する手段と、
この実噴射期間と目標噴射期間との比較を行い、両者が一致するようにカム位相を進角または遅角させる前記カム位相調整手段への制御量を決定する手段と
を設けた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。
【請求項４】
前記制御量決定手段は、運転条件に応じて基本カム位相を算出する手段と、前記実噴射期間と目標噴射期間の差に応じてカム位相補正量を算出する手段と、このカム位相補正量で前記基本カム位相を補正した値を前記制御量として決定する手段とからなることを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射ポンプのプレストローク量を制御量に応じて調整可能な手段と、前記実噴射期間と目標噴射期間との比較を行い、両者が一致するように前記プレストローク量調整手段への制御量を決定する手段とを設けたことを特徴とする請求項３または４に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記前記制御量決定手段は、運転条件に応じて基本プレストローク量を算出する手段と、前記実噴射期間と目標噴射期間の差に応じてプレストローク量補正量を算出する手段と、このプレストローク量補正量で前記基本プレストローク量を補正した値を前記制御量として決定する手段とからなることを特徴とする請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
排気還流率を調整可能な手段と、
スワール比を調整可能な手段と、
燃料の噴射時期を調整可能な手段と、
中回転・中負荷域と低回転の全負荷域で前記排気還流率が高くかつ低回転になるほど前記スワール比が大きく、さらに高排気還流率の状態で前記燃料の噴射時期が圧縮上死点後まで遅れるように、前記３つの調整手段への各制御量を決定する手段と
を設けたことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温予混合燃焼により、排気エミッション特性を改善するようにし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】
排気の一部を吸気管に導く、いわゆる排気還流（ＥＧＲ）を行ってゆっくりと燃焼させることによりＮＯｘを低減することができるので、低負荷になるほどＥＧＲ率を大きくしているが、高ＥＧＲ率の条件では、スモーク（主に黒煙）の排出が増加するため、吸入空気によって燃焼室内にスワール（旋回渦流）を生起するスワール生成手段を設け、拡散燃焼時の空気と燃料の混合を改善するとともに、燃料の噴射時期を上死点後まで遅らせ、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態に保ち、予混合燃焼比率を増大させることによって、高ＥＧＲ率状態でのスモークの発生を極力抑えるようにした装置が提案されている（特開平７−４２８７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような装置では、ＮＯｘとスモークとが最適に低減されるように、ＥＧＲ量、スワール比、噴射時期を考慮して、噴射期間を定めているのであるが、それでも燃料噴射ノズルの製作、組み付けに伴うバラツキや経時劣化により実噴射期間が長引いたり短すぎたりすることがあり、この噴射期間のずれが特に高ＥＧＲ率状態で生じたときには、ＮＯｘやスモークの排出量が増大するおそれがある。
【０００４】
そこで本発明では、実噴射期間が目標噴射期間よりずれているときには、実噴射期間が目標噴射期間と一致するようにその噴射期間差に応じて、多段噴射するノズルの初期リフト量や送油率制御型の燃料噴射ポンプの送油率を補正することにより、ＮＯｘやスモークの排出量が増大するおそれをなくすことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図２７に示すように、プランジャにより燃料を圧送するジャーク式燃料噴射ポンプを備え、低負荷時にＥＧＲ率を大きくして、燃料の噴射時期を上死点後まで遅らせたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記圧送燃料の圧力に応じて段階的にニードルがリフトして燃料を多段噴射するノズル１１２の初期リフト量を制御量に応じて調整可能な手段１１２と、目標噴射期間をエンジンの回転数と負荷に基づいて算出する手段１１３と、実噴射期間を検出する手段１１４と、この実噴射期間と目標噴射期間との比較を行い、両者が一致するように前記初期リフト量調整手段１１２への制御量を決定する手段１１５とを設けた。
【０００６】
第２の発明では、第１の発明において、前記制御量決定手段１１５が、運転条件に応じて基本初期リフト量を算出する手段と、実噴射期間と目標噴射期間の差に応じて初期リフト補正量を算出する手段と、この初期リフト補正量で前記基本初期リフト量を補正した値を前記制御量として決定する手段とからなる。
【０００７】
第３の発明では、図２８に示すように、カムにより駆動されるプランジャにより燃料を圧送する燃料噴射ポンプを備え、低負荷時にＥＧＲ率を大きくして、燃料の噴射時期を上死点後まで遅らせたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、進角させると送油率が大きくなり遅角させると送油率が小さくなる前記燃料噴射ポンプのカム位相を制御量に応じて調整可能な手段１２１と、目標噴射期間をエンジンの回転数と負荷に基づいて算出する手段１１３と、実噴射期間を検出する手段１１４と、この実噴射期間と目標噴射期間との比較を行い、両者が一致するようにカム位相を進角または遅角させる前記カム位相調整手段１２１への制御量を決定する手段１２２とを設けた。
【０００８】
第４の発明では、第３の発明において、前記制御量決定手段１２２が、運転条件に応じて基本カム位相を算出する手段と、前記実噴射期間と目標噴射期間の差に応じてカム位相補正量を算出する手段と、このカム位相補正量で前記基本カム位相を補正した値を前記制御量として決定する手段とからなる。
【０００９】
第５の発明では、第３または第４の発明において、図２９に示すように、前記燃料噴射ポンプのプレストローク量を制御量に応じて調整可能な手段１３１と、前記実噴射期間と目標噴射期間との比較を行い、両者が一致するように前記プレストローク量調整手段１３１への制御量を決定する手段１３２とを設けた。
【００１０】
第６の発明では、第５の発明において、前記前記制御量決定手段１３２が、運転条件に応じて基本プレストローク量を算出する手段と、前記実噴射期間と目標噴射期間の差に応じてプレストローク量補正量を算出する手段と、このプレストローク量補正量で前記基本プレストローク量を補正した値を前記制御量として決定する手段とからなる。
【００１１】
第７の発明では、第１から第６までのいずれか一つの発明において、排気還流率を調整可能な手段と、スワール比を調整可能な手段と、燃料の噴射時期を調整可能な手段と、中回転・中負荷域と低回転の全負荷域で前記排気還流率が高くかつ低回転になるほど前記スワール比が大きく、さらに高排気還流率の状態で前記燃料の噴射時期が圧縮上死点後まで遅れるように、前記３つの調整手段への各制御量を決定する手段とを設けた。
【００１２】
【作用】
段階的にニードルがリフトして燃料を多段噴射するノズルでは、初期リフト期間で少量の燃料が噴射され、その後のリフト期間で大量の燃料が噴射される。この場合に、第１の発明では、実噴射期間が目標噴射期間より長くなっているときに、初期リフト量を増大してやるので、噴射率特性が変化して噴射期間が短くなり、これによって実噴射期間と目標噴射期間とを一致させることができる。この逆に、実噴射期間が目標噴射期間より短いときには、初期リフト量を減少させることで噴射期間が長くなり、実噴射期間を目標噴射期間に一致する。このようにして、実噴射期間が目標噴射期間と一致するようにノズルの初期リフト量を決定することで、特に高ＥＧＲ率状態において噴射期間のずれが生じることに伴うＮＯｘやスモークの排出量の増大を防止できる。
【００１３】
カム位相調整手段によれば、カム位相を進角させると、送油率が大きくなるとともに噴射期間が短くなり、この逆にカム位相を遅角させたときには送油率が小さくなるとともに噴射期間が長くなる。この場合に、第３の発明では、実噴射期間が目標噴射期間より長くなっているときに、カム位相を進角させるので、噴射期間が短くなり、これによって実噴射期間と目標噴射期間とを一致させることができる。この逆に、実噴射期間が目標噴射期間より短いときには、カム位相を遅角させることで噴射期間が長くなり、実噴射期間を目標噴射期間に一致する。このようにして、実噴射期間が目標噴射期間と一致するようにカム位相を決定することで、特に高ＥＧＲ率状態において噴射期間のずれが生じることに伴うＮＯｘやスモークの排出量の増大を防止できる。
【００１４】
ただし、第３または第４の発明において、プレストローク量を大きくしていくと、噴射量は一定のまま、噴射時期が遅角するとともに、送油率が上昇していく特性の燃料噴射ポンプであるときには、実噴射期間を目標噴射期間に一致させるため、たとえばカム位相を進角させて送油率を上昇させたときに、同時に噴射時期が遅角し、またカム位相を遅角させて送油率を下降させたときに、同時に噴射時期が進角してしまうのであるが、第５の発明では、実噴射期間が目標噴射期間より長いときにはプレストローク量を小さくして噴射時期を早め、また実噴射期間が目標噴射期間より短いときにはプレストローク量を大きくして噴射時期を遅らせるため、実噴射期間と目標噴射期間とが一致するように送油率を補正する場合にも、噴射時期が変化することがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、１は燃料の噴射時期と燃料の噴射量が電子制御される分配型の燃料噴射ポンプである。この燃料噴射ポンプ１から圧送される燃料は、配管２を通って噴射ノズル３に導かれる。
【００１６】
４は吸気通路、５は排気通路、６は排気中のパーティキュレート等を捕集するフィルタ、７は排気音を低減する排気マフラである。
【００１７】
８は排気通路４と吸気通路５とを連通して排気還流するＥＧＲ通路、また９は制御負圧に応動してＥＧＲ量（排気還流量）を制御するダイアプラム式のＥＧＲ弁である。
【００１８】
１０はＥＧＲ弁９に供給する負圧の制御弁で、コントロールユニット１１からのデューティ信号に応じてバキュームポンプ１２からの一定負圧を３段階に調整する。たとえば、負圧制御弁１０へのＯＦＦデューティ（一定周期のＯＦＦ時間割合）が最大値で一定負圧がそのままＥＧＲ弁９に導入されるときは、排出ガスの５０％が還流されるように設定する。このときのＥＧＲ率（＝ＥＧＲ量／新気量）は１００％に相当する。ＯＦＦデューティが段階的に小さくなると、負圧制御弁１０への制御負圧の減少によりＥＧＲ弁開度が段階的に小さくなってＥＧＲ率が６０％、３０％と小さくなる。
【００１９】
こうして得られる３段階のＥＧＲ率は、運転条件に対して図２のように設定してある。図において、中速中負荷域と低速の全負荷域でＥＧＲ率は１００％である。これに対して高速高負荷域においては、燃焼期間が長引いてスモークの発生を完全に抑える事ができないため、さらに排気温度の上昇およびＥＧＲ流量の増大で吸気温度が上昇し、ＥＧＲによるＮＯｘ低減の効果が減少することなどのため、ＥＧＲ率を６０％、３０％と段階的に減少させている。
【００２０】
ＥＧＲ率をエンジンの運転条件に応じて制御するため、マイコンからなるコントロールユニット１１が設けられ、コントロールユニット１１では、アクセル開度（アクセルペダル開度）を検出するセンサ、エアクリーナ１３を介して吸気通路５に取り入れられる吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ１４からの信号と、回転数信号に関連するリファレンスパルス、スケールパルスに基づいてＥＧＲ流量を段階的に制御する。
【００２１】
エンジンの発生するトルクとエンジン回転数に対して図２に示したＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率）の特性が得られるように、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅをパラメータとするマップ（図示せず）を設定しておき、このマップを検索して、そのときの目標ＥＧＲ率を求める。これとエアフローメータ流量（新気量）とからＥＧＲ流量を、
ＥＧＲ流量＝エアフローメータ流量×目標ＥＧＲ率
により計算し、この流量のＥＧＲガスが流れるように負圧制御弁１０へのＯＦＦデューティを決定するのである。
【００２２】
燃焼室に流入する吸気にスワールを生起する手段を、図３と図４に示す（ただし図１には図示しない）。いわゆるヘリカル型の吸気ポート２１（略直線状の吸気路２１ａと吸気弁軸回りの渦巻状路２１ｂとで形成される）の渦巻状路２１ｂの近くに位置して回転自在に設けられる回転ブレード２２と、このブレード２２に連結させたリンク機構（図示せず）、このリンク機構を駆動するアクチュエータ（図示せず）からなり、ブレード２２の回転位置でスワール比の調整が行えるようになっている。
【００２３】
たとえば、ブレード２２が図３の位置では高スワール比となるが、ブレード２２が図４の位置までくると低スワール比になる。この回転ブレード方式はレスポンスも早く、広範囲のスワール比の制御が可能である。そのため、スワール比に敏感に反応するＨＣの制御に適している。
【００２４】
運転条件に対するスワール比の特性を図５に示すと、エンジン低回転域ほどスワール比を高くしている。これに対して高回転域では高スワール比に伴う体積（吸気充填）効率の低下が顕著になるし、噴射圧の高圧化による燃焼改善がスワールの必要性を弱めることになることから、回転数が大きくなるほど段階的にスワール比を減少させるのである。
【００２５】
なお、可変スワール用のアクチュエータは、図示しないが２ステージスプリング付きのダイアフラム式アクチュエータと、このアクチュエータに負圧源からの一定負圧に大気を希釈することにより３段階に制御負圧を作り出す負圧制御弁とから構成する。
【００２６】
次に、図６に分配型燃料噴射ポンプ１の概略を示す。図６において、燃料噴射ポンプ１はポンプハウジングを形成する噴射ポンプ本体３１内にカムローラと係合しつつ回転往復しながら、加圧室３２内の燃料を圧縮するプランジャ３３を備える。このプランジャ３３の外周には、プランジャ３３に形成されたカットオフポート３４を開閉することにより燃料噴射量を調量するコントロールスリーブ３５が摺動自由に嵌合され、このコントロールスリーブ３５を駆動するロータリソレノイド３６が設けられる。
【００２７】
また、ポンプ駆動軸に取り付けられたフィードポンプ３７からの吐出燃料は、ポンプ内部を潤滑するとともにポンプ室３８に蓄圧され、ここから前記加圧室３２に吸引される。
【００２８】
燃料の噴射時期を制御するために、プランジャ３３を駆動するカムローラと係合しつつカムローラの位相を動かす噴射時期制御部材としてのタイマピストン３９が備えられる。このタイマピストン３９は、一端の高圧室から低圧室側に漏らされる燃料流量を制御するタイミングコントロールバルブ４０（図７参照）により、その位置が制御され、これにより燃料噴射時期を進角させたり遅角させたりする。
【００２９】
そして、燃料の噴射量、噴射時期などを制御するために、コントロールユニット１１を備える。このコントロールユニット１１には、運転状態検出手段を構成する各種センサ、つまり、燃料噴射ノズル３に装着されて噴射時期を実測する実噴射時期検出手段としてのノズルリフトセンサ１５、コントロールスリーブ３５の位置を検出して燃料噴射量（負荷の代表値）を検出するスリーブ位置センサ１６、冷却水温を検出する水温センサ１７、エンジン回転数を検出する回転数センサ１８、燃料温度を検出する燃温センサ１９、エンジンの始動指令を認識する始動スイッチ２０などからの各種センサの信号が入力し、これらに基づいて後述するように燃料噴射量と噴射時期を制御する。
【００３０】
運転条件に対する噴射時期の特性を図８に示すと、高ＥＧＲ率状態である低回転域での中高負荷域で噴射時期を上死点後（＋４ＡＴＤＣと＋２ＡＴＤＣ）にしている。これは、噴射時期の大幅な遅延によって吸気をより低温状態にし、予混合燃焼の比率を増大させることによって、スモークの発生を抑制するためである。これに対して、中高回転域では、着火遅れ時間が一定であっても、着火遅れクランク角度が大きくなるので、着火時期を一定に保つため回転数が大きくなるほど噴射時期を進めている。
【００３１】
図９は噴射時期制御の制御ブロック図で、Ｓ２１では通常運転時にエンジン回転速度Ｎｅと負荷（燃料噴射量やアクセル開度で代表される）とにより設定されている噴射時期の回転−負荷特性に基づいて燃料噴射時期Ｔｎｌを決定する。この噴射時期の回転−負荷特性が、エンジンの発生するトルクとエンジン回転数に対して図８に示した燃料噴射時期の特性が得られるように設定したマップである。
【００３２】
また、Ｓ２２ではエンジンの始動時にエンジン回転速度Ｎｅと水温Ｔｗにより設定されている始動噴射時期進角特性により、燃料噴射時期ＩＴｓｔを決定する。
【００３３】
そして、Ｓ２３により前記目標噴射時期ＩＴｔと前記ノズルリフトセンサ１５によって実測された実測噴射時期ＩＴｉとを比較し、ＰＩＤ処理により、タイマピストン３９の移動量を求め、アクチュエータ指令信号（タイミングコントロールバルブ４０のデューティ比等）を出力し、これにより燃料噴射時期を制御する。
【００３４】
図１０に燃料噴射ノズル３の断面図を示す。この噴射ノズル３は噴射開始圧力を低、高の二段階にしているもので、２個の噴射開始圧力の調整手段を備えている。
【００３５】
初期噴射の噴射開始圧力の調整手段としての第１調整手段は、ノズル５１の噴射の開始、噴射量、終了を規制するニードル５２の上部に配設されており、ノズルホルダ５３のノズル５１と反対側に設けられた上部内孔５４と、上部内孔５４のねじ部５５にねじ込まれたセットスクリュー５６と、上部内孔５４内に第１スプリングシート５７を有しかつノズルホルダ５３を貫通して下端は、ノズルホルダ５３の軸方向に摺動自在な初期リフト調整用シム５８を介して、ニードル５２の頭部と当接するプッシュロッド５９と、セットスクリュー５６の下端面に配設された１段目開弁圧調整用シム６０と、このシム６０と第１スプリングシート５７との間に張設された第１スプリング６１とによりなっている。
【００３６】
また、主噴射の噴射開始圧力の調整手段としての第２調整手段は、ニードル５２のすぐ上部に配設されており、ノズルホルダ５３のノズル側に設けられた下部内孔６３と、下部内孔６３の下端に配設されかつノズルホルダ５３の軸方向に摺動自在で、さらに初期リフト調整用シム５８との間にクリアランスＬ１を有する第２スプリングシート６４と、下部内孔６３の上端面に配設された２段目開弁圧調整用シム６５と、このシム６５と第２スプリングシート６４との間に張設された第２スプリング６６とによりなっている。
【００３７】
なお、７１は燃料をノズル５１に供給する油路、７２はノズル５１とニードル５２上部の摺動肩５２ａとの間にクリアランスＬ２を有するスペーサ７３とをノズルホルダ５３に結合するリテーニングナット、７４はスピルボルト、７５はキャップナットである。
【００３８】
ノズル内の燃料圧力室（図示せず）に導入される燃料噴射ポンプからの燃料圧力により、ニードル５２にかかる圧力が所定値以上に高まると、初期リフト調整用シム５８とプッシュロッド５９を介して第１スプリング６１を圧縮しながら、ニードル５２は一定値（初期リフト量）Ｌ１だけ上方にリフトする。これが初期噴射であり、燃料圧力が第２スプリング６６の設定圧力を越えるまではこの状態を維持する。ついで第２スプリングシート６４を介して第２スプリング６６を圧縮しながら、ニードル５２が大きくリフトし、大量の燃料を供給する主噴射が始まる。
【００３９】
このようにして、初期リフト（初期噴射）期間に少量の燃料を噴射し、ついでメインリフト（主噴射）期間に大量の燃料を噴射するという、段階的な燃料噴射が行われるのである。
【００４０】
さて、ＮＯｘとスモークとが最適に低減されるように、噴射期間を定めているのであるが、それでも実噴射期間が長引いたり短すぎたりすることがあり、この噴射期間のずれが特に高ＥＧＲ率状態である低中負荷域において生じたときには、ＮＯｘやスモークの排出量が増大するおそれがある。
【００４１】
これに対処するため、本発明では、実噴射期間が目標噴射期間よりずれているときには、実噴射期間が目標噴射期間と一致するように上記燃料噴射ノズル３の初期リフト量を補正する。
【００４２】
まず、初期リフト量Ｌ１を調整可能とするため、図１０において、スペーサ７３の上端側に、ノズル５１側に向けて穿設した段付き部７３ａと第２スプリングシート６４の下端との間に、ノズルホルダ５３の軸方向に伸縮自在なリング状の圧電素子７７を設けている。
【００４３】
なお、実噴射期間を測定するため１段目開弁圧調整用シム６０とセットスクリュー５６との間にもリング状の圧電素子を７８を設けている。これは、ニードル５１のリフトによりプッシュロッド５９を介して第１スプリング６１が圧縮されると、その圧縮荷重により圧電素子７８に歪みが生じるため、その歪みを電圧変換することで、実噴射期間を測定することができるわけである。
【００４４】
次に、コントロールユニット１１で実行される初期リフト量の補正内容を図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４５】
Ｓ３１、３２ではエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃ等の各種の運転条件とともに実噴射期間Ｔを読み込み、Ｓ３３、Ｓ３４において基本初期リフト量Ｌ１Ｎと目標噴射期間ＴＮをマップ検索により求める。エンジンの発生するトルクとエンジン回転数に対して図１２に示した基本初期リフト量の最適な特性が得られるように、またトルクとエンジン回転数に対して図１３に示した目標噴射期間の最適な特性が得られるように、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅをパラメータとするマップ（図示せず）を設定しており、これらのマップを検索して求めるわけである。
【００４６】
ここで、基本初期リフト量Ｌ１Ｎは、図１２のようにエンジン回転数とトルクが高くなるほどその値が大きくなるように設定している。これは、高回転域や高負荷域でも初期リフト量を小さくしていると、噴射期間が長くなり、その結果、燃焼期間が長引いて等容度が悪化し、熱効率が悪くなる（燃費の悪化とともにスモーク排出特性も悪くなる）ので、これを避けるためである。
【００４７】
図１１のＳ３５では、実噴射期間Ｔと目標噴射期間ＴＮとの比較を行い、両者が同等であれば、図１１のフローを終了する。両者が同等でないときには、Ｓ３６、３７で
ΔＴＮ＝Ｔ−ＴＮ
の式により噴射期間補正量ΔＴＮを算出し、この噴射期間補正量ΔＴＮと目標噴射期間ＴＮとからテーブル検索により初期リフト補正量ΔＬ１を求める。初期リフト補正量ΔＬ１は、図１４の特性に設定してあり、ＴＮが一定の条件ではΔＴＮが大きくなるほど大きく、またΔＴＮが一定の条件ではＴＮが大きくなるほど大きくなる値である。
【００４８】
この補正量ΔＬ１をＳ３８において基本初期リフト量Ｌ１Ｎに加えた値を目標初期リフト量Ｌ１として算出し、これらを所定のアドレスに格納する。ΔＴＮが正（つまり実噴射期間が目標噴射期間より長い）のときには初期リフト量をΔＬ１だけ増大側に、この逆にΔＴＮが負（実噴射期間が目標噴射期間より短い）になると、初期リフト量をΔＬ１だけ減少側に補正するわけである。
【００４９】
たとえば、実噴射期間が目標噴射期間より長くなっているときには、初期リフト量を増大側に補正すると、図１５に示したように噴射率特性が変化して噴射期間が短くなり、これによって実噴射期間と目標噴射期間を一致させることができるのである。この逆に、実噴射期間が目標噴射期間より短いときには、初期リフト量を減少側に補正することによって、実噴射期間を目標噴射期間に一致させることができる。
【００５０】
このようにして、実噴射期間が目標噴射期間と一致するように噴射ノズル３の初期リフト量を補正することで、特に高ＥＧＲ率状態である低回転域での中高負荷域において噴射期間のずれが生じることに伴うＮＯｘやスモークの排出量の増大を防止できる。
【００５１】
図１６は第２実施形態で、図示の燃料噴射ポンプ８１は、いわゆるプレストローク量の調整手段を備えた送油率制御型の燃料噴射ポンプ（特開昭６１−２１８７６９号公報参照）である。なお、ＥＧＲ率の制御、スワール比の制御、噴射時期の遅角制御を行っている点は、第１実施形態と同じである。
【００５２】
プレストローク量の調整手段は、図１７に示すようにプランジャ８４にガイドされた制御スリーブ８６によるもので、回動可能なコントロールロッド８９に取り付けたピン９０の移動に合わせて、制御スリーブ８６がプランジャ８４の軸方向に上下運動を行い、これによって噴射ポンプのプレストローク量を変えることができる。なお、９１はコントロールロッド８９を駆動するためのアクチュエータ（ロータリソレノイド）、８３はバレルである。
【００５３】
噴射ポンプ８１の詳細は次の通りである。図１６において、プランジャ８４の周囲に制御スリーブ８６が装着され、この制御スリーブ８６の位置により燃料圧送の開始時期が決まる。スリーブ８５は燃料が送り込まれる燃料室８７と加圧室８５との間を連通する、プランジャ８４軸心に設けた通路８４ａの燃料室側への開口（給油孔）８４ｂを開閉し、プランジャ８４が上昇する過程で、スリーブ８６の下端より開口８４ｂが閉じられると、燃料室８７との連通が遮断され、加圧室８５の圧力が高まり始める。その後、プランジャ８４の上昇により加圧室８５の圧力が吐出弁８８の開弁圧を超えると、燃料噴射ノズルに向け燃料が圧送される。
【００５４】
また、プランジャ８４の上昇により、通路８４ａから分岐するポート８４ｃがスリーブ８６の途中に設けたスピルホート８６ａに連通すると、加圧室８５が再び燃料室８７と連通して、燃料の圧送が終了する。
【００５５】
そして、図１６の紙面と直角な方向に軸線を有しその軸線回りに回動可能なコントロールロッド８９と、このコントロールロッド８９に固定され制御スリーブ８６の外周面に設けた切欠溝８４ｃ（図１７参照）にはまり込むピン９０とからなるスリーブ位置調整機構により、スリーブ８６の位置を上下させることにより、燃料の圧送開始時期を進めたり、遅らせたりすることができる。
【００５６】
また、分岐ポート８４ｃはプランジャ８４周囲に傾斜溝として開口しているので、プランジャ８４の軸線回りの回転位置を、スリーブ９２上に固着されたボール９３に係合するラック（プランジャ回転調整機構）９４を図１６の紙面と直角な方向に変位させることにより、スピルホート８６ａに対する連通時期が変化し、燃料の圧送終了時期、すなわち燃料噴射量を変化させることができる。
【００５７】
次に、図１８、図１９には、前記燃料噴射ポンプ８１のカム位相を進角、遅角させる位相調整機構１００である（特開昭５８−４８７１９号公報参照）。
【００５８】
これは燃料噴射ポンプ８１のポンプ軸（カム軸）８１ａと、エンジン回転が伝達される回転体１０１との連結部分に介装され、エンジン回転のポンプ軸８１ａに対する伝達位相を可変的に調整する。
【００５９】
ポンプ軸８０ａに同軸結合される回転盤１０３の軸部１０２に、回転自由に回転体１０１が支持される。
【００６０】
そして、回転体１０１から回転盤１０３に伝達される回転に必要に応じて位相差を付与するため、回転盤１０３と回転体１０１とを回転（円周）方向に相対変位可能に連結する機構として、まず回転盤１０３にはその回転中心から等距離位置に一対の円形孔１０３ａが明けられ、ここに第１の偏心カム１０５が挿入される。また、この偏心カム１０５に設けた円形孔１０５ａには第２の偏心カム１０６が挿入される。
【００６１】
第２の偏心カム１０６の偏心ピン１０６ｂは、前記回転体１０１に側面から貫入し、また、第１の偏心カム１０５の偏心ピン１０５ｂは、シリンダ１０７に収装したピストン１０７ａに連結する。
【００６２】
シリンダ１０７は軸部１０２の放射方向に回転盤１０３に一体に取り付けられ、その油室１０７ｂには、軸部１０２の内周通路１０２ａを介して供給される圧油が導かれる。ピストン１０７ａはこの供給圧力と、リターンスプリング１０７ｃとがバランスする位置へと移動する。
【００６３】
したがって、ピストン１０７ａの位置に応じて偏心ピン１０５ｂにより第１の偏心カム１０５が回動し、これにより第２の偏心カム１０６が回転盤１０３に対して円周方向に変位し、その偏心ピン１０６ｂを介して連結する回転体１０１と回転盤１０３との回転方向の位相を変化させる。
【００６４】
これにより、エンジン回転に対して、燃料噴射ポンプ８０のポンプ軸８０ａ、つまりカム８１の回転位相が変化し、燃料の送油率が変わる。
【００６５】
シリンダ１０７の油室１０７ｂへ導かれるオイルポンプ１０９からの油圧は、制御弁１０８の開度に応じて変化し、制御弁開度が増加すると油圧は低下する。
【００６６】
さて、第１実施形態では、実噴射期間と目標噴射期間の差に応じて、図１０に示した２スプリングノズルの初期リフト量を補正するように構成したが、第２実施形態では、実噴射期間と目標噴射期間の差に応じて送油率制御型の燃料噴射ポンプ８１の送油率を補正するように構成する。第２実施形態では２スプリングノズルは必要ない。
【００６７】
これを図２０のフローチャートにより説明する。図２０は図１１に対応するもので、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６が図１１と異なる。図１１と同じ部分の説明は省略する。
【００６８】
なお、先にＳ４１、Ｓ４３、Ｓ４５を説明し、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６はまとめて後述する。
【００６９】
図２０のＳ４１では基本カム位相ＤＱＮをマップ検索により求める。基本カム位相ＤＱＮは、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃに基づいて図２１の特性に設定してあるが、これは送油率を制御するもので、図２５にも示すように、燃料噴射ポンプのカムの位相によってカム速度（リフト速度）が異なるため、このカム位相を変えることにより燃料送油率を変化させることができる。燃料噴射ポンプからの燃料圧送期間（スリーブ８６により加圧室８５と燃料室８７の連通が遮断されてから、連通が再開するまでの期間）が同じでも、カム位相を進角させればカム速度の速い領域を利用できるので送油率は高まり、逆に遅角させれば送油率が低くなる。基本的な送油率は、アクセル開度が小さいときほど大きくなるように設定してあり、したがって低アクセル開度域でカム位相の進角値を大きくしている。
【００７０】
Ｓ４３では、噴射期間補正量ΔＴＮからテーブル検索によりカム位相補正量ΔＤＱを求め、このカム位相補正量ΔＩＴをＳ４５において基本カム位相ＤＱＮに加えることによってカム位相を補正し、補正後の値を目標カム位相ＤＱとして所定のアドレスに格納する。
【００７１】
カム位相補正量ΔＤＱは、図２２に示したように、ΔＴＮが大きくなるほど大きくなる値である。たとえば、ΔＴＮが正（実噴射期間が目標噴射期間より長い）のときにはカム位相をΔＤＱだけ進角側に補正（つまり圧送開始時期を一定のままカムを図２５において図中の左側に変化させる）することで、送油率が大きくなり、これによって噴射期間が短くなることから、実噴射期間と目標噴射期間を一致させることができるのである。この逆にΔＴＮが負（実噴射期間が目標噴射期間より短い）になると、カム位相の遅角補正により送油率を低下させる（噴射期間を長くする）ことによって、実噴射期間を目標噴射期間に一致させることができる。
【００７２】
ただし、この噴射ポンプ８１では、図２６に示すように、プレストローク量を大きくしていくと、噴射量は一定のまま、噴射時期が遅角するとともに、送油率が上昇していく特性であるため、実噴射期間を目標噴射期間に一致させるためとはいえ、上記のようにたとえばカム位相の進角補正により送油率を上昇させたときには、同時に噴射時期が遅角してしまうので、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６を設けて、そのための補正を行っている。
【００７３】
具体的には、Ｓ４２で基本プレストローク量ＰＳＮをマップ検索により求める。エンジンの発生するトルクとエンジン回転数に対して図２３に示した基本プレストローク量の最適な特性が得られるようにアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅをパラメータとするマップ（図示せず）を設定しており、これらのマップを検索して求めるわけである。プレストローク量は、通常、圧送を開始するタイミングでのカムリフト量で定義しているため、プレストローク量を大きくすると、噴射時期が遅角側に移動するので、高回転域や高負荷域では噴射時期を進めるため、図２３のように回転数とトルクが大きくなるほどプレストローク量を小さくしている。
【００７４】
Ｓ４４では、噴射期間補正量ΔＴＮと目標噴射期間ＴＮとからマップ検索によりプレストローク補正量ΔＰＳを求め、このプレストローク補正量ΔＰＳをＳ４６において基本プレストローク量ＰＳＮに加えることによってプレストローク量を補正し、補正後の値を目標プレストローク量ＰＳとして所定のアドレスに格納する。
【００７５】
プレストローク補正量ΔＰＳは、図２４の特性に設定してあり、ＴＮが一定の条件ではΔＴＮが大きくなるほど負の値で大きく、またΔＴＮが一定の条件ではＴＮが大きくなるほど負の値で大きくなる値である。
【００７６】
このようにして、実噴射期間と目標噴射期間との差に応じて送油率を補正する場合に、実噴射期間が目標噴射期間より長いときにはプレストローク量をΔＰＳだけ小さくして圧送開始タイミングを早め、また実噴射期間が目標噴射期間より短くなると、プレストローク量をΔＰＳだけ大きくして圧送開始タイミングを遅らせることで、実噴射期間と目標噴射期間とが一致するように送油率を補正する場合にも、圧送開始タイミングが変化することがない。
【００７７】
第１実施形態では、分配型燃料噴射ポンプと２スプリングノズルで説明したが、これに限られるものでなく、列型、カムシャフトレス型の各燃料噴射ポンプおよびユニットインジェクタについても適用することができる（これら３種類の燃料噴射ポンプはユニットインジェクタを含めてジャーク式燃料噴射ポンプと総称される）。また、第２実施形態では、送油率制御型が列型燃料噴射ポンプに適用された場合で説明したが、これに限らず、送油率制御型であれば、他の燃料噴射ポンプにも適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
第１の発明では、実噴射期間が目標噴射期間と一致するようにノズルの初期リフト量を決定することで、特に高ＥＧＲ率状態において噴射期間のずれが生じることに伴うＮＯｘやスモークの排出量の増大を防止できる。
【００７９】
第３の発明では、実噴射期間が目標噴射期間と一致するようにカム位相を決定することで、特に高ＥＧＲ率状態において噴射期間のずれが生じることに伴うＮＯｘやスモークの排出量の増大を防止できる。
【００８０】
第５の発明では、プレストローク量を大きくしていくと、噴射量は一定のまま、噴射時期が遅角するとともに、送油率が上昇していく特性の燃料噴射ポンプを用いて、実噴射期間と目標噴射期間とが一致するようにカム位相を決定する場合にも、噴射時期が変化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す全体的な概略構成図である。
【図２】排気還流率の制御特性図である。
【図３】スワール生成手段の説明図である。
【図４】同じくその作動状態を示す説明図である。
【図５】スワール比の制御特性図である。
【図６】分配型燃料噴射ポンプの断面図である。
【図７】同じくその一部の断面図である。
【図８】燃料噴射時期の制御特性図である。
【図９】燃料噴射時期の制御ブロック図である。
【図１０】２スプリングノズルの断面図である。
【図１１】初期リフト量の補正を説明するためのフローチャートである。
【図１２】基本初期リフト量Ｌ１Ｎの制御特性図である。
【図１３】目標噴射期間ＴＮの制御特性図である。
【図１４】初期リフト補正量ΔＬ１の制御特性図である。
【図１５】噴射率の特性図である。
【図１６】第２実施形態の送油率制御型の燃料噴射ポンプの断面図である。
【図１７】プレストロークの可変機構を説明するための斜視図である。
【図１８】カム位相調整機構の要部断面図である。
【図１９】カム位相調整機構の正面図である。
【図２０】送油率の補正を説明するためのフローチャートである。
【図２１】基本カム位相ＤＱの制御特性図である。
【図２２】カム位相補正量ΔＤＱの制御特性図である。
【図２３】基本プレストローク量ＰＳＮの制御特性図である。
【図２４】プレストローク補正量ΔＰＳの制御特性図である。
【図２５】カム速度特性図である。
【図２６】送油率特性図である。
【図２７】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２８】第３の発明のクレーム対応図である。
【図２９】第５の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
１  分配型燃料噴射ポンプ
３  ２スプリングノズル
１１  コントロールユニット
７７  圧電素子（初期リフト量調整手段）
７８  圧電素子（実噴射期間検出手段）
８１  送油率制御型の燃料噴射ポンプ
１００  カム位相調整機構
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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