(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの加速、減速が行われる過渡期にインジェクタから燃料を噴射する際に、目標コモンレール圧力時の目標噴射終了時期に対して実噴射終了時期を一致させ、実噴射量が目標噴射量と同等になるように目標噴射開始時期に対して、加速時には実噴射開始時期を先行させる補正を行い、減速時には実噴射開始時期を遅らせる補正を行うことを特徴とするエンジンの燃料噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレールに蓄圧状態で貯留された燃料をインジェクタから燃焼室内に噴射するエンジンの燃料噴射方法に関し、特に、エンジンの加速、減速が行われる過渡期における燃焼性の不具合を解消するようにしたエンジンの燃料噴射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃料噴射に関して、噴射圧力の高圧化を図り、燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に制御する方式として、コモンレール燃料噴射システムが知られている。
【０００３】
図４は、コモンレール燃料噴射システムの概要を示すブロック図である。コモンレール燃料噴射システムでは、燃料タンク１内の燃料は、例えばプランジャ式の可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ２により加圧される。この燃料ポンプ２は、エンジン出力によって駆動されるものであり、燃料を要求される所定圧力に昇圧し、燃料管３を通じてコモンレール４に供給することにより蓄圧状態で貯留する。燃料ポンプ２には、コモンレール４における燃料圧を所定圧力に維持するための流量制御弁５が備えられており、また、燃料ポンプ２からリリーフされた燃料は、戻し管６により燃料タンク１に戻される。
【０００４】
コモンレール４内の燃料は、燃料供給管７を通じて複数のインジェクタ８に供給されて図示しないエンジンの燃焼室に噴射される。燃料供給管７からインジェクタ８に供給された燃料のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は、戻し管９を通じて燃料タンク１に戻される。
【０００５】
電子制御ユニットであるコントローラ１０には、エンジンの気筒判別センサからの気筒判別信号１１、上死点（ＴＤＣ）を検出するためのクランク角センサからのクランク角信号１２、アクセルペダル踏込み量Ａｃｃを検出するためのアクセル開度センサ（エンジン負荷センサ）からのアクセル開度信号１３、エンジン回転数センサからのエンジン回転数（Ｎｅ）信号１４等のエンジンの運転状態を検出するための各種センサからの信号が入力されている。
【０００６】
コモンレール４には圧力センサ１５が設けられており、この圧力センサ１５によって検出されたコモンレール４内の圧力信号１６がコントローラ１０に入力されている。コントローラ１０は、これらの信号に基づいて、エンジン出力が運転状態に即した最適出力になるように、インジェクタ８の電磁弁１７に噴射指令１８を送って燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射時期（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量を制御する。
【０００７】
インジェクタ８が燃料を噴射することでコモンレール４内の燃料が消費され、コモンレール４内の圧力は低下するが、コントローラ１０は、コモンレール４内の圧力がエンジンの運転状態に応じて必要とされる燃料噴射圧力になるように、燃料ポンプ２の流量制御弁５における電磁弁１９に圧力制御指令２０を送って、燃料ポンプ２の吐出量を制御することによりコモンレール４の圧力を制御する。
【０００８】
従来のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料の噴射開始時期及び噴射終了時期は、予め設定されたクランク角度（例えば、ＴＤＣ）からの位相差をクランク角センサで算出し、クランク角信号１２の所定の時期に燃料が噴射されるようにインジェクタ８の電磁弁１７への駆動電流を定めるコマンドパルス（噴射指令１８）をコントローラ１０が出力することによって制御されている。
【０００９】
図５は、アクセルが踏まれた加速時のエンジン回転数（Ｎｅ）を示す線図、図６は、図５の加速時における目標コモンレール圧力ＰＳ（実線）と実コモンレール圧力Ｐ（破線）との関係を示す線図である。
【００１０】
図５のエンジン加速時には、図６に実線で示すように、目標コモンレール圧力ＰＳは上昇するが、実コモンレール圧力Ｐは応答遅れのために破線で示すように目標コモンレール圧力ＰＳに対し遅れて上昇する。このように、エンジンの加速時に、実コモンレール圧力Ｐが目標コモンレール圧力ＰＳの上昇に対して遅れると、次のような現象が生じる。
【００１１】
即ち、本来加速時には、図７に実線で示すように、目標コモンレール圧力時の目標噴射開始時期ＡＳと目標噴射終了時期ＢＳとの間の目標噴射波形Ｘになるように目標噴射量ＱＳの燃料が噴射されることが望ましいが、前記したように目標コモンレール圧力ＰＳに対して実コモンレール圧力Ｐが低いと、目標噴射終了時期ＢＳまでに目標噴射量ＱＳと同等の燃料を噴射することができない。この時、目標噴射開始時期ＡＳと実噴射開始時期Ａとは同一点である。
【００１２】
このために、従来では、図７に破線で示すように、目標噴射終了時期ＢＳに対して補正値Ｈ１だけ実噴射終了時期Ｂ１を遅らせ、これによって目標噴射量ＱＳと同等の実噴射量Ｑを噴射するようにしている。この時、目標噴射波形Ｘに対して増加分Ｚと減少分Ｚ’とがちょうど同じ大きさになるようにしている。
【００１３】
図８は、エンジンの所要回転数からアクセルが開放された減速時のエンジン回転数（Ｎｅ）を示す線図、図９は、図８の減速時における目標コモンレール圧力ＰＳ（実線）と実コモンレール圧力Ｐ（破線）との関係を示す線図である。
【００１４】
図８のエンジン減速時には、図９に実線で示すように、目標コモンレール圧力ＰＳは下降するが、実コモンレール圧力Ｐは、インジェクタ８からのリークのみによって減圧されるために、破線で示すように目標コモンレール圧力ＰＳに対して遅れて減圧される。このように、エンジンの減速時に、実コモンレール圧力Ｐが目標コモンレール圧力ＰＳの減圧に対して遅れると、次のような現象が生じる。
【００１５】
即ち、本来減速時には、図１０に実線で示すように、目標コモンレール圧力時の目標噴射開始時期ＡＳと目標噴射終了時期ＢＳとの間の目標噴射波形Ｘになるように目標噴射量ＱＳの燃料が噴射されることが望ましいが、前記したように目標コモンレール圧力ＰＳに対して実コモンレール圧力Ｐが高いことによって、目標噴射終了時期ＢＳまで燃料を噴射し続けると、目標噴射量ＱＳに対して過剰の燃料が噴射されることになる。この時、目標噴射終了時期ＢＳと実噴射終了時期Ｂとは同一点である。
【００１６】
このために、従来では、図１０に破線で示すように、目標噴射終了時期ＢＳに対して補正値Ｈ２だけ実噴射終了時期Ｂ２を早め、これによって実噴射量Ｑが目標噴射量ＱＳと略同等になるようにしている。この時、目標噴射波形Ｘに対して増加分Ｚと減少分Ｚ’とがちょうど同じ大きさになるようにしている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来においては、図７の加速時に、目標噴射終了時期ＢＳに対して補正値Ｈ１だけ実噴射終了時期Ｂ１を遅らせることによって、目標噴射量ＱＳと同等の実噴射量Ｑを噴射するようにしているために、燃焼が遅れ、燃え残りによる燃焼不良によって黒煙が発生する問題がある。
【００１８】
また、図１０の減速時に、目標噴射終了時期ＢＳに対して補正値Ｈ２だけ実噴射終了時期ＢＳを早め、これによって実噴射量Ｑが目標噴射量ＱＳと略同等になるようにしているために、噴射開始初期に多量の燃料が噴射されることになって、爆発的な燃焼により燃焼圧が上昇してエンジンの騒音（カリカリ音）及び振動が発生し、ドライバビリティに違和感が生じる問題があリ、更に燃焼温度の上昇によりＮＯｘ増加の問題も生じる。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するためになしたものであり、コモンレール式燃料噴射システムにおいて、エンジンの加速、減速が行われる過渡期における燃焼性の不具合を解消するようにしたエンジンの燃料噴射方法を提供する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの加速、減速が行われる過渡期にインジェクタから燃料を噴射する際に、目標コモンレール圧力時の目標噴射終了時期に対して実噴射終了時期を一致させ、実噴射量が目標噴射量と同等になるように目標噴射開始時期に対して、加速時には実噴射開始時期を先行させる補正を行い、減速時には実噴射開始時期を遅らせる補正を行うことを特徴とするエンジンの燃料噴射方法、に係るものである。
【００２１】
本発明によれば、エンジンの加速、減速の過渡期に、目標コモンレール圧力時の目標噴射終了時期に対して実噴射終了時期を一致させ、実噴射量が目標噴射量と同等になるように目標噴射開始時期に対して実噴射開始時期を補正しているので、次のような作用を有する。
【００２２】
エンジンの加速時には、目標噴射波形に対して実噴射開始時期を早め、実噴射波形を前側に変形させて、実噴射量を目標噴射量と略同等にすることにより、燃焼を早期から開始して、従来生じていた燃え残りによる燃焼不良によって黒煙が発生する問題を防止できる。
【００２３】
また、エンジンの減速時には、目標噴射波形に対して実噴射開始時期を遅らせ、実噴射波形を後側に変形させて、実噴射量を目標噴射量と略同等にすることにより、急激な燃焼を抑制して燃焼圧の上昇を防止し、従来生じていたエンジンの騒音を低減すると同時にドライバビリティの違和感を解消し、更に、燃焼温度を低減してＮＯｘの発生も抑制できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する形態を図面を参照して説明する。エンジンの燃料噴射装置に適用されるコモンレール式燃料噴射システムについては、図４に示したものを用いることができ、よって形態例の説明において再度の詳細な説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の形態を示したものであり、図４のコントローラ１０が加速中、又は減速中と判断した場合に、コントローラ１０からインジェクタ８に出力される噴射指令１８の噴射タイミングマップにより噴射時期を制御する制御フロー図を示している。
【００２６】
図１に示すように、エンジンの加速中、減速中の何れの場合においても、実噴射終了時期Ｂは、目標噴射終了時期ＢＳと一致されるようにしている。
【００２７】
一方、噴射時期については、噴射指令１８の噴射タイミングマップによる目標噴射開始時期ＡＳを、補正回路２１によって補正している。
【００２８】
即ち、コントローラ１０が加速中と判断した時には、目標コモンレール圧力ＰＳと実コモンレール圧力Ｐとが引算器２２に入力されて偏差ΔＰ１が求められる。そして演算器２３により、圧力の偏差ΔＰ１と補正量との関係を予め求めておいた補正量マップに基づいて補正値Ｈ３を得る。そして、このようにして求めた補正値Ｈ３を、加算器２４により目標噴射開始時期ＡＳに加算することにより実噴射開始時期Ａ１を得るようにしている。
【００２９】
また、コントローラ１０が減速中と判断した時には、目標コモンレール圧力ＰＳと実コモンレール圧力Ｐとが引算器２５に入力されて偏差ΔＰ２が求められる。そして演算器２６により、圧力の偏差ΔＰ２と補正量との関係を予め求めておいた補正量マップに基づいて補正値Ｈ４を得る。そして、このようにして求めた補正値Ｈ４を、信号反転器２７により信号を反転し、補正値−Ｈ４を加算器２４により目標噴射開始時期ＡＳに加算することにより実噴射開始時期Ａ２を得るようにしている。
【００３０】
図１の構成によれば、エンジンの加速時は、図２に示すように、目標噴射開始時期ＡＳに対して実噴射開始時期Ａ１が補正値Ｈ３だけ先行して噴射されるようになる。
【００３１】
この時、目標噴射開始時期ＡＳに対して実噴射開始時期Ａ１が補正値Ｈ３だけ先行され、且つ目標噴射波形Ｘに対して増加分Ｚと減少分Ｚ’とがちょうど同じ大きさになるように、前記図１の演算器２３の補正量マップが作成されているので、エンジンの加速時の実噴射量Ｑは目標噴射量ＱＳに対して略同等となる。
【００３２】
このように、エンジンの加速時に、目標噴射波形Ｘに対して実噴射開始時期Ａ１を早めて実噴射波形Ｙを前側に変形させることにより実噴射量Ｑを目標噴射量ＱＳと略同等にしているので、燃焼が早期から開始され、従来生じていた燃え残りによる燃焼不良によって黒煙が発生する問題を防止できる。
【００３３】
また、図１の構成によれば、エンジンの減速時は、図３に示すように、目標噴射開始時期ＡＳに対して実噴射開始時期Ａ２が補正値Ｈ４だけ遅れて噴射されるようになる。
【００３４】
この時、目標噴射開始時期ＡＳに対して実噴射開始時期Ａ２が補正値Ｈ４だけ遅れ、且つ目標噴射波形Ｘに対して増加分Ｚと減少分Ｚ’とがちょうど同じ大きさになるように、前記図１の演算器２６の補正量マップが作成されているので、エンジンの減速時の実噴射量Ｑは目標噴射量ＱＳに対して略同等となる。
【００３５】
このように、エンジンの減速時に、目標噴射波形Ｘに対して実噴射開始時期Ａ２を遅らせて実噴射波形Ｙを後側に変形させることにより実噴射量Ｑを目標噴射量ＱＳと略同等にしているので、急激な燃焼が抑制されて燃焼圧の上昇が防止され、従来生じていたエンジンの騒音を低減すると同時にドライバビリティの違和感を解消し、更に、燃焼温度を低減できてＮＯｘの発生も抑制できるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、エンジンの加速、減速の過渡期に、目標コモンレール圧力時の目標噴射終了時期に対して実噴射終了時期を一致させ、実噴射量が目標噴射量と同等になるように目標噴射開始時期に対して実噴射開始時期を補正しているので、次のような優れた効果を奏する。
【００３７】
エンジンの加速時には、目標噴射波形に対して実噴射開始時期を早め、実噴射波形を前側に変形させて、実噴射量を目標噴射量と略同等にすることにより、燃焼を早期から開始して、従来生じていた燃え残りによる燃焼不良によって黒煙が発生する問題を防止できる。
【００３８】
また、エンジンの減速時には、目標噴射波形に対して実噴射開始時期を遅らせ、実噴射波形を後側に変形させて、実噴射量を目標噴射量と略同等にすることにより、急激な燃焼を抑制して燃焼圧の上昇を防止し、従来生じていたエンジンの騒音を低減すると同時にドライバビリティの違和感を解消し、更に、燃焼温度を低減してＮＯｘの発生も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンの燃料噴射方法の形態を示す制御フロー図である。
【図２】図１における加速時の作用を示す線図である。
【図３】図１における減速時の作用を示す線図である。
【図４】コモンレール燃料噴射システムの概要を示すブロック図である。
【図５】加速時のエンジン回転数を示す線図である。
【図６】図５の加速時における目標コモンレール圧力と実コモンレール圧力との関係を示す線図である。
【図７】図６の加速時における従来の噴射時期の制御例を示す線図である。
【図８】減速時のエンジン回転数を示す線図である。
【図９】図８の減速時における目標コモンレール圧力と実コモンレール圧力との関係を示す線図である。
【図１０】図９の減速時における従来の噴射時期の制御例を示す線図である。
【符号の説明】
Ａ１          実噴射開始時期
Ａ２          実噴射開始時期
ＡＳ          目標噴射開始時期
Ｂ            実噴射終了時期
ＢＳ          目標噴射終了時期
ＰＳ          目標コモンレール圧力
【図１】
0003583986.tif 000002
【図２】
0003583986.tif 000003
【図３】
0003583986.tif 000004
【図４】
0003583986.tif 000005
【図５】
0003583986.tif 000006
【図６】
0003583986.tif 000007
【図７】
0003583986.tif 000008
【図８】
0003583986.tif 000009
【図９】
0003583986.tif 000010
【図１０】
0003583986.tif 000011