(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料をエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に応答して前記インジェクタによるメイン噴射と前記メイン噴射に先行するパイロット噴射との噴射条件を制御するコントローラを具備してなるディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、
前記コントローラは、前記メイン噴射の噴射タイミングが前記燃料流路内に生じる燃料圧の変動に対してずれることによって前記メイン噴射の燃料噴射率が変動するのを回避するため、アイドリング運転状態に応答して、前記パイロット噴射の終了時から前記メイン噴射の開始時までの期間が一定になるように前記メイン噴射の開始時を基準として前記パイロット噴射の終了時と前記メイン噴射の開始時との間の一定期間と前記パイロット噴射に必要な噴射期間とを逆上るようにして前記パイロット噴射の開始時が求められ、これに基づいて前記パイロット噴射の噴射条件を制御するものであることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
【請求項２】
前記噴射条件は、噴射タイミングと噴射量とであ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装置。
【請求項３】
前記インジェクタは、前記燃料を前記燃焼室内に噴射する噴口と前記噴口を開閉する針弁とを備えており、前記針弁の開閉は、前記コントローラによって制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コモンレールに貯留された燃料をインジェクタによって噴射するディーゼルエンジンの燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御に関して、噴射圧力の高圧化を図り、且つ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法として、コモンレール燃料噴射システムが知られている。コモンレール燃料噴射システムは、燃料ポンプによって所定圧力に加圧された燃料を貯留し、貯留された加圧燃料をコントローラの制御の下で複数のインジェクタによって各燃焼室内に噴射するシステムである。コモンレールから分岐管を通じて各インジェクタの噴孔に至る燃料流路内には、常時、噴射圧力相当の燃料圧が作用している。コントローラは、各インジェクタにおいて加圧燃料をエンジンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射するように各インジェクタを制御する。
【０００３】
コモンレール燃料噴射システムの概要を図３に記載した例に基づいて説明する。コモンレール燃料噴射システムにおいて、燃料をエンジンの各燃焼室内に噴射する複数のインジェクタ１への燃料供給は、コモンレール２から、燃料流路の一部を構成する分岐管３を通じて供給される。燃料は、燃料タンク４からフィルタ５及びフィードポンプ６を経た後、燃料管７を通じて燃料ポンプである可変容量式高圧ポンプ８に供給される。可変容量式高圧ポンプ８は、燃料を要求される所定圧力に昇圧し、燃料管９を通じてコモンレール２に供給する。また、可変容量式高圧ポンプ８は、コモンレール２における燃料圧を所定圧力に維持する。可変容量式高圧ポンプ８からリリーフされた燃料は、戻し管１０を通じて燃料タンク４に戻される。また、分岐管３からインジェクタ１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１１を通じて燃料タンク４に戻される。
【０００４】
電子制御ユニットであるコントローラ１２には、エンジン回転数Ｎｅを検出するためのエンジン気筒判別センサ及びクランク角度センサ、アクセル踏込み量Ａｃｃを検出するためのアクセル踏込み量センサ、冷却水温度Ｔｗを検出するための水温センサ、並びに吸気管内圧力Ｐｂを検出するための吸気管内圧力センサ等のエンジンに関する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。コントローラ１２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１による燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御する。また、コモンレール２には圧力センサ１３が設けられており、圧力センサ１３によって検出されたコモンレール２内の燃料圧の検出信号がコントローラ１２に送られる。インジェクタ１から燃料が噴射されることでコモンレール２内の燃料が消費されても、コントローラ１２は、コモンレール２内の燃料圧が一定となるように可変容量式高圧ポンプ８の吐出圧を制御する。
【０００５】
図４には、インジェクタ１の構造が断面として示されている。インジェクタ１は、シリンダヘッド等のベースに設けられた穴部にシール部材によって密封状態に取付けられるものであるが、シリンダヘッド等の構造については図示を省略している。インジェクタ１の上側側部には燃料入口継手２０を介して分岐管３が接続されている。インジェクタ１の本体内部には、燃料通路２１，２２が形成されており、分岐管３及び燃料通路２１，２２から燃料流路が構成されている。燃料流路を通じて供給された燃料は、燃料溜まり２３及び針弁２４の周囲の通路を通じて、針弁２４のリフト時に開く噴口２５から燃焼室内に噴射される。
【０００６】
インジェクタ１には、針弁２４のリフトを制御するために、バランスチャンバ式の針弁リフト機構が設けられている。即ち、インジェクタ１の最上部には、電磁アクチュエータ２６が設けられており、コントローラ１２からの制御信号としての制御電流が、信号線２７を通じて電磁アクチュエータ２６の電磁ソレノイド２８に送られる。電磁ソレノイド２８が励磁されると、アーマチュア２９が上昇して、燃料路３１の端部に設けられた開閉弁３２を開くので、燃料流路からバランスチャンバ３０に供給された燃料の燃料圧が燃料路３１を通じて解放される。インジェクタ１の本体内部に形成された中空穴３３内には、コントロールピストン３４が昇降可能に設けられている。低下したバランスチャンバ３０内の圧力に基づく力とリターンスプリング３５のばね力とによってコントロールピストン３４に働く押下げ力よりも、燃料溜まり２３に臨むテーパ面３６に作用する燃料圧に基づいてコントロールピストン３４を押し上げる力が勝るため、コントロールピストン３４は上昇する。その結果、針弁２４のリフトが許容され、噴口２５から燃料が噴射される。燃料噴射量は、燃料流路内の燃料圧と針弁のリフト（リフト量、リフト期間）とによって定められる。針弁のリフトは、開閉弁３２の開閉制御をするために電磁ソレノイド２８へ送られる制御電流としての噴射パルスによって決定される。
【０００７】
一般に、図６にインジェクタ１の燃料噴射量Ｑとコントローラ１２から電磁ソレノイド２８に供給される噴射パルス幅Ｗとの関係が、燃料圧Ｐｃ（コモンレール２内の燃料圧）をパラメータとして示されている。燃料圧Ｐｃを一定とすると、噴射パルス幅Ｗが大きいほど燃料噴射量Ｑは多くなり、また、同じ噴射パルス幅Ｗであっても、燃料圧Ｐｃが大であるほど、燃料噴射量Ｑは大きくなる。一方、燃料噴射は、噴射パルスの立ち上がり時刻と立ち下がり時刻に対して一定時間遅れて開始又は停止されるので、噴射パルスがオン又はオフとなる時期を制御することによって、噴射タイミングを制御することが可能である。
【０００８】
ところで、ディーゼルエンジンは、アイドリング運転のような低速、低負荷の運転状態にあるときに燃焼騒音を生じやすい。かかる燃焼騒音は、燃料の着火遅れに起因して発生するものである。そのため、燃焼騒音に対処する手段として、燃焼サイクルにおける総燃料噴射量のうち一部の量の燃料をメイン噴射に先行して行うパイロット噴射（予備噴射）で噴射することが有効であることが知られている。パイロット噴射によって噴射された燃料を燃焼させることによって燃焼室の壁面の温度を充分に高めておき、その後に残りの主たる燃料量を噴射（メイン噴射）するので、メイン噴射の着火遅れを防止することができる。
【０００９】
燃焼サイクル毎の燃料噴射量は、図５に示される基本噴射量特性マップに基づいて計算される。図５には、横軸をエンジン回転数Ｎｅとし縦軸を基本噴射量Ｑｂとし、パラメータとしてのアクセル踏込み量Ａｃｃを幾つかの値に採ったときのエンジン回転数Ｎｅに応じた基本噴射量Ｑｂの変化の様子が示されている。図５によれば、アクセル踏込み量Ａｃｃが一定の状態では、エンジン回転数Ｎｅが上昇すると基本噴射量Ｑｂが減少する特性を示すことが分かる。したがって、エンジン回転数Ｎｅが何らかの原因で増加したとき、基本噴射量Ｑｂに合わせて燃料噴射量を減少するようにフィードバックを働かせると、エンジン回転数Ｎｅは低下する方向に変化し、結局、エンジンの内部抵抗と釣り合うときの燃料噴射量で回転速度が安定することになる。
【００１０】
アイドリング運転時には必ずしもエンジンの回転速度は常に固定された値ではなく、例えば車両に搭載したエンジンの場合、エンジンの駆動力をコンプレッサやポンプ等の機器の駆動力に使用しているときには、その必要とする駆動力に応じてエンジンの回転速度を変更する必要がある。したがって、通常は、図５に示す基本噴射量に対して必要な動力に応じた補正噴射量が加算される。パイロット噴射を行う場合には、基本噴射量と補正噴射量との合計である総噴射量が、パイロット噴射による噴射量とメイン噴射による噴射量とに分配される。
【００１１】
パイロット噴射とメイン噴射との噴射タイミングと噴射量の分配についての制御については、従来、様々な研究及び提案がなされてきている。パイロット噴射制御として、例えば、特開昭６３−５１４０号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたパイロット噴射制御は、パイロット噴射及びメイン噴射が燃料加圧源である噴射ポンプの加圧室の圧力自体を調圧することで行われるが、メイン噴射は、パイロット噴射が終了した時点を基準として、所定期間経過後にメイン噴射が開始され、既に求められているメイン噴射量に従ってメイン噴射の終了時点が決定される。
【００１２】
パイロット噴射終了時からメイン噴射開始時までの前記所定期間は、エンジンの運転状態、即ち、エンジンの回転速度や噴射量（負荷）が大きくなるほど短くなるようにクランク角を用いて制御されることが多い。コモンレール燃料噴射システムにおけるパイロット噴射の制御では、通常、パイロット噴射の終了時とメイン噴射の開始時との間の間隔が、クランク角度で一定になるように制御され、パイロット噴射とメイン噴射との総噴射期間が燃焼サイクル周期において長くなり過ぎないように制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
パイロット噴射は、エンジンの燃焼騒音を抑制する効果を奏するものであるが、コモンレールから各インジェクタに至る分岐管やインジェクタ本体内の燃料通路、即ち、燃料流路に存在する燃料に圧力変動を生じさせて、その後のメイン噴射の燃料噴射率（したがって、燃料噴射量）に影響を及ぼすことがある。即ち、パイロット噴射の終了は、インジェクタの針弁によって燃料通路を遮断することによって行われるが、針弁によって燃料通路を急激に遮断すると、燃料流路に存在する燃料が水撃作用によって圧力変動を生じる。メイン噴射は、燃料流路に存在する燃料が圧力変動を生じているときに行われる状態となり、エンジン固有の特性によってエンジン回転数が僅かに変化すると、変動する燃料圧のどの圧力域でメイン噴射が行われるかによって噴射圧力が変化し、その結果、メイン噴射の燃料噴射率が変動することになる。特に、エンジン回転数が低いアイドリング運転状態では、燃料噴射率が僅かに変動しても回転速度が敏感に変化するので、上記燃料流路内における燃料圧の変動によって、必要なエンジン出力が得られなかったり或いは不必要にエンジン回転数が上昇する等、エンジンの回転速度の安定性が損なわれるという問題があった。
【００１４】
圧力変動がメイン噴射の噴射圧力に及ぼす影響について、以下に詳述する。メイン噴射は、パイロット噴射の終了時を基準として、所定のクランク角度経過後にメイン噴射が開始されるものとする。図７には、インジェクタ１の電磁アクチュエータ２６に対する噴射パルス（ａ）、インジェクタ１の針弁２４のリフト（ｂ）、分岐管３内の燃料圧（ｃ）及び燃料噴射率（ｄ１）（ｄ２）が、燃料噴射サイクルの時間ｔの経過にしたがって変化する様子が示されている。燃料噴射率（ｄ１）は、エンジン回転数が上昇する前のものであり、燃料噴射率（ｄ２）はエンジン回転数が上昇した後のものである。なお、針弁２４のリフト量はインジェクタ１に設けられた針弁２４のリフト量を検知するセンサにより、また分岐管３内の燃料圧は分岐管３に設けられた圧力センサにより検出した。
【００１５】
図７の（ａ）に示されているように、コントローラ１２からインジェクタ１の電磁アクチュエータ２６に対して、パイロット噴射のための噴射パルスＰｐとメイン噴射のための噴射パルスＰｍが、パイロット噴射−メイン噴射間の一定のクランク角度に対応する期間Ｔ1 を置いて送り出される。電磁アクチュエータ２６の電磁ソレノイド２８、アーマチュア２９、開閉弁３２を含む針弁２４のリフト機構に内在する遅延動作のために、時間の遅れを伴って針弁２４がリフトし、且つ下降する。時刻ｔ1 にオンとなるパイロット噴射の噴射パルスＰｐに応答して針弁２４が（ｂ）のＬｐで示すようにリフトを開始し、パイロット噴射が時刻ｔ3 に（ｄ１）の燃料噴射率Ｒｐで示すように開始される。この場合、分岐管３内の燃料圧Ｐｃは（ｃ）に示すように噴射直後には低下する。噴射パルスＰｐが時刻ｔ2 でオフとなることに応答して針弁２４が下降して時刻ｔ4 にパイロット噴射が終了する。また、メイン噴射については、時刻ｔ5 〜ｔ6 間にオンとなる噴射パルスＰｍに応答して針弁２４が（ｂ）のＬｍで示すようにリフトし、メイン噴射が（ｄ１）の燃料噴射率Ｒｍ１で示すように時刻ｔ7 に開始され、時刻ｔ8 で針弁２４が閉じてメイン噴射が終了する。メイン噴射の燃料噴射率Ｒｍ１は、増加率が角度α1 で示されている。
【００１６】
メイン噴射の燃料噴射率は、噴射圧力によって動的な変動をする。即ち、噴射開始時の燃料圧が燃料の圧力変動の中のどの圧力であるかによって、メイン噴射の燃料噴射率が変わる。パイロット噴射が時刻ｔ4 に終了するときには燃料の噴射が急激に停止されるため、燃料流路内の燃料には水撃作用によって瞬間的に大きな圧力が生じる。この圧力は、図７の（ｃ）に示すように、以後、減衰しながらも振動する圧力変動として残る。メイン噴射は、燃料圧Ｐｃがこのように変動している中で行われることになる。例えば、図７の（ｃ）及び（ｄ１）に示すように、あるエンジン回転数で運転されているとした場合に、燃料圧が降下中の時刻ｔ7 にメイン噴射が開始されるとすると、その時の燃料圧はＰ1 である。
【００１７】
パイロット噴射とメイン噴射との間隔はクランク角度で一定になるように定められている一方で、分岐管３等の燃料流路内の圧力変動の周期等の振動パターンは、燃料と燃料流路に依存するものであってエンジン回転数とは無関係である。したがって、例えばエンジン特有の特性に起因してエンジン回転数が上昇すると、一定のクランク角度を経過するために必要な時間は短くなり、メイン噴射の開始時が変動中の燃料圧に対して相対的に早まるので、メイン噴射は、時刻ｔ9 で開始され、時刻ｔ10で終了することになる。このことは、図７の（ｃ）及び（ｄ２）に示すように、メイン噴射の開始時の燃料圧Ｐ2 が、エンジン回転数が上昇する前での噴射圧力である燃料圧Ｐ1 よりも高いことを意味する。したがって、メイン噴射の噴射期間全体を考慮しても、エンジン回転数上昇前と比較して総体的に燃料圧が高く、その結果、図７の（ｄ２）に示す噴射率Ｒｍ２の増加率α2 が図７の（ｄ１）に示す噴射率Ｒｍ１の増加率α1 よりも大となっていることに現れているようにエンジン回転数上昇後の燃料噴射率が高くなり、目標噴射量に対して実噴射量が多くなる。基本噴射量特性は、図５に基づいて上述したとおり、エンジン回転数が速くなると噴射量を減らすものであるが、燃料流路内の燃料の圧力変動は、これと逆の作用がありエンジンの回転速度を不安定にする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、パイロット噴射とメイン噴射とを行うエンジンにおいて、特にアイドリング運転状態にある場合にエンジン回転数が変化しても、パイロット噴射の終了に伴って燃料流路内に生じる燃料の圧力変動の影響を受けないようにして、メイン噴射の燃料噴射量が基本噴射量特性に従って変化するすることを可能にするエンジンの燃料噴射装置を提供することである。
【００１９】
この発明は、上記の目的を達成するため、次のように構成されている。即ち、この発明は、燃料ポンプによって送り出された燃料を貯留するコモンレール、前記コモンレールから燃料流路を通じて供給された前記燃料をエンジンの燃焼室内に噴射するインジェクタ、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ、及び前記センサからの検出信号に応答して前記インジェクタによるメイン噴射と前記メイン噴射に先行するパイロット噴射との噴射条件を制御するコントローラを具備してなるディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、前記コントローラは、前記メイン噴射の噴射タイミングが前記燃料流路内に生じる燃料圧の変動に対してずれることによって前記メイン噴射の燃料噴射率が変動するのを回避するため、アイドリング運転状態に応答して、前記パイロット噴射の終了時から前記メイン噴射の開始時までの期間が一定になるように前記メイン噴射の開始時を基準として前記パイロット噴射の終了時と前記メイン噴射の開始時との間の一定期間と前記パイロット噴射に必要な噴射期間とを逆上るようにして前記噴射パイロットの開始時が求められ、これに基づいて前記パイロット噴射の噴射条件を制御するものであることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、パイロット噴射が行われても、パイロット噴射の噴射条件は、メイン噴射の開始時を基準として、パイロット噴射終了時とメイン噴射開始時との間の期間が一定となるように制御されるから、パイロット噴射の終了によって燃料流路内の燃料圧に変動が生じても、パイロット噴射の終了時から常に一定時間後にメイン噴射が開始されることになる。一方、燃料流路内の燃料圧の変動はエンジンの回転速度に依存しないから、パイロット噴射の終了時から一定時間後のメイン噴射の開始時における燃料圧は、略一定となる。したがって、エンジン回転数が変動してもメイン噴射における燃料の燃料噴射率にバラツキが生じることはなく、アイドリング運転時の回転速度が安定する。なお、パイロット噴射における燃料噴射量の増減は、通常はパイロット噴射期間によって制御されることになるので、パイロット噴射開始時を制御することになる。
【００２１】
前記噴射条件は、燃料の噴射を開始時及び終了時を定める噴射タイミングと、燃料噴射率と噴射期間によって定まる噴射量とを意味する。また、前記インジェクタは燃料を燃焼室内に噴射する噴口と当該噴口を開閉する針弁とを備えており、針弁の開閉はコントローラによって制御されるものである。燃料流路内の燃料圧の変動は、噴口からの燃料の噴射を停止するために針弁を急激に閉鎖することによって生じるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明の実施例を説明する。図１はこの発明によるエンジンの燃料噴射装置による燃料噴射制御のフローを示す図であり、図２はパイロット噴射とメイン噴射との噴射パルスの経時的関係を示す図である。この発明によるエンジンの燃料噴射装置が適用されるコモンレール燃料噴射システム及び当該システムに用いられるインジェクタについては、図１及び図２に基づいて既に説明した従来のものと同じものでよく、再度の説明を省略する。
【００２３】
以下、コントローラ１２が行う燃料噴射制御の手順、即ち、パイロット噴射とメイン噴射との噴射タンミング及び噴射量の制御ルーチンを、図１に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
（１）スタートの後、センサによって検出されたエンジン回転数Ｎｅ〔単位ｒｐｍ〕とアクセル踏込み量Ａｃｃとが、コントローラ１２に入力される（ステップ１，Ｓ１と略す。以下同じ）。
（２）コントローラ１２は、アクセルが踏み込まれていない（即ち、アクセル踏込み量Ａｃｃ＝０）状態で、入力されたエンジン回転数Ｎｅが、アイドリング回転判定値Ｎｉｍよりも小であるか否かに応じて、アイドリング運転状態であるか否かを判定する（Ｓ２）。即ち、コントローラ１２は、アクセルが踏み込まれておらず、且つエンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転判定値Ｎｉｍよりも小である（Ｎｅ＜Ｎｉｍ）場合には、エンジンはアイドリング運転状態にあると判定し、エンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転判定値Ｎｉｍ以上（Ｎｅ≧Ｎｉｍ）である場合には、アイドリング運転状態ではないと判定する。
（３）コントローラ１２は、Ｓ２の判定で、エンジンがアンドリング運転状態にあると判定したときには、エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃ（この場合、Ａｃｃ＝０）とに基づいて、図５に示す基本噴射量特性、即ち、２次元マップ基本噴射量データにより、基本目標噴射量Ｑｂを求める（Ｓ３）。
（４）アイドリング運転中においても、エンジンに要求される出力により、目標アイドリング回転数Ｎｉｒが定まっている。目標アイドリング回転数Ｎｉｒと実際のエンジン回転数Ｎｅとの偏差に基づいて、アイドリング補正噴射量Ｑｉｃを予め定められた関係ｇ、即ち、Ｑｉｃ＝ｇ（Ｎｉｒ−Ｎｅ）により求める（Ｓ４）
（５）基本目標噴射量Ｑｂとアイドリング補正噴射量Ｑｉｃとの和により、最終目標噴射量Ｑｆが求められる（Ｓ５）。即ち、Ｑｆ＝Ｑｂ＋Ｑｉｃとなる。
（６）最終目標噴射量Ｑｆのうちパイロット噴射に配分すべき噴射量、即ち、目標パイロット噴射量Ｑｐが、２次元マップパイロット噴射量データを参照してエンジン回転数Ｎｅに対して求められる（Ｓ６）。２次元マップパイロット噴射量データは燃料の着火遅れを防止するため適宜定められるものであるが、このデータ自体はこの発明の直接の対象ではないのでここでの詳細な説明を省略する。
（７）メイン噴射に配分すべき噴射量、即ち、目標メイン噴射量Ｑｍが、最終目標噴射量Ｑｆから目標パイロット噴射量Ｑｐを差し引いた量として求められる（Ｓ７）。即ち、Ｑｍ＝Ｑｆ−Ｑｐとなる。
（８）コントローラ１２には、圧力センサ１３が検出したコモンレール２内の燃料圧Ｐｃを示す信号が取り入れられる（Ｓ８）。
（９）燃料噴射量は燃料圧と噴射期間によって定まる。燃料圧ＰｃはＳ８から求められているから、求められた燃料圧に応じて噴射量と噴射パルスの時間幅との関係、即ち、図６に示したような２次元マップパルス幅データに基づいて、目標パイロット噴射量Ｑｐと目標メイン噴射量Ｑｍとの噴射期間、即ち、噴射パルスの時間幅Ｔｐ，Ｔｍが求められる。
（１０）燃焼サイクルにおいて、メイン噴射の開始時期θｍ（クランク角）を、最終目標噴射量Ｑｆとエンジン回転数Ｎｅとを参照した２次元マップメイン噴射時期データに基づいて求める（Ｓ１０）。２次元マップメイン噴射時期データは、あるエンジン回転数Ｎｅに対して、最終目標噴射量Ｑｆを噴射するには、クランク角で何時噴射を開始すればよいかをマップデータとして得たものである。
（１１）パイロット噴射の開始時期θｐ（クランク角）は、パイロット噴射終了時からメイン噴射の開始時期θｍとの間の期間Ｔ（単位は時間（秒））が一定となるように求められる（Ｓ１１）。この場合、６Ｎｅは、時間をクランク角度に変換する係数である。
（１２）上記のフローで求められた、Ｔｍ，θｍ，Ｔｐ，θｐの各量がメモリに記憶される（Ｓ１２）。
メモリに記憶された上記各量に従ってアイドリング運転中のパイロット噴射とメイン噴射とが実行される。また、このようなフローが繰り返されて、各燃焼サイクルが制御される。
【００２４】
Ｓ２において、コントローラ１２が、エンジンの運転状態をアイドリング運転ではないと判定した場合には、フローはＳ１３以下の制御ルーチンに移行する。
（１３）コントローラ１２は、エンジン回転数Ｎｅとアクセル踏込み量Ａｃｃとに基づいて、図５に示す基本噴射量特性、即ち、２次元マップ基本噴射量データにより、基本目標噴射量Ｑｂを求める（Ｓ１３）。
（１４）前回最終目標噴射量ＱｆｂとＳ１３で求めた基本目標噴射量Ｑｂとの差ΔＱを求める。即ち、ΔＱ＝Ｑｆｂ−Ｑｂとなる。
（１５）エンジン回転数Ｎｅ，冷却水温Ｔｗ，及び吸気管内圧力Ｐｂ等に基づいて、予め定めた関係ｈ、即ち、Ｋ＝ｈ（Ｎｅ，Ｔｗ，Ｐｂ，ｅｔｃ）により、ΔＱの補正量を定める補正係数Ｋを求める（Ｓ１５）。
（１６）前回最終目標噴射量Ｑｆｂ、Ｓ１４で求めた差ΔＱ及びＳ１５で求めた補正係数Ｋを用いて、次式により、最終目標噴射量Ｑｆを算出する（Ｓ１６）。
Ｑｆ＝Ｑｆｂ＋Ｋ×ΔＱ
（１７）Ｓ６と同様に、最終目標噴射量Ｑｆのうち、パイロット噴射に配分すべき噴射量、即ち、目標パイロット噴射量Ｑｐが、２次元マップパイロット噴射量データを参照して、エンジン回転数Ｎｅに対して求められる（Ｓ１７）。
（１８）Ｓ７と同様に、メイン噴射に配分すべき噴射量、即ち、目標メイン噴射量Ｑｍが、最終目標噴射量Ｑｆから目標パイロット噴射量Ｑｐを差し引いた量として求められる（Ｓ１８）。即ち、Ｑｍ＝Ｑｆ−Ｑｐとなる。
（１９）Ｓ８と同様に、コントローラ１２には、コモンレール２に設けられている圧力センサ１３が検出したコモンレール２内の燃料圧Ｐｃを示す信号が取り入れられる（Ｓ１９）。
（２０）Ｓ９と同様に、燃料噴射量は燃料圧と噴射期間によって定まる。燃料圧ＰｃはＳ１９から求められるから、求められた燃料圧に応じて噴射量と噴射パルスの時間幅との関係、即ち、図６に示すような二次元マップパルス幅データから、目標パイロット噴射量Ｑｐと目標メイン噴射量Ｑｍとの噴射期間、即ち、噴射パルスの時間幅Ｔｐ，Ｔｍが求められる（Ｓ２０）。
（２１）燃料サイクルにおいて、メイン噴射の開始時期θｍ（クランク角）とパイロット噴射の開始時期θｐ（クランク角）とを、Ｑｆと実回転数Ｎｅとを参照した２次元マップメイン噴射時期データに基づいて求める（Ｓ２１）。
（２２）上記のフローで求められた、Ｔｍ，θｍ，Ｔｐ，θｐの各量がメモリに記憶される（Ｓ１２）。
メモリに記憶された上記各量に従ってアイドリング運転中のパイロット噴射とメイン噴射とが燃料噴射が実行される。また、このようなフローが繰り返されて、各燃焼サイクルが制御される。
【００２５】
図２に、パイロット噴射とメイン噴射のために、噴射パルスＰｐ，Ｐｍのクランク角度の経過に従う関係（ａ）と時間の経過に従う関係（ｂ）が示されている。メイン噴射の開始時期θｍ（ｔｍ１）が優先して決定されているので、メイン噴射による燃料の燃焼はエンジンの回転数が変動しても一定時期に行われ、アンドリング運転が不安定になることはない。更に、図１のフローチャートにおいてＳ１１で示したように、メイン噴射の開始時期θｍ（ｔｍ１）を基準として、パイロット噴射の終了時ｔｐ２とメイン噴射の開始時ｔｍ１との間の一定期間Ｔとパイロット噴射に必要な噴射期間Ｔｐとを逆上るようにしてパイロット噴射の開始時ｔｐ１が求められ、開始時ｔｐ１に対応してクランク角度θｐが求められる。即ち、Δθｔは、期間Ｔに相当するクランク角度範囲であり、Δθｐは、パイロット噴射の噴射期間Ｔｐに相当するクランク角度範囲である。パイロット噴射の終了時に燃料の圧力変動が発生しても、メイン噴射の開始時期θｍはパイロット噴射の終了時から一定の期間Ｔの後に設定されているので、メイン噴射開始時における燃料圧はエンジンの回転速度が変動しても変わらないことになる。なお、Δθｍは、メイン噴射の開始時ｔｍ１と終了時ｔｍ２との間の期間Ｔｍ、即ち、メイン噴射による噴射期間に相当するクランク角度範囲である。図２に示したメイン噴射とパイロット噴射との関係の状態から、例えば、エンジン回転数が上昇したとすると、期間Ｔは一定であるから、Δθｔは大きくなる。メイン噴射の開始時期θｍは優先して決定されるから、パイロット噴射の開始時期θｐが、ΔθｔとΔθｐとからクランク角度に変換して、前倒しとなるように求められる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成されているので、次のような効果を奏する。即ち、この発明によれば、コントローラは、メイン噴射の噴射タイミングが燃料流路内に生じる燃料圧の変動に対してずれることによってメイン噴射の燃料噴射率が変動するのを回避するため、エンジンがアイドリング運転状態にあることを検出することに応答して、パイロット噴射の終了時からメイン噴射の開始時までの期間が一定になるようにメイン噴射の開始時を基準として前記パイロット噴射の終了時と前記メイン噴射の開始時との間の一定期間と前記パイロット噴射に必要な噴射期間とを逆上るようにして前記噴射パイロットの開始時が求められ、これに基づいて前記パイロット噴射の噴射条件を制御するものであるから、燃料の噴射条件が僅かに変動するとエンジンの回転速度が大きく変化するアイドリング運転時に、負荷等の変動でエンジン回転数が変化したとしても、パイロット噴射の終了に伴う燃料圧の変動とメイン噴射の開始時刻との関係が一定であるので、メイン噴射の噴射量の変化が少なく、エンジンの回転速度が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置における燃料噴射制御の内容の一例を示すフローチャートである。
【図２】この発明によるエンジンの燃料噴射装置において、パイロット噴射とメイン噴射の噴射時期の関係を示す線図である。
【図３】エンジンにおけるコモンレール燃料噴射システムを示す概略図である。
【図４】図３に示すコモンレール燃料噴射システムに適用されるインジェクタの一例を示す断面図である。
【図５】コモンレール燃料噴射システムにおいて、アクセル踏込み量をパラメータとしたエンジン回転数と基本噴射量との関係を示す基本噴射量特性線図である。
【図６】燃料圧Ｐｃをパラメータとして、インジェクタの燃料噴射量と噴射パルス幅との関係を示す特性線図である。
【図７】燃料噴射サイクルにおけるインジェクタの作動説明図である。
【符号の説明】
１    インジェクタ
２    コモンレール
３    分岐管
８    可変容量式高圧ポンプ
１２  コントローラ
１３  圧力センサ
２１，２２  燃料通路
２４  針弁
２５  噴口
Ａｃｃ  アクセル踏込み量
Ｎｅ  エンジン回転数
Ｐｃ  コモンレールの燃料圧
Ｐｐ  パイロット噴射パルス
Ｐｍ  メイン噴射パルス
Ｑｍ  メイン噴射量
Ｑｐ  パイロット噴射量
θｐ  パイロット噴射の噴射時期
θｍ  メイン噴射の噴射時期
Ｔ    パイロット噴射終了時からメイン噴射開始時までの期間
Ｔｍ  メイン噴射の噴射期間
Ｔｐ  パイロット噴射の噴射期間
ｔｐ２  パイロット噴射の終了時
ｔｍ１  メイン噴射の開始時
【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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