(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主噴射の前にパイロット噴射を行なう過給機を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段の出力に応じて、パイロット噴射量とパイロット噴射時期を制御し、吸入空気量が目標値よりも少ないと判断された場合に、目標吸入空気量と実吸入空気量との差、及びアクセル開度から算出し、アクセル開度が大きい程小さくなるパイロット噴射量補正量によって、アクセル開度に基づいて算出したパイロット噴射量を増量補正する燃料噴射制御手段とを備え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】
主噴射の前にパイロット噴射を行なう過給機を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段の出力に応じて、パイロット噴射量とパイロット噴射時期を制御し、吸入空気量が目標値よりも少ないと判断された場合に、目標吸入空気量と実吸入空気量との差、及びアクセル開度から算出し、アクセル開度が大きい程小さくなるパイロット噴射時期補正量によって、アクセル開度に基づいて算出したパイロット噴射時期を進角補正する燃料噴射制御手段とを備え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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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】
従来のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置としては、例えば特開昭６２−２１０２２７のようなものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置にあっては、特にターボチャージャからなる過給機付きの加速過渡時において、過給圧が立ち上がるまでの吸入空気量が少ない領域において、着火遅れ期間が長くなるため、燃焼騒音が悪化するという問題点があった。
【０００４】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段の出力に応じて、パイロット噴射量とパイロット噴射時期を制御することにより、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００５】
すなわち、過給機付エンジンにおいて、加速過渡時に吸入空気量を検出し、過給圧が立ち上がるまでの吸入空気量が少ないときには、その吸入空気量に応じてパイロット噴射量を増量補正すると共に、パイロット噴射時期を進角補正制御することにより、低過給圧状態においても燃焼騒音の低減効果が得られる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、主噴射の前にパイロット噴射を行なう過給機を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段の出力に応じて、パイロット噴射量とパイロット噴射時期を制御し、吸入空気量が目標値よりも少ないと判断された場合に、目標吸入空気量と実吸入空気量との差、及びアクセル開度から算出し、アクセル開度が大きい程小さくなるパイロット噴射量補正量によって、アクセル開度に基づいて算出したパイロット噴射量を増量補正する。また、前記パイロット噴射時期の制御に際しては、吸入空気量が目標値よりも少ないと判断された場合に、目標吸入空気量と実吸入空気量との差、及びアクセル開度から算出し、アクセル開度が大きい程小さくなるパイロット噴射時期補正量によって、アクセル開度に基づいて算出したパイロット噴射時期を進角補正する制御とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
まず、発明の作用について説明すると、ディーゼルエンジンの場合、着火遅れ期間中に噴射された燃料が着火と共に急激に燃焼するため、着火遅れ期間中に噴射された燃料量が多くなると、燃焼騒音は悪化する傾向にある。
過給機付の場合、過給圧が立ち上がってしまうと、燃料噴射時の筒内温度が上昇するため、着火遅れ期間が短くなり、燃焼騒音は低減する。しかし、いわゆるターボラグ期間中の過給圧が立ち上がるまでは、着火遅れ期間が長くなるため、燃焼騒音が悪化する傾向になる。そこで、過給圧が立ち上がるまでは、主噴射の着火後れ期間を短縮するため、パイロット噴射を行なう。そして、過渡時の吸入空気量に応じて、すなわち、吸入空気量が少ないほど、主噴射時の筒内の温度を上昇させるため、パイロット噴射量を増加させ、かつ、着火遅れ期間が長いため、パイロット噴射時期を進角するように補正することにより、燃焼騒音を低減することができる。
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には電制燃料噴射ポンプ１０４の１例を示す。１はポンプハウジング、２，３はドライブシャフト４により駆動される低圧側フィードポンプと高圧側プランジャポンプで、図示しない燃料入口からフィードポンプ２により吸引された燃料はポンプハウジング１内のポンプ室５に供給され、ポンプ室５に開口する吸込通路６を介してプランジャポンプ３に送られる。
【０００９】
プランジャポンプ３のプランジャ７は、先端にエンジンのシリンダと同数の吸込溝８が形成されていると共に、同じく同数のカム山を持つフェイスカム９に一体形成され、フェイスカム９はドライブシャフト４と共に回転しながらローラリング１０に配設されたローラ１１を乗り越えて所定のカムリフトだけ往復運動する。
【００１０】
したがって、プランジャ７は回転しながら、往復運動することになり、この回転往復運動に伴い吸込溝８からプランジャ室１２に吸引された燃料が、プランジャ室１２に通じる図示しない分配ポートからデリバリバルブを通って各気筒の噴射ノズルへと圧送される。
【００１１】
そして、燃料の噴射時期や噴射量を制御するために、ポンプ室５とプランジャ室１２とを連通する燃料通路１３が形成され、燃料通路１３の途中に高速型の電磁弁１４を介装している。
【００１２】
この電磁弁１４は、開弁時にプランジャ室１２を開放するもので、駆動回路（ドライブユニット）１６からの信号によりエンジンの運転条件に応じてプランジャポンプ３の吐出行程で所定の期間閉じられる。
【００１３】
プランジャ７の圧縮行程中に電磁弁１４を閉じることで燃料の噴射が開始され、更に電磁弁１４を開くことで噴射が終了し、したがって、電磁弁１４の閉弁時期により燃料の噴射開始時期が、また、その閉弁時期に応じて噴射量が制御されるのである。プランジャポンプ３による燃料噴射行程の途中で一旦電磁弁１４を開くようにすると、燃料の主噴射に先立ってパイロット噴射することも可能である。
なお、１５はエンジン停止時等に閉じる燃料カットバルブであり、１７はディストリビュータヘッドである。
【００１４】
電子制御により、噴射時期、噴射量制御を行う方式では、例えば、予め、回転数，アクセル開度，冷却水温，燃温等のエンジンの諸条件に対応する最適の噴射時期、噴射量を実験等により得て、その値を制御装置のＲＯＭ等の記憶素子に記憶させておく。そして、実際のエンジン運転時には、図２に示すような噴射ポンプ１回転に１パルスの信号（リファレンスパルス２０１）と１回転に３６パルスの信号（スケールパルス２０２）からエンジン回転数を演算し、その回転数、アクセル開度，冷却水温，燃温等に対応して噴射時期及び噴射量を読みだし、噴射時期，噴射量制御を行なう。
【００１５】
また、従来の電制タイマピストンとしては、例えば図３に示すようなものがある。これは、タイマピストン２０の高圧室２２にポンプ室５からポンプ室圧の燃料を導き、タイミングコントロールバルブ２４のディーティ比を変えることにより、高圧室２２の燃料をタイマスプリング２１を有する低圧室２３側に抜く量を変えて、タイマピストン２０の位置を制御している。これと電制ポンプを組み合わせることにより、ポンプの送油率可変が可能となる。また、図４には、電磁弁１４の閉弁時期及び閉弁期間を検知するセンサの原理図を示す。
【００１６】
図５はコントロールユニットの詳細を示すブロック図である。中央演算処理装置（以下ＣＰＵと記す）５０２、リードオンリーメモリ（以下ＲＯＭと記す）５０４、ランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと記す）５０３、入出力回路（以下Ｉ／Ｏと記す）５０１とから構成されている。Ｉ／Ｏ５０１にはエンジン回転数センサ１１７、アクセル開度センサ１１６、リフェレンスパルス２０１、スケールパルス２０２、エアフロメータ５０５、水温センサ５０６、燃温センサ５０７、アイドルスイッチ５０８、ＤＶＣセンサ５０９、タイマピストン位置センサ５１０の出力が入力される。
【００１７】
ＣＰＵ５０２は、ＲＯＭ５０４に記憶されたプログラムに従ってＩ／Ｏ５０１からの情報を取り込み、演算処理し、噴射量、噴射時期、噴射率を決定する電磁弁１４、タイミングコントロールバルブ２４を制御するための制御量であるデータをＩ／Ｏ５０１にセットする。なお、ＲＡＭ５０３はＣＰＵ５０２の演算処理に関連したデータを一時退避するために使われる。Ｉ／Ｏ５０１は、ＣＰＵ５０２に出力されたデータに基づき、噴射量，噴射時期制御用の電磁弁１４、噴射率制御用のタイミングコントロールバルブ２４の制御を行なう。
【００１８】
次に、ＣＰＵの動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００１９】
まず、ステップ６０１で、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃ、冷却水温Ｔｗ、燃温Ｔｆ、エアフロメータ出力等のエンジンの運転条件の読み込みを行う。次に、ステップ６０１で読み込んだ運転条件を基に、ステップ６０２で、例えば、図７〜図１１のような特性を予め記憶しておき、基本噴射量ＱＮ、基本噴射時期ＩＴＮ、基本パイロット量ＱＰＮ、基本パイロット時期ＩＴＰＮ、目標吸入空気量ＱａＮを算出する。次に、ステップ６０３で、ステップ６０２で求めた目標吸入空気量ＱａＮと実吸入空気量Ｑａｉの比較を行う。次に、ステップ６０４で、ステップ６０３での比較結果を基に、例えば、図１２，１３のような特性を予め記憶しておき、パイロット補正量△ＱＰとパイロット時期補正量△ＩＴＰを算出する。次に、ステップ６０５で、パイロット量ＱＰとパイロット時期ＩＴＰを決定し、終了する。
【００２０】
図１４は実施の形態２のコントロールユニットの詳細を説明するブロック図である。また、図１５には実施の形態２のフローチャートを示す。まず、ステップ１４０１でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃ、冷却水温Ｔｗ、燃温Ｔｆ、吸気圧センサ出力等のエンジンの運転条件の読み込みを行う。次に、ステップ１４０１で読み込んだ運転条件を基に、ステップ１４０２で、例えば図７〜図１０及び図１６のような特性を予め記憶しておき、基本噴射量ＱＮ、基本噴射時期ＩＴＮ、基本パイロット量ＱＰＮ、基本パイロット時期ＩＴＰＮ、目標吸気圧ＰａＮを算出する。
【００２１】
次に、ステップ１４０３で、ステップ１４０２で求めた目標吸気圧ＰａＮと実吸気圧Ｐａｉの比較を行う。次に、ステップ１４０４で、ステップ１４０３での比較結果を基に、例えば、図１７，図１８のような特性を予め記憶しておき、パイロット補正量△ＱＰとパイロット時期補正量△ＩＴＰを算出する。次に、ステップ１４０５でパイロット量ＱＰとパイロット時期ＩＴＰを決定し終了する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、その構成を吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段の出力に応じて、パイロット噴射量とパイロット噴射時期を制御することにより、例えば、過給機付エンジンにおいて、加速過渡時に吸入空気量を検出し、過給圧が立ち上がるまでの吸入空気量が少ないときには、その吸入空気量に応じてパイロット噴射量を増量補正すると共に、パイロット噴射時期を進角補正制御することにより、低過給圧状態においても燃焼騒音の低減効果を得ることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に適用した電制燃料噴射ポンプを示す断面図である。
【図２】噴射ポンプからのリファレンスパルスとスケールパルスを示す図である。
【図３】タイマピストンを示す断面図である。
【図４】電磁弁の閉弁時期および閉弁期間を示す図である。
【図５】実施の形態１のコントロールユニットのブロック図である。
【図６】実施の形態１のコントロールユニットの作動を示すフローチャートである。
【図７】基本噴射量の特性図である。
【図８】基本噴射時期の特性図である。
【図９】基本パイロット量の特性図である。
【図１０】基本パイロット時期の特性図である。
【図１１】目標吸入空気量の特性図である。
【図１２】パイロット補正量の特性図である。
【図１３】パイロット時期補正量の特性図である。
【図１４】実施の形態２のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置におけるコントロールユニットを示すブロック図である。
【図１５】実施の形態２のコントロールユニットの作動を示すフローチャートである。
【図１６】目標吸気圧の特性図である。
【図１７】パイロット補正量の特性図である。
【図１８】パイロット時期補正量の特性図である。
【符号の説明】
１０４  電制燃料噴射ポンプ
５０５  エアフロメータ（吸入空気量検出手段）
１３０５  吸気圧センサ（吸入空気量検出手段）
５０２  ＣＰＵ
【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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