エンジンの燃料噴射制御装置
【課題】インジェクタの追従応答性や燃料圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を低減して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化し、燃費向上及び排気エミッションの改善を図る。
【解決手段】図示しない燃料タンクから低圧燃料ポンプを介して低圧燃料ライン１３に燃料が供給され、低圧燃料ライン１３の燃料が更に高圧燃料ポンプ１２で昇圧されて圧力調整バルブ１１で調圧された後、高圧燃料レール８に供給される。高圧燃料レール８には、気筒毎のインジェクタ７に対応してサージタンク１０が介装されており、このサージタンク１０のサージボリュームによって燃料噴射による高圧燃料レール８内の圧力降下が補償され、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができる。
【解決手段】図示しない燃料タンクから低圧燃料ポンプを介して低圧燃料ライン１３に燃料が供給され、低圧燃料ライン１３の燃料が更に高圧燃料ポンプ１２で昇圧されて圧力調整バルブ１１で調圧された後、高圧燃料レール８に供給される。高圧燃料レール８には、気筒毎のインジェクタ７に対応してサージタンク１０が介装されており、このサージタンク１０のサージボリュームによって燃料噴射による高圧燃料レール８内の圧力降下が補償され、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に燃料を１燃焼サイクルで複数回噴射するエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射型エンジンでは、燃料タンク内の燃料を低圧燃料ポンプを介して高圧燃料ポンプに送り、高圧燃料ポンプで所定の高圧の燃料圧力に昇圧した後、インジェクタから気筒内に高圧燃料を噴射するようしているが、インジェクタからの燃料噴射に際しての制約が多く、良好な始動性や燃焼に最適な噴射を得ることは容易でない。
【０００３】
このため、特許文献１には、エンジンの始動時に低圧燃料ポンプからインジェクタに低圧燃料の供給を行うとともに、この始動時において、一時的に高圧燃料を供給可能とすることで、ホットリスタート時などにおける燃料内の気泡の発生を抑制し、エンジンの始動性を改善することのできる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に開示の筒内噴射型エンジンにおいては、近年の排気ガス及び燃費規制等に対応すべく、1サイクル中に複数回の燃料噴射を実施することが主流となっている。1サイクル中に複数回の燃料噴射を実施する場合、必要とされる燃料噴射の噴射時間が短くなるため、インジェクタの追従性や応答特性の関係上から必要量を噴射できない虞がある。また、吸気／圧縮行程での噴射においては、筒内圧が変化するため、燃料差圧の変化によって噴霧特性の悪化を招く虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、インジェクタの追従応答性や燃料圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を低減して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化し、燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることのできるエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるエンジンの燃料噴射制御装置は、高圧燃料レールに介装したインジェクタから気筒内に燃料を１燃焼サイクルで複数回噴射するエンジンの燃料噴射制御装置であって、高圧燃料ポンプの吐出側に設けられて前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整バルブと、前記圧力調整バルブの下流側で前記インジェクタ毎に前記高圧燃料レールに介装され、所定のタンク容積を有するサージタンクと、前記複数回の燃料噴射における各段階の燃料噴射に対応する噴射圧力目標値を、エンジン回転数と負荷とに基づいて設定する噴射圧力設定部と、前記圧力調整バルブを制御して前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を、前記噴射圧力目標値に制御する燃料供給圧力制御部と、を備え、前記サージタンクのタンク容積を、前記インジェクタからの燃料噴射による前記高圧燃料レール内の降圧特性が前記複数回の燃料噴射で最も低圧となる燃料噴射に対応するよう設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インジェクタの追従応答性や燃料圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を低減して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化し、燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の第１形態に係り、燃料噴射系の概略構成図
【図２】同上、低圧から高圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【図３】同上、高圧から低圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【図４】本発明の実施の第２形態に係り、燃料噴射系の概略構成図
【図５】同上、低圧から高圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【図６】同上、高圧から低圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【発明を実施するための形態】
【００１０】
先ず、図１〜図３を参照して本発明の実施の第１形態について説明する。図１において、符号１はエンジンであり、本実施の形態においては、筒内に燃料を直接噴射して火花放電により着火・燃焼させる筒内直噴エンジンである。エンジン１のピストン２の上部には燃焼室３が形成され、この燃焼室３に、吸気ポートを開閉する吸気バルブ４と排気ポートを開閉する排気バルブ５とが介装されている。
【００１１】
また、各気筒の燃焼室３内には、吸気バルブ４と排気バルブ５との間の燃焼室３頂部に配設された点火プラグ６先端の放電電極が臨まされると共に、吸気バルブ４近傍に配設されたインジェクタ７の先端の噴射ノズルが臨まされている。インジェクタ７は、高圧燃料を貯留する高圧燃料レール８に接続され、マイクロコンピュータを中心として構成される電子制御装置（ＥＣＵ）５０により駆動・制御されて燃焼室３内に燃料を噴射する。
【００１２】
すなわち、インジェクタ７の電磁コイル７ａがＥＣＵ５０により所定の周波数・パルス幅で駆動されてプランジャを一体的に備えたニードル７ｂが進退駆動され、このニードル７ｂの進退動作により先端の噴射ノズルが開閉されて高圧燃料レール８内の燃料が燃焼室３内に噴射される。尚、点火プラグには、図示しない点火コイルが接続されており、この点火コイルの通電を断続するイグナイタの作動がＥＣＵ５０によって制御され、最適な点火タイミングに制御される。
【００１３】
高圧燃料レール８には、燃料噴射による高圧燃料レール８内の圧力降下を補償するサージタンク１０が気筒毎のインジェクタ７に対応して介装されている。サージタンク１０はタンク容積（サージボリューム）を可変するアクチュエータ１０ａを備えており、このアクチュエータ１０ａがＥＣＵ５０によって駆動・制御されることでサージボリュームが可変制御される。
【００１４】
また、高圧燃料レール８の上流側は、圧力調整バルブ１１を介して高圧燃料ポンプ１２の吐出側に連通されている。高圧燃料ポンプ１２は、例えばエンジン駆動式のポンプであり、ポンプ吸入側に低圧燃料ライン１３を介して図示しない低圧燃料ポンプが接続されている。そして、図示しない燃料タンクから低圧燃料ポンプを介して低圧燃料ライン１３に燃料が供給され、低圧燃料ライン１３の燃料が更に高圧燃料ポンプ１２で昇圧されて圧力調整バルブ１１で調圧された後、高圧燃料レール８に供給される。
【００１５】
圧力調整バルブ１１は、例えば高圧燃料ポンプ１２と一体的に形成され、圧力調整値を電子的に制御可能な燃料圧力レギュレータとして構成されている。この圧力調整バルブ１１の圧力調整値がＥＣＵ５０により可変制御され、高圧燃料レール８内の圧力が目標圧力に制御される。
【００１６】
次に、ＥＣＵ５０の制御下で実行されるインジェクタ７の燃焼室３内への燃料噴射について説明する。
【００１７】
燃焼室３内への燃料の直接噴射に際しては、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図るようにしている。このため、燃焼室３内への燃料噴射は、１燃焼サイクルにおいて複数回（多段）の燃料噴射を実施する。本実施の形態においては２段階の燃料噴射を実施するエンジンを示すが、３段階又はそれ以上の燃料噴射を実施するエンジンに適用してもよい。
【００１８】
この１サイクル（１燃焼サイクル）内の２段噴射は、１段目の噴射と２段目の噴射とで燃料圧力が異なる圧力となるように制御される。これにより、噴射期間が短くなることによるインジェクタ７の追従応答性、高圧燃料レール８内の圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を解消することができる。
【００１９】
尚、以下では、２段噴射を、高圧噴射と低圧噴射とに分けて説明するが、ここでの高圧，低圧は、筒内噴射に適合した燃料圧力での２段噴射において、相対的な圧力を表すものとする。
【００２０】
具体的には、２段階の燃料噴射として、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射のパターンと、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射のパターンとがあり、これらの２つのパターンの中から、何れかをエンジン形式等に応じて適宜選択する。また、２段噴射の対象とする運転領域は、２段噴射による燃焼の改善効果が見込まれる部分負荷から全開の所定回転数以下（例えば、３０００ｒｐｍ以下）の領域として、吸気バルブ４が開のタイミングで１段目の噴射を行う。
【００２１】
このため、ＥＣＵ５０は、２段階の燃料噴射に係る制御機能として、噴射圧力設定部５１と燃料供給圧力制御部５２と降圧特性制御部５３とを備えている。各部の機能は、以下の通りである。
【００２２】
噴射圧力設定部５１は、２段噴射における各段階の燃料噴射に対応する噴射圧力目標値を、エンジン回転数と負荷とに基づいて設定する。具体的には、負荷としてエンジンの吸入空気量を用い、エンジン回転数と吸入空気量とのマップを参照して２段噴射の噴射パターンに応じて噴射圧力目標値を設定する。例えば、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射のパターンでは、１段目と２段目の双方の噴射圧力目標値を設定し、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射のパターンでは、１段目の高圧噴射の噴射圧力目標値のみを設定して、２段目の低圧噴射は、サージタンク１０の降圧特性による噴射圧力とする。
【００２３】
燃料供給圧力制御部５２は、高圧燃料ポンプ１２の吐出側に介装される圧力調整バルブ１１を制御して高圧燃料レール８内の燃料圧力を２段噴射に適した目標圧力に制御する。この目標圧力への制御は、噴射圧力設定部５１からの噴射圧力目標値に従って、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射のパターンでは、１段目と２段目の双方で目標圧力への制御を行い、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射のパターンでは、１段目のみを対象として目標圧力への制御を行う。
【００２４】
また、降圧特性制御部５３は、サージタンク１０のアクチュエータ１０ａを制御し、サージボリュームを調整・設定する。このサージボリュームの設定は、燃料噴射時の高圧燃料レール８内の降圧特性が最も低圧となる燃料噴射に対応して、その噴射特性に適合可能なように設定する。
【００２５】
尚、本実施の形態においては、サージタンク１０のアクチュエータ１０ａをＥＣＵ５０で制御することにより、サージボリュームを調整するようにしているが、ＥＣＵ５０に降圧特性制御部５３を備えることなく、サージタンク１０を、所望の降圧特性を得ることのできるサージボリュームに予め固定したサージタンクとしても良い。
【００２６】
以下、ＥＣＵ５０の制御下における燃焼室３内への２段噴射について、（Ａ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射、（Ｂ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射の２つのパターンについて図２，図３を参照して説明する。尚、図２，図３において、破線は圧力調整バルブ１１の目標圧力、太線はサージタンク１０の圧力を示している。
【００２７】
（Ａ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射
図２に示すように、噴射開始前に、高圧燃料ポンプ１２からの燃料圧力を圧力調整バルブ１１により低下させ、高圧燃料レール８内の燃料圧力を、１段目の低圧噴射の目標圧力に調整する。また、サージタンク１０のサージボリュームを、１段目の噴射による高圧燃料レール８内の圧力降下が設定量以下となる容積に調整しておく。このサージボリュームの調整は、燃料の噴霧特性に影響を与えないような圧力降下量とするための調整であり、エンジン回転数や燃料噴射量等を考慮して決定される。
【００２８】
その後、クランク角が上死点（３６０°ＣＡ）に達する前の所定タイミングで吸気バルブ４が開き始めて、吸気行程中にエンジン回転数と負荷とから決定される燃料噴射時期になると、インジェクタ７を駆動して１段目の低圧の燃料噴射を実行する。この１段目の低圧噴射では、燃料圧力の降下量がサージタンク１０のサージボリュームによって設定量以下に抑制され、また、燃料噴射後は、圧力調整バルブ１１の目標圧力が２段目の高圧噴射に対応する圧力となるよう直ちに変更される。
【００２９】
この圧力調整バルブ１１の目標圧力変更に伴い、１段目の噴射によって低下した高圧燃料レール８内の圧力が高圧燃料ポンプ１２によって昇圧される。この燃料圧力の昇圧は、次に説明する（Ｂ）の噴射パターンに比較して短時間で昇圧させる必要があるが、前述したように、２段噴射の実施領域は、部分負荷から全開の所定回転数以下（例えば、３０００ｒｐｍ以下）の領域であり、これらの領域においては、各噴射の間隔は、少なくとも４０〜６０°ＣＡ程度の間隔が空いている。
【００３０】
高圧燃料ポンプ１２は、例えば、エンジンのカムシャフトに設けられた３葉又は４葉のカムで駆動されるポンプであり、このようなカム駆動式ポンプの場合、実際に燃料を昇圧しているのはカムの一山の後半（すなわち一山のおよそ１／４の期間）である。従って、高圧燃料ポンプ１２の昇圧期間は、３葉のカム駆動の場合、７２０°ＣＡ／３葉／４＝６０°ＣＡ、４葉のカム駆動の場合には、７２０°ＣＡ／４葉／４＝４５°ＣＡとなる。
【００３１】
この高圧燃料ポンプ１２の昇圧期間は、負荷やエンジン回転数が変わっても同じであり、２段噴射の実施領域における消費燃料を考慮しても、１段目の低圧噴射から２段目の高圧噴射の間隔４０〜６０°ＣＡにおいて、１段目の噴射後に２段目の噴射に適合する高圧の燃料圧力に十分に昇圧可能となる。そして、高圧燃料レール８及びサージタンク１０内の圧力が目標圧力に達すると、下死点（５４０°ＣＡ）を若干過ぎた圧縮行程初期のタイミングで次のサイクルの噴射に備えて圧力調整バルブ１１の目標圧力が１段目の圧力に再設定され、続けて、サージタンク１０で保持される高圧の燃料圧力下で２段目の高圧の燃料噴射が実行される。
【００３２】
（Ｂ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射
図３に示すように、燃料噴射に先立ち、圧力調整バルブ１１の圧力調整値を１段目の高圧噴射の目標圧力に設定しておき、高圧燃料レール８及びサージタンク１０内の燃料圧力を高圧燃料ポンプ１２によって高圧噴射の目標圧力まで昇圧する。そして、吸気バルブ４の開期間において、燃料噴射時期に達する前に圧力調整バルブ１１の目標圧力を２段目の低圧噴射に対応する圧力に変更し、燃料噴射時期に達したとき、サージタンク１０で保持される高圧の燃料圧力下でインジェクタ７を駆動することで１段目の高圧の燃料噴射を実行する。
【００３３】
１段目の噴射が終了すると、この１段目の噴射で燃料圧力が低下した状態で下死点を過ぎた所定のタイミングに達したとき、２段目の低圧の燃料噴射が実行される。この２段目の低圧噴射においても、燃料圧力の降下量がサージタンク１０のサージボリュームによって設定量以下に抑制される。そして、次のサイクルの噴射に備えて、圧力調整バルブ１１の目標圧力が１段目の圧力（高圧）に再設定される。この場合には、（Ａ）の１段目低圧噴射→２段目高圧噴射の場合に比較して高圧燃料ポンプ１２による燃料圧力の昇圧期間が十分にあり、確実に次のサイクルの１段目の高圧噴射に備えることができる。
【００３４】
このように本実施の形態においては、目標とする噴射圧力に対してサージボリュームを最適化し、圧力調整バルブ１１の調整値を制御することで、１段目と２段目の噴射圧力を最適にすることができ、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができる。
【００３５】
次に、本発明の実施の第２形態について、図４〜図６を参照して説明する。
第２形態は、図４に示すように、第１形態におけるサージタンク１０を第１のサージタンクとして、この第１のサージタンク（サージタンク１０）の上流側に、第２のサージタンクとしてのサージタンク２０を追加するものである。
【００３６】
詳細には、高圧燃料レール８には、インジェクタ７の直上流側に配置されるサージタンク１０と、このサージタンク１０の上流側に配置されるサージタンク２０とが介装されており、これらのサージタンク１０，２０の間に、制御バルブ２１が介装されている。サージタンク２０の上流側は、第１形態と同様、圧力調整バルブ１１を介して高圧燃料ポンプ１２の吐出側に連通されている。
【００３７】
サージタンク２０は、サージタンク１０と同様であり、サージボリュームを可変するアクチュエータ２０ａを備え、このアクチュエータ２０ａがＥＣＵ５０によって駆動・制御されることでサージボリュームが可変制御される。また、制御バルブ２１は、本実施の形態においては、高圧燃料レール８のサージタンク１０，２０の間の通路を開閉する開閉弁であり、ＥＣＵ５０によって開閉制御される。
【００３８】
第２形態においては、サージタンク２０及び制御バルブ２１の追加により、ＥＣＵ５０の噴射圧力設定部５１及び燃料供給圧力制御部５２の機能を若干変更している。噴射圧力設定部５１は、噴射圧力目標値を高圧噴射に対応する一定値に設定する。燃料供給圧力制御部５２は、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射の場合、制御バルブ２１を閉じた状態での１段目の低圧噴射の終了後に、制御バルブ２１を開いて高圧燃料レール８の圧力を噴射圧力目標値に昇圧させ、その後、制御バルブ２１を閉じて２段目の高圧噴射を実行させる。一方、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射の場合には、制御バルブ２１を開いて高圧燃料レール８の圧力を噴射圧力目標値に向けて制御し、設定圧力に達したとき、制御バルブ２１を閉じて１段目の噴射と２段目の噴射を実行させる。
【００３９】
以下、２段噴射の各パターンについて、（Ｃ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射、（Ｄ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射の順で、図５，図６を参照して説明する。尚、図５，図６においては、破線は圧力調整バルブ１１の目標圧力、細線はサージタンク２０の圧力、太線はサージタンク１０の圧力を示している。
【００４０】
（Ｃ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射
図５に示すように、１段目の低圧噴射は、制御バルブ２１を閉じてサージタンク１０及びインジェクタ７をサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２から切り離した状態で、吸気バルブ４が開の期間の所定のタイミングになったときに実行する。このとき、サージタンク１０側の圧力は、前のサイクルの２段目の高圧噴射によって低下した圧力に維持されており、この低圧の圧力で次のサイクルの１段目の低圧噴射が行われる。
【００４１】
この１段目の低圧噴射では、燃料圧力の降下量がサージタンク１０のサージボリュームによって設定量以下に抑制される。そして、１段目の低圧噴射が終了すると、制御バルブ２１を開いて、サージタンク１０及びインジェクタ７側とサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２側とを連通する。その結果、サージタンク１０の圧力が上昇し、一方、サージタンク２０の圧力は若干低下するが、この圧力低下分は高圧燃料ポンプ１２で迅速に昇圧され、サージタンク１０，２０の圧力が圧力調整バルブ１１による一定の目標圧力となる。
【００４２】
高圧燃料レール８、サージタンク１０、及びサージタンク２０内の圧力が目標圧力に達した後は、下死点を若干過ぎたタイミングで制御バルブ２１が閉じられ、サージタンク１０及びインジェクタ７がサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２から切り離される。そして、サージタンク１０によって保持される高圧の燃料圧力下で２段目の高圧の燃料噴射が実行され、サージタンク１０側の圧力が低下する。この２段目の高圧噴射で低下した圧力がサージタンク１０によって保持され、次のサイクルの１段目の低圧噴射が実行されることになる。
【００４３】
（Ｄ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射
図６に示すように、１段目の高圧噴射及び２段目の低圧噴射は、制御バルブ２１を閉じてサージタンク１０及びインジェクタ７をサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２から切り離した状態で実行される。すなわち、圧力調整バルブ１１による高圧燃料ポンプ１２下流側の目標圧力を一定に設定しておき、１段目の高圧噴射に先立って、制御バルブ２１を開けて高圧燃料ポンプ１２の下流側圧力が目標圧力より若干低い状態となったとき、制御バルブ２１を閉じて高圧燃料レール８のサージタンク１０側をその圧力で保持する。
【００４４】
そして、吸気バルブ４が開の期間においてエンジン回転数と負荷とから決定される燃料噴射タイミングになったとき、サージタンク１０で保持される高圧の燃料圧力下で１段目の高圧噴射を実行する。この１段目の高圧噴射により、サージタンク１０側の圧力がサージタンク１０のボリュームに応じた圧力（２段目の低圧噴射に対応した圧力）まで降圧するが、そのまま、下死点を過ぎた所定のタイミングで２段目の低圧噴射を実行する。
【００４５】
２段目の低圧噴射を実行した後は、制御バルブ２１を開けて、高圧燃料レール８内の圧力を回復させる。このとき、高圧燃料レール８内の圧力は、高圧燃料ポンプ１２側のサージタンク２０のサージボリュームにより、即座に昇圧される。そして、次のサイクルで制御バルブ２１を閉じ、以上のプロセスを繰り返す。
【００４６】
第２形態では、第１形態と同様、１段目と２段目の噴射圧力を最適化して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができるばかりでなく、高圧燃料ポンプによる昇圧タイミングと燃料噴射タイミングとのずれに起因する圧力の増減を緩和し、制御性をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ エンジン
７ インジェクタ
８ 高圧燃料レール
１０，２０ サージタンク
１１ 圧力調整バルブ
１２ 高圧燃料ポンプ
２１ 制御バルブ
５０ 電子制御装置
５１ 噴射圧力設定部
５２ 燃料供給圧力制御部部
５３ 降圧特性制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に燃料を１燃焼サイクルで複数回噴射するエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射型エンジンでは、燃料タンク内の燃料を低圧燃料ポンプを介して高圧燃料ポンプに送り、高圧燃料ポンプで所定の高圧の燃料圧力に昇圧した後、インジェクタから気筒内に高圧燃料を噴射するようしているが、インジェクタからの燃料噴射に際しての制約が多く、良好な始動性や燃焼に最適な噴射を得ることは容易でない。
【０００３】
このため、特許文献１には、エンジンの始動時に低圧燃料ポンプからインジェクタに低圧燃料の供給を行うとともに、この始動時において、一時的に高圧燃料を供給可能とすることで、ホットリスタート時などにおける燃料内の気泡の発生を抑制し、エンジンの始動性を改善することのできる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に開示の筒内噴射型エンジンにおいては、近年の排気ガス及び燃費規制等に対応すべく、1サイクル中に複数回の燃料噴射を実施することが主流となっている。1サイクル中に複数回の燃料噴射を実施する場合、必要とされる燃料噴射の噴射時間が短くなるため、インジェクタの追従性や応答特性の関係上から必要量を噴射できない虞がある。また、吸気／圧縮行程での噴射においては、筒内圧が変化するため、燃料差圧の変化によって噴霧特性の悪化を招く虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、インジェクタの追従応答性や燃料圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を低減して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化し、燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることのできるエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるエンジンの燃料噴射制御装置は、高圧燃料レールに介装したインジェクタから気筒内に燃料を１燃焼サイクルで複数回噴射するエンジンの燃料噴射制御装置であって、高圧燃料ポンプの吐出側に設けられて前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整バルブと、前記圧力調整バルブの下流側で前記インジェクタ毎に前記高圧燃料レールに介装され、所定のタンク容積を有するサージタンクと、前記複数回の燃料噴射における各段階の燃料噴射に対応する噴射圧力目標値を、エンジン回転数と負荷とに基づいて設定する噴射圧力設定部と、前記圧力調整バルブを制御して前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を、前記噴射圧力目標値に制御する燃料供給圧力制御部と、を備え、前記サージタンクのタンク容積を、前記インジェクタからの燃料噴射による前記高圧燃料レール内の降圧特性が前記複数回の燃料噴射で最も低圧となる燃料噴射に対応するよう設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インジェクタの追従応答性や燃料圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を低減して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化し、燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の第１形態に係り、燃料噴射系の概略構成図
【図２】同上、低圧から高圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【図３】同上、高圧から低圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【図４】本発明の実施の第２形態に係り、燃料噴射系の概略構成図
【図５】同上、低圧から高圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【図６】同上、高圧から低圧への２段噴射における圧力変化を示すタイムテーブル
【発明を実施するための形態】
【００１０】
先ず、図１〜図３を参照して本発明の実施の第１形態について説明する。図１において、符号１はエンジンであり、本実施の形態においては、筒内に燃料を直接噴射して火花放電により着火・燃焼させる筒内直噴エンジンである。エンジン１のピストン２の上部には燃焼室３が形成され、この燃焼室３に、吸気ポートを開閉する吸気バルブ４と排気ポートを開閉する排気バルブ５とが介装されている。
【００１１】
また、各気筒の燃焼室３内には、吸気バルブ４と排気バルブ５との間の燃焼室３頂部に配設された点火プラグ６先端の放電電極が臨まされると共に、吸気バルブ４近傍に配設されたインジェクタ７の先端の噴射ノズルが臨まされている。インジェクタ７は、高圧燃料を貯留する高圧燃料レール８に接続され、マイクロコンピュータを中心として構成される電子制御装置（ＥＣＵ）５０により駆動・制御されて燃焼室３内に燃料を噴射する。
【００１２】
すなわち、インジェクタ７の電磁コイル７ａがＥＣＵ５０により所定の周波数・パルス幅で駆動されてプランジャを一体的に備えたニードル７ｂが進退駆動され、このニードル７ｂの進退動作により先端の噴射ノズルが開閉されて高圧燃料レール８内の燃料が燃焼室３内に噴射される。尚、点火プラグには、図示しない点火コイルが接続されており、この点火コイルの通電を断続するイグナイタの作動がＥＣＵ５０によって制御され、最適な点火タイミングに制御される。
【００１３】
高圧燃料レール８には、燃料噴射による高圧燃料レール８内の圧力降下を補償するサージタンク１０が気筒毎のインジェクタ７に対応して介装されている。サージタンク１０はタンク容積（サージボリューム）を可変するアクチュエータ１０ａを備えており、このアクチュエータ１０ａがＥＣＵ５０によって駆動・制御されることでサージボリュームが可変制御される。
【００１４】
また、高圧燃料レール８の上流側は、圧力調整バルブ１１を介して高圧燃料ポンプ１２の吐出側に連通されている。高圧燃料ポンプ１２は、例えばエンジン駆動式のポンプであり、ポンプ吸入側に低圧燃料ライン１３を介して図示しない低圧燃料ポンプが接続されている。そして、図示しない燃料タンクから低圧燃料ポンプを介して低圧燃料ライン１３に燃料が供給され、低圧燃料ライン１３の燃料が更に高圧燃料ポンプ１２で昇圧されて圧力調整バルブ１１で調圧された後、高圧燃料レール８に供給される。
【００１５】
圧力調整バルブ１１は、例えば高圧燃料ポンプ１２と一体的に形成され、圧力調整値を電子的に制御可能な燃料圧力レギュレータとして構成されている。この圧力調整バルブ１１の圧力調整値がＥＣＵ５０により可変制御され、高圧燃料レール８内の圧力が目標圧力に制御される。
【００１６】
次に、ＥＣＵ５０の制御下で実行されるインジェクタ７の燃焼室３内への燃料噴射について説明する。
【００１７】
燃焼室３内への燃料の直接噴射に際しては、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図るようにしている。このため、燃焼室３内への燃料噴射は、１燃焼サイクルにおいて複数回（多段）の燃料噴射を実施する。本実施の形態においては２段階の燃料噴射を実施するエンジンを示すが、３段階又はそれ以上の燃料噴射を実施するエンジンに適用してもよい。
【００１８】
この１サイクル（１燃焼サイクル）内の２段噴射は、１段目の噴射と２段目の噴射とで燃料圧力が異なる圧力となるように制御される。これにより、噴射期間が短くなることによるインジェクタ７の追従応答性、高圧燃料レール８内の圧力と筒内圧との差圧の変動による噴霧特性への悪影響を解消することができる。
【００１９】
尚、以下では、２段噴射を、高圧噴射と低圧噴射とに分けて説明するが、ここでの高圧，低圧は、筒内噴射に適合した燃料圧力での２段噴射において、相対的な圧力を表すものとする。
【００２０】
具体的には、２段階の燃料噴射として、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射のパターンと、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射のパターンとがあり、これらの２つのパターンの中から、何れかをエンジン形式等に応じて適宜選択する。また、２段噴射の対象とする運転領域は、２段噴射による燃焼の改善効果が見込まれる部分負荷から全開の所定回転数以下（例えば、３０００ｒｐｍ以下）の領域として、吸気バルブ４が開のタイミングで１段目の噴射を行う。
【００２１】
このため、ＥＣＵ５０は、２段階の燃料噴射に係る制御機能として、噴射圧力設定部５１と燃料供給圧力制御部５２と降圧特性制御部５３とを備えている。各部の機能は、以下の通りである。
【００２２】
噴射圧力設定部５１は、２段噴射における各段階の燃料噴射に対応する噴射圧力目標値を、エンジン回転数と負荷とに基づいて設定する。具体的には、負荷としてエンジンの吸入空気量を用い、エンジン回転数と吸入空気量とのマップを参照して２段噴射の噴射パターンに応じて噴射圧力目標値を設定する。例えば、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射のパターンでは、１段目と２段目の双方の噴射圧力目標値を設定し、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射のパターンでは、１段目の高圧噴射の噴射圧力目標値のみを設定して、２段目の低圧噴射は、サージタンク１０の降圧特性による噴射圧力とする。
【００２３】
燃料供給圧力制御部５２は、高圧燃料ポンプ１２の吐出側に介装される圧力調整バルブ１１を制御して高圧燃料レール８内の燃料圧力を２段噴射に適した目標圧力に制御する。この目標圧力への制御は、噴射圧力設定部５１からの噴射圧力目標値に従って、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射のパターンでは、１段目と２段目の双方で目標圧力への制御を行い、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射のパターンでは、１段目のみを対象として目標圧力への制御を行う。
【００２４】
また、降圧特性制御部５３は、サージタンク１０のアクチュエータ１０ａを制御し、サージボリュームを調整・設定する。このサージボリュームの設定は、燃料噴射時の高圧燃料レール８内の降圧特性が最も低圧となる燃料噴射に対応して、その噴射特性に適合可能なように設定する。
【００２５】
尚、本実施の形態においては、サージタンク１０のアクチュエータ１０ａをＥＣＵ５０で制御することにより、サージボリュームを調整するようにしているが、ＥＣＵ５０に降圧特性制御部５３を備えることなく、サージタンク１０を、所望の降圧特性を得ることのできるサージボリュームに予め固定したサージタンクとしても良い。
【００２６】
以下、ＥＣＵ５０の制御下における燃焼室３内への２段噴射について、（Ａ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射、（Ｂ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射の２つのパターンについて図２，図３を参照して説明する。尚、図２，図３において、破線は圧力調整バルブ１１の目標圧力、太線はサージタンク１０の圧力を示している。
【００２７】
（Ａ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射
図２に示すように、噴射開始前に、高圧燃料ポンプ１２からの燃料圧力を圧力調整バルブ１１により低下させ、高圧燃料レール８内の燃料圧力を、１段目の低圧噴射の目標圧力に調整する。また、サージタンク１０のサージボリュームを、１段目の噴射による高圧燃料レール８内の圧力降下が設定量以下となる容積に調整しておく。このサージボリュームの調整は、燃料の噴霧特性に影響を与えないような圧力降下量とするための調整であり、エンジン回転数や燃料噴射量等を考慮して決定される。
【００２８】
その後、クランク角が上死点（３６０°ＣＡ）に達する前の所定タイミングで吸気バルブ４が開き始めて、吸気行程中にエンジン回転数と負荷とから決定される燃料噴射時期になると、インジェクタ７を駆動して１段目の低圧の燃料噴射を実行する。この１段目の低圧噴射では、燃料圧力の降下量がサージタンク１０のサージボリュームによって設定量以下に抑制され、また、燃料噴射後は、圧力調整バルブ１１の目標圧力が２段目の高圧噴射に対応する圧力となるよう直ちに変更される。
【００２９】
この圧力調整バルブ１１の目標圧力変更に伴い、１段目の噴射によって低下した高圧燃料レール８内の圧力が高圧燃料ポンプ１２によって昇圧される。この燃料圧力の昇圧は、次に説明する（Ｂ）の噴射パターンに比較して短時間で昇圧させる必要があるが、前述したように、２段噴射の実施領域は、部分負荷から全開の所定回転数以下（例えば、３０００ｒｐｍ以下）の領域であり、これらの領域においては、各噴射の間隔は、少なくとも４０〜６０°ＣＡ程度の間隔が空いている。
【００３０】
高圧燃料ポンプ１２は、例えば、エンジンのカムシャフトに設けられた３葉又は４葉のカムで駆動されるポンプであり、このようなカム駆動式ポンプの場合、実際に燃料を昇圧しているのはカムの一山の後半（すなわち一山のおよそ１／４の期間）である。従って、高圧燃料ポンプ１２の昇圧期間は、３葉のカム駆動の場合、７２０°ＣＡ／３葉／４＝６０°ＣＡ、４葉のカム駆動の場合には、７２０°ＣＡ／４葉／４＝４５°ＣＡとなる。
【００３１】
この高圧燃料ポンプ１２の昇圧期間は、負荷やエンジン回転数が変わっても同じであり、２段噴射の実施領域における消費燃料を考慮しても、１段目の低圧噴射から２段目の高圧噴射の間隔４０〜６０°ＣＡにおいて、１段目の噴射後に２段目の噴射に適合する高圧の燃料圧力に十分に昇圧可能となる。そして、高圧燃料レール８及びサージタンク１０内の圧力が目標圧力に達すると、下死点（５４０°ＣＡ）を若干過ぎた圧縮行程初期のタイミングで次のサイクルの噴射に備えて圧力調整バルブ１１の目標圧力が１段目の圧力に再設定され、続けて、サージタンク１０で保持される高圧の燃料圧力下で２段目の高圧の燃料噴射が実行される。
【００３２】
（Ｂ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射
図３に示すように、燃料噴射に先立ち、圧力調整バルブ１１の圧力調整値を１段目の高圧噴射の目標圧力に設定しておき、高圧燃料レール８及びサージタンク１０内の燃料圧力を高圧燃料ポンプ１２によって高圧噴射の目標圧力まで昇圧する。そして、吸気バルブ４の開期間において、燃料噴射時期に達する前に圧力調整バルブ１１の目標圧力を２段目の低圧噴射に対応する圧力に変更し、燃料噴射時期に達したとき、サージタンク１０で保持される高圧の燃料圧力下でインジェクタ７を駆動することで１段目の高圧の燃料噴射を実行する。
【００３３】
１段目の噴射が終了すると、この１段目の噴射で燃料圧力が低下した状態で下死点を過ぎた所定のタイミングに達したとき、２段目の低圧の燃料噴射が実行される。この２段目の低圧噴射においても、燃料圧力の降下量がサージタンク１０のサージボリュームによって設定量以下に抑制される。そして、次のサイクルの噴射に備えて、圧力調整バルブ１１の目標圧力が１段目の圧力（高圧）に再設定される。この場合には、（Ａ）の１段目低圧噴射→２段目高圧噴射の場合に比較して高圧燃料ポンプ１２による燃料圧力の昇圧期間が十分にあり、確実に次のサイクルの１段目の高圧噴射に備えることができる。
【００３４】
このように本実施の形態においては、目標とする噴射圧力に対してサージボリュームを最適化し、圧力調整バルブ１１の調整値を制御することで、１段目と２段目の噴射圧力を最適にすることができ、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができる。
【００３５】
次に、本発明の実施の第２形態について、図４〜図６を参照して説明する。
第２形態は、図４に示すように、第１形態におけるサージタンク１０を第１のサージタンクとして、この第１のサージタンク（サージタンク１０）の上流側に、第２のサージタンクとしてのサージタンク２０を追加するものである。
【００３６】
詳細には、高圧燃料レール８には、インジェクタ７の直上流側に配置されるサージタンク１０と、このサージタンク１０の上流側に配置されるサージタンク２０とが介装されており、これらのサージタンク１０，２０の間に、制御バルブ２１が介装されている。サージタンク２０の上流側は、第１形態と同様、圧力調整バルブ１１を介して高圧燃料ポンプ１２の吐出側に連通されている。
【００３７】
サージタンク２０は、サージタンク１０と同様であり、サージボリュームを可変するアクチュエータ２０ａを備え、このアクチュエータ２０ａがＥＣＵ５０によって駆動・制御されることでサージボリュームが可変制御される。また、制御バルブ２１は、本実施の形態においては、高圧燃料レール８のサージタンク１０，２０の間の通路を開閉する開閉弁であり、ＥＣＵ５０によって開閉制御される。
【００３８】
第２形態においては、サージタンク２０及び制御バルブ２１の追加により、ＥＣＵ５０の噴射圧力設定部５１及び燃料供給圧力制御部５２の機能を若干変更している。噴射圧力設定部５１は、噴射圧力目標値を高圧噴射に対応する一定値に設定する。燃料供給圧力制御部５２は、１段目低圧噴射→２段目高圧噴射の場合、制御バルブ２１を閉じた状態での１段目の低圧噴射の終了後に、制御バルブ２１を開いて高圧燃料レール８の圧力を噴射圧力目標値に昇圧させ、その後、制御バルブ２１を閉じて２段目の高圧噴射を実行させる。一方、１段目高圧噴射→２段目低圧噴射の場合には、制御バルブ２１を開いて高圧燃料レール８の圧力を噴射圧力目標値に向けて制御し、設定圧力に達したとき、制御バルブ２１を閉じて１段目の噴射と２段目の噴射を実行させる。
【００３９】
以下、２段噴射の各パターンについて、（Ｃ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射、（Ｄ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射の順で、図５，図６を参照して説明する。尚、図５，図６においては、破線は圧力調整バルブ１１の目標圧力、細線はサージタンク２０の圧力、太線はサージタンク１０の圧力を示している。
【００４０】
（Ｃ）１段目低圧噴射→２段目高圧噴射
図５に示すように、１段目の低圧噴射は、制御バルブ２１を閉じてサージタンク１０及びインジェクタ７をサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２から切り離した状態で、吸気バルブ４が開の期間の所定のタイミングになったときに実行する。このとき、サージタンク１０側の圧力は、前のサイクルの２段目の高圧噴射によって低下した圧力に維持されており、この低圧の圧力で次のサイクルの１段目の低圧噴射が行われる。
【００４１】
この１段目の低圧噴射では、燃料圧力の降下量がサージタンク１０のサージボリュームによって設定量以下に抑制される。そして、１段目の低圧噴射が終了すると、制御バルブ２１を開いて、サージタンク１０及びインジェクタ７側とサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２側とを連通する。その結果、サージタンク１０の圧力が上昇し、一方、サージタンク２０の圧力は若干低下するが、この圧力低下分は高圧燃料ポンプ１２で迅速に昇圧され、サージタンク１０，２０の圧力が圧力調整バルブ１１による一定の目標圧力となる。
【００４２】
高圧燃料レール８、サージタンク１０、及びサージタンク２０内の圧力が目標圧力に達した後は、下死点を若干過ぎたタイミングで制御バルブ２１が閉じられ、サージタンク１０及びインジェクタ７がサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２から切り離される。そして、サージタンク１０によって保持される高圧の燃料圧力下で２段目の高圧の燃料噴射が実行され、サージタンク１０側の圧力が低下する。この２段目の高圧噴射で低下した圧力がサージタンク１０によって保持され、次のサイクルの１段目の低圧噴射が実行されることになる。
【００４３】
（Ｄ）１段目高圧噴射→２段目低圧噴射
図６に示すように、１段目の高圧噴射及び２段目の低圧噴射は、制御バルブ２１を閉じてサージタンク１０及びインジェクタ７をサージタンク２０及び高圧燃料ポンプ１２から切り離した状態で実行される。すなわち、圧力調整バルブ１１による高圧燃料ポンプ１２下流側の目標圧力を一定に設定しておき、１段目の高圧噴射に先立って、制御バルブ２１を開けて高圧燃料ポンプ１２の下流側圧力が目標圧力より若干低い状態となったとき、制御バルブ２１を閉じて高圧燃料レール８のサージタンク１０側をその圧力で保持する。
【００４４】
そして、吸気バルブ４が開の期間においてエンジン回転数と負荷とから決定される燃料噴射タイミングになったとき、サージタンク１０で保持される高圧の燃料圧力下で１段目の高圧噴射を実行する。この１段目の高圧噴射により、サージタンク１０側の圧力がサージタンク１０のボリュームに応じた圧力（２段目の低圧噴射に対応した圧力）まで降圧するが、そのまま、下死点を過ぎた所定のタイミングで２段目の低圧噴射を実行する。
【００４５】
２段目の低圧噴射を実行した後は、制御バルブ２１を開けて、高圧燃料レール８内の圧力を回復させる。このとき、高圧燃料レール８内の圧力は、高圧燃料ポンプ１２側のサージタンク２０のサージボリュームにより、即座に昇圧される。そして、次のサイクルで制御バルブ２１を閉じ、以上のプロセスを繰り返す。
【００４６】
第２形態では、第１形態と同様、１段目と２段目の噴射圧力を最適化して、燃料の微粒化特性、混合特性、着火特性を最適化して燃費向上及び排気エミッションの改善を図ることができるばかりでなく、高圧燃料ポンプによる昇圧タイミングと燃料噴射タイミングとのずれに起因する圧力の増減を緩和し、制御性をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ エンジン
７ インジェクタ
８ 高圧燃料レール
１０，２０ サージタンク
１１ 圧力調整バルブ
１２ 高圧燃料ポンプ
２１ 制御バルブ
５０ 電子制御装置
５１ 噴射圧力設定部
５２ 燃料供給圧力制御部部
５３ 降圧特性制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料レールに介装したインジェクタから気筒内に燃料を１燃焼サイクルで複数回噴射するエンジンの燃料噴射制御装置であって、
高圧燃料ポンプの吐出側に設けられて前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整バルブと、
前記圧力調整バルブの下流側で前記インジェクタ毎に前記高圧燃料レールに介装され、所定のタンク容積を有するサージタンクと、
前記複数回の燃料噴射における各段階の燃料噴射に対応する噴射圧力目標値を、エンジン回転数と負荷とに基づいて設定する噴射圧力設定部と、
前記圧力調整バルブを制御して前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を、前記噴射圧力目標値に制御する燃料供給圧力制御部と、
を備え、
前記サージタンクのタンク容積を、前記インジェクタからの燃料噴射による前記高圧燃料レール内の降圧特性が前記複数回の燃料噴射で最も低圧となる燃料噴射に対応するよう設定する
ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記サージタンクを、前記インジェクタの直上流に配置される第１のサージタンクと、この第１のサージタンクの上流側且つ前記圧力調整バルブの下流側に配置される第２のサージタンクとの２つのサージにより構成し、
前記第１のサージタンクと前記第２のサージタンクとの間に、前記複数回の燃料噴射の各段の噴射圧力に応じて開閉される制御バルブを介装した
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に低圧の１段目の噴射と相対的に高圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記１段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値と、前記２段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値とを設定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に高圧の１段目の噴射と相対的に低圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記１段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値のみを設定し、前記２段目の噴射は、前記サージタンクによる降圧特性に基づく噴射圧力とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に低圧の１段目の噴射と相対的に高圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記２段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値を一定値として設定し、
前記燃料供給圧力制御部は、前記制御バルブを閉じた状態で前記１段目の噴射が実行された後、前記制御バルブを開いて前記高圧燃料レールの圧力を前記噴射圧力目標値に昇圧させ、その後、前記制御バルブを閉じて前記２段目の噴射を実行させることを特徴とする請求項２記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に高圧の１段目の噴射と相対的に低圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記１段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値を一定値として設定し、
前記燃料供給圧力制御部は、前記制御バルブを閉じた状態で前記１段目の噴射と前記２段目の噴射とが実行された後、前記制御バルブを開いて前記高圧燃料レールの圧力を前記噴射圧力目標値に向けて制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１】
高圧燃料レールに介装したインジェクタから気筒内に燃料を１燃焼サイクルで複数回噴射するエンジンの燃料噴射制御装置であって、
高圧燃料ポンプの吐出側に設けられて前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整バルブと、
前記圧力調整バルブの下流側で前記インジェクタ毎に前記高圧燃料レールに介装され、所定のタンク容積を有するサージタンクと、
前記複数回の燃料噴射における各段階の燃料噴射に対応する噴射圧力目標値を、エンジン回転数と負荷とに基づいて設定する噴射圧力設定部と、
前記圧力調整バルブを制御して前記高圧燃料レールに供給する燃料の圧力を、前記噴射圧力目標値に制御する燃料供給圧力制御部と、
を備え、
前記サージタンクのタンク容積を、前記インジェクタからの燃料噴射による前記高圧燃料レール内の降圧特性が前記複数回の燃料噴射で最も低圧となる燃料噴射に対応するよう設定する
ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記サージタンクを、前記インジェクタの直上流に配置される第１のサージタンクと、この第１のサージタンクの上流側且つ前記圧力調整バルブの下流側に配置される第２のサージタンクとの２つのサージにより構成し、
前記第１のサージタンクと前記第２のサージタンクとの間に、前記複数回の燃料噴射の各段の噴射圧力に応じて開閉される制御バルブを介装した
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に低圧の１段目の噴射と相対的に高圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記１段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値と、前記２段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値とを設定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に高圧の１段目の噴射と相対的に低圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記１段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値のみを設定し、前記２段目の噴射は、前記サージタンクによる降圧特性に基づく噴射圧力とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に低圧の１段目の噴射と相対的に高圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記２段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値を一定値として設定し、
前記燃料供給圧力制御部は、前記制御バルブを閉じた状態で前記１段目の噴射が実行された後、前記制御バルブを開いて前記高圧燃料レールの圧力を前記噴射圧力目標値に昇圧させ、その後、前記制御バルブを閉じて前記２段目の噴射を実行させることを特徴とする請求項２記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記複数回の燃料噴射を、相対的に高圧の１段目の噴射と相対的に低圧の２段目の噴射との２段噴射として、
前記噴射圧力設定部は、前記１段目の噴射に対応する前記噴射圧力目標値を一定値として設定し、
前記燃料供給圧力制御部は、前記制御バルブを閉じた状態で前記１段目の噴射と前記２段目の噴射とが実行された後、前記制御バルブを開いて前記高圧燃料レールの圧力を前記噴射圧力目標値に向けて制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１００７６６（Ｐ２０１３−１００７６６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４７３６（Ｐ２０１１−２４４７３６）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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