ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および方法
【課題】大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させることを課題とする。
【解決手段】エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定する標準噴射時期設定手段４１と、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定する貫徹力判定手段４５と、該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射時期補正手段４３とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定する標準噴射時期設定手段４１と、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定する貫徹力判定手段４５と、該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射時期補正手段４３とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガス対策としてＮＯｘ低減が重要であり、その手法として筒内燃焼温度低下による低減のために燃料噴射時期を遅角（リタード）することが多い。特に、ＥＧＲ（排気再循環）を行わないエンジンで噴射時期のリタードが必要となることが多い。
しかし、この燃料噴射時期をリタードし過ぎると、燃焼効率が悪化してＳｏｏｔ（煤）が発生しやすくなるとともに、筒内圧力低下による燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増大によってＳｏｏｔがシリンダライナに接触する機会が増し、該Ｓｏｏｔのオイルへの混入量が増大する。そして、このＳｏｏｔ混入量が増大すると、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生リスクが増大する問題があった。
【０００３】
Ｓｏｏｔのオイル混入率と燃料噴射終了時期（上死点後クランク角度（ＡＴＤＣ））との関係を図１１に示す。図１１のように、噴射終了時期が遅角化するに従ってある一定のクランク角度を境に急激にオイル混入量が増加して、ピークを越えると減少する傾向を示す。この減少傾向は遅角し過ぎのために燃料自体が燃焼せずＳｏｏｔが発生しないためである。
【０００４】
一方、先行技術としては、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出量を低減させながら、煤排出量を低減させる技術として、特許文献１（特開２００２−２４２７４４号公報）が知られている。
この特許文献１には、燃料を、吸気行程初期から膨張行程初期までの所定時期に且つ最後の噴射時期が圧縮行程上死点付近になるように分割して噴射することにより、ＮＯｘの低減を図り、この分割噴射終了後にさらに燃料の後噴射を実行するにあたり、分割噴射された燃料の拡散燃焼が終了する頃に後噴射の燃料の燃焼が開始するようにすることにより、煤の低減を図ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４２７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、噴射時期を分割して噴射して燃料の拡散燃焼が終了するころにさらに噴射して、煤の発生を防止しようとするものであり、分割噴射のために噴射量および噴射時期制御が複雑化する。また、大気圧力や大気温度等の運転環境の変化や、筒内圧力の影響による燃料噴霧や燃焼火炎の貫徹力によるシリンダライナへのＳｏｏｔ接触の増大に対する制御については開示されていない。
【０００７】
また、前記したようにオイルへのＳｏｏｔ混入量が増大すると、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生リスクが増大する問題があり、それに対して、燃料噴射終了時期を制限してＳｏｏｔの発生量及びシリンダライナへのＳｏｏｔの付着量を低減してオイルへの混入量を抑制する必要があるが、その場合に大気圧力や大気温度等の運転環境によって燃焼室内の火炎が伸長し（高地での噴霧は貫徹力が増大する）、または着火遅れの長期化（特に低温環境下での着火遅れ）が生じて、Ｓｏｏｔがシリンダライナに接触する機会が増し、該Ｓｏｏｔのオイルへの混入量を適切に抑制できない問題があった。
また、燃焼室内の燃料噴霧や燃焼火炎の貫徹力については噴射時期の制限だけでなく燃料噴射圧力も大きく影響するため、その燃料噴射圧力の制御についても望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明は、これら問題に鑑みてなされたもので、大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の第１発明は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定する標準噴射時期設定手段と、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定する貫徹力判定手段と、該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる第１発明によれば、貫徹力判定手段によって、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料噴霧が、シリンダライナへ到達してシリンダライナに接触する割合が増大するか否かを、大気圧センサからの大気圧力検出値、噴射開始時の筒内圧力推定値、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値の少なくともいずれか一つを用いて判定する。
【００１１】
すなわち、大気圧センサからの検出値が低下すれば、それに応じて筒内における空気密度が低下するため燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。
また、噴射開始時の筒内圧力推定値を算出して、該算出された筒内圧力推定値がエンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め設定された噴射開始時の標準筒内圧力より低い場合には、燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。
また、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値を算出して、該算出された着火遅れ推定値がエンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め設定された標準着火遅れより大きい場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。すなわち、前記着火遅れ推定値が大きくなるほど、ピストンが膨張行程にかかるため筒内圧力が低下して燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。
【００１２】
従って、燃料噴霧の貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、噴射時期補正手段によって、標準噴射時期を進角側に補正して筒内圧力の高い状態に噴射時期を移動して、つまり、筒内圧力のピーク側へ噴射終了時期を移動するように補正することで燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔの発生を抑制するとともに、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【００１３】
また、本発明の第２発明は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定する標準噴射圧力設定手段と、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、のいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定する貫徹力判定手段と、該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射圧力補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
かかる第２発明によれば、貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、噴射圧力補正手段によって、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて設定された標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【００１５】
また、第１発明または第２発明において好ましくは、前記噴射開始時の筒内圧力推定値は、インテークマニホールド内の圧力に基づいて算出され、該算出された筒内圧力推定値が前記標準噴射時期における噴射開始時の標準筒内圧力より低い場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定するとよい。
【００１６】
このように噴射開始時の筒内圧力を演算して推定することで、燃料噴霧の貫徹力の増減状態を判定するため、大気圧力による判定よりもより精度の高い判定が可能になる。
【００１７】
また、第１発明または第２発明において好ましくは、前記噴射開始時からの着火遅れ推定値は、インテークマニホールド内の圧力および温度、さらに吸気酸素濃度に基づいて算出され、該算出された着火遅れ推定値が前記標準噴射時期における標準着火遅れより大きい場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定するとよい。
【００１８】
このように、噴射開始時から着火するまでの着火遅れを演算して推定することで、燃料噴霧の貫徹力の増減状態を判定するため、大気圧力による判定よりもより精度の高い判定が可能になる。
また、吸気温度が変化した場合や、ＥＧＲ量の制御によって吸気酸素濃度が変化した場合には着火遅れが生じるが、このような状態においても着火遅れを算出し推定するため、吸気温度の変化やＥＧＲ量の変化へも対応可能となる。
【００１９】
次に、本発明の第３発明は、第１発明のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に対応した方法発明であり、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定するステップと、次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定するステップと、該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とする。
【００２０】
かかる第３発明によれば、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、標準噴射時期を進角側に補正して筒内圧力を高めて、つまり、筒内圧力のピーク側へ噴射時期を補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔの発生を抑制するとともに、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【００２１】
また、本発明の第４発明は、第２発明のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に対応した方法発明であり、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定するステップと、次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と噴射開始時の筒内圧力推定値と噴射開始からの着火遅れ推定値との少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定するステップと、該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とする。
【００２２】
かかる第４発明によれば、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて設定された標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料噴射制御装置の概要構成図である。
【図２】燃料噴射制御装置の制御フローチャートである。
【図３】第１実施形態の噴射時期補正手段の構成ブロック図である。
【図４】（ａ）は第２実施形態の噴射時期補正手段の構成ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）の噴射タイミング補正量演算の説明図である。
【図５】第３実施形態の噴射時期補正手段の構成ブロック図である。
【図６】第４実施形態の燃料噴射制御装置の概要構成図である。
【図７】第４実施形態の噴射圧力補正手段の構成ブロック図である。
【図８】（ａ）は第５実施形態の噴射圧力補正手段の構成ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）のレール圧補正量演算の説明図である。
【図９】（ａ）は第６実施形態の噴射圧力補正手段の構成ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）のレール圧補正量演算の説明図である。
【図１０】筒内圧力変化と燃料噴射弁の駆動電流変化との関係を示す説明図である。
【図１１】Ｓｏｏｔのオイル混入率と燃料噴射終了時期（上死点後のクランク角度（ＡＴＤＣ）との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置について説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１は、排気タービン３とこれに同軸駆動されるコンプレッサ５を有する排気ターボ過給機７を備えており、該排気ターボ過給機７のコンプレッサ５から吐出された空気は給気通路９を通って、インタークーラ１１に入り給気が冷却された後、吸気スロットルバルブ１３で給気流量が制御され、その後インテークマニホールド１５からシリンダ毎に設けられた吸気ポート１７からエンジン１の吸気弁１９を介して燃焼室２１内に流入するようになっている。
【００２７】
また、エンジン１においては、燃料の噴射時期、噴射量、噴射圧力を制御して燃焼室２１内に燃料を噴射するコモンレール燃料噴射装置２３が設けられており、該コモンレール燃料噴射装置２３にはコモンレール（不図示）が設けられ、各気筒の燃料噴射弁２５に対して所定の燃料噴射時期に、所定の燃料圧力に制御された燃料が供給される。
【００２８】
また、排気通路２７の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）通路２９が分岐されて、排ガスの一部がＥＧＲクーラ３１によって冷却されて吸気スロットルバルブ１３の下流部位にＥＧＲバルブ３３を介して投入されるようになっている。
【００２９】
エンジン１の燃焼室２１で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス３５は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気マニホールド及び排気通路２７を通って、前記排気ターボ過給機７の排気タービン３を駆動してコンプレッサ５の動力源となった後、排気通路２７を通って排ガス後処理装置（不図示）に流入する。
【００３０】
また、コモンレール燃料噴射装置２３は、燃料噴射制御装置３７からの信号によって、燃料噴射弁２５への燃料の供給を制御するようになっており、この燃料噴射制御装置３７は、噴射時期制御手段３９を備えており、該噴射時期制御手段３９は、標準噴射時期設定手段４１と噴射時期補正手段４３を有している。また、燃料噴射制御装置３７には、貫徹力判定手段４５を有している。
【００３１】
標準噴射時期設定手段４１は、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに対応した噴射時期を、標準的な運転環境条件（例えば１気圧、常温（２０℃））における場合として、試験等によって予め設定しておき、噴射時期標準マップ４７として記憶されている。
噴射時期補正手段４３は、貫徹力判定手段４５によって、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定したときに、貫徹力を抑制するように噴射時期を補正する。
【００３２】
また、燃料噴射制御装置３７には、大気圧力、エンジンのクランク角、エンジン回転数、燃料噴射量のそれぞれ信号が入力され、さらに、インテークマニホールド１５に設けられたインマニ温度センサ５５、インマニ圧力センサ５７、酸素濃度センサ５９からの信号がそれぞれ入力されている。
【００３３】
以上の構成を有する燃料噴射制御装置３７において、図２のように噴射時期制御が行われる。まず、ステップＳ１で開始すると、ステップＳ２において、大気圧センサによって大気圧力の検出、または噴射開始時の推定筒内圧力の算出、または噴射開始から着火までの推定着火遅れの算出のうち少なくとも一つを実行する。
なお、第１実施形態においては、大気圧力の検出値に基づいて燃料噴霧の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明する。
【００３４】
ステップＳ３において、大気圧力の基準値、例えば１気圧と比較して、筒内の燃料噴霧貫徹力が増大するかを判定する。すなわち、大気圧力が変化して大気圧センサ（不図示）からの検出値が１気圧より低下すれば、それに応じて筒内における空気密度が低下するため燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると、前記貫徹力判定手段４５によって判定する。
【００３５】
貫徹力の判定結果、増大すると判定した場合には、ステップＳ４に進んで、噴射開始時期を進角側に補正し、増大傾向にない場合には、ステップＳ５に進んで標準噴射開始時期によって燃料噴射制御が行われ、ステップＳ６で終了する。
【００３６】
燃料噴射時期は、コモンレール燃料噴射装置２３のコモンレールから各燃料噴射弁２５への燃料供給を司る電磁弁への駆動電流のＯＮ、ＯＦＦのタイミングよって制御される。すなわち、図１０に示すように、駆動電流のＯＮタイミングによって噴射開始時期が、ＯＦＦタイミングによって噴射終了時期が決まる。
【００３７】
図１１において既に説明したように、噴射終了時期をあまりリタードし過ぎると、筒内圧力の減少域に入り込み噴霧の貫徹力が増大する傾向があり、ある遅角度に達すると急激にＳｏｏｔのオイル混入率が増加する傾向がある。従って、この急激に増加するクランク角度（例えば上死点後２５°）より遅角しないように噴射終了時期を制限する必要がある。
【００３８】
従って、前記標準噴射時期設定手段４１では、標準的な運転環境条件（例えば１気圧、常温（２０℃））の場合において、噴射終了時期が例えば上死点後２５°より遅角しないように噴射開始時期が設定されている。
【００３９】
しかし、大気圧力が変化して大気圧センサ（不図示）からの検出値が低下すれば、それに応じて筒内における空気密度が低下するため燃料噴霧の貫徹力が増加する。このため、貫徹力判定手段４５では、大気圧力に基づいて貫徹力が増大傾向にあると判定したときに、すなわち、大気圧力の低下を生じたときに貫徹力を抑制するように噴射時期を補正する。
【００４０】
この噴射時期の補正は、図３に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）との検出信号を基に噴射時期標準マップ４７から標準噴射開始時期を算出する。そして、大気圧センサからの大気圧力信号を基に進角補正マップ４９から補正進角量を算出する。この進角補正マップ４９は、図３のように、大気圧力に応じた進角量が設定されている。加算器５１で標準噴射開始時期に補正進角量を加算して、補正噴射時期を算出する。
【００４１】
このように、大気圧力の低下によって、噴射開始時期を進角側に補正することで、噴射終了時期も、同じ角度分だけ進角側に補正されるため、図１０に示すように筒内圧力が高くなる位置（ピーク側）に噴射終了時期が進むため、急激にＳｏｏｔのオイル混入率が増加する傾向が表れるクランク角度より遅角側に入り込むことが防止されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が効果的に防止される。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図２、図４を参照して説明する。第１実施形態では、大気圧力の検出値に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明したが、第２実施形態では、噴射開始時の推定筒内圧力の算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明する。
【００４３】
図２のステップＳ２の噴射開始時の推定筒内圧力Ｐｓの算出は、ディーゼルサイクルの断熱圧縮の変化を基に次式（１）によって算出する。
Ｐｓ＝Ｐｉ×εκ （１）
Ｐｉ：吸気バルブ閉弁時の筒内圧力
（吸気バルブ閉弁時のインテークマニホールド１５内の圧力）
ε：実圧縮比
κ：ポリトロープ指数
【００４４】
そして、ステップＳ３の燃料噴霧の貫徹力が増大傾向にあるか否かの判定は、貫徹力判定手段４５によって行われるが、この第２実施形態の場合には、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに基づいて設定された噴射開始時の標準筒内圧力Ｐ１と、前記（１）で算出した推定筒内圧力Ｐｓとの比較によって判定される。
すなわち、推定筒内圧力Ｐｓが標準筒内圧力より低い場合には、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定する。そして、噴射時期の補正が行われる。
【００４５】
この噴射時期の補正は、図４（ａ）に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、筒内圧力標準マップ６１から噴射開始時の標準筒内圧力Ｐ１を算出する。この筒内圧力標準マップ６１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始時の筒内圧力が設定されているマップである。そして、筒内圧力演算部６３で式（１）から推定筒内圧力Ｐｓを算出し、標準筒内圧力Ｐ１と推定筒内圧力Ｐｓとの差（Ｐ１−Ｐｓ）を減算器６５によって算出し、この筒内圧力差に応じた噴射時期補正量を噴射時期補正演算部６７で算出する。
噴射時期補正演算部６７での噴射時期補正量の算出は、図４（ｂ）に示すように、予め設定された筒内圧力差（標準筒内圧力−推定筒内圧力）と進角量との関係を示す関係式または、マップ値を用いて算出される。筒内圧力が低くなり、標準圧力との差が＋（プラス）となった場合、噴霧または火炎の貫徹力が増すため、Ｓｏｏｔのライナ付着を低減するために噴射タイミングを進角させる。そのための補正進角量を算出する。
そして、この補正進角量を、第１実施形態で説明した標準噴射開始時期と同様の標準噴射開始時期に加算器６９で加算して、補正噴射時期を算出する。
【００４６】
以上のように、第２実施形態によると、噴射開始時の推定筒内圧力Ｐｓを、吸気バルブが閉るときのインテークマニホールド１５内の圧力をインマニ圧力センサ５７の検出値を基に算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を進角側に補正するので、つまり、筒内圧力を直接推定して判定および補正を行うため、第１実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射時期の補正が可能になる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図２、図５を参照して説明する。第１実施形態では、大気圧力の検出値に基づいて燃料噴霧の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明したが、第３実施形態では、噴射開始から着火までの着火遅れ期間を算出した推定着火遅れに基づいて燃料噴霧の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明する。
【００４８】
図２のステップＳ２の噴射開始から着火までの推定着火遅れτｓの算出は、次式（２）によって算出する。式（２）は、推定着火遅れτｓをインテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍとインテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍと吸気酸素濃度Ｏ２の関数によって表わされる。これらインテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍは、インマニ温度センサ５５によって検出し、インテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍは、インマニ圧力センサ５７によって検出し、吸気酸素濃度Ｏ２は、酸素濃度センサ５９によって検出する。
τｓ＝ｆ（Ｔｉｍ，Ｐｉｍ，Ｏ２濃度） （２）
Ｔｉｍ：インテークマニホールド内温度
Ｐｉｍ：インテークマニホールド内圧力
【００４９】
ステップＳ３の燃料噴霧の貫徹力が増大傾向にあるか否かの判定は、貫徹力判定手段４５によって行われるが、この第３実施形態の場合には、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに基づいて設定された標準着火遅れτ１と、前記（２）式で算出した推定着火遅れτｓとの比較によって判定される。
すなわち、推定着火遅れτｓが標準着火遅れτ１より大きい場合には、燃焼終了時期がより遅角側に移動するため、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定する。そして、噴射時期の補正が行われる。
【００５０】
この噴射時期の補正は、図５に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、着火遅れ期間標準マップ７１から噴射開始から燃料への着火までの標準着火遅れ期間を算出する。この着火遅れ期間標準マップ７１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始から着火までの標準着火遅れが設定されているマップである。そして、着火遅れ演算部７３で式（２）から推定着火遅れτｓを算出し、標準着火遅れτ１と推定着火遅れτｓとの差（τｓ−τ１）を減算器７５によって算出し、この着火遅れ差分をそのまま補正進角量として算出する。
そして、この補正進角量を、第１実施形態で説明した標準噴射開始時期と同様の標準噴射開始時期に加算器７７で加算して、補正噴射時期を算出する。
【００５１】
以上のように、第３実施形態によると、噴射開始から着火までの期間を推定着火遅れτｓを、インテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍとインテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍと吸気酸素濃度Ｏ２の関数によって表した式を用いて算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を進角側に補正するので、つまり、着火遅れを直接推定して判定および補正を行うため、第１実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射時期の補正が可能になる。
また、吸気温度が変化した場合（特に低温環境下での着火遅れの長期化）や、ＥＧＲ量の制御によって吸気酸素濃度が変化した場合（特に大量ＥＧＲ下での着火遅れの長期化）においてもその状態に応じた判定および噴射時期の補正よりも、より精度の高い判定および噴射時期の補正が可能になる。
【００５２】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図６、図７を参照して説明する。第１〜第３実施形態では、噴射時期制御手段３９によって噴射時期を補正する構成について説明したが、第４〜第６実施形態では、図６に示すように噴射時期制御手段３９に代えて噴射圧力制御手段８１を備える燃料噴射制御装置８３について説明する。
第４実施形態が第１実施形態に対応し、第５実施形態が第２実施形態に対応し、第６実施形態が第３実施形態に対応する。
【００５３】
噴射圧力制御手段８１は標準噴射圧力設定手段８５と噴射圧力補正手段８７を有している。また、貫徹力判定手段４５は第１〜第３実施形態の場合と同様である。
標準噴射圧力設定手段８５は、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに対応した噴射圧力を標準的な運転環境条件（例えば１気圧、常温（２０℃））における場合を、試験等によって予め設定しておき、レール圧標準マップ９１として記憶されている。
また、噴射圧力補正手段８７は、貫徹力判定手段４５によって、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定したときに、貫徹力を抑制するように噴射圧力を補正する。
【００５４】
噴射圧力の制御および補正は、コモンレール燃料噴射装置２３のコモンレール圧力（以下レール圧という）を制御して各燃料噴射弁２５からの噴射圧力を制御および補正する。
図７に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）との検出信号を基にレール圧標準マップ９１から標準レール圧を算出する。そして、大気圧センサからの大気圧力信号を基にレール圧補正マップ９３からレール圧補正量を算出する。このレール圧補正マップ９３は、図７のように、大気圧力に応じたレール圧補正量が設定されている。そして、減算器９５で標準レール圧からレール圧補正量を減算して、補正レール圧を算出する。
【００５５】
このように、大気圧力の低下に応じて、コモンレール圧力を減圧側に補正することで、燃料噴霧または燃焼火炎のシリンダライナへの付着割合が抑制されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が効果的に防止される。
【００５６】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図８を参照して説明する。この第５実施形態は第２実施形態の噴射時期の補正に対して、噴射圧力を補正するものである。
噴射圧力の補正は、図８（ａ）に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、筒内圧力標準マップ６１から噴射開始時の標準筒内圧力を算出する。この筒内圧力標準マップ６１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始時の筒内圧力が設定されているマップである。そして、筒内圧力演算部６３で式（１）から推定筒内圧力Ｐｓを算出し、標準筒内圧力Ｐ１と推定筒内圧力Ｐｓとの差（Ｐ１−Ｐｓ）を減算器６５によって算出し、この筒内圧力差に応じたレール圧補正量をレール圧補正演算部１０１で算出する。
【００５７】
レール圧補正演算部１０１でのレール圧補正量の算出は、図８（ｂ）に示すように、予め設定された筒内圧力差（標準筒内圧力−推定筒内圧力）とレール圧との関係を示す関係式または、マップ値を用いて算出される。筒内圧力が低くなり、標準圧力との差が＋（プラス）となった場合、噴霧または火炎の貫徹力が増すため、Ｓｏｏｔのライナ付着を低減するためにレール圧を低下させる。そのためのレール圧補正量を算出する。
そして、このレール圧補正量を、第４実施形態で説明した標準レールと同様の標準レール圧から減算器１０３で減算して、補正レール圧を算出する。
【００５８】
以上のように、第５実施形態によると、噴射開始時の推定筒内圧力Ｐｓを、吸気バルブが閉るときのインテークマニホールド１５内の圧力を基に算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射圧力を減圧側に補正するので、第４実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射圧力の補正が可能になる。
【００５９】
また、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向時に、コモンレール圧力を減圧側に補正することで、燃料噴霧または燃焼火炎のシリンダライナへの付着割合が抑制されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が効果的に防止される。
【００６０】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について、図９を参照して説明する。この第６実施形態は第３実施形態の噴射時期の補正に対して、噴射圧力を補正するものである。
噴射圧力の補正は、図９（ａ）に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、着火遅れ期間標準マップ７１から噴射開始から燃料への着火までの標準着火遅れ期間を算出する。この着火遅れ期間標準マップ７１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始から着火までの標準着火遅れが設定されているマップである。そして、着火遅れ演算部７３で式（２）から推定着火遅れτｓを算出し、標準着火遅れτ１と推定着火遅れτｓとの差（τｓ−τ１）を減算器７５によって算出し、この着火遅れ差に応じたレール圧補正量をレール圧補正量演算部１０５で算出する。
【００６１】
レール圧補正量演算部１０５でのレール圧補正量の算出は、図９（ｂ）に示すように、予め、着火遅れ差（標準着火遅れ−推定着火遅れ）とレール圧との関係を示す関係式または、マップ値を用いて算出される。着火遅れが長くなり、標準着火遅れとの差が−（マイナス）となった場合、噴霧または火炎の貫徹力が増すため、Ｓｏｏｔのライナ付着を低減するためにレール圧を低下させる。そのためのレール圧補正量を算出する。
そして、このレール圧補正量を、第４実施形態で説明した標準レールと同様の標準レール圧から減算器１０７で減算して、補正レール圧を算出する。
【００６２】
以上のように、第６実施形態によると、噴射開始から着火までの期間を推定着火遅れτｓをインテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍとインテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍと吸気酸素濃度Ｏ２の関数によって表した式を用いて算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射圧力を減圧側に補正するので、つまり、着火遅れを直接推定して判定および補正を行うため、第４実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射圧力の補正が可能になる。
【００６３】
また、吸気温度が変化した場合（特に低温環境下での着火遅れの長期化）や、ＥＧＲ量の制御によって吸気酸素濃度が変化した場合（特に大量ＥＧＲ下での着火遅れの長期化）においてもその状態に応じた判定および噴射圧力の補正よりも、より精度の高い判定および噴射圧力の補正が可能になる。
【００６４】
さらに、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向時に、コモンレール圧力を減圧側に補正することで、燃料噴霧または燃焼火炎のシリンダライナへの付着割合が効果的に抑制されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が防止される。
【００６５】
第１実施形態〜第６実施形態において、貫徹力判定手段４５として、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値とのそれぞれについて説明したが、これらを組み合わせることで一層精度良い判定、および補正が可能になる。
さらに、噴射時期の進角側補正と、噴射圧力の減圧側補正とを組み合わせて制御してもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させることができるので、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および制御方法への利用に適している。
【符号の説明】
【００６７】
１ ディーゼルエンジン
７ 排気ターボ過給機
１３ 吸気スロットルバルブ
１５ インテークマニホールド
２１ 燃焼室
２３ コモンレール燃料噴射装置
２５ 燃料噴射弁
３７ 燃料噴射制御装置
３９ 噴射時期制御手段
４１ 標準噴射時期設定手段
４３ 噴射時期補正手段
４５ 貫徹力判定手段
４７ 噴射時期標準マップ
４９ 進角補正マップ
５５ インマニ温度センサ
５７ インマニ圧力センサ
５９ 吸気酸素濃度センサ
６１ 筒内圧力標準マップ
６３ 筒内圧力演算部
６７ 噴射時期補正量演算部
７１ 着火遅れ期間標準マップ
７３ 着火遅れ演算部
８１ 噴射圧力制御手段
８５ 標準噴射圧力設定手段
８７ 噴射圧力補正手段
９１ レール圧標準マップ
１０１、１０５ レール圧補正量演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガス対策としてＮＯｘ低減が重要であり、その手法として筒内燃焼温度低下による低減のために燃料噴射時期を遅角（リタード）することが多い。特に、ＥＧＲ（排気再循環）を行わないエンジンで噴射時期のリタードが必要となることが多い。
しかし、この燃料噴射時期をリタードし過ぎると、燃焼効率が悪化してＳｏｏｔ（煤）が発生しやすくなるとともに、筒内圧力低下による燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増大によってＳｏｏｔがシリンダライナに接触する機会が増し、該Ｓｏｏｔのオイルへの混入量が増大する。そして、このＳｏｏｔ混入量が増大すると、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生リスクが増大する問題があった。
【０００３】
Ｓｏｏｔのオイル混入率と燃料噴射終了時期（上死点後クランク角度（ＡＴＤＣ））との関係を図１１に示す。図１１のように、噴射終了時期が遅角化するに従ってある一定のクランク角度を境に急激にオイル混入量が増加して、ピークを越えると減少する傾向を示す。この減少傾向は遅角し過ぎのために燃料自体が燃焼せずＳｏｏｔが発生しないためである。
【０００４】
一方、先行技術としては、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出量を低減させながら、煤排出量を低減させる技術として、特許文献１（特開２００２−２４２７４４号公報）が知られている。
この特許文献１には、燃料を、吸気行程初期から膨張行程初期までの所定時期に且つ最後の噴射時期が圧縮行程上死点付近になるように分割して噴射することにより、ＮＯｘの低減を図り、この分割噴射終了後にさらに燃料の後噴射を実行するにあたり、分割噴射された燃料の拡散燃焼が終了する頃に後噴射の燃料の燃焼が開始するようにすることにより、煤の低減を図ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４２７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、噴射時期を分割して噴射して燃料の拡散燃焼が終了するころにさらに噴射して、煤の発生を防止しようとするものであり、分割噴射のために噴射量および噴射時期制御が複雑化する。また、大気圧力や大気温度等の運転環境の変化や、筒内圧力の影響による燃料噴霧や燃焼火炎の貫徹力によるシリンダライナへのＳｏｏｔ接触の増大に対する制御については開示されていない。
【０００７】
また、前記したようにオイルへのＳｏｏｔ混入量が増大すると、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生リスクが増大する問題があり、それに対して、燃料噴射終了時期を制限してＳｏｏｔの発生量及びシリンダライナへのＳｏｏｔの付着量を低減してオイルへの混入量を抑制する必要があるが、その場合に大気圧力や大気温度等の運転環境によって燃焼室内の火炎が伸長し（高地での噴霧は貫徹力が増大する）、または着火遅れの長期化（特に低温環境下での着火遅れ）が生じて、Ｓｏｏｔがシリンダライナに接触する機会が増し、該Ｓｏｏｔのオイルへの混入量を適切に抑制できない問題があった。
また、燃焼室内の燃料噴霧や燃焼火炎の貫徹力については噴射時期の制限だけでなく燃料噴射圧力も大きく影響するため、その燃料噴射圧力の制御についても望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明は、これら問題に鑑みてなされたもので、大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の第１発明は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定する標準噴射時期設定手段と、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定する貫徹力判定手段と、該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる第１発明によれば、貫徹力判定手段によって、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料噴霧が、シリンダライナへ到達してシリンダライナに接触する割合が増大するか否かを、大気圧センサからの大気圧力検出値、噴射開始時の筒内圧力推定値、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値の少なくともいずれか一つを用いて判定する。
【００１１】
すなわち、大気圧センサからの検出値が低下すれば、それに応じて筒内における空気密度が低下するため燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。
また、噴射開始時の筒内圧力推定値を算出して、該算出された筒内圧力推定値がエンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め設定された噴射開始時の標準筒内圧力より低い場合には、燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。
また、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値を算出して、該算出された着火遅れ推定値がエンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め設定された標準着火遅れより大きい場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。すなわち、前記着火遅れ推定値が大きくなるほど、ピストンが膨張行程にかかるため筒内圧力が低下して燃料噴霧の貫徹力が増加すると判定する。
【００１２】
従って、燃料噴霧の貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、噴射時期補正手段によって、標準噴射時期を進角側に補正して筒内圧力の高い状態に噴射時期を移動して、つまり、筒内圧力のピーク側へ噴射終了時期を移動するように補正することで燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔの発生を抑制するとともに、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【００１３】
また、本発明の第２発明は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定する標準噴射圧力設定手段と、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、のいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定する貫徹力判定手段と、該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射圧力補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
かかる第２発明によれば、貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、噴射圧力補正手段によって、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて設定された標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【００１５】
また、第１発明または第２発明において好ましくは、前記噴射開始時の筒内圧力推定値は、インテークマニホールド内の圧力に基づいて算出され、該算出された筒内圧力推定値が前記標準噴射時期における噴射開始時の標準筒内圧力より低い場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定するとよい。
【００１６】
このように噴射開始時の筒内圧力を演算して推定することで、燃料噴霧の貫徹力の増減状態を判定するため、大気圧力による判定よりもより精度の高い判定が可能になる。
【００１７】
また、第１発明または第２発明において好ましくは、前記噴射開始時からの着火遅れ推定値は、インテークマニホールド内の圧力および温度、さらに吸気酸素濃度に基づいて算出され、該算出された着火遅れ推定値が前記標準噴射時期における標準着火遅れより大きい場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定するとよい。
【００１８】
このように、噴射開始時から着火するまでの着火遅れを演算して推定することで、燃料噴霧の貫徹力の増減状態を判定するため、大気圧力による判定よりもより精度の高い判定が可能になる。
また、吸気温度が変化した場合や、ＥＧＲ量の制御によって吸気酸素濃度が変化した場合には着火遅れが生じるが、このような状態においても着火遅れを算出し推定するため、吸気温度の変化やＥＧＲ量の変化へも対応可能となる。
【００１９】
次に、本発明の第３発明は、第１発明のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に対応した方法発明であり、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定するステップと、次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定するステップと、該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とする。
【００２０】
かかる第３発明によれば、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、標準噴射時期を進角側に補正して筒内圧力を高めて、つまり、筒内圧力のピーク側へ噴射時期を補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔの発生を抑制するとともに、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【００２１】
また、本発明の第４発明は、第２発明のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に対応した方法発明であり、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定するステップと、次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と噴射開始時の筒内圧力推定値と噴射開始からの着火遅れ推定値との少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定するステップと、該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とする。
【００２２】
かかる第４発明によれば、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて設定された標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する。これによって、Ｓｏｏｔのシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減でき、潤滑油の潤滑性状が低下して燃費等の性能低下やスカッフ（シリンダライナの焼き付き、ひっかき等）の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料噴射制御装置の概要構成図である。
【図２】燃料噴射制御装置の制御フローチャートである。
【図３】第１実施形態の噴射時期補正手段の構成ブロック図である。
【図４】（ａ）は第２実施形態の噴射時期補正手段の構成ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）の噴射タイミング補正量演算の説明図である。
【図５】第３実施形態の噴射時期補正手段の構成ブロック図である。
【図６】第４実施形態の燃料噴射制御装置の概要構成図である。
【図７】第４実施形態の噴射圧力補正手段の構成ブロック図である。
【図８】（ａ）は第５実施形態の噴射圧力補正手段の構成ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）のレール圧補正量演算の説明図である。
【図９】（ａ）は第６実施形態の噴射圧力補正手段の構成ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）のレール圧補正量演算の説明図である。
【図１０】筒内圧力変化と燃料噴射弁の駆動電流変化との関係を示す説明図である。
【図１１】Ｓｏｏｔのオイル混入率と燃料噴射終了時期（上死点後のクランク角度（ＡＴＤＣ）との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置について説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１は、排気タービン３とこれに同軸駆動されるコンプレッサ５を有する排気ターボ過給機７を備えており、該排気ターボ過給機７のコンプレッサ５から吐出された空気は給気通路９を通って、インタークーラ１１に入り給気が冷却された後、吸気スロットルバルブ１３で給気流量が制御され、その後インテークマニホールド１５からシリンダ毎に設けられた吸気ポート１７からエンジン１の吸気弁１９を介して燃焼室２１内に流入するようになっている。
【００２７】
また、エンジン１においては、燃料の噴射時期、噴射量、噴射圧力を制御して燃焼室２１内に燃料を噴射するコモンレール燃料噴射装置２３が設けられており、該コモンレール燃料噴射装置２３にはコモンレール（不図示）が設けられ、各気筒の燃料噴射弁２５に対して所定の燃料噴射時期に、所定の燃料圧力に制御された燃料が供給される。
【００２８】
また、排気通路２７の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）通路２９が分岐されて、排ガスの一部がＥＧＲクーラ３１によって冷却されて吸気スロットルバルブ１３の下流部位にＥＧＲバルブ３３を介して投入されるようになっている。
【００２９】
エンジン１の燃焼室２１で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス３５は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気マニホールド及び排気通路２７を通って、前記排気ターボ過給機７の排気タービン３を駆動してコンプレッサ５の動力源となった後、排気通路２７を通って排ガス後処理装置（不図示）に流入する。
【００３０】
また、コモンレール燃料噴射装置２３は、燃料噴射制御装置３７からの信号によって、燃料噴射弁２５への燃料の供給を制御するようになっており、この燃料噴射制御装置３７は、噴射時期制御手段３９を備えており、該噴射時期制御手段３９は、標準噴射時期設定手段４１と噴射時期補正手段４３を有している。また、燃料噴射制御装置３７には、貫徹力判定手段４５を有している。
【００３１】
標準噴射時期設定手段４１は、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに対応した噴射時期を、標準的な運転環境条件（例えば１気圧、常温（２０℃））における場合として、試験等によって予め設定しておき、噴射時期標準マップ４７として記憶されている。
噴射時期補正手段４３は、貫徹力判定手段４５によって、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定したときに、貫徹力を抑制するように噴射時期を補正する。
【００３２】
また、燃料噴射制御装置３７には、大気圧力、エンジンのクランク角、エンジン回転数、燃料噴射量のそれぞれ信号が入力され、さらに、インテークマニホールド１５に設けられたインマニ温度センサ５５、インマニ圧力センサ５７、酸素濃度センサ５９からの信号がそれぞれ入力されている。
【００３３】
以上の構成を有する燃料噴射制御装置３７において、図２のように噴射時期制御が行われる。まず、ステップＳ１で開始すると、ステップＳ２において、大気圧センサによって大気圧力の検出、または噴射開始時の推定筒内圧力の算出、または噴射開始から着火までの推定着火遅れの算出のうち少なくとも一つを実行する。
なお、第１実施形態においては、大気圧力の検出値に基づいて燃料噴霧の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明する。
【００３４】
ステップＳ３において、大気圧力の基準値、例えば１気圧と比較して、筒内の燃料噴霧貫徹力が増大するかを判定する。すなわち、大気圧力が変化して大気圧センサ（不図示）からの検出値が１気圧より低下すれば、それに応じて筒内における空気密度が低下するため燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると、前記貫徹力判定手段４５によって判定する。
【００３５】
貫徹力の判定結果、増大すると判定した場合には、ステップＳ４に進んで、噴射開始時期を進角側に補正し、増大傾向にない場合には、ステップＳ５に進んで標準噴射開始時期によって燃料噴射制御が行われ、ステップＳ６で終了する。
【００３６】
燃料噴射時期は、コモンレール燃料噴射装置２３のコモンレールから各燃料噴射弁２５への燃料供給を司る電磁弁への駆動電流のＯＮ、ＯＦＦのタイミングよって制御される。すなわち、図１０に示すように、駆動電流のＯＮタイミングによって噴射開始時期が、ＯＦＦタイミングによって噴射終了時期が決まる。
【００３７】
図１１において既に説明したように、噴射終了時期をあまりリタードし過ぎると、筒内圧力の減少域に入り込み噴霧の貫徹力が増大する傾向があり、ある遅角度に達すると急激にＳｏｏｔのオイル混入率が増加する傾向がある。従って、この急激に増加するクランク角度（例えば上死点後２５°）より遅角しないように噴射終了時期を制限する必要がある。
【００３８】
従って、前記標準噴射時期設定手段４１では、標準的な運転環境条件（例えば１気圧、常温（２０℃））の場合において、噴射終了時期が例えば上死点後２５°より遅角しないように噴射開始時期が設定されている。
【００３９】
しかし、大気圧力が変化して大気圧センサ（不図示）からの検出値が低下すれば、それに応じて筒内における空気密度が低下するため燃料噴霧の貫徹力が増加する。このため、貫徹力判定手段４５では、大気圧力に基づいて貫徹力が増大傾向にあると判定したときに、すなわち、大気圧力の低下を生じたときに貫徹力を抑制するように噴射時期を補正する。
【００４０】
この噴射時期の補正は、図３に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）との検出信号を基に噴射時期標準マップ４７から標準噴射開始時期を算出する。そして、大気圧センサからの大気圧力信号を基に進角補正マップ４９から補正進角量を算出する。この進角補正マップ４９は、図３のように、大気圧力に応じた進角量が設定されている。加算器５１で標準噴射開始時期に補正進角量を加算して、補正噴射時期を算出する。
【００４１】
このように、大気圧力の低下によって、噴射開始時期を進角側に補正することで、噴射終了時期も、同じ角度分だけ進角側に補正されるため、図１０に示すように筒内圧力が高くなる位置（ピーク側）に噴射終了時期が進むため、急激にＳｏｏｔのオイル混入率が増加する傾向が表れるクランク角度より遅角側に入り込むことが防止されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が効果的に防止される。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図２、図４を参照して説明する。第１実施形態では、大気圧力の検出値に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明したが、第２実施形態では、噴射開始時の推定筒内圧力の算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明する。
【００４３】
図２のステップＳ２の噴射開始時の推定筒内圧力Ｐｓの算出は、ディーゼルサイクルの断熱圧縮の変化を基に次式（１）によって算出する。
Ｐｓ＝Ｐｉ×εκ （１）
Ｐｉ：吸気バルブ閉弁時の筒内圧力
（吸気バルブ閉弁時のインテークマニホールド１５内の圧力）
ε：実圧縮比
κ：ポリトロープ指数
【００４４】
そして、ステップＳ３の燃料噴霧の貫徹力が増大傾向にあるか否かの判定は、貫徹力判定手段４５によって行われるが、この第２実施形態の場合には、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに基づいて設定された噴射開始時の標準筒内圧力Ｐ１と、前記（１）で算出した推定筒内圧力Ｐｓとの比較によって判定される。
すなわち、推定筒内圧力Ｐｓが標準筒内圧力より低い場合には、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定する。そして、噴射時期の補正が行われる。
【００４５】
この噴射時期の補正は、図４（ａ）に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、筒内圧力標準マップ６１から噴射開始時の標準筒内圧力Ｐ１を算出する。この筒内圧力標準マップ６１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始時の筒内圧力が設定されているマップである。そして、筒内圧力演算部６３で式（１）から推定筒内圧力Ｐｓを算出し、標準筒内圧力Ｐ１と推定筒内圧力Ｐｓとの差（Ｐ１−Ｐｓ）を減算器６５によって算出し、この筒内圧力差に応じた噴射時期補正量を噴射時期補正演算部６７で算出する。
噴射時期補正演算部６７での噴射時期補正量の算出は、図４（ｂ）に示すように、予め設定された筒内圧力差（標準筒内圧力−推定筒内圧力）と進角量との関係を示す関係式または、マップ値を用いて算出される。筒内圧力が低くなり、標準圧力との差が＋（プラス）となった場合、噴霧または火炎の貫徹力が増すため、Ｓｏｏｔのライナ付着を低減するために噴射タイミングを進角させる。そのための補正進角量を算出する。
そして、この補正進角量を、第１実施形態で説明した標準噴射開始時期と同様の標準噴射開始時期に加算器６９で加算して、補正噴射時期を算出する。
【００４６】
以上のように、第２実施形態によると、噴射開始時の推定筒内圧力Ｐｓを、吸気バルブが閉るときのインテークマニホールド１５内の圧力をインマニ圧力センサ５７の検出値を基に算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を進角側に補正するので、つまり、筒内圧力を直接推定して判定および補正を行うため、第１実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射時期の補正が可能になる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図２、図５を参照して説明する。第１実施形態では、大気圧力の検出値に基づいて燃料噴霧の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明したが、第３実施形態では、噴射開始から着火までの着火遅れ期間を算出した推定着火遅れに基づいて燃料噴霧の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を補正する例について説明する。
【００４８】
図２のステップＳ２の噴射開始から着火までの推定着火遅れτｓの算出は、次式（２）によって算出する。式（２）は、推定着火遅れτｓをインテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍとインテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍと吸気酸素濃度Ｏ２の関数によって表わされる。これらインテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍは、インマニ温度センサ５５によって検出し、インテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍは、インマニ圧力センサ５７によって検出し、吸気酸素濃度Ｏ２は、酸素濃度センサ５９によって検出する。
τｓ＝ｆ（Ｔｉｍ，Ｐｉｍ，Ｏ２濃度） （２）
Ｔｉｍ：インテークマニホールド内温度
Ｐｉｍ：インテークマニホールド内圧力
【００４９】
ステップＳ３の燃料噴霧の貫徹力が増大傾向にあるか否かの判定は、貫徹力判定手段４５によって行われるが、この第３実施形態の場合には、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに基づいて設定された標準着火遅れτ１と、前記（２）式で算出した推定着火遅れτｓとの比較によって判定される。
すなわち、推定着火遅れτｓが標準着火遅れτ１より大きい場合には、燃焼終了時期がより遅角側に移動するため、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定する。そして、噴射時期の補正が行われる。
【００５０】
この噴射時期の補正は、図５に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、着火遅れ期間標準マップ７１から噴射開始から燃料への着火までの標準着火遅れ期間を算出する。この着火遅れ期間標準マップ７１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始から着火までの標準着火遅れが設定されているマップである。そして、着火遅れ演算部７３で式（２）から推定着火遅れτｓを算出し、標準着火遅れτ１と推定着火遅れτｓとの差（τｓ−τ１）を減算器７５によって算出し、この着火遅れ差分をそのまま補正進角量として算出する。
そして、この補正進角量を、第１実施形態で説明した標準噴射開始時期と同様の標準噴射開始時期に加算器７７で加算して、補正噴射時期を算出する。
【００５１】
以上のように、第３実施形態によると、噴射開始から着火までの期間を推定着火遅れτｓを、インテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍとインテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍと吸気酸素濃度Ｏ２の関数によって表した式を用いて算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射時期を進角側に補正するので、つまり、着火遅れを直接推定して判定および補正を行うため、第１実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射時期の補正が可能になる。
また、吸気温度が変化した場合（特に低温環境下での着火遅れの長期化）や、ＥＧＲ量の制御によって吸気酸素濃度が変化した場合（特に大量ＥＧＲ下での着火遅れの長期化）においてもその状態に応じた判定および噴射時期の補正よりも、より精度の高い判定および噴射時期の補正が可能になる。
【００５２】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図６、図７を参照して説明する。第１〜第３実施形態では、噴射時期制御手段３９によって噴射時期を補正する構成について説明したが、第４〜第６実施形態では、図６に示すように噴射時期制御手段３９に代えて噴射圧力制御手段８１を備える燃料噴射制御装置８３について説明する。
第４実施形態が第１実施形態に対応し、第５実施形態が第２実施形態に対応し、第６実施形態が第３実施形態に対応する。
【００５３】
噴射圧力制御手段８１は標準噴射圧力設定手段８５と噴射圧力補正手段８７を有している。また、貫徹力判定手段４５は第１〜第３実施形態の場合と同様である。
標準噴射圧力設定手段８５は、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）とに対応した噴射圧力を標準的な運転環境条件（例えば１気圧、常温（２０℃））における場合を、試験等によって予め設定しておき、レール圧標準マップ９１として記憶されている。
また、噴射圧力補正手段８７は、貫徹力判定手段４５によって、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力が増大傾向にあると判定したときに、貫徹力を抑制するように噴射圧力を補正する。
【００５４】
噴射圧力の制御および補正は、コモンレール燃料噴射装置２３のコモンレール圧力（以下レール圧という）を制御して各燃料噴射弁２５からの噴射圧力を制御および補正する。
図７に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量（エンジン負荷）との検出信号を基にレール圧標準マップ９１から標準レール圧を算出する。そして、大気圧センサからの大気圧力信号を基にレール圧補正マップ９３からレール圧補正量を算出する。このレール圧補正マップ９３は、図７のように、大気圧力に応じたレール圧補正量が設定されている。そして、減算器９５で標準レール圧からレール圧補正量を減算して、補正レール圧を算出する。
【００５５】
このように、大気圧力の低下に応じて、コモンレール圧力を減圧側に補正することで、燃料噴霧または燃焼火炎のシリンダライナへの付着割合が抑制されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が効果的に防止される。
【００５６】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図８を参照して説明する。この第５実施形態は第２実施形態の噴射時期の補正に対して、噴射圧力を補正するものである。
噴射圧力の補正は、図８（ａ）に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、筒内圧力標準マップ６１から噴射開始時の標準筒内圧力を算出する。この筒内圧力標準マップ６１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始時の筒内圧力が設定されているマップである。そして、筒内圧力演算部６３で式（１）から推定筒内圧力Ｐｓを算出し、標準筒内圧力Ｐ１と推定筒内圧力Ｐｓとの差（Ｐ１−Ｐｓ）を減算器６５によって算出し、この筒内圧力差に応じたレール圧補正量をレール圧補正演算部１０１で算出する。
【００５７】
レール圧補正演算部１０１でのレール圧補正量の算出は、図８（ｂ）に示すように、予め設定された筒内圧力差（標準筒内圧力−推定筒内圧力）とレール圧との関係を示す関係式または、マップ値を用いて算出される。筒内圧力が低くなり、標準圧力との差が＋（プラス）となった場合、噴霧または火炎の貫徹力が増すため、Ｓｏｏｔのライナ付着を低減するためにレール圧を低下させる。そのためのレール圧補正量を算出する。
そして、このレール圧補正量を、第４実施形態で説明した標準レールと同様の標準レール圧から減算器１０３で減算して、補正レール圧を算出する。
【００５８】
以上のように、第５実施形態によると、噴射開始時の推定筒内圧力Ｐｓを、吸気バルブが閉るときのインテークマニホールド１５内の圧力を基に算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射圧力を減圧側に補正するので、第４実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射圧力の補正が可能になる。
【００５９】
また、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向時に、コモンレール圧力を減圧側に補正することで、燃料噴霧または燃焼火炎のシリンダライナへの付着割合が抑制されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が効果的に防止される。
【００６０】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について、図９を参照して説明する。この第６実施形態は第３実施形態の噴射時期の補正に対して、噴射圧力を補正するものである。
噴射圧力の補正は、図９（ａ）に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量との検出信号を基に、着火遅れ期間標準マップ７１から噴射開始から燃料への着火までの標準着火遅れ期間を算出する。この着火遅れ期間標準マップ７１は、予め試験または計算によって、エンジン回転数と燃料噴射量に対応して噴射開始から着火までの標準着火遅れが設定されているマップである。そして、着火遅れ演算部７３で式（２）から推定着火遅れτｓを算出し、標準着火遅れτ１と推定着火遅れτｓとの差（τｓ−τ１）を減算器７５によって算出し、この着火遅れ差に応じたレール圧補正量をレール圧補正量演算部１０５で算出する。
【００６１】
レール圧補正量演算部１０５でのレール圧補正量の算出は、図９（ｂ）に示すように、予め、着火遅れ差（標準着火遅れ−推定着火遅れ）とレール圧との関係を示す関係式または、マップ値を用いて算出される。着火遅れが長くなり、標準着火遅れとの差が−（マイナス）となった場合、噴霧または火炎の貫徹力が増すため、Ｓｏｏｔのライナ付着を低減するためにレール圧を低下させる。そのためのレール圧補正量を算出する。
そして、このレール圧補正量を、第４実施形態で説明した標準レールと同様の標準レール圧から減算器１０７で減算して、補正レール圧を算出する。
【００６２】
以上のように、第６実施形態によると、噴射開始から着火までの期間を推定着火遅れτｓをインテークマニホールド１５内の温度Ｔｉｍとインテークマニホールド１５内の圧力Ｐｉｍと吸気酸素濃度Ｏ２の関数によって表した式を用いて算出して、その算出結果に基づいて燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向を判定し、燃料噴射圧力を減圧側に補正するので、つまり、着火遅れを直接推定して判定および補正を行うため、第４実施形態のように大気圧力による判定および補正よりも、より精度の高い判定および噴射圧力の補正が可能になる。
【００６３】
また、吸気温度が変化した場合（特に低温環境下での着火遅れの長期化）や、ＥＧＲ量の制御によって吸気酸素濃度が変化した場合（特に大量ＥＧＲ下での着火遅れの長期化）においてもその状態に応じた判定および噴射圧力の補正よりも、より精度の高い判定および噴射圧力の補正が可能になる。
【００６４】
さらに、燃料噴霧または燃焼火炎の貫徹力の増加傾向時に、コモンレール圧力を減圧側に補正することで、燃料噴霧または燃焼火炎のシリンダライナへの付着割合が効果的に抑制されて、Ｓｏｏｔのオイル混入率が防止される。
【００６５】
第１実施形態〜第６実施形態において、貫徹力判定手段４５として、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値とのそれぞれについて説明したが、これらを組み合わせることで一層精度良い判定、および補正が可能になる。
さらに、噴射時期の進角側補正と、噴射圧力の減圧側補正とを組み合わせて制御してもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、大気温度または大気圧力等の運転環境条件が変化して燃焼室内の燃料噴霧や火炎が伸長し、または着火遅れの長期化が生じる場合においても、燃料噴射時期または噴射圧力を制御してＳｏｏｔ（煤）のシリンダライナへの付着を低減して、オイルへのＳｏｏｔ混入量を低減させることができるので、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および制御方法への利用に適している。
【符号の説明】
【００６７】
１ ディーゼルエンジン
７ 排気ターボ過給機
１３ 吸気スロットルバルブ
１５ インテークマニホールド
２１ 燃焼室
２３ コモンレール燃料噴射装置
２５ 燃料噴射弁
３７ 燃料噴射制御装置
３９ 噴射時期制御手段
４１ 標準噴射時期設定手段
４３ 噴射時期補正手段
４５ 貫徹力判定手段
４７ 噴射時期標準マップ
４９ 進角補正マップ
５５ インマニ温度センサ
５７ インマニ圧力センサ
５９ 吸気酸素濃度センサ
６１ 筒内圧力標準マップ
６３ 筒内圧力演算部
６７ 噴射時期補正量演算部
７１ 着火遅れ期間標準マップ
７３ 着火遅れ演算部
８１ 噴射圧力制御手段
８５ 標準噴射圧力設定手段
８７ 噴射圧力補正手段
９１ レール圧標準マップ
１０１、１０５ レール圧補正量演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定する標準噴射時期設定手段と、
大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定する貫徹力判定手段と、
該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射時期補正手段と、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】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定する標準噴射圧力設定手段と、
大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、のいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定する貫徹力判定手段と、
該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射圧力補正手段と、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３】
前記噴射開始時の筒内圧力推定値は、インテークマニホールド内の圧力に基づいて算出され、該算出された筒内圧力推定値が前記標準噴射時期における噴射開始時の標準筒内圧力より低い場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定することを特徴とする請求項１または２記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記噴射開始時からの着火遅れ推定値は、インテークマニホールド内の圧力および温度、さらに吸気酸素濃度に基づいて算出され、該算出された着火遅れ推定値が前記標準噴射時期における標準着火遅れより大きい場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定することを特徴とする請求項１または２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】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定するステップと、
次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定するステップと、
該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項６】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定するステップと、
次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と噴射開始時の筒内圧力推定値と噴射開始からの着火遅れ推定値との少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定するステップと、
該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射圧力を低減側に補正して筒内での燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項１】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定する標準噴射時期設定手段と、
大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定する貫徹力判定手段と、
該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射時期補正手段と、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】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定する標準噴射圧力設定手段と、
大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、のいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定する貫徹力判定手段と、
該貫徹力判定手段によって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定したときに前記標準噴射圧力を低減側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制する噴射圧力補正手段と、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３】
前記噴射開始時の筒内圧力推定値は、インテークマニホールド内の圧力に基づいて算出され、該算出された筒内圧力推定値が前記標準噴射時期における噴射開始時の標準筒内圧力より低い場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定することを特徴とする請求項１または２記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記噴射開始時からの着火遅れ推定値は、インテークマニホールド内の圧力および温度、さらに吸気酸素濃度に基づいて算出され、該算出された着火遅れ推定値が前記標準噴射時期における標準着火遅れより大きい場合に筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあると判定することを特徴とする請求項１または２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】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射時期を設定するステップと、
次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と、噴射開始時の筒内圧力推定値と、燃料噴射弁からの燃料噴射開始から着火開始するまでの着火遅れ推定値と、の少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態にあるか否かを判定するステップと、
該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射時期を進角側に補正して燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項６】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの噴射圧力を制御する噴射圧力制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法において、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて予め標準噴射圧力を設定するステップと、
次に、大気圧センサからの大気圧力検出値と噴射開始時の筒内圧力推定値と噴射開始からの着火遅れ推定値との少なくともいずれか一つを用いて、筒内における燃料噴霧の貫徹力が増加状態か否かを判定するステップと、
該判定ステップによって、燃料噴霧の貫徹力が増加状態と判定したときに、前記標準噴射圧力を低減側に補正して筒内での燃料噴霧の貫徹力を抑制するステップとからなることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６３２５１（Ｐ２０１１−１６３２５１Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４１８（Ｐ２０１０−２８４１８）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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