JPH0441948A - 車両用内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用内燃機関の燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

アクセルペダルの踏み込み量および機関回転数から要求
噴射量を決定し、この要求噴射量に応じた燃料を噴射す
るようにした内燃機関では加減速運転時において機関出
力が急激に上昇或いは下降したときに車両が前後に振動
するという問題を生ずる。このように車両が前後振動を
発生する理由について最初に説明する。

第１４図は車両の駆動系を模式的に表わしており、Ａは
機関、Ｂは機関出力軸、Ｃは機関出力軸Ｂから駆動輪り
に至る動力伝達系を夫々示している。

動力伝達系Ｃにはクラッチ、変速機、プロペラシャフト
等が含まれるがこれらの各要素をまとめて一本の棒で示
している。このように表わすと車両走行時には動力伝達
系Ｃに捩れが生じ、このとき動力伝達系Ｃの両極端間に
生ずる相対的な捩れ角を以下相対捩れ角と称する。この
相対捩れ角が第１４図においてθで示される。要求噴射
量が一定であって変化せず、車両が定常運転を行ってい
るときにはこの相対捩れ角θは要求噴射量に応じた、即
ち機関出力に応じた一定の捩れ角に維持されており、以
下この要求噴射量に応じた一定の捩れ角を収束捩れ角と
称する。この収束捩れ角が第１５図においてθ１．θ、
で示される。即ち、第１５図において要求噴射量が一定
値Ｑ１に維持されていて変化せず、この状態で定常運転
が行われていると相対捩れ角θは一定の収束捩れ角θ、
に維持され、要求噴射量が一定値Ｑ、に維持されていて
変化せず、この状態で定常運転が行われていると相対捩
れ角θは一定の収束捩れ角θ、に維持される。このよう
に定常運転が行われているときには相対捩れ角θは要求
噴射量に応した収束捩れ角に維持されることになる。

ところが要求噴射量が２、変する過渡運転時には相対捩
れ角θが要求噴射量に応じた収束捩れ角に維持されな（
なる。即ち、第１５図に示されるようにアクセルペダル
が急激に踏み込まれて要求噴射量がＱ、からＱ、に急変
したとすると機関出力が急激に立上るが車両は大きな質
量を有するために車両の速度は機関出力の立上りにただ
ちに追従して増大することができない。従ってこのとき
相対捩れ角θが要求噴射量Ｑｂに応じた収束捩れ角θ。

よりも大きくなり、機関出力の増大分の一部が弾性エネ
ルギとして動力伝達系Ｃに蓄えられる。次いで第１５図
に示されるように車両速度が増大して車両加速度Ｇが増
大する。このとき駆動軸りには機関の出力トルクに加え
て動力伝達系Ｃに蓄えられた弾性エネルギによるトルク
が加わるために車両加速度Ｇは機関出力により定まる加
速度Ｇ、よりも大きくなる。車両加速度Ｇが機関出力に
より定まる加速度Ｇ、よりも大きくなると動力伝達系Ｃ
の相対捩れ角θが低下し、車両加速度Ｇも低下して相対
捩れ角θは要求噴射量Ｑ、に応じた収束捩れ角θ、より
も小さくなり、車両加速度Ｇは機関出力により定まる加
速度Ｇ、よりも小さくなる。

従って要求噴射量Ｑが急激に増大せしめられると動力伝
達系Ｃの相対捩れ角θが振動すると共に車両加速度Ｇが
振動し、斯くして車両が前後振動を発生することになる
。動力伝達系Ｃには振動減衰系が存在するので動力伝達
系Ｃの相対捩れ角θの振幅および車両加速度Ｇの振幅は
次第に小さくなり、斯くして車両の前後振動も次第に減
衰していく。加速開始後、車両速度が上昇してくると車
両加速度Ｇ、は次第に低下してくるが車両速度が上昇し
ても要求噴射量Ｑが一定である限り車両に対する駆動力
は一定であるので要求噴射量ＱがＱ。

である限り相対捩れ角θはθ、に維持される。なお、第
１５図かられかるようにこのような車両の前後振動は要
求噴射量ＱがＱ、からＱ、に低下した場合にも生ずる。

そこでこのような車両の前後振動を低減するためにアク
セルペダルが急激に踏み込まれたときに第１５図におい
て破線で示すように要求噴射量Ｑを予め定められたゆっ
くりとした速度で上昇させ、またアクセルペダルの踏み
込み量が急激に減少せしめられたときには要求噴射量Ｑ
を破線で示すようにゆっくりとした速度で減少せしめる
ようにした内燃機関が公知である（特開昭６０−１９９
４３号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのように過渡運転時に要求噴射量Ｑをゆ
っくりとした速度で変化させた場合には第１５図におい
て破線で示すように車両の加速度Ｇの立上りが緩慢とな
るために加速応答性が悪化するという問題を生ずる。ま
た、このように過渡運転時に要求噴射量Ｑをゆっくりと
した速度で変化させると車両加速度Ｇの振幅は小さくな
るものの、相変らず車両の前後振動を発生するという問
題がある。

本発明の目的は車両の前後振動を発生させることなく加
速応答性のよい燃料噴射装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば第１の要求
噴射量でもって定常運転しているときには機関出力軸か
ら駆動輪に至る動力伝達系の両極端間における相対捩れ
角が第１の要求噴射量に応じた収束捩れ角に維持され、
加速すべく燃料噴射量が第１の要求噴射量から第２の要
求噴射量に変化したときには相対捩れ角が第２の要求噴
射量に応じた収束捩れ角を中心として周期的に変動する
車両において、予め定められた検出タイミング毎に要求
噴射量を求めて連続する２つの検出タイミングにおける
要求噴射量が第１の要求噴射量から第２の要求噴射量に
上昇したときに第１の要求噴射量に予備噴射量を重畳さ
せて予備噴射を行った後に主噴射を行う噴射制御装置を
具備し、第２の要求噴射量でもって主噴射を開始した場
合の相対捩れ角がほぼ第２の要求噴射量に応じた収束捩
れ角となりかつ主噴射開始後に相対捩れ角がほぼ第２の
要求噴射量に応した収束捩れ角に維持されるように予備
噴射の噴射量、噴射時期および主噴射の開始時期を設定
するようにしている。

〔作　用〕

第１５図の符号を用いると、要求噴射量が第１の要求噴
射量Ｑ１から第２の要求噴射量Ｑｂに変化したときに予
備噴射を行った後に主噴射を行う。

予備噴射量は動力伝達系の相対捩れ角θが第２の要求噴
射量Ｑ、でもって主噴射を行った場合の相対捩れ角θ５
となるのに必要な噴射量であり、相対捩れ角θがθ、と
なりかつ相対捩れ角θがそのまま維持され得るときに主
噴射が開始される。このような予備噴射作用が検出タイ
ミング毎に繰返えされる。

〔実施例〕

第３図を参照すると、１は機関本体、２は燃料噴射弁、
３は機関出力軸、４は変速機を夫々示し、変速機４の出
力軸５は駆動輪に連結される。燃料噴射弁２からの燃料
噴射は電子制御ユニット１０の出力信号に基いて制御さ
れる。

電子制御ユニット１０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス１１によって相互に接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）１２　、ＲＡＭ（ランダムア
クセスメモリ）１３　、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
１４、入カポー日５および出力ポート１６を具備する。

入力ポート１５にはクランク角センサ１７および負荷セ
ンサ１８が接続される。クランク角センサ１７はクラン
クシャフトが一定クランク角度、例えば３０度回転する
毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート
１５に入力される。従ってこの出力パルスから機関回転
数を計算することができる。

一方、アクセルペダル１９の踏み込み量は負荷センサ１
８によりＡＤ変換されて入力ポート１５に入力される。

出力ポート１６は対応する駆動回路２０を介して燃料噴
射弁２に接続される。

次に第４図を参照しつつ過渡運転時の噴射制御方法の基
本原理について説明する。

第４図（Ａ）を参照すると、アクセルペダルが急激に踏
み込まれて要求噴射量ＱがＱｌからＱｂに変化したとき
にはまず初めに何サイクルかに亘って予備噴射Ｑ、を行
い、次いで要求噴射量Ｑ。

に応じた主噴射Ｑ２を行う。予備噴射Ｑ、を行なうと機
関出力が急激に立上るために動力伝達系の相対捩れ角θ
が上昇し、相対捩れ角θが上昇すると車両加速度Ｇが上
昇する。次いで相対捩れ角θが要求噴射量Ｑ、により定
まる収束捩れ角θ、に達しかつ車両加速度Ｇが主噴射Ｑ
２開始時の車両加速度Ｇ、に等しくなったときに主噴射
Ｑ２が開始される。このような時期に主噴射Ｑ２が開始
されると加速開始後の車両加速度ＧがＧ、に維持される
ので車両は前後振動を生じなくなる。即ち、加速運転時
に相対捩れ角θがθ、となり得るように予備噴射Ｑ１の
量を定め、相対捩れ角θがθ５となりかつ車両加速度Ｇ
がＧｂになったときに主噴射Ｑ２を開始すれば車両が前
後振動を生じなくなる。第４図（Ｄ）は動力伝達系が振
動減衰系を有していない場合を示しており、この場合に
は車両加速度Ｇがピークになったところで要求噴射量Ｑ
２に応じた加速直後の加速度Ｇ、となる。しかしながら
実際には動力伝達系は振動減衰系を含んでおり、この場
合には動力伝達系の相対捩れ角θをθ、とするのに必要
なエネルギに加えて振動減衰系に喰われるエネルギを機
関出力が与えなければならず、振動減衰系に喰われるエ
ネルギの一部によって車両に加速度Ｇが与えられる。従
って動力伝達系が振動減衰系を有する場合には第４図（
Ａ）に示されるように相対捩れ角θがθ、に達するまで
に車両加速度Ｇは一時的にＧ、よりも大きくなる。

第４図（Ａ）は予備噴射Ｑ１が行われる各サイクルの噴
射量が主噴射Ｑ、の各サイクルの要求噴射量Ｑｂと等し
く、しかも予備噴射Ｑ、と主噴射０２間に噴射量がＱｌ
であるサイクルを介在させている場合を示している。し
かしながら第４図（Ｂ）に示すように予備噴射Ｑ、の各
サイクルにおける噴射量を主噴射Ｑ２の各サイクルにお
ける噴射量よりも小さくすると共に予備噴射Ｑ１に続け
て主噴射Ｑ２を行うこともできるし、又第４図（Ｃ）に
示すように予備噴射Ｑ、の各サイクルにおける噴射量を
曲線的に変化させることもできる。

減速運転時には加速度と同様な考え方で一時的に噴射量
を減らした後、暫らくしてから要求噴射量とする。この
場合も、第４図（Ａ）から（Ｃ）に示されるように種々
の減らし方がある。

次に第５図および第６図を参照しつつ予備噴射の噴射期
間および噴射量、並びに主噴射の噴射開始時期について
の解析結果について説明する。

解析するに当ってまず初めに制御対象を第５図に示すよ
うにモデル化する。

第５図に示すように質量ｍ、の機関と質量ｍ。

の車両とがばね定数に、減衰係数Ｃの動力伝達系により
連結されているものとし、機関が駆動力Ｆ。

を発生したときの機関の変位をＸｌ、車両の変位をｘ２
とする。駆動輪の半径をｒ、機関出力軸の変位をＸ　＋
　（ｒａｄ）で表わすとＸｌ　・ｒ　＝ｘ、となるので
機関の質量ｍ、はこの関係を考慮した等価的な質量を表
わしている。なお、機関の駆動力Ｆ。

は要求噴射量に対応している。

噴射パターンについては第６図に示すようにアクセルペ
ダルが急激に踏み込まれたときから一定の予備噴射期間
ｔ１のあいだ機関に駆動力Ｆ　ａｔを発生させ、即ち何
サイクルかに亘っての要求噴射量をＦ。、とし、この予
備噴射期間経過後アクセルペダルが踏み込まれてからｔ
８時間後に要求されている駆動力Ｆ０を発生させる、即
ち要求されている噴射量Ｆ０を噴射させるものとする。

このような条件で以下解析する。

まず初めに第５図のモデルに対して微分方程式をたてる
と次のようになる。

ｍ１°Ｘ＋＝Ｆ＋　（ｔ）−ｋｃｘｒ−ｘｉ＞−ｃ（ｘ
Ｉ−ｘｚ）　　　　　・”　（１）ｍｚ’Ｘｚ＝ｋ（Ｘ
ｌ−Ｘｚ）＋Ｃ（Ｍ＋−Ｘｚ）　　　　　　　　”・（
２）Ｆ（ｓ）＝Ｌ［Ｆ＋（ｔ）］　、ｘ＋（ｏ）＝ｘｚ
（ｏ）＝Ｏ。

；ｔ、　（ｏ）＝ｉ２（ｏ）＝０とおいて（１）、（２
）式をラプラス変換すると次のようになる。

ｍ、Ｓ”ｘ、＝Ｆ（ｓ）−ｋｘ、＋ｋｘｚ−ｃＳｘ、＋
ｃＳｘ２　　　　　　　”・　（３）ｍ　２Ｓ　２ｘ２
＝ｋｘ　宜−ｋｘｚ　＋ｃｓｘ、−ｃＳｘｚ　　　　　
　　　　　　　　　　　　−（４）（３）、（４）式を
Ｘ　Ｉ　＋　Ｘ　ｔについて解くと次のようになる。

入力として単位インパルスが加わったとするとＦ（ｓ）
＝１であり、このとき（６）式は次のように表わすこと
ができる。

ここで （７）式を逆変換すると次式のようになる。

・・・　（８） （８）弐について文。、賢２を求めると夫々次のように
なる。

次に矩形波Ｆ　ｏｆ・ｔＩが加わったときの車両の加速
度賢２を（１０）式で表わされる単位インパルス印加時
の加速度父２の重ね合わせて次式により求める。

・・・　（１２） 次にばね定数がｋである動力伝達系のばねの伸びの過渡
変位を求める。

（１）式をｍ、で除し、（２）式をｍ＝で除して（１）
、（２）式の各辺を夫々減算すると次のようになる。

（１１）式を解くと次のようになる。

×１２＝）（、ｘｚとおいて（１３）式をラプラス変換
し、単位インパルスが加わったものとして逆変換すると
（１３）式は次のようになる。

次に矩形波Ｆ　ｏｆ・１．が加わったときのばねの過渡
変位ｘ、□を（１４）式で表わされる単位インパルス印
加時の変位ｘ１□の重ね合わせで次式により求める。

ｓｉｎ　、、ＩＴＴ７ｃｒ（１）　ｏ（ｔ　−ｒ　）ｄ
　ｒ　−（１５）（１５）式を解くと次のようになる。

次に第１６図に示すようにアクセルペダルを象、激に踏
み込んだときからむ、時間後にＦｏなる駆動力を機関に
与えたときに車両が振動しない条件について検討する。

機関にＦｏなる駆動力が与えられたときに車両が前後振
動を発生しない条件とは機関にＦｏなる駆動力が与えら
れたときに車両の加速度が変化しないことである。云い
換えると機関にＦｏなる駆動力が与えられる前後におい
てばねの過渡変位χ、２が変化せず、しかも車両の加速
度が変化しないという２つの条件を同時に満たすことで
ある。

機関にＦｏなる駆動力が与えられたときの車両の加速度
をａ５とするとこれら２つの条件は以下のように表わす
ことができる。

・・・　（１６） （１７）式は１＝１．におけるばね力ｋｘ、□（ｔ、）
が機関にＦｏなる駆動力が与えられたときにばねに作用
する力に等しいことを表わしている。云い換えると機関
にＦｏなる駆動力が与えられる前後においてばね力ｋｘ
、２が変化しないこと、即ちばねの過渡変位Ｘ１□が変
化しないことを表わしている。

一方（１８）式は１＝１．における車両の加速度Ｌ（ｔ
、）が機関にＦｏなる駆動力が与えられたときの車両の
加速度ａ８に等しいこと、即ち機関にＦｏなる駆動力が
与えられる直前の車両の加速度父２が機関にＦｏなる駆
動力が与えられたときの車両の加速度ａ、に等しいこと
を表わしている。

即ち、（１８）式は満たされているが（１７）式が満た
されていないと駆動力Ｆ０の発生時にばね力ｋｘ１ｚに
よって車両に正又は負の加速度が作用するために車両が
前後に振動し、（１７）式は満たされているが（１８）
式が満たされていないと駆動力Ｆ。

の発生時に駆動力Ｆ０によって車両に正又は負の加速度
が作用するために車両が前後に振動する。

従って駆動力Ｆ０の発生時に車両が前後振動を発生しな
いようにするには（１７）式および（１８）式を同時に
満たす必要がある。

ところでばねの過渡変位ｘ、□は動力伝達系の相対捩れ
角θに対応しており、従って（１７）式は駆動力Ｆ０の
発生の前後で相対捩れ角θが変化しないことを意味して
いる。云い換えると駆動力Ｆ０の発生直前に相対捩れ角
θが駆動力Ｆ０により定まる収束捩れ角になっているこ
とを意味している。

一方（１８）式を満たさず車両が前後振動をすると相対
捩れ角θは駆動力Ｆ０により定まる収束捩れ角を中心と
して振動し、（１８）式が満たされると駆動力Ｆ０が発
生した後も相対捩れ角θが収束捩れ角に維持される。従
って（１７）式および（１８）式を同時に満たすという
ことは駆動力Ｆ０の発生直前に相対捩れ角θが収束捩れ
角となっており、駆動力Ｆ０の発生後に相対捩れ角が収
束捩れ角に維持されることを意味している。

従って駆動力Ｆ０の発生直前に相対捩れ角θが収束捩れ
角となり、駆動力Ｆ０の発生後に相対捩れ角が収束捩れ
角に維持されるように、即ち（１７）式および（１８）
式を同時に満たすように予備噴射の噴射量、噴射時期お
よび主噴射の開始時期を定めれば車両が前後振動を発生
しなくなる。

次に（１７）式および（１８）式を満たすような予備噴
射の噴射量、噴射時期および主噴射の開始時期を求める
。

まず初めに（１６）式と（１７）式からχ１□を消去し
、 ｆ″Ｘ’　−、Ｐ　、Ａ＝（”　ａ。ｔ、　＝ｘ　、Ｊ
「ｅｓｏｔ＋　＝Ｖとおくと次式が得られる。

次に（１９）弐−（２０）式、および（１９）式＋（２
０）弐を計算すると次のようになる。

ｅ’５ｉｎ（ｘ−ｙ）−ｓｉｎｘ　＝０　　　　　　　
　−　（２１）・・・　（ｎ２） これら（２１）式および（２２）弐から次の２つの式が
求まる。

・・・　（２３） 次に（１２）式と（１８）式から覧２を消去すると次式
が得られる。

・・・　（２４） （２３）弐のむ、はＬｌの関数であり、（２４）式のＦ
　ｏｉはり、、ｔ、の関数である。従ってまず初めにむ
、を適当な値に設定すれば（２３）式からＬｌが求まり
、（２４）式からＦ　Ｏｉが求まり、予備噴射量をＦ　
ｏｉ、予備噴射時間を１＋、主噴射の開始時期をｔ、と
すれば加速運転時に車両が前後振動を生じないことにな
る。また、第６図に示されるようにアクセルペダルの踏
み込み量が急激に減少せしめられたときから時間Ｌ１に
亘って噴射量をＦ　ｏｆだけ減少させ、アクセルペダル
の踏み込み量の減少時から１ｓ時間後に要求噴射量とす
れば減速運転時に車両が前後振動を生ずるのを阻止する
ことができる。

第７図に示されるようにｔ、の設定のしかたによって予
備噴射量Ｆ　ｏｉは種々に変化する。この場合どのよう
な予備噴射パターンを採用してもかまわない。

動力伝達系が振動減衰系を有しない場合にはｔ　Ｉ、ｔ
　−、Ｆ　ｏ、　Ｆ　ｏｔの関係は次式で示すように極
めて簡単となる。

この場合、Ｆ、＝Ｆ、ｉとすると第８図（Ａ）に示すよ
うな噴射パターンとなり、Ｆ、ｉ−Ｆ、／２とすると第
８図（Ｂ）に示すような噴射パターンとなる。

第９図はアクセルペダルの踏み込み量が瞬時に増大して
要求噴射量がＱ。ＬｄからＱ　ｎ　＠　Ｗに瞬時に増大
した場合について本発明による基本原理を適用した場合
を示している。

第９図（Ａ）は予備噴射量を主噴射量と同じにした場合
を示しており、この場合には（２３）式および（２４）
式から１．．１．が一義的に定まる。従ってこの場合に
はアクセルペダルが踏み込まれてからｔ１時間のあいだ
の各サイクルにおける噴射量を要求噴射量Ｑ７−とし、
ｔ１時間経過後、Ｌ５時間経過するまでのあいだの各サ
イクルにおける噴射量を要求噴射量Ｑ　ｏ　Ｌ　ｄとし
、ｔ８時間経過後の各サイクルにおける噴射量を要求噴
射量Ｑ。ａ、とすれば加速後車両が前後振動を生じない
ことになる。

一方、第９図（Ｂ）は予備噴射期間１．をＬ５と等しく
した場合を示しており、この場合にはＬ５およびＦ。、
／Ｆ０が一義的に定まる。なお、第９図（Ｂ）ではα（
−１−Ｆ、、／Ｆ０）が用いられており、このαが一義
的に定まることになる。この場合にはΔＱ　＝　Ｑｎａ
ｗ　　Ｑｏｔａ　とするとアクセルペダルが踏み込まれ
てからむ３時間のあいだの各サイクルにおける噴射量を
（Ｑ−８−α・ΔＱ）とし、ｔｓ時間経過後の各サイク
ルにおける噴射量を要求噴射量Ｑ、、、ｗとすれば加速
後車両が前後振動を生じないことになる。

このようにアクセルペダルの踏み込み量がステップ状に
変化したときには第９図（Ａ）又は（Ｂ）に示す噴射方
法を採用することによって加速後の車両の前後振動の発
生を抑制することができる。

しかしながら実際にはアクセルペダルの踏み込み量はス
テップ状に変化せず、この場合には第９図（Ａ）又は（
Ｂ）に示す噴射方法をそのまま用いることはできない。

しかしながらアクセルペダルの踏み込み量がステップ状
に変化しない場合であっても第９図（Ａ）又は（Ｂ）に
示す基本原理を利用すれば加速後の車両の前後振動の発
生を阻止することができ、その方法を第１図および第２
図に示す。

第１図はアクセルペダルの踏み込み量がステップ状に変
化しない場合において第９図（Ａ）に示す基本原理を利
用した場合を示しており、第２図はアクセルペダルの踏
み込み量がステップ状に変化しない場合において第９図
（Ｂ）に示す基本原理を利用した場合を示している。そ
こでまず初めに第１図を参照してアクセルペダルの踏み
込み量がステップ状に変化しない場合の噴射方法につい
て説明する。

第１図に示されるようにアクセルペダルの踏み込み量が
変化したとするとこのときに予め定められた検出タイミ
ングｔ＋、ｔｚ、　ｔ３．ｔｎ毎にアクセルペダルの踏
み込みｉｉ　Ｌ＋。Ｌ２．Ｌ、、Ｌ、を検出し、これら
踏み込みＭＬ、、Ｌ、、Ｌ３．Ｌ、に応じた要求噴射量
Ｑｎａｗ＋　ｌ　Ｑｎａｗｚ　ｌ　ＱｎｎＷ３　Ｉ　Ｑ
、、ｅｗ４を求める。

そして各検出タイミングＬ＋、Ｌｚ、ｔｚ、ｊ４毎に第
９図（Ａ）に示す基本原理に従って予備噴射量および主
噴射量を求め、これらを順次重ね合せていく。即ち、検
出タイミングＬ、に達する前の要求噴射量がＱ。Ｌｄｌ
であったとすると検出タイミングｔ１においてアクセル
ペダルの踏み込みＩ　Ｌ＋から要求噴射量Ｑ　ｎ　＠　
ｗ　＋を求め、む３時間要求噴射量Ｑ　ａｓ工、で予備
噴射を行った後に（ｔｓ−ｔ＋）時間要求噴射量ＱｏＬ
ｄ＋で噴射し、次いで要求噴射量ＱｎａＷ＋で主噴射を
行う。次いで検出タイミングＬ２ではアクセルペダルの
踏み込み量Ｌ２から求められた要求噴射量Ｑ７−２でｔ
３時間予備噴射を行い、次いで（１−１＋）時間要求噴
射量Ｑｎｅｗｌで噴射し、次いで要求噴射量Ｑ。ｏ２で
主噴射を行う。このように各検出タイミング毎にアクセ
ルペダルの踏み込み量がステップ状に変化したものと考
え、即ち例えば検出タイミングｔ２においてはアクセル
ペダルの踏み込み量がＬｌからＬｌにステップ状に変化
したものと考えて各検出タイミング毎に第９図（Ａ）に
示す基本原理に基き前回の検出タイミングにおける要求
噴射量をベースとして予備噴射量と主噴射量を計算し、
各検出タイミング毎にこれらを順次重ね合せていく。こ
のようにすると各検出タイミングにおける噴射制御によ
って動力伝達系に捩れが与えられて主噴射開始時に車両
に前後振動が発生しないように制御されるので重ね合せ
の理によって加速後に車両に前後振動が発生しないこと
になる。

第１図に示す実施例では検出タイミングの間隔をも、に
一致させているので例えば検出タイミングｔ２ではみか
け上は要求噴射量Ｑ。８８．による主噴射は行われず、
要求噴射量Ｑ。−２による予備噴射が行われる。この場
合、検出タイミングの間隔をＬ５よりも長くすれば要求
噴射量Ｑ　ｎ　１１　Ｗ　＋による主噴射が行われた後
に要求噴射量Ｑ７８８□による予備噴射が行われること
になる。しかしながら検出タイミングの間隔をｔｓに一
致させておくと噴射制御のためのルーチンが極めて筒車
となるので第１図に示す実施例では検出タイミングの間
隔をＬ５に一致させている。

第２図は第９図（Ｂ）に示す基本原理を利用した場合を
示しており、この場合にも第２図に示されるように予め
定められた検出タイミング１．．１２Ｌｓ、Ｌａ毎にア
クセルペダルの踏み込み量り、、Ｌｌ。

Ｌ３．Ｌ４を検出し、これら踏み込み量り、、Ｌｌ、Ｌ
３Ｌ４に応じた要求噴射量Ｑ　ｎｅＷ＋　＋　Ｑｎｅｗ
ｚ　ｌ　Ｑｈａｗ３Ｑ　ｒｌ　ａ　Ｗ　４を求める。そ
して各検出タイミング１．，１２Ｌｘ、Ｌ４毎に第９図
（Ｂ）に示す基本原理に従って予備噴射量および主噴射
量を求め、これらを順次重ね合せていく。即ち、検出タ
イミングｔ、に達する前の要求噴射量がＱ。４，１であ
ったとすると検出タイミングＬ、においでアクセルペダ
ルの踏み込み量り、から要求噴射量Ｑ７゜ｏｌを求め、
ｔｓ時間噴射量α・　（Ｑ、、、、−Ｑ。ｌ□）で予備
噴射を行った後に要求噴射量Ｑｎａｗｌで主噴射を行う
。次いで検出タイミングＬ２ではアクセルペダルの踏み
込み量Ｌ２から要求噴射量Ｑ７゜１ｚを求め、噴射量α
’　　（Ｑｎｅｗｚ　　Ｑｎｅｗｌ）でｔ５時間予備噴
射を行った後に要求噴射量Ｑ７８８□で主噴射を行う。

このように各検出タイミング毎にアクセルペダルの踏み
込み量がステップ状に変化したものと考え、即ち例えば
検出タイミングＬ２においてはアクセルペダルの踏み込
み量がり、からＬｌにステップ状に変化したものと考え
て各検出タイミング毎に第９図（Ｂ）に示す基本原理に
暴き前回の検出タイミングにおける要求噴射量をベース
として予備噴射量と主噴射量を計算し、各検出タイミン
グ毎にこれらを順次重ね合せていく。このようにすると
各検出タイミングにおける噴射制御によって動力伝達系
に捩れが与えられて主噴射開始時に車両に前後振動が発
生しないように制御されるので前述したように重ね合せ
の理によって加速後に車両に前後振動が発生しないこと
になる。

第２図に示す実施例でも検出タイミングの間隔をｔ、に
一致させているので例えば検出タイミングｔｚではみか
け上は要求噴射量Ｑ　ｆ、ａ　Ｗ　Ｉによる主噴射は行
われず、噴射量α・　（Ｑｎ、、、−Ｑ、ｄ、）による
予備噴射が行われる。この場合、検出タイミングの間隔
をＬ５よりも長くすれば要求噴射量Ｑ　ｆｉ　ｅ　Ｗ　
＋による主噴射が行われた後に噴射量α・（Ｑｎａｗｌ
　　Ｑｌ）ｌｄｌ）による予備噴射が行われることにな
る。しかしながら検出タイミングの間隔をｔ５に一致さ
せておくと噴射制御のためのルーチンが極めて簡単とな
るので第２図に示す実施例でも検出タイミングの間隔を
１．に一致させている。

次に第１図および第２図を参照しつつ第１０図から第１
３図を参照して実際の噴射量の計算方法について説明す
る。

第１０図はアクセルペダルの踏み込み量に応じた要求噴
射量の計算ルーチンを示しており、このルーチンは第１
図および第２図に示されるいずれの噴射方法にも共通で
ある。なお、このルーチンは２　ｍ５ｅｃ毎の時間割込
みによって実行される。

第１０図を参照するとまず初めにステップ１００におい
てカウント値ＣＴＳが１だけインクリメントされる。次
いでステップ１０１ではカウント値ＣＴＳが１．／２と
等しいか否かが判別される。第１図および第２図に示さ
れる実施例ではｔ　、　＝　１４０ｍ５ｅｃに予め設定
されており、従ってステップ１０１ではカウント値ＣＴ
Ｓが１４０ｍ５ｅｃに相当するカウント値（ｔ　、／　
２　＝７０）になっているか否かが判別される。カウン
ト値ＣＴＳがｔ５／２ではないときには処理ルーチンを
完了し、カウント値ＣＴＳがり、／２と等しくなったと
きはステップ１０２に進んでＣＴＳ＝０とされる。従っ
てカウント値ＣＴＳは第１図および第２図に示されるよ
うに１４０ｍ５ｅｃ毎に、即ち時間ｔｓ毎に零とされ、
次いでカウントアツプ作用が開始される。カウント値Ｃ
ＴＳが零になったときが第１図および第２図の検出タイ
ミングｔ＋、ｔｚ、ｔ３＋ｔｉであり、従って第１図お
よび第２図に示される実施例では検出タイミングは１４
０ｍ５ｅｃ毎の一定周期となっている。

ステップ１０２においてカウント値ＣＴＳが零とされる
と、即ち検出タイミングになるとステップ１０３に進ん
で前回の検出タイミング時に計算された要求噴射量Ｑ７
゜８がＱｏ、４とされる。次いでステップ１０４では現
在のアクセルペダル１９の踏み込みＭＬを表わす負荷セ
ンサ１８の出力信号と機関回転数ＮＥから要求噴射量Ｑ
　ｎ　＊　ｗが計算される。この要求噴射量Ｑ　Ｒａ　
ｈｊと、アクセルペダル１９の踏み込み量し、機関回転
数ＮＥとの関係は第１３図に示すようなマツプの形で予
めＲＯＭ　１２内に記憶されている。

第１１図は第１図に示す噴射制御を実行するためのルー
チンを示しており、このルーチンは一定クランク角度毎
の割込みによって実行される。

第１１図を参照するとステップ２００においてカウント
値ＣＴＳがｔ１／２よりも小さいか否か、即ち検出タイ
ミングからし１時間経過したか否かが判別される。１１
時間経過していないときは噴射量が要求噴射量Ｑ　ｎ　
ｅ　ｗとされ、次いでステップ２０３において燃料噴射
弁２からの噴射作用が行われる。

一方、１１時間経過したときにはステップ２０２に進ん
で噴射量Ｑが要求噴射量Ｑ０，４とされ、ステップ２０
３に進む。

第１２図は第２図に示す噴射制御を実行するためのルー
チンを示しており、このルーチンは一定クランク角度毎
の割込みによって実行される。

第１２図を参照するとステップ３００においてΔＱ（＝
Ｑｎ、、−Ｑ、、、）が計算され、次いでステップ３０
１においてＱ　ｎ　ａ　ｗからα・ΔＱを減算すること
によって噴射ＩＱが計算される。次いでステップ３０２
において燃料噴射弁２からの噴射が実行される。

なお、定常運転時にはＱ　ｎ＠Ｗ　：Ｑ６ｔａとなり、
従って第１１図および第１２図からこのときの要求噴射
量はＱｎ　ａ　ｗとなることがわかる。また、第１１図
のルーチンかられかるように第１図の噴射方法を採用し
た場合には減速運転時には第４図（Ａ）に示す噴射パタ
ーンの重ね合せとなり、第１２図のルーチンかられかる
ように第２図の噴射方法を採用した場合には減速運転時
には第４図（Ｂ）に示す噴射パターンの重ね合せとなる
。

〔発明の効果］ 車両に前後振動を発生させることなく応答性のよい加速
運転を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は加速時における噴射パターンの第１実施例を示
すタイムチャート、第２図は加速時における噴射パター
ンの第２実施例を示すタイムチャート、第３図は内燃機
関の全体図、第４図は基本的な種々の噴射パターンを示
す図、第５図は制？Ｈ対象をモデル化した図、第６図は
基本的な噴射パターンを示す図、第７図は基本的な種々
の予備噴射パターンを示す図、第８図は動力伝達系が振
動伝達系を有していないときの基本的な噴射パターンを
示す図、第９図はタイムチャート、第１０図は噴射量を
計算するためのフローチャート、第１１図は第１図に示
す噴射制御を行うためのフローチャート、第１２図は第
２図に示す噴射制御を行うためのフローチャート、第１
３図は要求噴射量を示す線図、第１４図は車両の駆動系
を模式的に示す図、第１５図は加速時に発生する車両の
前後振動を説明するためのタイムチャートである。 ２・・・燃料噴射弁、　　　　３・・・機関出力軸、ｍ
、・・・機関の等価質量、　ｍ２・・・車両の質量、ｋ
・・・動力伝達系のばね定数、 Ｃ・・・動力伝達系の減衰係数。 第 図 第 第３回 ２・・燃料噴射弁 ５一機関出力軸 第４ 回（Ａ） 第 団（Ｃ） 第 図 （Ｂ） 第 団（Ｄ） 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ） 第 回 （Ａ） 第 図（Ｂ） 第１２図 第１０図 第 ］３ 回 第 図 Ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１の要求噴射量でもって定常運転しているときには
   機関出力軸から駆動輪に至る動力伝達系の両極端間にお
   ける相対捩れ角が第１の要求噴射量に応じた収束捩れ角
   に維持され、加速すべく燃料噴射量が第１の要求噴射量
   から第２の要求噴射量に変化したときには該相対捩れ角
   が第２の要求噴射量に応じた収束捩れ角を中心として周
   期的に変動する車両において、予め定められた検出タイ
   ミング毎に要求噴射量を求めて連続する２つの検出タイ
   ミングにおける要求噴射量が第１の要求噴射量から第２
   の要求噴射量に上昇したときに第１の要求噴射量に予備
   噴射量を重畳させて予備噴射を行った後に主噴射を行う
   噴射制御装置を具備し、第２の要求噴射量でもって該主
   噴射を開始した場合の上記相対捩れ角がほぼ第２の要求
   噴射量に応じた収束捩れ角となりかつ主噴射開始後に上
   記相対捩れ角がほぼ第２の要求噴射量に応じた収束捩れ
   角に維持されるように予備噴射の噴射量、噴射時期およ
   び主噴射の開始時期を設定するようにした車両用内燃機
   関の燃料噴射装置。