JPH0525022B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、電子制御デイーゼルエンジンの燃料
噴射量制御方法に係り、特に、電子制御燃料噴射
装置を備えた自動車用デイーゼルエンジンに用い
るのに好適な、少なくともエンジン回転数及びア
クセル開度を含むエンジン運転状態に応じて、燃
料噴射量を電子制御するようにした電子制御デイ
ーゼルエンジンの燃料噴射量制御方法の改良に関
する。

【従来技術】

近年、電子制御技術、特に、デジタル制御技術
の発達と共に、例えば燃料噴射ポンプのタイマピ
ストンやスピルリングの位置を電子的に制御する
ようにした電子制御燃料噴射装置を備えた、いわ
ゆる電子制御デイーゼルエンジンが実用化されて
いる。このような電子制御デイーゼルエンジンに
よれば、燃料噴射量や燃料噴射時期を厳密に制御
することが可能となり、エンジンの燃費及び出力
性能を向上させることができる。 しかしながら、この電子制御燃料噴射装置にお
ける燃料噴射量は、従来おおよそアクセル開度と
エンジン回転数によつて定められるエンジン負荷
に応じて一義的に定められるものであつたため、
出力性能（運転時のパワー感）と運転特性（運転
時のアクセル操作の容易性）との両立が難しいと
いう問題があつた。即ち、低、中速時の出力性能
を重視する場合、アクセル開度の比較的少ない増
加で燃料噴射量を大きく増加させるようなエンジ
ン回転−燃料噴射量特性を持つたガバナパターン
で燃料噴射量を制御することが望ましいが、この
場合、渋滞時の低、中速運転、あるいは後進時の
運転等の際に僅かなアクセル操作で必要以上に加
減速がなされ、いわゆるアクセルワークが難しく
なるという問題があつた。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題を解消するべくなさ
れたもので、運転者の意思に添つた低、中速時で
の運転のパワー感と、低、中速及び後進時のアク
セル操作の容易性の両立を達成することができる
電子制御デイーゼルエンジンの燃料噴射量制御方
法を提供することを目的とする。

【発明の構成】

本発明は、少なくともエンジン回転数及びアク
セル開度を含むエンジン運転状態に応じて、燃料
噴射量を電子制御するようにした電子制御デイー
ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法において、第
１図にその要旨を示す如く、アクセルの踏込み速
度を検出する手順と、該アクセルの踏込み速度と
前記アクセル開度とに応じてガバナパターンを選
択する手順と、該選択されたガバナパターンによ
り燃料噴射量を求める手順と、を含むことによ
り、前記目的を達成したものである。

【発明の作用】

運転者の加減速の意思は、アクセルペダルの踏
込み量（開度）と踏込み速度とによつて表わすこ
とができるが、このうち特に、パワーの要求度を
強く反映するアクセの踏込み速度を検出するよう
にし、該アクセルの踏込み速度とアクセル開度と
に応じて選択されたガバナパターンにより燃料噴
射量を制御することによつて、運転者の要求に見
合つた適切な燃料噴射量特性を得ることができ
る。その結果、例えば、低、中速運転で加速する
ときに充分なパワー感を得ることができると共
に、低、中速時の定速運転、あるいは後進時での
運転等のアクセル操作を極めて容易にすることが
できるようになる。

【実施例】

以下、図面を参照して、本発明に係る燃料噴射
量制御方法が採用された、自動車用電子制御デイ
ーゼルエンジンの実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第２図に示す如く、 デイーゼルエンジン１０の出力軸の回転と連動
して回転される駆動軸１４、該駆動軸１４に固着
された、燃料を圧送するためのフイードポンプ１
６（第２図は90°展開した状態を示す）、燃料供給
圧を調整するための燃圧調整弁１８、前記駆動軸
１４に固着されたギヤ２０の回転変位から前記駆
動軸１４が所定のクランク角度だけ回転するのに
要した時間を測定したデイーゼルエンジン１０の
回転数Neを検出するための、例えば電磁ピツク
アツプからなる回転数センサ２２、フエイスカム
２３と共働してポンププランジヤ４０を駆動する
ためのローラリング２４、該ローラリング２４の
回動位置を制御するためのタイマピストン２６
（第２図は90°展開した状態を示す）、該タイマピ
ストン２６の位置を制御することによつて燃料噴
射時期を制御するためのタイミング制御弁２８、
前記タイマピストン２６の位置を検出するため
の、例えば可変インダクタンスセンサからなるタ
イマ位置センサ３０、ポンププランジヤ４０から
の燃料逃し時期を制御するためのスピルリング３
２、該スピルリング３２の位置を制御することに
よつて燃料噴射量を制御するためのスピルアクチ
ユエータ３４、該スピルアクチユエータ３４のプ
ランジヤ３４Ａの変位からスピルリング３２の位
置を検出するための、例えば可変インダクタンス
センサからなるスピル位置センサ３６、エンジン
停止時に燃料をカツトするための燃料カツトソレ
ノイド（以下、FCVと称する）３８及び燃料の
逆流や後だれを防止するためのデリバリバルブ４
２を有する燃料噴射ポンプ１２と、 該燃料噴射ポンプ１２のデリバリバルブ４２か
ら吐出される燃料を、デイーゼルエンジン１０の
燃焼室１０Ａ内に噴射するためのインジエクシヨ
ンノズル４４と、 吸気管４６を介して吸入される吸入空気の圧力
を検出するための吸気圧センサ４８と、 同じく吸入空気の温度を検出するための吸気温
センサ５０と、 デイーゼルエンジン１０のシリンダブロツク１
０Ｂに配設された、エンジン冷却水温を検出する
ための水温センサ５２と、 運転者が操作するアクセルペダル５３の踏み込
み角度を、アクセル開度Accpとして検出するた
めのアクセルセンサ５４と、 前記アクセルセンサ５４出力から検出されるア
クセル開度Accp、前記回転数センサ２２出力か
ら検出されるエンジン回転数Ne等により要求噴
射時期及び要求噴射量を求め、前記燃料噴射ポン
プ１２から、要求噴射時期に要求噴射量の燃料が
噴射されるように、前記タイミング制御弁２８、
スピルアクチユエータ３４等を制御する電子制御
ユニツト（以下、ECUと称する）５８と、から
構成されている。 前記ECU５８は、第３図に詳細に示す如く、
各種演算処理を行うための中央処理ユニツト（以
下、CPUと称する）５８Ａと、制御プログラム
や各種データ等を記憶するためのリードオンリー
メモリ（以下、ROMと称する）５８Ｂと、CPU
５８Ａにおける演算データ等を一時的に記憶する
ためのランダムアクセスメモリ（以下、RAMと
称する）５８Ｃと、クロツク発生回路５８Ｄと、
バツフア５８Ｅを介して入力される前記吸気圧セ
ンサ４８出力、バツフア５８Ｆを介して入力され
る前記吸気温センサ５０出力、バツフア５８Ｇを
介して入力される前記水温センサ５２出力、バツ
フア５８Ｈを介して入力される前記アクセル開度
センサ５４出力、センサ駆動回路５８Ｊ出力のセ
ンサ駆動用周波数信号によつて駆動され、センサ
信号検出回路５８Ｋを介して入力される前記スピ
ル位置センサ３６出力、センサ駆動回路５８Ｌ出
力のセンサ駆動用周波数信号によつて駆動され、
センサ信号検出回路５８Ｍを介して入力される前
記タイマ位置センサ３０出力等を順次取り込むた
めのマルチプレクサ（以下、MPXと称する）５
８Ｎと、該MPX５８Ｎ出力のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するためのアナログ−デジタル
変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）５８Ｐ
と、該Ａ／Ｄ変換器５８Ｐ出力をCPU５８Ａに
取り込むための入出力ポート（以下、Ｉ／Ｏポー
トと称する）５８Ｑと、前記回転数センサ２２出
力を波形整形してCPU５８Ａに直接取り込むた
めの波形整形回路５８Ｔと、前記CPU５８Ａに
おける演算結果に応じて前記タイミング制御弁２
８を駆動するための駆動回路５８Ｕと、デジタル
−アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と称す
る）５８Ｖによりアナログ信号に変換された前記
CPU５８Ａ出力と前記スピル位置センサ３６出
力のスピル位置信号との偏差に応じて、前記スピ
ルアクチユエータ３４を駆動するためのサーボア
ンプ５８Ｗ及び駆動回路５８Ｘと、前記各構成機
器間を接続してデータや命令の転送を行うための
コモンバス５８Ｙと、から構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例における燃料噴射量制御は、第４図に
示すような流れ図に従つて実行される。即ち、ま
ずステツプ110で、アクセル踏込み速度が零か否
かを判定する。アクセル踏込み速度は単位時間当
りのアクセル開度Accpの変化として求められる。
判定が否のとき、即ちアクセルを操作していると
きは、ステツプ111に進み、アクセル踏込み速度
が負か否かを判定する。アクセル踏込み速度が正
であつたとき、即ちアクセルを踏込んでいる状態
のときはステツプ112に進み、該アクセル踏込み
速度の値が計算され、その後ステツプ113に進ん
でアクセル開度が計算され、更にステツプ114に
進んでこれらアクセル踏込み速度とアクセル開度
とから、予め前記ROM５８Ｂに記憶されてい
る、第５図に示した如きマツプに基づいて、ガバ
ナパターンＡ又はＢが選択される。 第６図に、このガバナパターンＡ（実線）、及び
ガバナパターンＢ（破線）の関係をアクセル開度
をパラメータとして表わした例を示す。同図から
明らかな如く、ガバナパターンＢが選択されたと
きは、同一のアクセル開度であつてもガバナパタ
ーンＡに比べてより多くの燃料噴射が行われる。 一方、前記ステツプ110でアクセル踏込み速度
が零のとき、即ち、アクセルがある特定の位置に
維持しているときは、ステツプ115に進み、現在
のガバナパターンがそのまま継続採用される。 又、前出ステツプ111においてアクセル踏込み
速度が負と判定された場合、即ち、アクセルを戻
しているときは、ステツプ116へ進み、常にガバ
ナパターンＡが選択・採用される。 なお、この第４図のルーチンは、エンジンの回
転に同期して１噴射毎に繰返されるが、ECU５
８のリセツト時にはガバナパターンＡとなるよう
にされている。そのため、アクセルを全く踏まな
いでエンジンをかけた後アイドリング状態として
いるときは、ガバナパターンＡのままでステツプ
110から115へと進む流れが繰返されるようになつ
ている。 ステツプ114〜116によつてガバナパターンが決
定された後は、ステツプ119にて基本噴射量
Qbaseが求められる。その後、ステツプ120に進
み、エンジン回転数Ne及び前記吸気圧センサ４
８で検出される吸気圧力Pmから、デイーゼルス
モークを防止すると共に、燃焼室温度と排気温度
とが限界値以下になるように制御するための、吸
気圧に応じた最大噴射量Qfullを求める。次いで
ステツプ122に進み、前出ステツプ116又は118で
求められた基本噴射量Qbaseが、前出ステツプ
120で求められた最大噴射量Qfull未満であるか否
かを判定する。判定結果が正である場合には、ス
テツプ124に進み、基本噴射量Qbaseを、そのま
ま最終的な燃料噴射量Qfinとする。一方、前出
ステツプ122の判定結果が否である場合には、最
大噴射量Qfullによる制限をかける必要があると
判断して、ステツプ126に進み、最大噴射量Qfull
を最終噴射量Qfinとする。 ステツプ124又は126終了後、ステツプ128に進
み、前記ROM５８Ｂに予め記憶されている、第
７図に示すような、エンジン回転数Ne及び最終
噴射量Qfinとスピル指令電圧Vsppの関係を表わ
したテーブルから、エンジン回転数Ne及び最終
噴射量Qfinに応じたスピル指令電圧Vsppを求め
る。次いでステツプ130に進み、スピル指令電圧
Vsppを前記スピルアクチユエータ３４に出力し
て、このルーチンを終了する。 本実施例においては、アクセル踏込み速度が零
のとき、即ち、アクセルがある特定の位置に維持
されているときは、現在のガバナパターンがその
まま継続して選択されるため、ステツプ112〜114
における計算の省略ができ、その分の計算時間の
短縮、及び消費電力の減少が図れる。 又、アクセル踏込み速度が負のとき、即ち、ア
クセルを戻しているときは、常にガバナパターン
がＡに選択されるため、同様の時間短縮及び消費
電力の減少が図れると共に、無駄な燃料消費が確
実に抑えられ、省エネルギが達成できる。 なお、アクセルの踏込み速度に応じて燃料噴射
量特性を変更する方法は、前記第６図の例に限定
される、電子制御デイーゼルエンジンと燃料噴射
ポンプとの適合によつては、少なくも部分的にガ
バナパターンＡとＢとを一致させたりすることも
可能である。又、各ガバナパターンＡ、Ｂにおい
て具体的にエンジン回転数とアクセル開度から燃
料噴射量特性を得る方法は、例えばそれぞれ
ROM５８Ｂに異なるテーブルで記憶しておくよ
うにしてもよく、又、それぞれのパターン毎に与
えられた計算式によつて求めるようにしてもよ
い。 更に、前記実施例では、アクセルの踏込み速度
とアクセル開度とのマツプに基づいて、２種のガ
バナパターンのうちから１種が選択されるように
構成してあつたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えばより細かく区分けされた３種
あるいは４種のガバナパターンの中から最も最適
なパターンを選択するように構成してもよい。 なお、前記実施例においては、基本噴射量
Qbaseを変化させるようにしていたが、燃料噴射
量特性を変化させせるための制御対象はこれに限
定されず、例えば、スピル指令電圧Vsppを変化
させたり、アクセル開度Accpを補正したり、エ
ンジン回転数Neを補正することも可能である。
又、電磁スピル弁を用いたデイーゼルエンジンに
おいては、そのオン時間とオフ時間とを補正する
ことで、同様な効果が得られる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、低、中速
時に、運転者がパワーを欲して速い速度でアクセ
ルを踏んだ場合は、同一アクセル開度でもより多
量の燃料噴射が行われるガバナパターンが選択さ
れるようにできるため、僅かのアクセル開度の増
加で充分な燃料噴射量の増加がなされて満足すべ
きパワー感が得られる。 又、渋滞時の徐行運転や、後進時の運転のよう
に、運転者がパワーより寧ろ安定運転を欲してい
る場合は、アクセルの開度の増減に対してあまり
敏感に反応しないガバナパターンで燃料噴射が行
われるようにできるため、極めてアクセル操作が
容易になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電子制御エンジンの燃
料噴射量制御方法の要旨を示す流れ図、第２図
は、本発明が採用された、電子制御デイーゼルエ
ンジンの実施例の構成を示す、一部ブロツク線図
を含む断面図、第３図は、前記実施例で用いられ
ている電子制御ユニツトの構成を示すブロツク線
図、第４図は、同じく、燃料噴射量を制御するた
めのルーチンを示す流れ図、第５図は、前記ルー
チンで用いられているアクセルの踏込み速度とア
クセル開度とからガバナパターンを選択するため
のマツプの例を示す線図、第６図は、同じくガバ
ナパターンＡ及びガバナパターンＢにおける、エ
ンジン回転数と基本噴射量との関係をアクセル開
度をパラメータとして示す線図、第７図は同じく
エンジン回転数及び最終噴射量とスピル指令電圧
の関係の例を示す線図である。 １０……電子制御デイーゼルエンジン、１２…
…燃料噴射ポンプ、２２……回転数センサ、３２
……スピルリング、３４……スピルアクチユエー
タ、３６……スピル位置センサ、４０……ポンプ
プランジヤ、４４……インジエクシヨンノズル、
５４……アクセルセンサ、５８……電子制御ユニ
ツト（ECU）、Ne……エンジン回転数、Accp…
…アクセル開度（エンジン負荷）、Qbase……基
本噴射量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともエンジン回転数及びアクセル開度
   を含むエンジン運転状態に応じて、燃料噴射量を
   電子制御するようにした電子制御デイーゼルエン
   ジンの燃料噴射量制御方法において、 アクセルの踏込み速度を検出する手順と、 該アクセルの踏込み速度と前記アクセル開度と
   に応じてガバナパターンを選択する手順と、 該選択されたガバナパターンにより燃料噴射量
   を求める手順と、 を含むことを特徴とする電子制御デイーゼルエン
   ジンの燃料噴射量制御方法。