JPH08334053A - ディーゼル式エンジンの燃料消費量演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の運転状態における瞬間燃費を含めて燃
料消費量を演算し、ディーゼル式エンジンの燃料消費量
演算装置としての信頼性を向上させる。 【構成】 噴射ノズルから噴射される燃料の噴射圧特性
は、最高圧力点Ｐmax の前，後が立上がり区間，立下が
り区間となり、立上がり区間の途中に燃料の噴射開始時
点ｔs が存在し、立下がり区間の途中に噴射終了時点ｔ
e が存在する。そして、燃料の噴射開始時点ｔs では噴
射ノズルの弁体が開くことにより一時的に噴射圧が圧力
降下し、その後に噴射圧は最高圧力点Ｐmax に達する。
また、噴射終了時点ｔe では噴射ノズルの弁体が閉じる
ことにより一時的に圧力変化が小さくなる。そこで、単
位時間毎の噴射圧の変化特性ΔＰを単位時間当りの圧力
変化率として求めて燃料の噴射開始時点ｔs と噴射終了
時点ｔe とを算定することにより、燃料の噴射時間ｔx
を演算するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の車両
に搭載されるディーゼル式エンジンの燃料消費量を判別
するのに用いて好適なディーゼル式エンジンの燃料消費
量演算装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、普通乗用車等の自動車にあって
は、原動機となるエンジンの燃料消費量を任意の運転状
態における瞬間的な燃料消費量（瞬間燃費）を含めてフ
ロントボード等の表示器で監視（モニタ）できるように
したいという要望がある。

【０００３】ここで、燃料としてガソリン等を使用する
所謂火花点火式の内燃機関（例えばガソリンエンジン）
等にあっては、燃料の噴射量制御装置（コントロールユ
ニット）から噴射弁に噴射パルスを出力することによ
り、該噴射弁からエンジン本体の燃焼室等に向けて比較
的低圧の燃料を噴射供給する構成であるから、前記噴射
パルスに基づいて燃料の噴射時間を検出でき、この噴射
時間により燃料の噴射量を算定することができる。

【０００４】そして、車両に設けた車輪速センサ等から
走行距離を算出することができ、この走行距離と前記噴
射量の積算値により、例えば１リッター当りの走行距離
としてエンジンの燃料消費量を知ることができる。

【０００５】一方、燃料として軽油等を使用する所謂圧
縮点火式の内燃機関（ディーゼル式エンジン）にあって
は、燃料噴射ポンプを用いて燃料を高い噴射圧に加圧
し、高圧の燃料を噴射ノズルからエンジンの燃焼室内へ
と直接噴射する構成であるから、例えばガソリンエンジ
ンのように噴射パルスで開，閉する噴射弁を用いること
ができず、噴射パルスによる燃料の噴射時間から噴射量
を算定することは不可能となっている。

【０００６】そこで、ディーゼル式エンジンの燃料消費
量を演算（判別）するために、燃料配管の途中等に流量
計を設け、該流量計からの流量検出信号に基づいて前記
噴射ノズルによる燃料の噴射量を算定するようにしたも
のが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然るに、上述した従来
技術では、ディーゼル式エンジンの燃焼室内に噴射ノズ
ルから噴射される燃料の噴射量を流量計からの流量検出
信号で算定する構成であるから、燃料の噴射量を必ずし
も正確には演算できないという問題がある。

【０００８】即ち、流量計による燃料流量（噴射量）の
分解性能には限界があり、例えば数ｍｓｅｃ（ミリ秒）
単位で噴射ノズルから噴射される燃料の噴射量は、高い
分解性能をもった流量計を用いても検出誤差が生じてし
まい、例えばディーゼル式エンジンの任意の運転状態に
おける瞬間燃費（燃料消費量）を正確には演算できない
という問題がある。

【０００９】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は任意の運転状態における瞬間燃
費を含めてエンジンの燃料消費量を正確に演算でき、信
頼性を向上できるようにしたディーゼル式エンジンの燃
料消費量演算装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明が採用する構成は、ディ
ーゼル式エンジンのエンジン本体と、燃料タンク側から
圧送される燃料を該エンジン本体内に噴射供給する噴射
ノズルと、該噴射ノズルによる燃料の噴射圧を検出する
圧力検出手段と、該圧力検出手段からの信号に基づき前
記噴射圧の変化特性を算出する噴射圧の変化特性算出手
段と、前記エンジン本体の回転数を検出する回転数検出
手段と、該回転数検出手段によるエンジン回転数と前記
変化特性算出手段による噴射圧の変化特性とに基づき前
記噴射ノズルから噴射供給された燃料の噴射量を演算す
る噴射量演算手段と、前記エンジン本体が搭載される車
両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、該走行距
離算出手段による走行距離と前記噴射量演算手段による
燃料の噴射量とに基づいて前記エンジン本体が消費した
燃料の消費量を算定する消費量算定手段とからなる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明では、前記変
化特性算出手段は、前記圧力検出手段からの信号に基づ
き前記噴射圧の変化特性を単位時間当りの圧力変化率と
して検出する構成としている。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明では、前記
噴射量演算手段は、前記変化特性算出手段による噴射圧
の変化特性に基づき前記噴射ノズルから噴射される燃料
の噴射開始時点と噴射終了時点とを算出すると共に、該
燃料の噴射開始時点から噴射終了時点までの噴射時間を
算出する算出手段を有し、該算出手段による燃料の噴射
時間と前記回転数検出手段によるエンジン回転数とに基
づいて、前記燃料の噴射量を算定する構成としている。

【００１３】さらにまた、請求項４に記載の発明では、
前記噴射量演算手段は、前記変化特性算出手段による噴
射圧の変化特性に基づき、前記燃料の噴射圧が最高圧力
点よりも低い一定の圧力を越えて前記噴射圧が一時的に
圧力降下する変化特性となった時点を燃料の噴射開始時
点として算定する構成としている。

【００１４】そして、請求項５に記載の発明では、前記
噴射量演算手段は、前記変化特性算出手段による噴射圧
の変化特性に基づき、前記燃料の噴射圧が最高圧力点に
達した後に前記噴射圧の立下がりが一時的に圧力変化の
小さい特性となった時点を燃料の噴射終了時点として算
定する構成としている。

【００１５】一方、請求項６に記載の発明では、前記圧
力検出手段を、前記噴射ノズルの上流側の燃料供給管路
の途中に設けてなる構成としている。

【００１６】また、請求項７に記載の発明では、前記走
行距離算出手段は、前記車両の車輪速度を検出する車輪
速度検出手段を有し、該車輪速度検出手段からの検出信
号に基づいた所定時間当りの車輪回転数により前記車両
の走行距離を算出する構成としている。

【００１７】

【作用】上記構成により、請求項１に記載の発明では、
燃料をエンジン本体内に噴射供給する噴射ノズルからの
噴射圧を圧力検出手段で検出し、該圧力検出手段からの
信号に基づき前記噴射圧の変化特性を変化特性算出手段
で算出すると共に、回転数検出手段でエンジン回転数を
検出することによって、噴射ノズルからエンジン本体に
噴射供給された燃料の噴射量を噴射量演算手段で演算で
きる。そして、走行距離算出手段による車両の走行距離
と前記噴射量演算手段による噴射量とに基づき、消費量
算定手段によって前記エンジン本体が消費した燃料の消
費量を（走行距離／噴射量）として算定することができ
る。

【００１８】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、変化特性算出手段では、前記圧力検出手段からの信
号に基づき前記噴射圧の変化特性を単位時間当りの圧力
変化率として演算することにより、前記噴射圧が単位時
間当りに変化する変化特性（圧力変化率）を前記燃料の
噴射サイクル毎に取出すことができる。

【００１９】また、請求項３に記載の発明のように、噴
射量演算手段に噴射時間等の算出手段を設けることによ
り、前記変化特性算出手段による噴射圧の変化特性に基
づいて前記噴射ノズルから噴射される燃料の噴射開始時
点と噴射終了時点とを算出できると共に、該燃料の噴射
開始時点から噴射終了時点までの噴射時間を算出するこ
とができ、この噴射時間と前記回転数検出手段によるエ
ンジン回転数とに基づいて、前記燃料の噴射量を正確に
算定することができる。

【００２０】さらに、請求項４に記載の発明では、前記
噴射量演算手段によって、前記変化特性算出手段による
噴射圧の変化特性に基づき、前記燃料の噴射圧が最高圧
力点よりも低い一定の圧力を越えて前記噴射圧が一時的
に圧力降下する変化特性となった時点を燃料の噴射開始
時点として算定することができる。

【００２１】そして、請求項５に記載の発明では、前記
噴射量演算手段によって、前記燃料の噴射圧が最高圧力
点に達した後に前記噴射圧の立下がりが一時的に圧力変
化の小さい特性となった時点を燃料の噴射終了時点とし
て算定でき、前記噴射開始時点から噴射終了時点までの
噴射時間を算定することにより、該噴射時間に基づいて
燃料の噴射量を高い精度をもって演算することができ
る。

【００２２】一方、請求項６に記載の発明のように、前
記圧力検出手段を、前記噴射ノズルの上流側の燃料供給
管路の途中に設けることにより、例えばエンジン本体の
燃焼室側に設ける噴射ノズルから離れた位置に圧力検出
手段を設けることができ、該圧力検出手段が燃焼室から
の高温に晒されるのを防止できると共に、噴射ノズルに
よる燃料の噴射圧が噴射開始時と噴射終了時とで瞬間的
に変化する場合でも、これらの圧力変化を正確に検出す
ることができる。

【００２３】また、請求項７に記載の発明のように、走
行距離算出手段が前記車両の車輪速度を検出する車輪速
度検出手段を有する構成とすることにより、該車輪速度
検出手段からの検出信号に基づいて所定時間当りの車輪
回転数を正確に検出できると共に、この車輪回転数から
前記車両の走行距離を算出でき、この走行距離に対する
燃料消費量をより正確に演算することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例によるディーゼル式エ
ンジンの燃料消費量演算装置を図１ないし図７に基づい
て説明する。

【００２５】図において、１は自動車等の車両に搭載さ
れるディーゼル式エンジンのエンジン本体を示し、該エ
ンジン本体１にはシリンダ内を往復動するピストンとシ
リンダヘッドとの間に燃焼室（いずれも図示せず）が形
成され、この燃焼室には後述の噴射ノズル９から軽油等
の燃料が直接噴射されるようになっている。

【００２６】２はエンジン本体１に供給すべき燃料を収
容した燃料タンクを示し、該燃料タンク２には燃料の供
給口２Ａとリターン口２Ｂとが設けられている。３はエ
ンジン本体１に供給する燃料を清浄化する燃料フィルタ
を示し、該燃料フィルタ３は流入側が吸油管４を介して
燃料タンク２の供給口２Ａに接続され、流出側が送油管
５を介して後述の燃料噴射ポンプ７に接続されている。
また、燃料フィルタ３と燃料タンク２のリターン口２Ｂ
との間には燃料の戻し管６が接続され、該戻し管６は燃
料噴射ポンプ７等からの戻り油を燃料タンク２内にリタ
ーンさせるものである。

【００２７】７はエンジン本体に付設されたガバナ等か
らなる燃料噴射ポンプを示し、該燃料噴射ポンプ７は燃
料の吸込部７Ａ、複数の吐出部７Ｂ（１個のみ図示）お
よび還流部７Ｃを有し、該還流部７Ｃはリターン配管
８、戻し管６等を介して燃料タンク２のリターン口２Ｂ
に接続されている。そして、燃料噴射ポンプ７は吸込部
７Ａが送油管５等を介して燃料タンク２に接続され、燃
料タンク２からの燃料を吸込みつつ、高圧の燃料を吐出
部７Ｂから図６に示す如き圧力特性をもって吐出させる
構成となっている。

【００２８】また、燃料噴射ポンプ７内にはリリーフ弁
（図示せず）が設けられ、このリリーフ弁は燃料噴射ポ
ンプ７内の圧力を一定にする働きがあり、予め決められ
た一定の圧力（例えば８ｋｇ／ｃｍ² 程度）を越えると
開弁し、このときの過剰圧を還流部７Ｃからリターン配
管８側にリターンさせ、これによって燃料噴射ポンプ７
内の燃料圧力を設定圧以下の圧力に保つようにしてい
る。

【００２９】９はエンジン本体１の燃焼室側に設けられ
る燃料の噴射ノズルを示し、該噴射ノズル９は先端側の
噴射口９Ａを開，閉する弁体（図示せず）を有し、噴射
口９Ａはエンジン本体１の燃焼室内に臨んで配設され
る。そして、噴射ノズル９は燃料の吐出管１０を介して
燃料噴射ポンプ７の吐出部７Ｂに接続され、前記弁体を
開弁したときに噴射口９Ａからエンジン本体１の燃焼室
内に向けて高圧燃料を噴射供給する。また、噴射ノズル
９の後端側には戻し管１１が接続され、該戻し管１１は
吐出管１０からの燃料のうち、余剰となった燃料を燃料
タンク２側にリターンさせるものである。

【００３０】１２は噴射ノズル９による燃料の噴射圧を
検出する圧力検出手段としての圧力センサを示し、該圧
力センサ１２は燃料供給管路を構成する吐出管１０の途
中部位に設けられ、吐出管１０内の圧力を燃料の噴射圧
として図６および図７に示す特性線の如く検出するもの
である。

【００３１】ここで、噴射ノズル９から噴射される燃料
の噴射圧特性は図７に示すように、最高圧力点Ｐmax の
前，後が立上がり区間，立下がり区間となり、立上がり
区間の途中に燃料の噴射開始時点ｔs が存在し、立下が
り区間の途中に噴射終了時点ｔe が存在することが知ら
れている。そして、燃料の噴射開始時点ｔs では噴射ノ
ズル９の弁体が開くことにより一時的（瞬間的）に噴射
圧が圧力降下し、その後に噴射圧は最高圧力点Ｐmax に
達する。また、噴射終了時点ｔe では噴射ノズル９の弁
体が閉じることにより一時的（瞬間的）に圧力変化が小
さくなる。

【００３２】そこで、後述のコントローラ１６では単位
時間毎の任意の時点における噴射圧Ｐx と次なる時点に
おける噴射圧Ｐx+1 とを圧力センサ１２から順次読込む
ことにより、噴射圧の変化特性ΔＰを単位時間当りの圧
力変化率として、

【００３３】

【数１】ΔＰ＝Ｐx+1 ／Ｐx なる演算で求めるようにしている。

【００３４】そして、この噴射圧の変化特性ΔＰは、基
準圧力Ｐ0 （予め設定した一定の圧力）を越え最高圧力
点Ｐmax に達する噴射圧の立上がり区間では基本的に漸
次上昇することにより、ΔＰ＞１となるが、燃料の噴射
開始時点ｔs では噴射圧が一時的（瞬間的）に圧力降下
することにより噴射圧の変化特性ΔＰが、ΔＰ＜１とな
るから、この時点を噴射開始時点ｔs として算定するこ
とができる。

【００３５】また、噴射圧が最高圧力点Ｐmax を越えた
後の立下がり区間では、任意の時点での噴射圧Ｐx に対
して次なる時点での噴射圧Ｐx+1 は漸次減少することに
より噴射圧の変化特性ΔＰは、例えばΔＰ＜０．５とな
るが、噴射終了時点ｔe では噴射圧の立下がりが一時的
に弛んで圧力変化が瞬間的に小さくなり、噴射圧の変化
特性ΔＰが、例えばΔＰ＞０．９となるから、この時点
を噴射終了時点ｔe として算定することができる。

【００３６】かくして、噴射ノズル９（燃料噴射ポンプ
７）による燃料の噴射タイミング毎に、これらの噴射開
始時点ｔs と噴射終了時点ｔe とを演算処理によって算
定することにより燃料の噴射時間ｔx を、

【００３７】

【数２】ｔx ＝ｔe −ｔs として求めることができる。

【００３８】また、燃料の噴射時間ｔx は図６からも明
らかなように、標準噴射時に比較して噴射量の増量時に
は長くなり、減量時には短くなるもので、噴射量を増減
させるに応じて噴射時間ｔx も相対的に変化する。

【００３９】また、同一の噴射量設定でもエンジン回転
数Ｎに応じて噴射時間ｔx が図３に示す特性線の如く異
なる。即ち、エンジン回転数Ｎが高くなれば、噴射時間
ｔxは短くなり、逆にエンジン回転数Ｎが低くなれば、
噴射時間ｔx は長くなる。

【００４０】そこで、燃料の噴射時間ｔx とエンジン回
転数Ｎとに基づいて後述する噴射量γx の算定マップを
図３に示す如く予め作成しておくことにより、噴射ノズ
ル９から噴射される燃料の噴射量γx （ｍｍ³ ／回）を
算定するようになっている。

【００４１】次に、１３はエンジン回転数Ｎを検出する
回転数検出手段としてのクランク角センサを示し、該ク
ランク角センサ１３は、例えばエンジン本体１が４気筒
エンジンの場合に、クランク角の１８０°毎に基準信号
を出力し、クランク角の１°または２°毎に単位信号を
出力する。ここで、基準信号の発生数を計数することに
より、エンジン回転数Ｎを算出可能である。

【００４２】１４は車両の走行距離算出手段を構成する
車輪速度検出手段としての車輪速センサを示し、該車輪
速センサ１４はエンジン本体１が搭載された車両の前輪
または後輪等に設けられ、この車輪の回転数を車輪回転
数Ｗn （図４参照）として検出するものである。そし
て、後述のコントローラ１６側では車輪速センサ１４か
らの車輪回転数Ｗn に基づいて車両の走行距離Ｌa を後
述の如く算出する。

【００４３】１５は車両のフロントボード等に設けられ
る表示手段としての表示器を示し、該表示器１５は発光
ダイオードや液晶式のディスプレイ等で構成され、例え
ば車両の運転者に後述の瞬間燃費（燃料消費量）を含め
た種々の情報を表示して知らせるものである。

【００４４】さらに、１６はマイクロコンピュータ等か
ら構成されるコントローラを示し、該コントローラ１６
は入力側が圧力センサ１２、クランク角センサ１３およ
び車輪速センサ１４等に接続され、出力側が表示器１５
等に接続されている。そして、該コントローラ１６はそ
の記憶回路内に図４および図５に示すプログラム等を格
納し、燃料消費量の演算制御処理等を行うようになって
いる。

【００４５】また、コントローラ１６の記憶回路には記
憶エリア１６Ａ内に、前述した燃料の噴射開始時点ｔs
、噴射終了時点ｔe および噴射時間ｔx 等を算定する
ための演算式（数１の式等）と、基準圧力Ｐ0 と、図３
に示す燃料の噴射時間ｔx とエンジン回転数Ｎに対応し
た噴射量γx の算定マップ等とが格納されている。

【００４６】本実施例によるディーゼル式エンジンの燃
料消費量演算装置は上述の如き構成を有するもので、次
にコントローラ１６による燃料消費量の演算制御処理に
ついて図４および図５を参照して説明する。

【００４７】まず、エンジン本体１を始動して処理動作
がスタートすると、ステップ１でこれまでサンプリング
したデータをリセットするか否かを判定し、「ＹＥＳ」
と判定したときにはステップ２に移って後述する合計の
噴射量Ｆおよび合計走行距離Ｌ等を零リセット（Ｆ→
０，Ｌ→０）する。

【００４８】そして、ステップ３では噴射ノズル９によ
る燃料の噴射圧を圧力センサ１２で図６および図７に例
示する如く検出し、この噴射圧が基準圧力Ｐ0 に達する
と、ステップ４に移って前記数１の式による噴射圧の変
化特性ΔＰが、ΔＰ＜１となった時点を噴射開始時点ｔ
s として算定する。

【００４９】次に、ステップ５で噴射圧が最高圧力点Ｐ
max を達したことを検出すると、ステップ６に移って噴
射圧の変化特性ΔＰが、例えばΔＰ＞０．９となる時点
を噴射終了時点ｔe として算定する。そして、次なるス
テップ７ではこれらの噴射開始時点ｔs と噴射終了時点
ｔe とから前記数２の式により燃料の噴射時間ｔx を算
出する。また、ステップ８ではクランク角センサ１３か
らの信号に基づきエンジン回転数Ｎを検出する。

【００５０】次に、ステップ９では図３に示す算定マッ
プから現時点における燃料の噴射時間ｔx とエンジン回
転数Ｎに対応した噴射量γx を算定する。そして、ステ
ップ１０では所定の時間ａ秒当りの噴射量γa と、これ
までに積算してきた合計の噴射量Ｆとを、

【００５１】

【数３】γa ＝γ1 ＋γ2 ＋…＋γx Ｆ＝Ｆx ＋γx として演算する。

【００５２】ここで、噴射量γa とは現時点までの時間
ａ秒当りに合計ｘ回の燃料噴射が行われたとして、１回
目の噴射量γ1 ，２回目の噴射量γ2 ，…，ｘ回目の噴
射量γx を順次加算することによって所定時間ａ秒当り
の噴射量γa を求めたものである。また、合計の噴射量
Ｆとは車両を走行距離Ｌだけ走行させる間に、噴射ノズ
ル９からエンジン本体１内に向けて噴射された合計（ト
ータル）の噴射量を求めたもので、噴射量Ｆx は前回の
燃料噴射時までに噴射された噴射量の合計値を表してい
る。

【００５３】次に、ステップ１１では車輪速センサ１４
からの速度信号を車輪回転数Ｗn として所定のサンプリ
ング周期（ａ秒）毎に検出し、ステップ１２ではこれま
での時間ａ秒間にサンプリングした車輪回転数Ｗn によ
り、時間ａ秒間当りの走行距離Ｌa を演算すると共に、
これまでの車輪回転数Ｗn または走行距離Ｌa を、例え
ば積分することにより車両の合計走行距離Ｌを算出す
る。

【００５４】次に、図５に示すステップ１３では現時点
までの時間ａ秒当りの瞬間燃費Ｓa（燃料消費量）を演
算表示するか、または合計走行距離Ｌ分の平均燃費ＳT
（燃料消費量）を演算表示するかのモード選択を行い、
ステップ１３で「ＹＥＳ」と判定したときには、車両の
運転者がモード選択スイッチ（図示せず）等で瞬間燃費
Ｓa を選択したとしてステップ１４に移る。そして、ス
テップ１４では表示サイクルｃが時間ａ秒に達したか否
か、即ち前記ステップ２の処理でデータを零リセットし
た後に一定の時間ａ秒が経過し、時間ａ秒当りの瞬間燃
費Ｓa を演算可能な状態であるか否かを判定する。

【００５５】そして、ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定
したときには、ステップ１５に移って瞬間燃費Ｓa を前
記噴射量γa と走行距離Ｌa とから、

【００５６】

【数４】Ｓa ＝Ｌa ／γa として時間ａ秒当りの瞬間燃費Ｓa を算定する。

【００５７】次に、ステップ１６ではこの瞬間燃費Ｓa
を表示器１５の画面上で表示させ、経済的な運転（走
行）を行っているか否かを車両の運転者が即座に判断で
きるようにする。そして、ステップ１７では前記噴射量
γa 、走行距離Ｌa および瞬間燃費Ｓa 等をリセット
し、次なる時間ａ秒当りの瞬間燃費Ｓa を演算可能な状
態としつつ、ステップ２０に移ってリターンすることに
より、ステップ１以降の処理を続行させる。なお、ステ
ップ１６による瞬間燃費Ｓa の表示内容は次回の瞬間燃
費Ｓa が出力（表示）されるまで表示器１５の画面上で
表示し続けるようにすればよい。

【００５８】また、ステップ１３で「ＮＯ」と判定した
ときには、合計走行距離Ｌ分の平均燃費ＳT （燃料消費
量）をモード選択した場合であるから、ステップ１８に
移ってこれまでの合計の噴射量Ｆと、これによる合計走
行距離Ｌとから平均燃費ＳTを、

【００５９】

【数５】ＳT ＝Ｌ／Ｆ として演算し、次のステップ１９ではこの平均燃費ＳT
を表示器１５の画面上に表示することによって、車両の
運転者に平均燃費ＳT を知らせるようにする。

【００６０】かくして、本実施例によれば、燃料噴射ポ
ンプ７の吐出部７Ｂを噴射ノズル９に接続する吐出管１
０の途中に、噴射ノズル９による燃料の噴射圧を検出す
る圧力センサ１２を設け、該圧力センサ１２からの信号
に基づいて単位時間毎の任意の時点における噴射圧Ｐx
と次なる時点における噴射圧Ｐx+1 とを検出することに
より、噴射圧の変化特性ΔＰを前記数１の式で単位時間
当りの圧力変化率として逐次演算する構成としたから、
下記のような作用効果を得ることができる。

【００６１】即ち、噴射圧の変化特性ΔＰは図７に示す
如く、噴射圧が基準圧力Ｐ0 を越え最高圧力点Ｐmax に
達する立上がり区間では、噴射圧が基本的に漸次上昇す
ることにより、ΔＰ＞１となるが、燃料の噴射開始時点
ｔs では噴射圧が一時的（瞬間的）に圧力降下すること
により、噴射圧の変化特性ΔＰが、ΔＰ＜１となるか
ら、この時点を噴射開始時点ｔs として正確に算定する
ことができる。

【００６２】また、噴射圧が最高圧力点Ｐmax を越えた
後の立下がり区間では、任意の時点での噴射圧Ｐx に対
して次なる時点での噴射圧Ｐx+1 は漸次減少することに
より噴射圧の変化特性ΔＰは、例えばΔＰ＜０．５とな
るが、噴射終了時点ｔe では噴射圧の立下がりが一時的
に弛んで圧力変化が瞬間的に小さくなり、噴射圧の変化
特性ΔＰが、例えばΔＰ＞０．９となるから、この時点
を噴射終了時点ｔe として正確に算定することができ
る。

【００６３】さらに、前述の如く算定された燃料の噴射
開始時点ｔs と噴射終了時点ｔe とから前記数２の式に
より燃料の噴射時間ｔx を正確に演算できると共に、図
３に示す噴射量の算定マップにより噴射時間ｔx の演算
結果とエンジン回転数Ｎに対応した噴射ノズル９による
１回の噴射タイミング毎の噴射量γx を高精度に算定で
きる。

【００６４】そして、各噴射タイミング毎の噴射量γx
を加算することにより一定の時間ａ秒当りの噴射量γa
を求めると共に、車輪速センサ１４からの車輪回転数Ｗ
n に基づき時間ａ秒当りの走行距離Ｌa を求め、前記数
４の式により瞬間的な燃料消費量としての瞬間燃費Ｓa
を高精度に算定でき、これを表示器１５で表示すること
によって車両の運転者に経済的な運転（走行）を行って
いるか否かを即座に判断させることができる。

【００６５】また、前述の各演算によりこれまでの合計
の噴射量Ｆとこれによる合計走行距離Ｌとを求めること
ができ、前記数５の式により合計走行距離Ｌ分の平均的
な燃料消費量を平均燃費ＳT としても適宜に演算表示す
ることができる。

【００６６】従って、本実施例によれば、燃料の噴射圧
を検出する圧力センサ１２からの信号に基づき、噴射圧
の変化特性ΔＰを単位時間当りの圧力変化率として逐次
演算すると共に、この演算により算出された燃料の噴射
開始時点ｔs 、噴射終了時点ｔe に基づく噴射時間ｔx
とエンジン回転数Ｎとから噴射量γx を算出することに
より、任意の運転状態における瞬間燃費Ｓa を高精度に
演算表示できる上に、ディーゼル式エンジンの平均燃費
ＳT を含めて燃料消費量を正確に演算することができ、
燃料消費量演算装置としての信頼性を大幅に向上でき
る。

【００６７】また、エンジン本体１の燃焼室（噴射ノズ
ル９）側から離隔するようにして圧力センサ１２を吐出
管１０の途中部位に設けているから、前記燃焼室からの
高温に圧力センサ１２が晒されるのを効果的に防止で
き、該圧力センサ１２の耐久性や寿命を確実に延ばすこ
とができると共に、噴射ノズル９による燃料の噴射開始
時と噴射終了時との圧力変動を瞬間的な圧力変化として
圧力センサ１２により正確に検出できる。

【００６８】さらに、エンジン本体１が搭載される車両
の車輪回転数Ｗn を、車輪速センサ１４からの信号で直
接検出するようにしているから、車両の実際の走行距離
Ｌa，Ｌを正確に算出でき、実際の走行距離Ｌa ，Ｌに
対する燃料消費量を高い精度をもって演算することがで
きる等、種々の効果を奏する。

【００６９】なお、前記実施例では、数１の式が本発明
の構成要件である噴射圧の変化特性算出手段の具体例で
あり、図４に示すプログラムのうち、ステップ３〜ステ
ップ１０が本発明の構成要件である噴射量演算手段の具
体例を示し、ステップ１１およびステップ１２が走行距
離算出手段の具体例を示し、ステップ１５およびステッ
プ１８が消費量算定手段の具体例を示している。

【００７０】また、前記実施例では、噴射圧の変化特性
ΔＰを単位時間当りの圧力変化率として前記数１の式に
より演算するものとして述べたが、本発明の変化特性算
出手段はこれに限らず、例えば任意の時点における噴射
圧Ｐx を、

【００７１】

【数６】ΔＰ＝ｄＰx ／ｄｔ として微分することにより、噴射圧の変化特性ΔＰを求
めるようにしてもよいものである。

【００７２】さらに、前記実施例では、圧力センサ１２
を吐出管１０の途中部位に設けるものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば燃料噴射ポンプ７の吐出
部７Ｂ内や噴射ノズル９側等に圧力センサ１２を設ける
ようにしてもよい。また、走行距離算出手段の車輪速度
検出手段としては車輪速センサ１４に限るものではな
く、例えば変速器の出力回転数を車輪速として直接的に
検出してもよく、また、エンジン回転数Ｎと変速比との
関係から演算等により間接的に求めてもよい。さらに、
クランク角センサまたはプロペラシャフト等の回転数を
検出する回転センサ等を用いて走行距離算出手段を構成
するようにしてもよい。また、車輪速センサ１４で車両
の駆動輪または従動輪の車輪速を検出してもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、噴射ノズルからの燃料の噴射圧を検出する
圧力検出手段からの信号に基づき噴射圧の変化特性を変
化特性算出手段で算出し、回転数検出手段でエンジン回
転数を検出することにより、このエンジン回転数と噴射
圧の変化特性とに基づいて燃料の噴射量を噴射量演算手
段で演算すると共に、走行距離算出手段により車両の走
行距離を算出し、この走行距離算出手段からの走行距離
と前記噴射量演算手段からの噴射量とに基づき、消費量
算定手段によって前記エンジン本体が消費した燃料の消
費量を算定する構成としたから、任意の運転状態におけ
る瞬間燃費を含めてエンジンの燃料消費量を正確に算定
でき、信頼性を確実に向上させることができる。

【００７４】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、変化特性算出手段では、前記圧力検出手段からの信
号に基づき前記噴射圧の変化特性を単位時間当りの圧力
変化率として算出することにより、前記噴射圧が単位時
間当りに変化する変化特性（圧力変化率）を前記燃料の
噴射サイクル毎に取出すことができ、噴射圧の変化特性
を高精度に演算できる。

【００７５】また、請求項３に記載の発明のように、噴
射量演算手段に噴射時間等の算出手段を設けることによ
り、前記変化特性算出手段による噴射圧の変化特性に基
づいて前記噴射ノズルから噴射される燃料の噴射開始時
点と噴射終了時点とを算出できると共に、該燃料の噴射
開始時点から噴射終了時点までの噴射時間を算出するこ
とができ、この噴射時間と前記回転数検出手段によるエ
ンジン回転数とに基づいて、前記燃料の噴射量を正確に
算定することができる。

【００７６】さらに、請求項４に記載の発明では、前記
噴射量演算手段によって、前記変化特性算出手段による
噴射圧の変化特性に基づき、前記燃料の噴射圧が最高圧
力点よりも低い一定の圧力を越えて前記噴射圧が一時的
に圧力降下する変化特性となった時点を、噴射ノズルに
よる燃料の噴射開始時点として正確に安定させて算定す
ることができる。

【００７７】そして、請求項５に記載の発明では、前記
噴射量演算手段によって、噴射圧の変化特性に基づき、
前記燃料の噴射圧が最高圧力点に達した後に前記噴射圧
の立下がりが一時的に圧力変化の小さい特性となった時
点を、燃料の噴射終了時点として正確に安定させて算定
でき、前記噴射開始時点から噴射終了時点までの噴射時
間を算定することにより、該噴射時間とエンジン回転数
に基づいて燃料の噴射量を高精度に算定することができ
る。

【００７８】一方、請求項６に記載の発明のように、前
記圧力検出手段を、前記噴射ノズルの上流側の燃料供給
管路の途中に設けることにより、例えばエンジン本体の
燃焼室側に設ける噴射ノズルから離れた位置に圧力検出
手段を設けることができ、該圧力検出手段が燃焼室から
の高温に晒されるのを防止できると共に、噴射ノズルに
よる燃料の噴射圧が噴射開始時と噴射終了時とで瞬間的
に変化する場合でも、これらの圧力変化を正確に検出で
き、燃料の噴射開始時から噴射終了時までの噴射時間を
高精度に算定することができる。

【００７９】また、請求項７に記載の発明のように、走
行距離算出手段が前記車両の車輪速度を検出する車輪速
度検出手段を有する構成とすることにより、該車輪速度
検出手段からの検出信号に基づいて所定時間当りの車輪
回転数を正確に検出できると共に、この車輪回転数から
前記車両の実際の走行距離を算出でき、実際の走行距離
に対する燃料消費量を高精度に演算できる等、種々の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による燃料消費量演算装置を搭
載したディーゼル式エンジンの燃料供給経路等を示す全
体構成図である。

【図２】実施例による燃料消費量演算装置を示す制御ブ
ロック図である。

【図３】コントローラの記憶エリア内に格納した燃料の
噴射時間とエンジン回転数に対応する噴射量の算定マッ
プを示す特性線図である。

【図４】コントローラによる燃料消費量の演算制御処理
を示す流れ図である。

【図５】図４に続く燃料消費量の演算制御処理を示す流
れ図である。

【図６】噴射ノズルによる燃料の標準噴射時、増量時お
よび減量時における噴射圧の変動特性を示す特性線図で
ある。

【図７】図６に示す燃料の標準噴射時における噴射圧の
変化特性を説明するための特性線図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ 燃料タンク ３ 燃料フィルタ ７ 燃料噴射ポンプ ９ 噴射ノズル １０ 吐出管（燃料供給管路） １２ 圧力センサ（圧力検出手段） １３ クランク角センサ（回転数検出手段） １４ 車輪速センサ（車輪速度検出手段） １５ 表示器 １６ コントローラ Ｐmax 最高圧力点 Ｐ0 基準圧力（一定の圧力） ΔＰ 噴射圧の変化特性 ｔs 噴射開始時点 ｔe 噴射終了時点 ｔx 噴射時間 γx 噴射量 Ｓa 瞬間燃費（燃料消費量） ＳT 平均燃費（燃料消費量）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼル式エンジンのエンジン本体
   と、燃料タンク側から圧送される燃料を該エンジン本体
   内に噴射供給する噴射ノズルと、該噴射ノズルによる燃
   料の噴射圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段
   からの信号に基づき前記噴射圧の変化特性を算出する噴
   射圧の変化特性算出手段と、前記エンジン本体の回転数
   を検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段による
   エンジン回転数と前記変化特性算出手段による噴射圧の
   変化特性とに基づき前記噴射ノズルから噴射供給された
   燃料の噴射量を演算する噴射量演算手段と、前記エンジ
   ン本体が搭載される車両の走行距離を算出する走行距離
   算出手段と、該走行距離算出手段による走行距離と前記
   噴射量演算手段による燃料の噴射量とに基づいて前記エ
   ンジン本体が消費した燃料の消費量を算定する消費量算
   定手段とから構成してなるディーゼル式エンジンの燃料
   消費量演算装置。
2. 【請求項２】 前記変化特性算出手段は、前記圧力検出
   手段からの信号に基づき前記噴射圧の変化特性を単位時
   間当りの圧力変化率として検出する構成としてなる請求
   項１に記載のディーゼル式エンジンの燃料消費量演算装
   置。
3. 【請求項３】 前記噴射量演算手段は、前記変化特性算
   出手段による噴射圧の変化特性に基づき前記噴射ノズル
   から噴射される燃料の噴射開始時点と噴射終了時点とを
   算出すると共に、該燃料の噴射開始時点から噴射終了時
   点までの噴射時間を算出する算出手段を有し、該算出手
   段による燃料の噴射時間と前記回転数検出手段によるエ
   ンジン回転数とに基づいて、前記燃料の噴射量を算定す
   る構成としてなる請求項１または２に記載のディーゼル
   式エンジンの燃料消費量演算装置。
4. 【請求項４】 前記噴射量演算手段は、前記変化特性算
   出手段による噴射圧の変化特性に基づき、前記燃料の噴
   射圧が最高圧力点よりも低い一定の圧力を越えて前記噴
   射圧が一時的に圧力降下する変化特性となった時点を燃
   料の噴射開始時点として算定する構成としてなる請求項
   １，２または３に記載のディーゼル式エンジンの燃料消
   費量演算装置。
5. 【請求項５】 前記噴射量演算手段は、前記変化特性算
   出手段による噴射圧の変化特性に基づき、前記燃料の噴
   射圧が最高圧力点に達した後に前記噴射圧の立下がりが
   一時的に圧力変化の小さい特性となった時点を燃料の噴
   射終了時点として算定する構成としてなる請求項１，
   ２，３または４に記載のディーゼル式エンジンの燃料消
   費量演算装置。
6. 【請求項６】 前記圧力検出手段は、前記噴射ノズルの
   上流側の燃料供給管路の途中に設けてなる請求項１，
   ２，３，４または５に記載のディーゼル式エンジンの燃
   料消費量演算装置。
7. 【請求項７】 前記走行距離算出手段は、前記車両の車
   輪速度を検出する車輪速度検出手段を有し、該車輪速度
   検出手段からの検出信号に基づいた所定時間当りの車輪
   回転数によって前記車両の走行距離を算出する構成とし
   てなる請求項１，２，３，４，５または６に記載のディ
   ーゼル式エンジンの燃料消費量演算装置。