JPH11141373A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】いかなる吸気温の変化に対しても、エンジンや
駆動系の耐久性を損なわない範囲での最大トルクが得ら
れる最大噴射量に制御することのできる内燃機関の燃料
噴射量制御装置を提供する。 【解決手段】ディーゼルエンジン２は、エンジン回転数
を検出する回転数センサ３５、同エンジン２に供給され
る空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサ７２及
び同エンジン２への燃料噴射を制御する電子制御装置７
１を備える。エンジン回転数に応じてトルク限界の基準
最大噴射量が算出され、エンジン回転数及び吸気温に応
じてトルク限界の吸気温補正係数が算出される。トルク
限界の基準最大噴射量に上記吸気温補正係数を乗ずるこ
とにより、トルク限界の最大噴射量が算出される。同最
大噴射量は、吸気温が高いほど増量補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射量を制御する燃料噴射量制御装置に関し、特に全負荷
時における最大噴射量を好適に制御する装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等のディーゼルエンジン
の全負荷時のトルク、すなわち最大トルクはエンジンや
駆動系の耐久性によって規制されており、この規制の範
囲内で同エンジンに供給される燃料の最大噴射量が設定
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記最大噴
射量は一般に、エンジン回転数に依存するマップにより
設定（算出）されている。しかし、同設定された最大噴
射量に対して実際に発生するトルクはエンジンに供給さ
れる空気の温度（吸気温）によってばらつきを有してい
ることが発明者によって確認されている。すなわち、吸
気温が低いときには空気密度が高いために発生トルクが
大きくなり、一方、吸気温が高いときには空気密度が低
いために発生トルクが小さくなる。したがって、最大噴
射量は高めにトルクが発生する吸気温が低い場合に合わ
せて少なめに設定しておく必要があり、この段階でトル
ク損失を招いていた。

【０００４】なお従来、例えば特開昭５８−２５５２９
号公報に記載された装置のように、吸気温に応じて最大
噴射量を補正制御する装置はあったが、上記トルク損失
についてはこれを補償することはできなかった。

【０００５】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、いかなる吸気温の変化に対し
ても、内燃機関や同機関の駆動系の耐久性を損なわない
範囲での最大トルクが得られる最大噴射量に制御するこ
とのできる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は内燃機関の回転数に応じて
トルク限界に係る燃料の最大噴射量を算出する最大噴射
量算出手段と、前記機関に供給される空気の温度を検出
する吸気温検出手段と、前記検出される吸気温に応じ
て、高い吸気温では前記算出される最大噴射量を増量補
正し、低い吸気温では同最大噴射量を減量補正する補正
手段とを備えることをその要旨とするものである。

【０００７】上記トルク限界に係る燃料の最大噴射量は
上記機関や同機関の駆動系の耐久性を保証した上で最大
のトルクが得られる噴射量として算出される。ただし、
上記機関に生じる実際のトルクは、吸気温が高いときに
は空気密度が低いために小さくなる。したがって、この
小さめに発生する実際のトルクと設定されたトルク限界
値との間に余裕が生じる。そこで同構成によるように、
高い吸気温ではトルク限界に係る燃料の最大噴射量を増
量補正し、低い吸気温では同最大噴射量を減量補正する
ことにより、上記余裕の幅を少なくし、設定されたトル
ク限界値により近い値までトルクを高めることができ
る。

【０００８】請求項２に記載の発明は、内燃機関の回転
数に応じてトルク限界に係る燃料の最大噴射量を算出す
る第１の最大噴射量算出手段と、同じく内燃機関の回転
数に応じて黒煙限界に係る燃料の最大噴射量を算出する
第２の最大噴射量算出手段と、前記機関に供給される空
気の温度を検出する吸気温検出手段と、前記検出される
吸気温に応じて、高い吸気温では前記第１の最大噴射量
算出手段にて算出されるトルク限界に係る最大噴射量を
増量補正し、低い吸気温では同トルク限界に係る最大噴
射量を減量補正する第１の補正手段と、同じく前記検出
される吸気温に応じて、高い吸気温では前記第２の最大
噴射量算出手段にて算出される黒煙限界に係る最大噴射
量を減量補正し、低い吸気温では同黒煙限界に係る最大
噴射量を増量補正する第２の補正手段と、前記第１及び
第２の補正手段にて補正されたトルク限界に係る最大噴
射量及び黒煙限界に係る最大噴射量のうち小さい側の値
を最大噴射量として選択する選択手段とを備えることを
その要旨とするものである。

【０００９】同構成によるように、高い吸気温ではトル
ク限界に係る燃料の最大噴射量を増量補正し、低い吸気
温では同最大噴射量を減量補正することにより、同補正
されたトルク限界に係る燃料の最大噴射量が最終的に最
大噴射量として選択される場合には、トルク限界値との
間の余裕の幅を少なくし、設定されたトルク限界値によ
り近い値までトルクを高めることができる。

【００１０】一方、上記黒煙限界に係る燃料の最大噴射
量は黒煙の発生を抑制した上で最大のトルクが得られる
噴射量として算出される。ただし、上記黒煙が実際に発
生するときの噴射量は、吸気温が低いときには空気密度
が高いために多めとなる。したがって、この多めになる
黒煙が実際に発生するときの噴射量と上記算出される黒
煙限界に係る燃料の最大噴射量との間に余裕が生じる。
そこで上記に併せ、高い吸気温では黒煙限界に係る燃料
の最大噴射量を減量補正し、低い吸気温では同最大噴射
量を増量補正することにより、同補正された黒煙限界に
係る燃料の最大噴射量が最終的に最大噴射量として選択
される場合には、上記余裕の幅を少なくし、実際に黒煙
が発生するときの噴射量により近い値まで黒煙限界に係
る燃料の最大噴射量を補正することができる。すなわち
同構成によれば、いかなる吸気温の変化に対しても、上
記機関や同機関の駆動系の耐久性保証、及び黒煙の抑制
の両立を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をディーゼルエンジ
ンの燃料噴射量制御装置に具体化した一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１は、車両に搭載されたディーゼルエン
ジンの燃料噴射量制御装置を示す概略構成図であり、図
２は図１の分配型燃料噴射ポンプ１を拡大して示す断面
図である。

【００１３】図１に示すように、このディーゼルエンジ
ン２は、同エンジン２に燃料を供給するための燃料噴射
ポンプ１を備える。その燃料噴射ポンプ１は、エンジン
２のクランクシャフト４０にベルト等を介して駆動連結
されたドライブプーリ３及びドライブシャフト５を有す
る。燃料噴射ポンプ１は、そのドライブプーリ３の回転
によって駆動され、ディーゼルエンジン２の各気筒に設
けられた燃料噴射ノズル４から燃料を噴射する。

【００１４】なお、ディーゼルエンジン２は、トランス
ミッション（図示しない）に駆動連結され、クランクシ
ャフト４０等により駆動系が構成されている。このディ
ーゼルエンジン２では、シリンダボア４１、ピストン４
２及びシリンダヘッド４３によって各気筒に対応する主
燃焼室４４が形成されている。また、各主燃焼室４４に
連通する副燃焼室４５が各気筒に対応して設けられてい
る。そして、各副燃焼室４５には、燃料噴射ノズル４か
ら噴射される燃料が供給されるようになる。

【００１５】ディーゼルエンジン２には、吸気通路４７
及び排気通路４８がそれぞれ設けられている。また、そ
の吸気通路４７には過給機を構成するターボチャージャ
４９のコンプレッサ５０が設けられ、排気通路４８には
ターボチャージャ４９のタービン５１が設けられてい
る。また、排気通路４８には、過給圧を調節するウェイ
ストゲートバルブ５２が設けられている。周知のよう
に、このターボチャージャー４９は、排気ガスのエネル
ギーを利用してタービン５１を回転させ、その同軸上に
あるコンプレッサ５０を回転させて吸入空気を昇圧させ
る。この作用により、密度の高い混合気を主燃焼室４４
へ送り込んで燃料を多量に燃焼させ、ディーゼルエンジ
ン２の出力を増大させる。

【００１６】また、ディーゼルエンジン２には、排気ガ
ス再循環装置（ＥＧＲ）が設けられている。その装置
は、排気通路４８内の排気の一部を吸気通路４７の吸入
ポート５３へ還流させるＥＧＲ通路５４と、そのＥＧＲ
通路５４の途中に設けられたダイヤフラム式のＥＧＲバ
ルブ５５とからなる。さらに、そのＥＧＲバルブ５５を
負圧の導入調節によって開度調節させるために、デュー
ティ制御された電気信号により開度調節されるエレクト
リックバキュームレギュレーティングバルブ（ＥＶＲ
Ｖ）５６が設けられている。そして、このＥＶＲＶ５６
の作動により、ＥＧＲバルブ５５の開度が調節され、こ
の調節により、ＥＧＲ通路５４を通じて排気通路４８か
ら吸気通路４７へ導かれるＥＧＲ量が調節される。

【００１７】さらに、吸気通路４７の途中には、アクセ
ルペダル５７の踏込量に連動して開閉されるスロットル
バルブ５８が設けられている。また、そのスロットルバ
ルブ５８に平行してバイパス通路５９が設けられ、同バ
イパス通路５９にはバイパス絞り弁６０が設けられてい
る。このバイパス絞り弁６０は、２つのＶＳＶ（バキュ
ームスイッチングバルブ）６１，６２の制御によって駆
動される二段式のダイヤフラム室を有するアクチュエー
タ６３によって開閉制御される。このバイパス絞り弁６
０は各種運転状態に応じて開閉制御される。例えば、ア
イドル運転時には騒音振動等の低減のために半開状態に
制御され、通常運転時には全開状態に制御され、更に運
転停止時には円滑な停止のために全閉状態に制御され
る。

【００１８】図２に示すように、燃料噴射ポンプ１に設
けられたドライブシャフト５は、その先端にドライブプ
ーリ３を有し、その基端に円板状のパルサ７を有する。
このパルサ７の外周面には、ディーゼルエンジン２（図
１）の気筒数と同数の切歯が等角度間隔で形成され、更
に各切歯の間には複数の突起が等角度間隔で形成されて
いる。ドライブシャフト５の中程には、べーン式ポンプ
よりなる燃料フィードポンプ（この図では９０度展開し
て図示）６が設けられている。ドライブシャフト５の基
端には、ローラリング９が同シャフト５に対して相対回
転可能に設けられ、同ローラリング９はその円周に沿っ
てカムローラ１０を有する。

【００１９】また、燃料噴射ポンプ１は、ドライブシャ
フト５と同軸上に設けられたプランジャ１２を備える。
そのプランジャ１２の基端には、カムプレート８が取り
付けられている。そのカムプレート８はエンジン２の気
筒数と同数のカムフェイス８ａを有する。ここで、ロー
ラリング９内にはカップリング（図示しない）が収容さ
れ、そのカップリングはドライブシャフト５とカムプレ
ート８とを一体回転可能に連結するとともに、カムプレ
ート８及びプランジャ１２の軸方向移動を許容する。ま
た、カムプレート８はスプリング１１によって常にカム
ローラ１０に向かって付勢係合されている。

【００２０】ここで、ドライブシャフト５が回転される
ことにより、カムプレート８はカップリングを介して同
シャフト５と一体的に回転されるとともに、カムローラ
１０との係合により気筒数と同数だけ軸方向へ往復移動
される。このカムプレート８の往復移動に伴い、プラン
ジャ１２は回転しながら軸方向へ往復移動される。つま
り、カムプレート８のカムフェイス８ａがローラリング
９のカムローラ１０に乗り上げる過程でプランジャ１２
が往動（リフト）され、その逆にカムフェイス８ａがカ
ムローラ１０を乗り下げる過程でプランジャ１２が復動
される。

【００２１】プランジャ１２はポンプハウジング１３に
形成されたシリンダ１４に嵌挿されており、プランジャ
１２の先端面とシリンダ１４の底面との間が高圧室１５
となっている。また、プランジャ１２の先端側外周に
は、ディーゼルエンジン２の気筒数と同数の吸入溝１６
と分配ポート１７が形成されている。また、ポンプハウ
ジング１３には、それら吸入溝１６及び分配ポート１７
に対応する分配通路１８及び吸入ポート１９が形成され
ている。

【００２２】こうした燃料噴射ポンプ１にあっては、ド
ライブシャフト５が回転されて燃料フィードポンプ６が
駆動されることにより、燃料タンク（図示せず）から燃
料供給ポート２０を介して燃料室２１内へ燃料が供給さ
れる。また、プランジャ１２が復動されて高圧室１５が
減圧される吸入行程中に、吸入溝１６の一つが吸入ポー
ト１９に連通することにより、燃料室２１から高圧室１
５へと燃料が導入される。一方、プランジャ１２が往動
されて高圧室１５が加圧される圧縮行程中に、分配通路
１８から各気筒の燃料噴射ノズル４（図１）へ燃料が圧
送されて噴射される。

【００２３】さらに、上記高圧室１５には、燃料室２１
と連通する燃料溢流（スピル）用の油通路２２が形成さ
れており、その途中にはスピル時期を調整する電磁スピ
ル弁２３が設けられている。この電磁スピル弁２３はソ
レノイド２４を有する常開型の弁であり、同ソレノイド
２４への無通電時、同弁２３が開かれた状態にあって
は、高圧室１５と燃料室２１とが連通して該高圧室１５
内は減圧された状態に維持される。一方、ソレノイド２
４が通電されることで、電磁スピル弁２３は閉じられ、
スピル用の油通路２２が閉鎖される。すなわち、各燃料
噴射ノズル４に対応して、プランジャ１２の往動が開始
される以前に電磁スピル弁２３を閉じ、プランジャ１２
の往動中に電磁スピル弁２３を開弁させることで、高圧
室１５内の燃料が減圧され、燃料噴射ノズル４からの燃
料噴射が即座に停止される。したがって、プランジャ１
２に往動中における電磁スピル弁２３の開弁時期を制御
することで、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射終了時期
が変更され、燃料噴射量が調整される。

【００２４】また一方、ポンプハウジング１３の下側に
は、燃料噴射時期を制御するためのタイマ装置（この図
では９０度展開して図示）２６が設けられている。この
タイマ装置２６は、ドライブシャフト５の回転方向に対
するローラリング９の位置を変更することにより、カム
フェイス８ａがカムローラ１０に係合する時期、すなわ
ちカムプレート８及びプランジャ１２の往復移動時期を
変更するためのものである。

【００２５】タイマ装置２６は制御油圧により駆動され
るものであり、タイマハウジング２７と、同ハウジング
２７内に嵌装されたタイマピストン２８と、同じくタイ
マハウジング２７内一側の低圧室２９にてタイマピスト
ン２８を他側の加圧室３０へ付勢するタイマスプリング
３１等とから構成されている。タイマピストン２８はス
ライドピン３２を介してローラリング９に接続されてい
る。

【００２６】タイマハウジング２７の加圧室３０には、
燃料フィードポンプ６により加圧された燃料が導入され
るようになっている。そして、その燃料圧力とタイマス
プリング３１の付勢力との釣り合い関係によってタイマ
ピストン２８の位置が決定される。また、そのタイマピ
ストン位置が決定されることにより、ローラリング９の
位置が決定され、カムプレート８を介してプランジャ１
２の往復移動タイミングが決定される。

【００２７】タイマ装置２６の制御油圧として作用する
燃料圧力を調整するために、タイマ装置２６にはタイマ
制御弁（ＴＣＶ）３３が設けられている。すなわち、タ
イマハウジング２７の加圧室３０と低圧室２９とが連通
路３４によって連通されており、同連通路３４の途中に
ＴＣＶ３３が設けられている。このＴＣＶ３３は、デュ
ーティ制御された通電信号によって開閉制御される電磁
弁であり、同ＴＣＶ３３の開閉制御によって加圧室３０
内の燃料圧力が調整される。そして、その燃料圧力の調
整によって、プランジャ１２のリフトタイミングが制御
され、各燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時期が制御さ
れる。

【００２８】他方、ローラリング９の上部には、電磁ピ
ックアップコイルよりなる回転数センサ３５が、パルサ
７の外周面に対向して取付けられている。この回転数セ
ンサ３５はパルサ７の突起が横切る際に、それらの通過
を検出してエンジン回転数ＮＥに相当するタイミング信
号、すなわち一定のクランク角度ごとのエンジン回転パ
ルスを出力する。また、この回転数センサ３５は、その
エンジン回転パルスごとの瞬時回転数を検出する。さら
に、この回転数センサ３５は、ローラリング９と一体で
あるため、タイマ装置２６の制御動作に関わりなく、プ
ランジャリフトに対して一定のタイミングで基準となる
タイミング信号を出力する。

【００２９】また、ディーゼルエンジン２にはこうした
回転数センサ３５に加えて、同エンジン２の運転状態を
検出するための各種センサが設けられている。図１に示
すように、吸気通路４７の入口に設けられたエアクリー
ナ６４の近傍には、吸気温ＴＨＡを検出する吸気温セン
サ７２が設けられている。また、スロットルバルブ５８
の近傍には、同スロットルバルブ５８の開閉位置から、
ディーゼルエンジン２の負荷に相当するアクセル開度Ａ
ＣＣＰを検出するアクセルセンサ７３が設けられてい
る。吸入ポート５３の近傍には、ターボチャージャ４９
によって過給された後の吸入空気圧力、すなわち吸気圧
ＰＭを検出する吸気圧センサ７４が設けられている。さ
らに、エンジン２のウォータージャケットには、エンジ
ン２の冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ７５が設け
られている。また、エンジン２にはクランクシャフト４
０のエンジン回転再基準位置を検出するクランク角セン
サ７６が設けられている。加えて、前記トランスミッシ
ョンには、そのギヤの回転によって回されるマグネット
７７ａによりリードスイッチ７７ｂをオン・オフさせて
車両速度（車速）ＳＰＤを検出する車速センサ７７が設
けられている。

【００３０】上記のように燃料噴射ポンプ１及びディー
ゼルエンジン２に設けられた電磁スピル弁２３、ＴＣＶ
３３、ＥＶＲＶ５６、各ＶＳＶ６１，６２及び各種セン
サ３５，７２〜７７は電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と
いう）７１に接続されている。そして、ＥＣＵ７１は各
センサ３５，７２〜７７から出力される検出信号に基づ
き、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、ＥＶＲＶ５６及び
ＶＳＶ６１，６２等を好適に制御する。

【００３１】次に、図３に基づきＥＣＵ７１の構成につ
いて説明する。同図に示すように、ＥＣＵ７１は中央処
理装置（ＣＰＵ）８１、所定の制御プログラム及び関数
データ等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
８２、ＣＰＵ８１の演算結果、エンジン回転数ＮＥ等の
データを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）８３、バッテリバックアップされた不揮発性のＲＡ
ＭであるバックアップＲＡＭ８４等を備えている。そし
て、ＥＣＵ７１は、これら各部と入力ポート８５及び出
力ポート８６等とをバス８７によって接続した論理演算
回路として構成されている。

【００３２】入力ポート８５には、前述した吸気温セン
サ７２、アクセルセンサ７３、吸気圧センサ７４及び水
温センサ７５が、各バッファ８８，８９，９０，９１、
マルチプレクサ９３及びＡ／Ｄ（アナログ／ディジタ
ル）変換器９４を介して接続されている。同じく、入力
ポート８５には、前述した回転数センサ３５、クランク
角センサ７６及び車速センサ７７が、波形整形回路９５
を介して接続されている。そして、ＣＰＵ８１は入力ポ
ート８５を介して入力される各センサ３５，７２〜７７
等の検出信号を入力値として読み込む。また、出力ポー
ト８６には各駆動回路９６，９７，９９，１００，１０
１を介して電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、ＥＶＲＶ５
６及びＶＳＶ６１，６２等が接続されている。

【００３３】次に、こうしたＥＣＵ７１により実行され
る燃料噴射量制御に係る処理動作について図４乃至図９
に従って説明する。図４は、「燃料噴射量制御」のため
の処理ルーチンを示すフローチャートであり、この処理
は所定のクランク角ごとの角度割り込みで実行される。

【００３４】処理がこのルーチンへ移行すると、まずス
テップ１０１において、ＥＣＵ７１は、現在のエンジン
回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰの値を読み込み、
ステップ１０２に移行する。なおここで、エンジン回転
数ＮＥは前記回転数センサ３５からの出力に基づき算出
された値である。

【００３５】ステップ１０２においてＥＣＵ７１は、エ
ンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰをパラメー
タとする周知の２次元マップから、基本噴射量ＱＢＡＳ
Ｅを算出し、ステップ１０３に移行する。

【００３６】次に、ステップ１０３においてＥＣＵ７１
は、後述する「最大噴射量算出ルーチン」に従って最大
噴射量ＱＦＵＬＬを算出し、ステップ１０４に移行す
る。そして、ステップ１０４においてＥＣＵ７１は、上
記算出された最大噴射量ＱＦＵＬＬ及び基本噴射量ＱＢ
ＡＳＥのうち小さい側の値を最終噴射量ＱＦＩＮとして
算出し、ステップ１０５に移行する。

【００３７】ステップ１０５においてＥＣＵ７１は、前
記最終噴射量ＱＦＩＮに相当する噴射量指令値（時間換
算値）ＴＳＰを算出し、ステップ１０６に移行する。そ
して、ステップ１０６において、上記算出された噴射量
指令値ＴＳＰを出力し、その後の処理を一旦終了する。
この噴射量指令値ＴＳＰの出力により、前記燃料噴射ポ
ンプ１の前記電磁スピル弁２３が駆動制御され、燃料噴
射が実行される。

【００３８】次に、本実施の形態において、上記最大噴
射量ＱＦＵＬＬを算出し決定するための「最大噴射量算
出ルーチン」について、図５に基づき説明する。処理が
このルーチンへ移行すると、まずステップ２０１におい
て、ＥＣＵ７１は、吸気温ＴＨＡの値を読み込み、ステ
ップ２０２に移行する。

【００３９】ステップ２０２においてＥＣＵ７１は、先
に読み込んだエンジン回転数ＮＥに関する図６の１次元
マップから黒煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭを算
出する。この黒煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ
は、ある基準温度において、黒煙の発生を抑制するため
の最大噴射量となっている。黒煙限界の基準最大噴射量
ＱＦＵＬＳＭを算出したＥＣＵ７１は、ステップ２０３
に移行する。

【００４０】ステップ２０３においてＥＣＵ７１は、エ
ンジン回転数ＮＥ及び吸気温ＴＨＡの２次元マップから
求められる黒煙に対する吸気温補正係数ＭＱＦＡＳＭを
算出する。この黒煙に対する吸気温補正係数ＭＱＦＡＳ
Ｍは、吸気温ＴＨＡに応じ、黒煙の発生を抑制する範囲
で最大トルクが得られるように上記黒煙限界の基準最大
噴射量ＱＦＵＬＳＭを補正するものである。同吸気温補
正係数ＭＱＦＡＳＭはあるエンジン回転数ＮＥを選択し
た場合に、図７に示すように吸気温ＴＨＡが上昇するに
従い、減少する特性を有している。なお、同吸気温補正
係数ＭＱＦＡＳＭは、上記基準温度において「１．０」
の値となる。この黒煙に対する吸気温補正係数ＭＱＦＡ
ＳＭを上記黒煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭに乗
ずることにより、黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’
（＝ＭＱＦＡＳＭ＊ＱＦＵＬＳＭ）が算出される。した
がって、黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’は、吸気
温ＴＨＡが上記基準温度に対して低い側にある場合に
は、黒煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭに対して多
めに補正され、一方、吸気温ＴＨＡが上記基準温度に対
して高い側にある場合には、黒煙限界の基準最大噴射量
ＱＦＵＬＳＭに対して少なめに補正される。

【００４１】このように黒煙に対する吸気温補正係数Ｍ
ＱＦＡＳＭを算出したＥＣＵ７１は、ステップ２０４に
移行する。ステップ２０４においてＥＣＵ７１は、先に
読み込んだエンジン回転数ＮＥに関する図８の１次元マ
ップから求められるトルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵ
ＬＪを算出する。このトルク限界の基準最大噴射量ＱＦ
ＵＬＪは、ある基準温度において、エンジンや駆動系の
耐久性によって規制される最大噴射量となっている。ト
ルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪを算出したＥＣＵ
７１は、ステップ２０５に移行する。

【００４２】ステップ２０５においてＥＣＵ７１は、エ
ンジン回転数ＮＥ及び吸気温ＴＨＡの２次元マップから
求められるトルクに対する吸気温補正係数ＭＱＦＡＴＱ
を算出する。このトルクに対する吸気温補正係数ＭＱＦ
ＡＴＱは、吸気温ＴＨＡに応じ、エンジンや駆動系の耐
久性を損なわない範囲で最大トルクが得られるように上
記トルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪを補正するも
のである。同吸気温補正係数ＭＱＦＡＴＱはあるエンジ
ン回転数ＮＥを選択した場合に、図９に示すように吸気
温ＴＨＡが上昇するに従い、増加する特性を有してい
る。なお、同吸気温補正係数ＭＱＦＡＴＱは、上記基準
温度において「１．０」の値となる。また、同吸気温補
正係数ＭＱＦＡＴＱはエンジン回転数が高くなるに従
い、上記吸気温ＴＨＡの上昇に対する増加率が低減され
る。このトルクに対する吸気温補正係数ＭＱＦＡＴＱを
上記トルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪに乗ずるこ
とにより、トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱ（＝Ｍ
ＱＦＡＴＱ＊ＱＦＵＬＪ）が算出される。したがって、
トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱは、吸気温ＴＨＡ
が基準温度に対して低い側にある場合には、トルク限界
の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪに対して少なめに補正さ
れ、一方、吸気温ＴＨＡが基準温度に対して高い側にあ
る場合には、トルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪに
対して多めに補正される。

【００４３】このようにトルクに対する吸気温補正係数
ＭＱＦＡＴＱを算出したＥＣＵ７１は、ステップ２０６
に移行する。ステップ２０６においてＥＣＵ７１は、上
記算出された黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’（＝
ＭＱＦＡＳＭ＊ＱＦＵＬＳＭ）とトルク限界の最大噴射
量ＱＦＵＬＴＱ（＝ＭＱＦＡＴＱ＊ＱＦＵＬＪ）とを比
較し、小さい側の値を最大噴射量ＱＦＵＬＬとして算出
する。この算出された最大噴射量ＱＦＵＬＬがその後
（図４ステップ１０４）、基本噴射量ＱＢＡＳＥとの比
較のもとに、いずれか小さい側の値が最終噴射量ＱＦＩ
Ｎとして設定されるようになることは前述したとおりで
ある。

【００４４】このように、本実施の形態にあっては、黒
煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ及びトルク限界の
基準最大噴射量ＱＦＵＬＪに対して吸気温ＴＨＡに基づ
く各別の補正係数ＭＱＦＡＳＭ，ＭＱＦＡＴＱを乗じる
ことにより、図１０に示す態様でその補正が行われるよ
うになる。なお、同図１０において細線で示される側が
上記黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’を表し、太線
で示される側が上記トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴ
Ｑを表す。また、各線において実線は前記吸気温ＴＨＡ
が基準温度であるときの特性、破線は同吸気温ＴＨＡが
基準温度よりも高いときの特性、一点鎖線は同吸気温Ｔ
ＨＡが基準温度よりも低いときの特性をそれぞれ示す。

【００４５】前述のように、黒煙限界の最大噴射量ＱＦ
ＵＬＳＭ’は、黒煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ
に前記図７に示した吸気温補正係数ＭＱＦＡＳＭを乗じ
た値であるため、同最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’は高い吸
気温ＴＨＡでは減量し、低い吸気温ＴＨＡでは増量して
いる。これは、黒煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ
はある基準温度において黒煙の発生を抑制した上で最大
のトルクが得られる噴射量であるが、上記黒煙が実際に
発生するときの噴射量は、吸気温ＴＨＡが低いときには
空気密度が高いために多くなることによる。すなわち、
この多めになる黒煙が実際に発生するときの噴射量と黒
煙限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭとの間に余裕が生
じる。そこで、高い吸気温ＴＨＡでは黒煙限界の最大噴
射量ＱＦＵＬＳＭ’を減量し、低い吸気温ＴＨＡでは同
最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’を増量することにより、上記
余裕の幅を少なくし、実際に黒煙が発生するときの噴射
量により近い値まで噴射量を補正してトルクを高めてい
る。

【００４６】一方、トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴ
Ｑは、トルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪに前記図
９に示した吸気温補正係数ＭＱＦＡＴＱを乗じた値であ
るため、同最大噴射量ＱＦＵＬＴＱは高い吸気温ＴＨＡ
では増量し、低い吸気温ＴＨＡでは減量している。これ
は、トルク限界の基準最大噴射量ＱＦＵＬＪはある基準
温度においてエンジンや駆動系の耐久性を保証した上で
最大のトルクが得られる噴射量であるが、上記機関に実
際に生じるトルクは、吸気温ＴＨＡが高いときには空気
密度が低いために小さくなることによる。すなわち、こ
の小さめに発生する実際のトルクとトルク限界値との間
に余裕が生じる。そこで、高い吸気温ＴＨＡではトルク
限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱを増量し、低い吸気温Ｔ
ＨＡでは同最大噴射量ＱＦＵＬＴＱを減量することによ
り、上記余裕の幅を少なくし、トルク限界値に近い値ま
で噴射量を補正してトルクを高めている。

【００４７】さて、同図１０からわかるように、ある吸
気温ＴＨＡにおいてエンジン回転数ＮＥが高い場合に
は、トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱは黒煙限界の
最大噴射量ＱＦＵＬＳＭ’よりも小さくなる傾向にあ
る。すなわち、エンジン回転数ＮＥが高い場合には、上
記トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱが最大噴射量Ｑ
ＦＵＬＬとして算出されるようになる（図５ステップ２
０６参照）。トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱは、
吸気温補正係数ＭＱＦＡＴＱによりエンジンや駆動系の
耐久性を損なわない範囲で最大トルクが得られるように
増減補正されたものであることから、エンジン回転数Ｎ
Ｅが高い場合の上記最大噴射量ＱＦＵＬＬは吸気温ＴＨ
Ａに応じてエンジンや駆動系の耐久性を損なわない範囲
で最大トルクが得られるように、すなわち前述したトル
ク損失が補償されるように補正される。なお、このとき
の最大噴射量ＱＦＵＬＬは、黒煙の発生までに余裕を有
した噴射量となっている。

【００４８】一方、ある吸気温ＴＨＡにおいてエンジン
回転数ＮＥが低い場合には、黒煙限界の最大噴射量ＱＦ
ＵＬＳＭ’はトルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱより
も小さくなる傾向にある。すなわち、エンジン回転数が
低い場合には、上記黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬＳ
Ｍ’が最大噴射量ＱＦＵＬＬとして算出される（図５ス
テップ２０６参照）。黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬＳ
Ｍ’は、吸気温ＴＨＡにより黒煙の発生を抑制する範囲
で最大トルクが得られるように増減補正されたものであ
ることから、エンジン回転数ＮＥが低い場合の上記最大
噴射量ＱＦＵＬＬは吸気温ＴＨＡに応じて黒煙の発生を
抑制する範囲で最大トルクが得られるように制御され
る。なお、このときの最大噴射量ＱＦＵＬＬは、トルク
限界値に相当する噴射量までに余裕を有した噴射量とな
っている。

【００４９】ちなみに、上記算出された最大噴射量ＱＦ
ＵＬＬが、前記基本噴射量ＱＢＡＳＥよりも小さい場
合、例えば全負荷時には、前記最終噴射量ＱＦＩＮとし
て採用され、同最終噴射量ＱＦＩＮに基づき、前記燃料
噴射ポンプ１の前記電磁スピル弁２３が駆動制御され、
燃料噴射が実行されることは前述のとおりである（図４
ステップ１０４〜１０６）。

【００５０】以上、このような制御態様においては、上
記トルク限界の最大噴射量ＱＦＵＬＴＱが最大噴射量Ｑ
ＦＵＬＬとして算出され、更に同最大噴射量ＱＦＵＬＬ
が最終噴射量ＱＦＩＮとして採用される場合、例えば全
負荷時には、エンジンや駆動系の耐久性を損なわない範
囲で最大トルクが得られるように制御される。

【００５１】一方、上記黒煙限界の最大噴射量ＱＦＵＬ
ＳＭ’が最大噴射量ＱＦＵＬＬとして算出され、更に同
最大噴射量ＱＦＵＬＬが最終噴射量ＱＦＩＮとして採用
される場合、例えば全負荷時には、吸気温ＴＨＡに応じ
て黒煙の発生を抑制する範囲で最大トルクが得られるよ
うに制御される。

【００５２】これらにより、吸気温ＴＨＡに応じてエン
ジンや駆動系の耐久性を損なうことなく、黒煙の発生も
併せ抑制して最大トルクを得ることができる。以上詳述
したように、本実施の形態においては、以下に示す効果
が得られるようになる。

【００５３】・吸気温ＴＨＡに応じて、エンジンや駆動
系の耐久性を保証し、且つ、より好適なトルクを得る最
大噴射量を算出し、制御することができる。 ・吸気温ＴＨＡに応じて、エンジンや駆動系の耐久性保
証、及び黒煙の発生抑制の両立を図り、且つ、好適なト
ルクを得る最大噴射量を算出し、制御することができ
る。

【００５４】なお、本実施の形態は上記に限定されるも
のではなく、次のように変更してもよい。 ・本実施の形態においては、トルク限界の吸気温補正係
数ＭＱＦＡＴＱ及び黒煙限界の吸気温補正係数ＭＱＦＡ
ＳＭをエンジン回転数ＮＥ及び吸気温ＴＨＡの２次元マ
ップから算出した。これに対して、上記両吸気温補正係
数ＭＱＦＡＴＱ，ＭＱＦＡＳＭの少なくとも一方の値に
対するエンジン回転数ＮＥの影響を吸収するよう同補正
係数ＭＱＦＡＴＱ，ＭＱＦＡＳＭに予め余裕を設定する
ならば吸気温ＴＨＡのみの１次元マップから算出しても
よい。

【００５５】・前記黒煙に対する基準最大噴射量ＱＦＵ
ＬＳＭに対して吸気温ＴＨＡの影響を吸収するよう同基
準最大噴射量ＱＦＵＬＳＭに予め適切な余裕を設定する
ならば、同黒煙に対する補正係数は必ずしも設けなくて
もよい。

【００５６】次に、以上の実施の形態から把握すること
ができる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに
以下に記載する。 ・請求項１記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置におい
て、前記算出されるトルク限界に係る燃料の最大噴射量
は前記機関回転数及び吸気温に応じて補正されることを
特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。同構成によ
れば、上記算出されるトルク限界に係る燃料の最大噴射
量に対して前記機関回転数及び吸気温に応じて補正を加
えることにより、設定されたトルク限界値により近い値
までトルクを高めることができる。

【００５７】・請求項２記載の内燃機関の燃料噴射量制
御装置において、前記算出されるトルク限界に係る燃料
の最大噴射量及び前記算出される黒煙限界に係る燃料の
最大噴射量の少なくとも一方は、前記機関回転数及び吸
気温に応じて補正されることを特徴とする内燃機関の燃
料噴射量制御装置。同構成によれば、上記算出されるト
ルク限界に係る燃料の最大噴射量及び前記算出される黒
煙限界に係る燃料の最大噴射量の少なくとも一方に対し
て前記機関回転数及び吸気温に応じて補正を加えること
により、上記機関や同機関の駆動系の耐久性保証及び、
及び黒煙の発生抑制の両立を図り、且つ、より好適なト
ルクを得る最大噴射量を算出し、制御することができ
る。

【００５８】・請求項１又は２記載の内燃機関の燃料噴
射量制御装置において、前記機関のアクセル開度を検出
するアクセル開度検出手段と、前記機関回転数及び前記
検出されたアクセル開度に基づき燃料の基本噴射量を算
出する基本噴射量算出手段と、前記算出された最大噴射
量及び前記算出された基本噴射量のうち小さい側の値を
最終噴射量として選択する最終噴射量選択手段と、を備
えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
同構成によれば、アクセル開度に応じてより適切な燃料
噴射量を算出し、制御することができる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、いかな
る吸気温の変化に対しても、内燃機関や同機関の駆動系
の耐久性を損なわない範囲で最大トルクを得る最大噴射
量を算出し、制御することができる。

【００６０】請求項２に記載の発明によれば、いかなる
吸気温の変化に対しても、内燃機関や同機関の駆動系の
耐久性保証、及び黒煙の発生抑制の両立を図り、且つ、
好適なトルクを得る最大噴射量を算出し、制御すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるディーゼルエンジ
ンの燃料噴射量制御装置を示す概略構成図。

【図２】同ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの構成
を示す断面図。

【図３】ＥＣＵの回路構成を示すブロック図。

【図４】同実施の形態の燃料噴射量制御手順を示すフロ
ーチャート。

【図５】同実施の形態の最大噴射量算出ルーチンを示す
フローチャート。

【図６】エンジン回転数と黒煙限界の基準最大噴射量と
の関係を示すマップ。

【図７】吸気温と黒煙に対する吸気温補正係数との関係
を示すマップ。

【図８】エンジン回転数とトルク限界の基準最大噴射量
との関係を示すマップ。

【図９】吸気温とトルクに対する吸気温補正係数との関
係を示すマップ。

【図１０】エンジン回転数と黒煙限界の最大噴射量及び
トルク限界の最大噴射量との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２…ディーゼルエンジン、３５…
回転数センサ、４０…クランクシャフト、７１…ＥＣ
Ｕ、７２…吸気温センサ、７３…アクセルセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転数に応じてトルク限界に
   係る燃料の最大噴射量を算出する最大噴射量算出手段
   と、 前記機関に供給される空気の温度を検出する吸気温検出
   手段と、 前記検出される吸気温に応じて、高い吸気温では前記算
   出される最大噴射量を増量補正し、低い吸気温では同最
   大噴射量を減量補正する補正手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装
   置。
2. 【請求項２】 内燃機関の回転数に応じてトルク限界に
   係る燃料の最大噴射量を算出する第１の最大噴射量算出
   手段と、 同じく内燃機関の回転数に応じて黒煙限界に係る燃料の
   最大噴射量を算出する第２の最大噴射量算出手段と、 前記機関に供給される空気の温度を検出する吸気温検出
   手段と、 前記検出される吸気温に応じて、高い吸気温では前記第
   １の最大噴射量算出手段にて算出されるトルク限界に係
   る最大噴射量を増量補正し、低い吸気温では同トルク限
   界に係る最大噴射量を減量補正する第１の補正手段と、 同じく前記検出される吸気温に応じて、高い吸気温では
   前記第２の最大噴射量算出手段にて算出される黒煙限界
   に係る最大噴射量を減量補正し、低い吸気温では同黒煙
   限界に係る最大噴射量を増量補正する第２の補正手段
   と、 前記第１及び第２の補正手段にて補正されたトルク限界
   に係る最大噴射量及び黒煙限界に係る最大噴射量のうち
   小さい側の値を最大噴射量として選択する選択手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装
   置。