JPS60164643A - 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法 - 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、電子制御ディ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
動車用ディ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
電子制御ディ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１ 近年、電子制御技術、特に、デジタル制御技術ストンや
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ィーゼ
ルエンジンが実用化されている。このような電子制御デ
ィ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
によって定められるエンジン負荷に応じて一義的に定め
られるものであったため、出力性能（運転時のパワー感
）と運転性能（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った。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ったガバナパターンで燃料９３１
１）ｉ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った。 又、燃料噴射量を決定するがバナパターンがエンジン回
転数を基準とした回転数制御型であることから、高速走
行時には、アクセルを大きく踏込まなければならず、長
時間高速走行を行う場合に疲労が大きいという問題もあ
った。 【発明の目的１ 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、運転者の意思に添った低、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、更に、高速走行時にアクセル
を大きく踏込む必要がない電子制御ディーゼルエンジン
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ィ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、
エンジンが搭載された車両の車速を検出する手順と、ア
クセルの踏込み速度を検出する手順と、前記車速、アク
セルの踏込み速度、・及び前記アクセル開度に応じてガ
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。 又、本発明の実施態様は、ガバナパターンの具体的な選
択方法を、前記車速及びアクセル開度のうちの少なくと
も一方がそれぞれに設定した設定値未満のときに、アク
セル踏込み速度とアクセル開度とに基づいて２種のガバ
ナパターンの中からより迩切な一種を選択し、一方、前
記車速及びアクセル開度の双方がそれぞれに設定した設
定値以上のときに、前記２種と異なるがバナパターンを
選択するようにして、プログラムソフトウェアの簡易性
及び他のソフトウェアとの組合わせの容易性を達成した
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置（
開度）と踏込み速度とによっ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ル
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のマツプに基づいて選択されたが
バナパターンにより燃料噴４１　ｍを制御することによ
って、運転者の要求に見合っ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よう
になると共に、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。 又、車速を検出し、高速且つ広アクセル開度の状態にあ
るときに、相応のがバナパターンにより燃料噴射量を制
御ｎすることによって、小さなアクセル開度で高速走行
を維−持することができる。

【実施例１ 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、自動車用の電子制御ディーゼルエンジ
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、 ディーゼルエンジン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
圧送するためのフィードポンプ１６〈第２図は９０度展
開した状態を示す）、燃料供給圧をｗＩｍ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てディーゼルエンジン
１０の回転数Ｎ＋３を検出するための、例えば電磁ピッ
クアップからなる回転数センサ２２、フェイスカム２３
と共動してポンププランジャ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度展開した
状態を示す）、該タイマピストン２６の位置を制御１１
することによって燃料噴射時期を制御１１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、ポンププランジャ４０から
の燃料逃し時期を制御するためのスピルリング３２、該
スピルリング３２の位置を制御することによって燃料噴
射量を制御するためのスピルアクチュエータ３４、該ス
ピルアクチュエータ３４のプランジャ３４Ａの変位がら
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Ｗ１時にｔＭ料をカットするための燃料カット
ンレノイド（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４２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がら吐出される燃料を、ディーゼルエン
ジン１ｏの燃焼至１０Ａ内に噴射するためのインジェク
ションノズル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）ムセンサ５０と、 ディーゼルエンジン１ｏのシリンダブロック１０Ｂ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Ｉｆ　Ａ　ＣＣＤとして検出するためのア
クセル開度センサ５４と、 変速機５６の出力軸の回転数から車速を検出するための
車速センサ５７と、 前記アクセル開度センサ５４出力から検出されるアクセ
ル開度ＡＣＣＩＩ＋、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、スピルアクチュエータ３４等を
制御する電子１１Ｊ　＠ユニット（以下、ＥＣＵと称す
る）５８と、から構成されている。 前記ＥＣＵ３８は、第３図に詳細に示す如く、各種演篩
処理を行うための中央処理ユニット（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、ＣＰＵ５８Ａ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、クロック発生回路５８Ｄと
、バッファ５８Ｅを介して入力される前記吸気圧センサ
４８出力、バッファ５８Ｆを今して入力される前記吸気
温センサ５０出力、バッファ５８Ｇを介して入力される
前記水温センサ５２出力、バッファ５８Ｈを介して入力
される前記アクセル開度センサ５４出力、バッファ５８
１を介して入力される前記車速センサ５７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って
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５８
Ｌ出力のセンサ駆動用周波数信号によって駆動され、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）５８Ｎと、該ＭＰＸ５８
Ｎ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、Ａ１０変換器と称す
る）５８Ｐと、該Ａ／Ｄ変換器５８Ｐ出力をＣＰＵ５８
Ａに取り込むための入出力ボート（以下、■７・Ｏボー
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２８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ＣＰＬＩ５８Ａ出力と前記スピル位置センサ３
６出かのスピル位置信号との偏差に応じて、前記スピル
アクチュエータ３４を駆動するためのサーブアンプ５８
　Ｗ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Ｍｉｌｌは、第４図に示す
ような流れ図に従って実行される。即ち、まずステップ
１０２で車速か８０ｋｍ／ｈｒ以上か否かを判定する。 判定が否の場合、即ち、低、中速走行と判定されたとき
は、ステップ１１０に進み、アクセル踏込み速度が零か
否かを判定する。判定が否のとき、即ちアクセル操作中
のときは、ステップ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っ
たとき、即ちアクセルを踏込み中のときはステップ１１
２に進み、該アクセル踏込み速度の値が計算され、その
後ステップ１１３に進んでアクセル開度が計算され、更
にステップ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８が選択されたときは、同一のアクセル開度
であってもガバナパターン八に比べてより多くの燃料噴
射が行われる。 一方、前出ステップ１１０でアクセル踏込み速度が零の
とぎ、即ち、アクセルを特定の位置に維持しているとき
は、ステップ１１５に進み、現在のガバナパターンかそ
のまま継続採用される。 又、前出ステップ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、ステップ１１６に進み、常にガバナパターンＡが選
択・採用される。 一方、前出ステップ１０２で車速か８０ｋｍ／ｈｒ以上
と判定されたときは、ステップ１０４に進み、現在のガ
バナパターンがＣであるか否かが判定される。判定が否
のとき、即ち現ガバナパターンがＡ又はＢのときは、ス
テップ１０６に進んでアクセル開度が６０％以上が否か
が判定される。アクセル開度が６０％以上のときは、ス
テップ１０８に進み、現ガバナパターンＡ又はＢに代わ
って高速用のがパナパターンＣが選択される。 前出ステップ１０２において車速が８０　ｋｍ　／　ｈ
ｒ以上と判定されてもステップ１０６においてアクセル
開度が６０％未満と判定されたときは、ステップ１１０
に進み、以下前述と同様な流れを辿る。 なお、前出ステップ１０２において、車速か８０ｋｍ／
ｈｒ以上であると判定され、更にステップ１０４たて現
在のガバナパターンがＣであると判定されたときは、ス
テップ１１５に進んで、そのガバナパターンＣがアクセ
ル開度に拘わらず継続採用される。 又、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、ＥＣＵ３８のリセット時に
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
リンク状態としているときは、ガバナパターンＡのまま
でステップ１１０から１１５へと進む流れが繰返される
ようになっている。 ステップ１１４〜１１６によってガバナパターンが決定
された後は、ステップ１１９にて基本噴射量Ｑ　ｂａｓ
ｅがめられる。その後、ステップ１２０に進み、エンジ
ン回転数Ｎｏ及び前記吸気圧センサ４８で検出される吸
気圧力Ｐ１１から、ディーゼルスモークを防止すると共
に、燃焼全濃度と排気泪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Ｑｆｔ＋ｌ
ｌをめる。 次いでステップ１２２に進み、前出ステップ１１６又は
１１８でめられた基本噴射量Ｑ　ｂａｓｅが、前出ステ
ップ１２０でめられた最大噴射＠Ｑｒｕ１１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
ップ１２４に進み、基本噴射ＩＱｌ）ａｓｅを、そのま
ま最終的な燃料噴射ＩＱｆｉ＋＋とする。一方、前出ス
テップ１２２の判定結果が否である場合には、最大噴射
１ＩＱｆｕｌｌによる制限をかける必要があると判断し
て、ステップ１２６に進み、最大噴射１１Ｑｆｕｌｌを
最終噴射量Ｑ　ｆｉｎとする。 ステップ１２４又は１２６終了後、ステップ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１Ｑｆｉ
ｎとスピル指令電圧Ｖ　ｓｐｐ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１１１ＱＮｎ
に応じたスピル指令電圧ｖ　ｓｏｐをめる。次いでステ
ップ１３０に進み、スピル指令電圧ｖ　ｓｐｐを前記ス
ピルアクチュエータ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ぎ
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、ステップ１１２〜１１４における計篩の省略が
できるため、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。 更に、車速が８０　ｋｍ　／　ｔ＋　ｒ以上で、既に高
速用ガバナパターンＣが採用されているときは、アクセ
ル開度に拘わらず該ガバナパターンＣが継続採用される
ため、車速８０　ｋｍ　、／　ｈｒｒ以上維持している
限り、小さなアクセル開度（例えば６０度以下）で該高
速状態を維持できると共に、ガバナパターンの切換えに
よる燃料噴射量の段差的切換えが必要以上に行われてし
まうことを防止できる。 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図の例に限定されず、電子制
御ディーゼルエンジンと燃料噴射ポンプとの適合によっ
ては、少なくとも部分的にガバナパターンＡと８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、Ｃにおいて具体的にエン
ジン回転数とアクセル開度と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って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ったが、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。 又、前記実施例では、プログラムのソフトウェアの組合
わせの容易性等を考慮して、車速による場合分けを行っ
た後に、アクセル踏込み速度とアクセル開度とのマツプ
によってガバナパターンを選択するようにしていたが、
本発明におけるガバナパターンの選択は、これら３つの
要素が考慮されている限り、この方法に限定されるもの
ではなく、例えば、車速及びアクセル開度の検出情報に
おいても、前述のアクセル踏込み速度及びアクセル開度
の処理と同様にマツプによって選択処理を行わせるよう
にしてもよく、あるいは又、これら３つの要素に基づい
て３次元マツプによってかハナパターンを選択処理させ
るようにしてもよい。 なお、前記実施例においては、基本噴射Ｉ　Ｑ　１１ａ
ｓｅを変化させるようにしていたか、燃料噴射量特性を
変化さ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°逝圧ｖｓｐｐを変化させたり、アクセル
開度Ａｃｃρ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ィ
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鯵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も得られる。 更に、高速走行時に使用頻度の高い噴射量領域を小さな
アクセル開度によって得ることができるため、運転者の
疲労を低減させることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電子ＩＱ　ＩＩＩエンジンの燃
料噴射Ｍｉ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、電子制御ディーゼルエンジンの実施
例の構成を示す、一部ブロッ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ットの
構成を示すブロック線図、第４図は、同じく、燃料噴射
舖を制御するためのルーチンを示す流れ図、第５図は、
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
、前記ルーチンで用いられている、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醋とス
ピル指令電圧の関係の例を示す線図である。 １０・・・電子１）Ｉｌｌｔｌｌｌ−ゼルエンジン、１
２・・・燃料噴射ポンプ、 ２２・・・回転数センサ、 ３２・・・スピルリング、 ３４・・・スピルアクチュエータ、 ３６・・・スピル位置センサ、 ４０・・・ポンププランジャ、 ４４・・・インジェクションノズル、 ５４・・・アクセルセンサ、 ５６・・・変速機、 ５７・・・車速センサ、 ５８・・・電子制御ｌｌｌユニットＥＣＵ）、Ｎｅ・・
・エンジン回転数、 Ａ　ｃａｐ・・・アクセル開度、 Ｑ　ｂａｓｅ・・・基本噴射量。 代理人　高　矢　諭 （ばか１ｆ 第１図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ＩＩ
   ＪＩＩＩするようにした電子制御ディーゼルエンジンの
   燃料噴射量制御方法において、エンジンが搭載された車
   両の車速を検出する手順と、アクセルの踏込み速度を検
   出する手順と、前記車速、アクセルの踏込み速度、及び
   前記アクセル開度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
   める手順と、を含むことを特徴とする電子制御ディーゼ
   ルエンジンの燃料噴射量制御方法。
2. （２）前記ガバナパターンの選択は、前記車速及びアク
   セル開度のうちの少なくとも一方がそれぞれに設定した
   設定値未満のときに、アクセル踏込み速度とアクセル開
   度とに基づいて２種のガバナパターンの中からより適切
   な一種を選択し、一方、前記車速及びアクセル開度の双
   方がそれぞれに設定した設定値以上のとぎに、前記２種
   と異なるガバナパターンを選択するものである特許請求
   の範囲第１項記載の電子制御ディーゼルエンジンの燃料
   噴射量１＋ｌｌ１ｌ方沃。