JP2004124843A - 特殊車両のエンジン回転変動抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、クレーン車等の特殊車両のエンジン回転数の変動を抑制する特殊車両のエンジン回転変動抑制装置に関し、高負荷時のエンジンレスポンスを損なうことなく、低負荷域のエンジン回転数の変動を容易，確実に抑制することを目的とする。
【解決手段】アクセル開度信号の変化率が予め定められた値を超えている時に、エンジン回転数により決まる最大噴射量と目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として出力し、アクセル開度信号の変化率が予め定められた値以下の時に、最大噴射量と調整目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として出力することを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーン車等の特殊車両のエンジン回転数の変動を抑制する特殊車両のエンジン回転変動抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子制御式燃料噴射装置を備えたエンジンを搭載したクレーン車等の特殊車両が知られている。
そして、例えば、クレーン車では、クレーン作業による負荷がエンジンに加わった際に、エンジン回転数が大きく落ちないように、ガバナマップにおけるエンジン回転数に対する目標噴射量の勾配が一定で大きな値に設定されている。
【０００３】
なお、従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御してエンジン回転数等を適切に確保する技術が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開２００２−１８８４９７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６４９６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電子制御式燃料噴射装置では、低負荷時に、エンジン回転数の変動があると、目標噴射量の変動幅が大きく、エンジン回転数が必要以上に変動するという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、高負荷時のエンジンレスポンスを損なうことなく、低負荷域のエンジン回転数の変動を容易，確実に抑制することができる特殊車両のエンジン回転変動抑制装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置は、エンジン回転数信号およびアクセル開度信号を入力しガバナマップから目標噴射量を求める目標噴射量算出手段と、前記アクセル開度信号を入力しアクセル開度信号の変化率を求める変化率算出手段と、前記変化率算出手段で求められたアクセル開度信号の変化率が予め定められた値以下の時に、前記目標噴射量算出手段で求められた目標噴射量にフィルター処理を施し調整目標噴射量を求めるフィルター手段と、前記アクセル開度信号の変化率が予め定められた値を超えている時に、エンジン回転数により決まる最大噴射量と前記目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として選択し、前記アクセル開度信号の変化率が予め定められた値以下の時に、前記最大噴射量と前記調整目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記最終目標噴射量を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置は、請求項１記載の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置において、前記フィルター手段は、フィルター処理前の噴射量から直前のフィルター処理後の噴射量を減算した値にフィルター演算式により重み付けされた値を乗算して求められた値に、直前のフィルター処理後の噴射量を加算して前記調整目標噴射量を求めることを特徴とする。
【０００８】
（作用）
請求項１の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置では、アクセル開度信号の変化率が大きい高負荷時には、ガバナマップに設定される目標噴射量または最大噴射量が最終目標噴射量として出力される。
一方、アクセル開度信号の変化率が小さい低負荷時には、フィルター手段で求められた調整目標噴射量または最大噴射量が最終目標噴射量として出力される。
【０００９】
請求項２の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置では、調整目標噴射量が、フィルター処理前の噴射量から直前のフィルター処理後の噴射量を減算した値にフィルター演算式により重み付けされた値を乗算して求められた値に、直前のフィルター処理後の噴射量を加算して求められる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置の一実施形態を示すブロック図である。
この実施形態では、電子制御式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンを搭載したクレーン車に本発明が適用される。
また、この実施形態のエンジン回転変動抑制装置は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）内に組み込まれる。
【００１２】
図１に示す特殊車両のエンジン回転変動抑制装置は、目標噴射量算出手段１１，変化率算出手段１３，フィルター手段１５，選択手段１７および出力手段１９を備えている。
目標噴射量算出手段１１は、エンジン回転数信号およびアクセル開度信号を入力してガバナマップから目標噴射量を求める。
【００１３】
すなわち、エンジンコントロールユニット内には、クレーン作業時用のガバナマップが設定されている。
このガバナマップは、燃料噴射が電子制御で行われているシステムにおいて、アクセル開度およびエンジン回転数から、ドライバー要求噴射量を算出するためのマップである。
【００１４】
図２は、このガバナマップを示すもので、横軸にはエンジン回転数がとられ、縦軸には目標噴射量がとられている。
直線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、例えば、アクセル開度が、０％，４０％，６０％，８０％，１００％の時のエンジン回転数と目標噴射量との関係を示している。
このガバナマップでは、クレーン作業による負荷がエンジンに加わった際に、エンジン回転数が大きく落ちないように、ガバナマップにおけるエンジン回転数に対する目標噴射量の勾配が一定で大きな値に設定されている。
【００１５】
目標噴射量算出手段１１は、このガバナマップに基づいて、入力されたエンジン回転数信号およびアクセル開度信号に対応する目標噴射量を求める。
変化率算出手段１３は、アクセル開度信号を入力しアクセル開度信号の変化率Ｈを求める。
【００１６】
すなわち、ドライバーのアクセルペダル踏み込み量（変化）で変化率Ｈの大小が決まる。
フィルター手段１５は、変化率算出手段１３で求められたアクセル開度信号の変化率Ｈが予め定められた閾値Ｈ０以下の時に、目標噴射量算出手段１１で求められた目標噴射量にフィルター処理を施し調整目標噴射量を求める。
【００１７】
この調整目標噴射量は、低負荷時のエンジン回転数の変動を抑制するような値に設定される。
この実施形態では、フィルター手段１５は、下記の式（１）を用いて、調整目標噴射量を算出する。
ｙ（ｋ）＝ｙ（ｋ−１）＋Ｔ（ｋ）・｛ｘ（ｋ）−ｙ（ｋ−１）｝　・・・（１）
ここで、ｙ（ｋ）はフィルター処理後の噴射量すなわち調整目標噴射量、ｘ（ｋ）はフィルター処理前の噴射量、Ｔ（ｋ）はフィルター演算式である。
【００１８】
フィルター演算式Ｔ（ｋ）は、下記の式（２）のように定義される。
Ｔ（ｋ）＝Ｋ・｛ｙ（ｋ−１）／Ｑ｝^２　・・・（２）
ここで、Ｋは定数、Ｑは噴射量に対するフィルター重み定数である。
フィルター演算式Ｔ（ｋ）の値は、最大で１となる。
すなわち、この実施形態では、フィルター手段１５は、フィルター処理前の噴射量ｘ（ｋ）から直前のフィルター処理後の噴射量ｙ（ｋ−１）を減算した値にフィルター演算式Ｔ（ｋ）により重み付けされた値を乗算する。
【００１９】
そして、この値に、直前のフィルター処理後の噴射量ｙ（ｋ−１）を加算して調整目標噴射量ｙ（ｋ）を求める。
選択手段１７は、アクセル開度信号の変化率Ｈが予め定められた値を超えている時に、エンジン回転数により決まる最大噴射量と目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として選択する。
【００２０】
また、アクセル開度信号の変化率Ｈが予め定められた値以下の時に、最大噴射量と調整目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として選択する。
エンジン回転数により決まる最大噴射量は、エンジン回転数に対する最大噴射量が定義された最大噴射量マップを使用して行われる。
出力手段１９は、選択手段１７で選択された最終目標噴射量を出力する。
【００２１】
そして、エンジンコントロールユニットにより、噴射量が、出力手段１９からの最終目標噴射量になるように、燃料噴射装置が制御される。
図３は、上述した特殊車両のエンジン回転変動抑制装置の動作を示すフローチャートである。
この実施形態では、ステップＳ１において、エンジン回転数センサからエンジン回転数信号が入力され、アクセルセンサからアクセル開度信号が入力される。
【００２２】
次に、ステップＳ２において、アクセル開度信号に基づいてアクセル開度の変化率Ｈが演算される。
次に、ステップＳ３において、アクセル開度の変化率Ｈが、予め定められた閾値Ｈ０を超えているか否かが判断される。
アクセル開度の変化率Ｈが、予め定められた閾値Ｈ０を超えている場合には、ステップＳ４において、ガバナマップから目標噴射量が算出される。
【００２３】
そして、ステップＳ５において、エンジン回転数により決まる最大噴射量と目標噴射量との大小が比較され、小さい方の値が最終目標噴射量として選択される。
次に、ステップＳ６において、最終目標噴射量が出力され、噴射量が最終目標噴射量になるように燃料噴射装置が制御される。
一方、ステップＳ３において、アクセル開度の変化率Ｈが、予め定められた閾値Ｈ０以下の場合には、ステップＳ７において、ガバナマップから目標噴射量が算出される。
【００２４】
そして、ステップＳ８において、目標噴射量にフィルター処理が施され、調整目標噴射量が求められる。
次に、ステップＳ９において、エンジン回転数により決まる最大噴射量と調整目標噴射量との大小が比較され、小さい方の値が最終目標噴射量として選択される。
【００２５】
そして、ステップＳ６において、最終目標噴射量が出力され、噴射量が最終目標噴射量になるように燃料噴射装置が制御される。
上述した特殊車両のエンジン回転変動抑制装置では、アクセル開度信号の変化率Ｈが大きい高負荷時には、ガバナマップに設定される目標噴射量または最大噴射量が最終目標噴射量として出力され、アクセル開度信号の変化率Ｈが小さい低負荷時には、フィルター手段１５で求められた調整目標噴射量または最大噴射量が最終目標噴射量として出力されるため、高負荷時のエンジンレスポンスを損なうことなく、低負荷域のエンジン回転数の変動を容易，確実に抑制することができる。
【００２６】
そして、低負荷域のエンジン回転数の変動が抑制されるため、よりエンジン回転数落ちの小さいガバナ特性を実現することができる。
また、エンジンの構成部品の変更および追加を行うことなく、エンジン性能を改善することができる。
さらに、フィルター処理の実行条件にアクセル開度の変化率Ｈを導入したので、アクセル開度信号に対するレスポンスを確実に維持することができる。
【００２７】
また、上述した特殊車両のエンジン回転変動抑制装置では、フィルター処理前の噴射量ｘ（ｋ）から直前のフィルター処理後の噴射量ｙ（ｋ−１）を減算した値にフィルター演算式Ｔ（ｋ）により重み付けされた値を乗算し、この値に、直前のフィルター処理後の噴射量ｙ（ｋ−１）を加算して調整目標噴射量ｙ（ｋ）を求めるようにしたので、低負荷時のエンジン回転数の変動を抑制するのに最適な調整目標噴射量を容易，確実に求めることができる。
【００２８】
図４は、上述したフィルター処理を行った場合の噴射量の変化特性をシュミレーションした結果を示している。
横軸には経過時間がとられ、縦軸には目標噴射量がとられている。
そして、経過時間内に、アクセル開度が複数回変動されている。
曲線ａは、フィルター処理を行う前の目標噴射量の変化を、曲線ｂは、本発明のフィルター処理を行った後の目標噴射量の変化を示しており、本発明のフィルター処理を行った後の目標噴射量の変化が、低負荷時において小さくなっているのがわかる。
【００２９】
なお、曲線ｃ，ｄは、他のフィルター処理を行った例を示している。
なお、上述した実施形態では、クレーン車に本発明を適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、汚泥吸引車，ミキサー車等の特殊車両にも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置では、アクセル開度信号の変化率が大きい高負荷時には、ガバナマップに設定される目標噴射量または最大噴射量が最終目標噴射量として出力され、アクセル開度信号の変化率が小さい低負荷時には、フィルター手段で求められた調整目標噴射量または最大噴射量が最終目標噴射量として出力されるため、高負荷時のエンジンレスポンスを損なうことなく、低負荷域のエンジン回転数の変動を容易，確実に抑制することができる。
【００３１】
請求項２の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置では、低負荷時のエンジン回転数の変動を抑制するのに最適な調整目標噴射量を容易，確実に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の目標噴射量算出手段で目標噴射量を求めるために使用されるガバナマップを示す説明図である。
【図３】図１の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置の動作を示す説明図である。
【図４】図１の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置における噴射量の変化特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１１　目標噴射量算出手段
１３　変化率算出手段
１５　フィルター手段
１７　選択手段
１９　出力手段

Claims (2)

1. エンジン回転数信号およびアクセル開度信号を入力しガバナマップから目標噴射量を求める目標噴射量算出手段と、
   前記アクセル開度信号を入力しアクセル開度信号の変化率を求める変化率算出手段と、
   前記変化率算出手段で求められたアクセル開度信号の変化率が予め定められた値以下の時に、前記目標噴射量算出手段で求められた目標噴射量にフィルター処理を施し調整目標噴射量を求めるフィルター手段と、
   前記アクセル開度信号の変化率が予め定められた値を超えている時に、エンジン回転数により決まる最大噴射量と前記目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として選択し、前記アクセル開度信号の変化率が予め定められた値以下の時に、前記最大噴射量と前記調整目標噴射量とを比較し小さい方の値を最終目標噴射量として選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択された前記最終目標噴射量を出力する出力手段と、
   を有することを特徴とする特殊車両のエンジン回転変動抑制装置。
2. 請求項１記載の特殊車両のエンジン回転変動抑制装置において、
   前記フィルター手段は、フィルター処理前の噴射量から直前のフィルター処理後の噴射量を減算した値にフィルター演算式により重み付けされた値を乗算して求められた値に、直前のフィルター処理後の噴射量を加算して前記調整目標噴射量を求めることを特徴とする特殊車両のエンジン回転変動抑制装置。

Images