JP2008144702A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温時における減速感の悪化を抑圧し、ドライバビリティを向上し、より快適な走行状態を確保する。
【解決手段】
エンジン冷却水の水温又は燃料温度が、減速感の悪化を招くような所定の温度以下、又は、所定の温度領域に達したと判定された際に、なまし量の増量がなされて、常温時に行われるなまし噴射に比して、噴射に要する時間が長くなり、かつ、単位時間における噴射燃料の量が少なくなるよう大きななましが施されたなまし噴射が行われるようになっており、減速感の悪化を抑圧し、常温時におけるなまし噴射の際の減速感と差異が生じないようにしてドライバビリティの向上が図られるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、ドライバビリティの向上等を図ったものに関する。

従来から、ディーゼルエンジンを用いた車両において、その加速の際に生ずるショックを軽減するため、燃料噴射量を加速増量する際に、その増量速度を鈍化させて噴射を行ういわゆるなまし制御が良く知られている、例えば、駆動系のフリクションを検出し、その検出結果に基づいてロードロード噴射量を求めて、このロードロード噴射量近傍の噴射量の領域において、燃料噴射量の増減速度を鈍化させる、いわゆるなまし制御を行うようにしたものなどが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
また、燃料噴射のいわゆるなまし制御を行うコモンレール式燃料噴射装置にあって、減速時のなまし量に基づいてレール圧を制御し、走行性の向上と共に、排ガス性能の向上を図ったものなども提案されている（例えば、特許文献２等参照）。

特許第３４２８４０７号公報（第５−２４頁、図１−図１９） 特開平５−１８７３０１号公報（第３−７頁、図１−図１２）

ところで、車両は、ある雰囲気温度以下になると、各種のフリクションが高くなり減速感が強くなり、走行性（ドライバビリティ）が悪化することは知られているが、このような低温時における減速感に対して上述した従来技術は、十分な解決を与えるものとは言い難く、より適切な噴射制御が望まれている。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、低温時における減速感の悪化を抑圧し、ドライバビリティを向上し、より快適な走行状態を確保することのできる燃料噴射制御方法及びその装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る燃料噴射制御方法は、
常温減速時に、燃料噴射を時間の経過に対して徐々に行うなまし噴射を行うよう構成されてなる燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法であって、
減速感の悪化を招く所定の温度状況が車両に生じたと判定された際に、なまし量を増やしてなまし噴射を行うよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る燃料噴射制御装置は、
複数の燃料噴射弁を有すると共に、当該燃料噴射弁の動作を制御する電子制御ユニットを有し、常温減速時に、燃料噴射を時間の経過に対して徐々に行うなまし噴射可能に構成されてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、減速感の悪化を招く所定の温度状況が車両に生じたか否かを判定し、減速感の悪化を招く所定の温度状況が車両に生じたと判定された場合に、なまし量を増やしてなまし噴射を行うよう構成されてなるものである。

本発明によれば、従来考慮されたなかった減速感の悪化が生じるような車両の温度状況にあっても、常温時における減速感との違いを感ずることがなく、ドライバビリティの向上を図り、従来に比してより快適な走行状態を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。

本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置は、いわゆるコモンレール式燃料噴射制御装置である。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、ディーゼルエンジン１の気筒へ燃料を噴射供給する複数の燃料噴射弁２−１〜２−ｎと、燃料噴射弁２−１〜２−ｎへ供給する高圧燃料を蓄えるコモンレール３と、コモンレール３へ高圧燃料を圧送する高圧ポンプ４と、燃料タンク６から高圧ポンプ４へ燃料を供給するフィードポンプ５と、後述するなまし噴射制御などを実行する電子制御ユニット１１とに大別されて構成されたものとなっている。かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種の燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。

かかる構成において、燃料タンク６の燃料は、フィードポンプ５で高圧ポンプ４へ汲み上げられ、汲み上げられた燃料は、高圧ポンプ４によってコモンレール３へ高圧燃料として圧送されるようになっている。なお、図示は省略してあるがコモンレール３の余剰燃料は、燃料タンク６へ戻されるよう配管が設けられている。
燃料噴射弁２−１〜２−ｎは、ディーゼルエンジン１の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール３から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット１１による噴射制御によって、通常の燃料噴射やなまし噴射を行うようになっている。

電子制御ユニット１１は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁２−１〜２−ｎを駆動するための駆動回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット１１には、エンジン回転数を検出する回転センサ１２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１３、外気温度を検出する外気温センサ１４、ディーゼルエンジン１の冷却水の温度を検出する水温センサ１５、燃料噴射弁２−１〜２−ｎに供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ１６などの各種センサの検出信号が、エンジン動作制御や噴射制御に供するために入力されるようになっている。

図２には、かかる電子制御ユニット１１によって実行される燃料噴射制御処理の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ本発明の実施の形態における燃料噴射制御処理について説明する。
電子制御ユニット１１により処理が開始されると、最初に、ディーゼルエンジン１の動作状態を表す各種の信号（エンジン状態信号）、すなわち、エンジン回転数やエンジン冷却水の水温、アクセル開度や外気温度などが、電子制御ユニット１１内の所定の記憶領域に入力され、一時的に記憶されることとなる（図２のステップＳ１００参照）。

次いで、これらのエンジン状態信号に基づいて、必要とされる目標燃料噴射量が所定の演算式に基づいて算出される（図２のステップＳ２００参照）。
さらに、減速時において行われるなまし制御におけるなまし量の算出が行われることとなる。
ここで、なまし制御は、車両の急加速や急減速時において、急激な燃料噴射量の増加、又は、急激な燃料噴射量の減少を、緩慢とする処理を言う。
本発明の実施の形態は、減速時におけるなまし制御の例であるが、通常、加速時においても同様になまし制御が行われ、急加速時によるサージングの発生防止等が図られている。
次いで、ステップＳ４００においては、なまし制御を伴った燃料噴射が行われることとなる。

図３には、上述の減速噴射量なまし量算出（図２のステップＳ３００参照）のより具体的な処理手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつその内容について説明する。
処理が開始されると、減速感の悪化を招く所定の温度状況であるか否かが判定されることとなる（図３のステップＳ３０２参照）。

ここで、減速感を悪化を招く所定の温度状況とは、具体的には、例えば、外気温度、エンジン冷却水の水温や燃料温度が、減速感の悪化を招く所定の温度以下となった場合、又は、所定の温度範囲に達した場合とするのが好適である。
すなわち、エンジン冷却水の水温又は燃料温度が、減速感の悪化を招く所定の温度以下となったか、又は、所定の温度範囲となったかを判定する。ここで、判定基準となる温度は、実験やシュミレーション結果等に基づいて設定するのが好適である。

そして、ステップＳ３０２において、外気温度、エンジン冷却水の水温又は燃料温度が、減速感の悪化を招く所定の温度以下となった、又は、所定の温度範囲となったと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、減速噴射量に対するなまし量の増量演算が行われることとなる。すなわち、外気温度、エンジン冷却水の水温又は燃料温度が、減速感の悪化を招く所定の温度以下となった、又は、所定の温度範囲となったと判定された状態においては、このような状態にない場合におけるなまし量では減速感の悪化を十分に抑圧できないため、さらに、所定の演算式やマップ等に基づいて所定の増量分を加味したなまし量が求められることとなる（図３のステップＳ３０４参照）。そして、ステップＳ３０４の処理後は、先の図２に示されたサブルーチンへ戻ることとなる。

ここで、なまし量について説明すれば、まず、なまし制御は、既に述べたように車両の急加速や急減速時において、急激な燃料噴射量の増加、又は、急激な燃料噴射量の減少を、緩慢とする処理であり、このように急激な燃料噴射量の増加、又は、急激な燃料噴射量の減少を、緩慢とすることが”なまし”である。したがって、その”なまし”が大きい、換言すれば、”なまし量”が大きいとは、急激な燃料噴射量の増加、又は、急激な燃料噴射量の減少を、緩緩にするその緩慢さがより大きいことである。すなわち、緩慢さが大きいということを、数値的に表現すれば、連続する２回の燃料噴射量の変化量が、より小さいということである。

したがって、なましが大きくなるほど、すなわち、なまし量が大きくなるほど、その数値、すなわ、便宜上、これを”なまし係数”と称するとすれば、なまし係数は小さくなることとなる。
それ故、ステップＳ３０４において、なまし量を、通常時に比して大きくするということは、燃料噴射量の変化量を、通常時に比してより緩慢にすることであり、具体的には、なまし係数をより小さくすることである。

一方、ステップＳ３０２において、外気温度、エンジン冷却水の水温又は燃料温度が、減速感の悪化を招く所定の温度以下ではない、又は、所定の温度範囲に至っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、そのようなエンジン冷却水の水温又は燃料温度の低下を考慮しない通常のなまし量が算出されることとなる（図３のステップＳ３０６参照）。

このようにして、本発明の実施の形態においては、車両が減速感を悪化を招く所定の温度状況にあると判断された場合に、通常のなまし量を更に増量して、なまし噴射を行うようにしたことで、以下に、図４を参照しつつ説明するように減速感の悪化が回避されるものとなる。
まず、図４（Ａ）においては、図示されないアクセルペダルが踏まれた加速状態から、減速のためにアクセルペダルの踏み込みが解除された際に、それに対応して電子制御ユニット１１において生成される制御信号が実線で示される共に、その際に通常のなまし噴射を伴う場合における噴射燃料の変化が模式的に点線で、また、なまし量の増量が行われてなまし噴射を伴う場合における噴射燃料の変化が模式的に一点鎖線で、それぞれ示されたものとなっている。
図４（Ａ）において、横方向は時間の経過を表し、縦方向は、制御信号にあっては、論理値Ｈｉｇｈと論理値Ｌｏｗの論理変化を表し、噴射燃料の変化を示す２つの特性線にあっては、噴射燃料の量を表すものとなっている。

また、図４（Ｂ）においては、図４（Ａ）に示されたと同一の制御信号の例が実線で示されると共に、制御信号の変化に伴う車速の変化が模式的に二点鎖線で示されている。そして、同図において、横方向は時間の経過を表し、縦方向は、制御信号にあっては、論理値Ｈｉｇｈと論理値Ｌｏｗの論理変化を表し、車速変化を示す特性線にあっては、車速を表すものとなっている。

かかる前提の下、まず、例えば、加速のために図示されないアクセルペダルが踏まれた状態から、減速のために、そのアクセルペダルの踏み込みが解除されたとすると、電子制御ユニット１１においては、図４（Ａ）において実線で示されたように、論理値Ｈｉｇｈの状態から論理値Ｌｏｗに切り替わるような制御信号が生成され、噴射制御のトリガなどに用いられるようになっている。

車両が減速感を悪化を招く所定の温度状況にあると判断される状態ではない場合、すなわち、常温時においては、図４（Ａ）に実線で示されたようなアクセルペダルの操作に対応した制御信号が発生して減速要求が生ずると、その制御信号の発生とほぼ同時に、予め定められている所定の噴射量Ｑ１までは一気に通常の燃料噴射が行われる。
そして、燃料噴射量Ｑ１に達した以降は、通常のなまし量（図３のステップＳ３０６参照）で、残りの燃料が徐々に噴射（なまし噴射）されることとなる（図４（Ａ））点線参照）。

これに対して、車両が減速感を悪化を招く所定の温度状況にある場合には、まず、制御信号の発生とほぼ同時に、予め定められた所定の噴射量Ｑ２（Ｑ２＞Ｑ１）までなまし噴射なしで通常にほぼ一気に噴射が行われる。そして、燃料噴射量Ｑ２に達した以降は、通常時に比してより大きななまし量でのなまし噴射（図３のステップＳ３０４参照）が行われることとなる（図４（Ａ））二点鎖線参照）。
したがって、なまし量の増量（図３のステップＳ３０４参照）が行われた場合の燃料噴射の終了時は、通常のなまし量（図３のステップＳ３０６参照）での燃料噴射の終了時に比して、より遅い時期となる（図４（Ａ）参照）。すなわち、図４（Ａ）において、ｔs＞ｔｎである。

すなわち、車両の減速感の悪化を招く所定の温度状況にある場合に、通常より大きななましを行うことは、通常時に比して、時間の経過に対してより多くの噴射を行うこと意味し（図４（Ａ）参照）、それによって通常時に比してエンジントルクをより大とし、車両が減速感を悪化を招く所定の温度状況にある場合に生ずるフリクショントルクとの相殺を行い、フリクションによる減速感の悪化が抑圧されるようになっている。

このように、外気温度、エンジン冷却水の水温や燃料温度が減速感の悪化を招く程に低下した状態における減速時に、通常よりなまし量が増量されて大きななましが施される結果、エンジン冷却水の水温や燃料温度が減速感の悪化を招く程に低下した状態における減速時の車速の低下と、常温時における減速時の車速の低下は、ほぼ一致することとなる（図４（Ｂ）二点鎖線参照）。そのため、従来であれば、減速感の悪化を招くようなエンジン冷却水の水温や燃料温度となっても、常温時における減速感と変わることがなく、ドライバビリティが向上されるものとなっている。

なお、本発明の実施の形態においては、外気温度、エンジン冷却水の水温や燃料温度が減速感の悪化を招く程に低下した状態での減速時におけるなまし制御を伴う燃料噴射の特性線として、図４（Ａ）に一点鎖線で示されたように一つの特性線を示したが、このように一つの特性線に沿ったなまし制御に限定される必要はなく、エンジン冷却水の水温や燃料温度が減速感の悪化を招く程に低下した状態であると判定された場合に、その際の温度に応じて、より適切ななまし噴射を伴う燃料噴射特性が選択されるようにしても勿論良いものである。
すなわち、この場合、エンジン冷却水の水温や燃料温度が減速感の悪化を招く程に低下した状態におけるその冷却水温又は燃料温度が低くなるにしたがい、それぞれの温度に応じたなまし噴射を伴う燃料噴射の特性線が、図４（Ａ）の一点鎖線の右側に複数存在することとなる。

本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。 図１に示された燃料噴射制御装置における燃料噴射制御処理の全体的手順を示すサブルーチンフローチャートである。 図２のフローチャートに示された減速噴射量なまし量算出処理のより具体的な手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるなまし噴射動作を説明する説明図であって、図４（Ａ）は、アクセルペダルが踏まれた加速状態から、減速のためにアクセルペダルの踏み込みが解除された際に、それに対応して電子制御ユニットにおいて生成される制御信号と共に、通常のなまし噴射を伴う噴射における噴射燃料の変化、及び、なまし量の増量が行われてなまし噴射を伴う噴射における噴射燃料の変化を模式的に示した説明図、図４（Ｂ）は、アクセルペダルが踏まれた加速状態から、減速のためにアクセルペダルの踏み込みが解除された際に、それに対応して電子制御ユニットにおいて生成される制御信号と共に、その際の車速の変化を模式的に示した説明図である。

符号の説明

１…ディーゼルエンジン
２−１〜２−ｎ…燃料噴射弁
３…コモンレール
１１…電子制御ユニット
１２…回転センサ
１３…アクセル開度センサ
１４…外気温センサ
１５…水温センサ
１６…燃料温度センサ

Claims (8)

1. 常温減速時に、燃料噴射を時間の経過に対して徐々に行うなまし噴射を行うよう構成されてなる燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法であって、
   減速感の悪化を招く所定の温度状況が車両に生じたと判定された際に、なまし量を増やしてなまし噴射を行うことを特徴とする燃料噴射制御方法。
2. 所定の温度状況は、エンジン冷却水の水温が所定の温度以下、又は、所定の温度領域に低下した状態であることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御方法。
3. 所定の温度状況は、燃料温度が所定の温度以下、又は、所定の温度領域に低下した状態であることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御方法。
4. 所定の温度状況は、外気温度が所定の温度以下、又は、所定の温度領域に低下した状態であることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御方法。
5. 複数の燃料噴射弁を有すると共に、当該燃料噴射弁の動作を制御する電子制御ユニットを有し、常温減速時に、燃料噴射を時間の経過に対して徐々に行うなまし噴射可能に構成されてなる燃料噴射制御装置であって、
   前記電子制御ユニットは、減速感の悪化を招く所定の温度状況が車両に生じたか否かを判定し、減速感の悪化を招く所定の温度状況が車両に生じたと判定された場合に、なまし量を増やしてなまし噴射を行うよう構成されてなることを特徴とする燃料噴射制御装置。
6. 所定の温度状況は、エンジン冷却水の水温が所定の温度以下、又は、所定の温度領域に低下した状態であることを特徴とする請求項５記載の燃料噴射制御装置。
7. 所定の温度状況は、燃料温度が所定の温度以下、又は、所定の温度領域に低下した状態であることを特徴とする請求項５記載の燃料噴射制御装置。
8. 所定の温度状況は、外気温度が所定の温度以下、又は、所定の温度領域に低下した状態であることを特徴とする請求項５記載の燃料噴射制御方法。

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