JP2012057518A

JP2012057518A - 車両加速時における上限燃料噴射量の制御方法

Info

Publication number: JP2012057518A
Application number: JP2010200740A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ueyasu; 耕一上保
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: JP5478432B2

Abstract

【課題】外気温度が変わっても車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにする。
【解決手段】吸気温度が高い時期に合わせたＭＡＰ１と、吸気温度が低い時期に合わせたＭＡＰ２とを吸気温度に応じて使い分け、吸気温度がＴ₁以上であれば、ＭＡＰ１から吸気温度が高い時期に合わせた上限燃料噴射量を読み出して決定し、吸気温度が前記Ｔ₁より低いＴ₂以下であれば、ＭＡＰ２から吸気温度が低い時期に合わせた上限燃料噴射量を読み出して決定し、吸気温度がＴ₁を下まわり且つＴ₂を上まわっていれば、ＭＡＰ１のマップ値とＭＡＰ２のマップ値との間で吸気温度に応じ上限燃料噴射量を補間して決定し、外気温度の変化に伴い吸気温度が変わっても、車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両加速時における上限燃料噴射量の制御方法に関するものである。

従来より車両の加速性が外気温度に応じて変化することが知られており、より具体的には、外気温度の高い夏場に加速性が悪くなって燃費が落ち、外気温度の低い冬場に加速性が良くなって燃費が上がることになる。

これは外気温度の変化によりエンジンが吸い込む吸気の密度が変わることに起因しており、外気温度の低い冬場には、エンジンに吸い込む量は夏場と変わらなくても、吸気の密度が高くなることでより多く酸素が取り込まれ、これにより燃焼性が良化して加速性が向上するためである。

尚、この種の外気温度変化（吸気温度変化）を考慮して最適な空燃比に燃料噴射を制御する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等が既に存在している。

特開平６−２４９０１８号公報

しかしながら、前述のように冬場に加速性が向上してしまうと、アクセルを深く踏み込んで全開加速した時の車両の騒音レベルが上昇し、夏場よりも冬場の方が加速時における騒音が大きくなるという問題があった。

即ち、アクセルを深く踏み込んで全開加速した時の車両の騒音には規制があり、加速時に噴射できる上限燃料噴射量が制御装置で決められて騒音が規制値内に収まるように配慮されているが、夏場に合わせて上限燃料噴射量を決定すると、冬場に騒音が規制値を超えて大きくなる虞れがあり、冬場に合わせて上限燃料噴射量を決定すると、夏場に規制値に対し必要以上に余裕ができて加速性が悪くなる虞れがあった。

尚、制御装置内で上限燃料噴射量を決定するに際しては、エンジンの回転数とブースト圧に基づいて１枚の制御マップから上限燃料噴射量を読み出していたにすぎず、これまでは外気温度や吸気温度を上限燃料噴射量に反映させることができなかった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、外気温度が変わっても車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにすることを目的としている。

本発明は、ターボチャージャをエンジンに搭載した車両の加速時における上限燃料噴射量を制御する方法であって、吸気温度が高い時期に合わせて全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得るよう上限燃料噴射量をエンジンの回転数とブースト圧とに基づいて決定する第一制御マップと、吸気温度が低い時期に合わせて全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得るよう前記第一制御マップよりも相対的に低く抑えた上限燃料噴射量をエンジンの回転数とブースト圧とに基づいて決定する第二制御マップとを併用し、吸気温度が第一設定温度以上である時に、第一制御マップから現在のエンジンの回転数及びブースト圧に基づき上限燃料噴射量を読み出して決定する一方、吸気温度が第一設定温度を下まわっている時には、前記第一設定温度より低い第二設定温度以上であるか否かを更に判定し、吸気温度が第二設定温度以下である時に、第二制御マップから現在のエンジンの回転数及びブースト圧に基づき上限燃料噴射量を読み出して決定し、吸気温度が第一設定温度を下まわり且つ第二設定温度を上まわっている時には、現在のエンジンの回転数及びブースト圧での第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値とを読み出し、これら第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値との間で吸気温度に応じ上限燃料噴射量を補間して決定することを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、吸気温度が高い時期に合わせた第一制御マップと、吸気温度が低い時期に合わせた第二制御マップとが吸気温度に応じて使い分けられ、吸気温度が第一設定温度以上であれば、第一制御マップから吸気温度が高い時期に合わせた上限燃料噴射量が読み出されて決定され、吸気温度が前記第一温度より低い第二設定温度以下であれば、第二制御マップから吸気温度が低い時期に合わせた上限燃料噴射量が読み出されて決定され、吸気温度が第一設定温度を下まわり且つ第二設定温度を上まわっていれば、第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値との間で吸気温度に応じ上限燃料噴射量が補間されて決定されるようになっているので、外気温度の変化に伴い吸気温度が変わっても、車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにすることが可能となる。

また、本発明においては、吸気温度が第一設定温度を下まわり且つ第二設定温度を上まわっている時に、現在のエンジンの回転数及びブースト圧での第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値とを読み出すと共に、吸気温度に基づいて温度補間係数を決定し、第一制御マップのマップ値から第二制御マップのマップ値を減算した値に前記温度補間係数を乗算し、その積を前記第二制御マップのマップ値に加算して上限燃料噴射量を決定するようにしても良い。

上記した本発明の車両加速時における上限燃料噴射量の制御方法によれば、全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得る適切な上限燃料噴射量が吸気温度に応じて決定され、この上限燃料噴射量を超えないように車両の加速時における燃料噴射量が制御されることになるので、外気温度が変わっても車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにすることができ、より具体的には、冬場に吸気の密度が高くなることで燃焼性が良化しても、車両の加速時における上限燃料噴射量を夏場よりも抑えられることができるので、車両の加速性を夏場と同様に維持して騒音が大きくならないようにすることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。図１の制御装置における上限燃料噴射量の制御を示すブロック図である。図１制御装置における具体的な制御手順をフローチャートである。所定の回転数における制御イメージを示すグラフである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における符号１はターボチャージャ２を装備したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ３を介して導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各気筒８（図１では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっており、また、前記ディーゼルエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した後に排気管１１へと送り出されるようになっている。

また、前記ディーゼルエンジン１の適宜位置に、その回転数を検出する回転センサ１２が取り付けられていると共に、エアクリーナ３の出側の吸気管５には、吸気温度を検出する温度センサ１３が取り付けられており、更には、インタークーラ６の出側の吸気管５に、吸気４のブースト圧を検出する圧力センサ１４が取り付けられている。

一般的に、これら回転センサ１２、温度センサ１３、圧力センサ１４は、ディーゼルエンジン１のエンジン制御に不可欠なセンサ類として既存のものとなっているので、本形態例においては、これらの検出信号１２ａ，１３ａ，１４ａを制御装置１５に入力して以下に詳述する如き車両の加速時における上限燃料噴射量の制御を行うようにしている。

即ち、この制御装置１５は、ディーゼルエンジン１の各気筒８に燃料を噴射する燃料噴射装置１６を制御信号１６ａにより制御するようになっているが、その燃料噴射量の制御に関して上限燃料噴射量を規定するようになっている。

図２は前記制御装置１５における上限燃料噴射量の制御をブロック図で示したものであり、この制御装置１５においては、吸気温度が高い時期（夏場）に合わせて全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得るよう上限燃料噴射量をディーゼルエンジン１の回転数とブースト圧とに基づいて決定するＭＡＰ１（第一制御マップ）と、吸気温度が低い時期（冬場）に合わせて全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得るよう前記ＭＡＰ１よりも相対的に低く抑えた上限燃料噴射量をディーゼルエンジン１の回転数とブースト圧とに基づいて決定するＭＡＰ２（第二制御マップ）と、吸気温度に基づき温度補間係数を決定する温度補間係数ＭＡＰとが備えられている。

そして、吸気温度がＴ₁（第一設定温度）以上である時に、ＭＡＰ１のマップ値が上限燃料噴射量として決定され、吸気温度がＴ₂（第二設定温度）以下である時に、ＭＡＰ２のマップ値が上限燃料噴射量として決定され、吸気温度がＴ₁を下まわり且つＴ₂を上まわっている時に、ＭＡＰ１のマップ値からＭＡＰ２のマップ値を減算した値に、前記温度補間係数ＭＡＰから読み出した温度補間係数を乗算し、その積を前記ＭＡＰ２のマップ値に加算して上限燃料噴射量を決定するようにしている。

尚、吸気温度がＴ₁を下まわり且つＴ₂を上まわっている時の上限燃料噴射量の求め方を式で表わすと次式のようになる。
［数１］
ＭＡＰ２のマップ値＋（ＭＡＰ１のマップ値−ＭＡＰ２のマップ値）×温度補間係数

図３は前記制御装置１５における具体的な制御手順をフローチャートで示したものであり、先ずステップＳ１で回転センサ１２、温度センサ１３、圧力センサ１４からの検出信号１２ａ，１３ａ，１４ａに基づきディーゼルエンジン１の回転数、ブースト圧、吸気温度が検出され、次いで、ステップＳ２で吸気温度がＴ₁以上であるか否かが判定され、吸気温度がＴ₁以上であれば、ステップＳ３に進んでＭＡＰ１から現在のディーゼルエンジン１の回転数及びブースト圧に基づき上限燃料噴射量が読み出されてステップＳ４で決定される。

また、先のステップＳ２で吸気温度がＴ₁を下まわっていれば、ステップＳ５に進んで前記Ｔ₁より低いＴ₂以下であるか否かが更に判定され、吸気温度がＴ₂以下であれば、ステップＳ６に進んでＭＡＰ２から現在のディーゼルエンジン１の回転数及びブースト圧に基づき上限燃料噴射量が読み出されてステップＳ４で決定される。

更に、先のステップＳ５で吸気温度がＴ₂を上まわっていれば、ステップＳ７へ進んで現在のディーゼルエンジン１の回転数及びブースト圧でのＭＡＰ１のマップ値とＭＡＰ２のマップ値とが読み出され、これらＭＡＰ１のマップ値とＭＡＰ２のマップ値との間で吸気温度に応じ上限燃料噴射量が補間されて求められ（図２及び数１を参照）、ステップＳ４で決定される。

而して、このようにすれば、図４にディーゼルエンジン１の所定の回転数における制御イメージを示しているように、吸気温度が高い時期に合わせたＭＡＰ１と、吸気温度が低い時期に合わせたＭＡＰ２とが吸気温度に応じて使い分けられ、吸気温度がＴ₁以上であれば、ＭＡＰ１から吸気温度が高い時期に合わせた上限燃料噴射量が読み出されて決定され、吸気温度が前記Ｔ₁より低いＴ₂以下であれば、ＭＡＰ２から吸気温度が低い時期に合わせた上限燃料噴射量が読み出されて決定され、吸気温度がＴ₁を下まわり且つＴ₂を上まわっていれば、ＭＡＰ１のマップ値とＭＡＰ２のマップ値との間で吸気温度に応じ上限燃料噴射量が補間されて決定されるようになっているので、外気温度の変化に伴い吸気温度が変わっても、車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにすることが可能となる。

従って、上記形態例によれば、全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得る適切な上限燃料噴射量が吸気温度に応じて決定され、この上限燃料噴射量を超えないように車両の加速時における燃料噴射量が制御されることになるので、外気温度が変わっても車両の加速性を一定に維持して加速時における騒音のレベルが変わらないようにすることができ、より具体的には、冬場に吸気の密度が高くなることで燃焼性が良化しても、車両の加速時における上限燃料噴射量を夏場よりも抑えられることができるので、車両の加速性を夏場と同様に維持して騒音が大きくならないようにすることができる。

尚、本発明の車両加速時における上限燃料噴射量の制御方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ディーゼルエンジン（エンジン）
２ターボチャージャ
４吸気
１２回転センサ
１２ａ検出信号
１３温度センサ
１３ａ検出信号
１４圧力センサ
１４ａ検出信号
１５制御装置

Claims

ターボチャージャをエンジンに搭載した車両の加速時における上限燃料噴射量を制御する方法であって、
吸気温度が高い時期に合わせて全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得るよう上限燃料噴射量をエンジンの回転数とブースト圧とに基づいて決定する第一制御マップと、
吸気温度が低い時期に合わせて全開加速時の車両騒音を規定値内に抑制し得るよう前記第一制御マップよりも相対的に低く抑えた上限燃料噴射量をエンジンの回転数とブースト圧とに基づいて決定する第二制御マップとを併用し、
吸気温度が第一設定温度以上である時に、第一制御マップから現在のエンジンの回転数及びブースト圧に基づき上限燃料噴射量を読み出して決定する一方、
吸気温度が第一設定温度を下まわっている時には、前記第一設定温度より低い第二設定温度以上であるか否かを更に判定し、
吸気温度が第二設定温度以下である時に、第二制御マップから現在のエンジンの回転数及びブースト圧に基づき上限燃料噴射量を読み出して決定し、
吸気温度が第一設定温度を下まわり且つ第二設定温度を上まわっている時には、現在のエンジンの回転数及びブースト圧での第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値とを読み出し、これら第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値との間で吸気温度に応じ上限燃料噴射量を補間して決定することを特徴とする車両加速時における上限燃料噴射量の制御方法。
吸気温度が第一設定温度を下まわり且つ第二設定温度を上まわっている時に、現在のエンジンの回転数及びブースト圧での第一制御マップのマップ値と第二制御マップのマップ値とを読み出すと共に、吸気温度に基づいて温度補間係数を決定し、第一制御マップのマップ値から第二制御マップのマップ値を減算した値に前記温度補間係数を乗算し、その積を前記第二制御マップのマップ値に加算して上限燃料噴射量を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両加速時における上限燃料噴射量の制御方法。