JP3211502B2

JP3211502B2 - 過給機付内燃機関の最大噴射量制御装置

Info

Publication number: JP3211502B2
Application number: JP20666793A
Authority: JP
Inventors: 俊夫藤村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 2001-09-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH0763079A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は過給機付内燃機関に係
り、詳しくは、その内燃機関への吸入空気の状態に対す
る噴射量限度としての最大噴射量を制御する最大噴射量
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば特開
昭５６−７５９２８号公報に開示されたものが知られて
いる。この技術では、アイドリング時において、アイド
ル回転数が目標とする回転数（目標回転数）に一致する
ような制御、いわゆるＩＳＣ制御が実行される。ここ
で、そのときの燃料噴射ポンプ内のコントロールスリー
ブの位置と、該コントロールスリーブの初期位置との差
に相当するプランジャストロークの偏差が、燃料噴射ポ
ンプを含む燃料系の経年変化度として捉えられる。そし
て、その経年変化度に基づいて、アイドリング時以外
の、例えば、全負荷時の燃料噴射量が補正される。

【０００３】この補正によって、エンジンの「なじみ効
果」に基づくフリクションの軽減によるエンジン回転数
の上昇、或いはスモークの発生といった不具合の抑制が
図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術は、アイドリング時の燃料噴射量と、低回転・全負荷
時の燃料噴射量との間に、１：１の明確な相関関係があ
る場合に限ってはじめてその効果が発揮されるものであ
る。しかしながら、上記従来技術では、実際には、燃料
噴射ポンプ単体の個々のばらつきにより、１：１の相関
関係からずれるものも多く存在しうる。つまり、アイド
リング時において捉えられた燃料系の経年変化度は、必
ずしもそのまま全負荷時の燃料噴射量に適用されるべき
でない場合があった。かかる場合に、上記のような補正
がなされた場合には、噴射量の制御が必ずしも精度良く
行われないおそれがあった。その結果、適切な量での燃
料噴射がなされず、低回転・全負荷時において、スモー
クの低減が充分に図られないおそれがあった。

【０００５】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、燃料系に、製品間個々のば
らつき、経時変化によるばらつきが存在したとしても、
確実にスモークの発生を低減することの可能な過給機付
内燃機関の最大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、本発明においては、図１に示すように、内燃機関Ｍ
１の吸入空気を昇圧させる過給機Ｍ２と、前記内燃機関
Ｍ１への燃料噴射を行う燃料噴射手段Ｍ３と、前記内燃
機関Ｍ１の過給圧を含む運転状態を検出する運転状態検
出手段Ｍ４と、前記運転状態検出手段Ｍ４による検出結
果に基づいて燃料噴射の最大噴射量を演算するととも
に、全負荷時過給圧に対応した最大噴射量を所定値以下
に設定する最大噴射量演算手段Ｍ５と、前記最大噴射量
演算手段Ｍ５により演算された最大噴射量に基づいて前
記燃料噴射手段Ｍ３を駆動制御する噴射制御手段Ｍ６と
を備えた過給機付内燃機関の最大噴射量制御装置におい
て、前記運転状態検出手段Ｍ４により検出される全負荷
時における実際の過給圧と、前記運転状態検出手段Ｍ４
にて運転状態として検出される前記内燃機関の機関回転
数に応じて設定される全負荷時に対応した基準過給圧と
を比較する比較手段Ｍ７と、前記比較手段Ｍ７において
前記実際の過給圧が前記基準過給圧を上回ることを条件
に、前記最大噴射量を前記機関回転数に基づき可変設定
される所定量をもって漸次減量補正する噴射量補正手段
Ｍ８とを設けたことをその要旨としている。

【０００７】

【０００８】

【作用】上記の本発明の構成によれば、図１に示すよう
に、内燃機関Ｍ１の吸入空気が過給機Ｍ２により昇圧さ
れる。また、燃料噴射手段Ｍ３により、内燃機関Ｍ１へ
の燃料噴射が行われる。さらに、運転状態検出手段Ｍ４
により、内燃機関Ｍ１の過給圧を含む運転状態が検出さ
れる。最大噴射量演算手段Ｍ５により、運転状態検出手
段Ｍ４による検出結果に基づいて燃料噴射の最大噴射量
が演算されるとともに、全負荷時過給圧に対応した最大
噴射量が所定値以下に設定される。そして、最大噴射量
演算手段Ｍ５により演算された最大噴射量に基づいて、
噴射制御手段Ｍ６により、燃料噴射手段Ｍ３が駆動制御
される。

【０００９】ここで、この発明では、運転状態検出手段
Ｍ４により検出される全負荷時における実際の過給圧
と、運転状態検出手段Ｍ４により検出される機関回転数
に応じて設定される全負荷時に対応して予め設定される
全負荷時に対応した基準過給圧とが比較手段Ｍ７により
比較される。そして、比較手段Ｍ７において実際の過給
圧が基準過給圧を上回ることを条件に、噴射量補正手段
Ｍ８により、前記機関回転数に基づき可変設定される所
定量をもって前記最大噴射量が漸次減量補正される。

【００１０】従って、この発明によれば、燃料噴射手段
Ｍ３に製品間個々のばらつき、経時変化によるばらつき
が存在した場合であっても、そのときの実際の噴射量の
ばらつきが、実際の過給圧に確実に反映される。そし
て、この発明では、その実際の過給圧が基準過給圧を上
回ることを条件に、最大噴射量が所定量ずつ漸次減量補
正される。そのため、燃料系に、製品間個々のばらつ
き、経時変化によるばらつきが存在したとしても、全負
荷時の噴射量はスモークの発生を抑制するように補正さ
れうる。

【００１１】しかも、回転数によって噴射量変化に対す
る過給圧の変化感度が異なる場合、その可変とされる補
正量により、過敏な補正が抑制され、より高精度な補正
が図られる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明における過給機付内燃機関の
最大噴射量制御装置を電子制御ディーゼルエンジンのそ
れに具体化した一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１３】図２はこの実施例における過給機付ディー
ゼルエンジンシステムの概略構成を示し、図３はその分
配型燃料噴射ポンプ１を拡大して示している。燃料噴射
手段としての燃料噴射ポンプ１はドライブプーリ２を備
え、そのドライブプーリ２が内燃機関としてのディーゼ
ルエンジン３のクランクシャフト４０に対し、ベルト等
を介して駆動連結されている。そして、クランクシャフ
ト４０によりドライブプーリ２が回転されて燃料噴射ポ
ンプ１が駆動されることにより、ディーゼルエンジン３
の各気筒（本実施例では４気筒）毎に設けられた燃料噴
射ノズル４に、燃料管路４ａを通じて燃料が圧送され
る。

【００１４】この実施例において、燃料噴射ノズル４
は、針弁とその針弁の開弁圧力を調整するスプリングと
を内蔵してなる自動弁となっており、所定レベル以上の
燃料圧力を得て開弁される。従って、燃料噴射ポンプ１
から圧送される燃料により、燃料管路４ａを通じて燃料
噴射ノズル４に所定レベル以上の燃料圧力が付与され
る。この圧力が付与されることによって、同ノズル４か
らディーゼルエンジン３へと燃料が噴射される。

【００１５】燃料噴射ポンプ１にはドライブシャフト５
が設けられ、そのドライブシャフト５の先端にドライブ
プーリ２が取付けられている。ドライブシャフト５の途
中には、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度だけ展開されている）６が設けられ
ている。又、ドライブシャフト５の基端側には、円板状
のパルサ７が取付けられている。このパルサ７の外周面
には、ディーゼルエンジン３の気筒数と同数の、即ちこ
の実施例では４ヶ所（合計で「８個分」）の欠歯が等角
度間隔をもって形成されている。又、各欠歯の間には、
１４個ずつ（合計で「５６個」）の突起が等角度間隔を
もって形成されている。そして、ドライブシャフト５の
基端部は図示しないカップリングを介してカムプレート
８に連結されている。

【００１６】パルサ７とカムプレート８との間には、ロ
ーラリング９が設けられている。又、ローラリング９の
円周方向には、カムプレート８のカムフェイス８ａに対
向する複数のカムローラ１０が取付けられている。カム
フェイス８ａはディーゼルエンジン３の気筒数と同数だ
け設けられている。又、カムプレート８はスプリング１
１によってカムローラ１０に係合するように付勢されて
いる。

【００１７】カムプレート８には燃料加圧用のプランジ
ャ１２の基端が一体回転可能に取付けられている。そし
て、それらカムプレート８とプランジャ１２とがドライ
ブシャフト５の回転に伴って一体的に回転駆動される。
即ち、ドライブシャフト５の回転力がカップリングを介
してカムプレート８に伝達されることにより、カムプレ
ート８がカムローラ１０に係合しながら回転される。こ
の回転により、カムプレート８が回転されながら気筒数
と同数だけ図中左右方向へ往復動され、それに伴ってプ
ランジャ１２が回転しながら同方向へ往復動される。つ
まり、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）される。又、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（ダウ
ン）される。

【００１８】ポンプハウジング１３にはシリンダ１４が
形成され、そのシリンダ１４にプランジャ１２が嵌挿さ
れている。そして、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。又、プラ
ンジャ１２の先端側外周には、気筒数と同数だけ吸入溝
１６と分配ポート１７がそれぞれ形成されている。更
に、それら吸入溝１６及び分配ポート１７に対応して、
ポンプハウジング１３には分配通路１８及び吸入ポート
１９がそれぞれ形成さている。

【００１９】尚、この実施例のポンプハウジング１３に
おいて、各分配通路１８の出口側にはコンスタント・プ
レッシャ・バルブ（ＣＰＶ）よりなるデリバリバルブ３
６が設けられている。このデリバリバルブ３６は、分配
通路１８から燃料管路４ａへ圧送される燃料の逆流を防
止するためのものであり、ある一定レベル以上の燃料圧
力を得て開弁される。

【００２０】そして、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、図示し
ない燃料タンクから燃料供給ポート２０を通じて燃料室
２１内に燃料が導入される。又、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では、吸入溝１
６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１５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
行程では、燃料管路４ａを通じて分配通路１８から各気
筒の燃料噴射ノズル４へ燃料が圧送されて噴射される。

【００２１】ポンプハウジング１３において、高圧室１
５と燃料室２１との間には、燃料を溢流（スピル）させ
るためのスピル通路２２が形成されている。又、このス
ピル通路２２の途中には電磁スピル弁２３が設けられて
いる。そして、その電磁スピル弁２３は高圧室１５から
の燃料のスピルを調整するために開閉される。電磁スピ
ル弁２３は常開型の弁であり、コイル２４が無通電（オ
フ）の状態では弁体２５によりスピル通路２２が開放さ
れ、即ち開弁され、高圧室１５内の燃料が燃料室２１へ
とスピルされる。一方、コイル２４が通電（オン）され
ることにより、弁体２５によりスピル通路２２が閉鎖さ
れ、即ち閉弁され、高圧室１５から燃料室２１への燃料
のスピルが遮断される。

【００２２】従って、電磁スピル弁２３が通電によって
オン・オフ制御されることにより、同弁２３が閉弁・開
弁制御され、高圧室１５から燃料室２１への燃料のスピ
ルが調整される。そして、プランジャ１２の圧縮行程中
に電磁スピル弁２３が開弁されることにより、高圧室１
５内における燃料が減圧されて燃料噴射ノズル４からの
燃料噴射が停止される。つまり、プランジャ１２が往動
していても、電磁スピル弁２３が開弁されている間は、
高圧室１５内の燃料圧力が上昇せず、燃料噴射ノズル４
からの燃料噴射が行われない。又、プランジャ１２の往
動中に、電磁スピル弁２３の開弁時期が制御されること
により、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射の終了時期が
調整されて気筒への燃料噴射量が制御される。

【００２３】ポンプハウジング１３の下側には、燃料噴
射時期を進角側或いは遅角側へ制御するためのタイマ装
置（この図では「９０度」だけ展開されている）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の回転位置を
変更させることにより、カムフェイス８ａがカムローラ
１０に係合する時期、即ちプランジャ１２が往復動され
る時期を変更するためのものである。

【００２４】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とを備えてい
る。又、タイマハウジング２７内においてタイマピスト
ン２８の両側はそれぞれ低圧室２９と加圧室３０となっ
ている。そして、低圧室２９には、タイマピストン２８
を加圧室３０へ押圧付勢するタイマスプリング３１が設
けられている。更に、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に連結されている。

【００２５】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。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。又、その
タイマピストン２８の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１２の往復動時期が決定される。

【００２６】タイマ装置２６の制御油圧としては燃料噴
射ポンプ１の内部の燃料圧力が用いられている。そし
て、その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。即
ち、タイマハウジング２７の加圧室３０と低圧室２９と
の間には連通路３４が設けられており、その連通路３４
の途中にＴＣＶ３３が設けられている。ＴＣＶ３３はデ
ューティ制御された通電信号によって開度が制御される
電磁弁であり、そのＴＣＶ３３の開度が制御されること
により、加圧室３０内の燃料圧力が調整される。そし
て、その燃料圧力が調整されることにより、プランジャ
１２の往復動時期が制御され、もって燃料噴射ノズル４
からの燃料噴射時期が進角側或いは遅角側へと制御され
る。

【００２７】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の突起等に横切られる際に、それらの通過を
検出してパルス信号として出力する。即ち、回転数セン
サ３５は一定クランク角度毎のエンジン回転パルス信号
を出力する。併せて、回転数センサ３５は、パルサ７の
欠歯による一定クランク角度に相当するエンジン回転パ
ルス信号を基準位置信号として出力する。又、この回転
数センサ３５は、一連のエンジン回転パルス信号を、回
転速度（機関回転数としてのエンジン回転数ＮＥ）を求
めるための信号として出力する。尚、回転数センサ３５
はローラリング９と一体であることから、タイマ装置２
６の制御動作に関わりなく、プランジャ１２の往復動に
対し一定のタイミングで基準となるエンジン回転パルス
信号を出力可能である。

【００２８】また、ポンプハウジング１３には、ディー
ゼルエンジン３に供給される燃料の温度（燃料温度）Ｔ
ＨＦを検出する燃温センサ７８が取付けられている。こ
の燃温センサ７８の取付位置は、燃料噴射ポンプ１の燃
料通路のうち、燃料フィードポンプ６よりも下流側（出
口側）であることが望ましい。これは、燃料ポンプ１内
での燃料温度が一定ではなく、例えば燃料フィードポン
プ６等で燃料が発熱し、燃料温度が上昇する。そのた
め、ディーゼルエンジン３に近い出口部分の温度で燃料
温度ＴＨＦを代表させているのである。燃温センサ７８
は、温度によって電気抵抗値が大きく変化するサーミス
タを内蔵しており、燃料温度の変化をこのサーミスタの
電気抵抗値の変化でもって検出するのである。

【００２９】次に、ディーゼルエンジン３について説明
する。図２において、ディーゼルエンジン３において
は、シリンダボア４１、ピストン４２及びシリンダヘッ
ド４３により各気筒に対応する主燃焼室４４がそれぞれ
形成されている。又、シリンダヘッド４３には、各主燃
焼室４４に連通する副燃焼室４５がそれぞれ形成されて
いる。そして、各副燃焼室４５には各燃料噴射ノズル４
から燃料が噴射される。各副燃焼室４５には、始動補助
装置としての周知のグロープラグ４６がそれぞれ設けら
れている。

【００３０】一方、ディーゼルエンジン３には、各気筒
に連通する吸気通路４９及び排気通路５０がそれぞれ設
けられている。又、吸気通路４９には過給機を構成する
ターボチャージャ５１のコンプレッサ５２が設けられ、
排気通路５０にはターボチャージャ５１のタービン５３
が設けられている。更に、排気通路５０にはウェイスト
ゲートバルブ５４が設けられている。周知のように、タ
ーボチャージャー５１は排気ガスのエネルギーを利用し
てタービン５３を回転させ、その同軸上にあるコンプレ
ッサ５２を回転させて吸入空気を昇圧させるものであ
る。そして、吸入空気が昇圧されることにより、高密度
の空気が主燃焼室４４へと送り込まれて副燃焼室４５を
通じて噴射された燃料が多量に燃焼され、ディーゼルエ
ンジン３の出力が増大される。又、ウェイストゲートバ
ルブ５４が開閉されることにより、ターボチャージャ５
１による吸入空気の昇圧レベルが調節される。

【００３１】吸気通路４９と排気通路５０との間には、
エキゾーストガスリサキュレイションバルブ通路（ＥＧ
Ｒ通路）５６が設けられている。そして、このＥＧＲ通
路５６により、排気通路５０内の排気の一部が吸気通路
４９における吸気ポート５５の近くに再循環される。
又、ＥＧＲ通路５６の途中にはＥＧＲバルブ５７が設け
られ、そのＥＧＲバルブ５７によって排気再循環量（Ｅ
ＧＲ量）が調節される。更に、そのＥＧＲバルブ５７を
開閉駆動させるために、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（ＥＶＲＶ）５８
が設けられている。そして、ＥＶＲＶ５８によりＥＧＲ
バルブ５７が開閉駆動されることにより、ＥＧＲ通路５
６を通じて排気通路５０から吸気通路４９へ導かれるＥ
ＧＲ量が調節される。

【００３２】吸気通路４９の途中にはスロットルバルブ
５９が設けられ、同バルブ５９がアクセルペダル６０の
踏み込みに連動して開閉される。又、吸気通路４９に
は、スロットルバルブ５９と並んでバイパス通路６１が
設けられており、同通路６１にはバイパス絞り弁６２が
設けられている。このバイパス絞り弁６２を開閉駆動さ
せるために、二段ダイヤフラム室式のアクチュエータ６
３が設けられている。又、そのアクチュエータ６３を駆
動させるための二つのバキュームスイッチングバルブ
（ＶＳＶ）６４，６５が設けられている。そして、各Ｖ
ＳＶ６４，６５がオン・オフ制御されてアクチュエータ
６３が駆動されることにより、バイパス絞り弁６２が開
閉制御される。例えば、このバイパス絞り弁６２は、ア
イドル運転時に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。

【００３３】上記のような電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３
３、グロープラグ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６
４，６５は、電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」とい
う）７１にそれぞれ電気的に接続されている。そして、
それら各部材２３，３３，４６，５８，６４，６５の駆
動タイミングがＥＣＵ７１により制御される。

【００３４】ディーゼルエンジン３の運転状態を検出す
るセンサとしては、前述した回転数センサ３５等に加え
て、以下の各種センサが設けられている。即ち、吸気通
路４９の入口に設けられたエアクリーナ６９の近傍に
は、吸気通路４９に吸入される空気の温度、即ち吸気温
度ＴＨＡを検出してその検出値の大きさに応じた信号を
出力する吸気温センサ７２が設けられている。

【００３５】又、スロットルバルブ５９の近傍には、同
バルブ５９の開閉位置からエンジン負荷に相当するアク
セル開度ＡＣＣＰを検出してその検出値の大きさに応じ
た信号を出力するアクセルセンサ７３が設けられてい
る。

【００３６】吸気ポート５５の近傍には、ターボチャー
ジャ５１によって過給された後の吸入空気の圧力、即ち
過給圧ＰｉＭを検出してその検出値の大きさに応じた信
号を出力する吸気圧センサ７４が設けられている。

【００３７】更に、ディーゼルエンジン３には、その冷
却水の温度、即ち冷却水温ＴＨＷを検出してその検出値
の大きさに応じた信号を出力する水温センサ７５が設け
られている。

【００３８】又、ディーゼルエンジン３には、クランク
シャフト４０の回転基準位置、例えば特定気筒の上死点
に対するクランクシャフト４０の回転位置を検出し、そ
の回転位置に対応する信号を出力するクランク角センサ
７６が設けられている。

【００３９】更に又、トランスミッションには、車両速
度（車速）ＳＰＤを検出してその検出値の大きさに応じ
た信号を出力する車速センサ７７が設けられている。こ
の実施例では、これら各センサ３５，７２〜７８により
運転状態検出手段が構成されている。

【００４０】そして、ＥＣＵ７１には、上述した各セン
サ３５，７２〜７８がそれぞれ接続されている。又、Ｅ
ＣＵ７１は各センサ３５，７２〜７８から出力される各
信号に基づき、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロー
プラグ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６４，６５等を
好適に制御する。そして、本実施例では、ＥＣＵ７１に
より、最大噴射量演算手段、噴射制御手段、比較手段及
び噴射量補正手段が構成されている。

【００４１】次に、前述したＥＣＵ７１の構成を図４に
示すブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７１は中央処
理装置（ＣＰＵ）８１、所定の制御プログラム及びマッ
プ等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８
２、ＣＰＵ８１の演算結果等を一時記憶するランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）８３、記憶されたデータを保存
するバックアップＲＡＭ８４等を備えている。そして、
ＥＣＵ７１はこれら各部８１〜８４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。

【００４２】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、水温
センサ７５及び燃温センサ７８が、各バッファ８８，８
９，９０，９１，９２、マルチプレクサ９４及びＡ／Ｄ
変換器９５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９６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３５，７２〜７８等か
らの信号をそれぞれ入力値として読み込む。又、出力ポ
ート８６には各駆動回路１００，１０１，１０２，１０
３，１０４，１０５を介して電磁スピル弁２３、ＴＣＶ
３３、グロープラグ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６
４，６５等がそれぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ
８１は各センサ３５，７２〜７８から読み込まれた入力
値に基づき、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、グロープ
ラグ４６、ＥＶＲＶ５８及び各ＶＳＶ６４，６５等をそ
れぞれ好適に制御する。

【００４３】尚、この実施例において、グロープラグ４
６はディーゼルエンジン３の各気筒毎に設けられている
ものであるが、図４のブロック図では便宜上その中の一
つのみが図示されている。

【００４４】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
るディーゼルエンジン３の燃料噴射量演算の処理動作に
ついて図５〜図９に従って説明する。図５は、ＥＣＵ７
１により実行される各処理のうち、「最大噴射量演算ル
ーチン」を示すフローチャートである。このルーチン
は、所定時間毎の定時割り込み処理として実行される。

【００４５】処理がこのルーチンに移行すると、まず、
ＥＣＵ７１は、ステップ１０１において、回転数センサ
３５、吸気圧センサ７４、吸気温センサ７２及び燃温セ
ンサ７８等からの検出信号に基づき、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、過給圧ＰｉＭ、吸気温度ＴＨＡ及び燃料温度ＴＨＦ
等を読み込む。

【００４６】次に、ステップ１０２においては、今回読
み込んだエンジン回転数ＮＥが、予め定められた所定回
転数ＮＥ１よりも大きく、かつ、予め定められた所定回
転数ＮＥ２（ＮＥ１＜ＮＥ２）よりも小さいか否かを判
断する。そして、エンジン回転数ＮＥが、上記範囲にあ
る場合には、現在の運転状態が、補正を必要とする運転
状態にある可能性があるものとして、ステップ１０３へ
移行する。

【００４７】ステップ１０３においては、今回読み込ん
だ過給圧ＰｉＭが予め定められた基準過給圧ＰｉＭ１よ
りも大きいか否かを判断する。ここで、基準過給圧Ｐｉ
Ｍ１は、図６に示すように、そのときどきのエンジン回
転数ＮＥに応じて増加するよう予めマップに記憶されて
いる。すなわち、エンジン回転数ＮＥに応じて基準過給
圧ＰｉＭ１が補間計算され、その計算された基準過給圧
ＰｉＭ１と、実際の過給圧ＰｉＭとが比較されるのであ
る。そして、過給圧ＰｉＭが基準過給圧ＰｉＭ１よりも
大きい場合には、燃料系の個々のばらつき、或いは経時
変化によって、過給圧ＰｉＭが基準過給圧ＰｉＭ１を超
えている可能性が高く、最大噴射量の補正の必要性が高
いものとして、続くステップ１０４へ移行する。

【００４８】ステップ１０４においては、今回読み込ん
だ吸気温度ＴＨＡ及び燃料温度ＴＨＦが、それぞれ予め
定められた基準吸気温度ＴＨＡ１及び基準燃料温度ＴＨ
Ｆ１よりも大きいか否かを判断する。ここで、吸気温度
ＴＨＡ及び燃料温度ＴＨＦが、基準吸気温度ＴＨＡ１及
び基準燃料温度ＴＨＦ１以下の場合には、燃料噴射量が
増大する傾向にある。このため、燃料系の個々のばらつ
き、或いは経時変化によらずとも、過給圧ＰｉＭが基準
過給圧ＰｉＭ１よりも大きくなってしまうおそれがあ
る。そこで、この実施例では、その正常時での誤補正を
未然に防止するために、上記の判断を実行するのであ
る。そして、吸気温度ＴＨＡ及び燃料温度ＴＨＦが、そ
れぞれ基準吸気温度ＴＨＡ１及び基準燃料温度ＴＨＦ１
よりも大きい場合には、燃料系の個々のばらつき、或い
は経時変化によって、過給圧ＰｉＭが基準過給圧ＰｉＭ
１を超えており、最大噴射量の補正の必要性があるもの
として、ステップ１０５へ移行する。

【００４９】ステップ１０５においては、バックアップ
ＲＡＭ８４に格納されている補正係数Ｋ_PBから所定値α
を減算した値を、新たな補正係数Ｋ_PBとして設定すると
ともに、その値をエンジン回転数ＮＥ毎に再びバックア
ップＲＡＭ８４に格納する。ここで、上記したように、
補正係数Ｋ_PBは、エンジン回転数ＮＥ毎にバックアップ
ＲＡＭ８４に格納されており、後述する最大噴射量ＱＦ
ＵＬＬが算出されるに際して補間計算されて用いられる
ものである。また、所定値αは、図７に示すように、そ
のときどきのエンジン回転数ＮＥに応じて可変となって
いる。これは、燃料系のばらつきの感度がエンジン回転
数ＮＥによって異なるためである。すなわち、図８に示
すように、例えばエンジン回転数ＮＥが「１６００ｒｐ
ｍ」程度の領域においては、例えば「１０００ｒｐ
ｍ」、「１８００ｒｐｍ」といった領域に比べて、過給
圧ＰｉＭ及び燃料噴射量の変化度合いが大きい。換言す
れば、「１６００ｒｐｍ」程度の領域が、最も敏感に燃
料噴射量に反映される領域である。このため、かかる領
域における所定値αを「１０００ｒｐｍ」、「１８００
ｒｐｍ」の領域における値と同等にした場合には、過給
圧ＰｉＭ及び燃料噴射量が大きく変動してしまう。従っ
て、この実施例では、エンジン回転数ＮＥが「１６００
ｒｐｍ」程度の領域において、所定値αがその他の領域
における場合に比べて小さめに設定されているのであ
る。

【００５０】そして、次のステップ１０６においては、
最大噴射量ＱＦＵＬＬを算出する。この最大噴射量ＱＦ
ＵＬＬは、下記式に従って算出される。ＱＦＵＬＬ＝（ＱＢＡＳＥ＋ＱＰｉＭ）Ｋ_PB ここで、ＱＢＡＳＥは、各種の運転状態に応じて別途の
ルーチンで決定される基本噴射量である。また、ＱＰｉ
Ｍは、過給圧ＰｉＭに基づく増量項である。さらに、上
記の演算において、補正係数Ｋ_PBは、前述したように、
エンジン回転数ＮＥ毎にバックアップＲＡＭ８４に格納
されている。そして、そのときどきのエンジン回転数Ｎ
Ｅに応じて補間計算される。そして、ＥＣＵ７１は、そ
の後の処理を一旦終了する。

【００５１】また、上記ステップ１０２において、エン
ジン回転数ＮＥが、所定回転数ＮＥ１よりも大きく、か
つ、予め定められた所定回転数ＮＥ２よりも小さいとい
う条件を満たさない場合、ステップ１０３において、過
給圧ＰｉＭが基準過給圧ＰｉＭ１よりも大きくない場
合、或いは、ステップ１０４において、吸気温度ＴＨＡ
及び燃料温度ＴＨＦのいずれかが、それぞれ基準吸気温
度ＴＨＡ１及び基準燃料温度ＴＨＦ１よりも大きくない
場合には、燃料系のばらつきを考慮して、補正係数Ｋ_PB
を補正する必要がないものとしてステップ１０６へ移行
する。そして、バックアップＲＡＭ８４に格納された補
正係数Ｋ_PBがそのまま用いられた上で、最大噴射量ＱＦ
ＵＬＬの算出がなされる。

【００５２】このように、この「最大噴射量演算ルーチ
ン」においては、所定条件下で、補正係数Ｋ_PBが更新、
設定されるとともに、その補正係数Ｋ_PBに基づいて最大
噴射量ＱＦＵＬＬが演算される。そして、その最大噴射
量ＱＦＵＬＬに基づいて燃料噴射量が決定され、別途の
ルーチンにおける燃料噴射量制御がなされる。

【００５３】以上、説明したように、この実施例におい
ては、最大噴射量ＱＦＵＬＬが算出されるにあたり、実
際の過給圧ＰｉＭと、予め設定された基準過給圧ＰｉＭ
１とが比較される。そして、その比較結果において、過
給圧ＰｉＭが基準過給圧ＰｉＭ１よりも大きく、かつ、
所定条件を満足する場合には、補正係数Ｋ_PBがその都度
所定値αだけ減算されて設定される。そして、その補正
された補正係数Ｋ_PBに基づいて最大噴射量ＱＦＵＬＬが
決定される。

【００５４】従って、燃料噴射ポンプ１や燃料噴射ノズ
ル４等の燃料系に製品間個々のばらつき、或いは経時変
化によるばらつきが存在した場合であっても、そのとき
の実際の噴射量のばらつきが、実際の過給圧ＰｉＭに確
実に反映される。そして、この実施例では、その実際の
過給圧ＰｉＭと基準過給圧ＰｉＭ１との比較結果に応じ
て補正係数Ｋ_PBが補正されて、最大噴射量ＱＦＵＬＬが
補正される。すなわち、例えば図９に示すように、製品
間個々のばらつき、経時変化によるばらつきが生じ、燃
料系が当初の理想特性から、上限側にずれたとする。こ
れに伴い、過給圧ＰｉＭが基準過給圧ＰｉＭ１よりも大
きくなったとき、燃料噴射量に何らの補正もなされない
場合には、同図に示すように、スモークの発生量も急激
に増大してしまう。しかし、この実施例では、過給圧Ｐ
ｉＭが基準過給圧ＰｉＭ１よりも大きくなった場合、補
正係数Ｋ_PBが小さくなる方向に補正されて、最大噴射量
ＱＦＵＬＬが小さくなる方向に補正される。そのため、
全負荷時の噴射量がスモークの発生を抑制するように補
正することができる。その結果、燃料系に製品間個々の
ばらつき、経時変化によるばらつきが存在したとして
も、確実にスモークの発生を低減することができる。

【００５５】また、この実施例では、補正係数Ｋ_PBの更
新に際して用いられる所定値αは、エンジン回転数ＮＥ
に応じて可変とされる。より詳しくは、最も敏感に燃料
噴射量に反映される領域であるところのエンジン回転数
ＮＥ「１６００ｒｐｍ」程度の領域における所定値α
が、その他の領域における場合に比べて小さめに設定さ
れている。このため、敏感に燃料噴射量に反映されるこ
の領域において、補正の精度が高められることとなる。
従って、特に、このような敏感な領域における、過敏な
補正が抑制されることなる。その結果、上記の最大噴射
量ＱＦＵＬＬの補正に際し、より高精度な補正を図るこ
とができる。

【００５６】さらに、この実施例では、定常、過渡運転
状態のみならず、高地条件下等、いかなる運転状態にお
いても、補正係数Ｋ_PBの更新が可能である。従って、全
ての運転条件下において、燃料系のばらつきに起因する
噴射量のばらつきを補正し、もってスモークの発生を抑
制することができる。

【００５７】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。（１）前記実施例では、補正係数Ｋ_PBの更新に際し、吸
気温度ＴＨＡ及び燃料温度ＴＨＦをも考慮に入れる構成
としたが、これらを考慮に入れずに更新してもよい。

【００５８】（２）前記実施例では、設定された補正係
数Ｋ_PBをエンジン回転数ＮＥ毎にバックアップＲＡＭ８
４に記憶させ、最大噴射量ＱＦＵＬＬの計算時には、補
間計算により補正係数Ｋ_PBを算出する場合に具体化した
が、全てのエンジン回転数ＮＥに応じて補正係数Ｋ_PBを
記憶させ、補間計算を省略するような構成としてもよ
い。

【００５９】（３）前記実施例では、この発明をターボ
チャージャ５１を備えたディーゼルエンジン３に具体化
したが、過給機を有する内燃機関であればガソリンエン
ジンに具体化してもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明における過
給機付内燃機関の最大噴射量制御装置によれば、全負荷
時における実際の過給圧が予め設定された全負荷時にお
ける基準過給圧を上回ることを条件に最大噴射量を所定
量ずつ漸次減量補正するようにした。従って、燃料系
に、製品間個々のばらつき、経時変化によるばらつきが
存在したとしても、確実にスモークの発生を低減するこ
とができるという優れた効果を奏する。

【００６１】しかも、機関回転数に応じて前記最大噴射
量の漸次減量補正される際の所定量を可変とするように
したため、過敏な補正を抑制することができ、より高精
度な補正を行うことができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構
成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における過給機
付ディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図であ
る。

【図３】一実施例における燃料噴射ポンプを示す断面図
である。

【図４】一実施例において、ＥＣＵの電気的構成を説明
するブロック図である。

【図５】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「最大噴射量演算ルーチン」を示すフローチャートであ
る。

【図６】一実施例において、エンジン回転数に対する基
準過給圧の関係が予め設定されたマップである。

【図７】一実施例において、エンジン回転数に対する所
定値の関係が予め設定されたマップである。

【図８】一実施例において、エンジン回転数に対するス
モーク発生量、過給圧及び燃料噴射量の関係を示すグラ
フである。

【図９】一実施例において、所定のエンジン回転数にお
ける燃料噴射量に対する過給圧及びスモーク発生量の関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…燃料噴射手段としての燃料噴射ポンプ、２…内燃機
関としてのディーゼルエンジン、３５…運転状態検出手
段を構成する回転数センサ、５１…過給機を構成するタ
ーボチャージャ、７１…最大噴射量演算手段、噴射制御
手段、比較手段及び噴射量補正手段を構成するＥＣＵ、
７２…運転状態検出手段を構成する吸気温センサ、７３
…運転状態検出手段を構成するアクセルセンサ、７４…
運転状態検出手段を構成する吸気圧センサ、７５…運転
状態検出手段を構成する水温センサ、７６…運転状態検
出手段を構成するクランク角センサ、７７…運転状態検
出手段を構成する車速センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−75928（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−88431（ＪＰ，Ａ) 特開平４−76246（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−28562（ＪＰ，Ａ) 特開平４−81533（ＪＰ，Ａ) 特開平６−330784（ＪＰ，Ａ) 特開平１−294938（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−45947（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−85336（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02D 23/02 F02D 1/02 - 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸入空気を昇圧させる過給機
と、前記内燃機関への燃料噴射を行う燃料噴射手段と、前記内燃機関の過給圧を含む運転状態を検出する運転状
態検出手段と、前記運転状態検出手段による検出結果に基づいて燃料噴
射の最大噴射量を演算するとともに、全負荷時過給圧に
対応した最大噴射量を所定値以下に設定する最大噴射量
演算手段と、前記最大噴射量演算手段により演算された最大噴射量に
基づいて前記燃料噴射手段を駆動制御する噴射制御手段
とを備えた過給機付内燃機関の最大噴射量制御装置にお
いて、前記運転状態検出手段により検出される全負荷時におけ
る実際の過給圧と、前記運転状態検出手段にて運転状態
として検出される前記内燃機関の機関回転数に応じて設
定される全負荷時に対応した基準過給圧とを比較する比
較手段と、前記比較手段において前記実際の過給圧が前記基準過給
圧を上回ることを条件に、前記最大噴射量を前記機関回
転数に基づき可変設定される所定量をもって漸次減量補
正する噴射量補正手段とを設けたことを特徴とする過給
機付内燃機関の最大噴射量制御装置。