JP4126740B2

JP4126740B2 - 燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置

Info

Publication number: JP4126740B2
Application number: JP35847597A
Authority: JP
Inventors: 真治中山
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: JPH11190242A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料及び水の２つの流体を燃焼室に噴射するように構成されたエンジンに適用される、燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンでは、筒内で高圧に圧縮された空気によって着火及び燃焼が行なわれるため、排ガス中に含まれる各成分の生成メカニズムがガソリン予混合燃焼の場合と異なったものとなる。すなわち、ディーゼルエンジンでは、一般的に燃焼が空気過剰の状態で行なわれ、ＨＣ（炭化水素）とＣＯ（一酸化炭素）との排出濃度が比較的低水準になるのに対し、筒内の燃焼温度が高くなることからＮＯ_X（窒素酸化物）が比較的多く発生する。
【０００３】
ここで、ディーゼルエンジンから排出されるＮＯ_Xは、筒内における燃焼時の火炎温度に大きく依存しており、このような観点から、火炎温度低減を狙いとしたＮＯ_X低減手法として、従来から燃料噴射時期遅延や過給エンジンのインタクーラ化が取り入られてきている。また、近年では、ＥＧＲやパイロット噴射等の噴射率制御技術も種々、開発されている。
【０００４】
また、上記以外の火炎温度低減によるＮＯ_X低減手法としては、水の利用が提案されており、エマルジョン燃料や吸気管又は筒内への水噴射に関して多くの研究がなされている。このうち、筒内への水噴射に関しては、同一の噴射ノズルから燃料・水・燃料の順に層状に噴射する燃料・水層状噴射システム（特開平８−２２６３６０号公報等参照）が提案されており、実用化に向けた研究が進められている。
【０００５】
このような燃料・水層状噴射システムでは、噴射と噴射との間のインターバル期間中に、同一の噴射ノズル内に燃料・水・燃料の順で幾何学的に層状となるように予め水を供給しておき、１回の噴射でこの順に水と燃料とを層状に筒内へ噴射燃焼させる。これにより、火炎温度の低減が図れ、ＮＯ_X，ＰＭ（パティキュレートマター：粒子状物質）等の排出物を低減することができる。また、燃料と水とを別々に調量して噴射ノズルに送給するため、エンジン運転状態に応じて最適な水噴射量を即時に制御でき、また、初期には燃料だけを噴射するため着火性が良く、エマルジョン燃料や吸気管内への水噴射に比べて多量の水を噴射することができる。
【０００６】
このような燃料・水噴射式エンジンの燃料・水供給系の基本的な構成について、図４を用いて説明する。図４において、１は水タンク、２は水供給ポンプ、３は水供給ライン、４，４′は水，燃料供給ポート、５は噴射ノズル、６は噴射口、７は燃料タンク、８は燃料供給ライン、９は燃料噴射ポンプ、１０はＥＣＵ（コントローラ）である。水タンク１内に貯留された水は、水供給ポンプ２により所要圧力に加圧された後、水供給ライン３を通じて噴射ノズル５の水供給ポート４に供給される。
【０００７】
一方、燃料は、燃料タンク７から燃料噴射ポンプ９で加圧され、燃料供給ライン８を通じて噴射ノズル５の燃料供給ポート４′に供給される。これにより、噴射ノズル５には水供給ライン３を介して水が供給されるとともに、燃料供給ライン８を介して燃料が供給され、噴射孔６からは水と燃料とが噴射される。
なお、図中符号１８，２１はフィードポンプ、符号１９，２０はフィルタを示している。
【０００８】
また、噴射ノズル５内への水の供給は、水・燃料噴射終了後の燃料噴射管内の残圧が安定した時期に、水供給ポンプ２から必要量を圧送することにより行なう。このときの圧送圧力は、図６に示す噴射ノズル５の針弁５Ａが開かないように噴射ノズル５の開弁圧より低く設定されている。圧送された水は噴射ノズル５内の水通路３ａに設けられた逆止弁５Ｂ（図４参照）を押し開き、図６に示す水通路３ａと燃料通路８ａとの合流部５Ｄを経て燃料通路８ａ側へ送られる。送られた水は合流部５Ｄより上流側にある燃料を燃料噴射ポンプ９へ押し戻そうとするため、燃料噴射ポンプ９の等圧弁の設定圧力より圧力が高まると水に押された燃料は噴射ポンプ９に逆流し、その分だけ燃料と水とが置き換わる。合流部５Ｄより下流側にある燃料については水と置き換わることなくそのまま溜まる。これにより、図６に示すように、ノズル先端の燃料溜まり５Ｃから水通路３ａと燃料通路８ａとの合流部までの間にある初期燃料噴射量▲１▼、供給された水、さらに総燃料噴射量から初期燃料噴射量▲１▼を引いた残りの燃料▲２▼の順で幾何学的に層状に噴射ノズル５内に燃料と水とが配置される。そして、燃料噴射期間に燃料噴射ポンプ９から燃料を圧送することにより、図５に示すような噴射率特性で水と燃料とが筒内に層状に噴射される。
【０００９】
なお、燃料及び水の噴射量は、ＥＣＵ１０に格納された図示しないマップにより設定され、設定された噴射量となるように、各ポンプ９，２のラック位置ＲW1，ＲW2が設定される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような水噴射を行なうと、燃料が水に置き換えられた分だけ燃料量が減少するため、燃料のみを噴射した場合と比べて見かけ上の出力トルクが減少する。そこで、水噴射を行なう場合には、このようなトルク減少を考慮して、例えば図７に示すようなマップを用いて燃料噴射量を補正することが考えられる。
【００１１】
ここで、図７に示すマップの横軸はアクセル位置であり、縦軸は燃料噴射ポンプのラック位置ＲW1、即ち燃料噴射量である。また、このマップはエンジン回転数を一定とした場合のものであって、実際には、ＥＣＵ１０にはエンジン回転数に応じた複数のマップが格納されている。
さて、図７に示すマップにおいて、破線は水噴射を行なわない場合、すなわち、燃料のみを噴射する場合のラック位置（基本燃料噴射量）ＲW1′を示しており、これに対して、水噴射を行なう場合には、トルクの減少を回避すべく、実線に示すように燃料噴射ポンプ９のラック位置をｄＲW1だけ増大させている。
【００１２】
なお、燃料噴射量と水噴射量との比率は図中には示していないが、アクセル開度が所定開度を越えると、水噴射量の割合及び燃料の補正量は徐々に低下するように設定されている。これは、エンジンの高負荷域では、水噴射量が所定量より増大するとＮＯ_Xの低減量に対して黒煙の排出や燃費の悪化量が相対的に増大してしまうことを考慮しているためである。
【００１３】
そして、このような燃料噴射量の増量補正を行なうことにより、燃料のみを噴射した場合と、燃料及び水を噴射した場合とで実際の出力特性が同等のものとなり、水噴射によるトルク減少分を補うことができるのである。
しかしながら、このような燃料噴射特性に設定した場合には、以下のような課題がある。
【００１４】
例えば、水供給ライン２の一部が目詰まりを起こす等、何らかの障害により水を全く供給できないか、あるいは所定量供給出来なくなった場合であっても、図７に示すように、アクセル位置にしたがって、常に水噴射によるトルク減少を考慮して燃料噴射量が決定される。
すなわち、アクセル開度が所定開度以上の領域では、アクセルペダルの開度の増大にともない燃料噴射量及び水噴射量が減少する特性となっているため、何らかの理由により水が供給されなくなった場合には、アクセルを戻しても燃料噴射量だけが増大して、ドライバの意思に反してトルクが増大してしまうことがあり、ドライバビリティが悪化するという課題がある。
【００１５】
なお、このような課題を解決するには、水の噴射が正常に行なわれているか否かを判定するセンサを設けて、水の噴射が正常に行なわれていなければ燃料噴射特性を変更するように構成することも考えられるが、この場合には、上述のセンサを新たに開発する必要があり、コスト増を招くおそれがある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、所定量の水を供給できなくなった場合であってもドライバビリティを損なうことがないようにした、燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置では、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサを有する運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態に基づいて、制御手段により基本燃料噴射量が決定されるとともに水噴射量が決定される。このとき、上記により決定された水噴射量に応じて基本燃料噴射量が増量補正され、補正後の燃料噴射量の燃料を噴射するように燃料噴射量調整手段の作動が制御され、さらに、アクセル開度が所定開度を越えるとアクセル開度の増大に応じて基本燃料噴射量に対する水噴射量の割合を徐々に低下する。
また、水噴射量調整手段も、決定された噴射量の水を噴射するようにその作動が制御される。そして、減速操作検出手段により、エンジンに対する減速操作が検出されると、上記制御手段により燃料噴射量の増量補正が中止され、基本燃料噴射量の燃料が燃焼室内に噴射される。これにより、何らかのトラブルで水が噴射できなくなった場合に、減速操作をしたにもかかわらず出力トルクが増大するようなことがなくなり、ドライバビリティが改善される。
【００１７】
また、請求項２記載の本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置では、減速操作検出手段により減速操作が検出されると、制御手段による水噴射量が０に設定され、燃料噴射量の増量補正が中止される。すなわち、燃料噴射量の増量補正は水の噴射量に応じて設定されるため、水噴射量が０に設定されると、燃料の増量補正量がなくなり、結果的に燃料噴射量の増量補正が中止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態としての燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式的なブロック図、図２はその燃料噴射量の制御特性を説明するための図、図３はその動作を簡単に説明するためのフローチャートである。また、本実施形態の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置が適用される水噴射システムは、図４を用いて説明した従来のシステムと同様のものであり、これに相当する部分については説明を省略するとともに、一部図４を参照して説明する。
【００１９】
図１において、１０は制御手段としてのＥＣＵ（コントローラ）、２０はアクセル開度センサ、３０はエンジン回転数センサであり、コントローラ１０は、これらのセンサ２０，３０により検出されたアクセル開度θ（又はアクセル位置Ａｃｃ）やエンジン回転数Ｎｅの各情報に基づいて燃料噴射ポンプ９及び水供給ポンプ２のラック位置を決定して、燃料及び水の噴射量を制御するようになっている。なお、燃料噴射ポンプ９は、図示しないエンジンの燃焼室内に噴射される燃料の量を調整する燃料噴射量調整手段として機能するものであり、また、水供給ポンプ２は、上記燃焼室内に噴射される水の量を調整する水噴射量調整手段として機能するものである。
【００２０】
また、本実施形態では、上記アクセル開度センサ２０及びエンジン回転数センサ３０により、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段４０が構成されている。
また、図１に示すように、ＥＣＵ（コントローラ）１０には、ガバナマップ１１，フルラックマップ１２，水噴射量マップ１３，トルク減少補正マップ１４及びアクセル開度変化速度算出手段１５が設けられている。
【００２１】
ガバナマップ１１及びフルラックマップ１２は、燃料の基本噴射量（基本燃料噴射量）を決定するラック位置ＲW1′を設定するためのマップである。ここで、ＲW1′により決定される基本燃料噴射量は、水噴射を行なわないと仮定した場合に要求される燃料噴射量であって、一般的なエンジンで設定される燃料噴射量と同等のものである。そして、このラック位置ＲW1′は、例えば以下のようにして設定されるようになっている。
【００２２】
まず、アクセル開度センサ２０及びエンジン回転数センサ３０から検出されたアクセル位置Ａｃｃ及びエンジン回転数Ｎｅをパラメータとして、ガバナマップ１１により燃料噴射ポンプ９のラック位置が設定される。また、エンジン回転数Ｎｅをパラメータとしてフルラックマップ１２により燃料噴射ポンプ９の最大ラック位置が規定される。そして、これらのマップ１１，１２で設定されたラック位置のうち小さい方が選択され、基本ラック位置ＲW1′として設定されるようになっている。なお、このような手法による基本燃料噴射量の設定については、公知のものである。
【００２３】
次に、水噴射量マップ１３について簡単に説明すると、この水噴射量マップ１３は、噴射ノズル（図４中の符号５参照）に供給される水の供給量、即ち水噴射量を決定するラック位置ＲW2を設定するためのマップであり、上述した基本燃料噴射量のラック位置ＲW1′をパラメータとして水供給ポンプ２のラック位置ＲW2が設定されるようになっている。
【００２４】
そして、この水噴射量マップ１３により水噴射量が決定されると、コントローラ１０では水供給ポンプ２のラック位置が上述により設定されたラック位置ＲW2となるように水供給ポンプ２への制御信号が設定され、この制御信号により水供給ポンプ２の作動が制御されるのである。
一方、トルク減少補正マップ１４は、水噴射によるトルクの減少を補うために基本燃料噴射量を増量補正するべく設けられたものである。
【００２５】
すなわち、１回の噴射で燃焼室内に燃料と水とを噴射するような燃料・水噴射式エンジンでは、燃焼室内の火炎温度が低下してＮＯ_X，ＰＭ等の排出物を低減することができるものの、燃料が水に置き換わった分だけ燃料量が減少し、燃料のみを噴射した場合と比べて見かけ上の出力トルクが減少してしまう。そこで、水噴射を行なう場合には、このようなトルク減少を考慮して、燃料噴射量が補正されるようになっているのである。
【００２６】
ここで、トルク減少補正マップ１４では、水噴射量マップ１３で設定された水噴射量（水供給ポンプ２のラック位置ＲW2）と、エンジン回転数センサ３０からの検出情報Ｎｅとに基づいて、トルク減少分を補正するためのラック位置補正量ｄＲW1が設定されるようになっている。
なお、このトルク減少補正マップ１４では、水噴射量マップ１３で設定されたラック位置ＲW2が最小値Ｍｉｎの場合（即ち水噴射量が０に設定された場合）には、燃料の補正量ｄＲW1は０に設定されるようになっている。これは、水噴射が行なわれない場合には、基本燃料噴射量ラック位置ＲW1′を増量補正する必要がないからである。
【００２７】
そして、コントローラ１０では、上述のガバナマップ１１及びフルラックマップ１２により設定された基本燃料噴射量ラック位置ＲW1′に、上記の補正量ｄＲW1を加算して、最終的な燃料噴射ポンプ９のラック位置ＲW1を設定するようになっている。また、コントローラ１０では、燃料噴射ポンプ９のラック位置がＲW1となるように燃料噴射ポンプ９への制御信号が設定されて、これにより燃料噴射ポンプ９の作動が制御されるのである。
【００２８】
次に、本発明の要部について説明する。上述したように、コントローラ１０内にはアクセル開度変化速度算出手段１５が設けられており、本装置では、このアクセル開度変化速度算出手段１５によりドライバが減速操作をしていると判定されると、水噴射量を０（水供給ポンプ２のラック位置ＲW2＝Ｍｉｎ）に設定して、実質的に水噴射を中止して、これにより燃料の増量補正を行なわないように構成されている。
【００２９】
ここで、アクセル開度変化速度算出手段１５は、アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度情報θを時間微分してアクセル開度変化速度ｄθ／ｄｔを算出し、このアクセル開度変化速度ｄθ／ｄｔの正負に基づいて、ドライバが減速操作をしたか否かを判定するものである。すなわち、ドライバがアクセルペダルを踏み込んだ場合にはｄθ／ｄｔ＞０となり、また、アクセルペダルの踏み込み量が一定の場合にはｄθ／ｄｔ＝０となる。そこで、これらの場合には、ドライバに減速の意思がないものと判定するようになっている。
【００３０】
また、アクセルペダルの踏み込みが解除されてアクセル開度が小さくなると、ｄθ／ｄｔ＜０となるが、アクセル開度変化速度算出手段１５では、この場合にはドライバに減速の意思があると判定するようになっているのである。
そして、このようにしてアクセルペダルの戻りが判定されると（つまり、減速操作が検出されると）、コントローラ１０では、水噴射マップ１３で設定されたラック位置をキャンセルするとともに、水供給ポンプ２のラック位置を改めてＭｉｎに設定し、水噴射を中止するようになっているのである。したがって、トルク減少補正マップ１４では、水噴射量が０であるため燃料の増量補正は必要ないと判断して、結果的に燃料の増量補正が行なわれないようになっているのである。
【００３１】
ところで、上述のように、エンジンに対する減速操作が検出されると燃料の増量補正を行なわないように構成しているのは、主に以下の理由による。
すなわち、すでに図７を用いて説明したように、水噴射を行なう場合には、エンジンの高負荷域での黒煙の排出や燃費の悪化を考慮して、アクセル開度が所定開度を越えると水噴射量の割合が徐々に低下するように設定されるとともに、アクセル全開時には、水噴射が中止されるように設定されている。また、水噴射量を低減すると燃料が水に置き換わる量も低減されるため、水噴射量の低減に応じて燃料の補正量ｄＲW1も減少するように設定されている。
【００３２】
したがって、アクセル開度が所定開度より大きくなると、全体の燃料噴射量（ラック位置ＲW1に対応）は低下することになる（図７の線ｃ参照）。なお、高負荷域でアクセル開度に対する全体の燃料噴射量が減少しても、上述したように高負荷域では水噴射量が減少するため、エンジンの出力トルク自体はアクセル開度の増加に応じたものとなり、このように全体の燃料噴射量が減少傾向に転じてもドライバが違和感を覚えることはない。
【００３３】
これに対して、何らかの障害により水を全く供給できないか、あるいは所定量の水を供給出来なくなった場合には、ドライバビリティを大きく損ねることが考えられる。つまり、水噴射マップ１３では、水が供給できなくなった場合であっても、基本燃料噴射量のラック位置ＲW1′に応じて水噴射量のラック位置ＲW2を設定するので、これに応じて補正量ｄＲW1も設定されることになる。これにより、実際に水が噴射されなくても、最終的な燃料噴射ポンプ９のラック位置ＲW1は、補正量ｄＲW1が加味されてＲW1′＋ｄＲW1となり、水を噴射できない分が燃料に置き換わり水噴射を行なった場合以上の燃料が噴射されることになる。
【００３４】
この場合、図７の線ｃに示すように、所定のアクセル開度を越えると全体の燃料噴射量が減少傾向に転じるので、この所定のアクセル開度以上の領域でドライバがアクセルペダルを戻すと、逆に燃料噴射量が増大することになり、ドライバが減速しようとしたにもかわらず、出力トルクが増大してドライバビリティを大きく損なうことが考えられるのである。もちろん、水噴射が正常に行なわれている場合にはこのような問題は生じないが、水噴射を正常に実行できなくなった場合にそなえて何らかの対策が必要となる。
【００３５】
そこで、本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置では、何らかの障害により水が供給できなくなった場合を考慮して、減速操作が行なわれると水噴射量の設定値を０にして、これに対応して設定される燃料補正量を０にするように構成しているのである。これにより、水噴射が行なわれないときに、ドライバが減速しうようとしてアクセル開度を小さくした場合に出力トルクが増大するようなことがなくなり、ドライバの意思に応じた運転特性を得ることができる。
【００３６】
なお、上述したように、本実施形態では、アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度情報に基づいてアクセル開度変化速度を算出し、減速操作を判定するように構成されているので、アクセル開度センサ２０は、エンジンに対する減速操作を検出する減速操作検出手段ということができる。また、減速操作検出手段はこのようなアクセル開度センサ２０に限定されるものではなく、前後加速度センサやブレーキ力を検出するようなセンサ等、ドライバによる減速要求度合を検出するようなセンサを用いてもよい。
【００３７】
次に、図２を用いて本実施形態における燃料噴射量の制御特性について説明すると、本装置ではアクセル開度変化が一定（ｄθ／ｄｔ＝０）の時及びアクセル開度変化が正（ｄθ／ｄｔ＞０）の時、換言すればエンジン運転状態が定常状態及び加速状態のときには、線ａで示すように、従来と同様の特性で燃料噴射量が設定される。これに対して、アクセル開度変化が負（ｄθ／ｄｔ＜０）の時、つまり、エンジンの減速時には、線ｂに示すように、増量補正を加味しない基本燃料噴射量が燃料噴射量として設定されることになる。もちろん、このときには水噴射は行なわれない。
【００３８】
このように、エンジンの減速時に燃料噴射量の増量補正を中止するように構成すると、線ｂに示すようにアクセル開度と燃料噴射量とが線形の関係であるため、仮に水噴射が行なわれない場合でも、減速操作時に確実に出力トルクが低下するので、ドライバに違和感を与えるようなことがなくなる。したがって、減速時におけるエンジンの制御性が改善され、ドライバビリティも大きく向上するのである。
【００３９】
なお、水が供給できなくなる場合としては、水供給系（図４符号３参照）の目詰まり等以外にも、水タンク（図４符号１参照）内の水を使い切ってしまった場合も含んでいる。
本発明の一実施形態としての燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置は、上述のように構成されているので、例えば以下のようして燃料及び水の噴射量が決定される。
【００４０】
まず、運転状態検出手段４０を構成するアクセル開度センサ２０及びエンジン回転数センサ３０からの検出情報Ａｃｃ，ＮｅがＥＣＵ（コントローラ）１０に取り込まれ、これらの検出情報に基づいてガバナマップ１１及びフルラックマップ１２によりそれぞれラック位置が設定される。そして、各マップ１１，１２で設定されたラック位置のうち小さい方のラック位置が燃料噴射ポンプ９のラック位置（基本燃料噴射量）ＲW1′として設定される。
【００４１】
また、水噴射量マップ１３により基本燃料噴射量ＲW1′をパラメータとして水噴射量（水供給ポンプ２のラック位置）ＲW2が設定される。
一方、水噴射量マップ１３で設定された水供給ポンプ２のラック位置ＲW2と、エンジン回転数センサ３０からの検出情報Ｎｅとに基づいて、トルク減少補正マップ１４でトルク減少分を補正するための補正量ｄＲW1が設定される。このとき、水噴射量マップ１３で設定されたラック位置ＲW2が最小値Ｍｉｎの場合（即ち水噴射量が０に設定された場合）には、補正量ｄＲW1＝０となる。
【００４２】
そして、基本燃料噴射量のラック位置ＲW1′に補正量ｄＲW1が加算され、これにより最終的な燃料噴射ポンプ９のラック位置ＲW1がＲW1′＋ｄＲW1として設定されるとともに、このラック位置となるように燃料噴射ポンプ９の作動がコントローラ１０により制御されるのである。
さらに、本装置では、アクセル開度変化速度算出手段１５によりドライバが減速操作をしていると判定されると、燃料の増量補正が中止されて、基本燃料噴射量ＲW1′が最終的な燃料噴射量ＲW1として設定される。
【００４３】
すなわち、アクセル開度変化速度算出手段１５では、アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度情報θに基づいてアクセル開度変化速度ｄθ／ｄｔを算出し、ｄθ／ｄｔ＞０及びｄθ／ｄｔ＝０の場合には減速操作が行なわれていないと判定するとともに、ｄθ／ｄｔ＜０の場合には、減速操作が行なわれたと判定する。
【００４４】
そして、減速操作が検出されると、水噴射マップ１３で設定されたラック位置がキャンセルされるとともに、水供給ポンプ２のラック位置が改めてＭｉｎに設定され、水噴射が中止されるのである。また、水噴射量が０の場合は、トルク減少補正マップ１４では、燃料の増量補正は必要ないと判断するので補正量ｄＲW1が０に設定され、これにより燃料の増量補正が中止されるのである。
【００４５】
次に、本装置の要部の動作について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１において、アクセル開度センサ２０からアクセル開度θを読み込み、このアクセル開度θを時間微分してアクセル開度変化速度ｄθ／ｄｔを算出する。
【００４６】
次に、ステップＳ２でこのアクセル開度変化速度ｄθ／ｄｔ≧０か否かを判定する。ここで、ｄθ／ｄｔ≧０と判定された場合はステップＳ３に進む。そして、通常通り水噴射量マップ１３に基づいて水供給ポンプ２のラック位置ＲW2の設定を行ないリターンする。
また、ステップＳ２において、ｄθ／ｄｔ＜０と判定された場合は、次にステップＳ４に進み、基本燃料噴射量のラック位置ＲW1′に関わらず水供給ポンプ２のラック位置ＲW2を最小値Ｍｉｎに設定してリターンする。
【００４７】
したがって、ステップＳ４のルートを通った場合には、水噴射量が０に設定されるとともに、水噴射量に応じて設定される燃料補正量ｄＲW1も０に設定され、これにより、燃料の増量補正が中止されるのである。
そして、このようにして燃料の増量補正を中止することにより、以下のような利点がある。つまり、ドライバが減速操作をすると、燃料噴射量の増量補正が中止されるので、この場合には図２の線ｂに示す特性で燃料噴射量が設定されることになり、何らかの障害により水を噴射ができなくなった場合でも、アクセル開度に応じた燃料噴射量を設定することができるようになる。
【００４８】
これにより、減速操作に対して応答性良くエンジンを減速させることができるという利点がある。すなわち、水噴射が行なわれないときに、ドライバが減速しようようとしてアクセル開度を小さくしても、出力トルクが増大するようなことがなくなり、エンジンの減速制御性を向上させることができ、ドライバの意思に応じた運転特性を得ることができるのである。
【００４９】
なお、本装置では、水噴射が正常に行なわれているときであっても減速操作時には水噴射及び燃料噴射量の増量補正が中止されることになるが、減速操作を行なっている場合には、燃料噴射量の増量補正が中止されても何らドライバビリティを悪化させる要因とはならない。したがって、水を供給できなくなった場合の対策として、本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置は非常に有効であると言える。もちろん、上述したようにエンジンの加速時や定常運転時には、燃料の増量補正を行なうので、加速時や定常運転時のドライバビリティを損なうこともない。
【００５０】
また、本実施形態の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置によれば、水噴射系の故障を検出するための新たなセンサ類を何ら追加する必要もないので、コストや重量の増加を招くこともない。
さらに、減速操作時には、水噴射量を０に設定することで燃料噴射量の増量を補正を中止するように構成されているので、減速操作時には通常のエンジンと同様の減速制御特性を得ることができるとともに、複雑な制御ロジックを必要としないため、比較的簡単な構成とすることができるという利点がある。
【００５１】
なお、本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、１つの噴射ノズルから燃料と水とを層状に噴射するシステムへの適用例を説明したが、本発明は、別々のノズルから燃料と水とを噴射するシステム等、他のシステムに適用してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置によれば、減速操作が検出されると、燃料噴射量の増量補正が中止されるので、何らかの障害により水を噴射ができなくなった場合でも、アクセル開度に応じた燃料噴射量を設定することができるようになる。したがって、減速操作に対して応答性良くエンジンを減速させることができるようになる。また、水噴射が行なわれないときに、ドライバが減速しようようとしてアクセル開度を小さくしても、出力トルクが増大するようなことがなくなり、エンジンの減速制御性を向上させることができるとともに、ドライバビリティを向上させることができる。また、水噴射系の故障を検出するための新たなセンサ類を何ら追加する必要もないので、コストや重量の上昇を招くこともないという利点がある。
【００５３】
また、請求項２記載の本発明の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置によれば、水噴射量を０に設定することで燃料噴射量の増量を補正を中止するように構成されているので、減速操作時には通常のエンジンと同様の減速制御特性を得ることができるという利点があるほか、複雑な制御ロジックを必要としないため比較的簡単に構成するこができ、やはりコストや重量の増加を招くことがないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置にかかる全体構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置にかかる燃料噴射量の制御特性を説明するため図である。
【図３】本発明の一実施形態としての燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置にかかる動作を簡単に説明するためのフローチャートである。
【図４】従来より提案されている燃料・水噴射式エンジンの全体構成を模式的に示す図である。
【図５】従来より提案されている燃料・水噴射式エンジンの燃料及び水の噴射特性を説明するための図である。
【図６】従来より提案されている燃料・水噴射式エンジンの噴射ノズルを拡大して示す模式図である。
【図７】燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置の燃料噴射量の制御特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
２水噴射量調整手段（水供給ポンプ）
９燃料噴射量調整手段（燃料噴射ポンプ）
１０制御手段（ＥＣＵ又はコントローラ）
２０減速操作検出手段（アクセル開度センサ）
３０エンジン回転数センサ
４０運転状態検出手段

Claims

エンジンの燃焼室内に噴射される燃料の量を調整する燃料噴射量調整手段と、
上記燃焼室内に噴射される水の量を調整する水噴射量調整手段と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサを有し上記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記運転状態検出手段の上記アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度に応じて水噴射量を決定して水噴射量調整手段の作動を制御するとともに、上記運転状態に応じて決定される基本燃料噴射量を上記決定された水噴射量に応じて増量補正し、補正後の燃料噴射量に基づき上記燃料噴射量調整手段の作動を制御するとともに、上記アクセル開度が所定開度を越えると上記アクセル開度の増大に応じて該基本燃料噴射量に対する上記水噴射量の割合を徐々に低下させる制御手段と
をそなえた燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置において、
上記アクセル開度センサにより上記エンジンに対する減速操作が検出されると、上記制御手段により、上記燃料噴射量の増量補正が中止されるように構成されている
ことを特徴とする、燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置。
上記制御手段は、上記減速操作検出手段により減速操作が検出されると上記水噴射量を０に設定することにより上記増量補正を中止するように構成されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料・水噴射式エンジンの噴射量制御装置。