(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数センサと、アクセル開度センサと、大気圧センサと、吸気管内圧センサと、エンジン回転数とアクセル開度とにより基本噴射量を求める基本噴射量制御マップと、エンジン回転数とブースト圧とにより第１の最大噴射量を求めるブースト圧制御マップと、エンジン回転数と大気圧とにより第２の最大噴射量を求める大気圧制御マップと、前記各マップより求めた量の中の最小の量の燃料をディーゼルエンジンへ噴射する噴射制御手段とを具えた電子制御式燃料噴射装置において、
前記ブースト圧制御マップを大気圧の値に応じて複数個設けたことを特徴とする電子制御式燃料噴射装置。
【請求項２】
ディーゼルエンジンへの燃料噴射量を、エンジン回転数とアクセル開度とにより基本噴射量を求める基本噴射量制御マップ，エンジン回転数とブースト圧とにより第１の最大噴射量を求めるブースト圧制御マップ，エンジン回転数と大気圧とにより第２の最大噴射量を求める大気圧制御マップより求めた量の中の最小の量とする電子制御式燃料噴射方法において、
前記第１の最大噴射量を求めるに際し、大気圧の値に応じて複数個設けられているブースト圧制御マップの中から、検出した大気圧に対応したものを選択して用いることを特徴とする電子制御式燃料噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射が電子制御されているターボチャージャ付ディーゼルエンジンの車両が、高地走行しても出力の低下を最小限にとどめ、黒煙を排出しないようにするための電子制御式燃料噴射装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子制御式燃料噴射を採用しているターボチャージャ付ディーゼルエンジンの車両においては、エンジンへの燃料の噴射量および噴射時期が、コンピュータを主体とするコントローラにより制御される。そして、噴射量の制御は、予め種々の制御マップをコントローラ内に記憶させておき、それに従って行われる。記憶させておく制御マップの種類としては、大別して始動時に適用するものと走行時に適用するものとがある。マップの内容は、始動特性をどのようなものにするかとか、走行特性をどのようなものにするかとかに応じて、適宜定められる。
【０００３】
走行時に適用する制御マップとしては、例えば、基本噴射量制御マップ，ブースト圧制御マップ，大気圧制御マップといったものが用意される。実際に噴射される量は、これらの制御マップによる条件を満たす量である。以下、図３〜図５によって各制御マップを説明する。
【０００４】
図３は、基本噴射量制御マップの１例を示す図である。横軸はエンジン回転数（Ｎ），縦軸は基本噴射量（ＱBASE）である。マップの曲線は、アクセル開度（ＡC ）をパラメータとして描かれている。このマップは、エンジン回転数とアクセル開度とにより、基本噴射量を求めるためのものである。
例えば、エンジン回転数がＮ1 の時に、アクセル開度が１００％であれば、基本噴射量はＱ100 と求められる。同様に、アクセル開度が７０％あるいは４０％であれば、基本噴射量はＱ70あるいはＱ40と求められる。なお、アクセル開度０％の曲線ニは、アクセルペダルを踏み込んでいない時の制御曲線である。
この制御マップで求めた基本噴射量に対して、図４，図５の他の制御マップによる修正を加えたものが、実際の噴射量となる。
【０００５】
図４は、大気圧制御マップの１例を示す図である。横軸はエンジン回転数、縦軸は最大噴射量（ＱAFULL 、A …Atmosphere）である。これは走行地点の大気圧に応じて決めた最大噴射量のマップである。制御曲線のパラメータは大気圧である。曲線イは、大気圧がＰSEA （海抜０ｍでの大気圧…７６０ｍｍＨｇ）の時の曲線であり、曲線ロ，ハ，ニは、それぞれ大気圧がＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の時の曲線である（大小関係はＰsea ＞Ｐ1 ＞Ｐ2 ＞Ｐ3 である）。大気圧とエンジン回転数とにより、最大噴射量ＱAFULL が求められる。
なお、図３の基本噴射量制御マップは、通常、大気圧がＰsea の時に最適となるように作成してあるので、そのアクセル開度１００％（最大噴射）の曲線イは、図４の大気圧Ｐsea の曲線イに相当している。
【０００６】
大気圧制御マップは、走行している地点の大気圧によって、適切となる噴射量が異なってくることに配慮したものである。例えば、海岸地帯の道路を走行している時には、基本噴射量制御マップで適切な噴射量を与えてくれるが、そのまま高地の道路（例、箱根や富士山の道路）を走行したのでは、気筒内へ吸入される空気量すなわち酸素濃度が低下するため、適切ではなくなる。大気圧が低くなると、適切な噴射量というのは少なくなる。従って、基本噴射量制御マップのままで走行していたのでは、噴射量が過剰となり、黒煙（スモーク）を排出することになる。
そこで、この大気圧制御マップは、大気圧が低下するに伴い、最大噴射量（つまり、噴射量の限界）を低下させるようにしたものである。
【０００７】
図５は、ブースト圧制御マップの１例を示す図である。これは吸気管内の圧力が、周囲の大気圧よりどれだけ過給されているかに応じて、最大噴射量を定めたものである。横軸はエンジン回転数、縦軸は最大噴射量（ＱBFULL 、B …Boost ）である。制御曲線のパラメータはブースト圧である。曲線イは、ブースト圧がＰb1（例、３００ｍｍＨｇ）の時の曲線であり、曲線ロは、ブースト圧がＰb2（例、１００ｍｍＨｇ）の時の曲線である。ブースト圧とエンジン回転数とにより、最大噴射量ＱBFULL が求められる。
【０００８】
ターボチャージャ付ディーゼルエンジンでは、吸気は過給されるから、吸気管内の圧力は通常のエンジン（自然給気（ＮＡ）エンジン）の場合よりも大となる。なお、ブースト圧Ｐb は、吸気管内圧センサで検出された吸気管内圧をＰB とし、大気圧センサで検出された大気圧をＰA とした場合、ＰB −ＰA で求められる。
（吸気管内圧センサ検出圧力ＰB ＝大気圧ＰA ＋ブースト圧Ｐb ）
【０００９】
このような制御マップを用いて噴射量を制御する場合、図３で求めた基本噴射量が、図４，図５で求めた最大噴射量を超えないようにされる。即ち、次の３つの中で最小のものが、実際の噴射量として選定される。
▲１▼図３の制御マップで求めた基本噴射量ＱBASE
▲２▼図４の制御マップで求めた最大噴射量ＱAFULL 
▲３▼図５の制御マップで求めた最大噴射量ＱBFULL 
【００１０】
なお、ディーゼルエンジンの電子制御式燃料噴射方法に関する従来の文献としては、例えば、特開昭59− 96442号公報がある。これは、制御マップから噴射量を求める際に、吸気管内の絶対圧を用いたものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
（問題点）
従来、大気圧の変化によって生ずるブースト圧の変化に対しては、何ら対策が講じられていなかったので、ターボチャージャ付ディーゼルエンジンの車両で高地（例、２，０００ｍ）を走行した場合、燃料の噴射量が過剰気味となり、黒煙を発生し易いという問題点があった。
【００１２】
（問題点の説明）
従来具えていたブースト圧制御マップ（図５）は、大気圧が平地の大気圧ＰSEA （＝７６０ｍｍＨｇ）である時に最適となるように作成したもの１種類だけであった。ところが、大気圧が低い高地にあっては、エンジン回転数に対応したブースト圧の上昇の仕方は、平地の場合とは異なっている。そのため、平地でのブースト圧制御マップに従って制御していたのでは、燃料の噴射量が過剰気味となり、黒煙を発生し易くなる。
本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものである。
【００１３】
なお、前記した特開昭59− 96442号公報の技術では、吸気管内の圧力を絶対圧で検出しているので、その内訳（大気圧が幾らで、ブースト圧が幾らか）が分からない。従って、例えば、検出された絶対圧が７６０ｍｍＨｇであった場合、次の▲１▼，▲２▼のいずれのケースであっても区別することなく、同じ量の燃料が噴射されることになる。
▲１▼大気圧＝５６０ｍｍＨｇ，ブースト圧＝２００ｍｍＨｇ
▲２▼大気圧＝７６０ｍｍＨｇ，ブースト圧＝０ｍｍＨｇ
従って、この技術もやはり、高地におけるブースト圧の上昇の仕方が平地におけるそれとは異なるという実態に対応したものとはなっていない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、エンジン回転数センサと、アクセル開度センサと、大気圧センサと、吸気管内圧センサと、エンジン回転数とアクセル開度とにより基本噴射量を求める基本噴射量制御マップと、エンジン回転数とブースト圧とにより第１の最大噴射量を求めるブースト圧制御マップと、エンジン回転数と大気圧とにより第２の最大噴射量を求める大気圧制御マップと、前記各マップより求めた量の中の最小の量の燃料をディーゼルエンジンへ噴射する噴射制御手段とを具えた電子制御式燃料噴射装置において、前記ブースト圧制御マップを大気圧の値に応じて複数個設けることとした。
【００１５】
また、本発明では、ディーゼルエンジンへの燃料噴射量を、エンジン回転数とアクセル開度とにより基本噴射量を求める基本噴射量制御マップ，エンジン回転数とブースト圧とにより第１の最大噴射量を求めるブースト圧制御マップ，エンジン回転数と大気圧とにより第２の最大噴射量を求める大気圧制御マップより求めた量の中の最小の量とする電子制御式燃料噴射方法において、前記第１の最大噴射量を求めるに際し、大気圧の値に応じて複数個設けられているブースト圧制御マップの中から、検出した大気圧に対応したものを選択して用いることとした。
【００１６】
【作    用】
ディーゼルエンジンの電子制御式燃料噴射装置では、エンジン回転数とアクセル開度とにより基本噴射量を求める基本噴射量制御マップ，エンジン回転数とブースト圧とにより第１の最大噴射量を求めるブースト圧制御マップ，エンジン回転数と大気圧とにより第２の最大噴射量を求める大気圧制御マップをコントローラ内に具えており、それらのマップより求めた量の中の最小の量を噴射しているが、本発明では、前記ブースト圧制御マップを大気圧の値に応じて複数個設けておく。そして、前記第１の最大噴射量を求めるに際しては、検出した大気圧に対応したものを用いて求める。
これにより、大気圧が低下して過給圧の上昇の仕方が平地の場合とは異なる高地でも、噴射量が過剰となることがないので、黒煙等の発生が防止される。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の電子制御式燃料噴射装置を示すブロック図である。１は噴射ポンプ、２はエンジン回転数センサ、３は燃料パイプ、４はエレクトリックガバナ、５はタイミングコントロールバルブ、６は燃料パイプ、７はコントローラ、８はアクセル開度センサ、９は大気圧センサ、１０は警報灯、１１は吸気管内圧センサ、１２は吸気管、１３は噴射ノズル、１４はディーゼルエンジン、１５は排気還流管、１６は排気管、１７はターボチャージャである。大気圧センサ９は、コントローラ７の外部に設置される場合もあるし、内部に組み込まれる場合もある。
【００１８】
エンジンは、ターボチャージャ付きのディーゼルエンジンである。エンジン１４への吸気は、ターボチャージャ１７によって過給される。燃料は燃料パイプ３より噴射ポンプ１へ供給され、燃料パイプ６を通って噴射ノズル１３へ送られ、ディーゼルエンジン１４内に噴射される。噴射量はエレクトリックガバナ４によって制御され、噴射時期はタイミングコントロールバルブ５によって制御される。
【００１９】
エレクトリックガバナ４やタイミングコントロールバルブ５への制御信号は、種々のセンサ等からの信号やコントローラ７内に予め設定されている制御マップに基づき、コントローラ７にて生成される。走行時の噴射量制御信号は、エンジン回転数センサ２で検出したエンジン回転数、アクセル開度センサ８で検出したアクセル開度、大気圧センサ９で検出した大気圧、吸気管内圧センサ１１で検出した吸気管内圧等を、図３〜図５に示したような各制御マップに適用して生成される。
【００２０】
ただし本発明では、大気圧が異なると、エンジン回転数に対応したブースト圧の上昇の仕方も異なったものになるという現象に対処するため、図５のブースト圧制御マップを、大気圧が平地の大気圧ＰSEA （７６０ｍｍＨｇ）である場合に対応したもののみならず、それ以外の大気圧に対応したものも幾つか作成して、コントローラ７内に具えておく。そして、その中から現在の大気圧に対応したものを選んで使用する。そうすると、高地を走行している場合であっても、噴射量の決定に際し、その地点の大気圧に対応したブースト圧制御マップが使用されるので、黒煙等の発生を防止することが出来る。
【００２１】
図６に、大気圧に応じて設けた複数個のブースト圧制御マップの例を示す。なお、紙面を節約するため、図５に比べて横軸方向を縮小して描いている。検出した大気圧をＰA で表すと、図６（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ次のものを表している。
図６（ａ）…ＰA ＝ＰSEA の場合のブースト圧制御マップ（図５と同じもの）
図６（ｂ）…ＰSEA ＞ＰA ≧Ｐ1 の場合のブースト圧制御マップ
図６（ｃ）…Ｐ1 ＞ＰA ≧Ｐ2 の場合のブースト圧制御マップ
図６（ｄ）…Ｐ2 ＞ＰA ≧Ｐ3 の場合のブースト圧制御マップ
図６（ｅ）…Ｐ3 ＞ＰA の場合のブースト圧制御マップ
この例の場合、５個設けているが、大気圧をもっと小刻みに分け、もっと多く設けてもよい。Ｐ1 ，Ｐ2 等の値は適宜設定できる。
【００２２】
図１は、本発明の電子制御式燃料噴射方法を説明するフローチャートである。
ステップ１…次の検出信号をコントローラ７内に読み込む。
エンジン回転数センサ２で検出されたエンジン回転数Ｎ
アクセル開度センサ８で検出されたアクセル開度ＡC 
大気圧センサ９で検出された大気圧ＰA 
吸気管内圧センサ１１で検出された吸気管内圧ＰB 
【００２３】
ステップ２…図３の基本噴射量制御マップに、エンジン回転数Ｎ，アクセル開度ＡC を適用して、基本噴射量ＱBASEを求める。
ステップ３…図６のブースト圧制御マップの中から、検出した大気圧ＰA に対応したブースト圧制御マップを選択する。例えば、検出した大気圧ＰA の値がＰ2 であったとすれば、図６（ｃ）のマップを選択する。
ステップ４…選択したブースト圧制御マップに、ブースト圧（Ｐb ＝ＰB −ＰA ）および検出したエンジン回転数Ｎを適用して、最大噴射量ＱBFULL を求める。
【００２４】
ステップ５…図４の大気圧制御マップの中から、検出した大気圧ＰA に対応したマップを選択する。例えば、検出した大気圧ＰA の値がＰ2 であったとすれば、（ハ）のマップを選択する。
ステップ６…選択した大気圧制御マップに、検出したエンジン回転数Ｎを適用して、最大噴射量ＱAFULL を求める。
ステップ７…以上で求めた基本噴射量ＱBASE，最大噴射量ＱBFULL ，最大噴射量ＱAFULL を比較し、最小値を最終的に噴射量と決定して、噴射制御する。
【００２５】
なお、上記フローチャートでは、基本噴射量ＱBASE，最大噴射量ＱBFULL ，最大噴射量ＱAFULL の順に求めているが、どれを先に求めてもよく、その順序は適宜決定出来る。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の電子制御式燃料噴射装置および方法によれば、エンジン回転数とブースト圧とにより第１の最大噴射量を求めるブースト圧制御マップを、大気圧の値に応じて複数個設けておき、前記第１の最大噴射量を求めるに際しては、検出した大気圧に対応したものを用いて求めるので、大気圧が低下して過給圧の上昇の仕方が平地の場合とは異なる高地でも、噴射量が過剰となることがなく、黒煙等の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電子制御式燃料噴射方法を説明するフローチャート
【図２】  本発明の方法を適用する電子制御式燃料噴射装置を示すブロック図
【図３】  走行時の基本噴射量制御マップの１例を示す図
【図４】  大気圧制御マップの１例を示す図
【図５】  ブースト圧制御マップの１例を示す図
【図６】  大気圧に応じて設けた複数個のブースト圧制御マップの例を示す図
【符号の説明】
１…噴射ポンプ、２…エンジン回転数センサ、３…燃料パイプ、４…エレクトリックガバナ、５…タイミングコントロールバルブ、６…燃料パイプ、７…コントローラ、８…アクセル開度センサ、９…大気圧センサ、１０…警報灯、１１…吸気管内圧センサ、１２…吸気管、１３…噴射ノズル、１４…ディーゼルエンジン、１５…排気還流管、１６…排気管、１７…ターボチャージャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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