(57)【要約】【課題】アクセル開度の増大時に、車両の急激な加速を確実に抑制する【解決手段】アクセル開度の増大時に、アクセル開度に応じて決まる燃料噴射量を適用したときの車両加速度を計算し、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合、燃料噴射量を例えば加速度噴射量制限値Ｑａｃｃ以下に制限する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンへの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置であって、
アクセル開度の増大時に、アクセル開度に応じて決まる燃料噴射量を適用したときの車両加速度を計算し、前記計算された車両加速度が所定の加速度制限値を超える場合、燃料噴射量を制限することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記計算された車両加速度が前記加速度制限値を超える場合、実際の車両加速度が前記加速度制限値を超えないように、燃料噴射量を制限する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記計算された車両加速度が前記加速度制限値を超える場合、実際の車両加速度が前記加速度制限値を超えないように、燃料噴射量の上限値として加速度噴射量制限値が設定され、燃料噴射量を前記加速度噴射量制限値以下に制御する請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記加速度制限値は、変速機のギア比に応じて複数設定されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
過給機によって圧縮された吸気が前記ディーゼルエンジンに供給されるとともに、過給圧に対して燃料噴射量が過大とならないように、燃料噴射量の上限値として過給圧噴射量制限値が設定されており、燃料噴射量を前記過給圧噴射量制限値以下に制御する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記ディーゼルエンジンに構造的な支障が生じないように、燃料噴射量の上限値として全負荷噴射量制限値が設定されており、燃料噴射量を前記全負荷噴射量制限値以下に制御する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンへの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置に関し、特にアクセル開度の増大時に燃料噴射制御を行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、アクセル開度の増大時に、一気に燃料噴射量を増やすのではなく、徐々に燃料噴射量を増加させるなまし制御を行うことで、車両の急激な加速を抑制して乗り心地や操作性の改善が図られた、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置が開示されている。この制御装置では、なまし制御における燃料噴射量の増加量（なまし変化量）を吸気圧に基づいて求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５９３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料噴射量の増加量を吸気圧に基づいて決める場合、吸気圧の上昇に伴い、燃料噴射量が増加することになるため、運転状態によっては、急激なエンジントルクの増加が発生し得る。その結果、車両の急激な加速を十分抑制できず、加速時の乗り心地や操作性が悪化するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アクセル開度の増大時に、車両の急激な加速を確実に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ディーゼルエンジンへの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置であって、アクセル開度の増大時に、アクセル開度に応じて決まる燃料噴射量を適用したときの車両加速度を計算し、前記計算された車両加速度が所定の加速度制限値を超える場合、燃料噴射量を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクセル開度の増大時に、アクセル開度に応じて決まる燃料噴射量をそのまま適用するのではなく、一旦その燃料噴射量を適用した場合の車両加速度を計算し、計算された車両加速度が所定の加速度制限値を超える場合には、燃料噴射量が制限される。このように、車両加速度を監視しつつ燃料噴射量の制限を行うことで、車両加速度が過大となることを防止できるので、車両の急激な加速を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態にかかる燃料噴射制御装置を具備するディーゼルエンジンシステムの一例を示す模式図である。
【図２】アクセル開度の増大時における各物理量の推移を示す図である。
【図３】アクセル開度の増大時における燃料噴射制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（ディーゼルエンジンシステムの概略構成）
以下、図面を参照しつつ、本発明にかかる燃料噴射制御装置の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる燃料噴射制御装置を具備するディーゼルエンジンシステムの一例を示す模式図である。ディーゼルエンジンシステム１は、ディーゼルエンジン１０への燃料噴射量を燃料噴射制御装置２０により制御するよう構成されている。なお、本実施形態では、ディーゼルエンジン１０を、ターボチャージャー（過給機）１１によって吸気が圧縮される過給式ディーゼルエンジンとしているが、過給式でないディーゼルエンジンの燃料噴射制御に対して本発明を適用することも可能である。
【００１０】
上述のように、ディーゼルエンジン１０には、ターボチャージャー１１で圧縮された吸気が供給される。ターボチャージャー１１は、２つの羽根車（コンプレッサーホイール１１ａおよびタービンホイール１１ｂ）を回転軸１１ｃで連結したものである。コンプレッサーホイール１１ａは、ディーゼルエンジン１０に空気を供給する吸気管１２に配置されており、タービンホイール１１ｂは、ディーゼルエンジン１０からの排ガスを排出する排気管１３に配置されている。排ガスのエネルギーによりタービンホイール１１ｂが回転すると、これに伴ってコンプレッサーホイール１１ａが回転し、吸気管１２内の空気が圧縮される。
【００１１】
ディーゼルエンジン１０の上部に配設されたインジェクタ１４は、ディーゼルエンジン１０に対して燃料を噴射する。インジェクタ１４は、燃料供給管１５を介して、燃料タンク１６の液相部に配置されたポンプ１７と接続されており、ポンプ１７が作動することによって、燃料が燃料タンク１６からインジェクタ１４へと圧送される。
【００１２】
燃料噴射制御装置２０は、ディーゼルエンジン１０への燃料噴射量を制御する制御装置である。燃料噴射制御装置２０には、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ２１、ディーゼルエンジン１０のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２２、および吸気圧（過給圧）を検出する吸気圧センサ２３からの各検出値が入力される。そして、入力された各検出値に基づいて、ディーゼルエンジン１０への燃料噴射量を決定し、この燃料噴射量に応じてインジェクタ１４やポンプ１７を制御することで、燃料噴射制御装置２０による燃料噴射制御が行われる。
【００１３】
（燃料噴射制御）
このように構成された燃料噴射制御装置２０による燃料噴射制御について説明する。図２は、アクセル開度の増大時における各物理量の推移を示す図である。まず、図２に示すＱｆｕｌｌ、Ｑｔｒａｎｓ、Ｑａｃｃ、ＱｇｏｖおよびＱｆｉｎの意味について説明する。
【００１４】
Ｑｆｕｌｌ、ＱｔｒａｎｓおよびＱａｃｃは、いずれも各々の観点から決められる燃料噴射量の上限値であり、個々の説明は後で詳細に行う。これに対して、Ｑｇｏｖは、アクセル開度およびエンジン回転数に応じて求められる燃料噴射量（以下、「ベース噴射量Ｑｇｏｖ」と称する）であり、アクセル開度およびエンジン回転数をパラメータとする式やマップにより求められる。Ｑｆｉｎは、ベース噴射量Ｑｇｏｖに対して、Ｑｆｕｌｌ、ＱｔｒａｎｓおよびＱａｃｃによる制限がかけられた結果、最終的に得られる燃料噴射量（以下、「最終噴射量Ｑｆｉｎ」と称する）である。つまり、ディーゼルエンジン１０に実際に噴射される燃料噴射量が最終噴射量Ｑｆｉｎということになる。
【００１５】
Ｑｆｕｌｌは、ディーゼルエンジン１０に構造的な支障が生じないように設定される燃料噴射量の上限値（以下、「全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌ」と称する）である。エンジン負荷は、燃料噴射量が増加するにつれ基本的に上昇していくが、燃料噴射量が大きくなりすぎると、ディーゼルエンジン１０がその際の負荷に耐えられなくなることがある。全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌは、このような過大な負荷をディーゼルエンジン１０に作用させないという観点から設定されたものであり、エンジン回転数をパラメータとする式やマップにより求められる。
【００１６】
Ｑｔｒａｎｓは、過給圧に対して燃料噴射量が過大とならないように設定される燃料噴射量の上限値（以下、「過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓ」と称する）である。アクセル開度が増大し、燃料噴射量が上昇していく過程においては、それに伴って過給圧も上昇するが、エンジン回転数が上昇してからターボチャージャー１１の効果が出るまでには、ターボラグと呼ばれる遅れが生じる。このため、アクセル開度の変化に対して過給圧は遅れて上昇する（図２の過給圧の推移を参照）。ターボラグを考慮せず、アクセル開度の増大に応じて一気に燃料噴射量を増加させると、吸気量に対して燃料が過剰となり、スモークが発生する要因となる。過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓは、このようなスモークの発生を回避するという観点から設定されたものであり、過給圧をパラメータとする式やマップにより求められる。
【００１７】
Ｑａｃｃは、燃料噴射制御装置２０によって計算された車両加速度が所定の加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合、実際の車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超えないように設定される燃料噴射量の上限値（以下、「加速度噴射量制限値Ｑａｃｃ」と称する）である。加速度制限値Ｇｌｉｍは、ディーゼルエンジン１０の出力を変速する変速機（不図示）のギア比に応じて複数設定されている。加速度噴射量制限値Ｑａｃｃは、車両加速度および加速度制限値Ｇｌｉｍをパラメータとする式やマップにより求められる。なお、本実施形態では、図２に示すように、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃを一定値としているが、必ずしも一定値である必要はない。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態における３つの噴射量制限値、すなわち全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌ、過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓおよび加速度噴射量制限値Ｑａｃｃはそれぞれ異なる値をとる。そして、アクセル開度およびエンジン回転数に応じて求められたベース噴射量Ｑｇｏｖが、３つの噴射量制限値Ｑｆｕｌｌ、ＱｔｒａｎｓおよびＱａｃｃを超えないように制限された結果として、最終噴射量Ｑｆｉｎが求められる。換言すると、ある時点におけるベース噴射量Ｑｇｏｖが、３つの噴射量制限値Ｑｆｕｌｌ、ＱｔｒａｎｓおよびＱａｃｃのうち最小の制限値よりも大きい場合には、ベース噴射量Ｑｇｏｖをその最小の制限値で置換することによって最終噴射量Ｑｆｉｎが求められる。
【００１９】
図３を参照しつつ、燃料噴射制御装置２０による燃料噴射制御の流れについて説明する。図３は、アクセル開度の増大時における燃料噴射制御のフローチャートである。この燃料噴射制御は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００２０】
燃料噴射制御が開始されると、まず、燃料噴射制御装置２０は、アクセル開度センサ２１で検出されたアクセル開度およびエンジン回転数センサ２２で検出されたエンジン回転数に基づいて、ベース噴射量Ｑｇｏｖを取得する（ステップＳ１０１）。
【００２１】
続いて、燃料噴射制御装置２０は、ベース噴射量Ｑｇｏｖをそのまま適用した場合の車両加速度を計算によって求め、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、車両加速度は、例えば、次式（１）、（２）によって、適宜のタイミングで計算される。
加速度[m/s2]=（駆動力[N]−走行抵抗[N]）/車両重量[kg]            ・・・（１）
駆動力[N]=エンジントルク[Nm]×ギア比×デフ比/タイヤ動荷重半径[m]×伝達効率
・・・（２）
【００２２】
ステップＳ１０２において、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍよりも大きい場合には、燃料噴射制御装置２０は、加速度噴射量制限のフラグを立て、計算された車両加速度および加速度制限値Ｇｌｉｍに基づいて加速度噴射量制限値Ｑａｃｃを設定する（ステップＳ１０３）。そして、ベース噴射量Ｑｇｏｖが加速度噴射量制限値Ｑａｃｃよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０４）。その結果、ベース噴射量Ｑｇｏｖが加速度噴射量制限値Ｑａｃｃよりも大きい場合には、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃを最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１０５）。
【００２３】
一方、ステップＳ１０２において、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍ以下の場合には、燃料噴射制御装置２０は、加速度噴射量制限のフラグを立てず（ステップＳ１０６）、ベース噴射量Ｑｇｏｖをそのまま最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１０７）。また、ステップＳ１０４において、ベース噴射量Ｑｇｏｖが加速度噴射量制限値Ｑａｃｃ以下の場合にも、燃料噴射制御装置２０は、ベース噴射量Ｑｇｏｖをそのまま最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１０７）。
【００２４】
次に、燃料噴射制御装置２０は、現在の最終噴射量Ｑｆｉｎが過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０８）。過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓは、吸気圧センサ２３で検出された過給圧に基づいて決められる。現在の最終噴射量Ｑｆｉｎが過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓよりも大きい場合には、過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓを最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１０９）。一方、現在の最終噴射量Ｑｆｉｎが過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓ以下の場合には、現在の最終噴射量Ｑｆｉｎをそのまま最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１１０）。
【００２５】
最後に、燃料噴射制御装置２０は、現在の最終噴射量Ｑｆｉｎが全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１１１）。全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌは、エンジン回転数センサ２２で検出されたエンジン回転数に基づいて決められる。現在の最終噴射量Ｑｆｉｎが全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌよりも大きい場合には、全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌを最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１１２）。一方、現在の最終噴射量Ｑｆｉｎが全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌ以下の場合には、現在の最終噴射量Ｑｆｉｎをそのまま最終噴射量Ｑｆｉｎとする（ステップＳ１１３）。
【００２６】
このように、本実施形態の燃料噴射制御によれば、アクセル開度およびエンジン回転数に基づいて最初に取得したベース噴射量Ｑｇｏｖに対して、必要に応じて、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃによる制限、過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓによる制限、さらに全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌによる制限が順次かけられる。その結果、最終的に得られる最終噴射量Ｑｆｉｎは、図２に示すように、ベース噴射量Ｑｇｏｖ、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃ、過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓおよび全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌのうち最小であるものの値をなぞるように推移することになる。
【００２７】
ここで、燃料噴射量の制限値として、全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌおよび過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓを設定するだけでは、車両の急激な加速を確実に抑制することはできない。例えば、図２において仮に加速度噴射量制限値Ｑａｃｃが設定されていないとすると、加速度噴射量制限のフラグが立っている加速度噴射量制限期間Ｔにおいて、最終噴射量Ｑｆｉｎは過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓにより規定されることになる。その結果、加速度噴射量制限期間Ｔにおいて、最終噴射量Ｑｆｉｎは加速度噴射量制限値Ｑａｃｃ以上に上昇するため、運転状態によっては、急激なエンジントルクの増加が発生し得る。その結果、車両の急激な加速を十分抑制できず、加速時の乗り心地や操作性が悪化するおそれがあった。
【００２８】
そこで、本実施形態では、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合には、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃを設定するようにしている。その結果、図２に示すように、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃを設定しない場合には、加速度制限値Ｇｌｉｍを超えていた車両加速度が、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃを設定することで、加速度制限値Ｇｌｉｍ以下に抑えられる。このため、車両の急激な加速を確実に抑制することができ、乗り心地や操作性を向上させることができる。また、乗り心地や操作性に悪影響を与えない範囲において、燃料噴射量の上限値が採用されることになるので、ディーゼルエンジン１０の加速性能を存分に引き出すことができるというメリットもある。
【００２９】
（効果）
本実施形態によれば、あらかじめ計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合には、燃料噴射量が制限される。このように、車両加速度を監視しつつ燃料噴射量の制限を行うことで、車両加速度が過大となることを防止できるので、車両の急激な加速を確実に抑制することができる。
【００３０】
特に、本実施形態では、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合、実際の車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超えないように、燃料噴射量を制限している。したがって、車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超えてしまうことを確実に防止でき、車両の急激な加速をより確実に抑制することができる。
【００３１】
具体的には、本実施形態では、計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合、実際の車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超えないように、燃料噴射量の上限値として加速度噴射量制限値Ｑａｃｃが設定され、燃料噴射量を加速度噴射量制限値Ｑａｃｃ以下に制御している。この加速度噴射量制限値Ｑａｃｃは、例えば全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌや過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓなどの他の噴射量制限値と同列に扱うことができるので、種々の観点から設定された複数の噴射量制限値を用いた燃料噴射制御を容易に行うことができる。
【００３２】
また、本実施形態では、加速度制限値Ｇｌｉｍが、変速機のギア比に応じて複数設定されているので、ギア比に応じたより細かい燃料噴射制御が可能となり、ギア比にかかわらず、車両の急激な加速を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、過給圧に対して燃料噴射量が過大とならないように、燃料噴射量の上限値として過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓが設定されており、燃料噴射量が過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓ以下となるように制御されている。このため、吸気量に対して燃料が過剰な場合に起こり得るスモークの発生を防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、ディーゼルエンジン１０に構造的な支障が生じないように、燃料噴射量の上限値として全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌが設定されており、燃料噴射量が全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌ以下となるように制御されている。このため、エンジン回転数が過剰に上昇することが防止することができ、構造的に耐えられなくなるほどの負荷がディーゼルエンジン１０に作用することを回避できる。
【００３５】
［他の実施形態］
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、燃料噴射制御装置２０によりあらかじめ計算された車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超える場合に、加速度噴射量制限フラグを立て、実際の車両加速度が加速度制限値Ｇｌｉｍを超えないように、加速度噴射量制限値Ｑａｃｃが設定されるものとした。つまり、燃料噴射制御で達成すべき車両加速度の上限値として、加速度噴射量制限フラグを立てる際の閾値である加速度制限値Ｇｌｉｍを兼用するものとした。しかしながら、燃料噴射制御で目標とする車両加速度の上限値として、加速度制限値Ｇｌｉｍ以外の制限値を設定してもよい。
【００３７】
また、図３に示したフローチャートでは、ベース噴射量Ｑｇｏｖに対して、必要に応じ、まず加速度噴射量制限値Ｑａｃｃによる制限をかけ、次に過給圧噴射量制限値Ｑｔｒａｎｓによる制限をかけ、最後に全負荷噴射量制限値Ｑｆｕｌｌによる制限をかけるものとした。しかしながら、各噴射量制限をかける順番は適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：ディーゼルエンジン
１１：ターボチャージャー（過給機）
２０：燃料噴射制御装置
Ｑｇｏｖ：ベース噴射量
Ｑａｃｃ：加速度噴射量制限値
Ｑｔｒａｎｓ：過給圧噴射量制限値
Ｑｆｕｌｌ：全負荷噴射量制限値
Ｑｆｉｎ：最終噴射量
【図１】
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【図２】
2016094883.tif 000004
【図３】
2016094883.tif 000005