(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンのエンジン燃焼室に燃料を噴射することにより前記エンジン燃焼室に燃料を供給する装置であって、
前記エンジン燃焼室に供給する燃料を調節し送出する供給燃料調節手段と、
前記供給燃料調節手段により送出された燃料を前記エンジン燃焼室に噴射する燃料噴射弁と、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
前記車両の速度を検出する車両速度検出手段と、
前記回転数検出手段および前記車両速度検出手段の出力から車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
前記回転数検出手段の出力から回転数の変化率を検出する回転数変化率検出手段と、
前記回転数変化率検出手段から検出した回転数の変化率に応じて前記供給燃料調節手段により送出される燃料の供給量の補正値を算出する補正値算出手段とを備え、
前記車両走行状態検出手段が前記車両の速度と前記エンジンの回転数により前記車両の走行状態がサージ発生領域であるかどうかを検出し、前記サージ発生領域であると判断したとき、前記補正値算出手段により算出した補正値に応じて前記供給燃料調節手段を制御するように構成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
供給燃料調節手段は燃料噴射弁に向けて燃料を送るための第１の通路と、低圧のポンプ室に向けて燃料を送るための第２の通路とを有するカットオフポートを形成したプランジャと、その位置を変えることにより前記第２の通路から流出する燃料の流量、および前記プランジャの圧送ストロークを調節するコントロールスリーブと、前記コントロールスリーブを変位させるための手段とを備え、
車両走行状態検出手段が車両の走行状態がサージ発生領域であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値に応じて前記コントロールスリーブの位置を制御するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
供給燃料調節手段は電磁弁を有し、
車両走行状態検出手段が車両の走行状態がサージ発生領域であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値にもとずいて前記電磁弁の開閉時間を制御するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
補正値算出手段は回転数変化率検出手段により算出された回転数の変化率と、所定時間あたりのエンジンの回転数の平均値とゲインとの関係を蓄積したテーブルとにより補正値を算出することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
テーブルはエンジンの回転数の平均値が大きくなるに従ってその傾きが小さくなるように複数の直線を組み合わせたことを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
補正値算出手段は所定時間当たりのエンジンの回転数の平均値と補正を行うための時間間隔との関係を蓄積したテーブルとにより補正を行う時間間隔を算出することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
テーブルはエンジンの回転数が大きくなるに従って補正を行うための時間間隔が小さくなるように複数の直線を組み合わせたことを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
車両が加速中または減速中であるのかを判断し、前記車両が加速中または減速中であるときには、前記補正値算出手段により算出した補正値に応じて前記供給燃料調節手段を制御しないように構成したことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
車両に搭載されたエンジンのエンジン燃焼室に燃料を噴射することにより前記エンジン燃焼室に燃料を供給する方法であって、
前記車両の速度と前記エンジンの回転数とから前記車両の走行状態がサージ発生領域であるかどうかを検出し、
前記車両の走行状態が前記サージ発生領域であることを検出したとき、
エンジンの回転数の変化率に応じてエンジン燃焼室に噴射する燃料を調節する燃料噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載するエンジンのエンジン燃焼室内に燃料を噴射する方式を用いてエンジン燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置において、加速度が前後に変動することによる振動がない燃料噴射装置および燃料噴射方法に関するものである。
【従来の技術】
エンジン燃焼室内に燃料を直接噴射するエンジンとして、例えば軽油を燃料として使用する圧縮着火式ディーゼルエンジンなどがある。
一般にディーゼルエンジンは、燃料をエンジン燃焼室内へ噴射し、空気と混合したうえ自己着火させるので、性能を最大限に発揮させ、かつ安定した運転を行うためには、エンジンの負荷状態に応じた適切な量の燃料を噴射し供給する必要がある。
エンジンの負荷状態に応じて噴射量を調節するためには、吸入溝より送られてきた燃料のうち、エンジンの回転数に応じた燃料を噴射ノズルなどの燃料噴射弁に向けて送り、残りを逃がすことにより適切な量の燃料を噴射ノズルから噴射させることが可能となる。
【０００２】
噴射量を調節するためには、例えば噴射ノズルに向けて燃料を送るための第１の通路と、低圧のポンプ室に向けて燃料を送るための第２の通路とを有するカットオフポートを形成したプランジャと、その位置を変えることにより第２の通路から流出する燃料の流量、およびプランジャの圧送ストロークを調節するコントロールスリーブとを用い、エンジンの回転数に応じてコントロールスリーブの位置を調節することにより、吸入溝から送られてきた燃料のうち第２の通路から適切な量の燃料を逃がすことができるため、第１の通路から適切な量の燃料を噴射ノズルに向けて送ることにより燃焼室に噴射量を調節することができる。
また、他の方法として吸入溝から送られてきた燃料の一部を逃がすための電磁弁を設けこの電磁弁の開閉時間を制御することにより噴射量を調節するといった方法等がある。
【０００３】
ディーゼルエンジンの場合、燃料を噴射するとき、３００気圧以上の高圧で燃料を噴射し、すす排出量とＮＯｘ排出量を両立して低減するものは、１０００気圧以上で燃料を噴射するものもある。
【０００４】
図１７および図１８は特開平７−９１２８６号公報に示された従来の燃料噴射装置を説明するための図であり、詳しくは燃料噴射装置の噴射ポンプを説明するための図である。
図１７および図１８において、２０００はドライシャフト、２０００Ａは継手、２００１はフィードポンプ、２００２はポンプ室、２００３は吸入ポート、２００５はポンプ、２００５Ａはプランジャ高圧室、２００６はプランジャ、２００７はカムディスク、２００８はフェースカム、２００９はローラリング、２０１０はローラ、２０１１は分配ポート、２０１２はデリバリーバルブ、２０１３はカットオフポート、２０１４はコントロールスリーブ、２０１５はロータリソレノイド、２０１６はロータ、２０１７はボールである。
【０００５】
ポンプ室２００２内の圧力はプランジャ高圧室２００５Ａ内の圧力よりも低い。
カットオフポート２０１３は燃料を送るためにプランジャ２００６に形成した管状の通路であり、プランジャ高圧室２００５Ａ内の燃料を分配ポート２０１１に送るための第１の通路２０１３ａと、ポンプ室２００２に送るための第２の通路２０１３ｂとを有する。
コントロールスリーブ２０１４はその位置を変えることにより、第２の通路２０１３ｂから流出する燃料の流量、およびプランジャ２００６の圧送ストロークを調節する。
【０００６】
図１７および図１８に示した噴射ポンプの動作を説明する。
ポンプ室２００２に導かれた燃料は、作動部分の潤滑を行うと同時に吸入ポート２００４を通ってポンプ２００５に送られる。
プランジャ２００６は、ドライシャフト２０００に連結したカムディスク２００７に固定されており、継手２０００Ａを介してドライシャフト２０００によりエンジン回転数に同期して駆動される。
カムディスク２００７は、エンジンのシリンダ数と同数のフェイスカムを有し、回転しながらローラリング２００９に配設されたローラ２０１０を乗り越えるたびに、所定のカムリフトだけ往復運動する。
【０００７】
このようにしてプランジャ２００６が回転しながら往復運動すると、この往復運動によって吸入ポート２００４から送られてきた燃料がプランジャ高圧室２００５Ａ、カットオフポート２０１３、分配ポート２０１１およびデリバリーバルブ２０１２から送出され噴射ノズル（図示せず）へと圧送される。
【０００８】
一方、燃料のデリバリーバルブ２０１２から送出される燃料の量は、プランジャ２００６に形成したカットオフポート２０１３の第２の通路２０１３ｂの開口部を被覆するコントロールスリーブ２０１４の位置により決められる。
例えば第２の通路２０１３ｂの開口部がプランジャ２００６への右側への移動により、コントロールスリーブ２０１４の右端部を越えると、それまでプランジャ高圧室２００５Ａ内から分配ポート２０１１へと圧送されていた燃料が、カットオフポート２０１３の開口部を通って低圧のポンプ室２００２へと解放されるので、分配ポート２０１１への圧送されなくなり、このとき分配ポート２０１１への圧送が終了する。
【０００９】
このため、コントロールスリーブ２０１４をプランジャ２００６に対して紙面右方向に位置を変位させると、第２の通路２０１３ｂの開口部がコントロールスリーブ２０１４の右端部を越えるのに要する時間が長くなるため、燃料噴射終了時期が遅くなるので、燃料の噴射量が増加する。
一方、コントロールスリーブ２０１４をプランジャ２００６に対して紙面左方向に位置を変位させると、カットオフポート２０１３の開口部がコントロールスリーブ２０１４の右端部を越えるのに要する時間が短くなるため、燃料噴射終了時期が早くなり、燃料の噴射量が減少する。
また、同時にコントロールスリーブ２０１４の位置を調節することにより第２の通路２０１３ｂの開口部を被覆する面積（または第２の通路２０１４の開口面積）を調節することができ、これにより第２の通路２０１３ｂからポンプ室２００２に流れる燃料の単位時間当たりの流量を調節することができる。
このコントロールスリーブ２０１４の位置は、エンジンの回転数に応じて変化させることにより、エンジンの回転数に応じた適切な量の燃料をデリバリーバルブ２０１２から噴射ノズルへ送ることが可能となる。
これにより、エンジンの回転数に応じた適切な量の燃料が噴射ノズルから噴射、供給される。
【００１０】
コントロールスリーブ２０１４はロータリソレノイド（比例ソレノイドの一種）２０１５のロータ（回転シャフト）２０１６の先端に偏心して設けたボール２０１７に支持されている。
また、コントロールスリーブ２０１４はロータ２０１６の回転角に応じてその位置が左右に変位する。
【００１１】
つまり、エンジンの回転数に応じてロータ２０１６の回転角を制御することにより、コントロールスリーブ２０１４の位置を変位させ、分配ポート２０１１へ送る燃料の量を調節している。
また、コントロールスリーブ２０１４の位置を調整するための手段として、ロータリソレノイド２０１５を用いる以外にも遠心式ガバナを用いて調整する方法もある（図示せず）。
【００１２】
また、ジャーク式の噴射ポンプの場合、一つのプランジャ２００６で多気筒すべてに燃料を分配し供給する機能を有した分配型と、個々の気筒毎にプランジャ２００６が一つづつある列型がある。
【００１３】
図１９は藤沢、川合著、「ディーゼル燃料噴射」（山海堂、ｐ１７２）に記載された燃料噴射装置の一例であり、コモンレール方式を用いたユニットインジェクタの一例である。
図１９において、３２００は管、３３００は電磁弁、３４００は増圧ピストン、３５００は弁、３６００はノズル、３７００はフィードポンプ、３８００はコモンレールである。
コモンレール３８００は端部が電磁弁３３００に向かうものと、弁３５００に向かうものとがある。
コモンレール３８００において、その端部が電磁弁３３００に向かうものは、電磁弁３３００が開いた状態にあるとき、燃料の一部は管３２００を通る。
【００１４】
図１９に示した装置の動作について説明する。
比較的高い圧力の（例えば２０ＭＰａ〜３０ＭＰａ）の燃料をコモンレール３８００に蓄えておき、圧力が所定の値を超えると、弁３５００が開くとともに、増圧ピストン３４００を押し上げるとともに、ノズル３６００から燃料を噴出する。
また、このとき同時に電磁弁３３００を開ける。
電磁弁３３００を開けるとコモンレール３８００から弁３５００に向かう燃料の一部が管３２００を通り、逃げる。
よって、電磁弁３３００の開閉時間の比率（デューティ比）を調節することにより、コモンレール３８００から送られてくる燃料のうちの適切な量をノズルに送り、残りを管３２００を通して逃がす。
このとき、電磁弁３３００の開閉時間の比率（デューティ比）はエンジンの回転数に応じて決める。
【００１５】
この他にも電磁弁の開閉時間の比率（デューティ比）を調節することにより噴射量を調節する燃料噴射装置として例えば、藤沢、川合著、「ディーゼル燃料噴射」（山海堂、ｐ２０５）に記載されている装置などがある。
【００１６】
また、ガソリンエンジンにおける吸気ポート噴射式の燃料噴射装置で一般的な方式として、コモンレール方式がある。
筒内噴射型の場合、ガソリンエンジン用で燃料供給圧が２０から７０気圧、ディーゼルエンジン用で１０００気圧近くの高圧で燃料がコモンレール部に加圧供給される点が、吸気ポート噴射式と異なる。
ガソリンを燃料として使用するエンジンとしては、例えば久米他’筒内噴射ガソリンエンジンのための燃焼制御’（日本機会学会  第７３期全国大会  講演番号２３３４  １９９５年９月１１日）に開示されている筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンなどがある（図示せず）。
【００１７】
これは、コモンレールとノズルとの間にコモンレールから送られる燃料を調節するための電磁弁を有し、エンジンの回転数に応じて電磁弁の開閉時間を制御することにより、コモンレールからノズルに送る燃料を制御するような構成になっている。
しかし構成と制御方式の原理は、図１９にも、コモンレールを有し、そのコモンレール内に所定圧以上の燃料を加圧供給し、コモンレールに接続された電磁弁を所定周波数で駆動し、電磁弁を開閉弁する時間比率を車載のワンチップマイコンで制御することにより、エンジン燃焼室内に供給する燃料の量を制御するものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を搭載した車両において、次の解決すべき課題がある。
サージは車両の加速度が前後（または正負）に変動することにより生じる現象であり、この現象が生じると運転者に不快な運転フィーリングを与えるため、この現象発生を抑制することが要求されている。
この現象は、走行状態すべての車速で発生する。
中速・高速（４０から１００Ｋｍ／ｈ）では、０．５Ｇ以下の微小な前後加速度変動が発生する。
また、低速（２０Ｋｍ／ｈ以下）では、渋滞時等の走行時に、１Ｇ近くの前後加速度変動が発生する場合もある。
【００１９】
この現象における車両の連成振動または駆動系の共振振動が発生すると、この駆動軸回転数変動がエンジン回転数変動となり、燃料供給量の変動を励起し、装置自体の振動強度をさらに強くする必要が生じる。
駆動系の共振周波数は、０．５Ｈｚから６Ｈｚ程度の周波数領域に１次共振域が、存在する。
この共振周波数は、ギア比、車速、車両のパワーウエイトレシオ等に依存して、０．５Ｈｚから６Ｈｚの間で変化する。
また、燃料の種類がガソリン、軽油いずれの場合でも、この現象は発生する。ただし、吸気絞り弁（スロットル弁）を有し、吸気絞り弁がほぼ全閉状態で発生するガソリン車の低速時に発生する車両の前後加速度変動現象（微速ハンチング現象）とは、本現象は根本的に異なる。
この微速ハンチング現象は、吸気管内圧力が負圧となり吸気絞り前後圧力比が臨界圧力に到達し、吸入空気流量が一定値に制限されることに起因している。
【００２０】
一方、サージ現象は、吸気絞り弁が開いた条件下で、特にエンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射型の燃料噴射装置を具備したエンジンを搭載した車両において、この前後加速度変動の発生頻度が高い。
この発生メカニズムを要約すると、燃料の供給時において筒内に直接燃料を噴射するような構成の燃料噴射装置の場合、吸気管内や吸気ポートにおける燃料の付着に起因する燃料搬送に起因する遅れが無く、遅れゼロで個々のシリンダ内に搬送された燃料が全量噴射される。
このため、駆動軸共振振動に連動して発生するエンジン回転数に基づいて燃料噴射量を制御し、回転数変動に遅れなく燃料がシリンダ内に供給され、その結果、燃料量の変化分に応じてエンジン出力トルクが変化し、共振振動をさらに助長するため、装置の振動強度を高くする必要が生じる。
また、エンジン制御系内に存在する遅れ要素（例えば、演算遅れ、センサの検出遅れ、アクチュエータの操作応答遅れなど）の影響が、さらにこの振動強度を高める原因となる。
【００２１】
本発明の燃料制御装置は、上述の問題を解決するためになされたものであり、車両の走行状態がサージを発生させる状態であるかどうかを検出し、これを検出した場合、エンジンの回転数の変化率に応じてガソリン、軽油などの噴射する燃料の供給量を制御することにより、サージに起因する振動が発生しない燃料噴射装置および燃料噴射方法を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明の燃料噴射装置は、車両に搭載されたエンジンのエンジン燃焼室に燃料を噴射することによりエンジン燃焼室に燃料を供給する装置であって、エンジン燃焼室に供給する燃料を調節し送出する供給燃料調節手段と、供給燃料調節手段により送出された燃料をエンジン燃焼室に噴射する燃料噴射弁と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、車両の速度を検出する車両速度検出手段と、回転数検出手段および車両速度検出手段の出力から車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、回転数検出手段の出力から回転数の変化率を検出する回転数変化率検出手段と、回転数変化率検出手段から検出した回転数の変化率に応じて供給燃料調節手段により送出される燃料の供給量の補正値を算出する補正値算出手段とを備え、車両走行状態検出手段が所定の走行状態であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値に応じて供給燃料調節手段を制御するように構成したものである。
【００２３】
この発明に係る燃料噴射装置の供給燃料調節手段は、燃料噴射弁に向けて燃料を送るための第１の通路と、低圧のポンプ室に向けて燃料を送るための第２の通路とを有するカットオフポートを形成したプランジャと、その位置を変えることにより第２の通路から流出する燃料の流量、およびプランジャの圧送ストロークを調節するコントロールスリーブと、コントロールスリーブを変位させるための手段とを備え、車両走行状態検出手段が所定の走行状態であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値に応じてコントロールスリーブの位置を制御するように構成したものである。
【００２４】
この発明に係る燃料噴射装置の供給燃料調節手段は、電磁弁を有し、車両走行状態検出手段が所定の走行状態であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値にもとずいて電磁弁の開閉時間を制御するように構成したものである。
【００２５】
この発明に係る燃料噴射装置の補正値算出手段は、回転数変化率検出手段により算出された回転数の変化率と、所定時間あたりのエンジンの回転数の平均値とゲインとの関係を蓄積したテーブルとにより補正値を算出するものである。
【００２６】
この発明に係る燃料噴射装置のテーブルはエンジンの回転数の平均値が大きくなるに従ってその傾きが小さくなるように複数の直線を組み合わせたものである。
【００２７】
この発明に係る燃料噴射装置の補正値算出手段は、所定時間当たりのエンジンの回転数の平均値と補正を行うための時間間隔との関係を蓄積したテーブルとにより補正を行う時間間隔を算出するものである。
【００２８】
この発明に係る燃料噴射装置のテーブルは、エンジンの回転数が大きくなるに従って補正を行うための時間間隔が小さくなるように複数の直線を組み合わせたものである。
【００２９】
この発明に係る燃料噴射装置の車両走行状態検出手段は、車両速度とエンジンの回転数により所定の走行状態であるかどうかを検出するものである。
【００３０】
この発明に係る燃料噴射装置の車両走行状態検出手段は、エンジンの負荷とエンジンの回転数により所定の走行状態であるかどうかを検出するものである。
【００３１】
この発明に係る燃料噴射装置は、車両が加速中または減速中であるのかを判断し、車両が加速中または減速中であるときには、補正値算出手段により算出した補正値に応じて供給燃料調節手段を制御しないように構成したものである。
【００３２】
この発明に係る燃料噴射方法は、車両に搭載されたエンジンのエンジン燃焼室に燃料を噴射することによりエンジン燃焼室に燃料を供給する方法であって、車両の速度とエンジンの回転数とから車両の走行状態を検出し、車両の走行状態が所定の走行状態であることを検出したとき、エンジンの回転数の変化率に応じてエンジン燃焼室に噴射する燃料を調節する方法である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の燃料噴射装置を説明するための図であり、例えば筒内噴射型エンジンの燃料噴射装置の構成を示す図である。
ここでは、筒内噴射型エンジンの燃料噴射装置の一例として、軽油を燃料とするディーゼルエンジン用の燃料噴射装置を例に説明する。
【００３４】
図１において、１はディーゼルエンジン本体、ディーゼルエンジン本体１はクランク１ａ、ピストン１ｂおよびエンジン燃焼室１ｃを有する。
２はエンジン燃焼室１ｃに燃料を噴射するための燃料噴射弁（または噴射ノズル）である。
３は燃料噴射弁２に向けて送出する高圧燃料（図示せず）の送出量を調節する燃料噴射ポンプである。
燃料噴射ポンプ３により送出された燃料は後述する燃料配管１０を通って、燃料噴射弁２からエンジン燃焼室１ｃ内に噴射することにより、エンジン燃焼室１ｃ内に供給される。
４は燃料噴射ポンプ３の構成要素の１つであって、燃料噴射ポンプ３から送出した燃料をエンジン燃焼室１ｃ内に供給するとき、燃料の供給量（つまり燃料噴射ポンプ３から送出する燃料の送出量）を調節する供給燃料調節手段である。
５は供給燃料調節手段４を制御する制御手段であるＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジン・コントロール・ユニットの略）である。
ＥＣＵ５は供給燃料調節手段４が最適な燃料をエンジン燃焼室１ｃに供給するための駆動信号を送る。
【００３５】
供給燃料調節手段４は、例えば図１７に示したように燃料噴射弁２に向けて燃料を送るための第１の通路と、低圧のポンプ室に向けて燃料を送るための第２の通路とを有するカットオフポートを形成したプランジャと、その位置を変えることにより第２の通路から流出する燃料の流量、およびプランジャの圧送ストロークを調節するコントロールスリーブと、コントロールスリーブを変位させるための駆動手段とを有するものである。
これにより、第１の通路を通過した燃料は、後述するバルブ２０から送出した後、燃料噴射弁２から噴射される。
コントロールスリーブを変位させるための駆動手段として、図１７に示したようにロータリソレノイドを用いたもの以外にも遠心式ガバナ（図示せず）を用いたものでもよい。
このときＥＣＵ５はプランジャに形成したカットオフポートの開口面積が最適になるようにコントロールスリーブを変位させるため、駆動手段を駆動するための駆動電流を生成し、この駆動電流を駆動手段に送る。
ＥＣＵ５は、例えばその動作手順が予めＲＯＭ（図示せず）内に記憶されており、動作開始信号をうけとると、処理を実行する。
【００３６】
６はプランジャとコントロールスリーブとの相対的な位置を検出する位置検出手段であり、例えば位置検出手段６はコントロールスリーブの位置を検出する位置センサである。
７はエンジンの回転数を検出するための手段であって、例えばクランク１ｃの角度を検出するクランク角検出センサである。
また、クランク角検出センサ７はクランク１ｃが所定の角度になったかどうかを検出する機能を有する。
８はエンジンの負荷を検出するための負荷検出手段であり、例えば車両を運転する運転者がエンジンに入力するアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサである。
９は車両の速度を検出する車両速度検出手段であり、例えば車両の速度を検出する車速センサである。
１０は燃料噴射ポンプと燃料噴射弁２とをつなぐ燃料配管である。
２０は供給燃料調節手段４によりその送出量が最適な値に調節された燃料を送出するための送り口であるバルブである。
バルブ２０より送出された燃料は燃料配管１０を通って燃料噴射弁２からエンジン燃料室１ｃへ噴射される。
【００３７】
ＥＣＵ５はクランク角センサ７、アクセルポジションセンサ８、車速センサ９および位置検出手段６からの出力信号を入力とし、車両がサージを発生させる可能性が高いかどうかを検出し、サージを発生させる可能性が高いと判断したとき、エンジンの回転数の変化率が小さくなるように供給燃料調節手段４の制御を行う。
【００３８】
図２は、実施の形態１の燃料噴射装置のブロック図である。
図２において、５１はクランク角センサ７および車速センサ９からの出力信号を入力信号とし、車両の走行状態がサージを発生させる可能性が高いかどうかを検出する車両走行状態検出手段である。
５２はクランク角センサ７からの出力信号を入力信号とし、エンジンの回転数の変化率を検出する回転数変化率検出手段である。
５３は回転数変化率検出手段５２およびエンジンの回転数の平均値を入力とし、コントロールスリーブの位置を補正するための補正値を算出する補正値算出手段である。
５４は位置検出手段６、アクセルポジションセンサ８、補正値算出手段５３、車両走行状態検出手段５１およびエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを入力とし、コントロールスリーブの位置をエンジンの回転数の変化率が小さくなるように補正することによりプランジャに形成したカットオフポートの開口面積を補正する開口面積補正手段である。
５６はテーブルである。
【００３９】
図２の動作を説明する。
車両走行検出手段５１ではクランク角センサ７および車速センサ９の出力から車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域であるかどうかを調べる。
回転数変化率検出手段５２ではクランク角センサ７の出力をもとに所定期間の間のエンジンの回転数の変化率を検出し、この出力を補正値算出手段５３に送る。
補正値算出手段５３ではエンジンの回転数の変化率に対応する重み（または修正ゲイン）Ｋｓを求め、これらの積を補正値として算出する。
この補正値は、エンジンの回転数の変化を抑制するような値である。
テーブル５６には、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍに対応する修正ゲインＫｓに関する情報が格納されており、修正ゲインＫｓはテーブル５６をテーブルルックアップすることにより求められる。
開口面積補正手段５４では、車両走行状態検出手段５１が車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域にあると判断したとき、補正値算出手段５３により算出した補正値を用いて供給燃料調節手段４を調節する。
具体的にはコントロールスリーブの位置を調節することにより第２の通路から燃料が流れる状態になったときの第２の通路の開口面積を制御する。
これにより、車両はサージに起因する振動が起こらなくなる
【００４０】
図３は開口面積補正手段５４の具体的な構成の一例を説明するための図である。
図３において、５１１はアクセルポジションセンサ９、補正値算出手段５３および車両走行状態検出手段５１からの出力、並びにエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを入力とし、コントロールスリーブの目標位置を算出する目標位置算出手段である。
５１２は位置検出手段６および目標位置算出手段５１２からの出力を入力とし、コントロールスリーブの位置を帰還制御する位置帰還制御手段である。
位置帰還制御手段５１２は例えば位置検出手段６から検出したコントロールスリーブの位置と、目標位置算出手段５１１より算出したコントロールスリーブの目標位置との差に基づいてＰＩＤ制御を行うものである。
【００４１】
実施の形態１の燃料噴射装置は上述のような構成をしているため、車両がサージを発生させる可能性が高い領域である場合には、エンジンの回転数の変化率に応じて供給燃料調節手段４を調節するため、サージに起因する振動がなくなり、運転者に不快な前後振動を感じさせなくなる。
【００４２】
次に実施の形態１の燃料噴射装置の具体的な動作を説明する。
これらの演算は、ＥＣＵ５内で予め定められた周期（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
ここでは、クランク角度検出センサ７が所定のクランク角度を検出するごとにＥＣＵ５が演算を行うものとする。
つまり、ＥＣＵ５は所定のタイミングで発生するクランク角度信号（クランク角度センサ出力信号がＥＣＵに入力されるエンジンクランク角度で吸気ｔｏｐ前５度の立ち下がり信号）を演算処理開始のトリガ（開始信号）にして演算を実行するものとする。
【００４３】
まず、図４は車両走行状態検出手段５１の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
図４のフローチャートにおいて、サージ発生領域（サージが発生する可能性が高い領域）であると判定した場合、サージ発生領域判定フラグＸを立てる。
図４のフローチャートで判定された結果であるサージ発生領域判定フラグＸは、図８で説明するフローチャートにおいて、基本目標位置ＳＰｏに補正量△ＳＰを加算し、補正を行うかどうかを決定するときに用いる。
【００４４】
図４のフローチャートを説明する。
まずＳＴ２０１は、車速センサ９から得られた車両速度Ｎｓを読み込み車両速度Ｎｓが、所定値（例えば２．５ｋｍ／ｈ）以上であるかどうかを判定する。
ＳＴ２０１で車両速度が所定の値よりも小さいと判定した場合（つまりＮＯと判定した場合）、ＳＴ２０４へ進み、ＳＴ２０４でサージ発生領域判定フラグＸを０にし、フローチャートが終了する。
ＳＴ２０１で車両速度が所定の値以上であると判定した場合（つまりＹＥＳと判定した場合）、ＳＴ２０２へ進む。
ＳＴ２０２では、クランク角センサ７からの出力を読み込みエンジン回転数Ｎｅを算出し、エンジン回転数Ｎｅが所定値（例えば３５００ｒｐｍ）以下であるかどうかを判定する。
【００４５】
ＳＴ２０２で、エンジン回転数Ｎｅが所定値よりも大きいと判定した場合（つまりＮＯと判定した場合）ＳＴ２０４へ進み、ＳＴ２０４でサージ発生領域判定フラグＸを０にし、フローチャートが終了する。
ＳＴ２０２で、エンジン回転数Ｎｅが所定値以下であると判定した場合（つまりＹＥＳと判定した場合）、車両はサージ発生の可能性の高い運転領域であると判定し、ＳＴ２０３へ進みサージ発生領域判定フラグＸを１にセットし、フローチャートが終了する。
図４のフローチャートでは、車両速度とエンジン回転数とを用いて車両のサージ発生運転領域を判定したが、これらの判定に用いた所定値、例えばエンジン回転数の所定値（３５００ｒｐｍ）として用いる値はエンジン出力と車両重量とに依存するため、この値はエンジン出力と車両重量とに応じて適宜変更する必要がある。
【００４６】
図５は回転数変化率検出手段５２の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
図５のフローチャートで用いるカウンタＡの値はエンジンの回転数の変化率を求めるときの期間（つまり時間間隔）を計測するものである。
カウンタＡはの値はエンジン起動時、ＥＣＵの電源がＯＮされＲＯＭ内に格納されおり、演算が開始されると同時に、Ａ＝０にリセットされるように構成されている。
図５のフローチャートについて説明する。
まずＳＴ３０１において、クランク角度検出センサ７の出力を読み込みエンジン回転数Ｎｅを算出した後、この値をＡ／Ｄ変換した値をＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶する。
ＳＴ３０２では、カウンタＡをＡ＋１にする。
ＳＴ３０３では、カウンタＡが１であるかどうかを判定し、Ａ＝１即ちＹＥＳと判定された場合は、ＳＴ３０４に進む。
ＳＴ３０３でＮＯと判定された場合は、ＳＴ３０５に進む。
ＳＴ３０４では、変化率検出期間の初期時刻（つまりＡ＝１のとき）でのエンジンの回転数を取り込むため、ＳＴ３０１により記憶手段に記憶したＮｅをＮｅ１にセットし、このＮｅ１をＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶する。
ＳＴ３０５では、変化率算出期間のカウンタＡ＝４であるかどうかを判定し、Ａ＝４即ちＹＥＳと判定した場合は、ＳＴ３０６に進み、Ａが４でない場合（つまりＮＯと判定した場合）、フローチャートを終了する。
【００４７】
ＳＴ３０６では、回転数の変化率検出期間の終了時刻（すなわちＡ＝４のとき）での回転数を取り込むため、ＳＴ３０１により記憶手段に記憶したＮｅをＮｅ２にセットし、このＮｅ２をＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶しＳＴ３０７に進む。
ＳＴ３０７では、ＳＴ３０４によりＡ＝１のときのエンジンの回転数Ｎｅ１とＡ＝４のときのエンジンの回転数Ｎｅ２とから回転数の変化率△ＮｅをΔＮｅ＝Ｎｅ２−Ｎｅ１として算出し、ＳＴ３０８に進む。
ＳＴ３０８では、変化率算出期間のカウンタＡを０にリセットし、フローチャートを終了し他のルーチンへ移る。
図５のフローチャートは１０ｍｓｅｃ毎に動作するようにプログラム内にセットされており、この例では、４０ｍｓｅｃ毎にエンジンの回転数の変化率ΔＮｅを算出することが可能となる。
そして、例えばＳＴ３０５でＡ＝４を変更することにより、回転数の変化率ΔＮｅを算出する期間（または時間間隔）を変更できるように構成されている。
【００４８】
図６は補正値算出手段５３の具体的な動作を説明するためのフローチャートでる。
図６のフローチャートについて説明する。
ＳＴ４０１では、クランク角度検出センサ７の出力を所定期間読み込みその算術平均を求め、この値をエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍとして読み込む。
本平均化ルーチンの詳細な説明は、省略するが、次式を用いた処理を行うように構成されている。
【００４９】
Nem=(Ne(1)+Ne(2)+・・・+Ne(i)+・・・+Ne(m-1)+Ne(m))/m    ・・・（１）
但し、i：サンプリング時間（整数）
Ne(1),Ne(2),・・・,Ne(i),・・・,Ne(m-1),Ne(m)：サンプリング時間毎に検出したクランク角センサ７の出力
m：平均化回数（整数）。
【００５０】
ＳＴ４０２では、算出されたディーゼルエンジン本体１の平均回転数Ｎｅｍに対応する修正ゲインＫｓをテーブル５６からテーブルルックアップする。
ＳＴ４０３では、図５を用いて説明した回転数変化率を算出するフローチャートで得られたエンジンの回転数変化率△ＮｅをＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）から読み込む。
ＳＴ４０４では、この回転数変化率△ＮｅとＳＴ４０２で求めた修正ゲインＫｓとを乗算することにより、コントロールスリーブの位置の補正量△ＳＰ＝Ｋｓ×△Ｎｅを算出し、この値をＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶し、高圧燃料を供給する際の開口面積を補正するコントロールスリーブの位置の補正量を決定し、このフローチャートを終了する。
【００５１】
図７は図２に示したテーブル５６に格納した情報の一例を説明するための図であり、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍと修正ゲインＫｓとの関係を示す図である。
ここではこの関係の一例として複数の直線からなる折れ線で関係付けしたものを示す。
図７において０≦Ｎｅｍ＜Ｎｅｍ１のときのＮｅｍとＫｓとの関係を示す直線の傾きをａ１、Ｎｅｍ１≦Ｎｅｍ＜Ｎｅｍ２のときのＮｅｍとＫｓとの関係を示す直線の傾きをａ２、Ｎｅｍ２≦Ｎｅｍ＜Ｎｅｍ３のときのＮｅｍとＫｓとの関係を示す直線の傾きをａ３およびＮｅｍ３≦ＮｅｍのときのＮｅｍとＫｓとの関係を示す直線の傾きをａ４とすると、
ａ１＞ａ２＞ａ３＞ａ４          ・・・（２）
かつ
ａ４≧０                        ・・・（３）
なる関係がある。
図２に示したテーブル５６には図７に示したような対応関係を有する情報が格納されている。
またテーブル５６はＲＯＭなどの記憶手段（図示せず）に予め記憶させておき、必要に応じてテーブルルックアップすることにより平均回転数Ｎｅｍに対応する修正ゲインＫｓを求める。これにより、処理速度が向上する。
【００５２】
エンジンの出力トルクは、エンジン燃焼室１ｃに供給する燃料量と空気量とに依存する。
ディーゼルエンジンは、吸気量絞り弁（スロットル弁）がなくエンジン燃焼室１ｃに供給する空気量を制御していない。よって、出力トルクは燃料噴射ポンプ３のバルブ２０から送出され燃料噴射弁２から噴射により供給される燃料の供給量によりトルクが制御される。
吸気量絞り弁がある場合、エンジン回転数が高くなると吸気絞り部における圧力損失により、吸気量が絞られる。
しかし、ディーゼルエンジンの場合、吸気絞り弁がないため、高い回転数領域においても吸入空気量が減少しない。
このため、燃料噴射ポンプ３から燃料噴射弁２に供給する燃料の量をエンジンの回転数が高くなるに比例して減少させる必要がある。
これにより、エンジンの回転数が高くなるに比例して出力トルクも上昇することを防止することが可能となる。
このような、背景のもとエンジン燃焼室１ｃに供給される燃料の量は、エンジンの回転数が高くなるに比例して減少させる必要がある。
よって補正値算出手段５３により算出する補正値は、エンジンの回転数が高い領域で過大な補正を行わないようするため、図７に示すようにエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍが高くなるに連れてそのゲインが低くなるように設計している。
【００５３】
図８はコントロールスリーブの目標位置を算出するためのフローチャートであり、目標位置算出手段５１１の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
図８のフローチャートを説明する。
ＳＴ５０１では、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを読み込む。
ＳＴ５０２では、アクセル開度センサ８の出力をＡ／Ｄ変換し、アクセル開度を変数ＡＰＳとして読み込みＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶する。
ＳＴ５０３ではＳＴ５０１と５０２で得た平均回転数Ｎｅｍとアクセル開度ＡＰＳとに対応するコントロールスリーブの基本目標位置ＳＰｏに関する情報をあらかじめ２次元マップとしてＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶しており、この２次元マップをテーブルルックアップすることにより、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍとアクセル開度ＡＰＳに対応するコントロールスリーブの基本目標位置ＳＰｏを求める。
【００５４】
ＳＴ５０４では、図４のフローチャートにより求めたサージ発生領域判定フラグＸが立てられているかどうかを調べる。
即ちすなわちＳＴ５０４では車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域であると判定されているかどうかを調べ、車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域であると判定されているならば、コントロールスリーブの基本目標位置の補正を行う。
Ｘ＝０即ち車両がサージを発生させる可能性の高い運転領域でないと判定した場合、ＳＴ５０７に進み、ＳＴ５０７では、ＳＰをＳＰｏにし、処理を終了する。
Ｘ＝１即ち車両がサージを発生させる可能性の高い運転領域であると判定した場合、ＳＴ５０５に進む。
ＳＴ５０５では、図６で説明した補正量を算出するフローチャートにおいて算出した△ＳＰをＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）より読み込む。
ＳＴ５０６では、ＳＴ５０３で求めた基本目標位置ＳＰｏに補正量△ＳＰを加算し、ＳＰ＝ＳＰｏ＋△ＳＰとしてＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）にＳＰとして記憶し、最終的に目標値として使用する目標位置を決定する。
【００５５】
図９はコントロールスリーブの目標位置を制御するためのフローチャートであり、位置帰還制御手段５１２の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
図９のフローチャートを説明する。
ＳＴ６０１では、図８のフローチャートにより算出した目標位置ＳＰを読み込む。
ＳＴ６０２では、位置センサ６の出力をＡ／Ｄ変換し、その出力値である検出位置ＳＰＳを読み込む。
ＳＴ６０３では、制御位置の誤差ｅ＝ＳＰ−ＳＰＳとして算出し、このｅをＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶する。
ＳＴ６０４において、ＰＩＤ帰還制御のとき、使用する帰還ゲイン、つまり比例ゲインＫp、積分ゲインＫI、微分ゲインＫdを、検出位置ＳＰＳと制御位置の誤差ｅの少なくとも一つよりテーブルルックアップして決定する。
比例ゲインＫp、積分ゲインＫI、微分ゲインＫdのテーブルは誤差ｅに対応するテーブルであり、このテーブルはＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に予め記憶されている。
ＳＴ６０５において、最終的にＰＩＤ帰還制御する際に必要な操作量Ｕを次式
【００５６】
【数１】
0003864459.tif 000002
【００５７】
ただし、ｉは整数であり、演算離散化刻みに対応した計算時刻である。
により算出し、その演算結果をロータリソレノイド、遠心式ガバナといったコントロールスリーブを駆動するための駆動手段（図示せず）に出力する。
【００５８】
実施の形態１の燃料噴射装置は上述のような構成、動作を有するため、車両がサージを発生させる可能性の高い領域であるかどうかを判定し、車両がサージを発生させる可能性が高い領域であると判定した場合は、エンジンの回転数の変化率に基づき、エンジンの回転数の変化を抑制するような方向にコントロールスリーブの位置を補正するための補正量を算出し、この算出結果に基づき、コントロールスリーブの目標位置を補正制御する。
つまりエンジンの回転数の微分値（つまりエンジンの回転数の変化率）をもいいてコントロールスリーブの位置を補正することにより、エンジンの回転数が上昇した際、その上昇を減ずるようにバルブ２０から送出する燃料を補正減量でき、またエンジン回転数が下降した際、その下降回転数分を上昇させるようにバルブ２０から送出する燃料を補正増量することが可能となる。
よって、コントロールスリーブの位置をエンジンの回転数の微分値で予測補正することにより、制御系内に存在する遅れ要素（例えば、演算遅れ、センサの検出遅れ、ポンプ内ガバナの応答遅れなど）の影響を最小限にし、常にサージ現象に起因する振動が発生しない燃料噴射装置を得ることができる。
【００５９】
実施の形態２．
実施の形態１では、供給燃料調節手段４はコントロールスリーブを有するものであり、ＥＣＵ５はエンジン回転数の変化率を用いてコントロールスリーブの目標位置を補正する燃料噴射装置について説明した。
実施の形態２の燃料噴射装置は、供給燃料調節手段４は電磁弁を有し、この電磁弁の開閉時間を制御することにより、噴射量を調節するような筒内噴射型エンジンを有する燃料噴射装置において、エンジンの回転数の変化率に応じて開閉時間（ここではデューティ比）を調節することにより、サージが原因で発生する振動を抑制する燃料噴射装置を得ることを目的とする。
【００６０】
図１０は実施の形態２の燃料噴射装置のブロック図である。
図１０において、図１と同一の符号を付したものはこれと同一またはこれに相当するものを表す。
図１０において、４１は吸入溝から流入してきた燃料の一部を逃がすための電磁弁でり電磁弁の開閉時間（ここではデューティ比）を制御することにより燃料噴射ポンプ３のバルブから送り出される燃料の量が変化するため、燃料噴射弁２からエンジン燃焼室１ｃから噴射される燃料の量が変化する。
４２は電磁弁のオンオフ動作の駆動を行うための駆動回路であり、駆動回路からの出力に応じて電磁弁４１は開閉動作を行う。
５５はアクセルポジションセンサ８、車両走行状態検出手段５１および補正手段５３からの出力を入力とし、エンジンの回転数の変化を抑制するように開閉時間を補正する開閉時間補正手段である。
【００６１】
図１０の燃料噴射装置は上述のような構成をしているため、車両走行状態検出手段５１がサージを発生させる可能性が高い運転領域であると判定した場合、開閉時間補正手段５５が、電磁弁の開閉時間（ここではデューティ比）をエンジンの回転数の変化を抑制するように補正するため、サージが原因による前後振動をなくすことが可能となる。
【００６２】
実施の形態２の燃料噴射装置は、たとえば藤沢、川合著、「ディーゼル燃料噴射」、山海堂、ｐ２０５に記載されている電子制御式ポンプの電磁スピル弁に上述のような構成にすることにより上述の効果を得ることが可能となる。
【００６３】
図１１は開閉時間補正手段５５の具体的な動作を説明するためのフローチャート図である。
実施の形態２において、車両走行状態検出手段５１および回転数変化率検出手段５２の動作は実施の形態１と同一であるが、補正値算出手段５３により算出する補正値は、図６で説明したフローチャートにおいて、ＳＴ４０４で算出する補正値は目標位置ΔＳＰではなく、ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比の補正値ΔＤ＝Ｋｓ×ΔＮｅとするように、ＥＣＵ内のＲＯＭに記憶されたプログラムが構成されている。
この結果得られたＯＮ／ＯＦＦのデューティ比の補正値△Ｄを用いて、図１１に示した処理を実行する。
図１１のフローチャートを説明する。
ＳＴ５０１ａで、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを読み込む。
ＳＴ５０２ａでアクセル開度センサの出力をＡ／Ｄ変換し、その値をアクセル開度ＡＰＳとして読み込みＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶する。
ＳＴ５０１ａと５０２ｂとで得られたエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍとアクセル開度ＡＰＳとから電磁弁４１の開閉時間を求める２次元マップ（図示せず）から基本デューティＤｏをテーブルルックアップする。
この２次元マップはエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍとアクセル開度ＡＰＳとから電磁弁４１の開閉時間を求めるためのテーブルであり予めＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶されている。
【００６４】
ＳＴ５０４ａにおいて、図２を用いて説明したサージ領域判定ルーチンの判定フラグＸに基づき、Ｘ＝１、即ち車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域にあるかどうかを判定する。
Ｘ＝１即ちＹＥＳと判定された場合、ＳＴ５０５ａに進み、説明を略したが図４と同様の手順でエンジン回転数の変化率に基づいて算出した補正値算出ルーチンの演算結果△ＤをＲＡＭより読み込む。
ＳＴ５０６ａで、ＳＴ５０３ａで求めた基本デューティＤｏに補正値△Ｄを加算し、Ｄ＝Ｄｏ＋△ＤとしてＲＡＭに操作デューティＤとして記憶する。一方、ＳＴ５０４ａでＮｏと判定された場合は、ＳＴ５０７ａへ進み、Ｄ＝Ｄｏとしする。
そして、ＳＴ５０８ａでＳＴ５０６ａまたはＳＴ５０７ａで求めたＤを駆動回路４２に出力して本ルーチンを終了する。
駆動回路４２ではＳＴ５０８ａの信号を受けてこの信号に応じた開閉時間で電磁弁４１を駆動する。
【００６５】
実施の形態２の筒内噴射型のエンジンの燃料噴射装置は、車両がサージ発生可能性のある領域かどうかを判定し、サージ域であると判定した場合は、予め算出したエンジンの回転数の変化率にもとづいて電磁弁４２の開閉時間の補正値を算出し、この算出結果に基づき、電磁弁４２の開閉時間を補正制御し、エンジン回転数が上昇した際、その上昇を減ずるようにエンジン燃焼室１ｃに供給する燃料を補正減量でき、またエンジン回転数が下降した際、その下降分を抑制させるようにエンジン燃焼室１ｃに供給する燃料を補正増量する。
つまりエンジンの回転数の微分値（つまりエンジンの回転数の変化率）をもいいて電磁弁４２の開閉時間のデューティ比率ΔＤを補正することにより、エンジンの回転数が上昇したときには、電磁弁４２を開ける時間が長くなるようにデューティ比率ΔＤを調節することにより、エンジンの回転数の上昇を抑え、またエンジン回転数が下降したときには、電磁弁４２を開ける時間が短くなるようにデューティ比率ΔＤを調節することにより、エンジンの回転数の下降を抑えることが可能となる。
よって、電磁弁４２の開閉時間（デューティ比）をエンジンの回転数の微分値で予測補正することにより、制御系内に存在する遅れ要素（例えば、演算遅れ、センサの検出遅れ、ポンプ内ガバナの応答遅れなど）の影響を最小限にし、常にサージ現象の発生しない燃料噴射装置を得ることができる。
【００６６】
実施の形態２の燃料噴射装置として、軽油を燃料とするディーゼルエンジン用の燃料噴射装置について説明した。
一方、ガソリンを燃料とする燃料噴射装置の場合、例えば久米他’筒内噴射ガソリンエンジンのための燃焼制御’（日本機会学会  第７３期全国大会  講演番号２３３４  １９９５年９月１１日）に開示されている筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンなどに記載されている筒内噴射型エンジンの高速型ＯＮ／ＯＦＦ型燃料噴射弁（実施の形態２における供給燃料調節手段４に相当するもの）の開閉時間の制御ついて、上述のような構成にすることにより、ガソリンを燃料とする燃料噴射装置についても上述と同様の効果を奏する。
【００６７】
実施の形態３．
実施の形態１では、補正値算出手段５３はエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍ対応するゲインＫｓを回転数変化率ΔＮｅへ乗算した値を補正値するようにな構成であった。
実施の形態３では、補正値算出手段５３が補正値を算出し出力する時間を、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍに対して予め定められた時間重みテーブルに基づいて算出した時間重み値を乗算した重み時間付き出力時間に基づいて、補正制御する場合について説明する。
図１２は補正値算出手段５３の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【００６８】
図１２のフローチャートについて説明する。
ＳＴ７０１では、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを読み込む。
ＳＴ７０２では、図５に示したフローチャートにより得られたエンジンの回転数の変化率ΔＮｅを読み込む。
ＳＴ７０３では、エンジンの回転数の変化率ΔＮｅに一定値Ｋｓｏを乗じ、補正量ΔＳＰを算出し、このフローチャートを終了する。
【００６９】
平均回転数Ｎｅｍに対して補正量△ＳＰに補正を付加する動作は、図１３および図１５に基づき説明するフローチャートを実行することにより実現する。
図１３は、回転数変化率ΔＮｅに応じて供給燃料調節手段４を補正制御するとき、図１２に示したフローチャートにより算出したΔＳＰに応じた補正信号を噴射ポンプ３内の供給燃料調節手段４へ出力する時間を、エンジンの回転数の平均値に対して予め定められた時間重みテーブルに基づいて算出した時間重み値ＢＴに基づいて、△ＳＰを基本目標位置ＳＰｏに加算するかどうかを制御する際に使用する時間重みフラグＹを算出する動作を説明するものである。
【００７０】
図１３のフローチャートを説明する。
ＳＴ９０１では、カウンタＢをＢ＋１としてインクリメントする。
ただし、このカウンタＢは、本エンジン始動と同時に０にリセットされるように予めプログラム内に処理がセットされている。
次にＳＴ９０２で、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを読み込み、ＳＴ９０３では、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍより図１４に示した時間重みカウンタ値ＢＴをテーブルルックアップする。
ＳＴ９０４では、カウンタＢが、Ｂ＜ＢＴであるかどうかを判定し、ＹＥＳと判定された場合はＳＴ９０５に進み、Ｎｏと判定された場合はＳＴ９０６に進む。
ＳＴ９０５では、補正量を基本目標値に加算してよいことを示す時間重みフラグＹを１にセットする。
【００７１】
一方、ＳＴ９０６では、時間重みフラグＹを０にセットする。ＳＴ９０７において、カウンタＢが最大値Ｂｍａｘを越えているかどうかを判定し、Ｙｅｓと判定された場合は、カウンタＢを０にリセットし、本ルーチンを終了する。
【００７２】
図１４はＳＴ９０３において、ディーゼルエンジン本体１のエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍと時間重みＢＴとの関係を示す図であり、ここではこの関係として複数の直線からなる折れ線であってＮｅｍが増加するに従って減少するように関係付けしたものを示す。
ＮｅｍとＢＴとの関係は例えばエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍが低い場合（Ｎｅｍ５よりも小さい場合）およびＮｅｍが高い場合（Ｎｅｍ６よりも大きい場合）にはＢＴの値は緩やかに減少するかまたは一定となるように設定している。
ディーゼルエンジンは、吸気量絞り弁（スロットル弁）がなくエンジン燃焼室１ｃに供給する空気量を制御していない。よって、出力トルクは燃料噴射ポンプ３のバルブ２０から送出され燃料噴射弁２から噴射により供給される燃料の供給量によりトルクが制御される。
吸気量絞り弁がある場合、エンジン回転数が高くなると吸気絞り部における圧力損失により、吸気量が絞られる。
しかし、ディーゼルエンジンの場合、吸気絞り弁がないため、高い回転数領域においても吸入空気量が減少しない。
このため、燃料噴射ポンプ３から燃料噴射弁２に供給する燃料の量をエンジンの回転数が高くなるに比例して減少させる必要がある。
これにより、エンジンの回転数が高くなるに比例して出力トルクも上昇することを防止することが可能となる。
このような、背景のもとエンジン燃焼室１ｃに供給される燃料の量は、エンジンの回転数が高くなるに比例して減少させる必要がある。
よって補正値算出手段５３により算出する補正値は、高い回転数領域で過大な補正を行わないようするため、図１４に示すようにエンジンの回転数の平均値Ｎｅｍが高くなるに連れて時間重みＢＴが低くなるように設計している。
【００７３】
図１５はコントロールスリーブの目標位置を決定する動作を説明するフローチャートであり、目標位置算出手段５１１の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
ＳＴ８０８で、時間重みフラグＹに基づいて補正量△ＳＰを基本目標位置ＳＰｏに加算するかどうかを判定する処理を除いて、図８に示したＳＴ５０１からＳＴ５０７の動作と同一の動作をＳＴ８０１から８０７で実現している。
【００７４】
図１５のフローチャートを説明する。
ＳＴ８０１では、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍを読み込む。
ＳＴ８０２では、アクセル開度センサ８の出力をＡ／Ｄ変換し、アクセル開度を変数ＡＰＳとして読み込みＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶する。
ＳＴ８０３ではＳＴ５０１と５０２で得た平均回転数Ｎｅｍとアクセル開度ＡＰＳに対応するコントロールスリーブの基本目標位置ＳＰｏがあらかじめ２次元マップとしてＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）に記憶しており、この２次元マップをテーブルルックアップすることにより、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍとアクセル開度ＡＰＳに対応するコントロールスリーブの基本目標位置ＳＰｏを求める。
【００７５】
ＳＴ８０４では、図４のフローチャートにより求めたサージ発生領域判定フラグＸが立てられているかどうかを調べる。
即ちすなわちＳＴ８０４では図４のフローチャートにより得られたフラグＸの値を調べる。
つまり、図５のフローチャートにおいて、車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域であると判定されているかどうかを調べ、車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域であると判定されているならば、ＳＴ８０８に進み、そうでない場合にはＳＴ８０７に進む。
ＳＴ８０８では、図１３のフローチャートにより得られたフラグＹの値を調べ、フラグＹが１である場合にはＳＴ８０５に進み、そうでない場合にはＳＴ８０７に進む。
【００７６】
ＳＴ８０６では、ＳＴ８０３で求めた基本目標位置ＳＰｏに補正量△ＳＰを加算し、ＳＰ＝ＳＰｏ＋△ＳＰとしてＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）にＳＰとして記憶し、目標値として使用する目標位置を決定し、本ルーチンの処理を終了する。
ＳＴ８０７ではＳＴ８０３により得られたＳＰｏをＳＰとしＲＡＭなどの記憶手段（図示せず）にＳＰとして記憶し、目標値として使用する目標位置を決定し、本ルーチンの処理を終了する。
【００７７】
図１３に示した時間重み算出ルーチンは、例えば１ｍｓｅｃ毎に実行され、エンジンの回転数の平均値が低い場合（例えばＮｅｍ５が７５０ｒｐｍ程度の値であってこのときの時間重みＢＴが２０とする）では、ＳＴ９０１での処理が繰り返されＢＴ＝２０とした場合、即ち２０ｍｓｅｃを越えるとＹ＝０となり、補正値△ＳＰが出力されなくなる。
【００７８】
この動作によりエンジンの回転数が低いほど、噴射と噴射との間の時間をＴｉｎｊとし、基本目標位置を補正した目標位置が出力される時間Ｔｓとすると、Ｔｉｎｊに対するＴｓの比率Ｔｓ／Ｔｉｎｊが小さくなる。
これはエンジンの回転数が低い場合、コントロールスリーブが目標位置に収束する前に補正が打ち切られることを意味する。
これは、エンジンの回転数に応じて変化することを意味し、これによりエンジンの回転数の変化率に応じて目標位置を制御することができる。
この動作により、実施例１と同一の効果を得ることができる。
【００７９】
実施の形態４．
実施の形態１から実施の形態３の燃料噴射装置では、車両走行状態検出手段５１はクランク角センサ７および車速センサ９の出力信号から車両の速度およびエンジンの回転数を検出し、これらの値が所定の条件を満足すると、車両がサージを発生する可能性が高い運転領域であると判断するものであった。
【００８０】
実施の形態４の燃料噴射装置は、車両走行状態検出手段５１として車速センサ９の出力信号の代わりにアクセルポジションセンサ８の出力信号を入力信号とし、アクセルポジションセンサの出力信号およびクランク角センサ７からの出力信号が所定の条件を満足すると、車両がサージを発生させる可能性が高い運転領域であり、サージが発生することによる不快な前後振動を発生する可能性が高いと判断するような構成にしたことを特徴とするものである。
【００８１】
図１６は車両走行状態判定手段５１の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
ＳＴ１００１では、アクセルポジションセンサ８の出力を読み込み、その出力ＡＰＳが所定値０．５ｖｏｌｔ以上であるかどうかを調べる。
ＳＴ１００１でＹＥＳと判定された場合、ＳＴ１００２へ進む。
ＳＴ１００２では、クランク角センサ７からの出力を読み込みエンジン回転数Ｎｅを算出し、エンジン回転数Ｎｅが所定値（例えば３５００ｒｐｍ）以下であるかどうかを判定する。
【００８２】
ＳＴ１００２で、エンジン回転数Ｎｅが所定値よりも小さいと判定した場合（つまりＮＯと判定した場合）、ＳＴ１００４へ進み、ＳＴ１００４でサージ発生領域判定フラグＸを０にし、フローチャートが終了する。
ＳＴ１００２で、エンジン回転数Ｎｅが所定値以上であると判定した場合（つまりＹＥＳと判定した場合）、車両はサージ発生の可能性のある運転領域であると判定し、ＳＴ１００３へ進みサージ発生領域判定フラグＸを１にセットし、フローチャートを終了する。
【００８３】
実施の形態４では、車両走行状態検出手段５１において、車速センサ９の出力の代わりにアクセルポジションセンサ８の出力を用いて、サージが発生する可能性の高い運転領域を判定するように構成ても、サージの発生する可能性の高い運転領域を検出することが可能となる。
【００８４】
実施の形態５．
上述の実施の形態では、サージを発生させる可能性の高い運転領域であるかどうかを判定し、サージを発生させる可能性の高い運転領域であると判断した場合、常に補正処理を実施するものであった。
しかしながら、運転者が加速／減速を行っている場合これまでの実施の形態の燃料噴射装置では、これらの動作を抑制することになり、加速／減速を速やかに行うことができない。
実施の形態５の燃料噴射装置は、サージ発生領域に加え、エンジンの運転状態が過渡状態即ち、加速中又は減速中であるかどうかを調べ、過渡状態であると判断した場合、供給燃料調節手段４の補正を行わないような構成にしたことを特徴とするものである。
これにより、ドライバがエンジンの回転数を上昇／下降させるように指示していることに反して燃料噴射ポンプ３から燃料噴射弁２を介してエンジン燃焼室１ｃに供給する燃料を減量／増量するような動作を防止することが可能となる。
【００８５】
上述の動作を実現するため具体的には、アクセルポジションセンサ８、クランク角センサ、車速センサの少なくとも一つの出力値を所定期間（例えば２０ｍｓｅｃ間）調べ、その絶対値が、所定の条件、例えば所定値以上になったかどうかを判定する手段を設け、この手段によりアクセルポジションセンサ８、クランク角センサ、車速センサの少なくとも一つの出力値が所定期間、所定の条件を満足したとき、エンジンの回転数の変化率にもとづく補正を行わないような構成にすればよい。
これにより、加速中または減速中といった過渡状態において、補正処理が禁止され、例えば加速中／減速中において、ドライバがエンジンの回転数を上昇／下降させるように指示していることに反して燃料噴射量を減量／増量するような動作を防止するとともに、加速／減速の動作を速やかに行うことが可能となる。
【００８６】
【発明の効果】
この発明の燃料噴射装置は、前記車両走行状態検出手段が所定の走行状態であると判断したとき、前記補正値算出手段により算出した補正値に応じて前記供給燃料調節手段を制御するように構成したため、サージに起因する振動が発生しない燃料噴射装置を得ることが可能となり、すべての運転条件において運転者に不快な前後振動を与えず、常に良好なドライバビリティを得ることが可能となる。
【００８７】
この発明に係る燃料供給装置の供給燃料調節手段は燃料噴射弁に向けて燃料を送るための第１の通路と、低圧のポンプ室に向けて燃料を送るための第２の通路とを有するカットオフポートを形成したプランジャと、その位置を変えることにより第２の通路から流出する燃料の流量、およびプランジャの圧送ストロークを調節するコントロールスリーブと、コントロールスリーブを変位させるための手段とを備え、車両走行状態検出手段が所定の走行状態であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値に応じてコントロールスリーブを変位させるための手段を制御するように構成したので、サージに起因する振動が発生しない燃料噴射装置を得ることが可能となり、すべての運転条件において運転者に不快な前後振動を与えず、常に良好なドライバビリティを得ることが可能となる。
【００８８】
この発明に係る燃料噴射装置の供給燃料調節手段は電磁弁を有し、車両走行状態検出手段が所定の走行状態であると判断したとき、補正値算出手段により算出した補正値にもとずいて前記電磁弁の開閉時間を制御するように構成したことにより、サージに起因する振動が発生しない燃料噴射装置を得ることが可能となり、すべての運転条件において運転者に不快な前後振動を与えず、常に良好なドライバビリティを得ることが可能となる。
【００８９】
この発明に係る燃料噴射装置の補正値算出手段は回転数変化率検出手段により算出された回転数の変化率と、所定時間あたりのエンジンの回転数の平均値とゲインとの関係を蓄積したテーブルとにより補正値を算出することにより、エンジンの回転数の変化率に応じた補正値を算出することが可能となる。
【００９０】
この発明に係る燃料噴射装置のテーブルはエンジンの回転数の平均値が大きくなるに従ってその傾きが小さくなるように複数の直線を組み合わせたことにより、エンジンの回転数が高くなるに比例して出力トルクが上昇することを防止する。
【００９１】
この発明に係る燃料噴射装置の補正値算出手段は所定時間当たりのエンジンの回転数の平均値と補正を行うための時間間隔との関係を蓄積したテーブルとにより補正を行う時間間隔を算出することにより、エンジンの回転数の変化率に応じた補正値を算出することが可能となる。
【００９２】
この発明に係る燃料噴射装置のテーブルはエンジンの回転数が大きくなるに従って補正を行うための時間間隔が小さくなるように複数の直線を組み合わせたことにより、エンジンの回転数が高くなるに比例して出力トルクが上昇することを防止する。
【００９３】
この発明に係る燃料噴射装置の車両走行状態検出手段は車両速度とエンジンの回転数により所定の走行状態であるかどうかを検出することにより、サージが発生する可能性が高いかどうかを判断することができる。
【００９４】
この発明に係る燃料噴射装置の車両走行状態検出手段はエンジンの負荷とエンジンの回転数により所定の走行状態であるかどうかを検出することにより、サージが発生する可能性が高いかどうかを判断することができる。
【００９５】
この発明に係る燃料噴射装置は車両が加速中または減速中であるのかを判断し、車両が加速中または減速中であるときには、補正値算出手段により算出した補正値に応じて供給燃料調節手段を制御しないように構成することにより、加速または減速の動作を速やかに行うことが可能となる。
【００９６】
この発明に係る燃料噴射方法はエンジンの回転数の変化率に応じてエンジン燃焼室に噴射する燃料を調節することにより、サージに起因する振動が発生しないので、すべての運転条件において運転者に不快な前後振動を与えず、常に良好なドライバビリティを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の燃料噴射装置の構成を説明するための図である。
【図２】  実施の形態１の燃料噴射装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】  実施の形態１の燃料噴射装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】  実施の形態１の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】  実施の形態１の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図６】  実施の形態１の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図７】  実施の形態１の燃料噴射装置において、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍと修正ゲインＫｓとの関係を説明するための図である。
【図８】  実施の形態１の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図９】  実施の形態１の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】  実施の形態２の燃料噴射装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図１１】  実施の形態２の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１２】  実施の形態３の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１３】  実施の形態３の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１４】  実施の形態３の燃料噴射装置において、エンジンの回転数の平均値Ｎｅｍと時間重みＢＴとの関係を説明するための図である。
【図１５】  実施の形態３の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１６】  実施の形態４の燃料噴射装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１７】  従来の燃料噴射装置の構成を説明するための図である。
【図１８】  従来の燃料噴射装置の構成を説明するための図である。
【図１９】  従来の燃料噴射装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１：ディーゼルエンジン本体    ２：燃料噴射弁    ３燃料噴射ポンプ
４：供給燃料調節手段
５：ＥＣＵ                    ６：位置検出手段
７：クランク角センサ          ８：アクセルポジションセンサ
９：車速センサ
５１：車両走行状態検出手段    ５２：回転数変化率検出手段
５３：補正値算出手段          ５４：開口面積補正手段
５６：テーブル
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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