JPH05240096A

JPH05240096A - 車載用内燃機関の燃料噴射量制御装置

Info

Publication number: JPH05240096A
Application number: JP4411792A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujimura; 俊夫藤村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】低速段が選択されたときにトランスミッション
が損傷するのを防止しつつ、十分な動力性能を確保す
る。【構成】燃料噴射量制御装置は、回転数センサ３５、変
速段センサ６６等に基づき燃料噴射ポンプ１を制御する
ＥＣＵ７１を備えている。ＥＣＵ７１は機関側最大許容
噴射量と変速機側最大許容噴射量とを算出し、トランス
ミッション６５が低速段以外のとき、ディーゼルエンジ
ン２への燃料噴射量が機関側最大許容噴射量に応じた量
となるように燃料噴射ポンプ１を制御する。ＥＣＵ７１
は低速段のとき、エンジン回転数の変化量を算出し、そ
の値が所定範囲にあると変化量が減少するほど変速機側
最大許容噴射量を増量補正し、ディーゼルエンジン２へ
の燃料噴射量が、変速機側最大許容噴射量と機関側最大
許容噴射量のうちの小さい方の最大許容噴射量に応じた
量となるように、燃料噴射ポンプ１を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用内燃機関への燃
料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置に係り、さらに
詳しくは、内燃機関から変速機に伝達される出力トルク
が、その変速機の許容するトルクを越えないように、燃
料噴射量を内燃機関の運転状態に応じて制御するように
した車載用内燃機関の燃料噴射量制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエンジンで発生した駆動
力（トルク）を車輪へ伝達する動力伝達系には、同自動
車の走行状態に応じて駆動力を増減（変速）するための
変速機（トランスミッション）が設けられている。この
トランスミッションは種々の歯数のギヤを備えており、
運転席のシフトレバーの操作にてギヤの噛み合わせが切
換えられることにより、エンジンの回転速度や出力トル
クを複数段に変換するようになっている。このトランス
ミッションでは、変速段毎に許容トルクが異なってお
り、そのうちでも特に１速、後退等の変速比の大きな低
速段では許容トルクが最も小さい。そのため、エンジン
回転数の高い状態や、出力トルクの高い状態のときに低
速段が選択されて、エンジンから伝達される出力トルク
がトランスミッションの許容トルクを越えた場合、その
トランスミッションを破損させてしまうおそれがある。

【０００３】そこで、前記不具合を解消するために、例
えば実開平３−５６８４５号公報では、エンジンが高回
転、高トルクの領域で運転されているときに低速段が選
択されると、エンジンの出力トルクがトランスミッショ
ンの許容トルクを越えないように、エンジンへの燃料噴
射量を一律に減少させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、４輪駆動車
などの自動車がオフロード（路上外）を走行する際に
は、低速段が選択されたまま高回転状態で運転されるこ
とがある。そのため、このようなときにも常時燃料噴射
量を減少させて出力トルクを低下させると、動力性能が
不足してしまう。

【０００５】すなわち、この４輪駆動車等においてエン
ジンの出力トルクを低下させる必要があるのは、ホッピ
ング時の車輪空転等によるエンジン回転数の急上昇と、
それに引き続く着地時のエンジン回転数の急低下とによ
りトランスミッションに大きな負荷が加わった場合、あ
るいは急激なアクセル操作にともない出力トルクが急変
した場合等である。ここでのホッピングとは、駆動力、
制動力等に対してサスペンションで発生する反力によっ
て、車輪や車体が上下に飛び跳ねる現象である。これ以
外の運転状況下（ホッピング等が発生しない使用状況
下）では出力トルクを低下させる必要がない。しかし、
前記従来技術では低速段が選択されると、一律に燃料噴
射量が減少されるので、動力性能を損ねてしまうことが
ある。

【０００６】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、低速段が選択されたときにトラ
ンスミッションが損傷するのを防止しつつ、十分な動力
性能を確保することが可能な車載用内燃機関の燃料噴射
量制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図１に示すように、車両に搭載された内燃
機関Ｍ１への燃料噴射量を調整するための燃料調整手段
Ｍ２を備え、前記内燃機関Ｍ１から変速機Ｍ３に伝達さ
れる出力トルクが、その変速機Ｍ３の許容するトルクを
越えないように、前記燃料調整手段Ｍ２による燃料噴射
量を内燃機関Ｍ１の運転状態に応じて制御するようにし
た車載用内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、前記
内燃機関Ｍ１の回転数を含む運転状態を検出する運転状
態検出手段Ｍ４と、前記変速機Ｍ３における変速段を検
出する変速段検出手段Ｍ５と、前記運転状態検出手段Ｍ
４による内燃機関Ｍ１の運転状態に応じた機関側最大許
容噴射量を算出する機関側最大許容噴射量算出手段Ｍ６
と、前記運転状態検出手段Ｍ４による内燃機関Ｍ１の運
転状態に応じた変速機側最大許容噴射量を算出する変速
機側最大許容噴射量算出手段Ｍ７と、前記変速段検出手
段Ｍ５による変速段が低速段以外のとき、前記内燃機関
Ｍ１への燃料噴射量が前記機関側最大許容噴射量に応じ
た量となるように、前記燃料調整手段Ｍ２を制御する第
１の噴射量制御手段Ｍ８と、前記変速段検出手段Ｍ５に
よる変速段が低速段のとき、前記運転状態検出手段Ｍ４
による検出値から機関回転数の変化量を算出し、同変化
量が減少するほど前記変速機側最大許容噴射量を増量補
正し、前記内燃機関Ｍ１への燃料噴射量が前記変速機側
最大許容噴射量と前記機関側最大許容噴射量のうちの小
さい方の最大許容噴射量に応じた量となるように、前記
燃料調整手段Ｍ２を制御する第２の噴射量制御手段Ｍ９
とを設けている。

【０００８】

【作用】車両走行時には、内燃機関Ｍ１の回転数を含む
運転状態が運転状態検出手段Ｍ４によって検出されると
ともに、変速機Ｍ３における変速段が変速段検出手段Ｍ
５によって検出される。また、内燃機関Ｍ１の運転状態
に応じた機関側最大許容噴射量が機関側最大許容噴射量
算出手段Ｍ６によって算出され、変速機側最大許容噴射
量が変速機側最大許容噴射量算出手段Ｍ７によって算出
される。

【０００９】そして、内燃機関Ｍ１の運転状態に応じ、
これらの機関側最大許容噴射量及び変速機側最大許容噴
射量を用いた燃料調整手段Ｍ２の制御が行われる。する
と、燃料調整手段Ｍ２による燃料噴射量が調整され、内
燃機関Ｍ１から変速機Ｍ３に伝達される出力トルクが調
整される。

【００１０】まず、変速段検出手段Ｍ５による変速段が
低速段以外のとき、すなわち、内燃機関Ｍ１の出力トル
クが変速機Ｍ３の許容トルクを越えるおそれのないとき
には、前記内燃機関Ｍ１への燃料噴射量が前記機関側最
大許容噴射量に応じた量となるように、第１の噴射量制
御手段Ｍ８が前記燃料調整手段Ｍ２を制御する。

【００１１】また、前記変速段検出手段Ｍ５による変速
段が低速段のときには、第２の噴射量制御手段Ｍ９は、
前記運転状態検出手段Ｍ４による検出値から機関回転数
の変化量を算出する。そして、第２の噴射量制御手段Ｍ
９は、前記変速機側最大許容噴射量算出手段Ｍ７によっ
て算出された変速機側最大許容噴射量を、機関回転数の
変化量が減少するほど増量補正する。

【００１２】ここで、機関回転数の変化量の大きさに応
じて変速機側最大許容噴射量を補正するのは、以下の理
由による。変速段検出手段Ｍ５による変速段が低速段で
ある場合には、内燃機関Ｍ１の出力トルクが変速機Ｍ３
の許容トルクを越えるおそれのある場合とない場合とが
ある。このうち、変速機Ｍ３の許容トルクを越えるおそ
れがあるのは、例えば低速段が選択されたまま高回転状
態で運転されるオフロード走行時において、ホッピング
時の車輪空転等による機関回転数の急上昇と、それに引
き続く着地時での機関回転数の急低下、あるいは急激な
アクセル操作にともなう出力トルクの急変等の場合であ
る。従って、この場合には内燃機関Ｍ１の出力トルクを
低下させる必要がある。しかし、前記以外の運転状況下
では内燃機関Ｍ１の出力トルクが変速機Ｍ３の許容トル
クを越えることがなく、このときにもホッピング時と同
様に内燃機関Ｍ１の出力トルクを低下させると動力性能
が不足してしまう。本発明では、機関回転数の変化量が
大きい程、ホッピング等の発生可能性が高いと考え、最
大許容噴射量を小さくするようにしている。

【００１３】そして、第２の噴射量制御手段Ｍ９は、前
記内燃機関Ｍ１への燃料噴射量が前記変速機側最大許容
噴射量と前記機関側最大許容噴射量のうちの小さい方の
最大許容噴射量に応じた量となるように、前記燃料調整
手段Ｍ２を制御する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図２〜
図８に従って説明する。図２は本実施例の燃料噴射量制
御装置を備えた自動車用ディーゼルエンジン（内燃機
関）２の概略構成を示す図であり、図３はそのディーゼ
ルエンジン２に燃料噴射を行う燃料調整手段としての分
配型燃料噴射ポンプ１の断面図である。図２に示すよう
に燃料噴射ポンプ１は、ディーゼルエンジン２のクラン
ク軸４０にベルト等を介して駆動連結されたドライブプ
ーリ３を備えている。そして、ドライブプーリ３の回転
によって燃料噴射ポンプ１が駆動され、ディーゼルエン
ジン２の気筒毎に設けられた燃料噴射ノズル４に燃料が
圧送されて燃料噴射を行う。

【００１５】図３に示すように、ドライブプーリ３には
ドライブシャフト５が連結されている。ドライブシャフ
ト５には、べーン式ポンプよりなる燃料フィードポンプ
（図では９０度展開されている）６と、外周面に複数の
突起を有する円板状のパルサ７とが取付けられている。
ドライブシャフト５の基端部（図の右端部）は、図示し
ないカップリングを介してカムプレート８に接続されて
いる。前記パルサ７とカムプレート８との間にはローラ
リング９が介在され、そのローラリング９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。そして、カムプレート８はス
プリング１１によって常にカムローラ１０に付勢係合さ
れている。

【００１６】カムプレート８には燃料加圧用のプランジ
ャ１２が一体回転可能に取付けられており、前記ドライ
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、同カムプレート８及び
プランジャ１２が回転しながら図中左右方向へ往復駆動
される。プランジャ１２はポンプハウジング１３に形成
されたシリンダ１４に嵌挿されており、これらのプラン
ジャ１２の先端面（図の右端面）とシリンダ１４の内底
面との間が高圧室１５となっている。プランジャ１２の
先端側外周には、ディーゼルエンジン２の気筒数と同数
の吸入溝１６及び分配ポート１７が形成されている。ま
た、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
形成されている。

【００１７】そして、ドライブシャフト５の回転に基づ
き燃料フィードポンプ６が駆動されると、図示しない燃
料タンクからの燃料が燃料供給ポート２０を介して燃料
室２１内へ供給される。また、プランジャ１２が図中左
方向へ移動（復動）して高圧室１５が減圧される吸入行
程においては、吸入溝１６の一つが吸入ポート１９と連
通して、燃料室２１から高圧室１５へ燃料が導入され
る。一方、プランジャ１２が図中右方向へ移動（往動）
して高圧室１５が加圧される圧縮行程においては、分配
通路１８から各気筒毎の燃料噴射ノズル４へ燃料が圧送
されて噴射される。

【００１８】ポンプハウジング１３には、高圧室１５と
燃料室２１とを連通させる燃料溢流用のスピル通路２２
が形成され、その途中には電磁スピル弁２３が設けられ
ている。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が開放され
て高圧室１５内の燃料が燃料室２１へ溢流される。ま
た、コイル２４が通電（オン）されることにより、弁体
２５が閉鎖されて高圧室１５から燃料室２１への燃料の
溢流が止められる。

【００１９】従って、電磁スピル弁２３の通電時間を制
御することにより、同電磁スピル弁２３が閉弁・開弁制
御され、高圧室１５から燃料室２１への燃料の溢流量が
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を開弁させることにより、高圧室１５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
ても、電磁スピル弁２３が開弁している間は高圧室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。また、プランジャ１２の往動中に、
電磁スピル弁２３の閉弁・開弁の時期を制御することに
より、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射量が制御され
る。

【００２０】ポンプハウジング１３の下側には、燃料噴
射時期制御用のタイマ装置（図では９０度展開されてい
る）２６が設けられている。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の位置
を制御することにより、カムフェイス８ａがカムローラ
１０に係合する時期、すなわちカムプレート８及びプラ
ンジャ１２の往復動タイミングを制御するものである。

【００２１】このタイマ装置２６は油圧によって作動さ
れるものであり、タイマハウジング２７と、同タイマハ
ウジング２７内に嵌装されたタイマピストン２８と、同
じくタイマハウジング２７内一側の低圧室２９にてタイ
マピストン２８を他側の加圧室３０へ押圧付勢するタイ
マスプリング３１等とから構成されている。そして、タ
イマピストン２８はスライドピン３２を介して前記ロー
ラリング９に接続されている。

【００２２】タイマハウジング２７の加圧室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
るようになっている。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。これに応じてローラ
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の往復動タイミングが決定される。

【００２３】タイマ装置２６の燃料圧力を制御するため
に、加圧室３０と低圧室２９とを繋ぐ連通路３４にはタ
イミングコントロールバルブ３３が設けられている。タ
イミングコントロールバルブ３３は、デューティ制御さ
れた通電信号によって開閉制御される電磁弁であり、同
タイミングコントロールバルブ３３の開閉制御によって
加圧室３０内の燃料圧力が調整される。そして、その燃
料圧力調整によってプランジャ１２のリフトタイミング
が制御され、各燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時期が
調整される。

【００２４】なお、前記ローラリング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の突起等が横切る際に、それらの
通過を検出してエンジン回転数に相当するタイミング信
号（エンジン回転パルス）を出力する。また、この回転
数センサ３５は前記ローラリング９と一体であるため、
タイマ装置２６の制御動作に関わりなく、プランジャリ
フトに対して一定のタイミングで基準となるタイミング
信号を出力する。

【００２５】次に、ディーゼルエンジン２について説明
する。図２に示すように、このディーゼルエンジン２で
はシリンダ４１、ピストン４２及びシリンダヘッド４３
によって各気筒毎に主燃焼室４４が形成され、各主燃焼
室４４に副燃焼室４５が連設されている。そして、各副
燃焼室４５に各燃料噴射ノズル４から噴射される燃料が
供給される。また、各副燃焼室４５には、始動補助装置
としてのグロープラグ４６がそれぞれ取付けられてい
る。

【００２６】ディーゼルエンジン２には、吸気管４７及
び排気管５０がそれぞれ接続されている。吸気管４７に
はターボチャージャ４８のコンプレッサ４９が配設さ
れ、排気管５０にはターボチャージャ４８のタービン５
１が配設されている。また、排気管５０には過給圧を調
節するウェイストゲートバルブ５２が取付けられてい
る。

【００２７】前記排気管５０及び吸気管４７は還流管５
４によって連通状態で連結されており、同排気管５０内
の排気の一部が吸気管４７へ還流可能となっている。還
流管５４の途中には、排気の還流量（ＥＧＲ量）を調節
するためのＥＧＲバルブ５５が設けられている。このＥ
ＧＲバルブ５５のダイヤフラム室に印加される負圧は、
バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）５６によって
制御される。

【００２８】さらに、前記吸気管４７の途中には、運転
席に配設されたアクセルペダル５７と連動して開閉され
るスロットルバルブ５８が設けられている。また、その
スロットルバルブ５８に平行してバイパス路５９が形成
され、同バイパス路５９にバイパス絞り弁６０が開閉可
能に設けられている。バイパス絞り弁６０はアクチュエ
ータ６３によって開閉制御される。アクチュエータ６３
には、図示しない負圧ポンプで発生した負圧が、二つの
ＶＳＶ６１，６２を介して供給される。

【００２９】前記ディーゼルエンジン２の出力側には、
クランク軸４０の回転を手動操作により変速するための
変速機（トランスミッション）６５が設けられている。
このトランスミッション６５は種々の歯数のギヤを備え
ており、運転席のシフトレバーの操作にてギヤの噛み合
わせが変えられることにより、ディーゼルエンジン２の
回転速度やトルクを複数段で変換する。トランスミッシ
ョン６５においては、出力回転数に対する入力回転数
（エンジン回転数）の比率によって変速比が定められて
おり、ギヤの噛み合わせにおいて、変速比の大きいもの
から順にリバース（後退）、１速、２速、３速、４速…
等となっている。そして、１速、リバース等の変速比の
大きな低速段では、大きな駆動力が得られるようになっ
ている。

【００３０】前記電磁スピル弁２３、タイミングコント
ロールバルブ３３、グロープラグ４６及び各ＶＳＶ５
６，６１，６２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、それらの駆
動タイミングが同ＥＣＵ７１によって制御される。

【００３１】前記ディーゼルエンジン２の運転状態を検
出するセンサとしては、前記回転数センサ３５に加えて
以下のセンサが設けられている。エアクリーナ６４を介
して吸気管４７に吸入される空気の吸気温度ＴＨＡを検
出する吸気温センサ７２、スロットルバルブ５８の開閉
位置からディーゼルエンジン２の負荷に相当するアクセ
ル開度ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ７３、吸
入ポート５３内の過給圧力ＰｉＭを検出する吸気圧セン
サ７４、ディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出
する水温センサ７５、ディーゼルエンジン２のクランク
軸４０の回転基準位置、例えば特定気筒の上死点に対す
るクランク軸４０の回転位置を検出するクランク角セン
サ７６、トランスミッション６５のギヤの回転によって
回されるマグネット７７ａによりリードスイッチ７７ｂ
をオン・オフさせて走行速度（車速）を検出する車速セ
ンサ７７、トランスミッション６５の変速段を検出する
変速段センサ６６が設けられている。

【００３２】前記ＥＣＵ７１には、上述した各センサ３
５，６６，７２〜７７がそれぞれ接続されている。そし
て、ＥＣＵ７１は各センサ３５，６６，７２〜７７から
出力される信号に基づいて、電磁スピル弁２３、タイミ
ングコントロールバルブ３３、グロープラグ４６及びＶ
ＳＶ５６，６１，６２等を好適に制御する。

【００３３】次に、前述したＥＣＵ７１の構成につい
て、図４のブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７１
は、機関側最大許容噴射量算出手段、変速機側最大許容
噴射量算出手段、第１の噴射量制御手段及び第２の噴射
量制御手段を構成する中央処理装置（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）８２、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）８
３、予め記憶されたデータを保存するバックアップＲＡ
Ｍ８４、入力ポート８５及び出力ポート８６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。

【００３４】入力ポート８５には、前記吸気温センサ７
２、アクセル開度センサ７３、吸気圧センサ７４及び水
温センサ７５が、バッファ８８，８９，９０，９１、マ
ルチプレクサ９２及びＡ／Ｄ変換器９３を介して接続さ
れている。また、入力ポート８５には、前記回転数セン
サ３５、変速段センサ６６、クランク角センサ７６及び
車速センサ７７が、波形整形回路９５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３５，６６，７２〜７７等の検出信
号を入力値として読み込む。また、出力ポート８６には
駆動回路９６，９７，９８，９９，１００，１０１を介
して電磁スピル弁２３、タイミングコントロールバルブ
３３、グロープラグ４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等
が接続されている。

【００３５】そして、ＣＰＵ８１は各センサ３５，６
６，７２〜７７から読み込んだ入力値に基づき、電磁ス
ピル弁２３、タイミングコントロールバルブ３３、グロ
ープラグ４６及びＶＳＶ５６，６１，６２等を好適に制
御する。

【００３６】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。本実施例では、燃料噴
射量制御における最大許容噴射量ＱＦＵＬＬの算出に際
し、トランスミッション６５において低速段（１速ギヤ
あるいはリバースギヤ）が選択されている場合と、低速
段以外の変速段が選択されている場合とで異なる演算式
を用いている。すなわち、低速段以外の変速段が選択さ
れた場合には下記（１）式を用いている。なお、ここで
の最大許容噴射量ＱＦＵＬＬは、吸入空気量等に対する
燃料噴射量の上限値である。

【００３７】 QFULL= (α＋QSP0）・KF・KNFI＋ QMAX ＋QFIX …（１）また、低速段が選択された場合には下記（２）式を用い
ている。 QFULL=(MIN [α，β] ＋QSP0）・KF・KNFI＋ QMAX ＋QFIX…（２）（１）式中、αは機関側最大許容噴射量であり、（Ｋ２
・Ｋ３・ＱＳＰＦ１）で定義されるものである。ここ
で、Ｋ２は、基本噴射量特性を吸気圧力に応じて補正す
るための吸気圧補正係数であり、過給圧力ＰｉＭの一次
元マップから求められる。Ｋ３は、吸入空気温度が所定
温度以上のときに基本最大許容噴射量特性を減量補正す
るための吸気温補正係数であり、吸気温度ＴＨＡの一次
元マップから求められる。ＱＳＰＦ１は最大許容噴射増
量であり、エンジン回転数ＮＥの一次元マップから求め
られる。

【００３８】（１）式及び（２）式中、ＱＳＰ０は最大
許容噴射量オフセット項であり、エンジン回転数ＮＥの
一次元マップから求められる。ＫＦは噴射量温特補正係
数であり、予め定めた演算式に従って算出される。ＫＮ
ＦＩは、燃料噴射ポンプ１の経年変化や燃料性状の違い
による変動分の大きさに応じて最大許容噴射量ＱＦＵＬ
Ｌを補正するための積分制御補正係数であり、マップか
ら求められる。ＱＭＡＸは冷間時最大許容噴射量補正項
である。ＱＦＩＸは固定噴射量であり、エンジン回転数
ＮＥを用いて定めた演算式に従って算出される。

【００３９】（２）式中、βは最終変速機側最大許容噴
射量である。また、ＭＩＮ［α，β］は、機関側最大許
容噴射量α及び最終変速機側最大許容噴射量βのうちの
小さい方の最大許容噴射量を選択（有効化）することを
意味している。

【００４０】次に、これらの（１）式及び（２）式を用
いた燃料噴射量制御を、図５，６のフローチャート及び
図８のタイミングチャートに従って説明する。このタイ
ミングチャートは、トランスミッション６５が低速段
（１速ギヤ又はリバースギヤ）のときの、エンジン回転
数ＮＥと最大許容噴射量ＱＦＵＬＬとの変化を示すもの
であり、同図のタイミングｔ３〜ｔ９の期間では、路面
グリップと車輪空転とからなるホッピングが発生してい
る。

【００４１】処理が図５のルーチンへ移行すると、ＣＰ
Ｕ８１はまずステップ１０１で、回転数センサ３５、ア
クセル開度センサ７３及び吸気圧センサ７４からの各検
出値に基づき、エンジン回転数ＮＥ(i) 、アクセル開度
ＡＣＣＰ(i) 及び過給圧力ＰｉＭ(i) をそれぞれ読み込
む。

【００４２】ステップ１０２において、ＣＰＵ８１はス
テップ１０１で読み込んだエンジン回転数ＮＥ(i) 、ア
クセル開度ＡＣＣＰ(i) 等に基づき燃料の基本噴射量Ｑ
ＢＡＳＥを算出する。この基本噴射量ＱＢＡＳＥの算出
は、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰをパ
ラメータとする図示しない予め定められたマップを参照
して行われる。また、この基本噴射量ＱＢＡＳＥに対
し、ＣＰＵ８１は必要に応じて冷却水温ＴＨＷ、アクセ
ル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥ等の各値に基づ
き、低温始動増量補正、急減速時増量補正等を行う。

【００４３】次に、ＣＰＵ８１はステップ１０３で、前
記吸気圧補正係数Ｋ２、吸気温補正係数Ｋ３、最大許容
噴射増量ＱＳＰＦ１、最大許容噴射量オフセット項ＱＳ
Ｐ０、噴射量温特補正係数ＫＦ、積分制御補正係数ＫＮ
ＦＩ、冷間時最大許容噴射量補正項ＱＭＡＸ及び固定噴
射量ＱＦＩＸ、機関側最大許容噴射量αをマップ、演算
式等に従って算出する。

【００４４】ステップ１０４において、ＣＰＵ８１は変
速段センサ６６からの信号を取り込み、トランスミッシ
ョン６５において低速段が選択されているか否かを判断
する。低速段以外の変速段（２速以上のギヤ）が選択さ
れていると、ＣＰＵ８１はステップ１０５において前記
ステップ１０３での各値を用い、前記（１）式に基づい
て最大許容噴射量ＱＦＵＬＬを算出する。

【００４５】そして、ＣＰＵ８１は図６のステップ１０
６へ移行し、先にステップ１０２で算出した基本噴射量
ＱＢＡＳＥと、前記ステップ１０５での最大許容噴射量
ＱＦＵＬＬとを比較し、いずれか小さい方の値を最終噴
射量ＱＦＩＮとして設定する。続いて、ＣＰＵ８１はス
テップ１０７において、前記最終噴射量ＱＦＩＮに相当
する噴射量指令値ＴＳＰを求め、ステップ１０８でその
求められた噴射量指令値ＴＳＰを出力し、このルーチン
を終了する。この噴射量指令値ＴＳＰの出力により、電
磁スピル弁２３が駆動制御され、燃料噴射が実行され
る。

【００４６】ところで、図８のタイミングｔ１におい
て、トランスミッション６５のシフトレバーが低速段以
外の変速段から低速段に切り換えられると、ＣＰＵ８１
は図５のステップ１０４の判定で、変速段センサ６６か
らの信号に基づき、低速段に切り換えられたと判断しス
テップ１０９へ移行する。ＣＰＵ８１はステップ１０９
において、前回処理で記憶したエンジン回転数ＮＥ(i-
1) を読み出す。そして、ＣＰＵ８１はステップ１１０
において、前記ステップ１０１で読み込んだ今回のエン
ジン回転数ＮＥ(i) から前回のエンジン回転数ＮＥ(i-
1) を減算して、エンジン回転数の変化量ΔＮＥ（＝Ｎ
Ｅ(i) −ＮＥ(i-1) ）を算出する。

【００４７】次に、ＣＰＵ８１はステップ１１１で次回
の演算に備えて今回のエンジン回転数ＮＥ(i) を前回の
エンジン回転数ＮＥ(i-1) とし、この値をステップ１１
２で記憶する。

【００４８】そして、ＣＰＵ８１は図６のステップ１１
３〜１１５において、前記エンジン回転数の変化量ΔＮ
Ｅに応じた最終変速機側最大許容噴射量βを算出する。
この算出処理では、変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２
と補正量ΔＱＳＰとを用いている。ここで、変速機側最
大許容噴射量ＱＳＰＦ２は、ディーゼルエンジン２から
トランスミッション６５に伝達される出力トルクがその
トランスミッション６５の許容するトルクを越えないよ
うに、燃料噴射ポンプ１による燃料噴射量を制御するた
めのものである。同変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２
は、マップ等においてエンジン回転数ＮＥ毎に予め設定
されている。また、補正量ΔＱＳＰはエンジン回転数の
変化量ΔＮＥの大きさに応じて前記変速機側最大許容噴
射量ＱＳＰＦ２を補正するためのものである。同補正量
ΔＱＳＰはイグニションスイッチがオン操作されたと
き、あるいは後記補正係数ＫＳＰが「０」となったとき
に初期値に設定される。

【００４９】まずＣＰＵ８１は、ステップ１１３におい
て、前記ステップ１１０でのエンジン回転数の変化量Δ
ＮＥに対応する補正係数ＫＳＰを求める。ここでの補正
係数ＫＳＰは、変化量ΔＮＥに応じて補正量ΔＱＳＰを
設定するための係数である。前記算出処理には、図７で
示すような変化量ΔＮＥに対する補正係数ＫＳＰが規定
された一次元マップを用いる。このマップでは、変化量
ΔＮＥが所定範囲（−１０００ｒｐｍ＜ΔＮＥ＜１００
０ｒｐｍ）から外れていると補正係数ＫＳＰが「０」で
あり、同所定範囲にあると、変化量ΔＮＥの絶対値｜Δ
ＮＥ｜が減少するほど補正係数ＫＳＰが増加している。
そして、変化量ΔＮＥが「０」のとき、補正係数ＫＳＰ
は最大値（図７では「１．５」）となっている。

【００５０】このため、前記ステップ１１０での変化量
ΔＮＥが１０００ｒｐｍ未満であると、補正係数ＫＳＰ
は「０」よりも大きな値を採る。前記マップから補正係
数ＫＳＰを求めると、ＣＰＵ８１はステップ１１４にお
いて、補正量ΔＱＳＰに前記補正係数ＫＳＰを乗算し、
その乗算結果（ΔＱＳＰ・ＫＳＰ）を新たな補正量ΔＱ
ＳＰとして更新する。

【００５１】続いて、ＣＰＵ８１はステップ１１５にお
いて、変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２に前記ステッ
プ１１４での補正量ΔＱＳＰを加算し、その加算結果
（ＱＳＰＦ２＋ΔＱＳＰ）を最終変速機側最大許容噴射
量βとする。次に、ＣＰＵ８１はステップ１１６におい
て、前記ステップ１０３での機関側最大許容噴射量αと
前記ステップ１１５での最終変速機側最大許容噴射量β
とを比較し、いずれか小さい方の最大許容噴射量を選択
する。図８のタイミングｔ１では最終変速機側最大許容
噴射量βが選択される。

【００５２】ＣＰＵ８１はステップ１１７において、前
記ステップ１０３での各値と前記ステップ１１６での最
終変速機側最大許容噴射量βとを用い、前記（２）式に
基づいて最大許容噴射量ＱＦＵＬＬを算出する。そし
て、ＣＰＵ８１は前記ステップ１０６〜１０８の処理を
行う。つまり、ＣＰＵ８１はステップ１０６において基
本噴射量ＱＢＡＳＥと前記最大許容噴射量ＱＦＵＬＬと
を比較し、いずれか小さい方の値を最終噴射量ＱＦＩＮ
として設定し、ステップ１０７において前記最終噴射量
ＱＦＩＮに相当する噴射量指令値ＴＳＰを求め、ステッ
プ１０８でその求められた噴射量指令値ＴＳＰを出力
し、このルーチンを終了する。この噴射量指令値ＴＳＰ
の出力により電磁スピル弁２３が駆動制御され、燃料噴
射が実行される。

【００５３】前記ステップ１１５の処理により、最終変
速機側最大許容噴射量βが補正量ΔＱＳＰずつ増量補正
される。そして、図８のタイミングｔ２で、この最終変
速機側最大許容噴射量βが機関側最大許容噴射量α以上
になると、ＣＰＵ８１はステップ１１６で機関側最大許
容噴射量αを選択する。そのため、ステップ１１７の処
理では、機関側最大許容噴射量αに応じた最大許容噴射
量ＱＦＵＬＬが算出される。そして、このように最大許
容噴射量ＱＦＵＬＬが算出されると、ＣＰＵ８１は前記
ステップ１０６〜１０８の処理を行い、このルーチンを
終了する。

【００５４】図８のタイミングｔ３で車輪が路面をグリ
ップすることによりエンジン回転数ＮＥが低下し始め、
タイミングｔ４でエンジン回転数ＮＥが急激に低下し、
その変化量の絶対値｜ΔＮＥ｜が１０００ｒｐｍ以上に
なると、ステップ１１３での補正係数ＫＳＰが「０」と
なる。このため、ＣＰＵ８１はステップ１１４で補正量
ΔＱＳＰを「０」にし、変速機側最大許容噴射量ＱＳＰ
Ｆ２を最終変速機側最大許容噴射量βにする。その結
果、最終変速機側最大許容噴射量βは機関側最大許容噴
射量αよりも小さくなる。このため、ＣＰＵ８１はステ
ップ１１６での処理において、最終変速機側最大許容噴
射量βを選択する。従って、ステップ１１７の処理で
は、最終変速機側最大許容噴射量βに応じた最大許容噴
射量ＱＦＵＬＬが算出される。そして、このように最大
許容噴射量ＱＦＵＬＬが算出されると、ＣＰＵ８１は前
記ステップ１０６〜１０８の処理を行い、このルーチン
を終了する。

【００５５】図８のタイミングｔ５でサスペンション反
力によって自動車が飛び跳ねると車輪が空転してエンジ
ン回転数ＮＥが急上昇し、その後、タイミングｔ６で着
地して車輪が路面をグリップすることによりエンジン回
転数ＮＥが急低下する。さらに、タイミングｔ７で車輪
の空転によりエンジン回転数ＮＥが再び急上昇し、その
後、タイミングｔ８で車輪が路面をグリップすることに
よりエンジン回転数ＮＥが急低下する。このエンジン回
転数ＮＥの急低下はタイミングｔ９まで続く。これらの
タイミングｔ３〜ｔ９の期間においては、車輪空転によ
るエンジン回転数ＮＥの急上昇と、それに引き続く着地
時のエンジン回転数ＮＥの急低下とが繰り返されて、い
わゆるホッピング現象が生ずる。

【００５６】このホッピング時のエンジン回転数ＮＥの
変化量の絶対値｜ΔＮＥ｜は１０００ｒｐｍ以上であ
る。そのため、ＣＰＵ８１はステップ１１７の処理で、
最終変速機側最大許容噴射量βに応じた最大許容噴射量
ＱＦＵＬＬを保持する。なお、このホッピング時には補
正係数ＫＳＰが「０」となるので、補正量ΔＱＳＰは初
期値に設定される。

【００５７】このようなホッピングが終了したタイミン
グｔ１０以降において、急激なエンジン回転数ＮＥの変
化のない通常運転になると、ステップ１１４の処理で補
正量ΔＱＳＰが「０」以外の値となり、前述したタイミ
ングｔ１〜ｔ２と同様に、最大許容噴射量ＱＦＵＬＬは
再び時間の経過とともに増加する。

【００５８】このように本実施例では、変速段センサ６
６による変速段が低速段以外のとき、ディーゼルエンジ
ン２への燃料噴射量が機関側最大許容噴射量αに応じた
量となるように燃料噴射ポンプ１を制御する（ステップ
１０５，１０６〜１０８）。また、前記変速段が低速段
のとき、回転数センサ３５による検出値からエンジン回
転数の変化量ΔＮＥを算出する（ステップ１１０）。そ
の変化量ΔＮＥが所定範囲（−１０００ｒｐｍ＜ΔＮＥ
＜１０００ｒｐｍ）にあると、同変化量ΔＮＥが減少す
るほど変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２を増量補正
し、最終変速機側最大許容噴射量βを算出する。また、
変化量ΔＮＥが前記所定範囲から外れていると、補正す
ることなく変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２をそのま
ま最終変速機側最大許容噴射量βとして用いる（ステッ
プ１１３〜１１５）。そして、前記ディーゼルエンジン
２への燃料噴射量が、前記最終変速機側最大許容噴射量
βと前記機関側最大許容噴射量αのうちの小さい方の最
大許容噴射量に応じた量となるように、前記燃料噴射ポ
ンプ１を制御するようにした（ステップ１１６，１１
７，１０６〜１０８）。

【００５９】ここで、エンジン回転数の変化量ΔＮＥの
大きさに応じて変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２を補
正するのは、以下の理由による。変速段センサ６６によ
る変速段が低速段である場合には、ディーゼルエンジン
２の出力トルクがトランスミッション６５の許容トルク
を越えるおそれのある場合とない場合とがある。このう
ち、トランスミッション６５の許容トルクを越えるおそ
れがあるのは、ホッピングの発生時あるいは急激なアク
セル操作にともなう出力トルクの急変等の場合である。
従って、この場合にはディーゼルエンジン２の出力トル
クを低下させる必要がある。しかし、前記以外の運転状
況下ではディーゼルエンジン２の出力トルクがトランス
ミッション６５の許容トルクを越えることがなく、この
ときにもホッピング時と同様にディーゼルエンジン２の
出力トルクを低下させると動力性能が不足してしまう。

【００６０】そこで、本実施例ではエンジン回転数の変
化量ΔＮＥが所定範囲内にあるか否かによってホッピン
グ等の発生の有無を判定し、所定範囲から外れていると
変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２の補正を行わず、所
定範囲にあると変化量ΔＮＥが減少するほど変速機側最
大許容噴射量ＱＳＰＦ２を増量補正しているのである。

【００６１】従って、トランスミッション６５が低速段
であっても、エンジン回転数の変化量ΔＮＥが所定範囲
から外れてディーゼルエンジン２の出力トルクを低下さ
せる必要のあるときのみ、つまり、ホッピング時、急発
進や急後退のために急激なアクセル操作が行われた時に
のみ、変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２を用いた燃料
噴射ポンプ１の制御が行われる。それ以外のエンジン回
転数の変化量ΔＮＥが小さい場合（所定範囲にある場
合）には、トランスミッション６５が低速段であって
も、変速機側最大許容噴射量ＱＳＰＦ２よりも大きな値
の最終変速機側最大許容噴射量βを用いた燃料噴射ポン
プ１の制御が行われる。

【００６２】このため、低速段が選択されると一律に燃
料噴射量が減少される従来技術とは異なり、本実施例で
は、ホッピング時等の急激なエンジン回転数ＮＥの変化
に起因するトランスミッション６５の損傷を防止しつ
つ、低速段での動力性能を確保することができる。

【００６３】なお、前記実施例では本発明を、過給機
（ターボチャージャ４８）を備えたディーゼルエンジン
２に具体化したが、過給機としてのスーパーチャージャ
を備えたディーゼルエンジンや、過給機を備えていない
ディーゼルエンジンに具体化することもできる。また、
ディーゼルエンジン２に代えてガソリンエンジンにも具
体化することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、変
速機が低速段以外のとき、内燃機関への燃料噴射量が機
関側最大許容噴射量に応じた量となるように燃料調整手
段を制御し、前記変速機が低速段のとき、エンジン回転
数の変化量を算出し、同変化量が減少するほど変速機側
最大許容噴射量を増量補正し、前記内燃機関への燃料噴
射量が前記変速機側最大許容噴射量と前記機関側最大許
容噴射量のうちの小さい方の最大許容噴射量に応じた量
となるように、前記燃料調整手段を制御するようにした
ので、低速段が選択されたときに変速機が損傷するのを
防止しつつ、十分な動力性能を確保することができると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念構成図である。

【図２】本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の燃料噴射量制御装置を示す概略構
成図である。

【図３】一実施例における燃料噴射ポンプの断面図であ
る。

【図４】一実施例におけるＥＣＵの電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図５】一実施例においてＣＰＵによって実行される燃
料噴射量制御ルーチンを説明するフローチャートであ
る。

【図６】一実施例においてＣＰＵによって実行される燃
料噴射量制御ルーチンを説明するフローチャートであ
る。

【図７】エンジン回転数の変化量に対する補正係数が規
定されたマップを示す図である。

【図８】エンジン回転数と最大許容噴射量との変化を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…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…運転状態検出手段の一部を構成する回
転数センサ、６５…トランスミッション（変速機）、６
６…変速段検出手段としての変速段センサ、７２…運転
状態検出手段の一部を構成する吸気温センサ、７３…運
転状態検出手段の一部を構成するアクセル開度センサ、
７４…運転状態検出手段の一部を構成する吸気圧セン
サ、７５…運転状態検出手段の一部を構成する水温セン
サ、８１…機関側最大許容噴射量算出手段、変速機側最
大許容噴射量算出手段、第１の噴射量制御手段及び第２
の噴射量制御手段を構成するＣＰＵ、ＮＥ（ｉ）…エン
ジン回転数、ΔＮＥ…エンジン回転数の変化量、ＰｉＭ
…過給圧力、ＴＨＡ…吸気温度、ＡＣＣＰ（ｉ）…アク
セル開度、ＴＨＷ…冷却水温、α…機関側最大許容噴射
量、ＱＳＰＦ２…変速機側最大許容噴射量、β…最終変
速機側最大許容噴射量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載された内燃機関への燃料噴射
量を調整するための燃料調整手段を備え、前記内燃機関
から変速機に伝達される出力トルクが、その変速機の許
容するトルクを越えないように、前記燃料調整手段によ
る燃料噴射量を内燃機関の運転状態に応じて制御するよ
うにした車載用内燃機関の燃料噴射量制御装置であっ
て、前記内燃機関の回転数を含む運転状態を検出する運転状
態検出手段と、前記変速機における変速段を検出する変速段検出手段
と、前記運転状態検出手段による内燃機関の運転状態に応じ
た機関側最大許容噴射量を算出する機関側最大許容噴射
量算出手段と、前記運転状態検出手段による内燃機関の運転状態に応じ
た変速機側最大許容噴射量を算出する変速機側最大許容
噴射量算出手段と、前記変速段検出手段による変速段が低速段以外のとき、
前記内燃機関への燃料噴射量が前記機関側最大許容噴射
量に応じた量となるように、前記燃料調整手段を制御す
る第１の噴射量制御手段と、前記変速段検出手段による変速段が低速段のとき、前記
運転状態検出手段による検出値から機関回転数の変化量
を算出し、同変化量が減少するほど前記変速機側最大許
容噴射量を増量補正し、前記内燃機関への燃料噴射量が
前記変速機側最大許容噴射量と前記機関側最大許容噴射
量のうちの小さい方の最大許容噴射量に応じた量となる
ように、前記燃料調整手段を制御する第２の噴射量制御
手段とを設けたことを特徴とする車載用内燃機関の燃料
噴射量制御装置。