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JP2003500605A - 燃料噴射を制御するシステム及び方法 - Google Patents

燃料噴射を制御するシステム及び方法

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Publication number
JP2003500605A
JP2003500605A JP2001500109A JP2001500109A JP2003500605A JP 2003500605 A JP2003500605 A JP 2003500605A JP 2001500109 A JP2001500109 A JP 2001500109A JP 2001500109 A JP2001500109 A JP 2001500109A JP 2003500605 A JP2003500605 A JP 2003500605A
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JP
Japan
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fuel
determining
amount
pulse width
width time
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001500109A
Other languages
English (en)
Inventor
エリック ディー トマス
Original Assignee
デトロイト・ディーゼル・コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by デトロイト・ディーゼル・コーポレイション filed Critical デトロイト・ディーゼル・コーポレイション
Publication of JP2003500605A publication Critical patent/JP2003500605A/ja
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
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    • F02D41/402—Multiple injections
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】燃料噴射器（１４）を駆動するための燃料配給信号パルス幅を正確に決定するためのシステム（１）及び方法。この構成は、エンジンクランクシャフト角度計測に関係なく時間の単位でパルス幅を決定する。一つの提案される第１のパルス幅時間が決定される。提案される第１のパルス幅時間に基づいて、燃料噴射器（１４）によって配給されるべき燃料の提案される第１の量が決定される。燃料噴射器（１４）によって配給されるべき一つの要求される燃料の全量が決定され、提案される第１の燃料の量が、要求される燃料の全量と比較される。提案される第１の燃料の量が要求される燃料の全量に比較して小さいか等しい場合は、燃料噴射器（１４）の制御に、提案される第１のパルス幅時間が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、内燃機関内の燃料噴射器の燃料噴射を制御するシステム及び方法に
関する。
【背景技術】
従来の燃料噴射システムは、一つの共通の燃料レール(コモンレール)と複数の
燃料噴射器とを有する。その複数の燃料噴射器は、前記共通の燃料レールと連絡
するもので、一つの内燃機関の複数のシリンダに燃料を噴射するためのものであ
る。燃料噴射器それぞれが、特定の一つのシリンダへの燃料噴射を制御するため
の一つの電子制御弁又はソレノイドを有する。それらの電子制御弁及び燃料噴射
システムのその他の面を制御するために一つの電子制御ユニット又は制御器が使
用される。制御器は、例えば、揮発性及び不揮発性のメモリ、入出力ドライバ回
路、及び、一つ又は複数の命令セットを実行可能なプロセッサを含むかもしれな
い。動作において、制御器は、現在のエンジンの状態に対応して、各制御弁につ
いて、励起即ちエネルギ投入の持続時間を決定する。一つの特定の制御弁を駆動
することによってその弁が開かれ、それによって燃料噴射が開始される。しかし
、エネルギ投入持続時間の決定が不正確な場合、エンジンの騒音や過剰なエンジ
ン排出量等の動作上の問題を起こすことがありうる。
【０００２】 制御器によるエネルギ投入持続時間の決定の一つの従来方法は、要求されるエ
ンジントルク及びエンジン速度を参照値とする２個の別個ではあるが互いに依存
するルックアップテーブルから、要求される噴射圧力と生の噴射持続時間又はパ
ルス幅を決定するステップを含む。しかし、生の噴射持続時間は時間の単位に基
づかず、角度として測定されるエンジンのクランクシャフトの角度の変位に基づ
いている。それから、その生の持続時間は、噴射圧力誤差に基づいて調整されて
最終的噴射持続時間が確立される。噴射圧力誤差は、要求圧力と、観測された即
ち実際の噴射圧力との関数である。最後に、最終的噴射持続時間は角度から時間
に換算されてエネルギ投入持続時間が確立され、そして、対応する一つの制御信
号が、特定の一つの燃料噴射器に送られる。
【０００３】 この方法は、要求噴射圧力及び生の噴射持続時間を決定するために、相互依存
性の複数のルックアップテーブルを含むので、それらのルックアップテーブル及
び関連する制御器の校正が困難であって時間がかかる。更に、空気温度等の変化
する運転条件に最も適するように噴射圧力を適合させるべく、燃料ポンプを制御
するのに使用される要求噴射圧力の値を独立に変化させることはできない。
【０００４】 燃料噴射能力を高めるために数種類の方法が提案されている。そのような方法
の一つは、スプリット噴射として知られている。スプリット噴射は、パイロット
噴射と呼ばれる第１の噴射と、その後の、メイン噴射と呼ばれる遅れた第２の噴
射とからなる。スプリット噴射が実行される場合、パイロット噴射とメイン噴射
の両方のエネルギ投入持続時間を正確に決定することが重要である。多くの場合
、スプリット噴射が実行されるかもしれない運転条件は、正確なエネルギ投入持
続時間を確立するのが困難なために、低いエンジン速度に制限される。
【０００５】 パイロット噴射とメイン噴射のエネルギ投入持続時間を決定する他の方法は、
前述の方法と類似している。この方法は、要求エンジントルク出力及びエンジン
速度に基づいて要求噴射圧力を決定するステップと、要求エンジントルク出力及
びエンジン速度に基づいて生のパイロット噴射持続時間又は生のパイロットパル
ス幅を決定するステップと、要求エンジントルク出力及びエンジン速度に基づい
て生のメイン噴射持続時間又は生のメインパルス幅を決定するステップとを有す
る。前述の方法と同様に、生の噴射持続時間は、時間単位に基づいておらず、ク
ランクシャフトの回転角度で表されている。更に、要求噴射圧力及び生の噴射持
続時間は、別個のしかし相互に依存する複数のルックアップテーブルから平行し
て決定される。その後、生のパイロット噴射持続時間と生のメイン噴射持続時間
は、噴射圧力誤差に基づいて、最終パイロット噴射持続時間と最終メイン噴射持
続時間を確立するように調整される。次に、最終パイロット噴射持続時間と最終
メイン噴射持続時間は、それぞれ、パイロットエネルギ投入持続時間と最終メイ
ンエネルギ投入持続時間を確立するべく、角度から時間に換算され、対応する制
御信号が、特定の燃料噴射器に送られる。
【０００６】
【発明の開示】
従って、本発明の一つの目的は、従来の方法及びシステムに比べてより正確に
決定されるパルス幅に基づいて燃料噴射器からの燃料配給を制御する方法及びシ
ステムを提供することにある。
【０００７】 本発明のもう一つの目的は、エンジンのクランクシャフトに関連する角度の測
定値とは関係なく時間単位のパルス幅を決定する方法及びシステムを提供するこ
とにある。
【０００８】 本発明の上記目的及びその他の目的並びに特徴を実現するために、燃料噴射器
からの燃料配給を制御する一つの方法は、提案される第１のパルス幅時間を決定
するステップと、前記提案される第１のパルス幅時間に基づいて、前記燃料噴射
器によって配給されるべき燃料の提案される第１の量を決定するステップと、前
記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の要求される全量を決定するステップ
と、前記燃料の提案される第１の量と前記燃料の要求される全量とを比較するス
テップと、前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される全量に比べて
少ないか等しい場合に、前記燃料噴射器の制御に、前記提案される第１のパルス
幅時間を使用するステップと、を有する。
【０００９】 好ましくは、前記提案される第１のパルス幅時間はエンジン速度に基づいてお
り、前記提案される燃料の第１の量は更に噴射圧力に基づいており、前記要求さ
れる燃料の全量はエンジン速度と要求されるエンジントルク出力とに基づいてい
る。
【００１０】 更に前記方法は、好ましくは、前記提案される第１の燃料の量が前記燃料の要
求される全量よりも少ない場合には、前記燃料噴射器によって配給されるべき燃
料の要求される第２の量を決定するステップを有する。そして、前記要求される
燃料の第２の量に基づいて、第１のパルス幅時間が決定される。
【００１１】 前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される全量よりも大きい場合
には、前記方法は、前記要求される燃料の全量に基づいて、要求される第１のパ
ルス幅時間を決定するステップと、前記要求される第１のパルス幅時間を前記燃
料噴射器の制御に利用するステップとを更に有するのが好ましい。
【００１２】 本発明の一つの態様によれば、前記方法は更に、前記提案されるパルス幅時間
の決定とは関係なく要求される噴射圧力を決定するステップと、前記要求される
噴射圧力と実際の噴射圧力の間の差に基づいて、前記燃料噴射器へ燃料を供給す
るための燃料ポンプシステムを制御するステップとを有する。好ましくは、前記
要求される噴射圧力は、前記提案されるパルス幅時間とは関係なく、動的エンジ
ン運転パラメータに基づいて変えることができる。その結果、燃料ポンプシステ
ムは、燃料圧力を最適にするように効率的に制御でき、それによってエンジンの
運転が最適化されうる。
【００１３】 より具体的には、燃料噴射器からの燃料配給を制御するための本発明による一
つの方法は、エンジン速度を決定するステップと、エンジン速度に基づいて、提
案されるパイロットパルス幅時間を決定するステップと、噴射圧力を決定するス
テップと、前記提案されるパイロットパルス幅時間と噴射圧力とに基づいて、前
記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の提案される第１の量を決定するステ
ップと、要求されるエンジントルク出力を決定するステップと、前記要求される
エンジントルク出力とエンジン速度とに基づいて、前記燃料噴射器によって配給
されるべき要求される燃料の全量を決定するステップと、前記提案される燃料の
第１の量と、前記要求される燃料の全量とを比較するステップと、前記燃料の提
案される第１の量が前記要求される燃料の全量よりも大きい場合に、前記要求さ
れるエンジントルク出力及びエンジン速度に基づいて、前記燃料噴射器によって
配給されるべき燃料の要求される第１の量を決定するステップと、前記要求され
る燃料の第１の量と前記噴射器の圧力とに基づいて、要求されるパイロットパル
ス幅時間を決定するステップと、前記燃料の提案される第１の量が前記要求され
る燃料の全量に比べて小さいか等しい場合に、前記要求される燃料の全量から前
記燃料の提案される第１の量を差し引くことによって、前記燃料噴射器によって
配給されるべき燃料の要求される第２の量を決定するステップと、前記燃料の要
求される第２の量と前記噴射圧力とに基づいて、メインパルス幅時間を決定する
ステップと、を有する。
【００１４】 電子制御弁を有する燃料噴射器からの燃料配給を制御するシステムも提供され
る。ここで、前記燃料噴射器は、燃料レールと連絡している。前記システムは、
ペダルのポジションを検出するためのアクセルペダルセンサと、クランクシャフ
トの回転速度を検出するクランクシャフトセンサと、前記燃料レール内の燃料圧
力を測定する燃料圧力センサと、を有する。前記システムは更に、前記アクセル
ペダルセンサ、クランクシャフトセンサ、燃料レール、圧力センサ及び電子制御
弁と連絡している制御器を有する。前記制御器は、前記ペダルポジションに基づ
いて要求されるエンジントルク出力を決定するための命令と、前記クランクシャ
フトの回転速度に基づいてエンジン速度を決定するための命令と、提案される第
１のパルス幅時間を決定するための命令と、前記提案される第１のパルス幅時間
に基づいて前記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の提案される第１の量を
決定するための命令と、前記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の要求され
る全量を決定するための命令と、前記提案される燃料の第１の量と前記要求され
る燃料の全量とを比較するための命令と、前記提案される燃料の第１の量が前記
燃料の要求される全量に比べて小さいか等しい場合に、前記燃料噴射器を制御す
るために前記提案される第１のパルス幅時間を利用するための命令と、を有する
。
【００１５】 本発明の上記目的及びその他の目的並びに特徴及び効果は、図面を参照して次
に示す、本発明を実施するための最良モードの詳細な説明から、明らかである。
【最も好ましい発明の実施形態】 図１には、本発明による燃料配給を制御するシステムが示されている。全体を
符号１０で示すこのシステムは、複数のシリンダを具備するエンジン（機関）１
２を有する。各シリンダは、複数の燃料噴射器１４のうちのそれぞれ１個から供
給を受ける。好ましい実施形態では、エンジンは圧縮点火内燃機関であって、例
えば、シリンダ数が、４、６、８、１２、１６、２０又は２４のディーゼルエン
ジンである。燃料噴射器１４のそれぞれは、一つの特定のシリンダへの噴射を制
御するための電子制御弁（例えばソレノイド）１６を有するのが好ましい。燃料
噴射器１４は一つの共通のレール（コモンレール）１８から加圧燃料を受け入れ
る。共通のレール１８は、よく知られているように、燃料ポンプ１９等の一つ又
は複数の高圧又は低圧の燃料ポンプに接続されている。本発明の実施形態の代替
例として、複数のユニットポンプ（図示せず）を採用し、各ポンプが噴射器１４
のうちのそれぞれ一つに供給するようにしても良い。
【００１６】 このシステム１０は更に、ペダル又はスロットルのポジションを検出するため
のアクセルペダルセンサ２０、エンジン温度を検出するための温度センサ２２、
クランクシャフト（図示せず）の回転速度を検出するためのクランクシャフトセ
ンサ２４、及びレール１８内の燃料圧力を検出するための燃料圧力センサ２６を
有する。このシステム１０は更に、エンジン１２、自動車トランスミッション（
図示せず）、及び／又はその他の自動車のコンポーネントの運転条件又はパラメ
ータに応じてこれを表す信号を生成するための他の種々のセンサ２８を有しても
良い。例えば、センサ２８は、バッテリ電圧、燃料温度、環境空気温度及び環境
空気圧力等のパラメータに応じた信号を生成しても良い。センサ２０〜２８は、
入力ポート３２を通して制御器３０と電気的に連絡している。制御器３０は、好
ましくは、データ・制御バス３８を通じて種々のコンピュータ読取り可能な記憶
媒体３６と連絡するマイクロプロセッサ３４を有する。コンピュータ読取り可能
な記憶媒体３６は、例えば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）４０、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）４２、キープアライブメモリ（ＫＡＭ）４４等として機能す
る多数の既知のデバイスのいずれを含んでいてもよい。コンピュータ読取り可能
な記憶媒体３６は、制御器３０等のコンピュータを介して実行可能な命令を表す
データを記憶できる多数の既知の物理的デバイスのうちのいずれによってでも実
行できる。既知のデバイスには、一時的又は永続的にデータを記憶できる磁気的
、光学的、及び組合せの媒体のほか、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲ
ＯＭ、フラッシュメモリ等が含まれる。
【００１７】 コンピュータ読取り可能な記憶媒体３６には、エンジン１２、自動車トランス
ミッション等の種々のシステムやサブシステムの制御を行う関連するハードウェ
アと協働して使用されるプログラム命令（ソフトウェア）、校正、動作変数等を
表すデータが含まれている。燃料配給に関しては、制御器３０は、センサ２０〜
２８から入力ポート３２を通じて信号を受け取って、出力信号を生成する。この
出力信号は、出力ポート４６を通じて電子制御弁１６やポンプ１９等の種々のア
クチュエータ及び／又はコンポーネントに提供することができる。信号は又、表
示装置４８に提供しても良い。表示装置４８には、自動車の運転者にシステムの
操作に関係する情報を伝えるライト５０等の種々のインジケータが含まれる。も
ちろん、必要により、文字、音声、映像その他の表示又はインジケータを利用し
ても良い。
【００１８】 更に、データ・診断・プログラミングインタフェース５２を、プラグ５４を通
じて、制御器３０に選択的に接続しても良い。種々の情報を相互に交換するため
である。インタフェース５２は、コンピュータ読取り可能な記憶媒体３６内の値
を変更するために使用することができる。その値には、例えば、コンフィグレー
ション設定、調整係数ルックアップテーブルを含む校正変数、制御ロジック、ス
プリット噴射を可能にしたり不可能にしたりする温度閾値等が含まれる。
【００１９】 動作において、制御器３０は、センサ２０〜２８から信号を受信し、レール１
８内の燃料圧力を制御することと電子制御弁１６を駆動することによって、ハー
ドウェア及び／又はソフトウェアに埋め込まれた制御ロジックを実行して、エン
ジン１１２への燃料配給を制御する。更に、制御器２２は、好ましくは、ユーザ
の好み及び／又は現在の運転条件によって、スプリット噴射又は単一噴射等の噴
射モードを決定するべく制御ロジックを実行する。スプリット噴射では、パイロ
ット噴射として知られる第１の噴射の後に遅延があり、更にその後にメイン噴射
として知られる第２の噴射がある。制御器２２は、種々の運転条件において、異
なる噴射モード間での滑らかな移行ができるのが好ましい。制御ロジックは、好
ましくは、後述するように、マイクロプロセッサ３４によって実行される。しか
し、本発明の概念又は範囲を逸脱することなく、制御ロジックを実行するために
、種々の代替のハードウェア及び／又はソフトウェアを使用することもできる。
一つの好ましい実施形態では、制御器３０は、ミシガン州デトロイト市のデトロ
イトディーゼル社(Detroit Diesel Corporation)から入手可能なデトロイトディ
ーゼル電子制御器(Detroit Diesel Controller (DDEC))である。
【００２０】 図２は、本発明による燃料配給のための方法又はシステム（例えばシステム１
０）の動作を示す流れ図である。当業者にはわかるであろうが、この流れ図は、
ハードウェア又はソフトウェア又はハードウェアとソフトウェアの組合せによっ
て実行できる制御ロジックを示している。種々の機能は、ＤＤＥＣ制御器に含ま
れているようなプログラムされたマイクロプロセッサによって実行されるのが好
ましい。代替方法として、一つ又は複数の機能を、専用の電気回路、電子回路又
は集積回路によって実行しても良い。これも理解されるであろうが、制御ロジッ
クは、多数の既知のプログラミング技術及び処理技術又はストラテジのうちのど
れを利用して実行しても良く、ここに説明の便宜のために示す順序即ちシーケン
スに限定されるものではない。例えば、自動車のエンジン又はトランスミッショ
ンの制御等のリアルタイム制御の適用においては、割込み即ちイベント駆動の処
理が典型的に採用される。同様に、本発明の目的、特徴及び効果を達成するため
に、並行処理即ちマルチタスキングシステム及びその方法を利用することができ
る。本発明は、示された制御ロジックを実行するために使用される特定のプログ
ラム言語、オペレーションシステム又はプロセッサに依存するものではない。
【００２１】 図２のステップ１００で、例えばクランクシャフトの毎分回転数（ＲＰＭ）で
測定されるエンジン速度等の一つ又は複数の条件に基づいて、提案される(propo
sed)パイロットパルス幅時間（ＰＰＰＷＴ）が決定される。ＰＰＰＷＴは時間を
単位として決定され、クランクシャフトの角度変位に依存しない。好ましくは、
ＰＰＰＷＴはエンジンＲＰＭを参照値としてルックアップテーブルで見出される
。代替方法としては、ＰＰＰＷＴは固定値であっても良い。
【００２２】 ステップ１０２では、パイロット噴射の間に配給されるべき燃料の提案される
第１の量即ちパイロット量即ちサイクル当たりの提案されたパイロット燃料（Ｐ
ＰＦＰＣ）が、ＰＰＰＷＴ及び例えばレール１８（図１に示す）における観測さ
れた即ち実際の燃料圧力等の一つ又は複数のエンジン運転パラメータに基づいて
、決定される。実際の燃料圧力は、実際の噴射圧力とも呼ばれる。好ましくは、
ＰＰＦＰＣは、ＰＰＰＷＴ及び実際の燃料圧力を参照値としてルックアップテー
ブルから見出される。
【００２３】 ステップ１０４では、スロットルのポジション及び／又はトランスミッション
ギア比等の種々の運転条件に基づいて、要求されるエンジン支配(governing)ト
ルク（ＥＧＴ）が決定される。代替方法として、ＥＧＴを可変速ガバナによって
決定しても良い。次に、ステップ１０６で、パイロット噴射及びメイン噴射の間
に配給されるべき燃料の要求全量即ちサイクル当り全燃料（ＴＦＰＣ）が決定さ
れる。ＴＦＰＣは、ＥＧＴと、エンジンのＲＰＭ等の一つ又は複数のエンジン運
転パラメータに基づいて決定される。好ましくは、ＴＦＰＣは、ＥＧＴおよびエ
ンジンＲＰＭを参照値としてルックアップテーブルで見出される。又、ルックア
ップテーブルは、好ましくは、エンジン１２の燃料効率に応じて校正される。
【００２４】 ステップ１０８では、ＰＰＦＰＣがＴＦＰＣと比較される。ステップ１１０と
して示すように、ＰＰＦＰＣがＴＦＰＣよりも小さいかまたは等しい場合は、図
１に示す特定の燃料噴射器１４のパイロット噴射を制御するために、ＰＰＰＷＴ
が使用される。これについて次に詳しく述べる。
【００２５】 ステップ１１２では、要求される第２の燃料量、即ちメイン噴射の間に配給さ
れるべき燃料のメインの量、即ちサイクルあたりのメイン燃料（ＭＦＰＣ）が、
ＴＦＰＣからＰＰＦＰＣを差し引くことによって決定される。次に、ステップ１
１４で、ＭＦＰＣと、例えばレール１８（図１に示す）の実際の燃料圧力等の一
つ又は複数のエンジン運転パラメータに基づいて、メインパルス幅時間（ＭＰＷ
Ｔ）が決定される。ＭＰＷＴが時間の単位で決定され、クランクシャフトの角度
変位に依存しないことは有利である。ＭＰＷＴは、好ましくは、ＭＦＰＣ及び実
際の噴射圧力を参照値とするルックアップテーブルで見出される。更に、好まし
くは、このルックアップテーブルは一つの特定の燃料噴射器１４のために校正さ
れている。
【００２６】 このシナリオで、即ち、ＰＰＦＰＣがＴＦＰＣよりも小さいか又は等しい場合
、パイロット噴射及びメイン噴射は、例えば図１に示す制御器３０によって、Ｐ
ＰＰＷＴ及びＭＰＷＴに基づいて制御される。図２のステップ１１６に示すよう
に、燃料圧力、エンジン温度、環境空気温度及び環境空気圧力等のエンジン運転
パラメータに基づいて、制御ロジックをＰＰＰＷＴ及び／又はＭＰＷＴに適用し
てこれらの値を調整しても良い。次に、ステップ１１８で、ＰＰＰＷＴ及びＭＰ
ＷＴに基づいて、それぞれ、パイロット出力信号及びメイン出力信号が生成され
る。これらの出力信号は、エネルギ投入持続時間を表し、パイロット噴射の間は
ＰＰＦＰＣを配給し、メイン噴射の間はＭＦＰＣを配給するように、図１に示す
一つの特定の電子制御弁１６にエネルギ投入するのに使用される。この出力信号
は更に、追加の要素、例えば、電子制御弁１６の駆動不明性(latenecy)及び関連
するスプレイチップニードルのリフトの遅れ等の追加の要素に基づいて生成され
るものでも良い。更に、パイロット噴射とメイン噴射の間のパルス間ギャップも
決定される。燃料噴射タイミングに関する更に詳細については、出願シリアル番
号第09/156,246号に開示されている。その出願は、本発明と同じ譲受人に譲渡さ
れるものであり、ここに引用によって取り込まれる。ここで留意すべき点は、パ
イロット噴射及びメイン噴射と関連する期間（ＰＰＰＷＴ、ＭＰＷＴ及び関連す
るエネルギ投入持続時間）は、時間の単位で決定されるが、これらの期間の開始
は、クランクシャフトの向きに依存することが好ましい。それによって、ピスト
ンの位置と関係する適当な時刻に各噴射が終了することになる。
【００２７】 ＰＰＦＰＣがＴＦＰＣよりも大きい場合は、一つの特定の燃料噴射器１４から
の燃料噴射の制御に、ＰＰＰＷＴを使用しない。その代わり、ステップ１２０で
、パイロット噴射の期間中に配給されるべき要求燃料量、即ち、サイクルあたり
要求パイロット燃料（ＤＰＦＰＣ）が決定される。ＤＰＦＰＣは、ＥＧＴと、エ
ンジンＲＰＭ等の一つ又は複数のエンジン運転パラメータに基づいて決定される
。好ましくは、ＤＰＦＰＣは、ＥＧＴ及びエンジンＲＰＭを参照値とするルック
アップテーブルで見出され、そのルックアップテーブルは、好ましくは、エンジ
ン１２の燃料効率に対応して校正される。
【００２８】 次にステップ１２２で、要求パイロットパルス幅時間（ＤＰＰＷＴ）が決定さ
れる。ＤＰＰＷＴは、ＤＰＦＰＣと、例えばレール１８における実際の燃料圧力
等の一つ又は複数のエンジン運転パラメータに基づいている。ＤＰＰＷＴが時間
単位で決定され、クランクシャフトの角度変位に依存しないことは利点である。
ＤＰＰＷＴは、好ましくは、ＤＰＦＰＣと実際の燃料圧力を参照値とするルック
アップテーブルで見出され、そのルックアップテ−ブルは、好ましくは、一つの
特定の燃料噴射器１４に合わせて校正されている。ＰＰＰＷＴ及びＭＰＷＴにつ
いて前述したのと同様の工程により、図２のステップ１２４で示すように、燃料
圧力、エンジン温度、環境空気温度、環境空気圧力等のエンジン運転パラメータ
に基づいて、制御ロジックをＤＰＰＷＴに適用してこの値を調整することができ
る。次にステップ１２６で、ＤＰＰＷＴに基づいて、パイロット出力信号が生成
される。パイロット出力信号はエネルギ投入持続時間を表すもので、パイロット
噴射の期間中ＤＰＦＰＣを配給するために、図１に示す一つの特定の電子制御弁
１６にエネルギを投入するために使用される。このシナリオにおいて、即ち、Ｐ
ＰＦＰＣがＤＴＦＰＣよりも大きい場合、好ましくは唯一つの即ちパイロット噴
射が起こり、メイン噴射持続時間がゼロに減っている。
【００２９】 特定の燃料噴射器１４が単一の噴射モードだけで運転されている場合は、ステ
ップ１００、１０２及び１０６〜１１８は省略しても良い。その代わり、ＤＰＦ
ＰＣ、ＤＰＰＷＴ及び対応する出力信号を前述のように決定することもできる。
出力信号はエネルギ投入持続時間を表し、単一噴射の期間にＤＰＦＰＣを配給す
るために、図１に示す特定の電子制御弁１６にエネルギ投入するのに使用される
。
【００３０】 本発明によればパルス幅時間は時間単位で決定されるので、パルス幅時間は、
噴射圧力が一つの共通のレールから提供されるとき、エンジンのクランクシャフ
トの角度の変位に基づく従来のパルス幅よりも、正確である。その結果、最適な
エンジン運転のために燃料噴射を正確に制御することができる。更に、噴射サイ
クル当りの燃料の量がエンジンのクランクシャフトの角度変位によらずに決定さ
れるので、従来方法によるよりも精度よく予測燃料消費量を決定することができ
る。
【００３１】 本発明のシステム及び方法は更に、噴射器応答時間を検出できる最適制御燃料
噴射構造をも提供する。ＰＰＰＷＴは提案される値なので、それは、噴射器応答
時間を正確に検出できる十分な時間が利用できることを保証するような十分に長
い時間として確立できる。従って、噴射器の潜伏期間(latencies)は正確に測定
され、本発明の方法及びシステムで使用されるために補償される。
【００３２】 上述の複数のルックアップテーブルは、好ましくはそれぞれ独立に校正される
。即ち、ルックアップテーブルは相互に依存しない。従って、ルックアップテー
ブルはそれぞれを、必要に応じて、他のルックアップテーブルの影響を受けずに
校正し直すこともできる。
【００３３】 燃料配給の制御のもう一つの態様は、燃料圧力の制御を含む。これは、要求噴
射圧力に基づいて、例えば図１に示す燃料ポンプ１９のような燃料ポンプシステ
ムを制御することによって、達成される。図２のステップ１２８で、要求噴射圧
力（ＤＩＰ）は、好ましくは、前述のパルス幅時間とは無関係に、ＥＧＴと、エ
ンジンのＲＰＭ等の一つ又は複数の運転パラメータとに基づいて決定される。一
つの共通のレールシステムについては、ＤＩＰはそのレールの要求燃料圧力であ
る。好ましくは、ＤＩＰは、ＥＧＴ及びエンジンのＲＰＭを参照値としてルック
アップテーブルでの位置を特定される(located)。更に、ルックアップテーブル
は、好ましくは、定常状態のエンジンの運転に基づいている。ステップ１３０に
おいて、燃料ポンプ１９又は他の燃料ポンプシステムを制御するために、ポンプ
出力信号が生成され、そのポンプ出力信号は、ＤＩＰと、観測された即ち実際の
燃料圧力との差に基づいている。要求噴射圧力に基づく燃料圧力制御に関して更
に詳細は米国特許出願第08/867,695号において見出すことができる。その出願は
、本発明の譲受人に譲り渡されるものであって、この引用によって本明細書に組
み入れられる。
【００３４】 ＤＩＰは、好ましくは、前述のパルス幅時間に関係なく決定され、それ故に、
ＤＩＰは、動的エンジン運転パラメータを考慮して独立に調整することができる
。動的エンジン運転パラメータには、例えば、エンジン加速モード、エンジン温
度、ターボチャージャに関係するブースト圧力、環境空気温度、環境空気圧力が
含まれる。例えば急加速モードで、最適なエンジン効率を達成するには、空気対
燃料の比が低過ぎる（十分な空気がない）かもしれない。従って、実際の噴射圧
力を下げるためにＤＩＰを下げるのが望ましいかもしれない。他の例で、低温ス
タート状態では、燃料の蒸発によって起こるシリンダ圧力の過度の低下を避ける
ように、やはり実際の噴射圧力を下げるためにＤＩＰを下げるのが望ましいかも
しれない。
【００３５】 ＤＩＰを調整する一つの方法を図３に示す。ステップ１３０で、ＥＧＴと、例
えばエンジンＲＰＭ等の一つ又は複数のエンジン運転パラメータに基づいて、要
求される最大噴射圧力（ＤＭＩＰ）が決定される。一つの共通のレールシステム
については、ＤＭＩＰは、そのレールの要求最大燃料圧力である。次にステップ
１３２で、ＤＭＩＰによって制限され、動的エンジン運転パラメータに基づく調
整されたＤＩＰを決定するために、適当な調整係数がＤＩＰに適用される。例え
ば、調整されたＤＩＰを決定するために、ＤＩＰとＤＭＩＰの間を補間するべく
、調整係数を使用しても良い。高いエンジン温度等のある種のエンジン運転パラ
メータについては、調整係数は又、エンジン保護の目的や故障モード回復等のた
めに調整されたＤＩＰの一つの孤立した値を選択 (trigger)しても良い。代替方
法として、ＤＩＰは、動的エンジン運転パラメータを考慮して、どのようにでも
適当に調整することができる。次に、ステップ１３４で、燃料ポンプ１９又はそ
の他の燃料ポンプシステムを制御するために、ポンプ出力信号が生成される。そ
してそのポンプ出力信号は、調整されたＤＩＰと実際の燃料圧力との差に基づい
ている。
【００３６】 要求噴射圧力は動的エンジン運転動作パラメータに基づいて調整できるので、
燃料ポンプシステムは、最適な燃料圧力を提供するように最適化することができ
る。従って、エンジンの特性及び効率が改善され、従来のシステム及び方法に比
べて排出量が減少する。
【００３７】 以上、本発明の実施形態を図示しながら説明したが、これらの実施形態は、本
発明のすべての可能な形態を図示し説明するものとして意図されていない。発明
の詳細な説明で使用された言葉は、限定するものではなくて説明するものであり
、本発明の概念及び範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であると理解さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による燃料噴射を制御するためのシステムの一実施形態の模式図である
。
【図２】 本発明による燃料噴射を制御するためのシステム又は方法の動作を示す流れ図
であって、そのシステム又は方法は、要求噴射圧力と実際の噴射圧力との差に基
づいて燃料ポンプシステムを制御するステップを含むものである。
【図３】 動的エンジン運転パラメータに基づいて要求噴射圧力を変える本発明による方
法を示す流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｋ ３７６ ３７６Ｂ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA13 BA15 DA04 EB08 FA05 FA10 FA20 FA38 3G301 HA02 MA11 MA22 MA23 MA26 NA08 NC02 PB08Z PE03Z PE06Z PE08Z PF02Z PF03Z

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射器からの燃料配給を制御する方法であって、 提案される第１のパルス幅時間を決定するステップと、 前記提案される第１のパルス幅時間に基づいて、前記燃料噴射器によって配給
    されるべき燃料の提案される第１の量を決定するステップと、 前記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の要求される全量を決定するステ
    ップと、 前記燃料の提案される第１の量と前記燃料の要求される全量とを比較するステ
    ップと、 前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される全量に比べて少ないか
    等しい場合に、前記燃料噴射器の制御に、前記提案される第１のパルス幅時間を
    使用するステップと、 を有する方法。
  2. 【請求項２】 提案される第１のパルス幅時間の決定が、エンジンのクラン
    クシャフトに関連する角度計測とは無関係になされる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 エンジン速度を測定するステップを更に有し、提案される第
    １のパルス幅時間を決定する前記ステップは、前記エンジン速度に基づいて前記
    提案される第１のパルス幅時間を決定するステップを有する請求項１記載の方法
    。
  4. 【請求項４】 噴射圧力を決定するステップを更に有し、燃料の提案される
    第１の量を決定する前記ステップは、前記噴射圧力に基づいて前記燃料の提案さ
    れる第１の量を決定するステップを有する請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 噴射圧力を決定するステップは、前記燃料噴射器に接続され
    た燃料レール内の燃料圧力を決定するステップを有する請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 エンジン速度を決定するステップと、要求されるエンジント
    ルク出力を決定するステップとを更に有し、燃料の要求される全量を決定する前
    記ステップは、前記エンジン速度と前記要求されるエンジントルク出力とに基づ
    いて前記燃料の要求される全量を決定するステップを有する請求項１記載の方法
    。
  7. 【請求項７】 前記噴射器によって配給されるべき要求される燃料の第１の
    量を決定するステップと、前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求され
    る全量に比べて多い場合に、前記要求される燃料の第１の量に基づいて、要求さ
    れる第１のパルス幅時間を決定するステップと、前記要求される第１のパルス幅
    時間を前記燃料噴射器の制御に利用するステップを有する請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される全量
    に比べて多い場合に、前記燃料噴射器によって配給されるべき要求される燃料の
    第２の量を決定するステップと、前記要求される燃料の第２の量に基づいて第２
    のパルス幅時間を決定するステップと、を更に有する請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 エンジン速度を決定するステップと、要求されるエンジント
    ルク出力を決定するステップとを更に有し、要求される燃料の全量を決定するス
    テップは、前記エンジン速度及び前記要求されるエンジントルク出力とに基づい
    て、要求される燃料の全量を決定するステップを更に有し、要求される燃料の第
    ２の量を決定するステップは、前記要求される燃料の全量から前記提案される燃
    料の第１の量を差し引くことによって前記要求される燃料の第２の量を決定する
    請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 噴射圧力を決定するステップを更に有し、第２のパルス幅
    時間を決定する前記ステップは、前記噴射圧力に基づいて前記第２のパルス幅時
    間を決定するステップを更に有する請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 要求される噴射圧力を、前記提案される第１のパルス幅時
    間の決定とは関係なく決定するステップと、実際の噴射圧力を決定するステップ
    と、前記要求される噴射圧力と実際の噴射圧力との差に基づいて燃料ポンプシス
    テムを制御するステップと、を有する請求項１記載の方法。
  12. 【請求項１２】 要求される加速モードを決定するステップと、その要求さ
    れる加速モードに基づいて前記要求される噴射圧力を修正するステップと、を更
    に有する請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 エンジン温度を決定するステップと、そのエンジン温度に
    基づいて前記要求される噴射圧力を修正するステップと、を更に有する請求項１
    １記載の方法。
  14. 【請求項１４】 燃料噴射器からの燃料配給を制御する方法であって、その
    方法は、 エンジン速度を決定するステップと、 エンジン速度に基づいて、提案されるパイロットパルス幅時間を決定するステ
    ップと、 噴射圧力を決定するステップと、 前記提案されるパイロットパルス幅時間と噴射圧力とに基づいて、前記燃料噴
    射器によって配給されるべき燃料の提案される第１の量を決定するステップと、 要求されるエンジントルク出力を決定するステップと、 前記要求されるエンジントルク出力とエンジン速度とに基づいて、前記燃料噴
    射器によって配給されるべき要求される燃料の全量を決定するステップと、 前記提案される燃料の第１の量と、前記要求される燃料の全量とを比較するス
    テップと、 前記燃料の提案される第１の量が前記要求される燃料の全量よりも大きい場合
    に、前記要求されるエンジントルク出力及びエンジン速度に基づいて、前記燃料
    噴射器によって配給されるべき燃料の要求される第１の量を決定するステップと
    、 前記要求される燃料の第１の量と前記噴射器の圧力とに基づいて、要求される
    パイロットパルス幅時間を決定するステップと、 前記燃料の提案される第１の量が前記要求される燃料の全量に比べて小さいか
    等しい場合に、前記要求される燃料の全量から前記燃料の提案される第１の量を
    差し引くことによって、前記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の要求され
    る第２の量を決定するステップと、 前記燃料の要求される第２の量と前記噴射圧力とに基づいて、メインパルス幅
    時間を決定するステップと、 を有する方法。
  15. 【請求項１５】 燃料噴射器からの燃料配給を制御するシステムであって、
    前記燃料噴射器は、電子制御弁を有し且つ燃料レールと連絡していて、前記シス
    テムは、 クランクシャフトの回転速度を検出するクランクシャフトセンサと、 前記燃料レール内の燃料圧力を測定する燃料圧力センサと、 前記クランクシャフトセンサ、燃料レール、圧力センサ及び電子制御弁と連絡
    している制御器であって、その制御器は、要求されるエンジントルク出力を決定
    するための命令と、前記クランクシャフトの回転速度に基づいてエンジン速度を
    決定するための命令と、提案される第１のパルス幅時間を決定するための命令と
    、前記提案される第１のパルス幅時間に基づいて前記燃料噴射器によって配給さ
    れるべき燃料の提案される第１の量を決定するための命令と、前記燃料噴射器に
    よって配給されるべき燃料の要求される全量を決定するための命令と、前記提案
    される燃料の第１の量と前記要求される燃料の全量とを比較するための命令と、
    前記提案される燃料の第１の量が前記燃料の要求される全量に比べて小さいか等
    しい場合に前記燃料噴射器を制御するために前記提案される第１のパルス幅時間
    を利用するための命令と、を有するその制御器と、 を有するシステム。
  16. 【請求項１６】 電子制御弁を有する燃料噴射器からの燃料配給を制御する
    ためにエンジン制御器によって実行されうる命令を表す情報を記憶したコンピュ
    ータ読取り可能な記憶媒体であって、前記燃料噴射器は燃料レールと連絡してお
    り、そのコンピュータ読取り可能な記憶媒体は、 提案される第１のパルス幅時間を決定する命令と、 前記提案される第１のパルス幅時間に基づいて、前記燃料噴射器によって配給
    されるべき燃料の提案される第１の量を決定する命令と、 前記燃料噴射器によって配給されるべき燃料の要求される全量を決定する命令
    と、 前記燃料の提案される第１の量と前記燃料の要求される全量とを比較する命令
    と、 前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される全量に比べて少ないか
    等しい場合に、前記燃料噴射器の制御に、前記提案される第１のパルス幅時間を
    使用する命令と、 を有するコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
  17. 【請求項１７】 提案される第１のパルス幅時間の決定する命令が、エンジ
    ンのクランクシャフトに関連する角度計測とは無関係に前記提案される第１のパ
    ルス幅時間の決定する命令を有する、請求項１６のコンピュータ読取り可能な記
    憶媒体。
  18. 【請求項１８】 エンジン速度を測定する命令を更に有し、提案される第１
    のパルス幅時間を決定する前記命令は、前記エンジン速度に基づいて前記提案さ
    れる第１のパルス幅時間を決定する命令を有する請求項１６記載のコンピュータ
    読取り可能な記憶媒体。
  19. 【請求項１９】 前記燃料レール内の燃料圧力を決定する命令を更に有し、
    燃料の提案される第１の量を決定する前記命令は、前記噴射圧力に基づいて前記
    燃料の提案される第１の量を決定する命令を有する請求項１６記載のコンピュー
    タ読取り可能な記憶媒体。
  20. 【請求項２０】 エンジン速度を決定する命令と、要求されるエンジントル
    ク出力を決定する命令とを更に有し、燃料の要求される全量を決定する前記命令
    は、前記エンジン速度と前記要求されるエンジントルク出力とに基づいて前記燃
    料の要求される第１の量を決定する命令を有する請求項１６記載のコンピュータ
    読取り可能な記憶媒体。
  21. 【請求項２１】 前記噴射器によって配給されるべき要求される燃料の第１
    の量を決定する命令と、前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される
    全量に比べて多い場合に、前記要求される燃料の第１の量に基づいて、要求され
    る第１のパルス幅時間を決定する命令と、前記要求される第１のパルス幅時間を
    前記燃料噴射器の制御に利用する命令と、を有する請求項１６記載のコンピュー
    タ読取り可能な記憶媒体。
  22. 【請求項２２】 前記燃料の提案される第１の量が前記燃料の要求される全
    量に比べて多い場合に、前記燃料噴射器によって配給されるべき要求される燃料
    の第２の量を決定する命令と、前記要求される燃料の第２の量に基づいて第２の
    パルス幅時間を決定する命令と、を更に有する請求項１６記載のコンピュータ読
    取り可能な記憶媒体。
  23. 【請求項２３】 エンジン速度を決定する命令と、要求されるエンジントル
    ク出力を決定する命令とを更に有し、要求される燃料の全量を決定する命令は、
    前記エンジン速度及び前記要求されるエンジントルク出力とに基づいて、要求さ
    れる燃料の全量を決定する命令を更に有し、要求される燃料の第２の量を決定す
    る命令は、前記要求される燃料の全量から前記提案される燃料の第１の量を差し
    引くことによって前記要求される燃料の第２の量を決定する請求項２２記載のコ
    ンピュータ読取り可能な記憶媒体。
  24. 【請求項２４】 噴射圧力を決定する命令を更に有し、第２のパルス幅時間
    を決定する前記命令は、前記噴射圧力に基づいて前記第２のパルス幅時間を決定
    する命令を更に有する請求項２２記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
  25. 【請求項２５】 要求される噴射圧力を、前記提案される第１のパルス幅時
    間の決定とは関係なく決定する命令と、前記燃料レール内の燃料圧力を決定する
    命令と、前記要求される噴射圧力と前記燃料レール内の前記実際の噴射圧力との
    差に基づいて燃料ポンプシステムを制御する命令と、を有する請求項１６記載の
    コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
  26. 【請求項２６】 要求される加速モードを決定する命令と、その要求される
    加速モードに基づいて前記要求される噴射圧力を修正する命令と、を更に有する
    請求項２５記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
  27. 【請求項２７】 エンジン温度を決定する命令と、そのエンジン温度に基づ
    いて前記要求される噴射圧力を修正する命令と、を更に有する請求項２５記載の
    コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
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