特許 6342322 エンジンの回転速度制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6342322

(24)【登録日】2018年5月25日

(45)【発行日】2018年6月13日

(54)【発明の名称】エンジンの回転速度制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/04 20060101AFI20180604BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20180604BHJP

【ＦＩ】

   F02D41/04 330B

   F02D41/04 330P

   F02D41/04 330G

   F02D45/00 314A

   F02D45/00 362J

   F02D45/00 364G

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-258839(P2014-258839)

(22)【出願日】2014年12月22日

(65)【公開番号】特開2016-118168(P2016-118168A)

(43)【公開日】2016年6月30日

【審査請求日】2017年3月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100062144

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 葆

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】小浦 真裕

(72)【発明者】

【氏名】上原 敦

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２７４２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３３０３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０６４８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００８１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４４６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１０４６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５６２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０７２３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／００ 〜 ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクセルの開度と、クランク軸の回転速度と、燃焼室への燃料の噴射量とを検知可能な検知装置と、
上記検知装置から、上記アクセルの開度と、上記回転速度と、上記噴射量とを表す情報を含む信号を受けると共に、定常状態の制御マップと、過渡状態の制御マップとを記憶している記憶部を有する制御装置と
を備え、
上記制御装置が、
上記アクセルの開度と、上記回転速度と、上記噴射量とのうちの少なくとも一つの単位時間当たりの変化率に基づいて、エンジンが定常状態か過渡状態かを判断し、上記エンジンが定常状態であると判断した場合には、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置を制御する一方、上記エンジンが過渡状態であると判断した場合には、上記過渡状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように上記燃料噴射装置を制御する第１制御と、
上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、上記回転速度の変化が予め定められた条件を充足すると判断すると、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように上記燃料噴射装置を制御する第２制御と
を実行可能であるとともに、
上記制御装置は、上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、予め定められた期間において、上記アクセルの開度の変動幅が予め定められた閾値以下であって、上記回転速度の変動幅が、予め定められた閾値以上であり、かつ、上記回転速度の変動周期が、予め定められた閾値以下であると判断すると、上記第２制御を実行することを特徴とするエンジンの回転速度制御装置。

【請求項2】

アクセルの開度と、クランク軸の回転速度と、燃焼室への燃料の噴射量とを検知可能な検知装置と、
上記検知装置から、上記アクセルの開度と、上記回転速度と、上記噴射量とを表す情報を含む信号を受けると共に、定常状態の制御マップと、過渡状態の制御マップとを記憶している記憶部を有する制御装置と
を備え、
上記制御装置が、
上記アクセルの開度と、上記回転速度と、上記噴射量とのうちの少なくとも一つの単位時間当たりの変化率に基づいて、エンジンが定常状態か過渡状態かを判断し、上記エンジンが定常状態であると判断した場合には、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置を制御する一方、上記エンジンが過渡状態であると判断した場合には、上記過渡状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように上記燃料噴射装置を制御する第１制御と、
上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、上記噴射量の変化が予め定められた条件を充足すると判断すると、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように上記燃料噴射装置を制御する第２制御と
を実行可能であるとともに、
上記制御装置は、上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、予め定められた期間において、上記アクセルの開度の変動幅が予め定められた閾値以下であって、単位時間あたりの上記噴射量の変動幅が、予め定められた閾値以上であり、かつ、単位時間あたりの上記噴射量の噴射周期が、予め定められた閾値以下であると判断すると、上記第２制御を実行することを特徴とするエンジンの回転速度制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの回転速度制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンの回転速度制御装置としては、特開２００１−４１０９０号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この回転速度制御装置は、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を電子制御している。また、この回転速度制御装置は、エンジンの回転速度（回転数）の変動状態に応じて燃料噴射量を制御し、エンジンの回転速度に基づくフィードバック制御も行っている。

【0003】

詳しくは、この回転速度制御装置は、必要な燃料噴射量を演算する際に、それ以前のエンジンの回転速度を参照し、この参照したエンジンの回転速度が目標回転速度よりも低い場合には、燃料噴射量を増量する一方、上記参照したエンジンの回転速度が目標回転数よりも高い場合には、燃料噴射量を減量する制御を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−４１０９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願発明者は、上記従来の回転速度制御装置に関し、次に示す課題を見出した。

【0006】

すなわち、上記フィードバック制御においては、過渡入力に対する応答性と、定常状態における制御の安定性との間に背反関係（トレードオフの関係）がある。したがって、双方を両立させるための最適解を獲得するために、応答性および安定性の夫々に、ある程度の妥協が必要になる。

【0007】

しかしながら、これらのファクタに妥協をしたがために、吸気温度や外的負荷等で悪条件が重なると、回転変動が発生して回転変動が収束しない場合や、応答性が不十分となる場合がある。

【0008】

ここで、エンジンの定常状態と、エンジンの過渡状態との夫々で専用の制御マップを用意し、エンジンの定常状態とエンジンの過渡状態とで制御を切り換えると、エンジンの定常状態での安定性を良くでき、エンジンの過渡状態での応答性も促進できる。

【0009】

しかしながら、エンジンの定常状態とエンジンの過渡状態とで、専用の制御マップを用いた場合でも、過渡状態の制御マップでの制御中に、振幅や振動数が大きい回転変動が生じることがある。しかしながら、そのような場合、制御装置が、上記振幅や振動数が大きい回転変動に基づいて、エンジンが過渡状態であると判断して、過渡状態の制御マップを選択し続けることがある。そして、その結果、いつまでも回転変動が収束しないという不具合が発生することがある。

【0010】

そこで、本発明の課題は、過渡状態の制御の応答性が良好で、定常状態に対する制御の安定性も向上でき、かつ、過渡状態の制御マップでの制御中に生じた回転変動も収束させ易いエンジンの回転速度制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、この発明のエンジンの回転速度制御装置は、
アクセルの開度、クランク軸の回転速度および燃焼室への燃料の噴射量とのうちの少なくとも一つを検知可能な検知装置と、
上記検知装置から、上記開度、上記回転速度および上記噴射量のうちの少なくとも一つを表す情報を含む信号を受けると共に、定常状態の制御マップと、過渡状態の制御マップとを記憶している記憶部を有する制御装置と
を備え、
上記制御装置が、
上記開度、上記回転速度および上記噴射量のうちの少なくとも一つの単位時間当たりの変化率に基づいて、エンジンが定常状態か過渡状態かを判断し、上記エンジンが定常状態であると判断した場合には、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置を制御する一方、上記エンジンが過渡状態であると判断した場合には、上記過渡状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように上記燃料噴射装置を制御する第１制御と、
上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、上記回転速度の変化または上記噴射量の変化が予め定められた条件を充足すると判断すると、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように上記燃料噴射装置を制御する第２制御と
を実行可能であることを特徴としている。

【0012】

尚、この明細書では、上記燃料噴射装置を、エンジンにおいて制御装置に制御されることによって燃料の噴射に寄与する構成部分と定義する。

【0013】

本発明によれば、制御装置が、第１制御で、エンジンが過渡状態であると判断すると、制御装置が、過渡状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置を制御する。したがって、エンジンが過渡状態であるときに、過渡状態の制御マップに従って燃料を噴射できるから、過渡状態の制御の応答性を良好なものにできる。

【0014】

また、本発明によれば、制御装置が、第１制御で、エンジンが定常状態であると判断すると、制御装置が、定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置を制御する。したがって、定常状態でのエンジンの安定性をより高くできる。

【0015】

更には、本発明によれば、制御装置が、第２制御で、過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、回転速度の変化または噴射量の変化が予め定められた条件を充足すると判断すると、制御装置が、定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置を制御する。しがって、従来技術とは異なり、過渡状態の制御マップに従う制御中に、渡状態の制御マップに従う制御がふさわしくない振幅や振動数が予め定められた値よりも大きい回転変動等が生じた場合でも、制御装置が、エンジンが過渡状態であると判断し続けることがなく、過渡状態の制御マップを選択し続けることがない。したがって、この場合に、いつまでも回転変動が収束しないという不具合が発生することを抑制できて、回転変動をより速く収束させることができる。したがって、過渡状態の制御マップでの制御中に生じた回転変動の収束性を向上させることができる。

【0016】

また、一実施形態では、
上記制御装置は、上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、予め定められた期間において、上記開度の変動幅が予め定められた閾値以下であって、上記回転速度の変動幅が、予め定められた閾値以上であり、かつ、上記回転速度の変動周期が、予め定められた閾値以下であると判断すると、上記第２制御を実行する。

【0017】

上記実施形態によれば、過渡状態の制御マップでの制御中に生じた回転変動を簡易な制御で効率的に収束させることができる。

【0018】

また、一実施形態では、
上記制御装置は、上記過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、予め定められた期間において、上記開度の変動幅が予め定められた閾値以下であって、単位時間あたりの上記噴射量の変動幅が、予め定められた閾値以上であり、かつ、単位時間あたりの上記噴射量の噴射周期が、予め定められた閾値以下であると判断すると、上記第２制御を実行する。

【0019】

上記実施形態によれば、過渡状態の制御マップでの制御中に生じた回転変動を簡易な制御で効率的に収束させることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、過渡状態の制御の応答性を良好にでき、定常状態に対する制御の安定性も向上でき、かつ、過渡状態ではありえない回転変動もより速く収束させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態のディーゼルエンジンの構成の一部を示す模式構成図である。

【図2】時間と、エンジンの回転速度との関係を模式的に表す図であり、ＥＣＵの燃料噴射制御を、わかり易く説明するための模式図である。

【図3】時間と、エンジンの回転速度との関係を模式的に表す図であり、ＥＣＵの燃料噴射制御を、わかり易く説明するための模式図である。

【図4】実際に生じた回転変動の一例を示す図であり、ＥＣＵが第２制御を行うか否かを如何に判定するかを説明するための図である。

【図5】本実施形態におけるＥＣＵの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】

【0022】

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態のディーゼルエンジンの構成の一部を示す模式構成図である。

【0024】

図１に示すように、このディーゼルエンジンは、蓄圧式の燃料噴射装置１０と、回転数制御装置２０とを備える。燃料噴射装置１０は、複数のインジェクタ１と、コモンレール２と、複数の分岐管３と、燃料タンク４と、フィルタ５と、低圧ポンプ（フィードポンプ）６と、燃料管７と、高圧ポンプ８と、燃料供給配管９と、燃料戻し管１１とを有する。一方、回転数制御装置２０は、制御装置としてのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１２と、圧力センサ１３と、回転速度検出装置１４とを有する。

【0025】

各インジェクタ１は、高圧の燃料を図示しない燃料室に噴射するようになっている。コモンレール２は、高圧燃料を蓄圧するようになっている。各分岐管３は、各インジェクタ１と、コモンレール２とを連通している。

【0026】

燃料タンク４は、燃料を蓄える役割を有する。燃料管７は、燃料タンク４と、高圧ポンプ８とを連通している。フィルタ５は、燃料管７に接続され、燃料から水分等の異物を除去する役割を果たしている。低圧ポンプ６は、燃料を燃料タンク４側から高圧ポンプ８側にフィードする役割を果たしている。高圧ポンプ８は、プランジャ式のサプライ用の燃料供給ポンプである。高圧ポンプ８は、燃料タンク４側からフィードされた燃料を、運転状態等に基づいて定められる高圧に昇圧して、高圧となった燃料を、燃料供給配管９に吐出するようになっている。燃料供給配管９は、高圧ポンプ８と、コモンレール２とを接続している。高圧ポンプ８が吐出した高圧の燃料を、燃料供給配管９を介してコモンレール２に供給している。そして、高圧の燃料を、コモンレール２から各分岐管３を介して各インジェクタ１に供給している。各インジェクタ１は、燃料を燃焼室に噴射するようになっている。

【0027】

燃料戻し管１１は、各インジェクタ１およびコモンレール２と、分岐管３とを接続している。燃料戻し管１１は、分岐管３からインジェクタ１に供給された燃料のうちで燃焼室への噴射に費やされなかった燃料や、コモンレール２の内圧が過上昇した場合の余剰燃料を、燃料タンク４に戻すために設けられている。

【0028】

圧力センサ１３は、コモンレール２に取り付けられ、コモンレール２の内圧を検出するようになっている。回転速度検出装置１４は、例えば、パルサリングを有する公知の磁気センサで構成されている。回転速度検出装置１４は、図示しないクランク軸の回転速度を検出している。圧力センサ１３は、コモンレール２の内圧を表す信号を、ＥＣＵ１２に出力し、回転速度検出装置１４は、エンジンの回転速度（回転数）を表す信号を、ＥＣＵ１２に出力するようになっている。また、図１に示すように、アクセル１５から、アクセル開度を表す信号が、ＥＣＵ１２に出力されるようになっている。ＥＣＵ１２は、アクセル１５の開度を検知するアクセル開度検出装置としての役割を兼用している。

【0029】

ＥＣＵ１２は、各インジェクタ１と、高圧ポンプ８とを電子制御している。ＥＣＵ１２は、各インジェクタ１に一体的に組み込まれた図示しない噴射制御用電磁弁への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御している。各インジェクタ１は、内蔵の噴射制御用電磁弁が開弁している間、コモンレール２から供給された高圧燃料をエンジンの燃焼室に向けて噴射するようになっている。

【0030】

ＥＣＵ１２は、回転速度検出装置１４およびアクセル１５から受けたエンジン回転数およびエンジン負荷を表す信号に基づいて、燃料噴射時期及び燃料噴射量を決定し、上記噴射制御用電磁弁に制御信号を出力することが可能となっている。

【0031】

ＥＣＵ１２は、エンジン回転数やエンジン負荷に基づいて、燃料噴射圧力が適切になるように高圧ポンプ８に対して制御信号を出力するようになっている。ＥＣＵ１２は、圧力センサ１３からの信号がエンジン回転数やエンジン負荷に応じて適切になるように高圧ポンプ８からコモンレール２に吐出する燃料吐出量を制御するようになっている。

【0032】

各インジェクタ１は、ＥＣＵ１２の制御によって、コモンレール２から供給された燃料を適切な噴射時期に適切な燃料噴射量でもって、対応する燃焼室内に噴射するようになっている。各インジェクタ１から噴射される燃料の噴射圧は、コモンレール２に貯留されている燃料の圧力に略等しいので、コモンレール２内の圧力を制御することにより、燃料の噴射圧を制御できる。

【0033】

ＥＣＵ１２は、各インジェクタ１の噴射制御用電磁弁の開閉期間と、圧力センサ１３から受けたコモンレール２の圧力の情報とに基づいて、コモンレール２が噴射した実際の噴射量（各インジェクタ１が噴射した噴射量の合計の噴射量）を算出するようになっている。このことから、ＥＣＵ１２は、コモンレール２の噴射量を検出する噴射量検出装置としての役割を兼用している。圧力センサ１３と、回転速度検出装置１４と、ＥＣＵ１２とは、検知装置を構成している。

【0034】

ＥＣＵ１２は、記憶部６０を有する。その記憶部６０は、定常状態の燃料噴射制御マップ（以下、単に、定常状態の制御マップという）と、過渡状態の燃料噴射制御マップ（以下、単に、過渡状態の制御マップという）とを記憶している。上記定常状態の制御マップには、定常時におけるＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）ゲインの情報と、定常時における噴射パターンの情報と、定常時における噴射時期の情報とが記載されている。また、上記過渡状態の制御マップには、過渡時におけるＰＩＤゲインの情報と、過渡時における噴射パターンの情報と、過渡時における噴射時期の情報とが記載されている。上記定常状態の制御マップでの制御は、過渡状態の制御マップでの制御よりも、制御の安定性を重視した制御となっている。また、過渡状態の制御マップでの制御は、定常状態の制御マップでの制御よりもより応答性を重視した制御となっている。定常状態の制御マップは、例えばＰＩＤゲインに小さな値を設定し、一方、過渡状態の制御マップは、例えばＰＩＤゲインに大きな値を設定する。この場合、定常状態の制御マップで設定されているＰＩＤゲインの値は、過渡状態の制御マップで設定されているＰＩＤゲインの値よりも小さくなっている。

【0035】

ＥＣＵ１２は、計時部（タイマー）６１を有する。ＥＣＵ１２は、コモンレール２が噴射した実際の噴射量、すなわち、各インジェクタ１が噴射した噴射量の合計の噴射量と、その噴射が行われた時間とから、燃料の噴射量の時間当たりの変化率を算出するようになっている。ＥＣＵ１２は、この噴射量の時間当たりの変化率が、予め定められた閾値より小さい場合に、エンジンが定常状態であると判断する一方、この噴射量の時間当たりの変化率が、予め定められた閾値以上である場合に、エンジンが過渡状態であると判断するようになっている。

【0036】

ＥＣＵ１２は、次に示す第１制御を行うようになっている。すなわち、ＥＣＵ１２は、エンジンが定常状態であると判断した場合には、上記定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置１０を制御する一方、上記エンジンが過渡状態であると判断した場合には、上記過渡状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置１０を制御するようになっている。

【0037】

エンジンの状態（エンジンの回転速度や燃料の噴射量等で特定）と、定常状態の制御マップに記載の情報とを参照すれば、エンジンの状態が異なる定常状態（例えば、エンジンの回転速度が互いに異なる定常状態）の夫々における燃料噴射制御が一意に確定するようになっている。また、エンジンの状態（エンジンの回転速度や燃料の噴射量等で特定）と、過渡状態の制御マップに記載の情報とを参照すれば、エンジンの状態が異なる過渡状態（例えば、エンジンの回転速度が互いに異なる過渡状態）の夫々における燃料噴射制御が一意に確定するようになっている。

【0038】

また、ＥＣＵ１２は、次に示す第２制御を行うようになっている。すなわち、ＥＣＵ１２は、過渡状態の制御マップに従う制御をおこなっているときに、アクセル１５の開度と、エンジンの回転速度の変動周期と、エンジンの回転速度の変動幅とに基づいて、エンジンに過渡状態で実用上あり得ない回転変動が発生していると判断すると、定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置１０を制御するようになっている。尚、この実用上ありえない回転変動については、以下の図４以下で詳細に説明を行う。

【0039】

図２および図３は、時間と、エンジンの回転速度との関係を模式的に表す図であり、ＥＣＵ１２の燃料噴射制御を、わかり易く説明するための模式図である。

【0040】

図２に示す例では、時刻ｔ１からｔ２にかけて、回転速度の傾きが大きくなっており、回転速度の変化率が、大きくなっている。この時、噴射量の時間当たりの変化率は、予め定められた閾値以上になっており、ＥＣＵ１２は、過渡状態の制御マップに基づいて燃料噴射装置１０の噴射制御を行っている。また、時刻ｔ２からｔ３にかけては、回転速度の傾きが小さくなっており、回転速度の変化率が、小さくなっている。この時、噴射量の時間当たりの変化率は、予め定められた閾値より小さくなっており、ＥＣＵ１２は、定常状態の制御マップに基づいて燃料噴射装置１０の噴射制御を行っている。また、同様に、時刻ｔ３からｔ４にかけては、回転速度の傾きが大きくなっており、時刻ｔ４からｔ５にかけては、回転速度の傾きが小さくなっている。また、時刻ｔ５からｔ６にかけては、回転速度の傾きが大きくなっており、時刻ｔ６からｔ７にかけては、回転速度の傾きが小さくなっている。そして、ＥＣＵ１２は、時刻ｔ３からｔ４までの間と、時刻ｔ５からｔ６までの間とに、過渡状態の制御マップに基づいて燃料噴射装置１０の噴射制御を行う一方、時刻ｔ４からｔ５までの間と、時刻ｔ６からｔ７までの間とに、定常状態の制御マップに基づいて燃料噴射装置１０の噴射制御を行っている。

【0041】

一方、図３に示す例では、ｔ１’からｔ４’までは、エンジンの回転速度が、図２に示す例と同様に変位する一方、ｔ４’からｔ５’においては、エンジンの回転速度が振動し、回転速度に、振幅が大きくて周期が短い（振動数が大きい）回転変動が生じている。この回転変動は、吸気温度や外的負荷等で悪条件が重なることにより生じるものである。

【0042】

図３に示す例では、ｔ１’からｔ４’までは、ＥＣＵ１２が、図２に示す例と同様に燃料噴射装置１０の噴射制御を行う一方、回転変動を生じているｔ４’からｔ５’にかけては、ＥＣＵ１２が、定常状態の制御マップに基づいて燃料噴射装置１０の噴射制御を行っている。すなわち、ＥＣＵ１２は、過渡状態の制御マップに基づいて制御をしている際に、エンジンの回転速度が振動し、回転速度に、振幅が大きくて周期が短い（振動数が大きい）回転変動が生じると、定常状態の制御マップに従った燃料噴射装置１０の噴射制御を行うようになっている。この制御については、以下の図４以下で詳細に説明する。

【0043】

尚、図２および３において、ｒ［ｒ.ｐ.ｍ］は、ローアイドル状態での回転速度を表している。一実施例では、ｒは、８００［ｒ.ｐ.ｍ］程度の値となるが、エンジンの仕様によって、ローアイドル状態の回転数が、適宜変化することは言うまでもない。

【0044】

図４は、実際に生じた回転変動の一例を示す図であり、ＥＣＵ１２が第２制御を行うか否かを如何に判定するかを説明するための図である。

【0045】

図４を参照して、この実施形態では、ＥＣＵ１２は、過渡状態の制御マップに基づいて燃料噴射装置１０の噴射制御を行っているときに、予め定められた期間Ａ［ｓｅｃ］におけるアクセル開度の変動幅が、予め定められた閾値以下となり、かつ、上記期間Ａにおけるエンジンの回転速度の変動幅Ｄが、予め定められた閾値Ｅ以上となり、かつ、エンジンの回転速度の変動周期が、予め定められた時間以下となると、第２制御を行うようになっている。

【0046】

詳しくは、ＥＣＵ１２は、アクセル１５からの信号に基づいて、期間Ａの間におけるアクセル開度の最大値と最小値とを決定し、アクセル開度の最大値と最小値との差から、期間Ａにおけるアクセル開度の変動幅を算出するようになっている。

【0047】

また、ＥＣＵ１２は、回転速度検出装置１４からの信号に基づいて、期間Ａの間における最大の回転速度と最小の回転速度とを決定するようになっている。そして、最大の回転速度と最小の回転速度との差に基づいて、エンジンの回転速度の変動幅Ｄを算出するようになっている。

【0048】

また、ＥＣＵ１２は、期間Ａの間において、エンジンの回転速度の値が、予め定められた閾値Ｅの上限を超えた回数（Ｅを下から上に横切った回数）Ｎをカウントするようになっている。そして、エンジンの回転速度の変動周期Ｔを、Ｔ＝Ａ／Ｎ［ｓｅｃ］により算出するようになっている。尚、図４に示す例では、回数Ｎが、６回となっているが、回数Ｎが、回転変動で６以外の自然数となっている場合があるのは、言うまでもない。

【0049】

そして、過渡状態の制御マップを選択している最中に、上記算出したアクセル開度の変動幅が、予め定められた閾値以下となり、かつ、上記算出した回転速度の変動幅Ｄが、予め定められた閾値Ｅ以上となり、かつ、上記算出した変動周期が、予め定められた時間以下となると、第２制御を行うようになっている。

【0050】

本実施形態では、過渡状態の制御マップを選択している最中に発生する回転変動であって、かつ、上記算出したアクセル開度の変動幅が、予め定められた閾値以下となり、かつ、上記算出した回転速度の変動幅Ｄが、予め定められた閾値Ｅ以上となり、かつ、上記算出した変動周期が、予め定められた時間以下となる回転変動を、実用上あり得ない回転変動と定義する。

【0051】

図５は、本実施形態におけるＥＣＵ１２の制御のフローチャートである。

【0052】

ＥＣＵ１２が、エンジンが安定状態であると判断して、制御がスタートすると、ステップＳ１で、ＥＣＵ１２が、定常状態の制御マップに基づいて所定時間（この所定時間は、如何なる時間でも良く、例えば、０より大きくて１時間より小さい時間を採用できる。）燃料噴射装置１０の噴射制御を行う。

【0053】

続いて、ステップＳ２では、エンジンが停止しているか否かを判断する。エンジンが停止していれば、ステップＳ３に移行して、制御が終了する。一方、ステップＳ２で、エンジンが停止していない場合には、ステップＳ４に移行する。

【0054】

ステップＳ４では、ＥＣＵ１２が、各インジェクタ１の噴射制御用電磁弁の開閉期間と、圧力センサ１３から受けたコモンレール２の圧力の情報とに基づいて、エンジンが過渡状態に移行したか否かを判断する。

【0055】

そして、ＥＣＵ１２が、エンジンが過渡状態に移行していないと判断すると、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１以下の制御を再度行う。一方、ＥＣＵ１２が、エンジンが過渡状態に移行したと判断すると、ステップＳ５に移行して、ＥＣＵ１２が、過渡状態の制御マップに基づいて所定時間（この所定時間は、如何なる時間でも良く、例えば、０より大きくて１時間より小さい時間を採用できる。このステップＳ５の所定時間は、ステップＳ１での所定時間と同じでも、異なっても良い。）燃料噴射装置１０の噴射制御を行う。

【0056】

ステップＳ５に続くステップＳ６では、エンジンが停止しているか否かを判断する。エンジンが停止していれば、ステップＳ３に移行して、制御が終了する。一方、ステップＳ６で、エンジンが停止していない場合には、ステップＳ７に移行する。

【0057】

ステップＳ７では、ＥＣＵ１２が、各インジェクタ１の噴射制御用電磁弁の開閉期間と、圧力センサ１３から受けたコモンレール２の圧力の情報とに基づいて、エンジンが定常状態に移行したか否かを判断する。

【0058】

そして、ＥＣＵ１２が、エンジンが定常状態に移行していると判断すると、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１以下の制御を再度行う。一方、ＥＣＵ１２が、エンジンが定常状態に移行していないと判断すると、ステップＳ８に移行する。

【0059】

ステップＳ８では、図４を用いて説明したように、ＥＣＵ１２が、予め定められた期間において、アクセル１５の開度の変動幅と、エンジンの回転速度の変動周期と、エンジンの回転速度の変動幅とを算出するようになっている。そして、算出したアクセル開度の変動幅が、予め定められた閾値以下となり、かつ、上記算出した回転速度の変動幅Ｄが、予め定められた閾値Ｅ以上となり、かつ、上記算出した変動周期が、予め定められた時間以下となっているか否かを判断し、過渡状態の制御マップに従う制御中に、エンジンに上記実用上あり得ない回転変動が発生しているか否かを判断するようになっている。

【0060】

そして、ステップＳ８で、ＥＣＵ１２が、過渡状態の制御マップに従う制御中に上記実用上あり得ない回転変動が発生していると判断すると、ステップＳ１以下の制御を再度行うようになっている。すなわち、ステップＳ８で、ＥＣＵ１２が、過渡状態の制御マップに従う制御中に上記実用上あり得ない回転変動が発生していると判断すると、ステップＳ１に戻って、ＥＣＵ１２による、定常状態の制御マップに従う制御を行うようになっている。

【0061】

一方、ステップＳ８で、ＥＣＵ１２が、過渡状態の制御マップに従う制御中に上記実用上あり得ない回転変動が発生していないと判断すると、ステップＳ５に戻って、ステップＳ５以下の制御を再度繰り返すようになっている。

【0062】

上記実施形態によれば、ＥＣＵ１２が、第１制御で、エンジンが過渡状態であると判断すると、過渡状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置１０を制御する。したがって、エンジンが過渡状態であるときに、過渡状態の制御マップに従って燃料を噴射できるから、過渡状態の制御の応答性を良好なものにできる。

【0063】

また、上記実施形態によれば、ＥＣＵ１２が、第１制御で、エンジンが定常状態であると判断すると、定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置１０を制御するから、定常状態でのエンジンの安定性をより高くできる。

【0064】

また、上記実施形態によれば、ＥＣＵ１２が、第２制御で、過渡状態の制御マップに従う制御中に上記実用上あり得ない回転変動が発生していると判断すると、定常状態の制御マップに従う燃料の噴射を行うように燃料噴射装置１０を制御する。しがって、従来技術とは異なり、過渡状態ではありえない回転変動が生じた場合に、ＥＣＵ１２が、上記回転変動に基づいて、エンジンが過渡状態であると判断し続けることがなく、過渡状態の制御マップを選択し続けることがない。したがって、この場合に、いつまでも回転変動が収束しないという不具合が発生することがなく、回転変動をより速く収束させることができる。したがって、定常状態に対する制御の安定性を更に向上できる。

【0065】

また、上記実施形態によれば、ＥＣＵ１２が、過渡状態の制御マップに従う制御中に、予め定められた期間において、アクセル１５の開度の変動幅が予め定められた閾値以下であって、かつ、エンジン回転速度の変動幅Ｄが、予め定められた閾値Ｅ以上であり、かつ、エンジンの回転速度の変動周期Ｔが、予め定められた閾値以下である場合に、上記実用上あり得ない回転変動が発生していると判断する。したがって、過渡状態の制御マップでの制御中に生じた回転変動を簡易な制御で効率的に収束させることができる。

【0066】

尚、上記実施形態では、第１制御において、ＥＣＵ１２が、噴射量の時間当たりの変化率が予め定められた閾値よりも小さいかそれ以上であるかを判断することによって、エンジンが定常状態か過渡状態であるかを判断した。

【0067】

しかしながら、この発明では、制御装置（ＥＣＵ）が、回転速度検出装置からの信号に基づいて、回転速度の単位時間当たりの変化率を算出するようにしてもよい。そして、ＥＣＵが、上記算出した回転速度の単位時間当たりの変化率が予め定められた閾値よりも小さいかそれ以上であるかを判断することによって、エンジンが定常状態か過渡状態であるかを判断してもよい。

【0068】

また、この発明では、制御装置が、アクセルからの信号に基づいて、アクセルの開度の単位時間当たりの変化率を算出するようにしてもよい。そして、制御装置が、算出したアクセルの開度の単位時間当たりの変化率が予め定められた閾値よりも小さいかそれ以上であるかを判断することによって、エンジンが定常状態か過渡状態であるかを判断してもよい。

【0069】

また、この発明では、噴射量の時間当たりの変化率、回転速度の単位時間当たりの変化率およびアクセルの開度の単位時間当たりの変化率のうちの二以上の値に基づいて、エンジンが定常状態か過渡状態であるかを判断してもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、ＥＣＵ１２が、アクセル１５からの信号に基づいて、予め定められた期間Ａ［ｓｅｃ］の間におけるアクセル開度の最大値と最小値とを決定し、アクセル開度の最大値と最小値との差から、期間Ａにおけるアクセル開度の変動幅を算出するようになっていた。また、ＥＣＵ１２が、回転速度検出装置１４からの信号に基づいて、期間Ａの間における最大の回転速度と最小の回転速度とを決定して、最大の回転速度と最小の回転速度との差に基づいて、エンジンの回転速度の変動幅Ｄを算出するようになっていた。また、ＥＣＵ１２が、期間Ａの間において、エンジンの回転速度の値が予め定められた閾値Ｅの上限を超えた回数Ｎをカウントして、エンジンの回転速度の変動周期Ｔを、Ｔ＝Ａ／Ｎ［ｓｅｃ］により算出するようになっていた。そして、ＥＣＵ１２が、過渡状態の制御マップを選択している最中に、上記算出したアクセル開度の変動幅が、予め定められた閾値以下となり、かつ、上記算出した回転速度の変動幅Ｄが、予め定められた閾値Ｅ以上となり、かつ、上記算出した変動周期が、予め定められた時間以下となると、第２制御を行うようになっていた。

【0071】

しかしながら、この発明では、制御装置が、アクセルからの信号に基づいて、予め定められた期間Ａ’［ｓｅｃ］の間におけるアクセル開度の最大値と最小値とを決定し、アクセル開度の最大値と最小値との差から、期間Ａ’におけるアクセル開度の変動幅を算出するようになっていてもよい。また、制御装置が、各インジェクタの噴射制御用電磁弁の開閉期間と、圧力センサから受けたコモンレールの圧力の情報とに基づいて、コモンレールが噴射した単位時間当たりの噴射量（各インジェクタが噴射した単位時間当りの噴射量の合計の噴射量）を算出して、上記期間Ａ’における、最大の単位時間当たりの燃料噴射量と最小の単位時間当たりの燃料噴射量との差に基づいて、エンジンの単位時間当たりの燃料噴射量の変動幅を算出してもよい。また、制御装置が、単位時間当たりの燃料噴射量の値が予め定められた閾値の上限を超えた回数Ｎ’をカウントして、単位時間当たりの燃料噴射量の変動周期Ｔ’を、Ｔ’＝Ａ’／Ｎ’［ｓｅｃ］により算出するようにしてもよい。そして、ＥＣＵが、過渡状態の制御マップを選択している最中に、上記算出したアクセル開度の変動幅が、予め定められた閾値以下となり、かつ、上記算出した単位時間当たりの燃料噴射量の変動幅が、予め定められた閾値以上となり、かつ、上記算出した単位時間当たりの燃料噴射量の変動周期Ｔ’が、予め定められた時間以下となると、第２制御を行うようにしてもよい。

【0072】

また、上記実施形態では、予め定められた時間Ａと、エンジンの回転速度の値が予め定められた閾値Ｅの上限を超えた回数（下から上に横切った回数）Ｎとに基づいて、変動周期を算出した。しかしながら、この発明では、予め定められた時間と、エンジンの回転速度の値または単位時間当たりの燃料噴射量の値が、予め定められた閾値の上限を下回った回数（上から下に横切った回数）とに基づいて、変動周期を算出してもよい。また、この発明では、予め定められた時間と、エンジンの回転速度の値または単位時間当たりの燃料噴射量の値が、予め定められた閾値の下限を下回った回数（上から下に横切った回数）とに基づいて、変動周期を算出してもよい。また、この発明では、予め定められた時間と、エンジンの回転速度の値または単位時間当たりの燃料噴射量の値が、予め定められた閾値の下限を上回った回数（下から上に横切った回数）とに基づいて、変動周期を算出してもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、燃料噴射装置を、複数のインジェクタ１と、コモンレール２と、複数の分岐管３と、燃料タンク４と、フィルタ５と、低圧ポンプ（フィードポンプ）６と、燃料管７と、高圧ポンプ８と、燃料供給配管９と、燃料戻し管１１とで構成した。しかしながら、この発明では、燃料噴射装置が、これらの構成から一部の構成を削除した構成からなっていても良く、これらの構成に必要な構成を適宜追加した構成からなっていてもよい。この発明では、燃料噴射装置は、エンジンにおいて制御装置に制御されることによって燃料の噴射に寄与する構成部分からなっていれば良く、エンジンの仕様毎に異なっても良く、エンジンの仕様毎に適宜構成されればよい。

【0074】

また、上記実施形態では、ＥＣＵ１２が、図５に示す制御を行ったが、この発明では、例えば、図５に示す制御と比較して、Ｓ２と、Ｓ４との順序を入れ替えると共に、Ｓ６と、Ｓ７との順序を入れ替える制御等を行ってもよい。このように、制御装置が、本発明を実現できる制御は、図５に示す制御に限らない。

【0075】

また、上記実施形態において、以上を、より大きいと読み替えた発明、以下を、より小さいと読み替えた発明、より大きいを、以上と読み替えた発明、より小さいを、以下と読み替えた発明が、本発明の範疇に入ることは言うまでもない。例えば、上記実施形態において、ある閾値以下を、ある閾値より小さいと、読み替えた発明が、本願発明に含まれることは言うまでもない。

【0076】

また、上記実施形態では、記憶部６０が、制御装置であるＥＣＵ１２に内蔵されていて、制御装置が、記憶部を有していたが、この発明では、記憶部が、ＥＣＵの外部に外付けで設けられても良く、制御装置が、記憶部と、ＥＣＵとを有してもよい。

【0077】

また、本発明では、上記記載の各閾値は、如何なる値であっても良く、仕様によって適宜適切に決定されればよい。

【0078】

また、本発明の回転速度制御装置が適用されるエンジンは、如何なるエンジンであってもよい。例えば、本発明の回転速度制御装置が適用されるエンジンは、何気筒でも良く、横型でも良く、縦型でも良く、水冷でも良く、空冷でも良く、コモンレールを有さなくてもよい。

【0079】

また、本発明が適用されるエンジンは、ディーゼルエンジンでも、ガソリンエンジンでも、ガスエンジンでも良く、それ以外のエンジンでもよい。また、本発明の回転速度制御装置が適用されるエンジンは、車両用（例えば、トラックや、自動車や、建機や、ゴルフ場で使用するカート等）でも良く、舶用でもよい。

【0080】

また、上記実施形態および変形例で説明した全ての構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を構築できることは、勿論である。

【符号の説明】

【0081】

１ インジェクタ
２ コモンレール
３ 分岐管
４ 燃料タンク
５ フィルタ
６ 低圧ポンプ
７ 燃料管
８ 高圧ポンプ
９ 燃料供給配管
１０ 燃料噴射装置
１１ 燃料戻し管
１２ ＥＣＵ
１３ 圧力センサ
１４ 回転速度検出装置
１５ アクセル
２０ 回転数制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】