JP2001090573A

JP2001090573A - 過給機付エンジンの吸入空気量制御装置

Info

Publication number: JP2001090573A
Application number: JP26580499A
Authority: JP
Inventors: Manabu Sekine; 学関根; Kenichi Machida; 憲一町田; Hisao Kawasaki; 尚夫川崎; Toru Fuse; 徹布施
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: JP3872617B2

Abstract

(57)【要約】【課題】過給圧の過渡補正を所定の条件で禁止しつつ、
補正の許可・禁止の切換時のトルク段差の発生を防止す
る。【解決手段】加速操作によりステップ的に変化する平衡
過給圧に遅れ処理を施した目標過給圧と、実際の過給圧
を推定した推定過給圧との偏差に応じて、過給圧の過渡
時の応答性を高めるための基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ
０を算出し、加速の途中で前記過給圧過渡補正が禁止か
ら許可に切り換えられたときに、最終的に補正に用いら
れる過渡補正係数ＩＴＡＰＤを、過渡補正禁止時の値で
ある１から逐次算出されている基本過渡補正係数ＩＴＡ
ＰＤ０に徐々に切り換えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットル弁開度
を電子制御すると共に、スロットル上流に過給機を備え
た内燃機関の吸入空気量制御装置に関し、詳細には過渡
時の吸入空気量補正制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スロットル弁開度を電子制御する
スロットル制御装置を備えたエンジンの吸入空気量の制
御装置として、例えば特開昭６２−１１０５３６号等に
示されるようなものがある。

【０００３】このものでは、アクセル開度とエンジン回
転速度等に基づいてエンジンの目標トルクを算出し、該
目標トルクとエンジン回転速度とに基づいて目標吸入空
気量を得るべく目標スロットル弁開度を算出してスロッ
トル弁を制御している。

【０００４】ところで、排気ターボ過給機等の過給機を
備えたエンジンで前記スロットル弁の電子制御を行う場
合、運転条件の変化に応じて過給圧を変化させる過渡時
には、アクセル開度やエンジン回転速度等の運転条件に
よって定まる平衡時の過給圧に所望の速度で達するよう
にスロットル弁開度を制御することで、加速フィーリン
グの向上など運転性能を高めることが可能である。

【０００５】特に、成層燃焼と均質燃焼とを運転条件に
応じて切り換えて使用するエンジンでは、各燃焼に対し
て同一のトルクを発生する過給圧が異なるため、燃焼切
換時に応答性よく過給圧を切り換え、また、成層燃焼時
の過渡特性を均質燃焼時と同様の特性とするためにも、
過渡時の吸入空気量を補正して過給圧過渡特性を補正す
るようにスロットル弁開度制御を行うことが試みられて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンの運転条件によっては、前記過渡時の吸入空気量補正
制御を行なうことが、好ましくない場合があることが判
明した。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、過渡時の吸入空気量補正制御を、該
補正制御を行なうことが好ましいときのみ、実行するこ
とを第１の目的とする。

【０００８】また、前記吸入空気量の補正制御におい
て、算出される吸入空気量の補正量に段差が発生するよ
うなことがあると(例えば、吸入空気量の補正制御を所
定条件で禁止する場合の、補正の許可、禁止の切換時な
どで段差を発生する) には、トルクの段差を生じてしま
う。

【０００９】そこで、吸入空気量の補正量算出値に段差
が発生するようなことがあっても、トルクの段差を抑制
できるようにすることを第２の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、図１(Ａ) に示すように、吸入空気量制御用
のスロットル弁の開度を目標値に制御するスロットル制
御装置と、該スロットル弁上流の過給機と、を備えた過
給機付エンジンにおいて、過渡時の過給圧応答遅れを補
償するための吸入空気量補正制御を前記スロットル制御
装置によって行う吸入空気量補正制御手段と、前記吸入
空気量補正制御の実行により不利益を生じる所定の運転
条件を検出する所定運転条件検出手段と、前記所定運転
条件検出手段によって検出された所定の運転条件で前記
吸入空気量補正制御を禁止する補正制御禁止手段と、を
含んで構成したことを特徴とする。

【００１１】請求項１に係る発明によると、過渡時の過
給圧応答遅れを補償するための吸入空気量補正制御を実
行することにより不利益を生じる所定の運転条件が検出
され、該所定の運転条件では吸入空気量補正制御が禁止
される。

【００１２】このようにして、過渡時の吸入空気量補正
制御が、該補正制御を行なうことが好ましいときのみ実
行され、所望の過給圧過渡特性による良好な過渡運転性
が得られる。

【００１３】また、請求項２に係る発明は、前記所定の
運転条件は、スタートスイッチのＯＮ、ＯＦＦを切り換
えてから所定時間の間、スロットルを最小開度としたと
きの吸入空気量を学習しているとき、エンジンの非回転
時、イグニッションスイッチのＯＦＦ時、冷却水温度が
所定範囲外の極低温時又は極高温時、の少なくとも１つ
を含んでいることを特徴とする。

【００１４】請求項２に係る発明によると、スタートス
イッチのＯＮ、ＯＦＦを切り換えてから所定時間の間
は、エンジンの状態が不安定で過給圧が収束せず、平衡
状態とならないため、過渡時の吸入空気量補正制御を行
っても良好な過給圧過渡特性が得られない。

【００１５】また、スロットルを最小開度としたときの
吸入空気量を学習しているときに、過渡時の吸入空気量
補正制御を行うと、該学習に影響を及ぼし良好な学習が
行えなくなる。

【００１６】エンジンの非回転時、イグニッションスイ
ッチのＯＦＦ時も過給圧が、平衡状態とならず吸入空気
量補正制御を実行する意味が無く、実行しても演算負荷
が増すだけである。

【００１７】冷却水温度が所定範囲外の極低温時は、エ
ンジンの挙動が不安定であり、このような状態で加速し
たときに、過給圧過渡補正を行っても意味を成さない。
一方、冷却水温度が所定範囲外の極高温時は、エンジン
制御用のコントロールユニットが高温になって誤作動を
起こす惧れがあり、このような状態で過給圧過渡補正を
行うと、意図しない加速を生じる可能性がある。

【００１８】このように、上記の各条件では、過渡時の
吸入空気量補正制御を行うと却って不都合を生じるの
で、該吸入空気量補正制御を禁止する。また、請求項３
に係る発明は、図１(Ｂ) に示すように、吸入空気量制
御用のスロットル弁の開度を目標値に制御するスロット
ル制御装置と、該スロットル弁上流の過給機と、を備え
た過給機付エンジンにおいて、過渡時の過給圧応答遅れ
を補償するための吸入空気量補正制御を前記スロットル
制御装置によって行う吸入空気量補正制御手段と、前記
吸入空気量補正制御において算出される吸入空気量の補
正量に段差を生じたときに、該補正量が徐々に切り換え
られるように修正して設定する補正量修正手段と、を含
んで構成したことを特徴とする。

【００１９】請求項３に係る発明によると、吸入空気量
補正制御において、算出される吸入空気量の補正量に段
差が発生したときには、補正量修正手段により、実際に
使用する吸入空気量の補正量を徐々に切り換えられるよ
うに修正して設定することにより、トルク段差の発生を
解消できる。

【００２０】また、請求項４に係る発明は、前記補正量
修正手段は、前記吸入空気量補正制御の許可、禁止の切
換時に、吸入空気量の補正量を徐々に切り換えることを
特徴とする。

【００２１】請求項４に係る発明によると、吸入空気量
補正制御の許可、禁止の切換前後で、許可時に算出され
る吸入空気量の補正量と禁止時の補正無しとの間で補正
量に段差が発生する。そこで、前記許可、禁止の切換時
に、吸入空気量の補正量を徐々に切り換えられるように
修正して設定することにより、切換前後のトルク段差の
発生を解消できる。

【００２２】また、請求項５に係る発明は、前記吸入空
気量の補正量を徐々に切り換えるときの切換速度を、エ
ンジン運転状態に応じて可変に設定することを特徴とす
る。

【００２３】請求項５に係る発明によると、吸入空気量
補正制御の許可、禁止の切換に応じた前記吸入空気量の
補正量の切換速度を減少するとトルク変化は緩やかにな
るが応答性は低下し、切換速度を増大すると応答性は高
められるが、トルク変化は速められショックを感じる。
そこで、エンジン運転状態、例えばエンジン回転速度と
負荷等に応じて可変に設定することで、エンジン運転状
態毎にトルク変化と応答性とをバランスさせた所望の過
渡特性を得ることができる。

【００２４】また、請求項６に係る発明は、前記吸入空
気量の補正量を徐々に切り換えるときの切換速度を、エ
ンジン運転状態に応じて可変に設定することを特徴とす
る。

【００２５】前記のように切換速度によるトルク変化と
応答性の傾向があるので、切換前後の吸入空気量補正量
の差に基づいて切換速度を設定することで、トルク変化
と応答性をバランスさせた所望の過渡特性を得ることが
できる。

【００２６】また、請求項７に係る発明は、前記吸入空
気量補正制御における吸入空気量減少方向の補正量に下
限値を設定したことを特徴とする。

【００２７】請求項７に係る発明によると、吸入空気量
補正制御により、吸入空気量が減少方向に過剰に補正さ
れると、エンジンに大きな負荷が加わる可能性がある。
そこで、吸入空気量減少方向の補正量に下限値を設定す
ることにより、エンジンに過大な負荷が加わることを防
止する。

【００２８】また、請求項８に係る発明は、前記吸入空
気量補正制御手段は、スロットル弁上流の目標過給圧を
設定し、該目標過給圧と実際の過給圧の検出値又は推定
値との相違に基づいて目標吸入空気量を補正することに
より、前記スロットル制御装置によるスロットル弁開度
制御を介して、過給圧の過渡特性を補正制御することを
特徴とする。

【００２９】請求項８に係る発明によると、目標過給圧
と過給圧の推定値との相違に基づいて、スロットル弁開
度制御を介して吸入空気量が補正されることにより、過
給圧の遅れを適度に抑制した所望の過給圧過渡特性を得
るような制御を行え、以って、加減速時に要求に応じた
トルク応答を得たり、また、均質燃焼と成層燃焼との切
り換え時のトルク変化を抑制したりすることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態のシステ
ム構成を示す。

【００３１】アクセル開度センサ１は、ドライバによっ
て踏み込まれたアクセルペダルの操作量（アクセル開
度)を検出する。クランク角センサ２は、単位クランク
角毎のポジション信号及び気筒行程位相差毎の基準信号
を発生し、前記ポジション信号の単位時間当りの発生数
を計測することにより、あるいは前記基準信号発生周期
を計測することにより、エンジン回転速度を検出でき
る。

【００３２】エアフローメータ３は、エンジン４への
(単位時間当りの)吸入空気量を検出する。水温センサ５
は、エンジンの冷却水温度を検出する。

【００３３】空燃比センサ６は、排気中の酸素成分等か
らエンジンに供給される混合気の空燃比を検出する。エ
ンジン４には、燃料噴射信号によって駆動し、燃料を直
接燃焼室内に噴射供給する燃料噴射弁７、燃焼室に装着
されて点火を行う点火栓８が設けられる。該燃焼室内へ
の直接噴射方式により、成層燃焼によるリーン化が可能
となり、空燃比（当量比)を広範囲に可変制御すること
ができるが、水温や負荷条件その他に応じて均質燃焼に
切り換えて運転される。

【００３４】また、エンジン４の吸気通路９には、スロ
ットル弁１０が介装され、該スロットル弁１０の開度を
ステップモータ等により電子制御するスロットル制御装
置１１が備えられている。また、前記スロットル弁１０
の開度を検出するスロットルセンサ２１が装着されてい
る。更に、エンジン４の排気通路１２にタービン部１３
Ａを介在させ、吸気通路９にコンプレッサ部１３Ｂを介
在させた可変容量型の排気ターボ過給機１３が搭載され
ている。該過給機１３は、タービン部１３Ａのタービン
入口面積を可変に絞る可動ベーンを備えており、該可動
ベーンの絞り量をアクチュエータによって制御すること
により、過給圧を増減制御できるようになっている。

【００３５】前記各種センサ類からの検出信号は、コン
トロールユニット１４へ入力され、該コントロールユニ
ット１４は、前記センサ類からの信号に基づいて検出さ
れる運転状態に応じて前記スロットル制御装置１１を介
してスロットル弁１０の開度を制御し、前記燃料噴射弁
７を駆動して燃料噴射量(燃料供給量)を制御し、点火時
期を設定して該点火時期で前記点火栓８を点火させる制
御を行い、また、前記過給機１３の過給圧を制御する。

【００３６】このような構成を有する過給機付エンジン
のスロットル弁上流の圧力（過給圧）状態に応じたスロ
ットル弁の開度制御を、図３に示したブロック図を参照
して説明する。

【００３７】まず、目標吸入空気量を以下のように算出
する。前記アクセル開度センサ１により検出されたアク
セル開度ＡＰ０に対応するスロットル弁の開口面積ＡＡ
Ｐ０をマップからの検索等により算出する一方、アイド
ル回転速度制御（ＩＳＣ)により算出した空気量ＱＩＳ
Ｃとスロットル弁全閉時の漏れ空気量ｍＱＬＥＡＫとを
加算した値に空気量／スロットル開口面積換算係数ｍＬ
ＰＭＴＱＡＡＸを乗じてＩＳＣに対応するスロットル開
口面積ＡＱＳＩＳＣを算出し、前記ＡＡＰ０とＡＱＳＩ
ＳＣとを加算して目標スロットル開口面積ＴＴＡＡＰ０
を算出する（次式参照)。

【００３８】ＴＴＡＡＰ０＝ＡＡＰ０＋（ＱＩＳＣ＋ｍＱＬＥＡＫ)×ｍＱＬＥＡＫ＝ＡＡＰ０＋ＡＱＳＩＳＣ前記目標スロットル開口面積ＴＴＡＡＰ０をエンジン回
転速度ＮＥ，排気量（総シリンダ容積) ＭＶＯＬで順次
除算して体積効率指標値ＴＧＡＤＮＶを算出し、該ＴＧ
ＡＤＮＶに基づいて目標基本体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを
算出する。

【００３９】ＴＧＡＤＮＶ＝ＴＴＡＡＰＯＮＥ／ＭＶＯＬＴＧＡＤＮＶ→ＴＧＨ０ＳＴ該目標基本体積流量比ＴＱＨ０ＳＴは、スロットル弁全
開時の吸入空気量に対する吸入空気量の比率として求め
られ、ＴＧＡＤＮＶが大きいときほど大きくなって１に
近づく特性を有している。

【００４０】前記目標基本体積流量比ＴＱＨ０ＳＴにス
ロットル弁全開時の基準当量比（理論空燃比相当値＝
１)相当の目標基本吸入空気量ＴＴＰＳＴを算出する。
即ち、均質ストイキ燃焼（理論空燃比での均質燃焼)で
のエンジン回転速度ＮＥと目標トルクとに応じた過給圧
ＰＣＨＳを発生している状態でのスロットル弁全開時の
シリンダ吸入空気量を、過給無しの標準大気圧Ｐａ（＝
７６０［ｍｍＨｇ］)状態でのスロットル弁全開時のシ
リンダ吸入空気量ＴＰ１００に、前記ストイキ時の平衡
過給圧ＰＣＨＳと大気圧Ｐａとの比（ＰＣＨＳ／Ｐａ)
を乗算することによって算出し、該算出したシリンダ吸
入空気量を、前記目標基本体積流量比ＴＱＨ０ＳＴに乗
算することによって目標基本吸入空気量ＴＴＰＳＴを算
出する（次式参照)。

【００４１】ＴＴＰＳＴ＝ＴＱＨ０ＳＴ×ＴＰ１００×
ＰＨＣＳ／Ｐａまた、エンジン運転状態に基づいて目標
当量比ＴＦＢＹＡ００を可変に制御するので、前記基準
当量比に対応した目標基本吸入空気量ＴＴＰＳＴを目標
当量比ＴＦＢＹＡ００で除算し、さらに、当量比によっ
て変化する燃焼効率に基づいて設定された燃焼効率補正
係数ＩＴＡＦを乗じることにより、目標当量比相当の目
標吸入空気量ＴＴＰ０を算出する（次式参照)。ここ
で、前記燃焼効率ＩＴＡＦは、当量比が小さいリーン燃
焼時ほど燃焼効率が高く、燃料量が少なくて済むので、
これに伴い空気量も減少させるように小さい値（＜１)
となるように設定される。

【００４２】ＴＴＰ０＝ＴＴＰＳＴ／ＴＦＢＹＡ００×ＩＴＡＦこのようにして設定された目標吸入空気量ＴＴＰに対
し、過渡時の過給圧変化の遅れを抑制して、燃焼切換時
のトルク段差の発生を回避しつつ所望の過給圧過渡特性
が得られるように補正するための過渡補正係数ＩＴＡＰ
Ｄを算出する。

【００４３】まず、基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０を算
出する。以下に、前記基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０算
出の詳細を、図４に示したブロック図に基づいて説明す
る。まず、平衡過給圧ＰＣＨに、時系列の加重平均演算
を行って所望の加減速立ち上がり性能を得るための遅れ
処理を施して目標過給圧ＰＣＴＲＧとする（次式参
照)。

【００４４】ＰＣＴＲＧ＝ＰＣＨ×τＰＣ１＋ＰＣＴＲ
Ｇ(old)×（１−τＰＣ１) ここで、平衡過給圧ＰＣＨは、同一運転状態に維持され
たときに平衡する過給圧であり、エンジン負荷に相当す
る前記目標基本体積流量比ＴＱＨ０ＳＴとエンジン回転
速度ＮＥとに基づいてマップからの検索等により求める
が、均質ストイキ燃焼時（ＰＣＨＳ)、成層リーン燃焼
時（ＰＣＨＬＨ)、均質リーン燃焼時（ＰＣＨＬＳ)とで
別個に算出する。また、重み係数τＰＣも目標基本体積
流量比ＴＱＨ０ＳＴとに基づいてマップからの検索等に
より求める。そして、フラグＦＴＦＭＣＨの値に基づい
てこれら燃焼状態に応じた各遅れ処理値を選択する。

【００４５】一方、前記目標過給圧ＰＣＴＲＧの変化に
伴う実際の過給圧の変化を推定し、推定過給圧ＰＣＥＳ
Ｔを演算する。該推定過給圧ＰＣＥＳＴも各燃焼毎の平
衡過給圧ＰＣＨに、次式のように遅れ処理を施して算出
するが、目標過給圧ＰＣＴＲＧに比較して遅れを持たせ
るように重み係数τＰＣ２を前記τＰＣ１より十分小さ
い値に設定している。

【００４６】ＰＣＥＳＴ＝ＰＣＨ×τＰＣ２＋ＰＣＥＳ
Ｔ(old)×（１−τＰＣ２) そして、前記目標過給圧ＰＣＴＲＧを前記推定過給圧Ｐ
ＣＥＳＴで除算することにより、前記目標吸入空気量Ｔ
ＴＰ０の基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０を算出する。

【００４７】次に、過給圧過渡補正の許可、禁止条件を
判別するとともに、該判別結果が切り換えられたときの
補正切換制御について、図５のブロック図を参照しつつ
説明する。まず、エンジン運転状態に基づいて、以下
の補正禁止条件に該当するか否かを判別し、いずれの条
件にも該当しないときには、エンジン運転状態に関して
は禁止すべき状態ではないと判断して出力信号ＦＴＥＤ
０Ｋを「１」とし、いずれかの条件に該当する場合は、
補正を禁止すべきと判断して出力信号ＦＴＥＤ０Ｋを
「０」とする。

【００４８】(1)スタートスイッチのＯＮ、ＯＦＦを切
り換えてから所定時間ＤＬＴＥＳＴ以内のとき。 (2)スロットル弁を最小開度としたときの吸入空気量を
学習しているとき。

【００４９】(3)エンジンの非回転時。 (4)イグニッションスイッチのＯＦＦ時。 (5)冷却水温度ＴＷＮが所定範囲外の高温時（ＴＷＮ＞
ＴＥＴＷＨ) 又は低温時( ＴＷＮ＜ＴＥＴＷＬ)。

【００５０】即ち、(1)のスタートスイッチのＯＮ、Ｏ
ＦＦを切り換えてから所定時間以内のときは、エンジン
の状態が不安定で過給圧が収束せず、平衡状態とならな
いため、過渡時の吸入空気量補正制御を行っても良好な
過給圧過渡特性が得られないので、過給圧過渡補正を禁
止する。

【００５１】また、(2)のスロットルを最小開度とした
ときの吸入空気量を学習しているときは、該吸入空気量
の学習時に、過渡時の吸入空気量補正制御を行うと、該
学習に影響を及ぼし良好な学習が行えなくなるので、過
給圧過渡補正を禁止する。

【００５２】また、(3)のエンジンの非回転時、(4)のイ
グニッションスイッチのＯＦＦ時も過給圧が、平衡状態
とならず吸入空気量補正制御を実行する意味が無く、実
行しても演算負荷が増すだけであるので、過給圧過渡補
正を禁止する。

【００５３】また、(5)の冷却水温度が所定範囲外の極
低温時は、エンジンの挙動が不安定であり、このような
状態で加速したときに、過給圧過渡補正を行っても意味
を成さない。一方、冷却水温度が所定範囲外の極高温時
は、エンジン制御用のコントロールユニットが高温にな
って誤作動を起こす惧れがあり、このような状態で過給
圧過渡補正を行うと、意図しない加速を生じる可能性が
ある。そこでこれらの温度条件では、過給圧過渡補正を
禁止する。

【００５４】一方、前記エンジン運転状態とは別に、エ
ンジンの機械系部品等の故障診断結果に応じて故障有り
との診断時には「１」、故障無しとの診断時には「０」と
される出力信号ＦＴＥＴＤＦＳが、否定回路２１により
レベルを反転された後、前記エンジン運転状態に基づく
出力信号ＦＴＥＴＤＯＫと共に、論理積回路２２に入力
されて論理積を採られる。

【００５５】したがって、前記論理積回路２２の出力
は、前記エンジン運転条件に基づいて過給圧補正が許可
され、かつ、故障診断結果も過給圧補正を許可するとき
に、過給圧補正を許可すべく、出力を「１」とし、少な
くとも一方の結果が過給圧補正を許可していないときに
は、出力を「０」とする。

【００５６】そして、前記論理積回路２２の出力が
「１」つまり過給圧補正を許可する状態が継続して維持
されている場合には、第１スイッチ回路２３、第２スイ
ッチ回路２４が共に図示の「１」側に切り換えられ、許可
・禁止切換過渡時用の第１演算回路２５において遅延回
路２６により設定される所定周期毎にＤＲＩＴＰＤずつ
加算処理される値ＲＩＴＡＰＤＤが、制限回路２７によ
り上限値の100％に制限して設定される。

【００５７】この状態で、前記基本過渡補正係数ＩＴＡ
ＰＤ０は、第３スイッチ回路２８が前記故障診断結果の
出力信号ＦＴＥＤＦＳの値「０」に応じて図示の「０」
側に切り換えられるので、そのまま、前記100％に設定
された値ＲＩＴＡＤＤと共に、第３演算回路２９に入力
される。

【００５８】前記第３演算回路２９では、下記の演算式
により最終的に出力される過渡補正係数ＩＴＡＤＤを算
出する。ＩＴＡＰＤ＝［ＲＩＴＡＰＤＤ×ＩＴＡＰＤ０＋（100％−ＲＩＴＡＰＤＤ）］／100％・・・(1) ここで、ＲＩＴＡＰＤＤ＝100％であるので、ＩＴＡＰ
Ｄ＝ＩＴＡＰＤ０となり、過給圧補正許可が継続してい
るときは、基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０がそのまま過
渡補正係数ＩＴＡＰＤとして出力されて、後述するよう
に過給圧過渡補正が実行されることとなる。

【００５９】一方、前記論理積回路２２の出力が
「０」、つまり過給圧補正を禁止する状態が継続して維
持されている場合には、第１スイッチ回路２３、第２ス
イッチ回路２４が共に図示の「０」側に切り換えられ、許
可・禁止切換過渡時用の第２演算回路３０において遅延
回路２６により設定される所定周期毎にＤＲＩＴＰＤず
つ減算処理される値ＲＩＴＡＤＤが、制限回路２７によ
り下限値の０％に制限して設定される。

【００６０】この状態で、前記第３演算回路２９におけ
る前記演算式(1)でＲＩＴＡＤＤ＝０であるため、過渡
補正係数ＩＴＡＤＤ＝１となって出力され、過給圧過渡
補正の禁止が維持される。

【００６１】次に、過給圧過渡補正の許可・禁止の切換
直後の制御について説明する。まず、禁止から許可に切
り換えられる場合について説明する。許可への切り換え
により、前記論理積回路２２の出力が「０」から「１」
に切り換わると、第１スイッチ回路２３、第２スイッチ
回路２４の「１」側への切り換えにより、第１演算回路２
５において切り換え前に０％に維持されていた値ＲＩＴ
ＡＤＤが、遅延回路２６により設定される所定周期毎に
ＤＲＩＴＰＤずつ加算処理され、制限回路２７により上
限値の100％に制限されるまで加算処理が継続される。

【００６２】このように０％から100％まで漸増する値
ＤＲＩＴＰＤが、第３演算回路２９に入力され、一方、
過給圧補正の許可により第３スイッチ回路２８が「０」
側に切り換えられるので、基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ
０が、そのまま第３演算回路２９に入力される。

【００６３】これにより、前記第３演算回路２９での前
記(1)式による演算において、過渡補正係数ＩＴＡＰＤ
は、補正禁止状態の１から基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ
０へと徐々に変化し、その後は基本過渡補正係数ＩＴＡ
ＰＤ０がそのまま出力される。

【００６４】図６は、加速時（例えば成層燃焼での緩加
速時）の途中で、過給圧過渡補正が禁止から許可に切り
換えられたときの変化の様子を示す。まず、加速操作に
よって平衡過給圧がステップ的に変化し、これに遅れ処
理を施した目標過給圧と推定過給圧とに基づいて基本過
渡補正係数ＩＴＡＰＤ０が算出されるが、過給圧過渡補
正が禁止されているとき（ＦＴＥＴＤＯＫ＝０）は、過
渡補正係数ＩＴＡＰＤは１に維持され、過給圧過渡補正
は実行されない。

【００６５】そして、過給圧過渡補正が許可に切り換え
られると（ＦＴＥＴＤＯＫ＝０）、前記の値ＲＩＴＡＰ
ＤＤが０％から100％に漸増し、これに伴い、過渡補正
係数ＩＴＡＰＤは、禁止時の値１から基本過渡補正係数
ＩＴＡＰＤ０へと徐々に変化し、その後は基本過渡補正
係数ＩＴＡＰＤ０をそのまま出力する。

【００６６】このように、過渡補正係数ＩＴＡＰＤによ
る過給圧過渡補正が徐々に切り換えられるので、トルク
段差の発生を抑制しつつ、応答性よく平衡過給圧に収束
させることができる。

【００６７】なお、減速時などに、吸入空気量を減少補
正するため基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０が１より小の
値に設定されている途中で、過給圧過渡補正が禁止から
許可に切り換えられた場合も同様であり、過渡補正係数
ＩＴＡＰＤは、禁止時の値１から１より小さい基本過渡
補正係数ＩＴＡＰＤ０へと徐々に切換制御される。

【００６８】次に、過給圧過渡補正が許可から禁止にな
る場合について説明する。禁止への切り換えにより、前
記論理積回路２２の出力が「１」から「０」に切り換わ
ると、第１スイッチ回路２３、第２スイッチ回路２４の
「０」側への切り換えにより、第２演算回路２９において
切り換え前に100％に維持されていた値ＲＩＴＡＤＤ
が、遅延回路２６により設定される所定周期毎にＤＲＩ
ＴＰＤずつ減算処理され、制限回路２７により下限値の
０％に制限されるまで減算処理が継続される。このよう
に100％から０％まで漸減する値ＤＲＩＴＰＤが、第３
演算回路２９に入力される。

【００６９】一方、過給圧補正の禁止がエンジン運転状
態に基づいたものであり、故障を原因としていないとき
は、信号ＦＴＥＴＤＦＳの値が「０」であって、第３ス
イッチ回路２７により、基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０
がそのまま第３演算回路２９に入力される。

【００７０】これにより、前記第３演算回路２９での前
記(1)式による演算において、過渡補正係数ＩＴＡＰＤ
は、基本過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０から補正禁止状態の
１へと徐々に変化し、その後は１に維持されて出力され
る。

【００７１】したがって、この場合も、過給圧過渡補正
係数ＩＴＡＰＤが徐々に切り換えられながら補正が禁止
されることとなるため、トルク段差によるショックの発
生を防止できる。

【００７２】これに対し、過給圧補正の禁止が部品等の
故障発生を原因とする場合は、出力信号ＦＴＥＤＦＳの
値「１」に応じて第３スイッチ回路２８が図示の「１」
側に切り換えられ、この場合、前記基本過渡補正係数Ｉ
ＴＡＰＤ０と補正無し状態の値である100％とのうち小
さいほうの値がセレクトロー回路３１によって選択さ
れ、この選択された値が前記第３演算回路２９に入力さ
れる。即ち、過給圧を減少する方向の補正は許容するが
（但し、後述するように吸入空気量に対して下限値を設
定する）、過給圧を増大する方向の補正は予測しない加
速を生じるなど好ましくない事態を招く可能性があるの
で、補正を禁止するようにＩＴＡＰＤ０＝100％に設定
する。

【００７３】そして、前記(1)式でＩＴＡＰＤ０＝100％
のときは、ＩＴＡＰＤ＝１となり、吸入空気量増大方向
の補正は、故障診断結果がＮＧになると同時に禁止され
る。エンジン運転状態による禁止条件に比較して禁止に
緊急性を要するからである。

【００７４】また、ＩＴＡＰＤ０＜100％のとき、つま
り吸入空気量を減少方向に補正するときは、該ＩＴＡＰ
Ｄ０がそのまま第３演算回路２９に入力されるので、前
記エンジン運転状態に基づく禁止時と同様に、過給圧過
渡補正が徐々に禁止されることとなる。

【００７５】以上のようにして設定された過渡補正係数
ＩＴＡＰＤを用いて、吸入空気量の補正制御による過給
圧補正制御が実行される。即ち、図３に戻って、前記過
渡補正係数ＩＴＡＰＤを前記目標吸入空気量ＴＴＰ０に
乗じて仮想目標吸入空気量ＴＴＰ０ＰＳを算出する。

【００７６】ＴＴＰ０ＰＳ＝ＴＴＰ０×ＩＴＡＰＤ次に、前記全開時のシリンダ吸入空気量ＴＰ１００に下
限流量補正係数ＱＨ０ＢＣＶを乗じて算出したシリンダ
吸入空気量の下限値と、前記仮想目標吸入空気量ＴＴＰ
０ＰＳとのうち大きいほうの値が選択され、ＴＴＰＰＴ
として出力される。

【００７７】即ち、前記過渡補正係数ＩＴＡＰＤにより
仮想目標吸入空気量ＴＴＰ０ＰＳが小さすぎる値に設定
されてしまうと、スロットル弁が閉じ側に補正され過ぎ
ることにより、シリンダ内の負圧が過大となって、エン
ジンに大きな負荷を与えてしまうことになる。そこで、
仮想目標吸入空気量ＴＴＰＰＳを下限値以上の値となる
ように制限することにより、このような事態の発生を防
止できる。

【００７８】この下限値以上に規制して設定された仮想
目標吸入空気量ＴＴＰＰＳを目標値としてスロットル弁
開度を制御する。即ち、前記仮想目標吸入空気量ＴＴＰ
ＰＳを、前記全開時のシリンダ吸入空気量ＴＰ１００
に、目標過給圧ＰＣＴＲＧと標準大気圧Ｐａとの比ＰＣ
ＴＲＧ／Ｐａを乗じた値つまり該目標過給圧ＰＣＴＲＧ
でのスロットル弁全開時のシリンダ吸入空気量で除算す
ることにより、該目標過給圧ＰＣＴＲＧ状態での体積流
量比ＴＧＱＨ０を算出し、該体積流量比ＴＧＱＨ０に基
づいてマップからの検索等により、体積効率相当値ＴＤ
ＡＤＮＶを算出する。この値ＴＤＡＤＮＶにエンジン回
転速度ＮＥ，排気量ＭＶＯＬを順次乗じて、目標スロッ
トル弁開口面積ＴＡＡＩＲを算出し、該目標スロットル
弁開口面積ＴＡＡＩＲを目標スロットル弁開度ＴＤＴＶ
０に変換し、該目標スロットル弁開度ＴＤＴＶ０となる
ようにスロットル弁の開度を制御する（次式参照)。

【００７９】ＴＧＱＨ０＝ＴＴＰＰＳ×ＴＰ１００×ＰＣＨ／ＰａＴＧＱＨ０→ＴＤＡＤＮＶＴＡＡＩＲ＝ＴＤＡＤＮＶ×ＮＥ×ＭＶＯＬＴＡＡＩＲ→ＴＤＴＶ０このようにすれば、過渡補正係数ＩＴＡＰＤを用いて目
標吸入空気量ＴＴＰ０を補正した仮想目標吸入空気量Ｔ
ＴＰＰＳが得られるようにスロットル弁開度が制御され
ることにより、過給圧の遅れを適度に抑制した所望の過
給圧過渡特性が得られ、均質燃焼と成層燃焼との切り換
え時のトルク変化が抑制される。

【００８０】そして、前記所定のエンジン運転条件のと
き及び部品故障発生時には、過給圧過渡補正を禁止する
ことにより、予測しない加減速の発生や、単なる演算負
荷の増大などを防止できる。

【００８１】また、部品故障発生による過給圧補正禁止
の場合を除き、過給圧過渡補正の許可・禁止の切換を徐
々に行う構成としたため、トルク段差の発生が抑制され
ショックを防止できる。

【００８２】また、前記過給圧過渡補正の許可・禁止の
切換時における過渡補正係数ＩＴＡＰＤを徐々に切り換
えるときの切換速度を、切換時の状態に応じて適度な速
度となるように可変に設定する構成としてもよく、トル
ク変化と応答性とをバランスさせた所望の過渡特性を得
ることができる。そのため、図５に点線で示すように、
該切換時のエンジン運転状態例えばエンジン回転速度と
負荷(アクセル開度)とに基づいて前記ＲＩＴＡＡＰＤＤ
の周期毎の増減補正量であるＤＲＩＴＰＤを可変に設定
したり、図５に一点鎖線で示すように、切換前後の基本
過渡補正係数ＩＴＡＰＤ０の差に応じてＤＲＩＴＰＤを
可変に設定するような構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。

【図２】本発明の実施形態のシステム構成を示す図。

【図３】同上実施形態の機能構成を示すブロック図。

【図４】同上実施形態の基本過渡補正係数演算部分の機
能構成を示すブロック図。

【図５】同上実施形態の過渡補正係数演算部分の機能構
成を示すブロック図。

【図６】同上実施形態の加速時に過給圧補正が禁止から
許可に切り換えられたときの様子を示す図。

【符号の説明】

１アクセル開度センサ２クランク角センサ４エンジン９吸気通路１０スロットル弁１１スロットル弁制御装置１２排気通路１３可変容量ターボ過給機１４コントロールユニット

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月３０日（１９９９．９．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】また、前記吸入空気量の補正制御におい
て、算出される吸入空気量の補正量に段差が発生するよ
うなことがあると(例えば、吸入空気量の補正制御を所
定条件で禁止する場合の、補正の許可、禁止の切換時な
どで段差を発生する)、トルクの段差を生じてしまう。

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 43/00 ３０１Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｋ３０１Ｒ 45/00 ３４０ 45/00 ３４０Ｄ (72)発明者町田憲一神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者川崎尚夫神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者布施徹神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G005 EA04 EA15 EA16 FA02 FA04 GA04 GD02 GD03 GE02 GE03 GE07 HA19 JA12 JA24 JA39 JA45 JA51 JB02 3G065 AA03 CA13 DA06 EA04 EA05 FA02 FA07 FA11 FA13 GA05 GA09 GA10 GA46 3G084 BA05 BA06 BA07 CA04 CA06 DA11 EB16 EB19 FA07 FA10 FA12 FA20 FA36 FA38 3G092 AA06 AA18 DB03 DC03 DG08 EA09 EC01 EC05 FA04 GA11 HA01Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z HF19Z HF20Z 3G301 HA01 HA04 HA11 HA16 JA04 KA11 LA00 LA03 LA04 LB04 LC04 ND05 ND12 ND15 ND21 ND24 NE03 NE06 NE08 NE19 PA01Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入空気量制御用のスロットル弁の開度を
目標値に制御するスロットル制御装置と、該スロットル
弁上流の過給機と、を備えた過給機付エンジンにおい
て、過渡時の過給圧応答遅れを補償するための吸入空気量補
正制御を前記スロットル制御装置によって行う吸入空気
量補正制御手段と、前記吸入空気量補正制御の実行により不利益を生じる所
定の運転条件を検出する所定運転条件検出手段と、前記所定運転条件検出手段によって検出された所定の運
転条件で前記吸入空気量補正制御を禁止する補正制御禁
止手段と、を含んで構成したことを特徴とする過給機付エンジンの
吸入空気量制御装置。
【請求項２】前記所定の運転条件は、スタートスイッチ
のＯＮ、ＯＦＦを切り換えてから所定時間の間、スロッ
トルを最小開度としたときの吸入空気量を学習している
とき、機関の非回転時、イグニッションスイッチのＯＦ
Ｆ時、冷却水温度が所定範囲外の極低温時又は極高温
時、の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請
求項１に記載の過給機付エンジンの吸入空気量制御装
置。
【請求項３】吸入空気量制御用のスロットル弁の開度を
目標値に制御するスロットル制御装置と、該スロットル
弁上流の過給機と、を備えた過給機付エンジンにおい
て、過渡時の過給圧応答遅れを補償するための吸入空気量補
正制御を前記スロットル制御装置によって行う吸入空気
量補正制御手段と、前記吸入空気量補正制御において算出される吸入空気量
の補正量に段差を生じたときに、該補正量が徐々に切り
換えられるように修正して設定する補正量修正手段と、を含んで構成したことを特徴とする過給機付エンジンの
吸入空気量制御装置。
【請求項４】前記補正量修正手段は、前記吸入空気量補
正制御の許可、禁止の切換時に、吸入空気量の補正量を
徐々に切り換えることを特徴とする請求項３に記載の過
給機付エンジンの吸入空気量制御装置。
【請求項５】前記吸入空気量の補正量を徐々に切り換え
るときの切換速度を、エンジン運転状態に応じて可変に
設定することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載
の過給機付エンジンの吸入空気量制御装置。
【請求項６】前記吸入空気量の補正量を徐々に切り換え
るときの切換速度を、前記補正量算出値の段差の大きさ
に基づいて可変に設定することを特徴とする請求項３又
は請求項４に記載の過給機付エンジンの吸入空気量制御
装置。
【請求項７】前記吸入空気量補正制御における吸入空気
量減少方向の補正量に下限値を設定したことを特徴とす
る請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の過給機付
エンジンの吸入空気量制御装置。
【請求項８】前記吸入空気量補正制御手段は、スロット
ル弁上流の目標過給圧を設定し、該目標過給圧と実際の
過給圧の検出値又は推定値との相違に基づいて目標吸入
空気量を補正することにより、前記スロットル制御装置
によるスロットル弁開度制御を介して、過給圧の過渡特
性を補正制御することを特徴とする請求項１〜請求項７
のいずれか１つに記載の過給機付エンジンの吸入空気量
制御装置。