JP3651012B2 - 過給機付内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は過給機付内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは、過給機付内燃機関における吸入空気流量検出に係る位相ずれを起因とする燃料制御性の悪化を防止し得る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関への燃料供給量を電子制御する制御装置においては、機関の吸入空気流量を検出するエアフローメータを設け、このエアフローメータで検出された吸入空気流量Qと機関回転速度Nとに基づいて基本燃料供給量Tpを可変設定し、この基本燃料供給量Tpに基づいて機関への燃料供給量を制御するよう構成したものが一般的である(特開昭58−150040号公報,特開昭59−49334号公報等参照)。
【0003】
また、過給機を設け、内燃機関に供給する吸入空気を過給することにより、該内燃機関が発生する出力や燃費の向上を図ることが一般的に行われている。
ここで、エアフローメータにより検出された吸入空気流量Qに基づいて燃料供給量を設定制御する燃料供給制御装置を備えたものにあっては、体積効率には変化が無いとして燃料供給量を制御しているが、過給機による過給を行わせるよう構成された内燃機関においては、過渡時等には過給機のコンプレッサとスロットル弁との間の過給室内の圧力が急変することがあり、かかる圧力の急変により、過給による充填効率が急激に変化することがあるため、過給機による過給圧を検出して、該検出された過給圧に基づいて前記充填効率の変化を検出するようにしている(特開平4−191445号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアフローメータで検出された吸入空気流量Qに基づいて設定される基本燃料供給量Tpにより燃料供給量を制御しているので、エアフローメータで検出された吸入空気流量と実際にシリンダに流入する空気流量との間には過給による位相ずれに係る差異が生じており、それを補正する必要がある。
【0005】
また、過給機による過給圧を検出するセンサも所定位置に固定されるため、該センサの位置と実際にシリンダに流入する空気の圧力との間にも応答遅れに係る差異が生じており、該差異は過給圧、また定常・過渡により変化し、この要求圧に関係のない値に伴って吸入空気流量を補正すると、空燃比の振れを招き、制御性が劣ってしまう惧れがあった。
【0006】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、過給機付内燃機関において、過渡時等においても、吸入空気流量検出に係る位相ずれを補正して、検出される過給圧と実際にシリンダに流入する空気の圧力との間の差異を少なくして、燃料制御性の悪化を防止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、過給機のコンプレッサ上流側で機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記検出された吸入空気流量と機関回転速度とに基づいて機関への基本燃料供給量を設定する基本燃料供給量設定手段と、
前記設定された基本燃料供給量に基づいて機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段と、を含んで構成された過給機付内燃機関の燃料供給制御装置において、
過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、
該過給圧検出手段で検出された過給圧検出値に1次遅れ処理を施して、最大基本燃料供給量を設定する最大基本燃料供給量設定手段と、
前記基本燃料供給量設定手段で設定された基本燃料供給量を、前記最大基本燃料供給量設定手段により設定された最大基本燃料供給量を超えないように制限して補正する補正手段と、
を設ける構成とした。
【0008】
【作用】
係る構成によれば、過給圧検出値に1次遅れ処理が施して最大基本燃料供給量が設定され、基本燃料供給量が該最大基本燃料供給量を超えないように制限して補正される。
即ち、過給圧検出手段により検出される過給圧と実際の過給圧との間には過給による位相ずれに係る差異が生じているため、過給圧検出値に1次遅れ処理を施して設定した最大基本燃料供給量によって、前記差異を最小のものにするべく補正を行う。特に検出される過給圧と実際の過給圧との間の過給による位相ずれに係る差異は、過渡時等において大きいため、過渡時等において1次遅れ処理により真の空気量をより精度良く検出することが可能となり、機関への燃料供給がより高精度に制御される。
【0009】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
一実施例を示す図1において、過給機として排気ターボチャージャ1を備えた内燃機関2は、排気通路3を介して排出された排気のエネルギによって排気ターボチャージャ1の排気タービン4を回転駆動させることにより、吸気通路5に設けられ前記排気タービン4と軸結されたコンプレッサ6を回転駆動して、吸入空気を過給するようになっている。
【0010】
コントロールユニット15には、コンプレッサ6上流側の吸気通路5に介装された吸入空気流量検出手段としての熱線式エアフローメータ11によって直接に検出された吸入空気流量信号Q、コンプレッサ6下流側の吸気通路5に介装されたスロットル弁12に付設されたスロットルセンサ13によって検出されたスロットル弁開度信号TVO、クランク角センサ等の機関回転速度検出手段としての回転速度センサ14によって検出された機関回転速度信号Ne、機関2のウォータジャケット16に配設された水温センサ17によって検出された冷却水温度信号Tw等が入力されるようになっている。
【0011】
また、前記コンプレッサ6の下流側でスロットル弁12の上流側に過給圧Pを検出する過給圧検出手段としての過給圧センサ21が設けられており、この過給圧センサ21による過給圧検出信号PBもコントロールユニット15に入力されるようにしてある。
そして、コントロールユニット15は、前記熱線式エアフローメータ11によって検出される吸入空気流量Q及び回転速度センサ14で検出される機関回転速度Neに基づいて基本燃料噴射量(基本燃料供給量)Tp(←K×Q/Ne;Kは定数)を演算設定すると共に、この基本燃料噴射量Tpを水温センサ17によって検出される冷却水温度Tw等に基づいて補正することで最終的な燃料噴射量Tiを設定する。そして、前記燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の駆動パルス信号を電磁式の燃料噴射弁18に機関回転に同期した所定タイミングで出力して、前記パルス巾に相当する時間だけ燃料噴射弁18を間欠的に開駆動して、機関2に燃料を噴射供給させる。
【0012】
尚、本実施例において、基本燃料供給量設定手段,燃料供給制御手段,補正量設定手段,補正手段としての機能は、前記コントロールユニット15がソフトウェア的に備えており、特に、基本燃料供給量制限手段,補正量設定手段,補正手段としての機能は、図2及び図3のフローチャートに示されている。
図2及び図3のフローチャートに示すプログラムにおいて、まず、ステップ1(図中ではS1としてある。以下同様)では、スロットルセンサ13によって検出されるスロットル弁12の開度TVO変化に基づいて、機関2の過渡運転を判別する。
【0013】
ここで、スロットル弁12の開度TVOが閉方向に変化している減速運転時には、ステップ2へ進み、減速判定フラグFlugdec に1をセットする。
そして、次にステップ8へ進み、スロットルセンサ13で検出されたスロットル弁開度TVOを、スロットル弁12が介装されるスロットルチャンバ部の開口面積Aに換算する。即ち、開口面積Aはスロットル弁12によって可変制御される機関吸気系の開口面積に相当する。
【0014】
次のステップ9では、前記開口面積Aを機関回転速度Neで除算した値に基づいて、シリンダ体積効率QHφをマップから検索して求める。
ステップ10では、過給圧センサ21により検出される過給圧検出信号PBを読込む。
ステップ11では、ステップ10で読込んだ過給圧検出信号PBの加重平均PBAVを以下の演算式に従って演算する。
【0015】
PBAV=〔(2X −1)×PB+PBAV-1〕/2X
但し、PBAV-1は前回の演算により求められた加重平均PBAVであり、
2X は前回値に対する重み付けを示す定数である。そして、加重平均PBAVを求めることは過給圧検出信号PBに1次遅れ処理を施していることとなる。
ステップ12では、前記演算された過給圧検出信号PBの加重平均PBAVに基づいて、後述する最大基本燃料噴射量TpMAXを補正するための補正係数KPBを、マップを参照して求める。
【0016】
即ち、過給圧検出センサにより検出される検出値と実際の過給圧との間には、排気ターボチャージャ1の過給による位相ずれに係る差異が生じているため、過給圧検出信号PBに1次遅れ処理を施して、該差異を最小のものにしている。
そして、ステップ13では、前記シリンダ体積効率QHφ、補正係数KPB、及び、シリンダ体積効率100 %に相当する基本燃料噴射量TpMXφに基づき、以下の式に従って最大基本燃料噴射量TpMAX(規制量)を設定する。
【0017】
TpMAX←QHφ×KPB×TpMXφ
即ち、開口面積Aと機関回転速度Neとからシリンダ体積効率QHφを求め、シリンダ体積効率100 %に相当する基本燃料噴射量TpMXφにこの実際の体積効率QHφを乗算することで、開口面積Aと機関回転速度Neとから予測される吸入空気流量に見合った最大基本燃料噴射量Tpを設定すると共に、過給圧の変化による体積効率の変化に対応すべく補正係数KPBを乗算して補正設定するものである。
【0018】
ステップ14では、熱線式エアフローメータ11で検出された吸入空気流量Qと機関回転速度Neとに基づいて設定される基本燃料噴射量Tp(←K×Q/Ne;Kは定数)と、ステップ11で設定された最大基本燃料噴射量TpMAXとを比較し、熱線式エアフローメータ11による検出結果に基づく基本燃料噴射量TpがTpMAXを上回るときには、ステップ15へ進み基本燃料噴射量TpにTpMAXをセットして、最大基本燃料噴射量TpMAXを上回る基本燃料噴射量Tpが最終設定されることを防止する。
【0019】
即ち、本実施例における排気ターボチャージャ1のように過給機を備える機関2では、過給された空気が減速時にスロットル弁12によって急激に遮断されて、空気がコンプレッサの上流側に逆流することがあり、熱線式エアフローメータ11ではこの逆流した空気量も、順方向の流れと同様にして検出してしまうため、真のスロットル弁12通過空気量よりも多い量を検出してしまう。そのため、減速運転時には、基本燃料噴射量Tpが真の吸入空気流量に対応する量よりも大きな量に設定されて、空燃比がオーバーリッチ化してしまうことがある。
【0020】
しかしながら、上記のように、熱線式エアフローメータ11による検出値とは無関係に開口面積Aと回転速度Nとから求められるシリンダ体積効率QHφを基本とし、過給圧PBで補正して設定される最大基本燃料噴射量TpMAXに基づき、基本燃料噴射量Tpを規制すれば、最大基本燃料噴射量Tpが前述のような逆流分を含まないで設定されるから、逆流分を含まない量に基本燃料噴射量Tpを規制することができ、減速運転時の空燃比がオーバーリッチ化することを回避できる。
【0021】
さらに、本実施例においては、過給圧検出信号PBに1次遅れ処理を施し、該検出信号PBの加重平均PBAVに基づいて、最大基本燃料噴射量TpMAXを補正するための補正係数KPBを求めており、過給が行われると共に過給圧センサ21により過給圧を検出する位置がシリンダ位置と異なることによる位相ずれに係る差異が生じても、該差異を小さくすることが可能となり、もって前記補正係数KPBによる、過給圧の変化による体積効率の変化に対応するための補正を的確に行うことが可能となり、特に過渡における吸入空気流量の補正の精度が向上し、制御性が向上することとなる。
【0022】
上記のように、減速運転時には、熱線式エアフローメータ11に基づく基本燃料噴射量Tpが、前記最大基本燃料噴射量TpMAXに規制されるが、かかる減速運転から定常運転に移行した直後においても、同様な規制が継続して行われるようにしてある。
即ち、ステップ1でスロットル弁開度TVOが略一定で、機関2が定常運転されていると判別されたときには、ステップ3へ進み減速運転時に1がセットされる減速判定フラグFlugdec の判別を行う。
【0023】
ここで、前記減速判定フラグFlugdec に1がセットされていると判別されたときには、減速運転直後の定常運転時であり、このときには、定常運転移行後も前述のようなTpMAXによる規制を継続させる所定時間TMDECを、機関回転速度Ne又は過給圧PBAVに基づいて設定する。
なお、機関回転速度Ne又は過給圧PBAVのレベルに応じて基本燃料噴射量Tpの規制を継続させる時間を可変設定して、逆流の発生が予測される時間内ではTpMAXによる規制が継続されるようにしており、特に高負荷状態からの減速時ほど逆流が継続して発生する時間が長くなるので、減速判別初回における機関回転速度N又は過給圧PBAVが高いほど、前記所定時間TMDECは長く設定されるようにしてある。
【0024】
ステップ4で所定時間TMDECを設定した後は、ステップ5で前記減速判定フラグFlugdec をゼロリセットした後、ステップ8へ進むことにより、減速判別時と同様なTpMAXの設定と、このTpMAXによる基本燃料噴射量Tpの規制とを行わせる。
一方、ステップ3で前記減速判定フラグFlugdec にゼロがセットされていると判別されたときには、ステップ6へ進んで、前記TMDECがゼロであるか否かを判別する。
【0025】
そして、前記TMDECがゼロでないときには、ステップ7へ進んでTMDECを1ダウンさせてから、ステップ8以降へ進んで、基本燃料噴射量TpのTpMAXに基づく規制が行われ、ステップ6でTMDECがゼロであると判別されると、ステップ18へジャンプして進み、基本燃料噴射量TpのTpMAXによる規制を行わない。
【0026】
即ち、定常運転から減速運転に移行した初回に時間TMDECが設定され、その後この時間TMDECを本プログラム実行毎に1ダウンさせていって、ゼロにまでカウントダウンされるまでは基本燃料噴射量TpのTpMAXによる規制を継続して行わせ、ゼロになるとその後は規制をキャンセルするものであり、減速直後の定常運転時における吸気の逆流検出による空燃比のオーバーリッチ化を防止できるようにしてある。
【0027】
一方、ステップ1で、機関2が加速運転状態であると判別されたときには、ステップ16へ進み、前記減速判定フラグFlugdec をゼロリセットすると共に、ステップ17で前記TMDECをゼロリセットし、基本燃料噴射量Tpの規制を行うことなくステップ16へ進む。
従って、減速運転から一旦定常運転に移行し、前記TMDECに所定時間がセットされて、TMDECがゼロにまでカウントダウンされる前に加速運転に移行した場合には、直ちに、基本燃料噴射量Tpの規制がキャンセルされることになり、加速による基本燃料噴射量Tpの増大変化が、TpMAXで妨げられることを回避する。
【0028】
ステップ18では、減速運転時及び減速から定常に移行してから所定時間内においてTpMAXによる規制される基本燃料噴射量Tpの平均化処理を行って、最終的な基本燃料噴射量Tpを設定する。
前記平均化処理後の基本燃料噴射量Tpは、水温センサ17によって検出される冷却水温度Tw等に基づいて補正されて最終的な燃料噴射量Tiが決定され、この燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の駆動パルス信号が、燃料噴射弁18に出力されて燃料の噴射供給が行われる。
【0029】
尚、本実施例では、過給機として排気ターボチャージャ1を備える機関について述べたが、過給機としては直接機関駆動される過給機であっても良い。
また、本実施例においては、熱線式エアフローメータ11を用いたが、これは、減速時に発生する逆流を正常検出値と同様に検出するエアフローメータを備えたシステムにおいて、本実施例に示したようなTpMAXによる規制が有効であるためであり、特に熱線式エアフローメータを限定するものではない。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、過給機付内燃機関において、過給圧検出手段により検出される過給圧と実際の過給圧との間には過給による位相ずれに係る差異が生じているため、過給圧検出値に1次遅れ処理を施して、該差異を最小のものにするべく補正を行っているので、吸入空気流量検出手段により検出される吸入空気流量検出値に基づき設定された基本燃料供給量を、過給による位相ずれを考慮した基本燃料供給量とすることが可能となり、機関への燃料供給がより高精度に制御されて、例えば空燃比のオーバーリッチ化等を回避できるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すシステム概略図
【図2】同上実施例における制御の様子を示すフローチャート
【図3】同上実施例における制御の様子を示すフローチャート
【符号の説明】
1 排気ターボチャージャ
2 内燃機関
5 吸気通路
11 エアフローメータ
14 回転速度センサ
15 コントロールユニット
18 燃料噴射弁
【産業上の利用分野】
本発明は過給機付内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは、過給機付内燃機関における吸入空気流量検出に係る位相ずれを起因とする燃料制御性の悪化を防止し得る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関への燃料供給量を電子制御する制御装置においては、機関の吸入空気流量を検出するエアフローメータを設け、このエアフローメータで検出された吸入空気流量Qと機関回転速度Nとに基づいて基本燃料供給量Tpを可変設定し、この基本燃料供給量Tpに基づいて機関への燃料供給量を制御するよう構成したものが一般的である(特開昭58−150040号公報,特開昭59−49334号公報等参照)。
【0003】
また、過給機を設け、内燃機関に供給する吸入空気を過給することにより、該内燃機関が発生する出力や燃費の向上を図ることが一般的に行われている。
ここで、エアフローメータにより検出された吸入空気流量Qに基づいて燃料供給量を設定制御する燃料供給制御装置を備えたものにあっては、体積効率には変化が無いとして燃料供給量を制御しているが、過給機による過給を行わせるよう構成された内燃機関においては、過渡時等には過給機のコンプレッサとスロットル弁との間の過給室内の圧力が急変することがあり、かかる圧力の急変により、過給による充填効率が急激に変化することがあるため、過給機による過給圧を検出して、該検出された過給圧に基づいて前記充填効率の変化を検出するようにしている(特開平4−191445号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアフローメータで検出された吸入空気流量Qに基づいて設定される基本燃料供給量Tpにより燃料供給量を制御しているので、エアフローメータで検出された吸入空気流量と実際にシリンダに流入する空気流量との間には過給による位相ずれに係る差異が生じており、それを補正する必要がある。
【0005】
また、過給機による過給圧を検出するセンサも所定位置に固定されるため、該センサの位置と実際にシリンダに流入する空気の圧力との間にも応答遅れに係る差異が生じており、該差異は過給圧、また定常・過渡により変化し、この要求圧に関係のない値に伴って吸入空気流量を補正すると、空燃比の振れを招き、制御性が劣ってしまう惧れがあった。
【0006】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、過給機付内燃機関において、過渡時等においても、吸入空気流量検出に係る位相ずれを補正して、検出される過給圧と実際にシリンダに流入する空気の圧力との間の差異を少なくして、燃料制御性の悪化を防止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、過給機のコンプレッサ上流側で機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記検出された吸入空気流量と機関回転速度とに基づいて機関への基本燃料供給量を設定する基本燃料供給量設定手段と、
前記設定された基本燃料供給量に基づいて機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段と、を含んで構成された過給機付内燃機関の燃料供給制御装置において、
過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、
該過給圧検出手段で検出された過給圧検出値に1次遅れ処理を施して、最大基本燃料供給量を設定する最大基本燃料供給量設定手段と、
前記基本燃料供給量設定手段で設定された基本燃料供給量を、前記最大基本燃料供給量設定手段により設定された最大基本燃料供給量を超えないように制限して補正する補正手段と、
を設ける構成とした。
【0008】
【作用】
係る構成によれば、過給圧検出値に1次遅れ処理が施して最大基本燃料供給量が設定され、基本燃料供給量が該最大基本燃料供給量を超えないように制限して補正される。
即ち、過給圧検出手段により検出される過給圧と実際の過給圧との間には過給による位相ずれに係る差異が生じているため、過給圧検出値に1次遅れ処理を施して設定した最大基本燃料供給量によって、前記差異を最小のものにするべく補正を行う。特に検出される過給圧と実際の過給圧との間の過給による位相ずれに係る差異は、過渡時等において大きいため、過渡時等において1次遅れ処理により真の空気量をより精度良く検出することが可能となり、機関への燃料供給がより高精度に制御される。
【0009】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
一実施例を示す図1において、過給機として排気ターボチャージャ1を備えた内燃機関2は、排気通路3を介して排出された排気のエネルギによって排気ターボチャージャ1の排気タービン4を回転駆動させることにより、吸気通路5に設けられ前記排気タービン4と軸結されたコンプレッサ6を回転駆動して、吸入空気を過給するようになっている。
【0010】
コントロールユニット15には、コンプレッサ6上流側の吸気通路5に介装された吸入空気流量検出手段としての熱線式エアフローメータ11によって直接に検出された吸入空気流量信号Q、コンプレッサ6下流側の吸気通路5に介装されたスロットル弁12に付設されたスロットルセンサ13によって検出されたスロットル弁開度信号TVO、クランク角センサ等の機関回転速度検出手段としての回転速度センサ14によって検出された機関回転速度信号Ne、機関2のウォータジャケット16に配設された水温センサ17によって検出された冷却水温度信号Tw等が入力されるようになっている。
【0011】
また、前記コンプレッサ6の下流側でスロットル弁12の上流側に過給圧Pを検出する過給圧検出手段としての過給圧センサ21が設けられており、この過給圧センサ21による過給圧検出信号PBもコントロールユニット15に入力されるようにしてある。
そして、コントロールユニット15は、前記熱線式エアフローメータ11によって検出される吸入空気流量Q及び回転速度センサ14で検出される機関回転速度Neに基づいて基本燃料噴射量(基本燃料供給量)Tp(←K×Q/Ne;Kは定数)を演算設定すると共に、この基本燃料噴射量Tpを水温センサ17によって検出される冷却水温度Tw等に基づいて補正することで最終的な燃料噴射量Tiを設定する。そして、前記燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の駆動パルス信号を電磁式の燃料噴射弁18に機関回転に同期した所定タイミングで出力して、前記パルス巾に相当する時間だけ燃料噴射弁18を間欠的に開駆動して、機関2に燃料を噴射供給させる。
【0012】
尚、本実施例において、基本燃料供給量設定手段,燃料供給制御手段,補正量設定手段,補正手段としての機能は、前記コントロールユニット15がソフトウェア的に備えており、特に、基本燃料供給量制限手段,補正量設定手段,補正手段としての機能は、図2及び図3のフローチャートに示されている。
図2及び図3のフローチャートに示すプログラムにおいて、まず、ステップ1(図中ではS1としてある。以下同様)では、スロットルセンサ13によって検出されるスロットル弁12の開度TVO変化に基づいて、機関2の過渡運転を判別する。
【0013】
ここで、スロットル弁12の開度TVOが閉方向に変化している減速運転時には、ステップ2へ進み、減速判定フラグFlugdec に1をセットする。
そして、次にステップ8へ進み、スロットルセンサ13で検出されたスロットル弁開度TVOを、スロットル弁12が介装されるスロットルチャンバ部の開口面積Aに換算する。即ち、開口面積Aはスロットル弁12によって可変制御される機関吸気系の開口面積に相当する。
【0014】
次のステップ9では、前記開口面積Aを機関回転速度Neで除算した値に基づいて、シリンダ体積効率QHφをマップから検索して求める。
ステップ10では、過給圧センサ21により検出される過給圧検出信号PBを読込む。
ステップ11では、ステップ10で読込んだ過給圧検出信号PBの加重平均PBAVを以下の演算式に従って演算する。
【0015】
PBAV=〔(2X −1)×PB+PBAV-1〕/2X
但し、PBAV-1は前回の演算により求められた加重平均PBAVであり、
2X は前回値に対する重み付けを示す定数である。そして、加重平均PBAVを求めることは過給圧検出信号PBに1次遅れ処理を施していることとなる。
ステップ12では、前記演算された過給圧検出信号PBの加重平均PBAVに基づいて、後述する最大基本燃料噴射量TpMAXを補正するための補正係数KPBを、マップを参照して求める。
【0016】
即ち、過給圧検出センサにより検出される検出値と実際の過給圧との間には、排気ターボチャージャ1の過給による位相ずれに係る差異が生じているため、過給圧検出信号PBに1次遅れ処理を施して、該差異を最小のものにしている。
そして、ステップ13では、前記シリンダ体積効率QHφ、補正係数KPB、及び、シリンダ体積効率100 %に相当する基本燃料噴射量TpMXφに基づき、以下の式に従って最大基本燃料噴射量TpMAX(規制量)を設定する。
【0017】
TpMAX←QHφ×KPB×TpMXφ
即ち、開口面積Aと機関回転速度Neとからシリンダ体積効率QHφを求め、シリンダ体積効率100 %に相当する基本燃料噴射量TpMXφにこの実際の体積効率QHφを乗算することで、開口面積Aと機関回転速度Neとから予測される吸入空気流量に見合った最大基本燃料噴射量Tpを設定すると共に、過給圧の変化による体積効率の変化に対応すべく補正係数KPBを乗算して補正設定するものである。
【0018】
ステップ14では、熱線式エアフローメータ11で検出された吸入空気流量Qと機関回転速度Neとに基づいて設定される基本燃料噴射量Tp(←K×Q/Ne;Kは定数)と、ステップ11で設定された最大基本燃料噴射量TpMAXとを比較し、熱線式エアフローメータ11による検出結果に基づく基本燃料噴射量TpがTpMAXを上回るときには、ステップ15へ進み基本燃料噴射量TpにTpMAXをセットして、最大基本燃料噴射量TpMAXを上回る基本燃料噴射量Tpが最終設定されることを防止する。
【0019】
即ち、本実施例における排気ターボチャージャ1のように過給機を備える機関2では、過給された空気が減速時にスロットル弁12によって急激に遮断されて、空気がコンプレッサの上流側に逆流することがあり、熱線式エアフローメータ11ではこの逆流した空気量も、順方向の流れと同様にして検出してしまうため、真のスロットル弁12通過空気量よりも多い量を検出してしまう。そのため、減速運転時には、基本燃料噴射量Tpが真の吸入空気流量に対応する量よりも大きな量に設定されて、空燃比がオーバーリッチ化してしまうことがある。
【0020】
しかしながら、上記のように、熱線式エアフローメータ11による検出値とは無関係に開口面積Aと回転速度Nとから求められるシリンダ体積効率QHφを基本とし、過給圧PBで補正して設定される最大基本燃料噴射量TpMAXに基づき、基本燃料噴射量Tpを規制すれば、最大基本燃料噴射量Tpが前述のような逆流分を含まないで設定されるから、逆流分を含まない量に基本燃料噴射量Tpを規制することができ、減速運転時の空燃比がオーバーリッチ化することを回避できる。
【0021】
さらに、本実施例においては、過給圧検出信号PBに1次遅れ処理を施し、該検出信号PBの加重平均PBAVに基づいて、最大基本燃料噴射量TpMAXを補正するための補正係数KPBを求めており、過給が行われると共に過給圧センサ21により過給圧を検出する位置がシリンダ位置と異なることによる位相ずれに係る差異が生じても、該差異を小さくすることが可能となり、もって前記補正係数KPBによる、過給圧の変化による体積効率の変化に対応するための補正を的確に行うことが可能となり、特に過渡における吸入空気流量の補正の精度が向上し、制御性が向上することとなる。
【0022】
上記のように、減速運転時には、熱線式エアフローメータ11に基づく基本燃料噴射量Tpが、前記最大基本燃料噴射量TpMAXに規制されるが、かかる減速運転から定常運転に移行した直後においても、同様な規制が継続して行われるようにしてある。
即ち、ステップ1でスロットル弁開度TVOが略一定で、機関2が定常運転されていると判別されたときには、ステップ3へ進み減速運転時に1がセットされる減速判定フラグFlugdec の判別を行う。
【0023】
ここで、前記減速判定フラグFlugdec に1がセットされていると判別されたときには、減速運転直後の定常運転時であり、このときには、定常運転移行後も前述のようなTpMAXによる規制を継続させる所定時間TMDECを、機関回転速度Ne又は過給圧PBAVに基づいて設定する。
なお、機関回転速度Ne又は過給圧PBAVのレベルに応じて基本燃料噴射量Tpの規制を継続させる時間を可変設定して、逆流の発生が予測される時間内ではTpMAXによる規制が継続されるようにしており、特に高負荷状態からの減速時ほど逆流が継続して発生する時間が長くなるので、減速判別初回における機関回転速度N又は過給圧PBAVが高いほど、前記所定時間TMDECは長く設定されるようにしてある。
【0024】
ステップ4で所定時間TMDECを設定した後は、ステップ5で前記減速判定フラグFlugdec をゼロリセットした後、ステップ8へ進むことにより、減速判別時と同様なTpMAXの設定と、このTpMAXによる基本燃料噴射量Tpの規制とを行わせる。
一方、ステップ3で前記減速判定フラグFlugdec にゼロがセットされていると判別されたときには、ステップ6へ進んで、前記TMDECがゼロであるか否かを判別する。
【0025】
そして、前記TMDECがゼロでないときには、ステップ7へ進んでTMDECを1ダウンさせてから、ステップ8以降へ進んで、基本燃料噴射量TpのTpMAXに基づく規制が行われ、ステップ6でTMDECがゼロであると判別されると、ステップ18へジャンプして進み、基本燃料噴射量TpのTpMAXによる規制を行わない。
【0026】
即ち、定常運転から減速運転に移行した初回に時間TMDECが設定され、その後この時間TMDECを本プログラム実行毎に1ダウンさせていって、ゼロにまでカウントダウンされるまでは基本燃料噴射量TpのTpMAXによる規制を継続して行わせ、ゼロになるとその後は規制をキャンセルするものであり、減速直後の定常運転時における吸気の逆流検出による空燃比のオーバーリッチ化を防止できるようにしてある。
【0027】
一方、ステップ1で、機関2が加速運転状態であると判別されたときには、ステップ16へ進み、前記減速判定フラグFlugdec をゼロリセットすると共に、ステップ17で前記TMDECをゼロリセットし、基本燃料噴射量Tpの規制を行うことなくステップ16へ進む。
従って、減速運転から一旦定常運転に移行し、前記TMDECに所定時間がセットされて、TMDECがゼロにまでカウントダウンされる前に加速運転に移行した場合には、直ちに、基本燃料噴射量Tpの規制がキャンセルされることになり、加速による基本燃料噴射量Tpの増大変化が、TpMAXで妨げられることを回避する。
【0028】
ステップ18では、減速運転時及び減速から定常に移行してから所定時間内においてTpMAXによる規制される基本燃料噴射量Tpの平均化処理を行って、最終的な基本燃料噴射量Tpを設定する。
前記平均化処理後の基本燃料噴射量Tpは、水温センサ17によって検出される冷却水温度Tw等に基づいて補正されて最終的な燃料噴射量Tiが決定され、この燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の駆動パルス信号が、燃料噴射弁18に出力されて燃料の噴射供給が行われる。
【0029】
尚、本実施例では、過給機として排気ターボチャージャ1を備える機関について述べたが、過給機としては直接機関駆動される過給機であっても良い。
また、本実施例においては、熱線式エアフローメータ11を用いたが、これは、減速時に発生する逆流を正常検出値と同様に検出するエアフローメータを備えたシステムにおいて、本実施例に示したようなTpMAXによる規制が有効であるためであり、特に熱線式エアフローメータを限定するものではない。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、過給機付内燃機関において、過給圧検出手段により検出される過給圧と実際の過給圧との間には過給による位相ずれに係る差異が生じているため、過給圧検出値に1次遅れ処理を施して、該差異を最小のものにするべく補正を行っているので、吸入空気流量検出手段により検出される吸入空気流量検出値に基づき設定された基本燃料供給量を、過給による位相ずれを考慮した基本燃料供給量とすることが可能となり、機関への燃料供給がより高精度に制御されて、例えば空燃比のオーバーリッチ化等を回避できるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すシステム概略図
【図2】同上実施例における制御の様子を示すフローチャート
【図3】同上実施例における制御の様子を示すフローチャート
【符号の説明】
1 排気ターボチャージャ
2 内燃機関
5 吸気通路
11 エアフローメータ
14 回転速度センサ
15 コントロールユニット
18 燃料噴射弁
Claims (1)
- 過給機のコンプレッサ上流側で機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記検出された吸入空気流量と機関回転速度とに基づいて機関への基本燃料供給量を設定する基本燃料供給量設定手段と、
前記設定された基本燃料供給量に基づいて機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段と、を含んで構成された過給機付内燃機関の燃料供給制御装置において、
過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、
該過給圧検出手段で検出された過給圧検出値に1次遅れ処理を施して、最大基本燃料供給量を設定する最大基本燃料供給量設定手段と、
前記基本燃料供給量設定手段で設定された基本燃料供給量を、前記最大基本燃料供給量設定手段により設定された最大基本燃料供給量を超えないように制限して補正する補正手段と、
を設けたことを特徴とする過給機付内燃機関の燃料供給制御装置。
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