JPH04191445A - 過給機付内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

過給機付内燃機関の燃料供給制御装置

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JPH04191445A
JPH04191445A JP2321045A JP32104590A JPH04191445A JP H04191445 A JPH04191445 A JP H04191445A JP 2321045 A JP2321045 A JP 2321045A JP 32104590 A JP32104590 A JP 32104590A JP H04191445 A JPH04191445 A JP H04191445A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈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減速時の吸入空気
量検出エラーによる燃料制画性の悪化を防止し得る装置
に関する。
〈従来の技術〉 従来から、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、機関の吸入空気量を直接に検出するエア
フローメータを設け、このエアフローメータて検出され
た吸入空気量Ｑと機関回転速度Ｎとに基ついて基本燃料
供給量Ｔｐを可変設定し、この基本燃料供給量Ｔｐに基
ついて機関への燃料供給量を制御するよう構成されたも
のか、一般にＬジェトロ方式と呼はれて知られている（
特開昭５８−１５００４０号公報、特開昭５９−４９３
３４号公報等参照）。
〈発明か解決しようとする課題〉 ところで、上記のようにエアフローメータにより検出さ
れた吸入空気量Ｑに基つ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、然も、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、過給された
空気か減速時にはスロットル弁によって急激に遮断され
ることになって、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か急上昇することかあり、かか
る圧力の急上昇により、吸気かコンプレッサの上流側に
逆流することがある。
特にエアフローメータとして、実開平１−１７１３２３
号公報等に開示されるような熱線式のものを用いた場合
には、順方向の流れてあっても逆方向の流れも同様に正
の値として検出する特性を有するために、前述のように
減速時に逆流か発生すると、第４図に示すように真の機
関吸入空気量よりも多い空気量Ｑを検出してしまい、こ
れにより、機関への基本燃料供給量Ｔｐか過剰設定され
て、空燃比をオーバーリッチ化させてしまうことかあっ
た。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、過給機
付機関における減速時にエアフローメータか逆流分を検
出しても、これによって燃料供給量か過剰設定されてし
まうことを防止できる燃料供給制御装置を提供すること
を目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明にかかる過給機付内燃機関の燃料供給制
御装置は、第１図に示すように構成される。
第１図において、吸入空気量検出手段は、過給機のコン
プレッサ上流側で機関の吸入空気量を直接検出し、機関
回転速度検出手段は機関の回転速度を検出する。
そして、基本燃料供給量設定手段は、吸入空気量と機関
回転速度との検出値に基づいて機関への基本燃料供給量
を設定し、燃料供給制御手段はこの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。
一方、開口面積検出手段は、可変側副される機関吸気系
の開口面積を検出し、規制量設定手段は、機関吸気系の
開口面積と機関回転速度とに基ついてシリンダ体積効率
を設定し、このシリンダ体積効率に基ついて基本燃料供
給量の規制量を設定する。
そして、基本燃料供給量制限手段は、減速運転検出手段
で機関の減速運転状態か検出されているときに、基本燃
料供給量設定手段で設定される基本燃料供給量を強制的
に前記規制量以内に制限する。
ここて、第１図点線示のように、過給機による過給圧を
検出する過給圧検出手段を設けると共に、この過給圧に
基ついて前記設定された基本燃料供給量の規制量を補正
設定する規制量補正設定手段を設けて構成することか好
ましい。
また、基本燃料供給量制限手段による基本燃料供給量の
制限を減速運転から定常運転に移行してからも所定時間
継続して行わせ、かつ、前記所定時間中に加速に移行し
たときには前記規制量に基づ・：制限を中止さぜる制限
継続制御手段を設けると良い。
〈作用〉 かかる構成によると、開口面積と回転速度とに基ついて
シリンダ体積効率か設定され、このシリンダ体積効率に
基ついて基本燃料供給量の規制量か設定される。そして
、吸入空気量と機関回転速度とに基ついて設定された基
本燃料供給量が、減速運転されているときに前記規制量
を越えても、強制的に前記規制量以内に制限される。
従って、機関の減速運転時に吸入空気量検出手段か逆流
分を検出し、真の空気量よりも多い空気量を誤検出して
も、開口面積と機関回転速度とから推定された略真の空
気量に対応する規制量に制限されることになり、吸入空
気量の検出値か大幅に真の空気量を上回っても、基本燃
料供給量が過大設定されることを抑止できる。
ここで、開口面積と機関回転速度とから推定されるシリ
ンダ体積効率は、過給圧によって変化するから、過給圧
検出手段で検出される過給圧に基ついて前記規制量を補
正設定する二とて、真の空気量に対してより精度良く対
応した規制量を設定させることか可能となる。
更に、減速運転から定常運転に移行しても、空気の逆流
が継続して発生することかあるので、定常に移行してか
らも所定時間は、規制量に基づく基本燃料供給量の制限
を継続すれは、定常運転への移行直後に−おける基本燃
料供給量の過大設定を回避でき、また、前記所定時間内
に加速に移行した場合には、前記規制量に基づく制限を
解除して加速による基本燃料供給量の増大要求が損なわ
れることかないようにする。
〈実施例〉 以下に本発明め実施例を説明する。
一実施例を示す第２図において、過給機として排気ター
ボチャージャＩ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ｌ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。
ここで、コンブＬツサ６下流の吸気通路５の吸気圧力か
、圧力通路７を介してダイアフラム式アクチュエータ８
の圧力室に導入されている。ダイアプラム式アクチュエ
ータ７は、排気タービン３をバイパスして設けられる排
気バイパス通路９を開閉する排気バイパス弁（ウェスト
ゲ〜　トバルブ）ｌＯを、その圧力室に導入された圧力
（過給圧）に応じて開閉駆動するものである。
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等か入力されるようになっている。
本実施例において、前記スロットルセンサ１３か開口面
積検出手段及び減速運転検出手段に相当する。
尚、第２図において、２０は各燃焼室に設けられた点火
栓である。
また、前記コンプレッサ６の下流側てスロットル弁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か設けられており、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である。
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て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ｊｔ）　Ｔ　ｐ
　（”Ｋ　Ｘ　Ｑ／Ｎ　ｅ　；　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　　　’等に基つい
て補正することて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Ｔ１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
る時間たげ燃料噴射弁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。
ここで、コントロールユニット１５は、前述のように吸
入空気流量Ｑ及び機関回転速度Ｎｅに基ついて算出され
る基本燃料噴射量Ｔｐを、機関２の減速運転時に所定の
規制値（最大基本燃料噴射量Ｔｐ）以内に制限する処理
を行って、最終的に基本燃料噴射量Ｔｐを設定するよう
になっており、かかる基本燃料噴射量Ｔｐの制限制御を
第３図のフローチャートに示しである。
尚、本実施例において、基本燃料供給量設定手段、燃料
供給制置手段、基本燃料供給量制限手段。
規制量設定手段、規制量補正設定手段、制限継続制御手
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、規制量設定手段、規制量補正設定手段、制限継続
制御手段としての機能は、第３図のフローチャートに示
されている。
第３図のフローチャートに示すプログラムにおいて、ま
す、ステップ１　（図中ではＳｌとしである。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ＴＶ○変化に基づいて、機関２の過
渡運転を判別する。
ここで、スロットル弁１２の開度Ｔ　Ｖ　Ｏか閉方向に
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Ｐｌｕｇｄｅｃ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
て検出されたスロットル弁開度ＴＶＯを、スロットル弁
１２か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。
次のステップ９ては、前記開口面積へを機関回転速度Ｎ
ｅて除算した値に基ついて、シリンダ体積効率ＱＨφを
マツプから検索して求める。
また、ステップ１０ては、過給圧センサ２１によって検
出された過給圧ＰＢに基ついて、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、
マツプを参照して求める。
そして、ステップ１１ては、前記シリンダ体積効率ＱＨ
φ、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Ｔ　ｐ　Ｍ　Ｘφに基つき、
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。
ＴｐＭＡＸ　４−ＱＨφＸＫＰＢＸＴｐＭＸφ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Ｑ
Ｈφを求め、シリンダ体積効率１００％に相当する基本
燃料噴射量’ｒｐＭｘφにこの実際の体積効率ＱＨφを
乗算することて、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量に見合った最大基本燃料噴射量Ｔ
ｐ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。
ステップ１２ては、熱線式エアフローメータ１１て検出
された吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎｅとに基ついて
設定される基本燃料噴射量Ｔｐ（−ＫＸＱ／Ｎｅ；には
定数）と、ステップ１１て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つに基本燃料噴射量ＴｐかＴｐＭＡ
Ｘを上回るときには、ステップ１３へ進み基本燃料噴射
量ＴｐにＴｐＮＩＡＸ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か最終設定さ
れることを防止する。
即ち、本実施例における排気ターホチャージャ１のよう
に過給機を備える機関２ては、過給された空気か減速時
にスロットル弁１２によって急激に遮断されて、空気か
コンプレッサの上流側に逆流することかあり、熱線式エ
アフローメータ１１て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か真の吸
入空気量に対応する量よりも大きな量に設定されて、空
燃比かオーバーリッチ化してしまうことかある。
しかしなから、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Ｔ
ｐＮＩＡＸに基つき、基本燃料噴射量Ｔｐを規制すれは
、最大基本燃料噴射量Ｔｐか前述のような逆流分を含ま
ないて設定されるから、逆流分を含まない量に基本燃料
噴射量Ｔｐを規制することかでき、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。
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か、前記最大基本燃
料噴射量ＴｐＭＡＸに規制されるか、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、同様な規制か継
続して行われるようにしである。
即ち、ステップ１てスロットル弁開度ＴＶＯか略一定て
、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ｌかセットされる減速判
定フラグＦｌｕｇｄｅｃの判別を行う。
ここで、前記減速判定フラグＰｌｕｇｄｅｃに１かセッ
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Ｔ
ＭＤＥＣを、機関回転速度Ｎｅ又は過給圧ＰＢに基づい
て設定する。
本実施例のようにスロットル弁１２の開度変化に基づい
て過渡・定常を判別する場合には、減速運転から定常運
転に移行してからも、第４図に示すように、吸気の逆流
か発生するのて、スロットル弁１２の開度ＴＶＯに基づ
く減速運転時にのみ、最大量ＴｐＭＡＸによる規制を行
うよう構成すると、減速から定常運転に移行した初期に
空燃比のオーバーリッチ化か発生してしまう。
そこで、本実施例では、機関回転速度Ｎｅ又は過給圧Ｐ
Ｂ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、逆流の発生か予測される時間
内ではＴｐＭＡＸによる規制が継続されるようにしたも
のであり、特に高負荷状態からの減速時はと逆流か継続
して発生する時間か長くなるので、減速判別初回におけ
る機関回転速度Ｎ又は過給圧ＰＢが高いほど、前記所定
時間Ｔ〜ｉＤ　Ｅ　Ｃは長く設定されるようにしである
。
ステップ４て所定時間ＴＭＤＥＣを設定した後は、ステ
ップ５て前記減速判定フラグＰｌｕｇｄｅｃをゼロリセ
ットした後、ステップ８へ進むことによ′す、減速判別
時と同様なＴ　ｐ　Ｍ　Ａ　Ｘの設定と、このＴｐＭＡ
Ｘ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て前記減速判定フラグＰｌｕｇｄｅｃ
にゼロか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かセロであるか否かを
判別する。
そして、前記ＴＭＤＥＣかゼロでないときには、ステッ
プ７へ進んて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
基づく規制か行われ、ステップ６てＴＭＤＥＣかゼロで
あると判別されると、ステップ１６ヘジヤンプして進み
、基本燃料噴射量ＴｐのＴｐＭＡＸによる規制を行わな
い。
即ち、定常運転から減速運転に移行した初回に時間Ｔ〜
ＩＤＥＣか設定され、′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ては基本燃料噴射量ＴｐのＴｐ
ＭＡＸによる規制を継続して行わせ、セロになるとその
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である。
一方、ステップｌて、機関２が過渡運転状態であると判
別されたときには、ステップ１４へ進み、前記減速判定
フラグＰｌｕｇｄｅｃをゼロリセットすると共に、ステ
ップ１５て前記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ＴＭ
ＤＥＣに所定時間かセットされて、ＴＭＤＥＣかゼロに
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の規制かキャンセル
されることになり、加速による基本燃料噴射量Ｔｐの増
大変化か、ＴｐＭＡＸで妨げられることを回避する。
ステップ１６ては、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ＴｐＭＡＸｉｍ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ＴＩ）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か決定され、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か行われる。
尚、本実施例では、過給機として排気ターボチャージャ
ｌを備える機関について述へたか、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１
１を用いたか、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Ｔ　ｐ　Ｍ　Ａ　
Ｘによる規制か有効であるためてあり、特に熱線式エア
フローメータを限定するものではない。
〈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、減速時に発生する吸気の逆流分か吸入空気量
として検出されても、該検出値に基づき設定された基本
燃料供給量を、真の吸気量に略相当する量に規制できる
ようになり、減速運転時の逆流分検出による空燃比のオ
ーバーリッチ化を回避できるようになるという効果かあ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における基本燃料供給量の規制制御の様子を示すフロ
ーチャート、第４図は減速運転時の逆流検圧の様子を示
すタイムチャートである。 ■・・・排気ターボチャージャ　　２・・・内・燃機関
４・・・排気タービン　　６・・・コンブしツサ１１・
・・熱線式エアフローメータ　　１２・・・スロットル
弁　　１３・・・スロットルセンサ　　１４・・・回転
速度センサ　　１５・・・コントロールユニット　　２
１・・・過給圧センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄 第４図 （□ｒ腫比Ｑ）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）過給機のコンプレッサ上流側で機関の吸入空気量
    を直接検出する吸入空気量検出手段と、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、 可変制御される機関吸気系の開口面積を検出する開口面
    積検出手段と、 前記検出された機関吸気系の開口面積と機関回転速度と
    に基づいてシリンダ体積効率を設定し、該シリンダ体積
    効率に基づいて前記基本燃料供給量の規制量を設定する
    規制量設定手段と、 機関の減速運転状態を検出する減速運転検出手段と、 該減速運転検出手段で機関の減速運転状態が検出されて
    いるときに前記基本燃料供給量設定手段で設定される基
    本燃料供給量を強制的に前記設定された規制量以内に制
    限する基本燃料供給量制限手段と、 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。
  2. （２）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に基づいて前記規
    制量設定手段で設定された基本燃料噴射量の規制量を補
    正設定する規制量補正設定手段と、を設けたことを特徴
    とする請求項１記載の過給機付内燃機関の燃料供給制御
    装置。
  3. （３）前記基本燃料供給量制限手段による基本燃料供給
    量の制限を減速運転から定常運転に移行してからも所定
    時間継続して行わせ、かつ、前記所定時間中に加速に移
    行したときには前記規制量に基づく制限を中止させる制
    限継続制御手段を設けたことを特徴とする請求項１又は
    ２のいずれかに記載の過給機付内燃機関の燃料供給制御
    装置。
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