JPH04231644A - 過給機付エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過給機付エンジンの燃
料制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンの燃料制御装置では、
スロットル開度とエンジン回転数などに基いて各気筒毎
に１行程当たりの基本燃料噴射量を設定し、この基本燃
料噴射量に種々の補正を施して燃料噴射量を設定してい
るが、１行程当たりの燃料噴射量が多すぎたり或いは少
なすぎたりして燃料噴射量が異常な値をとる場合には、
失火や異常燃焼を招くことがあるので、通常これを防止
するため燃料噴射量の最大値及び最小値を制限手段によ
り最大ガード値及び最小ガード値でもって制限するよう
に構成されている（特公昭６３−３８５３５号公報参照
）。

【０００３】一方、一般に排気ターボ過給機を備えたエ
ンジンでは、タービンを迂回するウェストゲート通路を
設け、このウェストゲート通路の開度を調節するウェス
トゲート弁を設け、ウェストゲート弁のダイヤフラム式
アクチュエータへ導入する吸気圧を調節するデューティ
ソレノイド式の過給圧コントロール弁を設け、この過給
圧コントロール弁を介してウェストゲート弁を制御する
ことにより過給圧がエンジン回転数などにより設定され
た目標過給圧となるようにフィードバック制御するよう
に構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記過給機付エンジン
において、加速時などアクセルペダルを踏み込んでエン
ジン負荷がある程度高くなった状態で、自動変速機がシ
フトアップされるとエンジン回転数が急激に低下するが
、このとき過給圧のフィードバック制御の応答性の遅れ
から、回転数が低下しているにも拘わらず多量の吸気が
燃焼室へ導入される。このとき、燃料噴射量としては上
記多量の吸気に対応した量が要求されているにも拘わら
ず、実際の燃料噴射量が最大ガード値に規制されるので
、混合気がオーバーリーンとなって異常燃焼が発生する
。

【０００５】本発明の目的は、エンジン負荷が所定値以
上で回転数の降下率が所定値以上のときに発生する異常
燃焼を確実に防止し得る過給機付エンジンの燃料制御装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る過給機付
エンジンの燃料制御装置は、図６の機能ブロック図に実
線で示すように、排気ターボ過給機を備えたエンジンの
燃料制御装置において、エンジンの運転状態に基いて燃
料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、上記燃料噴
射量設定手段により設定された燃料噴射量の最大値を最
大ガード値でもって制限する制限手段と、エンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段と、上記運転状態検
出手段からの出力を受けて、エンジン負荷が所定値以上
で回転数の降下率が所定値以上のときに制限手段による
燃料噴射量の制限を禁止する禁止手段とを備えたもので
ある。

【０００７】請求項２に係る過給機付エンジンの燃料制
御装置は、請求項１に記載の過給機付エンジンの燃料制
御装置において、上記禁止手段は、自動変速機のシフト
アップ時に制限手段による燃料噴射量の制限を禁止する
ものである。

【０００８】

【作用】請求項１に係る過給機付エンジンの燃料制御装
置においては、燃料噴射量設定手段によりエンジンの運
転状態に基づいて設定された燃料噴射量の最大値が制限
手段により最大ガード値でもって制限されるので、１行
程当たりの燃料噴射量が異常に多くなりすぎて失火が発
生することを防止出来る。一方、シフトアップ時などエ
ンジン負荷が所定値以上で回転数の降下率が所定値以上
になった場合には、過給圧のフィードバック制御の応答
遅れにより一時的に要求以上の吸気が導入され、要求燃
料噴射量が最大ガード値以上になるが、このとき禁止手
段が運転状態検出手段からの出力を受けて制限手段によ
る燃料噴射量の制限を禁止して、導入された吸気量に見
合った量の燃料が供給されるので、混合気がオーバーリ
ーンになることによる異常燃焼の発生が確実に防止され
る。

【０００９】請求項２に係る過給機付エンジンの燃料制
御装置においては、請求項１と基本的に同様の作用が得
られる。加えて、禁止手段は自動変速機のシフトアップ
時に制限手段による燃料噴射量の制限を禁止するので、
シフトアップ時における異常燃焼を確実に防止出来る。

【００１０】

【発明の効果】請求項１に係る過給機付エンジンの燃料
制御装置によれば、上記作用の項で詳述したように、エ
ンジン負荷が所定値以上で回転数の降下率が所定値以上
のときにおける過給圧の応答遅れと最大ガード値による
制限に起因する異常燃焼を確実に防止出来る。

【００１１】請求項２に係る過給機付エンジンの燃料制
御装置によれば、請求項１と基本的に同様の効果が得ら
れる。加えて、自動変速機のシフトアップ時における過
給圧の応答遅れと最大ガード値による制限に起因する異
常燃焼を確実に防止出来る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例は自動変速機を備えた自動車の過給機付
エンジンの燃料制御装置に本発明を適用した場合のもの
である。

【００１３】図１において、エンジンＥのシリンダブロ
ック１、シリンダヘッド２、クランク軸３、コンロッド
４、ピストン５、吸気ポート６、吸気弁７、吸気通路８
、排気ポート９、排気弁１０、排気通路１１及び動弁機
構１２などは既存周知の構成のものと同様のものなので
それらの構造について詳しい説明は省略する。

【００１４】上記吸気通路８には、上流側からエアクリ
ーナ１５とエアフローメータ１６とターボ過給機１７の
コンプレッサ１８とインタークーラ２０とスロットル弁
２１とサージタンク２２とが設けられ、吸気通路８の下
流部を構成する吸気マニホールドの４つの分岐吸気管の
下流端部には吸気ポート６へ向けて燃料を噴射するイン
ジェクタ２３が夫々装着されている。

【００１５】排気通路１１の途中部にはターボ過給機１
７のタービン１９が設けられるとともに、タービン１９
をバイパスするウェストゲート通路２４が設けられ、ウ
ェストゲート通路２４はダイヤフラム式のアクチュエー
タ２５ａで駆動されるウェストゲート弁２５により開度
調節され、このアクチュエータ２５ａの吸気圧作動室は
圧力導入通路２６を介してコンプレッサ１８の下流側の
吸気通路８に接続されるとともに、リリーフ通路２７を
介してコンプレッサ１８の上流側の吸気通路８に接続さ
れ、リリーフ通路２７にはデューティソレノイド式の過
給圧コントロール弁２８が介設され、過給圧コントロー
ル弁２８で吸気圧作動室内の圧力が調節されてウェスト
ゲート弁２５の開度が調節され、タービン１９に供給さ
れる排気ガス量が調節されて過給圧が調節されるように
構成されている。

【００１６】ディストリビュータ３０はイグニッション
ユニット３１に電気的に接続されるとともに、ディスト
リビュータ３０の回転軸３０ａはクランク軸３が２回転
する毎に１回転するように図示外の機構を介してクラン
ク軸３に連結され、回転軸３０ａには１対のタイミング
ロータが固定され、ディストリビュータ３０には一方の
タイミングロータを介して回転軸３０ａの回転速度を検
出する電磁ピックアップ式のクランク角センサ３２と、
他方のタイミングロータを介して基準気筒（例えば、第
１気筒）の圧縮ＴＤＣのタイミングを検出する電磁ピッ
クアップ式の基準クランク角センサ３３とが設けられて
いる。

【００１７】上記エンジンＥを制御する為のコントロー
ルユニット４０が設けられ、コントロールユニット４０
には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１６と、
スロットル弁２１の開度を検出するスロットル開度セン
サ３４と、クランク角センサ３２及び基準クランク角セ
ンサ３３と、その他図示外の種々のセンサ類とスイッチ
類からの信号が入力され、コントロールユニット４０か
らはイグニションユニット３１とインジェクタ２３など
へ制御信号が出力される。

【００１８】一方、自動変速機（図示略）を制御するた
めのコントロールユニット５０が設けられ、このコント
ロールユニット５０では、車速センサからの車速信号と
スロットル開度センサ３４からのスロットル開度信号な
どに基いて、走行状態に応じた変速タイミングやロック
アップクラッチの作動タイミングなどを設定し、自動変
速機のコントロールバルブユニット（図示略）の複数の
変速用ソレノイドバルブへ夫々制御信号を出力する一方
、シフトアップ時にはコントロールユニット４０へシフ
トアップ信号を出力する。尚、自動変速機及びそのコン
トロールユニット５０は既存周知の構成なのでその詳し
い説明を省略する。

【００１９】上記コントロールユニット４０は、マイク
ロコンピュータを主体として構成されるとともに、エア
フローメータ１６からの吸入空気量信号とスロットル開
度センサ３４からのスロットル開度信号など種々のアナ
ログ信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器と、４個
のインジェクタ２３のための４つの駆動回路、イグニシ
ョンユニット３１のための駆動回路などを備え、ＲＯＭ
には点火時期制御の制御プログラム及びこれに付随する
マップと、過給圧制御の制御プログラム及びこれに付随
するマップと、後述の燃焼噴射制御の制御プログラム及
びこれに付随するマップと、その他種々の制御プログラ
ムが予め入力格納されている。

【００２０】上記点火時期制御及び過給圧制御は既存周
知のものと同様なので詳しい説明は省略するが、過給圧
制御の概略について簡単に説明すると、エンジン回転数
と吸気負圧と冷却水水温と吸気温度とスロットル開度な
どをパラメータとする複数のマップを用いて目標過給圧
を設定し、実過給圧が目標過給圧となるように過給圧コ
ントロール弁２８へ出力する駆動パルス幅を演算し、過
給圧コントロール弁２８を介して過給圧をフィードバッ
ク制御するように構成されている。

【００２１】ここで、加速時などアクセルペダルを踏み
込んで車速が大きくなり自動変速機がシフトアップされ
ると、エンジン回転数が急激に低下するが、シフトアッ
プ開始からシフトアップ完了するまでのシフトアップ変
速期間Ｓｕｐ（図４参照）内において、エンジン回転数
Ｎｅが急激に降下しているにも拘わらず、過給圧のフィ
ードバック制御の応答性の遅れから多量の吸入空気がエ
ンジンＥに導入される。一方、燃料噴射量は失火などを
防止するためその最大値が最大ガード値で規制されてお
り、シフトアップ変速期間Ｓｕｐ内において、燃料噴射
量としては最大ガード値よりも大きい量が要求されてい
るにも拘わらず、実際の燃料噴射量が最大ガード値に規
制されるので、混合気がオーバーリーンとなって異常燃
焼が発生する。

【００２２】本願は、シフトアップ変速期間Ｓｕｐ内に
おいて、燃料噴射量の最大値を最大ガード値で規制しな
いようにし、導入された吸入空気量Ｑａに見合った量の
燃料を噴射させることにより、シフトアップ変速期間Ｓ
ｕｐ内における異常燃焼を防止するようにしたものであ
る。

【００２３】次に、上記燃料噴射制御のルーチンについ
て図２のフローチャートを参照しながら説明する。尚、
図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）は各ステップを示
すものである。

【００２４】エンジンＥの始動とともにこの制御が開始
されて初期設定が実行されると、吸入空気量とエンジン
回転数Ｎｅとシフトアップ信号とが読込まれ（Ｓ１）、
１気筒当たりの吸入空気量Ｑａが演算され、基本噴射時
間ＴｐがＴｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ（但し、Ｋは所定の定数
である）の式で演算される（Ｓ２）。この基本噴射時間
Ｔｐは各気筒毎の基本燃料噴射量に相当するもので、イ
ンジェクタ２３へ出力される噴射パルスのパルス幅を表
すものである。

【００２５】次に、コントロールユニット５０からシフ
トアップ信号が入力された時点から所定微小時間の間の
期間であるシフトアップ変速期間Ｓｕｐか否かが判定さ
れ（Ｓ３）、Ｎｏの場合には燃料噴射量の最大値を規制
する通常の制御を行うためＳ４へ移行し、Ｙｅｓの場合
には燃料噴射量の最大値を規制しないようにするためＳ
１５へ移行する。

【００２６】Ｓ４では、基本噴射時間Ｔｐが最大ガード
値Ｔｍａｘ以上か否かが判定され、Ｎｏの場合には基本
噴射時間Ｔｐが最小ガード値Ｔｍｉｎか否かが判定され
（Ｓ５）、Ｔｐ≧Ｔｍａｘの場合にはＴｐ＝Ｔｍａｘに
セットされ（Ｓ６）、Ｔｐ≦Ｔｍｉｎの場合にはＴｐ＝
Ｔｍｉｎにセットされ（Ｓ７）、Ｔｍａｘ≧Ｔｐ≧Ｔｍ
ｉｎの場合にはＴｐ＝Ｔｐにセットされる（Ｓ８）。

【００２７】次に、各種補正項Ｃｗ、Ｃａ、Ｃｅが演算
されるとともにトータル補正項Ｃ（Ｃ＝Ｃｗ＋Ｃａ＋Ｃ
ｅ）が演算される（Ｓ９）。但し、補正項Ｃｗは冷却水
温が所定値以下の暖機時における増量補正のための補正
項であり、冷却水温をパラメータとしたマップから求め
られ、補正項Ｃａは加速時における増量補正のための補
正項であり、スロットル開度の増加率をパラメータとし
たマップから求められ、補正項Ｃｅはアイドル状態でな
いときにアイドル状態でリーン制御されていた空燃比を
出力アップするため理論空燃比（１４．７）以下の値ま
でリッチ化するエンリッチ補正項である。

【００２８】次に、トータル補正項Ｃが最大ガード値Ｃ
ｍａｘ以上か否かが判定され（Ｓ１０）、Ｙｅｓの場合
にはトータル補正項ＣがＣ＝Ｃｍａｘにセットされ（Ｓ
１１）、Ｎｏの場合にはトータル補正項ＣがＣ＝Ｃにセ
ットされる（Ｓ１２）。即ち、図３はエンジン回転数が
ある一定値の場合におけるトータル補正項Ｃの特性を示
すもので、トータル補正項Ｃが過大にならないように、
トータル補正項Ｃはスロットル全開（ＷＯＴ）時の値を
最大ガード値Ｃｍａｘとしてこの最大ガード値以下に制
限されている。

【００２９】次に、噴射時間ＴがＴ＝Ｔｐ・（１＋Ｃｗ
＋Ｃａ＋Ｃｅ）＋Ｔｂの式で演算され（Ｓ１３）、噴射
時期になると噴射時間Ｔのパスル幅の噴射パルスでイン
ジェクタ２３が駆動される（Ｓ１４）。尚、Ｔｂはバッ
テリ電圧が所定値以下のときに補正するバッテリ補正項
であり、このバッテリ補正項Ｔｂはバッテリ電圧をパラ
メータとしたマップから求められる。

【００３０】一方、シフトアップ変速期間Ｓｕｐ内にお
いては、基本噴射時間Ｔｐが最大ガード値Ｔｍａｘで規
制されずにＴｐ＝Ｔｐにセットされ（Ｓ１５）、各種補
正項Ｃｗ、Ｃａ、Ｃｅが演算され（Ｓ１６）、トールタ
ル補正項Ｃも最大ガード値Ｃｍａｘで規制されない状態
でＳ１３へ移行し、吸入空気量に見合った噴射時間Ｔが
演算されてインジェクタ２３が駆動される。

【００３１】次に、上記燃料噴射制御の作用について図
４に示すタイムチャートを参照しながら説明する。加速
時などアクセルペダルを踏み込んでいくと、エンジン回
転数Ｎｅが高くなるとともに車速が速くなり、自動変速
機がシフトアップ作動する。このシフトアップ作動直後
のシフトアップ変速期間Ｓｕｐ内において、エンジン回
転数Ｎｅは急激に降下するが、過給圧はそのフィードバ
ック制御の応答性の遅れから目標過給圧よりも大幅に高
くなる。このとき、基本噴射時間Ｔｐが最大ガード値Ｔ
ｍａｘで規制されず、トータル補正項Ｃも最大ガード値
Ｃｍａｘで規制されないので、導入された吸気量に見合
った量の燃料が供給され、空燃比のリーン側への大幅な
変動が防止されることになる。このように、空燃比のリ
ーン側への大幅な変動が防止出来るので、シフトアップ
変速期間Ｓｕｐ内での異常燃焼を確実に防止出来る。

【００３２】尚、本実施例では、自動変速機のシフトア
ップ変速期間Ｓｕｐ内での異常燃焼を防止するようにし
たが、エンジン負荷が所定値以上のときに負荷の急変な
どに起因してエンジン回転数Ｎｅの降下率ｄＮｅ／ｄｔ
が所定値以上に大きくなる場合には、シフトアップ変速
期間Ｓｕｐと同様に過給圧のフィードバック制御の応答
性の遅れから、空燃比がオーバーリーンとなるので、こ
の期間内において基本噴射時間Ｔｐを最大ガード値Ｔｍ
ａｘで規制しないようにするとともに、トータル補正項
Ｃも最大ガード値Ｃｍａｘで規制しないようにしてもよ
い。即ち、図２のフローチャートのＳ３に代えて図５に
示すように、スロットル開度θが所定値α以上か否かを
判定するＳ２０と、エンジン回転数Ｎｅの降下率が所定
値β以上か否かを判定するＳ２１を設け、スロットル開
度θが所定値α以上で且つエンジン回転数Ｎｅの降下率
が所定値β以上の場合にはＳ１５へ移行し、その他の場
合にはＳ４移行するようにしてもよい。

【００３３】尚、本実施例では、基本噴射時間Ｔｐ及び
トータル補正項Ｃの最大値を、最大ガード値Ｔｍａｘ及
び最大ガード値Ｃｍａｘで夫々規制しないようにして異
状燃焼を防止したが、基本噴射時間Ｔｐ或いはトータル
補正項Ｃの一方の最大値を最大ガード値Ｔｍａｘ或いは
最大ガード値Ｃｍａｘで規制しないようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ターボ付エンジンの制御系の全体構成図である
。

【図２】燃料噴射制御のルーチンのフローチャートであ
る。

【図３】ブースト圧とトータル補正項の関係を示す線図
である。

【図４】エンジン回転数などのタイムチャートである。

【図５】変形例に係る燃料噴射制御のルーチンのフロー
チャートの要部である。

【図６】発明の構成を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

Ｅ　　　　エンジン １７　　　　ターボ過給機 ３２　　　　クランク角センサ ４０　　　　コントロールユニット １６　　　　エアフローメータ ２３　　　　インジェクタ ３４　　　　スロットル開度センサ ５０　　　　コントロールユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　排気ターボ過給機を備えたエンジンの
   燃料制御装置において、エンジンの運転状態に基づいて
   燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、上記燃料
   噴射量設定手段により設定された燃料噴射量の最大値を
   最大ガード値でもって制限する制限手段と、エンジンの
   運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記運転状態
   検出手段からの出力を受けて、エンジン負荷が所定値以
   上で回転数の降下率が所定値以上のときに制限手段によ
   る燃料噴射量の制限を禁止する禁止手段とを備えたこと
   を特徴とする過給機付エンジンの燃料制御装置。
2. 【請求項２】　　上記禁止手段は、自動変速機のシフト
   アップ時に制限手段による燃料噴射量の制限を禁止する
   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
   燃料制御装置。