JPH0454237A - エンジンの制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気圧力に応じて燃料噴射量を決定し燃料噴
射を行うようにしたエンジンの制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、エンジンの燃料噴射量の調整による空燃比制
御を行うについて、エンジンの運転状態の検出信号の１
つとして、スロットルバルブ下流の吸気通路の吸気圧力
を検出し、この吸気圧力とエンジン回転数などに基づい
て燃料噴射量を決定するようにした技術が例えば、特開
昭５９−１５８５６号公報に見られるように公知である
。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような吸気圧力に応じて燃料噴射量を
決定する場合において、同一吸気圧力であっても実際に
エンジンに吸入されて燃焼−に供給される吸入空気量が
異なって、供給空燃比が目標空燃比からずれる問題を有
する。

特に、吸気特性をエンジンの運転状態に応じて切り換え
る吸気装置を備えたエンジンにおいては、吸気圧力に応
じた実際の吸入空気量が吸気特性の切換え状態で大きく
変化し、その作動状態に対応して同一吸気圧力であって
も燃料噴射量を変更制御する必要があるが、この吸気特
性の切り換えに応じて燃料噴射量の演算基準を変更して
も、上記切換時に吸気圧力の変動が生じて、切換前の基
準で演算しても、切換後の基準で演算しても供給空燃比
が目標値から一時的にずれて失火が発生したりして切り
換え前後のトルク変化が大きくトルクショックが生じる
恐れがある。

すなわち、吸入空気量の増大に応じて吸気特性を変更し
た場合に、燃料噴射量は直ちに増量されることになるが
、エンジンに実際に供給される吸入空気量が増加するの
は遅れ、−時的に空燃比がオーバーリッチ状態となって
、失火もしくはトルクの低下に伴うトルクショックが発
生することになる。

そこで本発明は上記事情に鑑み、吸気圧力の検出に応じ
て燃料噴射量を決定するについて、吸気特性の切換時の
トルクショックの発生を防止するようにしたエンジンの
制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の制御装置は、吸気管内
の圧力を検出し、該吸気圧力に基づいて燃料噴射量を決
定するとともに、吸気特性を運転条件に応じて変化させ
る吸気特性変更手段を備え、吸気量の増大に伴う前記吸
気特性変更手段の切換作動時に、空燃比の制御信号をリ
ーン側に補正する補正手段を設けて構成したものである
。

（作用） 上記のようなエンジンの制御装置では、各運転状態での
吸気の充填効率を高めるためなどに、吸気特性変更手段
によって吸気供給系統の通路体積、連通状態、排気ター
ボ式過給機の作動を運転状態に応じて切り換え吸気特性
を変更するものであり、その際、検出した吸気圧力に基
づく燃料噴射量の決定を、吸気量の増大に伴う前記吸気
特性変更手段の切換作動時には、補正手段によって空燃
比の制御信号をリーン側に補正するものであり、空燃比
を一時的にずらしてトルクを低下させることによりトル
クの落ち込みを防止し滑らかな加速を実現し、トルクシ
ョックを軽減するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説明する。

実施例１ 第１図は本例のエンジンの全体構成図であり、この例で
は運転状態に応じて吸気供給系統の通路面積を切り換え
るようにした例である。

エンジン本体１の各気筒２には２つの吸気ボート３．４
および２つの排気ポート５が形成され、各ボート３〜５
は図示しない吸排気弁によって所定のタイミングで開閉
作動される。排気ポート５には排気通路７が接続されて
各気筒２で集合されて、排気ガスが導出される。

上記吸気ボート３，４に吸気を供給する吸気通路８は、
上流端にエアクリーナ１０を備え、スロットルバルブ１
１の下流側の吸気通路８がプライマリ吸気通路８Ｐとセ
カンダリ吸気通路８Ｓとに分離形成されている。上記プ
ライマリ吸気通路８Ｐは下流側部分が各気筒２に対して
分岐され、各気筒２のプライマリ吸気ボート３に接続さ
れている。また、プライマリ吸気通路８Ｐには各気筒２
に対して燃料を噴射供給するインジェクタ１２が配設さ
れている。一方、セカンダリ吸気通路８ｓは、同様に下
流側部分が各気筒２に対して分岐され、各気筒２のセカ
ンダリ吸気ボート４に接続されている。そして、上記セ
カンダリ吸気通路８ｓの入口部分には、該通路８Ｓを開
閉する吸気切換弁１５が介装され、この吸気切換弁１５
はアクチュエータ１６の作動によって開閉操作されるも
のであり、プライマリ吸気通路８Ｐとセカンダリ吸気通
路８Ｓとは上記吸気切換弁１５の上流側で連通している
。

上記吸気切換弁１５の開閉作動およびインジェクタ１２
からの燃料噴射量は、コントローラ２０からの制御信号
によって行われ、このコントローラ２０にはエンジンの
運転状態を検出するために、プライマリ吸気通路８Ｐに
配設されてこの吸気通路８の吸気圧力を検出する圧力セ
ンサ２１からの吸気圧力信号（ブースト信号）と、エン
ジンの回転速度を検出する回転センサ２２からの回転数
信号（クランク角信号）等がそれぞれ入力される。

そして、前記コントローラ２０は、第２図の制御特性（
マツプ）に基づき、エンジン回転数が設定回転数Ｎｏ以
下の低速域Ａでは吸気切換弁１５を閉じ、プライマリ吸
気通路８Ｐのみによって小さい吸気通路面積で吸気流速
を高めた状態で吸気を供給する一方、設定回転数ＮＯを
越えた高速域Ｂでは吸気切換弁１５を開いてプライマリ
吸気通路８Ｐに加えてセカンダリ吸気通路８Ｓからも大
きな吸気通路面積で多量の吸気を通路抵抗を低減して供
給するように切換作動の制御を行う。

また、前記コントローラ２０は、吸気圧力信号および回
転数信号を受けて、この吸気圧力と回転数とに基づいて
、前記吸気切換弁１５が閉じている低速域Ａでは低速マ
ツプから、また、吸気切換弁１５が開いている高速域Ｂ
では高速マツプから燃料噴射量（燃料噴射パルス）を読
み込んで決定する。さらに、加速時および減速時には、
前記吸気切換弁１５の開閉状態の切換作動を行う前記設
定回転数Ｎｏの近傍で、該切換開閉に伴う空燃比制御量
すなわち燃料噴射量の補正を行う補正手段が構成されて
いる。具体的には、加速時には空燃比がリーン側になる
ように噴射量を低減補正する一方、減速時には空燃比が
リッチ側になるように増量補正を行うものである。

なお、第３図には吸気切換弁１５の開閉状態すなわちプ
ライマリ吸気通路８Ｐのみの状態Ｉとセカンダリ吸気通
路８Ｓからも吸気を供給している状態■での、吸気圧力
の変化に対する気筒２への実際の吸入空気量（充填量）
の関係を示し、吸気切換弁１５が開いて両吸気通路８に
よって大きな通路面積で吸気を供給している場合の方が
、同一吸気圧力であっても吸気ポート開口面積の増大等
から吸入空気量は略一定の割合で多くなるものである。

前記吸気切換弁１５の切換えを行う設定回転数Ｎｏは、
第４図の特性に基づいて決定される。すなわち、エンジ
ン回転数とエンジントルクの関係において、吸気切換弁
１５が閉じたプライマリ吸気通路８Ｐのみの状態でのト
ルクカーブＩは低速側で高いトルク特性を示すものであ
り、一方、吸気切換弁１５が開いた状態でのトルクカー
ブ■は、高速側で高いトルク特性を示すものであり、両
カーブ°Ｉ、　　ＩＩの交点で吸気切換弁１５を切り換
えると常に高いトルク特性が得られるものであり、上記
交点のエンジン回転数を吸気切換弁１５の作動における
設定回転数Ｎｏに設定するものである。

次に、前記コントローラ２０の処理を第５図のフローチ
ャートに沿って説明する。このフローチャートは要部に
ついてのみ示し、制御スタート後、ステップＳ１でエン
ジン回転数と吸気圧力を読み込む。そして、このエンジ
ン回転数と吸気圧力の検出値から、前記第２図のマツプ
により現在の運転状態が低速域Ａにあるか否かを判定す
る。

上記ステップＳ２の判定がＹＥＳで低速域Ａにある場合
には、ステップＳ３に進んで吸気切換弁１５を閉じるよ
うにアクチュエータ１６に信号を出力すると共に、ステ
ップＳ４で低速用マツプに基づいて前記エンジン回転数
と吸気圧力に対応する燃料噴射量（噴射パルス幅）を計
算する。また、前記ステップＳ２の判定がＮＯで高速域
Ｂにある場合には、ステップＳ５に進んで吸気切換弁１
５を開くようにアクチュエータ１６に信号を出力すると
共に、ステップＳ６で高速用マツプに基づいて前記エン
ジン回転数と吸気圧力に対応する燃料噴射量（噴射パル
ス幅）を計算する。

上記低速用マツプおよび高速用マツプに設定されている
燃料噴射量は、前記第３図の吸気圧力と吸入空気量との
関係に基づき、同一吸気圧力であっても吸入空気量が異
なるのに対応してそれぞれの状態で基準空燃比を得るた
めの燃料噴射量が設定されている。

続いて、ステップＳ７で加速度αが加速中１定値α１よ
り大きい加速状態にあるが否がを判定する。

この判定がＹＥＳの加速状態にある場合には、ステップ
Ｓ８に進んで加速補正を行う。この加速補正は第６図の
加速補正マツプにより行うものであって、エンジン回転
数に対応して補正量を求めて前記ステップＳ４もしくは
Ｓ６の燃料噴射量に加算補正する。この補正量は前記吸
気切換弁１５の開閉設定回転数Ｎｏの近傍でリーン側に
減算する値に設定され、エンジン回転数が設定回転数Ｎ
。

より低回転側からの回転上昇に伴う加速時には、上記設
定回転数Ｎｏより低い補正開始回転数Ｎ。

に達すると徐々にリーン側に補正し、設定回転数Ｎｏで
最もリーン側に補正すると共に吸気切換弁１５を開作動
し、その後回転数の上昇と共に徐々にリーン補正量を低
減し、補正終了回転数Ｎ２で加速時のリーン補正を終了
する。

また、前記ステップＳ７の判定がＮＯで加速状態にない
場合には、ステップＳ９で加速度α（減速度）が減速判
定値α２より小さい減速状態にあるか否かを判定する。

この判定がＹＥＳの減速状態にある場合には、ステップ
Ｓ１０に進んで減速補正を行う。この減速補正は第７図
の減速補正マツプにより行うものであって、エンジン回
転数に対応して補正量を求めて前記ステップＳ４もしく
はＳ６の燃料噴射量に加算補正する。この補正量は前記
吸気切換弁１５の開閉設定回転数Ｎｏの近傍でリッチ側
に加算する値に設定され、エンジン回転数が設定回転数
Ｎｏより高回転側からの回転低下に伴う減速時には、上
記設定回転数Ｎｏより高い補正開始回転数Ｎ３に達する
と徐々にリッチ側に補正し、設定回転数Ｎｏで最もリッ
チ側に補正すると共に吸気切換弁１５を閉作動し、この
設定回転数Ｎｏでリッチ補正量を０に低減し、リッチ補
正を終了する。

また、前記ステップＳ９の判定がＮＯの定常運転時には
、補正を行わずに燃料噴射量の決定を終了し、この決定
した燃料噴射量に基づいて別途のルーチンによって所定
時期にインジェクタ１２に信号を出力して燃料噴射を実
行するものである。

本実施例によれば、吸気圧力とエンジン回転数に基づい
て吸気切換弁１５の開閉状態に伴う吸入空気量の変化に
対応して燃料噴射量を決定するについて、吸気量が増大
する加速時で吸気切換弁１５を開く場合には、この吸気
切換弁１５の開作動による領域の移行に対応して燃料噴
射量は高速用マツプに基づいて直ちに増大された燃料供
給量で燃料噴射が行われるが、吸気切換弁１５が開作動
しても実際にエンジンに吸入される吸気量が増大するの
に時間差があり、−時的に空燃比がオーバーリッチ側に
移行し、失火、トルクの低下を生起することになる。こ
れに対して、補正手段によって、加速時の吸気切換弁１
５の開作動前後の燃料噴射量をリーン側に補正し、空燃
比を一時的にずらしトルクを低下させることにより、ト
ルクの落ち込みを防止し、滑らかな加速を実現する。

また、減速時で吸気切換弁１５を閉じる場合には、燃料
噴射量は低速用マツプに基づいて直ちに低減するが、吸
気切換弁１５の閉作動に伴う吸入空気量の低減は遅れ、
空燃比は一時的にオーバーリーン側に移行し、失火、ト
ルクの低下を生起することになる。これに対して、減速
時の吸気切換弁１５の閉作動前の燃料噴射量をリッチ側
に補正して、切換前後の燃料噴射量を最適に保ち、空燃
比のずれによる減速ショックを防止するようにしている
。

なお、前記実施例においては、加速および減速時の吸気
切換弁１５の開閉作動に対する補正量をエンジン回転数
に応じて決定し切換えの前後で補正しているが、この補
正量を切換設定回転数からの時間経過に応じて決定する
ようにしてもよい。

また、切り換えた時点で補正を開始するようにしてもよ
い。

実施例２ 本例の全体構成を第８図に示し、この例では運転状態に
応じて吸気供給系統の連通状態を切り換えて吸気の動的
効果による過給領域を切り換えるようにした例である。

エンジン本体３１の各気筒２の吸気ボート３３に接続さ
れた吸気通路３４は、集合部３５に集合されて上流側の
吸気通路３６に接続され、ｌコツトルバルブ１１を介し
て上流端のエアクリーナ１０に接続されている。そして
、前記集合部３５が隔壁３７で左右の分岐通路３５Ａ、
３５Ｂに区画され、上記隔壁３７に左右の分岐通路３５
Ａ、３５’Ｂの連通を開閉する吸気切換弁３８が配設さ
れている。この吸気切換弁３８はアクチュエータ３９の
作動によって開閉操作されるものであり、左右の分岐通
路３５Ａ、３５Ｂの連通位置が、隔壁３７上流の上流側
と吸気切換弁３８の下流側とに切り換えられるものであ
る。

上記吸気切換弁３８の開閉作動およびインジェクタ１２
からの燃料噴射量は、前例同様のコントローラ２０から
の制御信号によって行われ、このコントローラ２０には
エンジンの運転状態を検出するために、吸気通路３６の
吸気圧力を検出する圧力センサ２１からの吸気圧力信号
と、エンジンの回転速度を検出する回転センサ２２から
の回転数信号等がそれぞれ入力される。

そして、前記コントローラ２０は、前例と同様の制御特
性に基づき、低速域で吸気切換弁３８を閉じて吸気の動
的効果の固有振動数を低速側にして低速充填量を増大す
る一方、高速域では吸気切換弁３８を開いて下流側で連
通させて吸気の動的効果め固有振動数を高速側にして高
速充填量を増大するように切換作動の制御を行う。

また、前記コントローラ２０による燃料噴射制御も前例
と同様に、吸気圧力信号および回転数信号を受けて、こ
の吸気圧力と回転数とに基づいて低速用マツプもしくは
高速用マツプから燃料噴射量を読み込んで決定し、さら
に、加速時および減速時には吸気切換弁３８の作動に伴
う吸入空気量変化と燃料噴射量の変化とのずれを補正手
段による燃料噴射量の補正で適正化するようにしている
。

すなわち、吸気量が増大する加速時には空燃比がリーン
側になるように噴射量を低減補正する一方、減速時には
空燃比がリッチ側になるように増量補正を行うものであ
る。具体的な制御は、前例と同様であり、詳細な説明は
省略する。

実施例３ 本例の全体構成を第９図に示し、この例では運転状態に
応じて複数の排気ターボ式過給機による過給を切り換え
るようにした例である。

エンジン本体４１に吸気を供給する吸気通路４３の途中
がプライマリ吸気通路４３Ｐとセカンダリ吸気通路４３
Ｓとに分岐され、プライマリ吸気通路４３Ｐにプライマ
リターボ過給機４４のブロア４４ａが介装され、セカン
ダリ吸気通路４３Ｓにはセカンダリターボ過給機４５の
ブロア４５ａが介装されている。また、上記吸気通路４
３には両ターボ過給機４４．４５の下流側にインターク
ーラ４６、スロットルバルブ１１が介装され、下流端に
はインジェクタ１２が配設されている。

エンジン本体４１からは２本の排気通路４７Ｐ。

４７Ｓが設けられ、プライマリ排気通路４７Ｐにプライ
マリターボ過給機４４のタービン４４ｂが介装され、セ
カンダリ排気通路４７Ｓにはセカンダリターボ過給機４
５のタービン４５ｂが介装されている。そして、上記セ
カンダリターボ過給機４５のタービン４５ｂ上流のセカ
ンダリ排気通路４７Ｓには排気カット弁５１が介装され
、この排気カット弁５１の上流側から排気ガスをプライ
マリ排気通路４７Ｐに流す連通路５２と、ウェストゲー
ト弁５３を介してタービン４４ｂ、４５ｂ下流に流すバ
イパス通路５４とが設けられている。

また、セカンダリターボ過給機４５の作動前に予回転用
の排気ガスを供給する漏らし弁５６を備えた漏らし通路
５５が設けられている。一方、吸気通路４３にはセカン
ダリ吸気通路４３Ｓの流出部に吸気カット弁５７が配設
され、また、セカンダリターボ過給機４５のブロア４５
ａの上下をバイパスしたリリーフ通路５８に吸気リリー
フ弁５９が介装されている。

前記排気カット弁５１および吸気カット弁５７に連接さ
れたアクチュエータ６１．６２にはコントローラ２０か
ら制御信号が出力されて、運転状態に応じてセカンダリ
ターボ過給機４５の駆動が切換制御され、エンジンに対
する過給状態が制御される。また、インジェクタ１２か
らの燃料噴射量は、実施例１と同様のコントローラ２０
からの制御信号によって行われ、このコントローラ２０
にはエンジンの運転状態を検出するために、吸気通路４
３の吸気圧力を検出する圧力センサ２１からの吸気圧力
信号と、エンジンの回転速度を検出する回転センサ２２
からの回転数信号等がそれぞれ入力される。

そして、前記コントローラ２０は、低吸入空気量域で排
気カット弁５１および吸気カット弁５７を閉じてプライ
マリターボ過給機４４のみによって過給を行い、過給レ
スポンスを高めるようにしている。また、高吸入空気量
域では両カット弁５１．５７を開いてセカンダリターボ
過給機４５も駆動し、多量の過給エアを供給して最高出
力を高めるよう、ターボ過給機４５の切換制御を行う。

また、前記コントローラ２０による燃料噴射制御は、吸
気圧力信号および回転数信号を受けて、この吸気圧力と
回転数とに基づいて低速用マツプもしくは高速用マツプ
から燃料噴射量を読み込んで決定し、さらに、セカンダ
リターボ過給機４５の駆動状態の切換えに対応して、吸
入空気量変化と燃料噴射量の変化とのずれを補正手段に
よる燃料噴射量の補正で適正化するようにしている。す
なわち、吸気量が増大する加速時には空燃比がリーン側
になるように噴射量を低減補正する一方、減速時には空
燃比がリッチ側になるように増量補正を行うものである
。具体的な制御は、他の例と同様であり、詳細な説明は
省略する。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、吸気特性変更手段によっ
て吸気供給系統の通路体積、連通状態、排気ターボ式過
給機の作動等を運転状態に応じて切り換えて各運転状態
での吸気の充填効率を高める一方、その際、検出した吸
気圧力に基づく燃料噴射量の決定を、吸気量の増大に伴
う前記吸気特性変更手段の切換作動時には、補正手段に
よって空燃比の制御信号をリーン側に補正することによ
り、燃料噴射量の増量と吸入空気量の増加とのずれに伴
う空燃比のオーバーリッチ状態の発生を、空燃比を一時
的にずらして空燃比を適正化させることによりトルクの
落ち込みを防止し滑らかな加速を実現し、トルクショッ
クを軽減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１の実施例を示し、 第１図はエンジンの制御装置の全体構成図、第２図は吸
気切換弁の開閉領域を示す特性図、第３図は吸気切換弁
の作動状態に対する吸気圧力と吸入空気量との関係を示
す特性図、第４図は吸気切換弁の作動状態に対するエン
ジン回転数とトルクカーブの関係を示す特性図、第５図
はコントローラの処理を説明するためのフローチャート
図、 第６図は加速用補正マツプを示す特性図、第７図は減速
用補正マツプを示す特性図、第８図は本発明の第２の実
施例を示すエンジンの制御装置の全体構成図、 第９図は本発明の第３の実施例を示すエンジンの制御装
置の全体構成図である。 １．３１．４１・・・・・・エンジン本体、８・・・・
・・吸気通路、１１・・・・・・スロットルバルブ、８
Ｐ・・・・・・プライマリ吸気通路、８Ｓ・・・・・・
セカンダリ吸気通路、１２・・・・・・インジェクタ、
１５．３８・・・・・・吸気切換弁、２０・・・・・・
コントローラ（補正手段）、２１・・・・・・圧力セン
サ、３５・・・・・・集合部、３５Ａ、３５Ｂ・・・・
・・分岐通路、３７・・・・・・隔壁、４３・・・・・
・吸気通路、４３Ｐ・・・・・・プライマリ吸気通路、
４３Ｓ・・・・・・セカンダリ吸気通路、４４・・・・
・・プライマリターボ過給機、４５・・・・・・セカン
ダリターボ過給機、４７Ｐ・・・・・・プライマリ排気
通路、４７Ｓ・・・・・セカンダリ排気通路、５１・・
・・・・排気カット弁、５７・・・・・・吸気カット弁
。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 Ｎ。 エンシンロ車１文

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気管内の圧力を検出し、該吸気圧力に基づいて
   燃料噴射量を決定する燃料噴射式エンジンの制御装置に
   おいて、吸気特性を運転条件に応じて切り換える吸気特
   性変更手段を備え、吸気量の増大に伴う前記吸気特性変
   更手段の切換作動時に、空燃比の制御信号をリーン側に
   補正する補正手段を設けたことを特徴とするエンジンの
   制御装置。
2. （２）前記吸気特性変更手段は、吸気供給経路の通路体
   積を切り換えることを特徴とする請求項１記載のエンジ
   ンの制御装置。
3. （３）前記吸気特性変更手段は、吸気供給経路の連通を
   切り換えることを特徴とする請求項１記載のエンジンの
   制御装置。
4. （４）前記吸気特性変更手段は、複数の排気ターボ式過
   給機による過給を切り換えることを特徴とする請求項１
   記載のエンジンの制御装置。