JPH0481533A - 過給機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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過給機エンジンの燃料制御装置に関し、詳しく
は、過給機を備えたエンジンの過給運転領域における空
燃比フィードバック制御性の改善技術に関する。

〔従来技術及びその課題〕

エンジンの燃料制御装置として、エンジン吸入混合気の
空燃比を排気中の酸素濃度を検出する酸素センサによっ
て検出し、この酸素センサで検出される実際の空燃比が
、目標空燃比（例えば理論空燃比）に近づくように燃料
供給量をフィードバック制御（閉ループ制御）するよう
に構成されたものが種々提案されている（特公昭６２−
５９２２０号公報等参照）。

ところで、過給機を備えたエンジンにおいて上記のよう
な空燃比のフィードバック制御を行う場合、過給域にお
いて空燃比がリッチ側にずれて、排気性状や燃費が悪化
してしまうという問題が発生していた。

これは、過給域において新気の排気側への吹き抜けがあ
って、これを酸素センサが検出して実際の吸入混合気の
空燃比よりもリーン側の検出結果を出力し、燃料供給量
を増量補正してしまうためであり、特に吸排気のオーバ
ーラツプタイミングの大キなエンジンにおいては、新気
の吹き抜は量が多くなるために、過給域における空燃比
のリッチ化が問題となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記のような背景に鑑みてなされたものであ
り、過給域においても空燃比制御性を維持できる燃料＄
１１御装置を提供すること、を目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的達成のため、本発明による過給機エンジンの燃
料制御装置は第１図に示すように構成される。

第１図において、空燃比検出手段は、エンジン排気中の
酸素濃度の検出を介してエンジン吸入混合気の空燃比を
検出し、燃料制御手段は、この空燃比検出手段で検出さ
れる空燃比が目標空燃比になるように、エンジンへの燃
料供給量を閉ループ制御する。また、過給圧検出手段は
、過給機による過給圧が所定値以上であることを検出し
、これによって前記所定値以上の過給圧が検出されると
、燃料１量補正手段が前記燃料ｉｉ制御手段によるエン
ジンへの燃料供給量を減量補正する。

ここで、第１図点線示のように、前記燃料制御手段とを
含んで構成することができる。前記運転状態検出手段は
、エンジンの運転状態を検出し、かかる運転状態検出信
号を受けて基本燃料供給量設定手段は、エンジン運転状
態に応じた基本燃料供給量を設定する。一方、閉ループ
補正量設定手段は空燃比検出手段からの空燃比検出信号
を受けて空燃比が目標空燃比になるように前記基本燃料
供給量を補正するための閉ループ補正量を設定する。そ
して、燃料供給量制御手段は、前記基本燃料供給量信号
と閉ループ補正量信号に基づいてエンジンへの燃料供給
量を制御する。

上記のように燃料制御手段を構成した場合には、燃料減
量補正手段が、上記閉ループ補正量設定手段により設定
された閉ループ補正量を過給圧に応じて減量補正するこ
とによって燃料供給量を減少補正するように構成するこ
とができる。

以上のように構成すると、過給によって新気の吹き抜け
が発生し、空燃比検出手段が実際の混合気よりもリーン
側の検出結果を出力し、空燃比の閉ループ制御の制御点
がリッチ側にずれても、かかる閉ループ制御による燃料
供給量が減少補正されて空燃比のリッチ化を抑止できる
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明す
る。

一実施例のシステム構成を示す第２図において、エンジ
ン１には、エアクリーナ２で濾過された空気が、スロッ
トルチャンバ３．過給機４．インタクーラ５．吸気マニ
ホールド６を介して供給されるようになっている。

前記スロットルチャンバ３には、エンジン１の吸入空気
量を制御するスロットル弁７が介装されており、該スロ
ットル弁７には、その開度をポテンショメータによって
検出するスロットルセンサ８が付設されている。また、
前記スロットルチャンバ３の上流側には、フラップ式の
エアフローメ−夕９が設けられており、エンジン１の吸
入空気流量に応じた検出信号を出力する。

前記過給機４は、エンジン１によって回転駆動される機
械式のものであり、該過給機４で過給されて高温となる
吸入空気は、下流側のインタクーラ５で冷却されて、充
填効率の低下が抑止されるヨウになっている。尚、本実
施例では、エンジン１によって回転駆動される方式の過
給機としたが、排気タービンによってコンプレフサを回
転駆動させる方式のものであっても良い。

前記吸気マニホールド６には、各気筒毎に電磁式の燃料
噴射弁１０が設けられている。前記電磁式の燃料噴射弁
ｌＯは、電磁コイルに通電されて開弁し、通電停止によ
って閉弁するものであり、図示しない燃料ポンプから圧
送されて、プレッシャレギュレータによって所定圧力に
調整された燃料を略吸気弁に向けて噴射供給するもので
あり、その量弁時間によって燃料供給量が制御されるよ
うになっている。

Ｖ型であるエンジン１からの排気は、片バンク毎に排気
マニホールド１１．三元触媒１２及びマフラー１３を介
して排出される。前記排気マニホールド１１には、片バ
ンク毎に排気中の酸素濃度を検出する空燃比検出手段と
しての酸素センサ１４，１５が設けられている。該酸素
センサ１４，１５は、酸素濃度を応じた電圧信号を出力
する公知のセンサであり、理論空燃比を境に排気中の酸
素濃度が急変することを利用して、実際の空燃比が理論
空燃比に対してリッチであるかリーンがあるかを検出す
る。

この他、エンジンｌには、冷却水温度を検出する水温セ
ンサ１６、エンジン回転数及びピストン基準位置を検出
するためのクランク角センサ１７、更に、吸気マニホー
ルド６上流側のサージタンク１８に過給圧検出手段とし
ての過給圧センサ１９が設けられている。

上記各種のセンサからの検出信号は、マイクロコンピュ
ータを内蔵した制御装置１８に人力されるようになって
おり、制御装置１８は各種のセンサからの検出信号に基
づいてエンジンＩへの燃料供給量を決定し、この燃料供
給？に相当するパルスＩＩＪの駆動パルス信号を各気前
の燃料噴射弁１０に出力することで、エンジン１への燃
料供給量を制御する。

かかる制御装置１８による燃料供給制御の様子を第３図
のフローチャートに従って説明する。

尚、本実施例において、前記ｔ４御装置１８が、燃料減
量補正手段、燃料制御手段、基本燃料供給量設定手段、
閉ループ補正量設定手段、燃料供給量制御手段としての
機能を前記第３図のフローチャートに示すようにソフト
ウェア的に備えており、また、運転状態検出手段は、前
記スロットルセンサ８．エアフローメータ９．水温セン
サ１６．クランク角センサ１７等が相当する。

第３図のフローチャートに示すプログラムにおいて、ま
ず、Ｓｌでは、上記各種のセンサで検出される回転数、
エンジン吸入空気流量、水温、スロットル弁開度などを
読み込む。

そして、次の３２では、上記Ｓ１で入力された回転数と
吸入空気流量とに基づいて基本噴射パルス巾τ（基本燃
料供給量）を演算する。

Ｓ３では、現在の運転条件が空燃比フィードバック制御
を行う領域に含まれているか否かを判別する。本実施例
においては、第４図に示すようにくエンジン出力トルク
と回転数とによって区分される所定領域（図中の斜線領
域）を、空燃比のフィードバック制御領域とし、かかる
領域においては空燃比を理論空燃比（目標空燃比）にフ
ィードパ、り制御（閉ループ制御）することで、排気性
状を良好に維持すると共に燃費向上を計るものであり、
フィードバック制御領域以外の高負荷・高回転領域では
、よりリンチ側に燃料を増量して出力向上を図るように
している。

従って、Ｓ３では、エンジン出力トルク相当値として、
前記基本噴射パルス巾τやスロットル開度や過給圧セン
サ１９で検出されるブーストを用い、クランク角センサ
１７で検出される回転数と共に、前記フィードバック制
御領域に含まれているか否かを判別する。

ここで、空燃比フィードバンク制御領域に含まれると判
別されたときにはＳ４へ進み、空燃比フイードバック補
正係数ＣＦＩＩ（閉ループ補正量）の演算を行う。該空
燃比フィードバック補正係数ＣＦＲ（初期値−〇）は、
例えば比例積分制御によって増減設定され、酸素センサ
１４，１５で検出される空燃比がリッチであるときには
減少方向に、空燃比がリーンであるときには増量方向に
設定される。

空燃比フィードバック補正係数Ｃ□を設定すると、次の
３５では、過給圧センサ１９で検出されるブーストを読
み込み、Ｓ６ではこのブーストに基づいて過給されてい
るか否か（所定値以上の過給圧であるか否か）を判別す
る。

ブーストがＯｍＨｇを越える過給領域であるときには、
Ｓ７で回転数及びブースト、更に、吸気バルブ又は排気
バルブの開タイミングを可変制御する装置を備えるもの
では、このバルブタイミングの制御信号（ＶＴＣ信号）
も読み込む。

そして、かかる情報に基づいて次の８８では、空燃比フ
ィードバック補正係数ＣＦＢを補正するための補正係数
Ｋを演算する。

ここで、前記補正係数には、第５図及び第６図に示すよ
うに、エンジン回転数とブーストとによって区分される
マツプを参照して求められるようにしてあり、過給によ
って新気の排気側への吹き抜けが多いときほど空燃比フ
ィードバック袖゛正係数ＣＦＢがより大きく減少補正さ
れるようにしである。

過給によって新気の排気側への吹き抜けが多いのは、過
給圧が高く回転数が低いときであり、逆に吹き抜けが少
ないのは、回転数が高く過給圧の小さいときであり、か
かる特性にマツチングさせて補正係数Ｋが設定されるよ
うにしであるが、更に、バルブタイミングの可変によっ
ても補正係数にの要求量（新気の吹き抜は量）が異なる
ので、前記バルブタイミングの制御信号によって２つの
マツプを切り換えて参照するようにしである。即′ち、
バルブタイミングが吸排気のオーバーランプを犬き（す
る方向に切り換えられ新気の吹き抜は量が多いときには
、第５図に示すように、比較的大きな減少補正が補正係
数ＣＦＨに施されるようにしてあり、また、吸排気のオ
ーバーラツプが小さく新気の吹き抜は量が少ないときに
は、第６図に示すように、比較的小さな減少補正が補正
係数Ｃ□に施されるようにしである。

このようにして、回転数及びブースト、更に、吸排気の
オーバーラツプに応じて補正係数Ｋを設定すると、次の
８９では、Ｓ４で設定された補正係数ＣＦｌｌに前記補
正係数Ｋを乗算して補正設定する。

過給領域で新気の吹き抜けがあるときには、排気側に吹
き抜けた新気によって酸素センサ１４．１５が空燃比リ
ーンの検出を行い、この検出結果を受けて空燃比フィー
ドバック補正係数ＣＦＩは燃料増量側に制御されること
になってしまうが、上記のように予測される吹き抜は量
に応じて補正係数ＣＦＩ＋を減少補正すれば、前記新気
の吹き抜けによるリッチ補正制御を抑制して、目標空燃
比である理論空燃比に近づけることができ、燃費・排気
性状が悪化することを防止できるものである。

ＳＩＯでは、Ｓ２で設定した基本噴射パルス巾τを補正
係数Ｃ□によって補正して最終的な噴射パルス巾Ｔ（−
τ（１＋ＣＦｌ・Ｋ））の演算を行う。

尚、前記最終的な噴射パルス中下の演算においては、空
燃比フィードバンク補正制御の他、始動時補正、空燃比
補正２　パンテリ電圧補正などが施される。そして、こ
こで設定される噴射パルス１１Ｔは、クランク角センサ
１７で検出される所定の噴射開始タイミングになると読
み出され、該パルス巾Ｔの駆動パルス信号を燃料噴射弁
１０に出力することで、所望量の燃料がエンジン１に噴
射供給されることになる。

また、本実施例のように、Ｖ型エンジン】で片バンク毎
に酸素センサ１／１．１５を備える構成では、片バンク
毎に空燃比フィードバック補正係数ＣＦ！＋が設定され
ることになるが、本実施例ではかかる制御省略して説明
した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による過給機エンジンの燃
料制御装置によると、過給によって新気の吹き抜けが発
生しても、空燃比が閉ループ制御によって目標空燃比よ
りもリッチ側に制御されることを抑止でき、過給域での
排気性状及び燃費の悪化を防止できるという効果がある
。

【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
例における燃料ｓｊ１ｇＢの内容を示すフローチャート
、第４図は同上実施例における空燃比フィードバック制
御領域を示す線図、第５図及び第６図はそれぞれ同上実
施例におけるフィードバック補正係数の補正係数マツプ
を示す線図である。 １・・・エンジン ４・・・過給機 ７・・・スロットル弁 ８−・・スロットルセンサ ９・・・エアフローメータ １０・・・燃料噴射弁 １４．１５−・・酸素センサ １６・・・水温センサ １７・・・クランク角センサ １８・・・制御装置 １９・・・過給圧センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン排気中の酸素濃度の検出を介してエンジ
   ン吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、該
   空燃比検出手段で検出される空燃比が目標空燃比になる
   ようにエンジンへの燃料供給量を閉ループ制御する燃料
   制御手段とを備えた過給機エンジンの燃料制御装置にお
   いて、 前記過給機による過給圧が所定値以上であることを検出
   する過給圧検出手段と、該過給圧検出手段によって所定
   値以上の過給圧が検出されたときに、上記燃料制御手段
   によるエンジンへの燃料供給量を減量補正する燃料減量
   補正手段とを設けたことを特徴とする過給機エンジンの
   燃料制御装置。
2. （２）上記燃料制御手段が、エンジンの運転状態を検出
   する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段からの運
   転状態信号を受けてエンジン運転状態に応じた基本燃料
   供給量を設定する基本燃料供給量設定手段と、前記空燃
   比検出手段からの空燃比信号を受けて空燃比が設定値に
   なるように上記基本燃料供給量設定手段の基本燃料供給
   量を補正するための閉ループ補正量を設定する閉ループ
   補正量設定手段と、上記基本燃料供給量設定手段の基本
   燃料供給量信号及び閉ループ補正量設定手段の閉ループ
   補正量信号に基づいてエンジンへの燃料供給量を制御す
   る燃料供給量制御手段とを含んで構成される一方、 上記燃料減量補正手段が、上記閉ループ補正量設定手段
   により設定された閉ループ補正量を過給圧に応じて減量
   補正することによって燃料供給量を減少補正するように
   構成されたことを特徴とする請求項（１）記載の過給機
   エンジンの燃料制御装置。