JPH0663480B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

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JPH0663480B2
JPH0663480B2 JP21330090A JP21330090A JPH0663480B2 JP H0663480 B2 JPH0663480 B2 JP H0663480B2 JP 21330090 A JP21330090 A JP 21330090A JP 21330090 A JP21330090 A JP 21330090A JP H0663480 B2 JPH0663480 B2 JP H0663480B2
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JP
Japan
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engine
intake air
air amount
control
simulated
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喜朗 団野
晃 高橋
和正 飯田
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関(エンジン)の制御装置に関する。
従来より、吸入空気量をエアフローセンサで検出しこの
ようにして検出された実際の吸入空気量に基づき燃料供
給制御等を行なうエンジンが提案されている。
しかしこの種のエンジンにターボチャージャを付設した
ときは、例えば吸入空気量が急激に減少する減速時に、
ターボチャージャのタービン,コンプレッサの回転慣性
との関係で、エンジン吸気系にサージングが発生するお
それがあり、これによりエアフローセンサ出力が異常に
なるため、正確な燃料供給制御等が行なえず、ショック
を起こしたり、エンジンが停止する、いわゆるエンスト
を招いたりするという問題点がある。
なお、上記のサージングはタービン回転がその吸入空気
量に見あった値に下がるまで継続するものである。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、実際に検出される吸入空気量(以下、「実吸入空気
量」という)に基づく制御と、少なくともスロットル弁
開度から推定される吸入空気量(以下、「模擬吸入空気
量」という)に基づく制御とを、エンジンの運転状態に
応じて選択できるようにして、高い信頼性でエンジン制
御が行なえるようにした、エンジン制御装置を提供する
ことを目的とする。
このため、本発明のエンジン制御装置は、エンジンの排
気通路に設けられたタービンと、上記エンジンの吸気通
路に設けられるとともに上記タービンで駆動されるコン
プレッサと、同コンプレッサの上流側において上記吸気
通路に設けられ実吸入空気量を検出するエアフローセン
サと、上記吸気通路に介装されたスロットル弁の開度を
検出するスロットルセンサと、エンジンの被制御部と、
上記エアフローセンサからの信号を受け上記実吸入空気
量に基づいて上記エンジンの被制御部を制御する第1制
御手段と、上記スロットルセンサからの信号を受け、上
記スロットル弁の開度から推定される模擬吸入空気量を
設定する模擬吸入空気量設定手段と、上記エンジンの負
荷または吸気量が急減する減速状態を検出する減速状態
検出手段と、同減速状態検出手段が上記減速状態を検出
したときに上記第1制御手段に優先して上記模擬吸入空
気量に基づいて上記エンジンの被制御部を制御する第2
制御手段とをそなえたとを特徴としている。
以下、図面により本発明の一実施例としてのエンジン制
御装置について説明すると、第1図はその全体構成図、
第2図はその作用を説明するためのグラフ、第3,4図は
それぞれその作用を説明するための流れ図である。
第1図に示すごとく、本実施例にかかる自動車搭載用の
ガソリンエンジンのごとき内燃機関E(以下単に「エン
ジンE」という)は、ターボチャージャ3をそなえてい
る。このターボチャージャ3は、エンジンEの排気通路
2に介装されるタービン4をそなえるとともに、エンジ
ンEの吸気通路1に介装されタービン4によって回転駆
動されるコンプレッサ5をそなえている。
また、エンジンEの吸気通路1には、その上流側(エア
クリーナ側)から順に、エアフローセンサ16,ターボチ
ャージャ3のコンプレッサ5,インタクーラ8,エンジン被
制御部としての燃料供給部を構成する電磁式燃料噴射弁
9,10(これらの弁9,10は噴射容量が異なる)およびスロ
ットル弁11が設けられ、エンジンEの排気通路2には、
その上流側(エンジン燃焼室側)から順に、ターボチャ
ージャ3のタービン4,触媒コンバータ27および図示しな
いマフラーが設けられている。
エアフローセンサ16は、吸気通路1内に配設された柱状
体によって発生するカルマン渦の個数を超音波変調手段
によって検出したり、抵抗値の変化によって検出したり
することにより、吸気通路1の実際の吸入空気量(実吸
入空気量)を検出するもので、エアフローセンサ16から
のディジタル出力はコントローラ14へ入力されるように
なっている。なお、エアフローセンサ16からのディジタ
ル出力はコントローラ14内で例えば1/2分周器にかけ
られてから燃料供給制御等のため各種の処理に供され
る。
また、一般にエアフローセンサ16はエンジンEの低速高
負荷状態において吸気脈動等により誤動作を起こすとい
われているが、本実施例では、エアフローセンサ16の下
流側にインタクーラ8を設けエアクリーナ部分の寸法等
を適宜調整することにより、上記のような吸気脈動はほ
とんど起きなくなったので、エアフローセンサ16による
計測信頼性あるいは精度は十分に高いものと考えられ
る。
しかし、前述のごとく、ターボチャージャ3が設けられ
ているので、サージングによるエアフローセンサ16の誤
動作の可能性は存在している。
また、回転数センサ17が設けられており、この回転数セ
ンサ17は例えばイグニッションコイル28の1次側マイナ
ス端子からエンジン回転数情報を検出することによりエ
ンジン回転数Nを検出するものである。さらに、スロッ
トル弁11の開度(スロットル開度)θを検出するスロッ
トルセンサ20が設けられており、このスロットルセンサ
20としてはポテンショメータがが用いられる。
また、吸気温度を検出する吸気温センサ18,大気圧を検
出する大気圧センサ19が設けられているほか、その他に
エンジン冷却水温度を検出する水温センサ21,排気中の
酸素濃度を検出するOセンサ22,エンジンノック状態
を検出するノックセンサ23,車速を検出する車速センサ2
4,エンジンアイドル状態を検出するアイドルスイッチ2
5,エンジンクランキング時を検出するクランキングスイ
ッチ26,ディストリビュータ29付きの光電変換手段によ
ってクランク角度を検出するクランク角度センサ31など
が設けられており、これらのセンサやスイッチからの信
号はコントローラ14へ入力されるようになっている。
なお、吸気温センサ18,大気圧センサ19,水温センサ21,
スロットルセンサ20,Oセンサ22,ノックセンサ23など
は、その検出信号がアナログ信号であるので、A/Dコ
ンバータを介してコントローラ14へ入力される。
また、大気圧センサ19はコントローラ14内に組み込んで
もよい。
さらに、イグニッションコイル28が設けられており、こ
のイグニッションコイル28はエンジン被制御部としての
パワートランジスタ(スイッチングトランジスタ)30に
よって1次側電流を断続されるようになっている。な
お、パワートランジスタ30はコントローラ14からオンオ
フのための信号を受けるようになっている。
また、車室内には、表示計13が設けられている。この表
示計13としては、例えば針の駆動部が、コントローラ14
からの制御信号(電流)を受けて、針が回動することに
より、負圧領域,過給領域,過過給領域(この過過給領
域はレッドゾーンともいう)のいずれかを指示する針式
表示部13aをもつものや、発光ダイオード(LED)を列状
に配設して、これらのLEDが適宜点滅するセグメント式
表示部13bをもつものなどが考えられる。なお、表示計1
3が針式表示部13aをもつものの場合、コントローラ14か
らf−Vコンバータおよび電流駆動回路を介して制御信
号が表示計13へ供給される。
ところで、コントローラ14は、CPUやメモリー(マップ
を含む),適宜の入出力インタフェースをそなえて構成
されているが、このコントローラ14は、具体的には、実
吸入空気量Arに基づくエンジン制御用第1信号を電磁式
燃料噴射弁9,10等のエンジン被制御部へ出力する第1制
御手段M1の機能を有するとともに、次の条件を満足した
ときに第1制御手段M1に優先してスロットル開度θとエ
ンジン回転数Nとから推定される吸入空気量As(以下
「模凝吸入空気量As」というが、この模凝吸入空気量As
のデータはコントローラ14のマップ内に記憶されてい
る)に基づくエンジン制御用第2信号を電磁式燃料噴射
弁9,10等のエンジン被制御部へ出力する第2制御手段M2
の機能を有する。
ここで、第2制御手段M2による制御が行なわれるための
条件として、 (1) 所定の減速状態、即ちスロットル弁11の閉弁速
度|dθ/dt|が所定の限界値(所定値)を超えること (2) 実吸入空気量Ar/模擬吸入空気量As(このAr/
Asを誤動作率εという)が所定の限界値(所定値)を超
えること (3) 実吸入空気量Arと模擬吸入空気量Asとの差が所
定の限界値(所定値)を超えること を挙げることができるが、このうち(1)〜(3)項の
全てを満足したときを第2制御手段M2による制御への移
行条件としてもよく、(1)または(2)項あるいは
(1)または(3)項を満足したときを第2制御手段M2
による制御への移行条件としてもよく、(1)〜(3)
項のいずれかを満足したときを第2制御手段M2による制
御への移行条件としてもよい。
ここで、上述の(1)が、エンジンの負荷または吸気量
が急減する減速状態に相当し、この減速状態もコントロ
ーラ14により検出されることは言うまでもない。
なお、吸入空気量データを使用する制御としては、燃料
供給制御のほか、点火時期制御,吸気通路内圧力表示の
ための制御やこのエンジンEが排気再循環(EGR)シス
テムを有する場合のEGR制御あるいはこのエンジンEが
複合吸気式エンジン(CISエンジン)である場合の2次
吸気弁等の弁作動停止制御等、エンジン負荷(ブース
ト)が関係する制御が考えられる。
上述の構成により、例えば第2図の線(a)に示すごと
く、スロットル弁11の閉弁速度が所定の限界値を超えて
エンジン速度が減速することにより、吸気系にサージン
グが発生して、第2図の曲線(b)に示すごとく、誤動
作率εがε2(限界値)を超えると、第2図の(c)欄
に記載したように、エアフローセンサ出力による吸入空
気量(実吸入空気量)データに基づく制御から模擬吸入
空気量データに基づく制御に切り替える。このように実
吸入空気量に基づく制御から模擬吸入空気量に基づく制
御へ切り替える処理の流れを示すと、第3図にステップ
A1〜A5で示すようなフローとなる。
また、上記の減速状態がなくなり、誤動作率εがε2よ
りも小さいε1(このε1は模擬吸入空気量に基づく制
御解除のための限界値)以下となって、この状態が所定
時間t0以上継続すると、再度実吸入空気量に基づく制御
に切り替える。このように模擬吸入空気量に基づく制御
から実吸入空気量に基づく制御へ切り替える処理の場合
は、第3図に示すものにおいて、ステップA5の処理の前
に所定時間経過したかどうかという判断を挿入し、YES
ならステップA5の処理を行ない、NOならステップA4の処
理を行なうようにする。
なお第2図(b)中のε0はエアフローセンサ16の正常
時のものを示す。
このように、エアフローセンサ16からの出力が異常な状
態となるときは、今まで実吸入空気量データに頼ってい
た制御を全て模擬吸入空気量データに置き替えることが
行なわれるので、入力が模擬吸入空気量データに置き替
わるだけでその後の処理はエアフローセンサ16正常時の
ロジックをそのまま使用でき、これによりたとえエンジ
ンEにサージングが発生してもエアフローセンサ16の正
常時の動作と同じ制御が可能となり、かかるサージング
発生時にも、エンジン制御が乱れることはない。
なお、実吸入空気量に基づく制御を行なうに際しては、
吸入空気量を吸気温や大気圧などで補正したデータを使
用するが、この補正は必ずしも必要ではない。
また、燃料噴射がエアフローセンサ出力のパルス同期で
行なわれる場合は、模擬吸入空気量に基づく制御を行な
うに際し燃料噴射をまず回転同期噴射に切り替えるとと
もに、噴射パルス幅を、模擬吸入空気量で決まる基本パ
ルス幅に、更に模擬吸入空気量データやその他各種のデ
ータから決定される各種補正を加えたものとする。
さらに、点火時期制御や吸気通路圧力表示もエンジン運
転状態に応じ実吸入空気量または模擬吸入空気量に基づ
いて行なわれる。
ところで、第4図にステップB1〜B5で示すように、スロ
ットル弁11の閉弁速度が所定の限界値を超えたか、また
は誤動作率εが所定の限界値を超えた場合に、模擬吸入
空気量に基づく制御に移行させるようにすることもで
き、この場合はエアフローセンサ16の出力が異常である
場合はもちろんのこと、異常になりやすい場合も模擬吸
入空気量に基づく制御が行なわれる。
また、実吸入空気量に基づく制御への復帰は、減速状態
が解除されてから所定時間以上経過したか(この判断は
第4図にステップB2のYESのあとに行なう)あるいは誤
動作率εがε2よりも小さいε1(このε1は前記のε
1と同様、模擬吸入空気量に基づく制御解除のための限
界値)以下にある時間が所定時間以上経過した場合(こ
の判断は第4図のステップB3のYESのあとに行なう)に
行なわれる。
なお、第3図のステップA3および第4図のステップB3
で、実吸入空気量と模擬吸入空気量との差が所定の限界
値を超えたかどうかを判断してもよい。この場合はエア
フローセンサ16が断線して故障した場合でも、上記の差
が所定の限界値を超えるから、エアフローセンサ16が故
障した場合でも、模擬吸入空気量に基づく制御が行なわ
れ、エンジン制御の信頼性が高まる。
また、模擬吸入空気量に基づく制御ゾーンを例えば低負
荷域に限定すれば、スロットル開度情報のみで決まる模
擬吸入空気量(このデータもマップに記憶される)を使
用することもできる。
なお、第1図中の符号6はウエストゲートバルブ、7は
ウエストゲートバルブ6を開閉駆動するための2枚ダイ
アフラム式圧力応動装置、12はアイドル時にスロットル
弁11をロッド等を介して回動させるためのDCモータ等か
らなるアクチュエータ、15は圧力応動装置7を制御する
ための電磁式切替弁(この弁15は弁体用の図示しない戻
しばねを有する)を示している。
以上詳述したように、本発明のエンジン制御装置によれ
ば、エンジンの排気通路に設けられたタービンと、上記
エンジンの吸気通路に設けられるとともに上記タービン
で駆動されるコンプレッサと、同コンプレッサの上流側
において上記吸気通路に設けられ実吸入空気量を検出す
るエアフローセンサと、上記吸気通路に介装されたスロ
ットル弁の開度を検出するスロットルセンサと、エンジ
ンの被制御部と、上記エアフローセンサからの信号を受
け上記実吸入空気量に基づいて上記エンジンの被制御部
を制御する第1制御手段と、上記スロットルセンサから
の信号を受け、上記スロットル弁の開度から推定される
模擬吸入空気量を設定する模擬吸入空気量設定手段と、
上記エンジンの負荷または吸気量が急減する減速状態を
検出する減速状態検出手段と、同減速状態検出手段が上
記減速状態を検出したときに上記第1制御手段に優先し
て上記模擬吸入空気量に基づいて上記エンジンの被制御
部を制御する第2制御手段とをそなえたことにより、エ
ンジンの負荷または吸気量が急減する減速状態が発生し
たときに、エンジンの被制御部が、スロットル弁の開度
から推定される模擬吸入空気量に基づいて制御されるの
で、スロットル弁の閉弁速度が所定値を超えてエンジン
速度が減速することによる吸気系にサージングが発生し
ても、エアフローセンサの正常時の動作と同じ制御が可
能となり、上記サージング発生時にもエンジン制御が乱
れることがない。これにより外乱に強いエンジン制御を
実現することができ、その結果エンジン制御の信頼性を
大幅に向上させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例としてのエンジン制御装置を示す
もので、第1図はその全体構成図、第2図はその作用を
説明するためのグラフ、第3,4図はそれぞれその作用を
説明するための流れ図である。 1……吸気通路、2……排気通路、3……ターボチャー
ジャ、4……タービン、5……コンプレッサ、6……ウ
エストゲートバルブ、7……圧力応動装置、8……イン
タクーラ、9,10……電磁式燃料噴射弁、11……スロット
ル弁、12……アクチュエータ、13……表示計、13a……
針式表示部、13b……セグメント式表示部、14……コン
トローラ、15……電磁式切替弁、16……エアフローセン
サ、17……回転数センサ、18……吸気温センサ、19……
大気圧センサ、20……スロットルセンサ、21……水温セ
ンサ、22……Oセンサ、23……ノックセンサ、24……
車速センサ、25……アイドルスイッチ、26……クランキ
ングスイッチ、27……触媒コンバータ、28……イグニッ
ションコイル、29……ディストリビュータ、30……パワ
ートランジスタ、31……クランク角度センサ、E……エ
ンジン、M1……第1制御手段、M2……第2制御手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 312 F 7536−3G 314 F 7536−3G 366 G 7536−3G (56)参考文献 特開 昭60−187725(JP,A) 特開 昭52−32426(JP,A) 特開 昭52−121138(JP,A) 特開 昭54−20229(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの排気通路に設けられたタービン
    と、上記エンジンの吸気通路に設けられるとともに上記
    タービンで駆動されるコンプレッサと、同コンプレッサ
    の上流側において上記吸気通路に設けられ実吸入空気量
    を検出するエアフローセンサと、上記吸気通路に介装さ
    れたスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ
    と、エンジンの被制御部と、上記エアフローセンサから
    の信号を受け上記実吸入空気量に基づいて上記エンジン
    の被制御部を制御する第1制御手段と、上記スロットル
    センサからの信号を受け、上記スロットル弁の開度から
    推定される模擬吸入空気量を設定する模擬吸入空気量設
    定手段と、上記エンジンの負荷または吸気量が急減する
    減速状態を検出する減速状態検出手段と、同減速状態検
    出手段が上記減速状態を検出したときに上記第1制御手
    段に優先して上記模擬吸入空気量に基づいて上記エンジ
    ンの被制御部を制御する第2制御手段とをそなえたこと
    を特徴とする、エンジン制御装置。
JP21330090A 1990-08-10 1990-08-10 エンジン制御装置 Expired - Lifetime JPH0663480B2 (ja)

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DE102008043975B4 (de) * 2008-11-21 2021-10-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen einer Luftmassenstromangabe bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor
JP5478657B2 (ja) * 2012-04-13 2014-04-23 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法

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