JPS61192823A - 過給機付内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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、例えばルーツポンプから成る過給機を備えた
内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

マイクロコンピュータ等により燃料噴射量を制御するよ
う構成された内燃機関において、燃料噴射量は通常吸入
空気量に基いて定められるようになっており、内燃機関
が過給機を有する場合、過給された空気量に応じて燃料
噴射量も増大するように制御される。吸入空気量は、通
常、ムービングベーンを有するマス・フロー型のエアフ
ロメータにより検知される。このエアフロメータは、吸
気通路内に臨むメジャリングプレートと、吸気通路の側
方に形成された空気室内に位置するコンペンセーション
プレートとを備え、メジャリングプレートの脈動はコン
ペンセーションプレートが受ける空気抵抗により抑制さ
れるようになっている。

なお、エンジンの急加速時、エアフロメータの実際の検
出値よりも小さめの値を用いて燃料噴射時間を定める技
術が、特開昭５９−１７０３３号公報において開示され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ルーツポンプ等のようにクラッチ等の０Ｎ−ＯＦＦによ
り始動あるいは停止する過給機が設けられている場合、
この０Ｎ−ＯＦＦにより吸入空気量が急激に変化し、エ
アフロメータはコンペンセーションプレートがあるにも
拘らずオーバーシュートあるいはアンダーシュートして
しまう。この結果エアフロメータは、特に過給機の始動
時、実際よりも多量の空気量を検知し、これにより燃料
噴射弁の噴射量が過多になって一時的に空燃比が過濃あ
るいは過薄になり、排気エミッションが悪化するという
問題を生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明に係る燃料噴射量制
御装置は、過給機の駆動開始後、一定時間の間、燃料噴
射量あるいはこれの上限値を、スロットル弁全開時の燃
料噴射量の上限値あるいは吸入空気量検出手段に基づく
噴射量よりも少なくするよう構成されることを特徴とし
ている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第２図は本発明の一実施例を適用した電子制御燃料噴射
機関を示すシステム図である。この図において、エアー
クリーナ１から吸入された空気は、エアフロメータ２、
スロットル弁３を通り、過給機４で加圧されて、吸気ボ
ート５および吸気弁６を含む吸気通路７を介して機関本
体８の燃焼室９へ送られる。スロットル弁３は運転室の
加速ペダル（図示せず）により開閉制御される。燃焼室
９は、図示しないシリンダヘッド、シリンダブロックお
よびピストンによって区画形成され、混合気の燃焼によ
って燃焼室９内で生成された排気ガスは排気弁１０、図
示しない排気ボート排気多岐管および排気管を介して大
気へ放出される。燃料噴射弁２１は、各気筒に対応して
各吸気ボート５にそれぞれ設けられ、図示しない燃料タ
ンク内の燃料がポンプにより圧送されてくる。過給機４
は、クランクシャフトに連結されたクランクプーリ３０
およびベルト３１により回転する電磁クラッチ２２を介
して、回転駆動力を伝達される。バイパス通路１１はス
ロットル弁３の上流と下流とを接続する。バイパス弁１
２は、バイパス通路１１の流通断面積を制御してアイド
リング時の機関回転速度を一定に維持する。

吸気温センサ１３はエアフロメータ２内に設けられて吸
気温を検出し、スロットルセンサ１４は、スロットル弁
３の開度を検出する。水温センサ１５は、シリンダブロ
ックに取付けられて冷却水温度、すなわち機関温度を検
出する。クランク角センサ１６は、機関本体８のクラン
ク軸（図示せず）に結合するディストリビュータ１７の
軸１８の回転からクランク軸の角度を検出する。これら
のセンサ２．１３．１４．１５．１６の出力、およびパ
ンテリ１９の電圧は電子制御部２０へ送られる。電子制
御部２０はマイクロコンピュータから成す、各センサか
らの入力信号をパラメータとして燃料噴射量を計算し、
計算した燃料噴射量に対応したパルス幅の電気パルスを
燃料噴射弁２１へ送る。

電子制御部２０はまた、過給機４の電磁クラッチ２２の
ＯＮ・ＯＦＦ制御を行なうとともに、バイパス弁１２の
開度制御を行う。

第３図は電子制御部２０の詳細を示す。マイクロプロセ
ッサから成るＣＰＵ　（中央処理装置）２３、ＲＯＭ　
（リードオンメモリ）２４、ＲＡＭ　（ランダムアクセ
スメモリ）２５、機関停止時にも補助電源から給電され
て記憶を保持できる不揮発性記憶素子としてのバックア
ップ用のＲＡＭ　２６、マルチプレクサ付きＡ／Ｄ　（
アナログ／デジタル）変換器２７、およびバッファ付き
■１０（入力／出力）ボート２８は、バス２９を介して
互いに接続される。エアフロメータ２、吸気温センサ１
３、水温センサ１５、およびバッテリ１９の出力信号は
Ａ／Ｄ変換器２７へ送られ、Ｉ１０ポート２８から入力
され、またスロットルセンサ１４およびクランクセンサ
１６の出力信号はＩ１０ボート２８へ直接入力される。

バイパス弁１２燃料噴射弁２１、過給機４の電磁クラッ
チ２２はＩ１０ポート２８を介してＣＰＩＪ　２３から
指令信号を受ける。

第４図は電子制御部２０による燃料噴射量演算のサブル
ーチンの概略フローチャートを示す、このフローチャー
トにおいて、ステップ１００ではエンジン回転数を計算
する。次にステップ１０１でエンジンがオーバーランを
しているか否かをチェックした後、ステップ１０２でス
ロットル弁の開度、吸入空気量等のアナログ信号を、デ
ィジタル信号に変換する。ステップ１０３ではスロット
ル弁の開度およびエンジン回転数等のデータに基き燃料
カット制御の判定を行う。ステップ１０４では、エンジ
ン回転数と吸入空気量から１回当たりの燃料噴射時間の
基準値ＴＰを演算する０次にステップ１０５でエンジン
運転条件に応じて燃料噴射量の増量係数を演算する。ス
テップ１０６では燃料噴射量の下限値ＴＰｓｉｎを演算
し、ステップ１０７で燃料噴射量の上限値ＴＰ＋＋＋ａ
ｘを演算する。そしてステップ１０８で燃料噴射時間Ｔ
ＰがＴＰａ＋ｉｎ以上ＴＰｍａｘ以下となるように、上
下限値で制限し、最後にステップ１０９でＴＰに吸気温
補正および増量係数をかけて最終的な燃料噴射時間τが
求められる。

第１図は、上記概略フローチャートのうちステップ１０
７で実行される、燃料噴射時間の上限値ＴＰｍａｘを演
算するサブルーチンのフローチャートである。まずステ
ップ２００では、過給機４の電磁クラッチ２２がＯＮに
なったか否かを判定し、ＯＮになっていなければ、過給
機４は駆動されていないのでステップ２０１．２０２を
実行して通常の燃料噴射時間上限値ＴＰｍａｘを求める
。すなわち、ステップ２０１でフラグＦ１を０にリセッ
トした後、ステップ２０２において、ステップ弁全開時
の吸入空気量に応じたＴＰｖｉａｘを演算する。このＴ
Ｐｍａｘは、第５図に示されるようにエンジン回転数に
対して１本の曲線で表わされ、１つのエンジン回転数に
つき一意に定まる。

上記ステップ２００において電磁クラッチ２２がＯＮに
なったことが判別されると、ステップ２０３が実行され
てフラグＦ、がｌか否か判定される。

初めてステップ２０３が実行される時、すなわち電磁ク
ラッチ２２がＯＮになった直後、フラグＦ。

は０であるので次にステップ２０４が実行されてフラグ
Ｆ、が１にセットされ、ステップ２０５においてカウン
タＣＩがクリアされて０になる。次いでステップ２０６
が実行され、過渡時の燃料噴射時間の上限値ＴＰｗｒａ
ｘが求められる。電磁クラッチ２２がＯＮになった直後
は、過給機４の始動によりエアフロメータ２の検出値が
急激に増加してオーバーシュートし、実際の吸入空気量
よりも多めの空気量が検出される。そこでステップ２０
６では、燃料噴射時間を、検出空気量に対応する噴射時
間よりも少なめに定める。

第６図（ａ）は過給機の始動直後の燃料噴射時間の上限
値ＴＰｍａｘを示す。過給機の始動直後は吸入空気量の
検出値が大きく変動する過渡時であり、この過渡時にお
いては、過給機４の始動直前におけるエンジン回転数と
吸入空気量に基いて燃料噴射時間の上限値が求められる
。この例においては、過給機の始動直後の燃料噴射時間
は、過給機の始動直前のエンジン回転数と吸入空気量と
で決定される二次元マツプとして与えられ、このマツプ
を二次元補間することによって求められる。各曲線ｐ、
　、　Ｐ！　、　ｐ、は、始動直前の吸入空気量（例え
ば燃料噴射時間、スロットル開度、吸気管負圧等）を表
わすパラメータである。このパラメータとエンジン回転
数とで二次元補間され、燃料噴射時間の上限値ＴＰｍａ
ｘが求められる。例えば過給機が始動する直前のエンジ
ン回転数をＮＯｌまたこのときの吸入空気量をＰｏとす
ると、Ｎ、≦Ｎ０≦Ｎ２、ｐｔ　：５ｐ０≦Ｐ、となる
４つの格子点ｒ＜Ｎ１．ｐｔ）、ｆ（Ｎ＋　、ｈ）　、
ｆ（Ｎｚ　、　Ｐ＋）　、ｆ（Ｎｚ　、　Ｐ２）を用い
て図示のように二次元補間を行なう。

このように始動直前の吸入空気量が演算に用いられるの
は最も高精度に過渡時の吸入空気量を推定しやすいから
である。なお、曲線Ｐ＋　、　Ｐｚ　、　Ｐ３はエンジ
ン毎に実験により求められる。

次にこのサブルーチンが実行されると、ステップ２００
の後ステップ２０３においてフラグＦ、がｌであるので
、ステップ２０７へ進む。ステップ２０７ではカウンタ
Ｃ３が設定値Ｎ、よりも小さいか否かが判別され、大き
ければ、既に過渡時を過ぎたことを意味し、ステップ２
０２へ移って通常の上限値ＴＰｍａχが求°められる。

もしカウンタＣ１が設定値Ｎ１以下であれば、まだ過渡
時であることを意味し、ステップ２０８でカウンタＣ１
に１を加え、ステップ２０６が実行されて過渡時の上限
値ＴＰｍａｘが求められ、このルーチンは終了する。

第８図（ａ）　、　（ｂ）は上述のようにして求められ
た噴射時間τの間だけ燃料噴射を行なうためのサブルー
チンを示す。第８図（ａｌのサブルーチンは３０”クラ
ンク角（ＣＡ）毎に実行され、ステップ４０１では現在
噴射タイミングにあるか否かを判別し、否定判断されれ
ばそのままこのルーチンを終了するが、肯定判断されれ
ばステップ４０２へ移る。ステップ４０２では実際の噴
射時間τを時刻−数刻込みルーチン（第８図（ｂ））に
セットする。すなわち、電子制御部２０のハードウェア
タイマ（図示せず）に時間τをセントする。その後、ス
テップ４０３において燃料噴射弁２１が開弁され、これ
と同時に第８図（ｂ）の時刻−数刻込みルーチンが起動
し、上記時間τが経過するとステップ４０４が実行され
て燃料噴射弁２１が閉弁される。しかして時間τの間、
燃料噴射が行なわれる。

以上のように本実施例によれば、過給機４の始動時にエ
アフロメータ２がオーバーシュートしても、実際の吸入
空気量を推定するとともにこれに対応した燃料噴射量を
求めることができるので、空燃比が一時的に過濃になっ
て排気エミッションが悪化することが防止される。

上記実施例は燃料噴射時間の上限値ＴＰｍａｘを求める
ものであったが、他の実施例として燃料噴射時間の基準
値ＴＰ（すなわち基本燃料噴射量）を求めてもよい。す
なわち、第４図のステップ１０４において第１図のサブ
ルーチンを実行し、ここで第１図のサブルーチンのステ
ップ２０２では通常の燃料噴射時間の基準値ＴＰを求め
、ステップ２０６では過渡時の燃料噴射時間の基準値Ｔ
Ｐを求めるようにすればよい。この場合、ＴＰは第６図
（ｂ）で示されるデータから成るマツプから二次元補間
により求められ、ここでＰｔ　、　Ｐｚ　、　Ｐ３は第
６図（ａ）と同様に過給機始動直前の吸入空気量を表わ
す。しかして、過給機の始動時を考慮した基本燃料噴射
量が求められる。なお、このような基本燃料噴射量にあ
わせて、過渡時の燃料噴射時間の上限値ＴＰｎ＋ａｘを
上記第１の実施例と同様に求めてもよい。

第７図は、過給機４の停止時におけるエアフロメータ２
のアンダーシュートによる吸入空気量の検出誤差を補正
して燃料噴射時間の下限値ＴＰｍｉｎを求める機能を含
んだサブルーチンのフローチャートを示す。このサブル
ーチンは第４図のステップ１０７において実行される。

この第７図のサブルーチンは、基本的に第１図のものと
同じであり、第１図に対応するステップはその参照符号
に１００を加算して示し、また各パラメータは添字２を
付して示しである。ステップ３００は過給機４の電磁ク
ラッチ２２がＯＰＦにされたか否かを判別するものであ
り、否定判断されればステップ３０１，３０２が実行さ
れて通常の燃料噴射時間の下限値ＴＰｍｉｎが求められ
、肯定判断されればステップ３０４　、３０５　、３０
６の順、あるいはステップ３０３　、３０７　、３０８
　、３０６の順に実行されて過渡時の燃料噴射時間の下
限値ＴＰｍｉｎが求められる。なお、これらのＴＰｍｉ
ｎは、第５図および第６図のＴＰｍｉｎと同様な方法で
定められる。

この第７図のサブルーチンを実行するようにすれば、過
給機４の停止時に、エアフロメータ２がアンダーシュー
トすることにより燃料噴射時間が短かすぎて空燃比が希
薄になり、排気エミッションが悪化することが防止され
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、過給機の始動時に、エア
フロメータのオーバーシュートにも拘らず実際の吸入空
気量に応じた燃料噴射時間の上限値を設定することがで
き、したがって排気エミッションの悪化を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射時間の上限値を定めるサブルーチンの
フローチャート、第２図は本発明の実施例を適用したエ
ンジンを示す系統図、第３図はマイクロコンピュータの
ハードウェアの構成図、第４図は燃料噴射量を定めるサ
ブルーチンの概略フローチャート、第５図はエンジン回
転数に対する通常の燃料噴射時間の上限値を示すグラフ
、第６図（ａ）はエンジン回転数に対する過渡時の燃料
噴射時間の上限値を示すグラフ、第６図（ｂｌはエンジ
ン回転数に対する過渡時の燃料噴射時間を示すグラフ、
第７図は燃料噴射時間の下限値を定めるサブルーチンの
フローチャート、第８図（ａｌは燃料噴射を開始するサ
ブルーチンのフローチャート、第８図（ｂ）は燃料噴射
を終了するサブルーチンのフローチャートである。 ２・・・エアフロメータ、　　４・・・過給機、２１・
・・燃料噴射弁、　　２２・・・電磁クラッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．運転状態に応じて駆動もしくは停止される過給機と
   、吸気管内を通過する吸入空気量を検知するエアフロメ
   ータと、このエアフロメータの検知量に基づいて燃料噴
   射量の値を設定する噴射量設定手段とを備えた過給機付
   内燃機関において、上記噴射量設定手段は、上記過給機
   の駆動開始後、一定時間の間、燃料噴射量を上記検知量
   に基づく噴射量の値よりも少なくすることを特徴とする
   過給機付内燃機関の燃料噴射量制御装置。