JPS6296750A - 過給機付エンジンの空燃比制御装置 - 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） 本発明は過給機付エンジンに関し、特に過給が有効に行
なわれる運転領域での空燃比制御を好適に行ない碍る空
燃比制御装置に関するものである。

（従来の技術） 過給機付エンジンにおいて、過給機が作動して吸気の過
給が有効に行なわれる運転領域、例えば過給圧が正圧と
なる過給領域では、燃料の燃焼効率が向上され、燃焼に
よる発熱量が増大する。そのために、例えば特開示昭５
６−８１２３号公報゛に開示されているように、排気温
度が高温になったときには混合気が過濃側となるように
空燃比に移行して燃焼温度を低下させ、これによって過
給に起因して生ずる燃焼室まわりの各部分の加熱を防止
するようにしている。ここに、かかる混合気の過濃側へ
の移行制御を、排気温度によらず、過給領域への移行に
連動させて行なうことが考えられる。このようにすれば
、前もって燃焼温度の上昇が抑制されるので、各部分の
加熱を確実に防止することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このように吸気の過給状態によって混合
気を過濃側に制御すると、燃焼室まわりの各部分がそれ
らの許容温度よりもかなり低い状態のときにかかる過濃
側への移行が行なわれてしまう場合がある。例えば、市
街地走行時のような部分負荷あるいは低負荷運転状態で
は、排気圧が低く過給圧が正圧まで上昇しない。従って
、燃焼室まわりの部分は十分に低い温度にある。このよ
うな状態で加速が行なわれると、過給圧が正圧となり、
そのために混合気が過濃側へ移行するように空燃比制御
が行なわれる。しかるに、市街地等での加速時間は短か
いのでその加速中の過給によって燃焼室まわりが許容限
度を超える加熱状態になることはない。従って、このよ
うな状態での過濃側への移行は、単に燃料を無駄にする
のみであり、燃費の悪化を招く原因となる。

本発明の目的は、このような問題点を解決した過給機付
エンジンの空燃比制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、吸気が所定の過給状態になった場合に、直
ちに混合気を過濃（゛エンリッチ）側へ移行させずに所
定の時間を経過した後にかかる移行制御を行なわせるよ
うにしている。すなわち、第１図を参照して説明すると
、本発明の装置は、エンジンの運転状態を検出する検出
手段Ａと、該検出手段Ａの出力を受けて過給機により所
定の過給状態が得られたことを判別する判別手段Ｂと、
前記検出手段Ａおよび前記判別手段Ｂの出力ＳＲを受け
取り、前記所定の過給状態が得られたときには所定の遅
延時間τ。を算出し、当該遅延時間τ。

の経過後に前記所定の過給状態が得られたことを示す信
号Ｓ。を出力する遅延手段Ｃと、前記検出手段Ａの出力
を受けて運転状態に応じた空燃比Ａ／Ｆを算出すると共
に、前記遅延手段Ｃからの信号Ｓを受け、前記遅延時間
の経過後に所定の過給状態が得られたときには、算出さ
れた空燃比Ａ／Ｆを補正して理論空燃比よりも小さな値
の空燃比Ａ／Ｆ’となすエンリッチ補正を行なう空燃比
算出手段りと、該空燃比算出手段りにより算出された空
燃比となるように混合気の空燃比を調整する調整手段Ｅ
とを備えたことを特徴としている。

（実施例） 以下に、第２図ないし第５図を参照して、本発明の詳細
な説明する。

第２図は本実施例の全体構成を示す図であり、図におい
て１はシリンダブロック、２はシリンダヘッドであり、
シリンダブロック１内を上下に往復移動可能なピストン
３のヘッドとシリンダヘッド２との間に燃焼室４が形成
されている。シリンダヘッド２には吸気管５および排気
管６が接続され、これによって、燃焼室４はそれぞれ吸
気弁７および排気弁８を介して吸気通路９および排気通
路１０に連通している。吸気通路９の上流端はエアクリ
ーナ１１を介して大気側に解放されており、吸気通路９
内にはその上流側から順にエアーフローメータ１２、タ
ーボチャージャ１３のコンプレッサ、スロットルバルブ
１４が配置され、燃焼室４近傍側には燃料噴射弁１５の
ノズルが臨んでいる。一方、排気通路１０内にはその途
中にターボチャージャ１３のタービンおよび触媒装置１
６がこの順序に配置されている。上記のスロットルバル
ブ１４には、スロットル開度Ｔ○■を検出するセンサ２
１が配置され、スロットルバルブの下流側には吸気管内
の圧力Ｐ。を検出するための圧力センサ２２が配置され
ている。また、排気側においては、燃焼室近傍の位置に
排気温Ｔ　ｅ　Ｘを検出するセンサ２３、触媒装置の上
流側には０２濃度Ｃを検出する０２センサ２４が配置さ
れており、ターボチャージャのタービン側のハウジング
にはハウジング温度Ｔ丁を検出するための温度センサ２
５が配置され、更にはターボチャージャによる過給圧Ｐ
、を検出するためのセンサ２６が配置されている。一方
、シリンダブロック１には冷却水温Ｔｗ　を検出するセ
ンサ２７が配置されている。

３１はマイクロコンピュータにより構成されるコントロ
ーラであり、その入力側には上記の各センサにより検出
された各種の運転状態を示す信号が供給される。また、
エンジン回転数Ｎを示す信号が入力される。コントロー
ラ３１は、これらの信号に基づき、後述のように空燃比
を算出すると共に、実際の空燃比を０２センサ２４の出
力Ｃから検出し、算出した空燃比に実際の空燃比が調整
されるように噴射弁１５を駆動制御する。

第３図は、本例の装置により達成される空燃比制御マツ
プを、エンジン回転数およびスロットル開度をパラメー
タとして示すものである。図に示すように、空燃比は基
本的には理論空燃比（λ＝１）に制御されるが、通常の
運転状態すなわち部分負荷運転領域においては理論空燃
比よりも大きな値、すなわちリーンな混合気となるよう
にり一ン補正制御が行なわれる。また、高負荷領域にお
いて、過給機１３によって吸入空気が所定の過給状態に
なったときには、理論空燃比よりも小さな値、すなわち
エンリッチな混合気となるようにエンリッチ補正制御が
行なわれる。

第４図は、本例における空燃比制御を示すフローチャー
トであり、特に本発明の主題に係るエンリッチ補正制御
を中心に示すものである。図に示すように、制御が開始
されると各部の初期化が行なわれた後にステップＳＴＩ
に進み、各種の運転条件が読み込まれる。次に、ステッ
プＳＴ２において、検出された運転状態に応じた基本燃
料噴射１１Ｑｆ、が算出される。この算出は、例えばエ
ンジン回転数Ｎと吸入空気量Ｕから行なわれ、基本噴射
パルス幅として算出される。公知のように、かかる演算
は、メモリ内に予め格納されたエンジン回転数と吸入空
気量とをパラメータとするマツプを用いて求めることが
できる。次に、ステップＳＴ３では、算出された基本噴
射量Ｑｆ、　　に対して、運転条件に応じた各種の補正
量△Ｑｆ、が算出される。例えば、水温センサ２７によ
って検出した冷却水温Ｔｗ　に基づく水温補正歯、加速
、減速に基づく加、減速補正量等が算出される。

次に、ステップＳＴ４では、過給機１３によって所定の
過給状態が得られたか否かの判定が行なわれる。この判
定は、センサ２６によって検出された過給圧Ｐ、が予め
設定した過給圧ＰＢＯよりも高いか否かを判定すること
によって行なわれる。

肯定判定の場合には、ｒＹＥｓＪの流れに沿ってステッ
プＳＴ５へ進み、否定判定の場合には「ＮＯ」の流れに
沿ってステップＳＴ６へ進む。

所定の過給状態が得られた後は、ステップＳＴ５におい
てタイマフラグＦＬＧが“１”か否かが判別される。初
期状態においては、このフラグＦＬＧは“０”であるの
で、ステップＳＴ７、Ｓｒ１、Ｓｒ９を順次に進み、セ
ンサ２３、センサ２５、センサ２７によって検出した排
気温Ｔ　ｅ　Ｘ　％タービンハウジング温度ＴＴ１水温
Ｔｗ　に基づき遅延時間τ０が算出されて、その時間τ
０の計時がコントローラ内のタイマ機構によって開始さ
れ、更に、この計時状態にあることを示すフラグＦＬＧ
が“１”にセットされる。次に、ステップ５ＴＩＯでは
、遅延時間τ。が計時されたか否かが判定され、肯定判
定のときにはステップ５Ｔ１２・５Ｔ１４および５Ｔ１
５を順次に実行して、過給による噴射堆遣補正看△Ｑｆ
２は零とされ、燃料噴射量Ｑｆ　（−Ｑｆ、　　＋△Ｑ
ｆ、　　＋△Ｑｆ２）が算出され、これに基づき燃料噴
射制御が行なわれる。

このように、過給状態に入っても、遅延時間τ。

が経過するまでは、エンリッチ補正は行なわれない。

しかるに、遅延時間τ０の経過後は、ステップ５ＴＩＯ
からステップ５ＴＩＩに進み、フラグＦＬＧをリセット
した後ステップ５Ｔ１３で過給増量補正量へ〇ｆ２が算
出される。次に、ステップ１４ではこの補正量△Ｑｆ２
が加算された噴射ｌＱｆが算出され、ステップ５Ｔ１５
においてこの噴射量に基づき噴射制御が行なわれる。

なお、所定の過給状態が形成されていない運転領域では
、ステップＳＴ４からステップＳＴ６を介してステップ
５Ｔ１４へ進み、過給増最補正は行なわれない。

このように空燃比制御を行なう本例によれば、例えば市
街地走行時におけるような部分負荷運転状態において加
速が行なわれた場合には、第５図囚ないしＩｃＩに示す
ようにエンリッチ制御が行なわれる。すなわち、図にお
いて時刻Ｔ！からＴ２までの短時間だけ加速が行なわれ
、過給状態が遅延時間τ。よりも短かい△Ｔ、の場合に
は、第５図（Ｂｌに一点鎖線で示すようにピストン温度
はその許容温度Ｔａを超えることはないので、過給領域
（ＰＲ＞Ｐａｏ）になってもエンリッチ制御は行なわれ
ない。しかるに、加速時間がＴ１からＴ３までと長く、
そのために過給領域が遅延時間τ。よりも長い期間△Ｔ
２にわたると、この遅延時間τ。の経過後にエンリッチ
補正が開始される（第５図［Ｃ１参照）。

この結果、混合気の燃焼温度が低下され、第５図１Ｂ＋
の破線状態になるピストン温度が実線で示すように許容
温度Ｔａ以下に抑えられる。

このように本例によれば、過給状態が長く継続して燃焼
室まわりがその許容温度を超える程までに加熱される場
合にのみエンリッチ補正を行なっているので、不必要な
燃料の消費を行なわなくて済む。特に、本例のように空
燃比がリーン側に制御される領域が拡大されているもの
においては（第３図参照）、加速時にリーン領域からエ
ンリッチ領域への移行が制限されるので、燃費が大幅に
改善される。

なお、本例で遅延時間の算出を燃焼室まわりの部分の温
度を検出して決定しているが、例えば予め所定の値に設
定しておいても良いことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、所定の過給状態
が得られ、しかも遅延時間を経過した後に空燃比を補正
して混合気をエンリッチ側に制御するようにしているの
で、過給状態が短時間で終了して燃焼室まわりの部分を
過度に加熱するおそれのない場合にはエンリッチ側への
補正は行なわれない。従って、加熱の防止が必要なとき
にのみエンリッチ側への制御が行なわれ、不必要な燃料
の供給が制限され、燃費が改善される。

【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全体構成図、第３図は空燃比制御マ
ツプを示す図、第４図は第２図の装置の空燃比制御を示
すフローチャート、第５図１Ｂ＋ないしｆｃｌはそれぞ
れ第２図の装置の制御態様の一例を示す特性図である。 Ａ・・・・・・運転状態検出手段、Ｂ・・・・・・判別
手段、Ｃ・・・・・・遅延手段、Ｄ・・・・・・空燃比
算出手段、Ｅ・・・・・・空燃比調整手段、Ｔ０・・・
・・・遅延時間。 第暑図 第２図 鷺３図 工ンジ゛ン回転数（ｒｐ汎）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの運転状態を検出する検出手段と、該検出手段
   の出力を受けて過給機により所定の過給状態が得られた
   ことを判別する判別手段と、前記検出手段および前記判
   別手段の出力を受け取り、前記所定の過給状態がえられ
   たときには所定の遅延時間を算出し、当該遅延時間の経
   過後に前記所定の過給状態が得られたことを示す信号を
   出力する遅延手段と、前記検出手段の出力を受けて運転
   状態に応じた空燃比を算出すると共に、前記遅延手段か
   らの信号を受け、前記遅延時間の経過後に所定の過給状
   態が得られたときには、算出された空燃比を補正して理
   論空燃比よりも小さな値の空燃比となすエンリッチ補正
   を行なう空燃比算出手段と、該空燃比算出手段により算
   出された空燃比となるように混合気の空燃比を調整する
   調整手段とを有する過給機付エンジンの空燃比制御装置
   。