JPH01300030A - 内燃機関の燃料供給量制御装置 - 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】 凡吠辺旦追 ［産業上の利用分野コ 本発明は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通ずる
排気還流路に設けられた制御弁を制御することにより、
排気を吸気系に循環させる排気再循環装置を備えた内燃
機関の燃料供給量制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の燃料供給量を制御する装置とし・
で、エアフロメータからの吸入空気量と内燃機関回転速
度に基づき基本燃料供給量を求め、これを、排気中の酸
素濃度がら空燃比を検出する空燃比センサや冷却水温を
検出する水温センサ等からの検出信号に応じて補正し、
燃料供給量を制御する装置が知られている。

ところで内燃機関には、排気通路と吸気通路とを連通ず
る排気還流路に設けられた制御弁を制御することにより
、内燃機関の排気の一部を取り出して吸気系に再循環さ
せて、排気中の有害成分であるＮＯＸの生成を抑制する
排気再循環装置が、エミッション対策として汎用されて
いる。

こうした排気再循環装置を備えた前記内燃機関の燃料供
給量制御装置では、吸気系に再循環された排気に残留す
る酸素量の空燃比に与える影響を考慮して、排気再循環
装置の動作状態に応じて、内燃機関への燃料供給量を制
御するようになされている（例えは、特開昭６１−４８
３６号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来の内燃機関の燃料供給量制御装
置は、来だに十分なものではなく、次のような問題点が
あった。

前記排気１ｑ循環装置は、記述したように排気還流路に
設けた制御弁（以下、ＥＧＲバルブと呼ぶ。

）を制御することにより、排気を吸気系に循環させるよ
うに構成されているが、こうした排気再循環装置では、
ｌト気再循環装置の動作を停止すべくそのＥＧＲバルブ
が閉じられると、ＥＧＲバルブから吸気通路までの排気
還流路部分に吸気通路から流れてきた空気が侵入してく
ることがある。このために、本来、内燃機関のシリンダ
内に取り込まれるべき空気の一部が前記ＥＧＲバルブか
ら吸気通路までの排気還流路部分に逃げることになり、
エアフロメータの測定値に基づいて定められる基本燃料
供給量が、内燃機関の負荷に応じた値とならず、排気再
循環装置の動作停止時に空燃比が一時的にリッチ側にず
れるといったことがある。

一方、排気再循環装置の動作が開始されると、前記ＥＧ
Ｒバルブから吸気通路までのＪＪト気気流流路部分貯え
られた空気が排気に先んじて内燃機関のシリンダ内に取
り込まれることになる。ところで、この取り込まれる空
気の量は、排気再循環装置の吸気通路口よりはるかに吸
気通路の上流に設けられたエアフロメータでは、測定で
きるものではないために、そのエアフロメータの測定値
に基づいて定められる基本燃料供給量が、内燃機関の負
荷に応じた値となるはずがなく、排気再循環装置の動作
開始時に空燃比が一時的にリーン側にずれるといったこ
ともある。

これら空燃比のずれの結果、排気再循環装置の動作開始
時および動作停止時に、エミッションおよびドライバビ
リティが悪化するといった問題点を招致する。

即ち、前記従来の内燃機関の燃料供給量制御装置は、吸
気系に再循環された排気に残留する酸素量の空燃比に与
える影響を考慮して、燃料供給量を制御するようになさ
れているが、前記したようなＥＧＲバルブから吸気通路
までの排気還流路部分に貯えられる空気量、所謂デッド
ボリュームの空燃比にりえる影響を考慮したものではな
く、したがって、前記のような問題点が生じるに至った
。

そこで、本発明は、前記デ・ンドボリュームの空燃比に
与える影響を考慮し、排気再循環装置の動作開始時や動
作停止時にあっても、内燃機関への燃料供給量を、内燃
機関の実際の負荷に応じて制御できる内燃機関の燃料供
給量制御装置を提供することを目的としてなされた。

光咀辺膚戒 ［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、課題を解決するための手
段として、本発明は以下に示す構成を取った。即ち、本
発明の内燃機関の燃料供給量制御装置は、第１図の基本
的構成図に例示するように、内燃機関Ｍ１の排気通路Ｍ
２と吸気通路Ｍ３とを連通する排気還流路Ｍ４に設けら
れた制御弁Ｍ５を制御することにより、排気を吸気系に
循環させる排気再循環装置Ｍ６を備えた内燃機関の燃料
供給量制御装置であって、 内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ
７と、 該運転状態検出手段Ｍ７の検出結果を受け、前記内燃機
関Ｍ１の運転状態に応じた燃料供給量を算出する燃料供
給量算出手段Ｍ８と、 該燃料供給量算出手段Ｍ８の算出結果に応じて前記内燃
機関Ｍ１に燃料を供給する燃料供給手段Ｍつと、 前記１１１気再循環装置Ｍ６の動作状態を検出する動作
状態検出手段ＭＩＯと、 該動作状態検出手段ＭＩＯにより前記ｔＪｌ：気再循環
装置Ｍ６の動作開始が検出された時点から所定期間、前
記燃料供給手段Ｍ９からの燃料供給量を増量するか、あ
るいは、前記動作状態検出手段Ｍ１０により前記排気再
循環装置Ｍ６の動作停止が検出された時点から所定期間
、前記燃料供給手段へ！Ｉ９からの燃料供給量を減量す
るかの少なくとも一方を行なう燃料供給量補正手段Ｍｌ
ｌと、を設けたことを特徴としている。

［１乍用コ 以上のように構成された本発明の内燃機関の燃料供給量
制御装置は、燃料供給量算出手段Ｍ８によって、運転状
態検出手段Ｍ７により検出された内燃機関Ｍ１の運転状
態（例えは、吸入空気量等）も乙応じて燃料供給量を算
出し、燃料供給手段Ｍ９によって、その算出結果に応じ
て内燃機関Ｍ１に・燃料を供給するが、史に、この燃料
供給手段Ｍ９による燃料供給量を、動作状態検出手段Ｍ
ＩＯにより月１気再循環装置Ｍ６の動作開始が検出され
た時点から所定期間、増量するか、あるいは、排気再循
環装置Ｍ６の動作停止が検出された時点から所定期間、
減量するかの少なくとも一方を、燃料供給量補正手段Ｍ
ｌｌによって行なうように働く。

なお、ここでいう所定期間とは、その間に増量もＭ４部
分に貯えられる空気量、即ちデッドボリューム分に見合
うように、予め設定されたものである。このため、排気
再循環装置Ｍ６の動作開始時にあっては、燃料供給手段
Ｍ９から内燃機関Ｍ１に供給される燃料供給はか、前記
デッドボリュームから吸気系に取り込まれた空気量を含
む実際の吸入空気量に応じた量となり、また、排気再循
環装置Ｍ６の動作停止時にあっては、前記供給されろ燃
料供給量が、吸気通路Ｍ２から前記デッドボリューム中
に逃げていく空気量を除いた実際の吸入空気量に応じた
量となり、前記デッドボリュームに起因する空燃比の変
動を抑えるように働く。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

まず第２図は、実施例である内燃機関の燃料供給量制御
装置を搭載した内燃機関システムの概略構成図である。

同図に示すように、内燃機関２の吸気通路４には、上流
から順に、吸気通路４への空気を濾過するエアクリーナ
６、内燃機関２の吸入空気量を検出するためのムービン
グベーン式のエアフロメータ８、内燃機関２の吸入空気
量を調節するスロットルバルブ１０、吸気の脈動を抑え
るためのサージタンク１２が＋ｊ３４けられている。

一方、排気通路２０には、排気中の残存酸素濃度を検出
する酸素センサ２２や、排気を２争化するための三元触
謀コンバータ２４が設けられている。

また、排気通路２０には、内燃機関暖機後の特定運転領
域下で排気をサージタンク１２に還流させるＥＧＲ装置
３０が設けられている。

ＥＧＲ装置３０は、排気通路２０とサージタンク１２と
を結ぶ排気還流路３２にＥＧＲバルブ３４を設けた構成
をしている。このＥＧＲバルブ３４は、サージタンク１
２の負圧を導入することにより作動する負圧作動式のも
ので、その負圧導入口の上流に設けられた第１電磁弁３
６と、該負圧導入口を大気に開放する第２電磁弁３日と
によって制御される。即ち、第１電磁弁３６が開、第２
電磁弁３日が閉とされるど、ＥＧＲバルブ３４のダイヤ
フラム室３４ａにサージタンク１４の負圧が加わり、ダ
イヤフラム３４ｂと接続された弁体３４ｃが、図中下方
向に移動し閉状態となる。−方、第１電磁弁３６が閉、
第２電磁弁４０が開とされると、ＥＧＲバルブ３４のダ
イヤフラム室３４ａに大気圧が加わり、ダイヤフラム３
４ｂと接続された弁体３４ｃが、図中上方向に移動し開
状態となる。こうして、排気通路２０とサージタンク１
２との間の排気還流路３２が開閉され、ＥＧＲ装置３０
の動作、非動作が制御される。

一方、内燃機関２には、その運転状態を検出するための
センサとして、上述のエアフロメータ８及び酸素センサ
２２の他、スロットルバルブ１０の開度を検出するスロ
・ントル開度センサ４０、図示しないディストリビュー
タ内に設けられディストリビュータの１回転（クランク
軸の２回転）に２４発のパルス信号を出力する回転速度
センサ４２、同じくディストリビュータ内に設けられデ
ィストリビュータの１回転に１発のパルス信号を出力す
る気筒判別センサ４４、内燃機関２のウォータシャケ・
ントに取り付けられ冷却水温を検出する水温センサ４６
等が備えられている。

前記各センサからの検出信号は、マイクロコンピュータ
を中心とする論理演算回路として構成された電子制御回
路５０に出力される。電子制御回路５０は、これら検出
信号に基づいて、燃料供給手段Ｍ９としての燃料噴射弁
５２を駆動して内燃機関２への燃料噴射量を制御したり
、図示しないイグナイタを駆動して点火時間を制御した
り、前記ＥＧＲバルブ３４を駆動して、ＥＧＲ制御を実
行する。

なお、電子制御回路５０は、予め設定された制御プログ
ラムにしたがって、前記制御のための演算処理を実行す
るＣＰＵ６０、ＣＰＵ６０で演算処理を実行するのに必
要な制御プログラムや期間データが予め記録されたＲＯ
Ｍ６２、同じ＜ＣＰ［６０で演算処理を実行するのに用
いられるデータが一時的に読み書きされるＲＡＭ６４、
前記各センサからの検出信号を人力するための人力ポー
トロ６、及びＣＰＵ６０での演算結果に応じて燃料噴射
弁５２やＥＧＲバルブ３４（第１電磁弁３６、第２電磁
弁３日）等に駆動信号を出力するための出力ポートロ８
等から構成されている。

前記電子制御回路５０で実行される本発明にかかわる主
要な処理を示す燃料噴射量算出処理について、第３図の
フローチャートを用いて、次に説明する。

処理が開始されると、まず、ＥＧＲバルブ３／１が開状
態にあるか否かを判定する（ステップ１００）。この判
定は、内燃機関２の運転状態が、ＥＧＲ制御装置３０を
作動させる条件である特定運転領域に移行して、第１電
磁弁３６、第２電磁弁にＥＧＲバルブ３４を開状態にす
る制御信号が出力されたか否かから判定される。ここで
、ＥＧＲバルブ３４が開状態にあると判定されると、処
理はステップ１１０に移る。

ステップ１１０では、前回にこの処理を実行したときに
設定された、Ｅ’ＧＲバルブ３４の開閉状態を示す状態
フラグＦが値０（閉状態）であるか否かを判定する。こ
こで、（ぬ０と判定されると、ＥＧＲバルブ３４が閉状
態から開状態に切り替わったことを意味し、処理はステ
ップ１２０に移る。

ステップ１２０では、状態フラグＦを値１に設定すると
共に、タイマ時間Ｔ１を初期値ａに設定する。このタイ
マ時間Ｔ１は、ＥＧＲバルブ３４から吸気通路４までの
排気還流路３２部分に貯えられる空気量、即ちデッドボ
リューム分を見込んで増量される燃料量に相当するもの
で、予めその長さが設定されている。続くステ・ンブ１
３０では、前記タ、イマ時間ＴＩを１単位だけ減算する
。なお、次回以降この処理を実行する際には、ステップ
１１０で状態フラグＦ１が値０でないと判定されて、ス
テップ１２０の処理を読み飛はしてステ・ンブ１３０の
処理が実行される。

続くステ・ンプ１４０では、タイマ時間ＴＩが正の値を
取るか否かが判定され、正の値の間は、ＥＧＲ補正量の
燃料増量分τＥＧＲＩを所定量すに設定する（ステップ
１５０）。一方、タ、イマ時間Ｔ１が０以下となった場
合には、燃料増量分τＥＧＲＩを（１頁０に設定する（
ステ・ンブ１６０）。その後、処理はステップ１７０に
移り、基本燃料噴射量τＡに各種燃料補正量τＢと前記
燃料増量分τＥＧＲ１とを加算して、燃料噴射量Ｔを算
出する。なお、前記基本燃料噴射量ＴＡは、エアフロメ
ータ８および回転数センサ４２でそれぞれ検出された吸
入空気量Ｑおよび機関回転速度ＮＥをパラメータメータ
として算出されたものであり、また、各種燃料補正量τ
Ｂは、スロ・ントル開度センサ４０や水温センサ４６等
の検出結果に基づき算出される暖機運転あるいは加速運
転時等の増量補正分である。

そして、続くステップ１８０で、その算出された燃料噴
射量τに対応する開弁信号が燃料哨ｑ１弁５２に出力さ
れ、燃料噴射弁５２から内燃機関２に前記燃料噴射量Ｔ
だけの・燃料が噴射される。その後、処理は「リターン
」に抜けて一旦終了する。

−・方、ステ・ンプ１００で、ＥＧＲバルブ３４が閉状
態にあるとＴす定されると、処理はステップ１９０に移
ｔ」する。ステップ１９０では、前回にこの処理を実行
したときに設定された、ＥＧＲバルブ３４の開閉状態を
示す状態フラグＦが値１（開状態）であるか否かを判定
する。ここで、１直１と判定されると、ＥＧＲバルブ３
４が開状態から閉状態に切り替わったことを意味し、処
理はステップ２００に移る。

ステップ２００では、状態フラグｌ？を値０に設定する
と共に、タイマ時間Ｔ２を籾量値すに設定する。このタ
イマ時間Ｔ２は、ＥＧＲバルブ３４から吸気通路４まで
のデ・ントボリューム分を見込んで減量される燃料量に
相当するもので、予めその長さが設定されている。続く
ステップ２１０では、前記タイマ時間Ｔ２を１単位だけ
減算する。

なお、次回以降この処理を実行する際には、ステップ１
９０で状態フラグＦ１が値１でないと判定されて、スう
ゝツブ２００の処理を読み飛はしてステップ２１０の処
理が実行される。

続くステップ２２０では、タイマ時間Ｔ２が正の伽を取
るか否かが判定され、正の値の間は、ＥＧＲ補正量の燃
料ン威量分子　ＥＧＲ２を所定量ｄに設定する（ステッ
プ２３０　）。一方、タイマ時間Ｔ２が０以下となった
場合には、燃料減量分子　ＥＧＲ２を１直０に設定する
（ステップ２４０）。その後、処理はステップ２５０に
移り、基本燃料噴射量τＡに各種燃料補正＃ＴＢを加算
、前記燃料減量分子ＥＧＲ２を減算して、燃料哨羽量τ
を算出する。そうし・で、処理は記述したステップ１８
０に移り、燃料噴羽弁５２から燃料噴躬潰τだけの燃料
を噴射し、その後、処理は「リターン」に抜けて一旦終
了する。なお、電子制ｉ卸回路５０は、こうした燃料噴
射量算出処理を実行することにより、燃料供給量算出手
段Ｍ８、動作状態検出手段ＭＩＯ５燃料供給量補正手段
Ｍｌｌとして働く。

したがって、こうして構成された本実施例の内燃機関の
燃料供給量制御装置では、第４図に示すように、ＥＧＲ
バルブ３４０制御信号が開状態から閉状態に切り換えら
れた時点ｔ１から所定時間Ｔｌ、燃料噴劇量のＥＧＲ補
正量を値すだけ増量し、さらに、ＥＧＲバルブ３４の制
御信号が閉状態から開状態に切り換えられた時点ｔ２か
ら所定時間Ｔ２、燃料噴射量のＥＧＲ補正量を値ｄだけ
）酸量する。しかも、前記所定時間Ｔ１およびＴ２は、
それぞれＥＧＲバルブ３４から吸気通路４までのデッド
ボリューム分を見込んで設定されているために、こうし
たことから、ＥＧＲ装置３０が動作開始するときに、内
燃機関２に余分に供給されろ前記デ・ンドボリューム分
を踏まえた吸入空気欧に応じて内燃機関２に燃料を供給
することができ、また、Ｅ　Ｇ　Ｒ装置３０が動作傑出
するときに、ＥＧＲバルフ″：３４から１１及気通路１
１までのＩＦ気還ン禿路；３２部分に逃げていく前記デ
ッドボリューム分を踏まえた吸入空気量に応じて内燃機
関２に燃料を供給することができる。したがって、Ｅ　
Ｇ　Ｒ装置３０の動作開始時や動作停止時にあっても、
内燃機関２に供給される燃料泗合気の空燃比を安定して
制御することができ、エミ・ンションおよびドライバビ
リティを向上することができる。

なお、前記実施例では、ＥＧＨ装置３ｏの動作開始時点
から所定時間Ｔ１の間、所定量すの燃料を増量する処理
と、ＥＧＲ装置３０の動作停止時点から所定時間Ｔ２の
間、所定量ｄの燃料を減量する処理どの双方を実行する
ように構成されているが、これに替わり、どちらか一方
の処理だけ実行するように構成してよく、その処理を実
行したＥＧＲ動作開始時または動作停止時の空燃比を安
定に制御することができる。

また、前記実施例では、前記所定時間Ｔ１の間に増量さ
れる燃料量を所定量すとし、前記所定時間Ｔ２の間に減
量される燃料量を所定量ｄとする構成をしているが、こ
れに替わり、第５図に示すように、増減量を時間経過と
共に次第に減衰するように構成してもよい。

さらに、前記実施例では、記述したようなＥＧＲ装置動
作開始時および動作停止時の燃料供給量補正を同期噴射
により行っていたが、これに替わり、非同朋噴躬による
構成としてもよい。

また、前記実施例では、ＥＧＲ装置動作開始時または動
作停止時から所定時間（Ｔｌ　または１゛２）、燃料量
増量または減量していたが、これに替わり、ＥＧＲ装置
動作開始時または動作停止時からエンジンが所定回数回
転する間、燃料量増量または減量させてもよい。

え肌少及釆 以上実施例を挙げで詳述したように、本発明の内燃機関
の燃料供給量制御装置は、排気再循環装置の動作開始時
または動作停止時における、制御弁から吸気通路までの
排気管流路ｇ１分に貯えられる空気量、所謂デッドボリ
ューム分を踏まえた吸入空気量に応じて内燃機関に燃料
を供給することができる。したがって、排気再循環装置
の動作開始時や動作停止時にあっても、内燃機関に供給
される燃料混合気の空燃比を安定して制御することがで
き、エミッションおよびドライバビリティを向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内・撚枇閏の燃料供給量制御装置の基
本的構成を示す基本構成図、第２図は実施例である内燃
機関の燃料供給量制御項装置を搭載した内燃機関システ
ムの概略構成図、第３図は同実施例の燃゛科噴躬量算出
処理を示すフローチャート、第４図はその燃料噴射量算
出処理におけるＥＧＲ補正量の変化を示すタイミングチ
ャート、第５図は他の実施例におけるＥＧＲ′ａ正量の
変化を示すタイミングチャートである。 Ｎ・１１・・・内燃機関　　　　Ｍ２・・・排気通路ｆ
Ｖ１３・・・吸気通路　　　　Ｍ４・・・排気還流路Ｍ
　５・・・制御弁　　　　　Ｍ６・・・１４ト気再循環
装置〜１７・・・運転状態検出手段 Ｍ８−・・燃料供給量算出手段 Ｍ９・・・燃料供給手段 ＭＩＯ・・・動作状態検出手段 Ｍｌｌ・・・燃料供給量補正手段 ２・・・内燃機関　　　　　　４・・・吸気通路８・・
・エアフロメータ　　　２ｏ・・・排気通路３０・・・
ＥＧＲ装置　　　　３２・・・排気還流路３４・・・Ｅ
’ＧＲバルブ ３６・・・第１電磁弁　　　　３８・・・第２電磁弁５
０・・・電子制御回路　　　′ 代理人　　　弁理士　　定立　勉（ほか２名）第１図 Ｍ６排気〜炬スに置 、１ Ｍｌｌ　　　　　　　　　　　　Ｉ’７！／　　　　　
　　　　　　　Ｍ６第２図 ５０・・電子ｆｆ、Ｉ＋御回路 第　３　図 ＥＧＲバルブ丸・１泡可名号 ＥＧＲ柿正量 第４図 病ヒ− 第５図 ）Ｌ 意

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気還流
   路に設けられた制御弁を制御することにより、排気を吸
   気系に循環させる排気再循環装置を備えた内燃機関の燃
   料供給量制御装置であって、内燃機関の運転状態を検出
   する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果を受け、前記内燃機関の
   運転状態に応じた燃料供給量を算出する燃料供給量算出
   手段と、 該燃料供給量算出手段の算出結果に応じて前記内燃機関
   に燃料を供給する燃料供給手段と、前記排気再循環装置
   の動作状態を検出する動作状態検出手段と、 該動作状態検出手段により前記排気再循環装置の動作開
   始が検出された時点から所定期間、前記燃料供給手段か
   らの燃料供給量を増量するか、あるいは、前記動作状態
   検出手段により前記排気再循環装置の動作停止が検出さ
   れた時点から所定期間、前記燃料供給手段からの燃料供
   給量を減量するかの少なくとも一方を行なう燃料供給量
   補正手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給量制御装
   置。