JPH03267537A - 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、過給状態に応じて空燃比を制御する過給機付
エンジンの空燃比制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、過給機付エンジンにおいては、過給を行わない場
合の燃料噴射口を補正して過給域の空燃比を制御してお
り、例えば、特開昭５６−７２２３９号公報には、エン
ジンの過給条件から吸入空気曾を計算し、この計算値に
応じ燃料噴射弁を作動するようにした先行技術が開示さ
れている。

ところで、従来の過給機付エンジンにおいては、過給域
が比較的狭いため、パワーの要求される運転領域に対し
てのみ過給を行うものが多く、全過給域で空燃化を一律
にリッチ化しているものが多い。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、最近の過給機付エンジンでは、エンジン
出力性能をさらに向上するため過給圧の＾圧化が進み、
これにつれて過給域そのものが広がるようになった。す
なわち、過給領域すべてが必ずしもパワーの要求される
運転領域とは限らず、定常運転領域においても過給が行
われるようになった。

従って、運転状態により要求空燃比が一定ではなく、従
来のように全過給域で空燃比を一律にすッチ化すると、
運転領域によっては排気ガス浄化性能が悪化するばかり
でなく、運転フィーリングを損ねて燃費の悪化を招くと
いう問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、過給域の
空燃比を適切に制御して排気ガス浄化性能の向上を図り
、運転フィーリングを向上させることのできる過給機付
エンジンの空燃比制御装置を提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明による過給機付エンジン
の空燃比制御装置は、第１図に示すように、エンジンが
過給状態か否かを判別する過給状態判別手段Ｍ１と、運
転状態パラメータに基づいて、空燃比に対する過給補正
量を過給状態に応じて設定する過給補正量設定手段Ｍ２
と、上記過給状態判別手段Ｍ１でエンジンが過給状態と
判別したとき、上記過給補正量設定手段Ｍ２で設定した
過給補正量により空燃比を補正する空燃比補正手段Ｍ３
とを備えたものである。

［作　用］ 上記構成による過給機付エンジンの空燃比１１１１］装
置では、過給補正量設定手段Ｍ２により、運転状態パラ
メータに基づいて、空燃比に対する過給補正量が過給状
態に応じて設定される。

そして、過給状態判別手段Ｍ１によりエンジンが過給状
態と判別されたとき、空燃比補正手段Ｍ３にて、上記過
給補正量により空燃比が補正される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図以下は本発明の一実施例を示し、第２図はエンジ
ン制御系の概略図、第３図は空燃比補正手順を示すフロ
ーチャート、第４図は過給補正量の説明図、第５図は等
空気量曲線を示す説明図である。

（エンジン制御系の構成） 第２図において、図中の符号１はエンジン本体であり、
図においては水平対向型エンジンを示す。

このエンジン本体１のシリンダヘッド２に吸気ボート２
ａと排気ボート２ｂが形成されている。

また、上記吸気ボート２ａにインテークマニホルド３が
連通され、このインテークマニホルド３の上流にエアチ
ャンバ４を介してスロットルチャンバ５が連通され、こ
のスロットルチャンバ５の上流に吸気管６を介してエア
クリーナ７が取付けられている。

一方、上記排気ボート２ｂにエキゾーストマニホルド８
を介して排気管９が連通され、この排気管９に触媒］ン
バータ１０が介装されている。

また、上記スロットルチャンバ５にスロットルバルブ１
１が設けられ、このスロットルチャンバ５の直上流の上
記吸気管６にインタークー５１２が介装され、さらに、
上記吸気管６の上記エアークリーナ７の下流側にレゾネ
ータチャンバ１３が介装されている。

また、符号１４は過給機の一例としてのターボチャージ
ャで、このターボチャージャ１４のタービンホイール１
４ａが上記排気管９に介装したタービンハウジング１４
ｂに収納され、一方、上記タービンホイール１４ａにタ
ービンシャフト１４Ｃを介して連結するコンプレッサホ
イール１４ｄが上記吸入管６の上記レゾネータチャンバ
１３の下流側に介装したコンプレッサハウジング１４ｅ
に収納されている。

また、上記タービンハウジング１４ｂの流入口にウェス
トゲートバルブ１５が介装され、このウェストゲートバ
ルブ１５に、図示しない過給圧制御用アクチュエータが
連接されて過給圧が制御され、上記インテークマニホル
ド３に取付けられた圧力スイッチ１６により過給圧が検
出される。

また、上記インテークマニホルド３の上記吸気ボート２
ａの直上流にインジェクタ２２が臨まされ、この各イン
ジェクタ２２と燃料タンク２３とが燃料通路２４ａと燃
料戻り通路２４ｂを介して連通されており、上記燃料通
路２４ａに燃料ポンプ２５が介装され、一方、上記燃料
戻り通路２４ｂにプレッシャレギュレータ２７が介装さ
れている。

また、上記吸入管６の上記エアークリーナ７の直下流に
、吸入空気量センサ（図においてはホットフィルム式エ
アフローメータ）２８が介装され、上記スロットルバル
ブ１１に、スロットル開度センサ２９ａと、スロットル
バルブ１１の全閉を検出するアイドルスイッチ２９ｂと
が連設されている。

さらに、上記インテークマニホルド３に形成したライザ
をなす冷却水通路（図示せず）に冷却水温センサ３０が
臨まされており、また、上記排気管９に０２センサ３１
が臨まされている。

また、上記エンジン本体１のクランクシャフト１ａに軸
着するクランクロータ３２にクランク角センサ３３が対
設されている。

（制御装置の回路構成） 一方、符号４１は制御装置で、この制御装置４１のＣＰ
Ｕ　（中央処理演算装置）４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４
４、および、Ｉ１０インターフェース４５がパスライン
４６を介して互いに接続されており、次の各機能、すな
わち、エンジンが過給状態か否かを判別する過給状態判
別手段、運転状態パラメータに基づいて、空燃比に対す
る過給補正量を過給状態に応じて設定する過給補正量設
定手段、及び、上記過給状態判別手段でエンジンが過給
状態と判別したとき、上記過給補正量設定手段で設定し
た過給補正量により空燃比を補正する空燃比補正手段の
各機能が実現され、また、他の割部機能が実現される。

上記Ｉ１０インターフェース４５の入力ポートには、上
記吸入空気量センサ２８、スロットル開度センサ２９ａ
、冷却水温センサ３０．０２センサ３１、クランク角セ
ンサ３３などのセンサ類、及び、圧力スイッチ１６、ア
イドルスイッチ２９ｂなどのスイッチ類が接続され、ま
た、上記Ｉ１０インターフェース４５の出力ポートには
、上記シリンダヘッド２に取付けた点火プラグ３６がイ
グナイタ３７を介して接続されているとともに、駆動回
路４７を介して、上記インジェクタ２２、燃料ポンプ２
５などのアクチュエータ類が接続されている。

上記ＲＯＭ４３には制御プログラム、固定データが記憶
されており、固定データとしては後述する過給補正量テ
ーブルＴＢＣＨがある。

また、上記ＲＡＭ４４にはデータ処理した後の上記各セ
ンサの出力信号、および、上記ＣＰＵ４２で演算処理し
たデータが格納されている。

さらに、上記ＣＰＵ４２では、上記ＲＯＭ４３に記憶さ
れている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ４４に格納
した各種データに基づき、インジェクタ２２を駆動する
パルス幅、上記イグナイタ３７へ出力する点火時期など
を演算する。

（動　作） 次に、上記構成による実施例の動作について説明する。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、例えば、
エンジンの回転に同期して所定周期毎に繰返されるプロ
グラムであり、ステップ５１０１で吸入空気量センサ２
８からの吸入空気ＩＱを読込み、次いで、ステップ５１
０２でクランク角センサ３３の信号入力間隔から算出さ
れるエンジン回転数Ｎを読込む。

次に、ステップ５１０３へ進み、上記ステップ５１０１
で読込んだ吸入空気ｉｉＱと上記ステップ５１０２で読
込んだエンジン回転数Ｎとに基づいて、基本燃料噴射ｆ
ｆ１Ｔｐを算出しくＴｐ　＝ＫｘＱ／Ｎ　：　Ｋは定数
）、ステップ５１０４へ進む。

ステップ３１０４では、上記ステップ３１０１で読込ん
だ吸入空気量Ｑをパラメータとして過給補正量テーブル
Ｔ　Ｂ　ＣＨを検索して、直接あるいは補間計算により
過給域における過給補正量Ｃを設定し、ステップ８１０
５で、この過給補正量Ｃを空燃比補正係数にとする（Ｋ
４−Ｃ）。

すなわち、一般に、エンジンの要求空燃比は、エンジン
回転数と吸気管圧力（絶対■圧）とをパラメータとして
吸入空気量が等しくなる等空気量曲線（第５図参照）に
対して略一致し、エンジン回転数が高く吸入管圧力が高
い程、空燃比がリッチに、エンジン回転数が低く吸入管
圧力が低い程、空燃比がリーンとなる。

従って、第４図に示すように、過給域における過給補正
ＩＩＣは吸入空気量Ｑの関数ｆ　（Ｑ　）にて表すこと
ができ、この関数関係Ｃ−ｆ　（Ｑ　）から求まる過給
補正量Ｃを吸入空気量Ｑをパラメータとした過給補正量
テーブルＴ　Ｂ　ＣｌとしてＲＯＭ４３の一連のアドレ
スに格納しておき、テーブルルックアップにて上記過給
補正ｆｆ１ｃを求めるのである。

そして、ステップ８１０６でインテークマニホルド３に
設けた圧力スイッチ２６からの信号Ｐを読込み、現在、
エンジンが過給運転中であるか否かを判別し、現在、エ
ンジンが過給中と判別するとステップ８１０８ヘジヤン
ブして上記ステップ５１０３で線量した基本燃料噴射量
Ｔｐを、上記ステップ５１０５で設定した空燃比補正係
数Ｋにより補正するとともに、各種増量分補正係数Ｃ０
ＦＦ、空燃比フィードバック補正係数α、電圧補正係数
ＴＳなどの補正係数により補正して最終的な燃料噴射量
Ｔ１を算出する（Ｔｉ　＝Ｔｐ　ｘＫｘＣＯＥＦｘα＋
ＴＳ　）。

その後、上記ステップ８１０８からステップ５１０９へ
進み、上記燃料噴射ＩＴｉに相応する駆動パルス幅信号
を、該当気筒のインジェクタ２２に所定のタイミングで
出力してプログラムを抜ける。

これにより、過給状態に応じた燃料が上記インジェクタ
２２から噴射され、エンジンの過給状態に応じた最適な
空燃比とすることができ、排気ガス浄化性能を向上する
ことができる。

尚、この場合、過給による空燃比補正は、上記基本燃料
噴射量Ｔｐに対し、乗算ではなく加減算によって補正を
行なうようにしても良いが、加減算による補正の場合、
上記基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐの値によって補正量が変化
するため、上述のように空燃比補正係数Ｋによる乗算の
補正とすることによって制御性を向上することができる
。

さらに、上記過給補正量Ｃは、他の運転状態パラメータ
、例えば、上記基本燃料噴射量Ｔｏなどのエンジン負荷
とエンジン回転数Ｎとをパラメータとして求めても良い
。

但し、この場合には、上記過給補正量Ｃに対する関数の
サイズが大きくなるため、メモリの利用効率の点で不利
となる。

一方、上記ステップ８１０６で、エンジンが過給されて
おらず通常運転状態と判別したときには、上記ステップ
８１０６からステップ５１０７へ進んで上記空燃比補正
係数Ｋを１としくＫ←１）、ステップ５１０８で、上記
ステップ５１０３で算出した基本燃料噴射量Ｔｐに対し
て、各種増量分補正係数Ｃ０ＥＦ、空燃比フィードバッ
ク補正係数α、電圧補正係数ＴＳなどの補正係数により
通常運転状態での補正を行い、最終的な燃料噴射量Ｔｉ
を算出する（Ｔ１−Ｔｐ　ｘＫｘＣＯＥＦ×ａ＋ＴＳ　
；　Ｋ＝　１　）。

そして、上記ステップ５ｉｏａからステップ５１０９へ
進み、上記燃料噴射量Ｔｉに相応する駆動パルス幅信号
を、該当気筒のインジェクタ２２に所定のタイミングで
出力してプログラムを抜ける。

尚、本発明は実施例に限定されるものではなく、例えば
、基本燃料噴！）′Ｉ量Ｔｐ、ウェストゲートバルブ１
５に連接された図示しない過給圧制御用アクチュエータ
の制御信号などにより、エンジンの過給検出を行っても
よい。また、過給機は、スーパーチャージャなどであっ
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エンジンが過給状
態か否かを判別する過給状態判別手段と、運転状態パラ
メータに基づいて、空燃比に対する過給補正量を過給状
態に応じて設定する過給補正量設定手段と、上記過給状
態判別手段でエンジンが過給状態と判別したとき、上記
過給補正量設定手段で設定した過給補正量により空燃比
を補正する空燃比補正手段とを備えたため、過給域の空
燃比が常に最適に制御され、排気ガス浄化性能の向上を
図ることができるとともに、運転フィーリングが向上し
て燃費を向上させることができるなど優れた効果が奏さ
れる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図以
下は本発明の一実施例を示し、第２図はエンジン制御系
の概略図、第３図は空燃比補正手順を示すフローチャー
ト、第４図は過給補正量の説明図、第５図は等空気量曲
線を示す説明図である。 Ｍｌ・・・過給状態判別手段 Ｍ２・・・過給補正量設定手段 Ｍ３・・・空燃比補正手段 第４図 第５図 エンジン回転数 −〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンが過給状態か否かを判別する過給状態判別手段
   と、 運転状態パラメータに基づいて、空燃比に対する過給補
   正量を過給状態に応じて設定する過給補正量設定手段と
   、 上記過給状態判別手段でエンジンが過給状態と判別した
   とき、上記過給補正量設定手段で設定した過給補正量に
   より空燃比を補正する空燃比補正手段とを備えたことを
   特徴とする過給機付エンジンの空燃比制御装置。