JPS62131945A - 過給機を備えた内燃機関の燃料噴射装置 - 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〕 本発明は過給機を備えた内燃機関の燃料噴射装置に係り
、特に排気タービン過給機（ターボチャージャ）を備え
た内燃機関の暖機時における燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の電子制御式燃料噴射装置では、以下の式に基づい
た燃料噴射量ＴＡＵを演算して暖機時の燃料噴射量を制
御している（例えば、特開昭５７−２００６３１号）。

ここで、ＴＰは単位時間当たりの吸入空気量を機関回転
数で除算・した機関１回転当たりの吸入空気量で定まる
基本燃料噴射量、ＦＡＥＮは機関冷却水温が高くなるに
従って小さくなる暖機補正係数、ΔＱ／Ｎは次の式によ
って求められる機関負荷Ｑ／Ｎ　（機関１回転当たりの
吸入空気量）の変化量である。

ΔＱ／Ｎ＝Ｑ／Ｎ−Ｑ／Ｎ＋　　−−一−−（２）一−
−−−　（３） ここで、Ｑ／Ｎｉ　は、前回算出された機関負荷の重み
付き平均値（なまじ値）　Ｑ　／　Ｎ　＋　−＋　の重
みをに−１とすると共に今回検出された機関負荷Ｑ／Ｎ
の重みを１として平均した今回のなまし値であり、定数
には通常６４が採用される。

従って、暖機加速時のように機関負荷が急激に大きくな
る場合でもなまし値Ｑ／Ｎｉ　は機関負荷の変化に追従
して大きくは変化せず、暖機加速時には上記（２）式で
定められる機関負荷の変化量ΔＱ／Ｎに比例した量の燃
料が増量される。また、暖機減速時には機関負荷の変化
量ΔＱ／Ｎが負の値になるため、減速減量が行われ、暖
機終了後はＦＡＥＮが０となって暖機補正が停止される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ターボチャージャを備えた内燃機関では
レーシング時や加速時のターボチャージャ作動開始時に
コンプレッサによって吸気が急激に圧縮され始めること
から単位時間当たりの吸入空気量が多くなるが、これに
追従して機関回転数が急激に立上らないため、第２図に
示すように機関負荷Ｑ／Ｎが急激に大きくなる。一方、
なまし値は上記で説明したように、機関負荷の変化に追
従して太き（は変化しない。このため、上記のような燃
料噴射装置をターボチャージャを備えた内燃機関に適用
した場合には、ターボチャージャ作動初期に機関負荷の
変化量ΔＱ／Ｎが大きくなり、必要でない領域で燃料噴
射量が多く増量され、空燃比が過濃となって運転性能が
悪化する、という問題が発生する。この問題を解決する
ために、ターボチャージャ作動初期に適合させて前回算
出した機関負荷のなまし値に対する重みを軽くすること
が考えられるが、なまし値の機関負荷変動に対する追従
性が良好になって機関負荷の変化量ΔＱ／Ｎが小さくな
り、加減速に適した燃料の増減ができなくなる。

本発明は上記問題点を解消するために成されたもので、
ターボチャージャ作動時に運転性能を損なわれないよう
に補正が行なえる内燃機関の燃料噴射装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、過給機を備えた内
燃機関において、機関負荷に基づいて基本燃料噴射量を
求める基本燃料噴射量演算手段と、機関負荷が小さい時
には前回求めた機関負荷の重み付き平均値に対する重み
を重くして前回求めた機関負荷の重み付き平均値と今回
検出した機関負荷との重み付き平均値を演算すると共に
、機関負荷が大きい時には前回求めた機関負荷の重み付
き平均値に対する重みを機関負荷が小さい時より軽くし
て前回求めた機関負荷の重み付き平均値と今回検出した
機関負荷との重み付き平均値を演算する演算手段と、今
回検出した機関負荷から演算手段で演算された重み付き
平均値を減算して機関負荷の変化量を演算する変化量演
算手段と、前記機関負荷の変化量に応じた補正量を演算
する補正量演算手段と、前記基本燃料噴射量を前記補正
量で補正した量の燃料を噴射する燃料噴射手段とを設け
たことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、過給機が作動していないときすなわち
機関負荷が小さい時には、前回求めた機関負荷の重み付
き平均値に対する重みを重くして前回求めた機関負荷の
重み付き平均値と今回検出した機関負荷との重み付き平
均値が演算される。・このため、重み付き平均値は機関
負荷の変化に対する追従性が悪（なり、加減速に応じた
量の燃料が噴射される。過給機が作動し始めると機関負
荷が大きくなり、この時には前回求めた機関負荷の重み
付き平均値に対する重みを機関負荷が小さい時より軽く
して前回求めた機関負荷の重み付き平均値と今回検出し
た機関負荷との重み付き平均値が演算される。このため
、重み付き平均値は機関負荷の変化に対する追従性が良
くなり、機関負荷が大きく変化しても機関負荷の変化量
は太きくならず過給圧の増加による機関負荷の増加によ
って燃料噴射量は大きく増量されなくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、機関負荷が大きい
時には機関負荷の変化に対する追従性が良くなるように
重み付き平均値を定めているため、過給機作動初期の燃
料噴射量増量分を最適にして加速運転時の空燃比過濃に
よるもたつきを防止できると共にレーシング時の黒煙の
発生を低減して点火プラグのくすぶりを低減できる、と
いう効果が得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置が適用さ
れたターボチャージャ付き内燃機関（エンジン）の概略
図を示すものである。エアクリーナ１０の下流側には、
カルマン渦流量計で構成されたエアフローメータ１２が
配置されている。エアフローメータ１２は、吸気管１４
及びインテークマニホールド１６を介してエンジンの燃
焼室１８に連通され、エンジンの燃焼室１８はエキゾー
ストマニホールド２０及び排気管２２を介して三元触媒
を充填した触媒装置２４に連通されている。吸気管１４
内にブロア２６が位置しかつ排気管２２内にブロア２６
と連結されたタービン２８が位置するように、ターボチ
ャージャ３０が配置されている。吸気管１４のブロア２
６の下流側には、インタークーラ３２及びスロットル弁
３４が配置されており、このスロットル弁３４の軸には
スロットル弁３４に連動しかつスロットル弁全閉時（ア
イドリング時）にオンとなりスロットル弁が開いた時に
オフとなるスロットルセンサ３６が取り付けられている
。スロットル弁３４の下流側にはサージタンク３８が配
置され、このサージタンク３日はアイドルスピードコン
トロールバルブ４０を備えたバイパス通路４２を介して
吸気管１４のブロア２６上流側に連通されている。

インテークマニホールド１６には、インジェクタ４６が
各気筒毎に取付られ、排気管２２には排気中の残留酸素
濃度を検出する０□センサ４８が取り付けられている。

また、排気管２２には、過給圧を制御するためのウェス
トゲートバルブ５０が取り付けられており、このウェス
トゲートバルブ５０はアクチュエータ５２によって開度
が制御される。

また、エンジンブロックには、エンジンの冷却水温を検
出して水温信号を出力する水温センサ５４が取り付けら
れている。エンジンの燃焼室１８には、点火プラグ５６
の先端が突出され、点火プラグ５６にはディストリビュ
ータ５８が接続されている。ディストリビュータ５８に
は、ディストリビュータハウジングに固定されたピック
アップとディストリビュータシャフトに固定されたシグ
ナルロータとで構成されたエンジン回転数センサ６０が
設けられている。エンジン回転数センサ６０は、例えば
３０℃Ａ毎にハイレベルになるエンジン回転数信号をマ
イクロコンピュータ等で構成されたコントロールユニッ
ト６２へ出カスる。そして、ディストリビュータ２４は
イグナイタ６４に接続されている。

コントロールユニット６２は、中央処理装置（ＣＰＵ）
、リードオフ　１Ｊ　／　モリ　（ＲＯＭ）　、ランダ
ムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）　、バックアップラム（
ＢＵ−ＲＡＭ）　、入出力ポート（Ｉ　１０）、アナロ
グディジクル変換器（ＡＤＣ）及びこれらヲ接続するデ
ータバスやコントロールバス等のバスを含んで構成され
ている。コントロールユニット６２には、エアフローメ
ータ１２、スロットルセンサ３６、エンジン回転数セン
サ６０、水温センサ５４及び０□センサ４８が信号を入
力するように接続され、またコントロールユニット６０
はアイドルスピードコントロールバルブ４０、イグナイ
タ６４、インジェクタ４６及びｏ２センサ４８のヒータ
に信号を出力するように接続されている。

また、上記のコントロールユニット６２のＲＯＭには、
以下で説明するルーチンのプログラムが予め記憶されて
い”る。なお、以下では本実施例に支障のない数値を用
いて説明するが本発明はこの数値に限定されるものでは
ない。

第４図は本実施例の第１のメインルーチンを示すもので
、ステップ１００において第５図のマツプから現在のエ
ンジン冷却水温に対する係数ＦＡＥＮを補間法により演
算し、ステップ１１０で機関負荷の変化量ΔＱ／Ｎを算
出し、ステップ１１２で上記暖機補正量の計算を行なっ
て上記（１）式に基づいて燃料噴射量を演算して燃料噴
射を実行する。

第１図は第４図のステップ１１０の詳細を示す流れ図で
あり、ステップ１１４において今回検出した機関負荷Ｑ
／Ｎから前回算出した機関負荷の重み付き平均値（なま
し値）Ｑ／Ｎｉ−１を減算して１／８にした値をレジス
タＤに記憶し、ステップ１１６で今回検出した機関負荷
Ｑ／Ｎが１．５（ｊ！／ｒｅｖ、）以上か否かを判断す
る。ステップ１１６で肯定と判断された時はステップ１
１８でカウント値Ｃを２にセットし、ステップ１１６で
否定と判断された時はステップ１２０で機関負荷が１．
４　（ｊ！／ｒｅｖ、３以上か否かを判断する。ステッ
プ１２０の判断が肯定の時はステップ１２２でカウント
値Ｃが２以上か否かを判断し、２以上の時すなわち機関
負荷が１．５ｃｌ／ｒｅｖ、〕から低下する時はステッ
プ１１８へ進み、カウント値Ｃが２未満の時はステップ
１２４へ進む。また、ステップ１２０の判断が否定の時
もステップ１２４へ進む。ステップ１２４ではレジスタ
Ｄの値を１／２にしてレジスタＤに新たに記憶し、ステ
ップ１２６で機関負荷Ｑ／Ｎが１．２５　（１／　ｒｅ
ｖ、　）以上か否かを判断し、この判断が肯定の時はス
テップ１２８でカウント値Ｃを１にセットし、ステップ
１２６の判断が否定の時はステップ１３０で今回検出し
た機関負荷Ｑ／Ｎが１．１５　Ｃ１／　ｒｅｖ、　）以
上か否かを判断する。ステップ１３０の判断が肯定の時
はステップ１３２でカウント値Ｃが１以上か否かを判断
し、１以上の時すなわち機関負荷が１．２５　（β／ｒ
ｅｖ、）から低下する時はステップ１２８へ進み、カウ
ント値Ｃが１未満の時はステップ１３４へ進む。また、
ステップ１３０の判断が否定の時もステップ１３４へ進
む。ステップ１３４では、レジスタＤの値を更に１／２
にしてレジスタＤに新たに記憶し、ステップ１３５でカ
ウント値Ｃをクリアする。

以上の結果、第６図に示すように、レジスタＤの値は機
関員？ｉＱ／Ｎに応じて変化する。なお、第１図のルー
チンでは、第６図に示すように、機関負荷が上昇する時
と下降する時とで異なる経路を通るようにヒステリシス
が設けられている。

ステップ１３６では、レジスタＤの値と前回算出した機
関負荷の重み付き平均値Ｑ／Ｎｔ−＋　　とを加えた値
を新たにレジスタＤに記憶し、ステップ１３８でレジス
タＤの値を今回の機関負荷の重み付き平均値Ｑ／Ｎｉ　
とする。そして、ステップ１４０において今回検出した
機関負荷Ｑ　／　Ｎから今回算出した機関負荷の重み付
き平均値Ｑ／Ｎ、を減算して機関負荷の変化量ΔＱ／Ｎ
を演算する。

上記のルーチンではレジスタＤの値を機関負荷に応じて
変化させているため、上記（３）式のＫに相当する値は
機関負荷が上昇するのに応じて３２．１６．８と順に変
化する。

第７図は本実施例の第２のメインルーチンを示すもので
、重み付けに相当する定数Ｋを機関９Ｌ荷に応じて予め
算出して重み付き平均値を求めるようにしたものである
。このルーチンを実行するにあたっては、第７図のメイ
ンルーチン及び第８図の定数にのマツプを予めＲＯＭに
記憶しておく。

なお、第７図において第１図と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。

ステップ１４２において今回検出した機関負荷Ｑ／Ｎの
値に応じて第８図のマツプから定数Ｋを補間法により算
出する。この定数には機関負荷Ｑ／Ｎに反比例するよう
に定められている。次のステップ１４４では、今回検出
した機関負荷Ｑ／Ｎから前回検出した機関負荷の重み付
き平均値Ｑ　／　Ｎ　ｒ　−＋　を減算した値を定数に
で除算してレジスタＤに記憶する。そして、ステップ１
３６〜ステツプ１４０において上記と同様にして機関負
荷の変化量ΔＱ／Ｎを演算する。

以上のように本実施例では機関負荷が大きい時は上記（
３）式の定数Ｋに相当する値を小さくしているため、タ
ーボチャージャ作動時の機関負荷の変動による暖機時補
正量を小さくして暖機時補正量を加減速による機関負荷
の変化量のみに依存させることができる。

なお、上記では機関負荷として機関１回転当たりの吸入
空気量を用いる例について説明したが、吸気管圧力を用
いるようにしてもよい。また、機関負荷が大きいか小さ
いかの判断は、機関負荷Ｑ／Ｎと機関回転数Ｎあるいは
スロットル開度等からターボチャージャの過給が実際に
作用しているか否かを判断することにより行ってもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機関負荷の変化量を演算す
るルーチンを示す流れ図、第２図はターボチャージャ作
動時の機関負荷の変化量等の時間変化を示す線図、第３
図は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置を備えたエン
ジンを示す概略図、第４図は上記実施例の第１のメイン
ルーチンを示す流れ図、第５図は暖機補正係数を示す線
図、第６図はレジスタＤの内容の変化を示す線図、第７
図は上記実施例の第２のメインルーチンを示す流れ図、
第８図は機関負荷と定数にとの関係を示す線図である。 １２・・・エアフローメータ、 ３０・・・ターボチャージャ、 ３２・・・インタークーラ、 ５４・・・水温センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　機関負荷に基づいて基本燃料噴射量を求める基
   本燃料噴射量演算手段と、機関負荷が小さい時には前回
   求めた機関負荷の重み付き平均値に対する重みを重くし
   て前回求めた機関負荷の重み付き平均値と今回検出した
   機関負荷との重み付き平均値を演算すると共に、機関負
   荷が大きい時には前回求めた機関負荷の重み付き平均値
   に対する重みを機関負荷が小さい時より軽くして前回求
   めた機関負荷の重み付き平均値と今回検出した機関負荷
   との重み付き平均値を演算する演算手段と、今回検出し
   た機関負荷から演算手段で演算された重み付き平均値を
   減算して機関負荷の変化量を演算する変化量演算手段と
   、前記機関負荷の変化量に応じた補正量を演算する補正
   量演算手段と、前記基本燃料噴射量を前記補正量で補正
   した量の燃料を噴射する燃料噴射手段と、を含む過給機
   を備えた内燃機関の燃料噴射装置。