JP2621032B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は燃料噴射制御装置に係り、特に排気再循環
装置の作動時においても目標空燃比を維持し得る燃料噴
射装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関において、排気有害成分や燃料消費率等の問
題の対応策として電子制御式の燃料噴射制御装置を備え
たものがある。この燃料噴射制御装置は、負荷、機関回
転数、冷却水温度、吸入空気量等の機関運転状態の変化
を電気的信号として入力し、内燃機関の運転状態に応じ
て燃料噴射弁を作動制御し、燃料の噴射制御を行うもの
である。

また、内燃機関には、燃料噴射制御装置と共に、排気
再循環装置（EGR装置）を備えているものがある。この
排気再循環装置は、吸気系に排気の還流量（EGR量）を
調整するEGR調整弁を有し、吸気系に排気の一部を還流
することにより吸気を希釈し、火災の伝播速度及び燃焼
の最高温度を低下させて排気中のNOxを低減させるもの
である。

このような排気再循環装置としては、例えば特開昭54
−124119号公報に開示されている。この公報に記載のも
のは、制御回路からの偏差信号に同期して作動される流
量制御弁をEGR還流通路に設け、最大限の量の排気を再
循環しつつサージング（トルク変動）を防止するもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、排気再循環装置を備えた内燃機関において
は、排気を吸気通路内に還流させることにより、吸気通
路内の吸気管圧力である吸気管負圧が影響を受け、設定
空燃比が目標空燃比、つまり排気を還流させない時の空
燃比から変気（ズレ）することがあった。

この不都合を解消するために、排気再循環装置にはEG
R調整弁の圧力室に連通する作動用圧力通路途中に制御
用圧力切換弁を設け、この制御用圧力切換弁のオン・オ
フを感知し、この制御用圧力切換弁のオン時にのみ排気
が還流しているとみなして一定の空燃比補正係数を制御
回路から出力させ、これにより設定空燃比の変化を補正
していた。

しかし、このような空燃比の補正制御においても、第
６図に示す如く、吸気通路に排気が還流されると、吸入
空気量Gaが一定であるにも拘らず、吸気管負圧PBが影響
を受けて変化、つまり吸気管負圧が低下するので、吸気
管負圧PBを一の制御因子として取入れている燃料噴射制
御装置は、実際、吸入空気量が変化していないのに吸入
空気量が増量したとみなし、これにより燃料噴射量Gfも
変化、つまり燃料量が増大してしまい、結果的に、空燃
比が影響を受けて徒にリッチ側に移行し、設定空燃比が
目標空燃比から変化（ズレ）し、何ら不都合が解消され
ていなかった。即ち、第７図に示す如く、機関回転数Ne
が一定値の際に、排気の還流による吸気管負圧の変化に
より、空燃比の変化量（ΔA/F）が比例して大きくな
り、燃焼性が低下するという不都合を招いた。また、詰
まり等の要因によってEGR率が経時変化した場合や、EGR
調整弁によるEGR率のバラツキを吸収することができ
ず、結果として、目標空燃比に維持することができなか
った。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべ
く、排気の還流による吸気管圧力の変化量を予測し、吸
気管圧力の影響による空燃比の変化量を予測し、空燃比
の変化分を補正して目標空燃比とすることにより、内燃
機関の運転状態を良好に担保し得る燃料噴射制御装置を
実現するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関運転
状態に応じて燃料噴射弁を作動制御し燃料の噴射制御を
する燃料噴射制御装置において、排気の一部を吸気系に
還流させる排気再循環装置の作動時にこの排気再循環装
置による排気の還流を所定時間停止して吸気管圧力の変
化量を検出し、この吸気管圧力の変化量に応じて前記排
気再循環装置によるEGR率を算出するとともにこのEGR率
に応じて排気の還流による空燃比の変化量を算出し、こ
の空燃比の変化量を補正して目標空燃比にすべく燃料噴
射量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、制御手段は、先ず排気再循
環装置の作動時に排気の還流を所定時間停止して吸気管
圧力の変化量を算出し、この吸気管圧力の変化量に応じ
てEGR率を算出し、このEGR率に応じ排気の還流による空
燃比の変化量を算出し、そしてこの空燃比の変化量を補
正して目標空燃比とする。これにより、排気再循環装置
の作動時においても目標空燃比に維持させ、内燃機関の
運転状態を良好に担保することができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。

第１〜５図は、この発明の実施例を示すものである。
図において、２は内燃機関、４はエアクリーナ、６はス
ロットルボディ、８はボディ吸気通路、10は燃料噴射
弁、12は絞り弁、14は吸気マニホルド、16はマニホルド
吸気通路、18は吸気ポート、20は燃焼室、22は排気マニ
ホルド、24はマニホルド排気通路、26は排気管、28は管
排気通路、30は触媒コンバータである。燃料噴射制御装
置32を構成する前記燃料噴射弁10は、絞り弁12上流側の
ボディ吸気通路８内に配設されている。燃料噴射弁10に
は、燃料タンク34内の燃料が送給される。即ち、燃料タ
ンク34内の燃料は、燃料ポンプ36により燃料供給通路38
を経て、燃料フィルタ40で濾過されて燃料噴射弁10に送
給される。

前記燃料供給通路38は、燃料噴射弁10に作用する燃料
圧力を一定に調整する燃料圧力レギュレータ42が介設さ
れている。この燃料圧力レギュレータ42は、絞り弁12下
流側のマニホルド吸気通路16に開口する燃料圧力用通路
44からの吸気管圧力によって作動する。

前記マニホルド排気通路24には、排気再循環装置（EG
R装置）46を構成するEGR還流通路48の一端である排気取
入口50が開口している。このEGR還流通路48の他端であ
る排気還流口52は、絞り弁12下流側のマニホルド吸気通
路16に開口している。このEGR還流通路48途中には、EGR
調整弁54が介設されている。このEGR調整弁54の圧力室5
6には、該EGR弁54の作動用圧力通路58が連絡している。

この作動用圧力通路58は、EGR弁54の圧力室56と絞り
弁10の上流側のボディ吸気通路８とを連通するものであ
る。また、作動用圧力通路58途中には、EGR弁54側から
順次にEGR用モジュレータ60と制御用圧力切換弁62（VS
V）とが介設されている。前記EGR用モジュレータ60は、
EGR還流通路48からの排気圧が排気用圧力通路64を経て
内部のダイヤフラム室66に作用することによってEGR調
整弁54の圧力室56に作用する圧力を制御するものであ
る。前記制御用圧力切換弁62は、後述する制御手段80に
よって作動し、作動用圧力通路58を開閉動作するもので
ある。

前記マニホルド吸気通路16内の吸気管圧力である空気
管負圧を検出すべく検出用圧力通路68を経て圧力センサ
70が設けられているとともに、前記エアクリーナ４に
は、吸気温度を検出すべく吸気温センサ72が取付けられ
ている。また、前記吸気マニホルド14には、該吸気マニ
ホルド14に形成した冷却水通路74内の冷却水温度を検出
する水温センサ76が取付けられている。更に、排気マニ
ホルド22には、排気中の酸素濃度を検出する0₂センサ78
が取付けられている。

前記燃料噴射弁10、燃料ポンプ36、圧力センサ70、吸
気温センサ72、水温センサ76、0₂センサ78等は、制御手
段（EVC）80に連絡している。

この制御手段80は、排気再循環装置46が作動して排気
をマニホルド吸気通路16に還流させている際に前記制御
用圧力切換弁62、あるいはEGR用モジュレータ60をNOxが
変化しない所定時間だけオフ、つまり排気の還流を停止
して吸気管負圧の変化量を検出し、この吸気管負圧の変
化量に応じてEGR率を算出するとともにこのEGR率に応じ
て排気の還流による空燃比の変化量を算出し、この空燃
比の変化量を補正して目標空燃比（排気が還流していな
いときの空燃比）にすべく、燃料噴射量を制御するもの
である。

前記EGR率は、 で決定される。

また、前記制御部80には、絞り弁10の開度を検出する
スロットルスイッチ82、点火信号や機関回転数等を検出
するイグニションコイル84、電圧状態を検出すべくバッ
テリ86、絞り弁12下流側のマニホルド吸気通路16に一端
が開口するとともにエアクリーナ４に他端が開口するバ
イパス通路88途中に介設した第１負圧切換弁90と、短絡
通路92途中で第１負圧切換弁90と並列に設けられた第２
負圧切換弁94等が連絡している。なお、符号96はスター
タ、98はディストリビュータ、100はキャニスタ、102は
蒸発燃料通路、104はブローバイガス通路、そして106は
PCVバルブである。

次に、この実施例の作用を第３図のフローチャートに
基づいて説明する。

制御手段80においてプログラムがスタート（ステップ
102）すると、先ず排気再循環装置46が作動しているか
否かを判断する（ステップ104）。排気再循環装置46が
作動していなくステップ104においてNOの場合には、END
（ステップ114）に移行させる。

一方、排気再循環装置46が作動しステップ104におい
てYESの場合には、すなわち、第５図におけるEGR領域α
（線Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃによって包囲される領域）において
は、制御用圧力切換弁62をNOxが変化しない所定時間オ
ン・オフ作動制御することによって排気還流口52からの
排気の還流による吸気管負圧の変化量ΔPBを制御手段80
により検出させ、ステップ106においてEGRが安定か否か
を判断する。EGRが安定せずこのステップ106においてNO
の場合には、ステップ108において前回の負圧変化量ΔP
Bの補正係数により燃料噴射量（時間）を補正する。

また、EGRが安定しステップ106においてYESの場合に
は、排気の還流による吸気管負圧の変化量ΔPBを検出す
る（ステップ110）。即ち、第５図において、EGRが安定
して行われている領域β（２点鎖線で示す領域）で吸気
管負圧の変動を検出する。

次いで、ステップ112において吸気管負圧の変化量ΔP
Bの補正係数に基づきEGR率を算出し、このEGR率により
空燃比の変化量を算出し、燃料噴射量（時間）を補正し
て目標空燃比にする。このとき、例えば、別表に示す如
く、負圧の変化量（変化分）ΔPBが大きくなるに従っ
て、補正係数をマイナス側に大きくし、燃料噴射量（時
間）を減少すれば、従来の如き空燃比が徒にリッチ側に
移行するのを防止しつつ、目標空燃比にすることが可能
となる。

上述の場合において、排気再循環装置46をオフする時
間、つまり制御用圧力切換弁62をオフとする時間と排気
のNOxとの関係とは、第４図に示すようになり、排気再
循環装置46のオフ時間は、NOxの増加しない箇所で、し
かも吸気管負圧の変化量を感知できる領域に決定する必
要がある。

この結果、排気マニホルド吸気通路16内に還流させて
いる場合においても、目標空燃比に維持させることがで
き、内燃機関２の運転状態を良好に担保することができ
る。

また、EGR率の経時変化（例えば詰まり等）にも対応
し得て、実用的である。

更に、制御手段（ECU）80のソフト上で空燃比制御を
行うことができるので、廉価とすることができる。

なお、上述の実施例においては、吸気管負圧の変化量
の検出を、制御用切換弁12のオン・オフ作動制御によっ
て行ったが、第２図の２点鎖線で示す如く、EGR用モジ
ュレータ60を作動制御によって行うことも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、排気の還流による吸気管圧力の変化量を算出し、吸
気管圧力の影響による空燃比の変化量を算出し、空燃比
の変化量を補正して目標空燃比とすることにより、常に
内燃機関の運転状態を良好に担保し得る。

また、この発明の構成によれば、詰まり等の要因によ
るEGR率の経時変化にも対応し得て、実用上有利であ
る。

更に、制御手段（ECU）のソフト上で空燃比を制御す
ることができ、廉価とし得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図は燃料噴
射制御装置の概略図、第２図はこの実施例における装置
のブロック図、第３図はこの実施例の作用を説明するフ
ローチャート、第４図は制御用圧力切換弁を一瞬OFFす
る時間と排気のNOxとの関係を示す図、第５図は機関回
転数と吸気管負圧との関係を示す図である。 第６図は従来における排気還流時の各種の特性変化を示
す図である。 第７図は従来における吸気管負圧変化と空燃比変化（ズ
レ）との関係を示す図である。 図において、２は内燃機関、10は燃料噴射弁、12は絞り
弁、16はマニホルド吸気通路、32は燃料噴射装置、46は
排気再循環装置、48はEGR還流通路、52は排気還流口、5
4はEGR調整弁、58は作動用圧力通路、60はEGR用モジュ
レータ、62は制御用圧力切換弁、70は圧力センサ、78は
0₂センサ、そして80は制御手段である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関運転状態に応じて燃料噴射弁を作
   動制御し燃料の噴射制御をする燃料噴射制御装置におい
   て、排気の一部を吸気系に還流させる排気再循環装置の
   作動時にこの排気再循環装置による排気の還流を所定時
   間停止して吸気管圧力の変化量を検出し、この吸気管圧
   力の変化量に応じて前記排気再循環装置によるEGR率を
   算出するとともにこのEGR率に応じて排気の還流による
   空燃比の変化量を算出し、この空燃比の変化量を補正し
   て目標空燃比にすべく燃料噴射量を制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする燃料噴射制御装置。