JP2986115B2 - 過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents

過給機付エンジンの制御装置

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JP2986115B2
JP2986115B2 JP2416335A JP41633590A JP2986115B2 JP 2986115 B2 JP2986115 B2 JP 2986115B2 JP 2416335 A JP2416335 A JP 2416335A JP 41633590 A JP41633590 A JP 41633590A JP 2986115 B2 JP2986115 B2 JP 2986115B2
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靖裕 原田
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過給機付エンジンの制
御装置に関し、特にアクセルの踏込量に応じたトルクを
発生させるように過給圧を制御するようにしたものに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用の過給機付エンジンで
は、例えば特開昭57−146023号公報に記載のよ
うに、過給圧が設定最高過給圧より低いときにはウェス
トゲートバルブを全閉に保持し、また過給圧が設定最高
過給圧以上になったときには、ウェストゲートバルブを
開くように制御している。
【0003】また、特開平2−196129号公報に記
載のように、スロットル開度やエンジン回転数に応じて
目標過給圧を設定し、この目標過給圧になるように過給
圧を制御する技術も知られている。一方、最近の燃料噴
射式自動車用エンジンでは、通常吸入空気量とエンジン
回転数とに基いて燃料噴射量を設定するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平2−196
129号公報に記載のように、スロットル開度などに基
いて目標過給圧を設定し、その目標過給圧となるように
過給圧をフィードバック制御するだけでは、シーケンシ
ャルターボチャージャなどのように吸気系・排気系の状
態が著しく変動する現在の過給機付エンジンの場合には
トルク変動要因が大きいので、同一の過給圧(ブースト
圧)でも同一のトルクが発生するとは限らず、過渡時の
応答性に欠けること、アクセルぺダルを介して要求され
る要求トルク通りの実トルクを発生させることが難しい
こと、などの問題がある。
【0005】本発明の目的は、アクセル踏込量にリニア
に対応するような燃料供給量となるようにブースト圧を
制御してドライバの要求通りのトルクを発生させ得るよ
うな過給機付エンジンの制御装置を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る過給機付
エンジンの制御装置は、アクセルぺダルの踏込量とエン
ジン回転数とに応じた目標燃料供給量を求める目標供給
量演算手段と、実際の吸入空気量又はこれに相関する物
理量とエンジン回転数とに応じてエンジンに供給される
実燃料供給量を設定する実供給量演算手段と、目標燃料
供給量と実燃料供給量とに基いて実燃料供給量が目標燃
供給量に近づくように目標過給圧を設定する過給圧設
定手段と、過給圧検出手段で検出される実過給圧が目標
過給圧となるように過給圧を制御する過給圧制御手段と
を備えたものである。
【0007】請求項2に係る過給機付エンジンの制御装
置は、請求項1に記載の過給機付エンジンの制御装置に
おいて、前記過給圧設定手段は、目標燃料供給量と実燃
供給量との差が大きくなるのに応じて目標過給圧を大
きく設定するように構成されたものである。
【0008】
【作用】請求項1に係る過給機付エンジンの制御装置に
おいては、目標供給量演算手段によってアクセルぺダル
の踏込量とエンジン回転数とに応じた目標燃料供給量が
演算され、実供給量演算手段によって実際の吸入空気量
又はこれに相関する物理量とエンジン回転数とに応じ
エンジンに供給される実燃料供給量が演算される。過給
圧設定手段によって目標燃料供給量と実燃料供給量とに
基いて実燃料供給量が目標燃料供給量に近づくように目
標過給圧が設定され、過給圧制御手段によって過給圧検
出手段で検出される実過給圧が目標過給圧となるように
過給圧が制御される。
【0009】請求項2に係る過給機付エンジンの制御装
置においては、前記過給圧設定手段は目標燃料供給量と
実燃料供給量との差が大きくなるのに応じて目標過給圧
が大きくなるように設定する。
【0010】
【発明の効果】請求項1に係る過給機付エンジンの制御
装置によれば、アクセル踏込量に応じて目標過給圧を設
定するのではなしに、アクセル踏込量とエンジン回転数
とに応じて目標燃料供給量を求めるとともに、吸入空気
量又はこれに相関する物理量とエンジン回転数とに基い
エンジンに供給される実燃料供給量を求め、実燃料
量が目標燃料供給量に近づくように目標過給圧を設定
し、その目標過給圧となるように過給圧を制御するの
で、排気圧の影響を受けることなく実燃料供給量がアク
セル踏込量で要求される目標燃料供給量に近づくように
目標過給圧を設定することが出来る。従って、排気系の
排気圧や吸入系の条件が種々変動してもアクセル踏込量
で要求される量の燃料を応答性よく供給して要求通りの
トルクを発生させ、リニアな加速感を得ることが出来
る。
【0011】請求項2に係る過給機付エンジンの制御装
置によれば、基本的に請求項1と同様の効果が得られ
る。加えて、目標燃料供給量と実燃料供給量との差が大
きくなるのに応じて目標過給圧を高く設定するので、応
答性を十分に高めることが出来る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図1〜図4を
参照しながら説明する。本実施例は自動車用の過給機付
エンジンに本発明を適用した場合の実施例である。図1
に示すように、エンジン1の吸気通路2には、上流側か
ら順にエアクリーナ(図示略)、エアフローメータ6、
過給機のコンプレッサ3、アクセルぺダルに機械的に連
結されたスロットル弁8が介設され、またエンジン1の
排気通路4には過給機のタービン5が介設されている。
更に、吸気通路2の下流部に燃料を噴射するインジェク
タ9が設けられ、また排気通路4のタービン5をバイパ
スするバイパス通路10が設けられ、バイパス通路10
にはウェストゲートバルブ11が設けられている。
【0013】前記ウェストゲートバルブ11について説
明すると、バイパス通路10の途中部のウェストゲート
10aを開閉する弁体11aをロッド11bを介して支
持するダイヤフラム11cによってダイヤフラムケーシ
ング11dの内部を圧力室11eと大気室11fとに仕
切り、圧力室11eには、吸気通路2のスロットル弁8
の下流の吸気圧即ち過給圧を取り出す圧力通路12を連
通させ、また大気室11fにはダイヤフラム11cを常
時閉方向に付勢する圧縮コイルバネ11gを装着してあ
る。圧力リリーフ通路13の一端は圧力通路12に連通
され、圧力リリーフ通路13の他端はコンプレッサ3と
エアフローメータ6の間において吸気通路2に連通さ
れ、圧力リリーフ通路13の途中部には通路面積を調節
するニードル弁14aとこのニードル弁14aを軸方向
に駆動するソレノイド14が設けられている。
【0014】センサ類について説明すると、エアフロー
メータ6の他に、吸気通路2の上流部で吸気の温度を電
気的に検出する吸気温センサ15と、スロットル弁8の
開度を電気的に検出するスロットル開度センサ16と、
スロットル弁8よりも下流側の過給圧(ブースト圧)を
電気的に検出するブースト圧センサ17と、排気通路4
の上流部の排気圧を電気的に検出する排気圧センサ18
と、ディストリビュータに組込まれクランク軸の回転速
度を検出するクランク角センサ19などが設けられ、こ
れらセンサ類6・15〜19からの検出信号がコントロ
ールユニット20へ入力されている。
【0015】前記コントロールユニット20は、アナロ
グの検出信号をA/D変換するA/D変換器、クランク
角センサ19からのクランク角信号を波形整形する波形
整形回路、入出力インターフェイス、CPUとROMと
RAMとからなるマイクロコンピュータ、インジェクタ
9の為の駆動回路、ソレノイド14の為の駆動回路など
を備えた一般的な構成のものである。前記ROMには、
燃料制御及び点火制御などの一般的な制御の制御プログ
ラムの他に、本願特有の過給圧制御の制御プログラムが
予め入力格納されている。この過給圧制御は、アクセル
の踏込量に応じたトルクを発生させて加速性能を高める
為に、アクセルの踏込量に応じた目標燃料供給量を求
め、この目標燃料供給量と、エンジン1の運転状態に応
じて決定されてエンジンに供給される実燃料供給量との
差を解消するように目標過給圧を設定し、実際の過給圧
が目標過給圧となるようにソレノイド14を介して過給
圧を制御するものである。
【0016】次に、この過給圧制御のルーチンについて
図2のフローチャートに基いて説明する。尚、図中Si
(i=1、2、・・・・)は各ステップを示すものであ
る。イグニションキーの投入とともに制御されると、必
要な初期設定が実行され(S1)、次にセンサ類6・1
5〜19から各種信号が読込まれエンジン回転数Neの
演算など必要な演算が実行される(S2)。次に、スロ
ットル開度(これは、アクセル踏込量に相当する)とエ
ンジン回転数Neとをパラメータとして予め設定されて
いる、例えば、図3に示すような目標燃料供給量のマッ
プから、現在のスロットル開度とエンジン回転数Neに
対応する目標燃料供給量Tpt(但し、これはインジェ
クタ9を駆動させる為のものではない)が演算される
(S3)。図3のマップは、エンジン回転数Neが一定
の場合には目標燃料供給量Tptがスロットル開度に比
例して増加する特性となっている。
【0017】次に、S4において、例えば図4に示すよ
うにエンジン回転数Neと1行程当りの吸入空気量Qa
とをパラメータとして予め設定されている実燃料供給
のマップから、現在のエンジン回転数Neと吸入空気量
Qaに対応する実燃料供給量Tpoが演算される。但
し、この場合、実燃料供給量Tpoに対して、排気圧セ
ンサ18で得られた排気圧による排気圧補正及び吸気温
センサ15で得られた吸気温による密度補正が施され
る。尚、図4のマップは周知のものと同様のものであ
り、縦軸は吸入空気量をパラメータとしてもよいし或い
は吸入空気量Qaに相関する物理量であるブースト圧を
パラメータとしてもよい。次に、S5において燃料供給
量の今回の偏差e(n)がe(n)=(Tpt−Tp
o)の式で演算され、次にS6において今回の目標ブー
スト圧Pt(n)が図示のPI制御(比例積分制御)の
演算式で演算される。但し、Pt(n−1)はRAMの
メモリに更新しつつ格納されている前回の目標ブースト
圧、KIは積分制御定数、KPは比例制御定数、e(n
−1)はRAMのメモリに更新しつつ格納されている前
回の偏差である。
【0018】次に、S7において目標ブースト圧Pt
(n)とブースト圧センサ17で検出される実ブースト
圧Poとのブースト圧偏差E(n)=Pt(n)−Po
の式で演算され、次にS8においてソレノイド14に対
する駆動パルスのデューティ値D(n)が図示のI制御
(積分制御)の演算式で演算される。但し、D(n−
1)はRAMのメモリに更新しつつ格納されている前回
のデューティ値、CIは積分制御定数、CPは積分制御
の初期値である。次に、S9においてソレノイド14へ
デューティ値D(n)の駆動パルスが出力され、その後
S2へ戻り、S2〜S9のルーチンが所定微小時間毎に
実行される。尚、デューティ値D(n)の増加に応じて
ニードル弁14aで調節する通路面積が減少していくの
で、圧力通路12から圧力リリーフ通路13へリリーフ
される吸気のリリーフ量が減少して過給圧(ブースト
圧)が増大していく。一方、過給圧が所定の最大過給圧
になると圧縮コイルバネ11gのバネ力に抗してダイヤ
フラム11cが大気室11fの方へ切換えられてウェス
トゲート10aが開かれ、過剰な過給が防止されること
になる。
【0019】前記の過給圧制御の作用について説明す
る。図3のマップに示すように、目標燃料供給量Tpt
がスロットル開度にリニアに比例する特性で決定され、
この目標燃料供給量Tptと実燃料供給量Tpoとの偏
差e(n)を用いて目標ブースト圧Pt(n)を比例積
分制御で設定するので、偏差e(n)が速やかに解消す
るように目標ブースト圧が決定され、ブースト圧の偏差
E(n)を用いて積分制御でデューティ値D(n)を決
定するので、偏差E(n)が速やかに解消するようにソ
レノイド14が制御される。従って、偏差e(n)が大
きいときには目標ブースト圧が大きく制御されて吸入空
気量が速やかに増大し、それにより実燃料供給量Tpo
が速やかに増加して目標燃料供給量Tpoに略等しくな
る。これにより、アクセルの踏込量にリニアに追従して
燃料供給量が増加していくので、リニアな加速フィーリ
ングが得られる。しかも、目標燃料供給量Tptは排気
圧と無関係にアクセル踏込量に比例させて理想的に設定
できるので、排気圧の大小に拘らずアクセル踏込量で要
求される燃料を供給できることになる。
【0020】また、減速時には、前述とは反対の制御が
実行されるので、減速性能を大幅に向上させることも出
来る。特に、シーケルシャルターボチャージャを備えた
エンジンに適用した場合に、その切換え時などの過渡時
に排気圧の変動が著しくなるが、このような過渡時にも
応答性よく制御することが出来る。尚、過給圧を制御す
るのにニードル弁14aとソレノイド14を設けたが、
ウェストゲートバルブ11を駆動する種々の型式のアク
チュエータを介して過給圧を制御するように構成するこ
とも出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る過給機付エンジンの要部
概略構成図である。
【図2】過給圧制御のルーチンのフローチャートであ
る。
【図3】目標燃料供給量のマップの説明図である。
【図4】実燃料供給量のマップの説明図である。
【図5】本発明の機能ブロック図である。
【符号の説明】
6 エアフローメータ 12 圧力通路 14 ソレノイド 17 ブースト圧センサ 20 コントロールユニット 11 ウェストゲートバルブ 13 圧力リリーフ通路 14a ニードル弁 19 クランク角センサ 20 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 45/00 301E 45/00 301 F02B 37/12 301J (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/14 330 F02D 41/02 301 F02D 43/00 301 F02D 45/00 301

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクセルぺダルの踏込量とエンジン回転
    数とに応じた目標燃料供給量を求める目標供給量演算手
    段と、実際の吸入空気量又はこれに相関する物理量とエ
    ンジン回転数とに応じてエンジンに供給される実燃料
    量を設定する実供給量演算手段と、目標燃料供給量と
    実燃料供給量とに基いて実燃料供給量が目標燃料供給
    に近づくように目標過給圧を設定する過給圧設定手段
    と、過給圧検出手段で検出される実過給圧が目標過給圧
    となるように過給圧を制御する過給圧制御手段とを備え
    たことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】 前記過給圧設定手段は、目標燃料供給
    と実燃料供給量との差が大きくなるのに応じて目標過給
    圧を大きく設定するように構成されたことを特徴とする
    請求項1に記載の過給機付エンジンの制御装置。
JP2416335A 1990-12-27 1990-12-27 過給機付エンジンの制御装置 Expired - Lifetime JP2986115B2 (ja)

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FR2844829B1 (fr) * 2002-09-20 2004-11-26 Inst Francais Du Petrole Procede de controle du couple d'un moteur a combustion interne fonctionnant avec de l'air suralimente
CN103470384B (zh) * 2013-08-19 2016-06-29 曹兵 点燃式内燃机稀薄燃烧空气随动配气控制装置及方法

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