JPH07269402A - エンジンの大気圧補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、すべての負荷において大
気圧による吸気量の補正を適切になし得て、適切な燃料
噴射量を算出し得て排気浄化性能を向上し得て、また、
燃料噴射量を算出する際の吸気量を補正する大気圧補正
係数算出処理を不要とし得て、燃料噴射制御を簡素化し
得て、制御メモリを節約することにある。 【構成】 このため、この発明は、燃料噴射制御装置に
より燃料を噴射供給されるエンジンの大気圧補正装置に
おいて、前記エンジンのエンジン回転数を検出する回転
数センサを設け、前記エンジンの吸気圧を検出する吸気
圧センサを設け、大気圧を検出する大気圧センサを設
け、前記回転数センサの検出するエンジン回転数と前記
吸気圧センサ及び大気圧センサの検出する吸気圧及び大
気圧の比とから求められる体積効率により吸気量を補正
して前記燃料噴射制御装置による燃料噴射量を算出すべ
く制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの大気圧補正
装置に係り、特にすべての負荷において大気圧による吸
気量の補正を適切になし得て、適切な燃料噴射量を算出
し得て、排気浄化性能を向上し得て、また、燃料噴射量
を算出する際の吸気量を補正する大気圧補正係数算出処
理を不要とし得て、燃料噴射制御を簡素化し得て、制御
メモリを節約し得るエンジンの大気圧補正装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されるエンジンには、排気有
害成分や燃費の問題の対応策として、燃料噴射弁により
噴射供給する燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置を
備えたものがある。燃料噴射制御装置には、吸気管圧力
である吸気圧とエンジン回転数とより吸気量を求めて燃
料噴射量を算出するものがある。

【０００３】このような燃料噴射制御装置にあっては、
大気圧によって燃焼室での充填効率が変化するので、大
気圧により吸気量を補正して燃料噴射量を算出する必要
がある。

【０００４】この大気圧による吸気量の補正としては、
図６に示す如く、大気圧補正係数ＣAPを大気圧Ｐａのテ
ーブルデータとして制御部のメモリに記憶しておき、こ
の大気圧Ｐａのテーブルデータから大気圧補正係数ＣAP
をテーブル補間により求め、吸気量を補正するものがあ
る。

【０００５】また、大気圧による吸気量の補正として
は、図７・図８に示す示す如く、エンジン回転数Ｎｅと
吸気圧（ブースト圧）Ｐｂとからマップ補間により算出
される体積効率ＣEVを前記大気圧Ｐａのテーブルから求
められる大気圧補正係数ＣAPにより補正し、吸気量を補
正するものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン
は、大気圧が低くなった場合に、大気圧による補正を行
わないと、空燃比がリーン化するものである。このと
き、空燃比は、同じ大気圧であっても、低負荷ほどリー
ン化の傾向が大きいものである。

【０００７】したがって、前記大気圧Ｐａのみによって
決定される大気圧補正係数ＣAPを用いて吸気量を補正す
る場合には、低負荷においては補正量が小さくなって不
足し、一方、高負荷においては補正量が大きくなって過
剰となる問題がある。

【０００８】このため、前記大気圧Ｐａのみによって決
定される大気圧補正係数ＣAPを用いて吸気量を補正する
場合には、すべての負荷において大気圧による吸気量の
補正を適切になし得ないことにより、適切な燃料噴射量
を算出し得ず、空燃比が不適切となり、排気浄化性能を
悪化させる不都合がある。

【０００９】そこで、吸気量は、大気圧のみによること
なく、負荷と大気圧とによるマップから補正係数を求め
て補正することにより、適切に補正することができるも
のである。

【００１０】ところが、負荷と大気圧とによるマップか
ら補正係数を求める処理は、燃料噴射制御が複雑にな
り、制御メモリを多く必要とする不都合がある。

【００１１】また、前記図７・図８に示すエンジン回転
数Ｎｅと吸気圧（ブースト圧）Ｐｂとからマップ補間に
より求められる体積効率ＣEVを大気圧Ｐａのテーブルか
ら求められる大気圧補正係数ＣAPにより補正して吸気量
を補正するものにあって、例えば、大気圧Ｐａ＝３５０
〓Ｈｇにおける体積効率ＣEVを求める場合には、ＣEV
（Ｐａ＝３５０〓Ｈｇ）＝ＣEV（Ｐａ＝７６０〓Ｈｇ）
×ＣAP、により求められる。

【００１２】したがって、体積効率ＣEVは、吸気圧Ｐｂ
が変化しても、大気圧補正係数ＣAPが一定であるので、
図８に破線で示す如き値となる。

【００１３】これにより、高負荷では、大気圧補正によ
り吸気量を実際よりも多く吸入したように補正してしま
うことにより、算出される燃料噴射量が要求される燃料
噴射量よりも多くなり、空燃比がリッチ化する不都合が
ある。

【００１４】一方、低負荷においては、大気圧補正によ
り吸気量を実際よりも少なく吸入したように補正してし
まうことにより、算出される燃料噴射量が要求される燃
料噴射量よりも少なり、空燃比がリーン化する不都合が
ある。

【００１５】このため、この補正では、すべての負荷に
おいて大気圧による吸気量の適切に補正をなし得ないこ
とにより、適切な燃料噴射量を算出し得ず、空燃比が不
適切となり、排気浄化性能を悪化させる不都合があ。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、燃料噴射制御装置により
燃料を噴射供給されるエンジンの大気圧補正装置におい
て、前記エンジンのエンジン回転数を検出する回転数セ
ンサを設け、前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧セ
ンサを設け、大気圧を検出する大気圧センサを設け、前
記回転数センサの検出するエンジン回転数と前記吸気圧
センサ及び大気圧センサの検出する吸気圧及び大気圧の
比とから求められる体積効率により吸気量を補正して前
記燃料噴射制御装置による燃料噴射量を算出すべく制御
する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】この発明の構成によれば、大気圧補正装置は、
制御手段によって、エンジン回転数と吸気圧及び大気圧
の比とから求められる体積効率により吸気量を補正して
燃料噴射量を算出すべく制御することにより、大気圧補
正係数を算出する処理を要することなく、大気圧ととも
に吸気圧を考慮した体積効率を求めることができる。

【００１８】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明
する。図１〜図５は、この発明の実施例を示すものであ
る。図５において、２はエンジン、４はピストン、６は
燃焼室、８は吸気弁、１０は排気弁、１２はエアクリー
ナ、１４は吸気管、１６はスロットルボディ、１８はス
ロットルバルブ、２０はサージタンク、２２は吸気マニ
ホルド、２４は吸気通路、２６は排気マニホルド、２８
は触媒コンバータ、３０は排気管、３２は排気通路、３
４は第１ブローバイガス管、３６は第２ブローバイガス
管、３８はＰＣＶバルブである。

【００１９】前記エンジン２には、排気マニホルド２６
の排気通路３２に設けたＥＧＲ取入口４０に一端側を連
通するとともに吸気マニホルド２２の吸気通路２４に設
けたＥＧＲ還流口４２に他端側を連通するＥＧＲ通路４
４を設けている。ＥＧＲ通路４４の途中には、ＥＧＲ制
御バルブ４６を設けている。

【００２０】ＥＧＲ制御バルブ４６は、ＥＧＲ作動バル
ブ４８によりＥＧＲ制御圧力通路５０を介してサージタ
ンク２０の吸気通路２４の圧力を制御圧力として作用さ
れ、ＥＧＲ通路４４を開閉制御して排気の一部をＥＧＲ
還流口４２から吸気通路２４に還流させる。

【００２１】前記エンジン２は、吸気マニホルド２２に
燃焼室６に指向させて燃料噴射弁５２を設けている。燃
料噴射弁５２は、燃料供給通路５４により燃料タンク５
６に連絡されている。燃料タンク５６内には、燃料供給
通路５４に燃料を送給する燃料ポンプ５８を設けてい
る。燃料供給通路５４の途中には、燃料フィルタ６０が
設けられている。

【００２２】前記燃料供給通路５４の途中には、燃料圧
力調整機構６２を設けている。燃料圧力調整機構６２
は、サージタンク２０の吸気通路２４の圧力を調整圧力
通路６４により調整圧力として作用され、燃料圧力を所
定圧に調整して余剰の燃料を燃料戻し通路６８により燃
料タンク５６に戻す。

【００２３】前記燃料タンク５６には、パージ通路７０
の一端側を連通している。パージ通路７０の他端側は、
キャニスタ７２に連通されている。パージ通路７０の途
中には、２ウェイバルブ７４を設けている。前記キャニ
スタ７２には、エバポ通路１７６の一端側を連通してい
る。エバポ通路７６の他端側は、スロットルボディ１６
の吸気通路２４に連通している。

【００２４】前記エンジン２は、スロットルバルブ１８
を迂回してスロットルボディ１６の吸気通路２４とサー
ジタンク２０の吸気通路２４とを連通するアイドル空気
通路７８を設け、このアイドル空気通路７８の途中にア
イドル空気調整バルブ（ＩＳＣバルブ）８０を設けてい
る。

【００２５】前記エンジン２には、点火機構８２を構成
するイグニションコイル８４とディストリビュータ８６
とが設けられている。ディストリビュータ８６には、ク
ランク角のみならずエンジン回転数を検出して回転数セ
ンサとしても機能するクランク角センサ８８が設けられ
ている。

【００２６】前記エンジンには、サージタンク２０の吸
気通路２４から検出圧力通路９０により導入される吸気
圧を検出する吸気圧センサ９２が設けられている。

【００２７】前記エンジン２には、大気圧を検出する大
気圧センサ９４が設けられている。

【００２８】また、前記エンジンには、冷却水温度を検
出する水温センサ９６を設け、スロットルバルブ１８の
スロットル開度を検出するスロットルセンサ９８を設
け、吸気通路２４の吸気温度を検出する吸気温センサ１
００を設け、排気通路２６の排気中の酸素濃度を検出す
るＯ2 センサ１０２を設けている。

【００２９】前記ＥＧＲ作動バルブ４８と燃料噴射弁５
２と燃料ポンプ５８とアイドル空気調整バルブ８０とイ
グニションコイル８４とクランク角センサ８８と吸気圧
センサ９２と大気圧センサ９４と水温センサ９６とスロ
ットルセンサ９８と吸気温センサ１００とＯ2 センサ１
０２とは、燃料噴射制御装置１０４を構成する制御手段
１０６に接続されている。

【００３０】また、この制御手段１０６には、触媒コン
バータ２８に取付けたサーモフューズ１０８がウォーニ
ングランプ１１０を介して接続され、メインスイッチ１
１２及びヒューズ１１４を介してバッテリ１１６が接続
されている。

【００３１】前記制御手段１０６は、前記各センサ８８
・９２〜１０２から入力する信号によりエンジン２の運
転状態を検知し、例えば、吸気圧とエンジン回転数とよ
り吸気量を求め、目標空燃比となるように燃料噴射量を
算出し、燃料噴射弁５２を作動制御してエンジン２の燃
焼室６に燃料を噴射供給する。

【００３２】このように、燃料噴射制御装置１０４によ
り燃料を噴射供給されるエンジン２には、大気圧補正装
置１１８を設けている。大気圧補正装置１１８の制御手
段である大気圧制御部１２０は、前記燃料噴射制御装置
１０４の制御手段１０６に設けられている。大気圧制御
部１２０は、回転数センサとしても機能するクランク角
センサ８８の検出するエンジン回転数Ｎｅと吸気圧セン
サ９２及び大気圧センサ９４の検出する吸気圧（ブース
ト圧）Ｐｂ及び大気圧Ｐａの比Ｐｂ／Ｐａとから体積効
率ＣEVを求め、この体積効率ＣEVにより吸気量を補正し
て前記燃料噴射制御装置１０４による燃料噴射量を算出
すべく制御する。

【００３３】次に作用を説明する。

【００３４】前記大気圧制御部１２０は、図１に示す如
く、制御がスタートすると、回転数センサとしても機能
するクランク角センサ８８と吸気圧センサ９２と大気圧
センサ９４とから、夫々エンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐ
ｂと大気圧Ｐａとを入力（ステップ２０２）する。

【００３５】入力されたエンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐ
ｂと大気圧Ｐａとは、図２に示す如く、エンジン回転数
Ｎｅと吸気圧Ｐｂ及び大気圧Ｐａの比Ｐｂ／Ｐａとから
マップ補間により体積効率ＣEVを求める（ステップ２０
４）。

【００３６】求められた体積効率ＣEVにより吸気量を補
正（ステップ２０６）し、前記燃料噴射制御装置１０４
による燃料噴射量を算出（ステップ２０８）する。

【００３７】このように、大気圧補正装置１１８は、大
気圧制御部１２０によって、エンジン回転数Ｎｅと吸気
圧Ｐｂ及び大気圧Ｐａの比とから求められる体積効率Ｃ
EVにより吸気量を補正して燃料噴射量を算出すべく制御
する。

【００３８】これにより、大気圧補正装置１１８は、従
来のように大気圧補正係数ＣAPを算出する処理を要する
ことなく、大気圧Ｐａとともに吸気圧Ｐｂを考慮した体
積効率ＣEVを求めることができる。

【００３９】ここで、体積効率ＣEVについて説明する。
エンジン２の吸入空気重量Ｇａは、図３に示す如く、Ｇ
ａ＝｛Ｙ／（Ｙ＋１）｝×｛（Ｐ₁ ・Ｖ_S ）／@ Ｒ₁ ・
（Ｔａ−ΔＴ₁ ＋ΔＴ_2,4,5 ）@ ｝×｛ε／（ε−
１）｝×｛１−（１／ε）・（Ｐ₅ ／Ｐ₁ ）^1/n ｝、の
近似式により求められる。

【００４０】説明を簡単にするために、Ｐ₁ ＝Ｐｂ、Ｐ
₅ ＝Ｐａとする。なお、実際には、各種要因によりＰ₁
＝Ｐｂ、Ｐ₅ ＝Ｐａとはならないが、体積効率ＣEVの傾
向には一致するものである。

【００４１】前記の近似式より、体積効率ＣEVは、ＣEV
＝｛Ｙ／（Ｙ＋１）｝×｛１／@ Ｒ₁ ・（Ｔａ−ΔＴ₁
＋ΔＴ_2,4,5 ）@ ｝×｛ε／（ε−１）｝×｛１−（１
／ε）・（Ｐａ／Ｐｂ）^1/n ｝となる。

【００４２】よって、体積効率ＣEVは、ＣEV＝｛Ｙ／
（Ｙ＋１）｝×｛１／@ Ｒ₁ ・（Ｔａ−ΔＴ₁ ＋ΔＴ
_2,4,5 ）@ ｝×｛ε／（ε−１）｝×｛１−（１／ε）
・（Ｐｂ／Ｐａ）^-1/n｝となる（ｎ≒１．３）。

【００４３】したがって、体積効率ＣEVは、Ｐｂ／Ｐａ
の関数となることがわかる。

【００４４】これより、体積効率ＣEVは、同じ大気圧Ｐ
ａであれば、吸気圧Ｐｂの関数としてよいが、大気圧Ｐ
ａが変化する場合に、すべての吸気圧Ｐｂに対して同一
の大気圧補正係数ＣAPを乗算する従来の大気圧補正方法
では、適切に補正し得ないことになる。

【００４５】前記体積効率ＣEVの式によれば、図３に示
すように現される。これを、吸気圧Ｐｂを横軸に取り、
大気圧Ｐａをパラメータとして現すと、図４に示すよう
に現される。

【００４６】図４から明らかなように、大気圧が小さく
なった場合には、吸気圧Ｐｂが小さいほど、体積効率Ｃ
EVの増加率が大きい。よって、発明が解決しようとする
課題の項で述べたような不都合を生じることになる。

【００４７】そこで、この大気圧補正装置１１８は、従
来の吸気圧（Ｐｂ）に代えて、大気圧制御部１２０によ
って、エンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｂ及び大気圧Ｐａ
の比Ｐｂ／Ｐａとから体積効率ＣEVを求め、この体積効
率ＣEVにより吸気量を補正して燃料噴射制御装置１０４
による燃料噴射量を算出すべく制御することにより、大
気圧補正係数ＣAPを算出する処理を要することなく、大
気圧Ｐａとともに吸気圧Ｐｂを考慮した体積効率ＣEVを
求めることができる。

【００４８】このため、この大気圧補正装置１１８は、
従来の吸気圧（Ｐｂ）に代えてすべての負荷において大
気圧Ｐａによる吸気量の補正を適切になし得て、適切な
燃料噴射量を算出することができ、空燃比を適正化して
排気浄化性能を向上することができる。また、この大気
圧補正装置１１８は、燃料噴射量を算出する際の吸気量
を補正する大気圧補正係数Ｃ_APの算出処理を不要とし得
て、大気圧補正係数ＣAPを算出する処理を要しないこと
により、燃料噴射制御を簡素化し得て、制御メモリを節
約することがてできる。

【００４９】

【発明の効果】このように、この発明によれば、大気圧
補正装置は、大気圧補正係数を算出する処理を要するこ
となく、大気圧とともに吸気圧を考慮した体積効率を求
めることができる。

【００５０】このため、この大気圧補正装置は、すべて
の負荷において大気圧による吸気量の補正を適切になし
得て、適切な燃料噴射量を算出し得て、空燃比を適正化
して排気浄化性能を向上し得て、また、燃料噴射量を算
出する際の吸気量を補正する大気圧補正係数の算出処理
を不要とし得て、燃料噴射制御を簡素化し得て、制御メ
モリを節約することがてできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】大気圧補正装置の制御のフローチャートであ
る。

【図２】エンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｂ及び大気圧Ｐ
ａの比Ｐｂ／Ｐａとによる体積効率ＣEVマップを示す図
である。

【図３】吸気圧Ｐｂ及び大気圧Ｐａの比Ｐｂ／Ｐａと体
積効率ＣEVとの関係を示す図で

【図４】大気圧Ｐａをパラメータとする吸気圧Ｐｂと体
積効率ＣEVとの関係を示す図である。

【図５】大気圧補正装置の概略構成図である。

【図６】従来例を示す大気圧Ｐａによる大気圧補正係数
ＣAPテーブルを示す図である。

【図７】エンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｂとによる体積
効率ＣEVマップを示す図である。

【図８】大気圧Ｐａをパラメータとする吸気圧Ｐｂと体
積効率ＣEVとの関係を示す図である。

【符号の説明】

２ エンジン ５２ 燃料噴射弁 ８８ クランク角センサ ９２ 吸気圧センサ ９４ 大気圧センサ １０４ 燃料噴射制御装置 １０６ 制御手段 １１８ 大気圧補正装置 １２０ 大気圧補正部

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図６】

【図４】

【図５】

【図７】

【図８】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射制御装置により燃料を噴射供給
   されるエンジンの大気圧補正装置において、前記エンジ
   ンのエンジン回転数を検出する回転数センサを設け、前
   記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧センサを設け、大
   気圧を検出する大気圧センサを設け、前記回転数センサ
   の検出するエンジン回転数と前記吸気圧センサ及び大気
   圧センサの検出する吸気圧及び大気圧の比とから求めら
   れる体積効率により吸気量を補正して前記燃料噴射制御
   装置による燃料噴射量を算出すべく制御する制御手段を
   設けたことを特徴とするエンジンの大気圧補正装置。