JPS58206834A - 過給機を備える内燃エンジンの燃料供給制御方法 - Google Patents

過給機を備える内燃エンジンの燃料供給制御方法

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JPS58206834A
JPS58206834A JP57090658A JP9065882A JPS58206834A JP S58206834 A JPS58206834 A JP S58206834A JP 57090658 A JP57090658 A JP 57090658A JP 9065882 A JP9065882 A JP 9065882A JP S58206834 A JPS58206834 A JP S58206834A
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injection valve
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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】 本発明は過給機を備える内燃エンジンの燃料供給制御方
法に関し、特に過給にエリ吸気管内圧力が広範囲に変化
する内燃エンジンの燃料供給制御方法に関する。
内燃エンジン、特にカンリンエンジンの燃料噴射装量の
噴射量を少くとも吸気管内の絶対圧に応じた基準値に、
エンジンの作動状態を表わす諸元、例えば、エンジン回
転数、吸入空気温度、エンジン水温、スロットル弁開度
、排気濃度(酸素濃度)、大気圧力等に応じた定数お工
び/または件数を電子的手段により加算および/または
乗算することにより決定して燃料噴射量を制御し、もっ
てエンジンに供給される混合気の空燃比を制御するよう
にした燃料供給制御方法が知られている。
かかる燃料供給制御方法において、内燃エン−“2ンに
過給機を備える場合吸気管内圧力は過給機を備えない場
合に比較して広い圧力範囲に亘って変化し、これを1個
の圧力センサで計測する場合吸気管内の圧力計測精度が
悪くなり正確な供給燃料量の制御が出来なくなる。第1
α図はかかる事情を説明する図で同図中の圧力範囲αは
過給機を備えない通常の内燃エンジンで実現される圧力
範囲を示し、過給機を備えた場合の圧力範囲は圧力範囲
αに加えて圧力範囲すにも亘る広範囲となる。
第1α図の破線は上述の圧力範囲α及びbを過給機を備
えない通常の内燃エンジンと同様に1個の圧力センサで
吸気管内圧力を計測し7たと負の吸気管内圧力と圧力セ
ンサ出力電圧との関係を示し1、第1h図は貫1定圧力
に対する精度を示す。吸気管内絶対圧が小さくなるに従
い読取値に対する精度は悪く々り許容誤差範囲から外れ
てしまう。吸気管内圧力計測の精度に悪影響を及ぼす。
その結果エンジン運転の全領域でエンジンへの燃料供給
量の制御を1個のセンサで正確に行なうことは難(く運
転性能、排気ガス特性及び燃費特性に悪影響を及ぼす。
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
スロットル弁下流の吸気管に吸気管内圧力を検出する高
圧力減圧カセンサ及び低圧力減圧カセンサを設け、これ
ら圧力センサの夫々に対応して、各圧力センサの出力値
とエンジン回転数に応じた燃料噴射弁の複数の基本燃料
噴射量を記憶手段に予め記憶し、前記一方の圧力センサ
の出力値を所定値と比較して、比較結果が所定値よりも
小さいとき、前記低圧力減圧カセンサの出力値とエンジ
ン回転数とに対応する基本燃料噴射量の記憶値を前記記
憶手段から読み出し、前記比較結果が所定値エリも大き
いとき1、剪記高圧力域圧カセンサの出力値とエンジン
回転数とに対応する基本燃料噴射量の記憶値を前記記憶
手段から読み出すようにして、吸気圧力が高圧力となる
過給を行なっても吸気管内の圧力計測精度を全エンジン
運転領域に亘って高精度に維持し燃料供給量を正確に制
御が出来る過給機を備える内燃エンジンの燃料供給制御
方法を提供するものである。
以下、本発明の燃料供給制御方法を過給機を備え、副燃
焼室を有する内部エンジンに適用した実施例を添付図面
を参照して説明する。
第1α図及び第1h図は前述の様に吸気管内圧力に対す
る圧力センサの出力電圧及び測定精度を示した図であり
、破線は全測定範囲を1個のセンサで測定した従来例の
場合、実線は2個のセンサで測定した本発明の場合を表
している。第1b図の精度εは下式により求まる。
従って迎1定誤差ΔpBが小さい程、測定値pBつが大
きい程誤差εは小さくな#)′P#度は良くなる。測定
誤差ΔpBは圧力センナ5出力電圧の読取誤差ΔVpB
によって決定される。特にVPBをA/D変換器で読み
取る場合ではΔVPBがデジタル最小分解能に相当する
。従って第1α図のPB −VPB特性の傾きmを大き
くとるとΔVPB rK一対応して現れる測定誤差ΔP
Bは実質的に小さくなる。また測定値PB。
はその値が小さい程、精度が悪くなるので、1個の圧力
センサだけで計測を行うと、傾きmが小さい為精度εは
低圧力域で許容範囲を超えてしまう。
従って2個の圧力センサにエリ測定を行うことにより、
傾きmが犬きくなり精度εを小さくする事ができる。ま
た、低圧力域においては、その測定値PBoが小さい分
、爽に傾きmを大きくすると許容誤差範囲内に収める事
が容易に実施できる。
第2図は本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の全
体の構成図であり、符号1は例えば4気筒の内燃エンジ
ンを示し、エンジン1は4個の主燃焼室とこれに通じた
副燃焼室(共に図示せず)とから成る形式のものである
。エンジン1には吸気管2が接続され、この吸気管2は
各主燃焼室に連通した主吸気管2αと各副燃焼室に連通
した副吸気管2hから成る。吸気管2の途中にはスロッ
トルボディ6が設けられ、内部に主吸気管2α。
副吸気管2b内にそれぞれ配された主スロットル弁6α
、副スロツトル弁3bが連動して設けられている。主ス
ロットル弁3aにはスロットル弁開度センサ4が連設さ
れて主スロットル弁の弁開度を電気的信号に変換し電子
コントロールユニット(以下「ECU」と言う)51C
送るようにされている。
主吸気管2α及び副吸気管2bには夫々主燃料 ゛噴射
弁6αと副燃料噴射弁6bが設けられ主燃料噴射弁6α
は主吸気管2αの図示しない吸気弁の少し上流倖に各気
筒ごとに、副燃料噴射弁6bは1個のみ副吸気管2bの
副スロツトル弁6bの少し下流儒に各気筒に共通してそ
れぞれ設けられている。主燃料噴射弁6α及び副燃料噴
射弁6bは夫々図示しない燃料ポンプに接続されている
。主燃料噴射弁6αと副燃料噴射弁6bはECU3に電
気的に接続されており、ECU3からの信号によって燃
料噴射の開弁時間が制御される。
エンジン1の排気管13には過給機7のタービン7αが
配設されておりこのタービン7αはエンジン1からの排
気ガスによってスロットル弁3上流の吸気管2に配設さ
れたコンプレッサ7hを駆動するようにしている。
前記スロットル弁3の直ぐ下流には管8及び8′を介し
て絶対圧pBTcセンサ9及び絶対圧PBNAセンサ9
′が設けられており各センサ9及び9’aECU5に電
気的に接続されている。詳細は後述するように、吸気管
内絶対圧が所定圧PB、、 (第1α図)以上の場合に
は絶対圧PBTOセンサ9の出力信号が制御パラメータ
信号として使用され、吸気管内絶対圧が所定圧7)B、
、以下の場合には絶対圧PBNAセンサ9′の出力信号
が制御パラメータ信号として使用される。吸気管2には
吸気温センサ10が取り付けられており、この吸気温セ
ンサ1GはECU3に電気的に接続されて、該ECU3
に吸気温信号を供給する。
エンジン1本体にはエンジン水温センサ11が設けられ
、このセンサ11はサーミスタ等から成り、冷却水が充
満したエンジン気筒周壁内に挿着されて、その検出水温
信号をECU3に供給する7又、エンジン回転数センサ
(以下「Neセンサ」という)12がエンジンの図示し
ないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取り付けられてお
j7、#gセンサ12はエンジンの所定回転位置を検出
してこの回転位置信号NεをECU3に供給する。前記
過給機7のタービン7αとエンジン1との間の排気管1
3には0.センサ14が挿着されこのセンサ14は排気
中の酸素濃度を検出し、その検出値信号をECU3に供
給する。
更に、ECU3には他のエンジンパラメータセンサ15
、例えば大気圧センサ、背圧センサ等が接続されて、こ
のセンサ15は他のエンジンパラメータ信号をECU3
に供給する。
ECU3は上述の各種エンジンパラメータ信号に基いて
以下に示す式で与えられる主燃料噴射弁6α及び副燃料
噴射弁6hの各燃料噴射時間ToUTM及びTOTIJ
TSを演算する、 7’OITTM =TiMXK、+TK、   −−・
−−−C1)?”01TTS = T i S x54
− TK妄−・・・・・・・・−(2)ここにTtM及
びTiSは夫々主燃料噴射弁6α及び副燃料噴射弁6b
の各基本噴射時間を示し、各基本噴射時間は、詳細は後
述するように、吸気管内絶対圧とエンジン回転数に応じ
てECU3内の記憶手段から読み出される。
係数x、、x’、及び補正値TK、、TK−は前述の各
種センサ、すなわち、吸気管内絶対圧センサ9,9′、
吸気温センサ10.エンジン水温センサ11 、 N。
センサ12tスロットル弁開度センサ4.o、センサ1
4及び他のエンジンパラメータセンサ15からのエンジ
ンパラメータ信号に応じて演算される補正係数及び補正
値であってエンジン運転状態に応じ始動特性、排ガス特
性、燃9%性、エンジン加速特性等の緒特性が最適なも
のとなるように所定の演算式に基いて演算される。
ECU3に上述のようにして求めた燃料噴射時間7’O
UT’M及びTOUTBに基いて主燃料噴射弁6α及び
副燃料噴射弁6hの夫々を開弁させる各駆動信号を各燃
料噴射弁6α及び6bに供給する。
第6図は第2図のECU3内部の回路構成を示す図で、
第2図のA’−gセンサ12からのエンジン回転数信号
は波形整形回路501で波形整形されt後、TDC信号
として中央処理装置(以下「CPU」という)503に
供給されると供にM−カウンタ502にも供給される。
Meカウンタ502はNgセンサ12からの前回所定位
置信号の入力Frf赤ら今回所定位置信号の入力時まで
の時間間隔を計数するもので、その計数値M−にエンジ
ン回転数Neの逆数に比例する。Meカウンタ502は
この計数値Meをデータバスケーブル510を気温セン
サ10.エンジン水温センサ11 、0.センサ14及
び他のエンジンパラメータセンサ15の各出力信号はレ
ベル修正回路504で所定電圧レベルに修正された後、
マルチブクレサ505により準次A/Dコンバータ50
6に供給される。
A/Dコンバータ506は前述の各センサからの出力信
号を順次デジタル信号に変換して該デジタル信号をデー
タバスケーブル510?介しJCpU503に供給する
CPU505は、更に、データバスケーブル510を介
してリードオンリメモリ(以下「ROM」という)50
7、ランダムアクセスメモリ(RAM)508及び駆動
回路509に接続されており、RAM508tl’LC
PU505C(D演算結果等を一時的に記憶し、ROM
507VCuCPU50’:+で実行される制御プロダ
ラム、後述する主燃料噴射弁6α及び副燃料噴射弁6h
の各基本噴射時間nマツプ等が記憶されている。CPU
505tdROM507に記憶されている制御プログラ
ムに従って前述の各種エンジンパラメータ信号に応じた
主燃料噴射弁6α及び副燃料噴射弁6bの各燃料噴射時
間?”O−UTM及び7’O[rTS i演算してこれ
ら演算値をデータバスケーブル510を介して駆動回路
509に供給する。駆動回路509は前記演算値に応じ
て主燃料噴射弁6α及び副燃料噴射弁6hを開弁させる
制御信号を各噴射弁6α及び6bVC供給する。
第4図は第3図のCPU50′乙にエリ実行される吸気
管内絶対圧の大きさに応じて主燃料噴射弁6α及び副燃
料噴射弁6bの燃料噴射時間7’OUTM及び7’0U
TS f算出する方法を説明するフローチャートである
先ず、第2図の吸気管2に取付けた2つの絶対圧センサ
9及び9′のいずれか一方の絶対圧センサ、例えば吸気
管内の低圧力域絶対圧を計測する絶対圧pBNkセンサ
9′の絶対圧信号pB NAが所定値FBI7(第1α
図参照)、例えば1160箇H9、より大きいか否かを
判別する(第3図のステップ1)判別結果が肯定(イエ
ス)のときCPU503は高圧力域絶対圧PBTCセン
サ9からの出力信号PBTCトNgセンサ12からのエ
ンジン回転数信号Neに対応する主燃料噴射弁6αの基
本噴射時間TiMをROM507内に記憶されている高
過給域TLMマツプから読み出す(ステップ2)。
第5図は高過給吠TiMマツプを示し、絶対圧PBTC
は例えば1160〜1760瓢Hgの範囲でPB、〜P
B、として8段階設けられ、また、回転数Ngは例えば
500〜6000r−plrLの範囲でHe、〜Nea
として8段階設けられておりマツプ格子点以外のエンジ
ン回転数Ne及び絶対圧、PBTOに対応する基本噴射
時間TiMは補間計算で求められる。この高過給域Ti
Mマツプから求められる主燃料噴射弁6αの基本噴射時
間TiMは後述する低過給域TiMマツプから得られる
基本噴射時間TiM 、すなわち、エンジンの通常走行
状態に適した空燃比となる基本噴射時間よりも燃料過濃
となる、すなわち、空燃比が小となる基本噴射時間に設
定されている。
高過給域で空燃比を小としてエンジンへの熔料供給景を
増加させることにより高出力が得られると共に混合気に
含まれる燃料がエンジンシリンダ内の局所的な高温部を
冷却して過早着火等の異常燃焼を防止することが出来る
次に、CPU503は副燃料噴射弁6hの基本噴射時間
T i Sを零に設定する(第4図のステップ6)。こ
れは、高過給運転域ではエンジンの主燃焼室に供給する
混合気の空燃比は上述のように通常走行状゛態時の空燃
比りり小さく設定したが、この高過給運転時に副燃焼室
に燃料を供給fると主燃焼室とは逆に点火栓先端部等が
過熱されて過早着火現象が生じるためである。この副燃
焼室での過早着火現象は上述した混合気に含まれる燃料
の冷却効果よりも副燃焼室の局部に熱を与えて蓄熱させ
る効果の方が勝るためと推定される。
上述のようにして求めた主燃料噴射弁6αの基本噴射時
間TiMに前記式(1)に基いて各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される補正係数に1及び補正値TK
2を乗算又は加算して燃料噴射時間7’OTTTMを算
出すると共にmj燃料噴射弁6bの燃料噴射時間を零と
する(ステップ4)。
前記ステップ1の判別結果が否定(ノー)のとき、すな
わち吸気管内絶対圧が所定値PB17以下のときcpv
5asは低圧力域絶対圧p B iQ A−こンア9′
からの出力信号PB N AとMe+ンサ12からのエ
ンジン回転数信号Haに対応する主燃料噴射弁6a及び
副燃料噴射弁67!Iの各基本噴射時間TiM及びTi
Bを前記ROM507内に記憶されている低過給域Ti
ytマツプ及びTiSマツプから夫々読み出す(ステッ
プ5及び6)。低過給域1’iMマツプ及びTiSマツ
プの各マツプ筐は第5図で示した高過給域TiMマツプ
と同様にして求められるので説明を省略する。
上述のようにして求めた主燃料噴射弁6α及び副燃料噴
射弁6hの基本噴射時間TiM及びTi8に前記式(1
)及び(2)に基いて補正係数に、 、 、l 及び補
正値7’に、 、 TK’、を夫々乗算又は加算して各
燃料噴射時間7’OUTM及び7’0UTS f算出す
る(ステップ7)。
尚、上述の実施例ではエンジンの高過給運転時に副燃焼
室への燃料の供給を停−止させ友が、副燃料噴射弁6h
にコーキング(高温により分解した燃料タールが通路壁
に付着して目づまりを起す現象)の虞れがある場合には
高過給運転時に少量の燃料を流しておく方が好ましい。
この場合の副燃焼室への燃料供給量は、上述の過早着火
が生じない程度の供給量にする必要があり、高過給運転
時の副燃料噴射弁6bの基本燃料噴射時間TiSを、例
えば、低過給@ T i Sマツプの上限値、すなわ□
) ) ち低圧力域絶対圧PB NAセンサ9′の出力信号PB
NAを所定値PB1? (第1α図)の一定値としエン
ジン回転数Neに対応する値を読み出すようにして又、
高過給運転時に副燃焼室に燃料を供給して本過早着火等
の異常燃焼を生じる虞れのないエンジンに対しては、高
過給運転時に適宜量の懲料金副燃焼室に供給するように
高過給域TiSマツプを設けるようにしてもよい。更に
又、副燃焼室を備えない通常の内燃エンジンにも本発明
の方法が適用できることは勿論のことである。
以上詳述したように本発明の過給機を備える内燃エンジ
ンの燃料供給制御方法に依れば、スロットル弁下流の吸
気管に吸気管内圧力を検出する高圧力ψ圧力センサ及び
低圧力域圧カセンサを設け、これら圧力センサの夫々に
対応して、各圧力センサの出力値とエンジン回転数に応
じた燃料噴射弁の複数の基本燃料噴射量を記憶手段に予
め記憶し、前記一方の圧力センサの出力値を所定値と比
較して、比較結果が所定値より4小さいとき、前記低圧
力域圧カセンサの出力1直とエンジン回転数とに対応す
る基本・燃料噴射量の記憶値を前記記憶手段から読み出
し、前記比較結果が所定値よりも太きいとき、前記高圧
力域圧カセンサの出力値とエンジン回転数とに対応する
基本燃料噴射量の記憶値を前記記憶手段から読み出すよ
うにしたので吸気管内で生じる全圧力範囲に亘って精度
のよい圧力計測が出来、エンジンに供給される燃料量を
正確に制御することが出来、運転性能、排気ガス特性9
燃費特性等を全エンジン運転領域に亘って好ましい状態
に維持させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1α図及び第1b図は内部エンジンの吸気管内圧力と
この圧力を計湧1する圧力センサの出力電圧及び測定精
度との関係を説明する図、第2図は不発明の方法を適用
した燃料供給側a装置の全体のブロック図、第・6図は
第2図の電子コントロールユニット(ECU)の内部構
成の概略を説明する図、第4図は燃料噴射弁の噴射時間
を算出する方法を説明するフローチャート及び第5図は
吸気管内絶対圧及びエンジン回転数に対応した燃料噴射
弁の基本−料噴射時間のマツプを示す図である。 1・・・内燃エンジン、2・・・吸気管、6・・・スロ
ットル弁、5・・・電子コントロールユニット(ECU
)6・・・燃料噴射装置、6α・・・主燃料噴射弁、6
h・・・副燃料噴射弁、7・・・過給機、9・・・高圧
力域圧カセンサ、9′・・・侍圧力域、圧カセンサ、1
2・−・エンジン回転数センサ、503・−・CPU、
507・・・記憶手段(ROM)。 出願人  本田技研工業株式会社 代理人 弁理士   渡 部 敏 彦 桔1q図 第1b図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、過給機を備える内燃エンジンの燃料噴射弁の燃料噴
    射時間を電子的に調整してエンジンに供給する燃料量を
    制御する燃料供給制御方法において、スロットル弁下流
    の吸気管に吸気管内圧力を検出する高圧力域圧力センナ
    及び低圧力填圧カセンサを設け、これら圧力センサの夫
    々に対応して、各圧力センサの出力値とエンジン回転数
    に応じた前記燃料噴射弁の複数の基本燃料噴射量を記憶
    手段に予め記憶し、前記一方の圧力センサの出力値を所
    定値と比較して、比較結果が所定値よりも小さいとき、
    前記低圧力域王カセンサの出力値とエンジン回転数とに
    対応する基本燃料噴射量の記憶値を前記記憶手段から読
    み出し、前記比較結果が所定値よりも大きいとき、前記
    高圧力域圧力センナの出力値とエンジン回転数とく対応
    する基本燃料噴射量の記憶値を前記記憶手段から読み出
    すようにし究ことを特徴とする過給機を備える内燃エン
    ジンの燃料供給制御方法。 2、前記記憶手段の低圧力填圧カセンサの出力値に対応
    する記憶値はエンジンの通常走行状態に適した空燃比と
    なる基本燃料噴射量であり、前記記憶手段の高圧力域圧
    力センナの出力値に対応する記憶値は前記エンジンの通
    常走行状態に適し丸字燃比よりも小さい空燃比となる基
    本燃料噴射量であるようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の過給機を備える内燃エンジンの燃
    料供給制御方法。 6、過給機を備え、副燃焼室を有する内燃エンジンの主
    燃料噴射弁及び副燃料噴射弁の各燃料噴射量を電子的に
    調整してエンジンに供給する燃料量を制御する燃料供給
    制御方法において、スロットル弁下流の吸気管に吸気管
    内圧力を検出する高圧力域圧力センナ及び低圧力填圧カ
    センサを設け、高圧力域圧力センナの出力値とエンジン
    回転数に応じた前記主燃料噴射弁及び副燃料噴射弁の夫
    々の複数の基本燃料噴射量と、低圧力填圧カセンサの出
    力値とエンジン回転数に応じた前記主燃料噴射弁及び副
    燃料噴射弁の夫々の複数の基本燃料噴射量とを記憶手段
    に予め記憶し、前記一方の圧力センサの出力値を所定値
    と比較して、比較結果が所定値よりも小さいとき、前記
    低圧力被圧カセンサの出力値とエンジン回転数とに対応
    する主燃料噴射弁及び副燃料噴射弁の各基本燃料噴射量
    の記憶値を前記記憶手段から読み出し、前記比較結果が
    所定値よりも大きいとき、前記高圧力域古カセンサの出
    力値とエンジン回転数とに対応する主燃料噴射弁及び副
    燃料噴射弁の各基本燃料噴射量の記憶値を読み出すよう
    にしたことを特徴とする過給機を儂える内燃エンジンの
    燃料供給制御方法。 4、前記記憶手段の高圧力域□圧力センサの出力値に対
    応する前記副燃料噴射弁の基本燃料噴射量の記憶値を零
    に設定し、前記一方の圧力センサの出力値が所定値エリ
    大きいとき副燃焼室への燃料供給を停止させるようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の過給機
    を備える内燃エンジンの燃料供給制御方法。 5、前記記憶手段の低圧力填圧カセンサの出力値に対応
    する主燃料噴射弁の記憶値はエンジンの通常走行状態に
    適した空燃比となる基本燃料噴射量であり、前記記憶手
    段の高圧力域圧カセンサの出力値に対応する主燃料噴射
    弁の記憶値は前記エンジンの通常走行状態に適した空燃
    比よりも小さい空燃比となる基本燃料噴射量であるよう
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の過
    給機を備える内燃エンジンの燃料供給制御方法。 6、前記副燃料噴射弁の高圧力域圧カセンサの出力値と
    エンジン回転数に応じた複数の基本燃料噴射量の記憶値
    を、高圧力域圧カセンサの出力値及びエンジン回転数の
    いずれか一方の変数値が一定の値を示すとき他方の変数
    値が変化しても一定値となるように設定したことを特徴
    とする特許請求の範囲第3項記載の過給機を備える内燃
    エンジンの燃料供給制御方法。 Z 前記副燃料噴射弁の高圧力被圧カセンサの出力値と
    エンジン回転数に応じた複数の基本燃料噴射量の記憶値
    を、高圧力域圧カセンサの出力値及びエンジン回転数に
    関係なく一定値となるように設定したことを特徴とする
    特許請求の範囲第3項記載の過給機を備える内燃エンジ
    ンの燃料供給制御方法。
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