JPS6328212B2 - - Google Patents

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JPS6328212B2
JPS6328212B2 JP57090658A JP9065882A JPS6328212B2 JP S6328212 B2 JPS6328212 B2 JP S6328212B2 JP 57090658 A JP57090658 A JP 57090658A JP 9065882 A JP9065882 A JP 9065882A JP S6328212 B2 JPS6328212 B2 JP S6328212B2
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pressure sensor
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engine
injection valve
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Publication of JPS6328212B2 publication Critical patent/JPS6328212B2/ja
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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、特に過給により吸気管内圧力
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、特にガソリンエンジンの燃料噴
射装置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、スロツトル弁開度、排気濃度（酸素
濃度）、大気圧力等に応じた定数および／または
係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
つ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、内燃エンジ
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つて変
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１ａ図はかかる事情
を説明する図で同図中の圧力範囲ａ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ａに加えて圧力範囲ｂにも亘る広範囲となる。
第１ａ図の破線は上述の圧力範囲ａ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たときの吸気
管内圧力と圧力センサ出力電圧との関係を示し、
第１ｂ図は測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
は悪くな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し
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
たものでスロツ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サ及び低圧力域圧
力センサを設け、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、前記低圧力域圧力センサの出力値と
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
つても吸気管内の圧力計測精度を全エンジン運転
領域に亘つ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燃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１ａ図及び第１ｂ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。
ε＝ΔPB／PB0 ΔPB：測定誤差 PB0：測定値 従つて測定誤差ΔPBが小さい程、測定値PB0が
大きい程誤差εは小さくなり精度は良くなる。測
定誤差ΔPBは圧力センサ出力電圧の読取誤差
ΔVPBによつて決定される。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。従つて第１ａ図のPB−VPB特性の
傾きｍを大きくとるとΔVPBに対応して現れる測
定誤差ΔPBは実質的に小さくなる。また測定値
PB0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。従つて２個の圧力センサにより測定を行う
ことにより、傾きｍが大きくなり精度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PB0が小さい分、更に傾き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２ａと各副燃焼室に連通した副
吸気管２ｂから成る。吸気管２の途中にはスロツ
トルボデイ３が設けられ、内部に主吸気管２ａ、
副吸気管２ｂ内にそれぞれ配された主スロツトル
弁３ａ、副スロツトル弁３ｂが連動して設けられ
ている。主スロツトル弁３ａにはスロツトル弁開
度センサ４が連設されて主スロツトル弁の弁開度
を電気的信号に変換し電子コントロールユニツト
（以下「ECU」と言う）５に送るようにされてい
る。
主吸気管２ａ及び副吸気管２ｂには夫々主燃料
噴射弁６ａと副燃料噴射弁６ｂが設けられ主燃料
噴射弁６ａは主吸気管２ａの図示しない吸気弁の
少し上流側に各気筒ごとに、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３ｂの少
し下流側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６ａ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６ａと副燃料噴射弁６ｂはECU５に
電気的に接続されており、ECU５からの信号に
よつ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７ａが配設されておりこのタービン７ａはエン
ジン１からの排気ガスによつてスロツトル弁３上
流の吸気管２に配設されたコンプレツサ７ｂを駆
動するようにしている。
前記スロツトル弁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′は
ECU５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PB17（第１
ａ図）以上の場合には絶対圧PBTC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PB17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１
０が取り付けられており、この吸気温センサ１０
はECU５に電気的に接続されて、該ECU５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ECU５に供給する。
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り、Ne
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NeをECU５に供給する。前記
過給機７のタービン７ａとエンジン１との間の排
気管１３にはO2センサ１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ECU５に供給する。
更に、ECU５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ECU５に供給する。
ECU５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
６ａ及び副燃料噴射弁６ｂの各燃料噴射時間
TOUTM及びTOUTSを演算する。
TOUTM＝TiM×K1＋TK2 …(1) TOUTS＝TiS×K′1＋TK′2 …(2) ここにTiM及びTiSは夫々主燃料噴射弁６ａ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ECU５内の
記憶手段から読み出される。
係数K1，K′2及び補正値TK2，TK′2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１
１、Neセンサ１２、スロツトル弁開度センサ４、
O2センサ１４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つてエンジン運
転状態に応じ始動特性、排ガス特性、焼費特性、
エンジン加速特性等の諸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。
ECU５は上述のようにして求めた燃料噴射時
間TOUTM及びTOUTSに基いた主燃料噴射弁６ａ及び
副燃料噴射弁６ｂの夫々を開弁させる各駆動信号
を各燃料噴射弁６ａ及び６ｂに供給する。
第３図は第２図のECU５内部の回路構成を示
す図で、第２図のNe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
た後、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Me
カウンタ５０２にも供給される。Meカウンタ５
０２はNeセンサ１２からの前回所定位置信号の
入力時か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Meにエンジ
ン回転数Neの逆数に比例する。Meカウンタ５０
２はこの計数値Meをデータバスケーブル５１０
を介してCPU５０３に供給する。
第２図の絶対圧PBTCセンサ９、PBNAセンサ９′、
吸気温センサ１０、エンジン水温センサ１１、
O2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、マルチプクレサ５
０５により準次Ａ／Ｄコンバータ５０６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を介し
てCPU５０３に供給する。
CPU５０３は、更に、データバスケーブル５
１０を介してリードオンリメモリ（以下
「ROM」という）５０７、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、RAM５０８はCPU５０３での演算
結果等を一時的に記憶し、ROM５０７にはCPU
５０３で実行される制御プロダラム、後述する主
燃料噴射弁６ａ及び副燃料噴射弁６ｂの各基本噴
射時間Tiマツプ等が記憶されている。CPU５０
３はROM５０７に記憶されている制御プログラ
ムに従つ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６ａ及び副燃料噴射弁６ｂの
各燃料噴射時間TOUTM及びTOUTSを演算してこれら
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６ａ及び副燃料噴射弁
６ｂを開弁させる制御信号を各噴射弁６ａ及び６
ｂに供給させる。
第４図は第３図のCPU５０３により実行され
る吸気管内絶対圧の大きさに応じて主燃料噴射弁
６ａ及び副燃料噴射弁６ｂの燃料噴射時間TOUTM
及びTOUTSを算出する方法を説明するフローチヤ
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PBNAセンサ９′の絶対圧信号PBNAが所定値
PB17（第１ａ図参照）、例えば1160mmHg、より大
きいか否を判別する（第３図のステツプ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と
Ne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６ａの基本噴射時間TiMを
ROM５０７内に記憶されている高過給域TiMマ
ツプから読み出す（ステツプ２）。
第５図は高過給域TiMマツプを示し、絶対圧
PBTCは例えば1160〜1760mmHgの範囲でPB1〜PB8
として８段階設けられ、また、回転数Neは例え
ば500〜6000rpmの範囲でNe1〜Ne8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PBTC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TiMマツ
プから求められる主燃料噴射弁６ａ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燃料供給量を増加させ
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６ｂの基本
噴射時間TiSを零に設定する（第４図のステツプ
３）。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よ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すると主
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６ａ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K1
及び補正値TK2を乗算又は加算して燃料噴射時間
TOUTMを算出すると共に副燃料噴射弁６ｂの燃料
噴射時間を零とする（ステツプ４）。
前記ステツプ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CPU５０３低圧力域絶対圧PBNAセンサ９′か
らの出力信号PBNAとNe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６ａ及
び副燃料噴射弁６ｂの各基本燃料噴射時間TiM及
びTiSを前記ROM５０７内に記憶されている低過
給域TiMマツプ及びTiSマツプから夫々読み出す
（ステツプ５及び６）。低過給域TiMマツプ及び
TiSマツプの各マツプ値は第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６ａ及び
副燃料噴射弁６ｂの基本噴射時間TiM及びTiSに
前記式(1)及び(2)に基いて補正係数K1，K′1及び補
正値TK2，TK′2を夫々乗算又は加算して各燃料噴
射時間TOUTM及びTOUTSを算出する（ステツプ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たが、副燃
料噴射弁６ｂ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、低過給域TiSマツプの上限値、すなわち
低圧力域絶対圧PBNAセンサ９′の出力信号PBNAを
所定値PB17（第１ａ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もよ
い。
又、高過給運転時に副燃焼室に燃料を供給して
も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燃料を
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、スロツ
トル弁下流の吸気管に吸気管内圧力を検出する高
圧力域圧力センサ及び低圧力域圧力センサを設
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、
前記低圧力域圧力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つて精度のよ
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、燃費特性等を全エンジン運転領域に亘つ
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１ａ図及び第１ｂ図は内燃エンジンの吸気管
内圧力とこの圧力を計測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
本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の全体
のブロツク図、第３図は第２図の電子コントロー
ルユニツト（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ヤート及び第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
射弁の基本燃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、３……ス
ロツトル弁、５……電子コントロールユニツト
（ECU）、６……燃料噴射装置、６ａ……主燃料
噴射弁、６ｂ……副燃料噴射弁、７……過給機、
９……高圧力域圧力センサ、９′……低圧力域圧
力センサ、１２……エンジン回転数センサ、５０
３……CPU、５０７……記憶手段（ROM）。

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、スロツ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サ及び低圧力域圧力セ
    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、前記低圧力域圧力センサの出力値
    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域圧力センサの出力値
    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サ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。 ３ 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、スロツト
    ル弁下流の吸気管に吸気管内圧力を検出する高圧
    力域圧力センサ及び低圧力域圧力センサを設け、
    高圧力域圧力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、低圧力域圧力センサ
    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、前記低圧力域圧力セン
    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、前記高圧力域圧力セ
    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
    給機を備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
    力値が所定値より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域圧力センサの出力値
    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力センサの出
    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。 ６ 前記副燃料噴射弁の高圧力域圧力センサの出
    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、高圧力域圧力センサの出力値及
    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。 ７ 前記副燃料噴射弁の高圧力域圧力センサの出
    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、高圧力域圧力センサの出力値及
    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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