JPS6312852A - Air-fuel ratio controller for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio controller for internal combustion engine

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JPS6312852A
JPS6312852A JP15574586A JP15574586A JPS6312852A JP S6312852 A JPS6312852 A JP S6312852A JP 15574586 A JP15574586 A JP 15574586A JP 15574586 A JP15574586 A JP 15574586A JP S6312852 A JPS6312852 A JP S6312852A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
target
fuel
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Application number
JP15574586A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Uchida
正明 内田
Hiromichi Miwa
博通 三輪
Hatsuo Nagaishi
初雄 永石
Hiroshi Miwakeichi
三分一 寛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6312852A publication Critical patent/JPS6312852A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the output response or the operationability, by varying the switching speed of actual air-fuel ratio which follows to a target level according to the varying speed of engine load thereby suppressing the variation of air-fuel ratio during abrupt acceleration. CONSTITUTION:Means (a) for detecting an engine load is provided and a varying speed operating means (b) detects the varying speed of engine load on the basis of an output signal from said means (a). A target setting means (c) for setting a target air-fuel ratio corresponding to the operating condition of engine and selecting a target air-fuel ratio leaner than a theoretical level during at least a portion of steady traveling is provided. A control means (d) controls the supply quantity of intake air or fuel such that the target air-fuel ratio can be achieved, and when the target air-fuel ratio varies, the varying speed of supply quantity is varied corresponding to the varying speed of engine load and an operating means (e) for operating the supply quantity is controlled according to an output signal from said control means (d).

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車内燃機関の空燃比を制御する装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a device for controlling the air-fuel ratio of an automobile internal combustion engine.

(従来の技術) 近時、自動車エンジンに対する要求が高度化しており、
排出ガス低減、高出力4、低燃費等の互いに相反する課
題について何れも高レベルでその達成が求められる傾向
にある。
(Prior art) In recent years, demands on automobile engines have become more sophisticated.
There is a tendency for mutually contradictory issues such as reduced exhaust gas, high output4, and low fuel consumption to be achieved at a high level.

また、特に省燃費の立場から比較的低負荷領域では空燃
比を理論空燃比から希薄空燃比に切換える部分リーン制
御が試みられており、従来のこの種の空燃比制御装置と
しては、例えば特開昭59−51147号公報や特開昭
59−7741号公報に記載されたものが知られている
Particularly from the viewpoint of fuel efficiency, partial lean control has been attempted in which the air-fuel ratio is switched from the stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio in a relatively low load region. Those described in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-51147 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-7741 are known.

これらの装置では、吸気管圧力、エンジン回転速度の変
化率(あるいは、車両の走行速度の変化率)およびスロ
ットル開度の変化に基づいてエンジンの負荷および車両
の加速度を算出し、この負荷および加速度の算出結果か
ら所定条件下の運転領域においては希薄くリーン)空燃
比を選択することにより、エンジンの燃費性能の向上を
図って省燃費を実現しようとしている。
These devices calculate engine load and vehicle acceleration based on intake pipe pressure, rate of change in engine speed (or rate of change in vehicle running speed), and change in throttle opening, and calculate the load and acceleration. Based on the calculation results, an attempt is made to improve the fuel efficiency of the engine and achieve fuel savings by selecting a lean (lean) air-fuel ratio in the operating range under predetermined conditions.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、目標値に追随する空燃比の切換時の変化速度(空
燃比切換速度)が常に一定であったため、例えば、急加
速時等で運転条件が急激に変化し、目標値がリーン空燃
比がら理論空燃比に変更となったような場合、目標値へ
の追随に対して現実の空燃比の切換えに遅れが生じるこ
とがある。このような場合、目標値への追随速度が不十
分となって、機関出力が低下し、ヘジテーション等の不
具合(加速応答性の悪化)を招来する。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such conventional air-fuel ratio control devices, the rate of change (air-fuel ratio switching speed) when switching the air-fuel ratio to follow the target value is not always constant. Therefore, for example, if the operating conditions suddenly change due to sudden acceleration, etc., and the target value changes from a lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, the actual air-fuel ratio may change to follow the target value. There may be a delay. In such a case, the following speed to the target value becomes insufficient, the engine output decreases, and problems such as hesitation (deterioration of acceleration response) occur.

このような現象を機関の運転性の面から考察すると、目
標値がリーン空燃比から理論空燃比に移行した場合、通
常の緩やかな加速状態のときには現実の空燃比の切換速
度をリーン空燃比がら理論空燃比に比較的ゆっくりと切
換えた方が、切換えの際のショックを緩和できるので有
利である。一方、急加速時には少しでも早く空燃比をリ
ーン空燃比から理論空燃比に切換えた方がより多くの出
力を得るために効果的である。
Considering this phenomenon from the perspective of engine operability, if the target value shifts from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, the actual air-fuel ratio switching speed will change from the lean air-fuel ratio during normal gentle acceleration. It is advantageous to switch to the stoichiometric air-fuel ratio relatively slowly because the shock during switching can be alleviated. On the other hand, during sudden acceleration, it is more effective to switch the air-fuel ratio from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio as quickly as possible in order to obtain more output.

ところが、現行技術(すなわち従来の装置)では加速の
状態に拘らず目標値の変化に対する空燃比の切換速度が
常に一定であったため、上述のように比較的緩やかな加
速状態のときは問題とならないものの、急激な加速状態
のときは現実の空燃比の切換速度が実際の運転状態の変
化に十分に追随できず、空燃比が必要以上にリーン側に
維持されたままとなって加速の際の出力不足からヘジテ
ーション等の加速応答性の悪化を招く。加速応答性が悪
くなると、スムーズな加速感が得られなくなり、運転性
が著しく低下する。
However, with the current technology (i.e., conventional devices), the switching speed of the air-fuel ratio in response to changes in the target value is always constant regardless of the acceleration state, so this does not pose a problem when the acceleration is relatively gentle as described above. However, during rapid acceleration, the actual air-fuel ratio switching speed cannot sufficiently follow changes in the actual operating conditions, and the air-fuel ratio remains leaner than necessary, causing problems during acceleration. The lack of output leads to deterioration of acceleration response such as hesitation. If the acceleration response deteriorates, it becomes impossible to obtain a smooth acceleration feeling, and drivability deteriorates significantly.

(発明の目的) そこで本発明は、目標値に追随する現実の空燃比の切換
速度をエンジン負荷の変化速度に応じて変えることによ
り、急加速時等における空燃比の変動を抑制して、出力
応答性や運転性を向上させることを目的としている。
(Purpose of the Invention) Therefore, the present invention suppresses fluctuations in the air-fuel ratio during sudden acceleration, etc. by changing the switching speed of the actual air-fuel ratio that follows the target value according to the rate of change in engine load, and outputs The purpose is to improve responsiveness and drivability.

(問題点を解決するための手段) 本発明による内燃機関の空燃比制御装置は上記目的達成
のため、その基本概念図を第1図に示すように、エンジ
ンの負荷を検出する負荷検出手段aと、負荷検出手段の
出力に基づいてエンジン負荷の変化速度を演算する変化
速度演算手段すと、エンジンの運転状態に応じて目標空
燃比を設定し、少なくとも定常走行の一部において該目
標空燃比を理論空燃比よりリーン側に選択する目標設定
手段Cと、目標空燃比となるように吸入空気あるいは燃
料の供給量を制御するとともに、目標空燃比が変化した
とき前記供給■の制御速度をエンジン負荷の変化速度に
応じて変える制御手段dと、制御手段dからの信号に基
づいて吸入空気あるいは燃料の供給量を操作する操作手
段eと、を備えている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention has a load detection means a for detecting the load of the engine, as shown in FIG. The rate-of-change calculation means calculates the rate of change in engine load based on the output of the load detection means, sets a target air-fuel ratio according to the operating state of the engine, and maintains the target air-fuel ratio during at least a part of steady running. a target setting means C that selects a leaner side than the stoichiometric air-fuel ratio; and a target setting means C that controls the supply amount of intake air or fuel so that the target air-fuel ratio is achieved, and when the target air-fuel ratio changes, the control speed of the supply It includes a control means d that changes the load according to the rate of change of the load, and an operation means e that operates the amount of intake air or fuel supplied based on a signal from the control means d.

(作用) 本発明では、負荷の変化速度が検出され、その変化速度
に応じて、目標値に追随する現実の空燃比の切換速度が
適切に変更される。したがって、急加速時等における空
燃比の変動が抑制され、出力応答性やエンジンの運転性
が向上する。
(Operation) In the present invention, the rate of change in load is detected, and the actual switching rate of the air-fuel ratio that follows the target value is appropriately changed in accordance with the rate of change. Therefore, fluctuations in the air-fuel ratio during sudden acceleration, etc. are suppressed, and output responsiveness and engine drivability are improved.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第2〜9図は本発明の一実施例を示す図であり、本発明
をS P i  (Single Po1nt Inj
ection)方式のエンジンに適用した例である。
2 to 9 are diagrams showing one embodiment of the present invention, and the present invention is referred to as SP i (Single Point Inj
This is an example in which the present invention is applied to an engine of the 3.

まず、構成を説明する。第2図において、1はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ2からスロットルチャ
ンバ3を経て、ヒータ制御信号S□により0N10FF
するPTCヒータ4で加熱された後、インテークマニホ
ールド5の各ブランチより各気筒に供給され、燃料は噴
射信号Sア、に基づきスロットル弁6の上流側に設けら
れた単一のインジェクタ(操作手段)7により噴射され
る。
First, the configuration will be explained. In Fig. 2, 1 is an engine, and intake air passes through an air cleaner 2, a throttle chamber 3, and is turned 0N10FF by a heater control signal S□.
After being heated by the PTC heater 4, the fuel is supplied to each cylinder from each branch of the intake manifold 5, and the fuel is injected into a single injector (operating means) provided upstream of the throttle valve 6 based on the injection signal SA. It is injected by 7.

各気筒には点火プラグ10が装着されており、点火プラ
グlOにはディストリビュータ11を介して点火コイル
12からの高圧パルスPULSEが供給される。これら
の点火プラグ10、ディストリビュータ11および点火
コイル12は混合気に点火する点火手段13を構成して
おり、点火手段13は点火信号5IGNに基づいて高圧
パルスPULSEを発生し放電させる。そして、気筒内
の混合気は高圧パルスPULSEの放電によって着火、
爆発し、排気となって排気管14を通して触媒コンバー
タ15で排気中の有害成分(Co、HC,N0x)を三
元触媒により清浄化されてマフラ16から排出される。
An ignition plug 10 is attached to each cylinder, and a high-voltage pulse PULSE from an ignition coil 12 is supplied to the ignition plug 10 via a distributor 11. The spark plug 10, the distributor 11, and the ignition coil 12 constitute an ignition means 13 that ignites the air-fuel mixture, and the ignition means 13 generates and discharges a high-voltage pulse PULSE based on the ignition signal 5IGN. Then, the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by the discharge of the high-pressure pulse PULSE.
It explodes and becomes exhaust gas, which passes through the exhaust pipe 14 and is removed from the muffler 16 by the catalytic converter 15, where harmful components (Co, HC, NOx) in the exhaust gas are purified by a three-way catalyst.

ここで、吸入空気の流れはアクセルペダルに連動スるス
ロットルチャンバ3内のスロットル弁6により制御され
、アイドリング時にはスロットル弁6はほとんど閉じて
いる。アイドリング時の空気の流れはバイパス通路20
を通り、開度信号515Cに基づいてISCバルブ(I
dle 5peed ControlValve  :
アイドル制御弁)21により適宜必要な空気が確保され
る。
Here, the flow of intake air is controlled by a throttle valve 6 in the throttle chamber 3 which is interlocked with the accelerator pedal, and the throttle valve 6 is almost closed during idling. Air flow during idling is by bypass passage 20
, and based on the opening signal 515C, the ISC valve (I
dle 5peed ControlValve:
An appropriate amount of air is secured by the idle control valve (idle control valve) 21.

また、各気筒の吸気ポート近傍にはスワールコントロー
ル弁22が配設されており、スワールコントロール弁2
2はロッド23を介してサーボダイヤフラム24に連結
される。サーボダイヤフラム24には電磁弁25から所
定の制御負圧が導かれており、電磁弁25はデユーティ
値D SCVを有するスワール制御信号S 3CVに基
づいてインテークマニホールド5から供給される負圧を
大気に漏らす(リークする)ことによってサーボダイヤ
フラム24に導入する制御負圧を連続的に変える。サー
ボダイヤフラム24は制御負圧に応動し、ロッド23を
介してスワールコントロール弁22の開度を調整する。
Further, a swirl control valve 22 is disposed near the intake port of each cylinder.
2 is connected to a servo diaphragm 24 via a rod 23. A predetermined control negative pressure is guided to the servo diaphragm 24 from a solenoid valve 25, and the solenoid valve 25 converts the negative pressure supplied from the intake manifold 5 to the atmosphere based on a swirl control signal S3CV having a duty value DSCV. By leaking, the control negative pressure introduced into the servo diaphragm 24 is continuously changed. The servo diaphragm 24 responds to the control negative pressure and adjusts the opening degree of the swirl control valve 22 via the rod 23.

上記スワールコントロール弁22、ロッド23、サーボ
ダイヤフラム24および電磁弁25は全体としてスワー
ル操作手段26を構成する。
The swirl control valve 22, rod 23, servo diaphragm 24, and electromagnetic valve 25 collectively constitute a swirl operating means 26.

スロットル弁6の開度αはスロットルセンサ30により
検出され、冷却水の温度Twは水温センサ31により検
出される。また、エンジンのクランク角Caはディスト
リビュータ11に内蔵されたクランク角センサ32によ
り検出され、クランク角Caを表すパルスを計数するこ
とによりエンジン回転数Nを知ることができる。・ 排気管14には酸素センサ33が取り付けられており、
酸素センサ33は空燃比検出回路34に接続される。空
燃比検出回路34は酸素センサ33にポンプ電流Ipを
供給し、このポンプ電流1pの値から排気中の酸素濃度
がリッチからリーンまで広範囲に亘って検出される。酸
素センサ33および空燃比検出回路34は空燃比検出手
段35を構成する。
The opening degree α of the throttle valve 6 is detected by a throttle sensor 30, and the temperature Tw of the cooling water is detected by a water temperature sensor 31. Further, the engine crank angle Ca is detected by a crank angle sensor 32 built into the distributor 11, and the engine rotation speed N can be determined by counting pulses representing the crank angle Ca. - An oxygen sensor 33 is attached to the exhaust pipe 14,
The oxygen sensor 33 is connected to an air-fuel ratio detection circuit 34. The air-fuel ratio detection circuit 34 supplies a pump current Ip to the oxygen sensor 33, and the oxygen concentration in the exhaust gas is detected over a wide range from rich to lean based on the value of this pump current 1p. The oxygen sensor 33 and the air-fuel ratio detection circuit 34 constitute an air-fuel ratio detection means 35.

変速機の操作位置は位置センサ36により検出され、車
両の速度S VSFは車速センサ37により検出される
。また、エアコンの作動はエアコンスイッチ38により
検出され、パワステの作動はパワステ検出スイッチ39
により検出される。
The operating position of the transmission is detected by a position sensor 36, and the vehicle speed S VSF is detected by a vehicle speed sensor 37. Further, the operation of the air conditioner is detected by the air conditioner switch 38, and the operation of the power steering is detected by the power steering detection switch 39.
Detected by

上記各センサ30.31.32.34.36.37.3
8.39からの信号はコントロールユニット50に入力
されており、コントロールユニット50はこれらのセン
サ情報に基づいてエンジンの燃焼制御(点火時期制御、
燃料噴射制御等)を行う。
Each of the above sensors 30.31.32.34.36.37.3
The signals from 8.39 are input to the control unit 50, and the control unit 50 performs engine combustion control (ignition timing control,
(fuel injection control, etc.).

すなわち、コントロールユニット50は変化速度演算手
段、目標設定手段および制御手段としての機能を有し、
CP U51. ROM52、RAM53およびI10
ボート54により構成される。
That is, the control unit 50 has functions as a change rate calculation means, a target setting means, and a control means,
CPU U51. ROM52, RAM53 and I10
It is composed of a boat 54.

CP U51はROM52に書き込まれているプログラ
ムに従ってI10ボート54より必要とする外部データ
を取り込んだり、またRAM53との間でデータの授受
を行ったりしがらエンジンの燃焼制御に必要な処理値を
演算し、必要に応じて処理したデータをI10ポート5
4へ出力する。I10ボート54には上記各センサ30
.31.32.34.36.37.38.39からの信
号が入力されるとともに、I10ポート54からは前記
各信号Stt、5ION 、S+sc、5scv SS
Hが出力される。ROM52はCP U51における演
算プログラムを格納しており、RAM53は演算に使用
するデータをマツプ等の形で記憶している。なお、RA
M53の一部は不揮発性メモリからなり、エンジン1停
止後もその記憶内容を保持する。
The CPU 51 reads necessary external data from the I10 boat 54 according to the program written in the ROM 52, and calculates processing values necessary for engine combustion control while exchanging data with the RAM 53. , process the data as necessary to I10 port 5
Output to 4. The I10 boat 54 is equipped with each of the above sensors 30.
.. Signals from 31, 32, 34, 36, 37, 38, and 39 are input, and the respective signals Stt, 5ION, S+sc, and 5scv SS are input from the I10 port 54.
H is output. The ROM 52 stores calculation programs for the CPU 51, and the RAM 53 stores data used in calculations in the form of a map or the like. In addition, R.A.
A part of M53 is made up of non-volatile memory, and retains its memory contents even after engine 1 is stopped.

次に、作用を説明するが、最初に空気流量の算出システ
ムについて説明する。
Next, the operation will be explained, but first the air flow rate calculation system will be explained.

本実施例では空気流量の検出に際して従来のようなエア
フローメータ等を設けておらず、スロットル開度αおよ
びエンジン回転数N°をパラメータとしてインジェクタ
7の部分を通過する空気1iQAinj (以下、イン
ジェクタ部空気量という)を算出するという方式(以下
、単にα−Nシステムという)を採っている。
In this embodiment, when detecting the air flow rate, an air flow meter or the like as in the conventional case is not provided, and the air passing through the injector 7 part 1iQAinj (hereinafter referred to as injector air The system uses a method (hereinafter simply referred to as the α-N system) of calculating the amount (hereinafter simply referred to as the α-N system).

このようなα−Nシステムによってインジェクタ部通過
空気量Q A f n jを算出しているのは、次のよ
うな理由による。
The reason why the amount of air passing through the injector portion Q A f n j is calculated using such an α-N system is as follows.

すなわち、上記従来のセンサによると、(イ)吸気脈動
によるセンサ出力の変動が大きく、これは燃料の噴射量
の変動を引き起こし、トルク変動を生じさせる、 (ロ)センサの応答性の面で過渡時に検出誤差が大きく
なる、 (ハ)上記センサはコストが比較的高い、という面があ
るためで、本実施例ではかかる観点から低コストで応答
性、検出精度に優れたα−Nシステムを採用している。
In other words, according to the conventional sensor described above, (a) there is a large fluctuation in the sensor output due to intake pulsation, which causes fluctuations in the fuel injection amount, which causes torque fluctuations, and (b) there is no transient response in terms of sensor responsiveness. (c) The above sensors are relatively expensive. From this point of view, in this example, the α-N system, which is low cost and has excellent responsiveness and detection accuracy, is adopted. are doing.

また、特にSpi方式のエンジンにあっては、かかるα
−Nシステムを採用することで、空燃比の制御精度が格
段と高められる。
In addition, especially for Spi type engines, the α
By adopting the -N system, the accuracy of air-fuel ratio control can be greatly improved.

以下に、本システムによるインジェクタ部通過空気N 
Q A i n jの算出を説明する。
The following is the air N passing through the injector section by this system.
Calculation of Q A i n j will be explained.

第3図はシリンダ空気量Q4cyrの算出プログラムを
示すフローチャートである。まず、P、で前回のQ A
c y Lをオールド値QAcy1′としてメモリに格
納する。ここで、QAcyLはシリンダ部を通過する吸
入空気量であり、従来の装置(例えば、EGi方式の機
関)での吸入空気IQa(エンジン負荷Tp)に相当す
るもので、後述する第8図に示すプログラムによってイ
ンジェクタ部における空気量Q Ai n jを演算す
るときの基礎データとなる。
FIG. 3 is a flowchart showing a calculation program for the cylinder air amount Q4cyr. First, P, the previous QA
c y L is stored in memory as an old value QAcy1'. Here, QAcyL is the amount of intake air passing through the cylinder section, and corresponds to the intake air IQa (engine load Tp) in a conventional device (for example, an EGi system engine), as shown in Fig. 8 described later. This becomes basic data when calculating the air amount Q Ain j in the injector section by a program.

次いで、P2で必要なデータ、すなわちスロットル開度
α、ISCバルブ21への開度信号5ISCのデユーテ
ィ (以下、ISOデユーティという)D、3c、エン
ジン回転数Nを読み込む。
Next, in P2, the necessary data, ie, the throttle opening α, the duty D of the opening signal 5ISC to the ISC valve 21 (hereinafter referred to as ISO duty), 3c, and the engine speed N are read.

P3ではスロットル開度αに基づいてスロットル弁6が
装着されている部分における流路面積(以下、スロット
ル弁流路面積という)Aαを算出する。これは、例えば
第4図に示すテーブルマツプから該当するAαの値をル
ックアップして求める。P4では同様にISOデユーテ
ィDiscに基づき第5図のテーブルマツプからバイパ
ス路面積A、lを算出し、P、で次式■に従って総流路
面積Aを求める。
In P3, a flow passage area (hereinafter referred to as throttle valve flow passage area) Aα in a portion where the throttle valve 6 is mounted is calculated based on the throttle opening degree α. This is determined, for example, by looking up the corresponding value of Aα from the table map shown in FIG. In P4, bypass passage areas A and l are similarly calculated from the table map of FIG. 5 based on the ISO duty disc, and in P, the total passage area A is determined according to the following formula (2).

A=Aα+A8 ・・・・・・■ 次いで、P6で定常空気iQイを算出する。この算出は
、まず総流路面積Aをエンジン回転数Nで除してA/N
を求め、このA/Nとエンジン回転数Nをパラメータと
する第6図に示すようなテーブルマツプから該当する定
常空気iJQイの値をルックアップして行う。
A=Aα+A8...■ Next, in P6, steady air iQi is calculated. To calculate this, first divide the total flow path area A by the engine speed N, and then calculate A/N.
This is done by looking up the corresponding values of steady air iJQi from a table map as shown in FIG. 6 using this A/N and engine speed N as parameters.

次いで、P7でAとNとをパラメータとして第7図に示
すテーブルマツプからインテークマニホールド5の容積
を考慮した遅れ係数に2をルックアップし、P、で次式
■に従ってシリンダ空気量QAcyLを算出してルーチ
ンを終了する。
Next, in P7, with A and N as parameters, 2 is looked up as a delay coefficient considering the volume of the intake manifold 5 from the table map shown in FIG. 7, and in P, the cylinder air amount QAcyL is calculated according to the following formula to end the routine.

qAc、L=ctAc、、’ x (1−に2) +Q
o xK2・・・・・・■ 但し、QAcyL ’ : p、で格納した値このよう
にして求めた空気量QAcy、は本実施例のようなSp
i方式でなく、例えば吸気ボート近傍に燃料を噴射する
EGi方式の機関にはそのまま適用することができる。
qAc, L=ctAc,,' x (1- to 2) +Q
o xK2...■ However, QAcyL': The value stored in p, the air amount QAcy obtained in this way is Sp as in this example.
For example, the present invention can be applied directly to an EGi-type engine that injects fuel near the intake boat, instead of the i-type engine.

しかし、本実施例はSPi方式であるから、インジェク
タ部空気量Q Ai□を求める必要があり、この算出を
第8図に示すプログラムで行っている。
However, since this embodiment uses the SPi method, it is necessary to calculate the injector air amount Q Ai□, and this calculation is performed using the program shown in FIG.

同プログラムでは、まず、Pl+で次式■に従って吸気
管内空気変化量ΔCMを求める。この60Mはシリンダ
空気量QAcyLに対して過渡時にスロットルチャンバ
3内の空気を圧力変化させるための空気量を意味してい
る。
In this program, first, the intake pipe air change amount ΔCM is determined using Pl+ according to the following equation (2). This 60M means the amount of air for changing the pressure of the air in the throttle chamber 3 during a transition with respect to the cylinder air amount QAcyL.

ΔCM= KM X (Qacyt  QAcyt ’
 ) / N−−00式において、K、はインテークマ
ニホールド5の容積に応じて決定される定数であり、エ
ンジン1の機種等に応じて最適値が選定される。次いで
、p+zで次式■に従ってインジェクタ部空気量Q A
i n jを算出する。
ΔCM= KM
)/N--00, K is a constant determined according to the volume of the intake manifold 5, and the optimum value is selected according to the model of the engine 1, etc. Next, injector air amount Q A according to the following formula (■) at p+z
Calculate i n j.

Q az nj = Q acyt+ΔCM ・・・・
・・■このようにして求めたQ A i n jはスロ
ットル弁開度αを情報パラメータの一つとしていること
から応答性が極めて高く、また実験データに基づくテー
ブルマツプによって算出しているので、実際の値と正確
に相関し検出精度が高い(分解能が高い)。さらに、既
設のセンサ情報を利用し、マイクロコンピュータによる
ソフトの対応のみでよいから低コストなものとなる。特
に、SPi方式のようにスロットルチャンバ3の上流側
で燃料を噴射するタイプに適用して極めて好都合である
Q az nj = Q acyt+ΔCM...
...■ Q A i n j obtained in this way has extremely high responsiveness because it uses the throttle valve opening degree α as one of the information parameters, and is calculated using a table map based on experimental data. Accurately correlates with the actual value and has high detection accuracy (high resolution). Furthermore, since existing sensor information is used and only software support by a microcomputer is required, the cost is low. In particular, it is extremely convenient to apply to a type such as the SPi method in which fuel is injected on the upstream side of the throttle chamber 3.

次に、本論の作用を説明する。Next, we will explain the function of this paper.

第9図は空燃比制御のプログラムを示すフローチャート
である。本プログラムは所定時間もしくは所定クランク
角毎に一度実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing a program for air-fuel ratio control. This program is executed once at a predetermined time or every predetermined crank angle.

まず、P21で今回の運転領域がリーン空燃比を目標値
とするリーン運転領域にあるか否かを判別する。この判
定は、例えば機関の冷却水温や車速、エンジン回転数お
よび負荷等の運転条件が所定範囲内にあるか否かで行う
First, in P21, it is determined whether the current operating range is in the lean operating range where the target value is the lean air-fuel ratio. This determination is made based on whether operating conditions such as engine cooling water temperature, vehicle speed, engine speed, and load are within predetermined ranges.

運転領域がリーン運転領域にあるときはP2□でリーン
マツプからリーンの目標空燃比の目標値TFBYAOを
ルックアップする。一方、運転領域がリーン運転領域に
ないときはPX3でストイチマップから理論空燃比の目
標値TFBYAOをルックアップする。すなわち、p2
.−wPx3のステップでは現在の運転領域における目
標空燃比の値をそのときの目標値TFBYAOとして採
用しているので、例えば運転領域がリーン領域に切換わ
った場合にはリーンの目標値がすぐに採用されることに
なり、目標値の選択が的確に行われる。ここに、ストイ
チとは5toichio metric point 
 :当量点の略でλ−1である(以下、ストイチと呼ぶ
)。
When the operating region is in the lean operating region, the target value TFBYAO of the lean target air-fuel ratio is looked up from the lean map in P2□. On the other hand, when the operating region is not in the lean operating region, PX3 looks up the target value TFBYAO of the stoichiometric air-fuel ratio from the stoichiometric map. That is, p2
.. In step -wPx3, the value of the target air-fuel ratio in the current operating range is adopted as the target value TFBYAO at that time, so for example, if the operating range switches to the lean range, the lean target value is immediately adopted. Therefore, the target value can be selected accurately. Here, there are 5 toichio metric points.
: Abbreviation for equivalence point, λ-1 (hereinafter referred to as stoichi).

次いで、pzaで上記P、あるいはPX3でルックアッ
プした目標値TFBYAOと現在の空燃比の値(以下、
現在値という)TFBYAとを比較する。このように、
目標値と現在値とを比較することにより、現在の空燃比
が目標とする空燃比よりも大きいか否かを判別している
。小さい場合には次のP zss P zbステップで
増加による補正を行い、大きい場合にはP、。、P31
のステップで減少による補正を行う。
Next, use the above P in pza or the target value TFBYAO looked up in PX3 and the current air-fuel ratio value (hereinafter referred to as
The current value) is compared with TFBYA. in this way,
By comparing the target value and the current value, it is determined whether the current air-fuel ratio is larger than the target air-fuel ratio. If it is small, the next P zss P zb step is corrected by increasing, and if it is large, P. , P31
Correction by reduction is performed in step .

TFBYA<TFBYAOのときは現在値が目標値より
も小さく、現在加速途中であると判断し、pisで増加
の場合の増加分DR(DR=func (dQAcyt
/ d t ) )を演算する。増加分DRはエンジン
負荷に相当するシリンダ空気量のQAcyLの変化速度
(dQAcy1/ d t )−の関数で表わされ、変
化速度が大きい程増加分DRO値も大きくなる。
When TFBYA<TFBYAO, the current value is smaller than the target value, and it is judged that the acceleration is currently in progress, and if pis increases, the increase DR (DR=func (dQAcyt
/dt)) is calculated. The increase DR is expressed as a function of the rate of change (dQAcy1/dt) of the cylinder air amount QAcyL corresponding to the engine load, and the greater the rate of change, the greater the value of the increase DRO.

ここに、シリンダ空気量QAc、Lは上述の第3〜第8
図で演算したものでSPi方式におけるエンジン負荷と
極めて高い相関関係を示すものである。
Here, the cylinder air amount QAc,L is the above-mentioned 3rd to 8th
This is calculated using the figure and shows an extremely high correlation with the engine load in the SPi method.

このように、このステップではエンジンの加速の度合に
応じて、現在値から目標値に増加する増加分DRが適切
に演算される。
In this way, in this step, the increase DR from the current value to the target value is appropriately calculated depending on the degree of acceleration of the engine.

次いで、Pg&で現在値TFBYAに増加分DRを加え
た値(現在値補正値と呼ぶ)Mを補正後の現実の空燃比
としてメモリにストアする。さらに、P2?では現在値
補正値Mが目標値TFBYAOに達したか(M≧TFB
YAOか)否かを判別する。
Next, at Pg&, a value M obtained by adding the increase DR to the current value TFBYA (referred to as a current value correction value) is stored in the memory as the corrected actual air-fuel ratio. Furthermore, P2? Then, has the current value correction value M reached the target value TFBYAO? (M≧TFB
YAO) or not.

M≧TFBYAOのときは現在値補正値Mが目標値に達
した(すなわち、空燃比の切換えが完了した)と判断し
、P、で現在値TFBYAに目標値TFBYAOを採用
して、今回の処理を終了する。
When M≧TFBYAO, it is determined that the current value correction value M has reached the target value (that is, the air-fuel ratio switching has been completed), and the target value TFBYAO is adopted as the current value TFBYA at P, and the current processing is performed. end.

また、M<TFBYAOのときは現在値補正値Mが未だ
目標値に達していない(すなわち、空燃比の切換えが完
了していない)と判断し、P29で現在値TFBYAに
現在値補正値Mの値を採用する。
When M<TFBYAO, it is determined that the current value correction value M has not yet reached the target value (that is, the air-fuel ratio switching has not been completed), and in P29, the current value correction value M is set to the current value TFBYA. Adopt the value.

したがって、このPtS”−P2.のステップにより現
在値TFBYAは負荷の変化速度によってその追随速度
を変化させながら、目標値TFBYAOに至るまで次第
に増加しながら近づいて行くことになる。
Therefore, by this step PtS''-P2., the current value TFBYA gradually increases and approaches the target value TFBYAO while changing its following speed according to the change speed of the load.

一方、P24でTFBYA≧TFBYAOのときは現在
値が目標値よりも大きく、減速途中であると判断し、P
、。で減速の場合の減少分DL (DL=func ’
  (d Qacyt/ d t ) )を演算する。
On the other hand, if TFBYA≧TFBYAO in P24, it is determined that the current value is larger than the target value and deceleration is in progress, and P
,. Decrease amount DL in case of deceleration (DL=func'
(dQacyt/dt)) is calculated.

減少分DLは上述の増加の場合の増加分DRに相当し、
変化速度(d QAcyL/ d t )は上述のDR
の場合と同様である。したがって、ここではvi、速の
度合に応じて゛、現在値から目標値に減少する減少分D
Lが適切に演算される。
The decrease DL corresponds to the increase DR in the case of the above increase,
The rate of change (dQAcyL/dt) is the DR described above.
The same is true for . Therefore, here, vi is the amount of decrease D that decreases from the current value to the target value depending on the degree of speed.
L is calculated appropriately.

次いで、P31で現在値TFBYAから減少分DLを差
引いた値を現在値補正値Mとしてメモリにストアする。
Next, in P31, the value obtained by subtracting the decrease amount DL from the current value TFBYA is stored in the memory as the current value correction value M.

さらに、pzzでは現在値補正値Mが一口標値TFBY
AOに達したか(M≧TFBYAOか)否かを判別する
Furthermore, in pzz, the current value correction value M is the single target price TFBY.
It is determined whether AO has been reached (M≧TFBYAO).

M<TFBYAOのときは現在値補正値Mが目標値に達
した(すなわち、空燃比の切換えが完了した)と判断し
、PZIIで最終の現在値TFBYAに目標値TFBY
AOを採用して、今回の処理を本冬了する。
When M<TFBYAO, it is determined that the current value correction value M has reached the target value (that is, the air-fuel ratio switching has been completed), and PZII changes the final current value TFBYA to the target value TFBY.
We will adopt AO and complete this process this winter.

一方、M≧TFBYAOのときは現在値補正値Mが未だ
目標値に達していない(空燃比の切換えが完了していな
い)と判断し、P29で現在値TFBYAに現在値補正
値Mを採用する。
On the other hand, when M≧TFBYAO, it is determined that the current value correction value M has not yet reached the target value (air-fuel ratio switching has not been completed), and the current value correction value M is adopted as the current value TFBYA in P29. .

したがって、このpza〜P31のステップでは上述の
pzs””pzqのステップと同様に、現在値TFVB
YAをそのエンジン負荷の変化速度に応じて追随速度を
変化させながら、目標値TFBYAOに至るまで次第に
減少させながら近づけて行くことになる。
Therefore, in the steps from pza to P31, the current value TFVB is
YA is gradually decreased and brought closer to the target value TFBYAO while changing the tracking speed according to the rate of change of the engine load.

このように、本実施例では目標値に追随する現実の空燃
比の切換速度をエンジンの加減速状態を表すエンジン負
荷の変化速度(d QAcyt/ d t )で適切に
補正しているので、急加速時のリーン化を防止して、ヘ
ジテーション等の加速応答性の悪化を回避することがで
きる。
In this way, in this embodiment, the actual air-fuel ratio switching speed that follows the target value is appropriately corrected by the rate of change in engine load (dQAcyt/dt), which represents the acceleration/deceleration state of the engine. It is possible to prevent lean during acceleration and avoid deterioration of acceleration response such as hesitation.

また、本実施例では加速時であるからといって、目標値
に追随する現実の空燃比の切換速度を一律に変えるよう
な態様ではないため、通常の比較的緩やかな加速状態の
ときには従来通りゆっくりとした切換えを行うことによ
り切換えの際のショックを極力低減している。したがっ
て、本発明によれば、比較的低加速時には従来と同様な
ショック低減を維持することができるばかりか、加減速
の状態によっては切換速度を速めてヘジテーション等の
エンジン不具合を回避することができる。
In addition, in this embodiment, even during acceleration, the switching speed of the actual air-fuel ratio that follows the target value is not uniformly changed, so that during normal, relatively slow acceleration, the switching speed of the actual air-fuel ratio is not uniformly changed. By switching slowly, the shock during switching is minimized. Therefore, according to the present invention, it is possible not only to maintain the same shock reduction as in the past during relatively low acceleration, but also to increase the switching speed depending on the acceleration/deceleration state to avoid engine problems such as hesitation. .

(効果) 本発明によれば、目標値に追随する現実の空燃比の切換
速度をエンジン負荷の変化速度に応じて適切に変更して
いるので、急加速時等における空燃比の変動が抑制でき
、出力応答性や運転性を向上することができる。
(Effects) According to the present invention, since the switching speed of the actual air-fuel ratio that follows the target value is appropriately changed according to the rate of change in engine load, fluctuations in the air-fuel ratio during sudden acceleration can be suppressed. , output responsiveness and drivability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本概念図、第2〜9図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第3
図はそのシリンダ空気量QAcy、の算出プログラムを
示すフローチャート、第4図はそのスロットル弁流路面
積Aαのテーブルマツプ、第5図はそのバイパス路面積
APIのテーブルマツプ、第6図は総流路面積Aをエン
ジン回転数Nで除したA/Nとエンジン回転数Nとをパ
ラメータとする定常空気Wt、 Q Hのテーブルマツ
プ、第7図はその遅れ係数に2のテーブルマツプ、第8
図はそのインジェクタ部空気ff Q A i n j
の算出プログラムを示すフローチャート、第9図はその
空燃比制御のプログラムを示すフローチャートである。 ■・・・・・・エンジン、 7・・・・・・インジェクタ(操作手段)、50・・・
・・・コントロールユニット(変化速度演算手段、目標
設定手段、制御手段)。 第3図 第4図 スaシトル関度び(deg) 第5図 ISCテ゛1−ブイ〔%〕 第6図 A凶[°オニ] 第7図 、気流路面ノi A (cm”) 第8図
Fig. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, Figs. 2 to 9 are diagrams showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram thereof, and Fig. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
The figure is a flowchart showing a calculation program for the cylinder air amount QAcy, Figure 4 is a table map of the throttle valve passage area Aα, Figure 5 is a table map of the bypass passage area API, and Figure 6 is the total flow passage. A table map of steady air Wt, QH with A/N, which is the area A divided by the engine speed N, and the engine speed N as parameters.
The figure shows the injector air ff Q A i n j
FIG. 9 is a flowchart showing a program for calculating the air-fuel ratio. ■...Engine, 7...Injector (operating means), 50...
...Control unit (change rate calculation means, target setting means, control means). Fig. 3 Fig. 4 Seattle level (deg) Fig. 5 ISC table 1-buoy [%] Fig. 6 A [degree] Fig. 7 Air flow path surface level i A (cm”) Fig. 8 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、b)負
荷検出手段の出力に基づいてエンジン負荷の変化速度を
演算する変化速度演算手段と、c)エンジンの運転状態
に応じて目標空燃比を設定し、少なくとも定常走行の一
部において該目標空燃比を理論空燃比よりリーン側に選
択する目標設定手段と、 d)目標空燃比となるように吸入空気あるいは燃料の供
給量を制御するとともに、目標空燃比が変化したとき前
記供給量の制御速度をエンジン負荷の変化速度に応じて
変える制御手段と、e)制御手段からの信号に基づいて
吸入空気あるいは燃料の供給量を操作する操作手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
[Scope of Claims] a) load detection means for detecting the load on the engine; b) change rate calculation means for calculating the rate of change in the engine load based on the output of the load detection means; and c) according to the operating state of the engine. d) target setting means for setting a target air-fuel ratio according to the target air-fuel ratio and selecting the target air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio during at least a part of steady driving; and d) supplying intake air or fuel to achieve the target air-fuel ratio. control means for controlling the amount of intake air or fuel and changing the control speed of the supply amount according to the rate of change of engine load when the target air-fuel ratio changes; and e) the amount of intake air or fuel to be supplied based on a signal from the control means. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: an operating means for operating; and an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
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