JP2585898B2 - 内燃エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents
内燃エンジンの空燃比制御装置Info
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Description
御装置に関し、特に内燃エンジンの吸気弁のバルブタイ
ミングが変更可能とされた内燃エンジンの空燃比制御装
置に関する。
のバルブタイミング開弁時間、弁リフト量をエンジン回
転数に応じて変更可能とした可変バルブタイミング機構
を有する内燃エンジンが従来から知られている。
燃エンジンにおいては、バルブタイミングを高回転領域
に適した高速バルブタイミング(高速V/T)と低回転
領域に適した低速バルブタイミング(低速V/T)とに
切換えることにより吸気吸入効率(燃焼効率)の向上を
図ることができ、エンジンの高出力化が可能となる。し
かも、前記可変バルブタイミング機構においては、エン
ジン回転数やエンジン負荷等エンジンの運転状態に応じ
てバルブタイミングを可変制御することができるため、
燃焼効率の最適化を図ることも可能となる。
いては、低速V/Tから高速V/Tに移行する時は、出
力トルクを低下させた状態で低速V/Tから高速V/T
にバルブタイミングを切換え、バルブタイミングの切換
時に生ずるトルクショックを低減していた。
/Tのトルク特性を示した図であって、横軸はエンジン
回転数NE、縦軸は出力トルクPSEを示している。
速V/Tとではそのトルク特性が異なるため、例えば低
速V/Tのリーンバーン状態から高速V/Tでの理論空
燃比(あるいは、リッチ空燃比)による運転状態に移行
するときにトルクショックが生じる。そこで、従来は低
速V/Tから高速V/Tに切換えるときには、低速V/
Tの最大出力トルク付近まで点火時期を遅角等させて高
速V/Tの出力を矢印aに示すように一旦低下させ、斜
線部xで示す領域で低速V/Tから高速V/Tに切換え
た後、高速V/Tの出力に徐々に戻すことにより、トル
クショックの低減を図っていた。
においては、高速V/T時には高い出力トルクが要求さ
れるにもかかわらず、一旦出力トルクを低下させてバル
ブタイミングの切換えを行っており、理論的には出力を
低下させることなく円滑にバルブタイミングの切換えを
行うことが望ましい。
ものであって、出力トルクを低下させることなく低速V
/Tから高速V/Tへのバルブタイミングの切換時にお
けるトルクショックを低減することが可能な内燃エンジ
ンの空燃比制御装置を提供することを目的とする。
に本発明は、内燃エンジンの吸気弁のバルブタイミング
が、少なくとも低回転領域に適した低速バルブタイミン
グと高回転領域に適した高速バルブタイミングとに切換
可能とされた内燃エンジンの空燃比制御装置において、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該
運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態
に基づいて目標空燃比を算出する空燃比算出手段と、前
記バルブタイミングが所定の切換領域に突入したか否か
を検出する切換領域検出手段と、該切換領域検出手段に
よりバルブタイミングの前記切換領域への突入が検出さ
れたときには前記目標空燃比を変更する空燃比変更手段
とを備え、前記空燃比変更手段は、低速バルブタイミン
グから高速バルブタイミングに切換えられるときは低速
バルブタイミングでの目標空燃比を高速バルブタイミン
グでの目標空燃比に変更し、前記空燃比変更手段により
目標空燃比が変更された後に前記バルブタイミングが切
換えられることを特徴としている。
ミングの前記切換領域への突入が検出されてからの期間
を計測する計測手段を設け、該計測手段により計測され
た期間が所定期間経過したときに前記空燃比変更手段に
より目標空燃比が変更されるように構成してもよい。
を徐々に濃化する濃化制御手段を有している。
ともエンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エ
ンジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手段とを含
み、前記バルブタイミングの前記切換領域は、前記回転
数検出手段により検出されたエンジン回転数と負荷状態
検出手段により検出されたエンジン負荷状態とに基づい
て設定されている。
る目標空燃比は、負荷状態検出手段により検出されたエ
ンジンの負荷状態に基づいて設定される。
空燃比が濃化された後、バルブタイミングを低速V/T
から高速V/Tに切換えることが可能となる。
定期間経過したときに前記空燃比変更手段により目標空
燃比が変更されることにより、バルブタイミングの設定
状態が安定してから目標空燃比を変更することができ
る。
タイミングを切換えるときは濃化制御手段により空燃比
を徐々に目標値に到達させることができる。
ンジン回転数とエンジンの負荷状態に基づいて設定さ
れ、前記空燃比変更手段により変更される目標空燃比
は、エンジンの負荷状態に応じて変動する。
る。
制御装置の一実施例を示す全体構成図である。
(図示せず)とを各1対宛設けたDOHC直列4気筒の
内燃エンジン(以下、単に「エンジン」という)であ
る。このエンジン1は、吸気弁のバルブタイミングが、
エンジンの高速回転領域に適した高速バルブタイミング
(高速V/T)と、低速回転領域に適した低速バルブタ
イミング(低速V/T)との2段階に切換可能に構成さ
れている。
ルボディ3が設けられ、その内部にはスロットル弁3′
が配されている。また、スロットル弁3′にはスロット
ル弁開度(θTH)センサ4が連結されており、スロッ
トル弁3′の開度に応じた電気信号を出力して電子コン
トロールユニット(以下「ECU」という)5に供給す
る。
3′との間且つ吸気管2の図示しない燃料ポンプに接続
されるとともにECU5に電気的に接続され、当該EC
U5からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御され
る。
側には分岐管7が設けられ、該分岐管7の先端には絶対
圧(PBA)センサ8が取付けられている。該PBAセ
ンサ8はECU5に電気的に接続されており、吸気管2
内の絶対圧PBAは前記PBAセンサ8により電気信号
に変換されてECU5に供給される。
には吸気温(TA)センサ9が装着され、該TAセンサ
9により検出された吸気温TAは電気信号に変換され、
ECU5に供給される。
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温(TW)センサ10が挿着され、該TWセンサ10に
より検出されたエンジン冷却水温TWは電気信号に変換
されてECU5に供給される。
又はクランク軸周囲にはエンジン回転数(NE)センサ
11及び気筒判別(CYL)センサ12が取り付けられ
ている。
の180度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パル
ス(以下「TDC信号パルス」という)を出力し、CY
Lセンサ12は特定の気筒の所定のクランク角度位置で
TDC信号パルスを出力し、これらの各TDC信号パル
スはECU5に供給される。
ECU5に電気的に接続され、ECU5により点火時期
が制御される。
ン1との間に介装され、前記車輪は変速機14を介して
エンジン1により駆動される。
取り付けられ、該VSPセンサ15により検出された車
速VSPは電気信号に変換され、ECU5に供給され
る。
素濃度センサ(以下、「LAFセンサ」と称する)17
が設けられており、該LAFセンサ17により検出され
た排気ガス中の酸素濃度は電気信号に変換されてECU
5に供給される。
ングの切換制御を行うための電磁弁18が接続され、該
電磁弁18の開閉動作がECU5により制御される。電
磁弁18は、バルブタイミングの切換を行う切換機構
(図示せず)の油圧を高/低に切換えるものであり、該
油圧の高/低に対応してバルブタイミングが高速V/T
と低速V/Tとに切換えられる。前記切換機構の油圧
は、油圧(POIL)センサ19によって検出され、そ
の検出信号がECU5に供給される。
号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、ア
ナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有
する入力回路5aと、中央演算処理回路(以下「CP
U」という)5bと、該CPU5bで実行される各種演
算プログラムや後述する各種マップ及び演算結果等を記
憶するROM及びRAMからなる記憶手段5cと、前記
燃料噴射弁6、点火プラグ13及び電磁弁18に駆動信
号を供給する出力回路5dとを備えている。
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、基本モードの場合は数式(1)に
基づき、また始動モードの場合は数式(2)に基づき前
記TDC信号パルスに同期して燃料噴射弁6の燃料噴射
時間TOUTを演算し、その結果を記憶手段5c(RA
M)に記憶する。
体的にはエンジン回転数NEと吸気管内絶対圧PBAと
に応じて設定される基本燃料噴射時間であって、このT
iM値を決定するためのTiMマップとして、低速V/
T用(TiMLマップ)と高速V/T用(TiMHマッ
プ)の2つのマップが記憶手段5c(ROM)に記憶さ
れている。
間であって、TiM値と同様、エンジン回転数NEと吸
気管内絶対圧PBAに応じて設定され、該TiCR値を
決定するためのTiCRマップが記憶手段5c(RO
M)に記憶されている。
ーチャートに基づいて算出される修正目標空燃比係数で
あり、エンジンの運転状態に応じて設定される目標空燃
比係数KCMDに燃料冷却補正係数KETVを乗算する
ことによって算出される。
高負荷運転状態のときは数式(3)に基づき、また前記
高負荷運転状態以外のときは数式(4)に基づいて算出
される。
常はエンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応
じてマトリックス状にマップ値が与えられたKBSマッ
プから読み出されるが、エンジン冷却水温TWが低い場
合にはエンジン冷却水温TW及び吸気管内絶対圧PBA
に応じて設定された後述するKTWLAFマップから読
み出された値に設定される。また、KBSマップは、高
速V/T選択時に使用される高速V/T用(KBSH)
マップと、低速V/T選択時に使用される低速V/T用
(KBSL)マップとが記憶手段5c(ROM)に記憶
されている。
じサージング等が生じないような所定値に設定される。
比(A/F)のリーン化状態に応じた所定値に設定され
る。
ジンの減速状態に応じた所定値に設定される。すなわ
ち、エンジンの減速時には「1.0」以下に、それ以外の
ときは「1.0」に設定される。
料を実際に噴射することによる冷却効果によって吸入空
気密度が変化することを考慮して燃料噴射量を予め補正
するための係数であり、目標空燃比係数KCMDに応じ
た値に設定される。なお、数式(1)から明らかなよう
に、修正目標空燃比係数KCMDMが増加すれば燃料噴
射時間TOUTは増加するので、KCMDM値は空燃比
A/Fの逆数に比例する値となる。
フィードバック制御について詳述する。
ンルーチンを示すフローチャートであって、本プログラ
ムはTDC信号パルスの発生と同期して実行される。
サからの出力値がECU5に読み込まれ、記憶手段5c
(RAM)に記憶される。
づきエンジンの運転状態が始動モードにあるか否かを判
別する(ステップS2)。始動モードにあるか否かは、
図示しないエンジンのスタータスイッチがオンで且つエ
ンジン回転数が所定の始動時回転数(クランキング回転
数)以下か否かにより判別する。そして、始動モードに
あると判別されたときは空燃比補正係数KLAFを「1.
0」に設定し(ステップS3)、次いで目標空燃比係数
KCMDの変動を防止すべく、前記目標空燃比係数KC
MDを始動モードに応じた所定値KCMDST(例え
ば、1.1)に設定した後(ステップS4)、後述するK
CMDのリミット処理(図13参照)において使用され
るカウンタCCMDのカウント値を「0」にセットして
(ステップS5)、本プログラムを終了する。
が否定(NO)となったとき、つまり、始動モードが終
了してエンジンの始動が完了したときは基本モードに移
り、修正目標空燃比係数KCMDMを算出する(ステッ
プS6)。すなわち、後述する図3〜図5に示すフロー
チャートに従い、エンジンの運転状態に応じた修正目標
空燃比係数KCMDMが算出され、記憶手段5c(RA
M)に記憶される。
17の活性化が完了しているか否かを判別する。LAF
センサ17の活性化は、バックグラウンド処理される活
性化判別ルーチン(図示せず)により、LAFセンサ1
7の出力電圧VOUTとその中心電圧VCENTとの差
が所定値(例えば、0.4V)より小さいときに「活性化
された」と判別される。
のときKLAFを「1.0」に設定して(ステップS8)
本プログラムを終了する。
のときは、ステップS9に進み、LAFセンサ17の出
力電圧VOUTに基づき、検出された空燃比の当量比
(14.7/(A/F))(以下、「検出空燃比係数」という)
を算出する。
絶対圧PBAと、エンジン回転数NE及び大気圧PAの
変動により排気圧が変動することに鑑み、これらの運転
パラメータに応じて補正された値が算出される。
せず)を実行して(ステップS10)フィードバック条
件が成立したか否かを判別する(ステップS11)。そ
して、その答が否定(NO)のとき、すなわちフューエ
ルカット(燃料供給停止)中やフューエルカット直後又
は低水温時(例えば、−25℃以下)等のときなどフィ
ードバック条件が成立しないときはKLAFを「1.0」
に設定して(ステップS8)本プログラムを終了する。
S)のときは、ステップS12に進み、空燃比補正係数
KLAFを算出する。すなわち、検出空燃比係数KAC
Tと目標空燃比係数KCMDとが一致するようにエンジ
ンの運転状態等に応じて周知の比例制御(P項制御)、
積分制御(I項制御)又は微分制御(D項制御)を行
い、P項係数KP、I項係数KI、D項係数KDを夫々
加算して空燃比補正係数KLAFを算出する。
トチェックを行い、ステップS14でリミットアウトか
否かを判別する。すなわち、ステップS13ではステッ
プS12で算出されたKLAF値と所定の上下限値KL
AFH,KLAFLとの大小関係を比較し、ステップS
14の答が肯定(YES)のとき、つまり、KLAF値
が上限値KLAFHを越えるときはKLAF値をその上
限値KLAFHに設定し、KLAF値が下限値KLAF
Lより小さいときは、KLAF値をその下限値KLAF
Lに設定して本プログラムを終了する。
のときは、ステップS12で算出されたKLAF値が所
定の上下限値KLAFH,KLAFLの範囲内にあると
きであり、KLAF値の学習値KREF(KLAFの平
均値)を算出し、KLAF=KREFとして(ステップ
S15)本プログラムを終了する。そしてこの後、数式
(1)に基づき燃料噴射時間TOUTの算出がなされ、
燃料噴射弁6の開弁時間が制御される。
記バルブタイミングが所定の切換領域に突入したか否か
を検出する切換領域検出手段と、該切換領域検出手段に
よりバルブタイミングの前記切換領域への突入が検出さ
れてからの期間を計測する計測手段と、前記切換検出手
段によりバルブタイミングの前記切換領域への突入が検
出され且つ前記計測手段により計測された期間が所定期
間経過したときはバルブタイミングの切換状態に応じて
前記目標空燃比を変更する空燃比変更手段とを備え、前
記空燃比変更手段が、低速V/Tから高速V/Tに切換
えられるときは目標空燃比を濃化する空燃比濃化手段を
有している。
チン(ステップS6)において実行される。
すフローチャートであって、本プログラムはTDC信号
パルスの発生と同期して実行される。
エルカット中か否かを判別する(ステップS21)。フ
ューエルカット中であるか否かは、エンジン回転数NE
やスロットル弁3′の弁開度θTHに基づいて判断さ
れ、具体的にはフューエルカット判別ルーチン(図示せ
ず)の実行により判別される。
は、目標空燃比係数KCMDを所定値KCMDFC(例
えば、1.0)に設定して(ステップS22)ステップS
51(図5)に進む。
の場合は、フューエルカット直後か否かを判別する(ス
テップS23)。このフューエルカット直後か否かの判
別は、フューエルカットの終了と同時とタイマをスター
トさせ、そのタイマが所定時間(例えば500ms)カウ
ントされたか否かにより判断される。そして、その答が
肯定(YES)の場合、すなわち、エンジンがフューエ
ルカット直後の場合は、KCMDの前回値KCMD(n
-1)と、検出空燃比の前回算出値KACT(n-1)との偏差
の絶対値が所定値ΔKAFC(例えば、0.14)より大き
いか否かを判別する(ステップS24)。その答が肯定
(YES)、すなわち前記偏差が所定値ΔKAFCより
大きいときは、フューエルカット直後か否かを示すフラ
グFPFCを「1」に設定して(ステップS25)、ス
テップS22に進み、目標空燃比係数KCMDを所定値
KCMDCに設定し、しかる後ステップS51(図5)
に進む。
否定(NO)の場合はフラグFPFCを「0」に設定
し、ステップS27〜S46のフローを実行して目標空
燃比係数KCMDの基準値KBSを算出する。
15により検出される車速VSPが所定速度VX(例え
ば10Km/h)より大きいか否かを判別し、その答が肯
定(YES)の場合は、NEセンサ11により検出され
るエンジン回転数NEが所定回転数NEX(例えば、9
00rpm)より大きいか否かを判別し(ステップS2
8)、さらにその答が肯定(YES)のときは前回ルー
プ時の吸気管内絶対圧PBA(n-1)と今回ループ時の吸
気管内絶対圧PBA(n)との偏差ΔPBAが所定値ΔP
BX(例えば、20mmHg)より大きいか否か、すなわち
エンジンが低負荷側に急変したか否かを判別する(ステ
ップS29)。そして、その答が肯定(YES)のとき
は第1のディレイタイマtmDLYBSを所定時間T1
(例えば、300ms)に設定した後(ステップS3
0)、目標空燃比係数KCMDの基準値KBS値を前回
ループ時のKBS値にホールドさせた状態で後述するス
テップS42(図4)に進む。
答の少なくとも一つが否定(NO)となったときは、ス
テップS32に進み、第1のディレイタイマtmDLY
BSが前記所定時間が経過したか否かを判別する。そし
て、その答が否定(NO)のときは前述したステップS
31に進む一方、その答が肯定(YES)の場合はフラ
グFHICが「1」にセットされているか否かを判別
し、バルブタイミングが高速V/Tに設定されているか
否かを判別する(ステップS33)。そして、ステップ
S33の答が肯定(YES)のときは、バルブタイミン
グが高速V/Tに設定されている場合であり、KBSH
マップを検索してKBSM値を読み出し、記憶手段5c
(RAM)に記憶する。また、ステップS33の答が否
定(NO)のときは、バルブタイミングが低速V/Tに
設定されている場合があり、KBSLマップを検索して
KBSM値を読み出し、記憶手段5c(RAM)に記憶
する。
ンジンがアイドル運転状態にあるか否かを判別する。前
記アイドル運転状態にあるか否かは、エンジン回転数N
Eが低回転数(例えば900rpm以下)であってスロ
ットル弁3′の弁開度θTH(θTHセンサ4により検
出される)がアイドル時の所定弁開度θidl以下にあ
るか、あるいはエンジン回転数NEが前記低回転数であ
って吸気管2内の絶対PBA(PBAセンサ8により検
出される)が所定値よりも低負荷側にあるときアイドル
運転状態にあると判断される。
(YES)の場合はステップS39に進む一方、ステッ
プS36の答が否定(NO)の場合はステップS37に
進み、車速パルスWPが所定値WPXより大きいか否か
を判別し、車輌が停止状態にあるとみなされるか否かを
判断する。
は車輌が停止状態にあるとみなされ、第2のディレイタ
イマtmDLYWLFを所定時間T2(例えば、100
ms)に設定して第2のディレイタイマtmDLYWL
Fをスタートさせ(ステップS39)に進む。
35で読み出されたマップ値KBSMが所定値KBSW
LF(例えば、1.1)より小さか否かを判別する。そし
て、その答が否定(NO)の場合はそのままステップS
42に進む一方、その答が肯定(YES)の場合はKB
SM値をKBSWLF値に置き換えた後(ステップS4
0)、ステップS42に進む。これにより基準値KBS
は少なくともKBSWLF値以上の(よりリッチ側)の
値に設定される。
S)、すなわち車輌が停止状態にないとみなされたとき
はステップS41に進み、第2のディレイタイマtmD
LYWLFが所定時間T2経過して「0」になったか否
かを判別し、その答が肯定(YES)のときはステップ
S42に進む一方、その答が否定(NO)のときはステ
ップS39に進み、上述と同様ステップS40を経てス
テップS42に進む。
水温時に空燃比がリーン化するのを防止すべくKBS値
に対する水温補正を行う。
TWが所定温度TWXより低いか否かを判別する。所定
温度TWXとしては空燃比がリーン化を開始する水温、
例えば70℃に設定される。そして、その答が肯定(Y
ES)、即ちTW<TWXのときは、エンジン水温TW
及び吸気管内絶対圧PBAに応じてKTWLAFマップ
を検索し、低水温時の目標空燃比係数KTWLAFを読
み出す(ステップS43)。
示すように、吸気管内絶対圧PBAが設定圧PBLAF
1以下の場合に適用されるKTWLAF1(同図(a)
の破線)と、吸気管内絶対圧PBAが設定圧PBLAF
2以上の場合に適用されるKTWLAF2(同図(a)
の実線)が設定されたものであり、エンジン水温TWL
AF1〜TWLAF4のそれぞれに対して、KTWLA
F11,21〜KTWLAF14,24が設定されてい
る。従ってステップS43において、PBA≧PBLA
F2又はPBA≦PBLAF1が成立する場合には、エ
ンジン水温TWに応じてKTWLAF2又はKTWLA
F1を読み出し(設定温度以外は補間による)、PBL
AF1<PBA<PBLAF2が成立する場合には、エ
ンジン水温に応じてKTWLAF2及びKTWLAF1
を読み出し、PBA値に応じて補間を行うことにより、
KTWLAF値を算出する。なお、KTWLAFマップ
の設定値はいずれも理論空燃比相当の値よりリッチ側の
値であり、基準値KBSMをKTWLAF値に設定する
ことにより、低水温時の燃料増量が行われることとな
る。
4又はS35で読み出されたKBSM値がステップS4
3で読み出されたKTWLAF値より小さいか否かを判
別し、その答が否定(NO)のときは、目標空燃比係数
の基準値KBSをステップS34又はS35で読み出さ
れたKBSM値に設定し(ステップS45)、ステップ
S47(図5)に進む。一方、ステップS44の答が肯
定(YES)のときは基準値KBSをステップS43で
読み出されたKTWLAF値に設定して(ステップS4
6)ステップS47に進む。
場合は、水温補正をすることなくステップS47(図
5)に進む。
荷運転状態にあるか否かを判別する。この高負荷運転状
態にあるか否かの判別は各種運転パラメータに基づき負
荷状態判別ルーチン(図示せず)を実行することにより
なされる。
すなわち高負荷運転状態のときは目標空燃比係数KCM
Dをその基準値KBSに設定してステップS51に進
む。また、ステップS47の答が否定(NO)のとき、
すなわち高負荷運転状態以外のときはKSPマップを検
索して車速補正係数KSPを読み出す(ステップS4
9)。KSPマップは、具体的には図7に示すように、
車速VSPO〜VSP3に応じてマップ値KSPO〜K
SP3が与えられたものであり、車速に応じてマップ検
索することにより、あるいは補間法により車速補正係数
KSPが読み出される。尚、この図7から明らかなよう
に、車速VSPが低車速であるほど車速補正係数KSP
は大きな値に設定される。
又はS46で設定されたKBS値及びステップS49で
読み出されたKSP値にリーン化補正係数KLS及び減
速時補正係数KDECを乗算して目標空燃比係数KCM
Dを算出し(数式4参照)、ステップS51に進む。
して燃料冷却補正係数KETVを読み出す。KETVマ
ップは、具体的には図8に示すように、目標空燃比係数
KCMDに応じてマップ値KETV0〜1が設定された
ものであり、所望のKETV値を算出することにより燃
料噴射時の冷却効果による吸入空気密度の変動に対応し
た目標空燃比係数KCMDの補正が可能となる。
トルクショックを回避するために空燃比を修正すべく、
後述するV/T変換時のA/F修正ルーチンを実行し
(ステップS52)、さらにKCMD値のリミット処理
を行う(ステップS53)。
今回値との差が、エンジン運転状態に応じて設定される
上限値を超えないようにして、KCMD値を急激に変更
しないようにするものである。
するように空燃比の濃化制御手段が含まれている。
た後、KCMD値とKETV値とを乗算して修正目標空
燃比係数KCMDMを算出し(ステップS54)、メイ
ンルーチン(図2)に戻る。
を示すフローチャートであって、本プログラムはTDC
信号パルスの発生と同期して実行される。
定の切換領域に突入したか否かを判別する。前記切換領
域は、具体的には図10に示すように、エンジン回転数
NEと吸気管内絶対圧PBAに応じて決定される。図
中、斜線部が切換領域を示している。
O)のときは、バルブタイミングが切換領域になく低速
V/T固定領域又は高速V/T固定領域にあるときであ
り、そのまま本プログラムを終了する。一方、ステップ
S61の答が肯定(YES)のときは、バルブタイミン
グが切換領域に突入してから所定時間(例えば、2se
c)が経過したか否かを判別し(ステップS62)、そ
の答が否定(NO)のときは本プログラムを終了する一
方、その答が肯定(YES)のときはフラグFHICが
「0」に設定されているか否かを判別する(ステップS
63)。そして、その答が否定(NO)の場合はバルブ
タイミングが現在高速V/Tに設定されている場合であ
り、バルブタイミングが切換領域にあっても高速V/T
から低速V/Tに切換えられる場合は出力トルクが低下
する場合であるためトルクショックはほとんど生じず、
そのまま本プログラムを終了する。一方、ステップS6
3の答が肯定(YES)の場合は、バルブタイミングが
現在低速V/Tに設定されている場合であり、KCMD
VTマップを検索して切換領域用目標空燃比係数(以
下、「切換空燃比係数」という)KCMDVTを読み出
し、記憶手段5c(RAM)に記憶する。
に示すように、吸気管内絶対圧PBAに応じて設定され
る。この図11から明らかなように、KCMDVT値は
吸気管内絶対圧PBAが低い程大きな数値、すなわち空
燃比がリッチになるように設定される。
48又はS50で読み出されたKCMD値がKCMDV
T値より小さいか否かを判別する。そして、その答が否
定(NO)の場合はそのまま本プログラムを終了する一
方、その答が肯定(YES)の場合はKCMDVT値を
目標空燃比係数KCMDに設定して本プログラムを終了
する。すなわち、ステップS48又はS50で読み出さ
れたKCMD値とステップS64で読み出されたKCM
DVT値とを比較し、いずれか大きい方の値を目標空燃
比係数KCMDに設定するのである。
終了してからKCMD値が出力され、その後、バルブタ
イミングが低速V/Tから高速V/Tに切換えられる。
ルブタイミングの切換状況を示した図であって、横軸は
エンジン回転数NE、縦軸は出力トルクPSEを示して
いる。
速V/Tに移行するときに矢印Aに示すように空燃比を
理論空燃比以上にリッチ化させて斜線部Xで示す領域で
高速V/Tに切換えることにより、低速V/Tから高速
V/Tへのバルブタイミングの切換時において生ずるト
ルクショックの低減が図られることとなる。
の制御手順を示すフローチャートであって、通常のリミ
ットチェックの他にバルブタイミングの切換えにより目
標空燃比係数KCMDが大幅に変動するときは、目標空
燃比係数が徐々に変化する制御手段を有している。尚、
本プログラムはTDC信号パルスの発生と同期して実行
される。
MDと前回ループ時の目標空燃比係数KCMD(n−
1)との偏差ΔKCMDを算出し(ステップS71)、
その絶対値|ΔKCMD|が所定リミット値ΔKCMD
X(例えば、0.14)より小さいか否かを判別する
(ステップS72)。そして、ステップS72の答が否
定(NO)のときは、カウンタCCMDのカウント値が
「0」か否かを判別する(ステップS73)。最初はカ
ウンタCCMDのカウント値は「0」に設定されている
ので(始動モード時に「0」に設定されている。図2、
ステップS5参照)ステップS73の答は肯定(YE
S)となり、ステップS74に進んで前記偏差ΔKCM
Dが「0」より大きいか否かを判別する。そして、その
答が肯定(YES)のときは、空燃比が濃化(リッチ
化)される場合であり、前回ループ時の目標空燃比係数
KCMD(n−1)に所定リミット値ΔKCMDXを加
算した値を今回ループ時の空燃比補正係数KCMDとし
て記憶手段5c(RAM)に記憶し(ステップS7
5)、カウンタCCMDを所定値N(例えば、3)に設
定してステップS81に進む。
のときはKCMD値を前回ループ時の目標空燃比係数K
CMD(n−1)にホールドさせたまま(ステップS7
8)、カウンタCCMDのデクリメントを開始し、その
後のループでカウンタCCMDが「0」になると再びS
74→S75→S77の各ステップを実行して新たな目
標空燃比係数KCMDを算出して記憶手段5c(RA
M)に記憶させ、ステップS81に進む。
のときは、空燃比をリーン化させる場合、(例えば、高
速V/Tから低速V/Tに切換える場合等)であり、こ
のときは前回ループ時の目標空燃比係数KCMD(n−
1)に所定リミット値ΔKCMDXを減算して今回ルー
プ時のKCMD値を算出した後(ステップS76)、上
述と同様ステップS77を経てステップS81に進む。
S)のときは、偏差ΔKCMDが所定リミット値ΔKC
MDXより小さい場合であり、カウンタCCMDを
「0」に設定してステップS81に進む。
が所定上限値KCMLMH(例えば、1.3)より大きい
か否かを判別し、その答が肯定(YES)の場合はKC
MD値を前記所定上限値KCMLMHに設定して(ステ
ップS82)本プログラムを終了する。
のときはKCMD値が所定下限値KCMLML(例え
ば、0.65)より小さいか否かを判別し(ステップS8
3)、その答が否定(NO)の場合はそのまま本プログ
ラムを終了する一方、その答が肯定(YES)のときは
KCMD値を前記所定下限値KCMLMLに設定して
(ステップS84)本プログラムを終了する。そして、
KCMD値は、このKCMDのリミット処理ルーチンが
終了した後出力され、空燃比係数は徐々に変化して目標
値に到達する。
態を示した図である。
を増加させて目標値に到達させることにより、低速V/
Tから高速V/Tの切換時に空燃比をリッチ化しても急
激なトルクの変動が回避され、トルクショックを低減す
ることができる。
ては高速V/Tから低速V/Tに切換えるときも空燃比
が徐々にリーン化されており、かかる切換時においても
トルクショックの低減が図られている。
ジンの吸気弁のバルブタイミングが、少なくとも低回転
領域に適した低速バルブタイミングと高回転領域に適し
た高速バルブタイミングとに切換可能とされた内燃エン
ジンの空燃比制御装置において、エンジンの運転状態を
検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によ
り検出されたエンジンの運転状態に基づいて目標空燃比
を算出する空燃比算出手段と、前記バルブタイミングが
所定の切換領域に突入したか否かを検出する切換領域検
出手段と、該切換領域検出手段によりバルブタイミング
の前記切換領域への突入が検出されたときには前記目標
空燃比を変更する空燃比変更手段とを備え、前記空燃比
変更手段は、低速バルブタイミングから高速バルブタイ
ミングに切換えられるときは低速バルブタイミングでの
目標空燃比を高速バルブタイミングでの目標空燃比に変
更し、前記空燃比変更手段により目標空燃比が変更され
た後に前記バルブタイミングが切換えられるので、空燃
比が濃化された後、バルブタイミングを低速V/Tから
高速V/Tに切換えることができる。したがって、出力
トルクの低下を伴うことなく、理想的な方式でバルブタ
イミングを円滑に低速V/Tから高速V/Tに切換える
ことができ、低速V/Tから高速V/Tへのバルブタイ
ミングの切換時におけるトルクショックの低減を図るこ
とができる。
ミングの前記切換領域への突入が検出されてからの期間
を計測する計測手段を設け、該計測手段により計測され
た期間が所定期間経過したときに前記空燃比変更手段に
より目標空燃比が変更されることにより、バルブタイミ
ングの設定状態が安定してから目標空燃比を変更するこ
とができる。
を徐々に濃化する濃化制御手段を有しているので、空燃
比を徐々に目標値に到達させることができ、空燃比の変
動によるトルクショックの発生を緩和することができ
る。
一実施例を示すブロック構成図である。
ーチャートである。
ート(1/3)である。
ート(2/3)である。
ート(3/3)である。
ートである。
る。
説明図である。
ーチャートである。
る。
明図である。
測手段、空燃比変更手段、空燃比濃化手段、濃化制御手
段) 8 PBAセンサ(負荷状態検出手段) 9 TAセンサ 10 TWセンサ 11 NEセンサ(エンジン回転数検出手段) 15 VSPセンサ
Claims (5)
- 【請求項1】 内燃エンジンの吸気弁のバルブタイミン
グが、少なくとも低回転領域に適した低速バルブタイミ
ングと高回転領域に適した高速バルブタイミングとに切
換可能とされた内燃エンジンの空燃比制御装置におい
て、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該
運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態
に基づいて目標空燃比を算出する空燃比算出手段と、前
記バルブタイミングが所定の切換領域に突入したか否か
を検出する切換領域検出手段と、該切換領域検出手段に
よりバルブタイミングの前記切換領域への突入が検出さ
れたときには前記目標空燃比を変更する空燃比変更手段
とを備え、 前記空燃比変更手段は、低速バルブタイミングから高速
バルブタイミングに切換えられるときは低速バルブタイ
ミングでの目標空燃比を高速バルブタイミングでの目標
空燃比に変更し、前記空燃比変更手段により目標空燃比
が変更された後に前記バルブタイミングが切換えられる
ことを特徴とする内燃エンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項2】 前記空燃比変更手段は、目標空燃比を徐
々に濃化する濃化制御手段を有していることを特徴とす
る請求項1記載の内燃エンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項3】 前記切換検出手段によりバルブタイミン
グの前記切換領域への突入が検出されてからの期間を計
測する計測手段を設け、該計測手段により計測された期
間が所定期間経過したときに前記空燃比変更手段により
目標空燃比が変更されることを特徴とする請求項1又は
請求項2記載の内燃エンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項4】 前記運転状態検出手段は、少なくともエ
ンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン
の負荷状態を検出する負荷状態検出手段とを含み、前記
バルブタイミングの前記切換領域は、前記回転数検出手
段により検出されたエンジン回転数と負荷状態検出手段
により検出されたエンジン負荷状態とに基づいて設定さ
れることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
に記載の内燃エンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項5】 前記空燃比変更手段により変更される目
標空燃比は、負荷状態検出手段により検出されたエンジ
ンの負荷状態に基づいて設定されることを特徴とする請
求項1乃至請求項4のいずれかに記載の内燃エンジンの
空燃比制御装置。
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