JP2668557B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JP2668557B2 JP2668557B2 JP63173958A JP17395888A JP2668557B2 JP 2668557 B2 JP2668557 B2 JP 2668557B2 JP 63173958 A JP63173958 A JP 63173958A JP 17395888 A JP17395888 A JP 17395888A JP 2668557 B2 JP2668557 B2 JP 2668557B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に空
燃比をリーン状態に制御する装置に関する。
燃比をリーン状態に制御する装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、燃費を可及的に向上させるため、理論空燃比よ
りリーン側に設定した混合気を燃焼するようにしたもの
があり（以下リーンバーン制御という）、排気浄化対策
も簡易な構成で行える等の利点を有している。
りリーン側に設定した混合気を燃焼するようにしたもの
があり（以下リーンバーン制御という）、排気浄化対策
も簡易な構成で行える等の利点を有している。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、いわゆる空燃比フィードバック制御に用い
られる通常型のO2センサは、理論空燃比を境として出力
レベルが反転する特性であり、理論空燃比よりリッチか
リーンかのON,OFF的な判定しか行えないため、該O2セン
サを用いて高精度なリーンバーン制御を行うことは、困
難である。
られる通常型のO2センサは、理論空燃比を境として出力
レベルが反転する特性であり、理論空燃比よりリッチか
リーンかのON,OFF的な判定しか行えないため、該O2セン
サを用いて高精度なリーンバーン制御を行うことは、困
難である。
出力レベルが空燃比の変化に対してリニアに変化する
広域空燃比センサを使用してフィードバック制御を行え
ば、高精度なリーンバーン制御を行うことも可能である
が、広域空燃比センサはコストが高い難点がある。尚、
広域空燃比センサを使用した先行技術としては、例えば
実開昭63−51137号公報に示されるようなものがある。
広域空燃比センサを使用してフィードバック制御を行え
ば、高精度なリーンバーン制御を行うことも可能である
が、広域空燃比センサはコストが高い難点がある。尚、
広域空燃比センサを使用した先行技術としては、例えば
実開昭63−51137号公報に示されるようなものがある。
そこで、空燃比を検出することなく、空燃比をリーン
側の所望の値に設定するオープンループ制御が行われて
いる。
側の所望の値に設定するオープンループ制御が行われて
いる。
しかし、かかるオープンループ制御では、燃料噴射弁
やエアフローメータの特性のバラツキ，経時変化等によ
り、所望の空燃比が得られずリーン側にずれてサージト
ルクが安定限度を超えたり、リッチ側にずれて十分な燃
費低減効果が得られないことがあり、また、NOX発生量
を適正レベルに抑えることも困難であった。
やエアフローメータの特性のバラツキ，経時変化等によ
り、所望の空燃比が得られずリーン側にずれてサージト
ルクが安定限度を超えたり、リッチ側にずれて十分な燃
費低減効果が得られないことがあり、また、NOX発生量
を適正レベルに抑えることも困難であった。
また、機関の機構的な経時変化による内部EGRの変化
に伴い、初期状態での所望の空燃比ではサージトルクが
安定限度を超えてしまう等、サージトルクのレベルと燃
費向上とを共に満足する最適な空燃比が変化してくるこ
とがあり、これに対処できなかった。尚、この点は前記
広域空燃比センサを使用した場合でも空燃比を一定に制
御する限り、同様に生じる問題である。
に伴い、初期状態での所望の空燃比ではサージトルクが
安定限度を超えてしまう等、サージトルクのレベルと燃
費向上とを共に満足する最適な空燃比が変化してくるこ
とがあり、これに対処できなかった。尚、この点は前記
広域空燃比センサを使用した場合でも空燃比を一定に制
御する限り、同様に生じる問題である。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、空燃比以外の運転状態の検出に基づいて空燃比の
リーンバーンフィードバック制御を行うことにより、安
価な構成で最適なリーンバーン制御を継続して行えるよ
うにした内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目
的とする。
ので、空燃比以外の運転状態の検出に基づいて空燃比の
リーンバーンフィードバック制御を行うことにより、安
価な構成で最適なリーンバーン制御を継続して行えるよ
うにした内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目
的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、機関回転速度
を検出する機関回転速度検出手段と、該機関回転速度検
出手段で検出された最新の機関回転速度と、複数の異な
る時間前に前記機関回転速度検出手段で検出された機関
回転速度それぞれとの差を機関回転速度変動値として演
算する回転速度変動値演算手段と、該回転速度変動値演
算手段で演算された複数の機関回転速度変動値の中の最
大値をサージトルク相当値として求めるサージトルク検
出手段と、該サージトルク検出手段で検出されるサージ
トルク相当値に基づいて、実際のサージトルクを安定限
界レベルに近づけるように機関に供給される混合気の空
燃比をリーン側にフィードバック制御するリーン空燃比
フィードバック制御手段と、を含んで構成する。
を検出する機関回転速度検出手段と、該機関回転速度検
出手段で検出された最新の機関回転速度と、複数の異な
る時間前に前記機関回転速度検出手段で検出された機関
回転速度それぞれとの差を機関回転速度変動値として演
算する回転速度変動値演算手段と、該回転速度変動値演
算手段で演算された複数の機関回転速度変動値の中の最
大値をサージトルク相当値として求めるサージトルク検
出手段と、該サージトルク検出手段で検出されるサージ
トルク相当値に基づいて、実際のサージトルクを安定限
界レベルに近づけるように機関に供給される混合気の空
燃比をリーン側にフィードバック制御するリーン空燃比
フィードバック制御手段と、を含んで構成する。
ここで、前記リーン空燃比フィードバック制御手段
が、実際のサージトルクと安定限界レベルとの偏差に応
じてフィードバック操作量を決定する構成とすることが
好ましい。
が、実際のサージトルクと安定限界レベルとの偏差に応
じてフィードバック操作量を決定する構成とすることが
好ましい。
さらに、機関の加減速を検出する加減速検出手段と、
加減速検出手段で機関の加減速が検出されたときに、前
記リーン空燃比フィードバック制御手段による空燃比制
御を停止させるリーン空燃比フィードバック制御停止手
段を備えてもよい。また、このものにおいて、空燃比が
理論空燃比よりリッチかリーンかをON,OFF的に検出する
空燃比検出手段と、前記リーン空燃比フィードバック制
御停止手段により前記リーン空燃比フィードバック制御
手段による空燃比制御を停止させているときに、前記空
燃比検出手段からの検出値に基づいて空燃比を理論空燃
比にフィードバック制御する理論空燃比フィードバック
制御手段とを備えてもよい。
加減速検出手段で機関の加減速が検出されたときに、前
記リーン空燃比フィードバック制御手段による空燃比制
御を停止させるリーン空燃比フィードバック制御停止手
段を備えてもよい。また、このものにおいて、空燃比が
理論空燃比よりリッチかリーンかをON,OFF的に検出する
空燃比検出手段と、前記リーン空燃比フィードバック制
御停止手段により前記リーン空燃比フィードバック制御
手段による空燃比制御を停止させているときに、前記空
燃比検出手段からの検出値に基づいて空燃比を理論空燃
比にフィードバック制御する理論空燃比フィードバック
制御手段とを備えてもよい。
〈作用〉 かかる構成において、回転速度変動値演算手段は、最
新に検出された機関回転速度と、複数の異なる時間前に
検出された機関回転速度それぞれの差を機関回転速度変
動値として演算し、サージトルク検出手段は、前記複数
の変動値の中の最大値をサージトルク相当値として求め
る。
新に検出された機関回転速度と、複数の異なる時間前に
検出された機関回転速度それぞれの差を機関回転速度変
動値として演算し、サージトルク検出手段は、前記複数
の変動値の中の最大値をサージトルク相当値として求め
る。
リーン空燃比フィードバック制御手段は上記のように
して検出されたサージトルク相当値のレベルを安定限界
レベルに近づけるように空燃比をリーン側にフィードバ
ック制御する。
して検出されたサージトルク相当値のレベルを安定限界
レベルに近づけるように空燃比をリーン側にフィードバ
ック制御する。
これにより、サージトルクを安定限界レベル近傍に維
持させるところまで、空燃比がリーン化される。
持させるところまで、空燃比がリーン化される。
また、リーン空燃比フィードバック制御手段におい
て、実際に検出されたサージトルクと安定限界レベルと
の偏差に応じてフィードバック操作量を決定する構成と
したことで、空燃比リーン化における応答性と収束安定
性とを両立させ得る。
て、実際に検出されたサージトルクと安定限界レベルと
の偏差に応じてフィードバック操作量を決定する構成と
したことで、空燃比リーン化における応答性と収束安定
性とを両立させ得る。
さらに、加減速検出手段と、リーン空燃比フィードバ
ック制御停止手段を備え、機関の加減速時は、リーン空
燃比フィードバック制御手段の作動を停止することによ
り、サージトルクの検出結果に基づく空燃比のリーン化
フィードバック制御を停止するようにしたものでは、加
減速度の回転変動をサージとして誤検出してリーン限界
制御が行われることがない。また、このものに、空燃比
検出手段と、理論空燃比フィードバック制御手段とを追
加して、加減速度に理論空燃比にフィードバック制御す
るようにしたものでは、加減速性能が安定する。
ック制御停止手段を備え、機関の加減速時は、リーン空
燃比フィードバック制御手段の作動を停止することによ
り、サージトルクの検出結果に基づく空燃比のリーン化
フィードバック制御を停止するようにしたものでは、加
減速度の回転変動をサージとして誤検出してリーン限界
制御が行われることがない。また、このものに、空燃比
検出手段と、理論空燃比フィードバック制御手段とを追
加して、加減速度に理論空燃比にフィードバック制御す
るようにしたものでは、加減速性能が安定する。
〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す第２図において、機関１の吸気
通路２には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ
３とスロットル弁４の開度を検出するスロットルセンサ
５とが設けられる。
通路２には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ
３とスロットル弁４の開度を検出するスロットルセンサ
５とが設けられる。
また、吸気マニホールド６には、各気筒毎に電磁式の
燃料噴射弁７が設けられていて、後述するマイクロコン
ピュータを内蔵したコントロールユニット８からの噴射
パルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプ
から圧送されたプレッシャレギュレータにより所定圧力
に制御された燃料を吸気マニホールド６内に噴射供給す
る。
燃料噴射弁７が設けられていて、後述するマイクロコン
ピュータを内蔵したコントロールユニット８からの噴射
パルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプ
から圧送されたプレッシャレギュレータにより所定圧力
に制御された燃料を吸気マニホールド６内に噴射供給す
る。
さらに機関の冷却ジャケット９内の冷却水温度TWを検
出する水温センサ10が設けられると共に、排気通路11内
の排気中酸素濃度に応じてこれに対応する吸入混合気の
空燃比が理論空燃比よりリッチ側にあるかリーン側にあ
るかをON,OFF的に検出する空燃比検出手段としてのO2セ
ンサ12が設けられる。
出する水温センサ10が設けられると共に、排気通路11内
の排気中酸素濃度に応じてこれに対応する吸入混合気の
空燃比が理論空燃比よりリッチ側にあるかリーン側にあ
るかをON,OFF的に検出する空燃比検出手段としてのO2セ
ンサ12が設けられる。
また、機関回転と同期して微小な単位クランク角毎に
単位角度信号を出力すると共に、気筒毎の行程クランク
角期間ごとに基準信号を出力するクランク角センサ13が
ディストリビュータ等に内蔵して設けられる。
単位角度信号を出力すると共に、気筒毎の行程クランク
角期間ごとに基準信号を出力するクランク角センサ13が
ディストリビュータ等に内蔵して設けられる。
そして、前記コントロールユニット８が上記各種セン
サ類からの検出信号に応じて前記燃料噴射弁７からの燃
料噴射量を演算して、それに応じたパルス幅をもつ噴射
パルス信号を出力することにより、空燃比を制御する。
サ類からの検出信号に応じて前記燃料噴射弁７からの燃
料噴射量を演算して、それに応じたパルス幅をもつ噴射
パルス信号を出力することにより、空燃比を制御する。
以下に、前記空燃比制御を行うための各種演算ルーチ
ンを第３図〜第８図のフローチャートに従って説明す
る。
ンを第３図〜第８図のフローチャートに従って説明す
る。
第３図は、機関回転速度演算ルーチンを示し、前記ク
ランク角センサ13から基準信号を入力する毎（例えば４
気筒の内燃機関では機関の1/4回転毎）に実行される。
ランク角センサ13から基準信号を入力する毎（例えば４
気筒の内燃機関では機関の1/4回転毎）に実行される。
ステップ（図ではＳと略す）１では、基準信号入力毎
の周期を演算する。
の周期を演算する。
ステップ２では、演算した周期に基づいて機関回転速
度Ｎを次式により演算する（機関回転速度検出手段）。
度Ｎを次式により演算する（機関回転速度検出手段）。
Ｎ＝（1/基準信号周期）×1/2×60 第４図は、後述するサージトルクの推定に用いる機関
回転速度の変動レベルを検出するルーチンを示し、単位
時間例えば50ms毎に実行される。
回転速度の変動レベルを検出するルーチンを示し、単位
時間例えば50ms毎に実行される。
ステップ11（回転速度変動値演算手段）では、前記第
３図のルーチンで求められた機関回転速度Ｎの最新のデ
ータと後述するステップ12で前回記憶されている過去20
回分のデータの中の所定分とに基づいて、100,150,200,
300,500,1000msec毎に設定した各単位時間ｍ当たりの機
関回転速度変動値ΔNiHz（＝|N−Nm|）を演算して記憶
する。
３図のルーチンで求められた機関回転速度Ｎの最新のデ
ータと後述するステップ12で前回記憶されている過去20
回分のデータの中の所定分とに基づいて、100,150,200,
300,500,1000msec毎に設定した各単位時間ｍ当たりの機
関回転速度変動値ΔNiHz（＝|N−Nm|）を演算して記憶
する。
具体的には、 ΔN10Hz＝|N−N100ms| ΔＮ6.7Hz＝|N−N150ms| ΔN5Hz＝|N−N200ms| ΔN3Hz＝|N−N300ms| ΔN2Hz＝|N−N500ms| ΔN1Hz＝|N−N1s| をそれぞれ演算させる。即ち、最新の機関回転速度−10
0ms前の機関回転速度、最新の機関回転速度−150ms前の
機関回転速度、最新の機関回転速度−200ms前の機関回
転速度、最新の機関回転速度−300ms前の機関回転速
度、最新の機関回転速度−500ms前の機関回転速度、最
新の機関回転速度−1s前の機関回転速度をそれぞれ演算
させるものである。
0ms前の機関回転速度、最新の機関回転速度−150ms前の
機関回転速度、最新の機関回転速度−200ms前の機関回
転速度、最新の機関回転速度−300ms前の機関回転速
度、最新の機関回転速度−500ms前の機関回転速度、最
新の機関回転速度−1s前の機関回転速度をそれぞれ演算
させるものである。
ステップ12では、今回検出された機関回転速度Ｎを50
msec前のデータとして更新し、以下1sec前までの50msec
毎にサンプリングされたそれまでのデータを順次シフト
して、常に最新の20個の機関回転速度Ｎのデータを記憶
する。
msec前のデータとして更新し、以下1sec前までの50msec
毎にサンプリングされたそれまでのデータを順次シフト
して、常に最新の20個の機関回転速度Ｎのデータを記憶
する。
ステップ13では、前記ステップ11で記憶された変動値
ΔNiHzの中から最大のものを検出してmaxΔＮ（サージ
トルク相当値）として記憶する（サージトルク検出手
段）。
ΔNiHzの中から最大のものを検出してmaxΔＮ（サージ
トルク相当値）として記憶する（サージトルク検出手
段）。
第５図は、バックグラウンドジョブ（BGJ）で行われ
るルーチンを示す。
るルーチンを示す。
ステップ21では、現在の機関回転速度Ｎと、後述する
基本燃料噴射量TP（機関負荷を代表する値）とに基づい
て、リーンバーン制御における目標リーン空燃比の理論
空燃比に対するリーン度合TAF（−％）をマップからの
検索等により求める。
基本燃料噴射量TP（機関負荷を代表する値）とに基づい
て、リーンバーン制御における目標リーン空燃比の理論
空燃比に対するリーン度合TAF（−％）をマップからの
検索等により求める。
ステップ22では、第４図のルーチンで求めた回転速度
変動レベルmaxΔＮに対応するサージトルクSTkgmのレベ
ルをマップからの検索等により求める。
変動レベルmaxΔＮに対応するサージトルクSTkgmのレベ
ルをマップからの検索等により求める。
ステップ23では、前記推定されたサージトルクのレベ
ルSTkgmとサージトルクの安定限界レベル例えば0.07kgm
との偏差ΔSTkgmを演算する。
ルSTkgmとサージトルクの安定限界レベル例えば0.07kgm
との偏差ΔSTkgmを演算する。
ステップ24では、前記演算された偏差ΔSTkgmを、人
間が感覚的に捉えられる量（ファジー量）に置き直す。
間が感覚的に捉えられる量（ファジー量）に置き直す。
第６図は、機関の加減速を検出するルーチンを示し、
例えば10msec毎に実行される。
例えば10msec毎に実行される。
ステップ31では、スロットルセンサ５からスロットル
弁開度TVO信号を入力する。
弁開度TVO信号を入力する。
ステップ32では、前記入力したスロットル弁開度TVO
の最新値と前回値との偏差、即ちスロットル弁開度変化
率ΔTVOを演算する。
の最新値と前回値との偏差、即ちスロットル弁開度変化
率ΔTVOを演算する。
ステップ33では、前記スロットル弁開度変化率ΔTVO
の絶対値を所定値（例えば１゜/10msec）と比較し、所
定値を超えるときは加減速であると判定してステップ34
へ進み、加減速フラグFtrをセットする。
の絶対値を所定値（例えば１゜/10msec）と比較し、所
定値を超えるときは加減速であると判定してステップ34
へ進み、加減速フラグFtrをセットする。
次いでステップ35へ進み、加減速終了後の経過時間計
測用のタイマTmaccをリセットする。
測用のタイマTmaccをリセットする。
また、ステップ33でスロットル弁開度変化率ΔTVOが
所定値以下と判定されたときは、ステップ36へ進み、前
記タイマTmaccをインクリメントする。
所定値以下と判定されたときは、ステップ36へ進み、前
記タイマTmaccをインクリメントする。
次いでステップ37へ進み、タイマTmaccの値を加減速
後最も大きなΔＮの変動レベルが収束するまでの時間と
して設定された時間例えば1secと比較し、設定時間に達
すると、ステップ38へ進んで前記加減速フラグFtrをリ
セットする。
後最も大きなΔＮの変動レベルが収束するまでの時間と
して設定された時間例えば1secと比較し、設定時間に達
すると、ステップ38へ進んで前記加減速フラグFtrをリ
セットする。
このようにして、加減速フラグFtrがセットされてい
るときに後述するようにリーンバーン制御が停止され
る。
るときに後述するようにリーンバーン制御が停止され
る。
このルーチンが加減速検出手段に相当する。
第７図は、空燃比を機関運転状態に応じて可変に制御
するための空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを設定
するルーチンを示し、例えば機関の１回転毎に実行され
る。
するための空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを設定
するルーチンを示し、例えば機関の１回転毎に実行され
る。
ステップ41では、前記加減速フラグFtrがセットされ
ているか否かを判定する。
ているか否かを判定する。
セットされていないと判定された定常運転状態では、
ステップ42へ進み、現在の機関回転速度Ｎが設定範囲内
例えば1000rpm〜3000rpmにあるか否かを判定する。
ステップ42へ進み、現在の機関回転速度Ｎが設定範囲内
例えば1000rpm〜3000rpmにあるか否かを判定する。
設定範囲内にあると判定されたときは、理論空燃比相
当の基本燃料噴射量TP（噴射パルス幅）の最新のデータ
が設定範囲内（例えば1.8msec〜3.5msec）にあるか否か
を判定する。
当の基本燃料噴射量TP（噴射パルス幅）の最新のデータ
が設定範囲内（例えば1.8msec〜3.5msec）にあるか否か
を判定する。
設定範囲内にあると判定されたときは、ステップ44へ
進み、水温センサ10によって検出される冷却水温度TWが
所定値例えば70℃以上の暖機完了状態か否かを判定す
る。
進み、水温センサ10によって検出される冷却水温度TWが
所定値例えば70℃以上の暖機完了状態か否かを判定す
る。
そして、所定値以上と判定されたときは、リーンバー
ン制御を行う運転条件が成立したと判断してステップ45
へ進み、当該運転状態におけるリーンバーン制御用の目
標空燃比mLAMBDA（理論空燃比を１として設定）を第５
図のステップ21で求めたリーン度合TAFを用いて次式に
より設定する。
ン制御を行う運転条件が成立したと判断してステップ45
へ進み、当該運転状態におけるリーンバーン制御用の目
標空燃比mLAMBDA（理論空燃比を１として設定）を第５
図のステップ21で求めたリーン度合TAFを用いて次式に
より設定する。
mLAMBDA＝1.0＋TAF 次いでステップ46へ進み、空燃比のフィードバック補
正係数LAMBDAを、第５図のステップ24で求めたファジー
量Ｕ（フィードバック操作量）を用いて次式により設定
する。
正係数LAMBDAを、第５図のステップ24で求めたファジー
量Ｕ（フィードバック操作量）を用いて次式により設定
する。
LAMBDA＝mLAMBDA×（１＋U/M） 但し、Ｍは重み付け定数である。
一方、ステップ41〜44の判定により、リーンバーン制
御条件が整っていないと判断されたときはステップ47へ
進み、O2センサ12からのリッチ，リーン検出値を入力す
る。
御条件が整っていないと判断されたときはステップ47へ
進み、O2センサ12からのリッチ，リーン検出値を入力す
る。
次いでステップ48へ進み、O2センサ12を用いた理論空
燃比へのフィードバック制御条件が整っているか否かを
判定する。これは例えば水温TWが所定値（例えば20℃）
以上，機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量TPとで定まる所
定の運転領域にあること,O2センサ12の出力値が正常に
機能する範囲内にあること等の全ての条件が満たされた
ときを成立条件とする。
燃比へのフィードバック制御条件が整っているか否かを
判定する。これは例えば水温TWが所定値（例えば20℃）
以上，機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量TPとで定まる所
定の運転領域にあること,O2センサ12の出力値が正常に
機能する範囲内にあること等の全ての条件が満たされた
ときを成立条件とする。
そして、整っていると判定されたときは、ステップ49
へ進み、O2センサ12の出力値を基準値と比較してリッ
チ，リーンを判定する。
へ進み、O2センサ12の出力値を基準値と比較してリッ
チ，リーンを判定する。
リーンと判定されたときはステップ50へ進み、リッチ
状態から反転した直後か否かを、リッチ・リーンプラグ
FRがセットされているか否かによって判定する。
状態から反転した直後か否かを、リッチ・リーンプラグ
FRがセットされているか否かによって判定する。
セットされていると判定されたときは、前回の状態が
リッチであってリーンに反転した直後であるから、ステ
ップ51へ進んでリッチ・リーンフラグFRをリセットした
後、ステッブ52へ進んで空燃比フィードバック補正係数
LAMBDAを前回値に対して所定の比例リッチ分PRを加算し
た値で更新する。
リッチであってリーンに反転した直後であるから、ステ
ップ51へ進んでリッチ・リーンフラグFRをリセットした
後、ステッブ52へ進んで空燃比フィードバック補正係数
LAMBDAを前回値に対して所定の比例リッチ分PRを加算し
た値で更新する。
また、ステップ50でセットされていないと判定された
ときは、反転後２回目以降であるから、ステップ53へ進
んで、空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを前回値に
対して所定の積分リッチ分IRを加算した値で更新する。
ときは、反転後２回目以降であるから、ステップ53へ進
んで、空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを前回値に
対して所定の積分リッチ分IRを加算した値で更新する。
ステップ49でリッチと判定されたときは、ステップ54
で同様にしてリッチ・リーンフラグFRの判定を行い、セ
ットされていないリッチ状態への反転直後は、ステップ
55へ進んでリッチ・リーンフラグFRをセットした後、ス
テップ56へ進んでLAMBDAを比例リーン分PLを減算した値
で更新し、その後はステップ57へ進んで積分リーン分ず
つ減算した値で更新する。
で同様にしてリッチ・リーンフラグFRの判定を行い、セ
ットされていないリッチ状態への反転直後は、ステップ
55へ進んでリッチ・リーンフラグFRをセットした後、ス
テップ56へ進んでLAMBDAを比例リーン分PLを減算した値
で更新し、その後はステップ57へ進んで積分リーン分ず
つ減算した値で更新する。
また、ステップ48で理論空燃比へのフィードバック制
御条件が不成立と判定されたときは、ステップ58へ進
み、LAMBDAを基準値1.0に固定する。これにより、オー
プンループ制御が行われ、後述する各種の補正によって
空燃比は理論空燃比よりリッチ化した値に制御される。
御条件が不成立と判定されたときは、ステップ58へ進
み、LAMBDAを基準値1.0に固定する。これにより、オー
プンループ制御が行われ、後述する各種の補正によって
空燃比は理論空燃比よりリッチ化した値に制御される。
第８図は、燃料噴射量の設定ルーチンを示し、例えば
10msec毎に実行される。
10msec毎に実行される。
ステップ61では、エアフローメータ３からの吸入空気
流量Ｑ信号を入力する。
流量Ｑ信号を入力する。
ステップ62では、前記吸入空気流量Ｑと第３図のルー
チンで求めた機関回転速度Ｎとに基づいて理論空燃比相
当の基本燃料噴射量TPを次式により演算する。
チンで求めた機関回転速度Ｎとに基づいて理論空燃比相
当の基本燃料噴射量TPを次式により演算する。
TP＝Ｋ・Q/N ステップ63では、水温TW等に応じた各種補正係数COEF
と、バッテリ電圧に応じた補正分TSを演算する。
と、バッテリ電圧に応じた補正分TSを演算する。
ステップ64では、これら補正量と第７図で求めた空燃
比フィードバック補正係数LAMBDAとに基づいて、最終的
な燃料噴射弁７からの燃料噴射量TI（噴射パルス幅）を
次式により設定する。
比フィードバック補正係数LAMBDAとに基づいて、最終的
な燃料噴射弁７からの燃料噴射量TI（噴射パルス幅）を
次式により設定する。
TI＝TP・COEF・LAMBDA＋TS かかる制御において、リーンバーン制御条件成立時に
は、機関回転速度Ｎの回転変動レベルに基づいて第５図
のステップ22で推定したサージトルクを、第７図のステ
ップ46でLAMBDAをフィードバック補正することによって
安定限界値に近づけることができる。即ち第５図のステ
ップ21及び第７図のステップ45,46の機能と、第８図の
燃料噴射量設定ルーチンの機能とにより、リーン空燃比
フィードバック制御手段が構成される。また、ステップ
41の判定により加減速時にリーン側への空燃比フィード
バック制御を停止させる機能が、リーン空燃比フィード
バック制御停止手段に相当し、ステップ47〜ステップ57
の機能が理論空燃比フィードバック制御手段に相当す
る。
は、機関回転速度Ｎの回転変動レベルに基づいて第５図
のステップ22で推定したサージトルクを、第７図のステ
ップ46でLAMBDAをフィードバック補正することによって
安定限界値に近づけることができる。即ち第５図のステ
ップ21及び第７図のステップ45,46の機能と、第８図の
燃料噴射量設定ルーチンの機能とにより、リーン空燃比
フィードバック制御手段が構成される。また、ステップ
41の判定により加減速時にリーン側への空燃比フィード
バック制御を停止させる機能が、リーン空燃比フィード
バック制御停止手段に相当し、ステップ47〜ステップ57
の機能が理論空燃比フィードバック制御手段に相当す
る。
そして、かかる制御によれば、高価な広域空燃比セン
サを使用することなく、通常装着されているセンサから
の信号のみに基づいて、部品バラツキに影響されること
なくサージトルクを安定状態に維持しつつ、リーン化を
促進することで燃費を可及的に向上でき、NOX発生レベ
ルも低く抑えられる最適の運転状態が得られる。
サを使用することなく、通常装着されているセンサから
の信号のみに基づいて、部品バラツキに影響されること
なくサージトルクを安定状態に維持しつつ、リーン化を
促進することで燃費を可及的に向上でき、NOX発生レベ
ルも低く抑えられる最適の運転状態が得られる。
また、機関の機構的な経時変化による内部EGRの変化
に伴い初期状態での所望の空燃比ではサージトルクのレ
ベルを満たせなくなってくるような場合でも、本発明で
は空燃比自体を最適値となるよう適宜修正しつつサージ
トルクレベルを安定限界に近づけるフィードバック制御
を行うことができる。
に伴い初期状態での所望の空燃比ではサージトルクのレ
ベルを満たせなくなってくるような場合でも、本発明で
は空燃比自体を最適値となるよう適宜修正しつつサージ
トルクレベルを安定限界に近づけるフィードバック制御
を行うことができる。
さらに本実施例では、第５図のステップ24でサージト
ルクレベルの安定限界レベルとの偏差を人間の感覚で捉
えたファジー量に置き直し、この量を用いて空燃比をリ
ーンバー制御する構成としたため、安定限界レベルに対
してある程度の偏差があっても人間が感じない程度のと
きは、空燃比を殆ど修正せず、ある程度以上の偏差に達
してから該偏差を感覚的に捉えられる大きさに見合って
空燃比を修正することができる。
ルクレベルの安定限界レベルとの偏差を人間の感覚で捉
えたファジー量に置き直し、この量を用いて空燃比をリ
ーンバー制御する構成としたため、安定限界レベルに対
してある程度の偏差があっても人間が感じない程度のと
きは、空燃比を殆ど修正せず、ある程度以上の偏差に達
してから該偏差を感覚的に捉えられる大きさに見合って
空燃比を修正することができる。
したがって、十分快適なサージトルクレベルであるの
に空燃比を無駄にリッチ化修正されるようなことがな
く、また、サージトクルが増大してきたときは応答良く
修正されるので、常に快適な乗り心地を確保した上で燃
費等を可及的に改善できる。
に空燃比を無駄にリッチ化修正されるようなことがな
く、また、サージトクルが増大してきたときは応答良く
修正されるので、常に快適な乗り心地を確保した上で燃
費等を可及的に改善できる。
また、本実施例では第６図のルーチンによって加減速
を検出して加減速時はリーンバーン制御を停止し、か
つ、加減速の程度が小さい時等所定条件が満たされてい
るときは、O2センサから12からの信号に基づいて理論空
燃比にフィードバック制御されるため、加減速時にも可
及的に燃費，排気エミッション等を満たしつつ加減速性
能を良好に保持できる。
を検出して加減速時はリーンバーン制御を停止し、か
つ、加減速の程度が小さい時等所定条件が満たされてい
るときは、O2センサから12からの信号に基づいて理論空
燃比にフィードバック制御されるため、加減速時にも可
及的に燃費，排気エミッション等を満たしつつ加減速性
能を良好に保持できる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、サージトルクを
機関回転速度の変動に基づいて適正に判断でき、該サー
ジトルクに基づいて空燃比のリーン化を進める構成とし
たため、安価に実施できる構成でありながら部品の特性
バラツキや、機関の経時変化等に影響されることなく常
に良好なリーンバーン制御が行われ、快適な乗り心地,N
OX発生レベルを満たしつつ燃費を可及的に向上できるも
のである。
機関回転速度の変動に基づいて適正に判断でき、該サー
ジトルクに基づいて空燃比のリーン化を進める構成とし
たため、安価に実施できる構成でありながら部品の特性
バラツキや、機関の経時変化等に影響されることなく常
に良好なリーンバーン制御が行われ、快適な乗り心地,N
OX発生レベルを満たしつつ燃費を可及的に向上できるも
のである。
また、空燃比フィードバック制御において、安定限界
レベルへの応答性を維持しつつ、安定限界レベル付近で
の収束安定性を図ることができ、より無駄の無い合理的
な制御を行える。
レベルへの応答性を維持しつつ、安定限界レベル付近で
の収束安定性を図ることができ、より無駄の無い合理的
な制御を行える。
さらに、加減速検出時には前記リーンバーン制御を停
止したものでは、加減速性能を安定させることができ、
更に、所定の加減速条件では理論空燃比にフィードバッ
ク制御するようにしたものでは、加減速時にも可及的に
燃費，排気エミッション等を満たしつつ加減速性能を良
好に保持できる。
止したものでは、加減速性能を安定させることができ、
更に、所定の加減速条件では理論空燃比にフィードバッ
ク制御するようにしたものでは、加減速時にも可及的に
燃費，排気エミッション等を満たしつつ加減速性能を良
好に保持できる。
第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は、
本発明の一実施例の構成を示す図、第３図〜第８図は前
記実施例の制御を行うための各種ルーチンを示すフロー
チャートである。 １……機関、７……燃料噴射弁、８……コントロールユ
ニット、12……O2センサ、13……クランク角センサ
本発明の一実施例の構成を示す図、第３図〜第８図は前
記実施例の制御を行うための各種ルーチンを示すフロー
チャートである。 １……機関、７……燃料噴射弁、８……コントロールユ
ニット、12……O2センサ、13……クランク角センサ
Claims (4)
- 【請求項１】機関回転速度を検出する機関回転速度検出
手段と、 該機関回転速度検出手段で検出された最新の機関回転速
度と、複数の異なる時間前に前記機関回転速度検出手段
で検出された機関回転速度それぞれとの差を機関回転速
度変動値として演算する回転速度変動値演算手段と、 該回転速度変動値演算手段で演算された複数の機関回転
速度変動値の中の最大値をサージトルク相当値として求
めるサージトルク検出手段と、 該サージトルク検出手段で検出されるサージトルク相当
値に基づいて、実際のサージトルクを安定限界レベルに
近づけるように機関に供給される混合気の空燃比をリー
ン側にフィードバック制御するリーン空燃比フィードバ
ック制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置。 - 【請求項２】前記リーン空燃比フィードバック制御手段
が、実際のサージトルクと安定限界レベルとの偏差に応
じてフィードバック操作量を決定することを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】機関の加減速を検出する加減速検出手段
と、該加減速検出手段で機関の加減速が検出されたとき
に、前記リーン空燃比フィードバック制御手段による空
燃比制御を停止させるリーン空燃比フィードバック制御
停止手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に
記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーン
かをON,OFF的に検出する空燃比検出手段と、前記リーン
空燃比フィードバック制御停止手段により前記リーン空
燃比フィードバック制御手段による空燃比制御を停止さ
せているときに、前記空燃比検出手段からの検出値に基
づいて空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する理
論空燃比フィードバック制御手段とを備えたことを特徴
とする請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173958A JP2668557B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173958A JP2668557B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227132A JPH0227132A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2668557B2 true JP2668557B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=15970204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173958A Expired - Lifetime JP2668557B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668557B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3170067B2 (ja) * | 1992-10-02 | 2001-05-28 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の希薄燃焼制御装置及びこれを備えた燃料噴射量制御装置 |
| WO1996025593A1 (fr) * | 1995-02-15 | 1996-08-22 | Hitachi, Ltd. | Procede et dispositif permettant de purifier les gaz d'echappement d'un moteur fonctionnant au gaz naturel |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58217732A (ja) * | 1982-06-12 | 1983-12-17 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JPS61215435A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの燃焼制御装置 |
| JPS61229936A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-14 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの空燃比制御装置 |
| JPS6263157A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Mazda Motor Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP63173958A patent/JP2668557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0227132A (ja) | 1990-01-29 |
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