JP2770322B2 - 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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- JP2770322B2 JP2770322B2 JP63146857A JP14685788A JP2770322B2 JP 2770322 B2 JP2770322 B2 JP 2770322B2 JP 63146857 A JP63146857 A JP 63146857A JP 14685788 A JP14685788 A JP 14685788A JP 2770322 B2 JP2770322 B2 JP 2770322B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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する。
従来４サイクル内燃機関においては、排気マニホルド
に設けられたO2センサの出力信号からフィードバック補
正係数を算出し、このフィードバック補正係数に基づい
て空燃比が理論空燃比となるように制御して、三元触媒
により排気ガス中の有害成分を除去するようにしてい
る。
に設けられたO2センサの出力信号からフィードバック補
正係数を算出し、このフィードバック補正係数に基づい
て空燃比が理論空燃比となるように制御して、三元触媒
により排気ガス中の有害成分を除去するようにしてい
る。
一方、本出願人は、特願昭62−15101号において、内
燃機関に所望の量の燃料を供給する燃料供給手段と、内
燃機関の負荷や、回転数等の運転条件で決まる燃料供給
量を算出する燃料供給量算出手段と、内燃機関の複数の
運転条件の多数の組み合わせに応じて、新気の吹き抜け
を補償するための補正因子データを格納する記憶手段
と、内燃機関の実測される運転条件に適合する補正因子
値を記憶手段に格納されたデータより補間演算し、燃料
供給量算出手段が算出する燃料供給量を修正する燃料供
給量修正手段と、修正された後の量の燃料が機関に供給
されるように燃料供給手段への燃料供給信号を形成する
手段とを備え、２サイクルエンジン等の正確な空燃比制
御が可能な空燃比制御装置を提案している。
燃機関に所望の量の燃料を供給する燃料供給手段と、内
燃機関の負荷や、回転数等の運転条件で決まる燃料供給
量を算出する燃料供給量算出手段と、内燃機関の複数の
運転条件の多数の組み合わせに応じて、新気の吹き抜け
を補償するための補正因子データを格納する記憶手段
と、内燃機関の実測される運転条件に適合する補正因子
値を記憶手段に格納されたデータより補間演算し、燃料
供給量算出手段が算出する燃料供給量を修正する燃料供
給量修正手段と、修正された後の量の燃料が機関に供給
されるように燃料供給手段への燃料供給信号を形成する
手段とを備え、２サイクルエンジン等の正確な空燃比制
御が可能な空燃比制御装置を提案している。
２サイクル内燃機関では、圧縮行程開始時においても
高温の既燃ガスが既燃室内に残留しているため、燃焼室
内の混合気の温度は高温となる。特に、中負荷運転時に
おいては、燃焼室内の既燃ガス残留量が多くかつ燃焼温
度が比較的高温となるため、燃焼室内の混合気温度が特
に高温となる。このため、空燃比を理論空燃比に制御す
ると、いわゆる自己着火を生じ易く、異常音を発生する
という問題がある。この自己着火を防止するため、空燃
比を理論空燃比よりリッチ側又はリーン側に制御する
と、三元触媒の浄化作用が著しく低下し、排気ガス中の
有害成分を有効に除去できないという問題がある。
高温の既燃ガスが既燃室内に残留しているため、燃焼室
内の混合気の温度は高温となる。特に、中負荷運転時に
おいては、燃焼室内の既燃ガス残留量が多くかつ燃焼温
度が比較的高温となるため、燃焼室内の混合気温度が特
に高温となる。このため、空燃比を理論空燃比に制御す
ると、いわゆる自己着火を生じ易く、異常音を発生する
という問題がある。この自己着火を防止するため、空燃
比を理論空燃比よりリッチ側又はリーン側に制御する
と、三元触媒の浄化作用が著しく低下し、排気ガス中の
有害成分を有効に除去できないという問題がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば第１図の
発明の構成図に示されるように、機関に供給される混合
気の空燃比を理論空燃比とするための基本空燃比補正係
数であって第１の周期で変動する基本空燃比補正係数を
空燃比検出手段100の出力信号に基づいて算出する基本
空燃比補正係数算出手段101と、第１の周期よりも短い
第２の周期で基本空燃比補正係数を中心として変動する
ように空燃比補正係数を設定する空燃比補正係数設定手
段102と、この空燃比補正係数に基づいて機関に供給さ
れる混合気の空燃比を制御することにより機関に供給さ
れる混合気の空燃比が第２の周期で理論空燃比を中心と
して変動するようにする空燃比制御手段103とを具備し
ている。
発明の構成図に示されるように、機関に供給される混合
気の空燃比を理論空燃比とするための基本空燃比補正係
数であって第１の周期で変動する基本空燃比補正係数を
空燃比検出手段100の出力信号に基づいて算出する基本
空燃比補正係数算出手段101と、第１の周期よりも短い
第２の周期で基本空燃比補正係数を中心として変動する
ように空燃比補正係数を設定する空燃比補正係数設定手
段102と、この空燃比補正係数に基づいて機関に供給さ
れる混合気の空燃比を制御することにより機関に供給さ
れる混合気の空燃比が第２の周期で理論空燃比を中心と
して変動するようにする空燃比制御手段103とを具備し
ている。
機関に供給される混合気が理論空燃比に対して変動せ
しめられるので機関に供給される混合気が理論空燃比に
なるのが阻止され、したがって自己着火の発生が阻止さ
れる。また、機関に供給される混合気が理論空燃比を中
心として変動せしめられるので平均空燃比が理論空燃比
に一致せしめられ、したがって三元触媒において排気ガ
スが良好に浄化される。
しめられるので機関に供給される混合気が理論空燃比に
なるのが阻止され、したがって自己着火の発生が阻止さ
れる。また、機関に供給される混合気が理論空燃比を中
心として変動せしめられるので平均空燃比が理論空燃比
に一致せしめられ、したがって三元触媒において排気ガ
スが良好に浄化される。
第２図は、本発明が適用される給気弁及び排気弁を有
する２サイクル内燃機関の全体構成図を示す。
する２サイクル内燃機関の全体構成図を示す。
同図において、サージタンク２は、吸気通路４および
エアフローメータ６を介して図示しないエアクリーナに
連結される。エアフローメータ６は吸入空気量に比例し
た出力電圧を発生する。吸気通路４内にはスロットル弁
８が配設され、図示しないアクセルペダルと連動して開
閉し、吸入空気の流量を制御する。サージタンク２の下
流の吸気マニホルド10には、機関本体12の吸気ポートに
向けて燃料を噴射するためのインジェクタ14が配設され
る。排気マニホルド16は排気管17に接続される。排気管
17の途中に三元触媒18が設けられる。排気管17の三元触
媒18直上流にはO2センサ19が取付けられる。ディストリ
ビュータ20は、クランク角センサ22とクランク基準位置
センサ24とを具備する。クランク角センサ22はクランク
角にて５度毎に出力パルス信号を発生する。クランク基
準位置センサ24は、クランク角にして360度毎に出力パ
ルス信号を発生する。
エアフローメータ６を介して図示しないエアクリーナに
連結される。エアフローメータ６は吸入空気量に比例し
た出力電圧を発生する。吸気通路４内にはスロットル弁
８が配設され、図示しないアクセルペダルと連動して開
閉し、吸入空気の流量を制御する。サージタンク２の下
流の吸気マニホルド10には、機関本体12の吸気ポートに
向けて燃料を噴射するためのインジェクタ14が配設され
る。排気マニホルド16は排気管17に接続される。排気管
17の途中に三元触媒18が設けられる。排気管17の三元触
媒18直上流にはO2センサ19が取付けられる。ディストリ
ビュータ20は、クランク角センサ22とクランク基準位置
センサ24とを具備する。クランク角センサ22はクランク
角にて５度毎に出力パルス信号を発生する。クランク基
準位置センサ24は、クランク角にして360度毎に出力パ
ルス信号を発生する。
電子制御ユニット30はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス32によって相互に接続されたROM（リ
ードオンリメモリ）34、RAM（ランダムアクセスメモ
リ）36、CPU（マイクロプロセッサ）38、入力ポート40
および出力ポート42を具備する。入力ポート40はAD変換
器44及び46を介して、それぞれエアフローメータ６及び
O2センサ19に接続される。また入力ポート40はクランク
角センサ22及びクランク基準位置センサ24に接続され
る。
り、双方向性バス32によって相互に接続されたROM（リ
ードオンリメモリ）34、RAM（ランダムアクセスメモ
リ）36、CPU（マイクロプロセッサ）38、入力ポート40
および出力ポート42を具備する。入力ポート40はAD変換
器44及び46を介して、それぞれエアフローメータ６及び
O2センサ19に接続される。また入力ポート40はクランク
角センサ22及びクランク基準位置センサ24に接続され
る。
一方、出力ポート42は駆動回路48を介してインジェク
タ14に接続される。
タ14に接続される。
次に本実施例の動作を説明する。燃料噴射時間τは次
式により算出される。
式により算出される。
τ＝TP×FTS×Ｋ ここでTPは基本燃料噴射時間、Ｋは補正係数である。
FTSは次式で示される係数である。
FTSは次式で示される係数である。
ここでFAFはフィードバック補正係数、AFSTは定数、
ｘは理論空燃比からの偏倚量を定める変数である。FAF
は、O2センサ19の出力信号から算出される係数であり、
空燃比がリッチからリーンに反転したときには急激に所
定スキップ値だけ増大した後に徐々に増大し、リーンか
らリッチに反転したときには急激に所定スキップ値だけ
減少した後に徐々に減少する。すなわちFAFは第３図
（ｂ）に示すように第１の周期T1で増大減少する。
ｘは理論空燃比からの偏倚量を定める変数である。FAF
は、O2センサ19の出力信号から算出される係数であり、
空燃比がリッチからリーンに反転したときには急激に所
定スキップ値だけ増大した後に徐々に増大し、リーンか
らリッチに反転したときには急激に所定スキップ値だけ
減少した後に徐々に減少する。すなわちFAFは第３図
（ｂ）に示すように第１の周期T1で増大減少する。
自己着火を生じるおそれのない運転状態においては、
ｘ＝０としてFTS＝FAFとする。従って燃料噴射時間τ
は、τ＝TP×FAF×Ｋとなる。これによって燃焼室内に
供給される混合気の空燃比は理論空燃比となるように制
御される。
ｘ＝０としてFTS＝FAFとする。従って燃料噴射時間τ
は、τ＝TP×FAF×Ｋとなる。これによって燃焼室内に
供給される混合気の空燃比は理論空燃比となるように制
御される。
自己着火を生じる運転状態においては、ｘは機関１サ
イクル毎に交互に＋α又は−αとされ、FTSは交互に次
式で示されるFTS1,FTS2とされる。
イクル毎に交互に＋α又は−αとされ、FTSは交互に次
式で示されるFTS1,FTS2とされる。
ここでαは理論空燃比からの偏倚量を定める定数であ
る。このFTSは、第３図（ａ）に示すように、第２の周
期T2すなわち機関１サイクル毎に増大減少するFTS1はα
により定まる量だけ空燃比を理論空燃比よりリーン側に
偏倚せしめ、FTS2はαにより定まる量だけ空燃比を理論
空燃比よりリッチ側に偏倚せしめる。従って燃焼室内に
供給される混合気は理論空燃比にならないため、自己着
火は抑制されることとなる。
る。このFTSは、第３図（ａ）に示すように、第２の周
期T2すなわち機関１サイクル毎に増大減少するFTS1はα
により定まる量だけ空燃比を理論空燃比よりリーン側に
偏倚せしめ、FTS2はαにより定まる量だけ空燃比を理論
空燃比よりリッチ側に偏倚せしめる。従って燃焼室内に
供給される混合気は理論空燃比にならないため、自己着
火は抑制されることとなる。
また、FTSはFAF同様１を中心として振れるため、空燃
比は、理論空燃比よりリッチ側又はリーン側に同量だけ
偏倚され、燃焼室内に供給される混合気の平均空燃比は
理論空燃比に制御せしめられることとなる。従って、排
気ガス中の有害成分は、三元触媒18によって有効に除去
されることとなる。
比は、理論空燃比よりリッチ側又はリーン側に同量だけ
偏倚され、燃焼室内に供給される混合気の平均空燃比は
理論空燃比に制御せしめられることとなる。従って、排
気ガス中の有害成分は、三元触媒18によって有効に除去
されることとなる。
本実施例を実行するためのフローチャートを第４図に
示す。このルーチンはクランク基準位置センサ24からの
360度毎の信号によるクランク角割込みルーチンであ
る。ステップ50では、エアフローメータ６の出力電圧か
ら算出された吸入空気量Ｑ、クランク角センサ22から算
出された機関回転数Ｎが読込まれる。ステップ51ではQ/
Nが算出される。Q/Nは機関の負荷に相当する。ステップ
52では、予めROM34内に記憶されているＮとQ/Nとの２次
元マップ値により基本燃料噴射時間TPが算出される。ス
テップ53では、予めROM34内に記憶されているＮとQ/Nと
の関係（第５図参照）から、機関運転状態が自己着火発
生領域内か否か判定される。否定判定されるとステップ
54に進みFTS＝FAFとされる。そしてステップ55に進み、
τ＝TP×FAF×Ｋとされる。これにより混合気は理論空
燃比に制御される。ステップ53で肯定判定されると、ス
テップ56に進み自己着火抑制のための空燃比制御中であ
るか否か判定される。否定判定されるとステップ57でサ
イクルカウンタＣが１にされる。ステップ56で肯定判定
されるとステップ58でＣが１だけインクリメントされ
る。ステップ59ではＣが奇数か否か判定される。Ｃが奇
数のときステップ60に進んで とされ、ステップ55で とされる。これにより、空燃比はリッチ側に偏倚せしめ
られる。一方ステップ59でＣが偶数と判定されたとき、
ステップ61に進み とされ、ステップ55で とされる。これにより、空燃比はリーン側に偏倚せしめ
られる。FTS,FAF及びＣの変化を第３図に示す。
示す。このルーチンはクランク基準位置センサ24からの
360度毎の信号によるクランク角割込みルーチンであ
る。ステップ50では、エアフローメータ６の出力電圧か
ら算出された吸入空気量Ｑ、クランク角センサ22から算
出された機関回転数Ｎが読込まれる。ステップ51ではQ/
Nが算出される。Q/Nは機関の負荷に相当する。ステップ
52では、予めROM34内に記憶されているＮとQ/Nとの２次
元マップ値により基本燃料噴射時間TPが算出される。ス
テップ53では、予めROM34内に記憶されているＮとQ/Nと
の関係（第５図参照）から、機関運転状態が自己着火発
生領域内か否か判定される。否定判定されるとステップ
54に進みFTS＝FAFとされる。そしてステップ55に進み、
τ＝TP×FAF×Ｋとされる。これにより混合気は理論空
燃比に制御される。ステップ53で肯定判定されると、ス
テップ56に進み自己着火抑制のための空燃比制御中であ
るか否か判定される。否定判定されるとステップ57でサ
イクルカウンタＣが１にされる。ステップ56で肯定判定
されるとステップ58でＣが１だけインクリメントされ
る。ステップ59ではＣが奇数か否か判定される。Ｃが奇
数のときステップ60に進んで とされ、ステップ55で とされる。これにより、空燃比はリッチ側に偏倚せしめ
られる。一方ステップ59でＣが偶数と判定されたとき、
ステップ61に進み とされ、ステップ55で とされる。これにより、空燃比はリーン側に偏倚せしめ
られる。FTS,FAF及びＣの変化を第３図に示す。
なお、本実施例ではαを定数としたが、運転状態に応
じて変化させてもよい。すなわち、αの値を運転状態に
応じてマップ値として予め記憶させておき自己着火が発
生し易い運転状態になる程αを大きくするようにしても
よい。
じて変化させてもよい。すなわち、αの値を運転状態に
応じてマップ値として予め記憶させておき自己着火が発
生し易い運転状態になる程αを大きくするようにしても
よい。
また、本実施例では第２の周期を機関１サイクルと
し、１サイクル毎に空燃比をリッチ、リーンとしたが、
数サイクル毎にリッチ、リーンとしてもよい。
し、１サイクル毎に空燃比をリッチ、リーンとしたが、
数サイクル毎にリッチ、リーンとしてもよい。
また、多気筒内燃機関においては、点火順序の隣り合
う気筒が一方がリーンであるときは他方がリッチである
ように制御することにより、排気ガスをより均一に混合
せしめることができる。
う気筒が一方がリーンであるときは他方がリッチである
ように制御することにより、排気ガスをより均一に混合
せしめることができる。
以上のように本発明によれば、内燃機関の自己着火の
発生を防止しかつ三元触媒の使用により排気ガス中の有
害成分を有効に除去することができる。
発生を防止しかつ三元触媒の使用により排気ガス中の有
害成分を有効に除去することができる。
第１図は本発明の構成図、第２図は２サイクル内燃機関
の全体図、第３図はFTS,FAF及びサイクルカウンタＣの
変化を示す線図、第４図はフローチャート、第５図は自
己着火発生領域を示す線図である。 ６……エアフローメータ、 18……三元触媒、19……O2センサ、 22……クランク角センサ、 24……クラクンク基準位置センサ、 30……電子制御ユニット。
の全体図、第３図はFTS,FAF及びサイクルカウンタＣの
変化を示す線図、第４図はフローチャート、第５図は自
己着火発生領域を示す線図である。 ６……エアフローメータ、 18……三元触媒、19……O2センサ、 22……クランク角センサ、 24……クラクンク基準位置センサ、 30……電子制御ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−95420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−34941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−57335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−183231（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40
Claims (1)
- 【請求項１】機関に供給される混合気の空燃比を理論空
燃比とするための基本空燃比補正係数であって第１の周
期で変動する基本空燃比補正係数を空燃比検出手段の出
力信号に基づいて算出する基本空燃比補正係数算出手段
と、第１の周期よりも短い第２の周期で基本空燃比補正
係数を中心として変動するように空燃比補正係数を設定
する空燃比補正係数設定手段と、該空燃比補正係数に基
づいて機関に供給される混合気の空燃比を制御すること
により機関に供給される混合気の空燃比が第２の周期で
理論空燃比を中心として変動するようにする空燃比制御
手段とを具備した内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146857A JP2770322B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146857A JP2770322B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01315639A JPH01315639A (ja) | 1989-12-20 |
| JP2770322B2 true JP2770322B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=15417128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63146857A Expired - Fee Related JP2770322B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770322B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6046246B2 (ja) * | 1977-01-29 | 1985-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化方法並びに排気ガス浄化装置 |
| JPS5634941A (en) * | 1979-08-02 | 1981-04-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Air-fuel ratio control system |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP63146857A patent/JP2770322B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01315639A (ja) | 1989-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |