JP3197642B2 - 多気筒内燃エンジンの制御装置 - Google Patents

多気筒内燃エンジンの制御装置

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JP3197642B2
JP3197642B2 JP35669492A JP35669492A JP3197642B2 JP 3197642 B2 JP3197642 B2 JP 3197642B2 JP 35669492 A JP35669492 A JP 35669492A JP 35669492 A JP35669492 A JP 35669492A JP 3197642 B2 JP3197642 B2 JP 3197642B2
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多気筒内燃エンジンの制
御装置に関し、特に内燃エンジンに供給される吸入空気
量を内燃エンジンの運転状態に基づいて算出された燃料
噴射量に応じて決定する所謂燃料主導型の多気筒内燃エ
ンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジン回転数とアクセルペ
ダルの開度とに基づいて燃料噴射量を決定し、斯く決定
した燃料噴射量に応じてスロットル弁の弁開度を調整し
て吸入空気量を制御すると共に、前記エンジン回転数と
燃料噴射量とに基づいて点火時期を制御しようとした燃
料主導型内燃エンジンの制御装置が既に知られている
(例えば、特開昭62−225743号公報)。
【0003】該燃料主導型内燃エンジンの制御装置にお
いては、エンジンの運転領域がリッチ空燃比運転領域
(以下、「リッチ領域」という)からリーン空燃比運転
領域(以下、「リーン領域」という)へ又はリーン領域
からリッチ領域へ切り換わった場合、燃料噴射量の切換
と同時に点火時期も切換えることにより、燃料噴射量の
変動に対して点火時期を比較的良好に追随させることが
可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記制
御装置においては、エンジンの運転状態に応じて算出さ
れた燃料噴射量に対して実際は吸気管等に起因する燃料
の輸送遅れが生じるため前記燃料噴射量に対して点火時
期を設定したのでは運転領域の切換時には点火時期が最
適点火時期から変位し、切換途中にトルクショックやノ
ッキングが発生して運転性能が悪化したり、或いはかか
る切換時にNOx等の有害成分が発生し、排気特性の悪
化を招来するという問題点があった。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、エンジンの運転領域切換時においても運
転性能の悪化や排気特性の悪化を回避することが可能な
多気筒内燃エンジンの制御装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンの吸気管に配されたスロット
ル弁と、少なくとも前記内燃エンジンの回転数と該内燃
エンジンの負荷状態とを含む前記内燃エンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段
の検出結果に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量
算出手段と、前記内燃エンジンに吸入される吸入空気量
を前記燃料噴射量算出手段の算出結果に応じて制御する
吸入空気量制御手段とを備えた多気筒内燃エンジンの制
御装置において、前記運転状態検出手段の検出結果に基
づいて前記内燃エンジンの運転領域がリッチ空燃比運転
領域からリーン空燃比運転領域へ又はリーン空燃比運転
領域からリッチ空燃比運転領域へ切り換わったか否かを
判別する判別手段と、該判別手段により前記内燃エンジ
ンの運転状態が切り換わったと判別されたときは前記運
転状態の切換状態に応じて燃料噴射量、前記スロットル
弁の弁開度及び点火時期を制御する切換制御手段とを備
え、前記切換制御手段は、前記燃料噴射量算出手段によ
り前記運転状態の切換後に応じた燃料噴射量を算出する
と共に、前記運転領域の切換直前に燃料噴射がなされた
直前噴射気筒に基づいて前記運転領域の切換後の噴射気
筒を決定し、該噴射気筒に前記切換後の運転状態に応じ
た燃料噴射量を噴射する燃料噴射量制御手段と、前記直
前噴射気筒の吸気弁が閉弁されて該直前噴射気筒の吸入
行程が終了し、前記算出された燃料噴射量が反映可能な
前記決定された噴射気筒の吸入行程に切り換えられた
後、前記スロットル弁の弁開度を前記運転領域切換後の
運転状態に応じて変更する弁開度制御手段と、前記運転
領域の切換から所定期間経過後に前記運転領域切換後の
運転状態に応じて点火時期を変更する点火時期制御手段
とを有していることを特徴としている。
【0007】さらに、前記所定期間は、少なくとも前記
運転領域切換時のエンジン回転数と内燃エンジンの負荷
状態とに応じて設定されることを特徴としている。
【0008】
【作用】上記構成によれば、内燃エンジンの運転領域が
切り換わったときは、直前噴射気筒に基づいて前記運転
領域の切換後の噴射気筒を決定し、該噴射気筒に前記切
換後の運転状態に応じた燃料噴射量が噴射され、前記直
前噴射気筒の吸気弁が閉弁されて該直前噴射気筒の吸入
行程が終了し、前記算出された燃料噴射量が反映可能な
前記決定された噴射気筒の吸入行程に切り換えられた
後、前記スロットル弁の弁開度が前記運転領域切換後の
運転状態に応じて変更されて吸入空気量が制御され、さ
らに運転領域の切換直後から所定期間経過(該所定期間
は少なくともエンジン回転数及び内燃エンジンの負荷状
態に応じて設定される)後に点火時期の制御が実行され
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。
【0010】図1は本発明に係る内燃エンジンの制御装
置の一実施例を示す全体構成図である。
【0011】図中、1は各シリンダに吸気弁と排気弁
(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)であっ
て、該エンジン1の吸気管2の途中にはスロットルボデ
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、該スロットル弁3′には例えばステッ
ピングモータから成るアクチュエータ4が接続されてい
る。該アクチュエータ4は電子コントロールユニット
(以下「ECU」という)5に接続され、該ECU5か
らの制御信号に応じてスロットル弁3′を駆動する。さ
らに、スロットル弁3′にはスロットル弁開度(θT
H)センサ6が連結されており、スロットル弁3′の弁
開度に応じた電気信号を出力してECU5に供給する。
【0012】燃料噴射弁7はエンジン1とスロットル弁
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弁7の開弁時間が制御さ
れる。
【0013】また、吸気管2のスロットル弁3′の下流
側には分岐管8が設けられ、該分岐管8の先端には絶対
圧(PBA)センサ9が取付けられている。該PBAセ
ンサ9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9により電気信号
に変換されてECU5に供給される。
【0014】また、分岐管8の下流側の吸気管2の管壁
には吸気温(TA)センサ10が装着され、該TAセン
サ10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。
【0015】エンジン1のシリンダブロックの冷却水が
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11が挿着され、該TWセンサ11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。
【0016】また、エンジン1の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはクランク角(CRK)センサ1
2及び気筒判別(CYL)センサ13が取り付けられて
いる。
【0017】CRKセンサ12は、所定のクランク角周
期(例えば、30°周期)でパルス信号(以下、「CR
K信号パルス」という)を出力し、該CRK信号パルス
をECU5に供給する。
【0018】CYLセンサ13は、クランク軸2回転毎
に特定の気筒の所定のクランク角度位置でパルス信号
(以下、「CYL信号パルス」という)を出力し、該C
YL信号パルスをECU5に供給する。
【0019】エンジン1の各気筒の点火プラグ14は、
ECU5に電気的に接続され、ECU5により点火時期
が制御される。
【0020】エンジン1の排気管15の途中には広域酸
素濃度センサ(以下、「LAFセンサ」と称する)16
が設けられており、該LAFセンサ16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。
【0021】また、ECU5にはアクセル開度(θAC
C)センサ17が接続され、θACCセンサ17により
検出されたアクセルペダルの開度(踏込量)は電気信号
に変換されてECU5に供給される。
【0022】ECU5は、上述の各種センサからの入力
信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、アク
チュエータ4や燃料噴射弁7さらには点火プラグ14に
駆動信号を供給する出力回路5dとを備えている。
【0023】図2は、CRKセンサ12から出力される
CRK信号パルス及びCYLセンサ13から出力される
CYL信号パルスの発生タイミングを示すタイムチャー
トである。
【0024】CRK信号パルスは、エンジン1のクラン
ク軸が2回転する間に等間隔で例えば24個の信号パル
ス、すなわち、例えば30°のクランク角間隔でクロッ
クパルスを発生する。そして、ECU5はCRK信号パ
ルスの所定クロックパルス数を計数して6パルス毎(ク
ランク軸の180°回転毎)にTDC判別信号を発生
し、各気筒の基準クランク角度位置を検出する。さら
に、ECU5は、CRK信号パルスの発生時間間隔CR
MEを計測し、これらのCRME値をTDC判別信号の
発生時間間隔に亘って加算してME値を算出し、該ME
値の逆数であるエンジン回転数NEを検出する。
【0025】CYL信号パルスは、特定の気筒(例え
ば、#1CYL)の圧縮行程終了を示すTDC判別信号
発生位置よりも前の所定クランク角度位置(例えば90
°BTDC)で発生して、CYL判別信号発生直後のT
DC判別信号発生に特定の気筒番号(例えば、#1CY
L)をセットする。
【0026】さらに、ECU5は、TDC判別信号、C
RK信号パルスに基づき各気筒の基準クランク角度位置
からのクランク角度ステージ(以下、「ステージ」とい
う)を検出する。すなわち、TDC判別信号の発生と同
時に検出されるCRK信号パルスC1が#1CYLの圧
縮行程終了時におけるTDC位置で発生した場合、EC
U5は該CRK信号パルスC1により#1CYLの#0
ステージを検出し、さらにその後に出力されるCRK信
号パルスにより#1ステージ、#2ステージ、…、#2
3ステージを順次検出する。そして、後述するように、
エンジンの運転状態に応じて燃料噴射弁7の開弁時間が
算出され、燃料が噴射されるべき気筒の吸入行程終了時
に燃料の噴射が終了するように燃料噴射を開始すべき噴
射ステージが決定される。
【0027】しかして、上記CPU5bは、エンジン1
の運転領域が、リーン領域に有るか又はリッチ領域(理
論空燃比領域を含む)に有るかを判別する運転領域判別
手段を有している。
【0028】図3は運転領域判別手段の判別ルーチンを
示すフローチャートであって、本プログラムはTDC判
別信号の発生と同期して実行される。
【0029】まず、ステップS1ではCRKセンサ12
により検出されるエンジン回転数NE及びエンジン1の
負荷状態を示すパラメータとしてθACCセンサ17に
より検出されるアクセル開度θACCを読み込む。そし
て、ステップS2ではエンジン1の運転領域が前回ルー
プにおいてリッチ空燃比運転領域(以下、単に「リッチ
領域」という)にあったか否かを判別する。そして、そ
の答が肯定(YES)、すなわち前回ループでエンジン
1がリッチ領域にあるときはステップS3に進み、第1
の領域判別マップを検索して現在の運転領域を判別する
と共にエンジン1が現在リッチ領域にないと判別された
ときはリーン領域係数KLSを算出する。 第1の領域
判別マップは、具体的には図4に示すように、エンジン
回転数NE0〜NE5とアクセル開度θACC0〜θA
CC5とに応じて運転領域が設定されている。そして、
現在のエンジン回転数NEとアクセル開度θACCとの
交差点が図中の斜線部内にあるときはリーン空燃比運転
領域(以下、単に「リーン領域」という)と判別され、
前記斜線部内以外の部分にあるときはリッチ領域と判別
される。さらに、リーン領域内にはエンジン回転数NE
及びアクセル開度θACCに応じてリーン領域係数KL
S(<1)が格子状にマップ値として与えられており、
エンジン1の運転領域がリーン領域にあると判別された
ときはマップを検索してエンジンの運転状態に応じたリ
ーン領域係数KLSを読み出し、或いは補間法により算
出して記憶手段5cに記憶する。
【0030】また、ステップS2の答が否定(NO)、
すなわち前回ループにおいてエンジン1の運転領域がリ
ーン領域にあったと判別されたときはステップS4に進
み、第2の領域判別マップを検索して現在の運転領域を
判別すると共にエンジン1がリーン領域にあると判別さ
れたときは、上述と同様、リーン領域係数KLSを算出
する。
【0031】第2の領域判別マップは、具体的には第1
の領域判別マップと略同様、図5に示すように、エンジ
ン回転数NE0〜NE5とアクセル開度θACC0〜θ
ACC5とに応じて運転領域が設定されている。但し、
該第2の領域判別マップは、前回リーン領域のときに検
索されるものであり、リーン領域とリッチ領域との間の
運転領域のハンチング防止のため第1の領域判別マップ
に比べ、エンジン回転数NE及びアクセル開度θACC
の広い範囲に亘ってリーン領域(図中、斜線部内)が設
定されている。そして、上記した第1の領域判別マップ
の検索と同様、現在のエンジン回転数NEとアクセル開
度θACCとの交差点が図中の斜線部内にあるときはリ
ーン領域、前記斜線部内以外の部分にあるときはリッチ
領域と判別される。また、エンジン1の運転領域がリー
ン領域にあると判別されたときはエンジンの運転状態に
応じたリーン領域係数KLSを読み出し、或いは補間法
により算出して記憶手段5cに記憶する。
【0032】次に、ステップS5では上述したステップ
S3又はステップS4のマップ検索により現在の運転領
域がリッチ領域か否かを判別する。そして、その答が肯
定(YES)のときは運転領域がリッチ領域であること
を示すべくフラグFを「1」に設定して(ステップS
6)本プログラムを終了する一方、ステップS5の答が
否定(NO)のときは運転領域がリーン領域であること
を示すべくフラグFを「0」に設定して(ステップS
7)本プログラムを終了する。
【0033】しかして、CPU5bは、上記運転領域判
別ルーチン(図3)により判別された運転領域が前回ル
ープと今回ループとで異なるか否か、すなわち今回ルー
プにおいて運転領域が切り換わったか否かを判別し、そ
の判別結果に基づいて燃料噴射量、吸入空気量(スロッ
トル弁の弁開度)及び点火時期を制御する切換制御手段
を有している。
【0034】以下、図6〜図8に示すフローチャートに
基づきリッチ領域からリーン領域に又はリーン領域から
リッチ領域に運転領域が切り換わった場合の切換制御手
順について説明する。
【0035】図6は前記運転領域が切り換わったときの
燃料噴射の制御手順を示すフローチャートであって、本
プログラムはTDC判別信号の発生と同期して実行され
る。
【0036】まず、ステップS11では今回ループで運
転領域がリッチ領域からリーン領域に又はリーン領域か
らリッチ領域に切り換わったか否かを判別する。すなわ
ち、前者の場合は前回ループでフラグFが「1」であっ
たのが今回ループでフラグFが「0」に切り換わったか
否かを判別し、後者の場合は前回ループでフラグFが
「0」であったのが今回ループでフラグFが「1」に切
り換わったか否かを判別する。そして、その答が否定
(NO)のときは今回ループでは運転領域の切換えがな
かったと判断してステップS12に進み、当該運転領域
に適合した燃料噴射時間Ti、及び噴射時期θINJを
算出し、出力する。具体的には、燃料噴射時間Tiは、
マップ検索によりエンジン回転数NE及びアクセル開度
θACCに応じて算出された基準燃料噴射時間TiMを
各種エンジンパラメータに応じて演算される補正係数
(水温補正係数KTW、吸気温補正係数KTA等)で補
正することにより算出される。また、噴射時期θINJ
は、マップ検索によりエンジン回転数NE及びアクセル
開度θACCに応じて算出された基準噴射時期θINJ
Mを所定の補正加減値θADJで補正することにより算
出される。
【0037】一方、ステップS11の答が肯定(YE
S)のときは、ステップS13に進み、ステップS12
と同様の演算処理を行って切換後の運転領域に適合した
燃料噴射時間TiCHG、及び噴射時期θINJCHG
を算出し、次いで運転領域切換直後に燃料噴射時間Ti
CHGで燃料を噴射すべき気筒を切換前の噴射気筒に基
づいて決定する(ステップS14)。すなわち、ステッ
プS12で噴射時期θINJが、上述した図2におい
て、例えば第1気筒(#1CYL)の#14ステージに
設定された場合は吸入行程終了により、すなわち#17
ステージで噴射が終了するため、ステップS13で演算
された燃料噴射時間TiCHGは次に吸入行程に突入す
る第気筒(#CYL)に反映されることとなり、運
転領域切換直後に燃料を噴射すべき気筒は第気筒と決
定される。また、前記燃料噴射時間TiCHGは、連続
噴射を防止するため噴射開始ステージが#12ステージ
とならないようにタイマセットされて噴射開始される
が、前記燃料噴射時間TiCHGは上述したようにエン
ジン回転数NEとアクセル開度θACCに応じて決定さ
れる。したがって前記エンジン回転数NE及びアクセル
開度θACCによっては噴射ステージが#12ステージ
以降とならず、例えば第3気筒の#12ステージから噴
き始める場合がある。かかる場合は上記燃料噴射時間T
iCHGは次に吸入行程に突入する第気筒(#CY
L)に反映され、したがって運転領域切換直後に燃料を
噴射すべき気筒は第気筒と決定される。そして、この
ように切換直後に燃料噴射する気筒を決定した後、前記
燃料噴射時間TiCHG及び噴射時期θINJCHGを
出力し(ステップS15)、本プログラムを終了する。
これにより、運転領域が切り換わった場合であっても運
転領域の切換に応じた所定量の燃料噴射を所望の気筒に
行うことができる。
【0038】図7は前記運転領域が切り換わったときの
吸入空気量の制御手順を示すフローチャートであって、
本プログラムはCRK信号パルスの発生又はECU5に
内蔵されたタイマにより発生する擬似信号パルスと同期
して実行される。
【0039】まず、ステップS21では上述したステッ
プS11(図6)と同様の手順により運転領域が今回ル
ープでリッチ領域からリーン領域に又はリーン領域から
リッチ領域に切り換わったか否かを判別する。そして、
その答が否定(NO)、すなわち今回ループでは前記運
転領域の切換えがなかったときはステップS22に進
み、アクセル開度θACCに応じて設定されたθTHテ
ーブルを検索して当該運転領域に適合したスロットル弁
3’の弁開度θTHを算出し、出力する。
【0040】一方、ステップS21の答が肯定(YE
S)、すなわち、運転領域が切り換わったときは、ステ
ップS22と同様、アクセル開度θACCに応じて設定
されたθTHCHGテーブルを検索して切換後の運転領
域に適合したスロットル弁3’の弁開度θTHCHGを
算出し、記憶手段5cに記憶する(ステップS23)。
【0041】次いで、ステップS24に進み、前記運転
領域の切換直前の気筒の吸気弁が閉弁されて前記気筒の
吸入行程が終了したか否かを判別する。そして、その答
が否定(NO)のとき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)のときは燃料噴射制御
ルーチン(図6)で算出された燃料噴射量が反映可能な
気筒の吸入行程に切り換わっていると判断し、アクチュ
エータ4に駆動信号を発してスロットル弁3’の弁開度
θTHをステップS23で算出された弁開度θTHCH
Gに設定し(ステップS25)、本プログラムを終了す
る。
【0042】これにより、運転領域が切り換えられたと
きは、CPU5bで算出された燃料噴射時間TiCHG
の反映可能な気筒に切り換えられた後、該燃料噴射時間
TiCHG及び弁開度θTHCHGが出力され、燃料噴
射量に対応した吸入空気量の制御が可能となる。
【0043】図8及び図9は、前記運転領域の切換時に
おける点火時期制御手段を示すフローチャートであっ
て、本プログラムはTDC判別信号の発生と同期して実
行される。
【0044】まず、ステップS31で今回の点火時期θ
IG(n)を前回点火時期θIG(n−1)として記憶
手段5cに記憶した後、フラグFRICH(n−1)が
「1」か否かを判別し、運転領域判別ルーチン(図3)
により前回ループ時の運転領域がリッチ領域とされてい
るか否かを判別する(ステップS32)。そして、その
答が肯定(YES)のときは前回ループ時の運転領域は
リッチ領域にあると判断してステップS33に進み、フ
ラグFRICH(n)が「1」か否かを判別し、今回ル
ープ時の運転領域がリッチ領域か否かをステップS32
と同様前記運転領域判別ルーチンの実行結果に基づき判
別する。
【0045】そして、その答が肯定(YES)のときは
ステップS34に進み、フラグFLRが「0」か否かを
判別し、運転領域がリーン領域からリッチ領域に変更中
か否かを判別する。そして、その答が肯定(YES)の
ときは運転領域に変更はなく、運転領域は引き続きリッ
チ領域にあると判断してステップS35に進み、フラグ
FACGが「1」か否かを判別し、アクセル開度θAC
Cが全開から全閉までの全域をカバーするワイド(wid
e)側点火時期マップθIGRWを検索して点火時期を
決定すべきか、或いは点火時期の精度を向上させるため
特定開度を対象とするナロー(narrow)側点火時期マップ
θIGRNを検索して点火時期を決定すべきか否かを判
別する。
【0046】そして、その答が肯定(YES)のとき
は、アクセル開度θACCの全範囲を対象に該アクセル
開度θACCとエンジン回転数とに応じて設定されたθ
IGRWマップを検索して当該運転領域、すなわち当該
リッチ領域に応じた点火時期θIG(n)を算出する
(ステップS36)。
【0047】一方、ステップS35の答が否定(NO)
のときはアクセル開度θACCの特定開度範囲を対象に
該アクセル開度θACCとエンジン回転数NEとに応じ
て設定されたθIGRNマップを検索し、当該リッチ領
域に応じた点火時期θIG(n)を算出する(ステップ
S37)。
【0048】そして、このように点火時期θIG(n)
を算出した後、フラグFRLを「0」に設定し、運転領
域に変更はないことを指示して(ステップS38)本プ
ログラムを終了する。
【0049】また、ステップS33の答が否定(N
O)、すなわち運転領域判別ルーチン(図3)により今
回ループで運転領域がリッチ領域からリーン領域に変更
されたときは、予め「0」に設定されている第1のカウ
ンタのカウント値CNT1を「1」だけインクリメント
し(ステップS39)、次いで前回の点火時期θIG
(n−1)、すなわち、リッチ領域に適合した前回ルー
プの点火時期θIG(n−1)を今回ループ時の点火時
期θIG(n)に設定した後(ステップS40)、フラ
グFRLを「1」に設定して運転領域がリッチ領域から
リーン領域に変化中であることを指示した後(ステップ
S41)、本プログラムを終了する。
【0050】次いで、次回ループでは、前回ステップS
32の答が否定(NO)、すなわち前回運転領域がリー
ン領域にあると判別され、ステップS42(図9)に進
み、今回ループでフラグFRICHが「1」か否かを判
別する。そして、今回ループでは運転領域は上述した如
くリーン領域にあるため、ステップS42の答は否定
(NO)となり、ステップS43に進んでフラグFRL
が「1」か否かを判別する。そして、その答が肯定(Y
ES)、すなわち運転領域がリッチ領域からリーン領域
に変化中のときは第1のカウンタのカウント値CNT1
を「1」だけインクリメントし(ステップS44)、次
いで前回、すなわちリッチ時の点火時期θIG(n−
1)を今回の点火時期θIG(n)に設定した後(ステ
ップS45)、フラグFRLを「1」に設定して運転領
域がリッチ領域からリーン領域にあることを指示した後
(ステップS46)、第1のカウンタのカウント値CN
T1が第1の所定値mより大きいか否かを判別する。第
1の所定値mは運転領域切換後において、点火時期をリ
ーン点火時期に切換えてもノッキングが発生しないよう
にエンジン回転数NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じ
た値、例えば「6」に設定される。そして、その答が否
定(NO)、すなわち、第1のカウンタのカウント値C
NT1が第1の所定値m未満のときは、そのまま本プロ
グラムを終了する一方、その後のループでステップS4
7の答が肯定(YES)になると、運転領域のリーン領
域への移行が完了したと判断し、フラグFRLを「0」
に設定し(ステップS48)、次いで第1のカウンタの
カウント値CNT1を「0」にリセットして本プログラ
ムを終了する。
【0051】これにより、運転領域がリーン領域に切換
ってから所定期間(第1の所定値mに相当するTDC期
間)が経過するまでは切換前の点火時期、すなわち、リ
ッチ領域の点火時期を保持する。
【0052】このような所定期間が経過した次のループ
においてはステップS32,S42,S43の答がいず
れも否定(NO)となるため、ステップS50に進ん
で、上述したθIGRWマップの検索と同様にしてθI
GLマップを検索し、リーン領域に適合した点火時期θ
IG(n)を算出し、次いでフラグFRLを「0」に設
定し、運転領域がリッチ領域からリーン領域における定
常運転状態に移行したことを指示し、本プログラムを終
了する。
【0053】これにより、運転領域がリッチ領域からリ
ーン領域に切換った直後から所定期間経過後にリーン領
域に適合した点火時期に切換えられるので、切換時にノ
ッキング発生が防止され、運転性能の向上を図ることが
できる。
【0054】次に、その後のループでステップS42の
答が肯定(YES)、すなわち運転領域判別ルーチンに
より運転領域がリッチ領域に切換わったと判別されたと
きはステップS52で予め「0」に初期設定された第2
のカウンタのカウント値CNT2を「1」だけインクリ
メントした後、前回ループの点火時期θIG(n)、す
なわちステップS50で算出されたリーン領域に適合し
た点火時期θIG(n−1)を今回ループの点火時期θ
IG(n)に設定し(ステップS53)、しかる後フラ
グFLRを「1」に設定して運転領域がリーン領域から
リッチ領域に変化中であることを示し(ステップS5
4)、本プログラムを終了する。
【0055】次に、次回ループではステップS32,S
33の答が肯定(YES)となり、且つステップS34
の答が否定(NO)となるためステップS55に進み、
第2のカウンタのカウント値CNT2を「1」だけイン
クリメントし(ステップS55)、次いで前回、すなわ
ちリーン時の点火時期θIG(n−1)を今回の点火時
期θIG(n)に設定した後(ステップS50)、フラ
グFLRを「1」に設定して運転領域がリーン領域から
リッチ領域に変化中であることを示した後(ステップS
57)、第2のカウンタのカウント値CNT2が第2の
所定値nより大きいか否かを判別する。第2の所定値n
は運転領域切換後において、点火時期をリッチ点火時期
に切換えてもトルクショックが発生しないように第1の
所定値mと略同様、エンジン回転数NEと吸気管内絶対
圧PBAとに応じた値、例えば「6」に設定される。そ
して、その答が否定(NO)、すなわち、第2のカウン
タのカウント値CNT2が第2の所定値n未満のとき
は、そのまま本プログラムを終了する一方、その後のル
ープでステップS58の答が肯定(YES)になると運
転領域のリッチ領域への移行が完了したと判断し、フラ
グFLRを「0」に設定し(ステップS59)、次いで
第2のカウンタのカウント値CNT2を「0」にリセッ
トして本プログラムを終了する。
【0056】これにより、運転領域がリーン領域からリ
ッチ領域に切換ったときも切換直後から所定期間(第2
の所定値nに相当するTDC期間)はリーン領域時の点
火時期を保持し、その後リッチ領域に適合した点火時期
に切換えるので、切換時のトルクショックを防止するこ
とができ、運転性能の向上を図ることができる。
【0057】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る内燃エ
ンジンの点火時期制御装置は、内燃エンジンの吸気管に
配されたスロットル弁と、少なくとも前記内燃エンジン
の回転数と該内燃エンジンの負荷状態とを含む前記内燃
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該
運転状態検出手段の検出結果に基づいて燃料噴射量を算
出する燃料噴射量算出手段と、前記内燃エンジンに吸入
される吸入空気量を前記燃料噴射量算出手段の算出結果
に応じて制御する吸入空気量制御手段とを備えた多気筒
内燃エンジンの制御装置において、前記運転状態検出手
段の検出結果に基づいて前記内燃エンジンの運転領域が
リッチ空燃比運転領域からリーン空燃比運転領域へ又は
リーン空燃比運転領域からリッチ空燃比運転領域へ切り
換わったか否かを判別する判別手段と、該判別手段によ
り前記内燃エンジンの運転状態が切り換わったと判別さ
れた場合は運転状態の切換状態に応じて燃料噴射量、前
記スロットル弁の弁開度及び点火時期を制御する切換制
御手段とを備え、前記切換制御手段は、前記燃料噴射量
算出手段により前記運転状態の切換後に応じた燃料噴射
量を算出すると共に、前記運転領域の切換直前に燃料噴
射がなされた直前噴射気筒に基づいて前記運転領域の切
換直後の噴射気筒を決定し、該噴射気筒に前記切換後の
運転状態に応じた燃料噴射量を噴射する燃料噴射量制御
手段と、前記直前噴射気筒の吸気弁が閉弁されて該直前
噴射気筒の吸入行程が終了し、前記算出された燃料噴射
量が反映可能な前記決定された噴射気筒の吸入行程に切
り換えられた後、前記スロットル弁の弁開度を前記運転
領域切換後の運転状態に応じて変更する弁開度制御手段
と、前記運転領域の切換から所定期間(該所定期間は少
なくともエンジン回転数及び内燃エンジンの負荷状態に
応じて設定される)経過後に前記運転領域切換後の運転
状態に応じて点火時期を変更する点火時期制御手段とを
有しているので、エンジンの運転状態が切り換わったと
きは運転領域の切換に応じた所定量の燃料噴射を所望の
気筒に行なうことができ、また所定量の燃料が実噴射さ
れる時期に応じて燃料噴射量に応じた吸入空気量の制御
を行うことができ、さらに点火時期の切換を運転状態が
定常状態となるまで遅延させることが可能となり、切換
時のトルクショック発生やノッキングを防止することが
でき、切換時の運転性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内燃エンジンの制御装置の一実施
例を示すブロック構成図である。
【図2】CYL信号パルス、TDC判別信号及びCRK
信号パルスの発生タイミングを示すタイムチャートであ
る。
【図3】運転領域判別ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図4】第1の領域判別マップである。
【図5】第2の領域判別マップである。
【図6】運転領域切換時の燃料噴射制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図7】運転領域切換時の空気量制御ルーチンのフロー
チャートである。
【図8】運転領域切換時の点火時期制御ルーチン(1/
2)のフローチャートである。
【図9】運転領域切換時の点火時期制御ルーチン(2/
2)のフローチャートである。
【符号の説明】
1 内燃エンジン 3’ スロットル弁 5 ECU(燃料噴射量算出手段、吸入空気量算出手
段、制御手段) 9 PBAセンサ(運転状態検出手段) 12 CRKセンサ(運転状態検出手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301K (56)参考文献 特開 昭62−225743(JP,A) 特開 昭60−237141(JP,A) 特開 昭59−194059(JP,A) 特開 昭63−12862(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 5/15 F02D 41/02 305 F02D 41/04 310 F02D 43/00 301

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンの吸気管に配されたスロッ
    トル弁と、少なくとも前記内燃エンジンの回転数と該内
    燃エンジンの負荷状態とを含む前記内燃エンジンの運転
    状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手
    段の検出結果に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射
    量算出手段と、前記内燃エンジンに吸入される吸入空気
    量を前記燃料噴射量算出手段の算出結果に応じて制御す
    る吸入空気量制御手段とを備えた多気筒内燃エンジンの
    制御装置において、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づいて前記内燃エ
    ンジンの運転領域がリッチ空燃比運転領域からリーン空
    燃比運転領域へ又はリーン空燃比運転領域からリッチ空
    燃比運転領域へ切り換わったか否かを判別する判別手段
    と、該判別手段により前記内燃エンジンの運転状態が切
    り換わったと判別されたときは前記運転状態の切換状態
    に応じて燃料噴射量、前記スロットル弁の弁開度及び点
    火時期を制御する切換制御手段とを備え、 前記切換制御手段は、前記燃料噴射量算出手段により前
    記運転状態の切換後に応じた燃料噴射量を算出すると共
    に、前記運転領域の切換直前に燃料噴射がなされた直前
    噴射気筒に基づいて前記運転領域の切換後の噴射気筒を
    決定し、該噴射気筒に前記切換後の運転状態に応じた燃
    料噴射量を噴射する燃料噴射量制御手段と、 前記直前噴射気筒の吸気弁が閉弁されて該直前噴射気筒
    の吸入行程が終了し、前記算出された燃料噴射量が反映
    可能な前記決定された噴射気筒の吸入行程に切り換えら
    れた後、前記スロットル弁の弁開度を前記運転領域切換
    後の運転状態に応じて変更する弁開度制御手段と、 前記運転領域の切換から所定期間経過後に前記運転領域
    切換後の運転状態に応じて点火時期を変更する点火時期
    制御手段とを有していることを特徴とする多気筒内燃エ
    ンジンの制御装置。
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