JPH0192542A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、目標空燃比を演算するための負荷情報とし
て、Ｄジェトロ方式、Ｌジェトロ方式のいずれか一つを
使用するようにした空燃比制御装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

エンジンの吸入空気量を検出し、これをもとにエンジン
へ供給する燃料量を決定するＬジェトロ方式は、吸気管
圧力を検出し、これをもとにエンジンへ供給する燃料量
を決定するＤジェトロ方式に比べ、直接吸入空気量を検
出している点およびＥＧＲ（排気ガス再循環）量の影響
を受けなｈなどの理由がら空燃比制御に数多く使用され
ている。

現在使用されている吸気量センサは、通常その検出ダイ
ナミックレンジは空燃比制御に使用するためには約１０
０倍が限界である。

一方、エンジンの方はフリクションロスの低減などによ
シ効率が向上し、エンジンを運転するための最少の吸入
空気量が減少する傾向にある。

逆に、ターテ争イ／タクーラの装着やＤＯＨＣ化などの
高性能化によシ出力が向上し、最大吸入空気量は増大す
る傾向にある。その結果として、吸入空気量ダイナミッ
クレンジが拡大され、現在使用の吸気量センサでは全運
転領域にわたって吸気量を検出できなくなシつつある。

そこで、この問題を解決する方法として、正確な空燃比
制御を必要とする低負荷の常用運転ゾーンでは、Ｌソエ
トロ方式によシ空燃比制御を行ない、吸気量の検出がオ
ーバーし、かつＥＧＲ量の影響を受けないような高負荷
運転ゾーンでは、Ｄソエトロ方式によシ空燃比制御を行
なうＬジェトロ・Ｄジェトロ併用の制御方式が採用され
ている。

ここで、従来のエンシンの空燃比制御装置について図面
に基づき説明する。

第４図は従来の空燃比制御装置の構成図であシ、ｌは通
常自動車に使用されるエンジン、２はエンジンｌへ吸入
する吸気量を検出する吸気量センサ、３はエンジンｌへ
吸入する吸気量を調節するスロットル弁、４は吸気管圧
力を検出する圧力センサ、５はエンジン１の回転速度を
検出する回転数センサ、６は上記吸気量センサ２、圧力
センサ４、回転数セン′ｙ５からの信号を受け、エンジ
ンｌへの供給燃料量を決定し、燃料供給信号を出力する
空燃比制御装置である。

また、７は空燃比制御装置６からの燃料供給信号にした
がってエンジンｌへ燃料を供給するインジェクタである
。

次に空燃比制御装置６の内部構成を説明する。

６１は吸気Ｉセンサ２からの信号を受け、Ｌジェトロ制
御時にエンジンを基本空燃比で運転するために必要な燃
料量を算出する演算器である。

６２は圧力センサ４からの信号を受け、Ｄジェトロ制御
時の基本燃料量を算出する演算器、６３は、回転数セン
サ５、吸気量センサ２からの信号によジエンジンの運転
状態を判定し、運転状態に応じた目標空燃比を算出し、
演算器６１からのＬジェトロ用基本燃側量に対し、目標
空燃比へ制御するための補正演算を行なう演算器である
。

６４は、圧力セン′９４、回転数センサ５からの信号に
よルエンジンの運転状態を判定し、運転状態に応じた目
標空燃比を算出し、演算器６２からのＤジェトロ用基本
燃料量に対し、目標空燃比へ制御するための補正演算を
行なう演算器である。

６６は圧力センｆ４、回転数センサ５からの信号を受け
、Ｄジェトロ運転領域かＬジェトロ運転領域かを判定す
る判定器、６７は判定器６６からの信号にしたがって燃
料量を演算器６３からＯＬゾエトロ用と演算器６４から
のＤジェトロ用を切夛替えるスイッチ、６５はスイッチ
６７からの燃料量に応じた燃料供給信号を演算する演算
器である。

７はインジェクタであシ、各気筒入口に取り付けられ、
演算器６５からの燃料供給信号に応じた燃料ヲエンジン
ｌへ供給する。

第５図は演算器６３にあらかじめ記憶されているＬジェ
トロ制御時の目標空燃比マッグを示したものであ夛、第
６図はＤジェトロ制御時の目標空燃比マツプを示したも
のである。Ｗｃ７図は判定器６６内にあらかじめ記憶さ
れている回転数毎に定められたＤジェトロ判定吸気管圧
力を示した図であシ、利足圧力以上がＤジェトロ制御領
域である。

一般に、空燃比を制御するためには、基本となる空燃比
を満足するために必要な基本燃料量を求め、この基本燃
料量に対し、目標空燃比へ制御する丸めの補正を行なう
手法がとられている。

上記基本燃料量はすでに述べたようにＬｙニトロ制御方
式の場合にはエンジンの吸入空気量情報によシ決定され
、Ｄソエトロ制御方式の場合は、エンジンの吸気管圧力
情報をもとに算出された吸入空気量情報によシ決定され
る。

上記目標空燃比はエンジンの運転状態を判定することに
よシ決定され、エンジンの運転状態は回転数センサ５で
検出されたエンジンの回転速度と圧力センサ４で検出さ
れた吸気管圧力によるエンジンの負荷状態とを判定器６
で判定することによシ判定できる。

そこで、空燃比制御装置６の中では、この目標空燃比を
、エンジン回転数とエンジンの負荷情報をΔラメータに
した２次元のマツプ情報として演算器６３．６４で記憶
している。

Ｌジェトロ方式では、負荷情報として吸気量センサ２か
らの吸入空気量情報を、Ｄジェトロ方式では負狗情報と
して圧力センサ４による吸気省圧力惟報を使用してエン
シンの運転状態を判定し、目標空燃比を決定する。そし
て、上記基本燃料量に対し、空燃比を目標空燃比にする
ための補正演算を行なう。

次に、目標空燃比の推移について第５図ないし第８図を
併用して説明する。時刻１１でエンジン回転速度Ｎ１、
散気管圧ｐＨ吸入空気量Ｑｌでエンシンが運転されてい
る場合を考える。

第５図よ多、回転速度Ｎ、においで吸気管圧Ｐ１はＤジ
ェトロ判定ブートス圧以下であるため、Ｌジェトロ制御
ｉｉｉ領域であると′＃４Ｕ足される。したがって、空
燃比制御装置６においては、口栓空燃比は第５図によシ
、ＮｌとＱｌの交点であるＸＩが選択され、第６図によ
シ求められ九Ｎ、とＰｌの交点でおるｙｌは使用されな
い。

次に時刻ｔ２でエンジン回転速度がＮ１のままで、吸気
管圧力がＰＸからＰｌ、吸気量がＱｌからＱｘへと移っ
た場合を考えると、第７図よシ、回転速度Ｎ工において
、吸気管圧力Ｐ２はＤソエトロ判定ブースト圧以上であ
るため、Ｄジェトロ制御領域であると判定される。

したがって、空燃比制御装置６において、目標空燃比は
今度は第６図によシＮｌとＰｌの交点であるｙｚが選択
され第５図によシ求められたＮＸとＰ。

の交点であるＸｚは使用されない。

第８図において、時刻１１から時刻ｔｘ　ｔでの間がＬ
ジェトロ制御領域であシ、時刻ｔ３から時刻１ｓまでの
間がＤジェトロ制御領域である。

従来の空燃比制御装置６では、Ｌジェトロ領域の目標空
燃比は時刻ｔｌでｘｌであったものが、時刻ｔｘでＸｉ
へ移る軌跡を描き、Ｄジェトロ領域の目標空燃比は時刻
ｔ１でｙｌであシ、時刻ｔ２ではｙｚへ移る軌跡を描く
。

したがって、実際の目標空燃比の軌跡は第８図の実線の
ようになシ、エンジンの運転状態がＬジェトロからＤジ
ェトロへ移る時刻ｔ３では目標空燃比に段差を生じるこ
とがある。

この目標空燃比の差がエンジンへの供給燃料量の差とな
シ、エンジン発生トルクの変動音誘発し、自動車として
ショックを発生させることになる。

以上のように、従来の空燃比制御装置では、目標空燃比
マッグとしてエンシン回転数と吸気量によって算出され
るＬジェトロ用とエンジン回転数と吸気管圧力によって
算出されるＤジェトロ用の２種類をもっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、一つのエンシンに対する目標空燃比の設定
において、Ｌジェトロ用とＤジェトロ用の２種類の設定
が必要となシ、Ｌジェトロ方式またはＤジェトロ方式だ
けの空燃比制御装置に比べ２倍の工数がかかるという問
題が発生する。

また、一連したエンジンの運転状態の中でＬジェトロ方
式とＤジェトロ方式が切夛替わシ、この切シ替わシ時に
目標空燃比マッグの切シ替わフが行なわれることになる
。

本来、エンジンの運転状態が同じであれば、Ｌジェトロ
用目標空燃比マツプから演算された値と、Ｄジェトロ用
空燃比マツプから演算された値は同一であるはずである
。

しかし、実際には目標空燃比を設定したときに使用した
ときの吸気量センサ、圧力センサと実際に使用されてい
るセンサとの出力誤差、目標空燃比を設定したときに使
用したエンシンと実際に使用されるエンジンの器差に起
因した吸入空気量と吸気管圧力との関係の相関性の誤差
などがｉｂ、前記切シ替わ９時の目標空燃比は同一には
ならず、目標空燃比に段差ができる。

このＬジェトロ、Ｄジェトロ切９替わシ時の目標空燃比
Ｏ不連続な変化が、エンジンへの供給燃料量の差となυ
、エンジンの発生トルクの急変を引き起こし、結果的に
エンジンのショックとなって現われる。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、容易に目標空燃比マッグ設定の工数を削減
しＤジェトロ、Ｌジェトロ切替シショックをなくすこと
ができるエンシンの空燃比制御装置を得ることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るエンジンの空燃比制御装置は、Ｌジェト
ロ制御時の基本燃料量を演算する第１の演算器と、Ｄジ
ェトロ制御時の基本燃料量を演算する第２の演算器と、
第１または第２の演算器から出力される基本燃料量に対
して所望空燃比へ制御するための補正演算を行いかつ負
荷入力を吸入空気量または吸気管圧力のいずれか一つと
する第３の演算器とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、第１の演算器でＬジェトロ制御時
の基本燃料量を演算し、第２の演算器でＤジェトロ制御
時の基本燃料量を演算し、第３の演算器への負荷入力を
吸入空気量または吸気管圧力のいずれか一つに定めて、
第１または第２の演算器で演算した基本燃料量に対して
所望空燃比に制御するように第３の演算器で補正演算す
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１〜５および７は第４図と全く同一のもの
である。８はこの発明の空燃比制御装置であシ、８１は
吸気量センサ２からの信号を受け、Ｌジェトロ制御時の
基本燃料量を算出する演算器、８２は圧力センサ４から
の信号を受け、Ｄジェトロ制御時の基本燃料量を算出す
る演算器である。

８５は圧力センサ４、回転数センサ５からの信号を受け
、Ｄジェトロ運転領域かＬジェトロ運転領域かを判定す
る判定器、８６は判定器８５からの信号によシ基本燃料
量を演算器８１からのＬジェトロ用か演算器８２からの
Ｄジェトロ用かを切シ替えるスイッチである。

８３は圧力センサ４、回転数センサ５からの信号によジ
エンジンの運転状態を判定し、運転状態に応じた目標空
燃比を算出し、スイッチ８６からの基本燃料量に対し、
エンジンを目標空燃比で運転させるための補正演算を行
なう演算器である。

８４は演算器８３からの出力に応じた燃料供給信号を演
算する演算器であシ、演算結果をインジェクタ７へ出力
するようにしている。

次に、この発明装置における目標空燃比の推移を第２図
、第３図を併用して説明する。この第２図は演算器８３
にあらかじめ記憶されている目標空燃比マッグを示した
ものである。また、第３図は時刻対目標空燃比の関係を
示した特性図である。

時刻ｔ１でエンジン回転速度Ｎ１、吸気管圧Ｐ１、吸入
空気量Ｑｌでエンジンが運転されている場合を考える。

第７図よシ、回転速度Ｎ１において、吸気管圧Ｐ□ａＤ
ジェトロ判定ブースト圧以下であるため、Ｌ−／ニトロ
制御領域であると判定される。

したがって、空燃比制御装置８においてはｌＩ２図によ
υＮｌとＱｌの交点であるｙｌが選択される。

次に、時刻ｔ、でエンジン回転速度がＮ、のままで、吸
気管圧力がＰｌからＰｌ、吸気量がＱｌからＱｓへと移
った場合を考えると、第７図よ）、回転速Ｉｔ　Ｎｌに
おいて吸気管゛圧力Ｐ、はＤジェトロ判定ブースト圧以
上であるため、Ｄｙニトロ制御領域であると判定される
。

したがって、空燃比制御装置８では、目標空燃比を演算
する負荷情報は吸気管圧であるので、第２図よシＮ１と
Ｐ２の交点であるｙ２が選択される。

以上のエンジンの運転状態の推移による目標空燃比の時
間的変化を示したのが第３図である。この第３図に示す
ように、時刻ｔｉ　＃　Ｉ２での目標空燃比がそれぞれ
７１　ｍ　’！ｚで１）、目標空燃比はＸｌから１２１
　（１１、Ｘ２１はマツプデータ）と連続的に移ること
になるので、前記不具合を防ぐことができる。

この実施例では、目標空燃比算出用負荷情報として吸気
管圧のみを使用したが、吸入空気量は吸気管圧と体積効
率、シリンダ容積、吸気量センサ部の大気圧情報によシ
ー意釣に決定されることは周知の事実であシ、逆にこれ
を利用することによシ、この発明の目標空燃比算出用負
荷情報として吸気量情報を使用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれに、Ｌジェトロ制御とＤ
ジェトロ制御を併用する空燃比制御装置において、両制
御域における目標空燃比を算出するための運転状態判定
用負荷軸情報をＬジエトロ用負荷入力である吸入空気量
またはＤジェトロ用負荷入力である吸気管圧力のいずれ
か一つに定めて目標空燃比マツプを種類とするように構
成したので、Ｌジェトロ、Ｄジェトロ制御切夛替ゎシ時
の目標空燃比の連続性を保ち、エンジンのトルク変化を
なめらかにし、自す、’ｌＪ−とじてのドライバビリテ
ィの向上が計れる効果がある。

また、Ｌジェトロ制御とＤジェトロ制御で別の目標空燃
比マッグをもつ従来装置に比べ、マツダ量が半分とな〕
装置の周索化が計れるとともに、マツプ数が少ない分だ
け、マツプ設定の工数を削減することができる効果がお
る。

【図面の簡単な説明】

ｉ１図はこの発明の一実施例によるエンジンの空燃比制
御装置の構成を示す構成図、第２図は同上実施例におけ
る空燃比制御装置内の演算器８３に記憶されて匹る目標
空燃比マッグを示す特性図、第３図は同上実施例におけ
るエンジンの運転状態の推移による目標空燃比の時間的
変化を示す特性図、第４図は従来のエンジンの空燃比制
御装置の構成を示す構成図、第５図は第４図のエンジン
の空燃比制御装置におけるしジェトロ制御時の目標空燃
比マツプを示す特性図、第６図は従来のエンジンの空燃
比制御装置におけるＤ−／エトｃＩ制御時の目標空燃比
マッグを示す特性図、第７図は従来のエンジンの目標空
燃比制御装置における判定器内に記憶されたＤジェトロ
判定吸気管圧力の特性図、第８図は従来のエンノンの目
標空燃比制御装置におけるエンジンの運転状態の推移に
よる目標空燃比の時間的変化を示す特性図である。 １　・・・エンジン、２・・・吸気量センサ、３・・・
スロットル弁、４・・・圧カセンツ、５・・・回転数セ
ンサ、７・−・インジェクタ、８・・・空燃比制御装置
、８１〜８４−・演算器、８５・・・判定器、８６−・
・スイッチ、なお、図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 薯狼１５Ｖ１１０　　　　　　　　　ｕ月、＃１■仙手
続補正書（自発） 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　特願昭６２−２４８４４７号２、
発明の名称 エンジンの空燃比制御装置 ３、補正をする者 ５、補正の対象 つ ６、　補正の内容 （１）　　明細書第１５頁１１行目の「少ない分だけ、
マツプ設定の工数を」を「少ない分だけ、ＲＯＭ容量の
低減、マツプ設定の工数を」と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸入空気量を検出する吸気量センサの出力を
   もとにエンジンへ供給する燃料量を決定するＬジエトロ
   方式とエンジンの吸気管圧力を検出する圧力センサの出
   力をもとにエンジンへ供給する燃料量を決定するＤジエ
   トロ方式を併用した空燃比制御装置において、上記Ｌジ
   エトロ方式制御時の基本燃料量を演算する第１の演算器
   と、上記Ｄジエトロ方式制御時の基本燃料量を演算する
   第２の演算器と、上記第１の演算器または第２の演算器
   からの基本燃料量出力に対し所望空燃比へ制御するため
   の補正演算を行なうとともに負荷入力を上記Ｌジエトロ
   用負荷入力の吸入空気量または上記Ｄジエトロ用負荷入
   力の吸気管圧力のいずれか一つに定めた第３の演算器と
   を備えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。