JPH02136528A - Exhaust gas temperature controller depending on air-fuel ratio control on internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas temperature controller depending on air-fuel ratio control on internal combustion engine

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JPH02136528A
JPH02136528A JP28829688A JP28829688A JPH02136528A JP H02136528 A JPH02136528 A JP H02136528A JP 28829688 A JP28829688 A JP 28829688A JP 28829688 A JP28829688 A JP 28829688A JP H02136528 A JPH02136528 A JP H02136528A
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air
temperature
fuel ratio
exhaust gas
engine
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松浦 幸三
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To control an air-fuel ratio without using an exhaust gas temperature detector as well as to keep off any thermal breakdown in an exhaust system by controlling the air-fuel ratio to the rich side according to the compared result between actual temperature around a combustion chamber and estimated temperature around the combustion chamber being set from engine load and speed. CONSTITUTION:In a control circuit inputting each output signal out of an air flow-meter 10, a knocking sensor 36, a head temperature sensor 39, a turning angle sensor 48, a cooling temperature sensor 38 or the like at time of vehicle running, a control signal is outputted, and an igniter 44 and a fuel injection valve 26 are controlled. In addition, an air-fuel ratio found on the basis of a driving state is controlled to the rich side according to exhaust gas temperature whereby this exhaust gas temperature is kept to be less than the specified value. Then, at time of this exhaust gas temperature control, actual temperature around a combustion chamber by the head temperature sensor 39 is compared with estimated temperature around the combustion chamber being set according to engine load and speed, and when a side of the actual temperature is higher than the estimated one, the air-fuel ratio should be controlled to the rich side.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の排気系を流れる排ガスの温度に応
じて機関負荷及び機関回転速度により定めされる空燃比
を制御して、排ガスの温度を所定値以下に保持させる内
燃機関の空燃比制御による排気温度制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention controls the air-fuel ratio determined by the engine load and engine rotational speed according to the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust system of an internal combustion engine. The present invention relates to an exhaust gas temperature control device using air-fuel ratio control for an internal combustion engine that maintains the temperature below a predetermined value.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に内燃機関、特に過給機付内燃機関では過給機によ
る圧縮過給のため吸気温度の上昇を伴い、また機関の低
速域から過給圧力の上昇を得、通路効果を発揮させるた
めには排ガスのタービン流入ノズル面積を極力小さくす
る必要があり、そのため機関高速域で排圧が上昇し、通
常使用されているガソリン燃料ではノッキングが起こり
易い状態となる。このため、排ガス温度は急激に上昇し
、排気系に装着された過給機及び触媒装置等の排気系部
品が高温にさらされ、熱破壊の恐れがある。
In general, internal combustion engines, especially internal combustion engines with a supercharger, are accompanied by an increase in intake air temperature due to compression supercharging by the supercharger, and in order to obtain an increase in supercharging pressure from the low speed range of the engine and to demonstrate the passage effect. It is necessary to minimize the area of the exhaust gas inlet nozzle into the turbine, which causes the exhaust pressure to rise in the high-speed range of the engine, making knocking more likely to occur with the normally used gasoline fuel. For this reason, the exhaust gas temperature rises rapidly, and exhaust system components such as a supercharger and a catalyst device installed in the exhaust system are exposed to high temperatures, and there is a risk of thermal breakdown.

このような、高速高負荷条件の高排気温を低下させるた
めに最も容易で安価である手段として、機関空燃比の制
御がある。その−例として特開昭56−81235号公
報には、排気系に過給機のタービンケーシングに流入す
る排ガスの温度を検出することが可能な温度検出器を設
け、排ガスの温度が所定値未満の時空燃比が理論空燃比
に近づくように燃料噴射量を定め、排ガスの温度が所定
値以上となったときに空燃比がリッチとなるように燃料
噴射量を定めるようにすることが開示されている。これ
により、過給機及び触媒装置等の排気系部品の熱破壊を
防止することができ、燃費も向上させることができる。
Controlling the engine air-fuel ratio is the easiest and cheapest means to reduce the high exhaust gas temperature under high-speed, high-load conditions. As an example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-81235 discloses that a temperature detector capable of detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine casing of the supercharger is installed in the exhaust system, and the temperature of the exhaust gas is lower than a predetermined value. It is disclosed that the fuel injection amount is determined so that the air-fuel ratio approaches the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel injection amount is determined so that the air-fuel ratio becomes rich when the exhaust gas temperature reaches a predetermined value or higher. There is. This can prevent heat damage to exhaust system components such as the supercharger and catalyst device, and can also improve fuel efficiency.

ところが、排ガスの温度を検出する温度検出器自体が高
温にさらされるため、この温度検出器を製作する際に耐
熱性の優れた材料を選択しなければならない。また、流
れている排ガスの温度を検出するため、排ガスの温度検
出器への当たり方により温度差が生じ、検出誤差を起こ
し易いという欠点がある。
However, since the temperature detector itself that detects the temperature of exhaust gas is exposed to high temperatures, it is necessary to select a material with excellent heat resistance when manufacturing this temperature detector. Furthermore, since the temperature of the flowing exhaust gas is detected, a temperature difference occurs depending on how the exhaust gas hits the temperature detector, and there is a drawback that detection errors are likely to occur.

このため、直接排ガスの温度を検出するのではなく、排
気温度以外の要素であるエンジン回転速度、エンジン負
荷及びスロットル開度等に基づいて排ガスの温度を推測
し、空燃比を制御することが考えられている(例えば、
特開昭58−51241号公報、特開昭60−5364
5号公報、特開昭62−87635号公報、特開昭62
−203965号公報参照)。これにより、排気系への
温度検出器を設置が不要となる。
Therefore, instead of directly detecting the exhaust gas temperature, it is considered to estimate the exhaust gas temperature based on factors other than the exhaust temperature, such as engine speed, engine load, and throttle opening, and control the air-fuel ratio. (e.g.
JP-A-58-51241, JP-A-60-5364
No. 5, JP-A-62-87635, JP-A-62-87635
(Refer to Publication No.-203965). This eliminates the need to install a temperature detector in the exhaust system.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記のように排気温度を直接検出しない
構成において、エンジン回転速度、エンジン負荷及びス
ロットル開度等の温度に関係のない要素で排ガスの温度
を推測すると、エンジン内部の水温や外気(エンジンル
ーム内を含む)の温度等の変化に対応することができず
、現在のエンジン状態を確実に把握できないため、推測
値に誤差が生じることとなり、排ガスの温度に対応した
正確な空燃比制御を行うことができない。
However, in a configuration in which the exhaust temperature is not directly detected as described above, if the exhaust gas temperature is estimated based on factors unrelated to temperature such as engine speed, engine load, and throttle opening, it will be The engine cannot respond to changes in temperature, etc. (including inside), and the current engine condition cannot be reliably grasped, resulting in errors in estimated values.Accurate air-fuel ratio control corresponding to exhaust gas temperature is required. I can't.

本発明は上記事実を考慮し、排気系の温度検出器を設け
ず、正確な排ガスの温度を推測して現在のエンジン状態
に最適な空燃比を制御することにより、排気系の熱破壊
を防止することができる内燃機関の空燃比制御による排
気温度制御装置を得ることが目的である。
Taking the above facts into consideration, the present invention prevents thermal damage to the exhaust system by estimating accurate exhaust gas temperature and controlling the air-fuel ratio that is optimal for the current engine condition, without providing an exhaust system temperature detector. The object of the present invention is to obtain an exhaust temperature control device for an internal combustion engine by controlling the air-fuel ratio.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る内燃機関の空燃比制御による排気温度制御
装置は、機関負荷及び機関回転速度により定められる空
燃比を内燃機関の排気系を流れる排ガスの温度に応じて
リッチに制御して、このリッチ側空燃比により燃焼させ
ることにより排ガスの温度を所定値以下に保持させる内
燃機関の空燃比制御による排気温度制御装置であって、
燃焼室を形成するエンジン本体に取付られ燃焼室周りの
実温度を検出するエンジン本体温度検出器と、機関負荷
及び機関回転速度に基づいて機関の定常運転時の前記燃
焼室周りの推定温度を設定する設定手段と、前記実温度
と推定温度とを比較する比較手段と、比較手段による比
較結果で実温度の方が高い場合は空燃比を前記リッチ側
空燃比に制御する空燃比制御手段と、を有している。
The exhaust temperature control device by air-fuel ratio control for an internal combustion engine according to the present invention richly controls the air-fuel ratio determined by the engine load and engine rotational speed in accordance with the temperature of exhaust gas flowing through the exhaust system of the internal combustion engine. An exhaust temperature control device using air-fuel ratio control for an internal combustion engine that maintains the temperature of exhaust gas below a predetermined value by performing combustion at a side air-fuel ratio,
An engine body temperature sensor is attached to the engine body that forms the combustion chamber and detects the actual temperature around the combustion chamber, and the estimated temperature around the combustion chamber is set during steady operation of the engine based on the engine load and engine rotation speed. a setting means for comparing the actual temperature and the estimated temperature; and an air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio to the rich side air-fuel ratio if the actual temperature is higher as a result of the comparison by the comparison means; have.

〔作用〕[Effect]

エンジン本体温度検出器により燃焼室周りの実温度を検
出する。この燃焼室周りの温度変化率は、排ガスの温度
変化率と路間等でるので、この実温度により排ガスの温
度を予測することができる。
The engine body temperature detector detects the actual temperature around the combustion chamber. Since the temperature change rate around the combustion chamber is dependent on the temperature change rate of the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas can be predicted from this actual temperature.

一方、設定手段では機関の定常運転時の燃焼室周りの温
度を機関回転速度及び機関負荷に基づいて推定し、推定
温度を設定する。この推定温度と前記実温度を比較手段
で比較して、実温度の方が高い場合は空燃比をリッチ側
空燃比に制御する。
On the other hand, the setting means estimates the temperature around the combustion chamber during steady operation of the engine based on the engine rotation speed and engine load, and sets the estimated temperature. This estimated temperature and the actual temperature are compared by a comparing means, and if the actual temperature is higher, the air-fuel ratio is controlled to a rich side air-fuel ratio.

これにより、排ガスの温度が低くなり、熱破壊等を防止
して排気系部品を保護することができる。
This lowers the temperature of the exhaust gas, prevents thermal damage, etc., and protects the exhaust system components.

また、推定温度の方が高い場合は空燃比を前記リッチ側
空燃比よりもリッチ側に制御しない。これは、例えば定
常運転状態から機関負荷が急激に大きくなった場合のよ
うな過渡時等では、実温度と推定温度との温度差に応じ
て熱量がエンジン本体に逃げ、排ガス温度は高温になら
ない。このため、リッチ側空燃比への制御移行を行わな
い。このため、排ガスを冷却する必要がなく、燃費向上
のため空燃比をリーンに制御することができる。
Furthermore, when the estimated temperature is higher, the air-fuel ratio is not controlled to be richer than the rich-side air-fuel ratio. This means that during transient times, such as when the engine load suddenly increases from a steady operating state, the amount of heat escapes to the engine body according to the temperature difference between the actual temperature and the estimated temperature, and the exhaust gas temperature does not reach a high temperature. . Therefore, the control is not shifted to the rich side air-fuel ratio. Therefore, there is no need to cool the exhaust gas, and the air-fuel ratio can be controlled to be lean in order to improve fuel efficiency.

〔実施例°〕[Example °]

第1図には本実施例に係る過給機付6気筒火花点火内燃
機関(エンジン)の概略が示されている。
FIG. 1 schematically shows a six-cylinder spark ignition internal combustion engine with a supercharger according to this embodiment.

エアクリーナ(図示せず)の下流側にはエアフロメータ
10が配置されている。このエアフロメータ10は、ダ
ンピングチャンバ内に回動可能に配置されたコンペンセ
ーションプレートIOAとコンペンセーションプレート
IOAに固定されたメジャリングプレートIOBとメジ
ャリングプレート10Bの開度変化から吸入空気遣を検
出するポテンショメータIOCとから構成されている。
An air flow meter 10 is arranged downstream of an air cleaner (not shown). This air flow meter 10 detects intake air flow from changes in the openings of a compensation plate IOA rotatably arranged in a damping chamber, and a measuring plate IOB and a measuring plate 10B fixed to the compensation plate IOA. It is composed of a potentiometer IOC.

エアフロメータ10の下流側近傍には吸気温センサ12
が配置されている。エアフロメータ10は、吸気通路1
4、サージタンク16及びインテークマニホールド18
を介してシリンダブロック17及びシリンダヘッド19
で構成されるエンジン本体20の吸気ポート22に連通
されている。サージタンク16の上流側にはスロットル
弁24が配置され、このスロットル弁24にはスロット
ル弁24の開度を検出するポテンショメータ式のスロッ
トルセンサ24Aが取付けられており、マタインテーク
マ二ホールド18には各気筒毎に突出するように燃料噴
射弁26が配置されている。吸気ポート22は吸気バル
ブ2OAを介してエンジン本体20内に形成された燃焼
室28に連通されている。この燃焼室28は、排気バル
ブ2OB、排気ポート30、エキゾーストマニホールド
32を介して排気通路34に連通されている。
An intake air temperature sensor 12 is located near the downstream side of the air flow meter 10.
is located. The air flow meter 10 is connected to the intake passage 1
4. Surge tank 16 and intake manifold 18
Cylinder block 17 and cylinder head 19 via
The intake port 22 of the engine body 20 is connected to the intake port 22 of the engine body 20. A throttle valve 24 is arranged on the upstream side of the surge tank 16, and a potentiometer-type throttle sensor 24A that detects the opening degree of the throttle valve 24 is attached to the throttle valve 24. A fuel injection valve 26 is arranged so as to protrude from each cylinder. The intake port 22 communicates with a combustion chamber 28 formed within the engine body 20 via an intake valve 2OA. This combustion chamber 28 is communicated with an exhaust passage 34 via an exhaust valve 2OB, an exhaust port 30, and an exhaust manifold 32.

エンジン本体20のシリンダブロック17には、圧電素
子や磁歪素子等で構成されたノンキングセンサ36が取
付けられている。また、エンジン本体20には、シリン
ダブロックを貫通してウォータジャケット内に突出する
ように冷却水温センサ38が取付けられている。さらに
、第2図に示される如く、エンジン本体20のシリンダ
ヘッド19には、シリンダヘッド19の温度を検出する
ヘッド温センサ39が取付けられている。
A non-king sensor 36 made of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, etc. is attached to the cylinder block 17 of the engine body 20. Further, a cooling water temperature sensor 38 is attached to the engine body 20 so as to penetrate through the cylinder block and protrude into the water jacket. Furthermore, as shown in FIG. 2, a head temperature sensor 39 is attached to the cylinder head 19 of the engine body 20 to detect the temperature of the cylinder head 19.

エンジン本体20の燃焼室28内に突出するように各気
筒毎に点火プラグ40が取付けられており、この点火プ
ラグ40はディストリビュータ42及びイブナイフ44
を介してマイクロコンピュータを含んで構成された制御
回路45に接続されている。ディストリビュータ42に
は、ディストリビュータシャフトに固定されたシグナル
ロータとディストリビュータハウジングに固定されたピ
ンクアップとで各々構成された気筒判別センサ46及び
回転角センサ48が取付けられている。気筒判別センサ
46は、720°CA毎に気筒判別信号を出力し、回転
角センサ48は30°CA毎に回転角信号を出力する。
A spark plug 40 is attached to each cylinder so as to protrude into the combustion chamber 28 of the engine body 20, and this spark plug 40 is connected to a distributor 42 and an eve knife 44.
It is connected via a control circuit 45 including a microcomputer. A cylinder discrimination sensor 46 and a rotation angle sensor 48 are attached to the distributor 42, each consisting of a signal rotor fixed to the distributor shaft and a pink-up fixed to the distributor housing. The cylinder discrimination sensor 46 outputs a cylinder discrimination signal every 720° CA, and the rotation angle sensor 48 outputs a rotation angle signal every 30° CA.

上記排気通路34にはバイパス通路52が連結されてお
り、このバイパス通路52内にはウェストゲートバルブ
54が配置されている。このウェストゲートバルブ54
は、リンク機構を介してアクチュエータ54Aに連結さ
れており、吸気通路14及び圧力導管54Bを介してア
クチュエータ54Aに供給される空気圧によってリンク
機構を介して開閉される。そして、吸気通路14内にコ
ンプレッサ56Aが位置しかつ排気通路34内にコンプ
レッサ56Aと連結されたタービン56Bが位置するよ
うに過給機56が配置されている。
A bypass passage 52 is connected to the exhaust passage 34, and a waste gate valve 54 is disposed within the bypass passage 52. This waste gate valve 54
is connected to the actuator 54A via a link mechanism, and is opened and closed via the link mechanism by air pressure supplied to the actuator 54A via the intake passage 14 and the pressure conduit 54B. The supercharger 56 is arranged such that the compressor 56A is located in the intake passage 14 and the turbine 56B connected to the compressor 56A is located in the exhaust passage 34.

上記エアフロメータ10、吸気温センサ12、スロット
ルセンサ24A、ノッキングセンサ36、ヘッド温セン
サ39、気筒判別センサ46、回転角センサ48及び冷
却水温センサ38は信号を人力するように制御回路45
に接続されており、また、イブナイフ44及び燃料噴射
弁26は制御回路45から出力される制御信号によって
制御されるように接続されている。
The air flow meter 10, intake temperature sensor 12, throttle sensor 24A, knocking sensor 36, head temperature sensor 39, cylinder discrimination sensor 46, rotation angle sensor 48, and cooling water temperature sensor 38 are controlled by a control circuit 45 so that signals are manually input.
Further, the Eve knife 44 and the fuel injection valve 26 are connected so as to be controlled by a control signal output from a control circuit 45.

マイクロコンピュータを含んで構成された制御回路45
は第3図に示すように、ランダムアクセスメモリ (R
AM)58、リードオンリメモIJ  (ROM)60
、マイクロプロセッシングユニット(MPU)62、第
1の人出カポ−トロ4、第2の人出カポ−トロ6、第1
の出力ポートロ8、第2の出カポ−)70及びこれらを
接続するデータバスやコントロールバス等のバス72を
備えている。第1の人出カポ−トロ4はアナログ−デジ
タル(A/D)変換器74、マルチプレクサ76及びバ
ッファ78A、78B、78C,78Dを各々介じてエ
アフロメーク10、吸気温センサ12、冷却水温センサ
38及びヘッド温センサ39に接続されている。また、
第1の人出カポ−トロ4は、A/D変換器74及びマル
チプレクサ76に制御信号を供給するように接続されて
いる。上記第2の入出カポ−トロ6は、波形整形回路8
0を介して気筒判別センサ46及び回転角センサ48に
接続されると共に、入力回路82を介してノッキングセ
ンサ36に接続され、また、直接スロットルセンサ24
Aに接続されている。
Control circuit 45 configured including a microcomputer
is a random access memory (R
AM) 58, read-only memory IJ (ROM) 60
, microprocessing unit (MPU) 62, first output capotro 4, second output capotro 6, first output capotro
The output port 8, the second output port 70, and a bus 72 such as a data bus or a control bus connecting these are provided. The first passenger capotro 4 is connected to an air flow make 10, an intake air temperature sensor 12, and a cooling water temperature sensor via an analog-digital (A/D) converter 74, a multiplexer 76, and buffers 78A, 78B, 78C, and 78D, respectively. 38 and a head temperature sensor 39. Also,
The first output capotro 4 is connected to provide control signals to the A/D converter 74 and the multiplexer 76 . The second input/output capotro 6 has a waveform shaping circuit 8.
0 to the cylinder discrimination sensor 46 and the rotation angle sensor 48, and is also connected to the knocking sensor 36 via the input circuit 82, and directly to the throttle sensor 24.
Connected to A.

上記第1の出力ポートロ8は駆動回路86を介してイグ
ナイタ44に接続され、第2の出力ポードア0は駆動回
路88を介して燃料噴射弁26に接続されている。なお
、90はクロック、92はタイマである。上記ROM6
0には、第5図に示すエンジン回転数Nと単位回転数当
たりの吸入空気IQ/Nとに基づくヘッド温の推定値の
マツプと第6図に示すエンジン回転数Nと単位回転数当
たりの吸入空気ff1Q/Nとに基づく空燃比A/Fの
マツプと、が記憶されている。また、ROM 60には
、以下で説明する制御ルーチンのプログラムが予め記憶
されている。
The first output port door 8 is connected to the igniter 44 via a drive circuit 86, and the second output port door 0 is connected to the fuel injection valve 26 via a drive circuit 88. Note that 90 is a clock and 92 is a timer. Above ROM6
0, a map of the estimated value of the head temperature based on the engine speed N and the intake air IQ/N per unit speed shown in Fig. 5, and a map of the estimated value of the head temperature based on the engine speed N and the intake air IQ/N per unit speed shown in Fig. 6. A map of the air-fuel ratio A/F based on the intake air ff1Q/N is stored. Further, the ROM 60 stores in advance a control routine program to be described below.

以下に本実施例の作用を第4図のフローチャートに従い
説明する。
The operation of this embodiment will be explained below with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップ100において第6図のマツプから空燃
比A/Fを読み込み、次いでステップ102へ移行して
読み込まれたA/Fが理論空燃比(=14.5)である
か否かが判断され、肯定判定された場合は、ステップ1
04へ移行して、読み込まれた空燃比A/Fに基づいて
燃料噴射が実行されこのルーチンは終了する。
First, in step 100, the air-fuel ratio A/F is read from the map shown in FIG. 6, and then in step 102, it is determined whether the read A/F is the stoichiometric air-fuel ratio (=14.5). , if the determination is positive, step 1
04, fuel injection is executed based on the read air-fuel ratio A/F, and this routine ends.

ステップ102において、否定判定された場合は、ヘッ
ド温に基づいて空燃比A/Fを補正する必要があると判
断され、ステップ106へ移行して、まず第5図のマツ
プから推定ヘッド温(マツプ値)を読み込む。次いで、
ステップ108ではヘッド温センサ39により実際のヘ
ッド温を検出した後(実測値)、ステップ110へ移行
して、マツプ値と実測値との差ΔTを演算する。
If the determination in step 102 is negative, it is determined that it is necessary to correct the air-fuel ratio A/F based on the head temperature, and the process proceeds to step 106. value). Then,
In step 108, the actual head temperature is detected by the head temperature sensor 39 (actually measured value), and then the process proceeds to step 110, where the difference ΔT between the map value and the actually measured value is calculated.

次のステップ112では、この差へTの絶対値が有意差
10℃以下か否かが判断される。この有意差はエンジン
の特性により異なり、本実施例では10℃としたが、こ
れに限定されるものではない。
In the next step 112, it is determined whether the absolute value of this difference T is a significant difference of 10° C. or less. This significant difference varies depending on the characteristics of the engine, and in this example, it was set to 10°C, but it is not limited to this.

ステップ112で肯定判定された場合は、ヘッド温によ
る空燃比A/Fの補正は必要ないと判断され、ステップ
104へ移行する。また、ステップ112で否定判定さ
れた場合は、ステップ114へ移行してマツプ値に対し
て実測値の方が高いか或いは低いかにより、空燃比A/
Fをリーンとするかリッチとするかを判断する。すなわ
ち、般に、燃焼室28による燃焼により発生する熱量は
、有効仕事+冷却損失+排気損失で表される。
If an affirmative determination is made in step 112, it is determined that there is no need to correct the air-fuel ratio A/F based on the head temperature, and the process proceeds to step 104. If a negative determination is made in step 112, the process proceeds to step 114, and the air-fuel ratio A/F is determined depending on whether the actual measured value is higher or lower than the map value.
Determine whether F should be lean or rich. That is, generally, the amount of heat generated by combustion in the combustion chamber 28 is expressed as effective work + cooling loss + exhaust loss.

実測値がマツプ値よりも低いときは、冷却水による熱量
が奪われる量が大きいので、排気温は上がることがなく
、空燃比A/Fをリッチにする必要がない。また、逆に
実測値がマツプ値よりも高いときは、熱量により排ガス
の温度が上昇されるので、空燃比A/Fをリッチとして
排気温を下げる必要がある。
When the actual value is lower than the map value, the amount of heat taken away by the cooling water is large, so the exhaust temperature does not rise and there is no need to make the air-fuel ratio A/F rich. Conversely, when the actual value is higher than the map value, the temperature of the exhaust gas increases due to the amount of heat, so it is necessary to lower the exhaust gas temperature by making the air-fuel ratio A/F rich.

なお、本実施例において、ノッキングセンサ36等によ
り点火進角制御が行われている場合は、冷却損失の増加
によりノンキングが抑えられ、より進角させることがで
きるので、有効仕事の減少は少なく、排気損失が大幅に
低下されることになる。
In this embodiment, when the ignition advance control is performed by the knocking sensor 36 or the like, non-king can be suppressed due to an increase in cooling loss, and the ignition can be advanced more, so that the reduction in effective work is small. Exhaust losses will be significantly reduced.

従って、ステップ114でΔT>Qと判定された場合は
、ステップ116へ移行して、変数AにΔT−10の演
算値を代入し、次いでステップ118でヘッド温50℃
単位で補正空燃比A/Fが1となるように、変数BにA
150の演算値を代入する。次のステップ120では、
空燃比A/FをA/F+Bの演算値に置き換えた後、ス
テップ104へ移行して、燃料噴射を実行する。
Therefore, if it is determined in step 114 that ΔT>Q, the process proceeds to step 116, where the calculated value of ΔT-10 is assigned to variable A, and then in step 118, the head temperature is set to 50°C.
Set A to variable B so that the corrected air-fuel ratio A/F is 1 in units.
Substitute the calculated value of 150. In the next step 120,
After replacing the air-fuel ratio A/F with the calculated value of A/F+B, the process moves to step 104 and fuel injection is executed.

ステップ114でΔT≦0と判定された場合は、ステッ
プ122へ移行して変数Aに1ΔT−10の演算値を代
入し、次いでステップ124でヘッド温50℃単位で補
正空燃比A/Fが1となるように、変数BにA150の
演算値を代入する。次のステップ126では、空燃比A
/Fをへ/F−Bの演算値に置き換えた後、ステップ1
04へ移行して、燃料噴射を実行する。なお、空燃比を
増減するヘッド温の単位は、上記50℃に限らず、エン
ジンの特性により最適値を設定することが好ましい。
If it is determined in step 114 that ΔT≦0, the process proceeds to step 122, where the calculated value of 1ΔT-10 is substituted for variable A, and then in step 124, the corrected air-fuel ratio A/F is adjusted to 1 in units of 50°C for the head temperature. The calculated value of A150 is assigned to variable B so that In the next step 126, the air-fuel ratio A
After replacing /F with the calculated value of /F-B, step 1
04 to execute fuel injection. Note that the unit of the head temperature for increasing/decreasing the air-fuel ratio is not limited to the above-mentioned 50° C., but it is preferable to set an optimum value depending on the characteristics of the engine.

このように、ヘッド温に基づいて空燃比A/Fを補正し
て、排気温を増加させないようにしているので、直接排
ガス温度を検出するための耐久性の優れたセンサが不要
となる。また、排ガス温度をヘッド温により推定してい
るので、例えば冷却水温や外気温等が考慮された現在の
エンジン状態に対応させることができ、実際の排ガス温
度との誤差も少なくすることができる。
In this way, since the air-fuel ratio A/F is corrected based on the head temperature to prevent the exhaust gas temperature from increasing, there is no need for a highly durable sensor for directly detecting the exhaust gas temperature. Furthermore, since the exhaust gas temperature is estimated based on the head temperature, it can be made to correspond to the current engine condition, taking into account, for example, the cooling water temperature and outside temperature, and the error with the actual exhaust gas temperature can be reduced.

次に上記制御に基づいて、定常状態からスロットル開度
を全開とした場合の具体的な例を第7図に従い説明する
Next, a specific example of the case where the throttle opening is fully opened from a steady state based on the above control will be described with reference to FIG.

第7図の時間0の状態では、車両がエンジン回転数Nが
3000 r p m、 Q/ Nが0.5で走行して
おり(第5図及び第6図A点参照)、空燃比A/Fは理
論空燃比(14,5)で制御され、ヘッド温は90℃と
なっている。
At time 0 in Fig. 7, the vehicle is running at an engine speed N of 3000 rpm, Q/N of 0.5 (see point A in Figs. 5 and 6), and an air-fuel ratio A. /F is controlled by the stoichiometric air-fuel ratio (14,5), and the head temperature is 90°C.

この状態からスロットルを全開とすると、第6図のマツ
プ上からA/Fが12.5が読み込まれる(第6図B点
参照)。また、第5図からヘッド温(170℃)が読み
込まれるが(第5図B点参照)、この変化は実際には第
7図の実線で示される如く、徐々に上昇することになる
。次にヘッド温センサ39により実際のヘッド温を検出
すると、第7図鎖線で示される如く、マツプによる推定
温度との間に差が生じている(初期測定時は100℃)
。この差に応じて、マツプのみによる空燃比A/F (
=12.5)よりもリーン側の空燃比A/F(=13.
7)に設定し、燃料の噴射を実行する。これにより、ス
ロットル開度が全開となってから所定の時間マツプのみ
による空燃比制御よりもり−ンとすることができるので
、その分燃費が向上される。
When the throttle is fully opened from this state, the A/F is read as 12.5 from the map in FIG. 6 (see point B in FIG. 6). Further, although the head temperature (170° C.) is read from FIG. 5 (see point B in FIG. 5), this change actually increases gradually as shown by the solid line in FIG. Next, when the actual head temperature is detected by the head temperature sensor 39, as shown by the chain line in FIG. 7, there is a difference between the temperature estimated by the map (100°C at the time of initial measurement).
. According to this difference, the air-fuel ratio A/F (
=12.5), the air-fuel ratio A/F (=13.
7) and execute fuel injection. As a result, the air-fuel ratio can be controlled for a predetermined period of time after the throttle opening is fully opened, and the fuel efficiency can be improved accordingly.

なお、本実施例では、過給機付エンジンを例にとって示
したが、過給機が付いていないエンジンについても同様
な効果をえることができる。また、本実施例゛では、機
関負荷を吸入空気IQとしたが、吸気管圧力を検出して
機関負荷を得てもよい。
In this embodiment, an engine with a supercharger is used as an example, but the same effect can be obtained with an engine without a supercharger. Further, in this embodiment, the engine load is taken as the intake air IQ, but the engine load may be obtained by detecting the intake pipe pressure.

また、本実施例ではヘッド温センサ39をシリンダヘッ
ド19へ取付けたが、シリンダブロック17へ取付けて
もよく、また、ヘッド温センザ39を複数個設けてもよ
い。
Further, in this embodiment, the head temperature sensor 39 is attached to the cylinder head 19, but it may be attached to the cylinder block 17, or a plurality of head temperature sensors 39 may be provided.

なお、本実施例ではベースとなる空燃比A/Fがマツプ
により定めたため、理論空燃比よりもリッチとなってい
るが、ベースとなる空燃比A/Fを理論空燃比としても
よい。
In this embodiment, the base air-fuel ratio A/F is determined by the map, so it is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, but the base air-fuel ratio A/F may be set to the stoichiometric air-fuel ratio.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く本発明に係る内燃機関の空燃比制御に
よる排気温度制御装置は、排気系の温度検出器を設けず
、正確な排ガスの温度を推測して現在のエンジン状態に
最適な空燃比を制御することにより、排気系の熱破壊を
防止することができるという優れた効果を有する。
As explained above, the exhaust temperature control device by controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine according to the present invention does not provide a temperature sensor in the exhaust system, and estimates the accurate exhaust gas temperature to determine the air-fuel ratio that is optimal for the current engine condition. Control has the excellent effect of preventing thermal damage to the exhaust system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本実施例に係る過給様相6気筒火花点火内燃機
関の概略構成図、第2図はシリンダヘッドの平面図、第
3図は制御ブロック図、第4図は空燃比制御フローチャ
ート、第5図はエンジン回転数及び吸入空気量に基づく
ヘッド温特性図、第6図はエンジン回転数及び吸入空気
量に基づく空燃比特性図、第7図は機関過渡時の特性を
示すタイムチャートである。 10・・・エアフローメータ、 20・・・エンジン本体、 26・・・燃料噴射弁、 28・・・燃焼室、 34・・・排気通路、 39・・・ヘッド温センサ、 45・・・制御回路。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a supercharged six-cylinder spark ignition internal combustion engine according to this embodiment, FIG. 2 is a plan view of a cylinder head, FIG. 3 is a control block diagram, and FIG. 4 is an air-fuel ratio control flowchart. Figure 5 is a head temperature characteristic diagram based on engine speed and intake air amount, Figure 6 is an air-fuel ratio characteristic diagram based on engine speed and intake air amount, and Figure 7 is a time chart showing characteristics during engine transients. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Air flow meter, 20... Engine body, 26... Fuel injection valve, 28... Combustion chamber, 34... Exhaust passage, 39... Head temperature sensor, 45... Control circuit .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)機関負荷及び機関回転速度により定められる空燃
比を内燃機関の排気系を流れる排ガスの温度に応じてリ
ッチに制御して、このリッチ側空燃比により燃焼させる
ことにより排ガスの温度を所定値以下に保持させる内燃
機関の空燃比制御による排気温度制御装置であって、燃
焼室を形成するエンジン本体に取付られ燃焼室周りの実
温度を検出するエンジン本体温度検出器と、機関負荷及
び機関回転速度に基づいて機関の定常運転時の前記燃焼
室周りの推定温度を設定する設定手段と、前記実温度と
推定温度とを比較する比較手段と、比較手段による比較
結果で実温度の方が高い場合は空燃比を前記リッチ側空
燃比に制御する空燃比制御手段と、を有する内燃機関の
空燃比制御による排気温度制御装置。
(1) The air-fuel ratio determined by the engine load and engine speed is richly controlled according to the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust system of the internal combustion engine, and combustion is performed using this rich air-fuel ratio to maintain the temperature of the exhaust gas to a predetermined value. This is an exhaust temperature control device that controls the air-fuel ratio of an internal combustion engine, and includes an engine body temperature sensor that is attached to the engine body forming the combustion chamber and detects the actual temperature around the combustion chamber, and an engine body temperature detector that detects the actual temperature around the combustion chamber, and the engine load and engine rotation. a setting means for setting an estimated temperature around the combustion chamber during steady operation of the engine based on the speed; a comparison means for comparing the actual temperature and the estimated temperature; and a comparison result by the comparison means that the actual temperature is higher. and an air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio to the rich side air-fuel ratio.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6851411B2 (en) * 2003-02-17 2005-02-08 Nissan Motor Co., Ltd. Knocking index value calculation device and calculation method thereof
WO2015186762A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-10 株式会社ミクニ Fuel injection controller of engine

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