JPH03275956A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に排気
センサからの検出信号を制御部に入力し、この制御部に
よって燃料噴射量を調整し、内燃機関の空燃比をフィー
ドバック制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。

［従来の技術］ 車両用内燃機関は、車両走行速度すなわち機関回転速度
及び負荷の変動が極めて大きく、この両変動要素を組み
合わせた各種の運転状態において、低燃費、少ない有害
排気ガス等の性能が要請される。このため、各種の運転
状態において、空燃比を適正に維持することが必要であ
る。

前記内燃機関には、運転中の空燃比を制御する空燃比制
御装置を有するものがある。この空燃比制御装置は、排
気ガス中の酸素量を０２センサ等の排気センサによって
検出し、排気センサからの検出信号により空燃比をフィ
ードバック制御し、運転性の向上や燃費の改善、排気ガ
スの清浄化等の種々の著効を奏している。

また、内燃機関の空燃比制ｍ装置には、特開昭６１−５
５３４０号公報に開示されるものがある。

この公報に開示されるエンジンの排気過熱防止空燃比制
御方法は、排気温度が設定値に達したことを検出する手
順と、排気温度が設定値に達した後は、空燃比を徐々に
過濃とする手順とを有し、排気温度が設定値に達した際
に空燃比を徐々に過濃とし、ドライバビリティや加速性
能、燃費性能を損なうことなく、適切な排気系の過熱防
止を確実に果たしている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の内燃機関の空燃比制御装置、例えば排
気センサである０２センサを利用するものにおいては、
制御中の空燃比が略理論空燃比（１４，７）付近にクロ
ーズ・ド・ルーフ制御、つまりフィードバック制御され
ている。

そして、低回転・低負荷域の運転条件において、空燃比
の良好なフィードバック制御を果たしている。

しかし、濃い空燃比が要求される高回転・高負荷域の運
転条件においては、略理論空燃比（１４゜７）付近に空
燃比を制御する０２センサを利用した空燃比のフィード
バック制御を行うことができなかった。

このため、高回転・高負荷域の運転条件においてはＮＯ
２センサによる空燃比のフィードバック制御を停止し、
オープン・ループ制御を行っているが、オーブン・ルー
プ制御による空燃比の正確性が低く、ドライバビリティ
や加速性等の機関性能、そして燃費を悪化させる慣れが
あり、実用上及び経済的に不利であるという不都合があ
る。

［発明の目的コ そこでこの発明の目的は、上述不都合を除去するために
、内燃機関のエンジン回転数が所定エンジン回転数未満
且つエンジン負荷が所定値未満の際に排気センサからの
検出信号によって内燃機関の空燃比を第１目標空燃比に
フィードバック制御するとともに、所定エンジン回転数
以上且つエンジン負荷が所定値以上の際には排気温セン
サからの検出信号によって内燃機関の空燃比を第１目標
空燃比よりもリッチ側の第２目標空燃比にフィードバッ
ク制御する制御部を設けたことにより、所定エンジン回
転数以上且つエンジン負荷が所定値以上の際にも空燃比
のフィードバック制御を行うことができ、空燃比制御を
正確に果たし得て、機関性能や燃費を向上し得る内燃機
関の空燃比制御装置を実現するにある。

［問題点を解決するための手段ｊ この目的を達成するためにこの発明は、排気センサから
の検出信号により燃料噴射量を調整して内燃機関の空燃
比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置
において、前記内燃機関の排気系に排気温度を検出する
排気温センサを設け、内燃機関のエンジン回転数が所定
エンジン回転数未満且つエンジン負荷が所定値未満の際
に前記排気センサからの検出信号によって内燃機関の空
燃比を第１目標空燃比にフィードバック制御するととも
に所定エンジン回転数以上且つエンジン負荷が所定値以
上の際には前記排気温センサからの検出信号によって内
燃機関の空燃比を前記第１目標空燃比よりもリッチ側の
第２目標空燃比にフィードバック制御する制御部を設け
たことを特徴とする。

［作用コ 上述の如く構成したことにより、内燃機関のエンジン回
転数が所定エンジン回転数未満且つエンジン負荷が所定
値未満の際には、排気センサからの検出信号を制御部に
入力させ、制御部によって内燃機関の空燃比を第１目標
空燃比にフィードバンク制御し、また、所定エンジン回
転数以上且つエンジン負荷が所定値以上の際には、排気
温センサからの検出信号を制御部に入力させ、制御部に
よって内燃機関の空燃比を第１目標空燃比よりもリッチ
側の第２目標空燃比にフィードバック制御し、所定エン
ジン回転数以上且つエンジン負荷が所定値以上の際にも
空燃比のフィードバック制御を行い、空燃比制御を正確
に果たし、機関性能や燃費を向上している。

［実施例コ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する
。

第１〜５図はこの発明の実施例を示すものである。第２
図において、２は例えば電子制御式燃料噴射システムの
空燃比制御装置を備えた内燃機関、４はシリンダブロッ
ク、６はシリンダヘッド、８はピストン、１０はエアク
リーナ、１２は吸気管、１４は吸気マニホルド、１６は
吸気通路、１８は排気管、２０は排気通路である。

前記エアクリーナ１０と吸気管Ｉ２間に吸気量を測定す
るエアフローメータ２２が設けられている。前記エアク
リーナ１０の上流側には、吸入空気者を低減させるレゾ
ネータ２４が設けられている。

前記吸気管１２は図示しないスロットルボディ、サージ
タンク部２６を介して吸気マニホルド１４に連通してい
る。前記吸気通路１６の下流側は、図示しない吸気弁を
介して内燃機関２の燃焼室２８に連通している。

この燃焼室２８には、図示しない排気弁を介して前記排
気通路２０が連通ずる。前記排気管１８には、排気セン
サである０２センサ３０が設けられている。０２センサ
３０は、排気通路２０内の酸素濃度を検出するものであ
る。

前記吸気マニホルド１４とシリンダヘッド６との接合部
位には、燃焼室２８方向に指向させて燃料噴射弁３２が
装着されている。

この燃料噴射弁３２には、燃料タンク３４内の燃料が圧
送される。すなわち、燃料タンク３４内の燃料は、燃料
ポンプ３６によって燃料供給通路３８に圧送され、燃料
フィルタ４０で濾過されて燃料分配管４２に至り、そし
て燃料圧力調整器４４によって圧力が調整されて燃料噴
射弁３２に送給される。

更に、図示しない吸気絞り弁の開度状態を検出するため
にスロットルセンサ４６が設けられている。

一方、パワーユニット４８に連絡したイグニシａンコイ
ル５０は、点火機構５２を構成するディストリビュータ
５４に連絡している。

また、前記内燃機関２のクランク角度を検出すべく、ク
ランク角センサ５６が設けられている。

前記内燃機関２のシリンダブロック４には、このシリン
ダブロック４に形成した図示しない冷却水通路内の機関
冷却水温度を検出する水温センサ５８が付設されている
。

前記エアフローメータ２２．０２センサ３０゜燃料噴射
弁３２、燃料ポンプ３６及びスロットルセンサ４６、パ
ワーユニット４８、クランク角センサ５６、水温センサ
５８は、制御部（エンジンコントロールモジュール；　
　ＥＣＭ）６０に連絡シている。

また、前記排気管１８の０２センサ３０よりも下流側部
位且つ、第２図に示す如く、触媒コンバータ６２よりも
上流側部位に排気温度を検出する排気温センサ６４を設
け、この排気温センサ６４をも前記制御部６０に連絡す
る。

この制御部６０は、内燃機関２のエンジン回転数が所定
エンジン回転数未満且つエンジン負荷が所定値未満の際
に排気センサたる前記０２センサ３０からの検出信号に
よって内燃機関２の空燃比を第１目標空燃比にフィード
バック制御するとともに、所定エンジン回転数以上且つ
エンジン負荷が所定値以上の際には前記排気温センサ６
４からの検出信号によって内燃機関２の空燃比（Ａ／Ｆ
）を前記第１目標空燃比よりもリッチ側の第２目標空燃
比にフィードバック制御する構成を有する。

詳述すれば、内燃機関２のエンジン回転数において所定
エンジン回転数をＡに設定するとともに、エンジン負荷
において所定値をＢに設定し、所定エンジン回転数Ａ未
満且つエンジン負荷が所定値Ｂ未満をα領域としく第４
図参照）、所定エンジン回転数Ａ以上且つエンジン負荷
が所定値８以上をβ領域とする（第４図参照）。

また、第１目標空燃比を例えば略理論空燃比の１４．７
に設定するとともに、第２目標空燃比を第１目標空燃比
よりもリッチ側の１２．０に設定する。

つまり、第５図に示す如く、前記制御部６０に目標排気
温度たる目標排気ガス温度をＣに設定した際に、例えば
排気温センサ６４からの検出信号による実際の排気ガス
温度が目標排気ガス温度Ｃと異なり、実際の排気ガス温
度が目標排気ガス温度Ｃよりも大なる場合には、空燃比
をリッチ化すべくフィードバック制御し、実際の排気ガ
ス温度を目標排気ガス温度Ｃに近づける。そして、実際
の排気ガス温度が目標排気ガス温度Ｃと等しくなった場
合には、空燃比を第２目標空燃比の１２゜０とするもの
である。

次に第１図の前記内燃機関２の空燃比制御装置の空燃比
制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

前記内燃機関２が駆動して空燃比制御用フローチャート
がスタートすると、内燃機関２の運転状態が所定エンジ
ン回転数３以上且つエンジン負荷が所定値８以上のβ領
域であるか否かの判断（１００）を行う。

そして、この判断（１００）がＮＯｌ　つまり内燃機関
２の運転状態が所定エンジン回転数Ａ未満且つエンジン
負荷が所定値８未満のα領域である場合には、空燃比を
第１目標空燃比の１４．７とすべくクローズ・ド・ルー
プ制御であるフィードバック制御を行う（１０２）。

また、判断（１００）がＹＥＳの場合には、実際の排気
ガス温度が目標排気ガス温度Ｃよりも大であるか否かの
判断（１０４）に移行する。

この判断（１０４）がＹＥＳの場合には、空燃比をリッ
チ化すべくフィードバック制御しく１０６）、判断（１
０４）がＮｏの場合には、空燃比をリーン化すべくフィ
ードバック制御する（１０Ｓ）。

これにより、内燃機関２の運転状態が所定エンジン回転
数３以上且つエンジン負荷が所定値８以上のβ領域の高
回転・高負荷域でのフィードバック制御が可能となり、
高回転・高負荷域における空燃比の正確性を向上させる
ことができ、ドライバビリティや加速性能等の機関性能
及び燃費を改善し得て、実用上及び経済的に有利である
。

また、前記制御部６０のソフトの変更と排気温センサ６
４の装着のみで対処できることにより、構成が極端に複
雑化する慣れがなく、製作が容易で、コストを低源に維
持することができるものである。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく
、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例においては、内燃機関の運転
状態をαとβとの領域に設定する際に、エンジン回転数
とエンジン負荷とを使用したが、エンジン負荷の代わり
に、エンジン負荷の増減に応じて変動するスロットル開
度を使用して内燃機関の運転状態をαとβとの領域に設
定することも可能である。

［発明の効果コ 以上詳細に説明した如くこの発明によれば、内燃機関の
エンジン回転数が所定エンジン回転数未満且つエンジン
負荷が所定値未満の際に排気センサからの検出信号によ
って内燃機関の空燃比を第１目標空燃比にフィードバッ
ク制御するとともに、所定エンジン回転数以上且つエン
ジン負荷が所定値以上の際には排気温センサからの検出
信号によって内燃機関の空燃比を第１目標空燃比よりも
リッチ側の第２目標空燃比にフィードバック制御する制
御部を設けたので、内燃機関の運転状態が所定エンジン
回転数以上且つエンジン負荷が所定値以上の高回転・高
負荷域でのフィードバック制御が可能となり、高回転・
高負荷域における空燃比の正確性を向上させ得て、ドラ
イバビリティや加速性能等の機関性能及び燃費を改善し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図は内燃機
関の空燃比制御装置の空燃比制御用フローチャート、第
２図は内燃機関の空燃比制御装置の概略図、第３図は制
御部の概略図、第４図はエンジン回転数とエンジン負荷
との関係を示す図、第５図は空燃比と排気ガス温度との
関係を示す図である。 図において、２は内燃機関、４はシリンダブロック、６
はシリンダヘッド、８はピストン、１０はエアクリーナ
、１２は吸気管、１４は吸気マニホルド、１６は吸気通
路、１８は排気管、２０は排気通路、２２はエアフロー
メータ、２６はサージタンク部、２８は燃焼室、３０は
０２センサ、３２は燃料噴射弁、３４は燃料タンク、３
８は燃料供給通路、４４は燃料圧力調整器、４６はスロ
ットルセンサ、４８はパワーユニット、５０はイグニシ
ゴンコイル、５２は点火機構、５４はディストリビュー
タ、５６はクランク角センサ、５８は水温センサ、６０
は制御部、６２は触媒コンバータ、６４は排気温センサ
である。 特　　　許　出願人　　鈴木自動車工業株式会社代　理
　人　弁理士　　西　　郷　　義　　美第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、排気センサからの検出信号により燃料噴射量を調整
   して内燃機関の空燃比をフィードバック制御する内燃機
   関の空燃比制御装置において、前記内燃機関の排気系に
   排気温度を検出する排気温センサを設け、内燃機関のエ
   ンジン回転数が所定エンジン回転数未満且つエンジン負
   荷が所定値未満の際に前記排気センサからの検出信号に
   よって内燃機関の空燃比を第１目標空燃比にフィードバ
   ック制御するとともに所定エンジン回転数以上且つエン
   ジン負荷が所定値以上の際には前記排気温センサからの
   検出信号によって内燃機関の空燃比を前記第１目標空燃
   比よりもリッチ側の第２目標空燃比にフィードバック制
   御する制御部を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃
   比制御装置。