JPH04112932A - 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） この発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。

（従来の技術） 電子制御の燃料噴射装置は燃料計量精度の高さから広く
採用されており、その燃料噴射量制御は、機関の負荷と
回転数から基本的な噴射量を算出し、これを機関の温度
、実空燃比およびその他の運転変数に応じ補正して実際
の噴射量を決定し、この噴射量をもとに噴射パルス信号
を燃料噴射弁に出力する。

ところで、こうした制御において、燃料噴射弁からシリ
ンダに達するまでの間に吸気管や吸気ボートの内壁面に
付着し、あるいは吸入されずに吸気管内に浮遊している
燃料の量（以下付着量と総称する）が、過渡時での燃料
供給の応答性や空燃比の制御精度に大きく影響する。

また、例えば吸気絞り弁の下流側にて吸気の流速を制御
するために流速制御手段を設けたものだと、付着量の影
響は大きい。流速制御手段としてはスワールコントロー
ルバルブ等が知られており、これは機関の低負荷低回転
域に吸気通路の有効面積を絞ることでシリンダに流入す
る吸気流速を高め、これにより燃焼室内にスワールを生
起して良好な燃焼性を確保するのであるが、この流速制
御手段の作動位置により吸気流速が変わると、付着量が
変化するのである。

そこで、この吸気系燃料の定常運転条件での付着量（平
衡付着量）、およびこの平衡付着量に対し１次遅れで変
化する付着量の演算値に基づいて付着状態（付着速度）
を判断し、一方流速制御手段に対してはその作動位置に
応じて平衡付着量を補正し、これらをもとに過渡補正量
を求め、この過渡補正量にて燃料噴射量を補正するよう
にした装置を本出願人が提案しており、これによれば加
減速運転ならびに流速制御手段にかかわらず精度および
応答性の良好な空燃比制御を得ることができる。（実開
昭６３−２６７３９号公報等参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このように付着量を考慮して燃料噴射量を補正
していても、流速制御手段の作動位置の変更時に補正が
合わず、空燃比が目標値から外れることがある。

即ち、スワールコントロールバルブ等の流速制御手段は
、制御装置からの信号に応答するアクチュエータを介し
て作動されるのであるが、制御装置から信号が発せられ
てから実際にバルブが作動されるまでの間に遅れがある
。このため、閉信号と同時にバルブの閉領域に対する平
衡付着量の補正を行ったり、あるいは開信号と同時にバ
ルブの開領域に対する平衡付着量の補正を行ったのでは
、噴射量が過不足することが避けられず、−時的に空燃
比がリッチになったり、リーンになったりしてしまうの
である。

この発明は、このような問題点を解決することを目的と
している。

（課題を解決するための手段〉 この発明は、第１図に示すように運転状態に応じた基本
的な燃料噴射量を演算する手段１と、吸気系燃料の定常
運転条件下での平衡付着量を運転状態に応じて演算する
手段２と、この平衡付着量と平衡付着量に対し１次遅れ
で変化する付着量の演算値との偏差に基づいて付着速度
を演算する手段３と、この付着速度にて前記基本噴射量
を補正演算する手段４と、この付着速度を前回演算され
た付着量に加算して今回の付着量を演算する手段５とを
備えると共に、吸気絞り弁よりも下流側にて位置して機
関吸気通路の途中に設けられる流速制御手段６の作動位
置と運転状態とに基づいて前記平衡付着量に対する補正
係数を演算する手段７と、この補正係数に応じて平衡付
着量を補正する手段８とを備えた内燃機関の空燃比制御
装置において、前記流速制御手段６の作動位置の変更時
は、変更開始から所定時間経過後に変更に基づく前記補
正係数の演算を開始させる遅延手段９を設ける。

（作用） したがって、流速制御手段６の作動位置を変更するとき
は、所定時間の経過前は変更前の作動位置に基づく補正
係数から平衡付着量を求め、所定時間の経過後は変更位
置に基づく補正係数から平衡付着量を求めるので、流速
制御手段の作動遅れに対して適切な平衡付着量を求める
ことができ、これらの平衡付着量をもとに噴射量を制御
するので、流速制御手段の作動位置の変更時に噴射量が
過不足することを防止できる。

（実施例） 第２図は本発明の実施例を示すもので、２０はエンジン
本体、２１は吸気通路、２２は絞り弁、２３は絞り弁２
２下流の吸気ボート２４に設置した燃料噴射弁、２５は
燃料噴射弁２３の直上流にて吸気ボート２４に介装した
流速制御手段としてのスワールコントロールバルブ（Ｓ
ＣＶ）、２６は点火プラグ、２７は排気通路、２８は触
媒装置である。

また、２９はエンジンの吸入空気量を検出するエアフロ
ーセンサ、３０は絞り弁２２の開度を検出する絞り弁開
度センサ、３１はエンジンの冷却水温を検出する水温セ
ンサ、３２はエンジンの回転数を検出するディストリビ
ュータ３３内蔵の回転センサ、３４は排気中の酸素濃度
がら空燃比を検出する空燃比センサである。

スワールコントロールバルブ２５は、制御電磁弁３５を
介してオンオフされる吸気管負圧を圧力源として作動す
るダイヤフラム式のアクチュエータ３６と連接しており
、常態ではアクチュエータ３６のスプリングにより全開
位置に保持されているが、制御電磁弁３５がオンされア
クチュエータ３６に負圧が導入されると、スプリングに
抗して閉位置へと作動する。スワールコントロールバル
ブ２５が閉位置に作動されると、吸気ボート２４の有効
通路面積が絞られて吸気流速が高まる。

３７のコントロールユニットはマイクロコンピュータか
らなり、前記各センサの検出信号に基づき燃料噴射弁２
３の燃料噴射量を制御する。また、コントロールユニッ
ト３７はエンジンの負荷（吸入空気量、絞り弁開度）信
号とエンジンの回転数信号とに基づき、所定の低負荷低
回転域に前記制御電磁弁３５をオンしスワールコントロ
ールバルブ２５を閉位置に制御する。

なお、３８はエアレギュレータ、３つはアイドル制御バ
ルブ、４０はＥＧＲＩＩ＃Ｊ４バルブ、４１はエアイン
ジェクションバルブを示す。また、４２は燃料タンク、
４３は燃料プレッシャレギュレータ、４４はカーボンキ
ャニスタを、４５はイグニッションスイッチ、４６は点
火コイル、４７はトランスミッションを示す。

次に、燃料噴射量制御を説明する。

燃料噴射量Ｔｉ（燃料噴射弁２３の噴射パルス幅）は、
エンジンの負荷Ｑａと回転数Ｎから基本的な噴射量Ｔｐ
を算出し、この噴射量Ｔｐを実空燃比のフィードバック
値、吸気ボート内の付着量に基づく過渡補正量ＫＡＴＨ
Ｏ３およびその他の運転変数に応じ補正して求める。こ
れを次式に示す。

Ｔｐ＝ＫＸＱａ／Ｎ　　　　　　　　　　・　・・　（
１）Ｔｉ＝　　（Ｔｐ＋ＫＡＴＨＯ３）ＸＣＯＥＦＸＬ
ＡＭＢＤＡ＋Ｔｓ　　　　　　−＝　　（２）ただし、
Ｋ、定数 Ｃ０ＥＦ　、各種補正係数の総和 ＬＡＭＢＤＡ　；空燃比補正係数 Ｔｓ；無効パルス幅 である。

過渡補正量ＫＡＴＨＯ８は、第３図に示すように定常運
転条件下での平衡付着量ＭＦＨと、この平衡付着量ＭＰ
Ｈに対し１次遅れで変化する付着量ＭＰの演算値との偏
差に基づいて求める（ステップ１０１〜１０６）、これ
は次式から求める。

ＫＡＴＨＯ３＝ＶＭＦＸＧＨＦ　　−１３Ａ）ＶＭＦ＝
　（ＭＦＨ−ＭＰ　（旧））ｘＫＭＦ・・・・（３Ｂ） ＭＦ＝ＭＦ　（旧）＋ＶＭＦ　　　・・・・（３Ｃ）Ｋ
ＭＦ＝　（ＫＭＦＡＴ＋ＫＭＦＶＭＦ）ｘＫＭＦＮｘＫ
ＭＦＤＢＴ・−（３Ｄ）ＧＨＦ＝ＧＨＦＱｃｙ　ｌ　ｘ
ＧＨＦＦＢＹＡ・・・・（３Ｅ） ただし、ＶＭＦ；付着速度（ＵＳ／噴射）ＫＭＦ　、分
量割合（％〉 ＫＭＦＡＴ；基本分量割合（％） ＫＭＦＶＭＦ　；分量割合の付着速度 補正率（％） ＫＭＦＮ　、分量割合の回転補正率（％）ＫＭＦＤＢＴ
　、分量割合のブースト 補正率（％） ＧＨＦ　、補正率（％） ＧＨＦＱｃｙｌ；減速補正率（％） ＧＨＦＦＢＹＡ；空燃比補正率（％） で、（旧）は前回の演算値である。

ここに、平衡付着量ＭＦＨは、吸入空気量Ｑａ、エンジ
ン回転数Ｎ、冷却水温Ｔｗをパラメータとした実測デー
タで、３次元マツプの検索と直線近似の補間計算により
演算される。

平衡付着量ＭＰＨに対する付着速度ＶＭＦは、平衡付着
量との間に偏差（ＭＦＨ−ＭＦ　（旧））が生じた場合
に、その偏差に付着量の演算値が単位周期当たりにどの
程度の割合で接近するかを表す係数ＫＭＦを乗算するこ
とにより求められる。

付着量ＭＦは、前回の演算値ＭＰ（旧）に今回求めた付
着速度ＶＭＦを加算して求められる。

分量割合ＫＭＦは、一定値でもよいが、この場合冷却水
温Ｔｗ等をパラメータとしたマツプ検索により基本値Ｋ
ＭＦＡＴを求め、さらに付着速度ＶＭＦ、エンジン回転
数回転数基づく補正を行う。

補正率ＧＨＦは、燃料の揮発状態の相違等を考慮する値
で、これは空燃比あるいは減速時の吸入負圧の発達によ
って揮発状態が変わり、付着量が異なるため、空燃比を
パラメータに算出し、さらに減速時（ＶＭＦは負）は１
以下のＧＨＦＱｃｙｌを乗算して求める。

一方、スワールコントロールバルブ２５を介装したエン
ジンだと、スワールコントロールバルブ２５の作動位置
によって平衡付着量ＭＦＨが変化することから、この場
合スワールコントロールバルブ２５の作動位置に応じて
平衡付着量ＭＦＨを修正する必要があるが、これは第４
図に基づいて行う。

即ち、平衡付着量ＭＰＨに対するスワールコントロール
バルブ２５の開位置での補正係数ＭＦＨＱＴを設定した
補正マツプＭＭＦＨＱＴと、スワールコントロールバル
ブ２５の閉位置での補正係数ＭＦＨＱＴを設定した補正
マツプＭＭＦＳＣＶとを設ける。

そして、エンジンの低負荷低回転域にスワールコントロ
ールバルブ２５を閉位置に作動するために制御電磁弁３
５にオン信号が出力されると、その出力時点から所定時
間Ｃが経過するまでは、その出力前のスワールコントロ
ールバルブ２５の開位置での補正マツプＭＭＦＨＱＴか
ら補正係数ＭＦＨＱＴを読み出し、所定時間Ｃが経過し
た後は、スワールコントロールバルブ２５の閉位置での
補正マツプＭＭＦＳＣＶから補正係数ＭＦＨＱＴを読み
出すくステップ２０２．２０３〜２０７）。

また、エンジンが低負荷低回転以外の運転域に入り、ス
ワールコントロールバルブ２５を開位置に戻すために制
御電磁弁３５のオフ信号が出力されると、その出力時点
から所定時間Ｃが経過するまでは、その出力前のスワー
ルコントロールバルブ２５の閉位置での補正マツプＭＭ
ＦＳＣＶから補正係数ＭＦＨＱＴを読み出し、所定時間
Ｃが経過した後は、スワールコントロールバルブ２５の
開位置での補正マツプＭＭＦＨＱＴから補正係数ＭＦＨ
ＱＴを読み出す（ステップ２０２．２０８〜２１２）。

なお、各マツプＭＭＦＨＱＴ、ＭＭＦＳＣＶに割り付け
た補正係数ＭＦＨＱＴは、エンジン回転数Ｎ、吸入空気
量Ｑａあるいは絞り弁開度ＴＶＯをパラメータとした実
測に基づく値である。

そして、このようにして読み出した補正係数ＭＦＨＱＴ
を先に算出しておいた平衡付着量ＭＦＨに乗じ、この修
正後の平衡付着量ＭＦＨをもとに第３図にて前述の過渡
補正量ＫＡＴＨＯ３を求めるのである。そして、この過
渡補正量ＫＡＴＨＯ８を用いて前（２）式から補正後の
燃料噴射量Ｔｉを求め、このＴｉに基づく噴射パルス信
号を燃料噴射弁２３に出力する。

このため、スワールコントロールバルブ２５の作動位置
に応じて、吸気ボート内の付着量に基づく適切な過渡補
正量を求めることができると共に、スワールコントロー
ルバルブ２５の開位置から閉位置への切替え時に、スワ
ールコントロールバルブ２５が閉位置に切替わる前に閉
位置における補正を行って補正量が過小となったり、あ
るいはスワールコントロールバルブ２５の閉位置から開
位置への切替え時に、スワールコントロールバルブ２５
が開位置に切り替わる前に開位置における補正を行って
補正量が過大となることを防止できる。

したがって、スワールコントロールバルブ２５の作動位
置および作動遅れにかかわらず、常に燃料噴射量を適正
に制御することができ、これにより優れた燃料応答なら
びに空燃比の高い制御精度を確保することができる。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、運転状態に応じた基本
的な燃料噴射量を演算する手段と、吸気系燃料の定常運
転条件下での平衡付着量を運転状態に応じて演算する手
段と、この平衡付着量と平衡付着量に対し１次遅れで変
化する付着量の演算値との偏差に基づいて付着速度を演
算する手段と、この付着速度にて前記基本噴射量を補正
演算する手段と、この付着速度を前回演算された付着量
に加算して今回の付着量を演算する手段とを備えると共
に、吸気絞り弁よりも下流側にて位置して機関吸気通路
の途中に設けられる流速制御手段の作動位置と運転状態
とに基づいて前記平衡付着量に対する補正係数を演算す
る手段と、この補正係数に応じて平衡付着量を補正する
手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前
記流速制御手段の作動位置の変更時は、変更開始から所
定時間経過憶に変更に基づく前記補正係数の演算を開始
させる遅延手段を設けたので、流速制御手段の作動位置
の変更時にその作動遅れにかかわらず適正な噴射量を確
保することができ、空燃比の優れた制御精度を維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例を示
す構成図、第３図、第４図は制御内容を示すフローチャ
ートである。 ２２・・・絞り弁、２３・・・燃料噴射弁、２５・・ス
ワールコントロールバルブ、２９・・エアフローセンサ
、３０・・・絞り弁開度センサ、３１・・水温センサ、
３２・・・回転センサ、３３・・・空燃比センサ、３５
・・制御電磁弁、３６・アクチュエータ、３７・・・コ
ントロールユニット 第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運転状態に応じた基本的な燃料噴射量を演算する手段と
   、吸気系燃料の定常運転条件下での平衡付着量を運転状
   態に応じて演算する手段と、この平衡付着量と平衡付着
   量に対し１次遅れで変化する付着量の演算値との偏差に
   基づいて付着速度を演算する手段と、この付着速度にて
   前記基本噴射量を補正演算する手段と、この付着速度を
   前回演算された付着量に加算して今回の付着量を演算す
   る手段とを備えると共に、吸気絞り弁よりも下流側にて
   位置して機関吸気通路の途中に設けられる流速制御手段
   の作動位置と運転状態とに基づいて前記平衡付着量に対
   する補正係数を演算する手段と、この補正係数に応じて
   平衡付着量を補正する手段とを備えた内燃機関の空燃比
   制御装置において、前記流速制御手段の作動位置の変更
   時は、変更開始から所定時間経過後に変更に基づく前記
   補正係数の演算を開始させる遅延手段を設けたことを特
   徴とする内燃機関の空燃比制御装置。