JPH0415963Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、空燃比フイードバツク制御時に発生
する出力変動を抑制する内燃機関の制御装置に関
する。

＜従来の技術＞ 近年、車両用内燃機関においては、所定の運転
時（例えば定常運転時）に排気中の酸素濃度等か
ら実際に空燃比を検出し、該空燃比を目標値（λ
＝１）に近づけるようにフイードバツク制御する
ことが一般的に行われているが、具体的には燃料
供給量若しくは吸入空気流量のいずれかを制御し
て実際の空燃比を目標値に近づけるように制御し
ている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ したがつて、燃料供給量を制御するものでは、
実際の空燃比が目標値から外れたときにこれを修
正する方向に燃料供給量を第６図ａに示すように
周期的に変化させるように制御しているため、該
変化に対応して機関出力も変動する。これによ
り、第６図ｂに示すように、機関回転速度も周期
的に変化し、また回転変化に伴つて第６図ｃに示
すように車両ねじり振動（車両進行方向と後退方
向とのガクガク振動）が発生するという問題点が
ある。尚、第６図ｄは、燃焼室の図示平均有効圧
の変化である。

本考案は、このような実状に鑑みてなされたも
ので、空燃比のフイードバツク制御時に発生する
機関回転変動を低減する内燃機関の空燃比制御装
置を提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ このため、本考案は第１図に示すように、機関
の実際の空燃比を検出する空燃比検出手段Ａと、
機関運転状態に応じた目標空燃比を設定する空燃
比設定手段Ｂと、設定された目標空燃比と検出さ
れた実際の空燃比とに基づいて実際の空燃比を目
標空燃比に近づけるように空燃比補正量を演算す
る空燃比補正量演算手段Ｃと、演算された空燃比
補正量と目標空燃比とに基づいて空燃比をフイー
ドバツク制御する空燃比フイードバツク制御手段
Ｄと、機関運転状態に応じた点火時期を設定する
点火時期設定手段Ｅと、実際の空燃比若しくはこ
れに対応する実際の制御量が目標空燃比若しくは
前記制御量に対応する目標制御量に対し正側から
負側若しくはこれとは逆側に反転したか否かを判
定する判定手段Ｆと、該判定手段Ｆの判定結果に
基づいて前記点火時期を前記判定時から所定のデ
イレイ時間経過後に進・遅角補正する補正手段Ｇ
と、補正された点火時期に基づいて点火栓Ｈを点
火制御する点火時期制御手段Ｉと、を備えるよう
にした。

＜作用＞ このようにして、空燃比補正量若しくはこれに
関連する制御量に基づいて点火時期を補正制御
し、空燃比フイードバツク制御による回転変動
（又はトルク変動）を抑制するようにした。

＜実施例＞ 以下に、本考案の一実施例を第２図〜第４図に
基づいて説明する。

第２図において、機関１には、エアクリーナ
２、吸気ダクト３、スロツトルチヤンバ４及び吸
気マニホールド５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３にはエアフローメータ６が設けら
れていて、吸入空気流量に対応する電圧信号を出
力する。スロツトルチヤンバ４には図示しないア
クセルペダルと連動するスロツトル弁７が設けら
れ、吸入空気流量を制御する。スロツトル弁７に
はその開度を検出するスロツトルセンサ８が付設
されている。また、スロツトル弁７をバイパスし
て補助空気通路９が設けられ、この補助空気通路
９にはアイドル制御弁１０が介装されている。こ
のアイドル制御弁１０は、後述する制御装置１１
からの信号により開度を制御されるもので、アイ
ドル時に実際のアイドル回転数と目標回転数との
比較結果に応じ、アイドル回転数を目標アイドル
回転数にフイードバツク制御すべく開度を制御さ
れる。吸気マニホールド５には各気筒毎に燃料噴
射弁１２が設けられていて、制御装置１１からの
駆動パルス信号により開弁し、図示しない燃料ポ
ンプから圧送されてプレツシヤレギユレータによ
り所定の圧力に制御された燃料を機関１に噴射供
給する。

機関１の各気筒には、点火栓１３が設けられて
いて、これらには点火コイル１４にて発生する高
電圧がデイストリビユータ１５を介して順次印加
され、これにより火花点火して混合気を着火燃焼
させる。ここで、点火コイル１４はそれに付設さ
れたパワートランジスタ１６を介して高電圧の発
生時期を制御される。従つて、点火時期の制御
は、パワートランジスタ１６のON・OFF時期を
後述する制御装置１１からの点火信号で制御する
ことにより行う。

デイストリビユータ１５には光電式クランク角
センサ１７が内蔵されている。光電式クランク角
センサ１７は、デイストリビユータシヤフト１８
と一体に回転するシグナルデイスクプレート１９
と、検出部２０とよりなる。シグナルデイスクプ
レート１９には、360個のポジシヨン信号（1°信
号）用スリツト２１と、４気筒の場合、４個のリ
フアレンス信号（180°信号）用スリツト２２とが
形成されており、４個のリフアレンス信号用スリ
ツト２２のうち１個は気筒の判別用でもある。検
出部２０はこれらのスリツト２１，２２を検出
し、ポジシヨン信号（デイストリビユータシヤフ
ト１８の１回転につき360個のスリツト２１から
720個のポジシヨン信号）と、気筒判別信号を含
むリフアレンス信号とを出力する。

また、機関１の排気通路２３には、排気中の酸
素濃度を検出して実際の空燃比を検出する空燃比
検出手段としての酸素濃度センサ２４が設けら
れ、酸素濃度センサ２４の検出信号は制御装置１
１に入力されている。

制御装置１１は、第３図に示すプログラムに従
つて作動する。ここでは、制御装置１１が空燃比
設定手段、空燃比補正量演算手段、空燃比フイー
ドバツク制御手段、点火時期設定手段、補正手段
とを兼ね、制御装置１１、点火コイル１４、デイ
ストリビユータ１５、パワートランジスタ１６と
により点火時期制御手段が構成される。

次に、作用を第５図に参照しつつ第３図及び第
４図のフローチヤートに従つて説明する。

まず、噴射量制御ルーチンについて説明する
と、S1ではエアフローメータ４からの吸入空気
流量Ｑ信号及び回転数センサ（図示せず）からの
機関回転数Ｎ信号に基づき基本燃料噴射量T_pを
次式により演算する。

T_p＝Ｋ・Ｑ／Ｎ（但し、Ｋは定数） S3では、水温センサ（図示せず）から水温T_w
信号やスロツトルセンサ８からのスロツトル弁開
度θ信号等に基づき、各種補正係数COEFを演算
する。

S2では、バツテリ電圧に応じて燃料噴射弁の
開弁に要する立ち上がり無効パルス幅T_sを演算
する。

S4では、空燃比フイードバツク制御を行う運
転状態であるか否かの判定を行う。具体的には、
水温センサにより検出される水温が所定値以上で
スロツトルセンサ８により検出されるスロツトル
弁開度が全開（高負荷運転）ではなく、かつ、ス
ロツトル弁の開度変化率が所定値以下の定常運転
条件であつて、酸素濃度センサ２４が正常と判定
されたとき等が空燃比フイードバツク制御条件に
該当する。そして、空燃比フイードバツク制御を
行わない場合はS5に進み、空燃比補正量として
の空燃比フイードバツク補正係数αを所定値α₀
（例えばα₀＝１）に固定し、S6に進み、燃料噴射
量T_i＝T_p×COFF×α₀＋T_sにより演算し、S11に
進む。

また、空燃比フイードバツク制御条件と判定さ
れたときにはS7に進み、マツプから目標空燃比
λ₀を検索する。ここで目標空燃比λ₀は機関運転状
態（例えば機関回転数）に拘わらず、例えば１に
設定されている。

S8では、前記酸素濃度センサ２４の出力電圧
に基づいて検出された実際の空燃比λと、前記目
標空燃比λ₀とを比較する。そして、実際の空燃比
λが目標空燃比λ₀以上すなわち目標空燃比λ₀より
希薄側と判定されたときには、S9で空燃比フイ
ードバツク補正係数αを増加させ、実際の空燃比
λが目標空燃比λ₀未満すなわち過濃側と判定され
たときには、S10で空燃比フイードバツク補正係
数αを減少させる。

このようにして、実際の空燃比λの変化（第５
図ｆ）に対応させて空燃比フイードバツク補正係
数αを増減するが、詳細には空燃比フイードバツ
ク補正係数αは常に一定でなく、第５図ａのよう
に実際の空燃比λが目標空燃比λ₀に対して希薄側
若しくは過濃側に切換わつた直後に増減量が大き
く、それ以外のときの増減量は徐々に変化するよ
うに設定するいわゆるPI制御が行われる。

S11では、S9若しくはS10にて得られた空燃比
フイードバツク補正係数αに基づいて燃料噴射量
T_i＝T_p×COFF×α＋T_sを演算する。S12では、
S6若しくはS12にて得られた燃料噴射量T_iに対応
する駆動パルス信号を燃料噴射弁１２に出力し、
燃料噴射を行わせる。

このようにして、実際の空燃比が目標空燃比に
近づくように空燃比フイードバツク制御を行う
と、実際の空燃比は第６図ｆに示すように、目標
空燃比を中心として周期的に変動する。

次に、点火時期制御ルーチンを説明すると、
S21では、機関運転状態に基づいて点火時期（上
死点を基準とする）ADV₀をROMから検索する。
点火時期ADV₀は、例えば機関回転数と基本燃料
噴射量T_pとに基づいてROMに記憶されている。

S22では、最新の燃料噴射量の最大値T_inaxと最
小値T_inioとから平均噴射量_iを算出する。S23で
は、前記S4と同様に空燃比フイードバツク条件
か否かを判定する。そして、空燃比フイードバツ
ク制御を行わないときにはS24へ進み、点火時期
補正量HADVを０とした後、S25で点火時期
ADVを前記点火時期ADV₀に設定し、S31に進
む。

また、空燃比フイードバツク条件と判定された
ときには、S26に進み、実際の空燃比に対応する
現在の燃料噴射量T_iが前記平均噴射量_iを超え
ているか否かを判定する。このようにして、目標
空燃比に対応する平均噴射量_iに対し現在の燃
料噴射量が正側から負側あるいはこれとは逆側に
反転したことを判定する。そして、YESすなわ
ちT_i＞_iのときには、S27でT_i−_iに基づいて点
火時期補正量HADVを点火時期補正マツプから
検索する。この点火時期補正マツプはは第５図に
示すように点火時期補正量HADVがT_i−_iの変
化に比例して変化するように設定されている。

S28及びS29では、前記点火時期ADV₀から検
索された点火時期補正量HADVを減算して点火
時期ADVを求める。したがつて、T_i＞_iのとき
にはT_i−_iの差に応じて点火時期ADVは点火時
期ADV₀よりデイレイ時間経過後遅角される。

また、S26でNOすなわちT_i≦T_iと判定された
ときにはS30に進み、前記S27と同様にT_i−_iに
基づいて点火時期補正量HADVを点火時期補正
マツプから検索する。S31及びS32では、前記点
火時期ADV₀に検索された点火時期補正量
HADVを加算し、点火時期ADVを求める。した
がつて、Ｔ≦T_iのときにはT_i−_iの差に応じて
点火時期ADVは点火時期ADV₀よりデイレイ時
間経過後進角される。ここで、デイレイ時間は空
燃比フイードバツク補正係数αの変化に対応して
変化する燃料噴射量によつて機関が駆動され、所
定時間遅れるため設定したものである。また、デ
イレイ時間は機関回転速度の増大に伴つて減少す
るように設定されている。

S33では、S25，S28またはS30にて求められた
点火時期ADVに基づいてパワートランジスタ１
６を作動させ、前記点火時期ADVに点火栓１３
を点火させる。

このようにして、空燃比フイードバツク係数α
の変化に対応する燃料噴射量T_iの変化に基づい
て、燃料噴射量の増減とは逆に第６図ｅに示すよ
うに点火時期ADVと進・遅角制御すると燃焼室
の図示平均有効圧は燃料噴射量T_iの変化に拘わら
ず略一定となる。

これにより、空燃比フイードバツク制御時の機
関回転変動を最小限に抑制でき、もつて、車両ね
じり振動も抑制できる。また、点火時期を所定の
デイレイ時間経過後に進・遅角補正するようにし
たので、実際に燃料が機関に供給されてその燃料
噴射量に対応する出力トルクが発生するタイミン
グまでには燃料の壁流化により所定時間を要する
が、この所定時間に対応させて点火時期がデイレ
イされて進・遅角補正されるため、前記機関回転
変動を大幅に抑制できる。さらに、デイレイ時間
を機関回転速度に応じて変化させるようにしたの
で、運転状態の変化に拘わらず機関回転変動を大
幅に抑制できる。

尚、空燃比フイードバツク係数αの増・減量に
応じて点火時期ADVを進・遅角制御するように
してもよい。

＜考案の効果＞ 本考案は、以上説明したように、空燃比補正量
若しくは該補正量に対応する制御量に基づいて点
火時期を補正制御するようにしたので、空燃比フ
イードバツク制御時に発生する機関回転変動（又
はトルク変動）を抑制でき、車両ねじり振動を抑
制できる。特に、点火時期を空燃比の変動に対し
て所定のデイレイ時間だけ遅らせて進・遅角補正
するようにしたので、機関回転変動を大幅に制御
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のクレーム対応図、第２図は本
考案の一実施例を示す構成図、第３図は同上の噴
射量制御のフローチヤート、第４図は点火時期制
御のフローチヤート、第５図は点火時期補正量の
特性図、第６図は従来例及び本考案の作用を説明
するための図である。 １……機関、１１……制御装置、１２……燃料
噴射弁、１３……点火栓、１４……点火コイル、
１５……デイストリビユータ、１６……パワート
ランジスタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 機関の実際の空燃比を検出する空燃比検出手
   段と、機関運転状態に応じた目標空燃比を設定
   する空燃比設定手段と、設定された目標空燃比
   と検出された実際の空燃比とに基づいて実際の
   空燃比を目標空燃比に近づけるように空燃比補
   正量を演算する空燃比補正量演算手段と、演算
   された空燃比補正量と目標空燃比とに基づいて
   空燃比をフイードバツク制御する空燃比フイー
   ドバツク制御手段と、機関運転状態に応じた点
   火時期を設定する点火時期設定手段と、実際の
   空燃比若しくはこれに対応する実際の制御量が
   目標空燃比若しくは前記制御量に対応する目標
   制御量に対し正側から負側若しくはこれとは逆
   側に反転したか否かを判定する判定手段と、該
   判定手段の判定結果に基づいて前記点火時期を
   前記判定時から所定のデイレイ時間経過後に
   進・遅角補正する補正手段と、補正された点火
   時期に基づいて点火栓を点火制御する点火時期
   制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機
   関の制御装置。 (2) 補正手段は、所定のデイレイ時間を機関回転
   速度に応じて設定するようにしたこをとを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の内
   燃機関の制御装置。