JPH04219441A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関し、特に気筒間の空燃比のバラツキ解消を図っ
た装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の空燃比制御装置として
は例えば特開昭６０−２４０８４０号公報に示されるよ
うなものがある。このものの概要を説明すると、機関の
吸入空気流量Ｑ及び回転数Ｎを検出してシリンダに吸入
される空気量に対応する基本燃料供給量ＴＰ　（＝Ｋ・
Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を演算し、この基本燃料供給量ＴＰ
　を機関温度等により補正したものを排気中酸素濃度の
検出によって混合気の空燃比を検出する空燃比センサ（
酸素センサ）からの信号によってフィードバック補正を
施し、バッテリ電圧による補正等をも行って最終的に燃
料供給量ＴＩ　を設定する。

【０００３】そして、このようにして設定された燃料供
給量ＴＩ　に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定
タイミングで出力することにより、機関に所定量の燃料
を噴射供給するようにしている。ところで、上記空燃比
センサからの信号に基づく空燃比フィードバック補正は
空燃比を目標空燃比（理論空燃比）付近に制御するよう
に行われる。これは、排気系に介装され、排気中のＣＯ
，ＨＣ（炭化水素）を酸化すると共にＮＯＸ　を還元し
て浄化する三元触媒の転化効率（浄化効率）が理論空燃
比燃焼時の排気状態で有効に機能するように設定されて
いるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
空燃比制御装置においては、多気筒内燃機関の場合、気
筒毎に空燃比センサを備え、各信号に基づいて気筒別に
空燃比フィードバック制御を行っている場合には問題な
いが、通常は全部又は複数の気筒を１つの空燃比センサ
からの信号に基づいてフィードバック制御を行っており
、その場合複数気筒の平均の空燃比が補正されるだけで
あり、燃料噴射弁のバラツキや燃料配管の分配機能のバ
ラツキ等による気筒別の空燃比のバラツキを補正するの
は困難であり、排気性状の悪化や運転性不良を招く可能
性があった。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みな
されたもので、筒内圧力の検出によってベース空燃比を
補正して気筒間の空燃比のバラツキを解消した内燃機関
の空燃比制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る内
燃機関の空燃比制御装置は図１に示すように、内燃機関
の各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、燃
焼行程毎に各気筒の筒内圧力が最大となるピストン位置
を検出する筒内圧力最大ピストン位置検出手段と、各気
筒の筒内圧力が最大となるピストン位置を一致させる方
向に気筒毎の燃料供給量を補正する燃料供給量補正手段
と、を含んで構成した。

【０００７】

【作用】筒内圧力検出手段は、気筒別に設けられ、各気
筒の筒内圧力を検出する。筒内圧力最大ピストン位置検
出手段は、燃焼行程毎に各気筒の筒内圧力が最大となる
ピストン位置を検出する。そして、燃料供給量補正手段
により、各気筒の筒内圧力が最大となるピストン位置を
一致させる方向に気筒毎の燃料供給量が補正される。

【０００８】シリンダ吸入空気量が一定の場合、空燃比
と燃焼速度との間には図２に示すような関係があり、こ
れから明らかなように、空燃比のバラツキは筒内圧力が
最大となるピストン位置のバラツキとなって現れる。し
たがって、前述したように気筒毎の筒内圧力が最大とな
るピストン位置を一致させる方向に気筒毎の燃料供給量
を補正することで気筒間の空燃比のバラツキが補正され
、排気性状や運転性が改善される。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の全体構成を示す図３において、４サイク
ル４気筒内燃機関１にはエアクリーナ２，スロットルチ
ャンバ３，吸気マニホールド４を介して空気が吸入され
る。そして、燃焼排気は、排気マニホールド５，排気ダ
クト６，三元触媒７，マフラー８を介して大気中に排出
される。

【００１０】前記スロットルチャンバ３には、図示しな
いアクセルペダルに連動して開閉するスロットル弁９が
設けられており、このスロットル弁９によって機関１の
吸入空気量が制御されるようになっている。また、吸気
マニホールド４の各ブランチ部には、各気筒別に燃料を
噴射供給するための電磁式燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄが
夫々装着されており、マイクロコンピュータを内蔵した
コントロールユニット１１からの噴射パルス信号に応じ
て夫々独立して開制御されるようになっている。前記燃
料噴射弁１０ａ〜１０ｄには、図示しないプレッシャレ
ギュレータで所定圧力に調整された燃料が供給されるよ
うになっており、燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄの開弁時間
として燃料噴射量が制御できるようにしてある。

【００１１】各気筒　（♯１〜♯４）　別に筒内圧力を
検出する筒内圧力検出手段としての筒内圧力センサ１２
ａ〜１２ｄを設けてある。尚、上記筒内圧力センサ１２
ａ〜１２ｄは、実開昭６３−１７４３２号公報等に開示
されるように点火栓の座金として装着される圧電式タイ
プのものであっても良いが、センサ部を直接燃焼室内に
検出するタイプのセンサの使用がより好ましい。

【００１２】また、機関１の図示しないカム軸には、カ
ム軸の回転を介してピストン位置を検出するクランク角
センサ１３が設けられており、気筒間の行程位相差に相
当するクランク角１８０　°毎　（例えばＢＴＤＣ７０
°毎）　の基準角度信号ＲＥＦと、単位クランク角毎の
単位角度信号ＰＯＳとを夫々出力する。尚、前記基準角
度信号ＲＥＦのうち、例えば♯１気筒に対応する信号を
他と区別できるようにしてあり、これにより、基準角度
信号ＲＥＦを各気筒に対応させることができるようにな
っている。

【００１３】更に、前記スロットル弁９には、該スロッ
トル弁９の開度ＴＶＯを検出するポテンショメータ式の
スロットルセンサ１４が付設され、排気マニホールド５
の集合部には排気中酸素濃度の検出を介して空燃比を検
出する空燃比センサ１５が装着されている。コントロー
ルユニット１１は、燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄによる燃
料制御を行うに際し、従来例で述べたようにして基本燃
料供給量ＴＰ　を水温等で補正し、更に所定の運転条件
では空燃比センサ１５により検出される空燃比信号に基
づいて空燃比を目標空燃比　（理論空燃比）　となるよ
うにフィードバック補正を行うが、加えて前記筒内圧力
センサ１２ａ〜１２ｄにより検出される各気筒の筒内圧
力信号に基づいて気筒間の空燃比のバラツキを補正する
ため気筒別の燃料供給量の補正を行う。

【００１４】以下に、上記コントロールユニット１１に
よる筒内圧力信号に基づく気筒別燃料補正量ＫＰＭｕの
設定ルーチンを図４のフローチャートに従って説明する
。 ステップ　（図ではＳと記す。以下同様）　１では、前
記基準クランク角信号ＲＥＦに基づいて、これから空燃
比の補正を行う気筒を判別する。ステップ２では、最新
の４気筒分　（♯１〜♯４）　の点火時期ＡＤＶが略一
致しており、かつ、前記空燃比センサ１５の信号に基づ
く空燃比フィードバック制御中であるか否かを判別する
。即ち、本発明に係る筒内圧力検出による気筒別の空燃
比補正を行う運転条件を満たしているか否かを判別する
。

【００１５】ステップ２で気筒別の空燃比補正を行う運
転条件を満たしていると判別されたときにはステップ３
へ進み、ＰＭＡＸ　更新許可フラグがセットされている
かを判別する。該ＰＭＡＸ　更新許可フラグは、後述す
るように対応する気筒の筒内圧力最大値ＰＭＡＸ　を更
新すべきクランク角範囲にあるとき、つまり燃焼行程に
あるときにセットされる。

【００１６】ステップ３でＰＭＡＸ　更新許可フラグが
０と判別されている間はステップ４へ進み、ステップ１
で判別された気筒　（以下同様であり、「判別された気
筒」の語句を省略する）　が筒内圧力最大値ＰＭＡＸ　
を更新すべきクランク角範囲に入ったか否かを判別する
。ステップ４で更新クランク角範囲内に入っていないと
判別されている間は、このルーチンを終了し、入ったと
判別された時点でステップ５以降へ進み、ステップ５で
は、最新に検出された筒内圧力ＰＮＥＷ　を最大値ＰＭ
ＡＸ　の初期値としてセットし、ステップ６では最新に
検出されたピストン位置ＲＣＡを、対応する気筒♯ｎの
筒内圧力が最大となるピストン位置ＣＡＰＭＸｎ　の初
期値としてセットし、ステップ７ではＰＭＡＸ　更新許
可フラグを１にセットする。

【００１７】これにより、次回からはステップ１からス
テップ８へ進み、ステップ８で筒内圧力最大値ＰＭＡＸ
　を更新すべきクランク角範囲にあると判別されている
間はステップ９へ進んで最新に検出される筒内圧力ＰＮ
ＥＷ　と現在セットされている最大値ＰＭＡＸ　とを比
較し、ＰＮＥＷ　＞ＰＭＡＸ　である間はステップ１０
へ進んでＰＮＥＷ　によってＰＭＡＸ　の値を更新し、
同様にステップ１１で最新に検出されたピストン位置Ｒ
ＣＡによって筒内圧力最大ピストン位置ＣＡＰＭＸｎ　
の値を更新し続ける。

【００１８】そして、ステップ９の判定でＰＮＥＷ　≦
ＰＭＡＸ　に転じた時点でステップ１０，　１１での更
新を停止してこのルーチンを終了する。このようにして
、更新クランク角範囲内において筒内圧力が最大となる
ピストン位置がＣＡＰＭＸｎ　に残される。即ち、クラ
ンク角センサ１３と上記ステップ９〜ステップ１１の機
能により筒内圧力最大ピストン位置検出手段が構成され
る。尚、筒内圧力の最大値もＰＭＡＸ　に残されるが、
この値は不要であるので後述するようにリセットされる
。

【００１９】その後、更新クランク角範囲を過ぎるとス
テップ８からステップ１２以降へ進みステップ１２では
最新の４気筒分の筒内圧力最大ピストン位置ＣＡＰＭＸ
ｎ　（　ｎ＝１〜４）　の相加平均を求め、該平均値を
ＣＡＰＭＸＡＶにセットする。ステップ１３では前記平
均値ＣＡＰＭＸＡＶと最新のＣＡＰＭＡＸｎとの偏差を
求めて、ＤＣＡＰＭＸｎへセットする。

【００２０】ステップ１４では前記偏差ＤＣＡＰＭＸｎ
　に対して、予め設定されＲＯＭに記憶されたマップテ
ーブルから燃料補正量ＫＰＭｎ　を検索により求める。 ステップ１５では前記検索値により次回当該気筒の燃料
供給量の設定の際に使用される燃料補正量ＫＰＭｎ　を
更新する。 尚、該燃料補正量ＫＰＭｎ　は、基本燃料供給量ＴＰ　
を補正するため乗算される各種補正係数ＣＯＥＦの中の
１つの補正量として設定したり、或いは、他の全ての補
正を行って得られた燃料供給量ＴＩ　に加算する補正量
として設定してもよい。即ち、上記ステップ１２〜ステ
ップ１５の機能により燃料供給量補正手段が構成される
。

【００２１】ステップ１６ではＰＭＡＸ　更新許可フラ
グをリセットし、ステップ１７ではＰＭＡＸ，ＣＡＰＭ
ＸＡＶ，　ＤＣＡＰＭＸｎ　の各値をリセットしてこの
ルーチンを終了する。このようにして求められた筒内圧
力に基づく燃料補正量ＫＰＭｎ　が燃料供給量設定ルー
チンにおいて使用され、当該燃料補正量ＫＰＭｎ　によ
る補正により偏差ＤＣＡＰＭＸｎ　が無くなる方向、即
ち、各気筒の筒内圧力最大ピストン位置が平均値ＣＡＰ
ＭＸＡＶに一致する方向に補正され、この結果、気筒間
の空燃比のバラツキを可及的に解消でき、排気性状，　
運転性を改善できる。

【００２２】また、該気筒別の補正量の設定は実施例で
示したように空燃比フィードバック制御中に行うのがよ
いが、補正自体は空燃比フィードバック制御以外の運転
時にも使用してよいことは勿論である。尚、本実施例で
は各気筒で一致させる筒内圧力最大ピストン位置の目標
値を各気筒の筒内圧力最大ピストン位置の平均値によっ
て設定したが、それ以外の目標値に設定してもよく、運
転条件別に設定するようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、気
筒間の筒内圧力の検出に基づいて空燃比のバラツキを可
及的に解消することができ、排気性状，　運転性を可及
的に改善できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】空燃比と燃焼速度の関係を示す線図。

【図３】本発明の一実施例の構成を示す図。

【図４】同上実施例の燃料供給量補正制御を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

１　　　　内燃機関 １０ａ〜１０ｄ　　燃料噴射弁 １１　　　　コントロールユニット １２ａ〜１２ｄ　　筒内圧力センサ １３　　　　クランク角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の各気筒の筒内圧力を検出する筒
   内圧力検出手段と、燃焼行程毎に各気筒の筒内圧力が最
   大となるピストン位置を検出する筒内圧力最大ピストン
   位置検出手段と、各気筒の筒内圧力が最大となるピスト
   ン位置を一致させる方向に気筒毎の燃料供給量を補正す
   る燃料供給量補正手段と、を含んで構成したことを特徴
   とする内燃機関の空燃比制御装置。