JPH0615827B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH0615827B2 JPH0615827B2 JP19100286A JP19100286A JPH0615827B2 JP H0615827 B2 JPH0615827 B2 JP H0615827B2 JP 19100286 A JP19100286 A JP 19100286A JP 19100286 A JP19100286 A JP 19100286A JP H0615827 B2 JPH0615827 B2 JP H0615827B2
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- fuel
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、希薄燃焼を行う自動車等内燃機関の空燃比制
御装置に関する。
御装置に関する。
（従来の技術） 近時、自動車エンジンに対する要求が高度化しており、
排出ガス低減、高出力、低燃費等の互いに相反する課題
についても何れも高レベルでその達成が求められる傾向
にある。
排出ガス低減、高出力、低燃費等の互いに相反する課題
についても何れも高レベルでその達成が求められる傾向
にある。
これらの課題に対応するため、超希薄空燃比下における
燃焼制御が試みられており、定常走行においては理論空
燃比一定の特性と異なり、一部の加速領域においてもリ
ーンな空燃比を目標値としている。
燃焼制御が試みられており、定常走行においては理論空
燃比一定の特性と異なり、一部の加速領域においてもリ
ーンな空燃比を目標値としている。
このような希薄燃焼（リーンバーン）を行う従来の空燃
比制御装置としては、例えば特開昭６０−４５７４２号
公報に記載されたものがある。この装置では、以下の全
ての条件が成立したとき、理論空燃比へのフィードバッ
ク制御を停止し、空燃比をリーン側へ制御している。
比制御装置としては、例えば特開昭６０−４５７４２号
公報に記載されたものがある。この装置では、以下の全
ての条件が成立したとき、理論空燃比へのフィードバッ
ク制御を停止し、空燃比をリーン側へ制御している。
イ）冷却水温度が８０℃以上、 ロ）スロットルバルブの開度が所定値以下（パーシャル
域）、 ハ）車速変化が所定値以下。
域）、 ハ）車速変化が所定値以下。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、リーン空燃比と理論空燃比等の通常空燃比との切
換え時において、エンジン発生トルクが大きく変化する
こととなっていたため、切換え時のショックが大きくガ
クガク振動が発生するという問題点があった。
ては、リーン空燃比と理論空燃比等の通常空燃比との切
換え時において、エンジン発生トルクが大きく変化する
こととなっていたため、切換え時のショックが大きくガ
クガク振動が発生するという問題点があった。
一方、かかる不具合を解決するために、目標空燃比の切
換えに対して空燃比を滑らかに変化させる等の処置を採
るものも提案されている（特開昭５９−７７４１号公報
参照）。このものは、空燃比を切換える際、徐々に燃料
噴射量を減少または増加させて現在の空燃比を滑らかに
変化させ、切換え時のショックの低減を意図している。
ところが、このような処置を行っても、アクセルの動き
とは無関係に発生トルクが変わって不自然さが出る。
換えに対して空燃比を滑らかに変化させる等の処置を採
るものも提案されている（特開昭５９−７７４１号公報
参照）。このものは、空燃比を切換える際、徐々に燃料
噴射量を減少または増加させて現在の空燃比を滑らかに
変化させ、切換え時のショックの低減を意図している。
ところが、このような処置を行っても、アクセルの動き
とは無関係に発生トルクが変わって不自然さが出る。
また、リーン空燃比に移行する迄に多少の時間を要する
ので、ＮＯＸ等排気エミッションの増加や、リーンバー
ンによる燃費向上幅が少なくなるという新たな問題点を
招来する。
ので、ＮＯＸ等排気エミッションの増加や、リーンバー
ンによる燃費向上幅が少なくなるという新たな問題点を
招来する。
（発明の目的） そこで本発明は、目標空燃比の値に基づいて空気流量の
補正率を演算するとともに、アクセル操作量に関連する
パラメータ（例えば、絞弁開度）から絞弁をバイパスす
る通路の空気流量を上記補正率に応じて制御することに
より、空燃比切換え時のトルク変動を制御して、運転性
（ドライブフィーリング）を向上させることを目的とし
ている。
補正率を演算するとともに、アクセル操作量に関連する
パラメータ（例えば、絞弁開度）から絞弁をバイパスす
る通路の空気流量を上記補正率に応じて制御することに
より、空燃比切換え時のトルク変動を制御して、運転性
（ドライブフィーリング）を向上させることを目的とし
ている。
（問題点を解決するための手段） 本発明による内燃機関の空燃比制御装置は上記目的達成
のため、その基本概念図を第１図に示すように、吸入空
気量および回転数をパラメータとしてエンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段ａと、エンジンの運転状
態に基づいて目標空燃比として、理論空燃比または理論
空燃比よりリーン側のリーン空燃比の何れか一方を選択
する目標値設定手段ｂと、運転状態および目標空燃比に
応じて燃料供給量を演算する燃料量演算手段ｃと、燃料
量演算手段ｃの出力に基づいて吸気通路に燃料を供給す
る燃料供給手段ｄと、目標空燃比が理論空燃比とリーン
空燃比の間を切換わる際、切換わり後の空燃比に応じて
絞弁をバイパスして流れる補助空気量を補正する空気補
正率を演算する補正率演算手段ｅと、該空気補正率をな
ます空気補正率をなまし手段ｆと、アクセル操作量に関
連する空気流量およびなまされた空気補正率に基づいて
前記補助空気流量を演算する演算手段ｇと、該演算手段
ｇの出力に基づいて絞弁をバイパスする通路の空気流量
の操作する補助空気弁ｈと、を備えている。
のため、その基本概念図を第１図に示すように、吸入空
気量および回転数をパラメータとしてエンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段ａと、エンジンの運転状
態に基づいて目標空燃比として、理論空燃比または理論
空燃比よりリーン側のリーン空燃比の何れか一方を選択
する目標値設定手段ｂと、運転状態および目標空燃比に
応じて燃料供給量を演算する燃料量演算手段ｃと、燃料
量演算手段ｃの出力に基づいて吸気通路に燃料を供給す
る燃料供給手段ｄと、目標空燃比が理論空燃比とリーン
空燃比の間を切換わる際、切換わり後の空燃比に応じて
絞弁をバイパスして流れる補助空気量を補正する空気補
正率を演算する補正率演算手段ｅと、該空気補正率をな
ます空気補正率をなまし手段ｆと、アクセル操作量に関
連する空気流量およびなまされた空気補正率に基づいて
前記補助空気流量を演算する演算手段ｇと、該演算手段
ｇの出力に基づいて絞弁をバイパスする通路の空気流量
の操作する補助空気弁ｈと、を備えている。
（作用） 本発明では、従来のような燃料量の演算に加え、目標空
燃比の値に応じて空燃比を補正するための空気流量の補
正率が演算され、アクセルの操作量に関連するパラメー
タ、例えばそのときの空気流量または絞弁開度から絞弁
をバイパスする通路の空気流量が上記補正率に応じて制
御される。したがって、目標空燃比に移行する際、アク
セルの操作量と関連としてエンジントルクが滑らかに変
化することとなって運転性が向上する。
燃比の値に応じて空燃比を補正するための空気流量の補
正率が演算され、アクセルの操作量に関連するパラメー
タ、例えばそのときの空気流量または絞弁開度から絞弁
をバイパスする通路の空気流量が上記補正率に応じて制
御される。したがって、目標空燃比に移行する際、アク
セルの操作量と関連としてエンジントルクが滑らかに変
化することとなって運転性が向上する。
これに加えて、上記空気補正率のなまし処理を行ない、
このなまされた空気補正率に基づいて補助空気流量を制
御しているため、壁流の影響によって燃料の遅れが空気
の遅れより大きい場合に、空気の遅れを燃料の遅れにマ
ッチングでき、空燃比切換え時のトルクショックを減少
させることができる。
このなまされた空気補正率に基づいて補助空気流量を制
御しているため、壁流の影響によって燃料の遅れが空気
の遅れより大きい場合に、空気の遅れを燃料の遅れにマ
ッチングでき、空燃比切換え時のトルクショックを減少
させることができる。
（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第２〜９図は本発明の実施例を示す図であり、本発明を
ＳＰｉ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ）方式のエンジンに適用した例である。
ＳＰｉ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ）方式のエンジンに適用した例である。
まず、構成を説明する。第２図において、１はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ２からスロットルチャ
ンバ３を経て、ヒータ制御信号ＳＨによりＯＮ／ＯＦＦ
するＰＴＣヒータ４で加熱された後、インテークマニホ
ールド５の各ブランチより各気筒に供給され、燃料は噴
射信号ＳTiに基づきスロットル弁６の上流側に設けられ
た単一のインジェクタ（燃料供給手段）７により噴射さ
れる。
であり、吸入空気はエアクリーナ２からスロットルチャ
ンバ３を経て、ヒータ制御信号ＳＨによりＯＮ／ＯＦＦ
するＰＴＣヒータ４で加熱された後、インテークマニホ
ールド５の各ブランチより各気筒に供給され、燃料は噴
射信号ＳTiに基づきスロットル弁６の上流側に設けられ
た単一のインジェクタ（燃料供給手段）７により噴射さ
れる。
各気筒には点火プラグ１０が装着されており、点火プラ
グ１０にはディストリビュータ１１を介して点火コイル
１２からの高圧パルスＰＵＬＳＥが供給される。気筒内
の混合気は高圧パルスＰＵＬＳＥにより点火プラグ１０
の放電によって着火、爆発し、排気となって排気管１４
を通して触媒コンバータ１５で排気中の有害成分（Ｃ
Ｏ、ＨＣ、ＮＯＸ）を三元触媒の転化作用（酸化および
還元）により清浄化されてマフラ１６から排出される。
グ１０にはディストリビュータ１１を介して点火コイル
１２からの高圧パルスＰＵＬＳＥが供給される。気筒内
の混合気は高圧パルスＰＵＬＳＥにより点火プラグ１０
の放電によって着火、爆発し、排気となって排気管１４
を通して触媒コンバータ１５で排気中の有害成分（Ｃ
Ｏ、ＨＣ、ＮＯＸ）を三元触媒の転化作用（酸化および
還元）により清浄化されてマフラ１６から排出される。
ここで、吸入空気の流れはアクセルペダルに連動するス
ロットルチャンバ３内のスロットル弁６により制御さ
れ、アイドリング時にはスロットル弁６はほとんど閉じ
ている。アイドリング時の空気の流れはバイパス通路２
０を通り、開度信号ＳAACに基づいてＡＡＣバルブ（Ａ
ｕｘｉｌｉａｒｙ Ａｉｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖ
ｅ：アイドル制御弁）（補助空気弁）２１により適宜必
要な空気が確保される。
ロットルチャンバ３内のスロットル弁６により制御さ
れ、アイドリング時にはスロットル弁６はほとんど閉じ
ている。アイドリング時の空気の流れはバイパス通路２
０を通り、開度信号ＳAACに基づいてＡＡＣバルブ（Ａ
ｕｘｉｌｉａｒｙ Ａｉｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖ
ｅ：アイドル制御弁）（補助空気弁）２１により適宜必
要な空気が確保される。
吸入空気の流量Ｑａはホットワイヤ式のエアフローメー
タ２２により検出され、スロットル弁６の開度αはスロ
ットルサンサ３０により検出される。また、冷却水の温
度ＴＷは水温センサ３１により検出され、エンジンのク
ランク角Ｃａはディストリビュータ１１に内蔵されたク
ランク角センサ３２により検出される。なお、クランク
角Ｃａを表すパルスを計数することにより、エンジン回
転数Ｎを知ることができる。排気管１４には酸素センサ
３３が取り付けられており、酸素センサ３３は空燃比検
出回路３４に接続される。空燃比検出回路３４は酸素セ
ンサ３３にポンプ電流Ｉｐを供給するとともに、このポ
ンプ電流Ｉｐの値から排気中の酸素濃度を検出し、空燃
比信号Ｖipとして出力する。
タ２２により検出され、スロットル弁６の開度αはスロ
ットルサンサ３０により検出される。また、冷却水の温
度ＴＷは水温センサ３１により検出され、エンジンのク
ランク角Ｃａはディストリビュータ１１に内蔵されたク
ランク角センサ３２により検出される。なお、クランク
角Ｃａを表すパルスを計数することにより、エンジン回
転数Ｎを知ることができる。排気管１４には酸素センサ
３３が取り付けられており、酸素センサ３３は空燃比検
出回路３４に接続される。空燃比検出回路３４は酸素セ
ンサ３３にポンプ電流Ｉｐを供給するとともに、このポ
ンプ電流Ｉｐの値から排気中の酸素濃度を検出し、空燃
比信号Ｖipとして出力する。
一方、変速機の操作位置は位置センサ３６により検出さ
れ、車両の速度ＳVSPは車速センサ３７により検出され
る。また、エアコンの作動はエアコンスイッチ３８によ
り検出され、パワステの作動はパワステ検出スイッチ３
９により検出される。
れ、車両の速度ＳVSPは車速センサ３７により検出され
る。また、エアコンの作動はエアコンスイッチ３８によ
り検出され、パワステの作動はパワステ検出スイッチ３
９により検出される。
上記各センサ２２、３０、３１、３２、３４、３６、３
７、３８および３９からの信号はコントロールユニット
５０に入力されており、コントロールユニット５０はこ
れらのセンサ情報に基づいてエンジンの燃焼制御（点火
時期制御、燃料噴射制御）を行う。
７、３８および３９からの信号はコントロールユニット
５０に入力されており、コントロールユニット５０はこ
れらのセンサ情報に基づいてエンジンの燃焼制御（点火
時期制御、燃料噴射制御）を行う。
すなわち、コントロールユニット５０はエアフローメー
タ２２およびクランク角センサ３２とともに運転状態検
出手段としての機能を有するとともに、単体で目標値設
定手段、燃料量演算手段、補正率演算手段、空気補正率
なまし手段および演算手段としての機能を有し、ＣＰＵ
５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３およびＩ／Ｏポート５４
により構成される。
タ２２およびクランク角センサ３２とともに運転状態検
出手段としての機能を有するとともに、単体で目標値設
定手段、燃料量演算手段、補正率演算手段、空気補正率
なまし手段および演算手段としての機能を有し、ＣＰＵ
５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３およびＩ／Ｏポート５４
により構成される。
ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に書き込まれているプログラム
に従ってＩ／Ｏポート５４より必要とする外部データを
取り込んだり、またＲＡＭ５３との間でデータの授受を
行ったりしながらエンジンの燃焼制御に必要な処理値を
演算し、必要に応じて処理したデータをＩ／Ｏポート５
４へ出力する。Ｉ／Ｏポート５４には上記各センサ２
２、３０、３１、３２、３４、３６、３７、３８、およ
び３９からの信号が入力されるとともに、Ｉ／Ｏポート
５４からは前記信号ＳTi、ＳIGN、ＳAAC、ＳSCVおよび
ＳＨが出力される。ＲＯＭ５２はＣＰＵ５１における演
算プログラムを格納しており、ＲＡＭ５３は演算に使用
するデータをマップ等の形で記憶している。なお、ＲＡ
Ｍ５３の一部は不揮発性メモリからなり、エンジン１停
止後もその記憶内容を保持する。
に従ってＩ／Ｏポート５４より必要とする外部データを
取り込んだり、またＲＡＭ５３との間でデータの授受を
行ったりしながらエンジンの燃焼制御に必要な処理値を
演算し、必要に応じて処理したデータをＩ／Ｏポート５
４へ出力する。Ｉ／Ｏポート５４には上記各センサ２
２、３０、３１、３２、３４、３６、３７、３８、およ
び３９からの信号が入力されるとともに、Ｉ／Ｏポート
５４からは前記信号ＳTi、ＳIGN、ＳAAC、ＳSCVおよび
ＳＨが出力される。ＲＯＭ５２はＣＰＵ５１における演
算プログラムを格納しており、ＲＡＭ５３は演算に使用
するデータをマップ等の形で記憶している。なお、ＲＡ
Ｍ５３の一部は不揮発性メモリからなり、エンジン１停
止後もその記憶内容を保持する。
次に、作用を説明する。
第３図は空気流量制御のプログラムを示すフローチャー
トであり、本プログラムはエンジンの回転に同期して実
行される。なお、本実施例は空気流量制御のアクチュエ
ータである補助空気弁としてアイドルスピード制御や減
速時の空気量制御等を兼用して行うＡＡＣバルブ２１を
用いた例である。上記アクチュエータとしては、必ずし
もこのようなＡＡＣバルブ２１に限らず他のものを用い
てもよい。
トであり、本プログラムはエンジンの回転に同期して実
行される。なお、本実施例は空気流量制御のアクチュエ
ータである補助空気弁としてアイドルスピード制御や減
速時の空気量制御等を兼用して行うＡＡＣバルブ２１を
用いた例である。上記アクチュエータとしては、必ずし
もこのようなＡＡＣバルブ２１に限らず他のものを用い
てもよい。
まず、Ｐ１でＡＡＣバルブ２１の基本開度ＡＡＣＴＷを
演算する。この基本開度ＡＡＣＴＷは冷却水温度ＴＷあ
るいはエアコン等の補機負荷の状態をパラメータとして
決定し、例えばテーブルルックアップで求めてもよい。
次いで、Ｐ２で減速空燃比補正値ＡＡＣABVを演算す
る。減速空燃比補正値ＡＡＣABVは空気流量Ｑａや冷却
水温度ＴＷ等によって演算され、減速時に徐々に減少す
る特性を有する。次いで、Ｐ３でアイドル運転か否かを
判別する。この判別はスロットルセンサ３０からの情報
により行う。アイドル運転にあるときは、Ｐ４でフィー
ドバック制御量ＡＡＣFBを演算してＰ５に進む。フィー
ドバック制御量ＡＡＣFBはアイドル時における目標エン
ジン回転数（アイドル目標値）Ｎｉと実回転数との差に
応じて増減補正され、Ｎｉとなるように回転数をフィー
ドバック補正するものである。一方、ステップＰ３でア
イドル運転でないときはＰ４をジャンプしてＰ５へ進
む。Ｐ５では、上記各演算値に基づいて補正値Ｂα０を
次式に従って演算する。
演算する。この基本開度ＡＡＣＴＷは冷却水温度ＴＷあ
るいはエアコン等の補機負荷の状態をパラメータとして
決定し、例えばテーブルルックアップで求めてもよい。
次いで、Ｐ２で減速空燃比補正値ＡＡＣABVを演算す
る。減速空燃比補正値ＡＡＣABVは空気流量Ｑａや冷却
水温度ＴＷ等によって演算され、減速時に徐々に減少す
る特性を有する。次いで、Ｐ３でアイドル運転か否かを
判別する。この判別はスロットルセンサ３０からの情報
により行う。アイドル運転にあるときは、Ｐ４でフィー
ドバック制御量ＡＡＣFBを演算してＰ５に進む。フィー
ドバック制御量ＡＡＣFBはアイドル時における目標エン
ジン回転数（アイドル目標値）Ｎｉと実回転数との差に
応じて増減補正され、Ｎｉとなるように回転数をフィー
ドバック補正するものである。一方、ステップＰ３でア
イドル運転でないときはＰ４をジャンプしてＰ５へ進
む。Ｐ５では、上記各演算値に基づいて補正値Ｂα０を
次式に従って演算する。
Ｂα０＝ＡＡＣＴＷ＋ＡＡＣABV ＋ＡＡＣFB …… 次いで、Ｐ６で第４図に示すテーブルマップから目標空
燃比ＫＭＲに対応する空気補正率ＫＢＡをルックアップ
し、このルックアップした空気補正率ＫＢＡを第８図に
示すなましプログラムによってなます。なお、このなま
し処理は後述する。第４図では目標空燃比ＫＭＲがリー
ン側に移行するにつれて空気補正率ＫＢＡの値が増大す
る特性としている。
燃比ＫＭＲに対応する空気補正率ＫＢＡをルックアップ
し、このルックアップした空気補正率ＫＢＡを第８図に
示すなましプログラムによってなます。なお、このなま
し処理は後述する。第４図では目標空燃比ＫＭＲがリー
ン側に移行するにつれて空気補正率ＫＢＡの値が増大す
る特性としている。
なお、本実施例では目標空燃比ＫＭＲの値のみに基づい
て空気補正率ＫＢＡを決定しているが、第４図に示すマ
ップ特性は運転条件（負荷等）により若干変化するか
ら、より高精度を得ようとするなら、例えばエンジン負
荷や冷却水温度により補正を加えるのが好ましい。但
し、本実施例のような求め方であっても実用上は殆んど
支障はなく、ＫＢＡの特性を平均的なものとすれば十分
である。したがって、エンジン１に吸入される空気流量
はこのステップで求めたＫＢＡの値に応じて増減補正さ
れる。
て空気補正率ＫＢＡを決定しているが、第４図に示すマ
ップ特性は運転条件（負荷等）により若干変化するか
ら、より高精度を得ようとするなら、例えばエンジン負
荷や冷却水温度により補正を加えるのが好ましい。但
し、本実施例のような求め方であっても実用上は殆んど
支障はなく、ＫＢＡの特性を平均的なものとすれば十分
である。したがって、エンジン１に吸入される空気流量
はこのステップで求めたＫＢＡの値に応じて増減補正さ
れる。
次いで、Ｐ７で第５図に示すテーブルマップからスロッ
トル開度αに対応するスロットル開口面積Ａαをルック
アップし、Ｐ８で第６図に示すテーブルマップから前記
補正値Ｂα０に対応するＡＡＣバルブ開口面積ＡＢα０
をルックアップする。次いで、Ｐ９で空燃比の補正をつ
け加えた補正開口面積ＡＢα１を次式に従って演算す
る。
トル開度αに対応するスロットル開口面積Ａαをルック
アップし、Ｐ８で第６図に示すテーブルマップから前記
補正値Ｂα０に対応するＡＡＣバルブ開口面積ＡＢα０
をルックアップする。次いで、Ｐ９で空燃比の補正をつ
け加えた補正開口面積ＡＢα１を次式に従って演算す
る。
ＡＢα１＝（Ａα＋ＡＢα０）×ＫＢＡ＋ＡＢα０ …
… 次いで、Ｐ10で前記第６図に示すテーブルマップから補
正開口面積ＡＢα１に対応するＡＡＣバルブ開度Ｂα１
をルックアップする。これは、第６図に示すマップ特性
から縦軸の入力に対する横軸読み取りとして行えばよ
い。そして、Ｐ11でこのＡＡＣバルブ開度Ｂα１にバッ
テリ電圧補正等を加えてＡＡＣバルブ開度の制御信号Ｓ
AACの最終デューティ値ＡＡＣDUTYを決定する。
… 次いで、Ｐ10で前記第６図に示すテーブルマップから補
正開口面積ＡＢα１に対応するＡＡＣバルブ開度Ｂα１
をルックアップする。これは、第６図に示すマップ特性
から縦軸の入力に対する横軸読み取りとして行えばよ
い。そして、Ｐ11でこのＡＡＣバルブ開度Ｂα１にバッ
テリ電圧補正等を加えてＡＡＣバルブ開度の制御信号Ｓ
AACの最終デューティ値ＡＡＣDUTYを決定する。
このように、本実施例では従来のようなアイドル目標回
転数Ｎｉにフィードバック制御するときの空気流量操作
に加えて、目標空燃比ＫＭＲの値に応じて空気補正率Ｋ
ＢＡを演算するとともに、アクセルの操作量と関連のあ
るパラメータ、すなわちスロットル開度αに基づいてＡ
ＡＣバルブ21のデューティ値ＡＡＣDUTYが演算される。
したがって、目標空燃比が切り換えられたときにおいて
は、この切換え時の空燃比の値に応じて空気流量がアク
セルの操作量を考慮しつつアクセルの操作を必要とせず
に適切に補正される。すなわち、空燃比（Ａ／Ｆ）を構
成する一方のパラメータである空気（Ａ）の量が可変さ
れる。そのため、空燃比切換え時のトルク変化が極めて
滑らかでかつ自然なものとなって切換え時のショックを
防止しつつ、ドライブフィーリングを格段と向上させる
ことができる。また、空燃比切換えタイムに多くの時間
を要せず、排気エミッションの増加を避けて燃費の向上
幅を大きくすることができる。
転数Ｎｉにフィードバック制御するときの空気流量操作
に加えて、目標空燃比ＫＭＲの値に応じて空気補正率Ｋ
ＢＡを演算するとともに、アクセルの操作量と関連のあ
るパラメータ、すなわちスロットル開度αに基づいてＡ
ＡＣバルブ21のデューティ値ＡＡＣDUTYが演算される。
したがって、目標空燃比が切り換えられたときにおいて
は、この切換え時の空燃比の値に応じて空気流量がアク
セルの操作量を考慮しつつアクセルの操作を必要とせず
に適切に補正される。すなわち、空燃比（Ａ／Ｆ）を構
成する一方のパラメータである空気（Ａ）の量が可変さ
れる。そのため、空燃比切換え時のトルク変化が極めて
滑らかでかつ自然なものとなって切換え時のショックを
防止しつつ、ドライブフィーリングを格段と向上させる
ことができる。また、空燃比切換えタイムに多くの時間
を要せず、排気エミッションの増加を避けて燃費の向上
幅を大きくすることができる。
第７図は上記のような空気流量の制御と併行して行われ
る燃料噴射量制御のプログラムを示すフローチャートで
あり、前述の目標空燃比の算出も本プログラムで行う。
る燃料噴射量制御のプログラムを示すフローチャートで
あり、前述の目標空燃比の算出も本プログラムで行う。
まず、Ｐ21でエアフローメータ22出力Ｑａとエンジン回
転数Ｎに基づいて単位回転当りのシリンダ流入空気量Ｑ
CYLを次式に従って演算する。
転数Ｎに基づいて単位回転当りのシリンダ流入空気量Ｑ
CYLを次式に従って演算する。
次いで、Ｐ22で冷却水温度Ｔｗを所定値Ｔｗ０と比較す
る。Ｔｗ≧Ｔｗ０のときはＰ22でシリンダ流入空気量Ｑ
CYLが所定範囲内にあるか否かを判別する。ＱCYLが所定
範囲内にあるときは、Ｐ24でエンジン回転数Ｎが所定範
囲にあるか否かを判別する。エンジン回転数Ｎが所定範
囲にあるときは、Ｐ25に進む。したがって、Ｐ25に進む
ときはエンジン１が暖機状態、ＱCYLがパーシャル域に
ある、および回転数Ｎが所定範囲という条件が満たされ
ているから、リーンバーン運転域にあると判断する。
る。Ｔｗ≧Ｔｗ０のときはＰ22でシリンダ流入空気量Ｑ
CYLが所定範囲内にあるか否かを判別する。ＱCYLが所定
範囲内にあるときは、Ｐ24でエンジン回転数Ｎが所定範
囲にあるか否かを判別する。エンジン回転数Ｎが所定範
囲にあるときは、Ｐ25に進む。したがって、Ｐ25に進む
ときはエンジン１が暖機状態、ＱCYLがパーシャル域に
ある、および回転数Ｎが所定範囲という条件が満たされ
ているから、リーンバーン運転域にあると判断する。
一方、Ｐ22〜Ｐ24でこのようなＡＮＤ条件から外れると
きは、通常の運転域にあると判断してＰ26に進む。Ｐ25
ではリーンな目標空燃比ＫＭＲ２を所定のテーブルマッ
プからルックアップし、この値を新目標値ＮＫＭＲとし
てストアする。なお、ＫＭＲ２はエンジン回転数Ｎおよ
びシリンダ流入空気量ＱCYL等をパラメータとして割付
けた３次元のテーブルマップから求められる。この場
合、ＫＭＲ２の値は燃費やエンジン安定度等を考慮して
運転条件毎にその最適値を予め実験的に求めてマップに
ストアしておく。Ｐ26では通常の目標空燃比ＫＭＲ１を
ルックアップし、この値を同じく新目標値ＮＫＭＲとし
てストアする。
きは、通常の運転域にあると判断してＰ26に進む。Ｐ25
ではリーンな目標空燃比ＫＭＲ２を所定のテーブルマッ
プからルックアップし、この値を新目標値ＮＫＭＲとし
てストアする。なお、ＫＭＲ２はエンジン回転数Ｎおよ
びシリンダ流入空気量ＱCYL等をパラメータとして割付
けた３次元のテーブルマップから求められる。この場
合、ＫＭＲ２の値は燃費やエンジン安定度等を考慮して
運転条件毎にその最適値を予め実験的に求めてマップに
ストアしておく。Ｐ26では通常の目標空燃比ＫＭＲ１を
ルックアップし、この値を同じく新目標値ＮＫＭＲとし
てストアする。
次いで、Ｐ27で冷却水温度Ｔｗに対応する水温増量補正
係数ＫＴｗを従来同様にテーブルマップからルックアッ
プする。なお、水温増量補正係数ＫＴｗはエンジン冷機
時に空燃比をリッチ化するものである。次いで、Ｐ28で
最終的な目標空燃比ＫＭＲを次式に従って演算する。
係数ＫＴｗを従来同様にテーブルマップからルックアッ
プする。なお、水温増量補正係数ＫＴｗはエンジン冷機
時に空燃比をリッチ化するものである。次いで、Ｐ28で
最終的な目標空燃比ＫＭＲを次式に従って演算する。
但し、ｎ：平滑化係数 ここで、平滑化係数ｎはＫＭＲの急変を無くすためのも
ので、目標空燃比を滑らかに変化させる（すなわち、平
滑化）係数である。次いで、Ｐ29で基本噴射量Ｔｐを次
式に従って演算し、Ｐ30で最終噴射量Ｔｉを次式に
従って演算する。
ので、目標空燃比を滑らかに変化させる（すなわち、平
滑化）係数である。次いで、Ｐ29で基本噴射量Ｔｐを次
式に従って演算し、Ｐ30で最終噴射量Ｔｉを次式に
従って演算する。
但し、ＫＡＣＣ：過渡補正係数 Ｔｓ：無効パルス幅 なお、ＬＡＭＢＤＡは空燃比検出回路34からの出力に基
づき空燃比のフィードバック制御を行うためのフィード
バック補正係数である。
づき空燃比のフィードバック制御を行うためのフィード
バック補正係数である。
以下のルーチンにより運転条件からパーシャル運転域を
判別して一部の領域でリーンバーンを達成するような燃
料噴射量Ｔｉが適切に演算され、所定の噴射タイミング
でインジェクタ７から噴射される。このとき、このよう
な目標空燃比ＫＭＲの変化に対応る噴射量Ｔｉの演算に
加えて、空気流量が適切に補正されるから空燃比切換え
時のショックが抑制されることは前述の通りである。
判別して一部の領域でリーンバーンを達成するような燃
料噴射量Ｔｉが適切に演算され、所定の噴射タイミング
でインジェクタ７から噴射される。このとき、このよう
な目標空燃比ＫＭＲの変化に対応る噴射量Ｔｉの演算に
加えて、空気流量が適切に補正されるから空燃比切換え
時のショックが抑制されることは前述の通りである。
したがって、後述する第９図に示すようにリーン空燃比
と通常空燃費の切換時のショックや発生トルクの変動が
アクセルと無関係に生じるという不具合を低減し運転性
が向上する。
と通常空燃費の切換時のショックや発生トルクの変動が
アクセルと無関係に生じるという不具合を低減し運転性
が向上する。
第８図は空気補正率のなまし処理のプログラムである。
この図において、まず、Ｐ41で新しい空気補正率ＮＫＢ
Ａを演算する。ＮＫＢＡは第４図のテーブルマップに示
すように目標空燃ＫＭＲに対応する空気補正率ＫＢＡと
同様であるため同値をルックアップする。次いで、Ｐ42
で今回の空気補正率ＮＫＢＡと前ルーチンにおける空気
補正率ＫＢＡ′の差の絶対値（｜ＮＫＢＡ−ＫＢＡ′
｜）を平滑化判定比較レベルＬＨと比較する。｜ＮＫＢ
Ａ−ＫＢＡ′｜＞ＬＨのときは、Ｐ43で最終的な空気補
正率ＫＢＡを次式に従って演算し、ＮＫＢＡに対して
遅延させる。
この図において、まず、Ｐ41で新しい空気補正率ＮＫＢ
Ａを演算する。ＮＫＢＡは第４図のテーブルマップに示
すように目標空燃ＫＭＲに対応する空気補正率ＫＢＡと
同様であるため同値をルックアップする。次いで、Ｐ42
で今回の空気補正率ＮＫＢＡと前ルーチンにおける空気
補正率ＫＢＡ′の差の絶対値（｜ＮＫＢＡ−ＫＢＡ′
｜）を平滑化判定比較レベルＬＨと比較する。｜ＮＫＢ
Ａ−ＫＢＡ′｜＞ＬＨのときは、Ｐ43で最終的な空気補
正率ＫＢＡを次式に従って演算し、ＮＫＢＡに対して
遅延させる。
ＫＢＡ＝ＮＫＢＡ×１／ｎ１＋ＫＢＡ′ ×ｎ１−１／ｎ１ …… 但し、ｎ１：平滑化係数 一方、Ｐ42で｜ＮＫＢＡ−ＫＢＡ′｜≦ＬＨのときは、
Ｐ44で目標の空気補正率ＫＢＡを次式に従って演算す
る（平滑化の程度を変える）。
Ｐ44で目標の空気補正率ＫＢＡを次式に従って演算す
る（平滑化の程度を変える）。
ＫＢＡ＝ＮＫＢＡ×１／ｎ２＋ＫＢＡ′ ×ｎ２−１／ｎ２ …… 但し、ｎ２：平滑化係数 図８のプログラムによれば、現実の空燃比が目標空燃比
ＫＭＲに比べ遅れを有する現象により、目標空燃比ＫＭ
Ｒから空気増量を求めたのでは空燃比に対して空気増量
が早すぎることとなって、その差により発生トルクが異
なってしまうのを防止することができる。
ＫＭＲに比べ遅れを有する現象により、目標空燃比ＫＭ
Ｒから空気増量を求めたのでは空燃比に対して空気増量
が早すぎることとなって、その差により発生トルクが異
なってしまうのを防止することができる。
すなわち、第９図（ａ）に示すように現実の空燃比が目
標空燃比ＫＭＲに対して遅れるのは、空燃比の変化に対
し吸気管内の燃料の壁流量が変わることから壁流に取ら
れる燃料、または壁流からもち去られる燃料分によって
空燃比の遅れが生じるからである。したがって、目標空
燃比ＫＭＲから空気増量を求めた場合、空燃比の変化に
対して空気増量が早すぎることとなり、その差によって
発生トルクが異なる。
標空燃比ＫＭＲに対して遅れるのは、空燃比の変化に対
し吸気管内の燃料の壁流量が変わることから壁流に取ら
れる燃料、または壁流からもち去られる燃料分によって
空燃比の遅れが生じるからである。したがって、目標空
燃比ＫＭＲから空気増量を求めた場合、空燃比の変化に
対して空気増量が早すぎることとなり、その差によって
発生トルクが異なる。
そこで目標空燃比ＫＭＲが急変した場合、実空燃比の変
化が時定数一定の遅れ波形とならず、初期に変化が早
く、後期には遅くなるという現象となることに鑑みて、
｜ＮＫＢＡ−ＫＢＡ′｜の値に応じて平滑化の程度を変
化させることで（第９図（ｂ）参照）、トルクのフラッ
ト性をより高めることができ、（第９図（ｃ）参照）、
より自然な運転が可能となる。また、特に空燃比目標値
の急変に対応することができる。
化が時定数一定の遅れ波形とならず、初期に変化が早
く、後期には遅くなるという現象となることに鑑みて、
｜ＮＫＢＡ−ＫＢＡ′｜の値に応じて平滑化の程度を変
化させることで（第９図（ｂ）参照）、トルクのフラッ
ト性をより高めることができ、（第９図（ｃ）参照）、
より自然な運転が可能となる。また、特に空燃比目標値
の急変に対応することができる。
なお、上記実施例では平滑化処理をエンジン回転同期し
て行っているため、エンジン回転数が遅くても平滑化に
ついてより高精度を確保できる。しかし、例えば時間同
期で行う場合にはエンジン回転数によってｎ１、ｎ２の
値を変えるのが好ましい。
て行っているため、エンジン回転数が遅くても平滑化に
ついてより高精度を確保できる。しかし、例えば時間同
期で行う場合にはエンジン回転数によってｎ１、ｎ２の
値を変えるのが好ましい。
なお、第９図は、参考のため、空気補正率をなまし処理
していないものを比較に用いている。
していないものを比較に用いている。
（効果） 本発明によれば、空燃比が切換わるとき従来のような燃
料量の演算に加え、目標空燃比の値に応じて空燃比を補
正するための空気流量の補正率を演算し、アクセルの操
作量に関連するパラメータ、例えばそのときの空気流量
または絞弁開度から絞弁をバイパスする通路の空気流量
を上記補正率に応じて制御しているので、アクセルの操
作量と関連してエンジントルクを滑らかに変化させるこ
とができ、運転性をより一層向上させることができる。
料量の演算に加え、目標空燃比の値に応じて空燃比を補
正するための空気流量の補正率を演算し、アクセルの操
作量に関連するパラメータ、例えばそのときの空気流量
または絞弁開度から絞弁をバイパスする通路の空気流量
を上記補正率に応じて制御しているので、アクセルの操
作量と関連してエンジントルクを滑らかに変化させるこ
とができ、運転性をより一層向上させることができる。
これに加えて、上記空気補正率のなまし処理を行ない、
このなまされた空気補正率に基づいて補助空気流量を制
御しているため、壁流の影響によって燃料の遅れより大
きい場合に、空気の遅れを燃料の遅れにマッチングで
き、空燃比切換え時のトルクショックを減少させること
ができる。
このなまされた空気補正率に基づいて補助空気流量を制
御しているため、壁流の影響によって燃料の遅れより大
きい場合に、空気の遅れを燃料の遅れにマッチングで
き、空燃比切換え時のトルクショックを減少させること
ができる。
第１図は本発明の基本概念図、第２〜９図は本発明の実
施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第３図
はそのＡＡＣバルブ制御値ＡＡＣDuty算出のプログラム
を示すフローチャート、第４図はその空気補正率ＫＢＡ
のテーブルマップ、第５図はそのスロットル開口面積Ａ
αのテーブルマップ、第６図はそのＡＡＣバルブ開度面
積ＡＢαのテーブルマップ、第７図はその燃料噴射信号
Ｔｉ算出プログラムを示すフローチャート、第８図はそ
の空気補正率ＫＢＡのなまし処理のプログラムを示すフ
ローチャート、第９図はその空燃比（ａ）、空気補正率
ＫＢＡ（ｂ）および発生トルク（ｃ）の関係を示す図で
ある。 ７……インジェクタ（燃料供給手段）、 21……ＡＡＣバルブ（補正空気弁）、 22、32、50……（運転状態検出手段）、 50……コントロールユニット（目標値設定手段、燃料量
演算手段、補正率演算手段、空気補正率なまし手段、演
算手段）。
施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第３図
はそのＡＡＣバルブ制御値ＡＡＣDuty算出のプログラム
を示すフローチャート、第４図はその空気補正率ＫＢＡ
のテーブルマップ、第５図はそのスロットル開口面積Ａ
αのテーブルマップ、第６図はそのＡＡＣバルブ開度面
積ＡＢαのテーブルマップ、第７図はその燃料噴射信号
Ｔｉ算出プログラムを示すフローチャート、第８図はそ
の空気補正率ＫＢＡのなまし処理のプログラムを示すフ
ローチャート、第９図はその空燃比（ａ）、空気補正率
ＫＢＡ（ｂ）および発生トルク（ｃ）の関係を示す図で
ある。 ７……インジェクタ（燃料供給手段）、 21……ＡＡＣバルブ（補正空気弁）、 22、32、50……（運転状態検出手段）、 50……コントロールユニット（目標値設定手段、燃料量
演算手段、補正率演算手段、空気補正率なまし手段、演
算手段）。
Claims (1)
- 【請求項１】ａ）吸入空気量および回転数をパラメータ
としてエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 ｂ）エンジンの運転状態に基づいて目標空燃比として、
理論空燃比または理論空燃比よりリーン側のリーン空燃
比の何れか一方を選択する目標値設定手段と、 ｃ）運転状態および目標空燃比に応じて燃料供給量を演
算する燃料量演算手段と、 ｄ）燃料量演算手段の出力に基づいて吸気通路に燃料を
供給する燃料供給手段と、 ｅ）目標空燃比が理論空燃比とリーン空燃比の間を切換
わる際、切換わり後の空燃比に応じて絞弁をバイパスし
て流れる補助空気量を補正する空気補正率を演算する補
正率演算手段と、 ｆ）該空気補正率をなます空気補正率なまし手段と、 ｇ）アクセル操作量に関連する空気流量およびなまされ
た空気補正率に基づいて前記補助空気流量を演算する演
算手段と、 ｈ）該演算手段の出力に基づいて絞弁をバイパスする通
路の空気流量を操作する補助空気弁と、を備えたことを
特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19100286A JPH0615827B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19100286A JPH0615827B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350641A JPS6350641A (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0615827B2 true JPH0615827B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=16267231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19100286A Expired - Lifetime JPH0615827B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615827B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69213907T2 (de) * | 1991-07-18 | 1997-04-30 | Mitsubishi Motors Corp | Steuergerät zur steuerung des luftkraftstoffgemisches einer brennkraftmachine |
| JP3175601B2 (ja) * | 1996-08-26 | 2001-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 希薄燃焼エンジンの吸気量制御装置 |
| KR100287700B1 (ko) * | 1996-12-31 | 2001-05-02 | 이계안 | 희박 연소 엔진의 가속성 향상 방법 |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP19100286A patent/JPH0615827B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350641A (ja) | 1988-03-03 |
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