JPH0615843B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JPH0615843B2 JPH0615843B2 JP2482487A JP2482487A JPH0615843B2 JP H0615843 B2 JPH0615843 B2 JP H0615843B2 JP 2482487 A JP2482487 A JP 2482487A JP 2482487 A JP2482487 A JP 2482487A JP H0615843 B2 JPH0615843 B2 JP H0615843B2
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- JP
- Japan
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- control
- fuel injection
- internal combustion
- combustion engine
- engine
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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制御装置に関し、燃料噴射制御
や、点火時期制御に好適に使用できるものである。
や、点火時期制御に好適に使用できるものである。
内燃機関の燃料噴射システムとして所謂Ｄ−Ｊ型の燃料
噴射システムでは内燃機関の吸入系のスロットル弁下流
の吸気マニホルド（又はサージタンク）に圧力センサを
設置し、負荷因子としての吸気管圧力を検出し、吸気管
圧力と機関回転数とからシリンダボアに導入される新気
量に応じて制御される因子、例えば、基本燃料噴射量を
算出し、インジェクタより燃料噴射を行っている。この
Ｄ−Ｊ型のシステムは、所謂Ｌ−Ｊ型燃料噴射システム
に使われるエアフローメータと比較して、センサの大き
さ自体が小型化し、センサの装着にともなう吸気抵抗の
増加が小さく、エアフローメータのように体積流量を計
測しているのでないことから空気密度の補正が不用であ
る等の利点がある。
噴射システムでは内燃機関の吸入系のスロットル弁下流
の吸気マニホルド（又はサージタンク）に圧力センサを
設置し、負荷因子としての吸気管圧力を検出し、吸気管
圧力と機関回転数とからシリンダボアに導入される新気
量に応じて制御される因子、例えば、基本燃料噴射量を
算出し、インジェクタより燃料噴射を行っている。この
Ｄ−Ｊ型のシステムは、所謂Ｌ−Ｊ型燃料噴射システム
に使われるエアフローメータと比較して、センサの大き
さ自体が小型化し、センサの装着にともなう吸気抵抗の
増加が小さく、エアフローメータのように体積流量を計
測しているのでないことから空気密度の補正が不用であ
る等の利点がある。
Ｌ−Ｊ型の燃料噴射システムにおけるエアフローメータ
と違ってこのＤ−Ｊ型の燃料噴射システムでは内燃機関
に入る新気の量に応じて制御される因子の制御値を吸気
管圧力に応じて算出しようとするものである。ところ
が、吸気管圧力は同一新気量でも排気ガス循環(EGR) や
ブローバイガスの導入が行われると変化し、新気量を正
しく反映したエンジン制御を行うためにはセンサ出力値
に対し補正を加える必要が出てくる。例えば、特開昭55
−75548 号では、ＥＧＲ通路の固定オリフィスの前後の
圧力差を知る差圧センサを設け、差圧センサからの差圧
信号により圧力センサの出力を補正し、ＥＧＲに関わら
ず新気量を反映させた制御を行うことができるようにし
ている。
と違ってこのＤ−Ｊ型の燃料噴射システムでは内燃機関
に入る新気の量に応じて制御される因子の制御値を吸気
管圧力に応じて算出しようとするものである。ところ
が、吸気管圧力は同一新気量でも排気ガス循環(EGR) や
ブローバイガスの導入が行われると変化し、新気量を正
しく反映したエンジン制御を行うためにはセンサ出力値
に対し補正を加える必要が出てくる。例えば、特開昭55
−75548 号では、ＥＧＲ通路の固定オリフィスの前後の
圧力差を知る差圧センサを設け、差圧センサからの差圧
信号により圧力センサの出力を補正し、ＥＧＲに関わら
ず新気量を反映させた制御を行うことができるようにし
ている。
従来のＤ−Ｊ型の燃料噴射システムでは圧力センサの検
出値は新気量だけでなくＥＧＲガスやブローバイガス等
の機関に導入される他のガスの流量の影響が現れる。そ
して、ＥＧＲガスやブローバイガス等についてはこれら
による吸気管圧への寄与分を検出し、補正することによ
り機関に導入される新規の量に応じた制御を行おうとし
ている。しかしながら、EGR ガスやブローバイガスの導
入の影響があるため、検出精度が劣り、正確な空燃比制
御に影響を与えることがある。
出値は新気量だけでなくＥＧＲガスやブローバイガス等
の機関に導入される他のガスの流量の影響が現れる。そ
して、ＥＧＲガスやブローバイガス等についてはこれら
による吸気管圧への寄与分を検出し、補正することによ
り機関に導入される新規の量に応じた制御を行おうとし
ている。しかしながら、EGR ガスやブローバイガスの導
入の影響があるため、検出精度が劣り、正確な空燃比制
御に影響を与えることがある。
この発明では、従来のＤ−Ｊ型のシステムの前記利点は
生かしつつEGR ガスやブローバイガス影響を受けない検
出を可能とし、もって空燃比制御精度の向上を図ること
を目的とする。
生かしつつEGR ガスやブローバイガス影響を受けない検
出を可能とし、もって空燃比制御精度の向上を図ること
を目的とする。
第１図において、内燃機関の回転数を検出する機関回転
数検出手段58と、内燃機関１のスロットル弁34下流の吸
気系に配置され、機関に吸入される全ガス中の酸素分圧
を検出する酸素検出手段２とを備えた内燃機関の制御装
置であって、内燃機関の新気量に応じて検出される制御
因子の制御値を前記機関回転数検出手段58により検出さ
れる機関回転数及び前記酸素検出手段２により検出され
る酸素分圧より算出する制御値算出手段３と、前記算出
された制御値により前記制御因子を制御する制御因子制
御手段４とを具備した内燃機関の制御装置が提供され
る。
数検出手段58と、内燃機関１のスロットル弁34下流の吸
気系に配置され、機関に吸入される全ガス中の酸素分圧
を検出する酸素検出手段２とを備えた内燃機関の制御装
置であって、内燃機関の新気量に応じて検出される制御
因子の制御値を前記機関回転数検出手段58により検出さ
れる機関回転数及び前記酸素検出手段２により検出され
る酸素分圧より算出する制御値算出手段３と、前記算出
された制御値により前記制御因子を制御する制御因子制
御手段４とを具備した内燃機関の制御装置が提供され
る。
機関回転数検出手段58は内燃機関の回転数を検出し、酸
素検出手段２は機関に吸入される全ガス中の酸素分圧を
検出する。
素検出手段２は機関に吸入される全ガス中の酸素分圧を
検出する。
制御値算出手段３は、内燃機関の新気量に応じて制御さ
れる制御因子の制御値を前記機関回転数検出手段58によ
り検出される機関回転数及び前記酸素検出手段２により
検出される酸素分圧より算出する。
れる制御因子の制御値を前記機関回転数検出手段58によ
り検出される機関回転数及び前記酸素検出手段２により
検出される酸素分圧より算出する。
制御因子制御手段４は、制御値算出手段３により算出さ
れた制御値により内燃機関の制御因子を制御する。
れた制御値により内燃機関の制御因子を制御する。
〔実施例〕 第２図において、１０はシリンダブロック、１２はピス
トン、１４はコネクティングロッド、１６はシリンダヘ
ッド、１８は燃焼室、２０は点火栓、２２は吸気弁、２
４は吸気ポート、２６は排気弁、２８は排気ポート、２
９はディストリビュータ、３０は点火装置（イグナイタ
３０ａ及び点火コイル３０ｂより成る）である。吸気ポ
ート２４は、吸気管３１、サージタンク３２、スロット
ル弁３４、吸気管３６、ターボチャージャ３８のコンプ
レッサハウジング３８ａ、吸気管３９を介してエアクリ
ーナ４０に接続される。吸気ポート２４に近接した吸気
管３１に燃料インジェクタ４２が設置される。排気ポー
ト２８は排気マニホルド４４を介してターボチャージャ
３８のタービンハウジング３８ｂに接続される。尚、タ
ーボチャージャの代わりに機械式過給機を採用したシス
テムであっても良い。
トン、１４はコネクティングロッド、１６はシリンダヘ
ッド、１８は燃焼室、２０は点火栓、２２は吸気弁、２
４は吸気ポート、２６は排気弁、２８は排気ポート、２
９はディストリビュータ、３０は点火装置（イグナイタ
３０ａ及び点火コイル３０ｂより成る）である。吸気ポ
ート２４は、吸気管３１、サージタンク３２、スロット
ル弁３４、吸気管３６、ターボチャージャ３８のコンプ
レッサハウジング３８ａ、吸気管３９を介してエアクリ
ーナ４０に接続される。吸気ポート２４に近接した吸気
管３１に燃料インジェクタ４２が設置される。排気ポー
ト２８は排気マニホルド４４を介してターボチャージャ
３８のタービンハウジング３８ｂに接続される。尚、タ
ーボチャージャの代わりに機械式過給機を採用したシス
テムであっても良い。
排気ガス再循環通路（ＥＧＲ通路）４５が排気マニホル
ド４４とサージタンク３２を接続するように設けられ
る。排気ガス再循環制御系（ＥＧＲ弁）４６がＥＧＲ通
路４５上に排気ガス再循環率（ＥＧＲ率）の制御のため
設けられる。この実施例ではＥＧＲ弁４６は負圧作動ダ
イヤフラム機構４７を備える。ダイヤフラム機構４７は
スロットル弁３４のアイドル位の少し上流に設置される
ＥＧＲポート４８に接続される。調圧弁４９は、圧力導
管５０によってＥＧＲ通路４５における定圧絞り５１の
下流に形成される定圧室５２に接続される。そのため、
調圧弁４９は定圧室５２の圧力が略一定となるように、
ＥＧＲポート４８からＥＧＲ弁４６の負圧作動機構４７
に導入される負圧を制御する。そして、調圧弁４９のダ
イヤフラム４９ａはＥＧＲポート４８の少し上流の負圧
ポート５３に接続され、負荷に応じた負圧がダイヤフラ
ム４９ａに排圧と対抗するように作用し、ＥＧＲ率を負
荷に応じて制御する。このＥＧＲ装置の構成及び作用は
周知であることから、これ以上の説明はしない。
ド４４とサージタンク３２を接続するように設けられ
る。排気ガス再循環制御系（ＥＧＲ弁）４６がＥＧＲ通
路４５上に排気ガス再循環率（ＥＧＲ率）の制御のため
設けられる。この実施例ではＥＧＲ弁４６は負圧作動ダ
イヤフラム機構４７を備える。ダイヤフラム機構４７は
スロットル弁３４のアイドル位の少し上流に設置される
ＥＧＲポート４８に接続される。調圧弁４９は、圧力導
管５０によってＥＧＲ通路４５における定圧絞り５１の
下流に形成される定圧室５２に接続される。そのため、
調圧弁４９は定圧室５２の圧力が略一定となるように、
ＥＧＲポート４８からＥＧＲ弁４６の負圧作動機構４７
に導入される負圧を制御する。そして、調圧弁４９のダ
イヤフラム４９ａはＥＧＲポート４８の少し上流の負圧
ポート５３に接続され、負荷に応じた負圧がダイヤフラ
ム４９ａに排圧と対抗するように作用し、ＥＧＲ率を負
荷に応じて制御する。このＥＧＲ装置の構成及び作用は
周知であることから、これ以上の説明はしない。
制御回路５４はマイクロコンピュータ・システムとして
構成され、燃料噴射制御、点火時期制御及びその他のエ
ンジン作動制御を行うものである。制御回路５４はマイ
クロ・プロセシング・ユニット（ＭＰＵ）５４ａと、メ
モリ５４ｂと、入力ポート５４ｃと、出力ポート５４ｄ
と、これらの各要素を接続するバス５４ｅとから成る。
入力ポート５４ｃは各センサ接続されたエンジン運転条
件信号が入力される。クランク角度センサ５６，５８が
ディストリビュータ２９に設置される。第１のクランク
角度センサ５６は、ディストリビュータ軸２９ａ上のマ
グネット片６０と対抗設置され、クランク軸の７２０゜
回転毎、即ち機関の１サイクル毎にパルス信号を発生
し、基準信号となる。第２のクランク角度センサ５８は
ディストリビュータ軸２９ａ上のマグネット片６２と対
抗設置され、クランク軸の３０゜毎の信号を発生し、燃
料噴射制御や点火時期制御のトリガ信号となる。水温セ
ンサ６４はシリンダブロック１０の冷却水ジャケット１
０ａ内の冷却水温度を検出する。吸入空気温度センサ６
６は、吸気管に機関に導入される吸入空気の温度を検出
することができる。排気側酸素センサ６８が排気マニホ
ルド４４に設けられる。この排気側酸素センサ６８は空
燃比フィードバック制御用であり、空燃比を理論空燃比
に制御するシステムではＯ２センサであり、空燃比を理
論空燃比よりリーン側に制御するシステムでは所謂リー
ンセンサより構成することができる。
構成され、燃料噴射制御、点火時期制御及びその他のエ
ンジン作動制御を行うものである。制御回路５４はマイ
クロ・プロセシング・ユニット（ＭＰＵ）５４ａと、メ
モリ５４ｂと、入力ポート５４ｃと、出力ポート５４ｄ
と、これらの各要素を接続するバス５４ｅとから成る。
入力ポート５４ｃは各センサ接続されたエンジン運転条
件信号が入力される。クランク角度センサ５６，５８が
ディストリビュータ２９に設置される。第１のクランク
角度センサ５６は、ディストリビュータ軸２９ａ上のマ
グネット片６０と対抗設置され、クランク軸の７２０゜
回転毎、即ち機関の１サイクル毎にパルス信号を発生
し、基準信号となる。第２のクランク角度センサ５８は
ディストリビュータ軸２９ａ上のマグネット片６２と対
抗設置され、クランク軸の３０゜毎の信号を発生し、燃
料噴射制御や点火時期制御のトリガ信号となる。水温セ
ンサ６４はシリンダブロック１０の冷却水ジャケット１
０ａ内の冷却水温度を検出する。吸入空気温度センサ６
６は、吸気管に機関に導入される吸入空気の温度を検出
することができる。排気側酸素センサ６８が排気マニホ
ルド４４に設けられる。この排気側酸素センサ６８は空
燃比フィードバック制御用であり、空燃比を理論空燃比
に制御するシステムではＯ２センサであり、空燃比を理
論空燃比よりリーン側に制御するシステムでは所謂リー
ンセンサより構成することができる。
この発明によれば、吸気側酸素センサ７０がサージタン
ク３２に設置される。吸気側酸素センサ７０は、機関に
導入される新気量を検出し、燃料噴射量や、点火時期を
算出するために使用される。吸気側酸素センサ７０は所
謂リーンセンサと同様の構造のもので、全吸入空気中の
酸素の分圧の変化によって連続的に変化する電圧を取り
出すことができる。第３図において、吸気側酸素センサ
７０は、ジルコニアから成る固体電解質で作られた有底
筒状体７２と、その内面及び外面に形成される通気性薄
膜状白金電極７４−１，７４−２と、外側の電極７４−
２の回りにスピネル等のセラミック材料のプラズマ溶射
にて形成される多孔層としての拡散層７６と、多孔板に
て形成される外套ケース７８と、筒状体７２の中心空間
に配置されるセラミック・ヒータ８０とを基本的な構成
要素とする。ヒータ８０は電源Ｅ２に接続され、センサ
７０の活性化に役立たせることができる。筒状体７２の
中央空間はヒータ８０の中心通路80ａによって大気と連
通されている。陽極としての内側電極７４−１と陰極と
しての外側電極７４−２との間には電源Ｅ１が接続され
る。所謂ポンプ作用によって外側電極７４−２から内側
電極７４−１に向かって拡散層によって規制される速度
で被検出ガス中のＯ２イオンが流れることができ、電源
Ｅ１の或る電圧において、イオン電流（限界電流）Ｉｌ
は、 Ｉｌ＝((4F×ＳDO２×Ｐ)/（Ｒ×Ｔ×ｌ）)×(1n(1/(1−PO2/Ｐ)))・・・(1) ここに、Ｆ：ファラデー定数 Ｓ：電極面積 DO2：ガス拡散定数 Ｒ：気体定数 Ｔ：温度 ｌ：拡散抵抗層有効長 Ｐ：全圧 PO2：酸素分圧 によって表される。第４図は全圧力に対する酸素分圧、
センサ出力との実測特性を示し、全圧が変わると分圧が
変化し、これに準じてセンサ出力が変化し、センサ出力
より酸素分圧を知ることができる。尚、センサの構成と
して、大気導入がない、平板素子と、その両面に白金電
極７４−１，７４−２を形成した簡単なものでも良い。
電極７４−２にはＯ２の拡散を比例する多孔層としての
拡散層７６で素子を加熱するヒータは必要である。
ク３２に設置される。吸気側酸素センサ７０は、機関に
導入される新気量を検出し、燃料噴射量や、点火時期を
算出するために使用される。吸気側酸素センサ７０は所
謂リーンセンサと同様の構造のもので、全吸入空気中の
酸素の分圧の変化によって連続的に変化する電圧を取り
出すことができる。第３図において、吸気側酸素センサ
７０は、ジルコニアから成る固体電解質で作られた有底
筒状体７２と、その内面及び外面に形成される通気性薄
膜状白金電極７４−１，７４−２と、外側の電極７４−
２の回りにスピネル等のセラミック材料のプラズマ溶射
にて形成される多孔層としての拡散層７６と、多孔板に
て形成される外套ケース７８と、筒状体７２の中心空間
に配置されるセラミック・ヒータ８０とを基本的な構成
要素とする。ヒータ８０は電源Ｅ２に接続され、センサ
７０の活性化に役立たせることができる。筒状体７２の
中央空間はヒータ８０の中心通路80ａによって大気と連
通されている。陽極としての内側電極７４−１と陰極と
しての外側電極７４−２との間には電源Ｅ１が接続され
る。所謂ポンプ作用によって外側電極７４−２から内側
電極７４−１に向かって拡散層によって規制される速度
で被検出ガス中のＯ２イオンが流れることができ、電源
Ｅ１の或る電圧において、イオン電流（限界電流）Ｉｌ
は、 Ｉｌ＝((4F×ＳDO２×Ｐ)/（Ｒ×Ｔ×ｌ）)×(1n(1/(1−PO2/Ｐ)))・・・(1) ここに、Ｆ：ファラデー定数 Ｓ：電極面積 DO2：ガス拡散定数 Ｒ：気体定数 Ｔ：温度 ｌ：拡散抵抗層有効長 Ｐ：全圧 PO2：酸素分圧 によって表される。第４図は全圧力に対する酸素分圧、
センサ出力との実測特性を示し、全圧が変わると分圧が
変化し、これに準じてセンサ出力が変化し、センサ出力
より酸素分圧を知ることができる。尚、センサの構成と
して、大気導入がない、平板素子と、その両面に白金電
極７４−１，７４−２を形成した簡単なものでも良い。
電極７４−２にはＯ２の拡散を比例する多孔層としての
拡散層７６で素子を加熱するヒータは必要である。
ＭＰＵ５４ａは、メモリ５４ｂに格納されるプログラ
ム、データに従って演算を実行し、出力ポート５４ｄに
セットする。出力ポート５４ｄは、燃料インジェクタ４
２、イグナイタ３０ａ及びその他の制御装置に接続さ
れ、制御信号が印加される。
ム、データに従って演算を実行し、出力ポート５４ｄに
セットする。出力ポート５４ｄは、燃料インジェクタ４
２、イグナイタ３０ａ及びその他の制御装置に接続さ
れ、制御信号が印加される。
以下、制御回路５４の作動における燃料噴射制御及び点
火時期制御の部分をフローチャートによって説明する。
第５図及び第６図は燃料噴射ルーチンのフローチャート
を示すものであり、第５図のルーチンは、これから燃料
噴射を行う気筒の燃料噴射の手前の或るクランク角度を
検出して実行される。例えば、吸気行程中に燃料噴射を
行うとすれば、吸気上死点手前の６０゜ＣＡを検出して
実行される。この検出は、第１クランク角度センサ５６
からの７２０゜ＣＡ信号の到来によってクリヤされ、第
２クランク角度センサ５８からの３０゜ＣＡ信号の到来
毎にインクリメントされるカウンタの値により知ること
ができる。ステップ１００では基本噴射時間Ｔｐが機関
回転数ＮＥと吸気側酸素センサ７０の出力値ＰＯ２より
算出される。ここに基本噴射時間とは内燃機関に導入さ
れる新気量に対して空燃比を理論空燃比とするような燃
料噴射量を得るためインジェクタ４２の開弁時間をい
う。そして、機関回転数の変化により吸気効率が変化す
るので、吸気効率の変化を補償するため、燃料噴射量は
新気量とエンジン回転数とで決められる。従来のＤ−Ｊ
システムにおいては吸気管圧力を計測することにより間
接的に新気量を知り、回転数と吸気管負圧との組合せか
ら基本燃料噴射量を決めているのであるが、この代わり
にこの発明では回転数と、吸気側酸素センサ70により検
出される酸素分圧とより基本燃料噴射量を決めるもので
ある。メモリ５４ｂには機関回転数ＮＥと酸素センサ７
０の出力値ＰＯ２との各組合せに対し、理論空燃比を得
るための基本燃料噴射時間Ｔｐのデータのマップが構成
されている。ＭＰＵ５４ａは、第２クランク角度センサ
５８の３０゜ＣＡ信号の間隔から知られる現在の機関回
転数ＮＥと、吸気側酸素センサ７０の現在の出力ＰＯ２
の値とにより周知の補間計算を実行し、これによって基
本燃料噴射時間Ｔｐの算出を行うことになる。
火時期制御の部分をフローチャートによって説明する。
第５図及び第６図は燃料噴射ルーチンのフローチャート
を示すものであり、第５図のルーチンは、これから燃料
噴射を行う気筒の燃料噴射の手前の或るクランク角度を
検出して実行される。例えば、吸気行程中に燃料噴射を
行うとすれば、吸気上死点手前の６０゜ＣＡを検出して
実行される。この検出は、第１クランク角度センサ５６
からの７２０゜ＣＡ信号の到来によってクリヤされ、第
２クランク角度センサ５８からの３０゜ＣＡ信号の到来
毎にインクリメントされるカウンタの値により知ること
ができる。ステップ１００では基本噴射時間Ｔｐが機関
回転数ＮＥと吸気側酸素センサ７０の出力値ＰＯ２より
算出される。ここに基本噴射時間とは内燃機関に導入さ
れる新気量に対して空燃比を理論空燃比とするような燃
料噴射量を得るためインジェクタ４２の開弁時間をい
う。そして、機関回転数の変化により吸気効率が変化す
るので、吸気効率の変化を補償するため、燃料噴射量は
新気量とエンジン回転数とで決められる。従来のＤ−Ｊ
システムにおいては吸気管圧力を計測することにより間
接的に新気量を知り、回転数と吸気管負圧との組合せか
ら基本燃料噴射量を決めているのであるが、この代わり
にこの発明では回転数と、吸気側酸素センサ70により検
出される酸素分圧とより基本燃料噴射量を決めるもので
ある。メモリ５４ｂには機関回転数ＮＥと酸素センサ７
０の出力値ＰＯ２との各組合せに対し、理論空燃比を得
るための基本燃料噴射時間Ｔｐのデータのマップが構成
されている。ＭＰＵ５４ａは、第２クランク角度センサ
５８の３０゜ＣＡ信号の間隔から知られる現在の機関回
転数ＮＥと、吸気側酸素センサ７０の現在の出力ＰＯ２
の値とにより周知の補間計算を実行し、これによって基
本燃料噴射時間Ｔｐの算出を行うことになる。
ステップ１０２ではステップ１００で算出された基本燃
料噴射時間Ｔｐの補正により最終噴射量Ｔａｕの算出が
実行される。この補正演算は排気側酸素センサ６８から
の信号によるフィードバック補正係数の算出や、水温セ
ンサ６４からの水温信号による水温補正係数や、加速補
正等の基本燃料噴射時間Ｔｐに加えられる種々の補正演
算処理を含む。この補正演算のやり方自体は周知であ
り、またこの発明と直接関係しないので説明を省略す
る。
料噴射時間Ｔｐの補正により最終噴射量Ｔａｕの算出が
実行される。この補正演算は排気側酸素センサ６８から
の信号によるフィードバック補正係数の算出や、水温セ
ンサ６４からの水温信号による水温補正係数や、加速補
正等の基本燃料噴射時間Ｔｐに加えられる種々の補正演
算処理を含む。この補正演算のやり方自体は周知であ
り、またこの発明と直接関係しないので説明を省略す
る。
ステップ１０４では燃料噴射開始時刻ｔｉの算出が行わ
れる。燃料噴射開始時期は機関の特性により種々決めら
れるが、例えば、燃料噴射が吸気行程の終了と略同期し
て終了するように燃料噴射開始時期を決める必要があ
る。従って、燃料噴射開始時期は酸素分圧、回転数で変
化することになる。メモリ５４ｂには機関回転数ＮＥ
と、吸気側酸素センサ７０の出力ＰＯ２との組合せ対し
て燃料噴射を開始する吸気上死点からのクランク角度の
データマップが格納されている。ＭＰＵ５４ａは吸気側
酸素センサ７０の出力値ＰＯ２と、第２クランク角度セ
ンサ５８の３０゜ＣＡパルス信号の間隔より実測される
機関回転数ＮＥとから、燃料噴射開始時刻ｔｉを現在の
時刻ｔ０からの時間として算出する（第７図参照）。
れる。燃料噴射開始時期は機関の特性により種々決めら
れるが、例えば、燃料噴射が吸気行程の終了と略同期し
て終了するように燃料噴射開始時期を決める必要があ
る。従って、燃料噴射開始時期は酸素分圧、回転数で変
化することになる。メモリ５４ｂには機関回転数ＮＥ
と、吸気側酸素センサ７０の出力ＰＯ２との組合せ対し
て燃料噴射を開始する吸気上死点からのクランク角度の
データマップが格納されている。ＭＰＵ５４ａは吸気側
酸素センサ７０の出力値ＰＯ２と、第２クランク角度セ
ンサ５８の３０゜ＣＡパルス信号の間隔より実測される
機関回転数ＮＥとから、燃料噴射開始時刻ｔｉを現在の
時刻ｔ０からの時間として算出する（第７図参照）。
ステップ１０６では噴射終了時刻ｔｅが、噴射開始時刻
ｔｉに、ステップ１０２で算出される燃料噴射時間Ｔau
を加えたものとされる。ステップ１０８は時刻一致割り
込みルーチンの許可を示し、ステップ１１０では燃料噴
射開始時期ｔｉが図示しない燃料噴射制御用コンペアレ
ジスタにセットされる。
ｔｉに、ステップ１０２で算出される燃料噴射時間Ｔau
を加えたものとされる。ステップ１０８は時刻一致割り
込みルーチンの許可を示し、ステップ１１０では燃料噴
射開始時期ｔｉが図示しない燃料噴射制御用コンペアレ
ジスタにセットされる。
第６図は時刻一致り込みルーチンであり、コンペアレジ
スタが現在時刻が燃料噴射開始時刻ｔｉに一致したと判
断すると実行開始される。ステップはコンペアレジスタ
による割り込み禁止を示し、ステップ１１４で燃料噴射
終了時刻ｔｅがコンペアレジスタにセットされる。従っ
て、現在時刻が燃料噴射終了時刻ｔｅに一致するとイン
ジェクタ４２による燃料噴射は停止される。
スタが現在時刻が燃料噴射開始時刻ｔｉに一致したと判
断すると実行開始される。ステップはコンペアレジスタ
による割り込み禁止を示し、ステップ１１４で燃料噴射
終了時刻ｔｅがコンペアレジスタにセットされる。従っ
て、現在時刻が燃料噴射終了時刻ｔｅに一致するとイン
ジェクタ４２による燃料噴射は停止される。
第８図及び第９図は点火制御ルーチンを示す。第８図の
ルーチンは第２クランク角度センサ５８からの３０゜Ｃ
Ａ毎のパルス信号の到来毎に実行されるクランク角度割
り込みルーチンのなかに位置していて、各気筒の圧縮上
死点手前の点火が行われるクランク角度より十分手前の
或るクランク角度を検出して実行される。このクランク
角度の検出は噴射演算と同様に行われる。ステップ120
では基本点火時期ＳＡ０が機関回転数ＮＥと吸気側酸素
センサ７０からの出力ＰＯ２より算出される。ここに基
本点火時期とは回転数を固定したとき内燃機関に導入さ
れる新気量に対して最大トルクが得られる点火時期（Ｍ
ＢＴ）を圧縮上死点からの角度として表したものであ
る。新気量が同一でも機関回転数が変化するとＭＢＴは
変化するので、新気量と回転数とによって、ＭＢＴを得
るための点火時期がきまる。従来のＤ−ＪシステムはＮ
Ｅ−ＰＭの組合せに対するＳＡ０のマップが構成されて
いたが、この発明でではこの代わりにＮＥ−ＰＯ２の組
合せに対するＳＡ０のマップを採用するのである。メモ
リ５ｂには機関回転数ＮＥと吸気側酸素センサ７０の出
力値ＰＯ２との各組合せに対する基本点火時期ＳＡ０の
データのマップが構成されている。ＭＰＵ５４ａは、第
２クランク角度センサ５８の３０゜ＣＡ信号の間隔から
知られる現在の機関回転数ＮＥと、吸気側酸素センサ７
０の現在の出力値ＰＯ２の値とにより周知の補間計算を
実行し、これによって基本点火時期ＳＡ０の算出を行う
ことになる。
ルーチンは第２クランク角度センサ５８からの３０゜Ｃ
Ａ毎のパルス信号の到来毎に実行されるクランク角度割
り込みルーチンのなかに位置していて、各気筒の圧縮上
死点手前の点火が行われるクランク角度より十分手前の
或るクランク角度を検出して実行される。このクランク
角度の検出は噴射演算と同様に行われる。ステップ120
では基本点火時期ＳＡ０が機関回転数ＮＥと吸気側酸素
センサ７０からの出力ＰＯ２より算出される。ここに基
本点火時期とは回転数を固定したとき内燃機関に導入さ
れる新気量に対して最大トルクが得られる点火時期（Ｍ
ＢＴ）を圧縮上死点からの角度として表したものであ
る。新気量が同一でも機関回転数が変化するとＭＢＴは
変化するので、新気量と回転数とによって、ＭＢＴを得
るための点火時期がきまる。従来のＤ−ＪシステムはＮ
Ｅ−ＰＭの組合せに対するＳＡ０のマップが構成されて
いたが、この発明でではこの代わりにＮＥ−ＰＯ２の組
合せに対するＳＡ０のマップを採用するのである。メモ
リ５ｂには機関回転数ＮＥと吸気側酸素センサ７０の出
力値ＰＯ２との各組合せに対する基本点火時期ＳＡ０の
データのマップが構成されている。ＭＰＵ５４ａは、第
２クランク角度センサ５８の３０゜ＣＡ信号の間隔から
知られる現在の機関回転数ＮＥと、吸気側酸素センサ７
０の現在の出力値ＰＯ２の値とにより周知の補間計算を
実行し、これによって基本点火時期ＳＡ０の算出を行う
ことになる。
ステップ１２２ではステップ１２０で算出された基本点
火時期ＳＡ０の補正が行われる。この補正は水温センサ
６４からの水温信号によって遅角補正や、ノッキングよ
る遅角補正をいい、これらの補正により基本点火時期よ
り遅角側の補正進角値ＳＡが得られる。ステップ１２４
では点火信号の立ち上がり時刻ｔｉ′及び立ち下がり時
刻ｔｅ′の算出が行われる。所期の点火エネルギを得る
ため点火コイル３０ｂへの点火信号の継続時間（即ちイ
グナイタ３０ａの通電時間Ｔ）は決まっており、その通
電時間が丁度完了したとき圧縮上死点からクランク角度
でＳＡだけ遅れるようにｔｉ′及びｔｅ′が算出される
（第１０図参照）。
火時期ＳＡ０の補正が行われる。この補正は水温センサ
６４からの水温信号によって遅角補正や、ノッキングよ
る遅角補正をいい、これらの補正により基本点火時期よ
り遅角側の補正進角値ＳＡが得られる。ステップ１２４
では点火信号の立ち上がり時刻ｔｉ′及び立ち下がり時
刻ｔｅ′の算出が行われる。所期の点火エネルギを得る
ため点火コイル３０ｂへの点火信号の継続時間（即ちイ
グナイタ３０ａの通電時間Ｔ）は決まっており、その通
電時間が丁度完了したとき圧縮上死点からクランク角度
でＳＡだけ遅れるようにｔｉ′及びｔｅ′が算出される
（第１０図参照）。
ステップ１２６では点火用時刻一致割り込みルーチンの
許可を示し、ステップ１２８では点火信号立ち上がり時
刻ｔｉ′が図示しない点火制御用コンペアレジスタにセ
ットされる。
許可を示し、ステップ１２８では点火信号立ち上がり時
刻ｔｉ′が図示しない点火制御用コンペアレジスタにセ
ットされる。
点火制御用コンペアレジスタのセット時刻が一致する
と、即ち時刻ｔｉ′が到来すると、点火信号が立ち上が
る（第１０図（ハ））と共に、第９図のルーチンが実行
開始される。ステップ１３０では点火制御用コンペアレ
ジスタによる割り込み禁止を示し、ステップ１３２で点
火信号立ち下がり時刻ｔｅ′がコンペアレジスタにセッ
トされる。従って、現在時刻がｔｅ′に一致すると点火
信号がたちさがり、この瞬間に点火栓電極に高電圧が発
生し点火が行われ、これが上死点から測ってＳＡの点火
時期となっている。
と、即ち時刻ｔｉ′が到来すると、点火信号が立ち上が
る（第１０図（ハ））と共に、第９図のルーチンが実行
開始される。ステップ１３０では点火制御用コンペアレ
ジスタによる割り込み禁止を示し、ステップ１３２で点
火信号立ち下がり時刻ｔｅ′がコンペアレジスタにセッ
トされる。従って、現在時刻がｔｅ′に一致すると点火
信号がたちさがり、この瞬間に点火栓電極に高電圧が発
生し点火が行われ、これが上死点から測ってＳＡの点火
時期となっている。
実施例ではＥＧＲ装置を備えたものについてこの発明は
適用されるが、必ずしもＥＧＲ装置は備えなくてもよ
い。ＥＧＲ装置を備えたものに適用する利点として、Ｅ
ＧＲ率に応じて燃料噴射量を補正する必要がなく、燃料
噴射制御が簡単になる利点がある。即ち、通常のＤ−Ｊ
システムにおいて燃料噴射量等は吸気管圧力と回転数の
マップで決まる。ＥＧＲガスが入ると同一の吸気管圧力
でも新気量は減っているから燃料量はその分減少させる
必要がある。ところが、この発明では酸素分圧を検出し
ているので基本的に燃料噴射量の補正を行う必要はな
い。厳密にいうと吸気側酸素センサ７０の計測値には、
圧力に対する非線型性があり、この影響を排除して精密
な空燃比制御を行うために燃料噴射量をＥＧＲ率に応じ
て補正することもできる。ＥＧＲ率に応じて燃料噴射量
を補正するとしても、吸気管圧力が新気量の計測値に与
える影響は小さいので、ＥＧＲ率による燃料補正が極め
て僅かで済む利点がある。第１１図は設定空燃比を得る
ための燃料補正量βのEGR 率に対する変化の実測特性で
あり、この発明により同一ＥＧＲ率に対する燃料補正量
を従来と比較して小さくすることができる。この場合に
おいて、吸気側酸素センサ７０の出力Ｖは次の実験式、 Ｖ＝ａ・Ｐ0.8 ×ｂ ・・・(2) によって近似している。ここにａ，ｂは定数である。そ
して、ＥＧＲ率はｘとすると、ＥＧＲがセンサ値出力に
与える影響は圧力センサによる従来の場合は、明らかに （１−ｘ） ・・・(3) となり、この発明の場合は （ａ×Ｐ0.8 ×ｂ（１−ｘ）／（ａ×（Ｐ（１−ｘ））0.8 ×ｂ）＝（１−ｘ）
-0.2 ・・・(4) となり、従来（(3)式）より小さくなることが分かる。
適用されるが、必ずしもＥＧＲ装置は備えなくてもよ
い。ＥＧＲ装置を備えたものに適用する利点として、Ｅ
ＧＲ率に応じて燃料噴射量を補正する必要がなく、燃料
噴射制御が簡単になる利点がある。即ち、通常のＤ−Ｊ
システムにおいて燃料噴射量等は吸気管圧力と回転数の
マップで決まる。ＥＧＲガスが入ると同一の吸気管圧力
でも新気量は減っているから燃料量はその分減少させる
必要がある。ところが、この発明では酸素分圧を検出し
ているので基本的に燃料噴射量の補正を行う必要はな
い。厳密にいうと吸気側酸素センサ７０の計測値には、
圧力に対する非線型性があり、この影響を排除して精密
な空燃比制御を行うために燃料噴射量をＥＧＲ率に応じ
て補正することもできる。ＥＧＲ率に応じて燃料噴射量
を補正するとしても、吸気管圧力が新気量の計測値に与
える影響は小さいので、ＥＧＲ率による燃料補正が極め
て僅かで済む利点がある。第１１図は設定空燃比を得る
ための燃料補正量βのEGR 率に対する変化の実測特性で
あり、この発明により同一ＥＧＲ率に対する燃料補正量
を従来と比較して小さくすることができる。この場合に
おいて、吸気側酸素センサ７０の出力Ｖは次の実験式、 Ｖ＝ａ・Ｐ0.8 ×ｂ ・・・(2) によって近似している。ここにａ，ｂは定数である。そ
して、ＥＧＲ率はｘとすると、ＥＧＲがセンサ値出力に
与える影響は圧力センサによる従来の場合は、明らかに （１−ｘ） ・・・(3) となり、この発明の場合は （ａ×Ｐ0.8 ×ｂ（１−ｘ）／（ａ×（Ｐ（１−ｘ））0.8 ×ｂ）＝（１−ｘ）
-0.2 ・・・(4) となり、従来（(3)式）より小さくなることが分かる。
また、当然のことであるが、この発明によればＥＧＲ通
路やブローバイガス通路のデポジット等に原因する経時
的な流量変化があっても燃料噴射や点火時期等のエンジ
ン制御因子の制御性を新品時と同様に維持することが可
能である。
路やブローバイガス通路のデポジット等に原因する経時
的な流量変化があっても燃料噴射や点火時期等のエンジ
ン制御因子の制御性を新品時と同様に維持することが可
能である。
この発明によれば、吸気管の酸素分圧を検出して、燃料
噴射や、点火時期等の、機関に導入される新気により決
定されるエンジン制御因子を制御している。酸素分圧を
検出しているため、吸気抵抗が小さいというＤ−Ｊシス
テムの利点を維持しつつ、EGR ガスやブローバイガスの
影響による補正が実質的に不要となり、簡単なシステム
によりエンジン制御の精度の向上を図ることができる効
果がある。
噴射や、点火時期等の、機関に導入される新気により決
定されるエンジン制御因子を制御している。酸素分圧を
検出しているため、吸気抵抗が小さいというＤ−Ｊシス
テムの利点を維持しつつ、EGR ガスやブローバイガスの
影響による補正が実質的に不要となり、簡単なシステム
によりエンジン制御の精度の向上を図ることができる効
果がある。
第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図はこの発明の実施例の全体構成図。 第３図は吸気側酸素センサの断面図。 第４図は第３図の酸素センサの酸素分圧に対する限界電
流特性図。 第５図及び第６図は燃料噴射ルーチンのフローチャート
図。 第７図は燃料噴射信号の形成の仕方を説明するタイミン
グ図。 第８図及び第９図は点火制御ルーチンのフローチャート
図。 第１０図は点火信号の形成の仕方を説明するタイミング
図。 第１１図はこの発明においてＥＧＲ率の変化が燃料補正
量に及ぼす影響の実測結果を従来との比較で示すグラ
フ。 １８……燃焼室 ２０……点火栓 ３０……点火装置 ３１……吸気管 ３２……サージタンク ３４……スロットル弁 ３８……ターボチャージャ ４２……燃料インジェクタ ４４……排気マニホルド ４６……ＥＧＲ弁 ５４……制御回路 ６４……水温センサ ６８……排気側酸素センサ ７０……吸気側酸素センサ
流特性図。 第５図及び第６図は燃料噴射ルーチンのフローチャート
図。 第７図は燃料噴射信号の形成の仕方を説明するタイミン
グ図。 第８図及び第９図は点火制御ルーチンのフローチャート
図。 第１０図は点火信号の形成の仕方を説明するタイミング
図。 第１１図はこの発明においてＥＧＲ率の変化が燃料補正
量に及ぼす影響の実測結果を従来との比較で示すグラ
フ。 １８……燃焼室 ２０……点火栓 ３０……点火装置 ３１……吸気管 ３２……サージタンク ３４……スロットル弁 ３８……ターボチャージャ ４２……燃料インジェクタ ４４……排気マニホルド ４６……ＥＧＲ弁 ５４……制御回路 ６４……水温センサ ６８……排気側酸素センサ ７０……吸気側酸素センサ
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の回転数を検出する機関回転数検
出手段と、 内燃機関のスロットル弁下流の吸気系に配置され、機関
に吸入される全ガス中の酸素分圧を検出する酸素検出手
段とを備えた内燃機関の制御装置であって、 内燃機関の新気量に応じて制御される制御因子の制御値
を前記機関回転数検出手段により検出される機関回転数
及び前記酸素検出手段により検出される酸素分圧より算
出する制御値算出手段と、 前記算出された制御値により前記制御因子を制御する制
御因子制御手段とを具備した内燃機関の制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2482487A JPH0615843B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 内燃機関の制御装置 |
| US07/151,422 US4942860A (en) | 1987-02-06 | 1988-02-02 | Engine control system |
| CA000558225A CA1290839C (en) | 1987-02-06 | 1988-02-05 | Engine control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2482487A JPH0615843B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195359A JPS63195359A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0615843B2 true JPH0615843B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=12148927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2482487A Expired - Fee Related JPH0615843B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615843B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2751324B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1998-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP2594943Y2 (ja) * | 1992-06-30 | 1999-05-24 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃料制御装置 |
| JP2007199370A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Kyocera Mita Corp | 画像形成ユニット及び画像形成装置 |
| GB2500598B (en) * | 2012-03-26 | 2017-12-20 | Ford Global Tech Llc | Method and apparatus for injecting oxygen within an engine |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP2482487A patent/JPH0615843B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195359A (ja) | 1988-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |