JPH06159112A

JPH06159112A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH06159112A
Application number: JP34126992A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nishi; 英之西; Michio Matsushima; 道男松島; Sumio Furukawa; 澄雄古川; Hiroshi Haibara; 洋南風原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】 λ＝１運転からリーンバーン運転への移行時
のトルク落ちの防止とリーンバーン運転からλ＝１運転
への移行時の加速性低下の防止を両立させる。【構成】例えばスロットル開度（ＴＶＯ）一定で定常
走行中にエンジン水温が上がってλ＝１運転からリーン
バーン運転へ移行した時には、移行時の一時的なトルク
落ちをＩＳＣバルブを開いてバイパスエアを素早く増量
することで防止し、例えばアクセルが踏み込まれてλ＝
１運転へ移行した時にＩＳＣバルブを元に戻す。その
際、リーンバーン運転からλ＝１運転への移行時にバイ
パスエアが急減して吸気充てん量に変動が生じトルクが
変動して加速性が低下するような状態（ａ）になるのを
防ぐため、ＩＳＣバルブの制御速度をλ＝１運転からリ
ーンバーン運転への移行時には大きくしリーンバーン運
転からλ＝１運転への移行時には小さくする（ｂ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転状態に応じて理論
空燃比よりも希薄な空燃比（以下、リーン空燃比とい
う。）による運転（以下、リーンバーン運転という。）
と理論空燃比による通常運転（以下、λ＝１運転とい
う。）とに切換制御するエンジンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンでは、従来から、例え
ば特開昭５８−２１１５４４号公報に記載されているよ
うに暖機後にエンジンの負荷と回転数により予め設定し
た運転領域においてリーンバーン運転を行い、該領域外
ではλ＝１運転を行うよう空燃比を切換制御することが
行われている。

【０００３】ところで、このように運転状態に応じてリ
ーンバーン運転とλ＝１運転とに切換制御すると、λ＝
１運転からリーンバーン運転への移行時（以下、リーン
移行時という。）に一時的なトルク落ちが生ずるため、
これを防ぐためにリーン移行に伴いＩＳＣ（アイドル回
転数制御）装置のバイパスエアコントロールバルブ（以
下、ＩＳＣバルブという。）を開いて吸入空気量を増量
補正し、一方、リーン運転からλ＝１運転への移行時
（以下、λ＝１移行時という。）にはトルクアップの必
要が無いのでＩＳＣバルブを閉じて吸入空気量を元に戻
す、すなわち減量補正を行うことが従来から提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】運転状態に応じてリー
ンバーン運転とλ＝１運転とに切換制御するエンジンに
おいてリーン移行時に一時的なトルク落ちを防止するた
め上記のようにＩＳＣ等を利用して吸入空気量を増量補
正する場合に、このリーン移行時の増量補正は運転者等
にトルク落ちを感じさせないよう出来るだけ素早く行う
必要があり、そのため、例えば、ＩＳＣデューティー制
御の制御速度（ゲイン）すなわちデューティー値の単位
時間あたりの変化量を大きくする必要がある。しかしな
がら、このようにＩＳＣの制御速度を大きくすると、逆
にリーン運転からλ＝１運転に移行するときには次のよ
うな不都合が発生する。すなわち、リーン運転からλ＝
１運転への移行は、例えば自動車が定常状態で走ってい
て、アクセルを急に踏み込んで加速するような時に生
じ、この時ＩＳＣバルブが閉じられて吸入空気量が減量
されるが、ＩＳＣの制御速度が大きいと、このλ＝１移
行時の吸入空気量の減量補正が急激すぎて運転者の意志
がトルクアップ要求であるにも拘わらず一瞬トルクが落
ち、加速感が悪化することがある。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、λ＝１運転からリーンバーン運転へに移行時
のトルク落ちを防止するとともにリーンバーン運転から
λ＝１運転への移行時の加速性の低下を防止することの
できるエンジンの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】本発明に係るエンジンの
制御装置は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、前記運転状態検出手段の出力を受け、エンジ
ンの運転状態が空燃比リーン制御のための設定領域内で
あるか否かを判定するリーン領域判定手段と、前記リー
ン領域判定手段の出力を受け、エンジンの運転状態が前
記設定領域内である時に該エンジンの空燃比を理論空燃
比よりも希薄側に制御する空燃比リーン制御手段と、前
記リーン領域判定手段の出力を受け、エンジンの運転状
態が前記設定領域外から該領域内へ移行した時に該エン
ジンの吸入空気量を所定量増量補正し、前記領域内から
該領域外へ移行した時に前記吸入空気量を所定量減量補
正する吸入空気量補正手段と、前記リーン領域判定手段
の出力を受け、エンジンの運転状態が前記設定領域外か
ら該領域内への移行時には前記設定領域内から該領域外
への移行時に比べ前記吸入空気量補正手段の制御速度を
大きくする制御速度変更手段を備えたことを特徴とする
ものである。図１は本発明の上記構成を示す全体構成図
である。ここで、前記吸入空気量補正手段は、例えばス
ロットル弁をバイパスするバイパスエア量の制御により
該エンジンの吸入空気量を増減補正するものとする。

【０００７】

【作用】エンジンの運転状態が予め設定された空燃比リ
ーン制御の領域内である時には空燃比リーン制御が実行
され、エンジンの空燃比は理論空燃比よりも希薄側に制
御される。また、エンジンの運転状態が設定領域を外れ
た時には空燃比リーン制御は停止され、理論空燃比を目
標として空燃比が制御される。そして、エンジンの運転
状態が空燃比リーン制御の設定領域外から設定領域内へ
移行した時には、λ＝１運転からリーンバーン運転への
移行に伴う一時的なトルクダウンを補うようエンジンの
吸入空気量が所定量増量補正され、逆に、設定領域内か
ら設定領域外へ移行した時には、吸入空気量を元に戻す
よう吸入空気量が減量補正される。その際、前記設定領
域外から設定領域内への移行時には吸入空気量補正手段
の制御速度が大きくされ、それにより吸入空気量が素早
く増量補正され、一時的なトルク落ちの発生が防止され
る。また、前記設定領域外から設定領域内への移行時に
は吸入空気量補正手段の制御速度が小さくされ、それに
より吸入空気量の減量補正が徐々に行われて加速性の悪
化が防止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図２は本発明の一実施例の全体システム図
である。図において、１はエンジンであって、各気筒の
燃焼室２に開口する吸気ポート３と排気ポート４には吸
気弁５と排気弁６がそれぞれ設けられている。そして、
各気筒の吸気ポート３にはそれぞれの独立吸気通路７が
接続され、さらに、各独立吸気通路７はサージタンク８
に接続され、サージタンク８の入口は上流側吸気通路９
に接続されている。また、各気筒の排気ポート４にはそ
れぞれ排気通路１０が接続されている。そして、燃料供
給手段として各独立吸気通路７にインジェクタ１１が設
けられている。また、上流側吸気通路９には吸気量を調
整するスロットル弁１２が設けられ、スロットル弁１２
の上流には吸入空気量を検出するエアフローメータ１３
が設けられている。そして、上流側吸気通路９の入口は
エアクリーナ１４に接続されている。また、上流側吸気
通路９にはスロットル弁１２をバイパスするバイパス通
路１５が形成され、該バイパス通路１５にはＩＳＣバル
ブ１６が設けられている。

【００１０】また、上記エンジン１には、インジェクタ
１１，ＩＳＣバルブ１６等を制御するためマイクロコン
ピュータで構成されたコントロールユニット１７が配設
され、このコントロールユニット１７には、上記エアフ
ローメータ１３から吸入空気量信号が入力され、その
他、水温センサ１８からエンジン水温信号が、クランク
角センサ１９からクランク角信号・回転信号が、排気通
路１０に設けたＯ₂センサ２０から空燃比信号が入力さ
れる。そして、インジェクタ１１による燃料噴射量の制
御が行われ、その際、エンジンの負荷と回転数によって
設定される所定運転領域（以下、リーンバーン領域とい
う。）では、エンジン水温がリーンフィードバック開始
水温（８０゜Ｃ）以上であることを条件として、理論空
燃比より薄い空燃比を目標空燃比とするリーンフィード
バック制御が行われ、また、それより高負荷高回転側の
領域では理論空燃比を目標空燃比とするλ＝１フィード
バック制御が行われる。また、それよりさらに高負荷高
回転側の領域では理論空燃比より濃いリッチ設定の空燃
比制御が行われる。また、アイドルを含む極軽負荷領域
ではλ＝１フィードバック制御が行われる。ここで、上
記リーンフィードバック制御およびλ＝１フィードバッ
ク制御では、Ｏ₂センサ２７によって検出された空燃比
とそれぞれの目標空燃比との偏差に基づいて燃料噴射量
のフィードバック補正量が演算され、エンジンの回転数
と負荷から求めた基本燃料噴射量にフィードバック補正
量が加えられ、さらに水温補正等の補正がなされて最終
噴射量が演算される。

【００１１】上記ＩＳＣバルブ１６は、デューティー制
御によりバイパスエア量を制御することによってアイド
ル運転時にエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御
するためのものであるが、エンジン１の運転状態が上記
リーンバーン領域に入った時には、移行時の一時的なト
ルク落ちを吸入空気量の増量補正によって防止するよう
ＩＳＣバルブ１６が所定開度（デューティー値）に制御
される。また、λ＝１フィードバック制御の領域（以
下、λ＝１領域という。）にある時にはＩＳＣバルブ１
６はそれより小さい開度に制御される。そして、λ＝１
領域からリーンバーン領域に移行する時の上記デューテ
ィー制御の制御速度（ゲイン）は、リーンバーン領域か
らλ＝１領域に移行する際のそれより大きくされる。

【００１２】図３は、λ＝１フィードバック制御からリ
ーンフィードバック制御への移行時およびリーンフィー
ドバック制御からλ＝１フィードバック制御への移行時
の制御特性を従来のもの（ａ）と上記実施例の場合
（ｂ）とを対比して示すタイムチャートである。いずれ
も、スロットル開度（ＴＶＯ）が一定の定常走行中にエ
ンジン水温が上がってλ＝１領域からリーンバーン領域
に移行し、その後、アクセルが踏み込まれて再びλ＝１
領域に移行する時の状態を示しているが、従来の場合
は、λ＝１領域からリーンバーン領域への移行時も、リ
ーンバーン領域からλ＝１領域への移行時も、いずれも
ＩＳＣバルブ１６の制御速度は同じであり、その場合
に、リーンバーン領域からλ＝１領域への移行時にバイ
パスエアの減量が急激すぎると図３（ａ）のＡに示すよ
うに吸気充てん量に変動が発生し、そのため、Ｂに示す
ようなトルク変動が生じて加速性が悪化する。それに対
し、上記実施例のようにＩＳＣバルブ１６の制御速度が
λ＝１領域からリーンバーン領域への移行時に大きくさ
れ、リーンバーン領域からλ＝１領域への移行時に小さ
くされると、加速時にバイパスエアの減量が徐々に行わ
れることになって吸気充てん量の変動が防止されトルク
がスムーズに上昇して加速性が確保される。

【００１３】図４は、上記実施例の制御の移行時におけ
るＩＳＣバルブ１６の制御を実行するフローチャートで
ある。ここで、Ｓ１〜Ｓ１２は各ステップを示す。

【００１４】図４のフローチャートによる制御では、ス
タートして、まずＳ１でエンジン回転数，負荷といった
各種信号を読み込む。そして、Ｓ２でエンジン回転数と
負荷が予め設定されたリーンバーン領域（Ｌ／Ｂ領域）
かどうかを判定する。

【００１５】Ｓ２の判定でＬ／Ｂ領域であるということ
であれば、Ｓ３へ進んで、前回がＬ／Ｂ領域であったか
どうかを判定する。そして、前回がＬ／Ｂ領域でなけれ
ば、今回λ＝１領域からＬ／Ｂ領域へ移行したというこ
とで、Ｓ４でλ＝１領域からＬ／Ｂ領域へ移行する際の
ＩＳＣバルブ（Ａ／Ｖ）の作動ゲインＧ_Aを読み込み、
次いでＳ５でＬ／Ｂ領域でのＡ／Ｖの目標開度Ａを設定
し、Ｓ６へ進んで上記Ｇ_AにてＡ／Ｖを作動させ、リタ
ーンする。

【００１６】そして、Ｓ３の判定で前回からＬ／Ｂ領域
であったというときは、Ｓ７へ進んでＡ／Ｖの実開度が
上記目標開度Ａになっているかどうかを見て、実開度が
目標開度ＡになっていなければＳ６の制御を繰り返す。
また、実開度が目標開度Ａになればそのままリータンす
る。

【００１７】つぎに、Ｓ２の判定でＬ／Ｂ領域でないと
いう場合は、Ｓ８へ進んで、前回が非Ｌ／Ｂ領域であっ
たかどうかを判定する。そして、前回が非Ｌ／Ｂ領域で
あれば、今回Ｌ／Ｂ領域からλ＝１領域へ移行したとい
うことで、Ｓ９でＬ／Ｂ領域からλ＝１領域へ移行する
際のＡ／Ｖの作動ゲインＧ_Bを読み込み、次いでＳ１０
でλ＝１領域でのＡ／Ｖの目標開度Ｂを設定し、Ｓ１１
へ進んで上記Ｇ_BにてＡ／Ｖを作動させ、リターンす
る。

【００１８】そして、Ｓ８の判定で前回から非Ｌ／Ｂ領
域すなわちλ＝１領域であったというときは、Ｓ１２へ
進んでＡ／Ｖの実開度が上記目標開度Ｂになっているか
どうかを見て、実開度が目標開度Ｂになっていなければ
Ｓ１１の制御を繰り返す。また、実開度が目標開度Ｂに
なればそのままリータンする。

【００１９】なお、上記実施例ではリーンバーン領域に
移行する際の吸入空気量補正手段としてＩＳＣバルブを
用いたものを説明したが、本発明は、エレキスロットル
においてアクセル開度に対するスロットル弁開度の特性
を補正することによって吸入空気量を増減補正するよう
にするなど、いろいろな実施例が可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、λ＝１運転からリーンバーン運転に移行する時に吸
入空気量を素早く増量して一時的なトルク落ちを防止す
るとともに、その増量した吸入空気量をリーンバーン運
転からλ＝１運転へ移行する時には徐々に低減して加速
性の低下を防止するようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成図

【図２】本発明の一実施例の全体システム図

【図３】本発明の一実施例の制御特性を示すタイムチャ
ート

【図４】本発明の一実施例の制御を実行するフローチャ
ート

【符号の説明】

１エンジン９上流側吸気通路１１インジェクタ１３エアフローメータ１５バイパス通路１６ＩＳＣバルブ１７コントロールユニット１９クランク角センサ

フロントページの続き (72)発明者南風原洋広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、前記運転状態検出手段の出力を受け、エン
ジンの運転状態が空燃比リーン制御のための設定領域内
であるか否かを判定するリーン領域判定手段と、前記リ
ーン領域判定手段の出力を受け、エンジンの運転状態が
前記設定領域内である時に該エンジンの空燃比を理論空
燃比よりも希薄側に制御する空燃比リーン制御手段と、
前記リーン領域判定手段の出力を受け、エンジンの運転
状態が前記設定領域外から該領域内へ移行した時に該エ
ンジンの吸入空気量を所定量増量補正し、前記領域内か
ら該領域外へ移行した時に前記吸入空気量を所定量減量
補正する吸入空気量補正手段と、前記リーン領域判定手
段の出力を受け、エンジンの運転状態が前記設定領域外
から該領域内への移行時には前記設定領域内から該領域
外への移行時に比べ前記吸入空気量補正手段の制御速度
を大きくする制御速度変更手段を備えたことを特徴とす
るエンジンの制御装置。
【請求項２】前記吸入空気量補正手段はスロットル弁
をバイパスするバイパスエア量の制御により該エンジン
の吸入空気量を増減補正するものとした請求項１記載の
エンジンの制御装置。