JPH068740U - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 空気中の酸素量（濃度）によって付加制御の
制御量を補正して出力制御に整合する内燃機関の燃料制
御装置を得る。 【構成】 エアフローセンサ（ＡＦＳ）１３とクランク
角センサ１７の信号出力より回転当たりの空気量即ち負
荷量ＡＮを検出し、さらに水温センサ１８やＯ₂ センサ
２６の信号出力よりＡＮ値を補正し、この結果を制御手
段２３に入力し、燃料噴射弁１４の噴射時間を制御す
る。エンジン１内にて燃焼した後、排出されたガスの酸
素濃度は排気ガスセンサ１９で検出され、制御手段２３
へフィードバック制御信号として与えられ、低出力ゾー
ンは排気ガスセンサ１９の信号出力によるフィードバッ
ク制御を行うクローズドループゾーンとし、高出力ゾー
ンはフィードバック制御を行わないオープンループゾー
ンとし、その境界はＯ₂センサ２６の信号出力によって
補正される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内燃機関の燃料制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の内燃機関の燃料制御装置では、排気ガスセンサ（一般にはＯ₂センサ） を設け、この排気ガスセンサの出力を一定値と比較し、排気ガスセンサの出力が 一定値より大きい場合には燃料量を減らし、小さい場合には燃料量を増加して、 所定の空燃比となるように、フィードバック制御としている。この所定の空燃比 は、ほぼ理論空燃比の近辺に設定され、この場合には三元触媒で排気ガス浄化を 行うことを基本制御とし、それに加えて、各種の付加制御を有する。

【０００３】 例えば、特開平１−１２０４７号公報には、内燃機関の高負荷領域ではフィー ドバック制御を停止し、空燃比をリッチ側にして、オープンループ制御を行う付 加制御が有り、また、特開昭６４−１００３３５号公報には、内燃機関の全開運 転領域において、空気流量計出力の誤差が大きくなるため、出力値をクリップす る付加制御等がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した付加制御においては、いずれも大気圧の変化を補正す るようになされているが、付加制御される空燃比や点火時期等は内燃機関の出力 に関する項であり、大気圧の補正のみでは不十分である。即ち、出力は混合気の 燃焼に強い相関を持つが、燃焼は空気中の酸素と燃料中のハイドロカーボンＨＣ の質量に決定付けられる。従って、その空気中の酸素は大気圧だけでなく、気温 や水蒸気によっても左右されるため、大気圧のみの補正では不十分である。

【０００５】 この考案は、かかる問題点を解決するために為されたもので、空気中の酸素量 （濃度）によって付加制御の制御量を補正する内燃機関の燃料制御装置を得るこ とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る内燃機関の燃料制御装置は、内燃機関の吸入空気量を検出する 吸入空気量検出手段と、クランク角若しくは内燃機関の回転数を検出する検出手 段と、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する排気ガス検出手段と、これら 検出手段の信号によって燃料噴射手段を制御する制御手段とを備えた内燃機関の 燃料制御装置において、吸入空気の酸素濃度を検出する吸入空気検出手段とを備 え、上記制御手段は、吸入空気の酸素濃度の検出信号に応動して上記燃料噴射手 段の制御値を補正するものである。

【０００７】

【作用】

この考案においては、制御手段により、吸入空気の酸素濃度の検出信号に応動 して燃料噴射手段の制御値を補正することで、補正制御は、内燃機関の出力制御 に整合するため、燃費・排気ガス・出力等がより理想的となる。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図に基づいて説明する。図１は内燃機関の燃料噴射 制御システムの基本構成図である。図１において、１はエンジン、１０はエンジ ン１の吸気空気量を検出するエアフローセンサ（以下ＡＦＳと略す）１３を備え た吸入管、１２はエンジン１の吸気空気量を制御するスロットル弁、１１は吸入 管１０と複数の吸気管１５の間に設けられるサージタンク、１４は各吸気管に設 けられた燃料噴射弁である。

【０００９】 また、１６は排気管、１７はエンジン１の図示されないクランク軸の角度を検 出するクランク角センサ、１８はエンジン１の冷却水の温度を検出する水温セン サ、１９は排気管１６中の排気ガスの酸素濃度を検出する排気ガスセンサ、２５ はスロットル弁１２の開度角を検出するスロットル開度センサ、２６は吸入空気 の酸素濃度を検出するＯ₂センサである。

【００１０】 さらに、２０は、ＡＦＳ１３の出力とクランク角センサ１７とによりエンジン １の所定クランク角度間に入るＡＦＳ１３の出力パルスを計数するＡＮ検出手段 ２１、ＡＮ検出手段２１の出力から真の吸気量を算出するＡＮ演算手段２２、Ａ Ｎ演算手段２２の出力、温度センサ１８の出力、排気ガスセンサ１９の出力、ス ロットル開度センサ２５の出力及びＯ₂センサ２６の出力を受け、燃料噴射弁１ ４の噴射時間を制御する制御手段２３を備えた制御装置である。

【００１１】 次に動作について説明する。まず、ＡＦＳ１３とクランク角センサ１７の信号 出力より回転当たりの空気量即ち負荷量ＡＮを検出し、さらに水温センサ１８や Ｏ₂センサ２６の信号出力よりＡＮ値を補正演算し、この結果を制御手段２３に 入力し、燃料噴射弁１４の噴射時間を制御する。

【００１２】 この結果、スロットル弁１２にて制御された吸入空気と吸気管１５内で燃料噴 射弁１４より供給された燃料とで混合気を形成し、エンジン１内にて爆発燃焼し て所望の回転力を発生した後、排気管１６を介して排出される。排出されたガス の酸素濃度は排気ガスセンサ１９にて検出され、制御手段２３へフィードバック 制御信号として与えられる。

【００１３】 ところで、エンジン１は、排気ガス低減と高出力の２つの要求に答えねばなら ないため、比較的低出力ゾーンは、排気ガスセンサ１９の信号出力によるフィー ドバック制御を行うクローズドループゾーンとし、高出力ゾーンは、フィードバ ック制御を行わないオープンループゾーンとしている。この関係を図２に示す。

【００１４】 図２において、直線αは、クローズドループとオープンループの境界負荷量、 曲線βはスロットル弁１２の全開時のエンジン１の最大負荷量である。この境界 域αは、Ｏ₂センサ２６の信号出力によって補正される。

【００１５】 以上の動作を、図３のフローチャートにより説明する。まず、ステップ１００ で、制御装置２０内の図示しないＲＡＭや入出力ポートをイニシャライズし、ス テップ１０１で、水温センサ１８の出力をＡ／Ｄ変換し図示しないＲＡＭの所定 域にＷＴとして記憶する。ステップ１０２で、同様に図示しないバッテリの電圧 をＡ／Ｄ変換し、Ｖ_Bとして記憶する。

【００１６】 ステップ１０３で、排気ガスセンサ１９の出力をＡ／Ｄ変換し、Ｖ₀₂として記 憶する。ステップ１０４で、Ｏ₂センサ２６の出力をＡ／Ｄ変換し、Ｏ₂として記 憶する。ステップ１０５では、クランク角センサ１７の周期Ｔ_Rより３０／ＴＲ の計算を行い、回転数Ｎｅの算出を行う。ステップ１０６では、負荷データＡＮ と回転数Ｎｅより、ＡＮ・Ｎｅ／３０の計算を行い、ＡＦＳ１３の出力値Ｆａを 計算する。

【００１７】 ステップ１０７では、出力値Ｆａに対してすでにマップ設定されているｆ₁を 用いて、燃料噴射弁１４を駆動するための基本駆動時間変換係数Ｋｐを計算する 、ステップ１０８では、変換係数Ｋｐを水温データＷＴにより補正し変換係数Ｋ₁ とし、図示しないＲＡＭに記憶する。ステップ１０９で、ＡＮ¹＝ＡＮ×Ｄ₂／ Ｋの計算を行う。そして、ステップ１１０で負荷ＡＮ¹と境界値αを比較する。

【００１８】 ここで、ＡＮ¹＞αが成立しない時はフィードバック制御をするため、ステッ プ１１１へ進み、成立すればオープンループ制御をするため、ステップ１１４へ 進む。ステップ１１１ではＶ₀₂と基準値Ｖｒの比較をし、Ｖ₀₂＞Ｖｒならステッ プ１１２で所定量Ｇ値低減され、Ｖ₀₂＞Ｖｒ不成立であればステップ１１３で所 定量Ｇ値増大される。

【００１９】 ステップ１１４では、排ガスセンサ１９の出力に無関係に定められた値ＥＲを 取る。ステップ１１５ではステップ１０８で求められた変換係数Ｋ_IをＫ_Cで補正 し、適正な駆動時間変換係数を得る。かかる基本ルーチンにおいて、境界値αは 、Ｏ₂センサ２６の出力に応動して、例えばマップ制御によって増減され、その 結果フィードバックゾーンとオープンループゾーンの領域は変化することになる 。

【００２０】 なお、この考案は次の態様に従って実施できる。 １）制御手段２３の制御値、即ち燃料噴射弁１４の噴射時間が排気ガス中の酸 素濃度から検出される空燃比によってフィードバック制御を実行する範囲である ことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。

【００２１】 ２）制御手段２３の制御値が、吸入空気量検出手段の信号値の上・下限値であ ることを特徴とする内燃機関燃料制御装置。

【００２２】

【考案の効果】

以上の様にこの考案によれば、フィードバック制御とオープンループ制御の区 分を吸入空気の酸素濃度によって補正するようにしたため、高地においては勿論 、湿度の増加によっても、平地の通常湿度領域と同等のエンジン出力制御や排気 ガス浄化効果を適正に維持することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係る構成図である。

【図２】制御ゾーン区分図である。

【図３】図１の制御動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン １３ ＡＦＳ １４ 燃料噴射弁 １７ クランク角センサ １９ 排気ガスセンサ ２０ 制御装置 ２６ Ｏ₂センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空
   気量検出手段と、クランク角若しくは内燃機関の回転数
   を検出する検出手段と、内燃機関の排気ガス中の酸素濃
   度を検出する排気ガス検出手段と、これら検出手段の信
   号によって燃料噴射手段を制御する制御手段とを備えた
   内燃機関の燃料制御装置において、吸入空気の酸素濃度
   を検出する吸入空気検出手段とを備え、上記制御手段
   は、吸入空気の酸素濃度の検出信号に応動して上記燃料
   噴射手段の制御値を補正することを特徴とする内燃機関
   の燃料制御装置。