JPH0742594A - 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

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JPH0742594A
JPH0742594A JP20859193A JP20859193A JPH0742594A JP H0742594 A JPH0742594 A JP H0742594A JP 20859193 A JP20859193 A JP 20859193A JP 20859193 A JP20859193 A JP 20859193A JP H0742594 A JPH0742594 A JP H0742594A
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JP
Japan
Prior art keywords
air
amount
fuel ratio
change amount
internal combustion
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Pending
Application number
JP20859193A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Inoue
裕章 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、燃焼変動に直接対応した排気圧変
化量を使用してインジェクタの燃料噴射量を補正し、許
容限界を越えず且つ許容限界の近傍まで空燃比をリーン
化してNOxの排出量を効率良く低減するとともに、内
燃機関の燃焼状態を安定化することを目的としている。 【構成】 このため、リーン運転領域となった際には圧
力センサにより検出された排気圧変化量とマップから算
出される目標変化量とに応じてインジェクタの燃料噴射
量を補正制御する制御手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の空燃比制御
装置に係り、特に内燃機関内に噴射供給されるインジェ
クタからの燃料噴射量を変化させて空燃比を制御する内
燃機関の空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、車両に搭載される内燃機関には、
混合気の空燃比を理論空燃比域(ストイキ域)及び希薄
空燃比域(リーン域)に制御する空燃比制御装置を設け
たものがある。
【0003】このような空燃比制御装置においては、制
御手段が各センサからの検出信号によりインジェクタを
駆動制御し、空燃比センサの検出信号に基づき混合気の
空燃比を理論空燃比域及び希薄空燃比域における夫々の
目標値になるように制御している。
【0004】前記希薄燃焼式内燃機関における空燃比の
制御方法としては、特開昭63−105262号公報に
開示されるものがある。この公報に開示される希薄燃焼
式内燃機関における空燃比の制御方法は、吸気混合気の
空燃比を理論空燃比よりもリーンな希薄混合気とした火
花点火式内燃機関に、その燃焼室内における燃焼光を検
出するための光センサを設け、光センサの出力が失火限
界の空燃比に対応する値になる用に、吸気系における空
燃比を調節し、失火限界の空燃比まで希薄化し、希薄化
による効果をより助長するとともに、制御の精度を向上
させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のリー
ンバーン(希薄燃料)用の内燃機関の空燃比制御装置に
おいては、内燃機関の燃費の向上、排気公害の低減を行
うべく、空燃比をリーン化して運転している。
【0006】このようなリーンバーン(希薄燃料)用の
内燃機関は、排気系にリーンセンサを設け、このリーン
センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を
行っている。
【0007】また、前記リーンバーン(希薄燃料)用の
内燃機関は、NOxの排出量が空燃比(A/F)に対し
て反比例、つまり空燃比が大(リーン)となるに連れて
NOxの排出量が減少するという特性がある。
【0008】このため、リーンバーン(希薄燃料)用の
内燃機関では、NOxの低減のために、空燃比(A/
F)を燃焼変動の許容範囲内でできるだけリーン化する
必要があった。
【0009】しかし、従来のリーンバーン(希薄燃料)
用の内燃機関では、センサ、内燃機関のばらつき、時経
変化、気象条件の変化等を考慮して目標空燃比を、図4
に示す如く、燃焼変動の許容限界よりもリッチ側に余裕
をもたせて設定しなければならなず、NOxを効率良く
低減させることができず、実用上不利であるという不都
合があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、内燃機関内に噴射供給され
るインジェクタからの燃料噴射量を変化させて空燃比を
制御する内燃機関の空燃比制御装置において、エンジン
回転数を検出するクランク角センサを設け、吸入空気量
を検出するエアフローセンサを設け、排気行程の所定時
に排気圧変化量を検出する圧力センサを設け、予め設定
されたエンジン回転数と吸入空気量とのマップを設け、
リーン運転領域となった際には圧力センサにより検出さ
れた排気圧変化量と前記マップから算出される目標変化
量とに応じて前記インジェクタの燃料噴射量を補正制御
する制御手段を設けたことを特徴とする。
【0011】また、内燃機関内に噴射供給されるインジ
ェクタからの燃料噴射量を変化させて空燃比を制御する
内燃機関の空燃比制御装置において、エンジン回転数を
検出するクランク角センサを設け、吸入空気量を検出す
るエアフローセンサを設け、排気行程が開始して所定ク
ランク角度が経過した後の排気圧変化量を検出する圧力
センサを設け、予め設定されたエンジン回転数と吸入空
気量とのマップを設け、リーン運転領域となった際には
圧力センサにより排気圧変化量を検出するとともに前記
マップから目標変化量を算出し、この目標変化量と前記
排気圧変化量との差に応じて前記インジェクタの燃料噴
射量を補正制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。
【0012】
【作用】上述の如く発明したことにより、リーン運転領
域となった際には、制御手段が圧力センサにより排気行
程の所定時に検出された排気圧変化量と予め設定された
エンジン回転数と吸入空気量とのマップから算出される
目標変化量とに応じてインジェクタの燃料噴射量を補正
制御している。
【0013】また、リーン運転領域となった際には、制
御手段が圧力センサにより排気行程が開始して所定クラ
ンク角度が経過した後の排気圧変化量を検出するととも
に、予め設定されたエンジン回転数と吸入空気量とのマ
ップから目標変化量を算出し、この目標変化量と前記排
気圧変化量との差に応じてインジェクタの燃料噴射量を
補正制御している。
【0014】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。
【0015】図1〜図3はこの発明の実施例を示すもの
である。図2において、2はリーンバーン(希薄燃焼)
用の内燃機関、4は吸気通路、6は吸気弁、8は燃焼
室、10は排気弁、12は排気通路、14は点火プラグ
である。
【0016】前記内燃機関2は、シリンダブロック16
と、このシリンダブロック16上に載置したシリンダヘ
ッド18と、吸気マニホルド20と、排気マニホルド2
2とを有している。
【0017】また、前記吸気通路4は、吸気マニホルド
20内に形成される吸気マニホルド通路24とシリンダ
ヘッド18内に形成される吸気ポート26とからなると
ともに、前記排気通路12は、排気マニホルド22内に
形成される排気マニホルド通路28とシリンダヘッド1
8内に形成される排気ポート30とからなる。
【0018】前記燃焼室8は、シリンダブロック16内
を摺動するピストン32上面とシリンダヘッド18内面
とにより形成される。
【0019】そして、前記吸気マニホルド20に、燃焼
室8に指向すべくインジェクタ34を配設する。
【0020】更に、前記内燃機関2の排気系に排気行程
の所定時に排気圧変動量ΔPexを検出する圧力センサ3
6を設ける。この圧力センサ36は、制御手段38に接
続されている。
【0021】前記制御手段38には、内燃機関内に燃料
を噴射供給するインジェクタ34、エンジン回転数を検
出するクランク角センサ40、吸入空気量を検出するエ
アフローセンサ42が夫々接続されているとともに、エ
ンジン回転数と吸入空気量とのマップが予め設定されて
いる。
【0022】また、前記制御手段38は、リーン運転領
域となった際に前記圧力センサ36により検出された排
気圧変化量ΔPexと前記マップから算出される目標変化
量αとに応じて前記インジェクタ34から内燃機関内に
噴射供給する燃料噴射量Fiを補正制御するものであ
る。
【0023】詳述すれば、前記制御手段38は、リーン
運転領域となった際に圧力センサ36により排気行程が
開始して所定クランク角度X度が経過した後の排気圧変
化量ΔPexを検出するとともに、エンジン回転数(N
E)と吸入空気量(Q)とのマップから目標変化量αを
算出し、その後に、排気圧変動ΔPexと目標変動量αと
の差βを求める。
【0024】この排気圧変動ΔPexと目標変動量αとの
差βの値により、前回の噴射量(時間)を以下の式 Ai =Ai-1 +kβ に従って補正し、次回の噴射量Fi を以下の式 Fi =K2 ×(Q/NE)+Ai から求める。
【0025】そして、上述した如く求められた次回の燃
料噴射量Fi に基づいてインジェクタ34を駆動してい
る。
【0026】前記排気圧変動ΔPexの算出は、図3に示
す如く、排気行程開始後X度における圧力値Pi と前回
の圧力値Pi-1 との差の絶対値のN回分の平均値を排気
変動量ΔPexとしている。この排気変動量ΔPexは、以
下に示す式、 によって表される。
【0027】また、排気変動量ΔPexは、排気圧力値P
i のN回分の標準偏差、排気圧力値Pi とN回分の平均
値の差を表すものである。
【0028】次に作用について説明する。
【0029】プログラムがスタート(ステップ102)
すると、先ず、エンジン回転数(NE)、吸入空気量等
を読み込み(ステップ104)、リーン運転領域かスト
イキ運転領域かの判断(ステップ106)を行う。
【0030】前記判断(ステップ106)においてリー
ン運転領域であった場合、ストイキ運転領域からリーン
運転領域への切り換え時(C=0)か否か(C=1)の
判断(ステップ108)を行う。
【0031】前記判断(ステップ108)がYESの場
合、排気圧変動量ΔPexの読み込みを行う(ステップ1
10)。前記排気圧変動ΔPexの算出は、図3に示す如
く、排気行程開始後X度における圧力値Pi と前回の圧
力値Pi-1 との差の絶対値のN回分の平均値を排気変動
量ΔPexとしている。この排気変動量ΔPexは、以下に
示す式、 によって表される。ΔPexは、排気圧力値Pi のN回分
の標準偏差、排気圧力値Pi とN回分の平均値の差を表
すものである。
【0032】次に、エンジン回転数(NE)と吸入空気
量(Q)とのマップから目標変動量αを求め(ステップ
112)、その後に、排気圧変動ΔPexと目標変動量α
との差βを求める(ステップ114)。
【0033】この排気圧変動ΔPexと目標変動量αとの
差βの値により、前回の噴射量(時間)を以下の式 Ai =Ai-1 +kβ に従って補正し(ステップ116)、次回の噴射量Fi
を以下の式 Fi =K2 ×(Q/NE)+Ai から求める(ステップ118)。
【0034】前記ステップ118で求められた次回の噴
射量Fi に基づいてインジェクタ34を駆動し(ステッ
プ120)、リターン(ステップ122)している。
【0035】また、ストイキ運転領域からリーン運転領
域への切り換え時(C=0)か否か(C=1)の判断
(ステップ108)がNOの場合は、ストイキ運転領域
からリーン運転領域への切り換え時ではない(C=1)
とし(ステップ124)、その後に前回の噴射量(時
間)Ai =0とし(ステップ126)、ステップ118
に移行している。
【0036】更に、リーン運転領域かストイキ運転領域
かの判断(ステップ106)においてストイキ運転領域
であった場合、次回の燃料噴射量Fi を以下の式 Fi =K1 ×(Q/N) から求め(ステップ128)、その後にストイキ運転領
域からリーン運転領域への切り換え時(C=0)とし
(ステップ130)、ステップ118に移行している。
【0037】これにより、燃焼変動に直接対応した排気
圧変化量ΔPexとマップから算出される目標変化量αと
を使用してインジェクタ34の燃料噴射量Fi を補正で
き、従来に比し、許容限界を越えず且つ許容限界の近傍
まで空燃比(A/F)をリーン化でき、実用上有利であ
る。
【0038】また、制御手段38によって許容限界を越
えず且つ許容限界の近傍まで空燃比(A/F)をリーン
化することにより、NOxの排出量を効率良く低減でき
るとともに、内燃機関2の燃焼状態を安定化でき、実用
上有利である。
【0039】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、内燃機関内に噴射供給されるインジェクタからの燃
料噴射量を変化させて空燃比を制御する内燃機関の空燃
比制御装置において、エンジン回転数を検出するクラン
ク角センサを設け、吸入空気量を検出するエアフローセ
ンサを設け、排気行程の所定時に排気圧変化量を検出す
る圧力センサを設け、予め設定されたエンジン回転数と
吸入空気量とのマップを設け、リーン運転領域となった
際には圧力センサにより検出された排気圧変化量とマッ
プから算出される目標変化量とに応じてインジェクタの
燃料噴射量を補正制御する制御手段を設けたので、燃焼
変動に直接対応した排気圧変化量を使用してインジェク
タの燃料噴射量を補正でき、従来に比し、許容限界を越
えず且つ許容限界の近傍まで空燃比をリーン化でき、実
用上有利である。また、制御手段によって許容限界を越
えず且つ許容限界の近傍まで空燃比をリーン化すること
により、NOxの排出量を効率良く低減できるととも
に、内燃機関の燃焼状態を安定化でき、実用上有利であ
る。
【0040】また、内燃機関内に噴射供給されるインジ
ェクタからの燃料噴射量を変化させて空燃比を制御する
内燃機関の空燃比制御装置において、エンジン回転数を
検出するクランク角センサを設け、吸入空気量を検出す
るエアフローセンサを設け、排気行程が開始して所定ク
ランク角度が経過した後の排気圧変化量を検出する圧力
センサを設け、予め設定されたエンジン回転数と吸入空
気量とのマップを設け、リーン運転領域となった際には
圧力センサにより排気圧変化量を検出するとともにマッ
プから目標変化量を算出し、この目標変化量と排気圧変
化量との差に応じてインジェクタの燃料噴射量を補正制
御する制御手段を設けたことにより、燃焼変動に直接対
応した排気圧変化量とマップから算出される目標変化量
とを使用してインジェクタの燃料噴射量を補正でき、従
来に比し、許容限界を越えず且つ許容限界の近傍まで空
燃比をリーン化でき、実用上有利である。また、制御手
段によって許容限界を越えず且つ許容限界の近傍まで空
燃比をリーン化することにより、NOxの排出量を効率
良く低減できるとともに、内燃機関の燃焼状態を安定化
でき、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す内燃機関の空燃比制御
装置のフローチャートである。
【図2】内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図であ
る。
【図3】排気系に設けられた圧力センサの出力値を示す
タイムチャートである。
【図4】この発明の従来の技術を示す排気圧変動量とN
Oxと空燃比との関係を示す図である。
【符号の説明】
2 内燃機関 4 吸気通路 6 吸気弁 8 燃焼室 10 排気弁 12 排気通路 14 点火プラグ 16 シリンダブロック 18 シリンダヘッド 20 吸気マニホルド 22 排気マニホルド 24 吸気マニホルド通路 26 吸気ポート 28 排気マニホルド通路 30 排気ポート 32 ピストン 34 インジェクタ 36 圧力センサ 38 制御手段 40 クランク角センサ 42 エアフローセンサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図4】
【図3】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関内に噴射供給されるインジェク
    タからの燃料噴射量を変化させて空燃比を制御する内燃
    機関の空燃比制御装置において、エンジン回転数を検出
    するクランク角センサを設け、吸入空気量を検出するエ
    アフローセンサを設け、排気行程の所定時に排気圧変化
    量を検出する圧力センサを設け、予め設定されたエンジ
    ン回転数と吸入空気量とのマップを設け、リーン運転領
    域となった際には圧力センサにより検出された排気圧変
    化量と前記マップから算出される目標変化量とに応じて
    前記インジェクタの燃料噴射量を補正制御する制御手段
    を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】 内燃機関内に噴射供給されるインジェク
    タからの燃料噴射量を変化させて空燃比を制御する内燃
    機関の空燃比制御装置において、エンジン回転数を検出
    するクランク角センサを設け、吸入空気量を検出するエ
    アフローセンサを設け、排気行程が開始して所定クラン
    ク角度が経過した後の排気圧変化量を検出する圧力セン
    サを設け、予め設定されたエンジン回転数と吸入空気量
    とのマップを設け、リーン運転領域となった際には圧力
    センサにより排気圧変化量を検出するとともに前記マッ
    プから目標変化量を算出し、この目標変化量と前記排気
    圧変化量との差に応じて前記インジェクタの燃料噴射量
    を補正制御する制御手段を設けたことを特徴とする内燃
    機関の空燃比制御装置。
JP20859193A 1993-07-31 1993-07-31 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPH0742594A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113202648A (zh) * 2021-04-30 2021-08-03 广西玉柴机器股份有限公司 一种能实现柴油机排气背压闭环控制的策略

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