JPH0771286A

JPH0771286A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0771286A
Application number: JP23880193A
Authority: JP
Inventors: Katsuhito Suzuki; 功人鈴木
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、空燃比をオープン制御す
るターボ車両の空燃比制御装置において、渋滞中の長時
間のアイドル運転時や低速走行中で走行風が少ない時
で、吸気温度を正確に検出できない場合に、熱害の判定
状態によって補正係数を変更させ、空燃比を適正に制御
し、走行フィーリングや燃費を向上することにある。【構成】このため、この発明は、冷却水温度を検出す
る水温センサ５２を設け、吸気温度を検出する吸気温セ
ンサ４４を設け、冷却水温度状態と吸気温度状態とによ
って内燃機関２の熱害を判定するとともに熱害を判定し
た場合にはアイドル運転と非アイドル運転とで異なる補
正係数によって燃料噴射量を算出して空燃比を制御する
制御手段５４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、特に長時間のアイドル運転時や低速走行
時であっても空燃比を適正に制御し得る内燃機関の空燃
比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ターボ車両の内燃機関においては、排気
有害成分や燃料消費率の問題の対応策として空燃比制御
装置を備えたものがある。

【０００３】この空燃比制御装置にあっては、機関回転
数や吸気管圧力によって基本燃料噴射量を求め、そし
て、内燃機関の温度状態として吸気温度状態によって基
本燃料噴射量を補正して最終燃料噴射量を算出し、この
補正した最終燃料噴射量に基づいて空燃比を、Ｏ₂セン
サによるフィードバック制御をせずに、オープン制御を
しているものがある。また、このように空燃比をオープ
ン制御する空燃比制御装置は、内燃機関の熱害時、つま
り、渋滞中のような限られた範囲では、燃料噴射量の減
量補正を行っていないのが実状である。

【０００４】また、内燃機関の空燃比制御としては、例
えば、特開昭６１−１１２７４８号公報に開示されてい
る。この公報に記載のものは、高温増量分が存在してい
る走行状態において、リーン制御を行わないようにし、
これにより、アイドル状態から走行状態へ機関状態が悪
化した場合のショックの発生を防止するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の空燃
比制御にあっては、エンジンの熱害時と非熱害時との判
断ができないので、燃料噴射量の補正を適正に行うこと
ができず、もって、適正な空燃比制御を実施し得なく、
このため、熱害時には、空燃比がオーバリッチとなり、
走行フィーリングや燃費が悪化するという不都合があっ
た。

【０００６】また、空燃比をオープン制御しているの
で、渋滞時のような長時間のアイドル運転によってエン
ジンルーム内温度が上昇すると、吸気温度が高くなるた
めに生ずる空燃比のずれを補正することができず、空燃
比がリッチになってしまう不都合があった。

【０００７】更に、渋滞時のような長時間のアイドル運
転時や低速走行時には、風の流れがあまり良くないの
で、つまり、走行風が少ないので、吸気温センサが検出
する値が、吸気温度ではなく、吸気温センサの取付部位
の温度となってしまい、よって、空燃比を適正に制御す
ることができないという不都合を招いた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、内燃機関の温度状態に応
じて燃料噴射量を算出して空燃比をオープン制御する内
燃機関の空燃比制御装置において、冷却水温度を検出す
る水温センサを設け、吸気温度を検出する吸気温センサ
を設け、冷却水温度状態と吸気温度状態とによって前記
内燃機関の熱害を判定するとともに熱害を判定した場合
にはアイドル運転と非アイドル運転とで異なる補正係数
によって燃料噴射量を算出して空燃比を制御する制御手
段を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明の構成によれば、制御手段は、冷却水
温度状態と吸気温度状態とによって内燃機関の熱害を判
定するとともに熱害を判定した場合にはアイドル運転と
非アイドル運転とで異なる補正係数によって燃料噴射量
を算出して空燃比を制御する。これにより、渋滞中の長
時間のアイドル運転時や低速走行中で走行風が少ない時
で、吸気温度を正確に検出できない場合に、熱害の判定
状態によって燃料噴射量を補正させる補正係数を変更す
るので、空燃比を適正に制御し、走行フィーリングや燃
費を向上することができる。

【００１０】また、内燃機関のアイドル運転時と走行時
とで補正係数を使い分けるので、エンジンルーム内の冷
え方による空燃比のずれを補正することができ、空燃比
を適正に制御することができる。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜４は、この発明の実施例
を示すものである。図４において、２は内燃機関、４は
エアクリーナ、６はこのエアクリーナ４から内燃機関２
に吸気を導く第１吸気通路６−１と第２吸気通路６−２
と第３吸気通路６−３とからなる吸気通路、８は過給機
１０のコンプレッサ、１２は絞り弁１４が設けられたス
ロットルボディ、１６はサージタンク、１８は排気通
路、２０は過給機１０の排気タービンである。

【００１２】前記内燃機関２側の第３吸気通路６−３に
は、内燃機関２に燃料を噴射する燃料噴射弁２２が設け
られている。この燃料噴射弁２２には、一端側が燃料タ
ンク２４内の燃料ポンプ２６に連絡された燃料供給通路
２８の他端側が連絡されている。

【００１３】前記燃料噴射弁２２の燃料圧力は、燃料圧
調整弁３０によって調整される。この燃料圧調整弁３０
には、燃料戻し通路３２の一端側が連絡されている。こ
の燃料戻し通路３２の他端側は、燃料タンク２４内に連
通開口されている。

【００１４】前記サージタンク１６内には、バイパス通
路３４の一端側が連通されている。このバイパス通路３
４の他端側は、絞り弁１４上流側の第２吸気通路６−２
に連通されている。このバイパス通路３４途中には、Ｉ
ＳＣ弁（アイドルスピードコントロールバルブ）３６が
介設されている。

【００１５】また、前記内燃機関２には、点火装置３８
のディストリビュータ４０が付設されている。このディ
ストリビュータ４０には、点火コイル４２が連絡されて
いる。

【００１６】前記第２吸気通路６−２には、該第２吸気
通路６−２の吸気温度を検出する吸気温センサ４４が設
けられている。

【００１７】前記スロットルボディ１２には、絞り弁１
４の開閉状態を検出し、アイドル運転時にオンとなると
ともに非アイドル運転時にはオフとなるアイドルスイッ
チ（ＩＤスイッチ）４６が設けられている。

【００１８】前記吸気通路６の吸気管圧力を検出すべ
く、サージタンク１６内の圧力を検出する圧力センサ４
８が設けられている。

【００１９】前記ディストリビュータ４０には、回転角
を検出する回転角センサ５０が取付けられている。

【００２０】前記内燃機関２には、冷却水通路（図示せ
ず）内の冷却水温度を検出する水温センサ５２が付設さ
れている。

【００２１】前記燃料噴射弁２２と燃料ポンプ２６とＩ
ＳＣ弁３６と点火コイル４２と吸気温センサ４４とアイ
ドルスイッチ４６と圧力センサ４８と回転角センサ５０
と水温センサ５２とは、制御手段５４に連絡されてい
る。前記燃料ポンプ２６と制御手段５４間には、ポンプ
リレー５６が介設されている。

【００２２】前記制御手段５４は、ＣＰＵ５８と、Ａ−
Ｄ変換部６０と、トランジスタ６２と、バッファ部６４
と、整形部６６、熱害判定部６８とからなる。

【００２３】この制御手段５４には、Ｄレンジ信号発生
部７０と、ダイアグノーシススイッチ７２と、エアコン
スイッチ７４と、スピードメータ７６と、イニシャルセ
ット７８と、パワステスイッチ８０と、ＣＯ調整用抵抗
８２と、バッテリ８４と、モニタ８６と、ターボランプ
８８と、デューティメータ９０と、ＥＧＲバルブ（ＶＳ
Ｖ）９２とが連絡されている。

【００２４】これにより、制御手段５４は、各種信号を
入力し、機関回転数や吸気管圧力等の要因によって基本
燃料噴射量を求め、そして、内燃機関２の熱害を冷却水
温度と吸気温度とによって熱害判定部６８で判定すると
ともに、熱害を判定した場合には、ＣＰＵ５８で、アイ
ドルスイッチ４６がオンのアイドル運転とアイドルスイ
ッチ４６がオフの非アイドル運転とで、異なる補正係数
（２種類の補正係数）によって基本燃料噴射量を補正し
て最終燃料噴射量を算出し、この最終燃料噴射量に基づ
いて燃料噴射弁２２を作動し、空燃比を制御するもので
ある。

【００２５】このため、制御手段５４には、図３に示す
如く、内燃機関２の熱害時において、アイドルスイッチ
４６がオンのアイドル運転時に選択使用される補正係数
としての吸気温度補正係数（ＦＴＨＡＯＮ）と、アイド
ルスイッチ４６がオフの非アイドル運転時に選択使用さ
れる補正係数としての吸気温度補正係数（ＦＴＨＡＯ
Ｆ）とが設定されている。これら吸気温度補正係数（Ｆ
ＴＨＡＯＮ、ＦＴＨＡＯＦ）は、図３に示す如く、吸気
温度状態によって所定に決定される。このように吸気温
度状態によって吸気温度補正係数（ＦＴＨＡＯＮ、ＦＴ
ＨＡＯＦ）を変えると、排ガスの変化が大きくなるもの
である。

【００２６】熱害時におけるアイドル運転時に使用され
る吸気温度補正係数（ＦＴＨＡＯＮ）と熱害時における
非アイドル運転時に使用される吸気温度補正係数（ＦＴ
ＨＡＯＦ）との関係は、ＦＴＨＡＯＮ＜ＦＴＨＡＯＦに
設定される（図２、３参照）。

【００２７】ＦＴＨＡＯＮ＜ＦＨＡＯＦの関係にする理
由としては、アイドル運転時には走行風がほとんどない
ので、エンジンルーム内の温度が上昇してしまう一方、
非アイドル運転時には車両が走行しているとみなされる
ので、多少でも走行風が得られて吸気温度が低下する。
そして、アイドル運転時では、非アイドル運転時と比較
すると、吸気温度が高く、空気密度が小さく、空燃比が
リッチ化し易い。このため、アイドル運転時には、空燃
比のリッチ化を防止すべく、吸気温度補正係数（ＦＴＨ
ＡＯＮ）を非アイドル運転時の吸気温度補正係数（ＦＴ
ＨＡＯＦ）よりも小に設定し、燃料噴射量の減少量を非
アイドル運転時の燃料噴射量の減少量よりも多くさせる
（図２、図３参照）。

【００２８】次に、この実施例の作用を、図１のフロー
チャート及び図２のタイムチャートに基づいて説明す
る。

【００２９】制御手段５４においては、先ず、図２に示
す如く、冷却水温度（ＴＨＷ）を判定冷却水温度（ＫＦ
ＴＨＷ）と比較するとともに、吸気温度（ＴＨＡ）を判
定吸気温度（ＫＦＴＨＡ）と比較し、ＴＨＷ＞ＫＦＴＨ
Ｗ、及び、ＴＨＡ＞ＫＦＴＨＡか否かを判断する（ステ
ップ１０２）。つまり、このステップ１０２では、内燃
機関２の熱害時か否かを判定する。

【００３０】このステップ１０２がＹＥＳで、熱害時と
判定した場合には（図２のＡで示す）、次に、アイドル
スイッチ４６がオンか否かを判断する（ステップ１０
４）。つまり、このステップ１０４では、内燃機関２が
アイドル運転か非アイドル運転かを判定する。

【００３１】このステップ１０４がＹＥＳで、アイドル
運転と判断した場合には、アイドルスイッチ４６のオン
時の吸気温度補正係数（ＦＴＨＡＯＮ）を吸気温度補正
係数（ＦＴＨＡ）とし、つまり、ＦＴＨＡ＝ＦＴＨＡＯ
Ｎとする（ステップ１０６）。

【００３２】そして、最終の燃料噴射量（ＴＡＵ）を、
ＴＡＵ＝（ＴＰ＋ＴＡＤＪ）×ＦＴＨＡで算出する（ス
テップ１０８）。ここで、ＴＰは機関回転数や吸気管圧
力等の要因で決定される基本燃料噴射量であり、ＴＡＤ
ＪはＣＯ調整時間である。

【００３３】しかし、前記ステップ１０４がＮＯで、ア
イドルスイッチ４６がオフで、低速走行中等の走行状態
である場合には、アイドルスイッチ４６のオフ時の吸気
温度補正係数（ＦＴＨＡＯＦ）を吸気温度補正係数（Ｆ
ＴＨＡ）とし、つまり、ＦＴＨＡ＝ＦＴＨＡＯＦとする
（ステップ１１０）。

【００３４】そして、最終の燃料噴射量（ＴＡＵ）を、
ＴＡＵ＝（ＴＰ＋ＴＡＤＪ）×ＦＴＨＡで算出する（ス
テップ１０８）。

【００３５】一方、前記ステップ１０２がＮＯで、熱害
時でないと判定した場合には、アイドルスイッチ４６が
オンか否かを判断する（ステップ１１２）。つまり、こ
のステップ１１２では、内燃機関２がアイドル運転か非
アイドル運転かを判定する。

【００３６】このステップ１１２がＹＥＳで、アイドル
運転と判断した場合には、図３に示す如く、熱害時とで
は異なるアイドルスイッチ４６のオン時の吸気温度補正
係数（ＴＦＴＨＡＩＯＮ）を吸気温度補正係数（ＦＴＨ
Ａ）とし、つまり、ＦＴＨＡ＝ＴＦＴＨＡＩＯＮとする
（ステップ１１４）。

【００３７】そして、最終の燃料噴射量（ＴＡＵ）を、
ＴＡＵ＝（ＴＰ＋ＴＡＤＪ）×ＦＴＨＡで算出する（ス
テップ１０８）。

【００３８】しかし、前記ステップ１１２がＮＯで、ア
イドルスイッチ４６がオフである場合には、図３に示す
如く、熱害時とは異なるアイドルスイッチ４６のオフ時
の吸気温度補正係数（ＴＦＴＨＡＩＯＦ）を吸気温度補
正係数（ＦＴＨＡ）とし、つまり、ＦＴＨＡ＝ＴＦＴＨ
ＡＩＯＦとする（ステップ１１６）。

【００３９】そして、最終の燃料噴射量（ＴＡＵ）を、
ＴＡＵ＝（ＴＰ＋ＴＡＤＪ）×ＦＴＨＡで算出する（ス
テップ１０８）。

【００４０】従って、冷却水温度（ＴＨＷ）と吸気温度
（ＴＨＡ）とによって熱害を判定し、熱害を判定したな
らばアイドルスイッチ４６のオン・オフ状態によって吸
気温度補正係数（ＦＴＨＡＯＮ、ＦＴＨＡＯＦ）を選択
し、燃料噴射量を減量補正するので、つまり、最終の燃
料噴射量（ＴＡＵ）の算出にあたって（ＴＡＵ＝（ＴＰ
＋ＴＡＤＪ）×ＦＴＨＡ）、吸気温度補正係数（ＦＴＨ
Ａ）を、熱害時にはアイドル運転の吸気温度補正係数
（ＦＴＨＡＯＮ）と非アイドル運転の吸気温度補正係数
（ＦＴＨＡＯＦ）とで選択変更して燃料噴射量を算出す
る。

【００４１】ところで、冷却水温度が高くない状態で吸
気温度が高い場合に、高負荷によるターボ過給による熱
によって空燃比がリッチとなる。

【００４２】しかし、この実施例によれば、冷却水温度
と吸気温度との双方が高く熱害時の場合には、渋滞中で
長時間のアイドル運転時に走行風が少なく且つ吸気温度
も高くなり、空気密度も小さく空燃比が過リッチになり
易いが、燃料噴射量を大幅に減少させて空燃比を適正に
維持するとともに、非アイドル運転時には、走行風によ
って吸気温度が低くなるので、アイドル運転時に比して
燃料噴射量の減少量を少なく抑え、これにより、空燃比
を適正に制御することができる。

【００４３】この結果、渋滞等の長時間のアイドル運転
時や低速走行で走行風が少ない時に、正規の吸気温度を
読み込めない場合に、熱害の判定をさせることにより、
適正な補正係数を選択させる。よって、燃料噴射量を補
正し、もって、空燃比を適正に制御させ、走行フィーリ
ングや燃費を向上させることができる。

【００４４】また、アイドル運転時とアイドルスイッチ
４６がオフにおける走行時とで補正係数を使い分けるこ
とができるので、エンジンルーム内の冷え方による空燃
比のずれを補正することができる。つまり、エンジンル
ームの冷え方で空気密度が違ってくるので、従来の一つ
の補正係数ではアイドルスイッチ４６のオン・オフで両
立させることができなかったが、この実施例において
は、アイドルスイッチ４６のオン・オフで両立させるこ
とができ、空燃比の制御を適正に行わせることができ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、冷却水温度を検出する水温センサを設
け、吸気温度を検出する吸気温センサを設け、冷却水温
度状態と吸気温度状態とによって内燃機関の熱害を判定
するとともに熱害を判定した場合にはアイドル運転と非
アイドル運転とで異なる補正係数によって燃料噴射量を
算出して空燃比を制御する制御手段を設けたことによ
り、渋滞中の長時間のアイドル運転時や低速走行中で走
行風が少ない時で、吸気温度を正確に検出できない場合
に、熱害の判定状態によって補正係数を変更するので、
空燃比を適正に制御し、走行フィーリングや燃費を向上
し得る。また、内燃機関のアイドル運転時と走行時とで
補正係数を使い分けるので、エンジンルーム内の冷え方
による空燃比のずれを補正することができ、空燃比を適
正に制御し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】空燃比制御のフローチャートである。

【図２】空燃比制御のタイムチャートである。

【図３】吸気温度と吸気温度補正係数との関係を示す図
である。

【図４】空燃比制御装置のシステム構成図である。

【符号の説明】

２内燃機関２２燃料噴射弁４４吸気温センサ５２水温センサ５４制御手段６８熱害判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の温度状態に応じて燃料噴射量
を算出して空燃比をオープン制御する内燃機関の空燃比
制御装置において、冷却水温度を検出する水温センサを
設け、吸気温度を検出する吸気温センサを設け、冷却水
温度状態と吸気温度状態とによって前記内燃機関の熱害
を判定するとともに熱害を判定した場合にはアイドル運
転と非アイドル運転とで異なる補正係数によって燃料噴
射量を算出して空燃比を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。