JPH09287494A - 電制スロットル式内燃機関の制御装置 - Google Patents
電制スロットル式内燃機関の制御装置Info
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- JPH09287494A JPH09287494A JP8105890A JP10589096A JPH09287494A JP H09287494 A JPH09287494 A JP H09287494A JP 8105890 A JP8105890 A JP 8105890A JP 10589096 A JP10589096 A JP 10589096A JP H09287494 A JPH09287494 A JP H09287494A
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】目標トルクに対応する目標空気量の設定精度を
向上させ、スロットル開度制御及び空燃比制御の精度を
向上させる。 【解決手段】目標トルクｔＴｅ（Ｓ１）と機関回転速度
Ｎｅとに基づいて目標燃料量ｔＱｆ（Ｓ２）及び目標空
燃比ｔＡ／Ｆ（Ｓ３）を設定する。次いで、前記目標燃
料量ｔＱｆと目標空燃比ｔＡ／Ｆとに基づいて目標空気
量ｔＱａを設定する（Ｓ４）。一方、排気還流中に含ま
れる燃焼に供する空気量ｔＥＧＲＯ2を求め、前記目標
空気量ｔＱａを前記空気量ｔＥＧＲＯ2 だけ減算補正す
る（Ｓ５）。そして、前記減算補正された目標空気量ｔ
Ｑａ１から目標開口面積ｔＡａを求め（Ｓ６）、更に、
前記目標開口面積ｔＡａからスロットル弁の目標開度ｔ
ＴＶＯを設定する（Ｓ７）。
向上させ、スロットル開度制御及び空燃比制御の精度を
向上させる。 【解決手段】目標トルクｔＴｅ（Ｓ１）と機関回転速度
Ｎｅとに基づいて目標燃料量ｔＱｆ（Ｓ２）及び目標空
燃比ｔＡ／Ｆ（Ｓ３）を設定する。次いで、前記目標燃
料量ｔＱｆと目標空燃比ｔＡ／Ｆとに基づいて目標空気
量ｔＱａを設定する（Ｓ４）。一方、排気還流中に含ま
れる燃焼に供する空気量ｔＥＧＲＯ2を求め、前記目標
空気量ｔＱａを前記空気量ｔＥＧＲＯ2 だけ減算補正す
る（Ｓ５）。そして、前記減算補正された目標空気量ｔ
Ｑａ１から目標開口面積ｔＡａを求め（Ｓ６）、更に、
前記目標開口面積ｔＡａからスロットル弁の目標開度ｔ
ＴＶＯを設定する（Ｓ７）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電制スロットル式
内燃機関の制御装置に関し、特に、スロットル弁の開度
を目標空気量が得られるように高精度に制御し、また、
空燃比を高精度に制御する技術に関する。
内燃機関の制御装置に関し、特に、スロットル弁の開度
を目標空気量が得られるように高精度に制御し、また、
空燃比を高精度に制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スロットル弁をモータなどのアク
チュエータによって開閉するよう構成し、アクセル操作
量や車速などに基づいて設定される目標トルクから目標
空気量を設定し、該目標空気量が得られる開度にスロッ
トル弁の開度を電子制御するよう構成された電制スロッ
トル式内燃機関が知られている。
チュエータによって開閉するよう構成し、アクセル操作
量や車速などに基づいて設定される目標トルクから目標
空気量を設定し、該目標空気量が得られる開度にスロッ
トル弁の開度を電子制御するよう構成された電制スロッ
トル式内燃機関が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電制スロッ
トル式内燃機関が、排気の一部を吸気系に還流して燃焼
温度を低減させることによりＮＯｘを低減する排気還流
装置を備え、然も、機関の燃焼混合気の空燃比を理論空
燃比よりも大幅にリーンに設定する所謂希薄燃焼機関で
あった場合には、希薄燃焼中は、還流された排気中に燃
焼に供される空気（酸素）が多く含まれることになる。
トル式内燃機関が、排気の一部を吸気系に還流して燃焼
温度を低減させることによりＮＯｘを低減する排気還流
装置を備え、然も、機関の燃焼混合気の空燃比を理論空
燃比よりも大幅にリーンに設定する所謂希薄燃焼機関で
あった場合には、希薄燃焼中は、還流された排気中に燃
焼に供される空気（酸素）が多く含まれることになる。
【０００４】しかしながら、従来の電制スロットル式内
燃機関では、前記排気還流に含まれる燃焼に供される空
気量（酸素量）を考慮していなかったため、スロットル
制御の結果としてシリンダ内に吸入される空気量が目標
トルクに対して過剰となり、また、燃料供給量の演算が
前記還流空気量に対応していなかったため、空燃比とし
ては目標よりもリーンになってしまうという問題があっ
た。
燃機関では、前記排気還流に含まれる燃焼に供される空
気量（酸素量）を考慮していなかったため、スロットル
制御の結果としてシリンダ内に吸入される空気量が目標
トルクに対して過剰となり、また、燃料供給量の演算が
前記還流空気量に対応していなかったため、空燃比とし
ては目標よりもリーンになってしまうという問題があっ
た。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、排気還流装置を備えた機関において、目標トルク
に対応する空気量を高精度に得られるようにすることを
目的とする。また、目標トルクに対応する空気量を高精
度に得つつ、空燃比制御精度を確保し、最終的に目標ト
ルクを精度良く得られるようにすることを目的とする。
あり、排気還流装置を備えた機関において、目標トルク
に対応する空気量を高精度に得られるようにすることを
目的とする。また、目標トルクに対応する空気量を高精
度に得つつ、空燃比制御精度を確保し、最終的に目標ト
ルクを精度良く得られるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項１記載
の発明は、排気還流装置を備えた電制スロットル式内燃
機関の制御装置において、図１に示すように構成され
る。図１において、目標空気量設定手段は、運転条件に
基づいて目標空気量を設定する。
の発明は、排気還流装置を備えた電制スロットル式内燃
機関の制御装置において、図１に示すように構成され
る。図１において、目標空気量設定手段は、運転条件に
基づいて目標空気量を設定する。
【０００７】また、還流空気量検出手段は、排気還流中
に含まれる燃焼に供される空気量を検出する。ここで、
目標空気量補正手段は、還流空気量検出手段で検出され
た前記空気量に基づいて目標空気量設定手段で設定され
た目標空気量を減少補正する。そして、目標開度設定手
段は、目標空気量補正手段で補正された目標空気量に基
づいてスロットル弁の目標開度を設定し、開閉制御手段
は、スロットル弁を開閉するアクチュエータを、前記目
標開度設定手段で設定された目標開度に基づいて制御す
る。
に含まれる燃焼に供される空気量を検出する。ここで、
目標空気量補正手段は、還流空気量検出手段で検出され
た前記空気量に基づいて目標空気量設定手段で設定され
た目標空気量を減少補正する。そして、目標開度設定手
段は、目標空気量補正手段で補正された目標空気量に基
づいてスロットル弁の目標開度を設定し、開閉制御手段
は、スロットル弁を開閉するアクチュエータを、前記目
標開度設定手段で設定された目標開度に基づいて制御す
る。
【０００８】即ち、排気還流中に含まれる燃焼に供され
る空気量（酸素量）を考慮せずに、目標空気量引いては
スロットルの目標開度を設定すると、実際には前記排気
還流中の空気量（酸素量）だけシリンダ吸入空気量が多
くなってしまうので、予め前記空気量を見込んで目標空
気量を設定する構成とした。請求項２記載の発明では、
前記目標空気量設定手段が、アクセル操作量を検出する
アクセル操作量検出手段と、車速を検出する車速検出手
段と、前記検出されたアクセル操作量と車速とに基づい
て機関の目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、前記
設定された目標トルクと検出された機関回転速度とに基
づいて機関へ供給される目標燃料量を設定する目標燃料
量設定手段と、前記設定された目標トルクと検出された
機関回転速度とに基づいて燃焼混合気の目標空燃比を設
定する目標空燃比設定手段と、を含んで構成され、前記
設定された目標燃料量と目標空燃比とに基づいて目標空
気量を設定する構成とした。
る空気量（酸素量）を考慮せずに、目標空気量引いては
スロットルの目標開度を設定すると、実際には前記排気
還流中の空気量（酸素量）だけシリンダ吸入空気量が多
くなってしまうので、予め前記空気量を見込んで目標空
気量を設定する構成とした。請求項２記載の発明では、
前記目標空気量設定手段が、アクセル操作量を検出する
アクセル操作量検出手段と、車速を検出する車速検出手
段と、前記検出されたアクセル操作量と車速とに基づい
て機関の目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、前記
設定された目標トルクと検出された機関回転速度とに基
づいて機関へ供給される目標燃料量を設定する目標燃料
量設定手段と、前記設定された目標トルクと検出された
機関回転速度とに基づいて燃焼混合気の目標空燃比を設
定する目標空燃比設定手段と、を含んで構成され、前記
設定された目標燃料量と目標空燃比とに基づいて目標空
気量を設定する構成とした。
【０００９】かかる構成によると、目標トルクに基づい
て目標燃料量が設定される一方、目標空燃比が設定さ
れ、前記目標燃料量の燃料を機関に供給したときに前記
目標空燃比になるような目標空気量が設定され、結果的
に、目標トルクを目標空燃比で得られる目標空気量が設
定される。請求項３記載の発明では、前記還流空気量検
出手段が、燃焼混合気の空気過剰率を検出する空気過剰
率検出手段と、排気還流量を検出する排気還流量検出手
段と、を含んで構成され、前記検出された空気過剰率と
排気還流量とに基づいて排気還流中に含まれる燃焼に供
される空気量を検出する構成とした。
て目標燃料量が設定される一方、目標空燃比が設定さ
れ、前記目標燃料量の燃料を機関に供給したときに前記
目標空燃比になるような目標空気量が設定され、結果的
に、目標トルクを目標空燃比で得られる目標空気量が設
定される。請求項３記載の発明では、前記還流空気量検
出手段が、燃焼混合気の空気過剰率を検出する空気過剰
率検出手段と、排気還流量を検出する排気還流量検出手
段と、を含んで構成され、前記検出された空気過剰率と
排気還流量とに基づいて排気還流中に含まれる燃焼に供
される空気量を検出する構成とした。
【００１０】ここで、空気過剰率を、排気系或いは排気
還流通路に設けた酸素センサで検出される排気中酸素濃
度（排気空燃比）から検出することができ、また、燃料
供給量の演算における目標空燃比から推定することもで
きる。請求項４記載の発明では、前記排気還流量検出手
段が、目標の排気還流率と前記目標空気量設定手段で設
定された目標空気量とに基づいて排気還流量を推定する
構成とした。
還流通路に設けた酸素センサで検出される排気中酸素濃
度（排気空燃比）から検出することができ、また、燃料
供給量の演算における目標空燃比から推定することもで
きる。請求項４記載の発明では、前記排気還流量検出手
段が、目標の排気還流率と前記目標空気量設定手段で設
定された目標空気量とに基づいて排気還流量を推定する
構成とした。
【００１１】ここで、目標の排気還流率は、一般的に
は、機関負荷（機関トルク）と機関回転速度とによって
決定される。請求項５記載の発明では、前記排気還流量
検出手段が、排気還流量を制御する排気還流制御弁の実
際の開度と目標開度とに基づいて前記推定された排気還
流量を補正する構成とした。
は、機関負荷（機関トルク）と機関回転速度とによって
決定される。請求項５記載の発明では、前記排気還流量
検出手段が、排気還流量を制御する排気還流制御弁の実
際の開度と目標開度とに基づいて前記推定された排気還
流量を補正する構成とした。
【００１２】即ち、目標の排気還流率に基づいて排気還
流制御弁を制御しても、制御弁の応答遅れがあると、か
かる応答遅れの間は、実際には目標還流率を得られない
ことになり、その分、排気還流量の推定精度が低下する
ので、目標と実際の開度との相違に基づいて排気還流量
を補正することとした。請求項６記載の発明では、前記
還流空気量検出手段で検出された前記空気量に対応する
燃料供給量を、エアフローメータにより検出された機関
の吸入空気量に対応する燃料供給量に加算し、該加算結
果に基づいて機関への燃料供給を制御する燃料供給制御
手段を含んで構成されるものとした。
流制御弁を制御しても、制御弁の応答遅れがあると、か
かる応答遅れの間は、実際には目標還流率を得られない
ことになり、その分、排気還流量の推定精度が低下する
ので、目標と実際の開度との相違に基づいて排気還流量
を補正することとした。請求項６記載の発明では、前記
還流空気量検出手段で検出された前記空気量に対応する
燃料供給量を、エアフローメータにより検出された機関
の吸入空気量に対応する燃料供給量に加算し、該加算結
果に基づいて機関への燃料供給を制御する燃料供給制御
手段を含んで構成されるものとした。
【００１３】前記エアフローメータは、排気還流が行な
われる吸気系の部分よりも上流側で大気から吸入される
空気量を検出するものであり、該エアフローメータで検
出された空気量に基づく燃料量に、前記排気還流中に含
まれる燃焼に供される空気量に基づく燃料量を加算し、
該加算補正された燃料量に基づいて燃料噴射弁を駆動制
御する。
われる吸気系の部分よりも上流側で大気から吸入される
空気量を検出するものであり、該エアフローメータで検
出された空気量に基づく燃料量に、前記排気還流中に含
まれる燃焼に供される空気量に基づく燃料量を加算し、
該加算補正された燃料量に基づいて燃料噴射弁を駆動制
御する。
【００１４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、排気還流
中に燃焼に供される空気（酸素）が含まれている場合、
その分だけスロットルを通過して供給される空気量を少
なく制御することができ、以て、要求される空気量を高
精度に得られるという効果がある。
中に燃焼に供される空気（酸素）が含まれている場合、
その分だけスロットルを通過して供給される空気量を少
なく制御することができ、以て、要求される空気量を高
精度に得られるという効果がある。
【００１５】請求項２記載の発明によると、目標燃料量
及び目標空燃比が満たされるようにスロットル弁開度を
制御するものにおいて、目標燃料量及び目標空燃比を満
たす空気量を高精度に得られ、以て、目標トルクを高精
度に得ることが可能になるという効果がある。請求項３
記載の発明によると、排気還流中に含まれる燃焼に供さ
れる空気量（酸素量）を、燃焼混合気の空気過剰率と排
気還流量とに基づいて精度良く検出できるという効果が
ある。
及び目標空燃比が満たされるようにスロットル弁開度を
制御するものにおいて、目標燃料量及び目標空燃比を満
たす空気量を高精度に得られ、以て、目標トルクを高精
度に得ることが可能になるという効果がある。請求項３
記載の発明によると、排気還流中に含まれる燃焼に供さ
れる空気量（酸素量）を、燃焼混合気の空気過剰率と排
気還流量とに基づいて精度良く検出できるという効果が
ある。
【００１６】請求項４記載の発明によると、排気還流中
の空気量（酸素量）を検出するのに用いる排気還流量
を、運転条件に因らずに簡易に推定させることができる
という効果がある。請求項５記載の発明によると、排気
還流制御弁の開度が、制御に対して応答遅れをもって変
化する場合であっても、排気還流量を精度良く推定で
き、以て、排気還流中の空気量の検出精度を確保できる
という効果がある。
の空気量（酸素量）を検出するのに用いる排気還流量
を、運転条件に因らずに簡易に推定させることができる
という効果がある。請求項５記載の発明によると、排気
還流制御弁の開度が、制御に対して応答遅れをもって変
化する場合であっても、排気還流量を精度良く推定で
き、以て、排気還流中の空気量の検出精度を確保できる
という効果がある。
【００１７】請求項６記載の発明によると、エアフロー
メータで検出されない排気還流中に含まれる空気量に対
応する燃料を供給させることができ、目標空燃比の混合
気を精度良く形成させることができるという効果があ
る。
メータで検出されない排気還流中に含まれる空気量に対
応する燃料を供給させることができ、目標空燃比の混合
気を精度良く形成させることができるという効果があ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。システム構成を図２に示す。内燃機
関１の燃焼室に臨ませて燃料噴射弁２を設けてある。こ
の燃料噴射弁２は、噴射パルス信号によって間欠的に開
駆動し、燃料を直接燃焼室内に噴射供給するものであ
り、該燃焼室内への直接噴射方式により層状燃焼を行な
わせ、希薄燃焼を可能としている。
基づいて説明する。システム構成を図２に示す。内燃機
関１の燃焼室に臨ませて燃料噴射弁２を設けてある。こ
の燃料噴射弁２は、噴射パルス信号によって間欠的に開
駆動し、燃料を直接燃焼室内に噴射供給するものであ
り、該燃焼室内への直接噴射方式により層状燃焼を行な
わせ、希薄燃焼を可能としている。
【００１９】機関１には、吸気通路３に介装されたスロ
ットル弁４で調整された空気が吸引され、前記燃料噴射
弁２から噴射された燃料とによって混合気が形成され
る。該混合気は、点火栓５による火花点火によって着火
燃焼し、燃焼排気は、排気通路６を介して排出される。
また、排気通路６とスロットル弁４下流側の吸気通路３
とを接続する排気還流通路７と、該排気還流通路７に介
装される排気還流制御弁８とが設けられる。
ットル弁４で調整された空気が吸引され、前記燃料噴射
弁２から噴射された燃料とによって混合気が形成され
る。該混合気は、点火栓５による火花点火によって着火
燃焼し、燃焼排気は、排気通路６を介して排出される。
また、排気通路６とスロットル弁４下流側の吸気通路３
とを接続する排気還流通路７と、該排気還流通路７に介
装される排気還流制御弁８とが設けられる。
【００２０】更に、前記スロットル弁４には、その開度
ＴＶＯをモータ等のアクチュエータを用いて電子制御す
る電制スロットル装置９が備えられている。前記燃料噴
射弁２による燃料噴射、前記点火栓５による点火、前記
排気還流制御弁８の開度、前記電制スロットル装置９を
制御するコントロールユニット10は、マイクロコンピュ
ータを含んで構成され、後述する各種センサからの信号
に基づいて各種制御を行なう。
ＴＶＯをモータ等のアクチュエータを用いて電子制御す
る電制スロットル装置９が備えられている。前記燃料噴
射弁２による燃料噴射、前記点火栓５による点火、前記
排気還流制御弁８の開度、前記電制スロットル装置９を
制御するコントロールユニット10は、マイクロコンピュ
ータを含んで構成され、後述する各種センサからの信号
に基づいて各種制御を行なう。
【００２１】前記各種センサとしては、以下のようなも
のが設けられている。アクセル開度センサ11（アクセル
操作量検出手段）は、ドライバによって踏み込まれたア
クセルペダルの踏込み量を検出する。クランク角センサ
12（機関回転速度検出手段）は、単位クランク角毎の単
位角度信号及び気筒間の行程位相差毎の基準角度信号を
発生し、前記単位角度信号の単位時間当りの発生数を計
測することにより、或いは、前記基準角度信号の発生周
期を計測することにより、機関回転速度Ｎｅを検出でき
る。
のが設けられている。アクセル開度センサ11（アクセル
操作量検出手段）は、ドライバによって踏み込まれたア
クセルペダルの踏込み量を検出する。クランク角センサ
12（機関回転速度検出手段）は、単位クランク角毎の単
位角度信号及び気筒間の行程位相差毎の基準角度信号を
発生し、前記単位角度信号の単位時間当りの発生数を計
測することにより、或いは、前記基準角度信号の発生周
期を計測することにより、機関回転速度Ｎｅを検出でき
る。
【００２２】エアフローメータ13は、機関１の吸入空気
量Ｑ (単位時間当りの吸入空気量＝吸入空気流量) を検
出する。水温センサ14は、機関１の冷却水温度Ｔｗを検
出し、車速センサ15（車速検出手段）は、車両の走行速
度（車速）を検出する。更に、排気通路６には、燃焼混
合気の空燃比と相関がある排気中の酸素濃度を検出する
酸素センサ16（空気過剰率検出手段）が設けられてい
る。
量Ｑ (単位時間当りの吸入空気量＝吸入空気流量) を検
出する。水温センサ14は、機関１の冷却水温度Ｔｗを検
出し、車速センサ15（車速検出手段）は、車両の走行速
度（車速）を検出する。更に、排気通路６には、燃焼混
合気の空燃比と相関がある排気中の酸素濃度を検出する
酸素センサ16（空気過剰率検出手段）が設けられてい
る。
【００２３】前記各種センサからの検出信号を入力する
コントロールユニット10は、機関回転速度Ｎｅと機関負
荷（トルク）とに基づいて目標排気還流率を決定し、こ
れに応じて排気還流制御弁８の開度を制御する。また、
コントロールユニット10は、機関回転速度Ｎｅと機関負
荷とに基づいて点火時期を決定し、これに応じて点火栓
５に対して点火信号を出力する。
コントロールユニット10は、機関回転速度Ｎｅと機関負
荷（トルク）とに基づいて目標排気還流率を決定し、こ
れに応じて排気還流制御弁８の開度を制御する。また、
コントロールユニット10は、機関回転速度Ｎｅと機関負
荷とに基づいて点火時期を決定し、これに応じて点火栓
５に対して点火信号を出力する。
【００２４】更に、コントロールユニット10は、図３〜
図５のフローチャートに示すようにして、燃料噴射弁２
による燃料噴射、及び、スロットル開度を電子制御す
る。図３のフローチャートは、スロットル弁４の目標開
度ｔＴＶＯを設定するルーチンを示す。まず、ステップ
１（図中ではＳ１と記してある。以下同様）では、前記
アクセル開度センサ11によって検出されたアクセル操作
量 (アクセルペダル踏込み量)Ａｃｃと、車速センサ15
によって検出された車速ＶＳＰとに基づいて、車両の目
標駆動力を得るのに要求される機関の目標トルクｔＴｅ
を演算する（目標トルク設定手段）。
図５のフローチャートに示すようにして、燃料噴射弁２
による燃料噴射、及び、スロットル開度を電子制御す
る。図３のフローチャートは、スロットル弁４の目標開
度ｔＴＶＯを設定するルーチンを示す。まず、ステップ
１（図中ではＳ１と記してある。以下同様）では、前記
アクセル開度センサ11によって検出されたアクセル操作
量 (アクセルペダル踏込み量)Ａｃｃと、車速センサ15
によって検出された車速ＶＳＰとに基づいて、車両の目
標駆動力を得るのに要求される機関の目標トルクｔＴｅ
を演算する（目標トルク設定手段）。
【００２５】ステップ２では、前記機関の目標トルクｔ
Ｔｅと、クランク角センサ２からの検出信号に基づいて
算出された機関回転速度Ｎｅとに基づいて、図示のよう
なマップからの検索等により、目標燃料量ｔＱｆを求め
る（目標燃料量設定手段）。ステップ３では、前記目標
トルクｔＴｅと機関回転速度Ｎｅとに基づいて、図示の
ようなマップからの検索等により、目標空燃比ｔＡ／Ｆ
を求める（目標空燃比設定手段）。
Ｔｅと、クランク角センサ２からの検出信号に基づいて
算出された機関回転速度Ｎｅとに基づいて、図示のよう
なマップからの検索等により、目標燃料量ｔＱｆを求め
る（目標燃料量設定手段）。ステップ３では、前記目標
トルクｔＴｅと機関回転速度Ｎｅとに基づいて、図示の
ようなマップからの検索等により、目標空燃比ｔＡ／Ｆ
を求める（目標空燃比設定手段）。
【００２６】ステップ４では、前記目標燃料量ｔＱｆと
前記目標空燃比ｔＡ／Ｆとを乗算して、シリンダに吸入
される目標空気量ｔＱａ（ｔＱａ＝ｔＱｆ×ｔＡ／Ｆ）
を算出する（目標空気量設定手段）。ステップ５では、
前記目標空気量ｔＱａから、排気還流中に含まれる燃焼
に供される空気量（酸素量）ｔＥＧＯ2 を減算し、該減
算結果を最終的な目標空気量ｔＱａ１（ｔＱａ１＝ｔＱ
ａ−ｔＥＧＯ2 ）とする（目標空気量補正手段）。
前記目標空燃比ｔＡ／Ｆとを乗算して、シリンダに吸入
される目標空気量ｔＱａ（ｔＱａ＝ｔＱｆ×ｔＡ／Ｆ）
を算出する（目標空気量設定手段）。ステップ５では、
前記目標空気量ｔＱａから、排気還流中に含まれる燃焼
に供される空気量（酸素量）ｔＥＧＯ2 を減算し、該減
算結果を最終的な目標空気量ｔＱａ１（ｔＱａ１＝ｔＱ
ａ−ｔＥＧＯ2 ）とする（目標空気量補正手段）。
【００２７】目標空気量ｔＱａは、所期の空燃比とした
ときに目標トルクｔＴｅが得られるように設定する必要
がある。一方、希薄燃焼中に排気還流が行なわれると、
かかる排気還流中に含まれる燃焼に供される空気量（酸
素量）分だけ、実質的なシリンダ吸入空気量が増大して
しまう。従って、前記目標トルクｔＴｅに対応する空気
量を、スロットル通過空気量のみで得るものとして目標
空気量ｔＱａを設定し、この目標空気量ｔＱａから目標
開度ｔＴＶＯを設定すると、実際には、前記排気還流中
の空気量だけ過剰に空気が吸引されることになってしま
う。
ときに目標トルクｔＴｅが得られるように設定する必要
がある。一方、希薄燃焼中に排気還流が行なわれると、
かかる排気還流中に含まれる燃焼に供される空気量（酸
素量）分だけ、実質的なシリンダ吸入空気量が増大して
しまう。従って、前記目標トルクｔＴｅに対応する空気
量を、スロットル通過空気量のみで得るものとして目標
空気量ｔＱａを設定し、この目標空気量ｔＱａから目標
開度ｔＴＶＯを設定すると、実際には、前記排気還流中
の空気量だけ過剰に空気が吸引されることになってしま
う。
【００２８】そこで、スロットル通過空気量と排気還流
中の空気量との合計として、目標トルクｔＴｅに対応す
る空気量が得られるように、スロットル通過の目標空気
量ｔＱａとしては、前記排気還流中の空気量分だけ減少
補正した値を設定させるようにしている。尚、前記空気
量ｔＥＧＯ2 の設定については後述する。
中の空気量との合計として、目標トルクｔＴｅに対応す
る空気量が得られるように、スロットル通過の目標空気
量ｔＱａとしては、前記排気還流中の空気量分だけ減少
補正した値を設定させるようにしている。尚、前記空気
量ｔＥＧＯ2 の設定については後述する。
【００２９】ステップ６では、前記機関回転速度Ｎｅと
前記目標空気量ｔＱａ１とに基づいて、図示のようなマ
ップからの検索等により、スロットル弁４の目標開口面
積ｔＡａを求める。ステップ７では、前記目標開口面積
ｔＡａが得られるスロットル弁４の目標開度ｔＴＶＯ
を、図示のようなマップからの検索等により求める（目
標開度設定手段）。
前記目標空気量ｔＱａ１とに基づいて、図示のようなマ
ップからの検索等により、スロットル弁４の目標開口面
積ｔＡａを求める。ステップ７では、前記目標開口面積
ｔＡａが得られるスロットル弁４の目標開度ｔＴＶＯ
を、図示のようなマップからの検索等により求める（目
標開度設定手段）。
【００３０】ステップ８では、このようにして求められ
た目標開度ｔＴＶＯの信号を、前記電制スロットル装置
９に出力する（開閉制御手段）。これにより、スロット
ル弁９の開度が前記設定された目標開度ｔＴＶＯにフィ
ードバック制御され、スロットル通過空気量としては前
記目標空気量ｔＱａ１が得られ、かかるスロットル通過
空気量に対して、排気還流によって吸気系に戻される空
気量が加算されて、シリンダ内に吸引される。
た目標開度ｔＴＶＯの信号を、前記電制スロットル装置
９に出力する（開閉制御手段）。これにより、スロット
ル弁９の開度が前記設定された目標開度ｔＴＶＯにフィ
ードバック制御され、スロットル通過空気量としては前
記目標空気量ｔＱａ１が得られ、かかるスロットル通過
空気量に対して、排気還流によって吸気系に戻される空
気量が加算されて、シリンダ内に吸引される。
【００３１】次に図４のフローチャートに示される空気
量ｔＥＧＯ2 検出ルーチンを説明する。ステップ21で
は、前記ステップ１と同様にして、機関の目標トルクｔ
Ｔｅを演算する。ステップ22では、排気還流制御におい
てトルク（機関負荷）と機関回転速度Ｎｅとに応じて予
め設定されている目標排気還流率ｔＥＧＲを、図示のよ
うなマップからの検索等により求める。
量ｔＥＧＯ2 検出ルーチンを説明する。ステップ21で
は、前記ステップ１と同様にして、機関の目標トルクｔ
Ｔｅを演算する。ステップ22では、排気還流制御におい
てトルク（機関負荷）と機関回転速度Ｎｅとに応じて予
め設定されている目標排気還流率ｔＥＧＲを、図示のよ
うなマップからの検索等により求める。
【００３２】ステップ23では、酸素センサ16で検出され
る排気中の酸素濃度から、燃焼混合気における空気過剰
率λ（排気空燃比）を検出する。尚、燃料噴射量の演算
における目標空燃比を、空気過剰率に変換して用いても
良いし、逆に、空気過剰率の代わりに空燃比を用いても
良い。ステップ24では、下式に従って空気量ｔＥＧＯ2
を演算する。
る排気中の酸素濃度から、燃焼混合気における空気過剰
率λ（排気空燃比）を検出する。尚、燃料噴射量の演算
における目標空燃比を、空気過剰率に変換して用いても
良いし、逆に、空気過剰率の代わりに空燃比を用いても
良い。ステップ24では、下式に従って空気量ｔＥＧＯ2
を演算する。
【００３３】ｔＥＧＯ2 ＝ｔＱａ×ｔＥＧＲ×（λ−
１）／λ×実開口面積／目標開口面積 ここで、ｔＱａは前記ステップ４で演算されるシリンダ
に吸入される目標空気量、ｔＥＧＲは前記ステップ22で
求められた目標排気還流率、λはステップ23で求められ
た燃焼混合気の空気過剰率、実開口面積はセンサで検出
した排気還流制御弁８の開度から求めた値、目標開口面
積は前記目標排気還流率に応じた排気還流制御弁８の目
標開口面積である。
１）／λ×実開口面積／目標開口面積 ここで、ｔＱａは前記ステップ４で演算されるシリンダ
に吸入される目標空気量、ｔＥＧＲは前記ステップ22で
求められた目標排気還流率、λはステップ23で求められ
た燃焼混合気の空気過剰率、実開口面積はセンサで検出
した排気還流制御弁８の開度から求めた値、目標開口面
積は前記目標排気還流率に応じた排気還流制御弁８の目
標開口面積である。
【００３４】即ち、ｔＱａ×ｔＥＧＲによって排気還流
量が求められ（排気還流量検出手段）、この値に（λ−
１）／λを乗算することで、排気還流中に含まれる燃焼
に供される空気量（還流空気量）が求めれる（還流空気
量検出手段）。更に、排気還流制御弁８の開度が制御に
対して応答遅れをもって変化するために目標開口面積が
得られていない開度変化の過渡状態である場合には、目
標開口面積になっていて目標の排気還流率になっている
ものとして演算される還流空気量に誤差を生じることに
なってしまうので、実開口面積と目標開口面積との比に
応じた補正を加える構成としてある。
量が求められ（排気還流量検出手段）、この値に（λ−
１）／λを乗算することで、排気還流中に含まれる燃焼
に供される空気量（還流空気量）が求めれる（還流空気
量検出手段）。更に、排気還流制御弁８の開度が制御に
対して応答遅れをもって変化するために目標開口面積が
得られていない開度変化の過渡状態である場合には、目
標開口面積になっていて目標の排気還流率になっている
ものとして演算される還流空気量に誤差を生じることに
なってしまうので、実開口面積と目標開口面積との比に
応じた補正を加える構成としてある。
【００３５】図５のフローチャートは、燃料噴射量の演
算ルーチンを示す。ステップ41では、エアフローメータ
13で検出された吸入空気量（単位時間当たりの吸入空気
量）Ｑを読み込む。ステップ42では、前記読み込まれた
吸入空気量Ｑと機関回転速度Ｎｅとに基づいて、スロッ
トル通過空気量に対応する基本燃料噴射量Ｔｐを、 Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎｅ（Ｋは定数） として算出する。
算ルーチンを示す。ステップ41では、エアフローメータ
13で検出された吸入空気量（単位時間当たりの吸入空気
量）Ｑを読み込む。ステップ42では、前記読み込まれた
吸入空気量Ｑと機関回転速度Ｎｅとに基づいて、スロッ
トル通過空気量に対応する基本燃料噴射量Ｔｐを、 Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎｅ（Ｋは定数） として算出する。
【００３６】ステップ43では、前記排気還流中に含まれ
るものとして求められた空気量ｔＥＧＯ2 に基づいて、
該空気量ｔＥＧＯ2 に対応する噴射量ＴｐＥＧＲを、 ＴｐＥＧＲ＝Ｋ×ｔＥＧＯ2 として算出する。ステップ44では、最終的な基本燃料噴
射量Ｔｐcyl を、 Ｔｐcyl ＝Ｔｐ＋ＴｐＥＧＲ として算出する（燃料供給制御手段）。
るものとして求められた空気量ｔＥＧＯ2 に基づいて、
該空気量ｔＥＧＯ2 に対応する噴射量ＴｐＥＧＲを、 ＴｐＥＧＲ＝Ｋ×ｔＥＧＯ2 として算出する。ステップ44では、最終的な基本燃料噴
射量Ｔｐcyl を、 Ｔｐcyl ＝Ｔｐ＋ＴｐＥＧＲ として算出する（燃料供給制御手段）。
【００３７】即ち、前記Ｔｐは、スロットル通過空気量
のみに対応して算出されるものであり、実際には、排気
還流によって吸気系に戻される燃焼に供される空気量が
あるから、前記Ｔｐに従って燃料噴射を行なわせたので
は、前記排気還流によりシリンダ内に供給される空気量
に対応する分の燃料が不足して、燃焼混合気の空燃比が
目標に対してリーン化してしまう。そこで、エアフロー
メータ13の検出結果を用いた噴射量の他に、排気還流に
よって供給される空気量に対応する噴射量を演算してお
いて、これを合計することで、スロットル通過空気量と
排気還流により供給される空気量との合計としてシリン
ダ内に吸入される空気量に対応した噴射量の設定が行な
えるようにしている。
のみに対応して算出されるものであり、実際には、排気
還流によって吸気系に戻される燃焼に供される空気量が
あるから、前記Ｔｐに従って燃料噴射を行なわせたので
は、前記排気還流によりシリンダ内に供給される空気量
に対応する分の燃料が不足して、燃焼混合気の空燃比が
目標に対してリーン化してしまう。そこで、エアフロー
メータ13の検出結果を用いた噴射量の他に、排気還流に
よって供給される空気量に対応する噴射量を演算してお
いて、これを合計することで、スロットル通過空気量と
排気還流により供給される空気量との合計としてシリン
ダ内に吸入される空気量に対応した噴射量の設定が行な
えるようにしている。
【００３８】ステップ45では、前記基本燃料噴射量Ｔｐ
cyl に各種の補正を施して最終的な燃料噴射量Ｔｉを求
める。ステップ46では、前記燃料噴射量Ｔｉをレジスタ
にセットする。これにより、所定の噴射タイミングにな
ったときに、前記燃料噴射量が読み出され、該燃料噴射
量に相当するパルス幅の噴射パルス信号が前記燃料噴射
弁２に出力される。
cyl に各種の補正を施して最終的な燃料噴射量Ｔｉを求
める。ステップ46では、前記燃料噴射量Ｔｉをレジスタ
にセットする。これにより、所定の噴射タイミングにな
ったときに、前記燃料噴射量が読み出され、該燃料噴射
量に相当するパルス幅の噴射パルス信号が前記燃料噴射
弁２に出力される。
【００３９】尚、上記では、直接噴射方式としたが、所
謂ポート噴射式の内燃機関であっても良い。
謂ポート噴射式の内燃機関であっても良い。
【図１】請求項１記載の発明の構成ブロック図。
【図２】実施形態のシステム構成を示す図。
【図３】実施形態における目標開度設定ルーチンを示す
フローチャート。
フローチャート。
【図４】実施形態における排気還流中空気量検出ルーチ
ンを示すフローチャート。
ンを示すフローチャート。
【図５】実施形態における噴射量演算ルーチンを示すフ
ローチャート。
ローチャート。
１ 機関 ２ 燃料噴射弁 ３ 吸気通路 ４ スロットル弁 ５ 点火栓 ６ 排気通路 ７ 排気還流通路 ８ 排気還流制御弁 ９ 電制スロットル装置 10 コントロールユニット 11 アクセル操作量センサ 12 クランク角センサ 13 エアフローメータ 14 水温センサ 15 車速センサ 16 酸素センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｐ ３２０ ３２０Ｃ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ
Claims (6)
- 【請求項１】排気還流装置を備えた電制スロットル式内
燃機関の制御装置であって、 運転条件に基づいて目標空気量を設定する目標空気量設
定手段と、 排気還流中に含まれる燃焼に供される空気量を検出する
還流空気量検出手段と、 該還流空気量検出手段で検出された前記空気量に基づい
て前記目標空気量設定手段で設定された目標空気量を減
少補正する目標空気量補正手段と、 該目標空気量補正手段で補正された目標空気量に基づい
てスロットル弁の目標開度を設定する目標開度設定手段
と、 スロットル弁を開閉するアクチュエータを、前記目標開
度設定手段で設定された目標開度に基づいて制御する開
閉制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする電制スロットル式
内燃機関の制御装置。 - 【請求項２】前記目標空気量設定手段が、 アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記検出されたアクセル操作量と車速とに基づいて機関
の目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、 機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、 前記設定された目標トルクと検出された機関回転速度と
に基づいて機関へ供給される目標燃料量を設定する目標
燃料量設定手段と、 前記設定された目標トルクと検出された機関回転速度と
に基づいて燃焼混合気の目標空燃比を設定する目標空燃
比設定手段と、 を含んで構成され、前記設定された目標燃料量と目標空
燃比とに基づいて目標空気量を設定することを特徴とす
る請求項１記載の電制スロットル式内燃機関の制御装
置。 - 【請求項３】前記還流空気量検出手段が、 燃焼混合気の空気過剰率を検出する空気過剰率検出手段
と、 排気還流量を検出する排気還流量検出手段と、 を含んで構成され、 前記検出された空気過剰率と排気還流量とに基づいて排
気還流中に含まれる燃焼に供される空気量を検出するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の電制スロットル
式内燃機関の制御装置。 - 【請求項４】前記排気還流量検出手段が、目標の排気還
流率と前記目標空気量設定手段で設定された目標空気量
とに基づいて排気還流量を推定することを特徴とする請
求項３記載の電制スロットル式内燃機関の制御装置。 - 【請求項５】前記排気還流量検出手段が、排気還流量を
制御する排気還流制御弁の実際の開度と目標開度とに基
づいて前記推定された排気還流量を補正することを特徴
とする請求項４記載の電制スロットル式内燃機関の制御
装置。 - 【請求項６】前記還流空気量検出手段で検出された空気
量に対応する燃料供給量を、エアフローメータにより検
出された機関の吸入空気量に対応する燃料供給量に加算
し、該加算結果に基づいて機関への燃料供給を制御する
燃料供給制御手段を含んで構成されたことを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１つに記載の電制スロットル式
内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10589096A JP3303274B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 電制スロットル式内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10589096A JP3303274B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 電制スロットル式内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287494A true JPH09287494A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3303274B2 JP3303274B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=14419521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10589096A Expired - Fee Related JP3303274B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 電制スロットル式内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303274B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11182302A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-06 | Unisia Jecs Corp | 電制スロットル式内燃機関のアイドル回転学習制御装置 |
| US6334084B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-12-25 | Unisia Jecs Corporation | Fail-safe apparatus and fail-safe method for electronic control system |
| WO2010106828A1 (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP2013002360A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040592A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Hitachi, Ltd. | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP10589096A patent/JP3303274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11182302A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-06 | Unisia Jecs Corp | 電制スロットル式内燃機関のアイドル回転学習制御装置 |
| US6334084B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-12-25 | Unisia Jecs Corporation | Fail-safe apparatus and fail-safe method for electronic control system |
| WO2010106828A1 (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP2010216392A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| JP2013002360A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3303274B2 (ja) | 2002-07-15 |
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