JPS58152148A - 内燃機関の空燃比制御方法 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御方法

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JPS58152148A
JPS58152148A JP3606982A JP3606982A JPS58152148A JP S58152148 A JPS58152148 A JP S58152148A JP 3606982 A JP3606982 A JP 3606982A JP 3606982 A JP3606982 A JP 3606982A JP S58152148 A JPS58152148 A JP S58152148A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
constant
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3606982A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehisa Yaegashi
八重樫 武久
Toshimi Murai
村井 俊水
Hiroyuki Domiyo
道明 博之
Hiroki Matsuoka
松岡 広樹
Yukio Kinugasa
衣笠 幸夫
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3606982A priority Critical patent/JPS58152148A/ja
Publication of JPS58152148A publication Critical patent/JPS58152148A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1482Integrator, i.e. variable slope

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の空燃比制御方法に係り。
特K、三元触媒を用いて排気ガス浄化対策が總された自
動車用エンジンに用いるのに好適な、触媒流入ガスの二
次空燃比を感知する空燃比センサと。
混合気或いは触媒流入ガスの空燃比を制御する空燃比制
御手段とを用い、前記空燃比センサの出力に対して積分
を含む処理を織丁ことによって得られる帰還制御信号に
より前記空燃比制御手段を帰還制御して、混合気或いは
触媒流入ガスの空燃比を目標空燃比とするようにした内
燃機関の空燃比制御方法の改良に関する。
内燃機関、特に、三元触媒を用いて排気ガス浄化対策が
施された自動車用エンジンにおいては、触媒流入ガスの
二次空燃比を厳密に理論空燃比近傍に保持する必要があ
り、そのため、例えば、排気ガス中の残存酸素濃度から
その二次空燃比を感知する酸素濃度センサからなる空燃
比センサと。
燃料噴射量を制御することによって混合気O空燃比を制
御する電子制御燃料噴射装置からなる空燃比制御手段と
を備え、前記空燃比センサの出力に対して積分を含む処
理を施すことによって得られる帰還制御信号により、前
配電子制御燃料噴射装置の燃料噴射量を帰還制御して、
触媒流入ガス中の残存酸素濃riILを、理論空燃比の
混合気を燃焼させた場合の残存酸素濃度と等しくするよ
うにしたものが実用化されている。
このような空燃比制御方法において、前記空燃比センサ
の出力に対して積分t−宮む処理を施丁際に用いられる
積分定数を、エンジン回転速度に比例させて増減させる
方法が提案されており、このような方法によれば、エン
ジン回転速度に拘らず積分定数を一定値とした場合に比
べて、帰還制御信号の振幅がほぼ一定となり、空燃比を
、三元触媒が有効に機能する範囲に保持するのが容易で
あるという特徴を有する。しかしながら従来は、前記空
燃比センサの出力に対して積分を含む処理を施す際に用
いられる積分定数を5通常運転状態とアイドル運転状態
で同一としてい念ので、例えば、前記のように積分定数
をエンジン回転速度に比例させて増減させた場合、低温
始動時のように77ストアイドルがかかつてエンジン回
転速Kが比較的高速となると、積分定数の周期が短くな
り丁ぎ、空燃比変動が大になって、アイドルハンチング
を引き起こす場合があった。なお、通常運転状態におけ
るエンジンの高速回転域或いは低速回転域における排気
ガス浄化性能低下等の不具合を防止するべく、通常運転
状態で積分定数に上限値及び下限値を設けることも考え
られるが、このような上限値及び下限値、特に上限値で
は、アイドル運転  −状態では低重ぎ、有効に機能し
ないことが考えられる。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべ(なされたもの
で1通常運転状態では、帰還制御信号の振幅をほぼ一定
として、空燃比を、三元触媒が有効に使える範囲に容易
に保持することができ、一方、アイドル運転状態では、
アイドルハンチングを防止して、良好なアイドル運転状
Illを維持することができる内燃機関の空燃比制御方
法を提供することを目的とする。
本発明は、触媒流入ガスの二次空燃比を感知する空燃比
センサと、混合気或いは触媒流入ガスの空燃比を制御す
る空燃比制御手段とを用い、前記空燃比センサの出力に
対して積分を含む処理を施すことによって得られる帰還
制御信号により前記空燃比制御手段を帰還制御して、混
合気或いは触媒流入ガスの空燃比を目標空燃比とするよ
うにした内燃機関の空燃比制御方法において、#配空燃
比センサの出力に対して積分を含む処理を施す際に用い
らnる積分定数を1通常運転状態では、エンジン回転速
度に比例させて増減させ、一方、アイドル運転状態では
、通常運転状態とは異なる所定範囲内の値とするように
して、前記目的を達成したものである。
父、前記積分定数を、アイドル運転状態では、所定の一
定値とするようにして、アイドル運転状態における帰還
制御信号の算出を容易としたものである。
以下図面を参照して、本発明に係る空燃比制御方法が採
用された。自動車用エンジンの電子制御燃料噴射装置の
実施例を詳細に説明する。
本実施例は、腑1図及び第2図に示す如く、エンジン1
0の吸気通路12のエアクリーナ14より下流側に配設
された、エンジンの吸入空気流量を検出するためのエア
フローメータ16と、該エアフローメータ16内に配設
された、吸入空気温を検出するための吸気温センサ18
と、エンジン回転に応じて回転する軸20aを有するデ
ィストリビュータ20に内蔵され、エンジン回転に応じ
たパルス信号を発生するクランク角センサ22と、エン
ジンブロック24に配設された。エンジン冷却水温を検
出するための冷却水温センサ26と、吸気通路12に配
設された、アクセルペダル27と連動して開閉される絞
り弁28の開度を検出するための、絞9弁全閉状態を検
出するアイドルスイッチを含むスロットルセンサ30と
、混合気の燃焼によって形成され九排気ガスが流入する
排気マニホルド32の下流側に配設された、三元触媒が
充填された触媒コンバータ34に流入する触媒流入ガス
中の残存酸素濃度から触媒流入ガスの二次空燃比を感矧
するための酸素濃度センサ36と、エンジンlOの吸気
マニホルド42内に燃料t−噴射するためのインジェク
タ44と、el、気通路12の途中のサージタンク46
に配設された、アイドル時に前記吸気絞り弁28をバイ
パスする空気流量を制御するための、パルスモータ、電
磁作動弁等からなるアイドル回転速度制御弁48と、エ
ンジンの吸入空気流量とエンジン回転数に応じて基本の
燃料噴射時間を算出すると共に、算出された基本の燃料
噴射時間に対して、前記酸素濃度セ/す36の出力に対
して積分を含む処理ヲ施すことによって得られる帰還制
御信号により空燃比帰還補正を行ない、前記インジェク
タ44に燃料噴射信号を出力するデジタル制御回路50
とを備えた自動車用エンジン10の電子制御燃料噴射装
置において、前記デジタル制御回路50内で、前記酸素
濃度センサ36の出力に対して積分を含む処理を施す際
に用いられる積分定数を、通常運転状態では、エンジン
回転速度に比例させて所定範囲内の一定値とするように
したものである。
図において、52は点火プラグ、54はバッテリである
前記デジタル制御回路50は、第2図に詳細に示す如く
、エアフローメータ16.吸気温センサ18、冷却水温
センサ26、酸素製置センサ36゜及び、バッテリ54
出力のアナログ信号をデジタル信号に変換するたhの、
マルチプレクサ機能を有するアナログ−デジタル変換器
60と、前記クランク角センサ22及びスロットルセン
サ30出力のデジタル信号を入力すると共に、演算結果
をインジェクタ44及びアイドル回転速毅制御弁48に
出力するのに適した信号に変換する、バッファ機能を有
する入出力インターフェース回路62と、水晶発振器6
4aを備えた中央演算処理回路64と、リードオンリー
メモリ66と、ランダムアクセスメモリ68と、電源バ
ックアップ用のランダムアクセスメモリ70とから構成
されている。
以下作用を説明する。
着す、デジタル制御回路50は、エアフローメータ16
出力の吸入空気量Qとクランク角センサ22出力から算
出されるエンジン回転速1fNEにより1次式を用いて
燃料の基本噴射時間TPを算出する。
ここでCは係数である。
更に、酸素濃度センサ36を含む各センサからの信号に
応じて、次式を用いて前記基本噴射時間Tpを補正する
ことにより、有効噴射時間τ1を算出する。
τ+ = Tp−FAF−F  ・・・・・・・・・・
・・(2)ここで、FAFに、空燃比帰還補正を行うた
めの空燃比補正係数、Fは、他の補正を行うための補正
係数を代表的に表したものである。
このようにして求められる有効噴射時間τ、に、次式に
示す如く、バッテリ電圧が低下した際のインジェクタ4
4の応答遅れ時間に対応する無効噴射時間τVを加える
ことにより、同期噴射時間τSを算出する。
τB=τ、+τV  ・・・・・・・・・・・・(3)
この同期噴射時間rBに対応する燃料噴射信号が。
インジェクタ44に出力され、エンジン回転と同期して
官ンジエクタ44が同期噴射時間Tsfe’rj開かれ
て、エンジンの吸気マニホルド42内に燃料が同期噴射
される。
本実施例における空燃比帰還補正は次のようKして行わ
れる。
即ち、まず、前記スロットルセンサ30のアイドルスイ
ッチの状態、及び、前記クランク角センサ22の出力か
ら求められるエンジン回転速INEに応じて、第3図に
示すようなメインルーチンにより1回転割り込み毎に空
燃比補正係数FAFに加算或いは減算される量K(積分
定数に対応)を求める。具体的には、まず、ステップ1
01で。
1M+記スロットルセンサ30のアイドルスイッチがオ
ノであるか否かを判定する。判定結果が正である場合1
Cは、アイドル運転状態であるので、スナップ102に
進み、アイドル時に適し九一定値X■をその時のエンジ
ン回転速gNEで除した値Uを1回転毎の加(減)部分
にとして、このブE ログラムを終了する。
一方、前出ステップ101における判定結果が否である
場合には、ステップ103に進み、エンジン回転速度N
Eが、積分定数の上限値に対応する比例上限回転速度N
EU未満であるか否かを判定する。判定結果が否である
場合には、ステップ104に進み、比例範囲の定数KM
に比例上限回の加(減)部分にとして、このプログラム
を終了する。
一方、前出ステップ103における判定結果が正である
場合には、ステップ105に進み、エンジン回転速KN
Eが、積分定数の下限値に対応する比例下限回転速度N
ELを超えているか否かを判定する。判定結果が否であ
る場合には、ステップ106に進み、比例範囲の定数K
Mに比例下限回転速[NELを乗じ、更に−、その時の
エンジンFL 回転速1’NEで除した値KM×−NI−を、1@転毎
の加(減)部分にとして、このプログラムを終了する。
一方、前出ステップ103及び105における判定結果
がいずれも正である場合には、ニンジン回転速INEが
比例範囲内にあるので、ステップ107に進み、比例範
囲の定数KMt−1回転毎の回転域)部分にとして、こ
のプログラムを終了する。
第3図に示すようなメインルーチンにより求められ7t
1回転毎の加(滅)部分Kを用いた空燃比補正係数FA
Fの積分部分の算出は、114図に示すような1回転割
り込みルーチンによって行われる。即ち、まずステップ
110において、酸素澁度センサ36の出力がリッチで
あるか否かを判定する。判定結果が正である場合には、
ステップ111に進み、そ□の時の、空燃比補正係数F
AFから、1回転毎の加C減)部分Kを減算した値を。
新九な空燃比補正係数FAFとして、このプログラムを
終了する。
一方、前出ステップ110における判定結果が否である
場合、即ち、酸素製置センサ36の出力がり一ンである
場合には、ステップ112に進み、その時の空燃比補正
係数FAFIC,1回転毎の加(減)部分Kを加算した
値を、新たな空燃比補正係数FAFとして、このプログ
ラムを終了する。
なお第4因は、空燃比補正係数FAFの積分部分を算出
するためのプログラムを示したものであり、スキップ等
を行う部分については、従来と四様で−あるので説明を
省略している。
本実施例におけるエンジン回転速度と積分定数及び1回
転毎の加(減)算量の関係をjl!5図に、又、実際の
運転状態における。空燃比補正係数。
積分定数、エンジン回転速に、アイドルスイッチ出力の
関係の一例を第6図に、実線で示す。第5図及びIII
!6図から明らかなように、エンジン回転速度が非常圧
高い場合或いは低い場合においては、積分定数が、その
比例範囲の上限値と同一の一定値KMXNEU、或いは
、比例範囲の下限値と同一の一定値KMXNEL 、!
:なるので、積分定数が過大成いは過小となることがな
く、良好な排気ガス浄化性能を得ることができる。これ
に対して従来は、第5図に破線Aで示す如く、積分定数
がエンジン回転速度に比例して、エンジン高速回転域で
は過大になり、エンジン低速回転域では過小となってい
たので、このような運転域で良好な排気ガス浄化性能を
得ることができなかった亀のである。
又、アイドルスイッチがオンとなった時刻1+(第6図
)以降は、積分定数が、第5図に一点鎖線Bで示すよう
な、アイドル状態に適した所定の一定値KIとされるの
で、ファストアイドル等に拘らず空燃比変動が大となる
ことがなく、良好なアイドル運転状態を維持することが
できる。これに対して従来tZ、I#−に7アストアイ
ドル等によジアイドル回転速度が高められる低温アイド
ル時に。
空燃比変動が大となって、アイドルハンチングを引き起
こすことがあつ友ものである。
本実施例においては、アイドル運転状態の積分定数を通
常運転状態とは異なる所定範囲内の値(一定値Kl)と
するだけでなく、通常運〜転状態の積分定数に対しても
上限値及び下限値を設けているので1通常運転状態にお
ける高速回転域或いは低速回転域における排気ガス浄化
性能の低下を防止することができる。
なお前記実施例においては、アイドル運転状態の積分定
数が所定の一定値KIとされてい九が。
アイドル運転状態の積分定数はこれに限定されず、通常
運転状態より低い上限値を設けたり、或いは。
通常運転状態より低い上限値及び下限値を設けることも
可能である。
I!lr記冥施例においては1本発明が、電子制御燃料
噴射装置を備えた自動車用エンジンに適用されていたが
、本発明の適用範囲はこれに限定されず。
例えば、空燃比制御子Rt、混合気を形成するための燃
料通路或いはエアーブリード通路の有効面11It制御
することにより、或いに、排気ガスに混入される二次空
気の流量を制御することにより、混合気或いは触媒流入
ガスの空燃比を制御する制御電磁弁とすることによって
、本発明を、電子制御燃料噴射装置を備えない一般の内
燃機関にも同以上説明した通り、本発明によれば、通常
運転状態では、帰還制御信号の振幅をほぼ一定として。
空燃比を、三元触媒が有効に使える範囲に容易に保持す
ることができ、一方、アイドル運転状態では、アイドル
ハンチングを防止して、良好なアイドル運転状態を維持
することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る内燃機関の空燃比制御方法が採
用された自動車用エンジンの電子制御燃料噴射装置の実
施例の構成を示すブロック線図、第2図は、前記実施例
で用いられているデジタル制御回路の構成を示すブロッ
ク線図、纂3図は、同シく、スロットルセンサのアイド
ルスイッチとエンジン回転速紅に応じて、回転割り込み
毎に加算又は減算する量を決定するためのメインルーチ
ンを示す流れ図、第4図は、同じく、空燃比補正係数の
積分部分を決定するための回転割り込みルーチ/を示す
流れ図、第5図は、同じく前記実施例における。エンジ
ン回転速餐と積分定数及び1回転毎の加【減)算量の関
係を示す線図、第6図は、同じく、空燃比補正係数、積
分定数、エンジン回転速質及びアイドルスイッチ出力の
関係を示す線図である。 10・・・エンジン、16・・・エアフローメータ、2
2・・・クランク角センサ、28・・・絞り弁。 30・・・スロットルセン?、34・・・触tAコア/
’−1−36・・・酸素濃1センサ、44・・・インジ
ェクタ。 50・・・デジタル制御回路。 代理人  高 矢   論 (ほか1名) 第28 ′″? //6′ ″      、t 6 1、ト ヌ コ」[、−,1 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  触媒流入ガスの二次空燃比を感知する空燃比
    センサと、混合気或いは触媒流入ガスの空燃比を制御す
    る空燃比制御手段とを用い、前記空燃比センサの出力に
    対して積分を含む処Mを施すことによって得られる帰還
    制御信号により前記空燃比制御手段を帰還制御して、混
    合気或いは触媒流入ガスの空燃比を目標空燃比とするよ
    うにした内燃機関の空燃比制御方法において、前記空燃
    比センサの出力に対して積分を含む処理を施す際に用い
    られる積分定数を、通常運転状態では、エンジン回転速
    寂に比例させ、て増減させ、一方、アイドル運転状態で
    は、通常運転状態とは異なる所定範囲内の値とするよう
    にしたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。
  2. (2)  前記積分定数が、アイドル運転状態では、所
    定の一定値とされている特許請求の範囲纂1項に記載の
    内燃機関の空燃比制御方法。
JP3606982A 1982-03-08 1982-03-08 内燃機関の空燃比制御方法 Pending JPS58152148A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210233A (ja) * 1986-03-12 1987-09-16 Japan Electronic Control Syst Co Ltd 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210233A (ja) * 1986-03-12 1987-09-16 Japan Electronic Control Syst Co Ltd 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置

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