JPS582443A - エンジンの空燃比制御方法 - Google Patents

エンジンの空燃比制御方法

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Publication number
JPS582443A
JPS582443A JP9911681A JP9911681A JPS582443A JP S582443 A JPS582443 A JP S582443A JP 9911681 A JP9911681 A JP 9911681A JP 9911681 A JP9911681 A JP 9911681A JP S582443 A JPS582443 A JP S582443A
Authority
JP
Japan
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engine
air
fuel ratio
fuel
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP9911681A
Other languages
English (en)
Inventor
Harumasa Obata
小幡 治征
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 JP9911681A priority Critical patent/JPS582443A/ja
Publication of JPS582443A publication Critical patent/JPS582443A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures

Landscapes

  • 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、自動車等の串軸に用いられるエンジンへ供給
する燃料と空気との混合気の空燃比を制御する空燃比制
御方法に関するものである。
排気系に排気ガス浄化用の三元触媒コンバータが組込ま
れたエンジン、特に火花点火式エンジンに於ては、三元
触媒コンバータが有効に作動するように、02センサの
如き酸素センサによってエンジンより排出される排気ガ
スの酸素濃度を検出し、その酸素濃度に基くフィードバ
ック制御によってエンジンへ略理論空燃比の混合気を供
給することが従来から行われている。
また従来一般に、エンジンが高負荷運転されている時に
エンジンに理論空燃比の混合気が供給された時にはエン
ジン出力が低下すると見てエンジンが所定値以上の負荷
にて運転された時には上述の如きフィードバック制御を
停止してエンジンへ理論空燃比より小−さい空“燃比の
混合気、即ち濃混合気をエンジンへ供給することが行わ
れている。
この場合にはエンジンに理論空燃比の混合気が供給され
る場合に比して排気ガスの温度上昇が抑えられ、エンジ
ンが高負荷高速運転されても排気ガスの温度が酸素セン
サや触媒コンバータの触媒の劣化を速める危険温度に達
することがないが、しかし燃費率の悪化は避けることが
できない。
ところで、本発明者がエンジンに供給される混合気の空
燃比が最大負荷時に於けるエンジン出力に与える影響に
ついて実験的研究を行った竺、果、最近の高性能エンジ
ンに於ては、最大負荷時に理論空燃比の混合気が供給さ
れても理論空燃比より小さい空燃比の濃混合気が供給さ
れてもエンジン出力はさほど変化せず、最大負荷時に於
て理論空燃比の混合気が供給されてもエンジン出力はゴ
エンジンに濃混合気が供給されている時と大差がない1
、ということを見出した。
従って、エンジン出力の観点からは全てのエンジン運転
域に於てエンジンに理論空燃比の混合気が供給されて良
いが、しかし、この場合にはエンジンが^負荷高速運転
された時には排気ガスの温度が非常に高くなり、それが
酸素センサや触媒コンバータの触媒の劣化を速める危険
温度以上になることがある。      ′1 本発明は排気ガスの温度が酸素センサや触媒コンバータ
の触媒の劣化を速める危険温度に達しない範囲のエンジ
ン運転域に於てエンジンへ理論空燃比の混合気を供給し
、これにより酸素センサや触媒が熱損傷を受ける虞れが
なく、またエンジン出力を低下することなく燃費率を改
善できるエンジンの空燃比制御方法を提供することを目
的としている。
かかる目的は、本発明によれば、エンジンより排出され
る排気ガスの酸素濃痩を検出する共に前記排気ガスの温
度又はエンジン回転数の少くとも一方を検出し、前記温
度又は前記エンジン回転数の少くとも一方が所定値以下
の時には前記lI県濃度に基いてエンジンへ供給される
燃料と空気との混合気の空燃比を実質的に理論空燃比に
フィードバックi制御し、前記温度又は前記エンジン回
転数の少くとも一方が所定値以上の時には前記空燃比を
理論空燃比より小さい空燃比に制御することを特徴とす
るエンジンの空燃比制御方法によって達成される。
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。
第1図は本発明による空燃比制御方法が実施されて好適
な燃料噴射式エンジンの一実施例を示す概略構成図であ
る。図に於て、1はエンジンを示しており、該工゛ンジ
ン1はシリンダブロック2とシリンダヘッド3とを有し
ており、シリンダブロック2はその内部に形成されたシ
リンダボアにピストン4を受入れており、そのピストン
4の上方に前記シリンダヘッドと共働して燃焼室5を郭
定している。
シリンダヘッド3には吸気ボート6と排気ボート7とが
形成されており、これらボートは各々吸気パルプ8と排
気バルブ9により開閉されるようになっている。またシ
リンダヘッド3には図示されていないが点火プラグが取
付けられており、該点火プラグは点火コイル19が発生
する電流を供給され、燃焼室5内にて放電による火花を
発生するようになっている。
吸気ボート6には吸気マニホールド11、サージタンク
12、スロットルボディ1′3、吸気チューブ14、エ
アフロメータ15、エアクリーナ16が順に接続され、
これらがエンジンの吸気系を構成している。
吸気マニホールド11の吸気ボート6に対する接続端近
くには燃料噴射弁20が取付けられている。−料噴射弁
20は燃料タンク2に貯容されているガソリンの如き液
体燃料を燃料ポンプ22により燃料供給管23を経て供
給され、後述する制御装置50が発生するパルス信号に
より開弁時開を制御されて燃料噴射量を計量制御するよ
うになっている。尚、燃料噴射弁20には圧力調節弁2
5の作用により所定圧力の燃料が供給されるようになっ
ている。
スロットルボディ13は吸入空気量を制御するスロット
ルバルブ24を有しており、このスロットルバルブ24
は図示されていないアクセルペダルの踏込みに応じて駆
動されるようになっている。
排気ボート7には排気マニホールド17が接続 、され
ている。
制御装置50はマイクロコンピュータであってよく、そ
の−例が第2図に示されている。このマイクロコンピュ
ータは、中央処理ユニット(CPU)51と、リードオ
ンリメモリ(ROM>52と、ランダムアクセスメモリ
(RAM>53と、通電停止後も記憶を保持するもう一
つのランダムアクセスメモリ(RAM)54と、マルチ
プレクサを有するA/D変換155と、バッフ7メモリ
を有するl 10@置56とを有し、これらはコモンバ
ス57により互に接続されている。
A/D変換器55は、エア70メータ15が発生する空
気流量信号と、排気マニホールド17に取付けられた温
度センサ58が発生する排気ガスm度信号とを入力され
、それらデータをA/D変換してCPU51の指示に従
い所定の時期にCPU51及びRAM53或いは54へ
出力するようになっている。またI10装置56は点火
コイル19が発生する一次信号(エンジン回転数信号)
と、排気マニホールド17に取付けられた02センサ6
0が発生する空気過剰率信号、(l!素、濃度信号)と
を入力され、それらのデータをCPLI51の指示に従
い所定の時期にCPU51及びRAM53或いは54へ
出力するようになっている。
CPU51はROM52に記憶されているプログラムに
従って前記各センサにより検出されたデータに基いて燃
料噴射量を計算し、それに基くパルス信号をI10装置
56を経て燃料噴射弁20へ出力するようになっている
。即ち、CPU51はエアフロメータ15が検出する空
気流量と点火コイル19の一次信号より検出されるエン
ジン回転数とにより基本燃料量を稗出し、これを温度セ
ンサ58により検出された排気ガス温度が所定値以下、
例えば02センサ60の耐熱許容温度以下であれば、0
2センサ60により検出された排気ガスの空気過剰率に
応じて修正し、その修正された燃料量に応じたパル3幅
のパルス信号を発生するようになっている。この時には
0!センサ60により検出された排気ガスの空気過剰率
に基いてフィードバック制御が行われ、エンジン1には
略理論空燃比の混合気が供給されるようになる。
これに対し温度センサ58により検出された排気ガス温
度が所定値以上、例えば02センサ60の耐熱許容I!
度以上であれば、前記基本燃料量に所定の燃料増量率を
乗算する演算が行われて燃料噴射量が修正され、その修
正された燃料噴射量に応じたパルス幅のパルス信号を発
生するようになっている。この時にはエンジン1には理
論空燃比より小さい空燃比の混合気、即ち濃混合気が供
給されるようになる。前記燃料増量率はエンジンが失火
を生じない最大増量率を越えない範囲でai度センサ5
8により検出される排気ガス温度が所定値以下になるま
で徐々に増大する。
上述の如き燃料噴射量の制御により排気ガスの濃度が所
定値以下の時には02センサ60が検出する排気ガスの
空気過剰率に基いてエンジンに供給される混合気の空燃
比が略理論空燃比にフィードバック制御され、また排気
ガスの濃度が所定値以上の時にはエンジンに供給される
混合気の空燃比が理論空燃比より小さい空燃比に制御さ
れる。
第3図はエンジンが全負荷運転されている時に於て、エ
ンジンに供給される混合気の空燃比と排気ガス濃度との
関係を示している。このグラフからも明らかな如く、エ
ンジンに理論空燃比の混合気が供給された時には排気ガ
スWAiが最大になり、エンジンに理論空燃比より小さ
い空燃比の混合気が供給されても又理論空燃比より大き
い空燃比の混合気が供給されても排気ガス温度はエンジ
ンに理論空燃比の混合気が供給される時に比して低くな
る。特に理論空燃比より小さい空燃比の混合気が供給さ
れた時には排気ガス温度は著しく低下する。
このことから排気ガスの温度がO!センサの耐熱許容湿
度を越えることを防止するためにエンジンに理論空燃比
より小さい空燃比の混合気を供給することは効果的であ
る。
また第4図はエンジンが全負荷運転されている時に於け
るエンジン回転数に対する軸トルク、排気ガス湿度及び
燃費率の特性を示している。またこのグラフに於て実線
はエンジンに理論空燃比(14,7>の混合気が供給さ
れた時の特性を、破線はエンジンに理論空燃比より小さ
い空燃比(12,7)の空燃比の混合気が供給された時
の  ′特性を各々示している。このグラフからエンジ
ンに全負荷運転時に於て理論空燃比の混合気が供給され
てもそれより小さい空燃比の混合気が供給された時仁略
同等の出力が得られることが理解されよう。排気ガス温
度はエンジンに理論空燃比の混合気が供給された時には
エンジン回転数がNlのときO!センサの耐熱許容温度
Tsを越える。
本発明による空燃比制御方法によってエンジンに混合気
が供給された時には排気ガス温度は、第4図にて太い一
点鎖線で示されている如く、排気ガスI!度がT1に達
した時にはエンジンへ供給される混合気の空燃比が減少
されることにより排気ガス温度−のそれ以上の上昇が防
止され、エンジンがNlなる値を越えて高速運転されて
も排気ガスm度がO!センサの耐熱許容温11T+以上
になることがない。これにより02センサが熱影響を受
けて早期に劣化することが回避される。
また燃費率は1ンジンに1竺、論空燃比より小さく゛空
燃比の混合気が供給される場合より理論空燃比の混合気
が供給される方が良く、本発明方法に従って空燃比制御
が行われれば、全負荷運転時の全てのエンジン回転数域
にNっでエンジンへ濃混合気が供給される峙に比して第
4図にて斜線が施されている領域に相当する分だけ燃費
率が改善される。一般の市街地走行に於ては、全負荷に
てエンジン回転数が前記T+を越えて運転されることは
非常に稀であり、従って、本発明方法に従って空燃比制
御が行われれば大幅な燃費の改善を期待することができ
る。
尚、上述した実施例によれば、排気ガス温度が所定−に
達したとλ、エンジンへ供給する混合気の空燃比を理論
空燃比より小さくしたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、排気ガス温度が02センサの耐熱許容温度
など所定の温度以上になるエンジン回転数以上になった
ときエンジンへ供給す゛る混合気の空燃比を理論空燃比
より小さくなるよう制御してもよい。
又、本発明は上ヰの如き燃料噴射式エンジンに限定され
るものではなく、エアブリード11御装置を備えた気化
器方式のエンジンやエンジン吸気系へ追加空気を供給す
る装置を備えたエンジンにも適用できることは勿論のこ
とである。
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンより排出される排気ガスの酸素濃度を検出する
    共に前記排気ガスの温度又はエンジン回転数の少くとも
    一方を検出し、前記温度支は前記エンジン回転数の少く
    とも一方が所定値以下の時には前記酸**度に基いてエ
    ンジンへ供給される燃料と空気との混合気の空燃比を実
    質的に理論空燃比にフィードバック制御し、前記温度又
    は前記エンジン回転数の少くとも一方が所定値以上の時
    には前記空燃比を理論空燃比より小さい空燃比に制御す
    ることを特徴とするエンジンの空燃比制御方法。
JP9911681A 1981-06-25 1981-06-25 エンジンの空燃比制御方法 Pending JPS582443A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6036742A (ja) * 1983-08-10 1985-02-25 Nippon Denso Co Ltd 空燃比制御装置
JPS6073019A (ja) * 1983-09-29 1985-04-25 Daihatsu Motor Co Ltd エンジンの空燃比制御方法
JPS6095168A (ja) * 1983-10-31 1985-05-28 Nissan Motor Co Ltd 空燃比制御装置
US4728590A (en) * 1986-07-28 1988-03-01 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electrochemical cell with high discharge/charge rate capability
JPH01294949A (ja) * 1988-05-19 1989-11-28 Daihatsu Motor Co Ltd 気化器の空燃比制御装置

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