JPS5859328A - 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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JPS5859328A
JPS5859328A JP15612081A JP15612081A JPS5859328A JP S5859328 A JPS5859328 A JP S5859328A JP 15612081 A JP15612081 A JP 15612081A JP 15612081 A JP15612081 A JP 15612081A JP S5859328 A JPS5859328 A JP S5859328A
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JP
Japan
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air
engine
fuel ratio
throttle valve
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP15612081A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kato
健治 加藤
Toshio Yamada
敏生 山田
Soichi Matsushita
宗一 松下
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS5859328A publication Critical patent/JPS5859328A/ja
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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
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/263Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the program execution being modifiable by physical parameters

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、超希薄燃焼式内燃機関の空燃比制御方法に関
する。
理論空燃比よりけるかにリーン側の超リーン空燃比、例
えば’/F≧20  にIl関の空燃比を制御すれば、
排気ガス中のNOx成分が減少し、また燃料消費率が向
上する。しかしながら、全ての運転領域でこの種の超リ
ーン空燃比制御を行うと、高負荷運転領域において充分
な機関トルクが得られず、運転特性が態化するという問
題が生じる。このため、^負荷運転時には、その負荷状
態に応じて空燃比をリッチ方向に制御することが行われ
る。しかしながら、この場合、負荷状態の検出に吸気管
内圧力や吸入空気流量をパラメータとして用いると次の
如き不都合が生じる。即ち、吸気管内圧力や吸入空気流
tは高負荷域ではその変化量・が少なく、詳細に負荷状
態を表わすことができない。その結果、^負荷域におい
て負性状態変化に追従して空燃比を超リーン空燃比から
大幅にリッチ方向に変化させる心壁のある超す−ン空燃
北側御シスデムでこの極のパラメータを負荷状態横用に
用いると、負荷状態に応じた正しい空燃比を得ることが
非常に困難となる。
本発明は、一部の領域で希薄燃焼を行う内燃機関におい
て、4bji+荷運転領域で空燃比を梢#i艮〈制御し
、その結果、最適の運転特性を侮ることのできる空燃比
制御方法を提供することを目的と1゜ている。
上述した目的を達成する本発明の特徴は、機関の回転速
暖と吸気管内圧力もしくは吸入空気流量とを機関の運転
状態パラメータとして検出し、一部の運転領域で、該検
出した運転状態パラメータに応じて機関に供給する混合
気の空燃比を理論空燃比よ抄希薄側の空燃比に制御する
空燃比制御方法6において、該機関のスロットル弁の開
度を検出し、機関が所定の高負荷領域にある場合は、前
記検出し九スロットル弁開度に応じて、該開度が大きく
なゐにつれて空燃比が過濃となるように制御せしめるこ
とにある。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図11本発明の一爽施例として、マイクロプンヒ凰
−タにより燃料噴射量制御を行い、これKよりて空燃比
制御を行う内燃機関の一例が概略的に示されている。同
図において、10は機関の吸気通路12の途中に設けら
れたスロットル弁であり、このスーツトル弁10の下流
の吸気通路12には、吸気管内絶対圧を検、出してその
検出値に対応ず本電圧を発生する圧力センサ14の圧力
歳出しポートロ1が開口している。圧力′41ンサ14
の出力電圧は、$9118を介して制御回路ts4c送
抄込まれる。
スロットル弁100回転軸には、このスロットル弁10
の開望を検出し、その検出値に対応する電圧を発生する
スロットルボジシ1ンセンサ15が取付けられている。
スロットルボジシッンセンサ15の出力電圧は、#lフ
を介して制御回路1Bに送9込まれる。
機関のディストリビ為−夕20にはそのディス゛トリビ
為−タ軸20mが所定角度、例えばクランク角に換算し
て30’回動する毎に角度位置信号を発生するクランク
角センサ22が設けられている。
クランク角センサ22からの角度位置信号は、線24を
介して制御回路18に送シ込まれる。
制御回路18から社、@26f介して単数又は複数の燃
料噴射弁2Bに噴射信号が迭抄込まれ、これKより噴射
弁28は図示しなり燃料供給系からの加圧燃料を吸気ポ
ート部に間欠的に噴射する。
第2図社第1図の制御回路18の一例′を表わすブロッ
ク図である。
圧力センサ14及びスロットルポジシ璽ンセンサ15か
らの出力電圧は、本発明と直接関係しない丸め図示され
ていない他のセンサからの電圧と共に、アナログマルチ
プレクサを含む〜を変換630に送)込まれる。A局変
換器30において、入力電圧は、所定の変換周期で順次
2過信号に変換される。
クランク角センサ22からのクランク角3G@毎の角度
位置信号は、速度信号形成回路32に送り込まれ、さら
に、クランク角同期割込み信号として中央処理装置(C
PU)34に送り込まれる。
この速度信号形成回路32は、クランク角30’毎の上
述の信号によりて開閉制御されるゲートと、このゲート
な通過するクロック発生回路36からのクロックパルス
の数を計数するカウンタとを備えてお染、機関の回転速
度に応じた値を有する2道の連暖信号管形成する。なお
、速度信号形成回路3!を設叶ず、CPU34内でソフ
トウェアによシ速賓信号を形成するようにしても良い。
CPU34内らパス38を介して出力、、ポニ□)40
0所定位置に噴射時間tllc尋しい褥続−間を有する
噴射信号が与えられると、仁の信号は駆動回路42を介
して燃料噴射弁28に送り込まれ、その結果、時間丁だ
け噴射弁28が付勢され、この時間τに応じた量の燃料
が機関の燃焼室に送り込まれる。
〜を変換器30、速度信号形成回路32、及び出力ボー
ト40は、マイクロコンピュータの各構故喪素であると
ころのCPU34、リードオンリメ舌り(ROM)44
.ランダムアクセスメモリ(RAM ) 46.及びク
ロック発生回路36にパス38を介して接続されており
、このパス−381+−介して人出力データの転送を行
う。なお、第2図には示されていないか、マイクロコン
ピュータとしては、さらに入出力制御回路、メモリ制偶
回路吟が網知の方法で設けられている。
ROM44  内には、後述するメイン処理ルーチンプ
ログラム等のプログラムと、それらの演算処理に必要な
テーブル、定数等があらかじめ格納せしめられている。
次に、上述のマ、イクロコンピエータの燃料噴射制御(
空燃比制御)の処理内容を第3図を用いて概略的に説明
する。同図に示す如く、CPU34は電源投入が行われ
るとイニシャライズルーチンSOを実行し、RAM46
の自答Oリセット処理及び各定数の初期値セット処理等
を行う。次いでメインルーチン51へ進み、後述する燃
料噴射量演算尋を繰り返して実行する。また、クランク
角センナ225−ものクランク角30”毎のクランク角
同期割込み信号による割込みルーチン52が所定回実行
される毎、例えば、クランク角1200あるいは180
’毎に噴射信号を形成し、これを出カポ−)40に転送
する燃料噴射処理を実行する。なおこの燃料噴射処理は
、所定周期毎のタイマ割込み信号による割込みルーチン
53によって実行しても良い。
一方、CPU34は、メイン処理ルーチン中、あるいは
他の割込みルーチン中で機関の回転速KNを表わすデー
タを速度信号形成回路32から堆り込み、RAM4e内
の所定領域に格納す゛る。また、所定時間毎もしく゛は
所定クランク一度位置−に実行される〜を変換割込みル
ーチンが終了すると、吸気管内絶対圧Pを表わすデータ
及びスロットル弁開賀THRを表わすデータを〜を変換
器30から取り込み、RAM46内の所定領域に格納す
る。
第4図は燃料噴射量演算処理ルーチンを水子フローチャ
ートである。CPU34t1.メインルーチンの途中で
第4図に示す演算処理を実行する。まずステップ60に
おいて、RAM46からスロク)ル弁開度THRを表わ
す検出データ管取込む。次のステップ61において、C
PU34は、取込んだスロットル弁NIITHRと比較
基準間[THR翼とを比較する。THR(THR冨の場
合はプログラムはステップ62へ進み、〒IIR≧TH
R飄の場合はステップ63へ進む。比較基準−髪テHR
m u 、機関が為負荷運転領域にあるか否かを判別す
る基準となるものであシ、本実施例では、吸気管内圧力
が710■HJI(従って吸気管負圧は−50−Hjl
)であるときのスロットル弁一度に勢しくあらかじめ設
定されている。この比較基皐開覆THRmは、吸気管内
圧力が700〜720■ジ程度となるときのスロット、
ル弁開度に等しく設定することが好ましい。
なお吸気管内圧力がTOO〜720■H1となるときO
XXフッル弁開[THRは、第S図に示す如く、−転速
[NK応じて変化してしまう。従りて、回転速WINI
DWI化に応じて比較基準間QjTHRmを補′正すれ
dより111[の高い高負荷領域の検出が可能となる。
ステップ61において、THR(THRmと判別された
場合、即ち、高負荷領域でないと判別された場合、ステ
ップ62において、燃料増量係数βはβ←1.OK設定
される。一方、TH翼≧テHRizである場合、即ち、
高負荷領域であると判別された場合、ステップ63にお
いて、燃料増量係数βは、スロットル弁開度THRの関
数!(テHR)K畳しく設定される。この関数/(tu
R)は、第611IO破−に示すようにスロットル弁開
[THRが増大するにりれて徐々に増大する一次関数で
あっても良いし、また、同図の一点鎖線に示すように、
THR率・00壕ではスロットル弁一度TH翼が増大す
るに′)れて増大し、?HR≧go”では一定値となる
−次関数であっても良い。また、第6図に− は示されていないその他の関数(二次、三次関数でも良
い)であってTHRの増大につれて大きくなるようなも
のであっても良い。
次のステップ64において、CPU34U、RAM46
から回転速度Nを表わす検出データを取込み、次のステ
ップ65において、吸気管内圧力Pを衆わす検出データ
をRAM46から取込む。次いでステップ6葛において
、基本噴射パルス幅τBを回転速度N及び吸気管内圧力
Pからマツプを期いて算出する。ROM44内には、回
転速INN及び吸気管内絶対圧Pに対する基本噴射パル
ス幅τBの特性がマツプの形であらかじめ格納されてお
り、ステップ66ではRAM46から取込んだN及びP
がらこのマツプを用いてτ1が算出される。次いでステ
ップ67において、最終的な燃料噴射パルス幅τが基本
噴射パルス幅fl 、燃料増量係数β、バッテリ電圧等
に応じて定められる無効噴射時間τ7、−吸気温、加速
買置、暖機1合尋に応じて定められる補正係数αから次
式の如く算出される。
丁=τ3・α・β+Tマ 仁のようにして算出された燃料噴射パルス幅τは、次の
ステップ68において、RAM4gの所定領域に格納さ
れる。この格納されたτは、第3図に示した燃料噴射処
理割込みルーチン52もしくはs3で読み出され、噴射
信号に変挨されて出力ボート40に送抄出され、斯くし
て、燃料噴射量制御、従って空燃比制御が行われる。
第6図9実線線、上述の如くして制御される空燃比のス
ロットル簀開度〒HRK対する特性を表わしている。同
図からも咽らかのように、本実施例では、比較基準間質
THRslはTHR凰=300に設定されている。従っ
て、スロットル弁開咳THRがso@を越えると、燃料
増量係数βが同図OWI線の如く増大し、それkより、
空燃比がスロットル弁N直〒HRの増大に応じてリッチ
方向に制御される。
同図で注目すべき仁とは、スロットル弁開度Ti1lが
io ”o際、吸気管内、出力Pが710■HIIであ
るととである。即ち、高負荷領域ヤは、吸気管内圧力P
は710〜ysomH#の範囲でしか変化しないのであ
る。このため、吸気管内圧力Pによって負荷状態を判別
すると、高弧荷状態では1差が非常に多くなる。これは
、吸入空気流量の場合も同様である。これに対して、本
発明の如く、為負荷状態においては、スロットル弁開度
テHRによりて負荷状態を判別し、空燃比を制御してい
るため精度の良い空燃比制御が可能となるのである。
特に、中負荷領域で超リーン空燃比による運転を竹う機
関では、高負衛領域で負荷状態に応じて空燃比を大幅に
リッチ方向に費化さ讐る必要があるため、上述の如き精
度の′良い空燃比制御が不可欠となり、この意味でも、
本発明の効果は格別のもσ)である。
また、本発明の如くスロットル弁開&THRによって負
荷状態を検出し、空燃比制御を行うと、機関胸囲の気圧
に無関係に正しい空燃圧制御ができるため、特に高地で
機関を運転する場合にも気圧の低下による不都合が生じ
ない利点がある。
上述の実施例では、空燃比制御を燃料噴射弁からの噴射
量を制御することによって実行しているが、電子制御式
キ、ヤプレタ等によ抄、燃料供給量もしくはエアブリー
ド量を制御するととKよっても空燃比制御は可能である
。さらにまた、2次空気流量IGR量等を制御しても空
燃比社制御可能である。
以上詳細4C11明したように本発明によれば、高負荷
運転像域において、負荷状態に応じた精度の高い空燃比
制御が行えるので、超す−ン空燃比弐amにおいて、高
負衝域の運転特性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1811は本発明の一実施例の概略図、第2図は第1
図の制御回路のブロック図、第3図はマイクロコンビ瓢
−一の処理内容の概略説明図、第4図はマイクロコンビ
為−夕の制御プログラムの一部()7a−チャート、第
5v4a回転連1jN及び吸気管内圧力PK対するスロ
ットル弁−反丁)IRの特性図、第6図は’xaットル
弁$1−T)IRに対する悌料増量係数β及び制御空燃
比の特性図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 機関の回転速(資)と吸気管内圧力もしくは吸入φ
    気流量とを機関の運転状態パラメータとして検出し、一
    部の運転領域において、該検出した運転状態パラメータ
    に応じて機関に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よ
    り希薄側の窒′燃比に制御する空燃比制御方法において
    、骸機関のスロットル弁の開度を検出し、機関が所定の
    高負荷領域にある場合は、前記検出したスロットル弁開
    度に応じて、該開度が大きくなるにつれて空燃比が過濃
    となるように制御せしめることを%徴とする内燃機関め
    空燃比制御方法。 2、機関が所定の高負荷領域にあるか否かは、検出した
    スロットル弁開度が所定の高負向領域であるととi表わ
    す開度であるか否かによって判別される特許請求の範囲
    第1項記載の空燃比制御力法。 3 機関が所定の尚負荷領域にあることf表わす前記ス
    ロットル弁l!ii1度が、機関の吸気管内圧力が所定
    値以上となるスロットル弁開度である特許請求の費囲第
    2項記載の空燃比制御方法。 、4 前記所定値が700乃至720111H#である
    特許請求の範囲第3項記載の空燃比制御方法。 58  機関が所定の高負荷領域にあることを表わす前
    記スロットル弁開度が機関の回転速以変化に応じて変化
    せしめられる特許請求の範囲第3項もし、〈は第4項記
    載の空燃比制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61167134A (ja) * 1985-01-18 1986-07-28 Mazda Motor Corp エンジンの空燃比制御装置
JPS6248937A (ja) * 1985-08-27 1987-03-03 Mazda Motor Corp エンジンの燃料供給装置
JPH03944A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置

Cited By (4)

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