JPS59183048A

JPS59183048A - 内燃機関の空燃比制御方法

Info

Publication number: JPS59183048A
Application number: JP5828083A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Maeda; 前田　克哉; Masakazu Ninomiya; 正和二宮; Atsushi Suzuki; 淳志鈴木
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1983-04-01
Filing date: 1983-04-01
Publication date: 1984-10-18

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関し、特に燃料
消費率最良の空燃比へ閉ループ制御する内燃機関の空燃
比制御方法に関する。

従来、理論空燃比制御の技術としては、０２センサによ
りエンジンの排出ガスの理論空燃比の方向を判断しその
制御変数ｆ　　（Ａ／Ｆ）（以下単にｆ　　（Ａ／Ｆ）
と記す）を修正する技術が周知である。また、燃費率最
良の空燃比への帰還制御（以下単に燃費最良空燃比制御
と略記する）の方法として、例えば特開昭”５７−４９
０３８号公報の発明のように、エンジンへ計量されない
空気を供給してディザを行なうことにより生じるエンジ
ンの運転状態の変化に基づいて燃費率向上の方向（空燃
比のリッチ・モード又はリーン・モード）を判断し、そ
の方向へエンジンの制御変数（以下単にｆ　　（Ｅ）と
記す）を修正するものがある。これは第１図にその構成
の一例を示すように、バイパス空気制御弁１３の開閉に
よりエンジン１への空気供給量のディザを行ない、運転
状態の変化より燃費率向上の方向を判断して制御変数ｆ
　　（Ｅ）　　（以下単にｆ　　（Ｅ）と記す）を修正
する。しかし、ディザを行なう場合、エンジンの応答遅
れのため、運転状態（例えば回転速度）変化に遅れが有
るので、ディザの周期を適度に長く設定する必要があり
、また、運転状態の変化がディザにより生じたものか他
の原因、例えば、加速減速または路面状況の変化に由来
すのものか分離する必要のため、燃費率向上の方向を判
断する条件を定常運転に限定する必要もある。これらの
理由により、ｆ　　（Ｅ）の修正が遅いので、登板時な
どでは気圧の変化による空気密度の変化に追従できなく
なる問題点がある。具体的には、この空燃比制御方法は
、空燃比の補正速度が遅いため、高地へ登ったり、低地
へ降りたりの繰り返しでは、空燃比補正が充分行なわれ
ず、空燃比が燃料消費率最良の空燃比より薄くなり過ぎ
て、失火する可能性があった。

そこで、上記問題点に鑑み、本発明は０２センサを用い
た理論空燃比の閉ループ制御と、燃料消費率最良空燃比
の閉ループ制御を組み合せて、定常運転の少ない走行状
態においても理論空燃比への補正を行なうことで前記し
た失火等の運転性の低下を防止することを目的とする。

つまり、概略的には第４図に示すように、燃料消費率最
良空燃比の閉ループ制御と、理論空燃比の閉ループ制御
の学習制御のそれぞれの制御を時間で分割して交互に行
なう。その際、燃料消費率最良空燃比の閉ループ制御の
みで走行した方が燃費が良好となる為、極力理論空燃比
の閉ループ制御の作動時間を短く設定し、燃料消費率最
良空燃比の閉ループ制御の作動時間を長く設定する。具
体的には、理論空燃比の閉ループ学習制御の設定時間は
、車両が高地の登板、又は、降板において空気密度の修
正を行なえる最小の時間とすればよい。

本発明の制御方法においては、燃費最良空燃比制御条件
の成立した定常運転中でも、所定時間理論空燃比制御に
切り換えることで、変数ｆ　　（Ａ／Ｆ）の修正を気圧
の変化等で燃費最良空燃比が変化した場合にも追従する
ことが可能となる。

以下、本発明の実施例を、添付図面の第１図より第４図
までを参照しつつ説明する。

第１図は、本発明の制御方法を実施するための装置を示
している。同図中、・１はエンジンを示し、２はエンジ
ン１に吸入される空気量を検出する空気量センサであり
、４はエンジンｌの吸気管３の各シリンダ吸気ボート近
傍に設置された電磁作動式の燃料噴射弁であり、それに
対し図示しない燃料噴射ポンプより圧力を一定に調整し
た燃料が圧送される。５はエンジン点火装置の一部をな
す点火コイルであり、６は点火コイル５より出される点
火用高電圧を各シリンダに設けた点火プラグに分配する
ディストリビュータである。ディストリビュータ６のロ
ータ（回転子）は周知のようにエンジンＩのクランク軸
の２回転につき１回転され、それはエンジン１の回転角
を検出する回転角センサ７を備えている。９はエンジン
１のスロットル弁であり、１０はスロットル弁９の全閉
もしくはほぼ全閉状態を検出するスロットルセンサであ
る。

こ−のスロットルセンサ１０の出力信号によりエンジン
がアイドリング状態にあることを検出したときは燃費率
最良空燃比制御を中止する。その理由は、アイドリング
状態においてバイパス空気の０Ｎ−ＯＦＦ制御を行なう
ことはエンジンの回転安定性の上で問題があるからであ
る。１１はエンジンｌの暖機状態を検出するための冷却
水温度センサであり、１２は吸入空気温度を検出する吸
入空気温度センサである。１３はスロットル弁９に対し
吸気管３の上流側と下流側との間でスロットル弁９をバ
イパスするように配設した空気通路１４の途中に設けら
れた電磁作動式のバイパス空気制御弁である。８はエン
ジン制御用の制御信号の大きさ及び発生時期を演算する
電子制御装置であり、その中にはマイクロプロセッサ１
１０が含まれている。電子制御装置８は、空気量センサ
２、回転角センサ７、スロットルセンサ１０、冷却水温
度センサ１１、吸入空気温度センサ１２からの各信号及
びバッテリ電圧信号が入力され、これらの信号に基づき
燃料噴射弁４からエンジン１に噴射供給される燃料の量
及びエンジンの点火時期を計算し制御する。ここで、バ
ッテリ電圧信号は電子制御袋ｗ８において次の目的に使
用される。燃料噴射弁４の動作は印加される駆動パルス
に対して機械的遅れがあり、そのため駆動パルスが印加
された直後に実際には弁の開閉が行なわれない期間、す
なわち無効噴射時間が存在する。従って、最終駆動パル
ス幅は、冷却水温度、吸入空気温度その他の補正量に加
えて、上記無効噴射時間を見込んで決定する必要がある
。そして、この無効噴射時間は電源のバッテリ電圧の値
によって変化するので、そのときどきに無効噴射時間を
演算するためにはバッテリ電圧信号を入力することが必
要になる。

第２図は、第１図の中のエンジン制御用電子制御装置８
の内部ブロック図である。第２図中に示した信号ａ、ｂ
、、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ第１図中に示した信号と対
応する。１１０はマイクロプロセッサ、１１１はメモリ
であり、メモリ１１１はエンジン制御用プログラムを格
納し、マイクロプロセッサ１１０とメモリ１１１との間
の情報伝達はコモンバスｔｔａを通じて行ない制御プロ
グラムを実行する。１１２はエンジンの回転数を計測す
るカウンタで、１２ビソトバイナリカウンクとして構成
されており、ディストリビュータ６に内蔵された回転角
センサ７からの回転角信号Ｃが入力され、その出力信号
はコモンバスｌｌａを通してマイクロプロセッサ１１０
に取り込まれる。

１１３はアナログ情報をディジタル量に変換するＡ／Ｄ
変換器であり、１１４はアナログ・マルチプレクサであ
って吸入空気量センサ２よりの吸入空気量信号ａと水温
センサ１１よりの水温信号ｄと吸気温度センサ１２より
の吸気温度信号ｅとをＡ／Ｄ変換器１１３に供給する。

比較回路１２０は０２センサ１７よりの空燃比信号ｆを
比較電圧と比較し判定信号をマイクロプロセッサ１１０
へ出力する。マイクロプロセッサ１１０はメモリ１１１
に格納されている制御プログラムに基づきカウンタ１１
２よりの回転速度情報（Ｎ）とＡ／Ｄ変換器１１３より
の吸入空気量情報（Ｑａ）とを主情報としてエンジンの
回転に同期して燃料噴射量を演算し、Ａ／Ｄ変換器１１
３よりの水温信号ｄにより水温が所定値以下の場合は水
温に応・じた水温補正等を行なう。

所定値以上で理論空娼比制御中の場合は比較回路１２０
よりの空燃比情報により空燃比制御変数（ｆ　　（Ａ／
Ｆ））を修正し前記空燃比制御変数による補正を行ない
、基本燃料噴射量τを表すディジタル信号を出力する。

なお、燃費率最良空燃比制御中は、さらにｆ　　（Ｅ）
の補正を追加する。１１５はディジタル入力回路であり
、スロットルセンサ１０よりの信号すが入力され、スロ
ットル弁開度検出情報をマイクロプロセッサ１１０へ出
力する。

１１６はマイクロプロセッサ１１０よりのディジタル信
号が供給されるレジスタで、上記のディジタル信号を燃
料噴射弁４の噴射時間（開弁時間）に変換し、この噴射
時間を表わす噴射パルス信号を出力する。１１７はレジ
スタ１１６よりの噴射パルス信号を増幅し、燃料噴射弁
４に印加しそれを開弁させる第１駆動回路である。１１
８は第２駆動回路で、点火コイル５及びスタータ１７を
駆動する回路である。１１９はバイパス空気制御弁１３
を駆動するための第３駆動回路であり、燃費率最良空燃
比制御中は、マイクロプロセッサ１１０により演算され
た時間だけ、バイパス空気制御弁１３の駆動を行なう。

第３図は、本発明による空燃比制御方法切換の制御プロ
グラムの流れ図である。３０１ステツプで水温が所定値
（例えば６０℃）以上であるか判定し、前記所定値以下
の場合は３０２ステツプへ進み水温に応じた増量比を加
える暖機制御を行ない、３０３ステツプでＡタイマーを
クリヤする。

水温が所定値以上の場合は、３０４〜３０６のステップ
を通り３０７ステツプでＡタイマが１５分経過したかを
判定し、１５分を経過していない時は３０８ステツプで
燃費率最良空燃比制御を行なう。１５分経過した後は、
３０７ステツプから３１０ステツプに進み理論空燃比制
御に切り換える。

さらに３分経過（Ａタイマが１８分カウント）した場合
は、３０３ステツプに進みＡタイマがクリヤされるので
、１８分周期で両方の空燃比制御を繰り返すことができ
る。また、３０４ステツプでアイドリング状態であると
判定された場合、３０５ステツプで定状運転状態ではな
いと判定された場合（例えばエンジンの回転速度など、
少なくとも１個以上のパラメータに変動がある場合）と
、３０６ステソブで、前記以外の運転状態（アイドリン
グを除く定常運転状態）になってから３０秒経過するま
での時間は、燃費率最良空燃比制御の時間内でも理論空
燃比制御に切り換える様にすることで同時に運転性の改
良もできる。

以上述べた実施例では燃費率最良空燃比制御の切換を夕
・イマによって判定したが、他の方法としてエンジン回
転数の累積数、あるいはスロ・７トルセンサのアイドル
信号の入力された回数、あるいはエンジン回転数が所定
値（例えば２０００ｒｐｍ）を越えた回数等により判定
する事もできる。

以上述べたように、本発明は燃費最良空燃比制御と理論
空燃圧制の両方を適宜切り換えて制御するので、登板や
降板を繰り返すような運転においても燃費をよくしたま
まで、良好な運転性を確保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図は本発明の実施例に用いる装置の全体の概略図、
第２図は第１図中のエンジン制御用電子制御、装Ｗｔ８
の内部ブロック、図、第３図は本発明の実施例による空
燃比制御プログラムの流れ図、第４図は制御のタイムチ
ャートを示す。１・・・エンジン、２・・・空気量センサ、３：・・吸
気管。４・・・燃料噴射弁、５・・・点火コイル、６・・・デ
ィストリビュータ、７・・・回転角センサ、８・・・電
子制御装置、９・・・、スロットル弁、１０・・・スロ
ットルセンサ。１１・・・水温センサ、１２・・・吸入空気温度センサ
。１３・・・バイパス空気制御弁、１７・・・０２　セン
サ。１１０・・・マイクロプロセッサ、１１１・・・メモリ
。１１３・・・Ａ／Ｄ変換器。代理人弁理士　岡　部　　　隆第１図１］第４図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）目標空燃比の近傍でかつ互に相異なる少なくとも
２つの空燃比で、空気主供給路に対するバイパス供給路
における空気供給量を変化させて交互に所定の期間運転
し、これらの相異なる空燃比で運転したときの内燃機関
の回転数の信号、トルクの信号、又はこれらの関連する
運転状態の信号を複数の動作点において検出し、該複数
の動作点において検出された信号を比較することにより
前記目標空燃比が燃料消費率最良の空燃比より濃い側に
あるか薄い側にあるか判定し、該判定結果にもとづき空
燃比の修正空気量を調整する空燃比制御装置において、
燃費最良空燃比制御と理論空燃比制御を切り替える制御
切替手段と、運転状態判別手段とを有し、前記運転状態
判別手段の信号に基づき所定のスケジュールに従って前
記制御切替手段により燃費最良空燃比制御と理論空燃比
制御を切り替えることを特徴とする内燃機関の制御方法
。
（２）前記運転状態判別手段は、定常運転の経過時間を
計測するタイマと、理論空燃比制御実行時間タイマとに
より構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の内燃機関の制御方法。
（３）前記運転状態判別手段は、エンジン回転数の累積
数で判別を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の内燃機関の制御方法。
（４）前記運転状態判別手段は、スロノＩ・ル・センサ
のアイドル信号が入力された回数によって判別を行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
の制御方法。
（５）前記運転状態判別手段は、エンジン回転数が所定
値を越えた回数によって判別を行なうことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御方法。