JPS5941013B2 - 内燃機関の混合気濃度補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子制御燃料の噴射式内燃機関の混合気濃度補
正方法に関する。

機関の吸気マニホールド部に燃料噴射弁を設け、この噴
射弁を介して燃焼室へ送られる燃料量を電子制御回路に
よって制御するようにした電子制御燃料噴射式内燃機関
においては、機関が全負荷状態となった場合、燃料供給
量を一定の割合で増量し、燃焼室に供給される混合気の
空燃比を理論空燃比より過濃側（以下単にリッチ側と称
する）に制御し、機関の出力を高めることが一般に行わ
れている。

また、この種の機関では部分負荷状態にある場合で吸入
空気流量が少ない場合には、燃焼室に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比より過薄側（以下単にリーン側と
称する）にもしくは理論空燃比に等しくなるように制御
し、吸入空気流量が多くなった場合には、排気ガス温度
の上昇を抑え排気系に設けられている触媒コンバータあ
るいは空燃比センサ等の過熱を防止する目的で燃焼室に
供給される混合気の空燃比をややリッチ側に制御するこ
とが行われている。

従って部分負荷状態時に上述の如き空燃比特性を呈する
機関が、全負荷状態となり一定の割合で燃料供給量の増
量が行われると、得られる空燃比は吸入空気流量もしく
は回転速度に応じて異なる値を呈することになり、これ
は全負荷時に要求される所望空燃比特性と大幅に異なっ
たものとなる。

即ち、吸入空気流量の少ない運転領域で空燃比が全負荷
時の所望空燃比となるように増量させると、吸入空気流
量の多い運転領域では極度に過濃な空燃比となってしま
い、これは機関の燃料消費率を不要に悪化させること等
から望ましくない。

また、吸入空気流量の多い運転領域で空燃比が全負荷時
の所望空燃比となるように増量させると、吸入空気流量
の少ない運転領域では空燃比が薄くなり機関の最高出力
を引き出せない恐れがある。

従って本発明は従来技術の上述の問題点を解決するもの
であり、本発明の目的は全負荷時の空燃比特性を所望空
燃比特性に合致させることのできる内燃機関の混合気濃
度補正方法を提供することにある。

上述の目的を達成する本発明の特徴は、機関の全負荷運
転状態を検出し、該全負荷運転状態時は機関に供給され
る混合気の空燃比が理論空燃比より過濃側となるように
燃料供給量を補正増量制御する電子制御燃料噴射式内燃
機関の混合気濃度補正方法において、機関の吸入空気流
量もしくは回転速度を検出し、該検出した吸入空気流量
もしくは回転速度に応じて前記燃料供給量の補正増量を
増減制御するようにしたことにある。

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図には本発明の一実施例として電子制御燃料噴射式
内燃機関の概略が示されている。

この図において、１は機関の燃焼室、２は吸気マニホー
ルド、３は吸気マニホールド２の上流に位置する吸気通
路、４は排気通路をそれぞれ示している。

吸気通路３には燃焼室１に送り込まれる吸入空気流量を
検出するエアフローセンサ５が設けられており、その検
出信号は電子制御回路６に印加される。

エアフローセンサ５の下流の吸気通路３にはスロットル
弁７が設けられており、このスロットル弁７の回転軸に
はスロットル弁の開度が所定値を越えたことを検出する
スロットルポジションスイッチ８′が取付けられている
。

スロットルポジションスイッチ８′の検出信号は電子制
御回路６に印加される。

吸気マニホールド２には燃料噴射弁９が設けられており
、この弁９は制御回路６より印加される噴射量信号によ
って図示しない駆動回路が付勢され、駆動パルスが発生
して開弁作動する。

弁９が開弁すると、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１を
介して圧送される燃料が吸気マニホールド２そして燃焼
室１内に送り込まれる。

排気通路４には排気ガス中の酸素濃度を検出することに
よって機関の等制約な空燃比を検出する空燃比センサ１
２が設けられている。

センサ１２の下流には排気ガス中の有害成分を浄化する
ための触媒コンバータ１３が設げられている。

燃焼室１の周囲のシリンダブロックには機関の冷却水温
度を検出する水温センサ１４が設げられている。

空燃比センサ１２及び水温センサ１４の検出信号は制御
回路６に印加される。

制御回路６には、ディストリビュータ１５に取り付けた
回転速度センサ１６の検出信号もさらに印加されるよう
に構成されている。

第２図は電子制御回路６の一実施例を表わすブロック図
である。

この実施例は制御回路としてデジタルコンピュータを用
いた場合であり、同図において、２０は中央処理装置（
ＣＰＵ）、２１はメモリ、２２はアナログデジタルコン
バータ（Ａ／Ｄコンバータ）、２３はアナログマルチプ
レクサ、２４は入力インタフェース回路、２５は出力レ
ジスタ等を含む出力インタフェース回路、２６はアドレ
ス、テータバス、２７はコントロールバスをそれぞれ示
している。

マルチプレクサ２３にはエアフローセンサ５及び水温セ
ンサ１４の検出信号が印加されており、これらが選択的
にＡ／Ｄコンバータ２２に印加されてデジタル変換され
、コンピュータの制御信号に応じてＣＰＵ２０に送り込
まれる。

また、入力インタフェース回路２４Ｋｌ！スロツトルポ
ジシヨンスイツチ８′、空燃比センサ１２、及び回転速
度センサ１６からの検出信号が印加されており、これら
が制御信号に応じて選択的にＣＰＵ２０に送り込まれる
。

以下、第２図に示した制御回路の動作を第３図のフロー
チャートを用いて説明する。

ただし、この場合、空燃比センサ１２及び水温センサ１
４からの検出信号による空燃比補正動作は説明の便宜上
さらにこれらの補正動作が周知でありまた本発明と直接
関係しないこと等から説明しない。

メモリ２１に設定されたプログラムに従って、ＣＰＵ２
０には、まず、エアフローセンサ５により検出されデジ
タル変換された吸入空気流量Ｑを表わす信号と、回転速
度センサ１６により検出された回転速度Ｎを表わす信号
とが呼び込まれ（第３図のステップ３０，３１参照）、
次いでステップ３２に示す如く、燃料噴射弁９０１回の
燃料噴射時間Ｔが次式によって算出される。

Ｔ＝Ｑ／ＮＸＫ ただし、ここでＫは定数である。

スロットルポジションスイッチ８′からの検出信号によ
り、スロットル弁７の開度が所定開度未満であること、
即ち、機関が部分負荷状態であることがステップ３３に
おいて判別されると、前述の算出した燃料噴射時間Ｔで
規定される信号が噴射量信号として図示しない駆動回路
に印加され（ステップ３４参照）、燃料噴射弁９が時間
Ｔだげ開弁される。

スロットル弁７の開度が所定開度な越えたこと、即ち機
関が全負荷状態であることがステップ３３において判別
されると、ステップ３５に示す如く、あらかじめメモリ
２１に蓄えられていた補正増量係数αがＣＰＵ２０にと
り込まれる。

この補正増量係数αは機関の吸入空気流量Ｑもしくは回
転速度Ｎを変数とする関数α−ｆ（Ｑ）もしくはα−ｇ
（Ｎ）の形で、あるいはこの関係に対応する遂点式デー
タの形としてメモリ２１にあらかじめ記憶されている。

第４爾にはこの補正増量係数αの吸入空気流量Ｑに対す
る特性例が示されている。

次いで、ステップ３６において、噴射時間Ｔの補正がＴ
’＝ＴＸαの演算によって成され、得られた補正噴射時
間Ｔ′で規定された信号が噴射量信号として出力される
（ステップ３４参照）。

以上、第２図に示した制御回路についてその動作を説明
したが、次に第４図及び第５図を用いて本実施例の作用
効果について説明する。

第５図は機関の吸入空気流量Ｑに対する混合気の空燃比
特性を表わす図である。

同図において５０は機関の基本空燃比、即ち機関負荷に
対して燃料供給量の増減補正を行わない場合の空燃比を
表わしており、５１は理論空燃比を表わしている。

従来技術の説明でも述べたように、一般にこの基本空燃
比は吸入空気流量Ｑの少ない運転領域でリーン側に、多
い運転領域でリッチ側に制御されることが多い。

しかしながら、全負荷時の空燃比は５２に示す如（、基
本空燃比５０には無関係であることが要求されている。

従って、本実施例では第４図に示す如き対吸入空気流量
Ｑ（あるいは回転速度Ｎ）特性を有する増量補正係数α
を用いて燃料噴射時間Ｔ′、従って燃料供給量を補正し
、第５図の５２に示す全負荷時の所望空燃比特性を得て
いるのである。

なお、上述の実施例においては、全負荷運転状態を検出
するために、スロットルポジションスイッチを用いてい
るが、吸気通路のスロットル弁下流に設けた負圧センサ
を用いても同様の作用効果が得られることは明らかであ
る。

第６図は本発明の他の実施例における、主に電子制御回
路６のブロック図である。

この実施例はアナログ的に前述の噴射量信号を得る構成
であり、回転速度センサ１６及びエアフローセンサ５か
らの検出信号によって基本噴射時間を設定する回路６０
及びその噴射時間を補正信号に応じて補正する回路６１
さらに燃料噴射弁９の７駆動回路６２等は特公昭４６−
３５２６、特開昭４９− ６ ］、 ７０１６、特開昭４９−６１−７０１７明細
書、あるいは雑誌モーターファン１９７７．６、ｐ１８
７〜ｐ２０６等に詳細に開示されている。

さて、本実施例では、エアフローセンサ５から送られて
（る吸入空気流量Ｑを表わす信号を変数として第４図に
示す特性の増量補正係数αを発生する関数発生回路６３
が設けられており、この回路６３の出力が入力端子６４
を介して印加され全負荷運転状態であることを表わす信
号によって開作動するゲート６５を介して噴射時間補正
回路６１に印加されるように構成されている。

従って本実施例によっても前述の実施例と同様の効果を
得ることができる。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、機関の吸
入空気流量もしくは回転速度を検出し、その検出した値
に応じて燃料供給量の補正増量を適宜増減制御している
ので、全負荷時の空燃比特性を所望空燃比特性に合致さ
せることができる。

従って、全負荷時の燃料消費率の悪化あるいは最高出力
の低下等を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図は第１図の
電子制御回路のブロック図、第３図は第２図の回路の動
作フローチャート、第４図は補正増量係数の特性図、第
５図は空燃比の特性図、第６図は本発明の他の実施例に
おける電子制御回路のブロック図である。 ５・・・・・・エアフローセンサ、６・・・・・・電子
制御回路、８′・・・・・・スロットルポジションスイ
ッチ、９・・・・・・燃料噴射弁、１６・・・・・・回
転速度センサ、２０・・・・・・ＣＰＵ、２１・・・・
・・メモ！Ｊ、２２・・・・・・Ａ／Ｄコンバータ、２
４．２５・・・・・・インタフェース回路、６０・・・
・・・基本噴射時間設定回路、６１・・・・・・噴射時
間補正回路、６３・・・・・・関数発生回路、６５・・
・・・・ゲート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の吸入空気流量を検出し、吸入空気流量が少な
   い時は機関に供給される混合気が理論空燃比にあるいは
   理論空燃比より希薄側となるように、吸入空気流量が多
   い時は該混合気が過濃側となるように前記検出した吸入
   空気流量に応じて燃料供給量を制御し、一方、スロット
   ル弁開度が高負荷開度であるか否かを検出し、該開度が
   高負荷開度である時は燃料供給量を付加的に増量するよ
   うにした混合気濃度補正方法において、吸入空気流量が
   多い場合は少ない場合に比して前記付加増量が小さくな
   るように前記検出した吸入空気流量に応じて燃料付加増
   量を制御することを特徴とする内燃機関の混合気濃度補
   正方法。