JPS60125740A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPS60125740A
JPS60125740A JP23183783A JP23183783A JPS60125740A JP S60125740 A JPS60125740 A JP S60125740A JP 23183783 A JP23183783 A JP 23183783A JP 23183783 A JP23183783 A JP 23183783A JP S60125740 A JPS60125740 A JP S60125740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel
fuel ratio
temperature
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP23183783A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
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
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS60125740A publication Critical patent/JPS60125740A/ja
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  • 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】 [技術分野] 本発明は、内燃機関の負荷と温度に基づいて空燃比を制
御する内燃機関の空燃比制御!置に係るものである。
[従来技術] 従来、排気管からの熱により触媒コンバータ、排気系周
辺等が悪影響を受けること〈1y、下、熱害という。〉
があり、かかる熱害の対策として梗々の手段が講じられ
ている。例えば、熱害が顕著となる内燃機関の高負荷域
においては、空燃比/理論空燃比を0.85より小さく
する、即ち、いわゆる過濃空燃比にして排気温度を下げ
る装置が挙げられる。
しかしながら、低負荷から高負荷に短時間で変わるとき
、換言すれば急加速するときは、排気温度が充分高くな
りきらないうちに過濃空燃比にされるため、出力、燃費
が悪化すると言った問題がある。
また、高負荷域においても排気温度を所定温度に保持す
る様に空燃比を制御していたが、排気温度の立ち上がり
が緩やかでないためオーバーシュートし余分な燃料噴射
が行なわれ出力、燃費が改善されないと言った問題があ
る。
[発明の目的] 本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、機関温
度に応じて空燃比を制御することにより、負荷にかかわ
らず良好な出力と燃費が得られ、しかも、熱害による排
気系の問題を解決する内燃機関の空燃比制御装置を提供
することを目的としている。
L発明の構成コ かかる目的を達成するための本発明の構成は第1図の基
本的構成図に示す如く、 内燃機関aの負荷を検出する負荷検出手段すと、内燃機
関aの温度を検出するI量温度検出手段Cと、 内燃機関aへ燃料を供給する燃料供給手段dと、前記負
荷検出手段すと機関温度検出手段dとからの信号に基づ
いて、内燃機関aが低負荷である場合は、空燃比を理論
空燃比近傍に保持し、内燃機関aが高負荷である場合に
は、前記機関温度に応じて空燃比を増減補正する制御信
舅を前記燃料供給手段dに出力する電子制御手段eとを
有する内燃機関aの空燃比制御装置において、前記電子
制御手段eに、 内燃機関aが低負荷であり、かつ、前記機関温度が所定
湿度以上である場合に、空燃比を減少補正する空燃比補
正手段fを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置を要旨としている。
[実施例] 以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説明する。
まず第2図は本発明が適用される実施例の四ザイクル四
気筒内燃機関(エンジン)及びその周辺装置を表わす概
略系統図である。
1はエンジン、2はピストン、3は点火プラグ、4は排
気マニホールド、5は排気マニホールド4に備えられ、
排ガス中の残存酸素濃度を検出する酸素センサ、6は各
気筒に対してそれぞれ設けられ燃料を噴射する燃料噴射
弁、7は吸気マニホールド、7aは吸気マニホールド7
の接続される吸気ボート、7bは吸気バルブ、8は吸気
マニホールド7に備えられ、エンジン本体1に送られる
吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、9はエンジン
の冷却水温を検出する水温センサ、10はスロットルバ
ルブ、11はスロットルバルブ10に連動し、スロット
ルバルブ10の開度に応じた信号を出力するスロットル
ポジションセンサ、12はスロットルバルブ10を迂回
する空気通路であるバイパス路、13はバイパス路12
の開口面積を制御してアイドル回転数を制御するアイド
ルスピードコントロールバルブ(ISCV)、14は吸
入空気量を測定するエアフロメータ、15は吸入空気を
浄化するエアクリーナをそれぞれ表わしている。
また、16は点火コイルを備え点火に必要な高電圧を出
力づるイグナイタ、17は図示していないクランク軸に
連動し上記イグナイタ16で発生した高電圧を各気筒の
点火プラグ3に分配供給するディストリビュータ、18
はディストリビュータ17内に取り付けられ、ディスト
リビュータ17の1回転、即ちクランク軸2回転に24
発のパルス信号を出力する回転角センサ、19はディス
トリビュータ17の1回転に1発のパルス信号を出力す
る気筒判別センサ、20は電′子制御11回路をそれぞ
れ表わしている。
更に21はエンジン冷間時に、スロワ1−ルバルブを迂
回して流れる空気の通路、即ちファーストアイドル用バ
イパス路を示している。そして22はファーストアイド
ル用バイパス路21を通る空気量を制御するエアバルブ
を示している。尚エアバルブ22はエンジン冷間時に暖
機運転に必要なエンジン回転数を確保するために7アー
ストアイドル用バイパス路21を開くように作動する。
また23は排気中の有害物質を除去する排気浄化装置、
24は排気浄化装置23の触媒に取り付けられ、触媒温
度を検出する排気温センサを表わ寸。
次に第3図は電子制御回路20のブロック図を表わして
いる。
30は各センサより出力されるデータを制御プログラム
に従って入力及び演算覆ると共に、燃料噴射弁6.l5
CV13等の各種装置を作動制御等するための処理を行
うセントラルプロセシングユニット(以下、単にCPU
と呼ぶ。)、31は前記制御プログラムや燃料噴射量演
算のためのマツプ等のデータが格納されるリードオンリ
メモリ(以下、単にROMと呼ぶ。)、32は電子制御
回路20に入ノ〕されるデータや演算制御に必要なデー
タが一時的に読み書きされるランダムアクセスメモリ(
以下、単にRAMと呼ぶ。)、33は図示せぬキースイ
ッチがオフされても以後のエンジン作動に必要な学習値
データ等を保持するようバッテリによってバックアップ
されたバックアップランダムアクセスメモリ(以下、単
にバックアップRAMと呼ぶ。)、34は図示していな
い入力ボートや必要に応じて設けられる波形整形回路。
各センサの出力信号をCPU30に選択的に出力するマ
ルチプレクサ、アナログ信号をデジタル信号に変換する
A/D変換器等が備えられた入力部をそれぞれ表わして
いる。35は図示しでいない入力ボート等の他に出力ボ
ートが設けられその他必要に応じて燃料噴射弁6.l5
CV13等をCPU30の制御信号に従って駆動づる駆
動回路等が備えられた入・出力部、36はC1)U30
.ROM31等の各素子、入ツノ部34及び入・出力部
35を結び各データが送られるパスラインをそれぞれ表
わしている。
上記CPU30による燃料噴射弁6の制御は、演算され
た燃料噴射聞に相当する時間だけ低レベルとなるパルス
信号を燃料噴射弁6に出力することにより実行される。
上記の如き構成において、スロットルポジションセンサ
11は負荷検出手段すに、排気温センリ−24は機関温
度検出手段Cに、燃1′31哨川弁6は燃料供給手段d
に、電子制御回路20は電子制御手段eに相当する。
次に本発明の実施例の制御プログラムについて説明づ゛
る。この制御プログラムは排気温11uに応じて燃料の
増量割合を変えるものである。第4図に制御プログラム
のフローチャー1〜をサブルーチンの形で示す。
このサブルーチンは電子制御回路20が行なう図示せぬ
一連の処理のうちの一処理として繰り返し処理が実行さ
れる。
まず、処理が開始されると、ステップ101においては
、排気温センサ24からの信号に基づき排気温度Tを検
出する。
続くステップ102においては、スロツ]−ルポジショ
ンセンサ11からの信号に基づいて機関の負荷を示すス
ロットル開度TAを検出し、ステップ103へ移行する
ステップ103においては、前述ステップ102にて検
出されたスロッIヘル開度TAが、設定値。
例えば40’以上か否かを判定する。TA<40°、即
ち低負荷であると判定されたならばステップ104へ移
行づる。
ステップ104においては、ステップ101にて検出さ
れた排気温度T′h<設定値、例えば800℃以上か否
かを判定する。T<800℃と判定されたならば、F/
Bザブルーチン105に移行し、■≧800℃と判定さ
れたならば、ステップ106へ移行する。
F/Bサブルーヂン105においては酸素センサ5から
の信号に基づいて空燃比を検出し、該空燃比を理論空燃
比近傍に保持するよう燃料噴射聞をフィードバック制御
する。
ステップ106においては、RAM32中に格納された
変数である燃料増量係数KFに、設定値、例えば1゜0
8をス]〜アする。
続くステップ107においては、燃料噴射聞く時間)を
演算する。即ち、運転状態に基づいて設定された基本燃
料噴射量(時間)に燃料増量係数KF(1,08)を掛
けて燃料噴射聞を演算し、ステップ108へ移行する。
ステップ108においては、電子制御回路20から燃料
噴射弁6へ制御信号が出力され燃料噴射が実行され本サ
ブルーチンの処理は終了する。
一方、ステップ103にてTΔ≧400、即ち高負荷で
あると判定された場合に処理されるステップ109にお
いては、RAM32内の変数Δの値を読み、この値を、
燃料増量係数KFにストアする。Aの初期値は1.15
に設定されて(する。
続りステップ110においては、排気I It T ′
b(設定値、例えば850℃以上か否かを判定し、T〈
850℃、即ち熱害が発生する渇邸にならなレー旨、判
定されたならばステップ111へ移行する。
ステップ111においては、ステップ109にて、スト
アされた燃料増量係数KFの値から設定値、例えば0.
01を減算し、この値を新たに燃料増量係数K Fにス
トアしステップ112へ移行する。
ステップ112においては、前述ステップ111にてめ
た燃料増量係数KFが出力1Iti係数、例えば1.1
5以上か否かを判定づ−る。KF>1゜15であると判
定されたならば、ステップ113へ移行し、KF≦1.
15であると判定されたならばステップ114へ移行す
る。
ステップ114においては、燃料増量係数KFに1.1
5をストアし、ステップ113へ移行する。
一方、ステップ110にて15850℃(熱害発生温度
)と判定された場合に処理されるステップ115におい
ては、燃料増量係数KFの値を読み、この値に設定値、
例えば0.01を加暮し、新たな燃料増量係数KFとし
、ステヱプ116へ移行する。
ステップ116においては前述ステップ115にてめら
れた燃料増量係数K Fの値が過濃空燃比でエンジンが
不調にならない燃料増量係数、例えば1.25より小さ
いか否かを判定覆る。KF<1.25と判定されたなら
ば、ステップ113へ移行し、K F≧1.25と判定
されたならば、ステップ117へ移行するっ ステップ117においては、燃料増量係数K Fに1.
25をストアしステップ113へ移行する。
ステップ113においては、燃料噴射m(時間)を演算
する。即ち、基本燃料噴射(6)(時間)に現在の燃料
増量係数KFを掛けて燃料噴!)Jffiを演算する。
続くステップ114においては、燃料増量係数KFにス
トアされている値を読み、この値を変数Δにストアし、
ステップ108へ移行する。
ステップ108においては、燃料噴射が実行され本サブ
ルーチンの処理を終了する。尚、上述したステップ10
3,104,106.107及び108の一連の処理は
空燃比補正手段1に相当する。
上記の如く、制御プログラムが実行されたー結果例を第
5図に示す。第5図は時間と共に、燃料増量係数KF、
排気温度Tがどのように変化するかを示すグラフである
図においてまず低負荷にて運転が開始されると、時点t
1にて排気温度Tが800℃になるまではF/Bザブル
ーチンが実行され理論空燃比近傍に空燃比は制御される
。従来、図中2点鎖線で示す如<F/Bサブルーチンは
時点t2に至るまで実行されてJ3す、時点t2にてT
A=40’となり高負荷域に入るとに=1.25として
燃料増量が行なわれていた。であるから点MAで示す如
く排ず、燃料増量が行なわれ、過濃な空燃比にされ、あ
るいは、点線Bで示す如く排気温度が850℃を大幅に
越えてしまうことがあった。しかし、本実施例は時点t
1〜t2間にて、TA<40°かつT≧800℃が成立
しているため燃料増■係数KFは1.08とされ、排気
温度Tの上昇は緩やかにされ、上記した従来の欠点は解
消された。時点t2〜t3間にては、TA≧40°かつ
T〈850℃が成立しているため、燃料増量係数K F
は1.15とされる。時点13〜14間にてはTA≧4
0℃かつ15850℃が成立しているため燃料増量係数
K FはO,’01ずつ徐々に増加する。
このために、排気温度は850’C近傍に保持される。
時点t4〜tぢ 間はKF>1.25が成立JるためK
F=1.25とされKFは一定値に保たれる。時点t5
 〜t6 にてはTA≧40°かつT〈850℃が成立
しているため、燃料増量係数KFは0.01ずつ徐々に
減少される。時点t6 〜1q 間にては、KF<1.
25が成立するため、V I: L−+ 1 つ ら 
J−−k η V I: 1寸−悩z イ6 L−イ♀
を−η ス −時間t9 〜t、にて憾TA≧40°か
つT≧850℃かつKF≦1.25が成立してるため燃
料増量係数KFは0.01ずつ徐々に増加される。時点
t8 にてKF>1.25が成立するとKF=1゜25
とされ、以後同様な結果となる。
以上詳述した如く、本実施例は低負荷域にてT<800
℃が成立すれば空燃比フィードバックが行なわれ128
00℃が成立する場合は、燃料増量係数KFは1.08
に設定される。一方、高負荷域にては、KFは1.15
と1.25の間に設定され王が850℃近傍を保持する
よう制御している。
このため低負荷域は理論空燃比に、高負荷域は出力空燃
比に制御されるため第6図に示す如く出力と燃費が改善
される。また低負荷から高負荷に移行する場合に、排気
温度の立ち上りを緩やかにして、高負荷域における燃料
増量制御の開始を遅延させ排気温度に応じた適切な空燃
比にて制御される。そして排気温度が所定温度近傍に抑
制され熱害による排気系のトラブルが発生しにくく、し
かも、緻密に燃料を制御し、高負荷域における出力、燃
費がさらに向上する。
尚、機関温度検出手段としての排気温センサはターボチ
ャージャ、酸素センサ等に設けても良く、また排気温度
センサの代用として水温センサを使用して良く、また負
荷検出手段としてエア70メータ(吸入空気量)、吸気
圧センサ(吸気管負圧)、回転角センサ(エンジン回転
数)等を用いても良く、さらに制御プログラムで用いた
排気温度Tの設定値については、設定値(ステップ11
o)〉設定値(104)、燃料増量係数KFの設定値に
ついては、設定値(ステップ116)>設定値(ステッ
プ112>>設定値(ステップ106)〉1.0である
限り適宜変更して良く、その池水発明の要旨を越えない
限り実施例に限定されるものではない。
[発明の効果] 本発明は、内燃機関が低負荷である場合は、空燃比を理
論空燃比近傍に保持し、さらに低負荷時で、かつ、機関
温度が所定温度以上である場合に空燃比を減少補正し1
、また内燃機関が高負荷である場合は、lfilll1
m度に応じて空燃比を増減補正するよう構成している。
このため、内燃機関の負荷及び機関温度に応じた最適な
空燃比にて制御され出力、燃費を向上しく!する。
しかも高負荷にては機関温度が所定温度近傍に制御され
、排気系のトラブルが抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成図、第2図は本発明が適用
された内燃機関及び周辺装置を表わす概略系統図、第3
図は電子制御回路のブロック図、第4図は制御ブ[1グ
ラムのフローチャート、第5図はh間と燃料増量係数、
排気温度との関係を示すグラフ、第6図は空燃比と軸出
力との関係を示づ゛グラフを夫々表わす。 5・・・酸素センサ 6・・・燃お1噴射弁 8・・・吸気温センサ 9・・・水温センサ 11・・・スロットルポジションセンサ20・・・電子
制御回路 23・・・排気管 24・・・排気温センサ 代理人 弁理士 定立 勉 他1名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、内燃機関の
    温度を検出する機関温度検出手段と、内燃機関へ燃料を
    供給する燃料供給手段と、前記負荷検出手段と機関温度
    検出手段とからの信号に基づいて、内燃機関が低負荷で
    ある場合は、空燃比を理論空燃比近傍に保持し、内燃機
    関が高負荷である場合には、前記機関温度に応じて空燃
    比を増減補正する制御信号を前記燃料供給手段に出力す
    る電子制御手段とを有する内燃機関の空燃比制御装置に
    おいて、 前記電子制御手段に、 内燃機関が低負荷であり、かつ、前記機関温度が所定温
    度以上である場合に、空燃比を減少補正する空燃比補正
    手段を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
    置。
JP23183783A 1983-12-08 1983-12-08 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPS60125740A (ja)

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JP23183783A JPS60125740A (ja) 1983-12-08 1983-12-08 内燃機関の空燃比制御装置

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JPS60125740A true JPS60125740A (ja) 1985-07-05

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JP23183783A Pending JPS60125740A (ja) 1983-12-08 1983-12-08 内燃機関の空燃比制御装置

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JP (1) JPS60125740A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6345444A (ja) * 1986-08-12 1988-02-26 Toyota Motor Corp 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
JPS6345444A (ja) * 1986-08-12 1988-02-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置

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