JPS60198348A

JPS60198348A - エンジン制御装置

Info

Publication number: JPS60198348A
Application number: JP5544984A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Danno; 団野　喜朗; Akira Takahashi; 晃高橋; Katsuo Akishino; 秋篠　捷雄; Kazumasa Iida; 和正飯田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-10-07

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、エンジン（内燃機関）の制御装置に関する。

従来より、エンジン排気通路中の酸素濃度をｏ２センサ
で検出して、この０２センサからの信号をフィードバッ
ク信号として最適な空燃比となるよう制御する空燃比フ
ィードバック制御手段が提案されている。

ところで、このような従来の制御手段では、空燃比リミ
ットサイクルの振幅を小さくすることが望ましいという
観点か呟アイドル時のフィードバックゲインをオフアイ
ドル時のフィードバックゲインよりも小さく設定してい
る。

しｈ化なが呟アイドル運転状態への移行時のごとき過渡
期においては、上記のようにフィードバックゲインが小
さいと応答性が遅いため、かかる過渡期り状況変化（燃
料カット後のリーンの影響やスロットル弁戻し操作によ
るオーバリッチの影響）に対して応答し外れず、これに
より最適空燃比に戻すことができないという問題点があ
る。

また、ｏ２センサの故障判定を一定時間反転信号がない
ときに故障と判定するシステムでは、上記の状況変化に
追従しかねているうちに、故障判定が成立し、好ましく
ない。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、アイドル運転状態への移行後の過渡期における応答性
を確保できるようにしたエンジン制御装置を提供するこ
とを目的とする。

このため、本発明のエンジン制御装置は、エンジン排気
通路中の酸素濃度を検出する０２センサと、エンジンア
イドル運転状態を検出するアイドルセンサと、エンジン
被制御部とをそなえるとともに、上記０２センサからの
フィードバック信号および上記アイドルセンサからの検
出信号を受けアイドル時にはオフアイドル時よりも小さ
いフィードバックゲインで上記エンジン被制御部を制御
する第１制御手段をそなえ、上記０２センサからのフィ
ードバック信号および上記アイドルセンサからの検出信
号を受けエンジンアイドル運転状態への移行後所定時間
が経過するまでは上記第１制御手段に優先して上記アイ
ドル時におけるフィードバックゲインよりも大きなフィ
ードバックゲインで上記エンジン被制御部を制御する第
２制御手段が設けられたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としてのエンジン制
御装置について説明すると、第１図はその全体構成図、
第２図（、）〜（ｄ）はその作用を従来のものと比較し
て示すグラフ、第３図はそのフィードバック領域を説明
するためのグラフ、第４図はその作用を説明するための
流れ図である。

第１図に示すごとく、本実施例にかかる自動車搭載用の
ガソリンエンジ゛ンのごとき内燃（幾関Ｅ（以下単に「
エンジンＥ」という）は、ターボチャージャ３をそなえ
ている。このターボチャージャ３は、エンジンＥの排気
通路２に介装されるタービン４をそなえるとともに、エ
ンジンＥの吸気通路１に介装されタービン４によって回
転駆動されるコンプレッサ５をそなえている。

なお、排気通路２のタービン配設部分を迂回するバイパ
ス通路が排気通路２に接続されており、このバイパス通
路を開閉するウェストデートバルブ６が設けらている。

このウェストゲートバルブ６は２枚ダイアフラム式圧力
応動装置７によって開閉駆動されるようになっているが
、電磁式切替弁１５（この弁１５は弁体用の図示しない
戻しばねをもつ）によって、圧力応動装置７の一圧力室
へ大気圧および過給圧を選択的に供給することで、ウェ
ストデートバルブ６の開時期等を調整し、少なくとも２
種の過給圧特性を実現できるようになっている。

また、エンジンＥの吸気通路１には、その上流側（エア
クリーナ側）から順に、エア７０−センサ１６．ターボ
チャージャ３のコンプレッサ５．インタクーラ８．エン
ジン被制御部としての電磁式燃料噴射弁９．１０（これ
らの弁９，１０は噴射容量が異なる）およびスロットル
弁１１が設けられ、エンジンＥの排気通路２には、その
上流側（エンジン燃焼室側）がら順に、ターボチャージ
ャ３のタービン４．触媒コンバータ３１および図示しな
いマフラーが設けられている。

エア７０−センサ１６は、吸気通路１内に配設された柱
状体によって発生するカルマン渦の個数を遁音波変調手
段によって検出したり、抵抗値の変化によって検出した
りすることにより、吸気通路Ｊの吸入空気量を検出する
もので、エア７０−センサ１６からのディジタル出力は
コントローラ１４へ入力されるようになっている。なお
、エアフローセンサ１６からのディジタル出力はコント
ローラ１４内で例えば１／２分周器にかけられてから各
種の処理等に供される。

また、一般にエア７０−センサ１６はエンジンＥの低速
高負荷状態において吸気脈動等により誤動作するといわ
れているが、本実施例では、エアフローセンサ１６の下
流側にインタクーラ８を設はエアクリーナ部分の寸法等
を適宜調整することにより、」１記のような吸気脈動は
ほとんど起外なくなったので、エアフローセンサ１６に
よる計測信頼性あるいは精度は十分に高いものと考えら
れる。

また、回転数センサ１７が設けられており、この回転数
センサ１７は例えばイグニッションフィル２８の１次側
マイナス端子からエンジン回転数情報を検出することに
よりエンジン回転数を検出するものである。

さらに、スロットル開度を検出するスロットルセンサ２
０が設けられており、このスロットルセンサ２゜として
はポテンショメータが用いられる。

また、吸気温度を検出する吸気温センサ１８．大気圧を
検出する大気圧センサ１９．エンンン冷却水温を検出す
る水温センサ２１．排気中の酸素濃度を検出する０２セ
ンサ２２．エンジンノック状態を検出するノック（！ン
”ｔ２３，１４Ｌｉ９Ａを検出する車速センサ２４．エ
ン’）ンアイドル状態を検出するアイドルスイッチ（ア
イドルセンサ）２５．エンジンクランキング時を検出す
るクランキングスイッチ２６．ディストリビュータ２９
イ；ｊき光電変換手段によってクランク角度を検出する
クランク角度センサ２７などが設けられており、これら
のセンサやスイッチからの信号はコントローラ１４へ入
力されるようになっている。

ここで、Ｏ，センサ２２としては、理論空燃比となる排
気中の酸素濃度近傍で出力レベルが切り替わるようなオ
ンオフ特性（スイッチング特性）をもつものなどが用い
られる。

また、アイドルスイッチ２５は、アイドル時即ちスロッ
トル弁１１が全閉時にオン（閉）、それ以外（オフアイ
ドル時）にオフ（開）となるスイッチである。

なお、吸気温センサ１８．大気圧センサ１９．水温セン
サ２１．スロットルセンサ２０，０２センサ２２．ノッ
クセンサ２３などは、その検出信号がアナログ信号であ
るので、Ａ　／　Ｄコンバータを介してコントローラ１
４へ入力される。

また、大気圧センサ１９はコントローラ１４内に組み込
んでもよい。

さらに、アイドル時のエンジン回転数を制御するためス
ロットル弁１１をロッド等を介して回転駆動するエンジ
ン被制御部としてのＤＣモータ等のアクチュエータ１２
が設けられている。

また、イグニッションコイル２８が設けられており、こ
のイグニッションコイル２８はスイッチングトランジス
タとしてのパワートランジスタ３０によって１次側電流
を断続されるようになっている。

さらに、車室内には、表示計１３が設けられでいる。

この表示計１３としては、針式表示部１３ａをもっもの
や、発光ダイオード（ＬＥＤ）を列状に配設して、これ
らのＬＥＤが適宜点滅するセグメント式表示部１３ｂを
もつものなどが考えられる。

ところで、コントローラ１４は、ＣＰＵやメモリー（マ
ツプを含む）、適宜の入出力インタフェースをそなえて
構成されているが、このコントローラ１４は、兵隊的に
は、０２センサ２２からのフィードバック信号やアイド
ルスイッチ２５からの検出信号を受けアイドル時にはオ
フアイドル時のフィードバックゲインＧ１よりも小さい
フィードバックゲインＧ２で電磁式燃料噴射弁９，１０
やアクチュエータ１２のごときエンジン被制御部を制御
する第１制御手段Ｍ１および０２センサ２２からのフィ
ードバック信号やアイドルスイッチ２５からの検出信号
を受けエンジンアイドル運転状態への移行後所定時間が
経過するまでは第１制御手段Ｍ１に優先してアイドル時
におけるフィードバックゲインＧ２よりも大きなフィー
ドバックディンＧ３で上記エンジン被制御部を制御する
第２制御手段Ｍ２の機能を有している。

なお、０２センサ２２によるフィードバラ久領域は、ア
イドル時もオフアイドル時も含めて第３図にハツチング
で示すような領域となるが、このフィードバック領域は
スロットル開度、吸入空気量およびエンジン回転数によ
り判定される。すなわち、スロットル開度によって決ま
る境界線ａ、吸入空気量によって決まる境界線す、エン
ジン回転数によって決まる境界線Ｃにより囲まれる領域
がフィードバック領域である。

また、各フィードバックゲインＧｌ、Ｇ２．Ｇ３は、Ｐ
（比例）ゲイン要素や■（積分）ゲイン要素などから成
る。

以下、上記の制御手ＶｉＭ１．Ｍ２によって行なわれる
処理の概要を主として第４図を用いて説明する。まず、
各種のデータが入力され、ステップＡ１で、エアフロー
センサ１６１回転数センサ１７．スロットルセンサ２０
がらの各検出信号に基づきフィードバック制御を行なう
べき領域がどうがが判定される。

もし、第３図にハツチングで示す領域、即ちフィードバ
ック領域であるな族ステップＡ１でＹＥＳルートをとり
、ステップＡ２で、アイドルスイッチ２５がオン（閉）
がどうかか゛判断される。オフアイドル時であれば、ア
イドルスイッチ２５はオフ（開）であるから、ステップ
Ａ２でＮｏルートをとって、ステップＡ３において、フ
ィードバックディンＧ１で制御する。

ところで、アイドルスイッチ２５がオンする、即ちアイ
ドル運転状態へ移行すると、ステップＡ２でＹＥＳルー
トをとる。そして次のステップＡ４で、所定時開′１′
、が経過したかどうかの判断がなされる。アイドル運転
状態への移行後所定時間が経過するまでは、ステップＡ
４でＮｏルートをとるが呟ステップＡ５において、アイ
ドル運転状態への移行時における過渡期用フィードバッ
クディンＧ３で制御することが行なわれる。

このゲインＧ３は、アイドル時における通常のフィード
バックディンＧ２よりも大きい、例えばオフアイドル時
のフィードバックディンＧ１と同じが、あるいはこのゲ
インＧ１とは別に設定されたゲイン値としてセントされ
ているので、アイドル運転状態への移行時における過渡
期の応答性を確保できる。

アイドル運転状態への移行後、所定時開Ｔ。が経過する
と、即ちアイドル運転状態でのフィードバック状況があ
る程度安定すると、ステップＡ４でＹＥＳルートをとる
か呟その後は、ステップＡ６において、アイドルフィー
ドバック用のゲインＧ２で制御することが行なわれる。

このようにして、従来問題となっていたアイドル移行時
における応答性の悪さを解消しながら、しかもアイドル
運転を続行するときのエンジン回転数の安定性等も満足
で外るよう制御することが可能となるのである。

なお、フィードバックゲインＧｌ、Ｇ２での制御は第１
制御手段Ｍ１によって行なわれ、過渡期フィードバック
用ゲインＧ３での制御は第２制御手段Ｍ２によって行な
われる。

ここで、本装置によって得られる実空燃比および燃料供
給量のオフアイドル時からアイドル時へ至る経時変化を
概略的に示したグラフを、それぞれ第２図（Ｃ）。

（ｄ）に示す。

また、比較のため、従来装置によって得られる実空燃比
および燃料供給量のオフアイドル時からアイドル時へ至
る経時変化を概略的に示したグラフを、それぞれ第２図
（ａ）、（ｂ）に示す。

なお、実際は、各グラフにおける波形はＰゲインによる
ものとＩディンによるものとによる合成波形であるため
、波形形状は各図に示すような単純なものではない。

なお、コン）・ローラ１４は、上記フィードバック領域
以外におけるエンシ゛ンＥの運転状態に応じ電磁式燃料
噴射弁９，１０へ燃料供給用制御信号を出力する燃料供
給用制御手段、吸気温や大気圧で補正された吸入空気量
の情報、エンジン回転数の情報に基づいて吸気通路圧力
に対応した信号を表示計１３へ出力する吸気通路圧力表
示用制御手段、エンジンＥの運転状態に応じ点火時期制
御信号をパワートランジスタ３０へ出力する点火時期制
御手段、異なった過給圧特性を得るためにウェストゲ−
ドパ′ルブ６の開時期等を調整すべく上記圧力応動装置
７を制御する電磁式切替弁２０へ信号を出力するウェス
トデートバルブ用制御手段等のｔａ能も有している。

なお、本装置はノンターボ車に搭載のエンジンにも使用
することができる。

以上詳述したように、本発明のエンジン制御装置によれ
ば、エンジン排気通路中の酸素濃度を検出する０２セン
サと、エンジンアイドル運転状態を検出するアイドルセ
ンサと、エンジン被制御部とをそなえるとともに、上記
０２センサからのフィードバック信号および上記アイド
ルセンサからの検出信号を受けアイドル時にはオフアイ
ドル時よりも小さいフィードバックゲインで上記エンジ
ン被制御部を制御する第１制御手段をそなえ、」１記０
２センサからのフィードバック信号および上記アイドル
センサからの検出信号を受けエンジンアイドル運転状態
への移行後所定時間が経過するまでは上記第１制御手段
に優先して上記アイドル（ｎにおけるフィードバックゲ
インよりも天外なフィードバックゲインで上記エンジン
被制御部を制御する第２制御手段が設けられるという簡
素な構成で、アイドル運忙状態への移行後の過渡期にお
ける応答性を確保することかできるので、燃料カット後
のり−ンの影響やスロットル弁戻し操作によるオーバリ
ッチの影響に対しても十分に応答することがでト、アイ
ドル時における最適空燃比制御への移行を迅速に行なう
ことができる利点がある。

また、一定時間反転なき場合に、０２センサが故障であ
るとするシステムにおいても、上記のようにオフアイド
ルからアイドルへの移行時における状況変化に十分対応
で外るため、誤まって０２センサの故障判定が成立して
しまうこともない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのエンジン制御装置を示す
もので、第１図はその全体構成図、第２図（、）〜（ｄ
）はその作用を従来のものと比較して示すグラフ、第３
図はそのフィードバック領域を説明するためのグラフ、
第４図はその作用を説明するための流れ図である。１・・吸気通路、２・・排気通路、３・・ターボチャー
ジャ、４・・タービン、５・・コンプレッサ、６・・ウ
ェストフートバルブ、７・・圧力応動装置、８・・イン
タクーラ、９．１０・・電磁式燃料噴射弁、１】・・ス
ロットル弁、１２・・アクチュエータ、１３・・表示計
、１３ａ・・４式表示部、１３ｂ・・セグメント式表示
部、１４・・コントローラ、１５・・１’Ｌ磁式切替弁
、１６・・エア７０−センサ、１７・・回転数センサ、
１８・・吸気温センサ、１９・・大気圧センサ、２０・
・スロットルセンサ、２１・・水温センサ、２２°・０
２センサ、２３・・ノックセンサ、２４・・車速センサ
、２５・・アイドルスイッチ（アイドルセンサ）、２６
・・クランキングスイッチ、２７・・クランク角度セン
サ、２８・・イグニッションコイル、２９・・ディスト
リビュータ、３ｏ・・パワートランジスタ、３１・・触
媒コンバータ、Ｅ・・エンジン、Ｍｌ・・第１制御手段
、Ｍ２・・第２制御手段。代理人弁理士飯沼義彦第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

エンジン排気通路中の酸素濃度を検出する０２センサと
、エンジンアイドル運転状態を検出するアイドルセンサ
と、エンジン被制御部とをそなえるとともに、」１記０
２センサからのフィードバック信号および上記アイドル
センサからの検出信号を受けアイドル時にはオフアイド
ル時よりも小さいフィードバックゲインで上記エンジン
被制御部を制御する第１制御手段をそなえ、上記０２セ
ンサがらのフィードバック信号および上記アイドルセン
サがらの検出信号を受けエンジンアイドル運転状態への
移行後所定時間が経過するまでは上記第１制御手段に優
先して上記アイドル時におけるフィードバックゲインよ
りも大きなフィードバックゲインで上記エンジン被制御
部を制御する第２制御手段が設けられたことを特徴とす
る、エンジン制御装置。