JPS603441A - 空燃比制御方法 - Google Patents

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（実間の不安定度を抑制づる空燃比制御方
法に関するものひある。

最近、内燃機関の不安定度（例えば回転変動、トルク変
動等）を検出し、機関の不安定度を許容範囲に抑制する
Ｊ：う空燃比を制御Ｊるラフネスフィードバック制御が
発表されている。

しかし、この秤の空燃比制御方法においては、一般に、
機関の不安定度を検出する際、機関の燃焼不安定に基づ
く真の不安定状態であるか、あるいは、機関の加速・減
速に基づく誤った不安定状態であるかを容易に判別りる
ことがｔｌｌかしく、このため機関が加減速状態にある
ときにもラフネスフィードバック補正が行なわれ、良好
な空燃比制御が行なわれなくなる場合が生じ易い。

本発明は」ニ記の点に鑑みなされたしのであり、真の機
関不安定状態と（実間の加減速に基づく誤った機関不安
定状態とを正確に判別り−ることにより空燃比制御を良
好に行ない得るＪ：うにＪることを目的とし′Ｃいる。

そのため本発明の空燃比制御方法は 内燃機関の運転状態に応じてラフネスフィードバック補
正を行ない機関不安定度を抑制づる空燃比制御方法であ
って、第１図に図示°りる如く、（Ｓｌ）所定のクラン
ク角位置毎に逐次発生される検出信号により所定クラン
ク角毎の機関回転時間を逐次計ｉｔ！ＩＩ　Ｌ、 （Ｓ２）同一気筒に対応する複数の機関回転時間に基づ
いＵ４ｆｉ関の加減速状態を判別し、（Ｓ　３　）　Ｂ
ｌ関が加減速状態にあるとき、上記ラフネスフィードバ
ック補正を中止づる、ようにしたことを特徴とする。な
ａ３別添の特開昭５’１−３４３２９号公報コピーは本
発明に関連すると思われる先行技術文献である。

以下、本発明の実施例を第２図ないし第７図を参照しつ
つ説明づる。第２図は自動車に８１＋戟される４ザイモ 成を示し、エンジン１ｏの吸気系には、エンジン１０に
吸入される吸気量を検出し、吸気量に応じたアナログ電
圧を出力するボ７ンショメータ式のエアフ【〕メータ１
２、アクセル操作により吸気量１を調節りるスト１ツ１
〜ル弁１４、及びスロワ１〜ル弁１４の聞瓜を検出づる
スロットルセンサ１５が設（）られている。１８は各気
筒の吸気マニホールド１６に配設された電磁式の燃料噴
射弁で、図示しない燃料系より送られた燃わ１を、後述
のＬｌ制御回路４４から出力される制御ｌｌ信号によっ
（量弁時間を制御され、吸気マニホールド１６内にｎＪ
Ｉ　ＱＪ　”ｌる。

噴射された燃料は吸気管からの吸入空気と其に混合気と
なって吸入か２０から各気筒の燃焼室２２へ供給され、
シリンダヘッド２４に取り付けた点火プラグ２６の点火
により燃焼した後、その排気ガスは排気弁２８を介しく
排気系に送られ排出される。エンジン１０のシリンダブ
ロック３２には冷却水温を検出し、冷ｆＪＩ水現に応じ
たアナログ信号を出力覆るサーミスタ式の水温セン１）
３４が取り付けられる。３８４Ｊイグヲイタ３６からの
点火信号を各気筒の各点火プラグ２６へ分配供給するデ
ィストリビュータで、このディスｊへりじユータ３８内
には、例えば３０’クランク角ｆｔｉに１個のパルスを
出力する回転角セン（す４２と、３６００クランク角毎
に交互に１個づ′つのパルス信号を２系統の出力端子か
ら出力１゛る気筒判別センサ４０が内蔵される。■アフ
ロメータ１２、ス［コツドルセンサ１５、水温センサ＝
３４、回転角センサ４２など各梗センサの検出信号はｉ
ｔ、ＩＪ御開回路４４送られるように接続される。次に
、第３図を参照しく制御回路４４の構成を説明づる。

制御回路４４はマイクロコンピュータを主体に。

構成され、５０は所定のプログラムに基づいてエンジン
の燃料噴１１　ｆｆｉを算出するなど各種演算処理を実
行’ｌ’７．．＞ＣＰＵ１５２は出き込み読み出し可能
な一時記燈メモリのＲＡＭ、５４はプログラムや各種定
数等を記憶する読み出し専用メモリのＲＯＭである。ま
た、５６は入出力ポートで、エアフロメータ１２、水！
　ｔンザ３４などからのアナログ検出信号が、マルヂプ
レクリ−６６により選択され、ざらにΔ／Ｄ変換器６４
にＪ−りデジタル信号に変換されて順次この人出カポ−
１〜５Ｇに人力される。５８も入出カポ−１−で、ここ
には気筒判別センサ４０と回転角センサ４２から送られ
るパルス信号が波形整形回路７２を介して入力され、さ
らに、スロワ１〜ルセンサ１５からスロットル開度信号
が入力回路７５を介して入力される。出力ポートロ０に
は駆動回路６８を介してイグナイタ３６が接続され、Ｃ
ＰＵ５０で演篩された点火時期に点火プラグ２Ｇを点火
させるべく点火信号が駆動回路６８を杼てイグナイタ３
６へ出力される。

一方、出カポートロ２には駆動回路７０を介して各気筒
毎の燃料噴射弁１８が接続され、ＣＰＵ５０で演算した
噴射弁の量弁時間つまり燃料噴６１ハ１を表わすデジタ
ル１号を実際の燃料噴射弁１８の量弁時間を与えるパル
ス時間幅のパルス信号に変え、駆動回路７０から７９ｉ
定のタイミングで各燃料噴射弁１８にこのパルス信号が
印加される。

次に、第４図、第５図に示ｔ　ＣＰ　Ｕ　５０の概略フ
ローチト一トを参照し【制御回路４４の動作を説明づ−
ると共に、定常時の１−ルク変動や回転変動を減少さＶ
る空燃比制御方法を説明覆る。

エンジンの運転中、所定クランク角毎に第４図の噴射吊
演→処理ルーチン１００が実行され、先ず、ステップ１
０１にＪ３いて、燃料噴射量演算のための機関パラメー
タとしで１回転数Ｎのデータが回転角セン１）４２から
、吸気ｍＱのデータが１アフロメータ１２から、水温Ｔ
ＨＷのデータが水温センザ３４から、また、スロットル
開度のデータがスロットルセンザ１５から検出されて制
御回路４４に送られ、ＲＡＭ５２に各樋門データが取り
込まれる。次に、ステップ１０２にて、回転数Ｎと吸気
ｍＱの検出データから、ｆｌｌ綿式τｏ＝に＋ＸＱ／Ｎ
（Ｋ＋　は定数）を使って燃料噴射Ｍに対応した燃料ｒ
ｆＡ射弁１８の開弁１１５間つまり基本噴射時間τ０が
算出される。そ」ノて、ステップ１０３に進み、ここで
は、ステップ１０１で読み込まれた水温データから水温
補正係数に２が弾出され、またスロットル聞麿データか
らはス［，１ツ１ヘル間度補正係数に３が降出され、こ
れらの補正係数に２、Ｋ３によって基本１１！剣時間τ
０が補正され、燃わ］鳴躬時間で１が算出される。

次に、ステップ１０４を実行し、ステップ１０１で取り
込まれた水温データとスロットル開度データとにより、
回転変動を減少させるだめのフィードバック制御条件が
成立しているか否かを判定する。このフィードバック制
御条件は、水温が７０℃以上で且つスロットル開度が全
閉でなり５０％未渦の時に成立づる、つまり、エンジン
がアイドル状態でなく、暖機完了後の中速定常運転の時
にフィードバック制御糸１′１が成やし、次にステップ
１０６に進んで回転変動の判別値ＦＣを算出りる。一方
ノ′イドル状態や高角向運転時、あるいは暖機運転中で
はステップ１０４においてフィードバック制９１１条件
が不成立となう−Ｃ１次にスフツブ１０５に進み、ここ
（回転変動をなくりための補正係数「１）を１，０とし
、フィードバック制御を実質的に中止する。イして、ス
テップ１゛１２にてこの補正係ｖｌＦ　ｎを使つ−Ｃ上
記ステップ１０３で算出した燃料噴剣峙間τ１が補正さ
れ、最終燃料噴射時間τが算出され、ステップ１１３に
てこの最終燃料噴射時間τのデータが出カポートロ２に
セットされる。

一方、第５図はアクセル操作による加減速と回転変動を
判別覆るための判別値［Ｃを算出づるステップ１０６の
詳細フローチＩｔ−１−を示している。

先ず、ステップ２０１では上記の判別値にＣを　」ヵウ
ア１１．−６カウア９　（１）ｉｉｒｉ＠　ｒ　６　Ｊ
　Ｋ　ｔヮ１、。ヶ　゛に判定ステップ２０２に進む。

この判定ステップ２０２を含むステップ２０５．２０８
．２１１．２１４．２１７では、第６図に示ｔ　Ｊ、う
に、６気筒エンジンのクランク角を１２００クランク角
毎に区切り、この１２００クランク角旬の回転時間Ｔ　
ｉ　”Ｔ；−ｕをクランク軸４回転についてそれぞれ測
定し、対応する同一クランク角位置におりる２つの時間
、例えばＴＩとＴＩ−ｂ　、Ｔｉ−＋と王、−りを比較
７る。づなわち、ステップ２０２　’ｒはクランク角位
置６００　’〜クランク角位置７２０°の時間１−１と
Ｔ、−５を比較し、この差六（Ｔ　Ｉ　Ｔｉ　−ｂ　）
が零より小さいか否かを判定する。なお、回転ｖｉ、Ｎ
ｒｐｍはに／Ｔ　（Ｋは定数、王は時間）にＪ：って表
わせるから、所定クランク角毎の回転時間Ｔｉ〜Ｔｉ−
ｕを比較することにＪ、り回転変動と加減速を検出する
ことができる。ステップ２０２にてＴ　＋　−−１−ｒ
−ｂ〈Ｏｌの場合、つまり加速変動の時には次にステッ
プ２０３に進ｌυで判別値「−Ｃ（この時「６」）に「
１」を加えてカウンタの値つまり判別１ｒｆＩ　Ｉ”　
ｃを「７」とし、Ｔｉ−Ｔ、、≧０の揚甑つまり減速変
動又は低速時には次にステップ２０４に進／υで判別値
にｃからＵｌｊを減じて１″５ｊとする。

そして、次にステップ２０５を実行し、クランク角位置
４８００〜６００°の時の時間差（Ｔｉ−ｌ−Ｔｉ−９
）が零Ｊこり小さいか否かを判定し、Ｔ、−、−”ｒｉ
−ワ〈Ｏの場合、つまり加速変動時には次にステップ２
０６に進み、判別値Ｆ　ｃを示ずカウンタの１１６に「
１」を加え、Ｔｉ−＋　１−ｉ−９≧０の場合、つまり
減速変動又は定速時には次にステップ２０７に進み、判
別値Ｆｃを示すカウンタの値から「１」を減する。そし
て、クランク角位置４８０°から００までの１２０°ク
ランク角毎の４区間におい延同様な処理がステップ２０
８からステップ２１９まで繰り返し実行され、これによ
り、最終的な判別値Ｆｃが算出され、最柊判別偵「Ｃが
「１２」であれぼ゛アクセル操作などによる連続加速中
を意味し、逆にＦｃが「Ｏ」であれば連続減速中となり
、一方、最終判別値ｌ”ｃが「１〜１１」の値であれば
、定常運転時の不安定な回転変動が」じていることにな
る。

このようにして判別値Ｆｃがステツブ１０６−ｒ咋出さ
れると、次にステップ１０７にてこの判別値ＦＣの値か
ら加減速以外の定常）Ｔ転か否がが判定され、判別値Ｆ
ｃが「０」又は「１２１の場合、加減速運転と判定して
ステップ１１１に進み、回転変動をなくすＩζめの補正
が行なわれず、−でのための補正係数Ｆｎをそのままど
じで上述のス）ツブ１１２へ進む。

一方、判別値Ｆｃが［１〜１１」の値の揚台、ステップ
１０７では加減速を行なわない定常運転時と４′す定さ
れ、次にステップ１０８を実１７シ、回転変動率Ｒ１１
の大きさが所定値Ｃより人ぎいが否（ここで、Ｎ１は回
転時１？ＪＩ　Ｔ　ｌの時の回転数で、ランク角位置Ｏ
０がら７２ｏ０までの１２００クランク角毎の回転時に
おける最大と最小の回転数である。）の式から算出され
、こうして弾出された回転変動率Ｒｎが運転者に不快感
を与える最小限度の設定値Ｃと比較され、設定値Ｃより
人きい場合にはステップ１１０へ進／υで、空燃比を少
し濃くするように、回転変動抑制用の補正係数Ｆ　ｎに
例えば０．０２を加（争し、次にステップ１１２へ進む
。一方、ステップ１０８で回転度ｅ　４’ｊ　Ｒｎが設
定１「１Ｃ以下であると判１角された場合には、ステッ
プ１０９に）ｉ（み、空燃比を少し薄くするように、補
正像ｖｌＦｎから例えば０．００５を減樟し、次にステ
ップ１１２へ進む。そして、スーアップ１１２．１１３
にて上記と同様に、燃料噴射時間τ１が補正係数Ｆｎに
より補正されて最終燃料噴射時間τが粋出され、この噴
射時間に基づいて所定のタイミングで対応した唱用吊の
燃料が燃オ′４噴川弁から噴射され、燃費を良好に維持
しながら、回転変動をなくづように空燃比が制御される
。

なお、第７図は減速時にＪＪＩＬ）る１２０°クランク
角毎の区間の検出時間（Ｔｉ−ＩＩから王１まで）のグ
ラフを示しているが、このグラフに示ずように、１２０
０クランク角ｈｊの各区間の検出時間］−；−１＋〜Ｔ
１は、回転角ヒンジ４２の検出誤差によって、偵に正確
に増加していくように検出できない。しかし、上述のよ
うに、複数回転周期にお１ノる１２００クランク角毎の
各区間の時間データにおい（同一のクランク角区間、例
えばＴ１と１雫６を比較づることにより、このような時
間つまり回転数の検出誤差の影児１をなくして、加減速
運転時であるかあるいは回転変動を抑制する必要のある
定常運転時であるかの判定を正確に１ｊなうようにして
いる。

なお、上記の実施例では、クランク角を１２０°毎に区
切って、各区間の時間つまり回転数をクランク軸２回転
中６回にわたって検出したが、この区間の幅及び検出回
数は任意に決定づることができる。また、上記実施例で
は回転変動を抑制づるＪ、うに燃斜噴用量を制御して空
燃比制御を行なったか、′吸入空気■や点火時期を微妙
にＬ制御して回転変動を減少させるように空燃比＋Ｉｉ
制御を行なうことしできる。

以上説明したように、本発明の空燃比制御方法は、内燃
顆間の運転状態に応じてラフネスノイートバック補正を
行ない鍬関不安定度を抑制Ｊる空燃比制御ｉｔ方法であ
って、所定のクランク角位向旬に逐次発生される検出信
号により所定クランク角毎の機関回転時間を逐次ｔ１測
し、同一気筒に対応する複数の機関回転時間に基づいて
機関の加減速状態を判別し、機関が加減速状態にあると
さ、上記ラフネスフィードバック？１ｕ正を中止するよ
うにし　ｌこ　。

このため回転角レンｊ）などの検出法ｔに係らず、加減
速時と定常運転時どを正確に判別Ｊることができ、回転
変動の抑制制御を必要どする定常運転時に精度の高い空
燃比制御を行なって、良好な燃料消費率を保ちながら、
安定した燃焼を行なっ−Ｃ１回転変動を大きく減少さぜ
ることがでさる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の基本構成図、第２図ないし第７図は本
発明の実施例を示し、第２図は土ンシンとその制御系の
ｔ要構成図、第３図（，１制御回路を主とづるブロック
図、第４図（ま空燃比制御の概略７０−チト−１〜、第
５図はステップ１０Ｇの詳細フローチト−１〜、第６図
はクランク角の区分を示１図、第７図は所定クランク角
の回転時間の経過時間に対づ−る変化を示づグラフであ
る。 １０・・・エンジン（機関）　１８・・・燃料げ１川弁
４２・・・回転角センサ　４４・・・制御回路５０・・
・ＣＰＵ 代理人　弁理士　定立　勉 ほか１名 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の運転状態に応じてラフネスフィードバック補
   正を行ない機関不安定度を抑制する空燃比制御方法であ
   って、 所定のクランク角位；６毎に逐次発生される検出信号に
   より所定クランク角旬の機関回転時間を逐次計測し、 同一気筒に対応づる複数の１実開回転時間に基づいて機
   関の加減速状態を判別し、 機関がｍ減速状態にあるどき、」ニ記ラフネスフィード
   バック補正を中止する、 ようにしたことを特徴とする空燃比制御力ｄ１゜