JPS6183467A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPS6183467A
JPS6183467A JP59205164A JP20516484A JPS6183467A JP S6183467 A JPS6183467 A JP S6183467A JP 59205164 A JP59205164 A JP 59205164A JP 20516484 A JP20516484 A JP 20516484A JP S6183467 A JPS6183467 A JP S6183467A
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に要求エンジ
ン出力を示すアクセル操作量に対して所定空燃比とすべ
(スロットル弁開成(つまり吸入空気量〉および燃料供
給はを電気的に制御するようにしたものに関する。
(従来の技術) 従来、要求エンジン出力を示すアクセル操作量に対して
エンジンの空燃比を所定空燃比に制御する技術として、
特開昭51−138235号公報に示されるように、ア
クセル操作員を検出するアクセル検出手段と、該アクセ
ル検出手段の出力を受け、予め設定された空燃比となる
ようにエンジンに供給する空気の目標値を設定する目標
空気量設定手段と、該目標空気ffi設定手段の出力を
受け、空気量を目標値とすべくスロットル弁の開度を制
御するスロットル弁開1!1 $+1611手段とを備
えて、アクセル操作量に応じて目標空気量(つまり目標
スロットル弁開度)を求め、該目標空気量になるように
スロットル弁の開度をフィードバック制*t+ =iる
ようにしたものは知られている。そして、このスロット
ル弁開度に基づく吸入空気mに応じて予め設定された空
燃比になるように燃料間をエンジンに供給することによ
り、エンジンの空燃比を目Fi+直にするようにしたも
のである。
(発明が解決しようとする問題点) しかるに、上記従来のものでは、エンジンに供給される
吸入空気mをスロットル弁開度の制御により目標値にし
たのち、この吸入空気(5)に基づいて燃料供給量を目
標空燃比とすべく制御するものであるので、吸入空気量
の変化に追随して燃料供給量が変化することになり、空
燃比にバラツキが生じやり゛り、目標空燃比が精度良く
得られないという問題がある。特に、エンジンの加速時
や減速時等の過渡運転時には、アクセル操作量に応じて
吸入空気量は直ちに応答し急激に変化するものの、この
吸入空気量の急激な変化に対して燃料量は直ちに応答し
得ず、燃料の応答遅れが生じ、加速時には空燃比がオー
バリーンとなってエンジンの息付きを生じ、減速時には
オーバリッチとなってエンジンの失火等を招くことにな
る。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、アクセル操作量に対して吸入空気m(
スロットル弁開度)と燃料供給量とを同時に並行して制
御することにより、エンジンの過渡運転時においてもア
クセル操作量に対する目標空燃比を精度良く得るように
することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第1
図に示すように、アクセル操作量を検出するアクセル検
出手段19を設け、このアクセル検出手段19に対し、
該アクセル検出手段19の出力を受け、エンジンに供給
する空気の目標値を設定する目標空気量設定手段29と
、同じくアクセル検出手段の出力を受け、エンジンに供
給する燃料の目標値を設定する目標燃料ffi設定手段
37とを設ける。さらに、上記目標空気量設定手段29
の出力を受け、空気量を目標値とすべくつまりスロット
ル弁開度を目標開度とすべくスロットル弁を駆動するス
ロットル弁駆動手段36と、上記目標燃料量設定手段3
7の出力を受け、燃料供給量を目標値に制御する燃料制
御手段51とを設ける構成としたものである。
(作用) 上記の構成により、本発明では、アクレル操作急に応じ
て目標空気量と目標燃料量とが求められ、この求められ
た目標値に基づいてスロットル弁開度と燃料供給量とが
同時に並行して制御されることにより、エンジンの過渡
運転時においても、アクセル操作量に対して吸入空気量
と燃料供給量とが共に同時に目標値に変化して、燃料の
応答遅れがな(、エンジンの空燃比が目標空燃比に精度
良く制御されることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について第2図以下の図面に基づ
いて説明する。
第2図は本発明の実施例に係るエンジンの制御装置の全
体構成を示し、1は例えば4気筒のエンジン、2は一端
がエアクリーナ3を介して大気に開口し他端がエンジン
1に開口してエンジン1に吸気(空気)を供給する吸気
通路、4は一端がエンジン1に間口し他端が大気に開口
してエンジン1からの排気を排出する排気通路である。
5はエンジン出力要求に応じて踏込み操作されるアクセ
ルペダル、6は吸気通路2に配設され吸入空気量を制御
するスロットル弁であって、該スロットル弁6は、アク
セルペダル5とは機械的な連係関係がなく、後述の如く
アクセルペダル5の踏込み量つまりアクセル操作量によ
り電気的に制御される。
7はスロットル弁6を開閉作動させるステップモータ等
よりなるスロットルアクチュエータである。
8は排気通路4に介設され排気ガスを浄化するための触
媒装置である。
また、9は、−喘が排気通路4の触媒v4置8上流に開
口し他端が吸気通路2のスロットル弁6下流に間口して
、排気通路4の排気ガスの一部を吸気通路2に還流する
排気還流通路、10は該排気還流通路9の途中に介設さ
れ、排気還流間を制御する。吸気負圧を作動源とするダ
イヤフラム装置よりなる還流制御弁、11は該還流−り
り0弁10を開閉制御するソレノイド弁である。
一方、12は吸気通路2のスロットル弁6下流に配設さ
れ燃料を噴(ト)供給する燃料噴射弁であつて、該燃料
噴射弁12は、燃料ポンプ13および燃料フィルタ14
を介設した燃料供給通路15を介して燃料タンク16に
連通されており、該燃料タンク16からの燃料が送給さ
れるとともに、その余剰燃料は燃圧レギュレータ17を
介設したリターン通路18を介して燃料タンク16に遅
流され、よって所定圧の燃料が燃料噴射弁12に供給さ
れるようにしている。
加えて、19は上記アクセルペダル5の踏込み量つまり
アクセル操作量αを検出するアクセル検出手段としての
アクヒルペダルポジションセンサ、20は吸気通路2の
スロットル弁6上流に配設され吸入空気mQa Rを検
出するエアフローメータ、21は同じく吸気通路2のス
ロットル弁6上流に配設され吸入空気温度を検出する吸
気温センサ、22はスロットル弁6の開度を検出するス
ロットルポジションセンサ、23はエンジン冷却水の温
度TWを検出する水温センサ、24は排気通路4の触a
装置8上流に配設され排気ガス中の酸素濃度成分よりエ
ンジン1の空燃比λを検出する。2センサであって、こ
れら19〜24の検出信号はアナログコンピュータ等よ
りなるコントロールユニット25に入力されていて、該
コントロールユニット25により上記スロットルアクチ
ュエータ7、ソレノイド弁11および燃料噴射弁12が
制御される。さらに、上記コントロールユニット25に
はイグナイタ26が入力接続されていて、点火回数つま
りエンジン回転数Neの信号を入力している。また、上
記コントロールユニット25にはデュストリビュータ2
7およびバッテリ28が入力接続されていて、それぞれ
点火時期およびバッテリ電圧1日の信号を入力している
次に、上記コントロールユニット25の作動を第3図に
より説明する。尚、第3図では4気筒エンジンの場合に
ついて示している。
第3図において、先ず、スロットル弁開麿制御系につい
て述べるに、MAIはアクセル操作量αに対して予め設
定された空燃比になるようにエンジン1に供給する空気
の目標値Qa+が設定された第1マツプであって、アク
セルペダルポジションセンサ19からの出力を受け、ア
クセル操作量αに応じてエンジン1に供給する目標空気
filQa1を設定する目標空気分設定手段2つを憎成
している。MA2はエンジン冷却水W11tTwに対し
てアイドルアップのために必要な空燃比とすべく最低空
気ffI Q amが設定された第2マツプであって、
水温センサ23からの出力を受け、エンジン冷却水温度
Twに応じて水温補正用最低空気量Qamを設定するよ
うにしている。30は、上記第1マツプMAL(目標空
気1h設定手段29)および第2マツプMA2の各出力
を受け、第1マツプMAIで求められた目標空気(fl
Qa+ と第′”2マツプM八2で求められた水温補正
用最低空気ffI Q amとのうちその最大hflQ
a2を選択J−る最大値選択回路であり、上記目標空気
量Qa+が水温補正用最低空気ffI Q amを下回
るときにはアイドルアップのため水温補正用最低空気ω
Qam@選択して良好なエンジン運転性を確保するよう
にしている。また、Mへ3はエンジン回転!!3Neに
対して該エンジン回転数Neにより決まる最大空気量Q
aMが設定された第3マツプであって、イグナイタ26
からの出力を受け、エンジン回転数Neに応じて最大空
気ffiQaMを設定するようにしている。31は、上
記最大1直選択回路30および第3マツプMA3の各出
力を受け、最大値選択回路30で求められた最大空気I
Qazと第3マツプMA3で求められた最大空気IQa
 Mとのうちその最小klIQa3を選択する最小値選
択回路であり、上記目標空気ff1Qa+がエンジン回
転数Naにより定まる最大空気mQaMを上回るときに
は、スロットル#6が全開で吸入可能な空気量以上の量
を目F、 IIt[とじても無意味であることから、上
記最大空気rjiQa閂を選択して最大値を制限するよ
うにしている。
以上により、アクセル操作量αに対して、エンジン冷却
水’tfA a T wに対する補正およびエンジン回
転数N13により決まるスロットル弁6全IJnでの最
大空気量に対する補正を考慮した目標空気ff1Qa3
が求まる。
さらに、32は上記最小値選択回路31からの出力を受
け、上記目標空気ff1Qa:+を、エンジン回転数N
eを2イ8した1ltl(Nex2)で除算する除Φ器
で、4気筒エンジンでの1気筒当りの吸気I)AC+を
求めている。MAJおよびMA5はそれぞれ排気還流停
止時および排気還流時におけるエンジン回転数Neに対
づ°る目標吸気1nAc+ とすべきスロットル弁開度
θ1又はθIEが設定された第4および第5マツプであ
って、両マツプMAJ、MA5は排気還流停止時と排気
還流時とを判別する還流スイッチ33によって選択され
、上記除痒器32からの出力を受け、目標吸気量AC1
とすべきスロットル弁開度θ1又はθIEを設定するよ
うにしている。また、34は吸気量フィードバック補正
モジュールで、上記除算器32からの目標吸気aAC+
の信号を受けるとともに、上記エア70−メータ20に
より実測された実空気IQaRおよびエンジン回転数N
eの信号を受け、実空気量Qa−qとエンジン回転数N
eとで演惇された1気筒当りの実吸気lAc Rと目標
吸気ff1Ac+ とを比較して、その偏差に応じてス
ロットル弁開度をフィードバック補正するlζめのフィ
ードバック係数CaFaを算出するものCある。
さらに、35は、上記第4又は第5マツプMAJ。
Mへ5および吸気量フィードバック補正モジュール34
からの各出力を受け、該マツプMA4.MA5で求めら
れた目標スロットル弁開度θ1又はθIEを吸気量フィ
ードバック補正モジュール34で求められたフィードバ
ック係数CaF3で乗算補正する乗算器であって、該乗
算器35で補正された目標スロットル弁開度θ2の信号
は上記スロットルアクチュエータ7に出力され、スロッ
トル弁6の開度が目標スロットル弁開度θ2に制御され
る。以上により、上記目標空気量設定手段29の出力を
受け、空気量を目標値とすべくつまりスロットル弁6の
開度を目標値とすべくスロットル弁6を駆動制御するス
ロットル弁駆動手段36を構成している。
次に、第3図における燃料供給量制御系について述べる
に、M [46はアクセル操作量αに対して予め設定さ
れた空燃比になるようにエンジン1に供給する燃料の目
標値Qf+が設定された第6マツプであって、アクセル
ペダルポジションセンサ19からの出力を受け、アクセ
ル操作量αに応じてエンジン1に供給する目標燃料mQ
f+を設定する目標燃料量設定手段37を構成している
。MB2は上記第2マツプMA2で設定される空気量Q
amに対してアイドルアップのために必要な空燃比とな
るようにエンジン冷却水温度Twに対する最低燃料量Q
fmが設定された第7マツプであって、水温センサ23
の出力を受け、エンジン冷却水温度Twに応じて水温補
正用最低燃料fiQfmを設定する。38は、上記第6
マツプM86 (目標燃料量設定手段37)および第7
マツプMB7の各出力を受け、第6マツプMejで求め
られた目標燃料ff1Qf+ と第7マツプMB7で求
められた水温補正用最低燃料量Qfmとのうちその最大
値Qfzを選択する最大値選択回路であり、上記目標燃
料ωQf+が水温補正用最低燃料aQfmを下回るとき
にはアイドルアップのため水温補正用最低燃料lQfm
を選択して良好なエンジン運転性を確保するようにして
いる。また、Moaは上記第3マツプMA3で設定され
る最大空気量QaMに対して予め設定された目標空燃比
となるようにエンジン回転数Neに対する最大燃料量Q
fMが設定された第8マツプであって、エンジン回転数
Neに応じて最大燃料量QfMを設定する。3つは、上
記最大値選択回路38および第8マツプMaaの各出力
を受け、最大値選択回路3日で求められた最大燃料IQ
f2と第8マツプMsaで求められた最大燃料量Qfx
とのうちその最小値Qf3を選択する最小値選択回路で
あり、上記目標燃料向Q[1がエンジン回転数Neによ
り定まる最大燃料量QfMを上回っているとき、つまり
上述の帽く目標空気量Qa+がエンジン回転数Neによ
り定まる最大空気ffiQaMを上回って、スロットル
弁6が全開で吸入可能な空気量以上のMを目標値として
ときには最大空気IQa Mを選択すると共に上記最大
燃料ff1Qf Mを選択して、そのとさでも空燃比が
目標空燃比になるようにしている。以上により、空気量
の場合と同様に、アクセル操作量αに対して、エンジン
冷却水温度Twに対する補正およびエンジン回転数N8
により決まるスロットル弁6全開での最大燃料■に対す
る補正を考慮した目標燃料eQf 3が求まる。
そして、上記最大値選択回路3つからの目標燃料ff1
Qf3信号は、除算器40、第1〜第3乗算器41〜4
3、ツユニルカットスイッチ44および燃料噴射弁補正
回路45を介して燃料噴射弁12に出力される。上記除
算器40は、最小値選択回路39からの出力を受け、目
標燃料ff1Qf++を、2気筒ずつ同時に燃料噴射す
るものとしてエンジン回転tllNeで除算して、1気
筒当りの燃料供給1Qfiを算出するものである。また
、上記第1乗−B41は、除算器40で求められた目標
燃料供給量Q f iを、第9マツプMB9で求められ
たエンジン冷却水温度Twに対する水温補正係数CTW
およびエンリッチ補正モジュール46で求められたエン
リッチ補正係数CERで乗算補正して目標燃料供給fa
 Q f i +を算出するものである。このエンリッ
チ補正モジュール46は、後述のゾーン判定モジュール
50からのゾーン信号に基づいてエンジン回転故Neに
対する吸気ff1Ac+がエンリッチライン領域にある
ときには燃料供給量を例えば−律8%増量すべくエンリ
ッチ補正係数Cer((例えば1.08)を出力するも
のである。
さらに、上記第2乗算器42は、第1乗算器41で求め
られた目標燃料供給ff1Qfi+を、燃料学5習補正
モジュール47で求められた学習補正係数C9丁C)で
乗算補正して目標燃料供給m Q f i 2を算出す
るものである。この燃料学習補正モジュール47は、ゾ
ーン判定モジュール50からのゾーン信号および後述の
燃料フィードバック補正モジュール48からの燃料フィ
ードバック補正係数CfF8信号に基づいて、燃料フィ
ードバック補正モジュール48での燃料フィードバック
補正条件の成立後例えば2秒以上経過したとき、燃料学
習補正係数C3TOを、その初期m−i、oとしたのち
、下記式 %式% Cfpeのピーク値+過去8回の Cf F B (1)FRトム値)/16−1.0)に
よって順次更新して出力するものである。
また、第1乗算器41は、上記第2乗筒器42で求めら
れた目標燃料供給(6)Qfi2を、燃料フィードバッ
ク補正モジュール48で求められた燃料フィードバック
補正係数CfFsで乗算補正して目積I燃料供給flt
Qfi3を口出するものである。この燃料フィードバッ
ク補正モジュール48は、ゾーン判定モジュール50か
らのゾーン信号およびo2センナ24からの空燃比λ信
号に基づいて例えば下記条件 ■ エンジン冷却水温度Tw>60℃ ■ 吸気量Act ≧シリンダ1テ程容積の10% ■ エンジン回転viN eに対する吸気ff1lAc
Sがエンリッチラインおよびフユエルカットゾーン以外
であること ■ 02センサ24が活性であること を満たずとき、燃料供給mをフィードバック制御ナベく
燃料フィードバック補正係数Cf FOC例えば0.8
≦CfF13≦1.25で、比例定数P−〇、06、積
分定数1=0.05/sec )を出力するものである
さらに、上記ツユニルカットスイッチ44は、ツユニル
カット制御モジュール49からの出力信号によって開閉
iiI+ tmされるものである。このツユニルカット
制御モジュール4つは、ゾーン判定モジュール50から
のゾーン信号および目標吸気量AC+の信号に基づいて
、例えば下記条件■ エンジン冷却水1ft1.Tw>
60℃■ 吸気ff1Ac+<シリンダ行程容積の10
% ■ エンジン回転数Ne>11000r11を満たすと
き、燃料噴射をカットすべくツユニルカットスイッチ4
4を開くようにυ制御するものである。ここで、上記ゾ
ーン判定モジュール50は、エンジン回転数Ne、目標
吸気ff1Ac+ 、エンジン冷却水温度T wおよび
空燃比λの各信号に基づいて上記各制御モジュール46
〜49の条件判定信号(ゾーン信号)を作成するもので
ある。
さらにまた、上記燃わ[噴射弁?+fi正回路45は、
上記第3乗算器43からの目標燃料供給ff1Qfi3
信号J5よびバッテリ28からのバッテリ電圧■8信号
を受け、バッテリ電圧Vsに応じて燃料噴射弁12への
目標燃料供給量信号としてのパルス信号を補正して燃料
噴射弁12に出力するものぐある。以上により、該燃料
噴射弁12を点火と同期して所定時間駆動し、その燃料
供給量を目標値に制御するようにした燃料制御手段51
を構成している。
したがって、上記の如くアクセル操作量αに対して、目
標空気量設定手段2つにより目標空気向が、目標燃料量
設定手段37により目標燃料量がそれぞれ求められ、こ
の求められた目標1直に暴づいて、スロットル弁駆動手
段36によりスロットル弁6の開度〈つまり吸入空気量
)が、燃料制御手段51により燃料噴射弁12からの燃
料供給量がそれぞれ同時に並行して目標値になるように
制御されることにより、アクセル操作量αの変化に対し
て吸入空気量と燃料供給量とが双方間に時間的ズレなく
共に同時に目標値に変化するので、エンジンの過′m運
転時においても燃料の応答遅れなどを生じることがなく
、エンジンの空燃比を目標空燃比に精度良く制御するこ
とができ、よって従来の如きエンジンの息付きや失火等
がなくエンジンの加速性能および運転性能を向上させる
ことができる。
しかち、アクセル操作量αに対して吸入空気■と燃料供
給量とを予め設定された空燃比になるように同時に制御
するので、フィードバック制御を要さずに目標空燃比に
精度良< 1lll+御することができ、よって制御の
簡略化を図ることができる。
さらに、上記実施例では、目標空気量設定手段29によ
る目標空気量が第3マツプMA3に措づきその時のエン
ジン回転数Neにより定まる最大空気用を上回るときに
は、スロットル弁6の全開時と判断して上記スロットル
弁駆動手段36にスロットル弁6の全開に対応した信号
を供給するとともに、エンジン1に供給される吸気量に
対し予め設定された空燃比となるよう上記目標燃料m設
定手段37の目標直を第8マツプM’B6に瘍づき補正
するようにしたので、スロットル弁6の全開時、目標空
気量に基づくスロットル弁開度の不要な制御動作をなく
し、かつ空燃比の悪化(オーバリッチ化)を招くことな
く、目標空燃比への精度良い制御性を確保することが゛
できる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、アクセル操作機
により求めた目標空気量と目標燃料■とに塁づいてスロ
ットル弁開度(吸入空気■)と燃料供給量とを同時に並
行して各々目標1直に制御して、アクセル操作量に応じ
た目標空燃比を1ワるようにしたので、エンジンの過渡
運転時においても燃料遅れなく、エンジンの空燃比を目
標空燃比に精度良く制御でき、加速性能や運転性能の向
上を図ることができる。しかも、上記吸入空気量と燃料
供給量との同時’1ullにより、フィードバック制御
を要さずに空燃比を予め設定された目標空燃比に精度良
く制御することが可能であり、制御の簡易化を図ること
ができる利点を併せ有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本”発明の構成を示すブロック図である。 第2図および第3図は本発明の実施例を示し、第2図は
全体概略構成図、第3図はコントロールユニットの作動
フローを示すブロック図である。 1・・・エンジン、5・・・アクセルペダル、6・・・
スロットル弁、7・・・スロットルアクチユニーク、1
2・・・燃料□噴射弁、1つ・・・アクセルベグルポジ
ションセンサ、25・・・コントロールユニット、29
・・・目標空気量設定手段、36・・・スロットル弁駆
動手段、37・・・目標燃料m設定手段、51・・・燃
料制御手段。 し良二

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アクセル操作量を検出するアクセル検出手段と、
    該アクセル検出手段の出力を受け、エンジンに供給する
    空気の目標値を設定する目標空気量設定手段と、上記ア
    クセル検出手段の出力を受け、エンジンに供給する燃料
    の目標値を設定する目標燃料量設定手段と、上記目標空
    気量設定手段の出力を受け、空気量を目標値とすべくス
    ロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、上記目
    標燃料量設定手段の出力を受け、燃料供給量を目標値に
    制御する燃料制御手段とを備えたことを特徴とするエン
    ジンの制御装置。
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