JPS62162746A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
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- JPS62162746A JPS62162746A JP61003199A JP319986A JPS62162746A JP S62162746 A JPS62162746 A JP S62162746A JP 61003199 A JP61003199 A JP 61003199A JP 319986 A JP319986 A JP 319986A JP S62162746 A JPS62162746 A JP S62162746A
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- Japan
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- air
- fuel ratio
- fuel
- target
- target air
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
- F02D41/1479—Using a comparator with variable reference
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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。
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、自動車等エンジンの空燃比を制御する装置に
関する。
関する。
（従来の技術）
近時、自動車エンジンに対する要求が高度化しており、
排出ガス低減、高出力、低燃費等の互いに相反する課題
について何れも高レベルでその達成が求められる傾向に
ある。
排出ガス低減、高出力、低燃費等の互いに相反する課題
について何れも高レベルでその達成が求められる傾向に
ある。
これらの課題に対応するため超希薄空燃比下における燃
焼制御が試みられており、例えばそのようなものとして
は「内燃機関 ２３巻１２号Ｊ １９８４年１０月号
３３〜４０頁 山海型発行に記載の希薄燃焼装置がある
。この装置では、リッチからリーンまで空燃比を広範囲
に検出可能なリーンセンサの出力に基づいて超希薄空燃
比領域まで空燃比のフィードバック制御を行って上記要
求を達成しようとしている。
焼制御が試みられており、例えばそのようなものとして
は「内燃機関 ２３巻１２号Ｊ １９８４年１０月号
３３〜４０頁 山海型発行に記載の希薄燃焼装置がある
。この装置では、リッチからリーンまで空燃比を広範囲
に検出可能なリーンセンサの出力に基づいて超希薄空燃
比領域まで空燃比のフィードバック制御を行って上記要
求を達成しようとしている。
この場合、定常走行においては理論空燃比一定の特性と
異なり、一部の加速領域においてもり−ンな空燃比を目
標値としている。例えば、通常の加速域では空燃比２２
．５、定常走行域では空燃比２１゜５、アイドリング時
は空燃比１５．５としている。また、全負荷状態では出
力空燃比１２〜１３を用い車両動力性能を確保しようと
する。このようなリーン空燃比に移行するにつれてＮＯ
ｘは極めて減少する傾向にあり、近時におけるＮＯｘエ
ミツションの低減化に沿うものである。しかし、一方に
おいて、排出ガス規制を満足するためのＮＯｘの排出レ
ベルと許容できるトルク変動レベルの両者を満足できる
空燃比適合可能領域は狭く、精密な空燃比制御が必要と
なっている。
異なり、一部の加速領域においてもり−ンな空燃比を目
標値としている。例えば、通常の加速域では空燃比２２
．５、定常走行域では空燃比２１゜５、アイドリング時
は空燃比１５．５としている。また、全負荷状態では出
力空燃比１２〜１３を用い車両動力性能を確保しようと
する。このようなリーン空燃比に移行するにつれてＮＯ
ｘは極めて減少する傾向にあり、近時におけるＮＯｘエ
ミツションの低減化に沿うものである。しかし、一方に
おいて、排出ガス規制を満足するためのＮＯｘの排出レ
ベルと許容できるトルク変動レベルの両者を満足できる
空燃比適合可能領域は狭く、精密な空燃比制御が必要と
なっている。
ところで、過渡時において運転性を確保しつつＮ Ｏｘ
ｉｐ出量を規制値内にクリアするためには等空燃比上
を変化させなければならないが、現行技術（すなわち従
来の装置）では過渡時に等空燃比を維持する精密な制御
は未だ困難である。
ｉｐ出量を規制値内にクリアするためには等空燃比上
を変化させなければならないが、現行技術（すなわち従
来の装置）では過渡時に等空燃比を維持する精密な制御
は未だ困難である。
そのため、現状では運転性に支障を与えないように過渡
時には空燃比をリンチ化させている。しかしながら、単
に運転性確保の点から中途半端にリンチ化させたのでは
、ＮＯｘ排出量が増大し近時の要求に沿うことができな
い。
時には空燃比をリンチ化させている。しかしながら、単
に運転性確保の点から中途半端にリンチ化させたのでは
、ＮＯｘ排出量が増大し近時の要求に沿うことができな
い。
そこで本出願人は、かかる不具合を解消するため、三元
触媒本来の機能に着目し、過渡状態に移行したときは目
標空燃比を一時的に三元空燃比（例えば、λ＝１）に設
定することにより、運転性を確保しつつＮＯｘ排出量を
低減させて、近時の要求に沿う空燃比制御装置を本出願
と同時期に提案している。
触媒本来の機能に着目し、過渡状態に移行したときは目
標空燃比を一時的に三元空燃比（例えば、λ＝１）に設
定することにより、運転性を確保しつつＮＯｘ排出量を
低減させて、近時の要求に沿う空燃比制御装置を本出願
と同時期に提案している。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、上述の先願に係る装置にあっては、ＮＯｘ低
減と運転性の確保という相反する要求を高レベルで達成
しようとする点で優れたものであるが、ＮＯｘ低減をよ
り一層向上させるという観点からみると次のようにする
のが好ましいことが判明した。
減と運転性の確保という相反する要求を高レベルで達成
しようとする点で優れたものであるが、ＮＯｘ低減をよ
り一層向上させるという観点からみると次のようにする
のが好ましいことが判明した。
すなわち、三元運転移行時に単にλ＝１となる燃料を供
給したのでは、移行初期の排気空燃比がλ＝１よりも希
薄となり、三元触媒によるＮＯｘ低減が十分になされな
い場合もあり、この点で改善を図るのが望ましい。
給したのでは、移行初期の排気空燃比がλ＝１よりも希
薄となり、三元触媒によるＮＯｘ低減が十分になされな
い場合もあり、この点で改善を図るのが望ましい。
（発明の目的）
そこで本発明は、三元運転領域に移行したとき所定時間
はその移行前の目標空燃比と逆方向の空燃比となるよう
に燃料あるいは空気の供給量を制御することにより、運
転性を確保しつつＮＯｘ排出量のより一層の低減効果を
得ることのできる空燃比制御装置を提供することを目的
としている。
はその移行前の目標空燃比と逆方向の空燃比となるよう
に燃料あるいは空気の供給量を制御することにより、運
転性を確保しつつＮＯｘ排出量のより一層の低減効果を
得ることのできる空燃比制御装置を提供することを目的
としている。
（発明の構成）
本発明による空燃比制御装置はその基本概念図を第１図
に示すように、吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検
出手段ａと、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段す
と、エンジンが所定の三元運転領域にあることを検出す
る三元領域検出手段Ｃと、エンジン負荷に応じて目標空
燃比を設定し、少なくとも定常走行の一部において該目
標空燃比を理論空燃比よりリーン側に設定するとともに
、エンジンが所定の三元運転領域に移行すると目標空燃
比を三元空燃比に設定する目標設定手段ｄと、空燃比検
出手段ａの出力に基づいて目標空燃比となるように吸入
空気あるいは燃料の供給量を制御するとともに、三元運
転領域に移行したとき所定時間はその移行前の目標空燃
比と逆方向の空燃比となるように該供給量を制御する制
御手段ｅと、制御手段ｅからの信号に基づいて吸入空気
あるいは燃料の供給量を操作する操作手段ｆと、を備え
ており、運転性を確保しつつＮＯｘ排出量をより一層低
減するものである。
に示すように、吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検
出手段ａと、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段す
と、エンジンが所定の三元運転領域にあることを検出す
る三元領域検出手段Ｃと、エンジン負荷に応じて目標空
燃比を設定し、少なくとも定常走行の一部において該目
標空燃比を理論空燃比よりリーン側に設定するとともに
、エンジンが所定の三元運転領域に移行すると目標空燃
比を三元空燃比に設定する目標設定手段ｄと、空燃比検
出手段ａの出力に基づいて目標空燃比となるように吸入
空気あるいは燃料の供給量を制御するとともに、三元運
転領域に移行したとき所定時間はその移行前の目標空燃
比と逆方向の空燃比となるように該供給量を制御する制
御手段ｅと、制御手段ｅからの信号に基づいて吸入空気
あるいは燃料の供給量を操作する操作手段ｆと、を備え
ており、運転性を確保しつつＮＯｘ排出量をより一層低
減するものである。
（実施例）
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第２〜７図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。第２図において、１はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ２より吸気管３を通し
て各気筒に供給され燃料は噴射信号Ｓｉに基づいてイン
ジェクタ（操作手段）４により噴射される。そして、気
筒内の混合気は点火プラグ５の放電作用によって着火、
爆発し、排気となって排気管６を通して触媒コンバータ
７に導入され、触媒コンバータ７内で排気中の有害成分
（Ｃｏ、ＨＣ，Ｎ０ｘ）を三元触媒により清浄化して排
出される。
であり、吸入空気はエアクリーナ２より吸気管３を通し
て各気筒に供給され燃料は噴射信号Ｓｉに基づいてイン
ジェクタ（操作手段）４により噴射される。そして、気
筒内の混合気は点火プラグ５の放電作用によって着火、
爆発し、排気となって排気管６を通して触媒コンバータ
７に導入され、触媒コンバータ７内で排気中の有害成分
（Ｃｏ、ＨＣ，Ｎ０ｘ）を三元触媒により清浄化して排
出される。
吸入空気の流１１Ｑａはフラップ型のエアフローメータ
８により検出され、吸気管３内の絞弁９によって制御さ
れる。絞弁９の開度ＴＶＯは絞弁開度センサ１０により
検出され、吸気管３内における吸入空気の圧力ＰＢは圧
力センサ１１により検出される。また、吸気ポート近傍
の吸気管３内にはスワール弁１２が設けられており、ス
ワール弁１２は駆動弁１３にかかる負圧を制御している
ソレノイド弁１４に入力される制御信号Ｓｖに基づき開
閉して吸気ポートから気筒内にかけていわゆるスワール
を発生させて燃焼改善を行う。
８により検出され、吸気管３内の絞弁９によって制御さ
れる。絞弁９の開度ＴＶＯは絞弁開度センサ１０により
検出され、吸気管３内における吸入空気の圧力ＰＢは圧
力センサ１１により検出される。また、吸気ポート近傍
の吸気管３内にはスワール弁１２が設けられており、ス
ワール弁１２は駆動弁１３にかかる負圧を制御している
ソレノイド弁１４に入力される制御信号Ｓｖに基づき開
閉して吸気ポートから気筒内にかけていわゆるスワール
を発生させて燃焼改善を行う。
エンジン１の回転数Ｎはクランク角センサ１５により検
出され、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗ
は水温センサ１６により検出される。
出され、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗ
は水温センサ１６により検出される。
さらに、排気中の酸素濃度は酸素センサ（空燃比検出手
段）１７により検出され、酸素センサ１７はその出力Ｖ
ｉがリッチからリーン頭載まで広範囲な空燃比に対して
一義的に変化するタイプのもの等が用いられる。
段）１７により検出され、酸素センサ１７はその出力Ｖ
ｉがリッチからリーン頭載まで広範囲な空燃比に対して
一義的に変化するタイプのもの等が用いられる。
上記エアフローメータ８およびクランク角センサ１５は
負荷検出手段１８を構成しており、負荷検出手段１８お
よび各センサ１０．１１．１６．１７からの信号をコン
トロールユニット２０に入力される。コントロールユニ
ット２０はこれらのセンサ情報に基づいて空燃比制御、
点火時期制御およびスワール制御を行う。
負荷検出手段１８を構成しており、負荷検出手段１８お
よび各センサ１０．１１．１６．１７からの信号をコン
トロールユニット２０に入力される。コントロールユニ
ット２０はこれらのセンサ情報に基づいて空燃比制御、
点火時期制御およびスワール制御を行う。
すなわち、コントロールユニット２０は三元領域検出手
段、目標設定手段および制御手段としての機能を有し、
ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３およびＩ１０ポー
ト２４により構成される。ＣＰ Ｕ２１はＲＯＭ２２に
書き込まれているプログラムにしたがってＩ１０ボート
２４より必要とする外部データを取り込んだり、またＲ
ＡＭ２３との間でデータの授受を行ったりしながら必要
な処理値等を演算処理し、必要に応じて処理したデータ
をＩ１０ボート２４へ出力する。Ｉ１０ボート２４には
センサ群１０１１１．１５．１６．１７．１８からの信
号が入力されるとともに、Ｉ１０ポート２４からは噴射
信号Ｓｉおよび制御信号Ｓｖ（その他点火時期制御の信
号もあるがここでは省略する）が出力される。ＲＯＭ２
２はＣＰＵ２１における演算プログラムを格納しており
、ＲＡＭ２３は演算に使用するデータをマツプ等の形で
記憶している。
段、目標設定手段および制御手段としての機能を有し、
ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３およびＩ１０ポー
ト２４により構成される。ＣＰ Ｕ２１はＲＯＭ２２に
書き込まれているプログラムにしたがってＩ１０ボート
２４より必要とする外部データを取り込んだり、またＲ
ＡＭ２３との間でデータの授受を行ったりしながら必要
な処理値等を演算処理し、必要に応じて処理したデータ
をＩ１０ボート２４へ出力する。Ｉ１０ボート２４には
センサ群１０１１１．１５．１６．１７．１８からの信
号が入力されるとともに、Ｉ１０ポート２４からは噴射
信号Ｓｉおよび制御信号Ｓｖ（その他点火時期制御の信
号もあるがここでは省略する）が出力される。ＲＯＭ２
２はＣＰＵ２１における演算プログラムを格納しており
、ＲＡＭ２３は演算に使用するデータをマツプ等の形で
記憶している。
次に作用を説明する。
第３．５図はＲＯＭ２２に書き込まれている空燃比制御
のプログラムを示すフローチャートである。
のプログラムを示すフローチャートである。
第３図は三元領域判別のプログラムを示し、本プログラ
ムは所定時間（５ｍ５ｅｃ毎〉毎に一度実行される。
ムは所定時間（５ｍ５ｅｃ毎〉毎に一度実行される。
まず、Ｐ、で絞弁開度センサ１０からの信号ＴＶＯを読
み込み、これをＡ／Ｄ変換する。次いで、Ｐ２で所定の
単位時間内における絞弁開度ＴＶＯの差分値ΔＴＶＯを
演算し、Ｐ、でこれを所定の加速判別値Ａ （Ａｇｏ）
と比較する。なお、ΔＴｖＯの算出は例えば本プログラ
ムの実行毎における差分（前回と今回の値の差）を求め
るようにしてもよい。ΔＴＶＯ＞Ａのときは加速である
と判断しＰ４で加速フラグＫＦを立ててＰ５に進み、Δ
ＴＶＯ＜Ａのときは、加速でないと判断してＰ６で加速
フラグＫＦを降ろしてＰ、に進む。これにより、加速が
精度よく確実に判別される。なお、加速の判別は上記例
に限らず、例えば絞弁開度ＴＶＯ０）微分値ｄＴＶｏ／
ｄ ｔを求め、これを所定値と比較して加速を判別して
もよい。
み込み、これをＡ／Ｄ変換する。次いで、Ｐ２で所定の
単位時間内における絞弁開度ＴＶＯの差分値ΔＴＶＯを
演算し、Ｐ、でこれを所定の加速判別値Ａ （Ａｇｏ）
と比較する。なお、ΔＴｖＯの算出は例えば本プログラ
ムの実行毎における差分（前回と今回の値の差）を求め
るようにしてもよい。ΔＴＶＯ＞Ａのときは加速である
と判断しＰ４で加速フラグＫＦを立ててＰ５に進み、Δ
ＴＶＯ＜Ａのときは、加速でないと判断してＰ６で加速
フラグＫＦを降ろしてＰ、に進む。これにより、加速が
精度よく確実に判別される。なお、加速の判別は上記例
に限らず、例えば絞弁開度ＴＶＯ０）微分値ｄＴＶｏ／
ｄ ｔを求め、これを所定値と比較して加速を判別して
もよい。
Ｐ５では絞弁９が全閉位置から離れた後の経過時間Ｔｃ
を所定値ｔ０比較する。これは絞弁９が全閉から開いた
直後はエンジン１の定常走行からの加速に比して加速要
求程度が大きいからであり、これに答えて空燃比のリン
チ化（λ＝１）を図るためである。Ｔｃ＜ ｔｏのとき
はＰ７で加速フラグＫＦを判別し、Ｔ＜ｔｏのときはＰ
ａに進む。
を所定値ｔ０比較する。これは絞弁９が全閉から開いた
直後はエンジン１の定常走行からの加速に比して加速要
求程度が大きいからであり、これに答えて空燃比のリン
チ化（λ＝１）を図るためである。Ｔｃ＜ ｔｏのとき
はＰ７で加速フラグＫＦを判別し、Ｔ＜ｔｏのときはＰ
ａに進む。
Ｐ、でＫＦ−１のときは加速要求に伴うり・ノチ化条件
下にあると判断してＰ、で三元フラグＳＦを立てて今回
のルーチンを終了する。一方、Ｐ３、Ｐ、でＮＯ命令に
従ったときはリッチ化条件下にないと判断してＰ、で三
元フラグＳＦを降ろしてルーチンを終了する。
下にあると判断してＰ、で三元フラグＳＦを立てて今回
のルーチンを終了する。一方、Ｐ３、Ｐ、でＮＯ命令に
従ったときはリッチ化条件下にないと判断してＰ、で三
元フラグＳＦを降ろしてルーチンを終了する。
このように、エンジン１が所定の加速状態に移行すると
、加速要求に伴うリッチ化条件下にあるとき空燃比をλ
−１に強制的に移行させるのが望ましいという三元条件
の成立を判断する。
、加速要求に伴うリッチ化条件下にあるとき空燃比をλ
−１に強制的に移行させるのが望ましいという三元条件
の成立を判断する。
第４図は上述の三元条件をタイムチャートで示している
。第４図において、絞弁９が全閉位置から開くと、その
後の経過時間Ｔｃが所定値ｔ０の範囲内にあるとき同図
（Ｃ１に示すように加速フラグＫＦがＫＦ−１になると
三元フラグＳＦが立てられる。そして、Ｔｅｘｔ０タイ
ミングでＫＦ−０になると同タイミングで三元フラグＳ
Ｆが降ろされる。
。第４図において、絞弁９が全閉位置から開くと、その
後の経過時間Ｔｃが所定値ｔ０の範囲内にあるとき同図
（Ｃ１に示すように加速フラグＫＦがＫＦ−１になると
三元フラグＳＦが立てられる。そして、Ｔｅｘｔ０タイ
ミングでＫＦ−０になると同タイミングで三元フラグＳ
Ｆが降ろされる。
第５図は空燃比制御のプログラムを示し、本プログラム
はエンジン回転に同期して実行される。
はエンジン回転に同期して実行される。
まず、ｐＨで三元フラグＳＦが立っているか否かを判別
し、５Ｆ−１のときはＰＩ２で三元条件成立後所定のシ
フト期間Ｔｓが経過したか否かを判別する。シフト期間
Ｔｓが経過していないときはＰＩ３で目標空燃比ＫＭＲ
を三元空燃比（以下、これをＫＭＲｓｔと表す）にセッ
トするとともに、これをリッチ側に所定量だけシフトさ
せるための増量分ＫＡを加える。なお、三元空燃比とは
三元触媒本来の機能が有効に発揮される空燃比であれば
よく、本実施例ではこれをλ−１の理論空燃比としてい
る。
し、５Ｆ−１のときはＰＩ２で三元条件成立後所定のシ
フト期間Ｔｓが経過したか否かを判別する。シフト期間
Ｔｓが経過していないときはＰＩ３で目標空燃比ＫＭＲ
を三元空燃比（以下、これをＫＭＲｓｔと表す）にセッ
トするとともに、これをリッチ側に所定量だけシフトさ
せるための増量分ＫＡを加える。なお、三元空燃比とは
三元触媒本来の機能が有効に発揮される空燃比であれば
よく、本実施例ではこれをλ−１の理論空燃比としてい
る。
したがって、このときの目標空燃比ＫＭＲは次式■で表
される。
される。
ＫＭＲ＝ＫＭＲｓｔ＋ＫＡ −■
また、シフト期間Ｔｓが経過しているときはＰ１４で目
標空燃比ＫＭＲを三元空燃比Ｋ Ｍ Ｒｓｔにセットす
るのみで、増量分ＫＡの付加を行わない。
標空燃比ＫＭＲを三元空燃比Ｋ Ｍ Ｒｓｔにセットす
るのみで、増量分ＫＡの付加を行わない。
尚、シフト期間Ｔｓは機関の運転状態に応じて決定する
。
。
一方、上記ステップＰ、で５Ｆ−０のときは三元条件が
成立していないので、ＰＩＳで通常の目標空燃比ＫＭＲ
をそのときのエンジン負荷に応じてテーブルルックアッ
プにより決定する。通常の目標空燃比ＫＭＲは従来例と
同様に主に希薄空燃比領域において幅広く設定され、い
わゆる希薄燃焼システムを考慮したものとなる。
成立していないので、ＰＩＳで通常の目標空燃比ＫＭＲ
をそのときのエンジン負荷に応じてテーブルルックアッ
プにより決定する。通常の目標空燃比ＫＭＲは従来例と
同様に主に希薄空燃比領域において幅広く設定され、い
わゆる希薄燃焼システムを考慮したものとなる。
次いで、ＰＩ６で次式〇に従って燃料噴射量Ｔｉを演算
し、目標空燃比となるように空燃比のフィードバック制
御（Ｆ ／ Ｂ ＩＩ御）を実行する。
し、目標空燃比となるように空燃比のフィードバック制
御（Ｆ ／ Ｂ ＩＩ御）を実行する。
Ｔｉ −ＱＡＣＹＬＸＫＭＲｘＣＯＥＦＸＡＬＰＨＡ＋
Ｔｓ・・・・・・■ 但し、Ｔｉ：インジェクタのパルス幅で表される ＡＬＰＨＡ：空燃比のフィードバック補正係数 Ｔｓ：無効パルス幅（電圧補正分） ０式において、ＱＡＣＹＬは１気筒当たりの空気流量に
相当しており、吸気温度による補正等も加味されている
。この場合、本実施例ではＱＡＣＹＬは定常状態ではエ
アフローメータ８の出力に基づいて算出され、過渡状態
に移行すると絞弁開度ＴＶＯおよび圧力センサー１の信
号ＰＢに基づく補正が加えられて算出される。このよう
うなＱＡＣＹＬの演算を行うのは過渡時においても正確
な空気流量情報を得るためで、この情報精度が悪いと空
燃比制御において噴射量操作の実効が図れないからであ
り近時の精密な空燃比制御に対応するためである。これ
については詳細を後述する。
Ｔｓ・・・・・・■ 但し、Ｔｉ：インジェクタのパルス幅で表される ＡＬＰＨＡ：空燃比のフィードバック補正係数 Ｔｓ：無効パルス幅（電圧補正分） ０式において、ＱＡＣＹＬは１気筒当たりの空気流量に
相当しており、吸気温度による補正等も加味されている
。この場合、本実施例ではＱＡＣＹＬは定常状態ではエ
アフローメータ８の出力に基づいて算出され、過渡状態
に移行すると絞弁開度ＴＶＯおよび圧力センサー１の信
号ＰＢに基づく補正が加えられて算出される。このよう
うなＱＡＣＹＬの演算を行うのは過渡時においても正確
な空気流量情報を得るためで、この情報精度が悪いと空
燃比制御において噴射量操作の実効が図れないからであ
り近時の精密な空燃比制御に対応するためである。これ
については詳細を後述する。
Ｃ０ＥＦは燃料の遅れ補正係数であり、過渡時に燃料量
を補正するものである。その値は燃料の気化や壁流割合
によって定められるものであるが、具体的には加減速の
大小や機関暖機状態および運転状態、始動後か否か等に
よって算出される。ＡＬＰＨＡは酸素センサ１７によっ
て検出された空燃比に基づいて目標空燃比となるように
噴射量をフィードバック制御するときの補正係数である
。
を補正するものである。その値は燃料の気化や壁流割合
によって定められるものであるが、具体的には加減速の
大小や機関暖機状態および運転状態、始動後か否か等に
よって算出される。ＡＬＰＨＡは酸素センサ１７によっ
て検出された空燃比に基づいて目標空燃比となるように
噴射量をフィードバック制御するときの補正係数である
。
したがって、リーン運転から三元運転領域に移行すると
、前述の第４図に併せて示すように移行初期はシフト期
間Ｔｓだけλ＝１よりもなおリッチ側に目標空燃比ＫＭ
Ｒが設定される。これにより、移行初期に排気空燃比が
一時的にλ−１よりもリッチな状態となって先願例に比
して三元触媒が早期にλ＝１の雰囲気となる。その結果
、特に移行時におけるＮＯｘ排出量をより一層低減させ
ることができる。なお、リーンからλ＝１に移行した場
合は触媒中に余剰の酸素０２がある状態であるから、λ
−１より若干リンチ側にシフトさせることでこの０２が
早く消費されるため上記低減効果が発揮される。
、前述の第４図に併せて示すように移行初期はシフト期
間Ｔｓだけλ＝１よりもなおリッチ側に目標空燃比ＫＭ
Ｒが設定される。これにより、移行初期に排気空燃比が
一時的にλ−１よりもリッチな状態となって先願例に比
して三元触媒が早期にλ＝１の雰囲気となる。その結果
、特に移行時におけるＮＯｘ排出量をより一層低減させ
ることができる。なお、リーンからλ＝１に移行した場
合は触媒中に余剰の酸素０２がある状態であるから、λ
−１より若干リンチ側にシフトさせることでこの０２が
早く消費されるため上記低減効果が発揮される。
本実施例では三元領域への移行として加速時を例として
説明したが、本発明は加速時の場合に限られず、三元領
域への移行であれば減速時のような場合も含まれる。減
速時のような場合に、例えばリッチからλ−１に移行す
る場合は目標空燃比ＫＭＲが所定のシフト期間Ｔｓはλ
−１よりもリーン側にシフトして設定される。このとき
は、触媒中に未燃ガスが余っている状態であるからλ＝
１より若干リーン側にシフトさせることでこの未燃ガス
が早く消費されて本実施例同様にＮＯｘのより一層の低
減効果が発揮される。
説明したが、本発明は加速時の場合に限られず、三元領
域への移行であれば減速時のような場合も含まれる。減
速時のような場合に、例えばリッチからλ−１に移行す
る場合は目標空燃比ＫＭＲが所定のシフト期間Ｔｓはλ
−１よりもリーン側にシフトして設定される。このとき
は、触媒中に未燃ガスが余っている状態であるからλ＝
１より若干リーン側にシフトさせることでこの未燃ガス
が早く消費されて本実施例同様にＮＯｘのより一層の低
減効果が発揮される。
なお、本実施例では目標空燃比ＫＭＲそのものをシフト
させているが、これに限らず、例えばフィードバック制
御の基となるベース空燃比（オープン空燃比）の段階で
シフトさせるようにしてもよい。また、空燃比のシフト
に際しては燃料量のみに限らず、例えば空燃比の他方の
パラメータである空気の量を変えるようにしてもよいこ
とは勿論である。
させているが、これに限らず、例えばフィードバック制
御の基となるベース空燃比（オープン空燃比）の段階で
シフトさせるようにしてもよい。また、空燃比のシフト
に際しては燃料量のみに限らず、例えば空燃比の他方の
パラメータである空気の量を変えるようにしてもよいこ
とは勿論である。
ここで、最後に前述の気筒流人空気量ＱＡＣＹＬの算出
について説明する。
について説明する。
ＱＡＣＹＬの演算を加速の場合を一例として図示すると
第６図のように示される。
第６図のように示される。
第６図において、ｔ＝Ｑなるタイミングでアクセルの踏
込が開始されて絞弁開度ＴＶＯが変化し始めると圧力セ
ンサ１１の主波形ＰＢを信号処理した波形ＰＢＸは脈動
抑制効果のため期間ｔ２だけ遅れて変化し始める。また
ＰＢＸを基に予測処理した圧力補正流量値ＱＡＣＹＬ
’もかなり補正されてはいるものの、やはり期間ｔ＋（
Ｌ＋＜Ｌｘ）の遅れをもって変化し始めており、気筒に
吸入されたと予想される真の空気流量ＱＡＣＹＬとは図
中のハンチング部分（ΔＱＡＣＹＬ）のズレがある。し
たがって、このような過渡時に空気流量の検出精度が低
下する。本実施例ではこれを是正している。
込が開始されて絞弁開度ＴＶＯが変化し始めると圧力セ
ンサ１１の主波形ＰＢを信号処理した波形ＰＢＸは脈動
抑制効果のため期間ｔ２だけ遅れて変化し始める。また
ＰＢＸを基に予測処理した圧力補正流量値ＱＡＣＹＬ
’もかなり補正されてはいるものの、やはり期間ｔ＋（
Ｌ＋＜Ｌｘ）の遅れをもって変化し始めており、気筒に
吸入されたと予想される真の空気流量ＱＡＣＹＬとは図
中のハンチング部分（ΔＱＡＣＹＬ）のズレがある。し
たがって、このような過渡時に空気流量の検出精度が低
下する。本実施例ではこれを是正している。
まず、ＱＡＣＹＬ’は次式〇に従って演算される。
ＱＡＣＹＬ ’ ＝ＰＢＸ＋αΔＰＢ ・・・・・・
００式において、ＰＢＸは圧力センサ１１の出力を脈動
抑制のために信号処理した波形であり、ΔＰＢは吸気圧
力ＰＢの所定の単位時間内における差分値である。また
、αは回転数Ｎの関数である。
００式において、ＰＢＸは圧力センサ１１の出力を脈動
抑制のために信号処理した波形であり、ΔＰＢは吸気圧
力ＰＢの所定の単位時間内における差分値である。また
、αは回転数Ｎの関数である。
このような演算を行うのは、空気の方が燃料よりも遅く
まで気筒に吸入されるため噴射量を決定する際に気筒に
入る空気量を予測するためであり、圧力センサ１１の出
力を脈動処理したものにΔＰＢを７倍したものをつけ加
えて予測している。
まで気筒に吸入されるため噴射量を決定する際に気筒に
入る空気量を予測するためであり、圧力センサ１１の出
力を脈動処理したものにΔＰＢを７倍したものをつけ加
えて予測している。
一方、上述のハンチング部分のズレを補正するために、
最も早く動き出す絞弁開度ＴＶＯに着目し、次式■に従
ってズレの補正骨である流量補正値ΔＱＡＣＹＬを演算
する。
最も早く動き出す絞弁開度ＴＶＯに着目し、次式■に従
ってズレの補正骨である流量補正値ΔＱＡＣＹＬを演算
する。
ΔＱＡＣＹＬ＝ （ΔＴＶＯ／Ｎ）ＸＩＮＴＱＡ・・・
・・・■ ０式において、Ｉ ＮＴＱＡは過渡初期の空気流量ＱＡ
ＣＹＬであり、例えば絞弁開度ＴＶＯの変化を用いる。
・・・■ ０式において、Ｉ ＮＴＱＡは過渡初期の空気流量ＱＡ
ＣＹＬであり、例えば絞弁開度ＴＶＯの変化を用いる。
この０式は、ΔＴＶ○／Ｎすなわち、１回転当たりの差
分値ΔＴＶＯ（絞弁開度ＴＶＯの所定単位時間当りの差
）がある運転条件では空気流量を代表しており、これに
Ｉ ＮＴＱＡを乗じてやれば実際の空気流量とセンサ情
報に基づく流量算出量との相関のズレを十分に補正でき
ることを意味している。このΔＱＡＣＹＬをＱＡＣＹＬ
゛に加えたもの（ＱＡＣＹＬ＝ΔＱＡＣＹＬ＋ＱＡＣＹ
Ｌ ’）は図に示すように絞弁開度ＴＶＯの変化に相関
しており、気筒に吸入されたと予想される真の空気流量
に正確に対応したものとなる。
分値ΔＴＶＯ（絞弁開度ＴＶＯの所定単位時間当りの差
）がある運転条件では空気流量を代表しており、これに
Ｉ ＮＴＱＡを乗じてやれば実際の空気流量とセンサ情
報に基づく流量算出量との相関のズレを十分に補正でき
ることを意味している。このΔＱＡＣＹＬをＱＡＣＹＬ
゛に加えたもの（ＱＡＣＹＬ＝ΔＱＡＣＹＬ＋ＱＡＣＹ
Ｌ ’）は図に示すように絞弁開度ＴＶＯの変化に相関
しており、気筒に吸入されたと予想される真の空気流量
に正確に対応したものとなる。
すなわち、加速時における吸入空気の算出を正確なもの
として気筒内に吸入される空気流量の検出精度を飛招的
に高めることがでる。なお、検出精度の向上は上述した
加速の例に限らず、減速の場合にも発揮されることは勿
論である。
として気筒内に吸入される空気流量の検出精度を飛招的
に高めることがでる。なお、検出精度の向上は上述した
加速の例に限らず、減速の場合にも発揮されることは勿
論である。
そして、ΔＱＡＣＹＬによる補正が終了するとＱＡＣＹ
Ｌ ′によって空気流量が算出され、さらにＱＡＣＹＬ
’がＰＢＸに等しくなると以後はフラップ型エアフロー
メータ８の出力に基づいて空気流量が算出される。但し
、ＱＡＣＹＬ’＝ＰＢＸとなった以降は圧力センサ１１
の出力から直接に空気流量を算出してもよい。
Ｌ ′によって空気流量が算出され、さらにＱＡＣＹＬ
’がＰＢＸに等しくなると以後はフラップ型エアフロー
メータ８の出力に基づいて空気流量が算出される。但し
、ＱＡＣＹＬ’＝ＰＢＸとなった以降は圧力センサ１１
の出力から直接に空気流量を算出してもよい。
このように、正確な空気流量情報に基づいているから前
述のフィードバック制御も精密なものとなる。
述のフィードバック制御も精密なものとなる。
（効 果）
本発明によれば、三元運転領域に移行したとき所定期間
はその移行前の目標空燃比と逆方向の空燃比となるよう
に燃料あるいは空気の供給量を制御しているので、運転
性を確保しつつＮＯｘ排出量のより一層の低減効果を得
ることができ、近時の要求に沿う希薄燃焼システムを提
供することができる。
はその移行前の目標空燃比と逆方向の空燃比となるよう
に燃料あるいは空気の供給量を制御しているので、運転
性を確保しつつＮＯｘ排出量のより一層の低減効果を得
ることができ、近時の要求に沿う希薄燃焼システムを提
供することができる。
第１図は本発明の基本概念図、第２〜６図は本発明の一
実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第３
図はその三元領域判別のプログラムを示すフローチャー
ト、第４図はその三元条件成立の作用を説明するための
タイムチャート、第５図はその空燃比制御のプログラム
を示すフローチャート、第６図はその空気流量算出の作
用を説明するための波形図である。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジェクタ（操作手段）、１８・・・
・・・負荷検出手段、 ２０・・・・・・コントロールユニ・ノド（三元類＋ｔ
ｉ ＋Ｉｉ 山手段、目標設定手段、制御手段）。
実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第３
図はその三元領域判別のプログラムを示すフローチャー
ト、第４図はその三元条件成立の作用を説明するための
タイムチャート、第５図はその空燃比制御のプログラム
を示すフローチャート、第６図はその空気流量算出の作
用を説明するための波形図である。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジェクタ（操作手段）、１８・・・
・・・負荷検出手段、 ２０・・・・・・コントロールユニ・ノド（三元類＋ｔ
ｉ ＋Ｉｉ 山手段、目標設定手段、制御手段）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ａ）吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 ｂ）エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、ｃ）エ
ンジンが所定の三元運転領域にあることを検出する三元
領域検出手段と、 ｄ）エンジン負荷に応じて目標空燃比を設定し、少なく
とも定常走行の一部において該目標空燃比を理論空燃比
よりリーン側に設定するとともに、エンジンが所定の三
元運転領域に移行すると目標空燃比を三元空燃比に設定
する目標設定手段と、 ｅ）空燃比検出手段の出力に基づいて目標空燃比となる
ように吸入空気あるいは燃料の供給量を制御するととも
に、三元運転領域に移行したとき所定時間はその移行前
の目標空燃比と逆方向の空燃比となるように該供給量を
制御する制御手段と、 ｆ）制御手段からの信号に基づいて吸入空気あるいは燃
料の供給量を操作する操作手段と、 を備えたことを特徴とする空燃比制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61003199A JPS62162746A (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 空燃比制御装置 |
| US07/001,328 US5009210A (en) | 1986-01-10 | 1987-01-07 | Air/fuel ratio feedback control system for lean combustion engine |
| DE19873700401 DE3700401A1 (de) | 1986-01-10 | 1987-01-08 | Gemischregelvorrichtung fuer einen magermotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61003199A JPS62162746A (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62162746A true JPS62162746A (ja) | 1987-07-18 |
Family
ID=11550752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61003199A Pending JPS62162746A (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 空燃比制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5009210A (ja) |
| JP (1) | JPS62162746A (ja) |
| DE (1) | DE3700401A1 (ja) |
Families Citing this family (63)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3870782D1 (de) * | 1987-09-22 | 1992-06-11 | Japan Electronic Control Syst | Elektronische steuerungsvorrichtung fuer das kraftstoff-luftverhaeltnis eines inneren verbrennungsmotors. |
| US4878473A (en) * | 1987-09-30 | 1989-11-07 | Japan Electronic Control Systems Co. Ltd. | Internal combustion engine with electronic air-fuel ratio control apparatus |
| JPH04314965A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-11-06 | Nippondenso Co Ltd | 点火時期制御装置 |
| DE4118575C2 (de) * | 1991-06-06 | 2000-02-03 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Lambdareglerparameters |
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| JP2000008911A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | エンジン用燃料噴射量制御装置 |
| DE10004416A1 (de) * | 2000-02-02 | 2001-08-09 | Delphi Tech Inc | Verfahren zum Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einem Verbrennungsmotor |
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-
1987
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5009210A (en) | 1991-04-23 |
| DE3700401C2 (ja) | 1989-05-11 |
| DE3700401A1 (de) | 1987-07-16 |
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