JPS6217340A - 空燃比制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は多気筒内燃機関の空燃比を制御する装置に関す
る。

［従来の技術］ 最近、一部の自動車に、理論空燃比よりも大きな空燃比
、つまり８薄な空燃比でも運転可能な内燃機関が搭載さ
れつつおる。そして、この種の多気筒内燃機関の空燃比
制御で市って、機関負荷の増大に応じて設定空燃比を前
記の希薄空燃比から　　　′徐々に理論空燃比に変更し
てゆくことにより、加速性の向上と同時に設定空燃比切
換時のトルク変化の抑制を図ることを目的とする提案が
特開昭５８−５３６５９号公報に示されている。

［発明が解決しようとする問題点」 ところで、希薄空燃比て運転可能な多気筒内燃機関でお
っても通常の内燃機関と同様、機関冷間時に暖は促進を
図ることが望まれ、空燃比制御０装置において、この方
策として、例えば、機関温度を代表する冷却水温が暖は
要求の有無を表わす−、定値の基準温度以下にあるとぎ
、空燃比を理論空燃比に設定することが考えられる。

しかしながら、冷却水温か一定値の基準温度以下にある
とき、空燃比を一律に理論空燃比に設定することは、本
来、冷却水温か前記基準温度以下の基準温度近傍であり
、かつ機関か高回転してい、β、あるいは低負荷で必る
運転域においては８薄空燃比で運転可能であることから
、このような運転域で燃費の悪化を招いている。

本発明はこの点にかんがみ、前記のような運転域では希
薄空燃比で運転するよう、前記基準温度を機関の高回転
または低負荷時には小さく設定し、燃費向上を図ること
を目的とする。更に、本発明は、冷却水温が前記基準温
度を超えると設定空燃比を理論空燃比から徐々に希薄空
燃比に移行させることにより、設定空燃比切換時のトル
ク変化を抑制することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、第１図に°　　　
示すように、 ８薄空燃比で運転可能な多気筒内燃機関１の空燃比を制
御する装置において、 冷却水温にしたかった信号を発生する第１の手段２と、 機関の高回転または低負荷なる運転状態をｖ、１］別す
る第２の手段３と、 を乙 前ｌ第１、第２の手段２．３からの信号にしたかい、冷
却水温が予め暖機要求有無の判断基準でおる第１の基準
温度よりも低く設定した第２の基超えると、空燃比を徐
々に希薄空燃比に変更すべく各気筒に対する設定空燃比
を所定数の機関回転ごとに１気筒づつ理論空燃比から希
薄空燃比に切換えてゆく第３の手段４と を備えることを特徴とする。

［作用］ このように、理論空燃比から希薄空燃比への切換判断は
、単に暖機要求の有無を表わす基準温度に基づいて行な
うのではなく、冷間時ではあっても希薄空燃比で運転が
可能な運転域も部分的に表わす基準温度に基づいて行な
うようにしたため、暖機の促進と同時に燃費を向上させ
ることができる。また、理論空燃比から希薄空燃比への
切換に当って、所定数の回転ごとに１気筒づつ、希薄空
燃比に切換えるようにしたため、トルク変化を抑制りる
ことかできる。

［発明の実施例］ 本発明が４気筒内燃機関に適用された実施例を第２図な
いし第５図を参照しつつ説明する。

本実施例の構成を示す第２図において、中央制御ｌ装置
１０は入力側に、機関の回転角を検出するとともに回転
数を検出するためのクランク角センサ２０であって少な
くとも１８０’ＣＡごとにパルスを発生するもの、機関
の負荷を検出するためのエアフロメータ３０であって吸
入空気聞にしたがった信号を発生するもの、および機関
温度を検出するための水温センサ２であって冷却水温に
したがった信号を発生するものがそれぞれ電気的に接続
され、−力出力側には一インジェクタ４０が電気的に接
続されている。

中央制御装置１０においては、第３図に示すように、ク
ランク角センサ２０からのＮ　Ｅ信号およびエアフロメ
ータ３０からのＱ信号を受け、この両信号により示され
る機関運転状態に対応して、空燃比が理論空燃比となる
べく基本のインジェクタ開弁時間、つまり基本パルス幅
を演算手段１０１により演算する。この演算結果に対応
する信号Ｓ１は第１の掛算手段１０２ａにより第１の補
正係数６９定手段１０３ａからの入力信号Ｓ２ａ、つま
り値ｒ１．ＯＪを示す信号と掛算され、この結果を表わ
す信＠Ｓ３８が駆動パルス生成手段１０４の１つの入力
端へ送出されるとともに、前記演算結果に対応する信号
Ｓ１は第２の掛算手段１０２ｂにより第２の補正係数設
定手段１０３ｂからの入力信号Ｓ２ｂ、つまりｒｌ、Ｏ
Ｊよりも小ざな値を示す信号と掛算され、この結果を表
わす信号Ｓ３ｂが駆動パルス生成手段１０４の伯の１つ
の入力端へ送出される。駆動パルス生成手段１０４は、
後述するように、両信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂを比較手段１０
５からの信号Ｓ４に応じて、ＮＥ倍信号よる出力タイミ
ングで、対応する駆動パルスに変換し、出力する。この
出力される駆動パルスＳ６ａ、Ｓ６ｂ、Ｓ６ｃ、Ｓ６ｄ
の（固々のものは、第１気筒のインジェクタ４０−１の
ソレノイド４Ｏ−１ａへの通電を断続するパワートラン
ジスタ：、〕○−１、第２気筒に対する同様な他の１つ
のトランジスタ５０−２、第３気筒に対する同様な他の
１つのトランジスタ５０−３、第４気筒に対する同様な
他の１ヘランジスタ５０−４の個々のベースのいずれか
１つに対して印加され、この印加によるトランジスタ５
０のオンへのスイッチング、このスイッチングによるソ
レノイド４０ａへの通電開始によりインジェクタ４０が
開弁動作し、前記駆動パルスの時間幅とほぼ等しい時間
だ【プインシエクタ４０か開弁され、この量弁時間に対
応する量の燃料か）実開燃焼室へ噴射される。

比較手段１０５には基準温度設定手段１０６の信号Ｓ５
か入力される。この基準温度設定手段１０６は、回転数
に応じて定められる基準温度で必つで図示すろように、
高回転のときの値か小さく設定されかつヒステリシスを
もつものを回転故に対応してマツプとして予め記憶して
おぎ、このマツプをらとに、入力されてくるＮＥ倍信号
もとづ゛く回転数に対する基準温度を示す信号Ｓ５を比
較手段１０５に送出する。比較手段１０５はこの信号Ｓ
５とＴ　Ｉ−Ｉ　Ｗ信号とを受け、検出水温と基（Ｍ温
度とを比較し、この比較結果を示す信号８４を駆動パル
ス生成手段１０４へ送出する。この（３月８４としては
、例えば、検出水温が基準温度以下であるときは論理「
１」、基準温度より大きいとぎは論理ｒＯＪとする。

駆動パルス生成手段１０４は、比較手段１０５から、検
出水温が基準温度以下であることを示す論理「１」の信
号Ｓ４を受（プているときは、ＮＥ倍信号より定められ
る各気筒の噴射開始タイミングごとに、第１の掛算手段
１０２ａからの信号Ｓ３ａをこの信号値に対応するパル
ス幅の駆動パルスに変換してゆくとともに、例えば第１
．第２゜第３．第４気筒というような予め定められた順
序にしたがって１パルスづつ分配する。

また、１駆動パルス生成手段１０４は、信号Ｓ４が、検
出水温か基準温度以下であることを示す論理「１」から
基準温度より大ぎいことを示す論理ｒＯＪに反転して入
力されてくると、この入力直後の噴射開始タイミング（
第１回目のタイミングと呼ぶ）では第２の掛算手段１０
２ｂからの信号Ｓ３ｂを駆動パルスに変換し、次の噴射
開始タイミング、つまり第２回目のタイミング、第３回
目のタイミングおよび第４回目のタイミングではいずれ
も第１の掛算手段１０２ａからの信号Ｓ３ａを駆動パル
スに変換する。そして第５回目、第６回目のタイミング
では信号Ｓ３ｂを、第７回目、第８回目のタイミングで
は信＠Ｓ３ａを駆動パルスに変換する。そして第９回目
、第１０回目、第１１回目のタイミングでは信号Ｓ３ｂ
を、第１２回目のタイミングでは信号Ｓ３ａを駆動パル
スに変換する。そして第１３回目以降のタイミングでは
比較手段１０５からの信＠Ｓ４が再び論理「１」として
入力されてこない限り、信＠Ｓ３ｂを駆動パルスに変換
しつづ（りる。

第４図は、萌述したような比較手段４の出力信号Ｓ４か
論理「１」から論理ｒＯＪへ反転される前後における駆
動パルスＳ６のパルス幅変化を説明するためのタイミン
グチャートを示している。

図において、Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、Ｓ７ｃ、Ｓ７ｄは駆動パ
ルス生成手段１０４において、信＠Ｓ３ａにしたがった
情報、例えばダウンカウンタのブリレフ１〜値またはコ
ンデンサの充電電圧、および信号Ｓ３ｂにしたがった前
記と同様な情報のいり゛れかを信号Ｓ４の論理レベルお
よびＮＥ倍信号もとづいて選択し、ダウンカウントまた
は放電させるときのカウント値または充電電圧を表わし
てあり、このカラン（〜値が「０」ではなく、または充
電電圧が零ポルＩ〜ではないとぎ、駆動パルスが発生さ
れる。

この図に示すように、駆動パルスＳ６は、ＮＥ倍信号同
期したタイミングで、信号Ｓ４にしたがって信号Ｓ３ａ
または信＠Ｓ３ｂのいずれかが一旦信＠Ｓ７に変換され
た上で生成され、そのパルス幅は、信＠Ｓ４が論理「１
」のときは第１．第２．第３．第４気筒に対するすべて
のパルスについて大きく、Ｓ４が論理ｒＯＪに反転する
と、最初の機関１回転目では第１気筒に対するパルスの
みが、第２回転目では第１．第２気筒に対するパルスが
、第３回転目では、第１．第２．第３気筒に対覆るパル
スが、第４回転目以降ではすべての気筒に対するパルス
が小さくなる。

第５図は第３図ないし第４図を参照して前述したような
処理と同様な処理をマイクロコンピュータにより実行す
る場合のフローチャートを示している。

この図全体に示す処理は、機関１回転ごとに開始され、
まず前述した基準温度設定手段１０６と同様に回転数に
したがった基準温度を設定するく図中の符号２０１）。

次に前記比較手段１０５と同様に検出水温と前記設定さ
れた基準温度とを比較する（２０２）。

以後、検出水温が基Ｑ温度以下であると判断されたとき
から、その後、基準温度を超えたと判断され、この判断
が引き続き維持される場合を例に説明覆る。検出水温が
基準温度以下であると判断されつづけている間は、第１
．第２．第３．第４気筒に対する設定空燃比の補正係数
Ｋｌ　、　Ｋ２　。

Ｋ３．に４をすべて理論空燃比に対応するＫＲに設定す
る（２０３）。このＫＲは前述した値「１」の補正係数
に対応する。そして、検出水温か基準温度より大きいと
判断されるようになると、この判断直後において、補正
係数に１は希薄空燃比に対応するＫ［に、他の補正係数
に２．に３．に４はＫＲのままに設定する（２０４．２
０５＞。そして次回の処理、つまり判定切換わり後第２
回目の処理においては、Ｋｌ　、に２はＫＬに、Ｋ３゜
Ｋ４はＫＲに設定する（２０６，２０７＞。そして第３
回目の処理においては、Ｋｌ　、　Ｋ２　、　Ｋ３はＫ
［に、Ｋ４はＫＲに設定する（２０８，２０９）。そし
て第４回目以降の処理においては、Ｋ１、に２．に３．
に４のすべてをＫＬに設定する（２１０）。

以上のように、基準温度は機関が冷間時ではあっても希
薄空燃比でも運転が可能な高回転時に小さな値に設定し
たため、高回転時には水温が比較的低いときであっても
設定空燃比を希薄空燃比にすることができ、燃費を向上
させることができる。

また、理論空燃比から希薄空燃比へ設定空燃比を切り換
えるに当って、機関の１回転（複数回転でしよい）ごと
に１気筒づつ設定空燃比を希薄空燃比に変更するように
したため、トルク変化が小ざく抑えられる。

なお、上述した実施例は回転数にしたがって基４（温度
を設定するようにしているが、この設定をこの回転数の
代りに吸入空気量など機関の負荷にしたがって行なうよ
うにしてもよく、この場合、低負荷時の基準温度は小さ
く設定する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、希薄空燃比で運
転可能な運転域に対して設定空燃比を希薄空燃比に設定
できるようにしたため、燃費の向上が達成できる。また
、このような空燃比設定に付随して、設定空燃比を理論
空燃比から徐々に希薄空燃比に変更覆るようにしたため
トルク変化を小ざく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図ないし第５図は本発明
の一実施例を示し、第２図は全体構成図、第３図は中央
制御装置のブロック図、第４図は処理動作を説明するた
めのタイミングチャート、第５図は第３図のブロック構
成とほぼ同等なフローチ１／−１〜である。 １・・・・・・多気筒内燃機関 ２・・・・・・水温検出手段（第１の手段）１０・・・
中央制御装置 ２０・・・クランク角センサ ３０・・・エア７０メータ ４０・・・インジェクタ １０１．１０２，１０３，１０４．１０５・・・第３の
手段 １０６・・・第２、第３の手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　希薄空燃比で運転可能な多気筒内燃機関の空燃比を
   制御する装置において、 冷却水温にしたがった信号を発生する第１の手段と、 機関の高回転または低負荷なる運転状態を判別する第２
   の手段と、 前記第１、第２の手段からの信号にしたがい、冷却水温
   が予め暖機要求有無の判断基準である第１の基準温度よ
   りも低く設定した第２の基準温度に対して低いとき、空
   燃比を理論空燃比に設定し、かつ、冷却水温が前記第２
   の基準温度を超えると、空燃比を徐々に希薄空燃比に変
   更すべく各気筒に対する設定空燃比を所定数の機関回転
   ごとに１気筒づつ理論空燃比から希薄空燃比に切換えて
   ゆく第３の手段と を備えることを特徴とする空燃比制御装置。