JPS63150439A

JPS63150439A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPS63150439A
Application number: JP61299266A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hotate; 保立　誠; Katsuhiko Yokooku; 横奥　克日子
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-06-23

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するものである。

（従来技術）最近では空燃比制御におけるエンノンの目標空燃比を当
該エンジンの運転状態に応じて可変ならしめることによ
り、定常運転時や減速運転時などのように高出力が要求
されない運転領域では相当な希薄空燃比によるリーンバ
ーン運転を行ない、燃費の節減やＮ０ｘ（チッ素酸化物
）の低減を図るようにしたエンジンの制御装置が多く提
案されろようになっている（例えば特開昭５７−２１０
１３７号公報参照）。

一方、また上記ＮＯｘの低減の見地からは排気−ガスの
一部を再度エンジンに供給して燃焼温度を降下させる排
気再循環システム（Ｅ　Ｇ　Ｒシステム）が従来から良
く知られている。

ところで、上記リーンバーン運転によるＮＯｘの低減効
果は、上記リーンバーン運転が定常走行時や減速走行時
などの高出力を要求されない領域に限られることから、
例えば加速時や登板走行時等の高負荷時には期待するこ
とができない。従って、これらの領域をも含めた広い運
転領域においてＮＯＸの低減を図ろうとすると、上記リ
ーンバーン運転機能を備えたエンジンに対して上記ＥＧ
Ｒシステムを付加するようにすればよい。

ところが、上記のようにリーンバーン運転システムとＥ
ＧＲシステムとを組合せた場合には、次の点が問題とな
る。

すなわち、通常上記リーンバーン運転システムでは、上
記加速時等の高負荷運転時には高出力が要求されるとこ
ろがら空燃比補正係数がλ−１の理論空燃比（１４，７
）を中心とした目標空燃比によって空燃比制御が行われ
るから、該状態では上記ＥＧＲシステムによって排気ガ
スを導入してもそれ程の空燃比の変動はなく安定した運
転状態を維持することができる。

しかし、他方上記リーンバーン領域では、例えば空燃比
補正係数λが１よりも相当に大きい目標空燃比２２〜２
５程度の希薄空燃比となるために、該状態ではＥＧＲシ
ステムを稼動させることができないし、また該領域では
本来ＮＯＸが殆んど排出されないからＥＧＲを行う必要
はないことになる。

従って、上記のようにリーンバーンシステムとＥＧＲシ
ステムとを組合せたエンジンの制御装置では、エンジン
の運転状態が加速状態等の空燃比補正係数がλ−１を中
心として決定される運転領域からそれ以外の定常走行や
減速走行等のリーンバーン運転領域に移行した場合には
、当該移行時点で目標空燃比をリーン値に切換えると同
時に上記ＥＧＲシステムの作動を停止（Ｅ　Ｇ　Ｒバル
ブ閉弁）させるように構成しなければならない。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上記のように空燃比補正係数え＝１の領域か
らその他のリーンバーン領域に移った時点で目標空燃比
をリーンにすると同時に上記のようにＥＧＲカットを行
うようにすると、次のような問題を生じる。

すなわち、上記エンジンに実際に供給されるＥＧＲ量は
、通常ダイヤフラム弁によって構成されているＥＧＲバ
ルブそのものの応答遅れとともに排気側に位置するＥＧ
Ｒバルブからエンジン吸気通路までのデッドボリューム
かあるために、上記運転領域移行時にＥＧＲバルブを閉
弁しても直ちにＥＧＲの供給が停止される訳ではなく実
際には第６図（ｃ）に示すように空燃比がリーン状態に
切換えられて、なお且つ一定時間供給されてしまう。

このため、空燃比がリーンになったところへ相当量の排
気ガスが供給されることになり、燃焼状態が悪化してエ
ンジンの失火を招くことになる。

一方、空燃比を徐々に切換えるようにすると、失火の問
題は解決するか、他方その場合にはＮＯＸのピーク点を
経ることになるのでＮＯｘ低減効果が低下する。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、目標空燃比に応じてエンジンの実空燃比を
制御する空燃比制御手段と、運転状態の変化に応じて上
記目標空燃比を理論空燃比を中心として設定される第１
の目標空燃比から該第１の目標空燃比よりも希薄な第２
の目標空燃比に切換える目標空燃比切換手段と、排気ガ
スの一部を上記エンジンの吸気中に還流させる排気再循
環システムとを備え、上記エンノンが上記第１の目標空
燃比で運転されている状態で上記排気再循環システムを
作動させて排気再循環を行イつＵ“る一方、上記エンジ
ンの運転状態が上記第１の目標空燃比による運転状態か
ら第２の目標空燃比によるべき運転状態に移行した場合
にはそれに対応して上記目標空燃比切換手段により目標
空燃比を切換えるとともに上記排気再循環システムの作
動を停止させるようにしたエンジンの制御装置において
、上記目標空燃比切換手段による目標空燃比の切換を上
記排気再循環システムの作動を停止させてから所定時間
経過後に行わせるようにしてなるものである。

（作　用）上記の手段によると、エンジンの運転状態が目標空燃比
が理論空燃比を中心として設定される第１の運転領域か
ら当該目標空燃比がそれよりも大きい希薄空燃比に設定
される第２の運転領域に移行した場合、先ず排気再循環
システムの作動が停止され、その後所定時間経過してか
ら初めて目標空燃比が切換えられるように作用する。

（実施例）先ず、第２図〜第３図は、本発明の実施例に係るエンジ
ンの空燃比制御装置を示すしのであり、第２図は上記実
施例装置の制御システムの概略図、第３図〜第５図は上
記実施例装置の動作を説明するフローチャートである。

先ず、最初に第２図を参照して本発明実施例の上記制御
システムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に入
る。

第２図において、符号１はエンジン本体であり、吸入空
気はエアクリーナ８を介して外部より吸入され、その後
吸気通路のエアフロルメータ２、スロットルヂヤンバ３
、サージタンク１５を経て各シリンダに供給され、また
燃料は後述のエンジンコントロールユニット（以下ＥＣ
Ｕという）９から出力される燃料噴射量制御信号によっ
て制御されるフューエルインジェクタ５により噴射され
るようになっている。そして、上記シリンダへの吸入空
気の量は、上記スロットルチャンバ３内に設けられてい
るスロットル弁６によって制御され、その景は上記エア
クリーナ〜り２によって検出される。スロットル弁６は
アイドル時の他はアクセルペダルに連動して操作され、
アイドル運転状態では、最小開度状態に維持される。

一方、符号！３は上記エンジン本体ｌのンリングヘッド
部ＩＡに取付けられた排気マニホールドであり、この排
気マニホールド■３にはさらに排気管１０が接続されて
いる。そして、上記排気マニホールド１３の上°部には
、例えば酸化ジルコニアの酸素ポンプ作用を利用した限
界電流式の希薄燃焼用排気センサ（以下、排気センサと
略称することにする）４が排気ガス導入部側を内部に挿
入した状態で設けられている。また、上記排気管ｌＯの
排気糸路途中には三元触媒コンバータ１１か設置されて
いる。また、符号２０はディストリビュータ、２１はイ
グナイタ、Ｅはバッテリを示している。

一方、上記吸気通路のサージタンク１５と上記排気マニ
ホールド１３とを連通させる排気再循環通路（Ｅ　Ｇ　
Ｒ通路）１６の途中にはＥＧＲバルブ１７が設けられて
いる。このＥＧＲバルブ１７は、ダイヤフラム弁によっ
て構成されており、その作動室１７ａには負圧通路１８
を介して上記サージタンク１５内の吸気負圧が導入され
るようになっている。そして、上記負圧通路Ｉ８には上
記ＥＣＵ９によって制御される電磁弁よりなる負圧調整
バルブ１９が設けられており、この負圧調整バルブ１９
によって上記ＥＧＲバルブ１７の作動室１７ａへの負圧
導入状態を制御することにより、ＥＧＲカット並びにＥ
ＧＲ供給量（吸気側への排気ガス還流量）がコントロー
ルされるようになっている。

さらに、上記ＥＣＵ９は、例えばマイクロプロセッサ（
ＣＰＵ）を中心とし、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）お
よびインターフェース（Ｉｌｏ）回路を備えて構成され
ている。そして、このＥＣＵ９の上記インターフェース
回路には例えばサーミスタ２３により検出されたエンジ
ン本体ｌの特に吸気通路側の冷却水温度の検出信号ＷＴ
、例えばポテンショメータ７により検出された上記スロ
ットル弁６のスロットル開度信号ＴＶＯ、エアフロメー
タ２によって検出された吸入空気量検出信号Ｑ、上記排
気センサ４の検出出力信号Ｖｏ、吸気温センサ２２によ
って検出された吸気温信号Ａ丁、ディストリビュータ２
０に設けられたクランク角センサによって検出されたエ
ンジン回転数検出信号Ｎｅ、等の空燃比およびＥＧＲ制
御に必要な各種データ信号が各々人力される。

上記ＥＣＵ９は、後に説明するように上記エンジンの空
燃比のフィードバック制御機能と走行状態に応じたＥＧ
Ｒ制御機能とを有し、これら各機能を実現するために必
要な各種の制御要素を含んで構成されている。

次に、上記制御装置の制御動作について第３図〜第５図
のフローチャートを参照して詳細に説明する。

先ず第３図のフローチャートは、加速判定時の制御動作
（割込ルーチン）を示している。該制御では、先ず制御
動作スタート後、ステップＳ１で現在のスロットル開度
（第６図Ｅ参照）ＴＡを読み込む。続いて、ステップＳ
、に進み、さらに前回のスロットル開度ＰＴＡをメモリ
（データＲＡＭ）から読み込む。

そして、次のステップＳ３で先ず上記現在のスロットル
開度ＴＡと前回のスロットル開度ＰＴＡとの１サイクル
間の変化ＩＩ（ＴＡ−ＰＴＡ）がＯよりも大であるか否
か（ここではスロットル弁の開度方向を示す）を判定し
、ＹＥＳの場合には更にステップＳ４に進んで加速判定
用スロットル変化量ＤＴＡＣＣ（加速補正領域判定用の
基準値）を読み込む一方、Ｎｏの場合には非加速状態と
判断してステップＳ１２に進んで加速補正フラグＦＡＣ
ＣをＬにクリアした後ステップＳ１にリターンする。

一方、加速状態と判定され上記ステップＳ４で加速判定
用スロットル変化ｆＱＤＴＡｃｃが読み込まれると、続
いてステップＳ、に進んで上記実際のスロットル開度の
変化ｆｌ（ＴＡ−ｐＴＡ）と上記加速判定用スロットル
変化ｊｌＤＴＡｃｃとの差（ＴＡ−ＰＴＡ）−ＤＴＡＣ
Ｃが０よりも大であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合に
は加速補正が必要であると認めてステップＳ６に進んで
更に加速判定スロットル開度（加速時のＥＧＲ制御並び
に加速補正制御領域におけるスロットル開度の上限値）
ＴＡＡＣＣを読み込む一方、Ｎｏの場合には少なくとも
加速補正は不要と認めて上述のステップＳ目の動作に進
む。

上記ステップＳ８の読み込み動作が完了すると、次にス
テップＳ、に進み、上記ステップ８１°で読み込んだ現
在のスロットル開度Ｔ’Ａと上記加速補沿を行うための
加速判定用スロットル開度ＴＡＡＣＣとを比較し、現在
のスロットル開度ＴＡが基準値ＴＡＡＣＣ以下であるＹ
ＥＳの場合（加速補正領域内）にはさらにステップＳ８
に進んで既に加速補正用フラグＦＡＣＣが立っているか
否か（ＦＡＣＣ−Ｈ？）を判定する一方、Ｎｏの場合（
加速補正領域外）には上述のステップＳ１２に移る（Ｆ
ＡＣＣ−４Ｌにセット）。

一方上記ステップＳ８に進んだ場合、その判定結果がＦ
ＡＣＣ＝ＨのＹＥＳの場合（すでに加速補正判定が完了
している場合）には、そのままステップＳ１にリターン
する。他方、Ｎｏの場合には次のステップＳ、に進んで
ここで初めて加速補正フラグＦＡＣＣをＦ　Ａ　ＣＣ＝
　ＩＩにセットし、加速補正の必要なことを表示した後
さらにステップ９１０に進んで空燃比補正動作遅延用の
ディレーカウンタＣＤの設定時間１＋（第６図Ｂ参照）
を初期設定（ＣＤ　＝　ｔ、）する。

上記し、は、後述するエンジンの運転状態に対応した目
標空燃比の制御との組合せにおいて、エンジンが加速運
転状態から定常又は減速走行状態に移行した場合に、先
ずＥＧＲを優先的にカットし、それよりも所定時間（つ
まりｔ１秒）遅れて空燃比が上記λ＝１の状態からリー
ン状態に移行されるようにするための遅延時間である。

次に、第４図のフローチャートは上記第３図の加速判定
制御に対応して実行されるＥＧＲ制御動作（割込ルーチ
ン）を示している。

先ずステップＳＩでその時の実際のエンジン回転数Ｎｅ
と基本燃料噴射量ＴＰＫ（Ｑ／Ｎ、Ｎ＋エンジン回転数
、Ｑ：吸入空気量）を読み込み、続いて上述の加速補正
フラグＰＡＣＣの値を読み込む。

そして、ステップＳ３で当該加速補正フラグＦＡＣＣの
フラグ値の判定を行ない、ＦＡＣＣ＝ＨのＹＥＳの場合
、すなわち上述の加速判定制御において加速補正状態と
判定されている場合には、ステップＳ４に進んで先ずＥ
ＧＲ制御マツプより上記エンジン回転数Ｎｅと基本燃料
噴射量ＴＰＫとによって特定される加速補正時のλ−１
に対応するＥＧＲポジションの値（補間値をも含む）を
読み込み、さらにステップＳ８で当該読み込み値（ＥＧ
ＲＭＡＰ値）に基いたＥＧＲポジションＰＥＧＲのセッ
トを行う。一方、上記加速補正フラグＦＡＣＣ＝０のＮ
Ｏの場合、すなわち非加速状態（定常又は減速）への移
行時には、他方ステップＳ、に移り、上記ＥＧＲボジン
ヨンＰＥＧＲをθ値にクリアしてＥＧＲをカットする（
第６図Ａ参照）。この場合、実際のＥＧＲｆｆｉは上記
ＥＧＲバルブの応答遅れとＥＧＲ通路１６のデッドボリ
ュームのために第６図（Ｃ）のように所定の時定数を持
って変化する。

さらに、第５図のフローチャートは上記第３図の加速判
定制御に対応して実行される目標空燃比の制御動作（割
込ルーチン）を示している。

すなわち、先ずステップＳ１で上記第３図の制御動作に
おける加速補正フラグＦＡＣＣの読み込みを行ない、次
のステップＳ、で当該フラグＦＡＣＣが立っているか否
か（Ｆ’　Ａ　ＣＣ＝　Ｈ？　）を判定する。

その結果、ＹＥＳの場合にはステップＳ３に進んで空燃
比補正係数λ＝　１　（Ａ／Ｆ　＝　１４．７）となる
目標空燃比に対する空燃比の補正値ＡＦ’ＬＡＭを空燃
比補正マツプより読み込み、次のステップＳで当該補正
値ＡＰＬＡＭにより上記加速状態に対応した目標空燃比
ＴＡＦをセットする。

他方、ＮＯの場合にはステップＳ、に進んで、上記ディ
レーカウンタＣＤのカウント値（経過遅延時間）を読み
込み、続いてステップＳ８で当該カウント値がＯまでデ
クリメントされているか否かを判断し、先ずＮＯの場合
（設定遅延時間経過）には、ステップＳ７を経てそのカ
ウント値を１クロツクごとにデクリメントした上で上記
加速補正状態の判定がなされた場合（Ｆ　Ａ　ＣＣ＝　
Ｈの場合）と同様にステップＳ３．ｓ、の動作を経て目
標空燃比ＴＡＦをセットした上でステップＳ、にリター
ンする。一方、ＹＥＳの場合（設定遅延時間経過）には
、他方ステップＳ８に進んで先ずその時の実際のエンジ
ン回転数Ｎｅと基本燃料噴射量ＴＰＫ（Ｑ／Ｎｅ、Ｎｅ
：エンジン回転数、Ｑ：吸入空気量）の読み込みを行な
い、次にステップＳ、でさらに非加速状態でのリーン運
転を行うための目標空燃比に対応する空燃比補正値を上
記リーン運転用のエンジン回転数Ｎｅと基本燃料噴射量
ＴＰＫとに対応して空燃比補正マツプから読み込んだ後
、ステップＳ１゜で当該読み込み値に基いて実際に目標
空燃比ＴＡＦをセットする。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、目標空燃比に応じて
エンジンの実空燃比を制御する空燃比制御手段と、運転
状態の変化に応じて上記目標空燃比を理論空燃比を中心
として設定される第１の目標空燃比から該第１の目標空
燃比よりも希薄な第２の目標空燃比に切換える目標空燃
比切換手段と、排気ガスの一部を上記エンジンの吸気中
に還流させる排気再循環システムとを備え、上記エンジ
ンが上記第１の目標空燃比で運転されている状態で上記
排気再循環システムを作動させて排気再循環を行わせる
一方、上記エンジンの運転状態が上記第１の目標空燃比
による運転状態から第２の目標空燃比によるべき運転状
態に移行した場合にはそれに対応して上記目標空燃比切
換手段により目標空燃比を切換えるとともに上記排気再
循環システムの作動を停止させるようにしたエンジンの
制御装置において、上記目標空燃比切換手段による目標
空燃比の切換を上記排気再循環システムの作動を停止さ
せてから所定時間経過後に行わせるようにしたことを特
徴とするものである。

すなわち、本発明によると、エンジンの運転状態が目標
空燃比が理論空燃比を中心として設定される第１の運転
領域から当該目標空燃比がそれよりも大きい希薄空燃比
に設定される第２の運転領域に移行した場合、先ず排気
再循環システムの作動が停止され、その後所定時間経過
してから初めて目標空燃比が切換えられるようになる。

従って、上記所定時間を、排気再循環システムのＥＧｒ
ｌバルブの応答特性やそれから吸気通路までのデッドボ
リューム等による残留排気ガス量を考慮した適切な時間
に設定することにより、確実に還流排気ガスがカットさ
れた時点で初めて実際のリーンバーン運転を行わせるよ
うにすることができる。

その結果、安定したリーンバーン運転を行わせることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、第２図は、本発明
の実施例に係るエンジンの制御装置の制御システム図、
第３図〜第５図は、それぞれ上記第２図の実施例装置に
おける各種の制御動作を説明するためのフローチャート
、第６図は、第３図〜第５図の各種動作における各部の
動作信号波形図（タイムチャート）である。ｌ・・・・・エンジン本体２・・・・・エアフロメータ４・・・・・排気センサ５・・・・・フューエルインジェクタ６拳・・・・スロットル弁９・・・−・エンジンコントロールユニットｌＯ・・・
・排気管１１・・・・３元触媒コンバータ１３・・・・排気マニホールド１６・・・・排気再循環通路！７・・・・ＥＧＲバルブ１８・・・・負圧通路１９・・・・負圧調整バルブ第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、目標空燃比に応じてエンジンの実空燃比を制御する
空燃比制御手段と、運転状態の変化に応じて上記目標空
燃比を理論空燃比を中心として設定される第１の目標空
燃比から該第１の目標空燃比よりも希薄な第２の目標空
燃比に切換える目標空燃比切換手段と、排気ガスの一部
を上記エンジンの吸気中に還流させる排気再循環システ
ムとを備え、上記エンジンが上記第１の目標空燃比で運
転されている状態で上記排気再循環システムを作動させ
て排気再循環を行わせる一方、上記エンジンの運転状態
が上記第１の目標空燃比による運転状態から第２の目標
空燃比によるべき運転状態に移行した場合にはそれに対
応して上記目標空燃比切換手段により目標空燃比を切換
えるとともに上記排気再循環システムの作動を停止させ
るようにしたエンジンの制御装置において、上記目標空
燃比切換手段による目標空燃比の切換を上記排気再循環
システムの作動を停止させてから所定時間経過後に行わ
せるようにしたことを特徴とするエンジンの制御装置。