JPH01163434A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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〕 この発明は、エンジン高負荷時に増量を行う内燃機関の
空燃比制御装置に関する。

〔従来の技術〕

電子制御内燃機関においては空燃比はベース値としては
理論空燃比であり、基本燃料噴射量は理論空燃比が得ら
れるように機関負荷及び回転数に応じて決めれる。高負
荷時に出力を上げるため混合気を理論空燃比よりリッチ
に制御する必要がある。リッチ制御するため電子制御燃
料噴射内燃機関では高負荷時をスロットル弁開度の所定
値以上（例えば全開に対して５０％以上のスロットル弁
開度）によって検出し、そのとき基本燃料噴射量に対し
て増量補正係数を掛算することにより必要な量の燃料を
得ている。（例えば特開昭６０−２３３３２号） 〔発明が解決しようとする問題点〕 スロットル弁開度による増量域への移行は、運転者が加
速しようと意識するスロットル弁開度のとき起こさせる
ことが好ましい。このときのスロットル弁の開度はエン
ジン高回転と低回転とでは当然エンジン高回転時の方が
エンジン低回転時より高くなる。即ち、エンジン低回転
時にはエンジン高回転と比較してスロットル弁開度の小
さい状態から加速に移行することが普通だからである。

この場合低回転時に適合して闇値を決めるとエンジン高
回転時には加速増量に移るときのスロットル弁開度が小
さすぎるため必要としない運転域から加速増量が実行さ
れるため燃料消費率がある。

逆に、エンジン高回転時に適合して闇値を決めると低回
転時にアクセルペダルをその都度強く踏込まないと出力
が上がらないことになり、加速フィーリングを悪化させ
ることになる。

この発明はエンジン回転数に関わらず燃料消費率と加速
性能とを両立させることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の希薄燃焼内燃機関の空燃比制御装置は、第１
図に示すように、内燃機関へ必要量の燃料を供給する燃
料供給手段２６と、燃料供給手段２６からの燃料供給量
を機関高負荷運転時に増量する増量手段１と、機関の回
転数検出手段２と、スロットル弁２２の前置手前の所定
開度以上の開度を検出する第１のスロットル弁開度検出
手段３と、スロットル弁の全開を検出する第２のスロッ
トル弁開度検出手段４と、機関の回転数に応じて第１又
は第２のスロットル弁開度検出手段４を増量手段１に選
択的に連結する切替手段５とを有し、機関の低回転時に
は第１のスロットル弁開度検出手段手段３によって増量
手段１が作動され、エンジンの高回転時には第２のスロ
ットル弁開度検出手段４によって増量手段１が作動され
ることを特徴とする。

〔実施例〕

第２図において、１０はシリンダブロック、１２はシリ
ンダボアである。１２ａ、１２ｂは吸気ボート、１４ａ
、１４ｂは排気ボートであり、夫々のボートのため吸気
弁１６　ａ、　　ｌ　５　ｂ、排気弁Ｌ８ａ、１８ｂが
設けられた所謂４バルブ構成さである。第１の吸気ポー
ト１２ａは所謂ヘリカル型であり、吸気スワールの形成
に好都合な形状に構成されている。第２の吸気ボート１
２ｂはストレート型である。吸気ポー）１２ａ、１２ｂ
は吸気管２０、サージタンク２２を介してスロットルボ
ディ２３に接続される。スロットルボディ２３内にスロ
ットル弁２４が設置され、アクセルペダル２５に連結さ
れる。各気筒の吸気ボート１２ａ及び１２ｂに近接して
吸気管２０に燃料インジェクタ２６が配置される。排気
ポー１−１４８゜１４ｂは排気マニホルド２日に接続さ
れる。尚、３０はディストリビュータである。

ストレートの吸気ボート１２ｂに蝶型弁としての吸気制
御弁３２が設けられる。吸気制御弁３２の閉鎖状態では
ヘリカル型の吸気ポート１２ａのみから吸入空気の導入
が行われ、シリンダボア１２内にスワールＳが形成され
、超希薄混合気の燃焼が実現される。吸気制御弁３２が
開放されると双方の吸気制御弁１２ａ、１２ｂより空気
が導入され、スワールが解消される。各気筒の吸気制御
弁３２の弁軸にレバー３４が取付られ、ロッド３６を介
して負圧アクチュエータ３８に連結される。負圧アクチ
ュエータ３８はダイヤフラム４゜とスプリング４２とか
ら構成される。ダイヤフラム４０に負圧がかかっていな
いときはスプリング４１の働きでダイヤフラム４０は図
の下方に押され、吸気制御弁３２は開放位置される。ダ
イヤフラム４０に負圧が加わるとダイヤフラム４０はス
プリング４１に抗して引っ張られ、吸気制御弁３２は吸
気ポー）１２ｂを閉鎖する位置をとる。

ダイヤフラム４０は、負圧遅延弁４２、電磁３方弁４４
、及び負圧保持チエツク弁４６を介してサージタンク２
２の負圧取出ボート２２ａに接続される。負圧遅延弁４
２はオリフィス４２ａとチエツク弁４２ｂとを並列配置
して構成され、ダイヤプラム４０への大気圧導入速度、
即ち吸気制御弁３２の開放速度を適当な値にコントロー
ルするものである。一方、チエツク弁４６はダイヤフラ
ム４０に加わる負圧を保持するものである。電磁弁４４
は３つのボート４４ａ、４４ｂ、４４ｃを具備しており
、通電時はボート４４ａと４４ｂとが連通されてダイヤ
フラム４０は負圧ボート２２ａに連通され、除電時はボ
ート４４ａと４４ｃとが連通され、ダイヤフラム４０は
大気（フィルタ４８）に連通される。電磁弁４４は制御
回路５０によって駆動され、吸気制御弁３２の作動を制
御する。

制御回路５０は、例えば、マイクロコンピュータシステ
ムとして構成され、インジェクタ２６及び電磁弁４４を
この発明に従って制御するものである。吸気管圧力セン
サ５２はサージタンク２２に設置され、吸気管圧力ＰＭ
に応じた信号を発生する。クランク角度センサ５４，５
６はディストリビュータ３０に設けられ、第１のクラン
ク角度センサ５４は基準位置検出用で、例えば、機関の
クランク軸の７２０度毎に信号を発生し、第２のクラン
ク角度センサ５６は、クランク角度で例えば３０度毎の
信号を発生し、機関回転数ＮＥを知るのに役立つ。また
、所謂リーンセンサ等の空燃比センサ５８が排気マニホ
ルド２８に設けられ、空燃比Ｏｘに応じた信号が得られ
る。５９は第１のスロットル弁開度検出手段としてのＶ
Ｌスイッチであり、スロットル弁２４が全開に対して５
０％の開度まで踏み込まれたときＯＮとなり、通常はＯ
ＦＦである。６０は第２のスロットル弁開度検出手段と
してのＷＯＴスイッチであり、スロットル弁が１００％
の開度開放されたときを検出する役目をもつ。第３図に
おいて、アクセルペダル２５は第ルバー６２、第２レバ
ー６４を介してアクセルワイヤ６６に連結される。第ル
バー６２と第２レバー６４とはピン６８の廻りで相互に
回動可能であるが、図示しないスプリングによって両者
は連結され、スロットル弁２４が全開となるまではアク
セルペダル２５に連動して第２レバー６４は時計方向に
回動する。スロットル弁２４が全開となると第２レバー
６４はそれ以上回動することはできないが、アクセルペ
ダル２５がそれ以上に踏み込まれると、前記スプリング
に抗して第ルバー６２は第２レバー６４から離間する方
向に回動する。この状態を第３図−■に示す。

このときスイッチ６０が例えばＯＦＦからＯＮに切替ら
れる。一方、■の状態ではスイッチ６０はＯＦＦである
。このようにして、スロットル弁の全開より少しでもア
クセルペダルが運転者によって意識的に踏み込まれたと
きを検出することができる。尚、スイッチ６０として単
にスロットル弁の１００％の開度を検出するスイッチで
あっても良い。制御回路５０はこれらのセンサ、スイッ
チからの信号に基づいて必要な演算処理を実行し、イン
ジェクタ及び電磁弁の駆動制御を行うことになる。

以下の制御回路５０の作動を第４図のフローチャートに
よって説明する。このルーチンはクランク角度における
燃料噴射時期の幾分手前をクランク角度センサ５４及び
５６により検出することにより実行開始される。ステッ
プ９０ではマツプより基本燃料噴射量の補間演算が実行
される。周知のように基本燃料噴射量は空燃比を理論空
燃比とするように機関負荷（Ｐ　Ｍ）及び機関回転数（
ＮＥ）によって決められる値である。ステップ９２では
補正係数ＦＯＴＰに１．０が入れられる。この補正係数
は加速時において空燃比を基本燃料噴射量で決まる理論
空燃比よりリッチ側に補正するためのものである。ステ
ップ９４ではエンジン回転数ＮＥが所定値、例えば３．
２０Ｏｒｐｍより大きいか否か判別される。Ｎ　Ｅ　＞
３．２００　ｒｐｍのときはステップ９６に進み、ＷＯ
Ｔスイッチ６０がＯＮか否か判別される。ＷＯＴスイッ
チ６０がＯＮのとき、即ちスロットル弁が１００％開放
されそれ以上に意識的にアクセルペダル２５が踏み込ま
れたときはステップ９８に進み、増量補正係数マツプ値
ｔＦＯＴＰがＦＯＴＰに入れられる。このマツプ値は第
５図のように回転数に応じマツプとして制御回路５０の
メモリに格納されてなり、そのときの回転数によって補
間演算が実行されｔＦＯＴＰが決められる。この発明の
スイッチ６０のようにアクセルペダル２５がスロットル
弁の全開から幾分踏み込まれたときを検出することによ
り運転者が加速しようとするときにタイミングが合って
増量が行われ、加速感を良好とすることができる。ＷＯ
Ｔスイッチ６０がＯＦＦのとき、即ちスロットル弁が全
開でないときは高回転域での増量は行われない。

エンジン回転数ＮＥ≦３．２００　ｒｐｍのときはステ
ップ９４よりステップ１０２に進み、ＶＬスイッチ５９
がＯＦＦか否か、即ちスロットル弁２４が５０％以上開
放されているか否か判別さるれ。

ＶＬスイッチ５９がＯＮのときはステップ９８に進み、
増量補正係数マツプ値ｔＦＯＴＰがＦＯＴＰに入れられ
、増量が実行される。ＶＬスイッチ５９がＯＦＦのとき
即ちスロットル弁の開度が５０％に達していないときは
低回転域での増量は行われない。

ステップ１０３では最終噴射量ＴＡＵが、ＴＡＵ＝ＴＰ
ＸＦＯＴＰＸα＋β により算出される。ここにα、βはこの発明と直接関係
しないため説明を省略する補正係数、補正量を概括的に
示すものである。吸気制御弁３２の閉鎖状態において空
燃比をリーン側に補正する補正係数や、空燃比を設定空
燃比にフィードバックする補正等がこの中に含まれるこ
とはもとよりである０例えば第６図でＮＥ≦３．２０Ｏ
ｒｐｍかつアクセル踏込量５０％以下では前述の吸気制
御弁３２を閉とし、スワールを発生せしめるとともに、
リーン補正係数により燃料を減量し、空燃比を２１〜２
２の値としてやり、又Ｎ　Ｅ　＞３＋２００　ｒｐｓ＋
では吸気制御弁３２を開とするとともにＷＯＴスイッチ
がＯＮとなるまで空燃比を１６〜１８の値として燃費を
向上する。又、触媒過熱防止による増量により、空燃比
は理論空燃比よりリッチ側の値（例えばＡ／Ｆ＝１４〜
１２）となる。

ステップ１０４ではステップ１０３で算出された燃料噴
射量が噴射されるように燃料噴射信号がインジェクタ２
６に印加される。

第６図はこの発明の増量域を斜線で示すものである。エ
ンジン回転数≦３，２００の低回転域ではスイッチ５９
がＯＮ、即ちスロットル弁２４が５０％を超えて開けら
れたとき増量が実行される。一方、エンジン回転数＞３
．２００の高回転域ではＷＯＴスイッチ６０がＯＮ、即
ちスロットル弁が１００％開けられたとき増量が実行さ
れる。そのため、エンジン低回転時はスロットル弁開度
が全開に達する前から一方エンジン高回転時はスロット
ル弁開度が全開に達してから増量が実行されるため、夫
々の回転域で運転者の要求に丁度タイミングが合ってエ
ンジン出力が増加されるため加速性を向上することがで
きる。そして、必要ないところでは増量が行われないた
め燃料消費率を向上させることができる。

〔効　果〕

エンジンの回転数に関わらず、最適なスロットル弁開度
から増量することができるため、加速性と、燃料消費率
の矛盾する要求を同時に満たすことができる。

リーン側の空燃比領域が拡がるので、排気ガス温度が降
下され、熱的な耐久性を向上することができる。

エンジン高回転時のは増量はアクセルペダル開度によっ
て行われるため気象条件の影響を受けることなく安定な
増量を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図はこの発明の実施例の全体概略図。 第３図はアクセルペダル付近の詳細図。 第４図はこの発明の制御回路の作動を説明するフローチ
ャート。 第５図はｔＦＯＴＰの回転数にたいする変化を示すグラ
フ。 第６図はこの発明の装置における加速増量の設定を説明
するダイヤグラム図。 １２ａ、１２ｂ・・・吸気ボート ２２・・・サージタンク ２５・・・アクセルペダル ２６・・・燃料インジェクタ ３２・・・吸気制御弁 ３８・・・負圧アクチュエータ ４４・・・３方電磁弁 ４６・・・負圧保持用チエツク弁 ５０・・・制御回路 ５２・・・吸気管圧力センサ ５４．５６・・・クランク角度センサ ５９・・・ＶＬ開度スイッチ ６０・・・ＷＯＴスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関へ必要量の燃料を供給する燃料供給手段と、燃
   料供給手段からの燃料供給量を機関高負荷運転時に増量
   する増量手段と、機関の回転数検出手段と、スロットル
   弁の全開手前の所定開度以上の開度を検出する第１のス
   ロットル弁開度検出手段と、スロットル弁の全開状態を
   検出する第２のスロットル弁開度検出手段と、機関の回
   転数に応じて第１又は第２のスロットル弁開度検出手段
   を増量手段に選択的に連結する切替手段とを有し、機関
   の低回転時には第１のスロットル弁開度検出手段手段に
   よって増量手段が作動され、エンジンの高回転時には第
   ２のスロットル弁開度検出手段によって増量手段が作動
   されることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。