JPH01224430A

JPH01224430A - 可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH01224430A
Application number: JP5016688A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kinoshita; 木下　美明
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1988-03-03
Publication date: 1989-09-07
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2646624B2

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】発明の目的［産業上の利用分野］本発明は、内燃機関に供給する燃料量を制御して、常に
内燃機関を最適な条件下で作動させることを目的とする
空燃比制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の気筒群へ
吸入空気を供給する吸入空気通路の分岐点の位置を可変
とした可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。

［従来の技術］近年、車両に搭載された内燃機関等の電子制御化が進み
、その運転状態、例えば内燃機関の空燃比等は好適かつ
緻密に制御されている。該内燃機関の空燃比の制御を行
なう装置の発明や提案としては、例えば特開昭６１−８
４４３号に示される「空燃比制御装置」等が知られてい
る。

一方、第１０図に示すように、内燃機関の吸気系ｍにお
いて、気筒ｎ、Ｏ，Ｄの第１気筒群と気筒ｑ、ｒ、ｓの
第２気筒群との分岐点を、エアコントロールバルブｔの
開閉を行なうことにより変更する可変吸気装置付内燃機
関の発明や提案等も為されている。この可変吸気装置付
内燃は関のエアコントロールバルブｔは、運転者により
踏み込まれるアクセルペダルと連動するスロットルバル
ブＵの開度および内燃機関の回転速度等に基づいて開閉
制御され、開状態のときには第１気筒群と第２気筒群と
の分岐点をエアコントロールバルブｔの位置として分岐
点から各気筒までの吸入空気通路の長さを短くする。こ
れにより可変吸気装置付内燃機関は、例えば第１１図の
グラフに示すように、内燃機関の回転速度が４２００　
［ｒｐｍ］以上のときにはエアコントロールバルブｔを
開状態、４２００　［ｒｐｍ］未満のときには閉状態に
して吸入空気量の充填効率を高めトルクの増大を図るよ
う働く。尚、第１１図に示すグラフは、全負荷時、即ち
スロットルバルブＵを全開状態にしたときのトルク量を
示し、図中のグラフｇ１はエアコントロールバルブｔを
開状態にしたときの、グラフｑ２は閉状態にしたときの
、各々のトルク量を表わす。

しかし、内燃機関の空燃比を、バキュームセンサ等によ
り検出される吸入空気圧等に基づいて定められた目標空
燃比（即ち、燃料噴射口）に一致させるよう制御する所
謂デイ・ジェトロニック式内燃＠閏においては、同一吸
入空気圧であってもエアコントロールバルブｔの開閉状
態の相違によって吸入空気ｍの充填効率が異なる。即ち
、第１１図のグラフに示されるように、スロットルバル
ブＵが全開で吸入空気圧が同じ大気圧であっても、エア
コントロールバルブ主の開閉状態の相違によって吸入空
気量の充填効率が異なり、図中にギャップｇａｐとして
表わされるトルクωの差を生じる。これは、同一吸入空
気圧であっても、エアコントロールバルブｔの開閉状態
の相違によって吸入空気量が異なるからである。これに
より、エアコントロールバルブｔの開閉状態の相違に係
らず、バキュームセンサ等により検出される吸入空気圧
が同じだからといって、同一目標空燃比（燃料噴射量）
を設定していたのでは、目標空燃比が実際に吸入された
吸入空気量に対応しないことが考えられた。

この結果、空燃比の乱れを発生させ、ひいてはドライバ
ビリティやエミッションの悪化をも生じさせることが考
えられたこの欠点を解決するものとして、エアコントロールバル
ブｔの開閉後所定遅延時間後に、検出された吸入空気圧
に基づき定められた燃料噴！）ｊｆｆｉを補正する発明
や提案等も為されている。該提案としては、特願昭６２
−２３３３７号等を挙げることができる。

［発明が解決しようとする課題］上記特願１１Ｈ６２−２３３３７号等に示される発明や
提案は、エアコントロールバルブｔの開閉による吸入空
気量の充填効率の相異に着目し、その空燃比を適正なも
のに補正しようとする。

しかしながら、エアコントロールバルブｔの開閉を行な
ったとき・、所定遅延時間後に吸入空気量の充填効率が
急に変化するということはない。このため、従来の可変
吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置においては、エア
コントロールｔの開閉を行なったときの空燃比を実際の
吸入空気量に好適に対応させることが難しかった。この
ため、アエコントロールバルブｔの開閉時に空燃比の乱
れを発生させる等という課題は未だに解決されずにいる
。

本発明の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置は、
上記課題を解決することを目的として為されたものであ
る。

λ里五璽感［課題を解決するための手段］本発明の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置は、
第１図にその基本構成を例示する如く、少なくとも２つ
の気筒群よりなる内燃機関に吸入される空気の圧力を検
出する吸入空気圧力検出手段（Ｍｌ）と、上記内燃機関の運転状態に基づいて上記内燃機関の気筒
群へ吸入空気を供給する吸入空気通路の分岐点を変更す
ることにより、該分岐点から上記気筒群の各々の気筒ま
での吸入空気通路の長さを変更する分岐点変更手段（Ｍ
２）と、少なくとも上記吸入空気圧力検出手段（Ｍｌ）により検
出される吸入空気圧力に基づいて燃料噴０ＡＩｊｉを定
め上記内燃機関の空燃比を目標空燃比に一致ざぜるよう
制御すると共に、上記分岐点変更手段（Ｍ２）が吸入空
気通路の分岐点を変更する動作に従って上記定められた
燃料噴射量を補正する空燃比制御手段（Ｍ３）と、を備えた可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置であ
って、上記空燃比制御手段（Ｍ３）に、更に、上記分岐点を変
更する動作に従って補正される燃料噴射量を漸増又は漸
減させる漸増減手段（Ｍ４）を備えたことを特徴とする
。

ここで、気筒群とは、内燃機関の気筒を少なくとも１つ
以上有するものであればよい。

「作用］上記構成を有する本発明の可変吸気装置付内燃機関の空
燃比制御装置は、内燃機関の運転状態に塞づいて分岐点変更手段（Ｍ２）
により内燃機関の気筒群の吸入空気通路の分岐点を変更
し、空燃比制御手段（Ｍ３）が、少なくとも吸入空気圧
力検出手段（Ｍｌ）により検出される吸入空気圧に基づ
いて燃料噴ＯＡ量を定め内燃機関の空燃比を目標空燃比
に一致させるよう制御すると共に、分岐点変更手段（Ｍ
２）の分岐点変更動作に従って上記定められた燃料噴！
）ＩＩを補正するが、この補正される燃料噴射■を漸増
減手段（Ｍ４）が漸増又は漸減させるよう働く。

一般に、分岐点変更手段（Ｍ２）により吸入空気通路の
分岐点を変更した場合には、内燃機関の各気筒群への吸
入空気量は分岐点が変更されたときから徐々に変化し所
定時間後に一定値に落ち着く。本発明の可変吸気装置付
内燃機関の空燃比制御ｉ置は、この現象に着目して為さ
れたものであり、吸入空気量の徐々の変化に対応させて
定められた燃料噴射量を漸増又は漸減させる。従って、
分岐点を変更したときにおいても、吸入空気量の変化に
好適に対応した燃料噴射口が得られる。

［実施例］次に、本発明の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装
置の構成を一層明らかにするために好適な実施例を図面
と共に説明する。

第２図は、本実施例の可変吸気装置付内燃機関の空燃比
制御装置の構成を示す概略構成図である。

図示する如く、６気筒エンジン１の吸気管２には、上流
側から、吸入する空気の浄化を行なうエアクリーナ３、
吸入する空気の温度を検出する吸気温センサ４、図示し
ないアクセルペダルと連動して吸入空気量の調節を行な
うスロットルバルブ５、スロットルバルブ５の開度を検
出するスロットルポジションセンサ６、吸気管２内の吸
入空気圧を検出するバキュームセンサ７、管路８を介し
て所謂アイドル時の吸入空気量の調節を行なうアイドル
スピードコントロールバルブ（以下、単にｔｓｃｖと呼
ぶ）９．６気筒エンジン１の２つの気筒群（後に詳しく
説明する）への吸入空気通路２ｉ（２ｊ＞の分岐点位置
を変更するよう働くエアコントロールバルブ（以下に、
単にＡＣＶと呼ぶ）１０１吸気系２内に燃料噴射を行な
うことによりエンジン１の燃焼室１１に燃料の供給を行
なう燃料噴射弁１２、等が備えられている。ＡＣＶｌｏ
は、管路１５を介してバキュームタンク１６に蓄えられ
た背圧を利用し、バキュームスイッチングバルブ（以下
、単にｖＳｖと呼ぶ）１７がオンとされたときダイヤフ
ラム１８を作動させることにより開状態とされる。

ＡＣＶｌｏが開状態のときは、第３図に示すように、２
つの気筒群１ｇｘ、１９ｙへの吸入空気通路２ｉ、２ｊ
の分岐点位置をポイントＡとし、閉状態のときは、分岐
点位置をポイントＢとする。

一方、エンジン１の排気系２０には排気ガス中の酸素１
１度を検出する０２センサ２１等が、エンジン１本体に
は冷却水の温度を検出する水温センサ２３、燃焼室１１
内の燃料に点火を行なう点火プラグ２４等が、各々備え
られている。点火プラグ２４は、イグナイタ２５の発生
する高電圧を、図示しないクランク軸と連動するディス
トリビュータ２６を介して供給される。また、ディスト
リビュータ２６の回転速度は、回転速度センサ２７によ
り検出される。

上記吸気温センサ４．スロットルポジションセンサ６、
バキュームセンサ７．０２センサ２１゜水温センサ２３
および回転速度センサ２７等は、第４図に示す電子制御
装置（以下、単にＥＣＵと呼ぶ＞３０の外部入力回路３
０ｄに接続され、同じく上記ｌ５ＣＶ９．燃料噴射弁１
２．ＶＳＶ１７およびイグナイタ２５等は、ＥＣＵ３Ｏ
の外部出力回路３０ｅと接続されている。

ＥＣＵ３Ｏは、周知のＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ、Ｒ
ＡＭ３０ｃ等を中心とし、これらと上記外部入力回路３
０ｄおよび外部出力回路３０ｅとをバス３０ｆにより相
互に接続した論理演算回路として構成されている。

次に、第５図に示すフローチャートを用いてＥＣＵ３Ｏ
が行なう処理について説明する。

第５図に示す「燃料噴＠間算出ルーチン」は、ＥＣＵ３
Ｏが種々行なう処理の内、運転状態に基づいた目標空燃
比に対応する燃料噴射伍を求める処理に関するフローチ
ャートを示したものであり、ハード割り込み等の手法に
より定期的（本実施例では４ｍｓ毎）に実行されるもの
である。

まず、処理が本処理に移行すると、回転速度センサ２７
およびバキュームセンサ７を介してエンジン回転速度Ｎ
Ｅと吸入空気圧ＰＭとが検出される（ステップ１００）
。この後、検出されたエンジン回転速度ＮＥと吸入空気
圧ＰＭとから、第６図に示すマツプに従って基本燃料噴
射量ＴＡｔＪＢが演算される（ステップ１１０）。基本
燃料噴射ｆｉＴＡＵＢは、運転状態に基づいた目標空燃
比に対応する値として予めＲＯＭ３０ｂに記憶されてい
る。

続くステップ１２０では、２つの気筒群１９ｘ。

１９Ｖへの各々の吸入空気通路２ｉ、２ｊの分岐点位置
を変更するよう勤＜ＡＣＶＩＯが開状態であるか否かが
判断される。このＡＣＶｌｏは、上述したように、ＶＳ
Ｖ１７がオンとされたとき開状態となるが、図示しない
他の処理において、上記検出されたエンジン回転速度Ｎ
Ｅとスロットルポジションセンサ６を介して検出される
スロットル開度ＴＡとに基づいて開閉制御される。即ち
、第７図のグラフに示すように、エンジン回転速度ＮＥ
が４２００　［ｒｏｍ］ＪＸ上テアッテ、シカモスロッ
トル開度ＴＡが６０’以上のときの領域工、あるいはエ
ンジン回転速度ＮＥが４２００［ｒ。

ｍ１未満であって、しかもスロットル開度ＴＡが６０″
未満のときの領域■、の各々の場合には、ＥＣＵ３Ｏの
外部出力回路３０ｅを介してｖＳｖ１７にオン信号が出
力され、ＡＣＶｌｏは開状態とされる。一方、領域■お
よび■に属しない領域■または領域ＩＶの各々の場合に
は、ＶＳＶ１７にオフ信号が出力され、ＡＣＶＩＯは閉
状態とされる。

ステップ１２０において、ＡＣＶｌｏが開状態であると
の肯定判断が為された場合には、後述する可変吸気補正
係数ＫＶＳＶが第８図に示すマツプに従って演算され（
ステップ１３０）、否定判断が為された場合には、可変
吸気補正係数ＫＶＳ■の１直は１．０とされる（ステッ
プ１４０）。

上記ステップ１３０又は１４０の処理が為されると、補
正係数ＫＴＡＵが上記可変吸気補正係数ＫＶＳＶと一致
するか否かが判断され（ステップ１５０）、ここで一致
しないとの否定判断が為されると、補正係数ＫＴＡＵと
可変吸気補正係数ＫＶＳｖとの大小関係が続いて判断さ
れる（ステップ１６０）。

ステップ１６０において、補正係数ＫＴＡＵの値が可変
吸気補正係数ＫＶＳＶの持つ値を越えるとの肯定判断が
為された場合には、補正係数ＫＴＡＬＪから値０．０１
を減算したものを新たな補正係数ＫＴＡＵとする処理を
行ない（ステップ１７０）、否定判断が為された場合に
は、補正係数ＫＴＡｔＪに１直０．０１を加算したもの
を新たな補正係数ＫＴＡＵとする処理を行なう（ステッ
プ１８０）。

ステップ１７０又は１８０の処理が為された後、あるい
は上記ステップ１５０（、：おいて補正係数ＫＴＡＵが
可変吸気補正係数ＫＶＳＶと一致するとの肯定判断が為
された場合には、補正係数ＫＴＡＵと上記ステップ１１
０において＠算された基本燃れ噴射ＩＴＡ（ＪＢとを掛
は合わせ燃料噴射ＩＴＡＵを演算する処理が行なわれる
（ステップ１９０）。この後、処理はｒＲＥＴｔＪＲＮ
Ｊに１友け、図示しない他の処理において、演算された
燃料噴射量ＴＡＵに吸気温センサ４や水温センサ２３を
介して検出された吸気温度や冷却水温度を加味した各種
補正を行い、この補正された燃料噴射ｆｆ１ＴＡＵに対
応した時間だけ燃料噴射弁１２を開弁する処理を行なう
。

上述したように、本実施例においては、ＡＣＶｌｏが開
状態にされると、補正係数ＫＴＡＬＩの値は４ｍｓ毎に
０．０１ずつマツプより演算された吸気補正係数ＫＶＳ
Ｖの持つ値まで徐々に増大され、ＡＣＶｌｏが閉状態に
されると、補正係数ＫＴＡＵの値は４ｍＳ毎に０．０１
ずつ値１の吸気補正係数ＫＶＳＶまで徐々に減少させら
れる。従って、第９図のタイミングチャートに示すよう
に、ＡＣＶＩＯが閉状態から開状態にされた場合には（
タイミングチャートＡＣＶ１０＞、基本燃料噴射！ＴＡ
ＬＩＢと補正係数ＫＴＡＵとを掛は合わせた燃料噴射ｆ
ｆ１ＴＡ　ＬＪはＡＣＶｌｏが開状態となったときから
所定の値に至る迄ゆっくりと漸増させられる（タイミン
グチャート燃料噴射ｆｆ１ＴＡＵ＞。

このとき、２つの気筒群１９Ｘ、　１９ｙｃ吸入される
吸入空気ＩＱ１は、ＡＣＶｌｏが開状態となったときか
ら所定値に至るまで徐々に増大する（タイミングチャー
ト吸入空気ｆｆ１Ｑ１＞。また、同様に、ＡＣＶＩＯが
開状態から閉状態にされた場合には、吸入空気ｍＱ１は
ＡＣＶｌｏが閉状態となったときから所定値に至るまで
徐々に減少するが、この場合にも燃料噴射ｆｆ１ＴＡＵ
は所定の値に至る迄ゆっくりと漸減させられる。

以上、詳述したように、本実施例の可変吸気装置付内燃
機関の空燃比制御装置によると、燃料噴射弁により噴射
される燃料噴射ｆｆ１ＴＡｔＪは、ＡＣｖｌｏの開閉に
よる吸入空気ｆｆ１Ｑ１の変化に応じてゆっくりと漸増
減させられる。従って、ＡＣＶｌｏを開閉した場合にお
いても、吸入空気ｆｆ１Ｑ１に対応した最適な燃料噴！
）ｌ量ＴＡＵ８得ることができる。この結果、ＡＣＶｌ
ｏの開閉に伴う空燃比の乱れを防止し、ドライバビリテ
ィや排気エミッションを一層向上させることができると
いう優れた効果を奏する。

ここで、第９図に示す燃料噴射ｆｌＴＡＵ１は、ＡＣＶ
ＩＯが開状態とされたときから所定の遅延時間Ｔ１後に
燃料噴射量を補正する従来の可変吸気装置付内燃機関の
空燃比制御装置の制御の一例を示す。このタイミングチ
ャートからも従来の制御の構成では燃料噴射！！１ＴＡ
ｔＪ１は吸入空気ｆｆ１Ｑ１に対応していないのがよく
分る。

尚、本発明の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置
は、上述した一実施例に何等限定されるものではない。

例えば、本実施例においては、補正係数ＫＴＡＬＪの増
減割合を定数値（０，０１／４ｍ５）としたがエンジン
１の運転状態を表わすパラメータ（例えばエンジン回転
速度ＮＥ等）による可変値としてもよい。また、補正係
数ＫＴＡＵを漸増するときと漸減するときとでその増減
割合を変えて構成してもよい。更に、ＶＳＶ１７にＡＣ
Ｖｌｏの開信号が出力されてから、所定時間経過後に補
正係数ＫＴＡＵを漸増減するよう構成してもよい。また
、ＡＣＶｌｏの開閉による燃料噴射量ＴＡｔＪの補正を
係数ＫＴＡＵ及びＫＶＳＶを用いて補正する構成とした
が補正される燃料噴＠呈ＴＡｔＪそのものをマツプとし
て用いる構成としても゛よい。

１肌りＡｌ本発明の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置によ
ると、分岐点変更手段（Ｍ２）による分岐点の変更動作
に従って徐々に変化する吸入空気量に対応して燃料噴ｇ
ＦＩｆｆｉＴＡＵは漸増減させられる。これにより、分
岐点の変更動作に伴う空燃比の乱れを好適に防止し、ド
ラバビリティや排気エミッションを一層向上させること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御
装置の基本構成を例示するブロック図、第２図は本発叩
−実施例の可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置の
エンジン周辺部を示す概略構成図、第３図はエンジンの
２つの気筒群１９ｘ。１９Ｖを示す説明図、第４図は電子制御装置（ＥＣＬＩ
）３０の構成を示すブロック図、第５図は［燃料噴射ｆ
ｆ１Ｅ［出ルーチン］の処理を示すフローチャート、第
６図は基本燃料噴射ｆｉＴＡｔＪＢのマツプを示すグラ
フ、第７図はＡＣＶｌｏの開く領域を示すグラフ、第８
図は補正係数ＫＶＳＶのマツプを示すグラフ、第９図は
ＡＣＶＩＯの開動作に伴って漸増される燃料噴射ｆｆ１
ＴＡ　Ｕ等を示すタイミングチャート、第１０図は２つ
の気筒群を有する内燃機関の吸入空気通路を示す説明図
、第１１図はエアコントロールバルブｔの開閉によるト
ルクの変化を示すグラフである。Ｍｌ・・・吸入空気圧力検出手段　Ｍ２・・・分岐点変
更手段　Ｍ３・・・空燃比制御手段　Ｍ４・・・漸増減
手段　１・・・エンジン　２・・・吸気管　５・・・ス
ロットルバルブ　６・・・スロットルポジションセンサ
　７・・・バキュームセンサ　１０・・・ＡＣＶ　　１
２・・・燃料噴射弁　１７・・・ＶＳＶ　　２７・・・
回転速度センサ　３０・・・電子制御装置（ＥＣＵ）代理人　弁理士　定立　勉（ほか２名）第１図第３図９Ｘン９ｙ第４図励３０・・・電子制御装置（ＥＣＵ）第５因第６図エンジ゛ン回１ｎ＊７ＩＮＥ　（ｒｐｍ）第７図工ンジ゛ン回壷云遣度　ＮＥ　（ｒｐｍ）第８図エンジ°’＞ｒ！Ｄ会六幻１＊ＮＥ　　（ｒｐｍ）第９
図

Claims

【特許請求の範囲】少なくとも２つの気筒群よりなる内燃機関に吸入される
空気の圧力を検出する吸入空気圧力検出手段と、上記内燃機関の運転状態に基づいて上記内燃機関の気筒
群へ吸入空気を供給する吸入空気通路の分岐点を変更す
ることにより、該分岐点から上記気筒群の各々の気筒ま
での吸入空気通路の長さを変更する分岐点変更手段と、少なくとも上記吸入空気圧力検出手段により検出される
吸入空気圧力に基づいて燃料噴射量を定め上記内燃機関
の空燃比を目標空燃比に一致させるよう制御すると共に
、上記分岐点変更手段が吸入空気通路の分岐点を変更す
る動作に従って上記定められた燃料噴射量を補正する空
燃比制御手段と、を備えた可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置であ
って、上記空燃比制御手段に、更に、上記分岐点を変更する動作に従って補正される燃料噴射
量を漸増又は漸減させる漸増減手段を備えたことを特徴
とする可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置。