JPH03225049A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPH03225049A
JPH03225049A JP2018972A JP1897290A JPH03225049A JP H03225049 A JPH03225049 A JP H03225049A JP 2018972 A JP2018972 A JP 2018972A JP 1897290 A JP1897290 A JP 1897290A JP H03225049 A JPH03225049 A JP H03225049A
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JP
Japan
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air
pressure
fuel ratio
throttle valve
deviation
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JP2018972A
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Keisuke Tsukamoto
啓介 塚本
Toshio Takaoka
俊夫 高岡
Takao Fukuma
隆雄 福間
Hirobumi Yamazaki
博文 山崎
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to EP91101075A priority patent/EP0440135B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409Addressing techniques specially adapted therefor
    • F02D41/2412One-parameter addressing technique
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2496Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type

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  • 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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。
〔従来の技術〕
定常運転時には混合気を稀薄にしておき、加速運転時に
は空燃比を理論空燃比とし、加速運転機定常運転に移行
すると再び混合気を稀薄にするようにした内燃機関が公
知である(特開昭60−13936号公報および特開昭
63−129140号公報参照)。特開昭60−139
36号公報に記載された内燃機関では加速運転完了後ス
ロットル弁開度の変化率が負の一定値を越えたときに理
論空燃比から稀薄混合気に切換えられ、特開昭63−1
29140号公報に記載された内燃機関では加速運転完
了後吸気通路内の圧力の変化率が負の一定値を越えたと
きに理論空燃比から稀薄混合気に切換えられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで稀薄混合気により運転されているときの機関出
力トルクは理論空燃比により運転されているときの機関
出力トルクよりもかなり小さく、従って加速運転完了後
に理論空燃比から稀薄混合気に切換えられると機関出力
トルクが急激に低下する。一方、加速運転から定常運転
に移行するときにはスロットル弁がわずかばかり閉弁せ
しめられるために吸入空気量が減少し、それによって車
両に減速力が作用する。このように吸入空気量が減少し
たときに理論空燃比から稀薄混合気に切換えられると吸
入空気量の減少による車両の減速力に機関出力トルクの
減少が重脅し、運転者に機関出力トルクの低減感を与え
ることがない。しかしながら上述の公知の内燃機関では
加速運転から減速運転への移行のみをうまく検出できな
いばかりでなく、たとえ検出できたとしても吸入空気量
の減少による車両の減速力と機関の出力トルクの低減時
期がずれるために運転者に機関出力トルクの低減感を与
えることになる。
以下このことについて第7図を参照しながら説明する。
第7図は加速運転完了時にスロットル弁開度TAがわず
かばかり減少したところを示している。
スロットル弁開度TAが減少し始めて暫らくすると機関
シリンダ内に供給される吸入空気量Qが減少し始め、そ
の結果加速度Gが負となる、即ち減速力が加わることに
なる。ところで第7図において実線は特開昭60−13
936号公報に示されるようにスロットル開度TAの変
化率ΔTAが負の一定値TA○を越えたときに理論空燃
比から稀薄混合気に切換えられる場合を示しており、−
点鎖線は特開昭63−129140号公報に示されるよ
うに吸気通路内の圧力PMの変化率ΔPMが負の一定値
PMOを越えたときに理論空燃比から稀薄混合気に切換
えられる場合を示している。しかしながらスロ・ソトル
弁開度TAの変化率ΔTAおよび圧力PMの変化率ΔP
Mが小さいためにΔTAが一定値TAOを越えたこと、
或いはΔPMが一定値PMOを越えたことを確実に検出
するのが困難であり、斯くして加速運転から定常運転へ
の移行時に稀薄混合気に切換えられず、理論空燃比のま
ま運転が続行されるという問題を生ずる。また、△TA
がTAOを越えたということで、或いはΔPMがPMO
を越えたということで理論空燃比から稀薄混合気に切換
えられると吸入空気量Qが減少する前にΔTAがTAO
を越えてしまうので吸入空気量Qの減少による減速力G
。が生じる前に機関出力トルクの低下による減速力G1
が発生し、また吸入空気量Qが減少した後にΔPMがP
MOを越えるので吸入空気量Qの減少による減速力Go
が生じた後に機関出力トルクの低下による減速力G2が
発生する。吸入空気量Qの減少による減速力Goの発生
は運転者の操作に基くものであるから運転者に不快感を
与えることはないが機関出力トルクの低下による減速力
Gl  、G2の発生は運転者の操作によって発生する
ものではないので運転者に不快感を与えることになる。
また、圧力PMは機関の回転に伴ない大きく変動するの
で圧力PMの検出タイミングによっては機関運転状態が
変化していないにもかかわらずにΔPMが一定値PMO
を越えてしまうという欠点もある。また、第7図におい
て破線は吸気通路内の圧力PMをなまし、このなまじ値
PMAの変化率ΔPMAが一定値P 1.I A Oを
越えたときに理論空燃比から稀薄混合気に切換えるよう
にした場合を示している。この場合にはΔPMAの変化
量が大きいので加速運転から定常運転への移行を確実に
検出することができるがなまじ値PMAは圧力PMが変
化した後暫らくしてからでないと変化しないので吸入空
気量Qの減少による減速力G。が生じた後暫らくしてか
ら機関出力トルクの低下による減速力G3が発生する。
従って第7図に示すいずれの例においても加速運転から
定常運転への移行時に運転者に不快感を与えるという問
題がある。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば第1図の発
明の構成図に示されるようにスロットル弁開度を検出す
るスロットルセンサ17と、吸気通路内の圧力を検出す
る圧力センサ16と、スロットル弁開度に応じた定常運
転時における吸気通路内の圧力を記憶している記憶手段
Aと、圧力センサ16により検出された圧力のなまし値
が記憶手段Aに記憶されかつスロットル弁開度に応じた
圧力よりも予め定められた一定値以上高くなったときに
混合気を稀薄化する混合気稀薄化手段Bを具備している
〔作 用〕
加速運転から定常運転に移行したときに記憶手段に記憶
された圧力はただちに低下を開始し、これに対して圧力
センサにより検出された圧力のなまし値はほとんど変化
しない。従って加速運転から定常運転に移行したときに
記憶手段により記憶された圧力と圧力センサにより検出
された圧力のなまし値との偏差は次第に大きくなり、従
ってこの偏差と上述の一定値を比較することにより吸入
空気量が減少し始めたときに確実に混合気を稀薄化する
ことができる。
〔実施例〕
第2図を参照すると、1は機関本体、2はピストン、3
は燃焼室、4は点火栓、5は吸気弁、6は吸気ポート、
7は排気弁、8は排気ポートを夫々示す。吸気ポート6
は対応する枝管9を介してサージタンクIOに連結され
、枝管9には対応する吸気ポート6内に向けて燃料噴射
を行うための燃料噴射弁11が取付けられる。点火栓4
による点火作用および燃料噴射弁11からの燃料噴射作
用は電子制御ユニット20の出力信号により制御される
サージタンクlOは吸気ダクト12を介して図示しない
エアクリーナに連結され、吸気ダクト12内にはスロッ
トル弁13が配置される。一方、排気ポート8は排気マ
ニホルド14に連結され、排気マニホルド14内には理
論空燃比およびリーン空燃比のいずれも検出することの
できる酸素濃度検出器15(以下02センサと称する)
が配置される。
電子制御ユニット20はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス21によって相互に接続されたROM
(リードオンリメモリ)22、RAM(ランダムアクセ
スメモリ)23、CPU(マイクロプロセッサ)24、
人力ポート25フよび出力ポート26を具備する。サー
ジタンク10内にはサージタンク10内の絶対圧PMに
比例した出力電圧を発生する圧力センサI6が配置され
、圧力センサ16の出力電圧はAD変換器27を介して
入力ポート25に人力される。スロットル弁13にはス
ロットル弁開度に比例した出力電圧を発生するスロット
ルセンサ17が連結され、このスロットルセンサ17の
出力電圧がAD変換器28を介して人力ポート25に人
力される。02センサ15は排気ガス中の酸素濃度を示
す出力信号を発生し、この出力信号がAD変換器29を
介して入力ポート25に人力される。このAD変換器2
9の出力信号から混合気の空燃比を知ることができる。
更に入力ポート25には機関回転数NEを表わす出力信
号を発生する回転数センサ30が接続される。一方、出
力ポート26は駆動回路31を介して燃料噴射弁11に
接続される。
次に第3図から第6図を参照して本発明による空燃比制
御の一実施例について説明する。
第3図は吸気通路内の絶対圧PMのなまじ値PMAと記
憶手段に記憶された圧力PMTAとの偏差りを計算する
ためのルーチンを示しており、このルーチンは一定時間
、例えば3 m5ec毎の割込みによって実行される。
第3図を参照するとまず始めにステップ40において次
式に基いてサージタンク10内の絶対圧PMのなまじ値
PMAが計算される。
PMA−(7PMA+PAl)  /8ここでカッコ内
のPMAは前回の処理サイクルにおいて計算されたなま
し値であり、PMは圧力センサ16により検出された現
在のサージタンク10内の絶対圧である。
次いでステップ41ではスロットルセンサ17により検
出されたスロットル弁開度TAと回転数センサ30によ
り検出された機関回転数NEに基いて定常運転時におけ
るサージタンクll内の絶対圧PMT^が計算される。
この定常運転時における絶対圧PMTAは予め実験によ
り求められており、この実験により求められた絶対圧P
MTAが第4図に示すようにスロットル弁開度TAおよ
び機関回転数NEの関数として予めROM 22内に記
憶されている。次いでステップ42ではなまし値PMA
から定常運転時の絶対圧PMTAを減算することによっ
てそれらの偏差りが計算される。
次に第6図に示すタイムチャートを参照しつつPMA 
、 PMTAおよびDの変化について説明する。
第6図は第7図と同様に加速運転から定常運転に移行す
るときを示しており、このときスロットル弁開度TAが
わずかばかり減少せしめられる。
第6図に示されるようにサージタンク10内の絶対圧P
Mのなまじ値PMAはスロットル弁開度TAが減少せし
められてサージタンク10内の絶対圧PMが低下しても
ただちに低下せず、スロットル弁開度TAが減少し始め
てから暫らくの間はほぼ一定に維持される。これに対し
て定常運転時の絶対圧PMTAはスロットル弁開度TA
の関数であるからスロットル弁開度TAが減少し始める
や否や減少し始める。従ってスロットル開度TAが減少
し始めるとPMAとPMTAの偏差りは次第に大きくな
る。
一方、第7図に基いて説明したようにスロットル弁開度
TAが減少し始めた後口らくしてから吸入空気量が減少
して破線で示す加速度Gのように車両に減速力が作用す
る。このとき、負の加速度Gが最大になる直前において
理論空燃比から稀薄混合気、即ちリーンに切換えられる
と吸入空気量の減少による減速力に機関出力トルクの低
下による減速力が重置して運転者に不快感を与えること
がなくなる。そこで吸入空気量が減少し始めて負の加速
度Gが増大し始めてから負の加速度Gが最大になる間の
偏差りを予め一定値り。とじて定めておき、偏差りがり
。を越えたときに理論空燃比からリーンに切換えるよう
にしている。
次に第5図を参照してメインルーチンについて説明する
第5図を参照するとまず始めにステップ50において加
速開始時にセットされるフラグがセットされているか否
かが判別される。フラグがリセットされているときには
ステップ51に進んで例えばスロットル弁開度TAの変
化から加速が開始されたか否かが判別される。加速が開
始されたときにはステップ52に進んでフラグがセット
され、次いてステップ53では02センサ15の出力信
号に基いて以後空燃比を理論空燃比に制御する処理が行
われる。次いでステップ54ではその他の処理が実行さ
れる。従って一旦加速が開始されるとその後は空燃比が
理論空燃比に維持される。
一方、加速が開始されてフラグがセットされるとステッ
プ50からステップ55に進んで偏差りが一定値り。よ
りも大きくなったか否かが判別される。
D>DOになるとステップ56に進んでフラグがリセッ
トされ、次いでステップ57では02センサ15の出力
信号に基いて以後混合気をリーンにする処理が行われる
〔発明の効果〕
加速運転から定常運転に移行したときに記憶されている
圧力となまし値の偏差がかなり大きくなるので加速運転
から定常運転への移行を確実に検出することができ、し
かもこの偏差はスロットル弁開度が減少し始めるとただ
ちに増大するのでこの偏差と一定値を比較することによ
って吸入空気量が減少し始めたときに混合気を稀薄化す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は発明の構成図、第2図は内燃機関の全体図、第
3図は偏差を計算するためのフローチャート、第4図は
記憶された絶対圧を示す線図、第5図はメインルーチン
を示すフローチャート、第6図は本発明による一実施例
を示すタイムチャート、第7図は従来技術を示すタイム
チャートである。 10・・・サージタンク、   16・・・圧力センサ
、17・・・スロットルセンサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スロットル弁開度を検出するスロットルセンサと、吸気
    通路内の圧力を検出する圧力センサと、スロットル弁開
    度に応じた定常運転時における吸気通路内の圧力を記憶
    している記憶手段と、該圧力センサにより検出された圧
    力のなまし値が該記憶手段に記憶されかつスロットル弁
    開度に応じた圧力よりも予め定められた一定値以上高く
    なったときに混合気を稀薄化する混合気稀薄化手段を具
    備した内燃機関の空燃比制御装置。
JP2018972A 1990-01-31 1990-01-31 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPH03225049A (ja)

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EP91101075A EP0440135B1 (en) 1990-01-31 1991-01-28 An air-fuel ratio control device of an internal combustion engine

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