JPH08177582A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JPH08177582A JPH08177582A JP32633194A JP32633194A JPH08177582A JP H08177582 A JPH08177582 A JP H08177582A JP 32633194 A JP32633194 A JP 32633194A JP 32633194 A JP32633194 A JP 32633194A JP H08177582 A JPH08177582 A JP H08177582A
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Abstract
にした内燃機関の制御装置を提供すること。 【構成】S32でリーン制御中か否かを判定し、リーン
制御中であれば、S33で空燃比変動を抑制するように
基本燃料噴射量Tpの平均値Avtpを求める際に最新
の基本燃料噴射量Tpがあまり反映されないようにFl
oad(=FloadL)を大きく設定し、リーン制御
中でなければ、S34で過渡応答性を優先するように最
新の基本燃料噴射量Tpがよく反映されるように、Fl
oad(=FlaodR)を小さく設定する。また、S
31で空燃比の切換え中と判断された場合には、S35
で、FloadL,FlaodRより大きなFload
Tを設定して、目標空燃比の切換えによる燃焼安定性へ
の影響を少なくするようにする。これにより、リーン運
転、ストイキ運転、或いは切換え中に要求される異なる
機関運転特性を夫々満足させることができる。
Description
関し、詳しくは、機関吸入混合気の空燃比をストイキ
(理論空燃比)に制御するストイキ制御、機関吸入混合
気の空燃比をリーン(希薄空燃比)に制御するリーン制
御、EGR〔排気還流〕制御、非EGR制御、或いは定
常・過渡等の各運転状態において要求される機関運転特
性を満足させることができる内燃機関の制御技術に関す
る。
は、例えば特開昭62−60943号公報に開示される
ようなものがある。このものは、空燃比のフィードバッ
ク制御定数(積分定数や比例定数)をリーン運転時ほど
小さくすることで、空燃比の変動幅を小さくして、比較
的失火等の起き易いリーン運転中の燃焼安定性を確保し
ようとするものである。
理論空燃比近傍で運転している場合は燃焼安定性が比較
的高いためそれ程問題とはならないが、リーン運転中の
ように燃料供給量の元々少ないときに、吸入空気流量の
計測値或いはそれから求められる基本燃料供給量の変動
があると、結果的に空燃比変動に比較的大きな影響を与
えることになるため、上記の従来の装置による処理を施
してもなお、リーン運転中の機関安定性を十分に確保で
きないという問題があった。なお、EGR制御中も、燃
焼安定性が低いので、空燃比変動があると燃焼安定性に
悪影響を与えることとなるので、リーン運転中と同様の
問題がある。
状態の変化のなかに、吸入空気流量の計測値或いはそれ
から求められる基本燃料供給量の変動は吸収されたよう
な形となるため、運転者は、これら変動が多少あっても
違和感を感じ難いが、定常運転時には運転者はアクセル
操作を一定にしており、かかる場合には吸入空気流量の
計測値或いはそれから求められる基本燃料供給量の変動
による機関負荷変動を運転者は感じとり易いため、定常
運転時における吸入空気流量の計測値或いはそれから求
められる基本燃料供給量の変動、延いては空燃比変動を
抑制する必要もある。
もので、例えば、リーン運転時或いはEGR(排気還
流)制御時等の比較的空燃比の変動が機関安定性に与え
る影響の度合いが大きい運転時や、運転者が不快感を感
じ易い定常運転時には、吸入空気流量或いはこれを基に
算出される基本燃料供給量の算出処理を変更することで
空燃比の変動を抑制し、以って運転状態毎に異なる要求
特性を満足できるようにした内燃機関の制御装置を提供
することを目的とする。また、当該制御装置の更なる高
精度化、構成の簡略化を図ることも目的とする。
載の発明にかかる内燃機関の制御装置は、図1に示すよ
うに、機関吸入空気流量に関連する値を検出し、当該検
出された値に基づいて基本燃料供給量を算出し、当該算
出された基本燃料供給量に基づいて機関運転制御量を設
定するようにした内燃機関の制御装置において、機関運
転状態を検出する運転状態検出手段Aと、検出された機
関運転状態に応じて、前記機関運転制御量の設定処理に
おける最新の機関吸入空気流量に関連する値或いは最新
の基本燃料供給量の反映度合いを変更するように、前記
基本燃料供給量の算出処理を変更する基本燃料供給量算
出処理変更手段Bと、を含んで構成した。
供給量算出処理変更手段Bを、機関吸入空気流量に関連
する値を平均化処理した値に基づいて前記基本燃料供給
量を算出する場合に、機関吸入空気流量に関連する値の
平均化処理における最新の機関吸入空気流量に関連する
値の重み付けを、運転状態に応じて変更する手段として
構成した。
供給量算出処理変更手段Bを、基本燃料供給量を平均化
処理した値に基づいて機関運転制御量を設定する場合
に、基本燃料供給量の平均化処理における最新の基本燃
料供給量の重み付けを、運転状態に応じて変更する手段
として構成した。請求項4に記載の発明では、前記機関
運転制御量の設定処理における最新の機関吸入空気流量
に関連する値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合い
を、希薄空燃比運転状態或いは排気還流制御運転状態ほ
ど小さくするように構成した。
制御量の設定処理における最新の機関吸入空気流量に関
連する値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合いを、
空燃比が希薄なほど或いは排気還流率が大きいほど小さ
くするように構成した。請求項6に記載の発明では、前
記運転状態に、異なる運転状態間での運転状態の切換え
の進行度合いを含めるように構成した。
制御量の設定処理における最新の機関吸入空気流量に関
連する値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合いを、
定常運転状態に近づくほど小さくするように構成した。
請求項8に記載の発明では、前記定常運転状態が、ロー
ドロード付近の運転状態であるように構成した。
は、基本燃料供給量に基づく機関運転制御量(例えば、
燃料供給量や点火時期等)の設定処理において、運転状
態に応じて、前記基本燃料供給量の算出、延いては前記
機関運転制御量の設定における最新の機関吸入空気流量
に関連する値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合い
を変更できるようにして、運転状態毎に異なる要求特性
(例えば、機関安定性や過渡応答性等)を満足させるこ
とができるようにした。これは、例えば、機関安定性を
優先させたいときには前記反映度合いを小さく設定し、
過渡応答性を優先させたいときには前記反映度合いを大
きく設定するようにすることで達成できる。
ば、簡単な方法でかつ確実に、基本燃料供給量に基づく
機関制御量の設定処理における最新の機関吸入空気流量
に関連する値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合い
を変更させることができる。請求項4に記載の発明で
は、希薄空燃比運転中、或いはEGR制御運転中におい
て、基本燃料供給量に基づく機関運転制御量の設定処理
における最新の機関吸入空気流量に関連する値或いは最
新の基本燃料供給量の反映度合いを小さくするようし
て、空燃比変動を小さくし燃焼安定性、延いては機関安
定性を向上させるようにする。なお、ストイキ運転中や
非EGR制御運転中等は、前記反映度合いを大きくする
ことで、過渡運転時の応答性を向上させることができる
ようになる。
いを、空燃比が希薄になるほど或いは排気還流率(EG
R量/吸入空気流量)が高くなるほど小さくするように
することで、空燃比が希薄になるに連れて或いは排気還
流率が高くなるに連れて燃焼安定度が悪化していく傾向
に対処可能となる。請求項6に記載の発明では、前記運
転状態に、異なる運転状態間での運転状態の切換えの進
行度合いを含めるように構成して、切換えの進行度合い
によって異なる要求特性にも応えることができるように
した。
いを、定常運転状態に近づくほど小さくするように構成
して、定常運転時の不必要な負荷変動の抑制(希薄空燃
比下、EGR制御運転中にあっては燃焼安定性の改善)
を図る一方で、過渡運転時の応答性を確保できるように
した。請求項8に記載の発明では、前記定常運転状態
が、ロードロード付近の運転状態であるようにして、定
常運転状態の検出を(換言すれば運転者の加速意志・減
速意志の有無判定を)簡単な構成で迅速かつ高精度に検
出できるようにし、運転者の意図に対応させて応答性よ
く前記反映度合いを変更できるようにした。
して説明する。本発明の第1の実施例の全体構成を示す
図2において、機関1の吸気通路12には吸入空気流量Q
を検出するエアフローメータ2及びアクセルペダルと連
動して吸入空気流量Qを制御する絞り弁が設けられ、下
流のマニホールド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁
6が設けられる。また、機関1のクランクシャフトやカ
ムシャフトの回転と同期して所定角度毎にパルス信号を
発生させてクランク位置や機関回転速度Nを検出するク
ランク角センサ3が設けられている。
ェース,A/D変換器,ROM,RAM,CPU等を含
んで構成されるコントロールユニット5において、後述
するようにして設定される駆動パルス信号によって開弁
駆動され、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッ
シャレギュレータ(図示せず)により所定圧力に制御さ
れた燃料を噴射供給する。なお、機関1の燃焼室に吸入
された混合気は、各気筒の燃焼室に臨んで設けられた点
火栓4により点火され燃焼されるが、この点火栓4は、
コントロールユニット5の駆動信号に基づき、運転状態
(基本燃料噴射量や機関回転速度等)に応じて予め設定
された点火タイミングで点火コイル7からの高電圧を受
け点火するようになっている。
温度Twを検出する水温センサ8が設けられている。排
気通路11にはマニホールド集合部近傍に、排気中の酸素
濃度を検出することによって空燃比を検出する空燃比セ
ンサ17が設けられ、その下流側に、触媒コンテナ14が介
装されており、当該触媒コンテナ14の内部には、本発明
の第1の触媒としてのリーンNOx触媒15と、本発明の
第2の触媒としての三元触媒16と、が保持されている。
前記空燃比センサ17は、排気中の酸素濃度に応じた電圧
をコントロールユニット5へ出力し、コントロールユニ
ット5では、この電圧に基づいて空燃比を検出できるよ
うになっている。なお、本実施例では、空燃比センサ17
は空燃比に対してリニアな特性を有するセンサであって
もよいし、リッチ・リーンを判定するセンサであっても
よい。
ソレノイド)等を含んで構成されリフト量(開弁量)を
変更可能なEGR(Exhaust gas recirculation)弁10
と、当該EGR弁10を介装して排気系と吸気系とを連通
する排気還流通路13と、が設けられている。なお、EG
R弁10は、コントロールユニット5からの駆動信号によ
って駆動制御され、予め運転状態に応じて設定されてい
るEGR率(EGR量/吸入空気流量)が得られるよう
なリフト量に設定される。
料供給量算出処理変更手段として機能するコントロール
ユニット5は、前記各種センサからの入力信号を受け、
図3〜図6のフローチャートを実行する。なお、図6〜
図10のフローチャートが、本発明のポイントとなる平均
基本燃料噴射量Avtpの演算処理のためのフローチャ
ートである。なお、本実施例では、ストイキ運転と、リ
ーン運転と、を所定の運転条件で切換えるようにした内
燃機関の制御量(本実施例では、燃料噴射量)の設定制
御についての説明である。
説明することにする。図3のフローチャートは、リーン
運転する際の燃空比の設定ルーチンを示している。この
フローは、回転信号或いは気筒毎の基準信号(所謂レフ
ァレンス信号)同期で実行される。ステップ(図では、
Sと記している。以下、同様)1では、目標燃空比Td
m1を、予め運転条件(機関回転速度や負荷等)に応じ
て設定されているマップ燃空比Mdm1 に基づき設定す
る。なお、このマップ燃空比Mdm1 は、後述する図4
のフローチャートの実行により設定される。
ンパの操作を行なう。これは、空燃比の穏やかな切換え
により、トルクの急激な変化を抑制し、運転性の悪化を
抑制するためである。まず、ステップ2では、現在設定
されている燃空比補正係数Dm1と先程求めたTdm1
との比較を行い、Dm1≧Tdm1であれば、ステップ
5へ進んで、保持されているDm1からDm1l(燃空
比変化速度,リーン側)を減算することで、新たなDm
1を求める。そして、ステップ6へ進んで、Dm1がT
dm1未満とならないようにDm1に制限を与えて、フ
ローを終了する。
プ3へ進んで、保持されているDm1にDm1r(燃空
比変化速度,リッチ側)を加算することで、新たなDm
1を求める。そして、ステップ4へ進んで、Dm1がT
dm1を越えないようにDm1に制限を与えて、フロー
を終了する。このようにして求められた燃空比補正係数
Dm1が、後述する燃料噴射量の演算に用いられる。図
4は、リーン運転する内燃機関において実行されるバッ
クグラウンドジョブ(BGJ)で、マップ燃空比Mdm
1の算出を行なうフローチャートである。
う。当該判定は、燃費,排気,運転性の要求からリーン
運転させたい領域を設定しておき、現運転条件がその範
囲にあるか否かを判定するものであるが、詳細な説明は
ここでは省略する。リーン条件であれば、ステップ13へ
進み、予め運転条件(機関回転速度や負荷等)に応じて
設定されているリーン時マップ燃空比MDMLLを検索
して、当該MDMLLを前記マップ燃空比Mdm1とし
て設定し、本フローを終了する。
へ進み、予め運転条件(機関回転速度や負荷等)に応じ
て設定されているストイキ時マップ燃空比MDMLSを
検索して、当該MDMLSを前記マップ燃空比Mdm1
として設定し、本フローを終了する。このようにして、
マップ燃空比Mdm1が、運転条件に応じて設定される
ことになる。そして、以後のTdm1,Dm1,Tfb
ya,Tiの演算に備える。
する。当該フローは、リーン運転を行なう内燃機関にお
いて、燃空比補正係数Dm1を使用して燃料噴射量(噴
射パルス幅)Tiを算出し、燃料噴射弁6に出力するた
めのフローである。ステップ21では、燃空比補正係数D
m1を用いて、目標燃空比Tfbya(=Dm1+Kt
w+Kas+・・・,Ktwは水温補正係数,Kasは
始動後増量)を算出する。
力値をA/D変換し、リニアライズして、吸入空気流量
Qを求める。ステップ23では、基本燃料噴射量Tpの平
均値Avtpを求める。当該平均値Avtpの算出につ
いては、後で詳細に説明する。ステップ24では、最終的
な燃料噴射量Ti(=Avtp×Tfbya×Ktr×
(α+αm)+Ts,Ktrは過渡補正係数,αは空燃
比フィードバック補正係数,αmは空燃比学習補正係
数,Tsは無効パルス幅)を求める。
う。燃料カット条件であれば、ステップ28へ進んでTs
を出力レジスタにストアし、そうでなければ、ステップ
27へ進みTiを出力レジスタにストアして、所定の噴射
タイミングでの噴射に備える。なお、前記ステップ21に
おける目標燃空比Tfbyaの設定、及び燃料噴射量T
iの演算に平均値Avtpを用いる以外は、従来と同様
であって構わない。
正係数αは、燃料噴射弁6の製品誤差等を補正すべく、
空燃比センサ17の出力に基づいて比例積分(PI)制御
等により増減されるもので、これにより燃焼用混合気の
空燃比を目標空燃比にフィードバック制御することがで
きるものである。また、空燃比学習補正係数αmは、前
記空燃比フィードバック補正係数αの基準値(目標収束
値)からの偏差を、例えば複数に区分された機関運転領
域(即ち、学習エリア)毎に更新記憶し、前記基本燃料
噴射量Avtpを当該空燃比学習補正係数αmにより補
正することで、空燃比フィードバック補正係数αなしで
得られるベース空燃比を略目標値に一致させるようにす
るもので、これにより空燃比フィードバック制御におけ
る実際の空燃比の目標空燃比への収束を早めることがで
きるようにするものである。つまり、空燃比フィードバ
ック補正係数αと空燃比学習補正係数αmとを組み合わ
せることで、運転条件毎に異なる燃料噴射量の補正要求
に応答性よく対応し、実際の空燃比を目標空燃比近傍に
良好に制御することができるようにするものである。
するが、図6は、基本燃料噴射量Tpの所定時間の平均
値Avtpを算出する一例を示すものである。ステップ
31では、目標燃空比Tdm1と、現在設定されている燃
空比補正係数Dm1と、の差が所定値εより小さいか否
か(即ち、空燃比の切換え進行度合い)を判定し、所定
値εより小さければ(所定以上空燃比の切換えが進行し
ていると判断して)ステップ32へ進み、所定値ε以上で
あれば(まだ空燃比の切換えはあまり進行していないと
判断して)ステップ35へ進む。
リーン運転中)か否かを判断し、リーン条件成立中であ
ればステップ33へ進み、リーン条件非成立であればステ
ップ34へ進む。ステップ33では、加重平均定数Floa
dをリーン用加重平均定数FloadLとする。一方、
ステップ34では、非リーン(ストイキ)用の加重平均定
数FloadSを、加重平均定数Floadとする。
れ、ステップ35へ進んだ場合は、空燃比切換え途中の加
重平均定数FloadTを加重平均定数Floadとす
る。次に、ステップ36では、吸入空気流量Qから基本燃
料噴射量Tp(=K×Q/N)を求める。ステップ37で
は、基本燃料噴射量Tpと、加重平均定数Fload
と、から加重(重み付け)平均基本燃料噴射量Avtp
(=Tp/Fload +Avtpn-1 ×(Fload−1)/Fload )を演
算して、本フローを終了する。
vtpが、図5のステップ24における最終的な燃料噴射
量Tiの演算に用いられる。ここで、リーン用加重平均
定数FloadLは、非リーン用加重平均定数Floa
dSよりも大きな値とし、リーン運転時の機関安定化を
図る一方で、非リーン運転時には機関応答性を重視した
設定にしてある。つまり、リーン運転中は、基本燃料噴
射量Tpの変化に対する燃焼安定性の変化が、ストイキ
運転時に対して敏感であるので、基本燃料噴射量Tp
(又は吸入空気流量Q)の変化を今回の平均基本燃料噴
射量Avtpの算出結果にあまり反映させないようにす
る(なます)。一方、ストイキ運転時は運転者のアクセ
ルの踏み込みに対して応答性よく機関運転状態を追従さ
せることができるように、基本燃料噴射量Tp(又は吸
入空気流量Q)の変化を今回の平均基本燃料噴射量Av
tpの算出結果に良く反映させるようにしている。
loadTは、リーン用加重平均定数FloadL、非
リーン用加重平均定数FloadSよりも大きな値と
し、目標空燃比の変更に伴う運転状態の違い、即ち燃焼
安定性への影響を少なくするようにしている。図7のフ
ローチャートは、平均基本燃料噴射量Avtpの算出方
法の他の一例を示すフローチャートである。
比補正係数Dm1の値を読み込む。ステップ42では、D
m1から加重平均定数Floadを演算する。Dm1か
ら加重平均定数Floadを演算する一例を図8に示
す。即ち、Dm1が小さい(空燃比がリーン)ほど、F
loadを大きくする。これは、リーンになるほど空燃
比変動が燃焼安定度へ与える影響が大きいため(燃焼安
定度が悪化し易いため)、基本燃料噴射量Tp(又は吸
入空気流量Q)の変化を今回の平均基本燃料噴射量Av
tpの算出結果にあまり反映させないようにするためで
ある。また、Dm1とFloadとの関係に、指数(特
に、2次)関数的な関係を与えているは、機関安定度が
空燃比がリーン化すると指数(2次)関数的に悪化する
傾向にあるからであり、これに対応した平均基本燃料噴
射量Avtpの安定化が要求されるからである。
燃料噴射量Tp(=K×Q/N)を求める。ステップ44
では、基本燃料噴射量Tpと、加重平均定数Fload
と、から平均基本燃料噴射量Avtpを演算して、本フ
ローを終了する。このようにして重み付け平均して求め
たAvtpが、図5のステップ24における最終的な燃料
噴射量Tiの演算に用いられることとなる。図9は、平
均基本燃料噴射量Avtpの算出方法の他の一例を示す
フローチャートである。
比補正係数Dm1の値を読み込む。ステップ52では、D
m1から加重平均定数基本値Floaddを演算する。
これは、前述の図8に示したようなテーブルにおいて、
FloadをFloaddに置き換えたものから求める
ようにする。ステップ53では、吸入空気流量Qから基本
燃料噴射量Tpを演算する。
を参照して、基本燃料噴射量Tpと機関回転速度Nとに
基づき、Fload補正係数KFloadを求める。図
10は、車両のロードロード線(勾配0%時で車速に応じ
て設定される機関負荷を表す線。即ち、平坦路走行中そ
の車速を維持できる〔加速度0となる〕機関負荷を表す
線)より高負荷側及び軽負荷側になるに連れて、Flo
ad補正係数KFloadを小さくするような設定とし
てある。つまり、加・減速時には、運転者のアクセル操
作に合わせて追従性よく機関運転状態(即ち、吸入空気
流量Qや基本燃料噴射量Tp)を変化させるようにする
一方、ロードロード線(定常運転状態)に近い場合は、
運転者はアクセル操作量をあまり変化させず、またかか
る状態ではアクセル操作に対して機関運転状態の変化の
追従性を低下させてもあまり運転者は違和感を感じない
ので、リーン運転時にあっては、燃焼安定性を優先させ
るべく、基本燃料噴射量Tp(又は吸入空気流量Q)の
変化を今回の平均基本燃料噴射量Avtpの算出結果に
あまり反映させないようにするものである。なお、スト
イキ運転時にあっては、前述同様に加・減速時の応答性
を高めることができる一方、定常時には微妙な基本燃料
噴射量Tp(又は吸入空気流量Q)の変動を今回の平均
基本燃料噴射量Avtpの算出結果にあまり反映させな
くできるので、安定して定常走行状態を維持できること
になるから、アクセルを一定にしているのに負荷変動す
るといった運転者への違和感の発生を抑制することがで
きることになる。
oaddと、Fload補正係数KFloadと、に基
づき、加重平均定数Floadを求める。その一例とし
て、両者を乗ずる場合を示しておく。ステップ56では、
基本燃料噴射量Tpと、加重平均定数Floadと、か
ら平均基本燃料噴射量Avtpを求め、本フローを終了
する。
vtpが、図5のステップ24における最終的な燃料噴射
量Tiの演算に用いられることとなる。なお、上記の実
施例では、基本燃料噴射量Tpを重み付け平均して平均
基本燃料噴射量Avtpを求めるようにして説明してき
たが、吸入空気流量Qを重み付け平均し、その平均値A
vQ(=Q/Fload +AvQn-1 ×(Fload−1)/Fload )
を用いて平均基本燃料噴射量Avtp(=K×AvQ/
AvN〔AvNは平均値〕等の式に基づき)を演算し、
最終的な燃料噴射量Tiを演算するようにしてもよい。
ば、目標空燃比の異なる運転状態に応じて機関運転制御
(ここでは燃料噴射量Tiの設定)に用いる基本制御量
(基本燃料噴射量Tp或いは吸入空気流量Q)の算出処
理を変更するようにしたので、例えば、リーン運転時の
燃焼安定性確保と、ストイキ運転時の過渡応答性確保
と、を両立させることができる。また、運転状態に応じ
て機関運転制御に用いる基本制御量(基本燃料噴射量T
p或いは吸入空気流量Q)の算出処理を変更するように
したので(図9のフローチャートのステップ54が相当す
る)、定常運転時の不必要な負荷変動の抑制(リーン運
転中にあっては燃焼安定度の改善)と、過渡時の応答性
確保と、を両立させることもできる。
と、本実施例のリーン制御中の平均基本燃料噴射量Av
tp(或いは平均吸入空気流量Q)の変動と、を示すタ
イムチャートを示しておく。また、図12に、本実施例の
効果を示しておく。この図から、本実施例により燃焼安
定限界が改善されることにより、良好なMBT(Minimu
m Spark Advance for Best Torque)が得られることにな
り(従来に対して大きく遅角できることになり)、NO
xを抑制しつつ最大限出力トルクを大きくすることがで
き、以って燃費が改善されることが解る。
状態と、ストイキ運転状態と、を切換えるようにした内
燃機関の場合について説明してきたが、EGR制御と、
非EGR制御と、を切換えるようにした内燃機関にも適
用可能である。かかる場合を第2の実施例として、以下
に説明する。第2の実施例の全体構成は、上記第1の実
施例と同様であるので、説明を省略する。
際のEGR率(EGR弁10のリフト量)設定ルーチンを
示している。このフローは、回転信号或いは気筒毎の基
準信号(所謂レファレンス信号)同期で実行される。ス
テップ61では、マップEGR率Megrを、目標EGR
率Tegrとして設定する。なお、このマップEGR率
Megrは、後述する図14のフローチャートの実行によ
り得られるものである。
ダンパの操作を行なう。これは、EGR率の穏やかな切
換えにより、トルクの急激な変化を抑制し、運転性の悪
化を抑制するためである。まず、ステップ62では、EG
R率補正係数Egrと先程求めたTegrとの比較を行
い、Egr≧Tegrであれば、ステップ65へ進んで、
保持されているEgrn-1 からDegrd(EGR率変
化速度,減量側)を減算することで、新たなEgrを求
める。そして、ステップ66へ進んで、EgrがTegr
未満とならないようにEgrに制限を与えて、フローを
終了する。
プ63へ進んで、保持されているEgrn-1 にDegri
(EGR率変化速度,増量側)を加算することで、新た
なEgrを求める。そして、ステップ64へ進んで、Eg
rがTegrを越えないようにEgrに制限を与えて、
フローを終了する。このようにして、EGR率補正係数
Egrを徐々に増減することで、目標EGR率Tegr
を得ることにより、スムーズなEGR率制御を行なうこ
とができる。
内燃機関において実行されるバックグラウンドジョブ
(BGJ)で、マップEGR率Megrの算出を行なう
ものである。ステップ71では、現在の運転条件がEGR
制御運転許可条件か否かを判断する。当該判断は、予め
機関回転速度Nと機関負荷Tpや機関水温Tw等に基づ
き設定されたEGR運転領域内に、現在の運転条件があ
るか否かで判断することができる。
制御運転許可条件であるとした場合にはステップ73へ進
ませ、そうでないと判断した場合にはステップ74へ進ま
せる。ステップ73では、予め目標EGR率を機関回転速
度Nと機関負荷Tpや機関水温Tw等に基づき設定した
MEGRマップを検索し、検索結果をマップEGR率M
egrとして設定して、本フローを終了する。
で、Megr=0にセットして、本フローを終了する。
そして、本実施例においても、前述の第1の実施例で説
明した図5と同様のフローチャートを実行して、燃料噴
射量Tiを算出し、燃料噴射弁6に出力するようになっ
ている。なお、リーン化制御を同時に行なわず、EGR
制御のみを行なわせる場合には、ステップ21におけるD
m1の項は省略されることになる。
て実行される図5のステップ23における基本燃料噴射量
の所定時間の平均値Avtpの算出方法の一例を示すも
のである。ステップ81では、目標EGR率Tegrと、
現在設定されているEGR率補正係数Egrと、の差が
所定値ε’より小さいか否か(即ち、EGR率切換え進
行度合い)を判定し、所定値ε’より小さければ(所定
以上EGR率の切換えが進行していると判断して)ステ
ップ82へ進み、所定値ε’以上であれば(まだEGR率
の切換えはあまり進行していないと判断して)ステップ
85へ進む。
ているか否かを判断し、EGR運転条件成立中であれば
ステップ83へ進み、EGR運転条件非成立であればステ
ップ84へ進む。ステップ83では、加重平均定数Floa
dをEGR制御時加重平均定数FloadLとする。一
方、ステップ84では、非EGR制御時加重平均定数Fl
oadSを、加重平均定数Floadとする。
され、ステップ85へ進んだ場合は、EGR率切換え途中
の加重平均定数FloadTを加重平均定数Fload
とする。次に、ステップ86では、吸入空気流量Qから基
本燃料噴射量Tp(=K×Q/N)を求める。
加重平均定数Floadと、から平均基本燃料噴射量A
vtp(=Tp/Fload +Avtpn-1 ×(Fload−1)/Fload)
を演算して、本フローを終了する。このようにして重み
付け平均して求めたAvtpが、図5のステップ24にお
ける最終的な燃料噴射量Tiの演算に用いられる。
adLは、非EGR制御時加重平均定数FloadSよ
りも大きな値とし、EGR運転時の機関安定化を図る一
方で、非EGR運転時には機関運転の応答性を重視した
設定にしてある。つまり、EGR運転中は、基本燃料噴
射量Tpの変化に対する燃焼安定性の変化が、非EGR
運転時に対して敏感であるので、基本燃料噴射量Tp
(又は吸入空気流量Q)の変化を今回の平均基本燃料噴
射量Avtpの算出結果にあまり反映させないようにす
る(なます)一方、非EGR運転時は運転者のアクセル
の踏み込みに対して応答性よく機関運転状態を追従させ
ることができるように、基本燃料噴射量Tp(又は吸入
空気流量Q)の変化を今回の平均基本燃料噴射量Avt
pの算出結果によく反映させるようにしている。
FloadTは、EGR制御時加重平均定数Fload
L、非EGR制御時加重平均定数FloadSよりも大
きな値とし、目標EGR率の変更要求に伴う運転状態の
違い、即ち燃焼安定性への影響を少なくするようにして
いる。図16のフローチャートは、平均基本燃料噴射量A
vtpの算出方法の他の一例を示すフローチャートであ
る。
R率補正係数Egrの値を読み込む。ステップ92では、
Egrから加重平均定数Floadを演算する。Egr
から加重平均定数Floadを演算する一例を図17に示
す。即ち、Egrが大に(EGR率が大きく)なるほ
ど、Floadを大きくする。これは、EGR率が大き
くなるほど空燃比変動が燃焼安定度へ与える影響が大き
くなるため(燃焼安定度が悪化し易いため)、基本燃料
噴射量Tp(又は吸入空気流量Q)の変化を今回の平均
基本燃料噴射量Avtpの算出結果にあまり反映させな
いようにするためである。また、EgrとFloadと
の関係に、指数(特に、2次)関数的な関係を与えてい
るは、機関安定度がEGR率が大きくなると指数(2
次)関数的に悪化する傾向にあるからであり、これに対
応した平均基本燃料噴射量Avtpの安定化が要求され
るからである。
vtpが、図5のステップ24における最終的な燃料噴射
量Tiの演算に用いられる。図18は、平均基本燃料噴射
量Avtpの算出方法の他の一例を示すフローチャート
である。
GR率補正係数Egrの値を読み込む。ステップ102 で
は、Egrから加重平均定数基本値Floaddを演算
する。加重平均定数基本値Floaddは、前述の図17
に示したようなテーブルにおいて、FloadをFlo
addに置き換えたようなマップから求めるようにす
る。
本燃料噴射量Tpを演算する。ステップ104 では、図19
に示すようなマップを参照して、基本燃料噴射量Tpと
機関回転速度Nとに基づき、Fload補正係数KFl
oadを求める。図19は、車両のロードロード(R/
L)線より高負荷側及び軽負荷側になるに連れて、Fl
oad補正係数KFloadを小さくするような設定と
してある。つまり、加・減速時には、運転者のアクセル
操作に合わせて追従性よく機関運転状態(即ち、吸入空
気流量Qや基本燃料噴射量Tp)を変化させるようにす
る一方、定常運転状態に近い場合は、運転者はアクセル
操作量をあまり変化させず、またかかる状態ではアクセ
ル操作に対して機関運転状態の変化の追従性を低下させ
てもあまり運転者は違和感を感じないので、EGR制御
中は燃焼安定性を優先させるべく、基本燃料噴射量Tp
(又は吸入空気流量Q)の変化を今回の平均基本燃料噴
射量Avtpの算出結果にあまり反映させないようにす
るものである。更に、非EGR制御中は、加・減速時の
応答性を高めることができる一方、定常時には微妙な基
本燃料噴射量Tp(又は吸入空気流量Q)の変動を今回
の平均基本燃料噴射量Avtpの算出結果にあまり反映
させなくできるので、安定して定常走行状態を維持でき
ることになるから、アクセルを一定にしているのに負荷
変動するといった運転者への違和感の発生を抑制するこ
とができる。
loaddと、Fload補正係数KFloadと、に
基づき、加重平均定数Floadを求める。その一例と
して、両者を乗ずる場合を示しておく。ステップ106 で
は、基本燃料噴射量Tpと、加重平均定数Fload
と、から平均基本燃料噴射量Avtpを求め、本フロー
を終了する。
vtpが、図5のステップ24における最終的な燃料噴射
量Tiの演算に用いられる。以上のように、第2の実施
例によれば、EGR・非EGR運転に対応させて機関運
転制御に用いる基本制御量(基本燃料噴射量Tp或いは
吸入空気流量Q)の算出処理を変更するようにしたの
で、EGR運転中の燃焼安定性確保と、非EGR運転中
の過渡応答性確保と、を両立させることができる。ま
た、定常・過渡運転状態に応じて機関運転制御に用いる
基本制御量の算出処理を変更するようにしたので(図18
のフローチャートのステップ104 が相当する)、定常運
転時の不必要な負荷変動の抑制(EGR運転中にあって
は燃焼安定度の改善)と、過渡時の応答性確保と、を両
立させることもできる。
ストイキ制御中とに応じて、定常運転状態と過渡運転状
態とに応じて、若しくは、EGR制御中と非EGR制御
中とに応じて、機関運転制御(ここでは燃料噴射量Ti
の設定)に用いる基本制御量(基本燃料噴射量Tp或い
は吸入空気流量Q)の算出処理を変更するようにして説
明したが、これに限らず、その他の運転状態に応じて機
関運転制御に用いる基本制御量の算出処理を変更するこ
とによって、運転状態毎に異なる要求特性(機関安定性
重視、応答性重視等)に応えることができるものであ
る。例えば、点火時期制御において、基本燃料噴射量T
p或いは吸入空気流量Qの変動によってこれらから定ま
る目標点火時期が変動し機関ハンチング等を招くような
運転状態では、上記実施例のように基本燃料噴射量Tp
或いは吸入空気流量Qの算出処理を変更するようにすれ
ば、機関ハンチング等を抑制することができる。或い
は、パージ処理時に、パージエアが希薄化して、機関吸
入混合気の空燃比がリーン化するような状況下(パージ
処理の終了間際等)では、上記実施例のように基本燃料
噴射量Tp或いは吸入空気流量Qの算出処理を変更する
ようにすれば、機関安定性を確保することができるよう
になる。更に、吸気脈動、或いはブローバイガス等の影
響で、吸入空気流量Qの検出値自体が変動するような運
転状態において、上記実施例のように基本燃料噴射量T
p或いは吸入空気流量Qの算出処理を変更するようにす
れば、空燃比変動が抑制され、以って機関安定性を確保
することができるようになる。
タ2により吸入空気流量Qを検出するようにして説明し
たが、これに限らず、吸気管内圧力やスロットル開度等
の機関吸入空気流量Qに関連する値に基づいて基本燃料
噴射量Tpを検出する場合にも適用できる。また、上記
各実施例では、基本燃料噴射量Tp或いは吸入空気流量
Qの算出処理を変更して、機関運転制御量の1つである
燃料噴射量Tiを設定する場合に関して説明してきた
が、これに限らず、基本燃料噴射量に基づいて点火時期
設定等の機関運転制御に関する制御量を設定する場合に
も適用できる。
載の発明によれば、機関運転制御量の設定における最新
の機関吸入空気流量に関連する値或いは最新の基本燃料
供給量の反映度合いを変更することで、運転状態毎の異
なる要求特性を満足させることができる。これは、例え
ば、機関安定性を優先させたいときには前記反映度合い
を小さく設定し、過渡応答性を優先させたいときには前
記反映度合いを大きく設定するようにすることで達成で
きる。
ば、簡単な方法でかつ確実に、基本燃料供給量に基づく
機関制御量の設定処理における最新の機関吸入空気流量
に関連する値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合い
を変更させることができる。請求項4に記載の発明によ
れば、希薄空燃比運転中、或いはEGR制御運転中にお
いて、空燃比変動を小さくし燃焼安定性、延いては機関
安定性を向上させることができる。
度合いを、空燃比が希薄になるほど或いは排気還流率
(EGR量/吸入空気流量)が高くなるほど小さくする
ようにすることで、空燃比が希薄になるに連れて或いは
排気還流率が高くなるに連れて燃焼安定度が悪化してい
く傾向に対処することができる。請求項6に記載の発明
によれば、運転状態の切換えの進行度合いによって異な
る要求特性にも応えることができる。
時の不必要な負荷変動の抑制(希薄空燃比下、EGR制
御運転中の定常時にあっては燃焼安定性の改善)を図る
ことができる。請求項8に記載の発明によれば、運転者
の意図に対応させて応答性よく前記反映度合いを変更で
きる。
明するフローチャート。
説明するフローチャート。
するフローチャート。
チンを説明するフローチャート。
ルーチンを説明するフローチャート。
説明する図。
ルーチンを説明するフローチャート。
す図。
イムチャート。
を説明するフローチャート。
を説明するフローチャート。
チンを説明するフローチャート。
ルーチンを説明するフローチャート。
を説明する図。
ルーチンを説明するフローチャート。
す図。
Claims (8)
- 【請求項1】機関吸入空気流量に関連する値を検出し、
当該検出された値に基づいて基本燃料供給量を算出し、
当該算出された基本燃料供給量に基づいて機関運転制御
量を設定するようにした内燃機関の制御装置において、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、 検出された機関運転状態に応じて、前記機関運転制御量
の設定処理における最新の機関吸入空気流量に関連する
値或いは最新の基本燃料供給量の反映度合いを変更する
ように、前記基本燃料供給量の算出処理を変更する基本
燃料供給量算出処理変更手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の制御装
置。 - 【請求項2】前記基本燃料供給量算出処理変更手段が、
機関吸入空気流量に関連する値を平均化処理した値に基
づいて前記基本燃料供給量を算出する場合に、機関吸入
空気流量に関連する値の平均化処理における最新の機関
吸入空気流量に関連する値の重み付けを、運転状態に応
じて変更する手段であることを特徴とする請求項1に記
載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項3】前記基本燃料供給量算出処理変更手段が、
基本燃料供給量を平均化処理した値に基づいて機関運転
制御量を設定する場合に、基本燃料供給量の平均化処理
における最新の基本燃料供給量の重み付けを、運転状態
に応じて変更する手段であることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項4】前記機関運転制御量の設定処理における最
新の機関吸入空気流量に関連する値或いは最新の基本燃
料供給量の反映度合いを、希薄空燃比運転状態或いは排
気還流制御運転状態ほど小さくすることを特徴とする請
求項1〜請求項3の何れか1つに記載の内燃機関の制御
装置。 - 【請求項5】前記機関運転制御量の設定処理における最
新の機関吸入空気流量に関連する値或いは最新の基本燃
料供給量の反映度合いを、空燃比が希薄なほど或いは排
気還流率が大きいほど小さくすることを特徴とする請求
項1〜請求項4の何れか1つに記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項6】前記運転状態が、異なる運転状態間での運
転状態の切換えの進行度合いを含むことを特徴とする請
求項1〜請求項5の何れか1つに記載の内燃機関の空燃
比制御装置。 - 【請求項7】前記機関運転制御量の設定処理における最
新の機関吸入空気流量に関連する値或いは最新の基本燃
料供給量の反映度合いを、定常運転状態に近づくほど小
さくすることを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか
1つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項8】前記定常運転状態が、ロードロード付近の
運転状態であることを特徴とする請求項7に記載の内燃
機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP32633194A JP3735879B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32633194A JP3735879B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 内燃機関の制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08177582A true JPH08177582A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3735879B2 JP3735879B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32633194A Expired - Fee Related JP3735879B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 内燃機関の制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3735879B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32633194A patent/JP3735879B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3735879B2 (ja) | 2006-01-18 |
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