JPS5853659A - 内燃機関の空燃比制御方法 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御方法

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JPS5853659A
JPS5853659A JP15204681A JP15204681A JPS5853659A JP S5853659 A JPS5853659 A JP S5853659A JP 15204681 A JP15204681 A JP 15204681A JP 15204681 A JP15204681 A JP 15204681A JP S5853659 A JPS5853659 A JP S5853659A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
cylinders
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engine
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JP15204681A
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English (en)
Inventor
Toshio Yamada
敏生 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Jidosha Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Jidosha Kogyo KK filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS5853659A publication Critical patent/JPS5853659A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions

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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)

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】 本発明は、機関負荷に応じて空燃比を変化させる内燃機
関の空燃比制御方法に関する。
燃料消費効率を高くかつ排気ガス中の有害成分量を減少
させるためには空燃比は理論空燃比(約15)よりかな
り大きい20ないし25に設定する必要がある。車両重
量に対して排気量の大きい車両ではこのような空燃比領
域において機関が運転されても所定の加速、すなわちト
ルクを得ることが可能であるが、車両重量に対して排気
量の小さい車両ではこのような空燃比にお(・て機関運
転がなされると機関の出力トルクが低下し、加速性が著
しく悪化する。したがって後 者のような車両では機関
が運転される空燃比を要求トルクの増大に応じて前述の
空燃比より濃い12ないし加に設定する必要があるが、
この空燃比の変化の過程で使用する空燃比20から15
では窒素酸化物の発生を十分に抑制することが困難とな
る。窒素酸化物の発生を抑制するために所定の機関負荷
において空燃比を20な(・し25から理論空燃比より
小さい12ないし15に全気筒を同時に切換えることは
機関の出力トルクが急激に変化して機関の運転性能が悪
化するとともに、燃料消費効率も悪化する。
本発明の目的は、排気ガス規制および燃料消費効率に関
して有利である十分に希薄な混合気により運転され、か
つ所定の加速性を確保できる内燃機関の空燃比制御方法
を提供することである。
機関の低負荷領域では全気筒の燃焼室の空燃比が理論空
燃比(約15)より十分に大きい第1の所定値以上に維
持され、機関の高負荷領域(その回転での最大トルクの
3/4ないし1)では一部の気筒の燃焼室の空燃比を減
少させて機関全体としての出力トルクの上昇を図る。
図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明が適用される電子制御燃料噴射機関の全
体の概略図である。エアクリーナから吸入された空気は
、エアフローメータ2、絞り弁3、サージタンク4、吸
気ポート5、および吸気弁6を含む吸気通路12を介し
て機関本体7の燃焼室8へ送られる。絞り弁3は運転室
の加速ペダル13に連動する。燃焼室8はシリンダヘッ
ド9、シリンダブロック10、およびピストン+1によ
って区画され、混合気の燃焼によって生成された排気ガ
スは排気弁15、排気ポート16、排気分岐管17、お
よび排気管18を介して大気へ放出される。バイパス通
路21は絞り弁3のに流とサージタンク4とを接続し、
バイパス流量制御弁22はバイパス通路21の流通断面
積を制御してアイドリング時の機関回転速度を一定に維
持する。窒素酸化物の発生を抑制するために排気ガスを
吸気系へ導(排気ガス再循環(EGR)通路23は、排
気分岐管17とサージタンク4とを接続し、オンオフ弁
形式の排気ガス再循環(EGR)制御弁24は電気パル
スに応動してEGR通路23を開閉する。吸気温センサ
測はエアフローメータ2内に設けられて吸気温を検出し
、スロットル位置センサ29は、絞り弁3の開度を検出
する。
水温センサ30はシリンダブロック10に取付けられて
冷却水温度、すなわち機関温度を検出し、酸素濃度セン
サとしての周知の空燃比センサ31は排気分岐管17の
集合部分に取付けられて集合部分における酸素濃度を検
出し、クランク角センサ32は、機関本体7のクランク
軸(図示せず)に結合する配電器33の軸34の回転か
らクランク軸のクランク角を検出し、車速センサ35は
自動変速機36の出力軸の回転速度を検出する。これら
の素子2 、28 、29 、30 、31 、32 
、 aの出力、および蓄電池37の電圧は電子制御装置
40へ送られる。燃料噴射弁41は各気筒に対応して各
吸気ポート5の近傍にそれぞれ設けられ、ポンプ42は
燃料タンク43からの燃料通路44を介して燃料噴射弁
41へ送る。電子制御装置40は各センサからの入力信
号から燃料噴射量を計算し、計算した燃料噴射量に対応
したパルス幅の電気パルスを燃料噴射弁41へ送る。電
子制御装置40はまた、バイパス流量制御弁22、EG
R1制御弁24、自動変速機36の油圧制御回路のソレ
ノイド45、および点火装置46を制御する。点火装置
46の点火コイルの二次側は配電器33へ接続されてい
る。
第2図は電子制御装置の内部のブロック図である。CP
U(中央処理装置)56、ROM (読出し専用記憶装
置)57、RAM(直接アクセス記憶装置)58.59
、マルチプレクサ付きA/D (アナログ/デジタル)
変換器60、および入出力インタフェース61は、バス
62を介して互いに接続されて(・る。R,A M 5
9は、補助電源へ接続されており、点火スイッチが開か
れて機関が停止している期間も所定の電力を供給されて
記憶を保持することができる。エアフローメータ2、吸
気温センサ28、水温センサ30、および空燃比センサ
31からのアナログ信号はA/D変換器60へ送られる
。スロットル位置センサ29、クランク角センサ32、
および車速センサ35の出力は入出力インタフェース6
1へ送られ、バイパス流量制御弁22、EGR。
制御弁24、燃料噴射弁41、ンレノイド45、および
点火装置46は入出力インタフェース6Iから入力信号
を送られる。
第3図は燃焼室の空燃比の基本的な変化を示している。
横軸は機関回転速度、縦軸は吸気管圧力、パラメータは
A/F (空燃比)である。なお理論空燃比はほぼ15
である。吸気管圧力および機関回転速度が増大するに連
れて機関負荷が増大1.、吸気管圧力および機関回転速
度が減少するに連れて機関負荷が減少する。機関負荷は
吸入空気流量と機関回転速度とから求めることも可能で
あり、機関1回転当たりの吸入空気流量に比例する。機
関負荷が大きい場合は所望の機関出力を確保するため、
機関回転速度が小さ℃・場合は機関の運転性能の悪化を
回避するため、混合気は過濃にされる。第3図の特性は
空燃比マツプとして、すなわち機関回転速度と吸入空気
流量とを変数として空燃比を定めているマツプとしてR
OM57に記憶される。第3図の特性では、機関回転速
度が800〜+20Or、p、m、である範囲では機関
回転速度が10Or、p、m、減少するごとに空燃比が
1.25減少しており、吸気管圧力が640〜760 
mmH9である範囲では吸気管圧力がlO++tmHy
増大するごとに空燃比が0.5〜1.0減少している。
第4図は第1の実施例の空燃比特性を示している。機関
負荷(その回転の最大トルクに対する比率)が3/4以
下である場合全気筒の燃焼室の空燃比は等しく、20な
いし25の値に維持される。この結果、混合気が十分に
希薄となり、4フ1気ガス中の有害成分量が減少し、燃
料消費効ギが向上する。絞り弁開度が3/4より太き(
・場合では一部の気筒の燃焼室の空燃比は実線で示すよ
うに12ないし15に維持され、他の残りの気筒の燃焼
室の空燃比は破線で示すように第3図の特性に従って機
関負荷の増大に連れて20ないし25からしだいに12
ないし15へ移行する。4気筒内燃機関では一部の気筒
は1,2、あるいは3個であってもよい。この結果、機
関全体としての出力トルクが増大し、所望の加速性が確
保され、また一部燃焼室の空燃比は窒素酸化物の発生量
の多い空燃比15ないし19に対してずれているので、
窒素酸化物の発生が抑制される。なお第4図の特性では
所定の絞り弁開度において他の気筒の燃焼室の空燃比は
理論空燃比となるが、全気筒の燃焼室の空燃比が同時に
空燃比15ないし19となることはないので、発生する
窒素酸化物の置は十分に少ない。
第5図は第2の実施例の空燃比特性を示している。絞り
弁開度が3/4より小さい場合では全気筒の燃焼室の空
燃比は20ないし25に維持されろ。絞り弁開度が3/
4より大きい場合では絞り弁開度、すなわち機関負荷の
増大に連\て、気筒A、B、Cの順番に、燃焼室の空燃
比を20ない、シ25から12ないし15へ減少させる
。他の残りの気筒りは第4図の他の気筒の場合と同様に
第3図の特性に従って減少させる。このように機関の高
負荷領域では機関の負荷の増大に連Fて燃焼室が理論空
燃比より小さい空燃比にされる気筒の個数が増大し、機
関全体としてのトルクの増大が図られ、所定の加速性が
得られる。
第6図は第3の実施例の空燃比特性を示している。絞り
弁開度が3/4より小さい場合では全気筒の燃焼室の空
燃比は20ないし25に維持される。絞り弁開度が3/
4より大きい場合では、気筒A、B、Cの順番に燃焼室
の空燃比を20ないし25から12ないし15へ向かっ
てしだいに減少させる。気筒りの燃焼室め空燃比は絞り
弁開度が1.0になる直前までほぼ20ないし25に維
持される。この実施例でも機関が高負荷になると一部の
気筒の燃焼室の混合気がしだいに過濃側へ移行し、機関
全体としてのトルクが増大する。また全気筒の燃焼室が
同時に理論空燃比となることがないので、窒素酸化物の
発生も抑制される。
このように本発明によれば、機関の低負荷領域では空燃
比が理論空燃比より十分に大きい値にされ、燃料消費効
率が改善され、かつ排気ガス中の有害成分量も減少し、
また、機関の高負荷領域では一部の気筒の燃焼室の空燃
比が減少して窒素酸化物の発生を抑制しつつ機関全体と
してのトルクを増加し、所望の加速性を確保することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される電子制御機関の概略図、第
2図は第1図の電子制御装置の内部のブロック図、第3
図は燃焼室の空燃比の基本的な変化を示す図、第4図、
第5図、および第6図は本発明の種々の実施例における
空燃比特性を示す図である。 2・・・エアフローメータ、3・・・絞り弁、7・・・
機関本体、8・・・燃焼室、32・・・クランク角セン
サ、40・・・電子制御装置、41・・・燃料噴射弁。 第3図 !mmlmmlコルs ) →機関回転速度 第4図 一機関負荷(絞シ弁開度) 第5図 0       0.5      1.0一機関負荷
(絞り弁開度) 第6図 0       0.5      1.0一機関負荷
(絞り弁開度)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、機関負荷が所定値より小さい場合では全気筒の燃焼
    室の空燃比を理論空燃比より大きい第1の所定値以上に
    維持し、機関負荷が所定値より大きい場合では一部の気
    筒の燃焼室の空燃比を理論空燃比より小さい第2の所定
    値に維持し、残りの気筒の燃焼室の空燃比を機関の負荷
    の増大に連れてしだいに減少させることを特徴とする、
    内燃機関の空燃比制御方法。 2 機関負荷が所定値より小さい場合では全気筒の燃焼
    室の空燃比を理論空燃比より大きい第1の所定値以上に
    維持し、機関負荷が所定値より大きい場合では燃焼室が
    理論空燃比より小さい第2の所定値以下の空燃比に維持
    される気筒の個数を機関負荷の増大に連れて増大するこ
    とを特徴とする、内燃機関の空燃比制御方法。 3 機関負荷が所定値より小さい場合では全気筒の燃焼
    室の空燃比を理論空燃比より大きい第1の所定値以上に
    維持し、機関負荷が所定値より大きい場合では機関負荷
    の増大に連れて一部の気筒の燃焼室の空燃比を第1の所
    定値以上から理論空燃比より小さい第2の所定値へ向か
    ってしだいに減少させかつ残りの気筒の燃焼室の空燃比
    は別の所定の機関負荷までなお第1の所定値以上に維持
    することを特徴とする、内燃機関の空燃比制御方法。
JP15204681A 1981-09-28 1981-09-28 内燃機関の空燃比制御方法 Pending JPS5853659A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60133144U (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 日産自動車株式会社 空燃比制御装置
JPS6275043A (ja) * 1985-09-26 1987-04-06 Mazda Motor Corp 多気筒エンジンの空燃比制御装置
JPS62103447A (ja) * 1985-10-30 1987-05-13 Mazda Motor Corp エンジンの吸気装置

Cited By (3)

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