JPS60201042A - エンジンの空燃比制御方法 - 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） 本発明はスロットルバルブ下流の吸気通路に存在する蒸
発燃料の濃度を、エンジン運転状態を検知するセンサか
らの信号に対応して、計」Ｔによってめ、該濃度に対応
した１正係数で供給燃料量を醋正し、混合気の空燃比を
エンジン不転状態に対応して適正に制御するエンジンの
空燃比制御方法に関する。

（従来技術） 従来、エンジンの減速時、もしくは加速時などのいわゆ
る過渡時においてはスロットルバルブ下流の吸気通路内
の絶対圧力が急激に変動するために、吸気管の内壁に付
着した液膜燃料の蒸発量が急変動して吸気通路内の域＠
燃料濃度を変化させる結果、混合気の空燃比を過濃もし
くは過薄状態にすることがあシ、また混合気の空燃比は
前記絶対圧力変化ばかりでなく吸入空気の温度、流量、
液膜燃料温度などによっても前記液膜燃料からのｆＡ発
燃料量が変動するため、従来のように、例えば今回サン
プリングされた吸気管圧力Ｐｎと前回のサンプリング吸
気管圧力Ｐｎ−１との差ΔＰｎをめ、このΔＰｎに対応
して燃料噴射器正係数をめて噴射燃料量を制御する方法
ではＩｉＪ記燃料噴射補正係数をめる式がある特性の走
行モードに対応したモデル式であるために車両の走行状
態全域での的確な空燃比制御が不可能であるという欠点
があった。

（発明の目的） 木発明の目的は、スロットルバルブ下流からエンジンま
での間に存在する蒸発燃料濃度を、予め、エンジン特性
に対応して設定されたモデル式によって、任意の周期毎
に算出したあと、エンジンの燃料供給装置から供給され
る燃料の補正量を決定するための供給燃料！補正係数を
算出し、該供給燃料を補正係数に対応して、補正燃料量
を制御するエンジンの空燃比制御方法を搗供することに
よって、加速、減速などの過渡時におけるエンジンの運
転を円滑にするとともに、燃料の無駄な消費の防止や、
有害な排気成分を少なくすることにある。

（発明の構成） 本発明は第１図の本発明の方法を示すフローチャートの
ように、エンジンの回転数に対応した信号を発生させる
回転数センサと、スロワ）／ｌ／パルプ下流の吸気通路
の絶対圧力を検出して、該絶対圧力に対応した信号を出
力させる圧力センサと、吸入空気の温度を検出して該温
度に対応した信号を出力させる吸４ＰＣ温度センサと、
前記吸気通路を形成する吸気管のスロワ）／レパルブ下
流からエンジンまでの間の内壁に付着した液膜燃料の温
度を検出して該温度に対応した信号を出力させる液膜燃
料温度センサとのそれぞれから出力される信号を任意の
周期で入力させる（　Ｓ　Ｔ　１０１　）ことＫよって
、前記スロットルバルブ下流からエンジンまでの吸気通
路に存在する蒸発燃料濃度を演算算出するためのモデル
計算式で前記蒸発燃料濃度を前記任意の周期毎に算出（
ｓｒ１ｏ２）したあと、該蒸発燃料濃度に対応してエン
ジンの燃料供給装置から供給される燃料の補正量を決定
するための供給燃料量補正係数を算出する（　Ｓ　Ｔ　
１０３　）とともに該供給燃料量補正係数に対応して補
正燃料量を制御する（　Ｓ　Ｔ　１０４　）エンジンの
空燃比制御方法である。

（発明の実施例） つぎに、木発明の一実施例の構成を第２図〜第４図によ
シ説明する。

エンジン１の吸気系上流部に１吸入空気の温度を検出し
、該検出温度に対応した信号を出力する吸気温度センサ
２と、エンジン１に燃料を供給するためのインジェクタ
６を削設し、インジェクタ６の下流には吸気管４で形成
された吸気通路５へ吸入する空ｇＣｔを調整するスロッ
トルバルブ６と、スロットルバルブ６下流の吸気通路５
の絶対圧力を検出し、該検出圧力に対応した信号を出力
する圧力センサ８と、スロットルバルブ６下流からエン
ジン１までの間の吸気管４内壁に付着した液膜燃料の温
度を検出して、該検出温度に対応したｆ＃号を出力する
液膜燃料温度センサ９とを配設する。

スロットルバルブ６下流からエンジン１までの吸気通路
５に存在する蒸発燃料濃度を、後述の予め設定されたモ
デル式で演算する１寵子制閤ユニツ）ＥＣＵは、前記吸
気温度センサ２と、圧力センサ８と、液膜燃料温度セン
サ９とからの出力信号と、エンジン１０回転数に対応し
たイブニラシラン信号を発生するイブニラシロンコイ／
Ｌ’ＩＱからの信号を入力して、前記蒸発燃料濃度を算
出し、さらに、該蒸発燃料濃度に対応して、インジェク
タ３から供給される愕料の袖正吸を決定するための供給
燃料量補正係数を算出したうえ、該供給燃料量補正係数
に対応した駆動信号をインジェクタ３に出力する。

インジェクタ３はに子制御ユニットＥＣＵから出力され
た前記駆・功信号を入力して作動し、供ｌ＆燃料量を制
御する。

なお、１１はエンジン１の吸入ポート、１２はエンジン
１の燃焼室である。

第６図は、電子制御ユニットＥＣＵの内部摘成を示すも
ので、吸気温度センサ２、圧力センサ８゜及び液ｊ模燃
料温度センサ９から出力されるアナログ信号は、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換するＡ、４）変換器２１に
入力され、また、イグニッシ璽ンコイル１１から出力さ
れるイグニッＶｇン信号は波形整形器２２に入力される
。

Ａ／Ｄ変換器２１と波形整形器２２の出力信号はコンピ
ュータＣＰＵに入力さし、コンピュータＣＰＵは後述の
モデル式でｍＩ記蒸発燃料濃度及び供給燃料隅間正係数
を算出したあと、該供給儒料゛敬醋正係数に対応した補
正信号を、インｅ）エクタ６に駆動信号を出力するだめ
の駆動回路２６に出力する。

コンピュータＣＰＵから出力された前記補正信号を入力
して、駆動回路２６は該補正信号に対応した駆動信号を
インジェクタ６に出力して駆動させ、燃料を噴射させる
。

第４図は液膜燃料温度センサ９を吸気管４に取付けた状
態を示すもので、吸気管４に液１漠燃料温度センサ９を
嵌合させるための開口を形成し、該開口に燃料温度セン
サ９をビヌ５１で取付ける。液膜燃料温度センサ９の温
度検出累子としてサーミスタ６２を使用し、吸気管４の
内側に位置したサーミスタ６２の検出面はガラス層６６
で保護される。サーミスタ３２及びサーミスタ６２のリ
ード線３５．３６は合成樹脂３７でモールドされ、サー
ミスタ６２のリード線３５゜６６けそれぞれ端子３　ａ
、　ｉ　９に接続されミ゛さらに端子３８．３９から喉
子制副ユニットＥ　Ｃ’ｕＫ結線される。

（実施例の作用） 今、吸気通路５に存在する混合気の状態を示すモデル式
は、Ｍｆを吸気管４の内壁に付着したｅ、膜燃料量、Ｍ
ｖをスロットルバルブ６から吸入ポート１１までの間の
吸気通路５に存在する蒸発燃料量、Ｇｆｔをインジェク
タ６から供給される燃料流量、Ｇａｐを吸入ポ’−ト１
１からエンジン１に斐入される空気流漬、Ｍａをスロッ
トルバルブ６から吸入ポート１１までの間の吸気ａ路５
に存在する空気流喰、Ｘをインジェクタ６がら供給され
た燃料流量のうち、液膜燃料になる割合、τを液膜燃料
の蒸発までの時間程度を示す時定数としたときに、 ｄＭｆ／ｄｔミＸ　、　Ｇｆｔ　−（１／τ）＠Ｍｆ　
（１）及びｄＭｖ　／　ｄ　ｔ　＝（１／ｒ）−Ｍｆ　
−（Ｍｙ／　Ｍａ）−Ｇａｐ　（２）とで示すことがで
きる。ここで、＠記Ｘ及びτはエンジン固有及び燃料固
有の変数である。すなわち、式（１）は液喚燃料量の時
間的変化について示した４ので、それぞれのｍ間におけ
る液膜壁料訃けのうち、＠発した微料量を示す（１／τ
）−Ｍｔを減算したものであるこ七を示し、式（２）ゆ
スロットルバルブ６力島ら吸入ポート１１までの闇の蔦
発燃斜術の時ｒＩｊ的変色変化したもので、それぞれの
瞬間におけるＩｉＪ記蒸＠燃料役は前記液膜燃料からの
蒸発党料量を示す（１／τ）・Ｍｆから、吸入ポート１
１よジエンシン１に吸入される空気とともにエンジン１
に吸入される＠発懲科欣を示す（Ｍｖ／Ｍａ）−Ｇａｐ
を減厚したものでるることを示している。

式（１）、（２）によシスロットルバルブ６から吸入ボ
ート１１までの間に存在する誓＠燃料敬Ｍｖが計算され
ると蒸＠＠料濃度Ｍｙ／Ｍａを計［ｆすることができる
。

また、吸入ポート１１からエンジン１に流入する燃料流
量をＧｆｐとすれげ、ＧｆｐはＧｆｐ＝＝（ｊ−Ｘ）−
Ｇｆｔ＋（Ｍｖ／Ｍａ）Ｇａｐ　（３）で示される。ス
ロットルバルブ６部から吸気１市路５≦流入する燃料は
エンジン１の加・＠　速Ｒノ、いわゆる山渡時に、タイ
ムラグを生じるので、吸入ポート１１からエンジン１に
’ｂ要な熾料流庚を流入させるためには、インジェクタ
６から供給される鵜料流畷Ｇｆｔ　Ｋ噴射闘正係数αを
乗じなければならない。すなわち、燃料流量Ｇｆｔにσ
を東じることによって、式（３）のＧｆｐはＧｆｔ　［
等しくなる。

従）て、式（３）は次式となる。

Ｇｆｔ＝＝　（１−Ｘ）−Ｇｆｔ−ａ＋（Ｍｙ／Ｍａ）
Ｇａｐ　（４）式（４）を変形すると、次式になる。

ａ　＝　１．、（１−Ｘ）−（１（Ｇａｐｌｏｆす＜Ｍ
ｖ／Ｍ切（５）ここで吸入空気流はタイムラグを生じな
いと考えられるので、吸入ボート１１から吸入される空
気ｉ　ｈｔ　（！：　、スロワ）／レバルプロからの吸
入空気者は、はぼ等しい。すなわち、スロットルバルブ
６から吸入さａる空気流愼をＧａｔとすればＧａｐ中Ｇ
ａｔが成立する。故に、式（，５）　ノＧａｐ／Ｇａｔ
　ハＧａｔ／Ｇｆ　ｔ　（Ｃ１はぼ、等しくなり、Ｇａ
ｔ／Ｇｆｔ　Ｉ標空燃比（ＡＬＰ　）ｅｎｄに等しくな
ッテ、Ｇａｔ／１３ｆ　ｔ　＝　（ＡＬＰ　）ｅｎｄが
吃立ｆる。

Ｇａｐｌｏｆ　ｔ　＝　Ｇａｔ／Ｇｆ　ｔ　＝＋　（Ａ
ＬＰ　）　ｅｎｄ　（ａ）を式（５）に代入すれば、噴
射補正係数σは次式でめられる。

ａ　＝　１．（１−ｘ＞　（１−（ＡＬＰ）ｅｎｄ（Ｍ
ｖ／Ｍａ））　（７））なお、目に票空儒比（ＡＬＰ）
ｅｎｄ　は■伝条件に応じて最適なｆｒｌｊ、に随時、
９投定値を変化させる。

木゛央１ｉ１１ｉ例においては、田微の瞬間における液
、虜・へ科＋ｔ）　Ｍｆｎを計算でめる場合は、次式を
使用する。

Ｍｆｎ＝Ｍｆｎ−１＋（Ｘ−Ｇｆｔ（１／）−Ｍｆｎ　
１）−Δｔ　ｔｓ）すなわち、今回のＭｆｎを数ｍ積分
することによってめている。ここでΔｔはエンジンの特
性に対応して任意に設定された計Ｘ、周期を示し、本実
施例の場合は１０ミリ秒とする。

さらＫ、式（８）でめられたＭｆｎを用いて瞬間の蒸発
燃料濃度Ｍｖｎを次式でめる。

Ｍｖｎ　＝　Ｍｖｎ−１＋（（１／ｒ）・Ｍｆｎ　％１
　／Ｍａ）、　Ｇａｐ　）　−Δｔ　（９）すなわち、
今回のＭｖｎを数値積分することによってめられる。こ
のよりにしてめられたＭｖｎは計算周期Δを毎の吸気通
路５の混合気の状態を示す変数となる。

式（９）でめられた蒸発燃料濃度Ｍｖｎを式（７）Ｋ使
用することによって、噴射補正係数ａをめ、このａに対
応して燃料噴射級が決定される。

以上のように、コンピュータＣＰｔＪｉｊ式（８）、（
９）から蒸発儒料量Ｍｖｎを逐次演算し請求められたＭ
ｖｎを使用して式（７）から噴射補正係数αをめ、さら
にインジェクタ６の噴射時間を算出している。

次に、これらの空燃比制御のための、コンピュータＣＰ
Ｕによる計算手順を第５図のフローチャートを用いて説
明する。ステップ２０１において、前回の計算時から一
定時間、例えば、本実施例においては１０ミリ秒として
、１０ミリ秒、経過したかどうかを判断させ、前回の計
算時から１０ミリ秒経過していれば計算を実行し、まだ
１０ミリ秒経過していなければ木！−チンをジャンプし
て別ｐ−チンを実行させる。

ステップ２０２において、吸気温度センサ２、圧力セン
サ８、液膜燃料温度センサ９、及びイグニフシ画ンコイ
／Ｉ／１０からの出力信号を入力して吸入空気温度、吸
気通路圧力、液１漢儒料温膚、及びエンジン回転数をコ
ンピュータＣＰＵの記憶回路ＲＡＭに記憶させる。ステ
ップ２０６において、吸気通路圧力とエンジン回４云数
から、予めコンピュータＣＰＵＫ記憶された、噴射籍料
のうち液膜惚料になる割合を示すＸをめるための２次元
テーブルを検索して、今回のＸを決定する。

ステップ２０４において、液膜燃料温度と吸気通路圧力
から、予めコンピュータＣＰＵに記憶され九、前記液膜
燃料の蒸発までの時間程度を示す時定数τをめるための
２次元テーブルを検索して今回のτを決定する。

ステップ２０５において、前記式（８）によってＭｆｎ
　全算出し、ステップ２０６では、ステップ２０５にお
いてめられ九Ｍｆｎを前記式（９）に使用してＭｖｎを
める。

ステ、ブ２０７において、ｎｉｌステップ２０６でめら
れたＭｖｎを前記式（７）に使用して、噴射補正係数ａ
をめ、ＲＡＭに記憶する。ステップ２０８では請求めら
れた噴射補正係数αに対応してインジェクタ３の噴射時
間を算出したうえ、この噴射時間に応じて駆動回路２５
に補正信号を出力し、＊　＠ｈ回路２３からインジェク
タ５に駆動信号を出力して、燃料を噴射させる。ステッ
プ２０９からは別のルーチンを実行する。

次に、第６図を用いて、エンジンの運伝状明と本実施例
における噴射補正係数ａとの関係を説明する。２１時に
おいて、スロットルバルブ６ヲ１ｉＦＪ度Ｂから開度Ａ
Ｋ開く、いわゆる、加速時に相当する場合は、噴射補正
係数１ｄ１区間における夾礫で示すような変化をする。

なお、■区間における破線は、実線の場合の時よシも、
吸気管４内の液膜燃料温度が低い場合の、噴射補正係数
σの変化を承したものである。

２２時において、スロットルバルブ６を開度Ａからｒｉ
Ｎ度Ｂに閉じる、いわゆる、減速時に相当する場合は、
噴射補正係数αはＪ区間で示されるように変化して、噴
射燃料を減少させるように作用する。

次に、２３時から２５時のようにスロットルバルブ６を
引→閉→開と１）ｎ、閉をくり返すような場合には、Ｋ
区間においての噴射補正係数αの時間的変化は、前起工
区間における初期の変化と同様でｈるが、２５時のスロ
ットルバルブ６の開放時においての、Ｍ区間に示す噴射
補正係数ａの時１１月的変化は、減速時に相当する前記
ＬＩＸｌｌｉｌの蒸発燃料の影傅を受けるために、噴射
補正係数ａＩ７）最大値が、Ｋ区間のそれよルも小さく
なる。

このように、現時点の蒸発燃料量Ｍｖｎを、以前の状態
から引き続いた状態で逐次計算しているため請求められ
た噴射補正係数αは、常に、吸気通路５の混合気の空燃
比を、エンジン１の運転状順に対応した目標空燃比（Ａ
／Ｆ）ａｎｄ　に近づける制御をするための適切な値と
なる。

また、他の冥施例として、側副空燃比をエンジン１の運
転条件によって父化させる場合の制御例を示す。

例えば、エンジン１の運転条件が変化して、混合気の空
燃比が理想空燃比に近い状態から、リーンバーン状詣に
移行する場合、もしくは、逆に、リーンバーン状類から
即想空燃比状卯に移行する場合などに、トルクの落ち込
みが少なくなるように、式（７）　テ示した（Ａ／Ｆ）
ｅｎｄ　（Ｄ　ｆＩを変化させ、インジェクタ３から噴
射される燃料を制菌することができる。

さらに、別の実施例として、トルコン車を運転する場合
に、ニュートラルレンジからドライブレンジへ移行させ
たとき、エンジンの回転数が負荷変化によって落ち込む
ため、空燃比がリーンとなるが、この場合にも本発明の
制御方法を適用することによって、トルクの落ち込みを
防ぐことができる。

（発明の効果） 本発明は、スロットルバルブ下流からエンジンまでの間
に存在する蒸発燃料濃度を、予め、エンジン特性に対応
して設定されたモデル弐によって、任意の周期毎に演算
したらと、エンジンの燃料供給装置から供給される燃料
の浦正景を決定するための供給燃料！補正係数を算出し
、該供給燃料全補正係数に対応して、補正燃料量を制御
することによって、加速、減速などの局渡時におけるエ
ンジンの運転を円ｌ骨にするとともに、燃料の無駄な消
費の防止や、有害な排気成分を少なくする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を明示するフローチャート図、第
２図は本発明の一実施例の槽成を示す系統図、第６図は
本発明の一実施例の電子制御ユニットのブロック図、第
４図は本発明の一実施例の液模燃料温度センサの取付状
鴨を示す断面図、第５図は本発明の一実施例の計算、制
御方法を示すフローチャート図、第６１イは本発明の一
実施例の噴射補正係数αの変化を消す状態説明図である
。 Ｓ　Ｔ　１０１〜Ｓ　Ｔ　１０４・・・フローチャート
ステップ出　哩　人　愛三工業株式会社 代　理　人　弁理士　岡田英彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンの回転数に対応した信号を発生させる回転数セ
   ンサと、スロットルバルブ下流の吸気通路の絶対圧力を
   検出して該絶対圧力に対応した信号を出力させる圧力セ
   ンナと、吸入空気の温度を検出して該温度に対応した信
   号を出力させる吸気温度センサと、前記吸気通路を形成
   する吸気管のスロットルバルブ 壁に付着した液膜燃料の温度を検出して該温度に対応し
   た信号を出力させる液膜燃料温度センサとのそれぞれか
   ら出力される信号を任意の周期で入力し、前記スロット
   ルバルブ下流からエンジンまでの吸気通路に存在する蒸
   発燃料濃度を演算算出するためのモデル計算式で前記蒸
   発燃料濃度を前期任意の周期毎に算出したあと、該蒸発
   燃料濃度に対応してエンジンの燃料供給装置から供給さ
   れる燃料の補正量を決定するための供給燃料量醋正係数
   を算出し、該供給燃料蛾浦正係数に対応して補正燃料量
   を制御するエンジンの空燃比制御方法。