JPS6232337B2 - - Google Patents

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JPS6232337B2
JPS6232337B2 JP20482482A JP20482482A JPS6232337B2 JP S6232337 B2 JPS6232337 B2 JP S6232337B2 JP 20482482 A JP20482482 A JP 20482482A JP 20482482 A JP20482482 A JP 20482482A JP S6232337 B2 JPS6232337 B2 JP S6232337B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
control
lean
engine
Prior art date
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Expired
Application number
JP20482482A
Other languages
English (en)
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JPS5996453A (ja
Inventor
Takao Niwa
Takeshi Gono
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP20482482A priority Critical patent/JPS5996453A/ja
Publication of JPS5996453A publication Critical patent/JPS5996453A/ja
Publication of JPS6232337B2 publication Critical patent/JPS6232337B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions

Landscapes

  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の空燃比部分リーン制御方
法に係り、特に、三元触媒を用いて排気ガス浄化
対策が施された自動車用エンジンに用いるのに好
適な、空燃比センサの出力に応じて空燃比が理論
空燃比となるよう閉ループ制御するフイードバツ
ク制御を基本として、所定のリーン運転条件が成
立した時は、空燃比が理論空燃比よりリーン側と
なるよう開ループ制御するリーン制御を行うよう
にした内燃機関の空燃比部分リーン制御方法の改
良に関する。
一般に、内燃機関、特に、三元触媒を用いて排
気ガス浄化対策が施された自動車用エンジンにお
いては、その空燃比を理論空燃比近傍に保持する
必要があり、そのため、種々の空燃比制御方法が
提案されている。その一つに、空燃比センサを排
気マニホルドに配設し、該空燃比センサの出力に
応じて空燃比が理論空燃比となるよう閉ループ制
御するフイードバツク制御を行う方法が知られて
おり、このフイードバツク制御によれば、空燃比
を厳密に理論空燃比近傍に保持できるという特徴
を有する。従つて、従来は、このフイードバツク
制御をエンジン運転状態に拘らず常時実施するよ
うにしていたものであるが、一方、燃料消費量に
着目すると、このフイードバツク制御を常時行う
方法は、最善の方法ではなく、例えば、軽負荷運
転状態においては、排気ガス中の有害成分である
窒素酸化物の排出量がもともと小さいため、排気
ガス浄化性能を若干犠牲にしても、空燃比が理論
空燃比よりリーン側となるように制御した方が、
エンジンの燃費性能は向上する。なお、空燃比を
理論空燃比よりリーン側とした場合には、エンジ
ンの出力も若干低下するが、軽負荷運転状態であ
れば特に問題を生じることはない。
上記のような知見に基づいて、空燃比センサの
出力に応じて空燃比が理論空燃比となるよう閉ル
ープ制御するフイードバツク制御を基本として、
所定のリーン運転条件が成立した時は、空燃比が
理論空燃比よりリーン側となるよう開ループ制御
するリーン制御を行うようにした部分リーン制御
が考えられている。この部分リーン制御において
は、第1図に示すような、エンジン回転数Nに対
する、吸気管圧力の変化特性と、同じくエンジン
回転数Nに対する燃料基本噴射パルス幅Tpとの
相関性の良さを利用して、例えば第2図に示す如
く、燃料基本噴射パルス幅Tpが、Tp0〜Tp1
間にあるスロツトバルブの全閉時には、前記フイ
ードバツク制御を実施し、Tp1〜Tp〓の間にあ
る軽負荷域においては、前記リーン制御を実施
し、Tp〓〜Tpo間にある通常運転状態では、前
記フイードバツク制御を実施し、更に、Tpo以上
である出力領域では、空燃比が理論空燃比よりリ
ツチ側の出力空燃比、例えば12〜13となるよう開
ループ制御する出力制御を実施するようにしてい
る。ここで、前記燃料基本噴射パルス幅Tpは、
エンジンの吸入空気量Qとエンジン回転数Nを用
いて、次式により算出されるものである。
p=A(Q/N) ……(1) ここでAは定数である。
前記のような部分リーン制御におけるリーン制
御領域の減量比は、例えば第3図に示す如く、T
p0〜Tp〓間を分割して各ブロツク毎に設定され
ており、従つて、同じくリーン制御領域における
空燃比は、第4図に示す如くとなつている。
この部分リーン制御は、例えば第5図に示すよ
うな流れ図に沿つて実施される。即ち、まずステ
ツプ101において、他のルーチンで算出された
燃料基本噴射パルス幅Tpが、Tpo以上であるか
否かが判定され、Tpo以上である場合には、出力
制御領域であるりで、ステツプ102に進んで、
出力空燃比を得るのに必要な出力制御値が計算さ
れ、更に、ステツプ103で、計算値に応じて補
正量がセツトされる。一方、燃料基本噴射パルス
幅TpがTpo未満である場合には、ステツプ10
4に進み、Tp〓以上であるか否かが判定され
る。燃料基本噴射パルス幅TpがTp〓以上である
場合には、フイードバツク制御領域であるので、
ステツプ105に進み、空燃比センサの出力に応
じてフイードバツク制御値が計算され、ステツプ
103で補正量がセツトされる。又、燃料基本噴
射パルス幅TpがTp〓未満である場合には、ステ
ツプ106に進み、Tp1未満であるか否かが判定
される。燃料基本噴射パルス幅TpがTp1以上で
ある場合には、リーン制御領域であるので、ステ
ツプ107に進み、前出第3図に示したような減
量比に従つて、Tp値に応じたリーン制御値を計
算し、ステツプ103で補正量をセツトする。
又、ステツプ106で燃料基本噴射パルス幅Tp
がTp1未満であると判定された場合には、前出ス
テツプ105に進み、フイードバツク制御値を計
算して、ステツプ103で補正量をセツトする。
この部分リーン制御によれば、従来の、フイー
ドバツク制御を常時行う方法に比べて、排気ガス
浄化性能を損うことなく、燃費性能を大幅に向上
することができるという特徴を有する。
しかしながら、吸気温が低い場合には、一般に
燃料の霧化拡散速度が遅く、燃焼状態が悪化する
ため、可燃空燃比領域が狭くなり、常温において
は、充分に運転し得るリーン空燃比条件であつて
も、低吸気温時には、失火のため運転性能が悪化
する場合があつた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、吸気温が低い場合においても、運
転性能が悪化することがない内燃機関の空燃比部
分リーン制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、空燃比センサの出力に応じて空燃比
が理論空燃比となるよう閉ループ制御するフイー
ドバツク制御を基本として、所定のリーン運転条
件が成立した時は、空燃比が理論空燃比よりリー
ン側となるよう開ループ制御するリーン制御を行
うようにした内燃機関の空燃比部分リーン制御方
法において、第6図にその要旨を示す如く、吸気
温が所定値以下である時は、リーン運転条件が成
立していても、前記フイードバツク制御を行うよ
うにして、前記目的を達成したものである。
以下図面を参照して、本発明に係る内燃機関の
空燃比部分リーン制御方法が採用された、自動車
用エンジンの吸入空気量感知式電子制御燃料噴射
装置の実施例を詳細に説明する。
本実施例は、第7図に示す如く、外気を取入れ
るためのエアクリーナ12と、該エアクリーナ1
2により取入れられた吸入空気の流量を検出する
ためのエアフローメータ14と、該エアフローメ
ータ14に内蔵された、例えばポテンシヨメータ
式の吸気量センサ16と、同じくエアフローメー
タ14に内蔵された、吸入空気の温度を検出する
ための吸気温センサ18と、吸気管20に配設さ
れ、運転席に配設されたアクセルペダル(図示省
略)と連動して回動するようにされた、吸入空気
の流量を制御するためのスロツトバルブ22と、
吸気マニホルド24に配設された、エンジン10
の各吸気ポートに向けて高圧燃料を噴射するため
のインジエクタ26と、エンジン10のクランク
軸の回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力
する回転速度センサ28と、エンジン10のシリ
ンダブロツクに配設された、エンジン冷却水温を
検出するための水温センサ30と、排気マニホル
ド32の出口側に配設された、排気ガス中の残存
酸素濃度から空燃比のリツチーリーン状態を検知
するための酸素濃度センサ(O2センサと称す
る)34と、排気管36の下流側に配設された三
元触媒コンバータ38と、前記エアフローメータ
14の吸気量センサ16出力から求められるエン
ジン10の吸入空気量Qと前記回転速度センサ2
8出力から求められるエンジン回転数Nから前記
(1)式に従つて燃料基本噴射パルス幅Tpを算出
し、これに前記水温センサ30出力のエンジン冷
却水温等に応じて補正を加え、更に、前記O2
ンサ34の出力に応じて空燃比が理論空燃比とな
るよう燃料噴射パルス幅を閉ループ制御するフイ
ードバツク補正を基本として、所定のリーン運転
条件が成立した時は、空燃比が理論空燃比よりリ
ーン側となるよう燃料噴射パルス幅を開ループ制
御するリーン補正と、所定のリツチ運転条件が成
立した時は、空燃比が理論空燃比よりリツチ側の
出力空燃比となるよう燃料噴射パルス幅を開ルー
プ制御するリツチ補正を行い、又、前記吸気温セ
ンサ18によつて検知される吸気温が所定値、例
えば0℃以下である時は、リーン運転条件が成立
していても、前記フイードバツク補正を行うこと
によつて燃料実行噴射パルス幅を決定し、前記イ
ンジエクタ26に開弁時間信号を出力する電子制
御ユニツト(以下ECUと称する)40とから構
成されている。
前記ECU40は、第8図に詳細に示す如く、
燃料噴射パルス幅を演算するための、例えばマイ
クロセツサからなる中央処理ユニツト(CPUと
称する)42と、前記回転速度センサ28の出力
によりエンジン1回転に1回エンジン回転数を計
算すると共に、その計数の終了時に割込み制御部
46に割込み指令信号を出力する回転数カウンタ
44と、該回転数カウンタ44出力の割込み指令
信号に応じて割込み信号を発生し、CPU42に
燃料噴射パルス幅の演算を行う割込み処理ルーチ
ンを実行させる割込み制御部46と、スタータ
(図示省略)の作動を制御しているスタータスイ
ツチ50から入力されるスタータ信号等のデジタ
ル信号をCPU42に入力するためのデジタル入
力ポート52と、前記吸気量センサ16、吸気温
センサ18、水温センサ30、O2センサ34等
から入力される各アナログ信号を、デジタル信号
に変換して順次CPU42に入力するための、ア
ナログマルチプレクサ及びアナログ−デジタル変
換器からなるアナログ入力ポート54と、前記回
転数カウンタ44、割込み制御部46、デジタル
入力ポート52、アナログ入力ポート54等の出
力情報をCPU42に伝達するためのコモンバス
56と、キイスイツチ58を介してバツテリ60
に接続された電源回路62と、CPU42におけ
る計算データ等を一時的に記憶しておくための、
読取り、書き込みを行えるランダムアクセスメモ
リ(RAMと称する)64と、制御プログラムや
各種データ等を記憶しておくためのリードオンリ
ーメモリ(ROMと称する)66と、CPU42で
算出された燃料実行噴射パルス幅を表わすデジタ
ル信号を実際のインジエクタ26の開弁時間を与
えるパルス幅のパルス信号に変換するための、レ
ジスタを含むダウンカウンタよりなる燃料噴射時
間制御用カウンタ68と、該カウンタ68出力の
パルス信号を、前記インジエクタ26を駆動する
開弁時間信号に変換するための電力増幅部70
と、経過時間を測定るすためのタイマ72とから
構成されている。
以下作用を説明する。
本実施例における部分リーン制御は、第9図に
示すような流れ図に従つて実施される。即ち、ま
ず前出第5図に示したと同様のステツプ101に
おいて、他のルーチンで算出された燃料基本噴射
パルス幅TpがTpo以上であるか否かが判定され
る。判定結果が正である場合には、出力制御領域
であるのでステツプ102に進んで、出力空燃比
を得るのに必要な出力制御値が計算され、更にス
テツプ103で計算値に応じて補正量がセツトさ
れる。一方、前出ステツプ101における判定結
果が否である場合、即ち、燃料基本噴射パルス幅
pがTpo未満である場合には、ステツプ104
に進み、Tp〓以上であるか否かが判定される。
判定結果が正である場合には、フイードバツク制
御領域であるので、ステツプ105に進み、前記
O2センサ34の出力に応じてフイードバツク制
御値が計算され、ステツプ103で補正量がセツ
トされる。又、ステツプ104における判定結果
が否である場合、即ち、燃料基本噴射パルス幅T
pがTp〓未満である場合には、ステツプ106に
進み、Tp1未満であるか否かが判定される。判定
結果が正である場合には、前出ステツプ105に
進み、フイードバツク制御値を計算して、ステツ
プ103で補正量をセツトする。ステツプ106
における判定結果が否である場合、即ち、従来例
におけるリーン運転条件が成立した場合には、ス
テツプ201に進み、前記吸気温センサ18によ
つて検知される吸気温Taが、所定値Xより大で
あるか否かを判定する。判定結果が正である場合
には、ステツプ107に進み、従来と同様に、前
出第3図に示したような減量比に従つて、Tp
に応じたリーン制御値を計算し、ステツプ103
で補正量をセツトする。一方、前出ステツプ20
1の判定結果が否である場合、即ち、リーン運転
条件が成立していても、吸気温Taが所定値X以
下である場合には、前出ステツプ105に進み、
フイードバツク制御値を計算して、ステツプ10
3で補正量をセツトする。
なお前記実施例においては、吸気温Taが所定
値Xを越えている時は、リーン制御を一律に行う
ようにしていたが、吸気温Taの値によつてリー
ンの程度を段階的に変えることも可能である。
前記実施例においては、本発明が、吸入空気量
感知式電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エ
ンジンに適用されていたが、本発明の適用範囲は
これに限定されず、吸気管圧力感知式電子制御燃
料噴射装置を備えた自動車用エンジン、電子制御
気化器を備えた自動車用エンジン、或いは、他の
空燃比制御装置を備えた一般の内燃機関にも同様
に適用できることは明らかである。
以上説明した通り、本発明によれば、リーン運
転条件が成立していても、吸気温が低い時には、
フイードバツク制御が行われるので、低吸気温時
に失火のため運転性能が悪化することがないとい
う優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、部分リーン制御の原理を説明するた
めの、エンジン回転数と吸気管圧力及び燃料基本
噴射パルス幅の関係を示す線図、第2図は、同じ
く、エンジン回転数及び吸気管圧力と各制御領域
の関係を示す線図、第3図は、同じく、リーン制
御領域における燃料基本噴射パルス幅と減量比の
関係を示す線図、第4図は、同じく、燃料基本噴
射パルス幅と制御空燃比の関係を示す線図、第5
図は、同じく、部分リーン制御の基本的なプログ
ラムの一例を示す流れ図、第6図は、本発明に係
る内燃機関の空燃比部分リーン制御方法の要旨を
示す流れ図、第7図は、本発明に係る内燃機関の
空燃比部分リーン制御方法が採用された、自動車
用エンジンの吸入空気量感知式電子制御燃料噴射
装置の実施例の構成を示す、一部断面図及びブロ
ツク線図を含む平面図、第8図は、前記実施例で
用いられている、電子制御ユニツトの構成を示す
ブロツク線図、第9図は、同じく、各制御状態を
切換えるためのプログラムを示す流れ図である。 10……エンジン、16……吸気量センサ、1
8……吸気温センサ、26……インジエクタ、2
8……回転速度センサ、34……酸素濃度セン
サ、40……電子制御ユニツト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 空燃比センサの出力に応じて空燃比が理論空
    燃比となるよう閉ループ制御するフイードバツク
    制御を基本として、所定のリーン運転条件が成立
    した時は、空燃比が理論空燃比よりリーン側とな
    るよう開ループ制御するリーン制御を行うように
    した内燃機関の空燃比部分リーン制御方法におい
    て、吸気温が所定値以下である時は、、リーン運
    転条件が成立していても、前記フイードバツク制
    御を行うようにしたことを特徴とする内燃機関の
    空燃比部分リーン制御方法。
JP20482482A 1982-11-22 1982-11-22 内燃機関の空燃比部分リ−ン制御方法 Granted JPS5996453A (ja)

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JPS5996453A JPS5996453A (ja) 1984-06-02
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61155639A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Suzuki Motor Co Ltd 内燃機関のアイドル制御方法

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JPS5996453A (ja) 1984-06-02

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