JPS6328214B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6328214B2
JPS6328214B2 JP3666682A JP3666682A JPS6328214B2 JP S6328214 B2 JPS6328214 B2 JP S6328214B2 JP 3666682 A JP3666682 A JP 3666682A JP 3666682 A JP3666682 A JP 3666682A JP S6328214 B2 JPS6328214 B2 JP S6328214B2
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
fuel
correction amount
Prior art date
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Expired
Application number
JP3666682A
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English (en)
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JPS58155246A (ja
Inventor
Haruo Watanabe
Kazuo Nakano
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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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS58155246A publication Critical patent/JPS58155246A/ja
Publication of JPS6328214B2 publication Critical patent/JPS6328214B2/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
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/1489Replacing of the control value by a constant

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】 本発明は空燃比フイードバツク制御を行う内燃
機関の空燃比制御方法に関する。
一般に、空燃比フイードバツク制御によれば、
内燃機関の運転状態パラメータたとえば機関の吸
入空気量および回転速度を検出し、これらの検出
値に応じて燃料噴射弁の基本燃料量を演算し、他
方、機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成
分の濃度を検出する濃度センサ(以下、O2セン
サとする)の検出信号に応じて空燃比補正量を演
算し、さらに、この空燃比補正量に応じて基本燃
料量を補正し、この補正された燃料量に応じて実
際に機関に供給される燃料量を調整している。以
上の段階を繰返して行うことにより空燃比補正量
が所定範囲に収束するように、言い換えると、空
燃比が理論空燃比近傍に収束するようにしてあ
る。従つて、機関の排気系に設けられた三元触媒
装置、すなわち排気ガス中に含まれるCO、HC、
NOxという3つの有害成分を同時に浄化できる
触媒装置の浄化能力を高く保持できる。
しかしながら、上述の空燃比フイードバツク制
御を行う内燃機関において、燃料カツトをしない
回転領域、あるいは燃料カツトしない条件でのレ
ーシング時に、スロツトバルブが急閉されると、
吸気管負圧が急激に高くなり、この結果、吸気マ
ニホールド内の付着燃料が急激に蒸発して機関の
燃焼室に吸入される。従つて、空燃比はリツチと
なつて空燃比は大きくリーン側に制御されること
になる。従つて、機関の回転速度がアイドル回転
速度より落込み、しかもアイドル回転速度に復帰
する時間が長くなり、この結果、ラフアイドルお
よびエンジンストールの発生の恐れがあるという
問題点がある。
本発明の目的は、上述の従来方法における問題
点に鑑み、レーシング時等のスロツトルバルブ急
閉に伴なう機関の回転速度変化率(低下率)の急
変を検知したときに、空燃比のリーン側フイード
バツクに下限を設けることにより、機関の回転速
度を迅速にアイドル回転速度に復帰せしめ、ラフ
アイドルおよびエンジンストールの発生を防止す
ることにある。
上述の目的を達成するために本発明によれば、
内燃機関の運転状態パラメータに応じて基本燃料
量および空燃比補正量を演算し、該空燃比補正量
に応じて前記基本燃料量を補正し、該補正された
燃料量に応じて実際に機関に供給される燃料量を
制御するようにした内燃機関の空燃比制御方法に
おいて、前記機関の排気ガス中の特定成分の濃度
により空燃比がリツチと判別され且つ前記機関の
回転速度低下率が一定値以上であるときに、前記
空燃比補正量の変動に所定の制限を課することを
特徴とする内燃機関の空燃比制御方法が提供され
る。
以下、図面により本発明を説明する。
第1図は内燃機関の空燃比制御特性を示す特性
図である。第1図において、領域,はフイー
ドバツク領域を示し、領域は非フイードバツク
領域を示す。すなわち、フイードバツク領域,
においては、空燃比は機関の排気ガス中の酸素
濃度を検出するO2センサの検出信号にもとづい
て制御され、非フイードバツク領域において
は、たとえば機関の加減速状態、あるいは燃料カ
ツト等の場合にあつて、所定の運転状態パラメー
タに応じて空燃比は制御される。
レーシングを行うと、すなわち、回転速度N1
を急激に上昇させた後にスロツトルバルブを急閉
させると、吸気マニホールド内の付着燃料が急激
に蒸発して空燃比A/F1(矢印a)は大きくリツ
チ側となる。このとき、空燃比補正量VF1(矢印
b,c)は一旦大きくなつた後に、小さくなり、
空燃比A/F1(矢印d)はリーン側に制御される
ことになる。この結果、フイードバツク領域に
おいて、回転速度N1がアイドル回転速度Niに近
づいても落込み量が大きく(矢印e)、しかも空
燃比補正量VF1(矢印f)は小さく、従つて、空
燃比AF1はリーン側にあり、また、排気ガス量も
少ないためにフイードバツク制御の速度は小さ
く、本来の空燃比に復帰するまで、すなわち回転
速度N1がアイドル回転速度Niに復帰するまで、
数秒ないし数10秒要することがある。従つて、矢
印eに示す期間にあつては、ラフアイドルおよび
エンジンストールが発生する恐れがある。
本発明によれば、レーシングの検出を機関回転
周期の変化ΔTの判別により行い、レーシングが
検出されたときには(矢印g)、空燃比補正量に
下限Xを設定する。この結果、空燃比補正量A/
F2は制限され、空燃比A/F2は上述のA/F1
比べてリツチ側に制御され、従つて、回転速度
N2はアイドル回転速度Niに迅速に復帰し、しか
も、回転速度N2の落込み量は小さくなる。この
結果、ラフアイドルおよびエンジンストールの発
生を防止できる。
第2図は本発明の一実施例としての内燃機関の
空燃比制御方法を実行するための装置の概要図で
ある。第2図において、機関本体1の吸気通路に
エアフローメータ2が設けられている。エアフロ
ーメータ2は吸入空気量を直接計測するものであ
つて、ポテンシヨメータを内蔵して吸入空気量に
比例したアナログ電圧の電気信号を発生する。ま
た、機関本体1の吸気通路に設けられたスロツト
ルバルブ3の軸には、スロツトルバルブ3が全閉
状態にあることを検出するためのスロツトルセン
サ4が設けられている。
機関のデイストリビユータ5には、その軸がた
とえばクランク軸に換算して360゜、30゜回転する
毎に角度位置信号を発生する2つの回転角センサ
6,7が設けられている。回転角センサ6,7の
角度位置信号は燃料噴射時期、点火時期の基準タ
イミング、および燃料噴射演算、点火時期演算の
割込み要求信号として作用する。
また、機関の吸気通路には、各気筒毎に、燃料
供給系から加圧燃料を吸気ポート部へ供給するた
めの燃料噴射弁8が設けられている。
機関の排気通路には、排気ガス中の酸素濃度に
応じて出力を発生するO2センサ9が設けられて
いる。このO2センサ9は空燃比が理論空燃比に
対してリツチ側かリーン側かに応じて2値の出力
を発生するものである。また、O2センサ9の下
流の排気通路には、排気ガス中の3つの有害成分
であるCO、HC、NOx成分を同時に浄化できる
三元触媒コンバータ11が設けられている。
制御回路10は、エアフローメータ2、回転角
センサ6,7、スロツトルセンサ4およびO2
ンサ9からの各信号をデイジタル的に処理して燃
料噴射時間制御等を行うものである。制御回路1
0としては、たとえばマイクロコンピユータ形式
のものを用いることができる。
第3図は第2図の制御回路10の詳細なブロツ
ク回路図である。第4図において、エアフローメ
ータ2の出力アナログ信号はマルチプレクサ10
1を介してA/D変換器102に供給されてい
る。すなわち、A/D変換器102はCPU10
7によつて選択制御されたマルチプレクサ101
を介して送込まれたエアフローメータ2の出力信
号をクロツク発生回路108のクロツク信号
CLKを用いてA/D変換し、A/D変換終了後
に割込み信号をCPU107に送出する。この結
果、割込みルーチンにおいてエアフローメータ2
の最新データQはRAM109の所定領域に格納
されることになる。
回転角センサ6,7の各出力デイジタル信号は
割込み信号および基準タイミング信号を発生する
ためのタイミング発生回路103に供給されてい
る。さらに、回転角センサ7の出力デイジタル信
号は回転速度形成回路104を介して入力ポート
105に供給される。回転速度形成回路104
は、クランク角30゜毎に開閉制御されるゲート、
および該ゲートを通過するクロツク発生回路10
8のクロツク信号CLKのパルス数をカウントす
るカウンタから構成され、従つて、機関の回転速
度に反比例した2進信号が形成されることにな
る。この回転速度データNはCPU107によつ
て入力ポート105を介してRAM108の所定
領域に格納される。
O2センサ9の出力信号は空燃比信号形成回路
106に供給される。この空燃比信号形成回路1
06は、O2センサ9の出力電圧を基準電圧と比
較する比較器と、この比較器の出力を一時的に記
憶するラツチ回路とを備えており、機関の空燃比
が理論空燃比に対してリツチ側かリーン側かに応
じて“1”、“0”の2値の空燃比信号を発生す
る。
ROM110には、メインルーチン、燃料噴射
時間演算ルーチン、点火時期演算ルーチン等のプ
ログラム、これらの処理に必要な種々のデータ、
定数等が予め格納されている。
CPU107は燃料噴射ルーチンにおいてRAM
109に格納されている燃料噴射時間を読出して
出力ポート111を介して駆動回路112に送出
する。この結果、駆動回路112は燃料噴射時間
だけ燃料噴射弁8を付勢することになる。
第4図のフローチヤートを参照して第3図の制
御回路10の動作を説明する。
第4図において、制御回路10の動作はステツ
プ401で開始するが、CPU107は、図示しない
燃料噴射時間演算ルーチンにおいて、RAM10
9に格納されているエアフローメータ2の吸入空
気量データQおよび回転角センサ7の回転速度デ
ータNを読出し、ROM110に格納されている
マツプを用い補間計算を行つて基本燃料噴射時間
(パルス幅)τBを算出してRAM109の所定領域
に格納している。
ステツプ402において、CPU107は取込まれ
た機関の所定運転状態パラメータにより現在の機
関の状態が空燃比フイードバツク条件を満足して
いるか否かを判別し、フイードバツク条件を満た
しているときには、ステツプ403に進み、他方、
フイードバツク条件を満たしていなければ、ステ
ツプ409に進む。
ステツプ403においては、CPU107は空燃比
信号形成回路106からの空燃比信号を入力ポー
ト105を介して取込み、機関の現在の空燃比が
リツチであるかリーンであるかを判別する。この
結果、リツチであれば、ステツプ404に進む。他
方、リーンであれば、ステツプ406に進み、空燃
比補正量VFに一定値Δだけ加算した後、すなわ
ち、VF←VF+Δの演算した後ステツプ414に進
む。
ステツプ404においては、CPU107はRAM
109から回転速度Nの低下率すなわち回転周期
差ΔTを読出し、一定値t0と比較する。この結果、
ΔT<t0であれば、レーシングが行われていない
ものとしてステツプ405に進み、空燃比補正量VF
に一定値Δだけ減算した後、すなわちVF←VF−
Δの演算をした後にステツプ414に進む。他方、
ΔT≧t0であれば、レーシングが行われているも
のとして空燃比補正量VFの下限Xを設定するた
めにステツプ407、408に進む。
なお、ステツプ405、406においては、フイード
バツク制御による空燃比補正量VFは空燃比信号
を時間に関して積分することによつて得られるこ
とを意味している。また、ステツプ404における
一定値t0はレーシング時の機関回転速度および低
下率により経験的に求められる周期変化の大きさ
である。また、ステツプ404における回転周期差
ΔTは、図示しない割込みルーチンにおいて、回
転角センサ6の角度位置信号にもとづいてタイミ
ング発生回路103が発生するタイミング信号を
用いて演算され、その演算結果はRAM109の
所定領域に格納されているものとする。
ステツプ407においては、空燃比補正量VFが下
限設定値Xより大きいか否かを判別する。VF≧
Xであればステツプ414に進み、他方、VF<Xで
あればステツプ408においてVFを下限Xに設定し
てからステツプ414に進む。
他方、ステツプ409においては、空燃比補正量
は機関の運転状態パラメータに応じて所定値に設
定され、以後、前述のステツプ403、404、407、
408と同様なステツプ410、411、412、413に進む。
すなわち、空燃比がリツチであり且つ回転周期差
ΔTが一定値t0以上であるときには、空燃比補正
量VFに下限値Xが設定されることになる。
ステツプ414においては、CPU107は、実際
の燃料噴射時間τを、 τ=τB・VF・(1+K)+τV ただし、 τB:基本燃料噴射時間 VF:空燃比補正量 K:過渡時補正率 τV:無効噴射時間 を用いて演算し、RAM109の所定領域に格納
してステツプ415に進む。
上述の実際の燃料噴射時間τは、図示しない燃
料噴射割込ルーチンにおいて、CPU107によ
つて読出されて出力ポート111を介して駆動回
路112に供給され、この噴射時間τに応じて燃
料噴射弁8が付勢されることになる。
なお、上述の実施例においては、基本燃料噴射
時間τB、実際の燃料噴射時間τの演算を制御回路
10内でデイジタル的に演算しているが、時間
τB,τを、それぞれ、基本燃料パルス形成回路、
乗算補正回路のようなアナログ回路を用いて行う
こともできる。この場合には、上述の空燃比補正
量VFは乗算補正回路の空燃比制御電圧として作
用する。
以上説明したように本発明によれば、レーシン
グが行われたときには、空燃比のリーン側フイー
ドバツクに制限を設けているので、その分、復帰
時の機関の回転速度のアイドル回転速度に対する
落込み量およびその時間を小さくすることがで
き、従つて、ラフアイドルおよびエンジンストー
ルを防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は内燃機関の空燃比制御特性を示す特性
図、第2図は本発明の一実施例としての内燃機関
の空燃比制御方法を実行するための装置の概要
図、第3図は第2図の制御回路10の詳細なブロ
ツク回路図、第4図は第3図の制御回路10の動
作を説明するためのフローチヤートである。 1:機関本体、2:エアフローメータ、3:ス
ロツトルバルブ、4:スロツトルセンサ、5:デ
イストリビユータ、6,7:回転角センサ、8:
燃料噴射弁、9:O2センサ、10:制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関の運転状態パラメータに応じて基本
    燃料量および空燃比補正量を演算し、該空燃比補
    正量に応じて前記基本燃料量を補正し、該補正さ
    れた燃料量に応じて実際に機関に供給される燃料
    量を制御するようにした内燃機関の空燃比制御方
    法において、前記機関の排気ガス中の特定成分の
    濃度により空燃比がリツチと判別され且つ前記機
    関の回転速度低下率が一定値以上であるときに、
    前記空燃比補正量の変動に所定の制限を課するこ
    とを特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。
JP3666682A 1982-03-10 1982-03-10 内燃機関の空燃比制御方法 Granted JPS58155246A (ja)

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JPS58155246A JPS58155246A (ja) 1983-09-14
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JPS58155246A (ja) 1983-09-14

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