JPS6368748A - 内燃機関の排気温フイ−ドバツク制御装置 - 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、内燃機関の排気温度が低いとき空燃比をリー
ン制御する排気温フィードバック制！ｌＩＩ装置に関す
る。

従来の技術 排気温度に基づいて空燃比をフィードバック制御する装
置が知られている。これは、機関の加速時などのように
排気温度が低い間は、出力空燃比となるよう空燃比のリ
ーン制御を行ない、このリーン制御中に排気温度が所定
値以上になったとき、空燃比が出力空燃比よりもリップ
−になるよう燃料増量ザる（特開昭５６−８１２３５号
）。

また排気温のフィードバック制御とし′Ｃ９よ、過給機
、排気系部品等の熱破損を防止するために、排気温が所
定温度以下のときは、空燃比が出力空燃比になるようリ
ーン制御を行ない、排気温が所定値を超えると、リッチ
制御を行なっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の排気温フィードバック制御装置に
よると、リーン制御中にノックが発生ずると、点火時期
を遅角するとともに燃料を一律に増量するため、出力空
燃比よりもリッチな空燃比となり、燃費と出力が低下す
るという問題が発生した。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、排
気温フィードバック制御による空燃比のリーン制御中は
、ノックが発生しても燃料増量を中止することにより、
燃費を向上することを目的とする。

問題点を解決するための手段 前記目的を達成するために、本発明の内燃機関の！Ａ気
渇フィードバック制御ｌＶ４置は、第１図に示すように
、排気温セン勺が検出する排気温度が所定値以下のとき
空燃比が出力空燃比になるようにリーン制御するリーン
制御手段と、ノックセンサがノックを検出したとき点火
時期を遅角する点火１＋５　ｉｎ遅角手段と、点火時期
遅角手段の遅角量に応じて燃料を増ハする燃料増で手段
と、前記リーン制御手段によるリーン制御を行なってい
るときはｉｆｉ記燃料増量手段による燃料増量を中止す
る増量中止手段とを備えて構成されている。

作　　　　用 本発明によれば、排気温度が相対的に低い加速運１１Ｉ
八時には、リーン制御手段により空燃比が出力空燃比に
なるようにリーン制御する。そしてノックセンナがノッ
クを検出したとき、点火時期遅角手段により点火時ＩＪ
を遅角する。このときリーン制御実行中であれば、増量
中止手段により、燃料増量手段による燃料増量を中止す
る。

実　　施　　例 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明を適用した内燃機関Ｊ３よびその周辺装
置の一実施例をあられしている。図中、１は内燃機関本
体、２はシリンダブ【コック、３はシリンダヘッド、４
はピストン、５は点火プラグ、６は吸気バルブ、７は排
気バルブ、８は排気マニホールド、９は触媒コンバータ
、１０は機関冷却水温を検出する水温センサである。

吸気系統においては、図示しないエアクリーナの下流側
にエアフロメータ１１が介装され、その下流側にターボ
チャージャ１７が介装され、その下流側にスロットルバ
ルブ１２が設けられ、さらにその下流の吸気マニホール
ド１３には制御装置２０の指令に基づいて所定量の燃料
を所定のタイミングで噴射する燃料噴射弁１４が設けら
れている。スロットルバルブ１２の開度はスロットルセ
ンサ５３で検出され、この検出信号は、第３図に示１制
御装置２０の入力ボート４０に送られる。

吸排気系統に取付けられたターボチャージャ１７は、具
体的には、排気管に排気ガスの吐出力により駆動される
排気タービン１７ａが介装され、この排気タービン１７
ａの回転力により同軸上で回転される給気コンプレッサ
１７ｂが吸気管に介装されている。排気中の酸素濃度を
検出する酸素センサ５０の出力は、バッファ５１を介し
てコンパレータ５２に入力し、コンパレータ５２の出力
は入力ボート４０に送られる。

シリンダブロック２に取付けられたノックセンサ５４の
出力は、入力回路５５を介して入力ボート４０に送られ
、排気管に取付けられた排気温センサ５６の出力は、入
力回路５７を介して入力ボート４０に送られる。排気タ
ービン１７ａをバイパスするバイパス排気通路５８には
、排気バイパス弁５９が介装され、この排気バイパス弁
５９を、通路６０を介して吸気管圧力が導入されるダイ
アフラム装置６１により開閉制御する。

点火系統においては、制御装置２０の指令によりイグナ
イタ２１が点火に必要な高電圧を出力し、この高電圧を
ゲイストリビュータ２２により所定の気筒の点火プラグ
５に所定のタイミングで分配供給するようにしている。

ゲイストリビュータ２２には、ロータ２２ａの回転角に
基づいてクランクシャツ８２回転のうちに２４回のパル
ス信号を出力する回転角センサ２３と、同じくロータ２
２ａの回転角に基づいてクランクシャツ８２回転のうち
に１回のパルス信号を出力する気筒判別センナ２４とが
設けられている。

制御装置２０は、マイクロコンピュータであり、このマ
イクロコンピュータ内には、第３図に示づように、マイ
クロプロセシングユニット（ＭＰＵ）３０と、リードオ
ンリメモリ（ＲＯＭ）３１と、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）３２とを含ｌυでいる。このうちのＭＰＵ３
０は、クロック３３から発生するパルスのタイミングに
従い所定のブａグラムに基づいて各センサの出力データ
を入力しａ￥Ａすると共に、イグナイタ２１あるいはデ
ィストリビュータ２２等のアクチュエータを制御するた
めの処理を行なうようになっている。ＲＯＭ３１はメイ
ンルーチン、点火時期制御ルーチン、燃料噴ＯＡ量制御
ルーチン、等のプログラム、これらの処理に必要な種々
の固定データ、常数等を格納しており、ＲＡＭ３２は吸
入空気量、水温等の最新検出データを取込み、所定領域
に最新検出データを格納するようにしている。

マイク［］コンピュータ内には、さらにエア７０メ〜り
１１の出力信号のためのバッファ３４と、水温センサ１
０の出力信号のためのバッファ３５と、各センサの出力
信号をＭＰＵ３０に選択的に出力するマルチプレクサ３
６と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器３７と、入出力ボート３８とを有している。

回転角センサ２３及び気筒判別センサ２４の出力信号は
、波形整形回路３９によりその波形が整えられ、入力ボ
ート４０に入力される。これにより回転角ヒンナ２３及
び気筒判別センサ２４の出力をＭＰＵ３０が処理ぐきる
ようになっている。

またＭＰｔＪ３０は、検出データ及び所定のプログラム
に従い出力ボート４１を介して駆動回路４２の出力信号
によりイグナイタ２１を所定のタイミングで駆動するよ
うにすると共に、出力ボート４３を介して駆動回路４４
の出力信号により燃料噴）１弁１４を所定のタイミング
で駆動Ｊ゛る。ぞして、入出力ボート３８、入力ボート
４０、出力ボート４１・４３、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３１
及びＭＰＵ３０は互いにコモンバス４５により接続され
、タイマ６３の出力はＭＰｔＪ３０に送られる。

次に本発明の点火時期制御を第４図に示すフローチャー
トに基づいて説明づる。このルーチンは定時刻毎あるい
は定りランク各毎に実行されるルーチンである。

まずステップ１０１では、ノックセンサ５４がノックを
検出したか否かを判別し、ノックを検出すると、次のス
テップ１０２に進み、点火時期の遅角量θｋを０．２°
ＣＡだけ遅角し、このルーチンを終了する。ステップ１
０１で、ノックを検出しないのであれば、次のステップ
１０３に進み、点火時期の遅角量θｋを０．１°ＣＡだ
け進角し、このルーチンを終了する。

次に第６図は、燃料噴１ｆｆｉ算出ルーチンを示してい
る。このルーチンは、第４図に示すルーチンと同様に、
定時刻毎あるいは定クランク角毎に実行されるものであ
る。

最初のステップ２０１では、機関の負荷Ｑ／Ｎ。

回転数Ｎｅ、水温ＴＨＷ、吸気Ｗ　Ｔ　ＨＡ等に基づい
て燃料噴［１τを算出する。次いで、ステップ２０２で
は、点火時期の遅角量θｋにＩＡづく燃料増量補正係数
ＦＫＮＫをマツプより算出する。この場合の点火時期の
遅角ζｄθにとノック防止のための燃料増量補正係数Ｆ
ＫＮＫとの関係は、例えば第５図に示すようになってい
る。

ステップ２０２からステップ２０３に進むと、負荷Ｑ／
Ｎが０．８）、’ｒｅｖより大きいか否かを判別し、Ｑ
／Ｎ＞０．８であれば、次のステップ２０４に進み、こ
こで排気温度が８００℃よりも小さいか否かを判別し、
排気温度く８００℃であれば、次のステップ２０５に進
み、燃料噴０４０ｔτに０．８を掛り合せた値を燃料噴
用吊τとする。

次いでステップ２０６では、燃料増量補正係数ＦＫＮＫ
を１．０とし、リーン制御をそのまま実行し、このルー
チンを終了Ｊる。

ここで、燃料噴！８ｍτは、 ｒ＝ｋｘＱ／ＮｘαｘＦＡＦｘＦＫＮＫ＋βの式に基づ
いて決定される。ｋは定数、Ｑは吸入空気量、Ｎは機関
回転数、αは機関の冷却水温・吸気温等の補正係数、Ｆ
ＡＦは酸素センサの出力信号に基づいて定まる補正係数
、βはその他の補正係数である。

ステップ２０３又は２０４において、Ｑ／Ｎ≦０．８ま
たは排気温度≧８００℃であれば、このルーチンを終了
し、燃料増量補正係数ＦＫＮＫの値は、第５図に示すよ
うに、点火時１月の遅角１．ａＯｋの値に応じた値をと
ることになる。

このようにして、機関の高負荷域において排気温度が８
００℃よりも小さいのであれば、空燃比のリーン制御を
実行し、その際ノックが発生しても、点火時期の遅角に
基づく燃料増量補正はカットするようになっている。

したがって、機関の加速時のように、排気温度が比較的
低い状態であってリーン制御が実行されているときは、
ノックが発生しても、点火時期の遅角制御は行なうが、
しかし点火時期の遅角に基づく燃料増ハ１補正は中止η
るため、その分燃費の向上がはかられる。しかも、この
場合のリーン制御【ま、空燃比を出力空燃比となるよう
に制御するものであるから、機関の出力アップも同時に
はかられる。

また排気温度が８００℃以上になったときには、リーン
制御は解除されるので、そのときの点火時期の遅角量に
応じた燃料増量補正係数ＦＫＮＫの値が決まり、これに
よりリッチ制御が実行されて、過給機、排気系部品等の
過熱による破損、破壊等を確実に防止することができる
。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、空燃比のリーン制
御を行なっているときは、点火時期のν角制御に基づく
燃料増量は中止するので、リーン制御中にノックが発生
しても、燃料増の中止により出力空燃比のままとなり、
燃費の向り及び出力のアップをはかることができる。

排気温度が所定値を超えたときには、Ｌ述したような点
火時期の遅角に基づく燃斜増伍を実行するため、過給機
や排気系部品等の過熱による破１（１・破壊等を防止す
ることができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、 第２図は本発明を適用した内燃機関及びその周辺装置を
あられす概略構成図、 第３図は第２図に示す制御装置をあられすブロック図、 第４図は本発明の実施例におりる点火時期制御ルーチン
を示すフローチャート、 第５図は点火時期の遅角量と燃料増量補正係数との関係
を示すグラフ、 第６図は燃料噴射ｆｆｉ算出ルーチンをあられすフロー
チャートである。 １・・・内燃機関本体、　　２・・・シリンダブロック
、３・・・シリンダヘッド、　４・・・ピストン、５・
・・点火プラグ、　　１２・・・スロットルバルブ、１
３・・・吸気マニホールド、１４・・・燃料噴射弁、１
７・・・ターボチャージャ、 ２０・・・制御装置、　　　　２１・・・イグナイタ、
２２・・・ディストリビュータ、 ３０・・・マイク［１プロセシングユニツト（ＭＰＵ）
、 ３１・・・リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、３２・・・
ランダムアクヒスメモリ（ＲＡＭ）、５３・・・スロッ
トルバルブ、 ５４・・・ノックセンサ、　５６・・・排気温センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気温センサが検出する排気温度が所定値以下のとき空
   燃比が出力空燃比になるようにリーン制御するリーン制
   御手段と、ノックセンサがノックを検出したとき点火時
   期を遅角する点火時期遅角手段と、点火時期遅角手段の
   遅角量に応じて燃料を増量する燃料増量手段と、前記リ
   ーン制御手段によるリーン制御を行なつているときは前
   記燃料増量手段による燃料増量を中止する増量中止手段
   とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気温フィード
   バック制御装置。