JPH0788786B2 - Air-fuel ratio controller for engine - Google Patents
Air-fuel ratio controller for engineInfo
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- JPH0788786B2 JPH0788786B2 JP61008325A JP832586A JPH0788786B2 JP H0788786 B2 JPH0788786 B2 JP H0788786B2 JP 61008325 A JP61008325 A JP 61008325A JP 832586 A JP832586 A JP 832586A JP H0788786 B2 JPH0788786 B2 JP H0788786B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、急激なトルク変動を伴わずに空燃比を理論空
燃比よりもリーンに段階的に切り換えられ、しかも、リ
ーン領域での空燃比制御精度を高めるようにしたエンジ
ンの空燃比制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is capable of stepwise switching the air-fuel ratio to a leaner than the stoichiometric air-fuel ratio without abrupt torque fluctuation, and further, in the lean region. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine, which has improved control accuracy.
エンジンの燃料消費を節約するために、アイドリング運
転時、低回転低負荷時等あまりエンジン出力を必要とし
ない運転状態では空燃比を理論空燃比よりもリーンに切
り換え、高出力を必要とする時に空燃比をほぼ理論空燃
比以上にするエンジンの空燃比制御方法は既に知られて
いる。In order to save the fuel consumption of the engine, the air-fuel ratio is switched to leaner than the theoretical air-fuel ratio in idling operation, low rotation and low load, and in operating conditions that do not require much engine output. An air-fuel ratio control method for an engine in which the fuel ratio is substantially equal to or higher than the theoretical air-fuel ratio is already known.
従来、このようにエンジンの空燃比をエンジンの運転状
態に対応して理論空燃比よりもリーンなリーン領域とそ
の他の領域とに切り換える場合、通常、吸入空気量は変
化させずに燃料供給量を制御することによって空燃比が
制御されるように構成される(例えば、特開昭57−2101
37号公報参照)。Conventionally, when switching the air-fuel ratio of the engine to a lean region that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and other regions in accordance with the operating state of the engine, normally, the fuel supply amount is changed without changing the intake air amount. It is configured so that the air-fuel ratio can be controlled by controlling (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-2101
(See Japanese Patent No. 37).
ところが、エンジンの出力が燃料供給量に比例すること
から、空燃比領域をリーン領域とその他の領域との間で
切り換えるために燃料を急激に増減させると急激な出力
変動を伴い、トルクショックや振動が発生するといった
問題がある。However, since the output of the engine is proportional to the fuel supply amount, if the fuel is suddenly increased or decreased to switch the air-fuel ratio region between the lean region and other regions, a sudden output change will occur, resulting in torque shock or vibration. There is a problem that occurs.
そこで、このような急激な変化を与えずに徐々に燃料供
給量を変化させて空燃比をリーン領域とその他の領域と
の間で徐々に変化させることが考えられる。しかしなが
ら、例えば、空燃比22のリーン領域と理論空燃比(空燃
比14.7)の領域とにわたって徐々に空燃比を変更する場
合、窒素酸化物の生成量がほぼ最大となる空燃比16程度
の領域を通過することになり、排気ガス浄化を図る上で
不利になる。Therefore, it is conceivable that the air-fuel ratio is gradually changed between the lean region and other regions by gradually changing the fuel supply amount without giving such a sudden change. However, for example, when gradually changing the air-fuel ratio between the lean region of the air-fuel ratio 22 and the region of the theoretical air-fuel ratio (air-fuel ratio 14.7), the region of the air-fuel ratio of about 16 where the production amount of nitrogen oxides is almost maximum is set. It passes through, which is disadvantageous in purifying exhaust gas.
本発明者らは、このような問題を解消するために、スロ
ットル弁をバイパスするバイパス通路と、このバイパス
通路に設けられ、該バイパス通路を開閉切り換えするバ
ルブ装置と、上記バルブ装置を空燃比を理論空燃比より
リーンに切り換える時に開き、リーン領域から他の領域
に切り変える時に閉じるように制御するバルブ制御手段
を備えて、燃料供給量を固定して、その燃料供給量に対
する吸入空気量を段階的に増減させるエンジンの空燃比
制御装置を発明した。しかしながら、このように空気の
流れを制御して空燃比制御をする場合は、燃料供給量を
制御して空燃比制御をする場合に比べて応答が遅いこと
が判明した。In order to solve such a problem, the present inventors have set a bypass passage bypassing a throttle valve, a valve device provided in the bypass passage for opening and closing the bypass passage, and an air-fuel ratio of the valve device. The valve is equipped with a valve control means that opens when switching from the stoichiometric air-fuel ratio to lean and closes when switching from the lean region to another region.The fuel supply amount is fixed and the intake air amount relative to the fuel supply amount is changed in stages. The invention has invented an air-fuel ratio control device for an engine that increases and decreases mechanically. However, it has been found that when the air-fuel ratio is controlled by controlling the flow of air in this way, the response is slower than when the fuel supply amount is controlled and the air-fuel ratio is controlled.
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであっ
て、空燃比の切り換えに伴う出力変動が小さく、かつ制
御の応答性が高くなるように改善されたエンジンの空燃
比制御装置の提供を目的とするものである。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides an air-fuel ratio control device for an engine, which is improved so that the output fluctuation due to the switching of the air-fuel ratio is small and the control response is improved. The purpose is.
本発明に係るエンジンの空燃比制御装置は上記の目的を
達成するために、エンジンの運転状態を検出して、その
運転状態に対応して空燃比を理論空燃比よりもリーンに
段階的に切り換える空燃比制御手段を備えたエンジンの
空燃比制御装置において、該空燃比制御手段が、スロッ
トル弁をバイパスするバイパス通路と、このバイパス通
路に設けられ、該バイパス通路の流路断面積を調節する
第1バルブ装置と、上記バイパス通路に上記第1バルブ
装置と直列に設けられ、該バイパス通路を開閉切り換え
する第2バルブ装置と、上記第1バルブ装置を上記スロ
ットル弁と連動して開閉させる第1バルブ制御手段と、
上記第2バルブ装置を空燃比が理論空燃比よりリーンに
切り換える時に開き、リーンから他の空燃比に切り変え
る時に閉じるように制御する第2バルブ制御手段を備え
るとともに、上記エンジンの排気路に排気ガス成分を検
出して実際の空燃比に対応する空燃比信号を出力する排
気ガスセンサを設け、少なくともリーン運転時において
上記空燃比信号を入力して実際の空燃比と目標空燃比と
の偏差を解消するように燃料供給量を補正する補正制御
手段を備えたことを特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, the engine air-fuel ratio control device according to the present invention detects the operating state of the engine, and switches the air-fuel ratio to leaner than the stoichiometric air-fuel ratio stepwise in accordance with the operating state. In an engine air-fuel ratio control device including an air-fuel ratio control means, the air-fuel ratio control means is provided in a bypass passage that bypasses a throttle valve, and a bypass passage that adjusts a flow passage cross-sectional area of the bypass passage. A first valve device, a second valve device provided in the bypass passage in series with the first valve device to open and close the bypass passage, and a first valve device that opens and closes the first valve device in conjunction with the throttle valve Valve control means,
The second valve device is provided with a second valve control means that is opened when the air-fuel ratio is switched from the stoichiometric air-fuel ratio to lean and is closed when the air-fuel ratio is switched from lean to another air-fuel ratio, and exhaust gas is provided in the exhaust passage of the engine. Equipped with an exhaust gas sensor that detects gas components and outputs an air-fuel ratio signal corresponding to the actual air-fuel ratio, and at least during lean operation inputs the air-fuel ratio signal to eliminate the deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio. Thus, a correction control means for correcting the fuel supply amount is provided.
〔実施例1〕 本発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。[Embodiment 1] The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 to 3.
エンジン1の吸気路2の始端にはエアクリーナ3が設け
られ、そこから終端に向かって順に吸入空気量を検出
し、その吸入空気量QAに対応する吸入空気量信号を出力
するエアフローメータ4、スロットルバルブ5、スワー
ルコントロールバルブ6、燃料噴射装置7が配設され、
吸気路2の終端は吸気弁8を介して燃焼室9に接続され
ている。また、燃焼室9から導出された排気路10の始端
には排気バルブ11が配設され、排気路10の途中には、排
気ガス中のガス成分を検出して空燃比に対応する空燃比
信号を出力する空燃比センサ12と触媒式排気浄化装置13
が設けられる。また、上記燃焼室9に設けた点火プラグ
14はディストリビュータ15を介してイグニッションコイ
ル16に接続されている。An air cleaner 3 is provided at the start end of the intake passage 2 of the engine 1, and the intake air amount is sequentially detected from there to the end, and an air flow meter 4 that outputs an intake air amount signal corresponding to the intake air amount Q A , A throttle valve 5, a swirl control valve 6 and a fuel injection device 7 are provided,
The end of the intake passage 2 is connected to the combustion chamber 9 via the intake valve 8. Further, an exhaust valve 11 is arranged at the beginning of the exhaust passage 10 led out of the combustion chamber 9, and an air-fuel ratio signal corresponding to the air-fuel ratio is detected in the middle of the exhaust passage 10 by detecting a gas component in the exhaust gas. Air-fuel ratio sensor 12 and a catalytic exhaust purification device 13
Is provided. Also, a spark plug provided in the combustion chamber 9
14 is connected to an ignition coil 16 via a distributor 15.
上記吸気路2には更にスロットルバルブ5をバイパスす
るバイパス通路17が設けられる。このバイパス通路17に
はこのバイパス通路17を開閉するソレノイドバルブ18が
設けられる。また、このバイパス通路17には上記ソレノ
イドバルブ18と直列にサブスロットルバルブ19が設けら
れる。このサブスロットルバルブ19は、上記ソレノイド
バルブ18が開弁しているときにバイパス通路17を通過す
る空気量とスロットルバルブ5を通過する空気量の比率
が一定になるように共通の弁軸20を介して上記スロット
ルバルブ5と連動連結され、図示しないアクセル操作装
置によって開度調節される。なお、このスロットルバル
ブ5にはスロットル開度TVθを検出し、そのスロットル
開度に対応するスロットル開度信号を出力するスロット
ルセンサ21が付設される。このスロットルセンサ21はス
ロットルバルブ5が全閉時にアイドリング信号を出力す
るアイドリングスイッチに兼用されている。また、燃料
噴射量Qfを固定してソレノイドバルブ18を開弁したとき
にエンジンを安定よくアイドリング運転できる空燃比18
以上が確保できる空気量を吸入できるように、上記バイ
パス通路17の口径は吸気路2の口径の20%以上に設定さ
れる。更に、サブスロットルバルブ19の取り付け開度、
バイパス通路17の制作誤差によって生じるバイパス通路
17を通過するバイパス空気量のばらつきはアイドリング
運転時等の吸入空気量が非常に少ないときに空燃比に大
きな影響を与えるが、このようなバイパス空気量のばら
つきによる空燃比への影響を少なくするために、上記バ
イパス通路17の上流側開口部をできるだけスロットルバ
ルブ5の近傍に配置するのが好ましい。The intake passage 2 is further provided with a bypass passage 17 that bypasses the throttle valve 5. The bypass passage 17 is provided with a solenoid valve 18 that opens and closes the bypass passage 17. A sub throttle valve 19 is provided in the bypass passage 17 in series with the solenoid valve 18. This sub-throttle valve 19 has a common valve shaft 20 so that the ratio of the amount of air passing through the bypass passage 17 and the amount of air passing through the throttle valve 5 becomes constant when the solenoid valve 18 is open. The throttle valve 5 is interlocked and connected via the throttle valve 5, and the opening degree is adjusted by an accelerator operating device (not shown). The throttle valve 5 is provided with a throttle sensor 21 for detecting the throttle opening TVθ and outputting a throttle opening signal corresponding to the throttle opening. The throttle sensor 21 is also used as an idling switch that outputs an idling signal when the throttle valve 5 is fully closed. Also, when the fuel injection amount Q f is fixed and the solenoid valve 18 is opened, the engine can be operated in a stable idling mode.
The diameter of the bypass passage 17 is set to 20% or more of the diameter of the intake passage 2 so that the amount of air that can be secured as described above can be sucked. Furthermore, the mounting opening of the sub-throttle valve 19,
Bypass passage caused by production error of bypass passage 17
The variation in the amount of bypass air passing through 17 has a great effect on the air-fuel ratio when the amount of intake air is very small during idling, etc., but it reduces the influence on the air-fuel ratio due to such variation in the amount of bypass air. Therefore, it is preferable to arrange the upstream opening of the bypass passage 17 as close to the throttle valve 5 as possible.
このエンジンの空燃比制御装置には、更に、上記燃料噴
射器装置7および上記ソレノイドバルブ18の動作を制御
する、例えばコンピュータからなる電子制御ユニット
(以下、ECUと言う)22が設けられる。このECU22は、エ
ンジン1の冷却水の水温TWの高低、スロットル開度TVθ
の大小およびアイドリング信号の入力の有無に基づいて
エンジン1の運転状態を判別できるように構成される。
すなわち、このECU22は、図示しない水温センサからエ
ンジン1の冷却水の水温TWに対応する水温信号を入力す
る水温信号入力ポートと、スロットルセンサ21からスロ
ットル開度信号およびアイドリング信号を入力するスロ
ットル開度信号入力ポートを有し、また、上記水温TWが
リーン領域で安定したエンジンの運転ができる最低温度
に相当する所定の温度T1、例えば50℃〜60℃を上回るか
否かを判別する水温判別部と、上記水温TWが上記の所定
の温度T1を上回る場合にスロットル開度TVθが所定の出
力を得るために開かれる所定の開度θを上回るか否かを
判別するスロットル開度判別部と、上記水温TWが上記の
所定の温度T1以下の場合、又は上記水温TWが上記の所定
の温度T1を上回り、かつスロットル開度TVθが上記の所
定の開度θ1を上回るときにアイドリング信号の有無を
判別するアイドリング判別部を有している。The engine air-fuel ratio control device is further provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 22 which controls the operations of the fuel injector device 7 and the solenoid valve 18, and is composed of, for example, a computer. This ECU 22 has a high and low coolant temperature T W of the engine 1 and a throttle opening TVθ.
The operating state of the engine 1 can be determined based on the magnitude of the input / output signal and the presence / absence of an idling signal.
That is, the ECU 22 includes a water temperature signal input port for inputting a water temperature signal corresponding to the water temperature T W of the cooling water of the engine 1 from a water temperature sensor (not shown) and a throttle opening for inputting a throttle opening signal and an idling signal from the throttle sensor 21. It also has a temperature signal input port, and determines whether or not the water temperature T W exceeds a predetermined temperature T 1 corresponding to the minimum temperature at which stable engine operation can be performed in the lean region, for example, 50 ° C. to 60 ° C. A water temperature discriminating unit and a throttle opening for discriminating whether or not the throttle opening TVθ exceeds a predetermined opening θ opened to obtain a predetermined output when the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1. And the water temperature T W is equal to or lower than the predetermined temperature T 1 or the water temperature T W is higher than the predetermined temperature T 1 and the throttle opening TVθ is the predetermined opening θ. When it exceeds 1 Further, it has an idling discriminating section for discriminating the presence or absence of an idling signal.
上記ECU22は、また、上記スロットル開度判別部でスロ
ットル開度TVθが上記の所定の開度θ1以下と判別され
たとき、または、上記アイドリング判別部でアイドリン
グ信号有りと判別されたときに上記ソレノイドバルブ18
を開弁させ、上記アイドリング判別部でアイドリング信
号の入力が無いと判別されたときに上記ソレノイドバル
ブ18を閉弁させる駆動部を有している。The ECU 22 is also operable when the throttle opening determination unit determines that the throttle opening TVθ is less than or equal to the predetermined opening θ 1 or when the idle determination unit determines that there is an idling signal. Solenoid valve 18
And a drive unit for closing the solenoid valve 18 when the idling determination unit determines that the idling signal is not input.
更に、上記ECU22は、吸入空気量QAおよびエンジン回転
数Nに対応する燃料噴射量を制御するために、上記エア
フローメータ4から吸入空気量信号を入力する吸入空気
量信号入力ポートと、上記ディストリビュータ15からエ
ンジン回転数Nに対応する回転数信号を入力する回転数
信号入力ポートと、上記水温TWが上記の所定の温度T1を
上回り、スロットル開度TVθが上記の所定の開度θ1以
下のときに吸入空気量QAとエンジン回転数Nに対応して
読みだされるリーンな目標空燃比を予め記憶しているリ
ーン運転マップと、上記水温TWが上記の所定の温度T1以
下の場合、又は上記水温TWが上記の所定の温度T1を上回
り、かつスロットル開度TVθが上記の所定の開度θ1を
上回る場合に吸入空気量QAとエンジン回転数Nに対応し
て理論空燃比またはこれに近い空燃比を目標空燃比とし
て予め記憶している通常運転マップと、上記水温TWおよ
びスロットル開度TVθの状態に対応してリーン運転マッ
プまたは通常運転マップから、エアフローメータ4によ
って検出された吸入空気量QAおよびディストリビュータ
15を介して検出されたエンジン回転数Nに対応する目標
空燃比を読み出して目標空燃比TAFを決定する目標空燃
比決定部と、この目標空燃比に従って上記燃料噴射装置
7の燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御部を有してい
る。Further, the ECU 22 has an intake air amount signal input port for inputting an intake air amount signal from the air flow meter 4 in order to control the fuel injection amount corresponding to the intake air amount Q A and the engine speed N, and the distributor. A rotation speed signal input port for inputting a rotation speed signal corresponding to the engine rotation speed N from 15, the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1 , and the throttle opening TVθ is the predetermined opening θ 1 A lean operation map in which a lean target air-fuel ratio read in advance corresponding to the intake air amount Q A and the engine speed N at the time of the following is stored, and the water temperature T W is the predetermined temperature T 1 In the following cases, or when the water temperature T W exceeds the above-mentioned predetermined temperature T 1 and the throttle opening TVθ exceeds the above-mentioned predetermined opening θ 1 , the intake air amount Q A and the engine speed N are supported. Then the theoretical air-fuel ratio or this The normal operation map stored in advance as the target air-fuel ratio near the air-fuel ratio from the lean operation map or the normal operation map corresponding to the state of the water temperature T W and the throttle opening TVshita, inhalation detected by the air flow meter 4 Air quantity Q A and distributor
A target air-fuel ratio determination unit that reads out a target air-fuel ratio corresponding to the engine speed N detected via 15 and determines a target air-fuel ratio TAF, and controls the fuel injection amount of the fuel injection device 7 according to the target air-fuel ratio. It has a fuel injection amount control unit for controlling.
更に、このECU22はリーン領域において上記空燃比セン
サ12から実際の空燃比に対応する空燃比信号を入力し、
実際の空燃比AFを演算する空燃比演算部と、演算された
空燃比AFと目標空燃比TAFの偏差を演算する空燃比偏差
演算部と、演算された空燃比AFと目標空燃比TAFの偏差
から空燃比補正計数Cを演算する補正計数演算部を有
し、上記リーン運転マップまたは通常運転マップからエ
アフローメータ4で検出された吸入空気量QAおよびディ
ストリビュータ15を介して得たエンジン回転数Nに対応
して通常運転マップまたはリーン運転マップに基づいて
求められた目標空燃比TAFより基準噴射パルス幅τ1を
演算し、更にこの基準噴射パルス幅τ1と上記空燃比補
正計数Cに基づいて 噴射パルス幅τ=τ1・(1+C) を演算する噴射パルス幅演算部を有する。また更に、上
記ECU22は演算された噴射パルス幅τにわたって上記燃
料噴射装置7から燃料を噴射させる噴射制御部を有して
いる。なお、このECU22には上記エンジン1で駆動され
る図示しない自動車の車速に対応する車速信号を入力す
る車速信号入力ポートを有する。Further, this ECU 22 inputs an air-fuel ratio signal corresponding to the actual air-fuel ratio from the air-fuel ratio sensor 12 in the lean region,
An air-fuel ratio calculator that calculates the actual air-fuel ratio AF, an air-fuel ratio deviation calculator that calculates the deviation between the calculated air-fuel ratio AF and the target air-fuel ratio TAF, and a deviation between the calculated air-fuel ratio AF and the target air-fuel ratio TAF From the lean operation map or the normal operation map, the intake air amount Q A detected by the air flow meter 4 and the engine speed N obtained via the distributor 15 The reference injection pulse width τ 1 is calculated from the target air-fuel ratio TAF obtained on the basis of the normal operation map or the lean operation map, and further based on the reference injection pulse width τ 1 and the air-fuel ratio correction coefficient C. An injection pulse width calculation unit for calculating the injection pulse width τ = τ 1 (1 + C) is provided. Furthermore, the ECU 22 has an injection control unit for injecting fuel from the fuel injection device 7 over the calculated injection pulse width τ. The ECU 22 has a vehicle speed signal input port for inputting a vehicle speed signal corresponding to the vehicle speed of an automobile (not shown) driven by the engine 1.
上記の構成において、ECU22の内部では第3図に示すよ
うなシーケンスに従って空燃比の制御が実行される。In the above configuration, the air-fuel ratio control is executed inside the ECU 22 in accordance with the sequence shown in FIG.
すなわち、まず、水温センサからエンジン1の水温TWに
対応する水温信号を水温信号入力ポートを介して水温判
別部に入力し(F1)、次いでスロットルセンサ21からス
ロットル開度信号入力ポートを介してスロットル開度判
別部にスロットル開度信号を入力する(F2)。次に水温
判別部で上記水温TWが上記の所定の温度T1を上回るか否
かが判別される(F3)。ここで上記水温TWが上記の所定
の温度T1を上回る場合には、スロットル回度TVθが上記
の所定の開度θ1を上回るか否かがスロットル開度判別
部で判別される(F4)。水温判別部で水温TWが上記の所
定の温度T1以下であると判別された場合には、エンジン
温度が充分に昇温しておらず、空燃比を理論空燃比より
大きいリーン領域に設定するとエンジン運転時にエンジ
ンの回転が不安定になる。また、水温TWが上記の所定の
温度T1を上回るが、スロットル開度TVθが上記の所定の
開度θ1を上回る場合は、エンジンの負荷に対応する出
力を得るためにスロットルバルブ5が開弁操作されてい
るときである。従って、水温判別部で上記水温TWが上記
の所定の温度T1以下であると判別された場合、または、
上記水温TWが上記の所定の温度T1を上回るがスロットル
開度TVθが上記の所定の開度θ1を上回る場合にはアイ
ドリング判別部においてアイドリング信号の有無が判別
される(F5)。ここで、アイドリング信号有りと判別さ
れた場合は上記水温TWが上記の所定の温度T1以下のとき
には、アイドリング運転の安定性を高めるとともに暖機
時間を短縮するために多量の空気と燃料を供給すること
が好ましく、また、上記水温TWが上記の所定の温度T1を
上回るときには減速開始時の燃料制御の後れによる窒素
酸化物の増加を防止するために吸入空気量制御に一種の
ダシュポット効果を与えることが好ましい。従って、こ
の場合には、駆動部を介して上記ソレノイドバルブ18を
開弁させて吸入空気量を増大させる(F6)。アイドリン
グ判別部でアイドリング信号無しと判別された場合に
は、エンジン1の負荷に対応する出力を得るためにスロ
ットルバルブが開かれている場合であり、所望の出力を
確保するために通常空燃比領域での空燃比制御を実行す
る必要がある。従って、この場合には、通常のスロット
ルバルブ5による空燃比制御を実行するために、駆動部
を介して上記ソレノイドバルブ18を閉弁させる(F7)。
水温判別部で上記水温TWが上記の所定の温度T1以下であ
ると判別されたが、アイドリング運転が実行されている
ときはエンジンの回転の安定性を確保するために空燃比
を通常空燃比領域に設定して運転する必要がある場合で
あり、上記水温TWが上記の所定の温度T1を上回ると判別
された場合でもスロットル開度TVθが上記の所定の開度
θ1を上回る場合は所要の出力を得るために通常空燃比
領域で運転する場合である。従って、これらの場合に
は、上記ソレノイドバルブ18の開閉制御(F6、または、
F7)を実行した後、上記エアフローメータ4から吸入空
気量信号入力ポートを介して吸入空気量信号を入力する
とともに、上記ディストリビュータ15から回転数信号入
力ポートを介してエンジン回転数Nに対応する回転数信
号を入力し(F8)、通常運転マップに基づいて吸入空気
量QAとエンジン回転数Nに対応する目標空燃比TAFが空
燃比決定部で決定され(F9)、この目標空燃比TAFより
燃料噴射パルス幅τを計算し(F10)、この燃料噴射パ
ルス幅τに従って燃料噴射量制御部でよって上記燃料噴
射装置7から噴射する燃料噴射量を制御する(F11)。
上記スロットル開度判別部でスロットル開度TVθが上記
の所定の開度θ1以下であると判別される場合は、エン
ジン温度が充分に昇温して安定よくリーン運転ができる
状態になっており、しかも、エンジンの負荷が小さい場
合で、燃費を節約するために理論空燃比よりリーンな空
燃比での運転が許容される場合である。従って、この場
合には、駆動部を介して上記ソレノイドバルブ18が開弁
され(F12)、吸入空気が吸気路2とバイパス通路17を
通って燃焼室9に多量に吸入されることになる。そし
て、上記エアフローメータ4から吸入空気量信号入力ポ
ートを介して吸入空気量信号を入力するとともに上記デ
ィストリビュータ15から回転数信号入力ポートを介して
エンジン回転数Nに対応する回転数信号を入力し(F1
3)、リーン運転マップに基づいて吸入空気量QAとエン
ジン回転数Nに対応する目標空燃比TAFが空燃比決定部
で決定される(F14)。そして、空燃比センサ12の出力
を読み込み(F15)、この空燃比センサ12の出力から実
際の空燃比AFを演算する(F16)。更に、目標空燃比TAF
と実際の空燃比AFの偏差εを演算して(F17)、この偏
差εより空燃比補正項Cを計算する(F18)。次に目標
空燃比TAFから基準噴射パルス幅τ1を計算し(F19)、 燃料噴射パルス幅τ=τ1(1+C) を算出し(F20)、この燃料噴射パルス幅τに従って燃
料噴射量制御部で上記燃料噴射装置7から噴射する燃料
噴射量を制御する(F11)。That is, first, a water temperature signal corresponding to the water temperature T W of the engine 1 is input from the water temperature sensor to the water temperature determination unit via the water temperature signal input port (F1), and then from the throttle sensor 21 via the throttle opening signal input port. The throttle opening signal is input to the throttle opening determination unit (F2). Next, the water temperature determination unit determines whether the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1 (F3). Here, when the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1 , the throttle opening determination unit determines whether or not the throttle speed TV θ exceeds the predetermined opening θ 1 (F4 ). If the water temperature determination unit determines that the water temperature T W is lower than or equal to the predetermined temperature T 1 , the engine temperature has not risen sufficiently and the air-fuel ratio is set to a lean region that is higher than the theoretical air-fuel ratio. Then, the rotation of the engine becomes unstable during engine operation. If the water temperature T W exceeds the above-mentioned predetermined temperature T 1 but the throttle opening TVθ exceeds the above-mentioned predetermined opening θ 1 , the throttle valve 5 is operated to obtain an output corresponding to the load of the engine. This is when the valve is being opened. Therefore, when the water temperature determination unit determines that the water temperature T W is the predetermined temperature T 1 or lower, or
If the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1 but the throttle opening TVθ exceeds the predetermined opening θ 1 , the idling determination section determines whether or not an idling signal is present (F5). Here, when it is determined that the idling signal is present, when the water temperature T W is equal to or lower than the predetermined temperature T 1 , a large amount of air and fuel are added to increase the stability of the idling operation and shorten the warm-up time. When the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1 , it is preferable to supply the intake air amount control in order to prevent an increase in nitrogen oxides due to a fuel control delay at the start of deceleration. It is preferable to give a dashpot effect. Therefore, in this case, the solenoid valve 18 is opened via the drive unit to increase the intake air amount (F6). When the idling determination unit determines that there is no idling signal, it means that the throttle valve is opened to obtain the output corresponding to the load of the engine 1, and the normal air-fuel ratio region is set to secure the desired output. It is necessary to execute the air-fuel ratio control in. Therefore, in this case, in order to execute the air-fuel ratio control by the normal throttle valve 5, the solenoid valve 18 is closed via the drive unit (F7).
The water temperature determination unit determines that the water temperature T W is equal to or lower than the predetermined temperature T 1 , but when the idling operation is being executed, the air-fuel ratio is set to the normal air-fuel ratio to ensure the stability of the engine rotation. Even when it is determined that the fuel temperature should be set in the fuel ratio region and the water temperature T W exceeds the predetermined temperature T 1 , the throttle opening TVθ exceeds the predetermined opening θ 1 . The case is a case of operating in the normal air-fuel ratio region in order to obtain the required output. Therefore, in these cases, the opening / closing control of the solenoid valve 18 (F6, or
After performing F7), the intake air amount signal is input from the air flow meter 4 via the intake air amount signal input port, and the rotation corresponding to the engine speed N is input from the distributor 15 via the rotation speed signal input port. A number signal is input (F8), the target air-fuel ratio TAF corresponding to the intake air amount Q A and the engine speed N is determined by the air-fuel ratio determination unit (F9) based on the normal operation map, and from this target air-fuel ratio TAF The fuel injection pulse width τ is calculated (F10), and the fuel injection amount control unit controls the fuel injection amount injected from the fuel injection device 7 according to the fuel injection pulse width τ (F11).
When the throttle opening determination unit determines that the throttle opening TVθ is less than or equal to the predetermined opening θ 1 , the engine temperature is sufficiently raised to enable stable lean operation. Moreover, when the engine load is small, it is possible to operate at an air-fuel ratio leaner than the theoretical air-fuel ratio in order to save fuel consumption. Therefore, in this case, the solenoid valve 18 is opened via the drive unit (F12), and a large amount of intake air is drawn into the combustion chamber 9 through the intake passage 2 and the bypass passage 17. Then, the intake air amount signal is input from the air flow meter 4 via the intake air amount signal input port, and the rotation speed signal corresponding to the engine rotation speed N is input from the distributor 15 via the rotation speed signal input port ( F1
3), the target air-fuel ratio TAF corresponding to the intake air amount Q A and the engine speed N based on the lean operation map is determined by the air-fuel ratio determining section (F14). Then, the output of the air-fuel ratio sensor 12 is read (F15), and the actual air-fuel ratio AF is calculated from the output of this air-fuel ratio sensor 12 (F16). Furthermore, the target air-fuel ratio TAF
Then, the deviation ε of the actual air-fuel ratio AF is calculated (F17), and the air-fuel ratio correction term C is calculated from this deviation ε (F18). Next, the reference injection pulse width τ 1 is calculated from the target air-fuel ratio TAF (F19), the fuel injection pulse width τ = τ 1 (1 + C) is calculated (F20), and the fuel injection amount control unit is calculated according to this fuel injection pulse width τ. The fuel injection amount injected from the fuel injection device 7 is controlled by (F11).
このように空燃比を切り換えるときに、基本的には燃料
噴射量に対する吸入空気量を段階的に切り換えるので、
吸入空気量を固定してその吸入空気量にたいする燃料噴
射量Qf段階的に切り換える従来のものに比べると、燃料
噴射量の変化量を小さく抑えられ、エンジン1の出力変
化を小さくできる。また、実際の空燃比と目標空燃比と
の偏差を求めて、その偏差を解消するように燃料噴射量
を制御するので、吸入空気量のみを変化させて空燃比を
切り換える場合に比べて応答性が高く、制御精度も高
い。In this way, when switching the air-fuel ratio, basically the intake air amount with respect to the fuel injection amount is switched stepwise,
Compared with the conventional one in which the intake air amount is fixed and the fuel injection amount Q f is switched in stages with respect to the intake air amount, the change amount of the fuel injection amount can be suppressed to a small amount, and the output change of the engine 1 can be made small. Further, since the deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is calculated and the fuel injection amount is controlled so as to eliminate the deviation, the response is better than when changing only the intake air amount to switch the air-fuel ratio. The control accuracy is high.
なお、上記の実施例において、エンジン1の暖機運転中
はソレノイドバルブ18を開弁して、吸入空気量を増加さ
せるとともにこれに対応して燃料供給量を増加させ、ア
イドリング回転数を高めて暖機時間を短縮するように構
成されているが、暖機運転中はスロットルバルブ5およ
びサブスロットルバルブ19の開度が小さく、吸入空気量
が少なくなり勝ちであるので、サブスロットルバルブ19
に切欠を形成して、吸入空気量を一層増加させるととも
にこれに対応して燃料供給量を一層増加させ、アイドリ
ング回転数を一層高めて暖機時間を短縮することが好ま
しい。In the above embodiment, during warm-up operation of the engine 1, the solenoid valve 18 is opened to increase the intake air amount and correspondingly increase the fuel supply amount to increase the idling speed. Although it is configured to shorten the warm-up time, the opening degree of the throttle valve 5 and the sub-throttle valve 19 is small during the warm-up operation, and the intake air amount tends to be small.
It is preferable to form a notch in the valve to further increase the intake air amount and correspondingly increase the fuel supply amount, further increase the idling speed, and shorten the warm-up time.
また、減速時にはアイドリング信号がECU22に入力され
るが、このアイドリング信号と回転数信号をパラメータ
として減速中か否かを判別する減速判別部と、その減速
が開始されてから所定の時間内か否かを判別する減速時
間判別部をECU22に設け、この減速判別部で減速中と判
別され、その減速の開始後所定の時間内は上記ソレノイ
ドバルブ18を開弁させて、ダシュポット効果を発揮さ
せ、その減速を開始してから所定の時間経過後にソレノ
イドバルブ18を閉じて上記ブレーキ効果の低下を防止す
るように上記ECU22を構成することが有利である。Also, during deceleration, an idling signal is input to the ECU 22, and a deceleration determination unit that determines whether or not deceleration is being performed using the idling signal and the rotation speed signal as parameters, and whether or not it is within a predetermined time after the deceleration is started. The ECU 22 is provided with a deceleration time discriminating section for discriminating whether or not the deceleration discriminating section discriminates that the vehicle is decelerating, and the solenoid valve 18 is opened within a predetermined time after the start of the deceleration to exert a dashpot effect. It is advantageous to configure the ECU 22 so that the solenoid valve 18 is closed after a predetermined time has elapsed from the start of the deceleration to prevent the reduction of the braking effect.
更に、上記ソレノイドバルブ18が何等かの理由で閉弁状
態にロックされたときに、このロック状態を検出し、燃
料供給量を変更して空燃比領域をリーン領域とその他の
領域とに切り換えるように上記ECU22を構成することは
有利である。上記ソレノイドバルブ18が何等かの理由で
開弁状態にロックされたときにエンジンの暴走を防止す
るために強制的に燃料供給を停止するように上記ECU22
を構成することも有利である。Further, when the solenoid valve 18 is locked in the closed state for some reason, this locked state is detected and the fuel supply amount is changed to switch the air-fuel ratio region to the lean region and the other region. It is advantageous to configure the ECU 22 described above. When the solenoid valve 18 is locked in the open state for some reason, the ECU 22 is forced to stop the fuel supply to prevent runaway of the engine.
Is also advantageous.
本発明は燃料噴射式エンジンに限らず、気化器を有する
エンジンにも適用でき、また、燃料噴射式エンジンでは
既存のエアバルブを利用してバイバス空気量を増加し、
空燃比領域をリーン領域に変えることも可能である。更
に、上記ソレノイドバルブ18をデューティ制御してアイ
ドル回転制御を行うことも可能である。The present invention is not limited to the fuel injection type engine, but can be applied to an engine having a carburetor, and in the fuel injection type engine, an existing air valve is used to increase the bypass air amount,
It is also possible to change the air-fuel ratio region to the lean region. Further, it is also possible to control the idle rotation by controlling the duty of the solenoid valve 18.
本発明のエンジンの空燃比制御装置は以上のように、ス
ロットル弁をバイパスするバイパス通路と、このバイパ
ス通路に設けられたバルブ装置と、上記バルブ装置を空
燃比が理論空燃比よりリーンなリーン領域に切り換える
時に開き、リーン領域から他の領域に切り変わる時に閉
じるように制御する制御手段を設けて、燃料供給量に対
する吸入空気量を変更することを基本とし、実際の空燃
比を空燃比センサを介してフィードバックして目標空燃
比と実際の空燃比との偏差を燃料供給量を調節すること
によって解消するように構成されているので、空燃比の
変更に伴なう出力変動が吸入空気量を固定し、その吸入
空気量に対して燃料供給量を変更する従来のものに比べ
て小さく、いわゆる、トルクショックや振動を防止でき
うえ、空燃比の制御精度をたかめることができる。ま
た、空燃比の切り換えのときに、吸入空気量を段階的に
変化させるので、窒素酸化物の発生量が多い空燃比領域
を瞬時に通過するようにして空燃比が切り換えられ、窒
素酸化物の発生量が少なく、排気ガスの浄化を図る上で
有利である。As described above, the engine air-fuel ratio control device of the present invention includes a bypass passage bypassing a throttle valve, a valve device provided in this bypass passage, and a lean region in which the air-fuel ratio is leaner than the theoretical air-fuel ratio. A control means is provided to open so that the air-fuel ratio changes from the lean area to the other area when closing, and to change the intake air amount with respect to the fuel supply amount. It is configured to eliminate the deviation between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio by adjusting it by adjusting the fuel supply amount, so that the output fluctuation accompanying the change of the air-fuel ratio reduces the intake air amount. It is smaller than the conventional one that is fixed and changes the fuel supply amount with respect to the intake air amount, so that so-called torque shock and vibration can be prevented and the air-fuel ratio can be controlled. It is possible to increase the accuracy. Further, since the intake air amount is changed stepwise when the air-fuel ratio is switched, the air-fuel ratio is switched so as to instantaneously pass through the air-fuel ratio region in which the amount of generated nitrogen oxides is large, and the amount of nitrogen oxides is changed. A small amount is generated, which is advantageous in purifying exhaust gas.
第1図は本発明の一実施例を概略的に示すブロック図、
第2図はその吸気路およびバイパス通路の縦断面図、第
3図はそのECU内で実行される制御シーケンスのフロー
図である。 図中、1はエンジン、5はスロットル弁(スロットルバ
ルブ)、10は排気路、12は空燃比センサ、17はバイパス
通路、18は第2バルブ装置(ソレノイドバルブ)、19は
第1バルブ装置(サブスロットバルブ)、22は第2バル
ブ制御手段を兼ねる補正制御手段(電子制御ユニット、
ECU)である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the intake passage and the bypass passage, and FIG. 3 is a flow chart of a control sequence executed in the ECU. In the figure, 1 is an engine, 5 is a throttle valve (throttle valve), 10 is an exhaust passage, 12 is an air-fuel ratio sensor, 17 is a bypass passage, 18 is a second valve device (solenoid valve), 19 is a first valve device ( Sub-slot valve), 22 is correction control means (electronic control unit, which also serves as second valve control means,
ECU).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 69/32 (72)発明者 長尾 彰士 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−3440(JP,A) 特開 昭58−13131(JP,A) 特開 昭59−70853(JP,A) 特開 昭58−211543(JP,A) 実開 昭60−28259(JP,U)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location F02M 69/32 (72) Inventor Akashi Nagao 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda shares In-house (56) Reference JP 60-3440 (JP, A) JP 58-13131 (JP, A) JP 59-70853 (JP, A) JP 58-211543 (JP, A) ) Actual development Sho 60-28259 (JP, U)
Claims (1)
状態に対応して空燃比を理論空燃比よりもリーンに段階
的に切り換える空燃比制御手段を備えたエンジンの空燃
比制御装置において、該空燃比制御手段が、スロットル
弁をバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路に
設けられ、該バイパス通路の流路断面積を調節する第1
バルブ装置と、上記バイパス通路に上記第1バルブ装置
と直列に設けられ、該バイパス通路を開閉切り換えする
第2バルブ装置と、上記第1バルブ装置を上記スロット
ル弁と連動して開閉させる第1バルブ制御手段と、上記
第2バルブ装置を空燃比が理論空燃比よりリーンなリー
ン領域に切り換える時に開き、リーン領域から他の領域
に切り変わる時に閉じるように制御する第2バルブ制御
手段を備えるとともに、上記エンジンの排気路に排気ガ
ス成分を検出して実際の空燃比に対応する空燃比信号を
出力する排気ガスセンサを設け、少なくともリーン領域
において上記空燃比信号を入力して実際の空燃比と目標
空燃比との偏差を解消するように燃料供給量を補正する
補正制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの空燃
比制御装置。1. An air-fuel ratio control device for an engine, comprising an air-fuel ratio control means for detecting an operating state of the engine and stepwise switching the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the operating state. The air-fuel ratio control means is provided in a bypass passage that bypasses the throttle valve, and the first passage that is provided in the bypass passage and adjusts the flow passage cross-sectional area of the bypass passage.
A valve device, a second valve device that is provided in the bypass passage in series with the first valve device, and that opens and closes the bypass passage, and a first valve that opens and closes the first valve device in conjunction with the throttle valve. And a second valve control means for controlling the second valve device to open when the air-fuel ratio is switched to a lean region where the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and to close when the air-fuel ratio switches from the lean region to another region, An exhaust gas sensor that detects an exhaust gas component and outputs an air-fuel ratio signal corresponding to the actual air-fuel ratio is provided in the exhaust path of the engine, and the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio are input by inputting the air-fuel ratio signal in at least the lean region. An air-fuel ratio control device for an engine, comprising a correction control means for correcting a fuel supply amount so as to eliminate a deviation from a fuel ratio.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61008325A JPH0788786B2 (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Air-fuel ratio controller for engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61008325A JPH0788786B2 (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Air-fuel ratio controller for engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62165554A JPS62165554A (en) | 1987-07-22 |
JPH0788786B2 true JPH0788786B2 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=11690024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61008325A Expired - Lifetime JPH0788786B2 (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Air-fuel ratio controller for engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0788786B2 (en) |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP61008325A patent/JPH0788786B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS62165554A (en) | 1987-07-22 |
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