JPS59192838A - 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】 本発明は排気ガス再循環装置を装面した内燃機関の空燃
比制御方法であって、スピードデンシティ方式、又はス
ロットルスピード方式をとるものに関づる。

例えば、吸気管圧力とエンジン回転数とに排づいて基本
燃料噴ＯＡ量を決定するスピードデンシティ方式の空燃
比制御を行なう内燃機関において、排気ガス再循環制御
による排気ガス浄化方式を実施した場合、吸気管圧力は
吸入空気と再循環後のガスによって決定されることから
、吸気管ハ、ツノをそのままパラメータとして燃料噴射
（５）を決定づると、空燃比が濃くなる不具合を生ずる
。

そこで、このような不具合を解消！Ｊるために、特開昭
／Ｉ　８−２７１．３０号公報に記載されている如く、
排気ガス再循環Ｍに応じて燃斜囁躬量を減少させる方法
が提案されている。

これに対し、電子制御方式の燃料噴躬制り１１装置を使
用して、この排気ガス再循環量に基づき総合的に燃わ１
噴剣■を筒出し、空燃比を制御づる空燃比制御方法が開
弁され（いる。この制御では、先り゛、吸気管圧力とエ
ンジン回転数をパラメータとし゛Ｃ記憶装置に格納され
た第８図のようなマツプ−Ｔ−夕から基本燃料噴射量を
検索し、排気ガス再循環時に、第９図に示づようなマツ
プデータから挟込カス再循環用の補正係数を紳出し、こ
の補正係数ににり基本燃料噴射吊を減少補正するように
空燃圧制ね１１が行なわれる。

しかし、検討の結果、排気ガス再循環用の補正係数かマ
ツプデータとして、第９図に示すように、吸気管圧力と
エンジン回転数によって決まる複数の運転１或に対応し
て分割されていることから、運転状態によっては、これ
らの分割領域間ぐ使用される補正係数が変化した場合、
補正係数がステップ的に変化する為、さらに、排気ガス
再循環菰首のバルブの作！ＩＩ遅れや再循環されるガス
（ＥＧＲガス）の伝達遅れがあって、シリンダに吸入さ
れる［ＥＧＲガス」：りし早く燃料噴射量が変化するた
めに、空燃比が変′動してエンジン回転数やトルクが急
激に変化したり、排気カス有害成分が増加するなどの問
題か生ずることが判明した。

またス［ｌツｌ〜ル聞度とエンジン回転数どに１．（づ
゛いて基本燃料噴射吊を決定するスロツ１〜ルスピード
方式をどる空燃比制御１方ｄ１においてし同様の問題が
生ずる。

本発明は、上記の点に着目し、排気ガス再循環用の補正
係数がデータマツプの分割された領域相互間にねたつ−
Ｃ変化する時、新たな制御開始１１）刻を遅延させ、あ
るいは徐々に補正係数を変化させるＪ：うにして、急激
なエンジン回転数ヤ）トルクの変動を防止でさ、また１
」１気ガスイ１害成分の増加を抑制し１９る内燃（人間
の空燃比制御力ン人を提供りることを目的と覆る。

このため本発明の基本構成を表わ１第１図のフローチャ
ートに示す如く、本発明（よ、検出した吸気管圧力ある
いはスロラミール間度とエンジン回転数とから基本燃斜
唱（＞４　ｍ　Ｔ　ｐを緯出し、機関の運φム状態が予
め設定したυＩ気カス再循環制御に入る条件に適合した
際、記憶手段にマツプデータとしＣ予め格納し１；排気
カス再循環制御用の補正係数ｆ　　＜ＥＧＲ）＋を機関
データをパラメータにとして検索し、該補正係数にＪ、
って前記基本燃料ｌ１ｌｌ川邑を補正づ−る空燃比制御
方法においで　、 前記マツプデータから検索され今回読み出されｌζ排気
ガス再循環制御用の補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）１が前回
読み出された補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）ｏと同一か否か
を判定する処理と、 今回読み出された補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）＋が前回読
み出され１．、：補正係数ｆ　　（［ＥＧＲ）ｏと異な
った値の時、前回の補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）ｏがら今
回の補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）１まで徐々に変化させた
補正係数を使って前記基本燃料噴射ｆｉｔＴｐを補正り
−る処理、及び／又は、今回の補正係数ｆ　　（ＥＧＲ
）＋によって補正する前記基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐの補
正を〜定時間遅延させる処理と、を実行づるように構成
したものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明づる。

第２図は本発明の実施例が適用される内燃歳関とその制
御系統の概略４１４成図を示づ、。

１は６気筒内燃（幾関のシリンダ、２はシリンダ１に接
わ“Ｃされるインテークマニホルド３内の吸入空気圧力
を検出づる吸気管圧力センサーであって、半導体形圧力
センサにより構成される。４はインテークマニホルド３
の各シリンダ吸気ボー１−何升に設けられた電磁作動式
の燃料噴躬弁、６はディス１−リビュータである。この
ディス１−リビュータロのロータは機関回転の１／２の
回転数で回転駆動され、内部には機関回転数、燃″１１
噴用時期を示す信号と気筒判別信号を出力Ｊる回転ヒン
サ７が配設される。９はスロワ１〜ルバルブ、１１は機
関の冷却水温度を検出するサーミスタ式の水温レンυ、
１２は吸入空気温度を検出する吸気温センサである。１
３はインラ゛−クマニホルド３と二「キゾストマニボル
ド１６間に接続されたＪＪＩ気カス循環路１７に装着さ
れたバキュームリー小型の１）１気ガス再循環制御用バ
ルブ（以下ＥＧＲバルブと略１）であり、ＥＧＲバルブ
１３を制御づる制御管路１８はＥ　Ｇ　Ｒパル１１３の
ダイヤフラム室とサージタンク１９人口との間に接続さ
れ、ＥＧＲバルブ１３の弁開度を決定するモジュレータ
１４と排気ガス再循環を行なうか否かの切り換えを行な
う電磁弁１５がこの制御管路１８に設置される。電磁か
１５は電子制御回路８の出力ポート１０７（第３図）に
接続され、例えば、冷間時、アイドル時、高負何時には
モジュレータ１４へ大気圧が通ずるように動作し、一方
排気ガス再循環実施時にはり−ジタンク１９人口のスロ
ットルバルブ９イ４近の負Ｈ−をモジュレータ１４へ印
加づ−るように作動信号を受ける。

第３図は、内燃機関の燃料噴射聞制陣を１１なって空燃
比を制御する電子制御器！ｆ１８と各秤センサ等のブロ
ック図を示し、電子制Ｄ１１回路８はマイクロ」ンビュ
ータを中心に構成される。

制ｔｉ１１回路８は、吸気管圧カセンザ２、回転セン１
　　　　　サ７、スロットルポジシコンセンサ１０、水
温センｖ１１、吸気温センサ１２からの各検出信号を取
り込み、これらの検出データに基づいて燃料噴剣山を輝
出し、燃料噴射弁４の量弁時間を制ｒＪｌｌ　ｌ。

Ｃ空燃比制御を行なう。１００は所定のプログラムによ
って演算処理を実行ＪるＭｌ〕ｔＪ（マイクロプロセン
サユニット＞、１０１はＭＰＵ　１００に割り込み信号
を出力する割り込み制９１１部、１０２は回転センサ７
からの回転角信号をカウントし、エンジン回転速度を粋
出するカウンタ部、１０４は吸気管圧力センサ２、水温
センサ１１、吸気温センサ１２からの検出伝号（アナロ
グ信号）を選択的に入力してデジタル（ｇ号に変換する
△／Ｄ変換部である。１０５はプログラムや演算に使用
Ｊるマツプデータ等が予め記憶された読み出し専用メモ
リであるＲＯＭ、１０６は出き込み読み出し可能な不揮
光性メモリであるＲ　Ａ　Ｍ　Ｃあり、キースイッヂの
オフ後も記憶内容を保持づる。１０７は電磁弁１５に接
続された出力ポート、１０８はレジスタを含む燃料噴射
ｍ（時間）　ｌ１ｌＪり１１仏号出力用の出力カウンタ
部であって、ＭＰｔＪｌｏｏから送られる燃料噴射ｍデ
ータを入力し、このデータに基づいて燃料噴射弁４の聞
４（時圃を制御Ｊる制御パルス信号のデユーティ比を決
定し、噴射量制御信号を出ツノする。なお、出力用のカ
ウンタ部１０８から出力される制υ１１信号は電力増幅
器１１０を介して各気筒毎の燃料噴剣弁４に印加される
。

ｉ　ｋ、Ｊ：　Ｂｒ２　ｆｆｊＪ　Ｉｌｌ　回ｍ　Ｂ内
ＬＣオＩｔ’　Ｔ、ＭＰＵ１００゜割り込み制御部１０
１、入力カウンタ部１０２、Ａ／Ｄ変換器１０４、ＲＯ
ＭＩ　０５、ＲＡＭ１０６、出力カウンタ部１０８はそ
れぞれコモンバス１１１に接続され、必要なデータの転
送がＭＰＩＪｌｏｏの指令により行なわれる。　　。

回転センサ７は３個のセンサ７１．７２．７３を備え、
第１の回転角センサ７１は第４図のタイミングヂ１？−
トの（Ａ）に示すにうに、ディス１〜リビユータロの１
回転毎、つまりクランク軸２回転（７２０度の角度）ｆ
Ｑに１回だり、クランク角Ｏ°から所定の角度０手前の
位置で角度信号へを発生する。第２の回転角セン′ＩＪ
７２はクランク軸の２回転毎に１回、クランク角３６０
０から所定の角度０手前の位置において角度信号Ｂを発
生する。第３の回転角センυ７３は、クランク軸の１回
転毎に気筒数に等しい個数の角度信号を等間隔に発生し
、例えば６気筒エンジンの場合【よりランク角Ｏ０から
６００毎に６個の角度信号Ｃを発生する。割り込み制御
部１０１は、第３の回転角センサ７３の角度信号Ｃを６
分周して１３７られる信号を、第１の回転角センサ７１
の角度信号Ａ及び第２の回転角セン°リーフ２の角度信
号Ｂが送出されてから６番目、つまりクランク角３００
０を起点として３６０°毎に割り込み指令信号りとして
ＭＰＵ　１００に出力する。この割り込み指令信号りは
ＭＰＵ１００に対し、燃料噴射量の演算の割り込み指令
を行なう。

次に、第５図乃至第７図のフローヂャート、及び第８図
乃至第１０図を参照して本実施例の空燃比制御方法を説
明する。

内燃機関が始動する−と、割り込み制御部１０１から燃
料噴射量演算用の割り込み指令信号りがＭＰＵ１００へ
出力され、ＭＰＵ　１００では割り込み指令信号りが入
力されるとメインルーヂンの処理を中止して第５図の燃
料噴射制御ルーチンを実（−ｊづる。

先づ”、ステップ２０１を実行し、回転センザ７にＪ、
つ′（検出したエンジン回転数データをカウンタ１０２
　ヲ介１．０Ｍ　Ｐ　Ｕ　１００　＋、：取り込み、か
つ吸気管圧力センリ−２によって検出した吸気管圧力デ
ータをＡ／Ｄ変換器１０４を介してＭＰＵ１００に取り
込む。そして、ステーツブ２０２に進み、基本燃わ１噴
躬（ｊＡ　ｌ−ｐをエンジン回転数と吸気管圧カデ゛−
タからε）出づる。すなわら、ＲＯＭ１０５内に予め格
納された第８図に示づような基本燃料噴射Ｍ２のマツプ
データを検索して、この時の基本燃わ１噴躬吊Ｔｐを求
める。

次にステップ２０３を実行し、基本燃料噴射量Ｔｌｌを
、１６ｒ　出Ｌ　タ冷ｌＪｌ　水温チー　タｆ　　（Ｔ
　ＬＩ　Ｗ　）、吸気温データｒ＜ｌ−１−ＩＡ）及び
始動時、始動後等の過渡状態補１１係数［（Ｐ）によっ
て補正し、第１燃利噴川イ王］）１を線用づる。

次に、スフツブ２０４にて、排気カス再循環条１′１が
成立しているか否かを判定し、例えばエンジンの運転が
冷間時、アイドル時、及び高負荷時以外の状態である場
合には、次にステップ２０５に進み、その他の場合にｋ
ｔステップ２０６へ進む。

ステップ２０５では、第１燃料噴躬吊１−ｐｌを後述す
るルーチンでε）出したＥ　Ｇ　Ｒ補正係数ｆ＜　Ｆ　
Ｇ　Ｒ）により補正し、第２燃わｌ　ＩｔＪａ川賞＞用
ｐ　２を求める。さらに、ステップ２０６で（は、第２
燃料噴則ｆｆ１ＴＩ）２にバラ７り電圧による袖１Ｔｉ
１−「ｖを加肺してＲ終燃料噴用ωＴｐ　ａを求め、ス
テップ２０７に進み、この最終燃オ°」噴則爪−ｒ−１
１ａを出力力ウシタユニッｌへ１０８にヒツトし、この
制御ルーチンの処理を終了づる。

なお、上記ステップ２０５で使用したｆＥ　Ｇ　Ｒ補ｉ
係牧ｆ　　（ＥＧＲ）は第６図又は第７図に示Ｊ例えば
１０ｍ５間陪のタイマ割り込みルーチンにより節用され
、ＲＡ　Ｍ　’ｌ　０６に格納される。

第６図のタイマ割り込みルーチンはＥ、　Ｇ　Ｒ補正係
数ｆ（ＥＧＲ）を徐ノ（に変化さＵる処１１を行なうこ
とによって、また、第７図のタイマ割り込みルーチンは
ＥＧＲ補正係故ｆ　　（［三ＧＲ）を一定１１．５間遅
延して変化させる処理を行なうことによってエンジン回
転数やトルクの急変や１３１気力ス有害成分の増加を防
止している。

先づ゛、第６図の徐変制ｔｉ１１ルーヂンでは、ステッ
プ３０１にでエンジン回転数と吸気管圧力データを回転
レンリ７と吸気管圧力セン４ノ２から取り込み、スフ−
ツブ３０２にて、ＲＯＭ１０５に格納された第９図に示
すようなＥＧＲ補正係数のマツプデータから、エンジン
回転数と吸気管圧ノｊをパラメータどして今回の補正係
数ｆ　　（ＥＧＲ）＋を検索づる。

次に、ステップ３０３を実行し、前回のＥＧＲ補正係数
［（にＥＧＲ）Ｏ’ｌ！−ＲＡＭ１０６より取り込み、
ステップ３０４にて、前回補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）ｏ
ど今回補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）＋の差Δｆ（ＥＧＲ）
ｏを求める。

モして、ステップ３０５を実行し、補正係数のＸΔｆ（
ＥＧＲ）ｏが零か否かを判定し、差Δ［（Ｌ：ＧＲ）ｏ
ｈ＜ｉであれば、次にステップ３０８へ進ｌυで、今回
のＥＧＲ補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）＋を補正係数ｆ（Ｅ
Ｇ’Ｒ）ｏに変換づる。一方、差へｆ　　（ＥＧＲ）が
零でなければ、次にステップ３０６へ進み、前回のＥＧ
Ｒ補正係故ｆ　　（ＥＧＩで）０に微少な定数Ｋを加粋
又は減算したＦＧＲ補正係数ｆ　　（ＥＧＲ）ｏに変換
し、ステップ３０７にてこのＥＧＲ補正係数ｆ　　（Ｅ
ＧＲ）ｏをＲＡ　Ｍ　１０６に格納して上記の燃料噴射
制御ルーチンに使用する。

一方、ｄ延変化制御のタイマルーチンでは、上記徐変制
御ルーチンにお（Ｊるステップ３０１乃至ステップ３０
４を実行した後、第７図に示すスフ−ツブ４０１を実行
し、前回と今回のＥＧＲ補正係数の差Δｆ　　（ＥＧＲ
）が７９か否かを判定りる。ここｒ１差△ｆ　　（ＥＧ
Ｒ）が零であれば、ステップ４０３に進んでカウンタＣ
の（１ｒ１を例えば「５」とし、そしく、ステップ４０
５にて今回の［Ｇ１（補正係数ｆ（ＥＧＲ）＋を補正体
１３ｆ（「ＧＲ）。

に変換してＲＡＭ１０６に格納する。−万、差Δｆ　　
（ＩＥＧＲ）が零でない揚台、次にスｉ゛ツブ４゜２を
実行し、カウンタＣの値が零が否かを判定し、零であれ
ば上記ステップ４０５に進み、零でな（）れはスランプ
４０４に進んで、カウンタＣの１直から［１］を減ｎｉ
Ｊる。このルーチンが例えば１０Ｉｎ　Ｓ　ｆＦｊに繰
り返し実行されることにより、ＥＧＲ補正係数の前回と
今回とのＸ−八ｆ（ＥＧＲ）がある場合には、ノｊウン
タＣが１５」からＩ’　ＯＪになるまでの５０ｍ５の遅
延時間が、ＥＧＲ補正係故ｆ（Ｅ　Ｇ　Ｒ）　＋を実際
の補正係数としてＲＡＭ１０Ｇに取り込むまでに設けら
れることになる。

上記のようにＥ　Ｇ　Ｒ？＋１ｉ　ｉＪ係数がつくられ
ることから、第１０図に示すように、マツプデータから
検索されるＥ　Ｑ　Ｒ補正係数がグラフａのように分割
された領域変換点で変化した場合、徐変制御ではグラフ
ｂのように実際のＥＧＲ補正係数が徐々に変化し、遅延
制御ではグラフＣのように遅延時間後に変化Ｊることに
なる。にって、燃１３１噴躬吊かこのような徐変又は遅
延のＥＧＲ補正係数により補正されることから、急激な
荒；料噴躬量の変化９　　　　　は生じず、また、［Ｇ
Ｒ制御系のガスの化３！遅れ等にＪ、る空燃比の変動も
防止される。

なお、［ＥＧＩマ補正係数ｆ　　（ＩＥＧＲ）を専用す
るだめの徐変制ｔａ１１ルーヂンと遅延制御ルーチンは
どちらのルーチンを使用して燃料噴射量を補正しても良
く、また、徐変制御ルーチンに入る前に匠延制御ルーチ
ンを実行し、両方のルーチンを実行づるにうにりること
もできる。また、上記実施例は、吸気管圧力データを使
用づるスピードデンシティ方式の燃料噴射制御を行なっ
たが、代りに、スロットル開度を検出づるスロットルポ
ジションセンサを用い、スロラミール聞度とエンジン回
転数から基本燃料噴用量を専出りるスロットルスピード
方式の燃１′ｉ１鳴躬制御を行なう空燃比制御方法にお
いても、本発明は適用できる。

以上説明したように、本発明の空燃比制御方法人によれ
ば、ＲＯＭにデータマツプとしで格納された排気ガス再
循環用のＥＧＲ補正係数が分υ１された領域間にわたっ
て燃料噴射量が補正された場合、ＥＧＲ補正係数が徐々
に変化し又は／及び遅延時間を軽て変化Ｊるから、排気
ガス再ｌｌｌ５環制御用のモジュレータや［ＥＧＲバル
ブの動作）ヱれ、あるいは、ガスの伝達遅れによつＣ燃
料噴射量が実際Ｊ、り早＜　ｉｌ　ｌｉｔされることが
なく、排気ガス再循環ｍに見合った燃料Ｉａ射酪の補正
を行なうことができる。したがって、従来のＥＧＲを伴
う空燃比制御に比べ、空燃比が目標値より濃くなること
を防止し、エンジン回転数やｌ〜シルク急激に変動した
り、排気ガス成分の悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的思想を説明するためのフローチ
ャート、第２図は本発明の一実施例が適用される内燃機
関とその制御系の概略構成図、第゛３図は電子制御回路
と各セン→ノ等のブロック図、第４図は回転しンサ７の
出力信号のタイミングチ＋−−１−１第５図は燃料噴Ｄ
ＡｉｌｉすｒＪ１１ルーヂンを示づフローチャーＩ〜、
第６図はＥＧＲ補正係数の徐変制す１１用タイマ割り込
みルーチンを示すフローチャート、第７図は同近延制御
用の７０−ヂト一ト、第８図は基本燃わ１噴躬量のマツ
プデータ構成図、第５）図はＥ　Ｇ　Ｉ’（補正係数の
マツプデータ構成図、第１０図は［ＥＧＲ補正係数の変
化を示すグラフである。 ２・・・吸気管圧力センサ　　　４・・・燃料唱剣弁７
・・・回転センサ　　　　　　８・・・電子制御回路１
０５・・・ＲＯＭ 代理人　弁理士　定立　勉 ほか１名 第５図 第６図 第７図 第８図 答杢ｆ；料卯紺費ｒｐ 第９図 ←エンシ゛ン回転代　→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検出した吸気管圧力あるいはスロツ］〜ル間度とエンジ
   ン回転数とから基本燃料噴！３１邑を篩出し、機関の運
   転状態が予め設定した排気ガス再循環制御条件に適合し
   た際、記憶手段に機関データをパラメータとするマツプ
   データとして予め格納した排気ガス再循環制御時の補正
   係数を検索し、該補正係数によって前記基本燃料噴射ｍ
   を補正する内燃機関の空燃比制御方法において、 ＋’＋ｉｊ記マツプデータから読み出された補正係数と
   １ｉＮ１ｉの補正係数との異同を判定する処理と、該処
   １…！により両者が異なる旨判断されると、最新の補正
   係数を徐々に変化させた補正係数を用いて前記基本燃料
   噴躬吊を補正する処理、及び／又は、上記読み出された
   補正係数によって前記基本燃料噴躬聞を補正する開始時
   刻を所定時間遅延させる処理と、 を実行覆ることを特徴とする空燃比制御方法。