JPH0281935A - 空燃比の補正方法、及び、同補正装置 - 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、内燃機関に供給される混合気の空燃比につい
て、該内燃機関の運転状態変化の過渡期における燃料供
給量を補正する方法、及び同装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は燃料噴射式ガソリンエンジン２１の噴射用機器
付近の断面図である。

吸入空気は吸気管２２がら吸気バルブ２３付近を通って
燃焼室内へ流入する。上記の空気流内へ、インジェクタ
２０から燃料（この場合はガソリン）が噴霧される。

噴霧燃料の１部は吸気流路の壁面に付着して液状の付着
燃料２４となる９ 内燃機関が定常状態で運転されているとき長期的にみれ
ば、付着する燃料と蒸発する燃料とがバランスしていれ
ば空燃比を狂わせる要因とならなし）。

しかし、運転状態（例えば回転速度、発生トルクなど）
が変化する場合、その過渡期においては付着燃料量が変
化して空燃比を狂わせる。

こうした問題を解消するための技術については米国特許
４３８８９０６号に記載されているように１文献Ｓ　Ａ
　Ｅ　８１０４９４に記載されているモデル式％式％（
３） により機関への供給燃料を算出していた。

ここに、Ｇ「：供給燃料量 Ｑａ：吸入空気流量 Ａ／Ｆ：設定空燃比 Ｍｒ：燃料付着量 Ｘ　：燃料付着率 で　：蒸発時定数 である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、壁面付着址を推定するためのモデル式
により燃料噴射量を算出していたが、噴射量の演算精度
を考慮しながらモデル式の演算処理を行なう必要がある
ことからコントローラのＣＰＵに多大の負担がかかり、
かつ、プログラムとデータの為に多くのメモリ容量が必
要であるという問題が有った。

本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、従来技術
に比してＣＰＵ負荷が小さく、しかも大きいメモリ容量
を必要とせず、過渡時に空燃比を補償して適正空燃比を
維持し得る補正方法、及び同補正装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成する為に創作した本発明の方法および
装置について、その基本的原理を略述すると次の如くで
ある。

（イ）　基本噴射量の演算処理とは別個に、独立して、
壁面付着燃料量の推定演算を行う。

（ロ）上記の推定演算に基づいて、上記基本噴射量に乗
ずべき補正係数を算出する。

（ハ）　前記の基本噴射量に対して上記補正係数を乗じ
る。

上記の原理に基づき、これを実用面に適応させるための
具体的構成として、本発明の空燃比補正方法は。

内燃機関の負荷を表わす物理量と、該内燃機関の回転速
度とを検出し、上記検出値に応じた燃料を供給する燃料
供給手段を用い、当該内燃機関の運転状態の変化に伴う
過渡状態時の燃料供給量を補正する場合に適用され、 吸入空気流路壁面への燃料の付着率をＸとし。

付着した燃料の蒸発時定数をτとし、 定常運転時の供給燃料量に対する燃料付着量の割合（以
下、付着時間という）をβｆとし、次掲の（１）、　（
２）式によって得られる過渡補正係数Ｋｆによって過渡
期の供給燃料量を補正するものである。

βｔ＜ｎ）＝　（］−’　・八Ｔ）βｆ（ｎ−Ｉ）＋Ｘ
・ΔＴτ °Ｋｆ（＋＋−１） ・・・・・・・・・・・・・・（１） ただし、ΔＴ：β「の計算周期 ｎ　：現在の計算結果を示す添字 ｎ−ｔ：前回の計算結果を示す添字 また、上記の方法を容易に、かつ確実に実施してその効
果を発揮させるための創作した本発明の空燃比補正装置
は、前記の（１）、　（２）式によって補正係数Ｋｆを
算出する演算手段、及び、上記のＫｆを用いて供給燃料
量を制御する手段を設けたものである。

〔作用〕

前記の本発明方法によれば、高精度を必要とする燃料噴
射量の演算と、複雑な壁面付着量の推定演算とを分離独
立させたため、前記の（１）、　（２）式による推定演
算が、１バイトデータ処理でも最終の噴射量精度を確保
できるようになるので、ＣＰＵの負荷やメモリ容量を大
きくせずに壁面付着量推定し、過渡時の空燃比を良好に
補償できる。

また、本発明の装置は上記の演算に必要なデータを得る
為のセンサと、上記の演算に必要な演算手段とを備えて
いるので、前記発明方法を容易に。

かつ確実に実施することができる。

〔実施例〕

次に、本発明の装置を用いて本発明方法を実施した１例
について、第１図を参照しつつ、かつ。

前記の公知技術と対比して説明する。

前記の公知文献Ｓ　Ａ　Ｅ　８１０４９４に記載されて
いるモデル式 ％式％（３） この（３）、　（４）式の両辺を、定常運転時の供給燃
料ｊｔ　Ｇ　ｔｏ　＝　Ｑａ／　（Ａ　／　Ｆ　）で除
算するコトニより、第１図に示したフロー図のフロー１
に示した数式０式％） および、フロー４に示した数式 が得られる。

詳しくは、定常運転時の燃料供給量Ｑａ／（Ａ／Ｆ）を
ａｒｏと置く。

前記（３）、　（４）式の両辺をＧｆＱで除算し、式（
３）を差分化し、Ｇｒ／ＧｒｏをＫｆ　（過渡補正係数
）と置き、付着時間Ｍｒ／Ｇｒｏをβｆと置くと、前掲
の（１）、　（２）式が得られる。

前記の付着率又は、主としてスロットル開度θｔｈ、お
よびエンジン温度Ｔｗによって決まり、第３図に示すよ
うな特性を有している。

また、前記の蒸発時定数では、第４図に示すような特性
を有する。

即ち、定性的には、Ｘ、では低温であるほど太きく、ス
ロットル開度が大きいほど大きい。

以上に述べたスロットル開度θｔｈに代えて、吸入空気
流量、吸気管圧力、又は燃料噴射の基本噴射パルス幅Ｔ
、を用いて燃料付着率Ｘと蒸発時定数τとを決定するこ
とも出来る。即ち、内燃機関の負荷に対応する物理量を
用いて決定することが出来る。

第１図に示した演算は、演算周期ΔＴごとに繰り返して
処理される。ステップ１で、スロットル開度θｔｈとエ
ンジン温度Ｔ８から燃料付着率Ｘと蒸発時定数τを第３
図と第４図の特性から決定し、付着時間βｆを計算する
。ステップ２でツユニルカット中か否かをみて、ＹＥＳ
のときは燃料の供給が中止されているのでステップ３で
Ｋｆ＝Ｏとしステップ１へもどる。燃料の供給の中止は
自動車の減速時、車両スピードが異常に速くなった時、
エンジン回転数が異常に高くなった時などに行なわれる
。

ツユニルカット中でないときは正常に燃料が供給されて
いるので、ステップ４で過渡補正係数Φ計算を行い、ス
テップ１へ戻る。

第２図は燃料噴射パルス幅Ｔ１を算出するフローチャー
トであって、所定周期ごとに起動される。

ステップ１０で、吸入空気量Ｑ　ａ　ｖスロットル開度
θｔｈ、エンジン回転数Ｎ、エンジン温度Ｔ、を検出し
、ステップ１１でエンジン温度補正係数Ｋｗを求める。

ステップ１２で基本噴射パルス幅Ｔｐを算出し、ステッ
プ１３で、第１図に示した演算を繰り返し行い、逐次更
新されている過渡補正係数に「を用いて燃料噴射パルス
幅Ｔ１を決定する。

第５図は、前記の過渡補正係数Ｋｆの説明図表である。

定常運転時は、前掲の式（１）の演算処理により、１β
ｆ＝１／τＫｆ　　　　　・・・・・・・・・・・・（
５）に収束するので、式（２）によりＫｆは１．０に収
束する。

定常運転時から急加速すると又は急激に増加し、急減速
すると又は急激に減少する。その後、βｆは徐々に前記
の式（５）によって収束するので、Ｋｆの値は、加速時
には１．０よりも大きく、減速時には１．０よりも小さ
くなり、過渡期における空燃比変動を旨く補正して補償
し、所定の空燃比を維持することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、高精度を要する燃料噴射量の演
算と、複雑な推定を要する壁面付着燃料量の算出とをそ
れぞれ独立に行い、その後に、上記壁面付着燃料量（推
定値）によって燃料噴射量を補正するので、ＣＰＵの負
荷を人ならしめることなく、大なるメモリ容量を必要と
せずに、過渡期における空燃比を所望の値に保持するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の補正装置を用いて本発明の空燃比補
正方法を実施した１例におけるブロック図である。 第２図は上記実施例における燃料噴射パルス幅計算のフ
ローチャートである。 第３図は付着率Ｘの特性を示す立体図表、第４図は蒸発
時定数τの特性を示す立体図表である。 第５図は前記実施例における動作を説明するための図表
である。 第６図は燃料の付着現象の説明図である。 ２０・・・インジェクタ、２１・・・エンジン、２２・
・・吸気管、２３・・・吸気バルブ、２４・・・付着燃
料。 稟　１　図 代理人弁理士　　秋　　本　　正　　実纂２図 １Ｄ 隼 図 ネ 牛 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の吸入空気流量、又は負荷を表わす物理量
   と、該内燃機関の回転速度とを検出し、上記検出値に応
   じた燃料を供給する燃料供給手段を用い、当該内燃機関
   の運転状態の変化に伴う過渡状態時の燃料供給量を補正
   する方法において、 吸入空気流路壁面への燃料の付着率をＸとし、付着した
   燃料の蒸発時定数をτとし、 定常運転時の供給燃料量に対する燃料付着量の割合に相
   当する付着時間をβ＿ｆとし、 次掲の（１）、（２）式によって得られる過渡補正係数
   Ｋ＿ｆによって過渡期の供給燃料量を補正することを特
   徴とする空燃比の補正方法。 β＿ｆ＿（＿ｎ＿）＝（１−１／τ・ΔＴ）β＿ｆ＿（
   ＿ｎ＿−＿１＿）＋Ｘ・ΔＴ・Ｋ＿ｆ＿（＿ｎ＿−＿１
   ＿）・・・・・・・（１） Ｋ＿ｆ＝｛１−１／τ・β＿ｆ＿（＿ｎ＿）｝／（１−
   Ｘ）・・・・・・（２） ただし、ΔＴ：β＿ｆの計算周期 ｎ：現在の計算結果を示す添字 ｎ−１：前回の計算結果を示す添字 ２、内燃機関の吸入空気流量、又は負荷を表わす物理量
   を検出するセンサと、該内燃機関の回転速度を検出する
   回転数センサと、上記双方のセンサの検出信号を入力さ
   れて燃料供給量を算出する演算器と、上記演算器の出力
   信号に基づいて燃料供給量を制御する手段とよりなる内
   燃機関の制御機構において、 次記の演算式によって過渡補正係数Ｋ＿ｆを算出する演
   算手段、及び、上記のＫ＿ｆを用いて供給燃料量を制御
   する手段を設けたことを特徴とする、過渡期の空燃比の
   補正装置。β＿ｆ＿（＿ｎ＿）＝（１−１／τ・ΔＴ）
   β＿ｆ＿（＿ｎ＿−＿１＿）＋Ｘ・ΔＴ・Ｋ＿ｆ＿（＿
   ｎ＿−＿１）・・・・・・・（１） Ｋ＿ｆ＝｛１−１／τ・β＿ｆ＿（＿ｎ＿）｝／（１−
   Ｘ）・・・・・・・（２） ただし、 Ｘ：吸入空気流路壁面への燃料の付着率 τ：付着した燃料の蒸発時定数 β＿ｆ：定常運転時の燃料供給量に対する燃料付着量に
   相当する付着時間 ΔＴ：β＿ｆの計算周期 ｎ：現在の計算結果を示す添字 ｎ−１：前回の計算結果を示す添字