JPH05263679A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
- Publication number
- JPH05263679A JPH05263679A JP5990492A JP5990492A JPH05263679A JP H05263679 A JPH05263679 A JP H05263679A JP 5990492 A JP5990492 A JP 5990492A JP 5990492 A JP5990492 A JP 5990492A JP H05263679 A JPH05263679 A JP H05263679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- air
- fuel ratio
- control device
- ratio control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】エンジンの始動時から燃料の蒸発率と残存率を
補正することで、排気ガスの清浄化を図ることを目的と
する。 【構成】エンジンの燃焼室内に吸入される空気と燃料を
計測する手段と燃焼室内での燃焼が定常か失火かを判別
する手段、排気ガス中の未燃分を検出することにより燃
焼状態が適切な空燃比であるか判断し、蒸発率と残存率
を補正する。 【効果】排気ガスの清浄化と様々な燃料に対する始動性
の向上を図ることができる。
補正することで、排気ガスの清浄化を図ることを目的と
する。 【構成】エンジンの燃焼室内に吸入される空気と燃料を
計測する手段と燃焼室内での燃焼が定常か失火かを判別
する手段、排気ガス中の未燃分を検出することにより燃
焼状態が適切な空燃比であるか判断し、蒸発率と残存率
を補正する。 【効果】排気ガスの清浄化と様々な燃料に対する始動性
の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の空燃比制御に
かかり、特に始動時からの空燃比制御について好適なも
のに関する。
かかり、特に始動時からの空燃比制御について好適なも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関がもっとも効率よく力を出すに
は空気と燃料の質量比が適正である必要がある。しかし
ながら、燃料が気化していない場合には気化する割合を
見越して燃料を多くしなければならない。
は空気と燃料の質量比が適正である必要がある。しかし
ながら、燃料が気化していない場合には気化する割合を
見越して燃料を多くしなければならない。
【０００３】このため、燃焼室内での空燃比は通常より
濃く、燃焼が不安定になりやすい。そこで、従来は始動
後、徐々に空燃比を通常に戻していく制御がとられてい
た。こうした、始動時の空燃比制御の例として特開平3
−189344 号をあげることができる。
濃く、燃焼が不安定になりやすい。そこで、従来は始動
後、徐々に空燃比を通常に戻していく制御がとられてい
た。こうした、始動時の空燃比制御の例として特開平3
−189344 号をあげることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では始動時
の空燃比が濃いために未燃分が排出され、排気ガス中の
ＨＣが多い問題がある。また、一度始動に失敗すると燃
焼室内には燃料がたまり次回の始動時にはその分だけ余
分な燃料となり始動性がさらに悪化する問題もある。
の空燃比が濃いために未燃分が排出され、排気ガス中の
ＨＣが多い問題がある。また、一度始動に失敗すると燃
焼室内には燃料がたまり次回の始動時にはその分だけ余
分な燃料となり始動性がさらに悪化する問題もある。
【０００５】そこで本発明では始動時からの未燃分を低
減することを目的とし、同時に始動性を向上させる。
減することを目的とし、同時に始動性を向上させる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に次のような手段を用いる。
に次のような手段を用いる。
【０００７】まず、燃焼室に吸入される空気量と燃料量
の測定を計算する手段。
の測定を計算する手段。
【０００８】次に、点火プラグ周辺の空燃比を計算する
手段。
手段。
【０００９】また、排気ガス中の未燃成分を検出する手
段。
段。
【００１０】これらの手段をもちいて空燃比のフィード
バックを行うことにより、空燃比を制御する。
バックを行うことにより、空燃比を制御する。
【００１１】
【作用】まず燃焼室内に吸入される空気量と燃料量を測
定することにより、１回の燃焼毎の空燃比を制御でき
る。空気量はインテークマニホールドへの平均流量では
なく吸入弁を通過する空気量を計算するので、この空気
量に見合う燃料を混合すれば良い。
定することにより、１回の燃焼毎の空燃比を制御でき
る。空気量はインテークマニホールドへの平均流量では
なく吸入弁を通過する空気量を計算するので、この空気
量に見合う燃料を混合すれば良い。
【００１２】また、混合気が燃焼室内でどれだけ燃焼に
関与し、点火プラグ周辺での適正な空燃比を形成するか
を計算することにより、未燃分を予想できる。
関与し、点火プラグ周辺での適正な空燃比を形成するか
を計算することにより、未燃分を予想できる。
【００１３】さらに、排気ガス中の成分を検出すること
により、フィードバックを正確に行うことができるの
で、空燃比を適正に制御できる。
により、フィードバックを正確に行うことができるの
で、空燃比を適正に制御できる。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１を用いて説明する。
【００１５】エンジン制御ユニット１，シリンダ２，吸
気管３，排気管４，スロットル５，燃料噴射弁６，点火
プラグ７，点火コイル８，吸入空気流量計１０，気筒判
別用レファレンスセンサ１１，クランクの回転角をはか
るポジションセンサ１２，スロットルの開度を測るスロ
ットルセンサ１３，空燃比を測るＯ2センサ１４(１）、
または、ＨＣ検出器１４（２），水温センサ１５、から
構成されている。
気管３，排気管４，スロットル５，燃料噴射弁６，点火
プラグ７，点火コイル８，吸入空気流量計１０，気筒判
別用レファレンスセンサ１１，クランクの回転角をはか
るポジションセンサ１２，スロットルの開度を測るスロ
ットルセンサ１３，空燃比を測るＯ2センサ１４(１）、
または、ＨＣ検出器１４（２），水温センサ１５、から
構成されている。
【００１６】また、点火プラグ周辺の空燃比を検出する
手段として、燃焼光センサ１６やイオン検出器１７を備
える。さらに、吸入空気温度計１８や燃料温度計１９に
より、パラメータの補正を行う。
手段として、燃焼光センサ１６やイオン検出器１７を備
える。さらに、吸入空気温度計１８や燃料温度計１９に
より、パラメータの補正を行う。
【００１７】エンジン制御ユニットは吸入空気量計，レ
ファレンスセンサ，ポジションセンサ，スロットルセン
サ，空燃比センサなどからエンジンの運転状態を検知す
るのに必要な信号を取り込み、所定の演算処理により各
種の駆動信号を計算して燃料噴射弁や点火コイルを動作
させてエンジンを制御する。
ファレンスセンサ，ポジションセンサ，スロットルセン
サ，空燃比センサなどからエンジンの運転状態を検知す
るのに必要な信号を取り込み、所定の演算処理により各
種の駆動信号を計算して燃料噴射弁や点火コイルを動作
させてエンジンを制御する。
【００１８】エンジン回転数は所定時間内のポジション
センサの信号をカウントして、回転数Ｎとする。同時に
ポジション信号の時間間隔を計り、逆数を求めても良
い。
センサの信号をカウントして、回転数Ｎとする。同時に
ポジション信号の時間間隔を計り、逆数を求めても良
い。
【００１９】吸入空気量は次のように求める。
【００２０】インテークマニホールド内に滞留する空気
量を無視できない為に、インテークマニホールドの圧力
Ｐｍをパラメータとして流入空気量Ｑａと吸気弁への流
量Ｑｃを求める。Ｑａ＝Ｆ（Ｐｍ）。Ｑｃ＝Ｇ（Ｐ
ｍ）。
量を無視できない為に、インテークマニホールドの圧力
Ｐｍをパラメータとして流入空気量Ｑａと吸気弁への流
量Ｑｃを求める。Ｑａ＝Ｆ（Ｐｍ）。Ｑｃ＝Ｇ（Ｐ
ｍ）。
【００２１】ここで、Ｆ（Ｐｍ）およびＧ（Ｐｍ）はそ
れぞれ大気圧とインテークマニホールド内の圧力差の関
数と、インテークマニホールド内の圧力と燃焼室の圧力
差を表す関数である。
れぞれ大気圧とインテークマニホールド内の圧力差の関
数と、インテークマニホールド内の圧力と燃焼室の圧力
差を表す関数である。
【００２２】こうして求められるＱｃを回転数Ｎで割
り、所定の係数Ｋを乗じて、燃料噴射量Ｔｐを計算して
混合気を形成する。係数Ｋは始動時の水温とインテーク
マニホールド内に残存する燃料量の関数である。Ｔｐ＝
Ｑｃ＊Ｋ／Ｎ。
り、所定の係数Ｋを乗じて、燃料噴射量Ｔｐを計算して
混合気を形成する。係数Ｋは始動時の水温とインテーク
マニホールド内に残存する燃料量の関数である。Ｔｐ＝
Ｑｃ＊Ｋ／Ｎ。
【００２３】すなわち、どのくらい燃料が気化して燃焼
に関与する蒸発率θに反比例し、残存する残存率ηにた
いして１−ηに比例する。Ｋ（１−η）／θ。このよう
にして、燃焼室内での空燃比が予想される。図２に吸入
空気量計算のモデルを示す。残存率ηや蒸発率θは燃料
温度やインテークマニホールドの壁温，シリンダージャ
ケットの温度，水温，吸入空気温度によって変わる。す
なわち、これらの温度が高ければ燃料の気化が促進され
るので残存率は減少し、蒸発率は増加する。また、吸入
空気量が増えれば流速が速いのでより多くの燃料が気筒
内に流れ、残存率は減少することになる。同じ流量でも
回転数が高いときは、気筒内の負圧が高まり燃料の気化
がさらに促進され蒸発率は増加する。
に関与する蒸発率θに反比例し、残存する残存率ηにた
いして１−ηに比例する。Ｋ（１−η）／θ。このよう
にして、燃焼室内での空燃比が予想される。図２に吸入
空気量計算のモデルを示す。残存率ηや蒸発率θは燃料
温度やインテークマニホールドの壁温，シリンダージャ
ケットの温度，水温，吸入空気温度によって変わる。す
なわち、これらの温度が高ければ燃料の気化が促進され
るので残存率は減少し、蒸発率は増加する。また、吸入
空気量が増えれば流速が速いのでより多くの燃料が気筒
内に流れ、残存率は減少することになる。同じ流量でも
回転数が高いときは、気筒内の負圧が高まり燃料の気化
がさらに促進され蒸発率は増加する。
【００２４】これらの条件から、回転数とインテークマ
ニホールドの負圧，吸入空気量，水温，吸入空気温度等
により、残存率ηと蒸発率θの初期値を決定できる。
ニホールドの負圧，吸入空気量，水温，吸入空気温度等
により、残存率ηと蒸発率θの初期値を決定できる。
【００２５】さらに蒸発率θは前回の燃焼状態によって
も変化する。
も変化する。
【００２６】すなわち、前回の点火で不完全燃焼すれば
燃焼室内に未燃の燃料が残り、次回の燃料供給量を減ら
すことが必要で、蒸発率を減じなければならない。
燃焼室内に未燃の燃料が残り、次回の燃料供給量を減ら
すことが必要で、蒸発率を減じなければならない。
【００２７】次に、燃焼室内での燃焼検出について説明
する。
する。
【００２８】燃焼室内での燃焼が正常に行われれば、爆
発行程でのエンジン回転数は上昇し、排気行程で低下す
る。もし、失火すれば爆発行程での回転上昇がないため
他の気筒に比べて回転数が低下する。図３に示すように
回転変動の山が欠けることになる。
発行程でのエンジン回転数は上昇し、排気行程で低下す
る。もし、失火すれば爆発行程での回転上昇がないため
他の気筒に比べて回転数が低下する。図３に示すように
回転変動の山が欠けることになる。
【００２９】回転変動は始動時のスタータの電流変化を
検知しても良い。回転が上昇すればモータの負荷が減り
電流が減少する。
検知しても良い。回転が上昇すればモータの負荷が減り
電流が減少する。
【００３０】失火検出の他の方法として、燃焼光を検出
して燃焼温度を計る方法や燃焼時のイオン電流を検出す
る方法がある。図４に示すように燃焼光のスペクトル分
布から温度を推定できる。また、燃焼光の持続時間から
燃焼炎の広がりを推定できる。
して燃焼温度を計る方法や燃焼時のイオン電流を検出す
る方法がある。図４に示すように燃焼光のスペクトル分
布から温度を推定できる。また、燃焼光の持続時間から
燃焼炎の広がりを推定できる。
【００３１】また、点火後の燃焼ガスによるイオンの伝
導度をはかることに燃焼状態を検出できる。図５に示す
ように、点火プラグに逆電圧を引加して燃焼時の電流を
検出する。燃焼すればイオン電流による電圧が生じるが
失火した場合は電圧がないため容易に判定できる。
導度をはかることに燃焼状態を検出できる。図５に示す
ように、点火プラグに逆電圧を引加して燃焼時の電流を
検出する。燃焼すればイオン電流による電圧が生じるが
失火した場合は電圧がないため容易に判定できる。
【００３２】正常燃焼すれば燃焼室内に残る混合気はな
くなるが、失火した場合は燃料噴射量Ｔｐから燃焼室内
の残存量分を差し引けばよい。
くなるが、失火した場合は燃料噴射量Ｔｐから燃焼室内
の残存量分を差し引けばよい。
【００３３】次に、排気ガス中のＨＣ成分を測定する方
法を説明する。Ｏ2 センサが活性化していればＯ2 セン
サのリッチ信号により判定できるが、活性化していない
場合は排気ガスの一部をサンプリングし、点火すること
でイオン電流等の検出により未燃分を測定できる。
法を説明する。Ｏ2 センサが活性化していればＯ2 セン
サのリッチ信号により判定できるが、活性化していない
場合は排気ガスの一部をサンプリングし、点火すること
でイオン電流等の検出により未燃分を測定できる。
【００３４】もし、未燃分があれば燃焼室内出の空燃比
が濃いことになり、係数Ｋを減じるようにフィードバッ
クをする。フィードバックは図６に示すように、失火を
検出したときは残存率ηを減らす。
が濃いことになり、係数Ｋを減じるようにフィードバッ
クをする。フィードバックは図６に示すように、失火を
検出したときは残存率ηを減らす。
【００３５】正常燃焼した場合には回転数が上昇し負圧
が増すため燃料の気化が促進されるので次の気筒の蒸発
率θは増加する。そこで、前気筒の燃焼状態に応じて蒸
発率θを補正すればよい。
が増すため燃料の気化が促進されるので次の気筒の蒸発
率θは増加する。そこで、前気筒の燃焼状態に応じて蒸
発率θを補正すればよい。
【００３６】また、通常燃料噴射は排気行程であらかじ
め噴射しているが、噴射中に回転数が上昇したときはＴ
ｐを計算したときの回転数に対する割合だけＴｐをふや
せば、燃焼室内での空燃比の変動を抑えることができ
る。
め噴射しているが、噴射中に回転数が上昇したときはＴ
ｐを計算したときの回転数に対する割合だけＴｐをふや
せば、燃焼室内での空燃比の変動を抑えることができ
る。
【００３７】逆に回転数が低下したときは、Ｔｐを減じ
る。しかし、すでに噴射幅が所定の減じた幅より長いと
きは、残存率を増やして次の噴射分に補正を加えれば良
い。このため、回転数及び蒸発率と残存率は気筒毎に計
数を持つのが望ましい。図７に計算のタイミングを示
す。
る。しかし、すでに噴射幅が所定の減じた幅より長いと
きは、残存率を増やして次の噴射分に補正を加えれば良
い。このため、回転数及び蒸発率と残存率は気筒毎に計
数を持つのが望ましい。図７に計算のタイミングを示
す。
【００３８】ユニットが起動したときに水温をモニタす
る。
る。
【００３９】レファレンス信号を所定回数数えたのちに
気筒判別を行い、該当気筒の回転数Ｎ（cyl），蒸発率
θ（cyl）と残存率η（cyl）を計算する。
気筒判別を行い、該当気筒の回転数Ｎ（cyl），蒸発率
θ（cyl）と残存率η（cyl）を計算する。
【００４０】一爆発毎に該当気筒の失火判定を行う。
【００４１】さらに排気行程で排気ガス中のＨＣ成分を
測定し、蒸発率と残存率を補正する。
測定し、蒸発率と残存率を補正する。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば蒸発率と残存率を適正な
値にすることで始動時からの空燃比を制御することがで
き、エミッションの低下を図る効果がある。
値にすることで始動時からの空燃比を制御することがで
き、エミッションの低下を図る効果がある。
【００４３】また、計数をバックアップし、次の始動に
使うことで様々な燃料に対応することができる効果があ
る。
使うことで様々な燃料に対応することができる効果があ
る。
【図１】本発明の１実施例の構成図である。
【図２】吸入空気量計算の概念図である。
【図３】回転数変動による失火判定を示す図である。
【図４】燃焼光による失火判定を示す図である。
【図５】イオン電流による失火判定を示す図である。
【図６】計数補正のフィードバックを示す図である。
【図７】計数計算のタイミングチャートを示す図であ
る。
る。
１…エンジン制御ユニット、２…シリンダ、３…吸気
管、４…排気管、５…スロットル、６…燃料噴射弁、７
…点火プラグ、８…点火コイル、１０…吸気流量計、１
１…気筒判別用レファレンスセンサ、１２…クランクの
回転角をはかるポジションセンサ、１３…スロットルの
開度を測るスロットルセンサ、１４…空燃比を測るＯ2
センサ（１）、またはＨＣ検出器（２）、１５…水温セ
ンサ、１６…燃焼光センサ、１７…イオン電流検出器、
１８…吸入空気温度計、１９…燃料温度計。
管、４…排気管、５…スロットル、６…燃料噴射弁、７
…点火プラグ、８…点火コイル、１０…吸気流量計、１
１…気筒判別用レファレンスセンサ、１２…クランクの
回転角をはかるポジションセンサ、１３…スロットルの
開度を測るスロットルセンサ、１４…空燃比を測るＯ2
センサ（１）、またはＨＣ検出器（２）、１５…水温セ
ンサ、１６…燃焼光センサ、１７…イオン電流検出器、
１８…吸入空気温度計、１９…燃料温度計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４ Ｋ 7536−3Ｇ ３６８ Ｚ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｐ 17/00 Ｈ Ｆ
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関の運転状態を検出して、燃料噴射
量を制御する空燃比制御装置において、エンジン回転数
と燃料の蒸発率，インテークマニホールド内または燃焼
室内の残存率を計算し、点火毎に燃焼状態の判定を行な
う手段を備え、爆発毎の燃焼状態に応じて蒸発率または
残存率を変化させて、全気筒または特定の気筒への燃料
供給量を補正演算することを特徴とする空燃比制御装
置。 - 【請求項２】請求項１の空燃比制御装置において、機関
の始動時回転数の変化により失火を検出し、失火判定時
に蒸発率と残存率を補正演算することを特徴とする空燃
比制御装置。 - 【請求項３】請求項１の空燃比制御装置において、始動
時の燃焼室内の燃焼光の有無またはスペクトルの分布に
より失火判定を行い、失火判定時に蒸発率と残存率を補
正演算することを特徴とする空燃比制御装置。 - 【請求項４】請求項１の空燃比制御装置において、始動
時の点火プラグ周辺のイオン濃度を検出し、イオン濃度
に応じて失火判定を行い、失火判定時に蒸発率と残存率
を補正演算することを特徴とする空燃比制御装置。 - 【請求項５】請求項１から４のいずれか１項記載の空燃
比制御装置において、排気ガスを分析し、排気ガス中の
未燃分を検出し、検出結果に応じて蒸発率と残存率を補
正演算することを特徴とする空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5990492A JPH05263679A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5990492A JPH05263679A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263679A true JPH05263679A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=13126582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5990492A Pending JPH05263679A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05263679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037322A1 (en) * | 1997-02-20 | 1998-08-27 | Adrenaline Research Inc. | Apparatus and method for controlling air/fuel ratio using ionization measurements |
| US20120303209A1 (en) * | 2007-01-17 | 2012-11-29 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine failure diagnosis system and watercraft having the same |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP5990492A patent/JPH05263679A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037322A1 (en) * | 1997-02-20 | 1998-08-27 | Adrenaline Research Inc. | Apparatus and method for controlling air/fuel ratio using ionization measurements |
| US20120303209A1 (en) * | 2007-01-17 | 2012-11-29 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine failure diagnosis system and watercraft having the same |
| US9702785B2 (en) * | 2007-01-17 | 2017-07-11 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine failure diagnosis system and watercraft having the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0828338A (ja) | 内燃機関のクランク角位置検出装置及び制御装置 | |
| JPH0949452A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH1122512A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関の制御装置 | |
| JPH06235347A (ja) | 内燃機関の燃料性状検出装置 | |
| JP3331107B2 (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
| JP4120276B2 (ja) | 内燃機関の失火検出装置 | |
| JP3643250B2 (ja) | エンジンの失火検出装置 | |
| JP3494516B2 (ja) | 内燃機関の燃料性状検出装置 | |
| JPH05263679A (ja) | 空燃比制御装置 | |
| JP2007138802A (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| JP3502206B2 (ja) | 内燃機関の図示平均有効圧検出装置 | |
| JPH0347471A (ja) | 内燃機関の点火制御装置 | |
| JPH05222989A (ja) | 空燃比制御装置 | |
| JP3397698B2 (ja) | エンジンの点火制御装置 | |
| JP2000073927A (ja) | 内燃機関の燃焼状態検出装置 | |
| JP3401131B2 (ja) | 内燃機関の燃料性状検出装置 | |
| JPH01216040A (ja) | 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 | |
| JPH09195844A (ja) | 内燃機関の筒内圧検出装置 | |
| JP2627111B2 (ja) | ２サイクルエンジンの回転方向検出装置 | |
| JP3782873B2 (ja) | 内燃機関のクランク角検出装置 | |
| JP3766226B2 (ja) | 内燃機関のクランク角検出装置 | |
| JPH05222994A (ja) | 燃料噴射量制御装置 | |
| JP2855381B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH0972809A (ja) | 内燃機関の燃焼圧検出装置 | |
| JP2002276455A (ja) | 内燃機関の筒内圧検出装置 |