JPH06264786A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
- Publication number
- JPH06264786A JPH06264786A JP5049755A JP4975593A JPH06264786A JP H06264786 A JPH06264786 A JP H06264786A JP 5049755 A JP5049755 A JP 5049755A JP 4975593 A JP4975593 A JP 4975593A JP H06264786 A JPH06264786 A JP H06264786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- region
- air fuel
- egr rate
- 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
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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】 理論空燃比での燃焼と希薄燃焼とを緩慢に切
り換えた場合のNOxの増大を回避し、かつ排気還流を
必要最少限とする。 【構成】 運転条件が理論空燃比領域にあるか希薄燃焼
領域にあるかによって、理論空燃比での燃焼あるいは希
薄燃焼が行われる。両者間で運転条件が変化したとき
に、トルクの段差感を生じないように、空燃比が緩慢に
変化し、これに併せて排気還流が行われる。特に、空燃
比とEGR率とをパラメータとした等NOx曲線に沿う
ように空燃比およびEGR率が徐々に変化するようにな
っている。
り換えた場合のNOxの増大を回避し、かつ排気還流を
必要最少限とする。 【構成】 運転条件が理論空燃比領域にあるか希薄燃焼
領域にあるかによって、理論空燃比での燃焼あるいは希
薄燃焼が行われる。両者間で運転条件が変化したとき
に、トルクの段差感を生じないように、空燃比が緩慢に
変化し、これに併せて排気還流が行われる。特に、空燃
比とEGR率とをパラメータとした等NOx曲線に沿う
ように空燃比およびEGR率が徐々に変化するようにな
っている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、運転条件に応じて理
論空燃比での燃焼と希薄燃焼とを切り換えるようにした
内燃機関の制御装置に関する。
論空燃比での燃焼と希薄燃焼とを切り換えるようにした
内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば空燃比が20〜22程度となるよ
うな希薄燃焼を行う内燃機関においては、一般に、運転
条件に応じて理論空燃比での燃焼と希薄燃焼とを切り換
えるようになっているが、この空燃比の切換を急激に行
うと、トルクの段差感を生じ、運転性の悪化を伴うの
で、運転条件が理論空燃比領域から希薄燃焼領域あるい
は逆に希薄燃焼領域から理論空燃比領域へと変化した際
に、空燃比の切換を緩慢に行う必要がある。
うな希薄燃焼を行う内燃機関においては、一般に、運転
条件に応じて理論空燃比での燃焼と希薄燃焼とを切り換
えるようになっているが、この空燃比の切換を急激に行
うと、トルクの段差感を生じ、運転性の悪化を伴うの
で、運転条件が理論空燃比領域から希薄燃焼領域あるい
は逆に希薄燃焼領域から理論空燃比領域へと変化した際
に、空燃比の切換を緩慢に行う必要がある。
【0003】尚、特開昭64−29663号公報には、
上記のような希薄燃焼を行う内燃機関に排気還流装置を
組み合わせたものが示されている。
上記のような希薄燃焼を行う内燃機関に排気還流装置を
組み合わせたものが示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】三元触媒を用いて排気
浄化を行う場合に、空燃比が理論空燃比に保たれていれ
ば、NOxは触媒作用により効果的に低減できる。また
希薄燃焼領域で空燃比が20〜22程度にまで希薄化し
ていれば、NOx発生量そのものが少なくなる。しか
し、理論空燃比よりもやや希薄な空燃比の下では、NO
xが多く発生するにも拘わらず触媒によるNOxの処理
が低下するため、実際に大気に排出されるNOxが増大
する。従って、上述したように、理論空燃比での燃焼と
希薄燃焼との切換の際に、空燃比を緩慢に変化させて行
くと、その変化の途中で必ずNOx排出量が増大し、し
かもその期間が比較的長く与えられるという問題があ
る。
浄化を行う場合に、空燃比が理論空燃比に保たれていれ
ば、NOxは触媒作用により効果的に低減できる。また
希薄燃焼領域で空燃比が20〜22程度にまで希薄化し
ていれば、NOx発生量そのものが少なくなる。しか
し、理論空燃比よりもやや希薄な空燃比の下では、NO
xが多く発生するにも拘わらず触媒によるNOxの処理
が低下するため、実際に大気に排出されるNOxが増大
する。従って、上述したように、理論空燃比での燃焼と
希薄燃焼との切換の際に、空燃比を緩慢に変化させて行
くと、その変化の途中で必ずNOx排出量が増大し、し
かもその期間が比較的長く与えられるという問題があ
る。
【0005】尚、多量の排気還流を行えばNOxの低減
が図れるが、特に希薄燃焼時に過度の排気還流を行うと
直ちに運転性の悪化が生じ、好ましくない。
が図れるが、特に希薄燃焼時に過度の排気還流を行うと
直ちに運転性の悪化が生じ、好ましくない。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の制御装置は、運転条件に応じて理論空燃比での燃焼と
希薄燃焼とを切り換えるようにした内燃機関において、
理論空燃比領域と希薄燃焼領域との間での運転条件の変
化を検出する過渡検出手段と、この過渡検出時に、空燃
比とEGR率とをパラメータとした等NOx曲線に沿う
ように空燃比およびEGR率を徐々に変化させる切換制
御手段とを備えたことを特徴としている。
の制御装置は、運転条件に応じて理論空燃比での燃焼と
希薄燃焼とを切り換えるようにした内燃機関において、
理論空燃比領域と希薄燃焼領域との間での運転条件の変
化を検出する過渡検出手段と、この過渡検出時に、空燃
比とEGR率とをパラメータとした等NOx曲線に沿う
ように空燃比およびEGR率を徐々に変化させる切換制
御手段とを備えたことを特徴としている。
【0007】
【作用】理論空燃比での燃焼と希薄燃焼との切換の際
に、空燃比およびEGR率が等NOx曲線に沿うように
徐々に変化する。つまり空燃比変化に伴いNOxが悪化
することのないように必要最少限の排気還流がなされ、
空燃比の緩慢な切換の間、NOx排出量が略同レベルに
保たれる。
に、空燃比およびEGR率が等NOx曲線に沿うように
徐々に変化する。つまり空燃比変化に伴いNOxが悪化
することのないように必要最少限の排気還流がなされ、
空燃比の緩慢な切換の間、NOx排出量が略同レベルに
保たれる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0009】図1は、この発明に係る制御装置の機械的
構成を示したもので、内燃機関1に吸気通路2と排気通
路3とが接続されており、かつ排気通路3と吸気通路2
との間に排気還流通路4が設けられている。上記吸気通
路2は、通路途中にスロットル弁5を有し、かつ上流側
に、吸入空気量を検出する例えば熱線式のエアフロメー
タ6が介装されている。また吸気ポートの近傍に電磁式
燃料噴射弁7が各気筒毎に配設されている。排気通路3
には、三元触媒からなる触媒コンバータ8が介装されて
いる。そして、この触媒コンバータ8よりも上流側に、
広域型の空燃比センサ9が配設されている。
構成を示したもので、内燃機関1に吸気通路2と排気通
路3とが接続されており、かつ排気通路3と吸気通路2
との間に排気還流通路4が設けられている。上記吸気通
路2は、通路途中にスロットル弁5を有し、かつ上流側
に、吸入空気量を検出する例えば熱線式のエアフロメー
タ6が介装されている。また吸気ポートの近傍に電磁式
燃料噴射弁7が各気筒毎に配設されている。排気通路3
には、三元触媒からなる触媒コンバータ8が介装されて
いる。そして、この触媒コンバータ8よりも上流側に、
広域型の空燃比センサ9が配設されている。
【0010】排気還流通路4の通路途中には、ダイヤフ
ラム式の排気還流制御弁10が介装されており、その負
圧室に、スロットル弁5全閉位置近傍で取り出された負
圧が負圧通路11を介して導入されるようになってい
る。尚、16は負圧通路11を大気に開放して排気還流
を停止するEGRカット電磁弁である。また、上記負圧
通路11には、排気還流制御弁10に導入される負圧を
更に排圧に基づいて制御する負圧制御弁12が接続され
ている。この負圧制御弁12は、基本的にはダイヤフラ
ム弁の作用によって負圧に適宜大気を導入し、目標のE
GR率となるように負圧を調整しているが、図示せぬダ
イヤフラムへのセット荷重をステップモータ12aを介
して変化させることで、目標EGR率を任意に可変制御
できるようになっている。そして、目標EGR率つまり
上記ステップモータ12aの回転位置は、コントロール
ユニット13が出力する制御信号によって制御される。
ラム式の排気還流制御弁10が介装されており、その負
圧室に、スロットル弁5全閉位置近傍で取り出された負
圧が負圧通路11を介して導入されるようになってい
る。尚、16は負圧通路11を大気に開放して排気還流
を停止するEGRカット電磁弁である。また、上記負圧
通路11には、排気還流制御弁10に導入される負圧を
更に排圧に基づいて制御する負圧制御弁12が接続され
ている。この負圧制御弁12は、基本的にはダイヤフラ
ム弁の作用によって負圧に適宜大気を導入し、目標のE
GR率となるように負圧を調整しているが、図示せぬダ
イヤフラムへのセット荷重をステップモータ12aを介
して変化させることで、目標EGR率を任意に可変制御
できるようになっている。そして、目標EGR率つまり
上記ステップモータ12aの回転位置は、コントロール
ユニット13が出力する制御信号によって制御される。
【0011】上記コントロールユニット13は、所謂マ
イクロコンピュータシステムを用いたもので、内燃機関
1の回転数を検出するクランク角センサ14、スロット
ル弁5の開度を検出するスロットル開度センサ15、エ
アフロメータ6、空燃比センサ9等の種々のセンサ類の
検出信号が入力されており、これらに基づいて燃料噴射
弁7の噴射量つまり空燃比等を制御しているとともに、
上記目標EGR率の制御を行っている。
イクロコンピュータシステムを用いたもので、内燃機関
1の回転数を検出するクランク角センサ14、スロット
ル弁5の開度を検出するスロットル開度センサ15、エ
アフロメータ6、空燃比センサ9等の種々のセンサ類の
検出信号が入力されており、これらに基づいて燃料噴射
弁7の噴射量つまり空燃比等を制御しているとともに、
上記目標EGR率の制御を行っている。
【0012】上記の構成において、内燃機関1の目標空
燃比は、機関運転条件に基づき理論空燃比と希薄空燃比
とに切り換えられる。すなわち、図2に示すように、比
較的低負荷側の領域が希薄燃焼領域に、比較的高負荷側
の領域が理論空燃比領域に、それぞれ設定されており、
空燃比センサ9の検出空燃比に基づく理論空燃比制御あ
るいは希薄燃焼制御が実行されるようになっている。
尚、理論空燃比領域の更に高負荷側は、出力混合比領域
となる。
燃比は、機関運転条件に基づき理論空燃比と希薄空燃比
とに切り換えられる。すなわち、図2に示すように、比
較的低負荷側の領域が希薄燃焼領域に、比較的高負荷側
の領域が理論空燃比領域に、それぞれ設定されており、
空燃比センサ9の検出空燃比に基づく理論空燃比制御あ
るいは希薄燃焼制御が実行されるようになっている。
尚、理論空燃比領域の更に高負荷側は、出力混合比領域
となる。
【0013】従って、負荷(例えば基本燃料噴射量が負
荷として用いられる)および機関回転数を主とする運転
条件が上記理論空燃比領域にあれば理論空燃比でもって
燃焼が行われる。また希薄燃焼領域であれば希薄燃焼が
行われる。尚、いずれの領域でも基本的に排気還流は行
われない。そして、理論空燃比領域から希薄燃焼領域へ
の移行時、あるいは希薄燃焼領域から理論空燃比領域へ
の移行時には、空燃比が緩慢に変化するように制御さ
れ、かつこれに併せて排気還流が行われる。
荷として用いられる)および機関回転数を主とする運転
条件が上記理論空燃比領域にあれば理論空燃比でもって
燃焼が行われる。また希薄燃焼領域であれば希薄燃焼が
行われる。尚、いずれの領域でも基本的に排気還流は行
われない。そして、理論空燃比領域から希薄燃焼領域へ
の移行時、あるいは希薄燃焼領域から理論空燃比領域へ
の移行時には、空燃比が緩慢に変化するように制御さ
れ、かつこれに併せて排気還流が行われる。
【0014】図3は、空燃比とEGR率とをパラメータ
として、触媒コンバータ8下流でのNOx排出量が等し
い等NOx曲線を示している。上記の領域の移行時に
は、この等NOx曲線に沿うように空燃比とEGR率と
が制御される。例えば、希薄燃焼領域から理論空燃比領
域へ運転条件が変化したときには、図3に矢印で示すよ
うな特性に沿って空燃比およびEGR率が徐々に変化す
る。図4は、この空燃比およびEGR率の変化を、横軸
を時間として示したものであり、空燃比は(c)に示す
ように運転条件の変化検出時点から徐々に減少し、最終
的に理論空燃比となる。またEGR率は(b)に示すよ
うに空燃比の減少に伴って0から徐々に増加し、かつ空
燃比が理論空燃比に達した後は徐々に減少して再び0に
復帰する。
として、触媒コンバータ8下流でのNOx排出量が等し
い等NOx曲線を示している。上記の領域の移行時に
は、この等NOx曲線に沿うように空燃比とEGR率と
が制御される。例えば、希薄燃焼領域から理論空燃比領
域へ運転条件が変化したときには、図3に矢印で示すよ
うな特性に沿って空燃比およびEGR率が徐々に変化す
る。図4は、この空燃比およびEGR率の変化を、横軸
を時間として示したものであり、空燃比は(c)に示す
ように運転条件の変化検出時点から徐々に減少し、最終
的に理論空燃比となる。またEGR率は(b)に示すよ
うに空燃比の減少に伴って0から徐々に増加し、かつ空
燃比が理論空燃比に達した後は徐々に減少して再び0に
復帰する。
【0015】従って、空燃比の切換時にNOx排出量の
大きな領域を横切ることがなく、図4の(a)に示すよ
うに、空燃比の切換の開始から終了までの間にNOx排
出量を非常に小さなレベルに維持することができる。
尚、図4には比較のために従来の特性を破線でもって示
してある。また、図4の(a)には、触媒転換率を併せ
て記してあるが、この特性から明らかなように理論空燃
比近傍でのみ触媒が作用する。
大きな領域を横切ることがなく、図4の(a)に示すよ
うに、空燃比の切換の開始から終了までの間にNOx排
出量を非常に小さなレベルに維持することができる。
尚、図4には比較のために従来の特性を破線でもって示
してある。また、図4の(a)には、触媒転換率を併せ
て記してあるが、この特性から明らかなように理論空燃
比近傍でのみ触媒が作用する。
【0016】上記の図3,図4では、希薄燃焼領域から
理論空燃比領域へ変化したときの制御の内容を説明した
が、理論空燃比領域から希薄燃焼領域へ変化したとき
も、全く同様に等NOx曲線に沿うように制御される。
理論空燃比領域へ変化したときの制御の内容を説明した
が、理論空燃比領域から希薄燃焼領域へ変化したとき
も、全く同様に等NOx曲線に沿うように制御される。
【0017】図5は、空燃比制御の基本的な流れを示す
フローチャートであって、先ずステップ1で、現在の運
転条件が希薄燃焼領域であるか否かを判定し、ステップ
2,ステップ5で、前回の運転条件が希薄燃焼領域であ
った否かを判定する。ステップ2でYESであった場合
には、希薄燃焼領域で継続して運転されていることを示
すので、ステップ3へ進み、所定の希薄燃焼制御を実行
する。ステップ2でNOであった場合には、理論空燃比
領域から希薄燃焼領域へ運転条件が変化したことを意味
するので、ステップ4へ進み、所定の切換制御を実行す
る。同様に、ステップ5でNOであった場合には、理論
空燃比領域で継続して運転されていることを示すので、
ステップ6へ進み、所定の理論空燃比制御を実行する。
ステップ5でYESであった場合には、希薄燃焼領域か
ら理論空燃比領域へ運転条件が変化したことを意味する
ので、ステップ7へ進み、所定の切換制御を実行する。
フローチャートであって、先ずステップ1で、現在の運
転条件が希薄燃焼領域であるか否かを判定し、ステップ
2,ステップ5で、前回の運転条件が希薄燃焼領域であ
った否かを判定する。ステップ2でYESであった場合
には、希薄燃焼領域で継続して運転されていることを示
すので、ステップ3へ進み、所定の希薄燃焼制御を実行
する。ステップ2でNOであった場合には、理論空燃比
領域から希薄燃焼領域へ運転条件が変化したことを意味
するので、ステップ4へ進み、所定の切換制御を実行す
る。同様に、ステップ5でNOであった場合には、理論
空燃比領域で継続して運転されていることを示すので、
ステップ6へ進み、所定の理論空燃比制御を実行する。
ステップ5でYESであった場合には、希薄燃焼領域か
ら理論空燃比領域へ運転条件が変化したことを意味する
ので、ステップ7へ進み、所定の切換制御を実行する。
【0018】ステップ4あるいはステップ7の切換制御
は、図6のフローチャートに示す流れに沿って行われ
る。先ず、ステップ11では、切換制御開始からつまり
運転条件が変化してからの経過時間Tを計測する。次の
ステップ12では、空燃比の変化量ΔAFを経過時間T
に基づいて決定する。具体的には、経過時間Tをパラメ
ータとするデータマップから変化量ΔAFを検索する。
同様に、ステップ13でEGR率の変化量ΔEGRを、
経過時間Tをパラメータとするデータマップから検索す
る。尚、上記変化量ΔAF,ΔEGRのマップは、図4
に示したような制御特性に沿ったものとなる。そして、
ステップ14で空燃比変化量ΔAFを用いて燃料噴射量
Tiを補正する。またステップ15でEGR率変化量Δ
EGRを用いて目標EGR率を逐次演算する。前述した
ように、この目標EGR率に沿ってステップモータ12
aの回転位置が制御される。ステップ16では、経過時
間Tが所定値T0に達したか否かを判定し、所定値T0に
達したら一連の切換制御を終了する。すなわち、ステッ
プ11〜ステップ15の処理は、所定時間T0が経過す
るまで繰り返し実行され、空燃比およびEGR率が図4
に示した特性に沿うように制御されるのである。
は、図6のフローチャートに示す流れに沿って行われ
る。先ず、ステップ11では、切換制御開始からつまり
運転条件が変化してからの経過時間Tを計測する。次の
ステップ12では、空燃比の変化量ΔAFを経過時間T
に基づいて決定する。具体的には、経過時間Tをパラメ
ータとするデータマップから変化量ΔAFを検索する。
同様に、ステップ13でEGR率の変化量ΔEGRを、
経過時間Tをパラメータとするデータマップから検索す
る。尚、上記変化量ΔAF,ΔEGRのマップは、図4
に示したような制御特性に沿ったものとなる。そして、
ステップ14で空燃比変化量ΔAFを用いて燃料噴射量
Tiを補正する。またステップ15でEGR率変化量Δ
EGRを用いて目標EGR率を逐次演算する。前述した
ように、この目標EGR率に沿ってステップモータ12
aの回転位置が制御される。ステップ16では、経過時
間Tが所定値T0に達したか否かを判定し、所定値T0に
達したら一連の切換制御を終了する。すなわち、ステッ
プ11〜ステップ15の処理は、所定時間T0が経過す
るまで繰り返し実行され、空燃比およびEGR率が図4
に示した特性に沿うように制御されるのである。
【0019】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の制御装置によれば、理論空燃比での燃
焼と希薄燃焼とを切り換える際に、空燃比の変化を十分
に緩慢なものとしてもNOxの悪化を招くことがない。
また排気還流は、NOxの悪化を回避し得る必要最少限
になされるので、運転性の悪化を防止できる。
に係る内燃機関の制御装置によれば、理論空燃比での燃
焼と希薄燃焼とを切り換える際に、空燃比の変化を十分
に緩慢なものとしてもNOxの悪化を招くことがない。
また排気還流は、NOxの悪化を回避し得る必要最少限
になされるので、運転性の悪化を防止できる。
【図1】この発明に係る制御装置の一実施例の機械的構
成を示す構成説明図。
成を示す構成説明図。
【図2】理論空燃比領域と希薄燃焼領域とを示す特性
図。
図。
【図3】等NOx曲線を示す特性図。
【図4】切換時における空燃比等の変化を示すタイムチ
ャート。
ャート。
【図5】空燃比制御の流れを示すフローチャート。
【図6】切換制御の流れを示すフローチャート。
1…内燃機関 7…燃料噴射弁 8…触媒コンバータ 10…排気還流制御弁 12…負圧制御弁 13…コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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 F02M 25/07 550 R
Claims (1)
- 【請求項1】 運転条件に応じて理論空燃比での燃焼と
希薄燃焼とを切り換えるようにした内燃機関において、
理論空燃比領域と希薄燃焼領域との間での運転条件の変
化を検出する過渡検出手段と、この過渡検出時に、空燃
比とEGR率とをパラメータとした等NOx曲線に沿う
ように空燃比およびEGR率を徐々に変化させる切換制
御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5049755A JPH06264786A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5049755A JPH06264786A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06264786A true JPH06264786A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12840007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5049755A Pending JPH06264786A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06264786A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6612291B2 (en) * | 2000-06-12 | 2003-09-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel injection controlling system for a diesel engine |
WO2015107825A1 (en) | 2014-01-15 | 2015-07-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
US9976497B2 (en) | 2014-01-23 | 2018-05-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP5049755A patent/JPH06264786A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6612291B2 (en) * | 2000-06-12 | 2003-09-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel injection controlling system for a diesel engine |
WO2015107825A1 (en) | 2014-01-15 | 2015-07-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
US9976497B2 (en) | 2014-01-23 | 2018-05-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
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