JPS61255238A - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料制御装置

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JPS61255238A
JPS61255238A JP9852885A JP9852885A JPS61255238A JP S61255238 A JPS61255238 A JP S61255238A JP 9852885 A JP9852885 A JP 9852885A JP 9852885 A JP9852885 A JP 9852885A JP S61255238 A JPS61255238 A JP S61255238A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
fuel
engine
sensor
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JP9852885A
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English (en)
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Seishi Wataya
綿谷 晴司
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/149Replacing of the control value by an other parameter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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〕 この発明は、熱放散原理に基づくエアフローセンサ(た
とえば熱線式エアフローセンサンを用いたガソリンエン
ジンの燃料噴射する場合に、特に高負荷時の空燃比精度
を改良したエンジンの燃料制御装置に関する。
〔従来の技術〕
第6図は従来のエンジンの燃料制御装置の構成を示す図
である。この第6図において、1はエンジン、2は吸気
マニホールドである。この吸気マニホールr2に電磁式
の燃料噴射弁3が設けられており、燃料噴射弁3は制御
装置8により制御されるようになっている。
また、吸気マニホールP2けサージタンク4に連結され
ており、サージタンク41′i吸気管5に連結されてい
る。吸気管5内には、絞シ弁6が配設されている。この
吸気管5には、熱線式のエアフローセンサ7が設ケられ
ている。エアフローセンサ7の出力は制御装置8に送ら
れるようにしている。 ′ また、エンジン1の回転数は回転検出器9で検出し、そ
の検出出力は制御装置Bに送るようにしている。制御装
置8はこの回転検出器9の出力とエアフローセンサ7の
出力により、燃料噴射弁3を制御するようにしている。
制御装置8は第7図に示すように構成され、エアフロー
センサ7の出力はA/Dコンバータ81でディジタル信
号に変換して、マイクロプロセッサ83に送出するよう
になっている。
また、回転検出器9の出力はインタフェース回路82を
通してマイクロプロセッサ83に送出するようになって
いる。マイクロプロセッサ83はこのように、エアフロ
ーセンサ7の出力と回転検出器9からの情報に基づいて
、所要燃料量を演算し、アンプ86で増幅した後、燃料
噴射弁3を制御するようにしている。
マイクロプロセッサ83には、RAM84、ROM85
が接続されている。RAM84は演算時に使用され、R
OM85は演算手順や制御データを記憶している。
次に動作について説明する。エンジン1が絞シ全開(W
OT)近傍以外の運転状態では、エアフローセンサ7か
ら得られる出力は、第8図の(alに示すように正常な
りップルを含んだ波形となり、この波形の面積を計算す
れば、真の吸入空気量が得られるので、マイクロプロセ
ッサ83で吸入空気量をエンジン回転数で除算した値に
基づいて燃料噴射弁3の駆動)にルス幅を制御すれば、
H[望の空燃比を制御することができる。
しかし、WOT近傍の特定回転数領域(一般的には、1
000〜3000 ppm )においては、エンジン1
からの吹返しによってエアフローセンサ7の出力波形は
第8図の(b)に示すようになシ、斜線で表わした部分
が真の空気針に対して余分に加算されてしまう。
これは熱線式のエアフローセンサ7が空気の流れ方向に
力)かわらず、吸気量として検出して出力することに起
因している。
この吹返しによる検出誤差は第9図に示すごとく、回転
数によって異なり、通常は吸気管負圧が−50mnHg
近傍から生じ、WOT領域では最大5゜チに達する。
このような大きな誤差を含む値を用いて燃料量を算出し
て噴射すると、空燃比は大幅にリッチとなり、実用に供
し得ないので、従来は第10図に示すごとく、吹返しに
よって誤差を生ずる領域aに対して、エンジンに対応し
て決まる最大空気量を上限値として(破線で示した値)
制御装置8内のROM85に記憶しておき、第8図の(
b)に示すヨウニ、この値を越えたエアフローセンサ7
の検出値を無視して、上限値でクリップすることによシ
、空燃比が過濃になるのを抑制している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、この上限値は低地(sea 1evel )
で常温において対象となるエンジンの吸入空気量特性に
合わせて設定さざるを得ないため、必然的に低地で常温
における質量流量の上限値となる。
しかるに、たとえば、大気密度の低い高地走行において
高負荷運転されると、エアフローセンサ7の出力レベル
は第8図の(e)に示すように平均値が予め定めだ上限
値に達しないため吹き返しを含む出力レベルの平均値が
そのまま燃料演算に用いられ、第11図に示すごとく、
高度に対して空燃比が大幅妬過濃になってしまうという
欠点を有している。
このように、従来、熱線式エアフローセンサを用いて4
気筒エンジンの吸入空気量を検出する場合、絞シ弁を全
開にすると吸入空気がエアフローセンサに対して吹返し
による逆流現象を生じるため、エアフローセンサは真の
吸入空気量を検出できず、出力は真の値よシ大きくなり
誤差を生じてしまう。
この誤差の値は大きいときには約50%に達するため、
そのままの値を用いて燃料量を算出すると、空燃比が大
幅にリッチとなり、エンジンの運転が不能になる。
このため、従来はエンジンの吸入空気量特性に合せて予
めエアフローセンサ出力の上限値を制御装置内のメモリ
に記憶しておき、エアフローセンサの出゛力値が吹返し
によシ異常に大きくなっても空燃比に大きな誤差が生じ
ないようにしていた。
しかし、この方法では、上限値を低地の常温近辺でエン
ジンに合せて決定するため、高地走行や高低温雰囲気で
は空燃比の誤差が大きくなるという欠点を有していた。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、大気圧(高地)や吸気温度による空燃比誤差を除
去でき、エンジンのあらゆる運転条件において、安定し
た燃焼状態を確保できるエンジンの燃料制御装置を得る
ことを目的とする。
〔問題点を解決するだめの手段〕
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、排気ガス成
分からリッチ領域の空燃比の検出が可能な空燃比センサ
を設けたものである。
〔作 用〕
この発明においては、空燃比センサを用いて空燃比が所
定値以上リッチにならないようにフィードバック制御を
行い、吸入空気の吹返しによって生じるエアフローセン
サ出力信号の異常増加があっても、空燃比センサでリッ
チ化ヲ所定値にクリップする。
〔実施例〕
以下、この発明のエンジンの燃料制御装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第1図はその一実施例の構
成全示す図であり、この第1図において、第6図と同一
部分には同一符号を付してその構成の説明を省略し、第
6図とは異なる部分を主体に述べる。
この第1図を第6図と比較しても明らかなように、第1
図では第6図の構成に新たに空燃比センサ10i設けた
ものであり、との空燃比センサ10はエンジン]の排気
ガス成分から空燃比i 1Jニアに検出可能なものであ
る。その他の構成は第6図と同様である。
この空燃比センサ10は第2図に示すように、制御装置
8内のA/Dコンノ々−夕81に出力を送出するように
している。この第2図は従来の第7図に示す制御装置に
対応するもので、この第2図の構成も第7図の構成に新
たに空燃比センサ10の出力’k A/Dコンバータ8
1に送出するように構成した点が第7図と異なるもので
あシ、その他の構成は第7図と同様である。
空燃比をリニアに検出可能なセンサとしては従来から理
論空燃比点でスイッチング特性を示すジルコニアタイプ
の酸素電池(片側が大気で他の一万が酸素ポンプの影響
を受ける排気ガスが供給される)と酸素ポンプとを組合
せたものが周知であシ、排気ガス中の成分であるNOx
、Co 中の酸素全還元して酸素電池の反大気圧側に酸
素を供給するように酸素ポンプに電圧を印加し、作動さ
せるととにより、リッチ側の空燃比をも検出できること
が確められている。この空燃比センサ10の空燃比に対
する出力電圧は第3図に示すようになっている。
以上の構成において、エンジン1が全負荷まで運転され
たときの動作を第4図のタイムチャートと第5図のフロ
ーチャートにしだがって詳細に説明する。第4図(a)
に示すごとくスロットル開度ヲ犬きくしてゆくと吸入空
気の吹返しによってエアフローセンサ7の出力が真値よ
り過大となるため、空燃比は第4図(b)の(a)のよ
うにリッチ側に犬きく変動し、燃焼不完全になるが、空
燃比センサ10によシ実際の空燃比を検出しα(たとえ
ば空燃比12)なる値に達すると、空燃比がαを中心と
して曲線(b)のように、燃料噴射弁3のノぐルス幅(
第4図(C))も(blのようにフィードバック制御さ
れるので安定な燃焼状態が確保できる。
実際の制御手順としては、第5図に示すように、ステッ
プ100で主要)ξラメータである吸入空気量Qaとエ
ンジン回転数Ne f読み込み、次のステップ101で
これらの入力情報から燃料噴射弁3の駆動ノξルス幅τ
Bk演算し、次のステップ102で空燃比センサ10の
出力が予め定めた空燃比α(たとえば12)よシ大きい
か否かを判定し、大きければ(リーン側)最終の駆動ノ
ξルス幅τはτBに決定される(ステップ104)。
もし、エアフローセンサ7が吹返しの影響を受けて、燃
料噴射弁3の駆動パルス幅τBが過大となり空燃比がα
よジ小さければ(リッチ側)、ステップ105で第4図
(e)のように、フラグをセットし、ステップ106で
第4図(d)のように、積分補正項(CFB) ’e4
Xさい側にシフトさせてゆき、ステップ1.08〜11
0で第4図(c)のように、インジェクタの駆動ノぐル
ス幅τC=τB X CFBとして空燃比をリーン側に
シフトさせる。
その結果、空燃比はαよりも太キ<(リーン側)なると
、ステップ102〜107で積分補正項(CpB)’e
第4図(dlのように大きくしてゆきリッチ側にシフト
させる。
この動作が繰返されて、実際の空燃比は前述のように空
燃比αを中心にフィードバック制御される。この動作は
フィートノセック制御による燃料噴射弁3の駆動パルス
幅τCが、吸入空気量Qaと回転数Neから算出された
燃料噴射弁3の駆動ノクルス幅τBよジも小さい間継続
し、τCがτBよりも大きくなると、ステップ111で
フラグがリセットされて燃料噴射弁3はτBなる)ぐル
ス幅で制御される。
以上の説明において、リッチ側の空燃比がリニアに検出
可能な空燃センサ10を用いてフィートノセック制御を
行なわせたが、空燃比センサ10の特性としては所定空
燃比(たとえば12)でスイッチング的に出力が反転す
るものを用いても同様の効果が得られることは言うまで
もない。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したとおり、リッチ側の空燃比を
空燃比センサで検出して、エンジンの全開領域における
吸入空気の吹返し現象に伴う空燃比誤差を抑制するよう
にしたので、エンジンのあらゆる運転条件において安定
な燃焼状態全確保できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のエンジンの燃料制御装置の一実施例
の全体の構成を示す図、第2図は第1図のエンジンの燃
料制御装置における制御装置の内部構成を示すブロック
図、第3図はこの発明のエンジンの燃料制御装置におけ
る空燃比センサの特性図、第4図はこの発明の詳細な説
明するためのタイムチャート、第5図はこのエンジンの
燃料制御装置の動作の流れを示すフローチャート、第6
図は従来のエンジンの燃料制御装置の全体の構成を示す
図、第7図は第6図のエンジンの燃料制御装置忙おける
制御装置の内部構成を示すブロック図、第8図は第6図
のエンジンの燃料制御装置におけるエアフローセンサの
特性図、第9図/fi第6図のエンジンの燃料制御装置
におけるエアフローセンサの検出誤差を示す図、第10
図は同上エアフローセンサのエンジンの回転数に対する
出力特性図、第11図は従来のエンジンの燃料制御装置
における同上エアフローセンサによる高度に対する誤差
を示す図である。 1・・・エンジン、3・・・燃料噴射弁、6・・・絞シ
弁、7・・・エアフローセンサ、8・・・制御装置、9
・・・回転検出器、10・・・空燃比センサ。 なお、図中同一符号は同一またけ相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雉 第1図 2:可V薩マニホールド 3ニス′?9→螺I碑弁 4:ザー7タノク 5:槻砦管 6:重文り弁 7:エアフローセンサ 9:回畢T不灸用型 1〇二空ip’几13ン“iブー セl對報袂寸月砕騎目 第11図 (m)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンの吸入空気量を熱放散原理に基づき検出するエ
    アフローセンサ、上記エンジンの排出ガス成分に基づき
    リッチ側の空燃比を検出する空燃比センサ、上記エンジ
    ンに燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁、上記空燃比セ
    ンサの信号が予め定められた所定値よりもリーンを示す
    ときは上記エアフローセンサの信号を主パラメータとし
    て上記燃料噴射弁の開弁時間を制御しかつ上記空燃比セ
    ンサの信号が上記所定値よりもリッチを示すときは上記
    空燃比センサの信号に基づいて空燃比が上記所定値にな
    るようにフィードバック制御する制御装置を備えてなる
    ことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
JP9852885A 1985-05-07 1985-05-07 エンジンの燃料制御装置 Pending JPS61255238A (ja)

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PCT/JP1986/000146 WO1986006792A1 (en) 1985-05-07 1986-03-27 Fuel controller for engine
DE8686902028T DE3663380D1 (en) 1985-05-07 1986-03-27 Fuel controller for engine
EP19860902028 EP0222019B1 (en) 1985-05-07 1986-03-27 Fuel controller for engine

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JP (1) JPS61255238A (ja)
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