JPH01117958A

JPH01117958A - 内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法

Info

Publication number: JPH01117958A
Application number: JP27537487A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Kawanabe; 川鍋　智彦; Takanori Shiina; 椎名　孝則; Kaoru Aoki; 薫青木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-05-10

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）本発明は内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法
に関し、特にΛＣジェネレータの調整電圧に応じて供給
空燃比を適切に制御する制御方法に関する。

（従来技術及びその問題点）従来、内燃エンジンの空燃比フィードバック制御運転領
域における運転時に、当該エンジンの排気系に配置され
る排気ガス濃度検出器の出力に応じて変化する係数及び
該係数の平均値の少なくとも一方を用いて前記エンジン
に供給する混合気の空燃比を制御する内燃エンジンの空
燃比フィードバック制御方法が本出願人により既に開示
されている（例えば特開昭６０−２３３３２８号公報）
。

この制御方法はエンジンがフィードバック制御運転領域
又は該フィードバック制御運転領域以外のいずれの領域
において運転されているか並びにフィードバック制御運
転領域のうちアイドル運転領域及び該アイドル運転領域
以外の領域のいずれの領域で運転されているかを検出し
、エンジンが前記アイドル運転領域又は該アイドル運転
領域以外の領域で運転されているとき、それぞれの領域
で得られた前記係数の平均値を各領域毎に算出してその
値を記憶し、エンジンがこれらの運転領域に移行したと
き、前記係数として当該移行先の運転領域で記憶された
前記平均値を用いて空燃比フィードバック制御を開始す
ることを特徴とするものであり、これにより、フィード
バック制御の開始時における初期値を適正値に設定し、
フィードバック制御の精度を向上させるようにしている
。

しかしながら、この制御力法は、内燃エンジンの運転状
態に応じて調整電圧の設定可能なΛＣジェネレータを備
えた内燃エンジンに適用された場合には、フィードバッ
ク制御の良好な精度を確保できないという問題点を有し
ていた。

即ち、このタイプの内燃エンジンにおいては、ΛＣジェ
ネレータの調整電圧が変化した場合、これに伴ってエン
ジンの負荷状態が変化するため、同一のフィードバック
制御運転領域内でも前記係数及び該係数の平均値が変動
する。このため、ΛＣジェネレータの調整電圧がフィー
ドバック制御終了時と当該フィードバック制御運転領域
への復帰時とで異なる場合等において、該フィードバッ
ク制御の開始時における前記係数の初期値を前記係数又
は該係数の平均値に設定した場合、該係数又は該係数の
平均１１αが変動するため、前記初期値を適正値に設定
できず、したがってこの時の制御の過渡応答性が良くな
いためにフィードバック制御の精度が低下してしまう。

特に、エンジンがアイドル運転領域にある場合には、Λ
Ｃジェネレータの調整電圧の変化によるエンジンの負荷
状態の変化が大きく、これに応じて前記係数の平均値も
大きく変動するため、上記問題点はより顕著となる。

（発明の目的）本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、調整電圧の設定可能なΛＣジェネレータ
を備えた内燃エンジンのフィードバック制御運転領域へ
の移行時における過渡応答性を向上させ、もってフィー
ドバック制御の精度を向上させることができる内燃エン
ジンの空燃比フィードバック制御方法を提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、内燃エンジンの運転
状態に応じて１１１整電圧の設定可能なΛＣジェネレー
タを備えた前記エンジンの空燃比フィードバック制御運
転領域における運転時に、当該エンジンの排気系に配置
される排気ガス濃度検出器の出力に応じて変化する係数
の平均値を少なくとも用いて前記エンジンに供給する混
合気の空燃比をフィードバック制御する内燃エンジンの
空燃比フィードバック制御方法において、前記設定した
調！１電圧に応じた算出速度で前記平均値を算出するよ
うにしたものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の制御方法を適用した燃料供給制御装置
の全体構成図であり、符号ｌは例えば４気筒の内燃エン
ジンを示し、エンジンｌには吸気管２が接続され、吸気
管２の途中にはスロットル弁３が設けられている。スロ
ットル弁３にはスロットル弁開度センサ（以下ｒ　ＯＴ
ｌｌセンサ」という）４が連結されてスロットル弁の弁
開度を電気的信号に変換し電子コントロールユニット（
以下「ＥＣＵＪ　という）５に送るようにされている。

吸気管２のエンジンｌとスロットル弁３間には燃料噴射
弁６が設けられている。この燃料噴射弁６は吸気管２の
図示しない吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられてお
り、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されている
と共にＥＣＵ３に電気的に接続されて、ＥＣＵ３からの
信号によって燃料噴射の開弁時間が制御される。

一方、スロットル弁３の下流には管７を介して吸気管内
絶対圧センサ（以下［ＰＢ＾センサＪという）８が設け
られており、このＰｎ＾センサ８によって電気的信号に
変換された絶対圧信号は前記ＥＣＵ３に送られる。また
、その下流には吸気温センサ（以下「Ｔ＾センサ」とい
う）９が取り付けられており、この１゛＾センサ９も吸
気温度を電気的信号に変換してｌＥＣＵ３に送るもので
ある。

エンジン１本体にはΛＣジェネレータ（以下ｒＡｃＧＪ
という）１７が接続されている。該へ〇Ｇ１７の調整電
圧は、ＥＣＵ３により高電圧（例えば１４．５Ｖ）及び
低電圧（例えば＋２．５Ｖ）　（７）いずれかに切り換
えられ、図示しない回路により該切り換えられた電圧値
に調整されるようになっている。以Ｆ、ΛＣＧ１７の上
記電圧調整モードをそれぞれ１４．５Ｖモード、＋２，
５Ｖモードという。

エンジン本体１にはエンジン冷却水温センサ（以下［１
゛ＷセンサＪという）１０が設けられ、この’ｌ’　ｗ
センサ１０はサーミスタ等から成り、冷却水が充満した
エンジン気筒周壁内に挿着されて、その検出水温信号を
ＥＣＵ３に供給する６工ンジン回転数センサ（以１；ｒ
Ｎ６センサ」という）１１がエンジン１の図示しないカ
ム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられており、ＴＤ
Ｃ信号、即ちエンジンｌのクランク軸の１８０’回転毎
に所定のクランク角度位置で１パルスを出力し、このパ
ルス（以下ｒ’ｒｏｃ信号パルス」という）をＥＣＵ３
に供給する。

エンジンｌの排気管１２には三元触媒１３が配置され、
排気ガス中のＩＩＣ，Ｇｏ、ＮＯｘ成分の浄化作用を行
なう。この三元触媒１３の上流側には排気ガス濃度検出
器としての０２センサ１４が排気管１２に挿着され、こ
の０２センサＩ４は排気ガス中の酸素濃度を検出しその
検出値信号をＥＣＵ３に供給する。更に、ＥＣＵ３には
、電気負荷による負荷電流を検出する電気負荷センサ１
５、車速を検出する車速（Ｖ）センサ１６が接続されて
おり、これらの検出信号が供給される。

ＥＣ：Ｕ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、
電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデ
ジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路５ａ
、中央演算処理回路（以下ｒＣＰＵＪという）５ｂ、Ｃ
ＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結果
等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射弁６に駆動信
号を供給する出力回路５（１等から摺成される。

ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づ
いて、フィードバック制御運転領域やオープンループ制
御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別するとと
もに、エンジン運転状態に応じ、次式（１）に基づき、
前記”ｌ’　Ｄ　Ｃ信号パルスに同期する燃料噴射弁６
の燃料噴射時間’ｒｏｕτを演算する。

Ｔｏｏｒ＝ＴｉＸＫｏ２ＸＫＩ十に２−（１）ここにＴ
ｉは基本燃料噴射時間を示し、例えば吸気管内絶対圧Ｐ
Ｈ＾及びエンジン回転数Ｎｅに応じて、前述の記憶手段
５Ｃに記憶された図示しないＴｉマツプから算出される
。ＫＯ２は後述するＫＯ２算出サブルーチン（第２図）
より算出される０２フイードバツク補正係数である。又
、Ｋ！及びに２は夫々各種エンジンパラメータ信号に応
じて演算される補正係数及び補正変数であり、エンジン
運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の緒特
性の最適化が図られるような所要値に設定される。

ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料噴射時間’ｒ
ｏｕｒに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を
出力回路５ｄを介して燃料噴射弁６に供給する。

また、ＣＰＵ５ｂは電気負荷センサ１５、Ｖセンサ！６
及びＴｗセンサｌＯ等からの出力信号に応じて八〇Ｇ１
７の調整電圧を設定し、該設定に基づいてその切換信号
をΛＣＯＬ　７に供給する。

第２図は０２フイードバツク補正係数ＫＯ２の算出サブ
ルーチンのフローチャートを示す。本プログラムはＴＤ
Ｃ信号パルスの発生毎に、これと同期して実行される。

まず０２センサ１４の活性化が完了しているか否かを判
別する（ステップ２０Ｉ）。即ち、０２センサ１４の内
部抵抗検知方式によって０２センサ１４の出力電圧が活
性化開始点Ｖｘ（例えば０．６Ｖ）に至ったか否かを検
知し、Ｖｘに至ったとき活性化されていると判定する。

その答が否定（ＮＯ）である場合にはＫＯ２を１．０に
設定して（ステップ２０２）本プログラムを終了し、ｌ
′を定（Ｙｅｓ）の場合は、エンジン１がオーブンルー
プ制御運転領域（オーブン域）で運転されているか否か
を判別する（ステップ２０３）。このオープンループ制
御運転領域は、内燃エンジンの全負荷域、低回転数域、
高回転数域及び混合気リーン化域等である。

ステップ２０３の答が冴定（Ｙｅｓ）であれば前記と同
様にＫＯ２を１．０に設定して（ステップ２ｏ２）本プ
ログラムを終了し、従来知られているように前記式（１
）の補正係数に１を運転状態に応じた値に設定し、これ
を適用してオープンループ制御を行う。

一方、ステップ２０３の答が否定（Ｎｏ）のときにはエ
ンジンｌの運転状態がフィードバック制御運転領域にあ
ると判別し、フィードバック制御を行う。まず０２セン
サ！４の出力レベルが反転したか否かを判別しくステッ
プ２ｏ４）、その答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちｏ２センサ
Ｉ４の出力レベルが反転したときには比例制御（Ｐ項制
御）を行う。即ち、０２センサ１４の出ノルベルがロー
レベル（ｆｆＯＷ）であるか否かを判別しくステップ２
ｏ５）、その答が肯定（Ｙｅｓ）のときには記憶手段５
ｃに記憶されたＮｅ−ＬＰＲテーブルよりエンジン回転
数Ｎｅに応じた所定時間ｔ、ＰＲを求める（ステップ２
０６）。この所定時間ｔｒＲは、後述する第２の補正値
Ｐｇの適用周期を全エンジン回転域にわたって一定に保
つためのものであり、したがってエンジン回転数Ｎｅが
大きいほど小さい値に設定される。

次に、第２の補正値Ｐｖの前回適用時から前記所定時間
ＬＰＲが経過したか否かを判別する（ステップ２０７）
。その答がｐｔ定（Ｙｅｓ）のときには記憶手段５ｃに
記憶されたＮｅ−［’Ｒ子テーブルりエンジン回転数Ｎ
ｅに応じた第２の補正値Ｐｌ！を求め（ステップ２０８
）　、否定（Ｎｏ）のときには、Ｎｅ−ＰＲ子テーブル
は別個に記憶手段５ｃに記憶されたＮｅ−Ｐテーブルよ
りエンジン回転数Ｎｅに応じた第１の補正値Ｐを求める
（ステップ２ｏ９）。

該第１の補正値Ｐは前記第２の補正値Ｐｌ！より小さい
値に設定されている。次に、補正係数ＫＯ２に補正値Ｐ
ｉ、即ち第１の補正（（ｉＰまたは第２の補正値Ｐｖを
加算する（ステップ２１Ｏ）。前記ステップ２０５の答
が否定（Ｎｏ）のときには、前記ステップ２０９と同様
にＮｅ−Ｐテーブルよりエンジン回転数Ｎｅに応じた第
１の補正ｔＵＩ’を求め（ステップ２１１）、補正係数
ＫＯ２から当該補正値Ｐを減算する（ステップ２１２）
　。

このようにして０２センサ１４の出力信号の反転時に、
この反転を補正する方向のエンジン回転数Ｎｅに応じた
第１の補正値Ｐ又は第２の補正値ＰＲを補正係数ＫＯ２
に加算又は減算する。

このようにして求めた補正係数ＫＯ２の値を使用して次
式（２）に基づいてＫＯ２の平均値ＫＲＥＦを算出しく
ステップ２１３）、メモリに記憶する。この平均［ＫＲ
ＥＦは、後述するＫＩ！εＦ算出サブルーチン（第３図
）に基づき、今回ループがアイドル運転領域以外のフィ
ードバック制御運転領域に該当するときにはＫＲＥＦＩ
またはＫＲＥＦ２が算出され、アイドル運転領域に該当
するときには更にΛＣ：Ｇ　ｌ　７の電圧調整モードが
１２゜５Ｖモードまたは１４，５Ｖモードのいずれであ
るかに応じてＫＲＥＦＯ１２，５またはＫｉ！１ｐｏｎ
、ｓが電圧調整モードごとに算出される。

Ｋ＊Ｅｐｎ＝ＣｎＸＫｏ２ｐ＋　（１−Ｃｎ）ｘＫ＊ｉ
：ｐｎ’　−（２）ここに、値ＫＯ２Ｐは比例項（Ｐ項）動作直前または直
後のＫＯ２の値、Ｃｎは各運転領域毎及び電圧調整モー
ド毎に実験的に適当な値（０＜Ｃｎ（１）に設定される
変数、Ｋｌ！εＦｎ’は今回ループが該当する運転領域
及び電圧調整モードにおいて前回までに得られたＫＯ２
の平均値である。

変数Ｃｎの値によって各Ｐ項動作時のＫＯ２ＰのＫｌ！
ＥＦＩＩに対する割合が変化し、即ち平均値Ｋｌ！εＦ
ｎの算出速度が変化するので、このＣｎ値を、対象とさ
れる空燃比フィードバック１１１制御装置、エンジン及
びΛＣＧ等の仕様に応じて適当な値（０＜Ｃｎ＜１）に
設定することにより、最適なＫｌ！ＥＦｎ（ＫＲＩ：Ｆ
ＯＩ２．５．　ＫＲＥＦＯ１４，５，Ｋｌ！ＥＦＩまた
はＫｌ！ＥＦ２）を得ることができる。

このように算出されたＫＯ２の平均ｔａＫｔ：ｔｐｎは
、エンジンｌがフィードバック制御運転領域に移行した
時に、該当する運転領域に応じて、更に該運転領域がア
イドル運転領域のときには電圧調整モードに応じて、当
該フィードバック制御運転領域における制御の開始時の
補正係数ＫＯ２の初期値として設定される（図示省略）
。

前記ステップ２０４の答が否定（Ｎｏ）、即ちＯ２セン
サ１４の出力レベルが反転していないときには、ステッ
プ２１４以下において積分制御（１項制御）を行う。ま
ず、０１ｊ記ステツプ２０５と同様に、０２センサ１４
の出力レベルがローレベルであるか否かを判別する（ス
テップ２１４）。その答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、即ち
０２センサ１４の出力レベルがローレベルのときには’
ｌ’　Ｄ　Ｃ信号パルス数をカウントしくステップ２１
５）、そのカウント数ＮＩＬが所定（１１Ｎ１に達した
か否かを判別する（ステップ２１６）。このステップ２
１６の答が否定（ＮＯ）のときには補正係数ＫＯ２をそ
の直前の値に保持しくステップ２１７）、Ｆ′？定（Ｙ
ｅｓ）のときには係数ＫＯ２に所定値Δｋを加算する（
ステップ２１８）と共に、前記カウント数ＮＩＬをＯに
リセットして（ステップ２１０）　、ＮＩＬがＮ＋に達
する毎にＫＯ２に所定値Δｋを加算する。

また、ステップ２１４の答が否定（ＮＯ）のときには′
Ｉ″ＤＣ信号パルス数をカウントしくステップ２２０）
　、そのカウント数Ｎ！１１が所定値ＮＩに達したか否
かを判別しくステップ２２１）　、その答が否定（ＮＯ
）のときには補正係数ＫＯ２をその直前の値に保持する
（ステップ２２２）。

ステップ２２１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときには、補正
係数ＫＱ２から所定値Δｌ（を減算する（ステップ２２
３）と共に前記カウント数Ｎｉｏを０にリセットシ（ス
テップ２２４）、このカウント数Ｎｏｔが所定値ＮＩに
達する毎に係数ＫＱ２から所定Δｋを滅笠する。

このようにして０２センサ１４の出力がリーン又はリッ
チレベルを持続する時には、これを補正する方向に’Ｉ
’　Ｄ　ＣｔＲ号パルスが所定のＮ＋回発生する毎に補
正係数ＫＯ２に一定値Δｋを加算または減算する。

第３図は、第２図のステップ２１３で実行されるＫＲＥ
ＦＷ出サブルーチンのフローチャートを示す。

まず、ステップ３０１ではエンジンｌがアイドル運転領
域にあるか否かを判別する。この判別は、例えばエンジ
ン回転数Ｎｅが所定値以下且つ吸気管内絶対圧ＰＢ八が
所定値以下であるか否かを判別することによって行われ
る。ステップ３０１の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちエンジ
ンｌがアイドル運転領域にあるときには、ダウンカウン
タから成るＴＦＲＴＩ＋タイマのカウント値を所定時間
ＴＦ！ｌＴ１１にセットして、これをスター１〜させ（
ステップ３０２）、次いでΛＣＧｌ　７の電圧調整モー
ドが１２．５Ｖモードであるか否かを判別する（ステッ
プ３０３）。この答がｌ’を定（Ｙｅｓ）、即ち八〇Ｇ
１７の電圧調整モードが１２．５Ｖモードであるときに
は、前記式（２）に基づき、アイドル運転時の１２．５
Ｖモード用のＫＯ２の平均値Ｋｌ！ＥＦＯＩ２．５を算
出する（ステップ３０４）一方、否定（Ｎｏ）、即ちΛ
ＣＧｌ　７の電圧調整モードが１４．５Ｖモードである
ときには、前記式（２）に基づき、アイドル運転時の１
４，５Ｖモード用のＫｏ２のｓ（ｌ均値ＫＲＥＦＯ１４
，５を算出して（ステップ３０５）本プログラムを終了
する。

以上のように、エンジン１のアイドル運転時においてＫ
Ｏ２の平均値ＫＲεＦがΛＣＧｌ　７の電圧調整モード
毎に、該調整電圧に応じた算出速度で算出及び記憶され
るとともに、該記憶された平均値Ｋｌ！ＥＦが、エンジ
ンｌのアイドル運転領域への復帰時に、この時に該当す
る電圧調整モードに応じて補正係数ＫＯ２の初期値とし
て設定されるので、アイドル運転時における八〇Ｇ１７
の調整電圧の変化にかかわらず、該ＫＯ２の初期値を適
正値に設定でき、したがってこの時のフィードバック制
御の過渡応答性を向上させることができる。

ｎ；１記ステツプ３０１の答が否定（ＦＪｏ）、即ちエ
ンジンｌがアイドル運転領域以外のフィードバック制御
運転領域にあるときには、前記ステップ３０２でスター
トさせたＴＦＢＴＩ＋タイマのカウント値ＴＦＢＴＩ＋
が［０に等しいか否かを判別する（ステップ３０６）。

この答が否定（Ｎｏ）のときには前記式（２）に基づき
ＫＯ２の平均値ＫＲＥＦ２を算出して（ステップ３０７
）本プログラムを終了する。即ち、ＫＯ２の平均（（（
ＫＲＥＦ２はエンジン１がアイドル運転領域から該アイ
ドル運転領域以外のフィードバック側御運転領域へ移行
した場合であって、該移行後に所定時間ｊ　ＦＢＴＩ瞥
が経過するまでの間にのみ算出される。

０；１記ステツプ３０６の答が肯定（Ｙｅｓ）のときに
は、スロットル弁開度（？ＴＩＩが所定値ＯＦｃより小
さいか否かを判別する（ステップ３０８）。この答が否
定（Ｎｏ）、即ち０丁１１≧Ｏｒｃが成立し、したがっ
てスロットル弁３が全開状態にないときには、前記式（
２）に基づきＫＯ２の甲均ＩＱ　Ｋ　ＲεＦ＋を算出し
くステップ３０９）、肯定（Ｙｅｓ）、即ちスロットル
弁３がほぼ全閉状態にあるときには平均値Ｋｌ！εＦの
算出を行わず、そのまま本プログラムを終了する。即ち
、ＫＯ２の甲均１１αＫＲＥＦＩは、エンジンｌがアイ
ドル運転領域から該アイドル運転領域以外のフィードバ
ック制御運転領域への移行後、所定時間ｔ　ＦＢＴＩ＋
が経過し、且つスロットル弁３が全閉状態にないときに
算出される。

（発明の効果）以上詳述したように本発明は、内燃エンジンの運転状態
に応じて調整電圧の設定可能なΛＣジェネレータを備え
たＯ；１記エンジンの空燃比フィードバック制御！運転
領域における運転時に、当該エンジンの排気系に配置さ
れる排気ガス濃度検出器の出力に応じて変化する係数の
平均値を少なくとも用いて前記エンジンに供給する混合
気の空燃比をフィードバック制御する内燃エンジンの空
燃比フィードバック制御方法において、前記設定した調
整電圧に応じた算出速度で前記平均値を算出するように
したものであるので、調整電圧の設定可能なΛＣジェネ
レータを備えたエンジンのフィードバック制御運転領域
への移行時における過渡応答性を向上させることにより
、フィードバック制御の精度を向上させることができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を適用する燃料供給制御装置
の全体構成図、第２図はｏ２フィードバック補正係数Ｋ
Ｏ２の算出サブルーチンのフローチャート、第３図は０
２フイードバツク補正係数ＫＯ２の平均値１（ＲεＦの
算出サブルーチンのフローチャートである６１・・・内燃エンジン、１４・・・ｏ２センサ（排気ガ
ス濃度検出器）、１７・・・ΛＣジェネレータ（ΛＣＧ
）　、ＫＯ２・・・０２フイードバツク補正係数（係数
）、ＫＲＥＦ・・・ＫＯ２の平均値（係数の平均値）。

Claims

【特許請求の範囲】

１、内燃エンジンの運転状態に応じて調整電圧の設定可
能なΛＣジェネレータを備えた前記エンジンの空燃比フ
ィードバック制御運転領域における運転時に、当該エン
ジンの排気系に配置される排気ガス濃度検出器の出力に
応じて変化する係数の平均値を少なくとも用いて前記エ
ンジンに供給する混合気の空燃比をフィードバック制御
する内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法にお
いて、前記設定した調整電圧に応じた算出速度で前記平
均値を算出することを特徴とする内燃エンジンの空燃比
フィードバック制御方法。