JPH02211344A - エンジンの空燃比制御装置 - 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】 （′ｆＩｉ業上の利用分野） 本発明はエンジンの空燃比制御装置に関するものである
。

（従来技術） 一般にエンジンにおいては、第６図に示すようにエンジ
ン負荷等に関連して特定運転領域で燃料量のフィードバ
ック制御により空燃比を理論空燃比に収束せしめる空燃
比制御を行なう一方、アイドル運転時には吸入空気量の
フィードバック制御によりエンジン回転数をエンジン負
荷に対応して設定される目標回転数に収束せしめるアイ
ドル制御を行なうようにしている。

ところが、このよう１′：アイドル制９＋＋と空燃比制
御が同時に行なわれるものにおいては、例えば外部負荷
の投入によりエンジンの目標回転数が上昇した場合には
吸入空気量の増ｍＩＡ整によりエンジンの実回転数を高
めてこれを目標回転数に収束せしめるべくアイドル制御
が行なわれる訳であるが、その一方で空燃比制御に関連
してエンジン回転数の変動が生じているところから、こ
の空燃比制御による回転変動の影響を受けてハンチング
が発生し、エンジン回転数の安定に時間がかかるという
問題があった。

このような問題に対処するひとつの方法として、例えば
特公昭５６−７０５１号公報に開示される如く、アイド
ル運転時には空燃比のフィードバック制御を停止するこ
とが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このようにアイドル運転時に空燃比のフィー
ドバック制御を停止するようにした場合には、アイドル
運転中での外部負荷投入時におけるエンジン回転数の安
定化は図れるものの、空燃比の制御精度が大きく低下し
エミッション特性等に悪影響を与えるおそれがあり、エ
ンジンの運転特性全体から見た場合好ましいものとは言
い難い。

そこで本発明は、アイドル運転領域における空燃比制御
精度をさほど低下させることなく外部負荷の変化に伴な
うエンジンの回転変動を効果的に抑制し得るようにした
エンジンの空燃比制御装置を提供せんとするものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明では係る課題を解決するための手段として、エン
ジンの特定運転領域で空燃比のフィードバック制御を行
なうようにしたエンジンの空燃比制御装置において、少
なくともアイドル運転時において外部負荷が変化した時
、該外部負荷変化時から一定時間だけ空燃比フィードバ
ック制御を停止しフィードバック補正係数を１．０に固
定してオープンループ制御を行なわしめる制御手段を備
えたことを特徴とするものである。

（作　用） 係る構成とした本発明では、 （１）外部負荷が変化した時一定時間だけ空燃比のフィ
ードバック制御が停止されるものであるため、空燃比制
御領域中におけるフィードバック制御停止時間をできる
だけ少なく抑えることができる、 （２）外部負荷の変化時から一定時間はフィードバック
補正係数を１．０に固定したオープンループ制御が行な
われるため、該一定時間経過後フィードバック制御が再
開される場合、リーン側あるいはリッチ側のいずれの方
向への制御にも素早やく対応することが可能となる、 （３）外部負荷の変化時には空燃比のフィードバック制
御が停止され空燃比制御に基づく回転変動が排除される
ため、アイドル制御による回転数制御が容易且つ効率良
く行なわれ、回転数のハンチングあるいはオーバシュー
ト、アンダーシュートが可及的に抑制される、 等の作用が得られる。

（発明の効果） 従って本発明のエンジンの空燃比制御装置によれば、 （＋）　　外部負荷の変化時における空燃比のフィード
バック制御期間の短縮が可及的に短期間に抑えられると
ともに、フィードバック制御復帰時における空燃比制御
の応答性が良好ならしめられるところから、空燃比制御
精度が高水準に維持される、（２）外部負荷の変化時に
空燃比に基づくエンジン回転数の変動が排除されるとこ
ろから、アイドル制御によるエンジン回転数の制御が容
易且つ効率良く行なえ、回転の安定化が促進される、等
の効果が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第５図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

第１図１こは本発明の実施例に係る空燃比制御装置を備
えた自動車用エンジンの吸・排気系システム図が示され
ており、同図において符号１はエンジン、２は吸気通路
、３は排気通路、４はエアクリーナ、５は吸入空気ｍを
検出するエアフローメータ、６はスロットルバルブであ
り、該スロットルバルブ６の開度はスロットルセンサ１
２によって検出される。また符号７はエンジン回転数を
検出するディストリビュータ、８はクランク角センサ、
９はインジェクター　！０は水温センサ、ｌＩは排気ガ
ス中の酸ｔａ度を検出する０、センサである。

さらに、上記吸気通路２には、上記スロットルバルブ６
をバイパスするバイパスエア通路１３が設けられ、゛ま
たこのバイパスエア通路１３にはデユーティ制御により
該バイパスエア通路１３の通路を開閉するバイパスエア
バルブ１４が備えられている。そして、このバイパスエ
アバルブ１４が後述するコントロールユニット２０から
のバイパスエア信号Ｂ、を受けて開閉しバイパスエアｍ
を増減させることにより、エンジンｌのアイドル回転数
が上昇あるいは降下し所定の目標回転数に収束せしめら
れるものである。

また、上記コントロールユニット２０は燃料制御及び回
転数制御を行なうためのものであって、該コントロール
ユニット２０には制御要素信号として、吸入空気量信号
Ａ１とスロットル開度信号Ａ、とエンジン回転数信号Ａ
３とクランク角信号Ａ４と水温信号Ａ、及び酸素濃度信
号Ａ、がそれぞれ入力される。そして、このコントロー
ルユニットはこれら各入力信号に基いて燃料供給制御と
空燃比制御及びアイドル制御を行なうべく燃料供給信号
Ｉ３ｔとバイパスエア信号Ｂ、をそれぞれ出力する。

これら各制御についてはそれぞれ後でフローチャート（
第２図ないし第４図）に基いて詳述するが、それに先立
って第５図に基き空燃比制御とアイドル制御の二つの制
御について具体的に説明する。

この実施例のものにおいては、吸入空気量及びエンジン
回転数がそれぞれ所定値以下でしかも冷却水温が所定値
以上の運転領域（空燃比フィードバック制御ゾーンであ
り、以下０．Ｆ’／ｎゾーンという）で空燃比のフィー
ドバック制御を行なうとともに、エンジン回転数が所定
値以下でしかもスロットルバルブ６がアイドル開度であ
る運転領域（アイドルスピードコントロールゾーンであ
り、以下ｌＳＣ制御ゾーンという）ではエンジン回転数
のフィードバック制御を行なうようになっている。従っ
て、・第５図に示すようにｌＳＣ制御ゾーンにおいては
空燃比のフィードバック制御とエンジン回転数のフィー
ドバック制御とが同時に並行して行なわれることがあり
得る。このようにフィードバック制御による空燃比制御
とアイドル制御とが並行して行なわれている運転状態下
において、例えばエアコンスイッチの投入等により外部
負荷が増大変化した場合、該外部負荷の変化に対応して
エンジンの目標回転数が上昇しこれに伴って吸入空気ｍ
が増量補正され、エンジンＩの実回転数が目標回転数に
収束せしめられる訳であるが、この場合に空燃比のフィ
ードバック制御が並行して行なわれているとこの空燃比
制御によるエンジン回転数の変動の影響を受けてハンチ
ングが発生し、実回転数の目標回転数への収束に時間が
かかることは既述の通りである。そこで、この実施例で
は本発明を適用して、外部負荷が変化した時には一定時
間だけ空燃比のフィードバック制御を停止し、そのフィ
ードバック補正係数を所定値に固定したオープンループ
制御とし、該空燃比制御によるエンジン回転数の変動を
排除しもって実回転数の目標回転数への収束性を高める
ようにしたものである。さらに、この場合におけるフィ
ードバック補正係数を１．０に固定し、上記一定時間経
過後のフィードバック制御再開時にリーン側とリッヂ側
のいＶれの方向への制御にも応答性良く制御が行なえる
ようにしたものである。

以下、第２図ないし第４図のフローチャートに従って上
記各制御の実際を説明する。

この実施例のものにおいては制御フローとして、始動時
制御を行なうメインルーチン（第２図参照）と、空燃比
制御とアイドル制御とを行なう割込み用サブルーチン（
第３図）と、燃料供給制御を行なう割込み用サブルーチ
ン（第４図参照）とを用意している。

第２図に示すメインルーチンでは、先ず燃料の始動時増
量を見込んだ基本燃料パルス＋ｌＪＴ　ｐを与える（ス
テップＳυとともに、バイパスエアバルブに吸入空気量
の始動時増ｍを見込んだ始動デユー゛ティ値を出力する
（ステップＳ、）。さらに燃料のフィードバック係数Ｃ
ＢＦを１．０に設定する（即ち、燃料補正を行なわない
状態とする）とともに、カウンタを０に初期設定する（
ステップＳ、）。尚、このカウンタは、負荷変化時に空
燃比のフィードバック制御を停止さＵ・るためのタイマ
ーである。

次に、制御の前提となる各種要素の読込みを行なう（ス
テップＳ４）。ここでは、エンジンの運転状態判断用に
水温センサとスロットルセンサとＯ、センサの各出力値
を、また外部負荷の投入判断用にエアコンスイッチとヘ
ッドランプスイッチとファンスイッチとパワステスイッ
ヂの０Ｎ−０１？’Ｆ信号をそれぞれ読み込む。そして
、エンジン始動後、これら各種要素の読込みは繰り返え
して行なわれ、常に最新の情報が用意される。

第３図に示すサブルーチンでは、空燃比制御とアイドル
制御が行なわれる。即ち、先ず割込み後、負荷スイッチ
の０Ｎ−ＯＦＦ；’変化を判定する（ステップＱ、）。

判断の結果、今回負荷スイッチの０Ｎ−ＯＦＦ’変化が
あった時には、カウンタを所定値（即ち、空燃比、のフ
ィードバック制御を停止される時間）に設定しくステッ
プＱ、）、以後該カウンタが０になるまでの間フィ−ド
バック補正係数ＣＩ？Ｂを１．０に固定してオープンル
ープ制御を行なう（ステップＱ、、Ｑ５）。一方、判断
の結果、０Ｎ−ＯＦ＋？変化がなかった時（ＯＮ状態の
ままあるいはＯＩ？Ｆ状態のままである時）には上記カ
ウンタが０になるまでこれを順次デクリメントする（ス
テップＱ、。）。従って、外部負荷の変化があった時に
は、Ｏ＊　Ｆ　／　Ｂゾーンであるか否かにかかわらず
フィードバック補正係数ＣＦＢが１．０に設定され、こ
れにより空燃比制御に基づくエンジン回転数の変動が排
除されることになる。

一方、上記カウンタが０になった時（即ち、フィトバッ
ク制御の再開が可能となった時）には、先ずステップＱ
４においてＯｔＦ／Ｉ３ゾーンかどうかを判定する。こ
のＯＦＦ’／［３ゾーンの判定は上述のように吸入空気
ｍとエンジン回転数と水温とによって行なわれる。そし
て、判定の結果、０゜Ｆ／［３ゾーンでない場合には上
記フィードバック補正係数ＣＦＢを１．Ｏに固定してオ
ープンループ制御を行なう（ステップＱａ）。これに対
して、０！Ｆ／ｎゾーンと判定された場合には、Ｏ，セ
ンサの出力値をパラメータとした実回転数ＣＦ’ＢのＰ
・Ｉ制御（比例・積分制御）を行なう（ステップＱ１）
。

次に、アイドル制御に移り、先ずステップＱ６において
ＩＳＯ制御ゾーンか否かを判定し、ＩｓＣ制御ゾーンで
ない場合にはバイパスエアバルブＩ４のデユーティを予
じめ定めた固定値に設定しくステップＱ、、）、該デユ
ーティを出力する（ステップＱ、）。

一方、ＩＳＯ制御ゾーンであると判断された場合には、
エンジンの負荷状態に基いてエンジンの目標回転数を演
算しくステップＱ、）、実回転数とこの目標回転数との
偏差をパラメータとしたデユーティの■制御（積分制御
）を行ない、これを出力する（ステップＱ、、Ｑｅ）。

第４図に示すサブルーチンでは、燃料供給量が制御され
る。即ち、先ずステップＰ、において現在の実回転数を
読み込むとともに、ステップＰ。

において現在の吸入空気量を読み込む。そして、この実
回転数と吸入空気量とから基本燃料パルス巾′ｒｐを演
算するとともに、この基本燃料パルス中′ｒｐに、上記
第３図のサブルーチンで求められたフィードバック補正
係数ＣＦＢを乗じて最終燃料パルス巾Ｔ　ｉｎｊを求め
（ステップＰ４）、この最終燃料パルス巾Ｔｉｎｊをイ
ンジェクター９に出力する（ステップｐＨ）。

尚、上記カウンタにより設定される所定値、即ちフィー
ドバック補正係数ＣＦＢを１．０に固定する一定時間の
設定方法としでは、例えば負荷の変化前後の目標回転数
の偏差に応じて変化させるとか、あるいは目標回転数の
変更時からエンジン回転数がこの変更後の目標回転数を
中心とする微小範囲内の回転数に達してから所定時間経
過後までの時間とする等の種々の設定方法が考えられる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る空燃比制御装置を備えた
エンジンのシステム図、第２図ないし第４図はその制御
フローヂャート図、第５゛図はその制御特性図、第６図
は従来の空燃比制御装置における制御特性図である。 １φΦ参善会エンジン ２・・・・・吸気通路 ３・・・・・排気通路 ４・・・・・エアクリーナ ５・・・・・エアフローメータ ６・・・・・スロットルバルブ ７・・・・・ディストリビュータ ８・・・・・クランク角センサ ９・・ｍｓ・インジエクター ・水温センサ ・Ｏ，センサ ・スロットルセンサ ・バイパスエア通路 ・バイパスエアバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの特定運転領域において空燃比のフィード
   バック制御を行なうようにしたエンジンの空燃比制御装
   置であって、少なくともアイドル運転時において外部負
   荷が変化した時、該外部負荷変化時から一定時間だけ空
   燃比フィードバック制御を停止しフィードバック補正係
   数を１．０に固定してオープンループ制御を行なわしめ
   る制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの空燃比
   制御装置。