JPH03145536A - 空燃比制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は空燃比制御方法に係り、特にヒータ付排気セ
ンサからの信号によって空燃比をフィードバック制御す
る際に低温時に特定の積分値によってフィードバック定
数を変更して適正な空燃比を得る空燃比制御方法に関す
る。

［従来の技術］ 内燃機関においては、燃料消費率の低減や触媒の浄化効
率を良くして排ガス値（排ガス有害成分）の低減を図る
ために、最良の燃焼状態を得るべく、混合気を理論空燃
比にフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御させる電子制御式燃
料噴射システムの空燃比制御装置が提案されている。

空燃比制御装置は、排気系に設けた排気センサである例
えば０２センサの検出信号たる酸素濃度信号を制御手段
（ＥＣＭ）にフィードバックさせて供給燃料量や供給空
気量を制御し、混合気を理論空燃比付近に制御するもの
である。

このような空燃比制御装置においては、第５図に示す如
く、常温状態から排ガステストを行う場合に、０２セン
サの活性化を考慮し、通常、機関温度である例えば冷却
水温度（以下「水温」という）が４０℃位から比例値（
スキップ値：Ｐ値）と積分値（積分分：　Ｉ値）とによ
るフィードバック定数によって空燃比のフィードバック
制御を行っている。

しかし、水温が４０″Ｃというのはモードの１山目の途
中であり（具体的には１山目の２７３程度まで）、水温
が４０°Ｃまではオープン制御状態なので、排ガスが悪
化してしまう欠点があった。

この欠点を解消するために、０２センサにヒータを設け
、内燃機関の始動と同時にヒータに通電を行って０２セ
ンサを加温させ、第５図に示す如く、水温が２８℃位か
らフィードバック制御を開始する空燃比制御システムが
提案されている。

また、空燃比制御装置においては、例えば、特公昭５５
−３４２９９号公報、特公昭５８−２４６０９号公報に
開示されている。特公昭５５−３４２９９号公報に記載
のものは、差動増幅器を用いて排気センサの出力と設定
値との偏差信号を検出することにより、非線上の特性を
有する排気センサを用いた場合でも設定空燃比を任意の
値に設定し、始動時や急加速時等のように通常と異なっ
た空燃比を必要とする場合には、その状態に適合した空
燃比に制御してエンジンの運転性、安定性を向上するも
のである。また、特公昭５８−２４６０９号公報に記載
のものは、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する
酸素濃度検出器の検出出力を設定値と比較する比較手段
及びその比較出力を積分する積分手段と、例えば定常時
、加速時、及び減速時の如く機関の運転状態に応じて、
この積分手段の出力の増加方向と減少方向とでは出力勾
配を異ならしめるように、積分手段の積分定数を変化さ
せる積分出力制御手段とを設け、機関の各運転状態に応
じた最適な平均空燃比に設定変更し、また、平均空燃比
を選ぶことによって３元触媒による排ガス（主にＨＣ１
ＣＯ，Ｎ　Ｏｘ　）の高浄化率を運転領域全体に渡って
可能にするものである。

［発明が解決しようとする問題点コ ところが、ヒータを備えた０２センサによってフィード
バック制御を通常よりも低い水温（例えば２８℃）で開
始する空燃比制御システムにおいては、第５図に示す如
く、水温が２８℃の時からフィードバック制御が開始す
るが、実際にはその温度（２８℃）でフィードバック制
御を開始させるには早過ぎて充分でなく、フィートノく
ツタ制御の開始時ｔｈｅからＴＩ２までの間（符号Ｍで
示す）早いサイクルでフィードバック定数が動かず、大
きなサイクルでフィードバック定数が動いてしまい、こ
のため、フィードパ・ツク制御を開始する前のオープン
制御の状態に近い制御を行ってしま〜）、排ガス値（特
にＣＯ量、ＨＣ量）を充分に低減させることができない
という不都合を招いた。

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、上述の不都合を除去すべく
、フィードバック定数による空燃比制御の開始時から内
燃機関の温度が所定値に達するまで常態の積分値よりも
大なる特定の積分値によるフィードバック定数によって
内燃機関の空燃比をフィードバック制御することにより
、ヒータ付の排気センサによってフィードバック制御を
する際に低温時においても排ガス値を充分に低減し得る
空燃比制御方法を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、活性化を促進す
べくヒータを備えた排気センサからの信号を入力し比例
値と積分値とによるフィードパ・ツク定数によって内燃
機関の空燃比をフィードパ・ツク制御する制御手段を設
け、この制御手段により前記フィードバック定数による
空燃比制御の開始時から前記内燃機関の温度が所定値に
達するまで常態の積分値よりも大なる特定の積分値によ
るフィードバック定数によって前記内燃機関の空燃比を
フィードバック制御することを特徴とする。

［作用コ この発明の方法によれば、制御手段は、活性化を促進す
べくヒータを備えた排気センサからの信号を入力し比例
値と積分値とによるフィードパ・ツク定数によって内燃
機関の空燃比をフィードパ・ツク制御する一方、フィー
ドバック定数による空燃比制御の開始時から内燃機関の
温度が所定値に達するまでは常態の積分値よりも大なる
特定の積分値によるフィードバック定数によって内燃機
関の空燃比をフィードバック制御する。これにより、低
温時におけるフィードバック制御の開始時にフィードバ
ック定数の動きを早＜シ、適正な空燃比を得て排ガス値
の低減を図ることができる。

［実施例コ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜４図は、この発明の実施例を示すものである。第
４図において、２は内燃機関、４はシリンダブロック、
６はシリンダヘッド、８は燃焼室、１０はピストン、１
２は吸気弁、１４は排気弁、１６は吸気マニホルド、１
８は吸気通路、２０はエアクリーナ、２２は排気マニホ
ルド、２４は排気通路である。

前記吸気通路１８の上流側に燃料噴射弁２６が配設され
ているとともに、この燃料噴射弁２６よりも下流側の吸
気通路１８には絞り弁２８が配設されている。

前記燃料噴射弁２６には、燃料タンク３０内に設けた燃
料ポンプ３２によって圧送される燃料が燃料供給通路３
４によって導かれる。この燃料供給通路３４途中には、
燃料中に含有する塵埃等を除去する燃料フィルタ３６が
介設されている。また、燃料噴射弁２６への燃料の圧力
は、燃料噴射弁２６と燃料タンク３０内とを連通ずる燃
料戻し通路３８途中に介設した燃料圧力レギュレータ４
０によって所定に調整されるものである。

この燃料圧力レギュレータ４０は、燃料噴射弁２６より
も上流側の吸気通路１８に開口した調整用圧力導入通路
４２からの吸気の圧力によって作動するものである。

前記吸気マニホルド１６には、絞り弁２８の開度状態を
検出するスロットルセンサ４４と吸気通路１８内の吸気
温度を検出する吸気温センサ４６とが付設されている。

また、前記吸気マニホルド１６には、ガスフィルタ４８
が付設されている。このガスフィルタ４８には、絞り弁
２８下流側の吸気通路１８内の吸気の圧力を導く検出用
圧力導入通路５０の一端側が連設している。この検出用
圧力導入通路５０の他端側は、吸気の圧力値を電気信号
に変換する圧力センサ５２が設けられている。

更に、前記吸気マニホルド１６には、吸気通路１８内の
吸気を加温すべく機関冷却水を流通する冷却水通路５４
が形成されている。この冷却水通路５４内の冷却水温度
（以下「水温」という）を検出すべく、吸気マニホルド
１６には、水温センサ５６が付設されている。

一方、前記排気マニホルド２２には、排気中の酸素濃度
を検出するヒータ付排気センサであるヒータ付０２セン
サ５８が付設されている。

このヒータ付０２センサ５８は、内燃機関２の始動と同
時にオンとなってセンサ本体を加温し、活性化を促進す
るヒータ（図示せず）が内蔵されて構成されている。

前記燃料噴射弁２６と燃料ポンプ３２とスロットルセン
サ４４と吸気温センサ４６と圧力センサ５２と水温セン
サ５６とヒータ付０２センサ５８とは、空燃比制御装置
６０を構成する制御手段（ＥＣＭ）６２に連絡している
。

また、この制御手段６２には、スタータスイッチ６４と
イグニシａンコイル６６とダイアグノーシススイッチ６
８とダイアグノースランプ７０とバッテリ７２とイグニ
シロンスイッチ７４とが連絡している。

これにより、前記制御手段６２は、ヒータ付０２センサ
５８からの信号を入力し、フィードバック制御の開始時
から比例値（ステップ値：Ｐ値）と積分値（積分分：　
Ｉ値）とによるフィードバック定数によって内燃機関２
の空燃比をフィードバック制御する一方、フィードバッ
ク定数による空燃比制御の開始時から内燃機関２の温度
である水温が所定値（例えば４０℃）に達するまでは常
態の積分値よりも大なる特定の積分値（例えば常態の２
倍程度）によるフィードバック定数によって内燃機関２
の空燃比をフィードバック制御するものである。

次に、この実施例の作用を、第１図のフローチャート及
び第２図のタイムチャートに基づいて説明する。

第２図に示す如く、内燃機関２が始動すると同時に、ヒ
ータ付０２センサ５８がヒータによって加温される（第
２図のｔｏで示す）。

そして、制御手段６２においては、プログラムがスター
ト（ステップ１０２）Ｌ、先ず、水温がフィードバック
制御を開始する温度（２８°Ｃ）に達したか否かを判断
する（ステップ１０４）。このステップ１０４において
ＮＯの場合には、内燃機関２の始動時からオープン制御
によって空燃比を制御しくステップ１０６）、そして、
エンド１１４とする。

一方、前記ステップ１０４においてＹＥＳの場合には、
フィードバック制御を開始する内燃機関２の温度である
水ｍ（２８℃）に達したので（第２図のｔｌで示す）、
次にこの水温がヒータ付０２センサ５８が安定する所定
値である４０″Ｃに達したか否かを判断する（ステップ
１０８）。

このフィードバック制御の開始時（第２図のｔ、で示す
）からは、目標空燃比は一定となっている。

このステップ１０８においてＮＯの場合には、フィード
バック制御の開始時から第２図に示す如く、水温が所定
値（４０″Ｃ）になるまでのパーシャル域Ａにおいて常
態の積分値（■値）よりも大なる特定の積分値（例えば
常態の積分値の２倍程度のＩ値）によってフィードバッ
ク定数を変更させ、フィードバック定数の動きを早くす
る（ステップ１１０）。即ち、第３図に示す如＜、（＋
）方向と（−）方向の両方の積分値を、水温が４０°Ｃ
に達するまで２倍程度とし、フィードバック定数の動き
を早くさせる。

そして、水温が４０℃に達しく第２図のｔ２で示す）ス
テップ１０８においてＹＥＳの場合には、特定の積分値
によるフィードバック定数の制御を停止し、通常のフィ
ードバック定数（ステップ１１２）によって空燃比を制
御する。

次いで、車速が低くなってアイドリング域になった場合
には（第２図のｔ３で示す）、アイドリング時における
比例値（スキップ値二Ｐ値）と積分値（Ｉ値）とによる
フィードバック定数によって空燃比を制御させる。

この結果、フィードバック制御の開始時からヒータ付０
２センサ５８が安定する水温（例えば４０℃）になるま
では、フィードバック定数の積分値を通常の２倍程度と
するので、フィードバック制御の開始直後でもフィード
バック定数の動きを完暖機時と同程度にすることができ
、適正な空燃比を得て、低温時における排ガス値（Ｇｏ
量、ＨＣ量）を充分に低減することができる。

また、この実施例による空燃比制御は、制御手段８２（
ＥＣＭ）のプログラムの変更のみで行うことができ、別
途に機器を設ける必要がなく、コストを低く抑えること
が可能である。

［発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
ヒータを備えた排気センサからの信号を入力し比例値と
積分値とによるフィードバック定数によって内燃機関の
空燃比をフィードバック制御する制御手段を設け、制御
手段によりフィードバック定数による空燃比制御の開始
時から内燃機関の温度が所定値に達するまで常態の積分
値よりも大なる特定の積分値によるフィードバック定数
によって内燃機関の空燃比をフィードバック制御したこ
とにより、低温時においてフィードバック制御のフィー
ドバック定数の動きを早＜シ、適正な空燃比によって排
ガス値の低減を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の実施例を示し、第１図はこの実
施例の作用を説明するフローチャート、第２図はフィー
ドバック定数の動きを説明するタイムチャート、第３図
はフィードバック定数の動きを説明する拡大説明図、第
４図は内燃機関と空燃比制御装置とのシステム構成図で
ある。 第５図は従来におけるフィードバック定数の動きを説明
するタイムチャートである。 図において、２は内燃機関、２６は燃料噴射弁、５６は
水温センサ、５８はヒータ付０２センサ、６０は空燃比
制御装置、そして６２は制御手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、活性化を促進すべくヒータを備えた排気センサから
   の信号を入力し比例値と積分値とによるフィードバック
   定数によって内燃機関の空燃比をフィードバック制御す
   る制御手段を設け、この制御手段により前記フィードバ
   ック定数による空燃比制御の開始時から前記内燃機関の
   温度が所定値に達するまで常態の積分値よりも大なる特
   定の積分値によるフィードバック定数によって前記内燃
   機関の空燃比をフィードバック制御することを特徴とす
   る空燃比制御方法。