JPH03189349A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子制御式燃料噴射装置を備えたエンジンに
おいて、その空燃比を制御するための装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、電子制御により燃料噴射量が調節されるエンジン
の中には、その空燃比を自動的に制御するための空燃比
制御装置が設けられたものがある。

この装置は、エアフローメータ等で検出された吸気流量
に基づき、良好な空燃比が得られるように基本燃料噴射
量を算出するとともに、０゜センサ等の検出値に基づき
フィードバック補正量を演算し、これらの値から最終的
な燃料噴射量を設定するように構成されている。

ところで、上記インジェクタ等による燃料噴射量の制御
は、このインジェクタに出力する信号のパルス幅を変化
させることにより行われる。ところが、第７図のグラフ
に示されるように、上記パルス幅と実際の燃料噴射量と
の関係は、パルス幅が比較的大きい領域（実線参照）で
は良好なりニアリティが得られるが、パルス幅が小さい
領域（破線参照）では非常に不安定であり、所望の燃料
噴射量は得られにくい状態となっている。そこで従来は
、例えば急減速時等のように、算出された最終的な燃料
噴射量が予め設定された下限値以下となった場合、この
算出燃料噴射量よりも大きな値を実際の燃料噴射量に設
定したり（実開昭５８−３５６３３号公報参照）、実際
の燃料噴射量を上記下限値に固定したりすることにより
、安定した確実な燃料噴射量が得られるようにしている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記装置において、演算された燃料噴射量が下限値を下
回った状態では、この演算された理想の燃料噴射量より
もリッチ側に実際の燃料噴射量が設定されるのに対し、
フィードバック補正量についてはそのまま０２センサの
検出値により演算が続行されているので、燃料噴射量が
一定値に固定された間も、フィードバック補正量は空燃
比をリン側に戻す方向に進行し続けることになる。従っ
て、後にアイドリング等を迎え、演算された燃料噴射量
が下限値以上の値に復帰した場合に、それまでリーン側
に設定されてきたフィードバック補正量が応答遅れで十
分に復帰できないまま演算結果に影響を及ぼし、これに
よってエンジンに一時的なオーバーリーン現象が発生し
、エンスト等の不都合を招くおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑み、演算された燃料噴射
量が下限値を下回った場合、および下限値以上に復帰し
た場合において、常に良好な空燃比を保つように実際の
燃料噴射量を制御することができる装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、吸気流量に基づく基本燃料噴射量と空燃比検
出信号に基づくフィードバック補正量とにより最終的な
燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、この算出
結果に基づいて燃料噴射手段の燃料噴射量を′制御する
制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置において
、算出された燃料噴射量が予め設定された下限値以下と
なった場合に実際の燃料噴射量を上記下限値に設定する
設定手段と、実際の燃料噴射量が上記下限値に設定され
た場合に上記フィードバック補正量の演算を停止させる
停止手段とを備えたものである。

〔作　用〕

上記構成によれば、演算された燃料噴射量が下限値に固
定された時点でフィードバック補正量の演算も停止され
るので、この固定状態中にフィードバック補正量がリー
ン側に進行することが防がれる。従って、算出される燃
料噴射量が後に下限値以上に復帰した時点では、応答遅
れを生ずることなく、その時点に適したフィードバック
補正量が設定される。

〔実施例〕

第２図は、本発明の一実施例におけるエンジンの全体構
成を示したものである。図において、１０はエンジン本
体であり、その各気筒にはピストン１２が設けられ、こ
のピストン１２の上方には燃焼室１４が形成されている
。この燃焼室１４に臨む位置には、吸気弁１６、排気弁
１８、点火プラグ２０等が配され、上記吸気弁１６およ
び排気弁１８に通ずる位置には各々吸気通路２２および
排気通路２４が接続されている。

吸気通路２２には、吸気流量を検出するエアフローメー
タ２６、スロットル弁２８、およびエンジンに直接燃料
を供給するインジェクタ３０が順次配設され、スロット
ル弁２８の上流側部分と下流側部分とはバイパス通路３
１により連通されている。また、排気通路２４には排気
ガス中の酸素濃度を検出する０２センサ３２が設けられ
、エンジン本体１０にはエンジン水温を検出する水温セ
ンサ３４が設けられている。そして、これら０２センサ
３２、水温センサ３４、および上記エアフローメータ２
６等の検出信号が、ＥＣＵ４０に入力されるようになっ
ている。

このＥＣＵ４０は、第１図に示されるような機能構成を
有している。

図において、燃料噴射量算出手段４２は、上記エアフロ
ーメータ２６の検出流量Ｑおよびエンジン回転数Ｎに基
づいて、基本燃料噴射量に応じた基本パルス幅ＴＰを演
算するとともに、上記０２センサ３２の検出信号に基づ
いて、０２フイードバツク補正量ＣＦＢを演算し、これ
らの値およびその他の補正量から最終的な燃料噴射量に
対応するパルス幅Ｔｉを算出するものである。

制御手段４４は、原則として上記燃料噴射量算出手段４
２により算出された結果に基づき、それに応じたパルス
幅をもつ信号を上記インジェクタ３０に出力し、これに
よって実際の燃料噴射量を制御するものである。

設定手段４６は、上記燃料噴射量算出手段４２で算出さ
れたパルス幅Ｔ１が予め設定された下限値Ｔ　１ｍ１ｎ
以下である場合、上記制御手段４４により出力される信
号のパルス幅を上記下限値Ｔ　１ｍ１ｎに強制的に設定
するものである。

さらに、この装置の特徴とするところの停止手段４８は
、上記設定手段４６によりパルス幅Ｔｉが下限値Ｔ　１
ｉｉｎに固定された時点で、他の条件（後に詳細に記す
）が満たされた場合に上記燃料噴射量算出手段４２によ
る０２フイードバツク補正量の演算を停止させるもので
ある。また、この実施例では、上記燃料噴射量算出手段
４２により算出されたパルス幅Ｔｉが上記下限値Ｔ　１
Ｉｌｌｉｎ以上に復帰した場合に、０２フイードバツク
補正量のイニシャル値を予め決められた設定値に設定す
るように構成されている。

次に、この装置による実際の空燃比の制御内容を第３図
および第４図のフローチャートを参照しながら説明する
。

第３図は、実際の燃料噴射量の算出過程を示したもので
ある。まず、ＥＣＵ４０において各種入力信号の読込み
が行われる（ステップＳ工）。そして、吸気流量Ｑをエ
ンジン回転数Ｎで除した値（すなわちエンジン１回転当
たりの吸入空気量）に一定の係数Ｋを乗じることにより
、基本燃料噴射量に対応する基本パルス幅ＴＰが演算さ
れる（ステップＳ２）。次いで、ｏ２フィードバック補
正量ＣＦＢをはじめとする各種補正量が演算され（ステ
ップＳ３）、総補正量Ｃ１上記基本パルス幅Ｔ１、およ
び無効噴射時間ＴＶに基づいて、最終パルス幅Ｔｉが算
出される（ステップＳ４）。

ここで、算出されたパルス幅Ｔｉが予め設定された下限
値Ｔ　１ｍ１ｎを上回っている場合には（ステップＳ５
でＮＯ）、このパルス幅Ｔｉをもつ信号がそのままイン
ジェクタ３０へ出力されるが（ステップＳ７）、上記パ
ルス幅Ｔｉが下限値Ｔ　１ｍ１ｎ以下である場合には（
ステップＳ５でＹＥＳ）、この下限値Ｔ　１ｍ１ｎが出
力すべきパルス幅Ｔｉ　として設定され（ステップＳ６
）、インジェクタ３０に出力される（ステップ３７）。

すなわち、算出されたパルス幅Ｔｉが下限値Ｔ　１ｍ１
ｎ以下となった場合には、出力される信号のパルス幅は
Ｔ　１ｍ１ｎに固定される。

一方、上記ｏ２フィードバック補正量ＣＦＢは、第４図
に示されるような過程により設定される。

まず、フィードバック条件が成立していない場合（ステ
ップＳｌｌでＮＯ）、０２フイードバツク補正量ＣＦＢ
は０に設定される（ステップ５０２）。

例として、エンジンが比較的低回転低負荷領域にあり、
かつエンジン水温が６０℃以上の安定状態にある場合等
が上記フィードバック条件に該当する。

フィードバック条件が成立する場合（ステップＳ１１で
ＹＥＳ）において、次の４つの条件（１）　　算出され
たパルス幅Ｔｉが下限値Ｔ　１ｍ１ｎ以下である（すな
わちパルス幅がＴ　１ｍ１ｎに固定されている。）。

（２）　　バイパス流量が減量中である（すなわちエン
ジンがリッチ状態になり易い状態にある。）。

（３）　　０２フイードバツク補正量ＣＦＢが設定値（
ここでは０％）以下である。

（４）　　一定時間が経過している。

を全て満足する場合には（各ステップ３１３〜Ｓ　１６
でＹＥＳ）、ｏ２フィードバック補正量ＣＦＢの演算を
停止し、同補正量ＣＦＢを設定値（ここでは＋１５％）
に固定する（ステップＳ□７）とともに、フラグが０で
ある場合（ステップ３１８でＮｏ）には同フラグを１に
反転させる（ステップ５１９）。

なお、上記条件（４）の一定時間が経過しているか否か
の判断は、それ専用のタイマーを備えるようにしてもよ
いし、故障判定等に用いられる０２はりつきタイマーを
利用してもよい。この０２はりつきタイマーは、第５図
に示されるように０２センサ３２の出力がリッチ側には
りついた場合、その経過時間が設定時間Ｔに至ったか否
かを検出するものであり、このタイマーを用いる場合に
は、その残りカウント数Ｍが所定値以下にあるか否かを
みればよい。

これに対し、上記４つの条件の少なくとも１つが満たさ
れていない場合（ステップＳ　Ｌ３〜Ｓ　１６のいずれ
かでＮｏ）には、現在のフラグが１であるか否か、すな
わちそれまで０２フイードバツク補正ｆｆ１ｃＦＢの演
算が停止されていたか否かを判定し、フラグが１である
場合（ステップＳ　２０でＹＥＳ）、すなわちＣＦＢの
演算が停止されていた場合には、０２フイードバツク補
正量ＣＦＢを設定値（＝＋１５％）に設定する（ステッ
プ５２１）とともに、フラグを０に反転させる（ステッ
プ５２２）。

これに対し、現在のフラグが０である場合（ステップＳ
　２０でＮＯ）、すなわち以前から０２フイードバツク
補正量ＣＦＢが固定されていなかった場合には、通常通
りｏ２センサ３２の検出信号に基づいて０２フイードバ
ツク補正量ＣＦＢを演算し、その値を実際の補正量とし
て設定する（ステップ５２３）。

以上のように、この装置では、算出されたパルス幅Ｔ１
が、このパルス幅Ｔｉ　と実際の燃料噴射量とのりニア
リティを損うような領域まで下がった場合に、上記パル
ス幅Ｔｉを下限値Ｔ　１ｍ１ｎに固定するため、これに
よって燃料噴射量の安定性を保つことができる。しかも
、このパルス幅Ｔ１がＴ　１ｍ１ｎに固定された時点で
、諸条件を満たす場合に０２フイードバツク補正量ＣＦ
Ｂの演算を停止させるようにしているので、例えばアイ
ドリング時等のように、算出パルス幅Ｔｉが下限値Ｔ　
１ｍ１ｎ以上に復帰した場合にも、０２フイードバツク
補正量を適切なイニシャル値に設定することにより、従
来のようなフィードバック補正量の応答遅れに起因する
オーバーリーン現象を未然に防ぐことができる。

すなわち、第６図に示されるように、従来の装置では、
燃料噴射パルスがＴ　１ｍ１ｎに固定されても（図の領
域Ａ参照）０２フイードバツク補正量の演算は続行され
るので、燃料噴射パルスがＴｉ■ｉｎ以上になっても応
答遅れで０゜フィードバック補正量はリーン側に偏った
ままであり（図の破線６０参照）、これによって−時的
にオーバーリーンが発生するおそれがあったのに対し、
本装置によれば、燃料噴射パルスの固定に伴って０２フ
イードバツク補正量の変動もなくなるので、固定解除後
も良好な空燃比を保つことができる。

なお、この実施例では、算出パルス幅Ｔ１が下限値Ｔ　
１ｍ１ｎに復帰した時点で、０２フイードバツク補正Ｊ
ｉＣＦＢを予め設定された一定の値（ここでは＋１５％
）に設定するようにしているが、例えばこの復帰後の０
２フイードバツク補正量ＣＦＢの演算を、演算停止直前
の算出値から開始するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、算出された燃料噴射量が予め設
定された下限値以下となった場合に実際の燃料噴射量を
上記下限値に設定するとともに、実際の燃料噴射量が上
記下限値に設定された場合にフィードバック補正量の演
算を停止するようにしたものであるので、パルス幅が小
さい領域での燃料噴射量の安定性を保ちながら、このパ
ルス幅が十分な値に復帰した時点で、従来のような応答
遅れに起因するフィードバック補正量のずれを防ぐこと
ができ、これによってオーバーリーン等の不都合を未然
に防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエンジンに備えられ
たＥＣＵの機能構成図、第２図は同エンジンの全体構成
図、第３図および第４図は上記ＥＣＵにより行われる制
御動作を示すフローチャート、第５図は上記エンジンに
備えられる０２センサの検出信号を示す図、第６図は同
エンジンにおけるエンジン回転数と燃料噴射量と０２フ
イードバツク補正量との関係を示すグラフ、第７図はイ
ンジェクタに出力される信号のパルス幅と実際の燃料噴
射量との関係を示すグラフである。 １０・・・エンジン本体、２６・・・エアフローメータ
、３０・・・インジェクタ、３２・・・０２センサ、４
０・・・ＥＣＵ、４２・・・燃料噴射量算出手段、４４
・・・制御手段、４６・・・設定手段、４８・・・停止
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気流量に基づく基本燃料噴射量と空燃比検出信号
   に基づくフィードバック補正量とにより最終的な燃料噴
   射量を算出する燃料噴射量算出手段と、この算出結果に
   基づいて燃料噴射手段の燃料噴射量を制御する制御手段
   とを備えたエンジンの空燃比制御装置において、算出さ
   れた燃料噴射量が予め設定された下限値以下となった場
   合に実際の燃料噴射量を上記下限値に設定する設定手段
   と、実際の燃料噴射量が上記下限値に設定された場合に
   上記フィードバック補正量の演算を停止させる停止手段
   とを備えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置
   。