JPH0481538A

JPH0481538A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0481538A
Application number: JP19337690A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shimaoka; 島岡　信次
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-16
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JP3011340B2

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、例えば、燃費の向上を目的として所定条件
下で空燃比をリーン側に補正するリーンバーン（ｌｅａ
ｎ−ｂｕ＋ｎ　）制御を行なうようなエンジンの空燃比
制御装置に関する。

（従来技術）従来、上述例のエンジンの空燃比制御装置としては、例
えば、特開昭５９−２０８１４１号公報に記載の装置か
ある。

すなわち、排気カス中の酸素濃度に略比例した出力信号
を発生するリーンセンサの出力に応して、空燃比を理論
空燃比よりリーン側にフィートノ（・ツク制御するよう
に構成した電子制御エンジンの空燃比リーン制御装置で
ある。

この従来装置においてはエンジン運転状態の所定条件下
（第３図のＺゾーン参照）において空燃比がリーンにな
るように制御することで、燃費の向上を図ることができ
る利点がある反面、次のような問題点があった。

つまり、重質燃料等の揮発性の悪い燃料か使用された場
合には上述のリーンバーン制御中に実空燃比が目標空燃
比からずれてオーツく−リーンとなり、このため、燃焼
性および走行性か悪化して、エンジンストップ発生の可
能性か大となる問題点があった。

（発明の目的）この発明の請求項１記載の発明は、上述のような重質燃
料等の揮発性の悪い燃料が使用されて、実空燃比が継続
的にオーバーリーンになるのを防止して、エンジンスト
ップの発生を確実に防止することができるエンジンの空
燃比制御装置の提供を目的とする。

この発明の請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の
発明の目的と併せて、実空燃比のリーン側へのずれ量に
対応して目標空燃比のリッチ側への補正量を多くするこ
とで、ずれ量に応した適切な空燃比制御を行なうことか
できるエンジンの空燃比制御装置の提供を目的とする。

この発明の請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の
発明の目的と併せて、熱間始動時等においてベーパ（気
泡）により実空燃比が一時的にリーン側へずれた場合、
目標空燃比をり・ソチ側に補正することに起因して本来
のリーンノく−ン制御力く阻害されて、燃費か悪化する
のを確実に防止することかできるエンジンの空燃比制御
装置の提供を目的とする。

（発明の構成）この発明の請求項１記載の発明は、エンジンに供給され
る混合気の空燃比を各種条件に応した目標空燃比に制御
する空燃比制御手段と、酸素濃度に対応した検出出力特
性を有するリニア０２センサとを備えたエンジンの空燃
比制御装置であって、上記リニア０２センサで検出され
た実空燃比が目標空燃比に対してリーン側にずれる頻度
を検出する検出手段と、目標空燃比をリッチ側の値に変
更する補正手段と、上記検出手段の出力に基づいてずれ
頻度が大の時、上記補正手段を介して目標空燃比をリッ
チ側に補正制御する制御手段とを備えたエンジンの空燃
比制御装置であることを特徴とする。

この発明の請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の
発明の構成と併せて、上記補正手段はリーン側へのずれ
量が大きい程、リッチ側への補正量を増加させるエンジ
ンの空燃比制御装置であることを特徴とする。

この発明の請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の
発明の構成と併せて、熱間始動の有無を判定する熱間判
定手段と、非熱間への移行時にリッチ側への補正をキャ
ンセルする補正キャンセル手段とを設け、熱間始動時に
目標空燃比をリッチ側に補正した後、非熱間に移行した
時、上記補正キャンセル手段を駆動して、リッチ側への
補正をキャンセルするエンジンの空燃比制御装置である
ことを特徴とする。

（発明の効果）この発明の請求項１記載の発明によれば、上述の検出手
段が実空燃比の目標空燃比に対するり−ン側へのずれ頻
度を検出し、このずれ頻度が大の時、上述の制御手段が
補正手段を駆動して、目標空燃比をリッチ側の値に変更
するので、実際の空燃比は変更された目標空燃比に応し
てり・ソチ側に補正される。

この結果、重質燃料等の揮発性の悪い燃料が使用されて
、実空燃比が継続的にオーバーリーンになるのを防止す
ることができ、エンジンストップの発生を確実に防止す
ることかできる効果がある。

この発明の請求項２記載の発明によれば、上記請求項１
記載の発明の効果と併せて、上述の補正手段により実空
燃比のリーン側へのずれ量か大きい程、目標空燃比をリ
ッチ側へ多く補正するので、実空燃比のずれ量に応じた
適切な空燃比制御を行なうことができる効果かある。

この発明の請求項３記載の発明によれば、上記請求項１
記載の発明の効果と併せて、上述の熱間判定手段が熱間
であることを判定した後に、非熱間に移行した場合には
上述の補正キャンセル手段が上記補正手段による目標空
燃比のリッチ側への補正量をキャンセルする。

このため、熱間始動時等においてベーパ（気泡）により
実空燃比が一時的にリーン側へずれた場合には、非熱間
への移行を待って目標空燃比のリッチ側への補正をキャ
ンセルするので、本来のり−ンバーン制御か良好に行な
われ、リッチ側への継続補正に起因する燃費悪化を確実
に防止することができる効果がある。

（実施例）この発明の一実施例を以下図面に基ついて詳述する。

図面はエンジンの空燃比制御装置を示し、第１図におい
て、吸入空気を浄化するエアクリーナ１の後位にエアフ
ローセンサ２を接続して、このエアフローセンサ２て吸
入空気量Ｑａを検出すへく構成している。

上述のエアフローセンサ２の後位にはスロットルホデイ
３を接続し、このスロットルボディ３内のスロットルチ
ャンバ４には、吸入空気量を制御する制御弁としてのス
ロットル弁５を配設している。

そして、このスロットル弁５下流の吸気通路には、所定
容積を有する拡大室としてのサージタンク６を接続し、
このヤーンタンク６下流に吸気ポート７と連通ずる吸気
マニホルド８を接続すると共に、この吸気マニホルド８
にはインジェクタ９を配設している。

一方、エンジン１０の燃焼室１１と適宜連通する上述の
吸気ボート７および排気ポート１２には、動弁機構（図
示せず）により開閉操作される吸気弁１３と排気弁１４
とをそれぞれ取付け、またシリンダヘッド１５にはスパ
ークギャップを上述の燃焼室１１に臨ませた点火プラグ
１６を取付けている。

上述の排気ポート１２と連通ずる排気通路１７には、酸
素濃度に対する直線的な検出出力特性を有するリニア０
２センサ１８を配設すると共に、この排気通路１７の後
位には有害ガスを無害化する触媒コンバータ１９いわゆ
るキャタリストを接続している。

ところで、上述の吸気マニホルド８外周に形成したウォ
ータジャケット２１にはエンジン水温センサ２２を取付
け、また、上述のサージタンク６にはブーストセンサ２
０を取付けている。

第２図はエンジンの空燃比制御装置の制御回路を示し、
ＣＰＵ３０はエアフローセンサ２からの吸入空気量Ｑ　
ａ　％水温センサ２２からの水温ｔｗ。

吸気温センサ２３からの吸気温ｔａ、ブーストセンサ２
０からの吸気負圧Ｃｅ、リニア０２センサ１８からの実
空燃比Ａ／Ｆ、ディストリヒュータ２４またはイグニッ
ションコイル（図示せず）からのエンジン回転数Ｎｅの
各信号入力に基ついて、ＲＯＭ２５に格納したプログラ
ムに従って、インジェクタ９を駆動制御し、またＲＡＭ
２６は第３図に示すマツプなどの必要なデータを記憶す
る。

上述のマツプは横軸にエンジン回転数Ｎｅをとり、縦軸
に吸気負圧Ｃｅをとって目標空燃比を設定したマツプで
、この実施例ては、Ｘゾーンて目標空燃比を１３．５、
Ｙゾーンて目標空燃比を理論空燃比の１４．７、Ｚゾー
ンて目標空燃比を２０にそれぞれ設定している。

また、上述のＣＰＵ１３０はエンジンに供給される混合
気の空燃比を各種条件に応じた目標空燃比にする空燃比
制御手段（第４図の第２ステツプ４２参照）と、上述のリニア０２センサ１８て検出された実空燃比が目
標空燃比に対してリーン側にずれる頻度を検出する検出
手段（第４図の第３ステツプ４３参照）と、リーン側へのずれ量が大きい程、目標空燃比のリッチ側
への補正量を増加させる補正手段（第４図の第４ステツ
プ４４参照）と、熱間始動の有無を判定する熱間判定手段（第４図の第５
ステツプ４５参照）と、熱間から非熱間への移行時にリッチ側への補正をキャン
セルする補正キャンセル手段（第４図の第１３ステツプ
５３参照）と、上述の検出手段の出力に基づいてずれ頻度が大との時、
上述の補正手段を介して目標空燃比をリッチ側に補正制
御する制御手段とを兼ねる。

このように構成したエンジンの空燃比制御装置の動作を
、第４図のフローチャートを参照して説明する。

第１ステツプ４１て、ＣＰＵ３０は各種信号つまり吸入
空気量Ｑａ、水温ｔｗ、吸気温ｔａ、吸気負圧Ｃｅ、エ
ンジン回転数Ｎｅ、実空燃比Ａ／Ｆの各種信号の読込み
を実行する。

次に、第２ステツプ４２て、ＣＰＵ３０は上述の第１ス
テツプ４１て既に読込んだエンジン回転数Ｎｅおよび吸
気負圧Ｃｅに対応して第３図のマツプから目標空燃比を
設定する。

つまり目標空燃比をＸゾーンのＡ／Ｆ＝　１３゜５（リ
ッチ）、ＹゾーンのＡ／Ｆ＝１４．７　（理論空燃比）
、ＸゾーンのＡ／Ｆ＝２０（リーン）の何れにするか決
定する。

次に、第３ステツプ４３で、ＣＰＵ３０は実空燃比が目
標空燃比に対してリーン側にずれる度合すなわちリーン
頻度が大か小かを判定する。

この判定処理は、リニア０２センサ１８から読込んだ実
空燃比と目標空燃比とを比較し、この比較結果に基づい
て実空燃比がリーン側にすれる時間もしくは回数を一定
の計測時間で除すことにより判定する。

そして、リーン頻度か小の時は第７ステツプ４７にスキ
ップする一方、リーン頻度か犬の時は次の第４ステツプ
４４に移行する。

この第４ステツプ４４て、ＣＰＵ３０は目標空燃比に対
する実空燃比のずれ量に応して目標空燃比をリッチ側に
補正する。

例えばリーンバーン制御の目標空燃比を上述のＸゾーン
のＡ／Ｆ＝２０とする時、実空燃比のリーン側にずれる
頻度（リーン頻度）が大で、すれ量が比較的小さい時は
目標空燃比を２０から１８に変更し、ずれ量が比較的大
きい時は目標空燃比を２０から１６に変更し、すれ量が
大きい時は目標空燃比を２０から１４．７に変更する。

このように上述の第４ステツプ４４で、ＣＰＵ３０はリ
ーン側へのずれ量が大きい程、目標空燃比のリッチ側へ
の補正量を増加させる。

次に、第５ステツプ４５で、ＣＰＵ３０は上述の第１ス
テツプ４１で予め読込んだ信号に基づいて熱間か否かを
判定する。

すなわち、始動から所定時間例えば２分以内で、エンジ
ン水温ｔｗが９０℃以上で、かつ吸気温ｔａが６０℃以
上か否かを判定することで、ベーパ（気泡）が発生しや
すい熱間状態か否かを判定する。

そして、熱間時には次の第６ステツプ４６に移行し、こ
の第６ステツプ４６て、ＣＰＵ３０はリッチ補正キャン
セルフラグをセット（Ｆ＝１）する。

次に、第７ステツプ４７で、ＣＰＵ３ｏは燃料ここに、
Ｑａは吸入空気量Ｎｅはエンジン回転数である。

次に、第８ステツプ４８は、ＣＰＵ３０は加速増量補正
、或いは第２ステツプ４２、第４ステツプ４４にて設定
された目標空燃比とリニア０２センサ１８により検出さ
れた実空燃比との偏差に基づいて設定されるフィードバ
ック補正なとの各種の補正量を加味したトータル補正量
Ｃを演算する。

次に、第９ステツプ４９で、ＣＰＵ３０は最終パルスＴ
を次式に基づいて演算する。

Ｔ”ＴＩ）（１＋Ｃ）＋Ｔｖここに、’ｒｐは基本パルスＣはトータル補正量Ｔｖは無効噴射パルスである。

次に、第１０ステツプ５０で、ＣＰＵ３０は燃料噴射時
期において上述の最終パルスＴに基ついてインジェクタ
９を駆動し、燃料噴射を実行する。

ところで、熱間から非熱間に移行した場合には次のよう
になる。

すなわち、上述の第５ステツプ４５て、ＣＰＵ３０は熱
間か否かを判定し、非熱間への移行時には次の第１１ス
テツプ５１に移行する。

この第１１ステツプ５１て、ＣＰＵ３０はリッチ補正キ
ャンセルフラグが立っているか（Ｆ＝１）否かを判定し
、この場合には上述の第６ステツプ４６においてＦ＝１
になっているので、次の第１２ステスツプ５２に移行す
る。

この第１２ステツプ５２て、ＣＰＵ３０はリッチ補正キ
ャンセルフラグをリセット（Ｆ＝０）する。

次に第１３ステツプ５３て、ＣＰＵ３０はリッチ側への
補正をキャンセルすべく目標空燃比を上述の第２ステツ
プ４２て予め読込んた要求空燃比にもどした後に、次の
第７ステツプ４７に移行する。

すなわち、ベーパ（気泡）に起因して実空燃比がリーン
側にすれた場合は、ある程度、燃料ポンプか回って燃料
が循環されると、掃気されて、リーン側にずれることか
なくなるので、このような場合にはリッチ側への補正を
キャンセルする。

以下、上述の第７ステツプ４７から第１０ステツプ５０
の処理を経て、インジェクタ９を最終パルスＴで駆動し
て、燃料噴射を実行する。

以上要するに、上述の検出手段（第３ステツプ４３参照
）か実空燃比の目標空燃比に対するり−ン側へのずれ頻
度を検出し、このずれ頻度が大の時、制御手段としての
ＣＰＵ３０か補正手段（第４ステツプ４４参照）を駆動
して、目標空燃比をリッチ側の値に変更するので、実際
の空燃比は変更された目標空燃比に応してリッチ側に補
正される。

この結果、重質燃料等の揮発性の悪い燃料か使用されて
、実空燃比か継続的にオーバーリーンになるのを防止す
ることができ、エンジンストップの発生を確実に防止す
ることができる効果かある。

また、上述の補正手段（第４ステツプ４４参照）を、実
空燃比のリーン側へのずれ量が大きい程、目標空燃比の
リッチ側への補正量を増加させるように構成したので、
実空燃比のずれ量の大小に応じた適切な空燃比制御を行
うことができる効果がある。

さらに、熱間始動の有無を判定する熱間判定手段（第５
ステツプ４５参照）と、非熱間への移行時にリッチ側へ
の補正をキャンセルする補正キャンセル手段（第１３ス
テツプ５３参照）とを設け、熱間始動時に目標空燃比を
リッチ側に補正した後、非熱間に移行した時、上述の補
正キャンセル手段を駆動して、リツ側への補正をキャン
セルするように構成したので、熱間始動時等においてベ
ーパ（気泡）により実空燃比が一時的にリーン側へずれ
た場合には、非熱間への移行を待って目標空燃比のリッ
チ側への補正をキャンセルすることかでき、この結果、
本来のリーンバーン制御が良好に行なわれ、リッチ側へ
の継続補正に起因する燃費悪化を確実に防止することか
できる効果がある。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の空燃比制御手段は、実施例のＣＰＵ３０制御
による第２ステツプ４２に対応し、以下同様に、検出手段は、ＣＰＵ３０制御による第３ステツプ４３に
対応し、補正手段は、ＣＰＵ３０制御による第４ステツプ４４に
対応し、制御手段は、ＣＰＵ３０に対応し、熱間判定手段は、ＣＰＵ３０制御による第５ステツプ４
５に対応し、補正キャンセル手段は、ＣＰＵ３０制御による第１３ス
テツプ５３に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はエンジンの空燃比制御装置を示す系統図、第２
図は制御回路ブロック図、第３図はＲＡＭに記憶させた目標空燃比マツプの説明図
、第４図はフローチャートである。１０・・エンジン１８・・・リニア０２センサ３０・・・ＣＰＵ　（制御手段）４２・・第２ステツプ（空燃比制御手段）４３・・・第
３ステツプ（検出手段）４４・・・第４ステツプ（補正手段）４５・・第５ステツプ（熱間判定手段）５３・・・第１
３ステツプ（補正キャンセル手段）３０・・・ＣＰｔＪ
（智Ｉ御斗洩）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンに供給される混合気の空燃比を各種条件
に応じた目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、酸素濃度に対応した検出出力特性を有するリニアＯ＿２センサとを備えたエンジンの空燃比制御装
置であって、上記リニアＯ＿２センサで検出された実空燃比が目標空
燃比に対してリーン側にずれる頻度を検出する検出手段と、目標空燃比をリッチ側の値に変更する補正手段と、上記検出手段の出力に基づいてずれ頻度が大の時、上記補正手段を介して目標空燃比をリッチ側に補正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。
（２）上記補正手段はリーン側へのずれ量が大きい程、
リッチ側への補正量を増加させる請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。
（３）熱間始動の有無を判定する熱間判定手段と、非熱
間への移行時にリッチ側への補正をキャンセルする補正キャンセル手段とを設け、熱間始動時
に目標空燃比をリッチ側に補正した後、非熱間に移行した時、上記補正キャンセル手段を駆動して、リッチ側への補正をキャンセルする請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。