JPH0528366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、混合気の空燃比を検出する空燃比セ
ンサの出力に基づいてエンジンに供給する燃料を
フイードバツク制御する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］ 従来より、O₂センサ等の空燃比センサをエン
ジンの排気通路に臨設し、空燃比センサの出力に
基づいて混合気の空燃比を目標空燃比となるよう
に燃料供給量をフイードバツク制御するエンジン
の空燃比制御方式は、空燃比を正確に制御するこ
とができるため汎用されている。

この種の空燃比のフイードバツク制御において
は、空燃比センサの出力がリーンからリツチに、
或いは、リツチからリーンに反転した際に、その
反転方向に応じて所定量だけ燃料を増減する制御
（比例項制御）と、エンジンの回転に同期したタ
イミングで空燃比センサの出力を読み込み、その
ときのリーン、リツチに応じて、上記比例項に比
して小さい値を増減していく積分制御とが並行し
て行なわれるようになつている（例えば、特開昭
56−15436号公報参照）。

ところで、例えば、排気ガス浄化のため空燃比
センサの上流に排気脈動により二次エアを供給す
るリード弁タイプの二次エア供給装置を配置した
場合、エンジンの回転に同期して二次エアが排気
通路に供給されることになる。このように、結果
的に空燃比センサの上流の空燃比をエンジンの回
転に同期して周期的に変動させてしまう手段が設
けられているエンジンにおいて、エンジンの回転
に同期して空燃比センサの読み込みを行なうと、
読み込みタイミングと空燃比の周期変動、例えば
二次エアの供給タイミングとが同期し、空燃比制
御を行なうための空燃比センサ出力がリーン側に
固定されてしまい、空燃比制御においては常に増
加方向の制御が繰り返され、その結果、空燃比が
目標空燃比からリツチ側に徐々にかさ上げされ、
正しい空燃比制御が行なえなくなつて、エンジン
のエミツシヨン性能が悪化するといつた問題があ
る。

かかるエンジンの回転に同期した異常原因は、
例えば、上記リード弁タイプの二次エア供給装置
を設けた場合、とりわけ排気脈動が大きく二次エ
アが多いエンジンの低速運転時に重大な問題とな
る。

従来の異常フイードバツク検出方式として、空
燃比センサ出力が所定の時間内に反転しないとき
に、これを異常として判定する方式が提案されて
いるが、この異常検出方式は、検出された異常が
上記したようなエンジンの回転に同期して惹起さ
れるような空燃比の周期的変動によるものか、空
燃比センサそのものの故障等周期的ではない他の
異常かを判別することはできない。

［考案の目的］ 本考案の目的は、上記のような空燃比のフイー
ドバツク制御において、エンジンの回転に同期し
て行なう空燃比制御が、何らかの原因で正しく行
なえなくなる異常が検出されたときには、回転同
期の空燃比制御方式は変更せずに、空燃比検出タ
イミングを変更することによつて、エンジンの回
転に同期する空燃比の周期変動による異常原因を
除去し、それによつて異常が解消された場合に
は、そのまま回転同期の空燃比制御を続行するこ
とができるエンジンの空燃比制御装置を提供する
ことである。

［考案の構成］ このため、本考案は、エンジンに燃料を供給す
る燃料供給手段と、エンジンに供給される混合気
の空燃比を検出する空燃比センサと、空燃比セン
サの出力に基づいて空燃比を目標空燃比に制御す
る燃料制御手段とを備える一方、結果的に空燃比
センサ上流の空燃比をエンジンの回転に同期して
周期的に変動させる要因となる手段が設けられた
エンジンであつて、エンジンの回転に同期した所
定のタイミングで空燃比のリツチ、リーンを判定
し、リツチ、リーンに応じて、フイードバツク補
正係数を予め定めた値だけ増減して空燃比制御を
行なうようにしたエンジンの空燃比制御装置にお
いて、 上記空燃比の制御に際して、空燃比センサの出
力が理論空燃比に対しリツチ、リーンのいずれか
一方に片寄つているときには、空燃比の検出タイ
ミングを上記所定のタイミングとは異なる他のタ
イミングに変更する空燃比検出タイミング変更制
御手段を設けたことを特徴とするエンジンの空燃
比制御装置を提供するものである。

［考案の効果］ 本考案によれば、エンジンの回転に同期して一
定した空燃比変動が惹起され、この変動のタイミ
ングに同期して空燃比制御が実行される場合に
は、空燃比の検出タイミング即ちフイードバツク
補正係数設定タイミングを適当にシフトして、回
転に同期した空燃比の検出異常を回避するように
したので、回転に同期したフイードバツク制御の
異常原因に影響されることなく正確な空燃比制御
が行なえ、しかも回転同期の制御を続行すること
ができるので、タイミング制御を複雑化すること
なしに、エンジンの運転状態に見合つた応答性の
よい空燃比制御を実行することができる。

また、空燃比検出タイミングを変更してもなお
異常が解消されない場合には、空燃比の周期変動
以外の要因による異常であると判断することがで
きる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面を参照して具体的
に説明する。

第１図に示すように、エンジン１の吸気通路２
には、エアクリーナ３、吸入空気量を検出するエ
アフローメータ４、エンジン１の負荷に応じて開
閉されるスロツトル弁５、吸気弁６によつて開閉
される吸気ポート７に向けて燃料を噴射するイン
ジエクタ８が設けられており、排気弁９によつて
開閉される排気ポート１０に連続する排気通路１
１には、混合気の空燃比を検出する空燃比センサ
１２が設けられている。

なお、この空燃比センサ１２より上流の排気通
路１１には、排気脈動の負圧で開き、正圧で閉じ
るリード弁を備えた二次エア供給装置２０の二次
エア供給通路２１が連通されている。

上記インジエクタ８による燃料噴射量を制御す
るために、マイクロコンピユータよりなる燃料制
御回路１３が設けられており、この燃料制御回路
１３には、エアフローメータ４によつて検出され
る吸入空気量、空燃比センサ１２によつて検出さ
れる空燃比のリツチ、リーン、エンジン１の冷却
水通路１４に設けた水温センサ１５によつて検出
される冷却水温、点火プラグ１６に対する点火タ
イミングを制御するデイストリビユータ１７から
出力されるイグニツシヨンパルス等が入力され
る。

この燃料制御回路１３は、第２図および第３図
に夫々のフローチヤートを示すように、基本的に
は、空燃比センサ１２の出力がリーンからリツチ
に或いはリツチからリーンに反転したときに行な
う、所謂比例項制御と、２個のイグニツシヨンパ
ルスに１個出力されるタイミングパルスTpで制
御がスタートされる所謂積分制御とを実行する。

説明の都合上、第３図に示す積分制御を先に説
明する。

上記タイミングパルスTpが印加されると、ス
テツプ＃11で、空燃比センサの出力を読み込み、
ステツプ＃12で空燃比がリツチか否かを判定す
る。リツチである場合には、ステツプ＃13におい
て、それまでのフイードバツク補正係数C_FBから
一定の積分項Ｉを減算して、今回のフイードバツ
ク補正係数とする。一方、リツチでない場合、つ
まりリーンの場合には、ステツプ＃14において、
積分項Ｉを前回のフイードバツク補正係数C_FBに
加算し、今回のフイードバツク補正係数とする。

次に、第２図に示す比例項制御について説明す
る。

この制御では、まずステツプ＃01で一定周期の
サンプリングタイミングごとに空燃比センサ１２
の出力を読み込み、出力が反転したか否かをステ
ツプ＃02で判定し、反転した場合には、ステツプ
＃03においてリツチからリーンに反転したか否か
を判定し、そうである場合には、ステツプ＃04に
おいて、比例項Ｐを前回のフイードバツク補正係
数C_FBに加算する。一方、リーンからリツチに反
転したときには、ステツプ＃05でフイードバツク
補正係数C_FBから比例項Ｐを減算する。

ところで、第１図に示すリード弁式の二次エア
供給装置２０が＃２，＃３気筒の排気通路を集合
した集合排気通路に設置されていて、その下流に
空燃比センサ１２が設置されている場合に、第４
図に示すように、積分制御用のタイミングパルス
Tpが、＃２，＃３気筒のイグニツシヨンパルス
IGから取り出されているとすると、このタイミ
ングパルスTpに同期したタイミングで、空燃比
センサの出力はリーンとなる（リーンスパイク）。

これは例えば、＃２気筒の点火タイミングで
は、＃３気筒はちようど吸排気のオーバラツプの
タイミングにあり、＃３気筒の排気通路に吸気負
圧が作用し、この負圧により、二次エア供給装置
２０から二次エアが供給されるようになり、空燃
比センサ１２の出力はこの二次エアの影響でリー
ンとなるためである。

このように、リーンスパイクのタイミングで空
燃比センサ１２の出力が読み込まれると、積分制
御は常にプラスの方向、つまり積分項Ｉを加算す
る方向に働き、その結果、フイードバツク補正係
数C_FBは、積分制御ごとに積分項Ｉだけかさ上げ
されていき、空燃比が次第にリツチ化されてしま
い、空燃比のフイードバツク制御における目標空
燃比から大幅にずれてしまう。

このような積分制御の異常をもたらす原因は、
上記のようなリーンスパイクのほか、例えば特定
の気筒に対して設けたインジエクタの噴射量が他
のインジエクタの噴射量より多いといつたよう
に、気筒への燃料供給量がアンバランスとなると
いつた場合に発生しうる。

このような異常原因は、例えば積分制御におけ
る加算もしくは減算が複数回連続して行なわれた
ことを検出することによつて判別することができ
る。

即ち、第４図の例では、積分項Ｉの加算が３回
連続して行なわれた場合に、異常と判定すること
ができる。

このような積分制御における異常が検出された
ときには、積分制御を行なうタイミングを、それ
までの＃２，＃３気筒のイグニツシヨンパルス
（IGパルス）のタイミング（第４図）から、第５
図に示すように、＃１，＃４気筒のイグニツシヨ
ンパルス（IGパルス）に変更する。換言すれば、
タイミングパルスTpを１気筒分だけシフトさせ
て設定する。

このように、タイミングパルスTpを１気筒分
だけシフトさせると、上記のリーンスパイクによ
つて影響されることなしに、空燃比センサ１２の
出力の読み込みが行なわれるので、積分制御が正
常に行なわれることになる。

かかる点を考慮した積分制御の一例を第６図に
示す。

この積分制御では、リツチ、リーン出力の回数
をカウントするため、プログラム上、リツチ制御
カウンタＮとリーン制御カウンタＭとを設定す
る。

以下、具体的に説明すると、タイミングパルス
Tpが発生されると、ステツプ＃21で空燃比セン
サの出力を読み込み、ステツプ＃22でリツチか否
かを判定する。リツチである場合、ステツプ＃23
で前回もリツチであつたかどうかを判定し、リツ
チであつた場合には、ステツプ＃24でリツチ制御
カウンタＮをインクリメントする。前回がリツチ
でなかつた場合には、ステツプ＃25でリツチ制御
カウンタＮをリセツトする。その後ステツプ＃26
では、フイードバツク補正係数C_FBから、積分項
Ｉを減算する。ステツプ＃27では、リツチ制御カ
ウンタＮのカウント数が予め定めた回数N₀以上
になつたか否かを判定し、N₀以上になつたとき
には、ステツプ＃28でタイミングパルスTpを１
気筒分だけシフトする。第４図に示す例でいえ
ば、＃２，＃３気筒のイグニツシヨンパルスから
＃１，＃４気筒のイグニツシヨンパルスに変更す
る。なお、ステツプ＃22でリツチでない、即ちリ
ーンであると判定された場合には、ステツプ＃29
において前回もリーンであつたか否かが判定さ
れ、前回もリーンであつた場合には、ステツプ
＃30でリーン制御カウンタＭをインクリメントす
る。前回リーンでなかつた場合には、ステツプ
＃31でリーン制御カウンタＭをリセツトする。そ
して、ステツプ＃32では、前回のフイードバツク
補正係数C_FBに積分項Ｉを加算する。そして、ス
テツプ＃33では、リーン制御カウンタＭのカウン
ト値が予め定めた回数M₀になつたか否かを判定
し、M₀になつたときには、ステツプ＃28に進ん
で、タイミングパルスTpを１気筒分だけシフト
する。

以上のように、この積分制御では、リーン方向
の積分制御、あるいはリツチ方向の積分制御が予
め定めた回数（M₀，N₀）だけ連続したときに
は、積分制御に何らかの異常があつたものとし
て、積分制御のタイミングをシフトさせることに
よつて、そのような異常原因に影響されることな
しに空燃比センサの出力を読み込むことができる
ようにしている。そのため、空燃比のフイードバ
ツク制御は、再び正常化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例にかかるシステム構成
図、第２図、第３図は夫々燃料制御回路が実行す
る比例項制御プログラム、積分制御プログラムの
フローチヤート、第４図、第５図は夫々積分制御
の異常時と正常時を示すタイミングチヤート、第
６図は本考案の実施例にかかる積分制御プログラ
ムのフローチヤートである。 １……エンジン、２……吸気通路、４……エア
フローメータ、８……インジエクタ、１２……空
燃比センサ、１３……燃料制御回路、１７……デ
イストリビユータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、エ
   ンジンに供給される混合気の空燃比を検出する空
   燃比センサと、空燃比センサの出力に基づいて空
   燃比を目標空燃比に制御する燃料制御手段とを備
   える一方、結果的に空燃比センサ上流の空燃比を
   エンジンの回転に同期して周期的に変動させる要
   因となる手段が設けられたエンジンであつて、エ
   ンジンの回転に同期した所定のタイミングで空燃
   比のリツチ、リーンを判定し、リツチ、リーンに
   応じて、フイードバツク補正係数を予め定めた値
   だけ増減して空燃比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、 上記空燃比の制御に際して、空燃比センサの出
   力が理論空燃比に対しリツチ、リーンのいずれか
   一方に片寄つているときには、空燃比の検出タイ
   ミングを上記所定のタイミングとは異なる他のタ
   イミングに変更する空燃比検出タイミング変更制
   御手段を設けたことを特徴とするエンジンの空燃
   比制御装置。