JPH0823326B2

JPH0823326B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0823326B2
Application number: JP4028110A
Authority: JP
Inventors: 宜茂大山; 藤枝　　護; 照夫山内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0571395A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの内燃機関
の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における自動車の燃料供給装置の空
燃比制御法は、例えば特開昭58−41231号公報に示され
ているように、軽負荷（吸気管圧力が小）では空燃比を
大きくして燃費を良くし、中負荷では理論空燃比にフィ
ードバック制御して運転性を確保し、高負荷（吸気管圧
力が大）では空燃比を小さくして出力を確保するように
制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような空
燃比の設定制御は吸気管圧力より燃料の補正量を算出し
てその算出値に応じて基本噴射量を減量または増量する
ことにより行っている。従って、中負荷以外は開ループ
制御となるため、センサやアクチュエータの精度や経時
変化により、軽負荷では空燃比の過大による失火、高負
荷では空燃比の過小によるＣＯ排出量の増大が予測され
る。このため、軽負荷では空燃比を小さめに、高負荷で
は大きめに制御するようにしているが、未だ充分な効果
が得られていない。

【０００４】本発明の目的は、従来装置の欠点を解消し
て軽負荷域での低燃費と高負荷域での高出力を確保し得
る内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の冷却水温を
検出する冷却水温検出手段と、前記内燃機関の実際の空
燃比を検出する空燃比検出手段と、前記内燃機関の状態
に応じて、該内燃機関に供給する燃料の基本燃料噴射量
を求める基本燃料噴射量演算手段と、前記基本燃料噴射
量が予め定めた値以上であるか否かを判断する負荷量判
断手段と、前記基本燃料噴射量が前記予め定めた値以上
である場合には、理論空燃比よりも小さい目標空燃比
（燃料濃度が理論空燃比のときの燃料濃度よりも濃い空
燃比）を定め、該基本燃料噴射量が該予め定められた値
未満の場合には、理論空燃比以下であって、前記冷却水
温検出手段で検出された前記冷却水温に応じた目標空燃
比を定める目標空燃比設定手段と、前記目標空燃比設定
手段により定められた前記目標空燃比と、前記空燃比検
出手段により検出された前記実際の空燃比との偏差に応
じて、該実際の空燃比が該目標空燃比になるよう制御す
るフィードバック制御手段と、を備えていることを特徴
とするものである。

【０００６】

【作用】基本燃料噴射量は、基本燃料噴射量演算手段に
より求められる。この基本燃料噴射量は、予め定められ
た値以上であるか否かが負荷量判断手段により、判断さ
れる。基本燃料噴射量が予め定められた値以上である場
合には、目標空燃比設定手段により、理論空燃比よりも
小さい目標空燃比が定められる。フィードバック制御手
段は、この目標空燃比と実際の空燃比との偏差に応じ
て、実際の空燃比が目標空燃比になるようフィードバッ
ク制御を実行する。従って、高負荷の場合には、実際の
空燃比が濃くなり、高出力を確保することができる。ま
た、基本燃料噴射量が予め定めた値未満の場合には、目
標空燃比設定手段により、理論空燃比以上であって、冷
却水温に応じた目標空燃比が定められる。フィードバッ
ク制御手段は、この目標空燃比と実際の空燃比との偏差
に応じて、実際の空燃比が目標空燃比になるようフィー
ドバック制御を実行する。従って、低負荷の場合には、
稀薄燃焼が実行され、低燃費を実現することができる。
但し、低負荷で且つ目標空燃比を理論空燃比以上する稀
薄燃焼の場合には、燃料の温度変化による燃料の蒸発率
等の変化の影響を強く受け、安定燃焼を図れない場合が
あったり、確実な稀薄燃焼を実現できるものの逆にやや
燃料濃度が濃くて十分に低燃費化を図れない場合もあ
る。そこで、本発明では、低負荷の場合には、理論空燃
比以上であって、冷却水温に応じた目標空燃比を定める
ことで、安定燃焼と共に低燃費を実現している。

【０００７】

【０００８】

【実施例】図１は、本発明を適用した自動車エンジンの
制御システムの一実施例を示す構成図である。図１にお
いて、１はスロットルチャンバ、２は熱線式吸入空気量
検出器、３は噴射弁、４はスロットルアクチュエータ、
５は点火プラグ、６は水温センサ、７は空燃比センサ、
８はクランク角センサ、９は感応コイル、１０はマイク
ロコンピュータ、１１は空燃比センサ７の制御回路、１
２は空燃比センサ７に設けられているヒータのヒータ制
御回路、１３は燃焼室であり、本システムにおいては、
空燃比をリッチ領域（λ＜１）からリーン領域（λ＞
１）の広い範囲において検出可能な空燃比センサ７を用
いて空燃比を検出して空燃比制御を行うようにしてあ
る。すなわち、回転数、負荷、水温等により制御したい
目標空燃比がマイクロコンピュータ１０で決定される
と、そのための制御信号が噴射弁３、スロットアクチュ
エータ４に出力され、吸入空気量検出器２で検出された
吸入空気量のフィードバック信号に基づき閉ループ制御
される。スロットルチャンバ１において形成された混合
気は、燃焼室１３に入って、点火プラグ５により点火さ
れ、その後、排気ガスが排気管１４に流れる。このと
き、空燃比センサ７によって実空燃比を検出し、その信
号をマイクロコンピュータ１０に入力して閉ループ制御
を行う。なお、空燃比センサ７は、使用している固体電
解質の特性上、高温に加熱しなければならないので、ヒ
ータ駆動回路１２を設けてある。

【０００９】図２は図１のマイクロコンピュータ１０の
詳細構成図である。アナログの入力信号としては、熱線
式吸入空気量検出器２からの空気量信号ＡＦ、水温セン
サ６からの水温信号ＴＷ、スロットルアクチュエータ４
からのスロットル開度信号などがあり、これらの信号は
マルチプレクサ３０に入力され、時分割的にセレクトさ
れてＡＤコンバータ３１に送られ、ここでディジタル信
号に変換される。また、オン−オフ信号として入力され
る情報としては、空燃比センサ７の制御回路１１からの
信号１１ｂがあり、これらは１ビットのディジタル信号
として扱う。さらに、クランク角センサ８からのパルス
列信号ＣＲＰ，ＣＰＰも入力される。３２はＲＯＭ、３
３はＣＰＵであり、ＣＰＵ３３はディジタル演算処理を
行うプロセシングセントラルユニットであり、ＲＯＭ３
２は制御プログラムおよび固定データを格納する記憶素
子である。ＲＡＭ３４は、読み出しおよび書き込み可能
な記憶素子である。Ｉ／Ｏ回路３５はＡＤコンバータ３
１および各センサからの信号をＣＰＵ３３に送ったり、
ＣＰＵ３３からの信号を噴射弁３の駆動回路３６、スロ
ットルアクチュエータ４、点火コイル９および空燃比セ
ンサ７のヒータ制御回路１２に送ったり、制御回路１１
へ制御信号１１ａを送る機能を持っている。

【００１０】このようなシステムにおいて、燃料はエン
ジンの吸気行程に同期して間欠的に供給されるため、空
気量信号ＡＦにより得られた空気量はＱ_a、エンジン回
路数をＮとすると、基本噴射時間Ｔ_aはＴ_a＝Ｑ_a／Ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１）を演算することによって求まる。一般に基本噴射時間Ｔ
_aは、λ＝１となる値が採られており、本システムでも
そのように設定している。

【００１１】図３は本システムのエンジン回転数Ｎと空
気量Ｑ_aより決まる基本噴射量Ｔ_aの関係を示すグラフで
ある。

【００１２】図４は本発明の一実施例の空燃比制御法を
示すマイクロコンピュータのフローチャートの一部であ
る。なお図４では割込みルーチン入口より基本噴射量Ｔ
_aの計算までの処理は省略して「負荷制御」としてい
る。図４において、Ｓ２１２ではＴ_a≧Ｔ_anを判定し、
Ｙ_esの場合はＳ２２１に進み、閉ループ制御の目標値を
λ＝０．８に設定しＳ２２４で設定値と実測値の偏差値
を計算した後、Ｓ２２５で補正量のセットを行い、Ｓ２
３よりメイーンルーチンに復帰する。Ｓ２１２における
判断結果がＮ₀の場合は、Ｓ２１３に進んでＴ_a≧Ｔ_aα
を判定しその判定結果がＹ_esの場合はさらにＳ２２２に
進み、閉ループ制御の目標値をλ＝１に設定した後、Ｓ
２２４，Ｓ２２５と進みＳ２３よりメイーンルーチンに
復帰する。一方、Ｔ_a≧Ｔ_aαの判断がＮ₀の場合はＳ２
２３に進み、Ｔ_aに応じたλ≧１の目標値を計算し、こ
の計算結果を閉ループ制御の目標値とし、閉ループ制御
後Ｓ２３よりメイーンルーチンに復帰する。

【００１３】図５は図４の基本噴射時間Ｔ_aに対するフ
ィードバック制御の目標値λの関係を示したものであ
る。図５において、Ｔ_aは回転数Ｎが一定であれば、ほ
ぼ吸気管圧力に比例するものである。したがって、Ｔ_a
が大きい場合、すなわちＴ_a≧Ｔ_anの時はλ＝0.8に、Ｔ
_aα＜Ｔ_a≦Ｔ_anの範囲ではλ＝1.0，Ｔ_a≦Ｔ_aαの範囲
ではＴ_aの値に応じたλ＞１の値になるようフィードバ
ック制御の目標値が設定される。

【００１４】次に本発明の実施例でエンジンの始動から
暖機過程における空燃比制御法について図６のフローチ
ャートで説明する。エンジンの始動直後、メイーンルー
チンを起動し（Ｓ６００）、Ｓ６０１により初期値設定
を行う。次にＳ６０２で冷却水温Ｔ_wの測定を行い、冷
却水温Ｔ_wの値によってＳ６０３で基本噴射量の補正量
の演算処理を行い、この補正量を基本噴射量Ｔ_aに重畳
させる。この補正演算の過程で、Ｓ６０４の割込みルー
チンを起動して、エンジンの負荷に応じて適宜の空燃比
制御を行う。すなわち、割込みルーチンＳ６０４より負
荷制御のフローチャートで、高負荷の場合、つまり基本
噴射量Ｔ _a が予め定めた噴射量Ｔ _an 以上の場合（Ｔ _a ≧Ｔ
_an の場合）はＳ２２１に進み、直ちに閉ループ制御の目
標値をλ＝0.8としてフィードバック制御を行う。も
し、Ｓ２１２で、Ｔ_a＜Ｔ_anの場合（すなわち高負荷で
ない場合）は、水温Ｔ_wを参照し、水温Ｔ_wがある設定値
Ｘ℃より低ければλの値が小さくなるよう、すなわち混
合気を濃くして、燃焼の安定を図る。

【００１５】もし、Ｔ_w≧Ｘ℃の場合は、さらにＴ_wの値
がもう一段高い水温設定値Ｙ℃と比較して、Ｙ℃以上で
あれば図４のフローチャートにおけるＳ２１３の制御、
つまり、基本噴射量Ｔ _a と予め定めたＴ _a α（＜Ｔ_an ）と
を比較した後、基本噴射量Ｔ _a に応じた目標値λ≧１を
定め（Ｓ２２２，Ｓ２２３）、この目標値λ（≧１）に
基づいたフィードバック制御を行い、Ｔ_w＜Ｙ℃の場合
は、Ｓ２２２の制御、つまり目標値λ＝1.0を定め、こ
の目標値λ（＝1.0）に基づいたフィードバック制御を
行う。このように、暖気過程において、高負荷の場合に
は、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくすることで、
実際の空燃比の燃料濃度を濃くして、高出力を確保して
いる。また、暖気過程において、低負荷の場合には、目
標空燃比を理論空燃比以上で且つ冷却水温に応じた値に
することで、稀薄燃焼を行って低燃費の実現を図ってい
ると共に、安定燃焼を確保している。しかも、ほとんど
の運転状態において、フィードバック制御を実行してい
るので、目標とする燃焼状態を確実に実現することがで
きる。

【００１６】次に過度運転時の空燃比制御法について述
べる。図７はギヤの位置によって混合気制御法を変更す
るフローチャートを示したものである。すなわちＳ７０
１でエンジンの負荷状況を吸入負圧Ｐ_aによってＰ_a≧Ｔ
_anの場合は直ちに空燃比λの目標値を０．８とした負帰
環制御に入る。一方、エンジンの負荷判定がＰ_a＜Ｔ_an
の場合は部分負荷であることになるので、噴射時間Ｔ_a
がある設定値Ｔ_aα（負荷の割合を判別するのに使う）
より上，下の領域で設定空燃比の目標値をλ＝１又は負
荷Ｐ_a（吸入負圧）に応じてλ≧１の目標値に制御す
る。したがって、Ｔ_aαに対しＴ_aの値を判別した後、ギ
ヤ位置が第１速の場合は直ちに空燃比の目標値をλ＝１
として噴射幅制御を行い、第１速でない場合は従来通り
のλ≧１の吸入負圧Ｐ_aに応じた目標値に対して制御さ
れる。

【００１７】次にエンジン運転中に排気温度が高温にな
り、エンジン，周辺機器に悪影響を及ぼすことを回避す
る方策として図８〜図１０に示す実施例で具体的手法を
説明する。図８〜図１０において、スロットルチャンバ
１の下流の噴射弁３より噴射された燃料は燃焼室１３へ
導入され、ここで燃焼された後排気管１４から排出され
る。空燃比センサ７、及び触媒コンバータ５０の下流に
設けた温度センサ５１の出力信号はマイクロコンピュー
タ１０に導入される。このようにして常に排気温度は監
視され、図９のグラフに示すごとく、エンジン回転数Ｎ
が高まるにつれて排気温度をＵ℃およびこれより高い温
度Ｖ℃の二つの設定温度に対し、排気温度Ｔ_eがどこに
あるかで、空燃比λの目標値が変更される。すなわち、
負荷が大きいＴ_a≧Ｔ_aαでは目標値をλ＝0.9とし、Ｔ_a
＜Ｔ_aαではλ＝１．０で制御される。排気温度Ｔ_eがＵ
℃より低い場合は触媒の変化が少ないため、Ｔ_aの値に
応じたλ≧１の目標値に従って噴射弁の噴射時間Ｔ_aは
制御される。

【００１８】次に、加減速時の空燃比制御法について説
明する。図１１は基本噴射時間Ｔ_aに対するエンジント
ルクの変化を示したものである。同図においてＴ_aが小
さい領域ではλ≧１で希薄混合気であるため、トルクの
立ち上がりは小さい。しかし、Ｔ_a≧Ｔ_aαではλ＝１と
なり発生トルクは急に大きくなり、運転者にショックを
与えることになる。従って、図１１で破線を施こした領
域ではトルク増加法を段階的にすると運転性が良くな
る。そこで、図１２のグラフに示すように、基本噴射量
Ｔ_aに対する空燃比の制御目標値λを破線のごとく段階
的に小さいλにすれば良い。

【００１９】また、図１３に示すごとくＴ_aに対するト
ルクの変化ヒステリシスを設けることができる。この際
のＴ_aに対するλのセットは図１４に示すごとくなる。
この場合の具体的なフローチャートを図１５に示してい
る。ここではリーンフラグによってヒステリシスの条件
を判別している。

【００２０】一方、図１６の破線で示しているように加
速時のトルクを設定することもできる。具体的なフロー
チャートを図１７に示している。図１７において、Ｓ２
１４でＴ_aの変化率ΔＴ_aがＺより大きい、すなわち加速
度が大きい場合は、Ｔ_aの小さい領域でもλ＝１にセッ
トする。しかし、Ｔ_aが大きい領域ではλ＜１にセット
される。前述の図５にはλ＝0.8にセットする場合を例
示したが、Ｔ_aに対してλ＝１、λ＝0.8の間で段階的あ
るいは連続的にλをセットすることもできる。また、大
気圧が低下した場合は、エンジンのＴ_aの最大値が小さ
くなり、λ＜１の領域が少なくなる。このときは、大気
圧力に応じてλ＝１からλ＜１に切換する点のＴ_anの値
を変更することができる。またターボ過給が付加されて
いる場合は、Ｔ_aの最大値が大きくなるのでＴ_an，Ｔ_aα
を増大することができる。

【００２１】さらに、車重に応じてＴ_an，Ｔ_aαを増減
し、運転性を確保することができる。また支持ばねの変
位を測定して車重を求め、車重が小さいときはＴ_aαを
大きくしてλ＞１の運転域を広め、燃料経済性を高める
ように制御する。車重が大きいときは、Ｔ_aαを小さく
してλ＞１の運転域を狭くし、加速性を確保するように
制御する。

【００２２】一方、λ＞１，λ＝１，λ＜１の全領域で
閉ループ制御する場合、Ｐ_aに対して図１８のグラフに
示すごとくλがセットされているとき、λは図１９のご
とく経過時間ｔに対し変化する。また、空燃比センサ７
の信号は、排気系の流動遅れ等によって図１９の破線の
λのごとく遅れる。従って、閉ループ制御においてはこ
の遅れを考慮しないと、λの目標値が変化する場合に誤
動作する。

【００２３】図２０および図２１は空燃比センサ７の遅
れによる誤動作を防ぐためのフローチャートである。

【００２４】図２０において、Ｐ_aに応じて目標値がそ
れぞれ与えられ、このλ₀を一時保管する。λの変化が
大きい場合は、目標値λ₀で開ループ制御する。この後
Ｋの値に１プラスしてλ₁を更新する。目標値λ₀の変化
が小さく、Ｋの値が小さい場合も、開ループ制御にす
る。しかし、Ｋの値が大きい場合は、閉ループ制御に入
る。このようにして、空燃比センサ７からの信号遅れに
よる誤動作を防止することができる。

【００２５】図２１において、Ｐ_aに応じてλ₀をセット
とし、λ₀を記憶するとともに圧力Ｐ_a、回転数ｎに対す
る遅れ時間Δｔを計算する。ここで、λ₀の記憶値に基
づきΔｔ前の値を読み出し、λ_0'とする。このλ_0'を目
標値として閉ループ制御を行う。このようにして、空燃
比センサ７の信号遅れによる誤動作を防止することがで
きる。

【００２６】図２２に、本発明で採用した空燃比センサ
７の一実施例を示す。図２２において、固体電解質３７
の両面には電極３８ａ，３８ｂが設けてあり、さらにガ
スの拡散抵抗となるオリフィス３９を介して拡散室４０
を設けてある。動作原理は次の通りである。

【００２７】電源ＶよりＩ_sの方向に電流を流すと、酸
素が拡散室４０より排ガス中に固体電解質３７を通って
排出される（固体電解質のポンプ作用）。一方排ガスよ
りオリフィス３９を通して酸素が拡散室４０にその濃度
差により拡散流入してくる。ここでＩ_sを増加するとポ
ンプ作用により排出される酸素が多くなり、拡散室４０
の酸素が濃度分圧が小さくなり（１０〜¹²気圧）通常の
酸素センサのように起電力Ｖ_a（約１Ｖ）が発生する。
このＩ_s（限界電流）と排ガス中の酸素濃度の関係は広
く知られている。ここで固体電解質３７に流す電流をＩ
_Pのごとく逆方向に流すと排ガスより拡散室４０に向っ
て固体電解質３７のポンプ作用が働く。図２３に示すよ
うに、Ｉ_Pの方向に流れる電流を正方向とし、Ｉ_sの方向
を負とすると、Ｉ_Pの方向に一定時間電流を流すと、拡
散室４０の酸素濃度は排ガスより濃くなる。ここでＩ_s
の方向に電流を流すと拡散室４０の濃度の低下はＩ_Pに
より拡散室４０の濃度が高められた分だけ遅れ、拡散室
４０の酸素濃度は１０〜¹²気圧近くになる。すると、起
電力Ｖ_sが発生する。この起電力Ｖ_sの変化によりＩ_P方
向に電流を切替える。このＩ_Pの電流値と流す時間を一
定にすれば、拡散室４０には排ガス中の酸素濃度に比例
した酸素が供給できる。このためＩ_sを一定値とすれ
ば、Ｖ_sが発生するに要するＩ_sの供給時間が排ガス中の
酸素濃度に比例して変化する。つまりＩ_sの実効電流Ｉ_s
と比例する。

【００２８】図２４はその検出特性を示したものであ
る。Ｉ_Pを流さない場合、λはλ＝１よりＩ_sに比例して
大きくなる。Ｉ_Pを流すと、Ｉ_Pの大きさに比例してＩ_s
が平行移動して大きくなる。この方式はλ＜１の範囲に
ついても検出できる。すなわちλ＜１以下でも実際のエ
ンジンの排ガス中には酸素が残存しており、Ｉ_Pにより
拡散室４０内の酸素分圧を１０〜¹²以上にしてＶ_sの発
生を中断することは容易である。このようにすれば、λ
がλ＜１からλ＞１の広い範囲で空燃比の測定が可能で
ある。

【００２９】しかし、このようにオリフィス、多孔質等
の拡散抵抗を利用するセンサは、排ガス中のダスト等に
よって経時変化しやすい。本発明においては、以下に述
べる手段でこの経時変化を防止している。すなわち、空
燃比センサ７の性質上、λ＝１の点の出力信号は経時変
化を受けない。また、λ＝１の点で、スイッチング的な
動作を示す従来のＯ₂センサ（例えば、特開昭58−48749
号公報の図１に開示されている）もλ＝１の点は経時変
化しない。従って、λ＝１の閉ループ制御は空燃比セン
サ７の経時変化による影響を受けない。

【００３０】図２５は空燃比センサ７の経時変化対策の
フローチャートである。図２５において、λ＝１の閉ル
ープ制御域において修正量ΔＴ_Pが求まり、噴射パルス
幅Ｔ_PはＴ_P＝Ｔ_P＋ΔＴ_Pとなり、燃射量が修正されてλ
＝１になる。このＴ_Pは例えばＰ_B毎に一時保管される。
λ＞１の閉ループ制御でも修正量ΔＴ_P2が求まる。これ
により、噴射パルス幅は、Ｔ_P2＝Ｔ_P20＋ΔＴ_P2のごと
く修正される。センサ７が経時変化していない場合は、
Ｔ_P2＝Ｔ_P／λの関係を満足することが予測される。従
って、ε＝｜Ｔ_P2−Ｔ_P／λ｜がε₀より小さい場合は、
空燃比センサ７の経時変化が小さく、制御動作をそのま
ま続行する。εがε₀より大きい場合は、空燃比センサ
７の経時変化が大きくなったので、λ＝１以外の閉ルー
プ制御を停止する。この場合、図２６に示すごとく、Ｔ
_P2＝Ｔ_P／λでＴ_P2を求め、この値をベースに燃料噴射
量を求める。λ＝１の閉ループ制御で誤差が修正されて
いるので、この方法でも、噴射量は正確である。λ＝１
の閉ループ制御が行われない運転域では、基本噴射パル
ス幅Ｔ_P2＝Ｔ_P20（Ｔ_P／Ｔ_P0）でパルス幅を、閉ループ
制御域の修正率（Ｔ_P／Ｔ_P0）を外挿して修正すること
ができる。

【００３１】また、閉ループ制御系では、Ｔ_P2＝Ｔ_P／
λで燃料噴射量を制御した場合、空燃比センサ７の信号
がλに対しλ′を示しているとすると、λ′＝ｋλとな
る。実際のセンサ７の出力信号λ′と目標値λの値から
ｋの値を求めることができる。センサ７の出力信号λ′
に対し、λ₂＝λ′／ｋの修正を講じることによって、
このλ₂を用いて閉ループ制御すれば、空燃比センサ７
の経時変化の影響を回避することができる。図２５にお
いて、閉ループ制御値Ｔ_P2用いて、ｋ＝Ｔ_P2・λ／Ｔ_P
でｋを求めることもできる。

【００３２】従来開示されている、フィードバック制御
の保管値Ｔ_Pを用い、Ｔ_P2＝Ｔ_P／λでＴ_P2を求めるいわ
ゆる学習制御は、噴射弁のヒステリシス等の影響に弱
い。これに対し、空燃比センサ７による閉ループ制御
は、ヒステリシスの影響を回避することができるが、空
燃比センサ７の経時変化に弱い。本実施例では、学習制
御と閉ループ制御を効果的に組合わせているので、広い
運転条件において、λを正しくセットすることができ
る。本実施例の要点、効果を要約すると、 (a) λ＞１、λ＝１の運転域以外に、λ＜１の領域でも
閉ループ制御を行うので、始動、暖機時、高負荷、高速
運転時の燃費が低減する。

【００３３】(b) 運転状態において、λを正しくセット
できるので燃費低減、排気浄化、運転性の向上が両立す
る。

【００３４】(c) 空燃比センサの遅れを考慮して閉ルー
プ制御するので、λが時々刻々変化しても、目標値通り
にλを追従できるので、λの目標値からのずれが小さく
なり、触媒容量を低減することができる。

【００３５】(d) 学習制御と閉ループ制御を効果的に組
合せているので、経時変化が少なく、長い走行距離にわ
たって燃費低減、排気浄化、運転性の向上を維持でき
る。

【００３６】図１の実施例では噴射装置の場合を例示し
たが、気化器の場合にも適用することができる。またλ
は、バイパス空気弁によって任意にセットすることがで
きる。さらに、空燃比センサとしては、図２２の実施例
に限定されず、他の方式のもの、例えば特開昭58−4874
9号公報に開示されている切換えてλを求めるセンサを
用いることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、エンジンの暖気過程において、高負荷の場合に
は、目標空燃比が理論空燃比よりも小さく設定されるた
めに、高出力を確保することができ、軽負荷の場合に
は、目標空燃比として理論空燃比以上であって冷却水温
に応じた空燃比が設定されるために、安定した稀薄燃焼
が実現でき、低燃費化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の内燃機関まわりの構成
を示す説明図である。

【図２】本発明に係る一実施例のマイクロコンピュータ
の回路ブロック図である。

【図３】本発明に係る一実施例の燃料噴射量の特性を示
すグラフである。

【図４】本発明に係る一実施例の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明に係る一実施例の基本燃料噴射時間と目
標空燃比との関係を示すグラフである。

【図６】本発明に係る他の実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明に係る他の実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

【図８】本発明に係る一実施例の内燃機関まわりの構成
を示す説明図である。

【図９】本発明に係る一実施例の冷却水温度と目標空燃
比との関係を示すグラフである。

【図１０】本発明に係る他の実施例の動作を示すフロー
チャートである。

【図１１】本発明に係る一実施例の基本燃料噴射時間と
エンジントルクとの関係を示すグラフである。

【図１２】本発明に係る一実施例の基本燃料噴射時間と
目標空燃比との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明に係る他の実施例の基本燃料噴射時間
とエンジントルクとの関係を示すグラフである。

【図１４】本発明に係る他の実施例の基本燃料噴射時間
と目標空燃比との関係を示すグラフである。

【図１５】本発明に係る他の実施例の動作を示すフロー
チャートである。

【図１６】本発明に係る他の実施例の基本燃料噴射時間
とエンジントルクとの関係を示すグラフである。

【図１７】本発明に係る他の実施例の動作を示すグラフ
である。

【図１８】本発明に係る一の実施例の吸気負圧と目標空
燃比との関係を示すグラフである。

【図１９】本発明に係る一実施例の時間と目標空燃比お
よび空燃比センサからの出力との関係を示すグラフであ
る。

【図２０】本発明に係る他の実施例の動作を示すフロー
チャートである。

【図２１】本発明に係る他の実施例の動作を示すフロー
チャートである。

【図２２】本発明に係る一実施例の空燃比センサの断面
図である。

【図２３】本発明に係る一実施例の空燃比センサの電流
および電圧の波形図である。

【図２４】本発明に係る一実施例の空燃比センサの電流
特性を示すグラフである。

【図２５】本発明に係る他の実施例の動作を示すフロー
チャートである。

【図２６】本発明に係る他の実施例の動作を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

７…空燃比センサ、１０…マイクロコンピュータ、１３
…燃焼室、６…水温センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−51240（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−27848（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−48727（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−70037（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の実際の空燃比を制御する空燃比
制御装置において、前記内燃機関の冷却水温を検出する冷却水温検出手段
と、前記内燃機関の実際の空燃比を検出する空燃比検出手段
と、前記内燃機関の状態に応じて、該内燃機関に供給する燃
料の基本燃料噴射量を求める基本燃料噴射量演算手段
と、前記基本燃料噴射量が予め定めた値以上であるか否かを
判断する負荷量判断手段と、前記基本燃料噴射量が前記予め定めた値以上である場合
には、理論空燃比よりも小さい目標空燃比（燃料濃度が
理論空燃比のときの燃料濃度よりも濃い空燃比）を定
め、該基本燃料噴射量が該予め定められた値未満の場合
には、理論空燃比以上であって、前記冷却水温検出手段
で検出された前記冷却水温に応じた目標空燃比を定める
目標空燃比設定手段と、前記目標空燃比設定手段により定められた前記目標空燃
比と、前記空燃比検出手段により検出された前記実際の
空燃比との偏差に応じて、該実際の空燃比が該目標空燃
比になるよう制御するフィードバック制御手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。