JPS5859324A - 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】 本発明はエンジンの空燃比制御装置に係り、特にエンジ
ンの排出ガス中の残留酸素濃度を検出し、該残留酸素濃
度およびエンジノに吸入され〜る空気量に基づいてエン
ジノの各気筒に供給される燃料量をエンジンの各気筒に
おける空燃比が理論空燃比近傍になるように制御するエ
ンジンの空燃比制御装置に関する。

一一般に、この種の空燃比制御装置は、工／ジ／のエキ
ゾーストマニホールドに設けた酸素センサによって排出
ガス中に含まれる残留酸素濃度を検出すると共に、スロ
ットルチャンバに吸入される空気量を吸入空気量センサ
により検出し、これら検出信号を電子制御回路に取り込
み、骸電子制御回路によって、前記残留酸素濃度が大き
い場合は供給空燃比がリッチ側に、逆に該残留酸素濃度
が小さい場合は供給空燃比がリーン側になるようにエア
ーブリードを開閉し、あるいは燃料噴射装置の噴射時間
を制御してエンジンの各気筒における空燃比が理論空燃
比近傍になる−ようにフィードバック制御をする装置で
ある。

上述のように空燃比を理論空燃比近傍になるように制御
する理由は、エキゾーストマニホールドの下流に設けた
三元触媒等の触媒：ｙノパーメの浄化能力（転化率）が
理論空燃比近傍υごく伏い範囲（この範囲をウィンドと
称す）でしか高くならないことから、このウィンド内に
空燃比を維持して触媒の浄化能力を最大限に発揮させる
ためであり、これにより理論空燃比近傍になるように空
燃比を制御すれば、タンクンＯ排気ガスに含まれるＨＣ
，Ｃｏ及びＮＯｘは、一般的に少なくなることはいらま
でもない。

さらに、上述した空燃比フィードバック制御は、たとえ
ばエンジン始動時、始動後項量中、高負荷走行時など所
定の条件が成立すると龜は、実行させていない。従って
、この場合、タンクンは基本噴射特性で制御されること
になる。

ところで、自動車を高速走行させる場合は、燃費や騒音
′を軽減する虎めに、プロペラシャフトをエンジンより
早く回転させるようにしエンジンの回転速度を低く保つ
ようにしている。このような増速駆動状態は一般にオー
バドライブと称されている。このオーバドライブにおい
ては、比較的加速力を要しない定常運転時に使用される
ため、このオーバドライブの領域を利用し、空燃比を理
論空燃比よシリー／側になるように制御して燃費の向上
を図るのが一般的である。

従来は、エンジンの部分負荷運転時に空燃比をリーフ側
になるように制御する方法として、工／ジン回転数Ｎお
よび吸入空気量Ｑに基づいて空燃エンジン使用領域にお
いて、空燃比を理論空燃比よりり−／側に制御して燃費
の向上を図ることにある。

本発明は、上記目的を達成するためにエンジンから排出
される排出ガス中に含む残留酸素濃度を検出し、この残
留酸素濃度およびエンジンに吸入される空気量に基づい
てエンジンの各気筒に供給される燃料量をエンジ゛ンの
各気筒における空燃比が理論空燃比近傍となるように制
御する空燃比制御装置において、オートマチックトラン
ス２ツシヨンのオーバドライブ位置あるいはマニュアル
ト２／スはツションの４．５速位置を検出する検出手段
と％該検出手段からの検出信号により部分負荷運転状態
と判定された場合には、空燃比フィードバック制御に用
いる空燃比補正係数を徐々に減少させてり一ン補正係数
にし、この空燃比補正係数をもって供給空燃比を理論空
燃比よりｖ−ン側に補正する電子制御回路とを備えたも
のである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。本実施
例は、図示のように、エアクリーナー２と、これの下流
側に設けられた吸入空気量゛センサとしてのエア７０−
メータ４とを備えている。エアフローメータ４は、チャ
／バー４Ａ内に回転可能に設けられ九コンペ／セーショ
ンプレート４Ｂと、コンペンセーショ／グレー）４８の
ａ−ｔｅ検出するポテンショバーｊｌ１４Ｃとから構成
されて埴る。従って、：１゛吸入空気量はボテフシ３メ
ータ４Ｃから出力さハる電圧として検出される。また、
エアフローメー＃４ｖ近傍には、吸入空気の温度を検出
する吸入空気温センサ６が設けられてい為。

エアフロメータ４の下流側には、スロットル弁８が配置
さ−れ、スロットル弁８ｔ）近傍にはスロットル弁の開
度を検出してスロットル位置信号を出力するスロットル
センサ１０が配置されている。

このスロットル弁８は運転室に投砂られ九加速ペダル１
１によって連動されるようになっている。

ま−九、スロットル弁８の下流側にはサージタック１２
が設けられ、このサージタンク１２にはスロットル弁８
を迂回する迂回路１４が設けられている。そして、この
迂回路１４にはステップモーター１６によ抄制御される
エアパルプ１８が設けられている。このエアパルプ１８
は、エンジンＶアイドルリング時、にスロットル弁８を
迂回して吸入空気をサージタンク１２内に通過させタン
クンＶ回転数を目標値に制御するものである。

サージ−／り１２にはインテークマニホールド２０が１
絖されてシや、このインチーク・！エホールド２０内に
央出して燃料噴射装置２２が配置されている。インテー
ク−！二ネールド２０はタンク／２４の＠焼型２８に接
続され、工ンジ１０燃−れている。また、エキゾースト
マニホールド３０リエンジン２４＠における排気分岐管
３４の集合部分には供給混合気（空燃比）を理論空燃比
近傍に制御するための酸素（０鵞）センサ３６が取り付
けられている。、つｔり、Ｏｓセ／す３６は、理論空燃
比近傍を中心に、その出力電圧が大幅に変化するため、
画線出力電圧を後述する電子制御回路６４　Ｃ１）入出
力回路８６のディジタル人力部に加え、こｖ）　Ｏ＠セ
ンサ３６からの出力電圧に基づいて空燃比フィードバッ
ク制御をする。

なお、符号４０は工／ジン冷却水温を検出する水温セ／
すである。

エンタフ２４０点火グラグ４２は、ディストリビューｊ
−４４に接続され、ディストリビュータ−４４はイグナ
イタ−４６に接続されている。なお、符号４８は吸気弁
、５０は排気弁、５２はトランスミッション、５４は）
ラノスミション５２の増速駆動状態を検出する検出手段
で６９．オートマチックトランスミジョンの場合はオー
／（ドライブ位置を検出し、またマニュアルトランスミ
ジョンの場合は４速あるいは５速位置を検出するもので
ある。こりトラジスミ７ヨ７５２の検出手段５４は、オ
ートマチックトランスミジョンの場合はオーバドライブ
信号を用いればよく、キらにマニュアルトランスミジョ
ンの場合は、例、ｔｔｆエンジン回転数Ｎとプロペラシ
ャフトの回転数ｎとから、Ｎ（ｎ＆Ｊ関係が成立するこ
とを検出するようにしてもよい。ｔ７’ｔ、５６は車速
センサである。

さらに、ディストリビューｇ−４４には、エフ２７回転
数センサとしてのピックアップ５８とディストリビニ−
声シャフト６０に固定されたシグナルローｊ６２とが設
けられており１例えばクランク角３０度毎にクランク角
基準位置信号が電子制御回路６４に入力されている。従
ってクランク角基準位置信号の発生間隔とクランク角基
準位置信号の個数とによりエンジン回転数が求められる
。

排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路６６は排気分岐管３４と
サージタンク１２とを接続し、オンオフ弁形式Ｖ排気ガ
ス再循環（ＥＧＲ）制御弁６８ｒｉ電気パルスに応動し
てＥＧｉ（通路６６を開閉するふうになっている。

、　これらυセンサ４ＣＬ　６，１０，４０，３６゜５
４．５６．５８（１）出力、および蓄電池６９０゛−圧
は電子制御回路６４へ送られるようになつＣいる。燃料
噴射装置２２は気筒に対応してエキゾーストマニホール
ド°２０ｖ近傍に設けられ、ボッグア０ｒｉ燃料夕／り
７２からの燃料を燃料通路、７４を介して燃料噴射装置
２２へ送出する工９になつ−Ｃいる。

電子゛制御回路６４は、第２図に示すようにう／ダム・
アク、セス・メモリー（ＲＡ’Ｍ）７８及び８０と、リ
ード・オンリー・メモリー（ＲＯＭ）８２と、中央処理
装置（ＣＰＵ）８４と、入出力回路（Ｉｌｏ）８６と、
アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）８ｇとを含んで構
成され、ＲＡＭ７８及び８０、ＲＯＭ８２、ＣＰＵ８４
．ｌ１０８６およびＡＤＣ８８はデータバス９０により
接続さハている。なお、ＲＡＭ８’０は、エンジン２４
停市時においても補助電源から車力が供給されており、
その記憶が保持できるようになっている。

前記ＲＯＭ８２には、後述するフローチャート（第３Ｉ
Ｑに示す。）ｔ−実行するためのプログラムが記憶され
ると共に、特に燃料噴射時間τを１鉢するに使用する下
記計算式が記憶されている。

友だし、Ｔｐ　は基本燃料噴射時間、ＦＡｍＡｍ空燃比
補数係数って０３セ／す３６あるいは工／ジジ部分負荷
運転時により変更される係数、にはＴｐ係数、Ｑはエン
ジン２４に吸入される歌人空気量であってエアフローメ
ータ４により検出される量、Ｎはエンタフ２４０回転数
であって、ディストリビュータ４４からのクラ／り角基
準信号から求め。

九エンジン回転数である。

加えて、誼ＲＯＭ８２には、エンジン回転数Ｎおよび吸
入空気量・Ｑとから点火時期を求めるマツプが記憶され
ると共に、空燃比フィードバック東件やその他のパラメ
ータが記憶されている。

従って、エンジン２４を動作させる場合は、これらの記
憶内□容υう°もの必ｌもの東ＲＡＭＴ　８および８０
に記憶させて、これらに基づいてプログラムの実行をさ
せるものである。ＲＡＭ８０は、前述した通り、補助電
源から電力が供給されており、記憶内容がエツジ／停止
時に消去されてしまうことを防止してｂるものであって
、かつ必要なときに記憶内容の変吏を可能とする場合に
用いるものである。従って、例えば、計算結果や、ある
袖のパラメータなどがＲＡＭ８０ｒζに憶されているの
である。

ナオ、ＲＡＭ７８ｕ、ＲＯＭ　８２　カラｄｉｔｌ　＋
。

たプログラムやパラメータなどが記憶され°Ｃいるまた
、ｌ１０８６には、ディストリビュータ４４から出１）
されるクランク角基準信号、スロットルセンサ１０から
出力されるスロットル位置信号、トランスミジョン５２
の増速駆動状態を検出する検出手段５４から出力される
検出信号、ニアコンディショナー（図示せず）から出力
されるエアコンティショナｍ号、イグニッションスイッ
チ（図示せず）から出力されるイグニッションスイッチ
１Ｍ号、イグナイタ−４６から出力される点火確−信号
および前記０−センサ３６から出力される空燃比信号等
が入力されるとともに１エアパルプ１８を制御するエフ
バルブ信号、燃料噴射装置２２を制御する燃料噴射信号
およびイグナイター４６を制御する点火信号等が出方さ
れる。まえ、ＡＤｃ８８にはエプフ艶−メーｐ−４がら
出力される吸入空気量信号、吸気温センサ６から出力さ
れる吸気温信号、蓄電池６９からυ電圧および水温セン
サ４０から出力される水温信号が入力されており。

各信号はＡ　Ｄ　Ｃｊ８に、よシディジタル信号に変換
される。なお、ＲＯＭ８２に記憶されているマツプｓ　
　ｌ１０８６およびＡＤＣ８８に入出力される信号は、
エンジンの制御状態に応じて各種のマツプが記憶される
とともに各１１１（１）信号が入力または出力される。

さらに、電子制御回路６４は各センサからの入力信号を
、パラメータとして燃料噴射量を前記（１）、（２）式
を用いて計算し、計算した燃料噴射量（噴射時間Ｔ）Ｋ
対応したパルス幅の電気パルスを燃料噴射装置２２．へ
溪やよ、うになっている。

電子制御回路６４Ｆｉエアバ・■プ１８−パルスモーー
タ１６、ＥＧＲ制御井６８、自動変速機の油圧制御回路
のソレノイド弁（図示せず）、およびイグナイｊ４６を
制御するようになっている。

ト述のように構成された電子制御エンジンｌ／Ｊ励作を
以下に説明する。

まず、空燃比フィードバック制御を夫行する条件かを判
定する。このフィードバック条件に一つい−（ｒユ、既
に、例示した。ここで、フィードバック条件が成立して
いないときは、一定り空燃比でオー゛ブン処理をする。

フィードバック条件が成立しているときには、次いでエ
ツジ／り部分負荷運転状態で、あるかどうかを判定する
。この判定は、トランスミジョン５２が増速駆動状態で
あることを検出する検出手段５４からの信号に基づいて
実行される。ここで、増速駆動状態とは、・オートマチ
ックトランスミジョンの場合はオーバドライブ位置であ
り、マニュアルトランスミジョンυ場合は４速、５速位
置にあることをいう。

前記判定において、増速駆動状態にないと判定されたと
きには、通常υフィードバック制御を行肴う。また、増
速駆動状態にあると判定されたときには、燃料噴射時間
τを計算する際に用いる空燃比補正係数ＦＡＦを徐々に
小さくして（つま９、ＦＡＦからリーン補正係数αを減
算してゆき）蝋終的にリーン設是補正係数Ａとし、かつ
こＶ空燃比補正係数ＰＡＰ（＝Ａ）を用いて燃料噴射時
間丁Ａを計算（丁Ａ＝Ｋｘ−ｘＦＡＦ）Ｌ、この噴り 射時間？Ａ　をオ燃料噴射装置２２に与えてｌ供給燃料
量を調整する。この結果、供給空燃比は、理論空燃比よ
りり一／側に補正されることになる。

もちろん、エンジン２４は、部分負荷運転状態において
は、空燃比ｔ−理論空燃比よりリーフ側にしてもドライ
バビリティが許容される。

上述の動作をさらに詳細に＃ｌ＆３図Ｖフロチャートを
参照して説明する。

図において、メインプログラムがスタートし、ステップ
３００において、当誼プログラムを実行するに必要な定
数やレジスタ類を初期化する。次いで、ステップ３０１
において、フードバック条件が成立するときに論理・１
〔・が設ヰされるフードパツク条件成立フラッグｆＦＢ
の判定を行なう５このステップ３０１において、該フィ
ート：パンク条件成立フラッグ１ＦＢが−Ｑｌであると
きは、ステップ３０２に移り、ステップ３０２において
空燃比補正係数ＦＡＦを１．００とする。そしＣ１こ０
空燃比補正係数ＰＡＰ（＝１．００１をも・りて、空燃
比りオープン処理が行なわれて、ステップ３１１に移、
る。

ステップ３０１１／Ｃおいて、フィードバック条件成立
フラッグ’／ＦＢが・ｌ・であるときには、ステップ３
０３に移る。ステップ３０３におい゛〔、増速駆動運転
検出手段５４からり検出信号を取り込み、ステップ３０
４に移行する。ステップ３０４Ｗｃおいては、前記増速
駆動運転検出手段５（ＯＤ）が増速駆動運転状態である
かを否か、すなわちエンジン部分負荷運転状態にあるか
否かｔ判足し。

部分負荷運転伏線でない、と判定されれば、ステップ３
０５に−る。ステップ３０５において、フィードバック
制御が実行されて、ステップ３１１に移る。

ステップ３０４において、前記増速駆動運転検出手段５
４’（ＯＤ）からむ検出信号により増速駆動運転状態（
つまり１部分負荷運転状態）であると判定されると、ス
テップ３０６に移る。ステップ、３０６において、空燃
比り一ン制御実行フラッグ￥ＰＬＯが立っている（ｌｐ
Ｌｃ＝１　）か否かを判定し、このフラッグＶＰＬｃが
立っていない（ψＰＬＣ＝０　）ときにはステップ３０
７に移り、ステップ３０７で、蚊フラッグ’／ＰＬＣに
−１１を設定すると共に空燃比補正係数ＦＡＦに１．０
０を設定し、ステップ３１１に移る。ステップ３０６に
おいて、諌フラッグ’／）”ＬＣＫ”　ｌ・が設定され
ていると判定されると、ステップ３０８に移り、ステッ
プ３０Ｂで空燃比補正係数ＦＡＦからリーン補正係数α
を減算することにより、空燃比補正係数ＦＡＦを徐々に
小さくしてゆく。この空燃比補正値ＰＡＰをステップ３
０９にてリーン補正係数Ａと比較し、ＰＡＰ）Ａと判定
された場合にはステップ３１１に移シ、逆にＰＡＦ≦Ａ
と判定され九場合にはステツノ・ａ　ｗｌｏ、ｇ　Ｍ　
Ｋ　ｂ空燃比補正係岬ＦＡＰにリーン補正係数Ａを設定
する。

つまり、空燃比補正係数Ｆ　Ａ　Ｆ　＝　ＩＪ−ン補正
係数Ａと【７ている。このように、空燃比補正値＠ＦＡ
Ｙ（＝リーン補正係数Ａ）を用いて、エンジン部分負性
時には、供給空燃比を理論空燃比よりリー／＠ｋＣ強制
的に移しているのである。そして、ステップ３１１で、
燃料噴射時間τの計算が行なわれる。

上述し九ように本実施例は、オートマチックトランス電
ジョンのオーバドライブ位置、あるいはマニュアルトラ
ンスミジョンｖ　４　、５　ｍ位ｔｌカ検出されると増
速駆動運転状態と判定し、空燃比が理−空燃比よりり−
／儒になるように燃料噴射時間τを強制的に小さくする
。つまり、τ＝Ｋｘ−ｘＦＡＰＯ計算式に、空燃比補正
係数ＰＡＰ（つまり、リーフ補正値人）を代入してτを
得るも０である。

１、′λ上述べたように本発明によれば、オートマチッ
クトランスミジョンＯオーバドライブ位置あるいはマニ
ュアルトラ／スミショｙ　ｖ　４　、５　’Ａ位１１ｊ
Ｌを検出する検出手段からＶ信号に基づいて工／ジノリ
部分負荷運転状帳が検出された場合に、供給空燃比を理
論空燃比よりり一ン側に補正し−Ｃあるので、燃費Ｏ向
上が図れる。

【図面の簡単な説明】

、第１図は本発明Ｕ−実施例を示す構成図、４４２図は
同電子制御ｕ路を詳細に示すブロック図、第３図は本発
明の詳細な説明するために示すほれ図である。 ２２・・・燃料噴射装置、２４・・・エンジン、３６・
・酸素センサ、５２・・・トラ／スミショノ、５４・・
・トランスミジョンＯシフト位置を検出する検出手段、
６４・・・電子制御回路。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか２名） 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの排出ガス中における残留酸素濃度を検出し、
   この残留酸素濃度およびエンジノに吸入される空気量に
   基づいてニンジンの各気筒に供給される燃料量をエンジ
   ンの各負結における空燃比が理論空燃比近傍となるよう
   に制御する空燃比制御装置において、オートマチックト
   ランスミッションのオーバドライブ位置あるいはマニュ
   アルトランスミッションの４．５速位置を検出する検出
   手段と、該検出手段からの検出信号により部分負荷運転
   状態と判定され九場合には供給空燃比を理論空燃比より
   リーン側に補正する電子制御回路とを備えたエンジンの
   空燃比制御装置。