JPS60240840A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、機関排気中の酸素濃度に基づき該機関に供給
される混合気の空燃比をフィードバック制御する機能を
備えた空燃比制御装置の改良に関する。

く背景技術〉 この種の空燃比制御装置としては、たとえば電子制御燃
料噴射式内燃機関において、吸入空気流中に噴射する燃
料量を増減制御して該機関に供給される混合気の空燃比
を制御するものがある。

これについて説明すると、電子制御燃料噴射式内燃機関
においては燃料噴射量Ｔｉ（燃料噴射弁を駆動するため
の開弁パルス幅）は次式によって定められる。

Ｔｉ＝ＴｐｘＣＯＥＦｘα十Ｔｓ ここに、”ｒｐは基本噴射量でＴｐ＝ＫＸＱ／Ｎと表さ
れ、Ｋは定数、Ｑは吸入空気流量、Ｎは機関回転速度で
ある。Ｃ０ＥＦは機関冷却水温度等の各種運転状態によ
り定まる補正係数、αは空燃比フィードバンク制御（以
下λコントロールと記す）のためのフィードバック補正
係数である。そして、Ｔｓは電圧補正骨で、バッテリ電
圧の変動に伴う燃料噴射弁の開弁作動特性の変化を補正
するためのものである。

λコントロールは、排気系に酸素センサを設け、該酸素
センサの出力が所定のスライスレベルを超−えるか否か
により機関に供給される混合気の空燃比が設定空燃比よ
り濃いか薄いかを判定し、これに基づき機関に供給され
る混合気の空燃比が設定空燃比になるように燃料の噴射
量を制御するものである。すなわち、前記した空燃比フ
ィードバンク補正係数αΦ値を酸素センサの出力に基づ
き変化させることにより、燃料噴射量Ｔｉを変化させ、
機関に供給される混合気の空燃比を設定空燃比に保つよ
うにしている。

ここで、空燃比フィードバック補正係数αの値は比例積
分制御（ＰＩ制御）により変化させ、安定した制御とし
ている。

すなわち、酸素センサの出力と所定のスライスレベルと
を比較し、酸素センサの出力がスライスレベルよりも大
きく　（小さく）空燃比が設定空燃比より濃い（薄い）
場合には、αを急激に減少（増加）することなく、始め
に比例分だけ減少（増加）し、それから比例分よりも小
さな値に設定された積分分ずつ減少（増加）するように
して燃料噴射量を一時に急激に減少（増加）することな
く段階的に減少（増加）し、空燃比を薄く　（濃く）す
る。

ところが、このような比例積分制御による空燃比制御で
は巨視的には設定空燃比が達成された状態であっても、
空燃比フィードバンク補正係数αの値は微視的には第１
図に示すように設定空燃比を与える値αｔを中心として
細かく変動し、これに伴い機関に供給される混合気の空
燃比が細かく変動する。

そして、たとえばアイドル自走等の低速ギヤ位置におけ
る低速運転時には空燃比の変動による機関出力トルクの
変動が大きくなるため、上記の如き比例積分制御により
空燃比をフィードバンク制御する内燃機関では、機関低
速運転時に出力トルクの変動（第２図参照）に伴い振動
やうなりが発生し、運転性が悪化するというおそれが生
じるものであった。

（発明の目的〉 本発明は、このような問題点に注目してなされたもので
、機関低速運転時における空燃比の変動を回避し得る空
燃比制御装置を提供することを目的とし、これにより該
運転領域における運転性の向上を図るものである。

〈発明の概要〉 このために本発明では、第３図に示すように機関運転状
態を検出する手段と、該手段の検出する機関運転状態に
基づき機関に供給する燃料量を決定する手段と、機関排
気中の酸素濃度を検出する手段と、該手段の検出する酸
素濃度に基づき機関に供給する前記燃料量を比例積分制
御によりフィードバック補正する手段とを備えた空燃比
制御装置において、所定の低速運転状態を検出する手段
と、該手段により所定の低速運転状態が検出されたとき
は機関に供給する燃料量に対するフィードバンク補正量
を所定値に固定する手段とを設け、機関低速運転状態に
おいて機関に供給される混合気の空燃比の変動を回避し
て前記目的の達成を図る。

〈実施例〉 以下本発明を第４図に示す一実施例に基づき説明する。

なお、このものは電子制御燃料噴射式内燃機関に本発明
を適用したものである。

すなわち、図においてＣＰＵＩ、ＲＯＭ２．ＲＡＭ３お
よびアドレスデコーダ４等を備えてなるマイクロコンピ
ュータのＣＰＵＩには機関運転状態検出手段としての各
種センサの出力信号が入力される。まず、アナログ入力
信号として熱線式エアフローメータ５からの吸入空気流
量信号、スロットルセンサ６からのスロットル開度信号
、水温センサ７からの機関冷却水温信号、ハラチリ８か
らのハソテリ電圧信号がアナログ入力インターフェイス
９およびＡ／Ｄ変換器１０を介して入力される。また、
排気中の酸素濃度検出手段としての酸素センサ１１の出
力信号もアナログ入力インターフェイス９を介してｃｐ
ｕｉに入力されるようになっている。ここに１２はＡ／
Ｄ変換タイミングコントローラである。

一方、デジタル入力信号としては、アイドルスイッチ１
３．ギヤ位置スイッチ１４からの信号があり、これらは
デジタル入力インターフェイス１５を介してＣＰＵＩに
入力されるようになっている。

その他、クランク角センサ１６からの１８０°毎のリフ
ァレンス信号と１°毎のポジション信号とがワンショッ
トマルチ回路１７を介して、また車速センサ１８からの
車速信号が波形整形回路１９を介してＣＰｔＪｌに入力
される。

これらの入力信号に対してＣＰＵ１からの出力信号とし
ては、燃料噴射弁２０を駆動するためのパルス信号が電
流波形制御回路２１を介して燃料噴射弁２０に出力され
るようになっている。

つぎに作用を第５図に示すフローチャートを参照しなが
ら説明する。

まずＳｌで前記各種センサの出力信号が読込まれる。つ
いでＳ２ではＳｌで読込まれた吸入空気流量Ｑと、同じ
＜３１で読込まれたクランク角セ）　ンサ１６の出力か
ら決定される機関回転速度Ｎとから基本噴射量’ｒｐを
演算する。

Ｓ３では水温センサ７、スロットルセンサ６の出力信号
に基づき係数Ｃ０ＥＦの値を決定し、Ｓ４ではバッテリ
電圧に基づきへソテリ電圧補正分子ｓを設定する。

以上の過程８２〜Ｓ４が第３図に示した供給燃料量決定
手段に対応する。

ついで３５〜Ｓ８の判定においてギヤが低速ギヤ位置（
Ｓ５）、アイドルスイッチ１３がオン（Ｓ６）１機関回
転速度が所定値以下（Ｓ７）、車速が所定値以下（Ｓ８
）であるときは、機関はアイドル自走運転状態にあり、
所定の低速運転状態にあると判断してＳ９へ進み、上記
の条件の少なくとも１つが満足されていないときは機関
は所定の低速運転状態にないと判断して３１０へ進む。

すなわち、過程Ｓ５〜Ｓ８が第３−図に示した低速運転
状態検出手段に対応することになる。

Ｓ９ではフィードハック補正係数αに予め定められた定
数値を代入し、燃料噴射量に対するフィードハック補正
量を固定する。この過程が第３図に示したフィードハッ
ク補正量固定手段に対応する。

一方、ＳＩＯに進んだ場合は前述した比例積分制御によ
りフィードバンク補正係数αを設定する。

すなわち、酸素センサ１１の出力がリッチ側からリーン
側に反転した直後のこのルーチンの作動時にはαに比例
分を加え、酸素センサ１１の出力反転後２回目以降のこ
のルーチンの作動時にはαに積分分を逐次加算する。以
上の場合とは逆に、酸素センサ１１の出力がリーン側か
らリッチ側に反転した場合には、比例分および積分分の
加算を減算に変更して同様の操作が行われる。

つまりこの過程ＳＩＯが第３図に示した供給燃料量フィ
ードバック補正手段に対応することになる。

ｓｉｉではＳ２〜３４．Ｓ９またはＳＩＯでそれぞれ決
定されたＴ　ｐ　、ＣＯＥ　Ｆ　、　Ｔ　ｓ　、αから
前掲の計算式により燃料噴射量Ｔｉが演算される。Ｓ１
２では３１１で演算されたＴｉなるパルス幅を有するパ
ルス信号が電流波形整形回路２１に出力され、燃料噴射
弁２０が開弁作動する。

このような作動をする空燃比制御装置によれば、所定の
低速運転状態が検出されるとフィードハック補正係数α
が一定値に固定されるから、比例積分制御によりαの値
を決定したときに見られるような機関に供給される混合
気の空燃比の徽細な変動が除去される（第６図参照）。

そして、アイドル自走等の低速運転領域における機関出
力トルクの変動に伴う振動やうなりの発生が防止されて
、この運転領域での運転性が良好に保たれるようになる
。

なお、所定の低速運転状態の検出は本実施例のものに限
らずタラソチスイノチ、アクセル踏み込み量等を含めて
検出するようにしてもよい。

また、本実施例では電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃
比を制御するものであったが、本発明は電子制御式気化
器を備える内燃機関の空燃比制御にも適用され同様の効
果を奏するものである。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明では、所定の低速運転状態を
検出する手段を設け、該手段が所定の低速運転状態を検
出したときは比例積分制御による空燃比フィードパンク
補正を停止し、空燃比フィードバック補正量を所定値に
固定する手段を設けた。このため、低速運転状態におい
ては、フィードバック制御に伴う機関に供給される混合
気の空燃比の変動が防止されるようになり、これにより
機関出力トルクの変動が防止されるとともに、低速運転
領域における振動やうなりの発生が防止され、この領域
における運転性の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例におけるフィードハック補正係数αの変
化の仕方を示すタイムチャート、第２図は同上に対応す
る機関出力トルクの変化の仕方を示すタイムチャート、
第３図は本発明の構成を示すブロック図、第４図は本発
明の一実施例を示す構成図、第５図は同上の作動過程を
示すフローチャート、第６図は本発明の効果を示し、（
Ａ）はフィードバック補正量の固定域を示すタイムチャ
ート、（Ｂ）は機関出力トルクの変化の仕方を示Ｉ　す
タイムチャートである。 １・・・ＣＰＵ　５・・・エアフローメータ　６・・・
スロットルセンサ　７・・・水温センサ　１１・・・酸
素センサ　１３・・・アイドルスイッチ　１４・・・ギ
ヤ位置スイッチ　１６・・・クランク角センサ　１８・
・・車速センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代　理　人　弁理士　笹　島　冨二雄 第１図 第２図 第６図（Ａ） 第６図（Ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関運転状態を検出する手段と、該手段の検出する機関
   運転状態に基づき機関に供給する燃料量を決定する手段
   とを備えるとともに、機関排気中の酸素濃度を検出する
   手段と、該手段の検出する酸素濃度に基づき機関に供給
   する前記燃料量を比例積分制御によりフィードバック補
   正する手段とを備え、機関に供給される混合気の空燃比
   が所定値となるように制御する空燃比制御装置において
   、所定の低速運転状態を検出する手段と、該手段により
   前記所定の低速運転状態が検出されたときは機関に供給
   する燃料量に対するフィードバンク補正量を所定値に固
   定する手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の空燃
   比制御装置。