JPS6032949A - 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】 この発明は、例えば自動車用のエンジン等の内燃機関で
加速あるいは減速等の過渡的な運転を行なった場合に、
混合気の空燃比を効果的にフィードバック制御する空燃
比制御装置に関する。

エンジン等の内燃機関の空燃比制御を行なうためには、
エンジンの排出ガス中に含まれる酸素のｍに応じた出力
信号を発生する空燃比センサが用いられる。この空燃比
センサは、例えば理論空燃比の近くで急激に出力の変化
する酸素濃度センυが用いられるもので、通常の運転時
にはセンサ出力を積分するフィードバック制御を行ない
、加速時には上記センサのフィードバック周期を見て、
そのフィードバック周期が所定の範囲になるように加速
増量あるいは減速増量（または減速域Ｍ）を行なう手段
が、例えば特開昭５７−１８４４０号公報に示されてい
る。しかしこのような手段は、理論空燃比の近傍で急激
に出力の変化することを利用したセンサを用いるもので
あるため、目標空燃比に対してどれだけ空燃比がずれた
かを判別することができない。したがって、１回当りの
加速増量の補正量を小さくして、数回以上の同じ条イ′
１の加速を繰り返すことで、目標とする加速増量の値が
得られるようになるものである。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、加速
あるいは減速等の過渡的な運転状態の時に複数回の検出
補正動作を繰り返づようなことがなく、空炉比センサの
検出出力によって、少なくとも１回の過渡的な運転状態
を経験することにより適正な加速増量等の修正が行われ
るようにする自動車用エンジン等の内燃機関に対する空
燃比制御装置を提供しようどするものである。

すなわち、この発明に係る空燃比制御Ｉｌｌ装置は、排
出ガスの中に含まれる酸素の量に対してアナログ的に変
化する検出信号を発生する空燃比センサを用い、過渡的
運転時例えば加速時の目標空燃比に対する空燃比のずれ
の量を演算し、そのずれの量に応じた加速増量の補正を
行なうようにするものである。

以下図面を参照してこの発明の〜実施例を説明する。第
１図は、空燃比制御装置の設けられるエンジン系の概略
的な構成を示すもので、エンジン１１の吸気系にはエア
フロメータ１２、スロワ１〜ル弁１３、スロワ１〜ルセ
ンザ１４等が設けられている。この吸気系から吸入され
た空気は、マニホールド１５に供給され燃料噴剣弁１６
から噴射される燃料と混合されて燃焼室１７に供給され
る。そして、この燃焼室１７では、燃料と空気の浪合気
がシリンダヘッド１８に設けられた点火プラグ１９によ
って点火燃焼され、その燃焼ガスは排気弁２０を介して
排気系２１に排出される。この排気系２１には、排出ガ
ス中の酸素濃度がら空燃比を検出する空燃比センサ２２
をが設けられており、この空燃比センサ２２の検出出力
によって、空燃比がフィードバック制御されるものであ
る。

また、エンジン１１のシリンタブロック２３にはエンジ
ン冷却水温を検出する水温セン１ノ”２４が設けられ、
イグナイタ２５からの点火信号を各気筒に分配するアイ
ストりどユータ２６には気筒判別センサ２７、回転角セ
ンサ２８が内蔵される。そして、上記エンジン１１の各
運転状況を検出する各センサからの検出信号は、制ｍ＋
装置２９に供給される。

制御装置２９は、例えばマイクロコンピュータを用いて
構成されるもので、第２図はその構成を示している。す
なわち、演算処理を行なうＣＰ　ＬＪ　３０に対して一
時記憶等を行なうＲＡＭ３１、プログラムメモリ等とし
て使用されるＲＯＭ３２を備え、ＣＰ　Ｕ　３０、ＲＡ
Ｍ３１、ＲＯＭ３２等はデータバス３３によって接続さ
れている。このデータバス３３には、入出力ボート３４
．３５、出力ポート３６．３７が接続されており、入出
力ボート３４には空燃比センサ２２、エアフロメータ１
２、水温センサ２４からの信号をマルチプレクサ３８を
介して取出し、Ａ／Ｄ変換器３９でディジタル信号に変
換して供給する。気筒判別センサ２１および回転角セン
サ２８からの信号は、波形整形回路４０で波形整形して
入出力ボート３５に供給し、さらにスロットルセンサ１
５からの検出信号は入力回路４１で適宜Ａ／Ｄ変換して
入出力ボート３５に供給する。出力ポート３６および３
７それぞれからの出力信号は、駆動回路４２および４３
を介してイグナイタ２５および燃料噴射弁１６に供給１
ノ、点火制御おＪ：び燃料噴射量の制御が行われる。４
４はクロック発振器であり、ＣＰ　Ｕ　３０等に対して
タイミングクロック信号を与える。

ここて、ＲＯＭ３２にはエンジン回転速度Ｎと吸気空気
ＩＱとから定まる、エンジン負荷領域をフィードバック
領域とオープンループ領域とに分（）た、マツプデータ
が格納されている。さらに、ＲＡＭ３１にはオープンル
ープ領域における増量値の数値データ、フィードバック
領域にＪ３１プるフィードバック補正のための設定値の
数値データ、そしてフィードバック領域およびオープン
ループ領域における各種エンジンの運転領域に対応ずけ
られた、燃料噴射時間の数値データ等が格納されている
。

ここで第３図は、この実施例で使用される空燃比センサ
２２の酸素濃度と出力電流との関係を示すもので、この
空燃比センサ２２は、所定の温度に設定され活性状態に
なると酸素濃度に対し又アナログ的な検出用ツノを発生
する。

第４図および第５図は、前記制御装置２９の主要な処理
動作を説明づる流れ図で、この流れ図は、制御装置２９
のＲＯＭ３２内に予め格納されたエンジン制御プログラ
ムの中で、空燃比制御のための加速増量ルーチンおよび
加速増量修正ルーチンを概略的に示したものである。も
ちろん、これは空燃比センサが活性状態にあり、かつエ
ンジンが所定の運転領域にあってフィードバック制御が
行われる場合である。したがって、フィードバック制御
が行われていないときは、これらの流れは実行されない
。

まず、第４図の加速増量ルーチンにおいて、図示されな
いイグニッションキーがオンされて車載バッテリに接続
された安定化電源回路からの定電圧が制卸装置２９に供
給されると、ＣＰ　Ｌｌ　３０は動作状態となり、数Ｍ
　Ｈ２のクロック信号に同期１ノでエンジン制御プログ
ラムが実行される。このプログラムの開始当初において
は、各種のイニシャライズ処理が行われる。このように
して、加速増白ルーヂンに処理が移行してくると、ステ
ップ１００において加速フラグが「１」であるか否かを
判定する。例えば、第６図の、（Ａ）に示すようにエン
ジンの毎回転ごとの吸入空気１ｆｉＱ／Ｎの変化量より
エンジンの加速状態を判別し、吸入空気ｍＱ／Ｎの時間
変化が所定の値以上ある時は図では示されない別のルー
チンで加速と判断し、加速状態のフラグ「１」を立てる
。そして、ステップ１００はその加速状態のフラグを見
て加速増量を行なうか否かを判断するもので、フラグが
「０」の時はこのルーチンを終了させる。

ステップ１００で、加速フラグが１１」であると判定さ
れたときは、ステップ１０１に進む。このステップ１０
１は、加速の開始からの時間に応じて、予めＲＡＭ３１
内（マツプ化された加速増量比を演算する。尚、このプ
ログラム開始時のイニシャライズにおいて初期の加速増
量比は、ＲＯＭ３２内のマツプ値がＲＡＭ３１内に転送
されているものであり、通常はＲＡＭ３１のデータによ
って加速増量比を演算するものである。

最初の加速の開始からの時間経過に対する加速増量比の
変化は、第６図の（Ｂ）に実線で示したようになるもの
で、この加速増量を用いた時の空燃比センサ２２の出力
は、第６図の（Ｃ）に実線で示すようになる。この場合
は、空燃比センサ２２の出力が目標出力よりも最大Δｉ
だけ大きくなっている。

ステップ１０２では、加速開始からの時間に対する空燃
比センサ２２の出力データを記憶するもので、これは空
燃比センサ２２の出力をＲＡＭ３１に格納することによ
り実行づる。次のステップ１０３は、加速増量期間が終
了したか否かを判定するもので、この判定は加速開始か
らの経過時間により行なう。

そして、加速開始からの経過時間が所定時間内の場合は
、いまだ加速中と判断してこのルーチンを終了する。こ
の加速ｊｌｆｆｉｌｆｆミル−チン間実行されると、こ
のステップ１０３は加速増量が終りと判断してステップ
１０４に進み、加速状態のフラグをクリヤして、ステッ
プ１０５で加速終了のフラグを「１」にし、このルーチ
ンを終了する。

このような加速増量のルーチンによって加速増量が実行
され、その加速状態にお【プる空燃比センサ２２の出力
がまる。このようにして空燃比センサ２２の出力がまる
と、別の場所に設【プられた第５図に示される加速増量
修正のルーチンが実行される。すなわち、ステップ１１
０で加速終了のフラグの状態を見てこのフラグのｒＯＪ
のとぎは何もせずにこのルーチンを終了する。加速終了
のフラグが「１」のときは、ステップ１１１に進み、こ
のステップ１１１で加速終了フラグをｒＯＪにクリヤす
る。そしてステップ１１２で加速増量ルーチンで記憶し
た空燃比センサ２２の出力の状態を調べる。

ずなわち、空燃比センサ２２の出力と、目標用ノＪ値と
の差を見て、その差が所定値以上であるか否かを判断し
、その差があるどきはステップ１１３に分岐して加速Ｉ
ＭＭｉ比の修正を行なう。

この加速増量比の修正は、第７図に示ずような空燃比セ
ンサ２２の出ノ〕と目標出力（直どの差に対応して得ら
れる修１Ｅｆｆｉを用いて行われるもので、この修正量
が前回の加速増量比に加算されるものである。但し、こ
の場合の修正量は空燃比センサが反応するまでの遅れ時
間を補正して実行される。

この補正した場合の増量比ど空燃比センサ２２の出）〕
の状態は第６図の（Ｂ）および（Ｃ）にそれぞれ破線で
示される。またステップ１１２で空燃比センサ２２の出
力と目標出力値とのずれが所定値以内のときは、上記の
ような修正は行なわずこのルーチンを終了する。

すなわち、このような動作を行なうことにより、加速時
の空燃比は少なくとも１回だけその運転状態を経験する
ことによって次回より適当に保たれるようになり、安定
した運転状態に対応した空燃比制御が実行されるように
なるものである。

上記実施例では、加速時の空燃比センサ２２出力と目標
出力値との最大差に応じて、増量比を全体的に修正した
。しかし、第８図に実線で示されるように加速初期に空
燃比が薄くなり、しばらくして空燃比が濃くなるような
変化をした場合には、加速開始からの時間に対する空燃
比センサ２２の出力を目標出力値と連続的に比較し、そ
の出力差に応じて細かく補正を行なうようにしてもよい
。このようにすれば、第８図に破線で示すような加速増
量比と空燃比センサ２２出力になり、常に適正な増量比
を得ることができる。その他、上記実施例では加速増員
比を経過時間に対して行なったが、これは燃料噴射回数
に対して増ｍ比を与えるようにしてもよいものである。

さらに実施例では、加速時について述べたがこれは減速
時においても同様に実施できるものであり、要するにエ
ンジン運転時の加速、減速等の過渡的な状態の時にこの
発明は適用できるものである。

以上のようにこの発明によれば、加速および減速のよう
な過渡的な運転状態において、空燃比センサの検出出力
によって瞬時に適正な過渡的な変化量に対する増量比等
の修正がされるものであり、例えば自動車用のエンジン
に対する空燃比制御が非常に効果的に実行されるように
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る空燃比制御装置を説
明するためのエンジン系を概略的に示づ構成図、第２図
は上記実施例に示される制御装置を説明するｍＪｉｌ！
図、第３図は空燃比センサの出力特性を示す図、第４図
および第５図はそれぞれ上記制御装置の動作を説明する
流れ図、第６図は上記流れ図に対応して空燃比制御状態
を説明する信号波形図、第７図は同じく加速増量修正量
を説明する図、第８図はこの発明の他の実施例を説明す
るための空燃比制御状態を示す図である。 １１・・・エンジン、１２・・・エアフロメータ、１４
・・・スロットルセンサ、１６・・・燃料噴射弁、２２
・・・空燃比センサ、２４・・・水濡センサ、２７・・
・気筒判別センサ、２８・・・回転角センサ、２９制御
装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 四 第３図 第７図 −（＋］標≦１≧カイ直） 第４図　第５図 第６　図 （Ａ） ８Ｉシ峙間− 酸逆苅間＝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃１関の排出ガスに含まれる酸素濃度に応じてアナロ
   グ的出力を得る空燃比センサと、上記機関の過渡的運転
   状態を判別する手段と、この過渡的運転状態を判別する
   状態でこの過渡運転の変化量比を算出し燃料制御する手
   段と、上記過渡的運転時の上記空燃比センサ出力を検知
   しこの過渡的運転状態での上記センサ出力を記ｉする手
   段と、この手段で記憶された空燃比センサ出力と目標空
   燃比とを比較する手段と、この手段での目標空燃比との
   差が設定値以上に大きい状態で上記変化量比を修正する
   手段とを具備したことを特徴とする空燃比制御装置。