JPS6036742A - 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、例えば電子制御燃料噴射装置の搭載された
自動車用のエンジン等の、特に暖機の状態に対応した制
御の行われる空燃比制御装置に関する。

エンジンの空燃比制御を行なうためには、エンジンの排
出ガス中の酸素濃度に応じたアナログ的な出力信号を発
生する空燃比センサが用いられる。

このような空燃比センサを用いた空燃比制御シスタムと
しは、例えば特開昭５７−１６５６４３号公報に開示さ
れているように、空燃比センサの出力が予め記憶設定さ
れている基準値となるようにフィードバック制御するも
のである。この場合、予め定められた基準出力、すなわ
ちフィードバック時の目標となる空燃比は、エンジンの
回転数と負荷を代表する値例えば吸気圧力とによりマツ
プ化して用いる。しかしながら、これは定常の運転状態
のときはよいものであるが、エンジンの暖機が充分に完
了していないときに、上記マツプを用いて目標空燃比を
読み出して空燃比のフィードバック制御をしようどする
と、暖機が充分でないために失火したり、各部のＦＪＩ
Ｉ＋が大きくなって、力不足を生ずることがあった。

この発明は上記のよう点に鑑みなされたもので、エンジ
ンの暖機の状態に関係することなく、すなわち暖機状態
にある場合にはその暖機状態に対応した補正弁を加えて
目標空燃比を設定して、常に制御精度を高めた空燃比制
御が実行され、充分な力を確実に発生させることができ
るようにする空燃比−１ｌ１ｔｌ装置を提供しようとす
るものである。

すなわち、この発明に係る空燃比制御装置は、空燃比セ
ンサが活性状態（検出可能な状態）にあり、かつ暖機状
態にある場合であっても、その暖機状態に対応した補正
空燃比データを設定して、エンジンの運転状態に対応し
て読み出される目標空燃比データを補正し、空燃比のフ
ィードバック制御を行なわせるようにしたものである。

以下図面を参照して、この発明の一実施例を説明する。

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７０メータ１２、スロットル弁１３、スロットルセン
サ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、燃料噴射弁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、燃料と空気の混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を介して排気管２１に排出される。こ
の排気管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。この空燃比センサ２２は、
例えば限界電流検出式の酸素センサであり、このセンサ
は所定温度（例えば５００℃〜６００℃）以上に保持す
るためのヒータを内蔵している。

また、エンジン１１のシリンダブロック２３には、エン
ジン冷却水温を検出する水温センサ２４が設けられ、さ
らにイグナイタ２５からの点火信号を各気筒に分配する
ディストリビュータ２６には気筒判別センサ２７および
回転角センサ２８が内蔵される。そして、上記エンジン
１１の各運転状態を検出する各センサからの検出信号は
、制御装置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　Ｕ　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、ＲＡＭ
３１、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３６．３７．３８が接５− 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１２、水温センサ２４からの信号をマ
ルチプレクサ３９を介して取り出し、Ａ／Ｄ変換器４０
でディジタル信号に変換して供給する。気筒判別センサ
２７および回転角センサ２８からの信号は、波形整形回
路４１で波形整形して入出力ポート３５に供給し、さら
にスロットルセンサ１５からの検出信号は入力回路４２
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３６．３７．３８それぞれからの出力信号は、
駆動回路４３．４４．４５を介してイグナイタ２５、燃
料噴射弁１６および空燃比センサ２２に内蔵されるヒー
タ２２ａに供給し、点火制御および燃料噴射量の制御さ
らに空燃比センサの温度制御が行われる。４６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。

ここで、ＲＯＭ３２にはエンジン回転数Ｎと吸入空気量
Ｑによる値Ｑ／Ｎによって定められ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け
たマツプデータが格納されて６一 いる。またこのＲＯＭ３２には、オーブンループ領域に
おける増量値の数値データ、フィードバック領域におけ
るフィードバック補正のための設定値の数値データや、
フィードバック領域およびオーブンループ領域における
各種エンジンの運転状態に応じた空燃比に対応ずけられ
る燃料噴射時間の数値データ等を格納する。

そして、ＲＯＭ３２にはさらにエンジン回転数Ｎとその
１回転に対応する吸入空気量Ｑに対応する値Ｑ／Ｎとか
ら定まるエンジン負荷領域に対して、その空燃比フィー
ドバック領域で第３図に示すような目標空燃比データを
格納する。この場合、実際のＲＯＭ３２の値では、空燃
比を空燃比センサ２２の出力に換算するようになるもの
で、この目標空燃比データはそのときの燃料噴射要求量
ＦＯに対応する。

このように構成される制御装置２９では、エア７０メー
タ１２、回転角センサ２８の検出出力により、エンジン
１１の運転状態がフィードバック領域に属すると判定さ
れたときには、空燃比センサ２２の検出出力にもとすい
て混合気の空燃比を予め定めた目標空燃比にフィードバ
ック制御するものである。

また、ＲＯＭ３２には冷却水温に関連する第４図に示す
ような目標空燃比に対する補正量Ｆ１を設定して記憶格
納しておく。そして、水温センサ２４によりめた冷却水
温に対応してこの補正量Ｆ１を読み出し、上記目標空燃
比を補正してこの補正された値により空燃比のフィード
バック制御をさせるようにする。例えば、冷却水温が８
０℃より低い場合は、第３図に示した各運転域の目標空
燃比を、水温の関数として濃くする。また水温が９５℃
より高い場合にも、同様にして空燃比を濃い状態にする
ことによって、エンジンの温度上昇を防止させるように
する。

第５図は上記装置の全体的な動作の流れを説明するもの
で、まず゛タイマーあるいはエンジンのクランク角度に
基づく割り込みで起動される。そして、ステップ１００
でエンジン回転数Ｎ１吸入空気量Ｑ１水温、その他のパ
ラメータを測定し、次のステップ１０１で上記測定読み
出された各パラメータによる現在の運転領域に対応した
燃料噴射量ＦＯを算出する。これは、第３図で示したマ
ツプより読み出されるエンジンの各負荷領域における目
標空燃比にも対応するものである。次にステップ１０２
でエンジンが暖機中であれば冷却水温に対応した補正量
Ｆ１を第４図に基づき算出する。また、ステップ１０３
で、フィードバック制御中であれば目標値に対する偏差
補正量Ｆ２を読み出し、ステップ１０４に進む。このス
テップ１０４では、上記燃Ｆｌ要求量ＦＯ１補正ＩＦＩ
およびＦ２の総和により総要求量Ｆ　（Ｆ＝ＦＯ＋Ｆ１
　＋Ｆ２　）を算出し、ステップ１０５でこのＦに対応
した燃料量をエンジンに供給するように出力セットする
。

第６図は上記ステップ１０３に対応するフィードバック
処理に関する流れを示したもので、まずステップ２００
で空燃比センサ２２が活性であるか否かを判定し、さら
にステップ２０１でエンジンの運転領域がフィードバッ
ク可能領域であるか否かを判定する。そして、センサ２
２が活性でありかつフィードバック可能領域であるとす
る判定でステップ９− ２０２に進み、暖機状態に応じた目標空燃比の値を決定
する。この値はｒＦ＝Ｆ１　＋Ｆ２　Ｊに一致し、エン
ジンの負荷領域の目標値となる。次にステップ２０３で
空燃比センサ２２の出力より算定される現在の空燃比を
め、ステップ２０４でこの値と上記目標値とを比較して
その偏差をめて、目標空燃比と現在の空燃比との偏差を
零に導くための補正量Ｆ２を算出するものである。また
、前記ステップ２００および２０１でそれぞれｒＮＯＪ
と判定されたときはステップ２０５に進み、補正ＩＦ２
をｒＯＪにする。そして、このようにして得られた補正
量を用いることによって、第５図に示したルーチンで総
要求量Ｆがめられるようになるものである。

尚、上記実施例では目標空燃比を水温に対して連続的に
変化させるようにしたが、水温７０℃以下と以上とで目
標空燃比が変わるように、段階的に変化させるようにし
てもよい。

また、エンジンの暖機状態の検出を実施例では冷却水温
で行なったが、これはエンジンの油温あるいは始動から
の経過時間、または始動からの積１０− 算回転回数等を利用するようにしてもよい。

以上のようにこの発明によれば、空燃比センサが活性と
なる状態でエンジンの暖機の状態に対応して空燃比のフ
ィードバック制御量が補正制御されるものであり、例え
ば始動時のエンジンの温度の低い状態にあっても、空燃
比のフィードバック制御量がその温度に対応して補正制
卸されるようになり、暖機が不充分なための失火や力不
足の状態が生ずることは確実に防止することができる。

またエンジンの温度が著しく上昇したような場合にも空
燃比のフィードバック制御量が補正されるようになり、
水温の上昇を確実に防止することができ、エンジンの全
運転領域に対して効果的な空燃比制御が実行されるよう
になり、自動車用のエンジン系に利用してその効果は著
しいものである。

【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す構成図、第２図
は上記実施例で使用される制御装置を説明する構成図、
第３図は上記制御装置を構成するＲＯＭに格納される目
標空燃比データのマツプを説明する図、第４図は目標空
燃比に対する補正量を説明する図、第５図は上記装置の
動作の状態を説明する流れ図、第６図は上記動作の流れ
におけるフィードバック制御状態を説明する流れ図であ
る。 １１・・・エンジン、１２・・・エア７０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・・・水温センサ、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３図 エシシーンロに斬（Ｎ 第４図 −や五ア水ヌ４ 第５図　第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空燃比に対応してアナログ的に検出信号の変化す
   る空燃比センサと、空燃比フィードバック領域に対応し
   てエンジン運転状態に対応する目標空燃比データを記憶
   する手段と、上記空燃比センサの活性状態でのエンジン
   の暖機状態を判別する手段と、上記暖機判別状態に対応
   する補正空燃比データを記憶する手段とを具備し、エン
   ジンの運転状態に対応して上記目標空燃比データを読み
   出し、さらに暖機状態に対応した補正空燃比データを読
   み出してこの補正空燃比データで上記読み出された目標
   空燃比データを補正し、目標空燃比のフィードバック制
   御をするようにしたことを特徴とする空燃比制御装置。
2. （２）　上記暖機状態を判別する手段は、エンジンの冷
   却水温を検出する水温センサで構成するようにした特許
   請求の範囲第１項記載の空燃比制御装置。
3. （３）上記暖機状態を判別する手段は、エンジンの油温
   を検出する手段で構成するようにした特許請求の範囲第
   １項記載の空燃比制御装置。 （引　上記暖機状態を判別する手段は、エンジンの始動
   時からの経過時間を計測する手段で構成するようにした
   特許請求の範囲第１項記載の空燃比制御装置。