JPS6312855A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPS6312855A JPS6312855A JP15628186A JP15628186A JPS6312855A JP S6312855 A JPS6312855 A JP S6312855A JP 15628186 A JP15628186 A JP 15628186A JP 15628186 A JP15628186 A JP 15628186A JP S6312855 A JPS6312855 A JP S6312855A
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- Japan
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- air
- fuel ratio
- sensor
- ratio sensor
- internal combustion
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は触媒コンバータの上流側に空燃比センサ(本明
細書では、酸素濃度センサ(0□センサ))を設け、こ
の0□センサによる空燃比フィードバック制御を行う内
燃機関の空燃比制御装置に関する。
細書では、酸素濃度センサ(0□センサ))を設け、こ
の0□センサによる空燃比フィードバック制御を行う内
燃機関の空燃比制御装置に関する。
一般に、機関の吸入空気量(もしくは吸入空気圧)およ
び回転速度に応じて燃料噴射弁の基本噴射量を演算し、
機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成分の7店度
を検出する02センサの検出信号にもとづいて演算され
た空燃比補正係数FAFに応じて前記基本噴射量を補正
し、この補正された噴射量に応じて実際に供給される燃
料量を制御する。この制御を繰返して最終的に機関の空
燃比を所定範囲内に収束させる。このような空燃比フィ
ードバック制御により、空燃比を理論空燃比近傍の非常
に狭い範囲内に制御できるので、排気系に設けられた三
元触媒コンバータ、すなわち、排気ガス中に含まれるC
o 、 HC、NoXの3つの有害成分を同時に浄化す
る触媒コンバータの浄化能力を高(保持できる。
び回転速度に応じて燃料噴射弁の基本噴射量を演算し、
機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成分の7店度
を検出する02センサの検出信号にもとづいて演算され
た空燃比補正係数FAFに応じて前記基本噴射量を補正
し、この補正された噴射量に応じて実際に供給される燃
料量を制御する。この制御を繰返して最終的に機関の空
燃比を所定範囲内に収束させる。このような空燃比フィ
ードバック制御により、空燃比を理論空燃比近傍の非常
に狭い範囲内に制御できるので、排気系に設けられた三
元触媒コンバータ、すなわち、排気ガス中に含まれるC
o 、 HC、NoXの3つの有害成分を同時に浄化す
る触媒コンバータの浄化能力を高(保持できる。
上述の空燃比フィードバック制御(シングル02センサ
システム)では、酸素濃度を検出する02センサをでき
るだけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバ
ータより上流である排気マニホールドの集合部分に設け
ているが、02センサの出力特性の経時変化のために空
燃比の制御精度の改善に支障が生じている。たとえば、
0□センサ素子への排気ガスは、初期はコーティング部
等の通過性が悪いために当りが悪く、時間の経過と共に
当りやすくなるために、0□センサ出力特性は変化する
。さらに、0□センサ自身または機関状態の経時変化に
より02センサの出力特性は劣化する。かかるOtセン
サの出力特性のばらつきの経時的変化を補償するために
、触媒コンバータの下流にも02センサを設け、この0
2センサの出力により触媒コンバータ上流の0□センサ
による空燃比フィードバック制御における遅延時間を補
正するダブル02センサシステムは既に知られている(
参照:特開昭55〜37562号公報、特開昭58−4
8755号公報、特開昭58−72647号公輯)。
システム)では、酸素濃度を検出する02センサをでき
るだけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバ
ータより上流である排気マニホールドの集合部分に設け
ているが、02センサの出力特性の経時変化のために空
燃比の制御精度の改善に支障が生じている。たとえば、
0□センサ素子への排気ガスは、初期はコーティング部
等の通過性が悪いために当りが悪く、時間の経過と共に
当りやすくなるために、0□センサ出力特性は変化する
。さらに、0□センサ自身または機関状態の経時変化に
より02センサの出力特性は劣化する。かかるOtセン
サの出力特性のばらつきの経時的変化を補償するために
、触媒コンバータの下流にも02センサを設け、この0
2センサの出力により触媒コンバータ上流の0□センサ
による空燃比フィードバック制御における遅延時間を補
正するダブル02センサシステムは既に知られている(
参照:特開昭55〜37562号公報、特開昭58−4
8755号公報、特開昭58−72647号公輯)。
しかしながら、上述のダブル02センサシステムにおい
ては、下流側o2センサ、その制御回路等のために製造
コストの上昇を招くと共に、下流側02センサは触媒コ
ンバータの下流に位置しているために、飛石等による破
損、飛水による大気側電極への水入り等によりシステム
の信鎖性が低いという問題点がある。
ては、下流側o2センサ、その制御回路等のために製造
コストの上昇を招くと共に、下流側02センサは触媒コ
ンバータの下流に位置しているために、飛石等による破
損、飛水による大気側電極への水入り等によりシステム
の信鎖性が低いという問題点がある。
本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、空燃比センサの
経時変化による出力特性を補償したシングル空燃比セン
サシステムを提供することにあり、その構成は第1図に
示される。
経時変化による出力特性を補償したシングル空燃比セン
サシステムを提供することにあり、その構成は第1図に
示される。
すなわち、固体電解型空燃比センサは内燃機関の排気系
に設けられ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する。他
方、空燃比センサ電流検出手段は、空燃比センサを前述
の特定成分の所定分圧状態にし、所定温度以上所定温度
幅以内に加熱しかつ所定電圧を印加することにより、空
燃比センサを流れる電流Iを検出する。この結果、制御
定数演算手段は空燃比センサの電流Iに応じて空燃比フ
ィードバック制御定数たとえばスキップIRsR,RS
Lを演算する。そして、空燃比補正量演算手段は空燃比
センサの出力■と空燃比フィードバック制御定数とに応
じて空燃比補正量FAFを演算し、空燃比調整手段はこ
の空燃比補正量FAFに応じて機関の空燃比を調整する
ものである。
に設けられ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する。他
方、空燃比センサ電流検出手段は、空燃比センサを前述
の特定成分の所定分圧状態にし、所定温度以上所定温度
幅以内に加熱しかつ所定電圧を印加することにより、空
燃比センサを流れる電流Iを検出する。この結果、制御
定数演算手段は空燃比センサの電流Iに応じて空燃比フ
ィードバック制御定数たとえばスキップIRsR,RS
Lを演算する。そして、空燃比補正量演算手段は空燃比
センサの出力■と空燃比フィードバック制御定数とに応
じて空燃比補正量FAFを演算し、空燃比調整手段はこ
の空燃比補正量FAFに応じて機関の空燃比を調整する
ものである。
上述の構成によれば、空燃比センサ電流検出手段によっ
て検出された電流Iは空燃比センサの出力特性を間接的
に示している。従って、空燃比フィードバック制御定数
は空燃比センサの出力特性に応じてリッチ側、リーン側
に補正され、この結果、空燃比の経時変化は補償される
。
て検出された電流Iは空燃比センサの出力特性を間接的
に示している。従って、空燃比フィードバック制御定数
は空燃比センサの出力特性に応じてリッチ側、リーン側
に補正され、この結果、空燃比の経時変化は補償される
。
第2図は本発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置の
一実施例を示す全体概要図である。第2図において、機
関本体lの吸気通路2にはエアフローメータ3が設けら
れている。エアフローメータ3は吸入空気量を直接計測
するものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空
気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。こ
の出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D
変換器101に供給されている。また、ディストリビュ
ータ4には、その軸がたとえばクランク角に換算して7
20°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクラン
ク角センサ5およびクランク角に換算して30°毎に角
度位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ6
が設けられている。
一実施例を示す全体概要図である。第2図において、機
関本体lの吸気通路2にはエアフローメータ3が設けら
れている。エアフローメータ3は吸入空気量を直接計測
するものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空
気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。こ
の出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D
変換器101に供給されている。また、ディストリビュ
ータ4には、その軸がたとえばクランク角に換算して7
20°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクラン
ク角センサ5およびクランク角に換算して30°毎に角
度位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ6
が設けられている。
これらクランク角センサ5,6のパルス信号は制御回路
10の人出力インターフェース102に供給され、この
うち、クランク角センサ6の出力はCPU 103の割
込み端子に供給される。
10の人出力インターフェース102に供給され、この
うち、クランク角センサ6の出力はCPU 103の割
込み端子に供給される。
さらに、吸気通路2には、各気筒毎に燃料供給系から加
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁7が設
けられている。
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁7が設
けられている。
また機関本体lのシリンダブロックのウォータジャケッ
トには冷却水の温度を検出するための水温センサ8が設
けられている。水温センサ8は冷却水の温度TOWに応
じたアナログ電圧の電気信号を発生する。
トには冷却水の温度を検出するための水温センサ8が設
けられている。水温センサ8は冷却水の温度TOWに応
じたアナログ電圧の電気信号を発生する。
さらに、排気マニホールドには、すなわち触媒コンバー
タ(図示せず)の上流側にはヒーク付02センサ9が設
けられており、このOxセンサ9は排気ガス中の酸素成
分濃度に応じた電気信号を発生する。すなわち、0□セ
ンサ9は空燃比が理論空燃比に対してリーン側がリッチ
側かに応じて、異なる出力電圧を制御回路1oのA/D
変換器101に発生する。
タ(図示せず)の上流側にはヒーク付02センサ9が設
けられており、このOxセンサ9は排気ガス中の酸素成
分濃度に応じた電気信号を発生する。すなわち、0□セ
ンサ9は空燃比が理論空燃比に対してリーン側がリッチ
側かに応じて、異なる出力電圧を制御回路1oのA/D
変換器101に発生する。
11はイグニッションスイッチであり、その出力は入出
力インターフェース101に供給される。
力インターフェース101に供給される。
制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器1o1、入出カイ7ター7エー
ス102 、CPU 103 (7)外に、ROM 1
04、RAM 105 、バックアップRAM 106
、’)ロッ’)発生回路107等が設けられている。
構成され、A/D変換器1o1、入出カイ7ター7エー
ス102 、CPU 103 (7)外に、ROM 1
04、RAM 105 、バックアップRAM 106
、’)ロッ’)発生回路107等が設けられている。
なお、バックアップRAM 106はバックアップバフ
テリ (図示せず)に直接接続されており、従って、イ
グニッションスイッチがオフとなったり、あるいは車載
バッテリが外されても、バックアップRAM 106の
記憶内容は消滅しない。
テリ (図示せず)に直接接続されており、従って、イ
グニッションスイッチがオフとなったり、あるいは車載
バッテリが外されても、バックアップRAM 106の
記憶内容は消滅しない。
また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、
フリップフロップ109、および駆動回路110は燃料
噴射弁7を制御するためのものである。すなわち、後述
のルーチンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると
、燃料噴射fjlTAUがダウンカウンタ108にプリ
セットされると共にフリップフロップ109もセットさ
れる。この結果、駆動回路110が燃料噴射弁7の付勢
を開始する。他方、ダウンカウンタ108がクロック信
号(図示せず)を計数して最後にそのキャリアウド端子
が“1″レベルとなったときに、フリップフロップ10
9がリセットされて駆動回路110は燃料噴射弁7の付
勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射11TAUだけ
燃料噴射弁7は付勢され、従って、燃料噴射量↑AUに
応じた量の燃料が機関本体lの燃焼室に送込まれること
になる。CPU 103の割込み発生は、A/D変換器
101のA/D変換終了時、入出力インターフェース1
02がクランク角センサ6のパルス信号を受信した時、
等である。
フリップフロップ109、および駆動回路110は燃料
噴射弁7を制御するためのものである。すなわち、後述
のルーチンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると
、燃料噴射fjlTAUがダウンカウンタ108にプリ
セットされると共にフリップフロップ109もセットさ
れる。この結果、駆動回路110が燃料噴射弁7の付勢
を開始する。他方、ダウンカウンタ108がクロック信
号(図示せず)を計数して最後にそのキャリアウド端子
が“1″レベルとなったときに、フリップフロップ10
9がリセットされて駆動回路110は燃料噴射弁7の付
勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射11TAUだけ
燃料噴射弁7は付勢され、従って、燃料噴射量↑AUに
応じた量の燃料が機関本体lの燃焼室に送込まれること
になる。CPU 103の割込み発生は、A/D変換器
101のA/D変換終了時、入出力インターフェース1
02がクランク角センサ6のパルス信号を受信した時、
等である。
また、111はD/A変換器、112は電圧発生回路で
ある。この電圧発生回路112は、第3図に示すように
、D/A変換器111の出力に応じた電圧Vを02セン
サ9に印加し、その際、02センサ9を流れるセンサ出
力電流IをA/D変換器101に供給するものである。
ある。この電圧発生回路112は、第3図に示すように
、D/A変換器111の出力に応じた電圧Vを02セン
サ9に印加し、その際、02センサ9を流れるセンサ出
力電流IをA/D変換器101に供給するものである。
さらに、113は0□センサ9のセラミックヒータ94
(第4図に図示)を駆動する駆動回路である。
(第4図に図示)を駆動する駆動回路である。
エアフローメータ3の吸入空気量データQおよび水温セ
ンサ8の水温データTHWは所定時間毎に実行されるA
/D変換ルーチンによって取込まれてRAM 105の
所定領域に格納される。つまり、RAM 105におけ
るデータQおよびTHWは所定時間毎に更新されている
。また、回転速度データNeはクランク角センサ6の3
0℃A毎の割込みによって演算されてRAM 105の
所定領域に格納される。
ンサ8の水温データTHWは所定時間毎に実行されるA
/D変換ルーチンによって取込まれてRAM 105の
所定領域に格納される。つまり、RAM 105におけ
るデータQおよびTHWは所定時間毎に更新されている
。また、回転速度データNeはクランク角センサ6の3
0℃A毎の割込みによって演算されてRAM 105の
所定領域に格納される。
02センサ9は、第4図に示すように、試験管状の固定
電解!(たとえばジルコニア素子)91の両表面に電極
の作用および起電力の増幅作用をする白金をコーティン
グし、内面に大気を導入し、外面は排気ガス中にさらさ
れる。なお、外側(排気側)電極はリード線92に接続
され、内側(大気側)電極はリード線93に接続されて
いる。また、固体電解質91内には、この固体電解質9
1を加熱するためのセラミックヒータ94が設けられ、
さらに、固体電解質91の温度を検出するための熱電対
95が設けられている。なお、94a。
電解!(たとえばジルコニア素子)91の両表面に電極
の作用および起電力の増幅作用をする白金をコーティン
グし、内面に大気を導入し、外面は排気ガス中にさらさ
れる。なお、外側(排気側)電極はリード線92に接続
され、内側(大気側)電極はリード線93に接続されて
いる。また、固体電解質91内には、この固体電解質9
1を加熱するためのセラミックヒータ94が設けられ、
さらに、固体電解質91の温度を検出するための熱電対
95が設けられている。なお、94a。
94bはセラミックヒータ94のリード線、95aは熱
電対95の温度検出部である。このように構成された0
□センサ9は保護カバー96によって保護され、ハウジ
ング97によって固定される。
電対95の温度検出部である。このように構成された0
□センサ9は保護カバー96によって保護され、ハウジ
ング97によって固定される。
02センサ9の出力特性は、第5図(A)に示すように
、印加電圧Vが低いときには(たとえば■≦0.5V)
、そのセンサ出力電流Iは印加電圧■とほぼ比例する領
域がある。この領域では、第5図(B)に示すように、
素子温か一定であればセンサ出力電流Iが高い程、NO
Xエミッションが増加する。この結果、センサ出力電流
Iが高い場合には、空燃比をリッチ側に補正することに
よりNoオニミッションの低減を計り、部品間のばらつ
きを吸収できることが分る。従って、0□センサ9の出
力特性は、0゜センサの劣化と共に、第5図(C)に示
すごとく、a−h b−h (と変化することを利用し
て02センサ9の出力特性のばらつきの経時的変化を検
出できる。
、印加電圧Vが低いときには(たとえば■≦0.5V)
、そのセンサ出力電流Iは印加電圧■とほぼ比例する領
域がある。この領域では、第5図(B)に示すように、
素子温か一定であればセンサ出力電流Iが高い程、NO
Xエミッションが増加する。この結果、センサ出力電流
Iが高い場合には、空燃比をリッチ側に補正することに
よりNoオニミッションの低減を計り、部品間のばらつ
きを吸収できることが分る。従って、0□センサ9の出
力特性は、0゜センサの劣化と共に、第5図(C)に示
すごとく、a−h b−h (と変化することを利用し
て02センサ9の出力特性のばらつきの経時的変化を検
出できる。
すなわち、本発明においては、固体電解質型Otセンサ
において i)両端電極が同一酸素分圧、 i )検出素子を一定温度(たとえば500°C)以上
所定温度幅以内、 iii )両端電極に限界電流値以下の電流が流れるよ
うに電圧(たとえば0.5V)を印加、の条件のもとで
、センサ出力電流値1により02センサ9の出力特性の
劣化度を検出し、これにより、空燃比フィードバック制
御定数、たとえばスキップ量R3R、R3L 、遅延時
間TDR、TDL 、積分定数KIR、KIL 、ある
いは0□センサ9の比較電圧■8を補正することにより
空燃比を補正し、この結果、0□センサの出力特性を補
償する。
において i)両端電極が同一酸素分圧、 i )検出素子を一定温度(たとえば500°C)以上
所定温度幅以内、 iii )両端電極に限界電流値以下の電流が流れるよ
うに電圧(たとえば0.5V)を印加、の条件のもとで
、センサ出力電流値1により02センサ9の出力特性の
劣化度を検出し、これにより、空燃比フィードバック制
御定数、たとえばスキップ量R3R、R3L 、遅延時
間TDR、TDL 、積分定数KIR、KIL 、ある
いは0□センサ9の比較電圧■8を補正することにより
空燃比を補正し、この結果、0□センサの出力特性を補
償する。
以下、第2図の制御回路の動作を説明する。
第6図は02センサ9の出力にもとづいて空燃比補正係
数FAFを演算する空燃比フィードバック制御ルーチン
であって、所定時間たとえば4ms毎に実行される。
数FAFを演算する空燃比フィードバック制御ルーチン
であって、所定時間たとえば4ms毎に実行される。
ステップ601では、02センサ9による空燃比の閉ル
ープ(フィードバック)条件が成立しているか否かを判
別する。機関始動中、始動後の燃料増量動作中、暖機増
量動作中、パワー増量動作中、リーン制御中、0□セン
サ9の不活性状態等はいずれも閉ループ条件が不成立で
あり、その他の場合が閉ループ条件成立である。なお、
0□センサ9の活性/不活性状態の判別はRAM 10
5より水温データTH−を読出して一旦T)IW≧70
°Cになったか否かを判別するか、あるいは02センサ
9の出力レベルが一度上下したか否かを判別することに
よって行われる。閉ループ条件が不成立のときには、ス
テップ627に進んで空燃比補正係数FAFを1.0と
する。なお、この場合、閉ループ制御停止直前のFAF
の平均値でもよい。他方、閉ループ条件成立の場合はス
テップ602に進む。
ープ(フィードバック)条件が成立しているか否かを判
別する。機関始動中、始動後の燃料増量動作中、暖機増
量動作中、パワー増量動作中、リーン制御中、0□セン
サ9の不活性状態等はいずれも閉ループ条件が不成立で
あり、その他の場合が閉ループ条件成立である。なお、
0□センサ9の活性/不活性状態の判別はRAM 10
5より水温データTH−を読出して一旦T)IW≧70
°Cになったか否かを判別するか、あるいは02センサ
9の出力レベルが一度上下したか否かを判別することに
よって行われる。閉ループ条件が不成立のときには、ス
テップ627に進んで空燃比補正係数FAFを1.0と
する。なお、この場合、閉ループ制御停止直前のFAF
の平均値でもよい。他方、閉ループ条件成立の場合はス
テップ602に進む。
ステップ602では、02センサ9の出力■をA/D変
換して取込み、ステップ603にて■が比較電圧vRた
とえば0.45V以下か否かを判別する、つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。
換して取込み、ステップ603にて■が比較電圧vRた
とえば0.45V以下か否かを判別する、つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。
リーン(V≦Vi)であれば、ステップ604にてディ
レィカウンタCDLYが正か否かを判別し、CDLY>
Oであればステップ605にてCDLYを0としてステ
ップ606に進む。ステ・ノブ606では、ディレィカ
ウンタCDLYを1減算し、次いで、ステップ607で
は、CDLY < TDLか否かを判別する。なお、T
DLは0□センサ9の出力においてリッチがらリーンへ
の変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持する
ためのリーン遅延時間であって、負の値で定義される。
レィカウンタCDLYが正か否かを判別し、CDLY>
Oであればステップ605にてCDLYを0としてステ
ップ606に進む。ステ・ノブ606では、ディレィカ
ウンタCDLYを1減算し、次いで、ステップ607で
は、CDLY < TDLか否かを判別する。なお、T
DLは0□センサ9の出力においてリッチがらリーンへ
の変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持する
ためのリーン遅延時間であって、負の値で定義される。
従って、CDLY < TDLのときのみ、ステップ6
08にてCDLYをTDLとし、ステップ609にて空
燃比フラグFを0” (リーン)とする。他方、リッチ
(V>VR)であれば、ステップ610にてディレィカ
ウンタCDLYが負か否かを判別し、CDLY< Oで
あればステップ611にてCDLYをOとしてステップ
612に進む。ステップ612では、ディレィカウンタ
CDLYを1加算し、次いで、ステップ613では、C
DLY < TDI?か否かを判別する。なお、TDR
は0□センサ9の出力においてリーンからリッチへの変
化があってもリーン状態であるとの判断を保持するため
のリッチ遅延時間であって、正の値で定義される。従っ
て、CDLY > TDRのときのみ、ステップ614
にてCDLYをTDRとし、ステップ615にて空燃比
フラグFを“1” (リッチ)とする。
08にてCDLYをTDLとし、ステップ609にて空
燃比フラグFを0” (リーン)とする。他方、リッチ
(V>VR)であれば、ステップ610にてディレィカ
ウンタCDLYが負か否かを判別し、CDLY< Oで
あればステップ611にてCDLYをOとしてステップ
612に進む。ステップ612では、ディレィカウンタ
CDLYを1加算し、次いで、ステップ613では、C
DLY < TDI?か否かを判別する。なお、TDR
は0□センサ9の出力においてリーンからリッチへの変
化があってもリーン状態であるとの判断を保持するため
のリッチ遅延時間であって、正の値で定義される。従っ
て、CDLY > TDRのときのみ、ステップ614
にてCDLYをTDRとし、ステップ615にて空燃比
フラグFを“1” (リッチ)とする。
ステップ616では、空燃比フラグFの符号が反転した
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステ
ップ617にて、リッチからリーンへの反転か、リーン
からリッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへ
の反転(F=“0′)であれば、ステップ618にてF
AF −FAF+RSR・αとスキップ的に増大させ、
逆に、リーンからリッチへの反転(F=“1”)であれ
ば、ステップ619にてFAF 4−PAF+R3L/
αとスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を
行う。なお、αは後述の第8図のルーチンにより演算さ
れる0□センサ9の出力特性を示す補正係数であって、
バックアップI?AM 106に格納されているもので
ある。
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステ
ップ617にて、リッチからリーンへの反転か、リーン
からリッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへ
の反転(F=“0′)であれば、ステップ618にてF
AF −FAF+RSR・αとスキップ的に増大させ、
逆に、リーンからリッチへの反転(F=“1”)であれ
ば、ステップ619にてFAF 4−PAF+R3L/
αとスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を
行う。なお、αは後述の第8図のルーチンにより演算さ
れる0□センサ9の出力特性を示す補正係数であって、
バックアップI?AM 106に格納されているもので
ある。
ステップ616にて空燃比フラグFの符号が反転してい
なければ、ステップ620.621.622にて積分処
理を行う。つまり、ステップ620にて、F=“O”
(リーン)であればステップ621にてFAF −FA
F+KIRとし、他方、F−“1′ (リッチ)であれ
ばステップ622にてFAF −FAF−KILとする
。ここで、積分定数KIR,KILはスキップ定数R3
R,RSLに比して小さく設定しである。従って、ステ
ップ621 はリーン状G(F=“0”)で燃料噴射量
を徐々に増大させ、ステップ622はリッチ状Li(F
=“1″)で燃料噴射量を徐々に減少させる。
なければ、ステップ620.621.622にて積分処
理を行う。つまり、ステップ620にて、F=“O”
(リーン)であればステップ621にてFAF −FA
F+KIRとし、他方、F−“1′ (リッチ)であれ
ばステップ622にてFAF −FAF−KILとする
。ここで、積分定数KIR,KILはスキップ定数R3
R,RSLに比して小さく設定しである。従って、ステ
ップ621 はリーン状G(F=“0”)で燃料噴射量
を徐々に増大させ、ステップ622はリッチ状Li(F
=“1″)で燃料噴射量を徐々に減少させる。
ステップ618.619.621.622にて演算され
た空燃比補正係数FAFはステップ623.624.6
25.626最小値たとえば0.8および最大値たとえ
ば1.2にてガードし、これにより、何らかの原因で空
燃比補正係数FAFが大きくなり過ぎ、もしくは小さく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。
た空燃比補正係数FAFはステップ623.624.6
25.626最小値たとえば0.8および最大値たとえ
ば1.2にてガードし、これにより、何らかの原因で空
燃比補正係数FAFが大きくなり過ぎ、もしくは小さく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。
上述のごとく演算されたFAFをRAM 105に格納
して、ステップ628にてこのルーチンは終了する。
して、ステップ628にてこのルーチンは終了する。
第7図は第6図のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。0□センサ9の出力により第
7図(A)に示すごとくリッチ、リーン判別の空燃比信
号A/Fが得られると、ディレィカウンタCDLYは、
第7図(B)に示すごとく、リッチ状態でカウントアツ
プされ、リーン状態でカウントダウンされる。この結果
、第7図(C)に示すごとく、遅延処理された空燃比信
号A/F ’が形成される。たとえば、時刻tIにて空
燃比信号A/Fがリーンからリッチに変化しても、遅延
処理された空燃比信号A/F ’はリッチ遅延時間TD
Rだけリーンに保持された後に時刻t2にてリッチに変
化する。時刻t3にて空燃比信号A/Fがリッチからり
−ンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/F
’はリーン遅延時間(、−TDL)相当だけリッチに保
持された後に時刻t4にてリーンに変化する。しかし、
空燃比信号A/Flが時刻tS 、t6+t?のごと
くリッチ遅延時間TDRより短い期間で反転すると、デ
ィレィカウンタCDLYがリッチ遅延時間TDRに到達
するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて遅延処理
後の空燃比信号A/F ’が反転される。つまり、遅延
処理後の空燃比信号A/F ’は遅延処理前の空燃比信
号A/Fに比べて安定となる。このように遅延処理後の
安定した空燃比信号A/F ’にもとづいて第7図(D
)に示ず空燃比信号補正係数FAFが得られる。
するタイミング図である。0□センサ9の出力により第
7図(A)に示すごとくリッチ、リーン判別の空燃比信
号A/Fが得られると、ディレィカウンタCDLYは、
第7図(B)に示すごとく、リッチ状態でカウントアツ
プされ、リーン状態でカウントダウンされる。この結果
、第7図(C)に示すごとく、遅延処理された空燃比信
号A/F ’が形成される。たとえば、時刻tIにて空
燃比信号A/Fがリーンからリッチに変化しても、遅延
処理された空燃比信号A/F ’はリッチ遅延時間TD
Rだけリーンに保持された後に時刻t2にてリッチに変
化する。時刻t3にて空燃比信号A/Fがリッチからり
−ンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/F
’はリーン遅延時間(、−TDL)相当だけリッチに保
持された後に時刻t4にてリーンに変化する。しかし、
空燃比信号A/Flが時刻tS 、t6+t?のごと
くリッチ遅延時間TDRより短い期間で反転すると、デ
ィレィカウンタCDLYがリッチ遅延時間TDRに到達
するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて遅延処理
後の空燃比信号A/F ’が反転される。つまり、遅延
処理後の空燃比信号A/F ’は遅延処理前の空燃比信
号A/Fに比べて安定となる。このように遅延処理後の
安定した空燃比信号A/F ’にもとづいて第7図(D
)に示ず空燃比信号補正係数FAFが得られる。
第7図に示すように、空燃比フィードバック制御定数た
とえばR5R,RSL; TDR,TDL; KI
R,KIL。
とえばR5R,RSL; TDR,TDL; KI
R,KIL。
0□センサ9の比較電圧■、を変更することにより制御
空燃比は変更できる。たとえば、リッチスキップ量RS
Rを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、リーンスキップ量RSLを小さくしても制御空燃
比をリッチ側に移行でき、他方、リーンスキップ1iR
sLを大きくすると、制御11空燃比をリーン側に移行
でき、また、リッチスキップ量R3Rを小さくしても制
御空燃比をリーン側に移行できる。また、リッチ遅延時
間TDR>リーン遅延時間(−TDL)と設定すれば、
制御空燃比はリッチ側に移行でき、逆に、リーン遅延時
間(−TDL)>リッチ遅延時間TDRと設定すれば、
制?11空燃比はリーン側に移行できる。また、リッチ
積分定数KIRを大きくすると、制御空燃比をリッチ側
に移行でき、また、リーン積分定数KILを小さくして
も制御空燃比をり・ソチ側に移行でき、他方、リーン積
分定数KILを大きくすると、制御空燃比をリーン側に
移行でき、また、リッチ積分定数KIRを小さくしても
制御空燃比をリーン側に移行できる。さらにまた、比較
電圧■3を大きくすると制御空燃比をリッチ側に移行で
き、また、比較電圧■8を小さくすると制?111空燃
比をリーン側に移行できる。従って、02センサ9の出
力に応じて比較電圧■3を補正することにより空燃比が
制御できる。
空燃比は変更できる。たとえば、リッチスキップ量RS
Rを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、
また、リーンスキップ量RSLを小さくしても制御空燃
比をリッチ側に移行でき、他方、リーンスキップ1iR
sLを大きくすると、制御11空燃比をリーン側に移行
でき、また、リッチスキップ量R3Rを小さくしても制
御空燃比をリーン側に移行できる。また、リッチ遅延時
間TDR>リーン遅延時間(−TDL)と設定すれば、
制御空燃比はリッチ側に移行でき、逆に、リーン遅延時
間(−TDL)>リッチ遅延時間TDRと設定すれば、
制?11空燃比はリーン側に移行できる。また、リッチ
積分定数KIRを大きくすると、制御空燃比をリッチ側
に移行でき、また、リーン積分定数KILを小さくして
も制御空燃比をり・ソチ側に移行でき、他方、リーン積
分定数KILを大きくすると、制御空燃比をリーン側に
移行でき、また、リッチ積分定数KIRを小さくしても
制御空燃比をリーン側に移行できる。さらにまた、比較
電圧■3を大きくすると制御空燃比をリッチ側に移行で
き、また、比較電圧■8を小さくすると制?111空燃
比をリーン側に移行できる。従って、02センサ9の出
力に応じて比較電圧■3を補正することにより空燃比が
制御できる。
従って、本発明の実施例においては、0□センサ9の経
時変化による出力特性に応じて補正係数αを演算し、ス
キップ量RSR、Rst、を補正するものであるが、他
の空燃比フィードバック制御定数を、補正してもよいこ
とは明きらかである。
時変化による出力特性に応じて補正係数αを演算し、ス
キップ量RSR、Rst、を補正するものであるが、他
の空燃比フィードバック制御定数を、補正してもよいこ
とは明きらかである。
第8図は補正係数αを演算するためのルーチンであって
、所定時間毎に実行される。ステップ801では、イグ
ニッションスイッチ11がオンが否がを判別する。すな
わち、イグニッションスイッチ11がオンであれば(I
G=“1′)、ステップ811にてカウンタKをクリア
し、イグニッションスイッチ11がオフとなるとステッ
プ802に進み、カウンタKを1歩進させる。なお、第
2図の制御回路10は、イグニッションスイッチ11が
オフとなっても所定時間は動作する構成となっているも
のとする。
、所定時間毎に実行される。ステップ801では、イグ
ニッションスイッチ11がオンが否がを判別する。すな
わち、イグニッションスイッチ11がオンであれば(I
G=“1′)、ステップ811にてカウンタKをクリア
し、イグニッションスイッチ11がオフとなるとステッ
プ802に進み、カウンタKを1歩進させる。なお、第
2図の制御回路10は、イグニッションスイッチ11が
オフとなっても所定時間は動作する構成となっているも
のとする。
次に、ステップ803にて、K>Ko(所定値)か否か
を判別する。すなわち、イグニッションスイッチ11が
オンからオフに切換って所定時間経過したか否かを判別
する。この結果、所定時間経過後には、ステップ804
にて0□センサ9の出力電圧■が0.2 V以下(リー
ン状態)か否かを判別する。つまり、ステップ803.
804の判定は上述の条件1)Ozセンサ9の両端電極
が同一酸素分圧か否かを判別するものである。
を判別する。すなわち、イグニッションスイッチ11が
オンからオフに切換って所定時間経過したか否かを判別
する。この結果、所定時間経過後には、ステップ804
にて0□センサ9の出力電圧■が0.2 V以下(リー
ン状態)か否かを判別する。つまり、ステップ803.
804の判定は上述の条件1)Ozセンサ9の両端電極
が同一酸素分圧か否かを判別するものである。
次いで、上記条件i)が満たされたときには、ステップ
805にて0□センサ9の素子温を検出して所定範囲た
とえば500〜520℃か否がを判別する。500℃以
下の場合にはステップ806にてセラミックヒータ94
をオンにして02センサ9の素子温を上昇させ、一方、
素子温が520℃以上の場合は、ステップ806′にて
セラミックヒータ到4をオフにして、0□センサ9の素
子温を下降させる。つまり、上述の条件ii)を満たす
ようにする。
805にて0□センサ9の素子温を検出して所定範囲た
とえば500〜520℃か否がを判別する。500℃以
下の場合にはステップ806にてセラミックヒータ94
をオンにして02センサ9の素子温を上昇させ、一方、
素子温が520℃以上の場合は、ステップ806′にて
セラミックヒータ到4をオフにして、0□センサ9の素
子温を下降させる。つまり、上述の条件ii)を満たす
ようにする。
この結果、素子温が500〜520℃の範囲内のときに
はステップ807〜810のフローが実行される。
はステップ807〜810のフローが実行される。
すなわち、ステップ807にて02センサ9の両端電極
間にO,SVを印加しく上述の条件1ii))、ステッ
プ808にてセンサ出力電流■をA/D変換して取込む
。次いで、ステップ809にて、センサ出力電流■にも
とづいてROM 104に格納された1次元マツプを用
いて補正係数αを補間計算し、ステップ810にてバッ
クアップRAM 106に格納する。
間にO,SVを印加しく上述の条件1ii))、ステッ
プ808にてセンサ出力電流■をA/D変換して取込む
。次いで、ステップ809にて、センサ出力電流■にも
とづいてROM 104に格納された1次元マツプを用
いて補正係数αを補間計算し、ステップ810にてバッ
クアップRAM 106に格納する。
そして、ステップ″812にてこのル−チンは本冬了す
る。
る。
このように、02センサ9の出力特性を示す補正係数α
は常にバッファ・ノブl?AM 106に格納され、上
述の第6図のステップ618.619において用いられ
ることになる。
は常にバッファ・ノブl?AM 106に格納され、上
述の第6図のステップ618.619において用いられ
ることになる。
第9図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
゛毎たとえば360°CA毎に実行される。ステップ9
01では、RA?I 105により吸入空気量データQ
および回転速度データNeを読出して基本噴射量TAU
Pを演算する。たとえばTAIJP−KQ/Ne (K
は定数)とする。ステップ902にてRAM 105よ
り冷却水温データT)IWを続出してROM 104に
格納された1次元マツプにより暖機増量値FWLを補間
計算する。この暖機増量値FWLは、図示のごとく、現
在の冷却水温TIIWが上昇するに従って小さくなるよ
うに設定されている。
゛毎たとえば360°CA毎に実行される。ステップ9
01では、RA?I 105により吸入空気量データQ
および回転速度データNeを読出して基本噴射量TAU
Pを演算する。たとえばTAIJP−KQ/Ne (K
は定数)とする。ステップ902にてRAM 105よ
り冷却水温データT)IWを続出してROM 104に
格納された1次元マツプにより暖機増量値FWLを補間
計算する。この暖機増量値FWLは、図示のごとく、現
在の冷却水温TIIWが上昇するに従って小さくなるよ
うに設定されている。
ステップ903では、最終噴射量TAUを、TAU←T
AIJP −FAF ・(F礼+α)+βにより演算
する。なお、α、βは他の運転状態パラメータによって
定まる補正量であり、たとえば図示しないスロットル位
置センサからの信号、あるいは吸気温センサからの信号
、バッテリ電圧等により決められる補正量であり、これ
らもI?AM105に格納されている。次いで、ステッ
プ904にて、噴射量TAllをダウンカウンタ108
にセットすると共にフリップフロップ109をセットし
て燃料噴射を開始させる。そして、ステップ905にて
このルーチンは終了する。なお、上述のごとく、噴射量
TAUに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ1
08のキャリアウド信号によってフリップフロップ10
9がリセットされて燃料噴射は終了する。
AIJP −FAF ・(F礼+α)+βにより演算
する。なお、α、βは他の運転状態パラメータによって
定まる補正量であり、たとえば図示しないスロットル位
置センサからの信号、あるいは吸気温センサからの信号
、バッテリ電圧等により決められる補正量であり、これ
らもI?AM105に格納されている。次いで、ステッ
プ904にて、噴射量TAllをダウンカウンタ108
にセットすると共にフリップフロップ109をセットし
て燃料噴射を開始させる。そして、ステップ905にて
このルーチンは終了する。なお、上述のごとく、噴射量
TAUに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ1
08のキャリアウド信号によってフリップフロップ10
9がリセットされて燃料噴射は終了する。
以上説明したように本発明によれば、空燃比センサの出
力特性に応じて空燃比フィードバック制御定数を変化さ
せて、空燃比を調整しているので、空燃比の経時変化は
補償され、従って、排気エミッションの悪化の防止に役
立つものである。
力特性に応じて空燃比フィードバック制御定数を変化さ
せて、空燃比を調整しているので、空燃比の経時変化は
補償され、従って、排気エミッションの悪化の防止に役
立つものである。
第1図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、 第2図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図、 第3図は第2図の電圧発生回路の回路図、第4図は第2
図の0□センサの断面図、第5図は02センサの出力特
性を説明するためのグラフ、 第6図、第8図、第9図は第2図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、第7図は第6図のフロー
チャートを補足説明するためのタイミング図である。 1・・・機関本体、 3・・・エアフローメータ、 4・・・ディストリビュータ、 5.6・・・クランク角センサ、 9・・・02センサ、 10・・・制御回路、 11・・・イグニッションスイッチ。 第1図 第3図 第4図 第5図 第7図 第8図 第9図
、 第2図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図、 第3図は第2図の電圧発生回路の回路図、第4図は第2
図の0□センサの断面図、第5図は02センサの出力特
性を説明するためのグラフ、 第6図、第8図、第9図は第2図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、第7図は第6図のフロー
チャートを補足説明するためのタイミング図である。 1・・・機関本体、 3・・・エアフローメータ、 4・・・ディストリビュータ、 5.6・・・クランク角センサ、 9・・・02センサ、 10・・・制御回路、 11・・・イグニッションスイッチ。 第1図 第3図 第4図 第5図 第7図 第8図 第9図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス中の特定成
分濃度を検出する固体電解質型空燃比センサと、 該空燃比センサを前記特定成分の所定分圧状態にし、所
定温度以上所定温度幅以内に加熱しかつ所定電圧を印加
することにより、該空燃比センサを流れる電流を検出す
る空燃比センサ電流検出手段と、 該空燃比センサの電流に応じて空燃比フィードバック制
御定数を演算する制御定数演算手段と、前記空燃比セン
サの出力と前記空燃比フィードバック制御定数とに応じ
て空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段と、 該空燃比補正量に応じて前記機関の空燃比を調整する空
燃比調整手段と を具備する内燃機関の空燃比制御装置。 2、前記空燃比フィードバック制御定数がスキップ量で
ある特許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の空燃比制
御装置。 3、前記空燃比フィードバック制御定数が遅延時間であ
る特許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。 4、前記空燃比フィードバック制御定数が積分定数であ
る特許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。 5、前記空燃比フィードバック制御定数が前記空燃比セ
ンサの比較電圧である特許請求の範囲第1項に記載の内
燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15628186A JPS6312855A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15628186A JPS6312855A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6312855A true JPS6312855A (ja) | 1988-01-20 |
Family
ID=15624391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15628186A Pending JPS6312855A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6312855A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5182907A (en) * | 1990-09-05 | 1993-02-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for monitoring performance of HC sensors for internal combustion engines |
| US5216882A (en) * | 1990-09-05 | 1993-06-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for detecting deterioration of HC sensors for internal combustion engines |
| US5524472A (en) * | 1993-12-30 | 1996-06-11 | Robert Bosch Gmbh | Evaluating arrangement for the signal of an oxygen probe |
| JP2013092155A (ja) * | 2013-01-11 | 2013-05-16 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP15628186A patent/JPS6312855A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5182907A (en) * | 1990-09-05 | 1993-02-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for monitoring performance of HC sensors for internal combustion engines |
| US5216882A (en) * | 1990-09-05 | 1993-06-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System for detecting deterioration of HC sensors for internal combustion engines |
| US5524472A (en) * | 1993-12-30 | 1996-06-11 | Robert Bosch Gmbh | Evaluating arrangement for the signal of an oxygen probe |
| JP2013092155A (ja) * | 2013-01-11 | 2013-05-16 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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