JPS63253144A - 内燃機関の空燃比制御方法 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御方法

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JPS63253144A
JPS63253144A JP8643687A JP8643687A JPS63253144A JP S63253144 A JPS63253144 A JP S63253144A JP 8643687 A JP8643687 A JP 8643687A JP 8643687 A JP8643687 A JP 8643687A JP S63253144 A JPS63253144 A JP S63253144A
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JP
Japan
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oxygen
sensor
air
fuel ratio
oxygen sensor
Prior art date
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JP8643687A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Suwahara
博 諏訪原
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関(以下、単にエンジンとも言う)の排
気成分から酸素を検出し、酸素検出レベルによって内燃
機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御す
る内燃機関の空燃比制御方法に関する。
[従来の技術] 排気中の酸素温度を酸素センサによって検出しエンジン
への燃お1供給但を増減制御することにより空燃比をフ
ィードバック制御する技術が従来周知である。ところで
、酸素センサは、その特性上、空燃比がリッチからリー
ンに変化するときの応答性と、リーンからリッチに変化
するときの応答性とが一致しないことがある。例えば、
特開昭60−65247号公報には、排気成分から酸素
を検出し、空燃比が理論空燃比より小さいリッチのとき
に高レベル信号を出力し、理論空燃比より大きいリーン
のときに低レベル信号を出力する酸素センサが開示され
ており、この空燃比センサが劣化した場合は、空燃比検
出信号は実際の空燃比に比ベリーン信号を出力する時間
が長くなることが示されている。
[発明が解決しようとする問題点] このような空燃比検出信号に基づき制御された空燃比は
、目標の理論空燃比からリッチ側にずれてしまい、高精
度の空燃比制御が不可能となる。
つまり、酸素センサのリーン方向、リッチ方向への変化
の応答速度が互いに相違すると、空燃比制御の中心値が
リーン側またはリッチ側にずれることになり、目標とす
る空燃比に正確に制御できない問題がある。
[問題点を解決するための手段] そこで、本発明は、酸素センサのリーン方向、リッチ方
向への変化の応答速度が互いに一致するようにセンサ出
力を補正することを特徴とする。
具体的には、 内燃機関の運転状態に基づき基本燃料噴射口を演算処理
しくPl)、内燃機関の排気成分から酸素を検出する酸
素センサの酸素検出レベルに基づき基本燃料噴射口を補
正する(P3)内燃機関の空燃比制御方法において、 前記酸素検出レベルがリーン方向に変化する際の速度と
、前記酸素検出レベルがリッチ方向に変化する際の速度
を検出し、上記両速度の比によって上記検出レベルを補
正して(P2)燃料噴射端の補正に用いる(P3)こと
を特徴とする内燃は関の空燃比制御方法を要旨としてい
る。
[作用] 本発明の制御方法によると、内燃機関の運転状態により
見本燃料噴射量を演算する(Pl)。酸素センサの酸素
検出レベルがリーン方向に変化するときの速度と酸素検
出レベルがリッチ方向に変化するときの速度とをそれぞ
れ検出して、上記両速度の比を演算する。該演算値によ
って、リーン方向に変化する酸素検出レベル及びリッチ
方向に変化する酸素検出レベルの、いずれか一方の上記
検出レベルか、あるいは上記雨検出レベルが補正される
。上記の補正された酸素検出レベルによって基本燃料l
F3則伍(時開)が補正される(P3)。
該補正により、燃料噴射量の偏ったずれがなくなり、応
答性が一様になり安定な燃料噴射量の制御がなされる。
[実施例] 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
第2図は本発明方法の一実施例を示すシステム構成図で
ある。吸気通路1には上流から順番にエアフロメータ2
.吸気温センサ3、スロットル弁4、サージタンク5、
吸気管6が設けられている。
燃料噴射弁7は吸気管6に取付けられ、吸気系へ燃料を
噴射する。バイパス通路8はスロットル弁4の設けられ
ている吸気通路部分に対して並列に設けられ、ISO(
アイドル・スピード・コントロール)弁9がバイパス通
路8の流路面積を制御する。燃焼室11は、点火プラグ
12を備え、シリンダヘッド13、シリンダブロック1
4、およびピストン15により画定され、吸気弁16を
経て混合気を供給される。燃焼室11で燃焼した混合気
は排気弁19を経て排気管20へ排出される。
上記排気管20には排気を浄化するための三元触媒コン
バータ20aが取付けられている。酸素セ、ンサ21は
排気中の酸素濃度を検出し、空燃比が理論空燃比より小
さいリッチのとき、高レベル信号を出力し、理論空燃比
より大きいリーンのとき、低レベル信号を出力する。水
温センサ22はシリンダブロック14に取付けられて冷
却水温度を検出する。気筒判別センサ25および回転速
度センサを兼ねた回転角センサ26は配電器27の釉2
8の回転からクランク角を検出する。気筒判別センサ2
5および回転角センサ26はクランク角がそれぞれ72
0°又は30’変化するごとにパルスを発生ずる。スロ
ットルセンサ29はスロットル弁4の開度を検出する。
電子制御装置(以下、ECUと呼ぶ)35は、上記各種
センサから入力信号を受け、燃料噴射弁7、ISC弁9
および点火装置36へ出力信号を送る。点火装置36の
二次点火電流は配電器27を経て点火プラグ12へ送ら
れる。尚、エアフロメータ2は、周知の如くメジャーリ
ングプレート38の示す開度により吸気通路1に吸い込
まれる空気口(吸入空気量)を測定する。
次に、上記ECU35について説明する。
第3図に示す如く、ECU35は、所謂CPU40、R
OM41.RAM42等を中心に、これらと外部入力回
路43および外部出力回路44とをバス45により相互
に接続して論理演算回路として構成されている。
外部入力回路43には、上述した各種センサ、叩らエア
フロメータ2.吸気温センサ3.酸素センサ21.水温
センサ22.気筒判別センサ25゜回転速度センサ26
.スロットルセンサ29等が接続されている。
外部出力回路44には、上述した燃料噴射弁7゜ISC
弁9および点火装置36等が接続されている。
上記構成によりECU35は、各種センサからの入力信
号に基づいて外部出力回路44に接続された個々の装置
を制御するように働く。
次に第4図、第5図の制御プログラムのフローヂャート
に基づいてCPU40が実行する空燃比制御処理を説明
する。本実施例は、酸素センサの検出電圧がリッチから
リーンに変化する際の応答速度とリーンから、リッヂに
変化する際の応答速度とが違うとき、リーンからリッチ
に変化する応答速度に合わせてリッチからリーンに変化
する酸素センサの応答速度を修正して空燃比制御の中心
値のずれを防止しようとするものである。第4図につい
て、まず、処理が開始されるとステップ100ではエア
フロメータ2によって検出された吸気量と回転速度セン
サ26により検出されたエンジンの回転数データをCP
U40に読み込み基本燃料噴射量を算出してステップ1
01に進む。ステップ101では、第6図(A>の拡大
波形図の実線で示す酸素センサが酸素を検出したときの
出力電圧(以後、酸素検出電圧とよぶ)■がリッチがら
リーンに変化するときの単位電圧差VO(VO=V2−
Vl )当りの変化時間t2と酸素検出電圧Vがリーン
からリッチに変化するときの単位電圧差vO当りの変化
時間t1とによりt2 /llの値を演算する。tl 
、t2の値は、後述する第5図の4m5ecカウントル
ーチンにより求めた値でおる。次にステップ102では
、酸素検出電圧の補正係数Aを、予め設定した該補正係
数Aと上記t2 /llとの関係を示すマツプ(第7図
)もしくは関係式を利用して求めてステップ103に進
む。ステップ103は、酸素検出電圧Vが上記単位電圧
差VOの下限値■1を越えるか否かを判断する。上記酸
素センサの酸素検出電圧Vが上記下限値V1を越えない
ときはステップ104に進み上記酸素センサの酸素検出
電圧Vを酸素センサの修正出力電圧OXとして出力する
。上記酸素センサの検出電圧Vが上記下限値■1を越え
るときはステップ105に進む。ステップ105では、
第5図で後述する酸素検出電圧■がリーンからリッチに
変化するときの単位電圧差vO当りの変化時間t1をカ
ウントするカウンタCLR(第6図(B))の値が、零
か否かが判断される。零でないときはステップ104に
進み前述と同様の処理をして終了する。上記出力電圧O
Xの波形は、第6図(A)に示すように酸素センサの検
出電圧がc−d間のときステップ104を含む処理が繰
り返し実行されて上記検出電圧の波形c−dと一致する
。尚、実線a−b−cは、本発明方法による補正がされ
ていない酸素センサの検出電圧を示す。
ステップ105で上記カウンタCLRの値が零のときは
ステップ106に進み、上記酸素センサの検出電圧Vが
上記単位電圧差■Oの上限値v2未満であるか否かを判
断する。上記酸素センサの検出電圧■が上記単位電圧差
vOの上限値v2未満でないときはステップ104に進
み、前述と同様の処理をして終了する。上記出力電圧O
Xの波形は、酸素センサの検出電圧がd−e−f間のと
きステップ104を含む処理が繰り返し実行されて上記
検出電圧の波形d−e−fと一致する。上記酸素センサ
の検出電圧Vが上記単位電圧差VOの上限値v2未満の
ときはステップ107に進み、(1)式に基き上記単位
電圧差Oの上限値v2と酸素センサの検出電圧Vとの差
の値を求め、ステップ102で求めた酸素検出電圧の補
正係数AにJ:り上記差の値を補正した値DO×を求め
る(第6図(A))。
DOX=  (V2−V )  *A ・  (1)次
にステップ108に進み、(2)式に基き酸素センサの
電圧Vから上記の値DOXを減算した値を、酸素センサ
の修正出力電圧OXとする。
0X=V−DOX=−(2) 次にステップ109に進み、該修正出力電圧OXが上記
下限値v1以下であるか否かを判断する。
該修正出力電圧OXが上記下限値V1以下でないときは
該修正出力電圧OXを出力する。上記出力電圧OXの波
形は、酸素センサの検出電圧■がf−9間のときステッ
プ107、ステップ108、ステップ109を含む処理
が繰り返し実行されて、破線f−g’になる。次に上記
出力電圧OXが上記下限値■1以下のときは、ステップ
110に進み゛上記下限値V1を上記酸素センサの修正
出力電圧OXとして出力する。上記出力電圧OXの波形
は、酸素センサの検出電圧VがQ−h間のときステップ
110を含む処理が繰り返し実行され破線g’ −hに
なる。尚、酸素センサの検出電圧Vが上記下限値v1以
下であるh−i−j−にのとき、上記出力電圧OXの波
形は、上記酸素センサの検出電圧h−i−j−kに一致
する。酸素センサの検出電圧Vがリーンからリッチに変
化するとき上記出力電圧OXは、j−Ω−Ω′ではなく
j−に−に’ になり、修正出力レベルがf−g−h間
のように補正されているので、応答性か良くなる。
これにより酸素センサの検出電圧に基づきステップ10
0〜ステツプ110の処理が繰り返し実行される。
次に第5図は、4m5ec毎にカウント処理をするカウ
ンタCLR,CRLの値を求めるフローチ【/−トであ
る。酸素センサの検出電圧Vが、4m5ec前の酸素セ
ンサの検出電圧V DLDより大ぎい値か否かを判断し
て(ステップ111)、上記検出電圧Vが4m5ec前
の上記電圧V OLDより大きくないとぎは、ステップ
112に進み、酸素検出電圧Vがリーンからリッチに変
化づ゛るときの単位電圧VO当りの変化時間↑1をカウ
ントするカウンタCLRをクリアしてステップ117に
進む。ステップ111で上記検出電圧Vが、4m5ec
前の上記検出電圧V DLDより大きいときは、上記検
出電圧Vが単位電圧差VOの下限値v1より大きいか否
かを判断する(ステップ113)。
大きくないときは、ステップ112に進み前jボした同
様の処理を行い、大きいときは、上記検出電圧Vが単位
電圧差vOの上限値v2より大きいか否かを判断する(
ステップ114)。上記検出電圧Vが上記上限値V2よ
り大きいときは、ステップ115に進み、上記カウンタ
CLRの値を上記変化時間t1に入れてステップ112
に進む。ステップ112は前述と同様の処理をしてステ
ップ117に進む。ステップ114で上記検出電圧Vが
、上記上限値■2より大きくないときは、上記カウンタ
CLRに1を加算して(ステップ116)ステップ11
7に進む。ステップ117は、上記検出電圧Vが4m5
ec前の上記検出電圧VOLDより大きいか否かを判断
して、上記検出電圧■が4m5ec前の上記検出電圧V
叶口より大きくなるときは、ステップ118に進み、酸
素検出電圧がリッチからリーンに変化するときの単位電
圧VO当りの変化時間t2をカウントするカウンタCR
Lをクリアして終了する。ステップ117で上記検出電
圧■が4m5ec前の上記検出電圧VOLDより大きく
ないときはステップ119に進み、上記検出電圧Vが上
記上限値■2より大きいか否かを判断し、大きいときは
、ステップ118に進み前述の処理を行って終了する。
ステップ119で上記検出電圧■が上記上限値V2より
大きくないときは、ステップ121に進む。ステップ1
21は、上記検出電圧Vが単位電圧差■Oの下限値v1
より大きいか否かを判断し、大きくないときは、上記カ
ウンタCRI−の値を、酸素検出電圧がリッチからリー
ンに変化するときの単位電圧差VO当りの変化時間t2
に入れて、ステップ118に進み、前述の処理を行い終
了する。ステップ12]で上記検出電圧Vが、単位電圧
差VOの下限値v1より大きいか否かを判断し、大きい
ときは上記カウンタCRLに1を加綿して(ステップ1
22)終了する。以上のステップ111〜ステツプ12
2を繰り返し実行する。これにより、酸素センサの検出
電圧がリッチからリーンに変化する速度、及び、リーン
からリッチに変化する速度を測定できる。また、本実施
例は、酸素センサの検出電圧のリーンからリッチに変化
する速度変化に合わせて、リッチからリーンに変化する
速度変化を修正することにより、リーンからリッチ及び
リッチからリーンへの変化の整合性がとれる。この結果
バランスのとれた混合気体の供給ができる。
尚、上記実施例では、理論空燃比を境にしてり−ン、リ
ッチに反転する信号を出力する酸素センサの場合につい
て述べたが、本発明は、空燃比に応じてリニアな信号を
出力する酸素センサの場合にも適用可能でおる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明の空燃比制御方法によれば、
酸素センサのリーン方向、リッチ方向への変化の応答速
度が互いに一致するようにセンサ出力を補正するので、
空燃比制御の中心値がり一ン側またはリッチ側にずれる
のを防止して空燃比を目標値に正確に制御することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成図、第2図は本発明方法を
適用したエンジンとその周辺装置の概略構成図、第3図
は電子制御回路のブロック図、第4図、第5図は本発明
方法の実施例の制御プログラムを示すフローチャート、
第6図は空燃比センサの検出信号波図及び整形波形図、
第7図は本発明の実施例の空燃比の補正係数と速度比と
の関係図、を表わす。 2・・・エアフロメータ 7・・・燃料噴射弁11・・
・燃焼室   20a・・・三元触媒コンバータ21・
・・酸素センサ  26・・・回転角センサ35・・・
電子制御装置(ECU) 40・・・CPU

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の運転状態に基づき基本燃料噴射量を演算処理
    し、内燃機関の排気成分から酸素を検出する酸素センサ
    の酸素検出レベルに基づき基本燃料噴射量を補正する内
    燃機関の空燃比制御方法において、 前記酸素検出レベルがリーン方向に変化する際の速度と
    、前記酸素検出レベルがリッチ方向に変化する際の速度
    を検出し、上記両速度の比によつて上記検出レベルを補
    正して燃料噴射量の補正に用いることを特徴とする内燃
    機関の空燃比制御方法。
JP8643687A 1987-04-08 1987-04-08 内燃機関の空燃比制御方法 Pending JPS63253144A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162121A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162121A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置

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