JPS63263237A - エンジンの空燃比制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関するものであ
る。

（従来技術） 一般にエンジンは、製造当初のグリーン状態の時よりも
一定期間運転を継続したラップ状態時の方が出力特性が
向上する。

一方、エンジンのスロットル開゛度を制御することによ
り該エンジンのアイドル回転数を制御するようにしたエ
ンジンのアイドル回転数制御装置では、製造当初のスロ
ットル開度は一般にエンジングリーン状態の低出力時の
特性に合わせて所定量大きめの開度に設定する一方、他
方該エンジングリーン時におけるアイドル回転数制御信
号のデユーティ−値はそれに対応して例えば本来の値（
５０％）より１０％程度小さい４０％程度に設定するよ
うにしているが、上記のようにラップによってエンジン
各部の機械的な抵抗が減少し出力特性が向上すると、当
該大きめの設定開度ではエンジンに供給される吸入空気
量又は混合気量が多すぎ目標回転数への収束が困難とな
ることから、該場合にはフィードバック補正が作用して
上記スロットル弁の開度を上記本来の設定開度よりもラ
ップ量に見合った開度だけ小さくなるように制御される
ようになっている。その結果、アイドル時の空燃比がリ
ッチ側に移行することになり、空燃比のフィードバック
補正が作用して空燃比のリーン方向への制御を行う。

従って、この場合には例えば第４図に示すように上記ア
イドル回転数制御信号のデユーティ−値は、必然的に上
記エンジンのグリーン状態におけるアイドル回転数制御
の場合（４０％）よりも所定ｍ大きな値（６０％）とな
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記のようにエンジンラップ後のアイドルコ
ントロール信号のデユーティ−値が大きくなる空燃比制
御システムでは、当該デユーティ−値が大きいことに、
二す例えば加速発進時のようにアイドル運転状態から非
アイドル運転状態に移行するような場合の過渡的な要求
空燃比の変化に速やかに追従することができず、空燃比
補正動作に応答遅れが生じて空燃比のリーン期間が長く
なる。その結果、加速性能が低下するとともに排気エミ
ッションの悪化（Ｎ　Ｏｘ増大）を招来する問題がある
。

（問題点を解決するための手段） 本艷明は、上記の問題を解決する°ことを目的としてな
されたもので、アイドル運転状態においてエンジンの実
回転数と目標回転数との偏差に基いてスロットル開度を
制御することにより、上記エンジンの実回転数を上記目
標回転数に収束させるようにしてなるエンジンの空燃比
制御装置において、エンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段を設け、該運転状態検出手段によって上記
エンジンの運転状態のアイドル状態から非アイドル状態
への移行が検出された場合には、上記エンジンの空燃比
の補正速度を通常の場合よりも速くするようにしてなる
ものである。

（作　用） 上記の手段によると、エンジン運転状態検出手段により
エンジンの運転状態がアイドル状態から非アイドル状態
に移行したことが検出された場合には、それに応じて自
動的に空燃比の補正速度が速められる。

（実施例） 先ず、第２図および第３図は、本発明の第１実施例に係
る自動車用エンジンの空燃比制御装置を示すものであり
、第２図は上記実施例装置の制御システムの概略図、第
３図は上記実施例装置の空燃比制御動作を説明するフロ
ーチャートである。

先ず、最初に第２図を参照して本発明実施例の上記制御
システムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に入
る。

第２図において、先ず符号ｌはエンジン本体であり、吸
入空気はエアクリーナ２を介して外部より吸入され、そ
の後例えば混合気量調整装置としてのフィードバック気
化器５を経て燃料と混合され、該混合気はスロットルチ
ャンバ３を経て各シリンダに供給される。また燃料は燃
料ポンプ１３により燃料タンク１２より供給されるよう
になっている。そして、上記シリンダへの混合気の量は
、上記スロットルチャンバ３内に設けられているスロッ
トル弁６によっ、て制御される。このスロットル弁６は
、アイドル領域の外はアクセルペダルに連動して操作さ
れるが、一方アイドル運転状態では、その最小開度状態
において、例えばステッピングモータよりなるスロット
ルコントロールアクチュエータ８によって所定範囲の開
度コントロールが行なわれる。

従って、アイドル運転状態では、上記フィードバック気
化器５を経た低容量の吸入混合空気は、上記スロットル
弁６を介して各シリンダに供給されることになり、その
供給量は上記スロットルコントロールアクチュエータ８
によって調節される。

このスロットルコントロールアクチュエータ８は、エン
ジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略称する）
９より供給されるスロットル制御パルス信号（以下、単
にスロットル制御信号という）のデユーティ比によって
その開閉状態が制御される。

上記ＥＣＵ９は、例えばマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
を中心とし、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡ　Ｍ　）および
インターフェース（Ｉ　１０＞回路を備えて構成されて
いる。そして、このＥＣＵ９の上記インターフエース回
路には例えば図示しないスタータスイッヂからのエンジ
ン始動信号（ＥＣＵ）リガー）、エンジン回転数センサ
１５からのエンジン回転数検出信号Ｎ、サーミスタ１６
により検出されたエンジン本体ｌの冷却水温度の検出信
号Ｔｗ。

例えばスロットル開度センサ４により検出されたスロッ
トル開度検出信号ＴＶＯ、スロットル弁６に設けられた
アイドルスイッチにより検出されたアイドル運転状態検
出信号ＩＤ、０．センサ（排気センサ）１８によって検
出された酸素濃度検出信号Ｖｏ等の各種の検出信号が各
々入力される。そして、該ＥＣＵ９は、上記エンジンの
実空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比（１４’、７）を中心とし
た所定目標空燃比の範囲（ウィンドウ）内に収束するよ
うに、当該エンジンの排気系に設けられた上記０□セン
サ１８の酸素濃度検出信号Ｖｏに基づいて排気ガス中の
酸素濃度のリッチ状態（過濃度）またはリーン状＠（希
薄度）を判定し、当該判定値に応じて上記フィードバッ
ク気化器５からの混合気濃度を高精度にフィードバック
制御するように構成されている。また、一方上記アイド
ルスイッチのＯＮ状聾すなわちアイドル運転状態から、
アイドルスイッチのＯＦＦ状態、すなわち非アイドル状
態への移行等運転状態の変化も上記ＥＣＵ９が検出して
当該運転状態の変化に対応して空燃比の補正を行う。

また、符号１０は、３光触媒コンバータＩＩを備えた排
気管、１８は排気管１０の排気通路１３内に設けられた
上述のＯｔセンサを示している。

次に、以上のエンジンの空燃比制御装置の制御動作を第
３図のフローチャートを参照して詳細に説明する。

制御開始後、先ずステップＳ、では、現在のエンジン運
転状態がアイドル運転領域（スロットル弁が最小開度状
態、換言すると上記アイドルスイッチがＯＮの状！！り
内のものであるか否かの判断をする前の萌提として、ア
イドルフィードバック領域以外の領域を見るために混合
気量の増量を行う増量補正条件を充足しているか否かを
判定する。

その結果、増量条件を充足しているＹＥＳの場合、すな
わちエンジン冷間時や高負荷時には、そのままステップ
Ｓ、に進んで当該運転状態に応じて混合気の増量補正を
行なう。

一方、上記ステップＳ、の判定値がＮｏの増量補正以外
の運転状態の場合には、ステップＳ３に移って先ず現在
のエンジン運転領域がアイドル領域であるか否かを判断
する。そして、アイドル領域と判断された場合（ＹＥＳ
）には、次のステップＳ４に進んで、その時までのアイ
ドル回転数制御信号のアイドルデユーティ−比Ｄ＋ｏの
平均値りを演算し、さらにステップＳ５に進んでその時
までのアイドル回転数に対応した実際のスロットル開度
ＴＶＯ自体の平均値Ｔをも演算する。その上で後述する
ステップＳｒ、〜Ｓ’ｓ、Ｓｔ。、Ｓ、１の空燃比のフ
ィードバック補正動作に進む。

他方、上記ステップＳ３においてＮＯと判定された非ア
イドル領域の場合にはステップＳｓに移って加速判定フ
ラグＡｃｃ＝＝１を判定、すなわちアイドル領域から非
アイドル領域への移行を判定する。

その結果、ＹＥＳの場合には更にステップＳ７に進み、
エンジングリーン時から所定のラップ時までの一般に許
容される空燃比補正信号のデユーティ−比の変動値りに
対して上記アイドル時の平均デユーティ−値りがラップ
によりｄ′だけシフトした現在の加速状態のデユーティ
−値Ｄ−ｄ’　が大きいか否かを判定する。

そして、その結果、ＹＥＳの場合にはさらにステップＳ
８に進み、エンジングリーン時に設定したスロットル開
度（例えばデユーティ−比４０％）Ｔ、から上記ステッ
プＳ５の平均値開度Ｔを減じたエンジンラップ後の実ス
ロツトル開度Ｔ、−Ｔが、通常許容されるグリーンラッ
プ変動値ＴＯよりも大であるか否かを判定する。

その結果、ＹＥＳの場合には次のステップＳ９に進んで
所定のタイマーカウンタにのカウント値をＫｎ−１にデ
ィクリメントするとともにステップＳ　ｔＧで当該タイ
マーカウンタにの値が０になったか否かを判定、換言す
ると上記加速時の空燃比変化に対応した所定の設定時間
ｔ（例えばｔ＝３秒）の経過を判定する。そして、その
判定結果がＮ。

の場合、すなわち加速時であって上記所定の設定時間ｔ
が経過していない時には、ステップ５ｌ１１に移り、当
該設定時間を秒内上記空燃比制御信号のデユーティ−比
りを当該加速状態に対応した所定組手さな値Ｄ　、（Ｄ
　Ｉ−４０％）に固定してスロットル開度の制御を行う
。

その結果、上記エンジンラップ後の加速発進時等アイド
ル状態から非アイドル状態に移行するときの空燃比制御
信号のデユーティ−値りは、第４図に示すように例えば
エンジングリーン時の本来の小さな値（４０％）に速や
かに応答遅れなく補正されろことになり、エンジンラッ
プによるスロットル開度のシフト量に関係なく適正な空
燃比（λ＝１近傍）に維持されることになる。

一方、上記ステップＳＩＯでＹＥＳの場合には、ステッ
プＳ、に進んで上′記タイマーカウンタにの値をリセッ
トする一方、ステップＳｌｔに進んで加速判定フラグＡ
ｃｃの値を０にリセットする。

その後、更にステップＳ１３に進み、前回空燃比フィー
ドバック補正領域であったか否かを判定し、前回空燃比
フィードバック補正領域であった場合（ＹＥＳ）には更
にステップＳ１４に進んでエンジン実空燃比のリッチ（
またはリーン）状態を判定する。

そして、その結果、ＹＥＳ（リッチ）の場合にはステッ
プＳｔＳに進んで上記最終空燃比制御信号のデユーティ
−値ｄを当該リッチレベルに応じてΔｄだけ大きくして
上記フィードバック気化器５の吸気量が増大するように
制御してエンジンへの混合気の空燃比をエンリーンに制
御する。他方、Ｎ。

（リーン）の場合には、ステップ５ｆｆｉｌに進んで上
記最終空燃比制御信号のデユーティ−値ｄを当該リーン
レベルに応じてΔｄだけ小さくシ、上記フィードバック
気化器５の吸気量が減少するように制御してエンジン空
燃比をエンリッチ方向に制御する。

一方、上記ステップＳ１３でＮＯの場合には、上記ステ
ップＳ　＋４．Ｓ　＋５＋　８２１の空燃比のフィード
バック補正は行わずステップＳ　ｔｏに移って上記最終
空燃比制御信号ｄのイニシャルセットを行う。

また上述のステップＳ６の加速判定゛動作においてＮＯ
と判定された場合（現在加速判定フラグＡｃＣが立って
いない場合）には、先ずステップ５ｌ１１に移って前回
アイドル運転状態であったか否かを判定し、ＹＥＳの場
合には今回初めて加速状態に移行したと認めて次のステ
ップＳｌ？で加速判定フラグＡｃｅの値を！に設定した
後、更にステップＳ＋８で上記カウンタにの設定値をＫ
　ｎ（”Ｋ　ｎ＝　ｔ）に設定して上述のステップＳ７
の判断に進む。他方、上記ステップＳ　ＩｌｌでＮＯの
場合には、非加速状態と認めて上記ステップＳ　、、、
Ｓ　、、、Ｓ　、〜Ｓ　Ｉ２の動作をジャンプしてステ
ップＳｌｌに移る。

なお、上記第１実施例ではアイドル運転状態から非アイ
ドル運転状態への移行時に、スロットル制御信号のデユ
ーティ−値をエンジングリーン時の正規の値に固定的に
設定するようにしたが、上記デユーティ−値は、また第
２実施例として例えば第５図に示したように加速状態判
定時から徐々にグリーン時の値に近付けるようにしても
よいことは言うまでもない。

（発明の効果） 本発明は、以上に説明したように、アイドル運転状態に
おいてエンジンの実回転数と目標回転数との偏差に基い
てスロットル開度を制御することにより、上記エンジン
の実回転数を上記目標回転数に収束させるようにしてな
るエンジンの空燃比制御装置において、エンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段を設け、該運転状態検
出手段によって上記エンジンの運転状態のアイドル状態
から非アイドル状態への移行が検出された場合には、上
記エンジンの空燃比の補正速度を通常の場合よりも速く
するようにしたことを特徴とするものである。

すなわち、本発明によると、エンジン運転状態検出手段
によりエンジンの運転状態がアイドル状態から非アイド
ル状態に移行したことが検出された場合には、それに応
じて自動的に空燃比の補正速度が速められる。

従って、例えば、エンジンのグリーン状態からラップ状
態への移行時のように当初よりスロットル開度が所定開
度小さくなってそれによりエンジン空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側にずれ、空燃比のフィードバック補正値
が理論設定値よりもリーン側に偏移する加速時の空燃比
補正動作の応答遅れを補償することができる。

その結果、良好な加速性能を得ることができ、同時に排
気エミッションの悪化を防止することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、第２図は、本発明
の実施例に係るエンジンの空燃比制御装置の制御システ
ム図、第３図は、同実施例装置の空燃比制御動作を示す
フローチャート、第４図は、上記実施例装置の作動特性
を示すグラフ、第５図は、本発明の第２の実施例におけ
るエンジンの空燃比制御装置の作動特性を示すグラフで
ある。 ｌ・・・・・エンジン本体 ２・・・・・エアクリーナ ３・・・・・スロットルチャンバ ５・・・・・フィードバック気化器 ６・・・・・スロットル弁 ８・・・・・スロットルコントロールアクチュエータ ９・・・・・エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ） １５・・・・エンジン回転数センサ １８・・・・０．センサ デ　　　弓（ テ ィ （％）比　速 デ車 テ ィ （％）比　速

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アイドル運転状態においてエンジンの実回転数と目
   標回転数との偏差に基いてスロットル開度を制御するこ
   とにより、上記エンジンの実回転数を上記目標回転数に
   収束させるようにしてなるエンジンの空燃比制御装置に
   おいて、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手
   段を設け、該運転状態検出手段によって上記エンジンの
   運転状態のアイドル状態から非アイドル状態への移行が
   検出された場合には、上記エンジンの空燃比の補正速度
   を通常の場合よりも速くするようにしたことを特徴とす
   るエンジンの空燃比制御装置。