JPS6350645A - 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、空燃比センサの出力に基づいて空燃比をフィ
ードバック制御するようにした内燃機関の空燃比制御装
置に関する。特に高温再始動時に燃料中のべ〜バにより
空燃比がリーンとなるのを防止するようにした空燃比制
御装置に関する。

従来の技術 一般に、長時間の高負荷運転を継続した内燃機関では、
機関停止後に機関が高温となって燃料配管中にベーパが
発生することがあり、この状態で再始動すると、同じ燃
料噴射時間でもベーパ発生により燃料供給量が不十分と
なり、空燃比がオーバーリーンになり易い。このため、
機関の始動性が悪化し、始動が行なえないかあるいは始
動を行なえたとしても始動後のアイドル運転状態が不安
定となったり、また機関ストールを起す可能性が高い。

そこで従来の空燃比制御装置においては、高温始動後に
オーブンループ制御による燃料増ｎを実行し、始動後の
アイドル運転状態を安定にしようとするものが一般的で
ある。

また高温再始動時に単に燃料増量をかけるだけでは、空
燃比がリーンになる度合が小さいときにオーバーリッチ
になり易いことから、このようなオーバーリッチを回避
するために空燃比フィードバック制御による燃料増ｍを
実行するものも知られている（特願昭６０−１７６７０
８号）。ざらには、空燃比のフィードバック制御を実行
する際に、空燃比の学習を実行し、この学習値を制御装
置に取りこんで、燃料噴射量を算出するようにした空燃
比制御装置も知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、機関の高温時に燃料系統で発生ずる燃料ベーパの
影響により、空燃比フィードバック制御の学習値が異常
な値をとることが多く、このため誤学習の原因となり、
適正な空燃比フィードバック制御を行なうことができな
いという問題を生じた。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、機関
の高温再始動時における空燃比の誤学習を防止し、且つ
燃料ベーパに起因する空燃比り−ンを防止することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 前記目的を達成するために、本考案の空燃比制御装置は
、第１図に示すように、内燃機関の排気通路に設けた空
燃比センサの出力に阜づいで空燃比をフィードバック制
御する空燃比フィードバック制御手段と、空燃比を学習
する学習手段と、機関の高温時を判別する機関高温判別
手段と、機関高温判別手段が高温時であると判別したと
き燃料噴１ｉ１１を増量する燃料増量手段と、燃料増量
手段により燃料増量を実行しているとき前記学習手段の
動作を停止する学習停止手段とを備えて構成される。

作　　　用 本発明によれば、空燃比センサの出力に基づいて空燃比
フィードバック制御手段により空燃比のフィートバック
ル（ｊ御を実行し、このとき空燃比センサにより検出さ
れた空燃比を学習手段により学習する。

そして、機関高温判別手段により機関が高温状態である
ことが判別されると、燃料増量手段により燃料増量を実
行し、この場合の燃料増昆が実行されているときには、
学習停止手段により前記学習手段の動作を停止する。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の空燃比制御装置を適用する内燃機関お
よびその周辺装置の一例を表わしている。

図中、１は内燃機関本体、２はシリンダブロック、３は
シリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は点火
プラグ、７は吸気バルブ、８は排気バルブ、９は排気マ
ニホールド１０内の排気中の酸素濃度を検出する酸素セ
ンサ、１５゛は冷却水温を計測する水温センサ、１６は
スタータスイッチ−１２１はバッテリ電源をそれぞれ表
わす。

吸気系統では、エアクリーナ２４から取入れた吸入空気
の吸気針をエアフロメータ２５により計測すると共に、
吸気温センサ２６により吸気温を計測し、アクセルペダ
ル２７の踏み代に応じて開閉するスロットルバルブ２８
により吸入空気を所定量だけ吸気マニホールド３０へと
送るようになっている。スロットルボディ３１には、そ
の内部に介装したス［」ットルバルブ２８の開度及び全
開位置を検出するス［コツ１〜ルセンナ３２が設けられ
ている。さらに吸気マニホールド３０の吸気バルブ７の
近傍には、燃料タンク３５から通路３６を介して燃料ポ
ンプ３７により圧送される燃料を所定量だけ噴射供給す
る燃料噴射弁３８が取付けられている。

そして点火系統では、イグニッションコイル４０で発生
した高電圧をディストリビュータ４１１Ｃ供給し、ディ
スト、リビュータ４１で所定の点火時期制御を行ないな
がら該高電圧を所定のタイミングで各気筒の点火プラグ
６に分配供給するようにしている。ディストリビュータ
４１にｉｔ　、図示しないクランクシャフトと同期して
回転するディストリビュータシャツ１４２０回転位置か
ら回転角及び回転数を検出する回転数ヒンサ４３が設け
られており、具体的には、この回転数センサ４３により
クランクシャフトの２回転毎に２４回のパルス信号を出
力すると共にクランクシャフトの一回転角に所定角で一
回のパルス信号を出力するようにしている。

制御装置５０は、バッテリ電源２１により作動するマイ
クロコンピュータであり、このマイクロコンピュータ内
には、第３図に示すように、中央処理ユニット（ＣＰＵ
）５１と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ＞５２と、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５３と、スタータスイッ
チ１６のオフ時にも記憶を保持するバックアップランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５４とを含んでいる。この
うちのＲＯＭ５２には、メインルーチン、燃料噴射量制
御ルーチン、点火時期制御ルーチン等のプログラム、こ
れらの処理に必要な種々の固定データ、定数等が格納さ
れている。ざらにマイクロコンピュータ内には、マルチ
プレクサを有するＡ／Ｄ変換器５５と、バッファメモリ
を有するＩ１０装置５６とが組込まれ、これらの５５と
５６は前記５１〜５４とコモンバス５７により互いに接
続されている。

Ａ／Ｄ変換器５５においては、エアフロメータ２５、吸
気温センサ２６等の各センサの出力信号をバッファを介
してマルチプレクサに入力し、これらのデータをＡ／Ｄ
変換してＣＰＵ５１の指令により所定の時期にＣＰＵ５
１及びＲＡＭ５３あるいは５４へ出力するようにしてい
る。これによりＲＡＭ５３に吸入空気石、吸気温、水温
等の最新検出データを取込み、その所定領域にこれらの
データを格納する。またＩ１０装置５６においては、ス
Ｌ１ットルセンナ３２、回転数センサ４３等の各センサ
の検出信号を入力し、これらのデータをＣＰＵ５１の指
令により所定の時期にＣＰＵ５１及びＲＡＭ５３あるい
は５４へ出力するようにしている。

ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶されているプログラムに
従って、前記各センサにより検出されたデータに基づい
て燃料噴射量を計算し、これに基づくパルス信号をＩ１
０装置５６を経て燃料噴射弁３８に出力する。すなわち
、基本的には、エアフロメータ２５が検出する吸入空気
１と回転数センサ４３が検出する機関回転数により基本
燃料量を算出し、これを検出水温と検出吸気温に応じて
補正し、この補正燃料量に対応するパルス信号をＩ１０
装置５６内の図示しない駆動回路から燃料噴射弁３８に
送るようになっている。

即ち、燃料噴ＤＡ琵ＴＡＵは、 ＴＡＵ＝ｋＸＱ／ＮｘαｘＦＡＦＸＦＨＯＴ＋βの式に
基づいて決定される。ここで、ｋは定数、Ｑは吸入空気
邑、Ｎは機関回転数、αは機関の冷却水温・吸気温等の
補正係数、ＦＡＦは酸素センサの出力信号に基づいて定
まる空燃比フィードバック補正係数、Ｆ　ｌ−１０７は
機関高温時に燃料中のベーパによりリーンになるのを防
止りるための燃料増ｍ補正係数、βはその他の補正係数
である。

次に本発明の高温再始動時における空燃比制御の実施例
についてフローチャートに基づいて説明する。

（実施例　１） 第１の実施例は、高温再始動時に燃料中のベーパにより
空燃比がリーンとなるのを防止する際にフィードバック
補正係数Ｆ　Ａ　Ｆの学習を停止するものである。

第４図は始動時の燃料増吊補正係ｒ！ＩＦ　ＨＯＴセッ
トルーチンを示している。最初のステップ１０１では機
関水温Ｔ　ＨＷが８５℃以上であるか否かを判別し、Ｔ
ＨＷ≧８５℃であれば次のステップ１０２に進み、吸気
温ＴＨＡが７０℃以上であるか否かを判別し、ＴＨＡ≧
７０℃であれば、機関高温時とみなし、次のステップ１
０３に進み、ＦＨＯＴの値をマツプからルックアップし
、この値をステップ１０４にてＦＨＯＴとしてセットす
る。

ステップ１０１または１０２において、ＴＨＷ〈８５℃
またはＴＨ△く７０℃と判別されれば、機関低温時とみ
なし、ステップ１０５においＵＦ１−１０　Ｔを１．０
にセットする。

ステップ１０３においてマツプから読み出されるＦＨＯ
Ｔの値は、第６図に示すように吸気温ＴＨ△が上昇する
に従い増大する値をとるようになっている。

そして第５図に示す学習演算ルーチンにおいては、最初
のステップ２０１にＪ５いて、空燃比のフィードバック
制御が実行されでいるか否かを判別し、フィードバック
制御が実行されていれば、次のステップ２０２に進み、
Ｆ）（ＯＴが１．０であるか否かを判別し、ＦＨＯＴ＝
１．０であれば、次のステップ２０３において空燃比の
学習を実行し、ＦＨＯＴ≠１．０であれば、空燃比の学
習を実行しないようになっている。

このように第１の実施例では、水温８５℃以上且つ吸気
温７５℃以上においτ、高温始８時とみなし、燃料増量
補正係数Ｆ　ＨＯＴを１．０よりも大きな値にセットし
、このとき空燃比のフィードバック制御を実行している
場合にも、空燃比の学習は実行しないようになっている
。従って、高温再始動時のように燃料配管中にベーパが
発生し易く空燃比が不安定な状況においては、空燃比の
学習を停止し、これにより異常な学習Ｉｌ制御を防止す
るようにしている。

（実施例　２） 第２の実施例は、高温再始動時にリーンモニタの作動を
禁止するようにしたものである。ここでリーンモニタと
は、酸素センサ９の出力に基づいてリーン空燃比が所定
時間以上継続しているかどうかを判定するものである。

まず第７図に示す始動時のＦ　ＨＯＴセットルーチンに
おいては、最初のステップ３０１及び３０２にて、磯関
水ｆｆｌ　Ｔ　ＨＷが８０℃以上であるか否かおよび吸
気１ｆｆｌＴＨＡが７０℃以上であるか否かを判別し、
Ｔ　ＨＷ≧８０℃且つＴ　Ｈ△≧７０℃であると判別さ
れれば、ステップ３０３にて、第６図に示すような燃料
増量補正係数ＦＨＯＴの値をマツプからルックアップし
、次いでステップ３０４にてリーンモニタの作動を禁止
するフラグをセットし、このルーチンを終了する。

ステップ３０１または３０２において、丁Ｈ１／Ｖく８
０℃またはＴＨΔく７０℃であると判別されれば、次の
ステップ３０５にｄ３いて、ＦＨＯＴを１．０にセット
し、次のステップ３０６にてり一ンモニタを禁止するフ
ラグをリセットし、このルーチンを終了する。

第８図に示すリーンモニタカウントアップルーヂンにお
いては、まずステップ４０１にて、酸素センサ９の出力
ＯＸ信号がリーン信号であると判別されたときは、次の
ステップ４０２において、リーンモニタ禁止フラグをセ
ットしているか否かを判別し、リーンモニタ禁止フラグ
をセットしていれば、次のステップ４０３に進み、リー
ンモニタ用カウンタをリセットし、このルーチンを終了
する。

ステップ４０１において、酸素センサ９の出力Ｏｘ信号
がリーンであって、ステップ４０２にてリーンモニタ禁
止フラグがセットされていないと判別されたときは、ス
テップ４０４に進み、リーンモニタ用カウンタをカウン
トアツプし、このルーチンを終了する。

リーンモニタ用カウンタのカウント値が８ｓｅｃ以上に
なると、第９図に示すフィードバック実行ルーチンいお
いて、ステップ５０１から５０２に進み、ここで空燃比
フィードバック制御を停止し、オーブンループ制御とす
る。ステップ５０１にてリーンモニタ用カウンタのカウ
ント値が８ｓｅｃを超えないときは、ステップ５０１か
ら５０３に進み、フィードバック制御を実行する。

このように第２の実施例では、高温再始動時とみなされ
たとき、燃料増量補正係数Ｆ　ＨＯＴをマツプから読み
出した値（≠１．Ｏ）にヒツトし、リーンモニタ禁止フ
ラグをセットする。このり一ンモニタ禁止フラグがレッ
トされているときは、リーンモニタ用カウンタをカウン
トアツプづることなくリセットしている。リーンモニタ
用カウンタは、リーンモニタ禁止フラグがリセットされ
た状態であって、酸素センサ９の出力がリーンのとぎカ
ウントアツプする。このカウント（直が８ｓｅｃ以上と
なると、フィードバック制御実行ルーチンにおいてフィ
ードバック制御を停止させるものである。したがって、
Ｆ　ｌ−１０７≠１．０の場合は、酸素センサ９の出力
が長期間リーン信号となっていても、空燃比のフィード
バック制御を停止することｔよない。これは、酸素セン
ナ９の不活性に基づくリーン信号ではなく、高温始動時
における燃料供給不足に起因づるリーンであることが明
らかであるためＣ′ある。

なお、この第２の実施例においては、第１の実施例ど同
様に、第５図に示す学習演算ルーチンを有しており、Ｆ
　ＨＯＴ≠１．０のときは、誤学習を防止するため空燃
比の学習を行なわないようになっている。

（実施例　３） Ｍ３の実施例は、第１の実施例におけるＭ５図に示す学
習演算ルーチンならびに第２の実施例における第７図に
示す始動時Ｆ　ｌ−１０Ｔセットルーチン、第８図に示
すリーンモニタカウントアツプルーチンおよび第９図に
示すフィードバック実行ルーチンを有してＪ３す、これ
らのルーチンに加えて、空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの上限値ＦＡＦＨ及び下限値ＦＡＦＬの値を「Ｈ
ＯＴ≠１゜０のときに大きくする第１０図に示すルーチ
ンを有している。

第５図、第７図、第８図及び第９図に示す各ルーチンは
、上述したのと同様であるので、その説明はここでは省
略し、この実施例の特徴部分である第１０図に示す空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦのガード判定ルーチン
について説明する。

最初のステップ６０１では、ＦＨＯＴが１．０であるか
否かを判別し、ＦＨＯＴ＝１．０であれば、冷間始動と
みなし、次のステップ６０２にて空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦの上限値ＦＡ　Ｆ　Ｈを１．０に、下限
値Ｆ　Ａ　Ｆ　ｌ−を０．８にそれぞれセットし、次の
ステップ６０３に進む。ステップ６０１において、ＦＨ
ＯＴ≠１．０であると判別されれば、ステップ６０６に
て空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの上下限値を拡
大し、つまりＦＡＦＨを１．５に、ＦＡＦＬを０．５に
それぞれセットし、次のステップ６０３に進む。

ステップ６０３，６０４．６０５及び６０７では、空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦの値が上限値Ｆ　Ａ　
Ｆ　Ｈを超えたとき、ＦＡＦの値を上限値ＦＡＦＨにセ
ットし、ＦＡＦの値が下限値ＦＡＦＬよりも小さくなっ
たときには、ＦＡＦの値を下限値ＦＡＦＬにセットする
ようにしている。

このようにして第３の実施例では、高温再始動時に燃料
中のベーパにより空燃比がリーンとなるのを防止する際
に、空燃比の学習を停止し、リーンモニタの作動を禁止
すると共に、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦのガ
ード幅を広くし、空燃比フィードバックによる空燃比の
追従性を向上させている。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、機関の高温再始
動時に燃料配管中に発生い易い燃料ベーパに基づく空燃
比リーンを防止するため、空燃比のフィードバック制御
を実行し、その際空燃比フィードバック補正係数の学習
を停止するようにしたので、空燃比の誤学習を防止し、
燃料ベーパの発生し易い不安定な燃料供給状態にあって
も、空燃比のフィードバック制御を適正に行なうことが
できる。

【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図は本発明を適用した内燃機関及びその周辺装置を
あられす概略構成図、 第３図は制御２ＩＩ装置のブロック図、第４図及び第５
図は本発明の第１実施例におけるルーチンを示ずフロー
チャート、 第６図は吸気温と燃料増量補正係数の関係を示すグラフ
、 第７図、第８図及び第９図は本発明の第２の実施例にお
ける特徴部分のルーチンをあられすフ〔１−チャート、 第１０図は本発明の第３実施例における特徴部分のルー
チンをあられずフローチャートである。 １・・・内燃機関本体、　　　６・・・点火プラグ、９
・・・酸素センサ（空燃比センサ）、１５・・・水温セ
ンサ、　　　２１・・・バッテリ電源、２８・・・スロ
ットルバルブ、３８・・・燃料噴射弁、５０・・・制ｉ
装置、 ５１・・・中央処理ユニット（ＣＰｔＪ）、５２・・・
リードオンリメモリ（ＲＯＭ　＞、５３．５４・・・ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、５５・・・Ａ／Ｄ変
換器、　　５６・・・Ｉ１０装置。 第３図 ジ○ 第７図 Ｑ 第８図 σ［Ｄ 第９図 Ｃ「Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の排気通路に設けた空燃比センサの出力に基づ
   いて空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバ
   ック制御手段と、空燃比を学習する学習手段と、機関の
   高温時を判別する機関高温判別手段と、機関高温判別手
   段が高温時であると判別したとき燃料噴射量を増量する
   燃料増量手段と、燃料増量手段により燃料増量を実行し
   ているとき前記学習手段の動作を停止する学習停止手段
   とを備えたことを特徴とする空燃比制御装置。