JPH0740672Y2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エンジンの空燃比制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭53-8427号公報で開示された燃料供
給制御装置が知られている。これは、通常の運転領域で
は燃料噴射弁への燃料供給量を空燃比が所定の理論空燃
比となるように補正するフィードバック制御を行い、エ
ンジンの高負荷運転領域では、この高負荷運転状態が一
定時間継続した場合に限り、上記フィードバック制御を
停止して燃料噴射弁への燃料供給量を基本の空燃比特性
よりも増量するようにしたものである。すなわち高負荷
時の増量補正（エンリッチ補正）を一定時間遅延させて
行うようにしたものである。

この装置では、高負荷運転状態の一定時間継続を条件と
しているために、エンジンが一時的に高負荷運転領域に
入った時には通常のフィードバック制御が行われ、真に
高負荷運転状態となった時にのみにエンジン出力が高め
られるようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

高負荷運転状態において、エンジンが比較的高温状態に
あるときには燃料中にベーパが発生し、このため燃料供
給量が不足気味となる場合がある。このような燃料特性
が不安定な状態においても、上記エンリッチ補正を一律
に遅延させてフィードバック制御を設けると、フィード
バック制御の追随遅れやハンチングが生じるおそれがあ
り、これによりサージングなどが発生して走行性の悪化
を招くことがある。

この考案は、このような従来の問題を解決するためにな
されたものであり、通常運転状態から高負荷運転状態に
移行しても、それまでのフィードバック制御を一定時間
継続することによりエンリッチ補正を遅延させるように
したエンジンの空燃比制御装置であって、通常運転状態
から高負荷運転状態へ一時的に移行しても燃費の悪化を
防止することができ、しかも高負荷運転状態においてエ
ンジン温度が比較的高くても走行性の悪化を招くことな
く高出力を得ることができるエンジンの空燃比制御装置
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この考案では、第１図の構
成説明図に示すようにエンジン１に供給される混合気の
空燃比を検出する空燃比検出手段14と、この空燃比検出
手段14の出力に基づいて燃料噴射弁９からの燃料噴射量
のフィードバック制御値を演算するフィードバック制御
値演算手段Ａと、上記燃料噴射量を増量補正して増量制
御値を演算する増量制御値演算手段Ｂと、エンジン１の
温度を検出するエンジン温度検出手段13と、あらかじめ
設定された運転領域では上記フィードバック制御値に基
づいて燃料噴射量の制御信号を出力するフィードバック
制御を行い、高負荷運転領域では上記増量制御値に基づ
いて燃料噴射量の制御信号を出力する増量制御を行う噴
射量制御手段Ｃと、上記高負荷運転領域へ移行したとき
に上記フィードバック制御から上記増量制御への変更を
所定時間遅延させる遅延手段Ｄと、上記エンジン温度検
出手段13の検出値が所定値より大きい場合に上記遅延手
段Ｄによる遅延を制限する遅延制限手段Ｅとを設けてい
るように構成した。

〔作用〕

上記構成によれば、エンジン１が燃料中にベーパが発生
するような高温状態にある場合には増量制御の実行が遅
延されることなく実行され、これにより走行性の悪化が
防止され、しかも上記温度より低い場合にはエンリッチ
補正への移行が遅延されるために一時的に高負荷運転状
態となってもエンリッチ補正は行なわれず、フィードバ
ック制御が継続され、これにより燃費の低下を防止する
ことができる。

〔実施例〕

第２図は本考案の一実施例についての全体構造を示し、
１はエンジン、２はエンジン１の燃焼室３に吸気を供給
する吸気通路、４は排気通路を示している。上記吸気通
路２には、上流側から順にエアクリーナ５、吸入空気量
を検出するエアフローメータ６、スロットル弁７、サー
ジタンク８および燃料噴射弁９が配設されており、燃料
噴射弁９から噴射された燃料が空気と混合されてエンジ
ン１の燃料室３に供給されるようになっている。

点火装置のディストリビュータ10にはエンジン回転数を
検出する回転数センサ11が装備されている。また吸気通
路２にはスロットル弁７の開度を検出するスロットル開
度センサ12、エンジン１にはエンジン冷却水温を検出す
る水温センサ（エンジン温度検出手段）13がそれぞれ装
備されている。さらに排気通路４には、空燃比検出手段
としてのO₂センサ14が設けられている。

15は上記燃料噴射弁９を制御するコントロールユニット
（ECU）であって、マイクロコンピュータなどにより構
成されている。このコントロールユニット15には、上記
エアフローメータ６からの吸入空気量検出信号と、回転
数センサ11からの回転数検出信号と、スロットル開度セ
ンサ12からのスロットル弁開度検出信号と、水温センサ
13からの水温検出信号とが入力される。

そして、このコントロールユニット15からは上記燃料噴
射弁９に対して、噴射時間を制御することによって燃料
噴射量を制御する信号（噴射パルス）が出力される。

上記コントロールユニット15は、第１図に示すフィード
バック制御値演算手段Ａ、増量制御値演算手段Ｂ、噴射
量制御手段Ｃ、遅延手段Ｄおよび遅延制限手段Ｅなどを
含んでいる。すなわちこのコントロールユニット15で
は、エアフローメータ６からの吸入空気量および回転数
センサ11からのエンジン回転数に基づいてまず基本噴射
量を演算する。そしてエンジン回転数とスロットル開度
とによって定められる運転状態においてあらかじめ設定
された運転領域（第３図に１点鎖線で示す境界より内側
のフィードバックゾーン）では、O₂センサ14の検出値に
応じたフィードバック補正量を演算し、このフィードバ
ック補正量と上記基本噴射量とから最終噴射量（フィー
ドバック制御値）を演算してそれに応じた制御信号を噴
射量制御手段Ｃは燃料噴射弁９に出力（フィードバック
制御）するようになっている。

そして例えばスロットル開度などが設定値よりも大きい
高負荷運転領域（第３図に１点鎖線で示す境界より外側
のエンリッチゾーン）では、上記基本噴射量をエンリッ
チ補正した値（増量制御値）を演算し、それに応じた制
御信号が燃料噴射弁９に出力される（エンリッチ制
御）。また上記エンリッチゾーンであっても、エンジン
回転数およびスロットル開度によってあらかじめ定めら
れたフィードバックディレーゾーン（第３図で破線と１
点鎖線とで囲まれた領域）では、水温センサ13から検出
されるエンジン温度に基づいてエンジン温度が所定の範
囲内であればこの高負荷運転状態が一定時間継続（遅
延）した後に上記増量制御値に基づいたエンリッチ制御
が行われ、上記エンジン温度が所定の範囲外であれば直
ぐに上記エンリッチ制御に移行（遅延の制限）するよう
になっている。

第４図は上記コントロールユニット15による燃料噴射弁
９の制御の具体例をフローチャートで示している。この
フローチャートにおいては、スタートすると、まずステ
ップS₁でエンジン回転数NE、スロットル開度TVOおよび
水温THWなどの各種センサ信号を入力する。

つぎにステップS₂で、エンジン回転数NEが所定の回転数
を超えているか否か、すなわち過回転フューエルカット
ゾーンにあるか否かを調べ、過回転フューエルカットゾ
ーンにあれば、ステップS₃の過回転フューエルカットル
ーチンによって燃料供給が所定量カットされる。これに
よって過回転によるエンジンの焼損が防止される。

上記ステップS₂で過回転フューエルカットゾーンになけ
れば、ステップS₄でエンジン１の運転状態が所定の減速
領域にあるか否か、すなわち減速フューエルカットゾー
ンにあるか否かを調べ、減速フューエルカットゾーンに
あれば、ステップS₅の減速フューエルカットルーチンに
よって燃料供給が所定量カットされる。これによってエ
ミッションが良好に保たれるとともに、燃費向上を図る
ことができる。

上記ステップS₄で減速フューエルカットゾーンになれ
ば、ステップS₆で運転状態がエンリッチゾーンであるか
否かを調べる。エンリッチゾーンになければ、ステップ
S₇のフィードバック制御ルーチンによってフィードバッ
ク制御値に基づいて燃料噴射弁９に制御信号が出力され
る。

ステップS₆でエンリッチゾーンにあれば、ステップS₈で
エンジン回転数NEが所定の回転数範囲（N₁≦NE≦N₂）に
あるか否かを調べ、これによりエンリッチゾーンであっ
てもフィードバックディレーゾーンにあるか否かをエン
ジン回転数の面から判定する。エンジン回転数NEが上記
回転数範囲になればステップS₉のエンリッチルーチンに
よって増量制御値に基づいて燃料噴射弁９に制御信号が
出力される。

上記ステップS₈でエンジン回転数NEが上記回転数範囲に
あれば、ステップS₁₀でスロットル開度TVOが所定値TVO₁
より小さいか否かを調べ、フィードバックディレーゾー
ンにあるか否かをスロットル開度の面から判定する。ス
ロットル開度TVOが上記所定値より大きければステップS
₉のエンリッチルーチンに移行する。

上記ステップS₁₀でスロットル開度TVOが所定値TVO₁より
小さければ、この時の運転状態はフィードバックディレ
ーゾーンにあるために、この場合にはステップS₁₁でさ
らに水温THWが所定の範囲（T₁≦THW≦T₂）にあるか否か
を調べ、水温THWが上記所定範囲外であれば、ステップS
₉のエンリッチルーチンに移行する。これによって後述
の遅延処理が制限される。

上記水温の所定範囲における下限値T₁としては暖気運転
が終了する前のエンジン１の状態を想定した温度（例え
ば60℃）が設定され、また上限値T₂としては燃料中にベ
ーパが発生するような温度（例えば80℃）が設定され
る。したがって上記上限値T₂よりエンジン１が高温であ
れば燃料噴射弁９からの噴射量が即座にエンリッチ補正
され、これにより高出力が得られ上記ベーパ発生に起因
する走行性悪化を防止することができる。また上記下限
値T₁よりエンジン１が低温である場合にも上記噴射量が
即座にエンリッチ補正され、これにより冷機時の燃焼性
能が向上して走行性の悪化を防止することができる。

水温THWが上記所定範囲内にあれば、ステップS₁₂〜S₁₅
のディレー処理（遅延手段Ｄによる遅延処理）Ｘによっ
てステップS₉のエンリッチルーチンへの移行を一定時間
遅延させ、一定時間経過後に上記エンリッチルーチンに
移行させる。そして上記一定時間経過前であればステッ
プS₇のフィードバック制御ルーチンを実行させる。これ
により一時的に高負荷運転状態となった場合には、噴射
量のエンリッチ補正をすることなくフィードバック制御
を継続することができ、このため燃費の改善を図ること
ができる。

上記ディレー処理Ｘでは、ステップS₁₂でエンリッチゾ
ーンに移行した瞬間か否かを調べ、移行した瞬間であれ
ばステップS₁₃でタイマＴに所定時間T₀を設定し、ステ
ップS₁₄で上記タイマＴを減算値Ｔ−１に変換させてカ
ウントダウンさせる。そしてステップS₁₅で上記タイマ
Ｔがゼロであるか否かを調べ、ゼロになるまではステッ
プS₇のフィードバック制御ルーチンを実行させ、ゼロに
なればステップS₉のエンリッチルーチンを実行させる。

なお上記実施例では、エンジン温度が所定の温度範囲外
であれば、即座にエンリッチルーチン（ステップS₉）を
実行させるようにして遅延処理を制限しているが、例え
ばステップS₁₁とステップS₉との間に別のタイマを設け
て極めて短い時間が経過した後に上記エンリッチルーチ
ンを実行させるように制限してもよい。

また上記実施例では運転状態を表わすパラメータとして
エンジン回転数とスロットル開度とを用いているが、こ
れに限らず、例えばスロットル開度の代りにエアフロー
メータ６からの吸入空気量もしくは吸気負圧などを用い
てもよい。

さらに上記実施例ではエンジン温度条件として上限値T₂
と下限値T₁とについて設定しているが、例えば上限値T₂
のみ条件設定してもよい。これにより特に燃料にベーパ
が発生しやすい高温時に、エンリッチ補正を遅延させる
ことにより招来する走行性能の悪化を、確実に防止する
ことができる。

〔考案の効果〕

この考案のエンジンの空燃比制御装置によれば、高負荷
運転状態において、エンジンが燃料中にベーパが発生す
るような高温状態にある場合には増量制御の実行が遅延
されることなく直ぐに実行され、これにより上記ベーパ
の発生に起因する走行性の悪化を確実に防止することが
できる。しかも上記温度より低い場合には増量制御の実
行が遅延されるために一時的に高負荷運転状態となって
も増量補正は行なわれず、フィードバック制御が継続さ
れる。これにより燃費の悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成説明図、第２図はこの考案の一
実施例を示す装置の概略図、第３図は運転状態によって
燃料制御を区分けする具体例を示すフローチャートであ
る。 Ａ……フィードバック制御値演算手段、Ｂ……増量制御
値演算手段、Ｃ……噴射量制御手段、Ｄ……遅延手段、
Ｅ……遅延制限手段、１……エンジン、９……燃料噴射
弁、13……水温センサ、14……O₂センサ、15……コント
ロールユニット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに供給される混合気の空燃比を検
   出する空燃比検出手段と、この空燃比検出手段の出力に
   基づいて燃料噴射弁からの燃料噴射量のフィードバック
   制御値を演算するフィードバック制御値演算手段と、上
   記燃料噴射量を増量補正して増量制御値を演算する増量
   制御値演算手段と、エンジンの温度を検出するエンジン
   温度検出手段と、あらかじめ設定された運転領域では上
   記フィードバック制御値に基づいて燃料噴射量の制御信
   号を出力するフィードバック制御を行い、高負荷運転領
   域では上記増量制御値に基づいて燃料噴射量の制御信号
   を出力する増量制御を行う噴射量制御手段と、上記高負
   荷運転領域へ移行したときに上記フィードバック制御か
   ら上記増量制御への変更を所定時間遅延させる遅延手段
   と、上記エンジン温度検出手段の検出値が所定値より大
   きい場合に上記遅延手段による遅延を制限する遅延制限
   手段とを設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御
   装置。