JPS5830425A - 空燃比フイ−ドバツク制御方法 - 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】 本発明は内燃機関の空燃比フィードバック制御方法の改
良に関する。

従来の空燃比フィードバック制御を行なっている空燃比
制御装置において、アイドリング時空燃比センサとして
代表的な０□センサが冷えてきて、応答性が悪くなり、
フィードバック制御がリッチおよびリーンに追かける時
間が長くなり空燃比も太き（リッチおよびリーンに変化
する。これによりエンジン回転数が変動し、ひどい時に
は、エンジンストールも有りうる。

また低温始動後エンシンが暖機途中においてフィードバ
ック制御がリッチおよびリーンに追いかける時間が長く
なり、運転性悪化が生ずる。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、空
燃比センサの温度依存性による活性状態の変化に応じた
フィードバック制御範囲を有する内燃機関用空燃比フィ
ードバック制御方法の提供を目的とする。

以下、本発明に係る空燃比制御方法を添付図面について
説明する。

第１図は本発明の１実施例を示すもので、エンジン１は
自動車に積載される公知の４サモ花点火式エンジンで、
燃焼用空気をエアクリーナ２、吸気管３、スロットル弁
４を経て吸入する。

また燃料は図示しない燃料系から各気筒に対応して設け
られた電磁式燃料噴射弁５を介して供給される。燃焼後
の排気ガスは排気マニホールド６、排気’ｆ１７．三元
触媒コンバータ８等を経て大気に放出される。吸気管３
にはエンジン１に吸入される吸気量を検出し、吸気量に
応じたアナログ電圧を出力するポテンショメータ式吸気
量センサ１１及びエンジン１に吸入される空気の温度を
検出し、吸気温に応じたアナ西グ電圧（アナログ検出信
号）を出力するサーミスタ式吸気温センサ１２が設置さ
れている。また、エンジン１には冷却水温を検出し、冷
却水温に応じたアナログ電圧（アナログ検出信号）を出
力するサーミスタ式水温センサ１３が設置されている。

さらに排気マニホールド６には排気ガス中の酸素濃度が
ら空燃比を検出し。

空燃比が理論空燃比より小さい（リッチ）とき１ボルト
程度（高レベル）の電圧を出力し、理論空燃比より大き
い（リーン）とき０．１ボルト程度（低レベル）の電圧
を出力する空燃比センサとして代表的な０２センサ１４
が設置されている。回転速度（数）センサ１５は、エン
ジン１のクランク軸の回転速度を検出し、回転速度に応
じた周波数のパルス信号を出力する。この回転速度（数
）センサ１５としては例えば点火装置の点火コイルを用
いればよ（、点火コイルの一次側端子からの点火パルス
信号を回転速度信号とすればよい。制御回路２０は、各
センサ１１〜１５の検出信号に基いて燃料噴射量を演算
する回路で、電磁式燃料噴射弁５の開弁時間を制御する
ことにより燃料噴射量を調整する。

第２図により制御回路２０について説明する。

１００は燃料噴射量を演算するマイクロプロセッサ（ｃ
ｐｕ　）である。１０１は回転数カウンタで回転速度（
数）センサ１５からの信号よりエンジン回転数をカウン
トする回転数カウンタである。またこの回転数カウンタ
１０１はエンジン回転に同期して割り込み制御部１０２
に割り込み指令信号を送る。割り込み制御部１０２はこ
の信号を受けると、コモンバス１５０を通じてマイクロ
プロセッサ１００に割り込み信号を出力する。１０３は
デジタル入力ポートで０２センサ１４の信号や図示しな
いスタータの作動をオンオフするスタータスイッチ１６
からのスタータ信号等のデジタル信号をマイクロプロセ
ッサ１００に伝達する。１０４はアナログマルチゾレク
ザとＡ−Ｄ変換器から成るアナログ入力ボートで吸気量
センサ１１、吸気温センサ１２、冷却水温１３からの各
信号をＡ−Ｄ変換して順次マイクロプロセッサ１００に
読み込ませる機能を持つ。これら各ユニット１０１．１
０２．１０３．１０４の出力情報はコモンバス１５０を
通してマイクロプロセッサ１ｏｏに伝達される。１０５
は電源回路で後述するＲＡＭ　Ｉ　Ｑ　７に電源を供給
する。１７はバッテリ、１８はキースイッチであるが電
源回路１０５はキースイッチ１８を通さす直接、バッテ
リー１７に接続されている。よって後述するＦｔＡ、Ｍ
　１０７はキースイッチ１８に関係無く常時電源が印加
されている。１０６も電源回路であるがキースイッチ１
８を通してバッテリー１７に接続されている。電源回路
１０６は後述するＲＡＩＡ１０７以外の部分に電源を供
給する。１０７はプログラム動作中一時使用される一時
記憶ユニッ）（ＲＡＭ）であるが前述の様にキースイッ
チ１８に関係なく常時電源が印加されキースイッチ１′
８をＯＦＦにして機関の運転を停止しても記憶内容が消
失しない構成となっていて不揮発性メモリをなす。１０
８はプログラムや各種の定数等を記憶しておく読み出し
専用メモ＋）　（ＲＯＭ　）である。１０９はレジスタ
を含む燃料噴射時間制御用カウンタでダウンカウンタよ
り成り、マイクロプロセッサ（ｃｐｕ　）　１００で演
算された電磁式燃料噴射弁５の開弁時間つまり燃料噴射
量を表すデジタル信号を実際の電磁式燃料噴射弁５の開
弁時間を与えるパルス時間幅のパルス信号に変換する。

１１０は電磁式燃料噴射弁５を駆動する電力増幅部であ
る。１１１はタイマーで経過時間を測定しｃｐｕ　１０
０に伝達する。

回転数カウンタ１０１は回転数センサ１５の出力により
エンジン１回転に１回エンジン回転数を測定し、その測
定の終了時に割り込み制御部１０２に割り込み指令信号
を供給する。割り込み制御部１０２はその信号から割り
込み信号を発生し、マイクロプロセッサ１００に燃料噴
射量の演算を行なう割り込み処理ルーチンを実行させる
。

第６図はマイクロプロセッサ１００の概略フローチャー
トを示すもので、このフローチャートに基づきマイクロ
プロセッサ１００の機能を説明すると共に構成全体の作
動をも説明する。キースイッチ１８並びにスタータスイ
ッチ１６がＯＮシてエンジンが始動されると、第１ステ
ツプ１０００のスタートにてメインルーチンの演算処理
が開始されステップ１００１にて初期化の処理が実行さ
れ、ステップ１００２においてアナログ入力ポート１０
４からの冷却水温、吸気温に応じたデジタル値を読み込
む。ステップ１００３ではその結果より後述する補正量
によを演算し、その結果をＲＡＭ１０７に格納する。ス
テップ１００４ではデジタル入力ボートより０２センサ
１４の信号を入力し、タイマー１１１による経過時間の
関数として後述する補正量に、を増減しこの補正量に２
つまり積分処理情報をＲＡＭ　１０７に格納する。第４
図はこの積分処理情報としての補正量に２を増減するつ
まり積分する処理ステップ１００４の詳細なフローチャ
ートである。

ますステップ４００で、０．センサが活性状態となって
いるかどうか、また冷却水温等がら空燃比の帰還制御が
できるか否かを判定する。帰還制御できない時つまりオ
ープンループの時は、ステップ４０８に進み補正量に、
をに２＝１とし、ステップ４０９に進み、帰還制御でき
る場合は、ステップ４０１に進む。ステップ４０１では
、経過時間が単位時間△ｔ０過ぎたか測定し、過ぎてい
なければに２の補正なせずにこの処理ステップ１００４
を終了する。時間が△ｔよだけ経過しているとステップ
４０２に進み空燃比がリッチであって０２センサ１４の
出力がリッチである高レベル信号であれば、ステップ４
０３に進み以前のサイクルで求めたに３をａ２だけ減少
させ、ステップ４０５に進む。

この新しい補正量に対してステップ４０５でに、の限界
値を設定し、ステップ４０６において比較する。Ｋ２が
上下限界設定値以下ならステップ４０３で求めた補正量
に２をＲＡＭに格納する。限界値よりオーバーしていた
ら、ステップ４０７に進みに２に限界値の値を入れＲＡ
Ｍに格納する。ステップ４０２において空燃比がリーン
であって０２センサ１４の出力がリーンな示す低レベル
信号であれば、ステップ４０４に進みに２を、α２だけ
増加させ、ステップ４０５に進む。以下ステップ４０３
と同様に限界値と比較して、以下ならば求めた補正値を
Ｔ（ＡＭに入れ、以上ならば限界値をに、に入れＲＡ、
Ｍに格納する。

このようにして、補正量に、を増減させる。

第５図に、限界値設定の詳細フローチャートを示す。こ
の補正量Ｘ、の限界値については、まずステップ５００
でアイドルスイッチ（８Ｗ）のＯＮ％ＯＦＦをみて、Ｏ
ＦＴなら設定せず、ＯＮならステップ５０１に進み、ア
イドル５ＷＯＯＮ後の経過時間を測定する。ステップ５
０２でフィードバック制御量の平均を求め、ステップ５
０３において平均値を中心として、経過時間からのフィ
ードバック制御限界値をテーブルより求める。このテー
ブルより求めた限界値をステップ５０４においてＲＡＭ
に記憶ｔ−る。

第６図にフィードバック制御量の平均値を求めるステッ
プ５０２の詳細フローチャートを示す。

まずステップ６００でＬＬのＯＮ後、一定時間経過した
か否かをみて、経過していなければ、設定せず経過して
いればステップ６０１に進む。（この場合一定時間とし
て、即時も有りうる。）ステップ６０１では、フィード
バック制御量の積算を一定回数行ないステップ６０２に
進む、（この場合一定回数として一回も有りうる。）ス
テップ６０２では、その積算を終了したかをみて終了し
ていなければ設定せず、終了していれば、ステップ６０
３に進む。ステップ６０３でフィードバック制御量の積
算数を一定回数で割ることにより、平均値を求め、ステ
ップ６０４でＲＡＭに格納する。

第７図は、０２センサ温度、フィードバック制御量、エ
ンジン回転数を示したものである。暖機後アイドル放置
した場合、０．センサの温度が下がり応答性が悪（なる
ため、フィードバック制御量が大きくリッチおよびリー
ンに振れる。これによってエンジン回転数が変動してし
まうという現象が起こる。

これに対して、第８図のよつにアイドルＳＷのＯＮ後、
フィードバック制御量に限界値を設定する。この設定は
、アイドル５ＷＯＯＮ後、経過時間にともなって制御限
界値を小さくしていく方法とアイドルＳＷのＯＮ設定経
過時間毎に段階的に（少なくとも１段）制御限界値を小
さくしていく。

第９図にフィードバック制御限界値を設定した場合のフ
ィードバック制御量とエンジン回転数の変動状態を示す
。

フィードバック制御量の振幅は小さくなりエンジン回転
数の変動状態も大幅に改善された。

第１０図に、フィードバック制御量限界値の設定のかけ
かたを示したが、エンジンによって、■、＠のようなフ
ィードバック制御がある場合、そのフィードバック制御
量に応じた、限界値を設定することが可能となった。ア
イドル状態の検出方法としてアイドルスイッチ（Ｉｄｌ
ｅ　ＯＷ　）を用いたが、他の方法として、エンジン回
転数が設定値以下もしくは車速か設定値以下を検出しど
ちらか一方もしくは組み合せで判定してもよい。

次にエンジン冷却水温に応じたフィードバック制御限界
値の設定方法を第１１図に示す。

水温が低いほどフィードバック制御限界値を小さくする
。

またフィードバック制御限界値は上下限の両方を設定し
た例を示したが他の方法としてどちらか一方のみ設定し
てもよい。

空燃比をフィー１バツク制御する空燃比制御装置におい
て、アイドリング時空燃比センサが冷え、活性状態が悪
（なり、フィードバック制御の振れ巾が太き（なる。こ
のため空燃比がリッチ・リーンに大きく変化し、〕１ン
チング及びエンジンストールという問題が生ずるため空
燃比センサの活性状態に応じてフィードバック制御範囲
を限定するという制御により、この問題をなくすことが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す全体構成図、第２図
は第１図に示す制御回路のブロック図、第６図は第２図
に示すマイクロプロセッサの概略のフローチャート、第
４図は、第３図に示すステップ１００４の詳細なフロー
チャート、第５図は第４図に示すステップ４０５の詳細
なフローチャート、第６図は０２センサの温度によるフ
ィードバック制御量、エンジン回転数の変化を示す図、
第７図は、フィードバック制御限界設定値を示す図、第
８図は限界値を設定した後のフィードバック制御量を示
す図、第９図は水温によるフィードバック制御限界値を
示す図、第１０図はフィードバック制御量限界値の設定
のかけかたを示す図、および第１１図はエンジン冷却水
に応じたフィードバック制御限界値の設定方法を示す図
である。 １・・・・・・・・・ぞンジン １１・；・・・・・・・空気量センサ １４・・・・・・・・・空燃比センサとして代表される
Ｏ、センサ１５・・・・・・・・・回転速度センサ２０
・・・・・・・・・制御回路 １００・・・・・・・・・マイクロプロセッサ（ＣＰＵ
　）１０７・・・・・・・・・不揮発性メモリ牙７図 オ８図 ＋１−−−−−−−コ １４５− □時間 牙９図 □晴Ｐ８１ 牙１１図 末　養

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサにより排気
   ガス成分を検出し、該排気ガス検出信号によりインジェ
   クタの燃料噴射量を増減して空燃比のフィードバック制
   御をする方法において、前記空燃比センサの活性状態を
   検出して該検出状態に応、じて前記フィードバック制御
   の範囲を限定することを特徴とする空燃比フイ・−ドパ
   ツク制御方法０