JPS5830445A - 空燃比制御方法 - 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】 本発明は自動車用などのエンジンの排気成分によって空
燃比を検出し、この検出佑ぢによってエンジンに供給す
る渭合気の空燃比を滴定の空燃比に帰還制御する空燃比
制御方法に関する。

従来の空炉比制御方法にはクローズＰルーゾ制御方式と
オープンルーゾ制御方式が有り、［１１Ｊ者は全負荷領
域以外の全運転モードで空燃比センタの出力を基に空燃
比制御信号を比例・積分し、この比例・積分された空燃
比センサ′によりエンジンの空燃比を制御していて、車
両停止時のアイドルでも例外なく空燃比制御を実施して
いる。

このためエンジン回転数は空燃比制御量に応じて変動し
ていて、アイドル時に回転のラフネスを増長しフィーリ
ングの悪化を紹いていた。又後者は空燃比のズレが補正
出来ない為、経時変化によるエミッションの悪化を紹い
ていた。

本発明の目的は、従来の空燃比センサの出力信号による
空燃比の比例・積分制御方法を改善し、車両停止時のア
イドルでの回転のラフネスがなくエミッションも良好な
精度の良い空燃比制御方法を提供することである。

本発明は不揮発性メモリを有する電子回路を備えたエン
ジン制ｔｉｔシステムにおいて、排気中の酸素量の検出
値に基〈空燃比フィードバック制御と空燃比のホールド
制御とを一定の関連のもとて実Ｍ［１することを特徴と
するものである。

即ち、本発明によれば車両停止時のアイドル又は全負荷
以外はエンジンの運転状態により該エンジンに供給する
燃料量を排気ガス中の酸素量測定値でフィードバック制
御し変化させるが、１１伯ｉｌｌ停止時アイドルで一定
舞延後には空燃比制御−！１１′を２ｎ回スキップの直
前、ｆげ後又は７ｐｌ伏比センザ出力のりツチーリーン
の変化層ＪυＪにＫａｌ　Ｉ−て取り込み、これらの相
加平均値を閉瞼空燃比相当の制御４＋”１として不揮発
性メモリに格納して）・ｆ−ドパツク制御を中止し、格
納した該相加平均値で１ｔｌｒエンジンの空燃比を制６
４１　Ｌ、てアイドル時に回転の安定化を図り、且つ精
度の良い空燃比１１１１目ｌｌ１ｌを行える空燃比制御
方法な伊供する。以下本発明に係る制御ｉ１．１１方法
の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、エンジン１０は目動１１１にイ１“４
載される公知の４サイクル火花点火式１／ジンであり、
燃焼用空気をエアクリーナ１１、エアクロメ−１’１２
．吸気管１３、スロットル弁１６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１「、磁式燃料１リム射弁１４を介して供給される。

燃焼後の排ガスは排気マニホルド１７、排気管１８．６
元触媒コンバータ１９を経て大気に放出される。吸気管
１３にはエンジンに吸入される空気温度を検出する吸気
温センサ２３、エンジン１０には冷却水温を検出する水
温センサ２２が設置されている。

更に排気マニホル１Ｐ１７には排気ガス中の酸素濃曳：
から空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より小さい（
リッチ）とき、１ポルト程度ｃ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１５
が設置されている。

回転速度センサ２１はエンジン１０のクランク軸の回転
速度を検出し、回転速／Ｉｔに応じた周波数のパルス信
号を出力する。制御ユニット２０は各センサ１２，１５
，２１，２２．２３の検出信号に基いて燃料噴射量を演
算する回路であり電磁式燃料噴射弁１４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。１００は燃
料噴射量を演算するマイクロプロセッサ（ＯＦＵ　）で
ある。１０１は回転数カウンタであり、回転速度センサ
２１からの信号よりエンジン回転数をカウントする。壕
だ、この回転数カウンタ１０１はエンジン回転に同期１
〜で割込み制御部１０２に割込指令信号を送る。割込み
制御部１０２はこの信号を受けると、コモンパス１５０
を通じてマイクロプロセッサ１００に割込信号を出力す
る。１０３はデジタル入力ボートであり、空燃比センサ
１５の出力を所定の比較レベルと比較する比較器の出力
信号や図示しないスタータの作動をオン・オフするスタ
ータスイッチからのスタータ信−づ等のディジタル信号
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
るアナログ入力ポートであり、吸入空気量センサ１２、
吸気温センサ２３、冷却水？関度センサ２２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
み込捷せる機能を持つ。

これら各ユニット１０１，１０２，１０３．１０４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
１００に伝達される。１０５は電源回路であり、後述す
るＲＡＭ　ｉ　Ｑ　７に電源を供給する。

６０はバッテリ、６１はキースイッチであるが、電源回
路１０５はキースイッチ６１を通さず直接、バッテリ６
０に接続されている。よって後述する、ＥＡＭ　ｉ　Ｑ
　７はキースイッチ６１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１８
を通してバッテリ６０に接続されている。電源回路１０
６は後述するＲＡＭ　１０７以外の部分に電源を供給す
る。ＲＡＭ　１０７はプログラム作動中一時使用される
一時記憶ユニット（ＲＡＭ、　）である。しかし、前述
の様にキースイッチ６１に関係なく常時電源が印加され
キースイッチ６１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。これは不揮発性メモリにより
構成される。後述する暖機時の補正係数（Ｋ）をこのＲ
ＡＭ　Ｉ　Ｑ　７に記憶する。１０８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リ（ＢＯＭ
　）である。１０９はレジスタを含む燃料噴射１ｊケ間
制商１用カウンタであり、ダウンカウントより成る。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１４の開弁時間、つまり燃料噴射量を表
わすディジタル信号を実際の電磁式燃料噴射弁１４の開
弁時間を与えるパルス時はタイマーで経過時間を測定し
ＯＪ：ＱＴ　１Ｑ　Ｑに伝達する。回転数カウンタ１０
１は回転数センサ１５の出力によりエンジン１回転角“
に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に割込み指令信号を供給する。割込み制
御部１０２はその信号から割込み信号を発生１７、マイ
クロプロセッサ１００に燃料噴射Ｂ１．の演算を行なう
割込み処理ルーチンを実行させる。

第５図はマイクロコンピュータ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きマイクロ
コンピュータ１０００機能を説明する。

キースイッチ６１並びにスタータスイッチ２４がＯＮ　
し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
ラ７°１００１にて初期化の処理が実行される。ステッ
プ１００２においてアナログ入力ボート１０４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ではその結果により補正値に１を公知の演算
式で演算し、その結果なＩ（ＡＭ　１０γに格納する。

ステップ１００４ではデジタル入力ポートより空燃比セ
ンサ１５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の積分補正値に２を増減し、この補
正値に２をＲＡＭ　１Ｑ　７に格納する。

第４図はこの積分補正値に２を増減する、つ１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
。

捷ずステップ４００では空燃比検出器が活性状態になっ
ているかどうか、ステップ４０１ではエンジンの暖機は
終了かどうかを判定することにより空燃比の帰還制御が
出来るかどうかを判別する。

空燃比の帰還制御できない時、つまりオープンルーズの
時はステップ４１１に進み不揮発性メモリ（ＲＡＭ　）
に内蔵されている値（Ｋ２）を取り出す。

このに２が所定範囲にあるかどうかをステップ４１２で
確認して、所定範囲に無ければステップ４１３で所定の
固定値（１，ｏ　Ｏ）をに２としステップ４１０へ移る
。確認後ステップ４１４では石が所定の範囲にあればに
２の値ｔａ：　ＥＡＭ　（Ｋ２）にセラトスる。ステッ
プ４００．４０１で空燃比の帰還制御ができる時、つオ
リクローズドルーズの時はステップ４０２で空懐比セ／
ザ出力がリーンの低レベル信号であれば、ステップ４０
３に進み以前のサイクルで求めたに２に△に２を加える
。ステップ４０２で空索比センサ出力がリッチの冒レベ
ル信号であれば、ステップ４０４に進みυ前のサイクル
で求めたに２をΔに、だけ減少させて次のステップに進
む。

ステップ４０５では車速の有無を、ステップ４０６では
スロットルの開、閉を、ステップ４１９では一定デイレ
イ後か否かを判定して、１イ速が無くスロットル閉から
一定デイレイ後の安定状態ではステップ４１５で前回ど
のルーチンな涌っだかを示すフラグを判別し、０ならば
ステップ４０７に進みスキップ直前のに２を取り込む。

次のステップ４０８で２ｎ回取り込んだか否かをｈ１定
し、２ｎ回の取り込み完了時にはステラ７０４１７に進
みフラグに１をセットする。次のステップ４０９では２
ｎ回取り込んだに２の相加平均値を求めに２とする。ス
テップ４１０でステップ４０９で算出１〜たに２の値を
ＲＡＭ　（Ｋ２　）　１０７に格納する。

しかし、ステップ４０５の判別で車速が有る場合、ステ
ップ４０６でスロットル開の場合、ステップ４１９で一
定デイレイ中の場合および、ステップ４０８でに２の取
り込み同数が２ｎ回未満の場合はステップ４１８に進み
、このルーチンを通った事を示すフラグを０にセットし
て次のステップ４１６に進み以前のサイクルで求めたに
２をＲＡＭ　（Ｋ２　）　１０７にセットする。

ステップ４１５のフラグ判別でフラグが１ならば以前に
車速な１〜でスロットル閉でのスキップ直前のに２を取
り込んだものと見て、ステップ４１４でａＡＭ（Ｋ２）
に入っている該２ｎ回のに２値の相加平均値（Ｋ２）を
取り出し、ＲＡＭ　（Ｋ２　）　１０７にセットする。

この様にして補正値に２を増減補正して、車速なしでス
ロットル閉でのホールド補正レベル（Ｋ２）を求めて、
不揮発性メモリに格納し、この値で空燃補正を行う。通
常は１００２〜１００４のメインルーチン処理を制御フ
０１スゲラムに（７たがってくり返し実行する。割り込
み制御部１０２からの燃料量１．ｊ旬：演１：ｌ）シ、
１１り込み信号ノ１″−入力されろと、マイクロコンピ
ュータ１００はメ・ｆフローチンの処理中であってもた
だちにその処理を中断し７ステツプ１０１０の割込処理
ルーチンシこ移る。ステップ１０１１では回転数カウン
タ１０１からのエンジン回転数Ｎを表わす信号４・取り
込み、次にステップ１０１２にて、アナログ人力ポート
１０４から吸入空気情Ｑを表わす信号を取り込む。次に
ステップ１０１３では回転数Ｎと吸入空気ｈ：”Ｑｌを
メインルーチンの演搬、処理で使用するために１ｔＡＭ
１０７に格納し、次にステップ１０１４に゛ζ吸入空気
ｔＱ／回転数Ｎに係数（Ａ）を掛けて基本燃料噴射時間
Ｔｐを求める。ステップ１０１５ではメインルーチンで
求めた燃料噴射時間用各種の補＋ｌｉ　（１＋Ｊ＋及び
補正係数をＨＡＭ　１Ｑ　７から読み出し空燃比′夕決
定する噴射心間の補正計算を行う。噴材時間Ｔの計ａ°
式は Ｔ　＝Ａ、　＊　Ｑ／　Ｎ　　＊に１　＊に２である。

次にステップ１０１６にて補正計算した燃料噴射−！ｔ
Ｔのデータをカウンタ１０９にセットする。

次にステップ１０１γに進み、メインルーチンに復帰す
る。メインルーチンに復帰する際は割込処理で中断した
ときの処理ステップに戻る。マイクロプロセッサ１００
の概略の機能は以上の通りである。

以上の説明した如く、車両停止時のアイドル又は全開以
外はエンジンの運転状態により該エンジンに供給する燃
料量を排気ガス中の酸素量測定値でフィードバック制御
し変化させる。車両停止時のアイドルではアイドルにな
って以降空燃比制御量が安定したときに、これらの平均
値を理論空燃比での制御値として制御量を保持してフィ
ードバック制御を中止し、保持した制御量でエンジンの
空燃比を制御する。したがってアイドル時に回転のラフ
ネスがなく、且つエミッションも良好な精度の良い空燃
比制御方法を行なうことができる。

第５図（ａ）は本発明に係る制御の様子を示し、■は従
来同様の空憚比フィーｌ−バックｆｌｌｌφ１１実倫期
間、■はステップ４１９のディレイ１１〒間、（９はス
ギツブ直前の値を２ｎ回取り込んで相加平Ｍ１（Ｋ２）
を出す期間、■はフィードバックを中＋ｌ　Ｌ■で磐出
したに２によりオープン制御を実施する期間である。

第５図（ｂ）は従来の空燃比フィー＋ｙバック制ｊｆｌ
ｌｌの様子を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る利付１１方法の一実施例を説明す
るための装置の全体構成図、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
セッサの概略フローチャート、第４図は第６図に示すス
テップ１００４の詳＃ｌＩｌなフローチャート、第５図
（ａ）および（１））は本発明に係る制御の様子、およ
び従来の制御の様子をそれぞれ示す図である。 １０・・・・・・エンジン、 １４・・・・・・燃料噴射弁、 １２・・・・・・吸入空気阻センザ、 １５・・・・・・空燃比センサ、 ２１・・・・・・回転速度センサ、 ２０・・・・・・制御ユニット 代理人　　浅　　村　　　皓 外４名 牙１図 ７３図 特開昭’、）８−　３０４４５（６） ゛耐央θ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　エンジンの排出ガス成分により空燃比を検出
   する空燃比センサを備え、この空燃比センサの信−弓に
   よりエンジンに供給する混合気の空燃比を制御する方法
   であって、 エンジン運転状態がアイ１−ルで定常の場合にのみ空燃
   比フィードバック制御を中止し、フィードバラ２１１列
   上の際の空燃比制御量をその直前のアイドルでのフィー
   ドバック制御量の平均値とする事を特徴とするエンジン
   の空燃比制御方法。 （２、特許請求の範囲第（１１項記載の制御方法におい
   て、フィードバック制御中止直前の該制御量の取り込み
   をスキップ直前、直後又は空燃比センサ出力のりツチー
   リーンの変化、周期に応じて行ない、取り込み回数を偶
   数回としてこれらの相加平均値をフィードバック中止の
   際の空燃比制御量とすることを特徴とするエンジンの空
   燃比制御方法。 （３）特許請求の範囲第（２）項記載の制御方法におい
   て、前記平均値を不揮発性メモリに記憶し、暖機中のフ
   ィーＰバック条件不成立時この値を反映させて混合気の
   空燃比を制御することを／＃ｊｔ　９とするエンジンの
   空燃比制御方法。 （４）特許請求の範囲第（１）項記載のｆｌｉ制御方法
   において、前記エンジン運転状態のアイドルで定常とは
   車両の減速時を除いたスロットル閉で一定遅延時間又は
   一定回転ｄ後での状態であることを／ｐ、’１：徴とす
   るエンジンの空燃比制御プフ法。