JPS6332140A

JPS6332140A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPS6332140A
Application number: JP17571786A
Authority: JP
Inventors: Kazutomo Sasaki; 佐々木　一智
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-02-10

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に基づいて空燃比をフィードバッ
ク制御するエンジンの空燃比制御装置に関する。

（従来の技術）一般に、フィードバック制御方式の空燃比制御は、例え
ば気化器方式エンジンにおいてはベンチュリー負圧等に
より決る基本空燃比に、空燃比センサ（例えば酸素セン
サ等）の出力に基づいてフィードバック制御信号を生成
し、この制御信号に応して、例えばエアブリード開口面
積、燃料ジェット開口面積を可変にするようにして、空
燃比制御がなされる。一方、燃料噴射式エンジンにおい
ては、吸入吸気量及びエンジン回転数によって決まる基
本噴射量を、同じく空燃比センサの出力に基づいて補正
し、補正した噴射量により、空燃比制御を達成している
。

この場合の従来のフィードバック制御量とは、気化器方
式エンジンであれば、例えば、エアブリードの開口率若
しくはデユーティ比等であり、燃料供給量制御を行うデ
バイスは例えは、エアブリードソレノイド等である。

ところで、前記基本空燃比はエンジンの運転状態に応じ
て大きく複雑に変わる。例えば、前記フィードバック制
御信号をその電気的に最大幅に振った状態（例えば、エ
アブリード開口面積を全開）での空燃比特性は第８図の
ように一定ではなく、運転領域によって大きく変わる。

第８図は気化器方式エンジンにおいて、吸気負圧を一定
（−２００，ｌｌｌＨｇ、　−４００１，１つＨｇ）に
してかつエアブリード開口面積等を最大にしたままの状
態での、エンジン回転数に対する空燃比特性を示す。

理想的には、負圧一定、エアブリード開口率一定であれ
ば、上記空燃比特性はフラットになる筈であるが、実際
には負圧一定でも回転数が異なれば空燃比も異なり、更
に２つの異なった負圧下では第８図に示すように複雑な
変化をしている。

（発明が解決しようとする問題点）従って、第８図において、例えば、実際に一２００□ｌ
（ｇ（高負荷）状態でフィードバック制御して空燃比が
理論空燃比（＝１４．７）にあったとき（回転数Ｎ＋）
には、エアブリードは全開状態にある。そして、次の瞬
間に運転状態が変化して負圧が−４００ｍｍＨｇに変化
したときに、その変化後の領域で最大制御量の空燃比が
リーンであるから、エンジン失火、ニンストに陥る事が
ある。これはオーバリーンになる例である。

又、第８図で高回転側の高負荷状態から低負荷状態に移
った場合は、第９図に示す如くフィードバック制御信号
はすぐに応答できないから、制御後の空燃比は同図のよ
うになり、従ってオーバリッチになってしまう。尚、第
９図は横軸を時間（１）にとり、負荷が高負荷から低負
荷に移行したときの、基本空燃比、フィードバック制御
信号、制菌後の空燃比、そして目標空燃比−１４，７（
一点鎖線で示す）を夫々示した。

従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決するため
に提案されたもので、その目的はフィードバック制御量
の触れの１１畠を所定量以上にならないように補正する
ことにより、エンジンの運転状態が変化しても、空燃比
を適正に制御し、例えばエンジン失火、ストップ等が生
じず、又運転状態変化後も空燃比制御を迅速に達成でき
るエンジンの空燃比制御装置を提案する点にある。

（問題点を解決するための手段）上記課題を実現するための本発明の構成は、空燃比セン
サに基づいてエンジンに供給される混合気の空燃比を目
標値にフィードバック制御するための制御信号を生成す
る信号生成手段と、各運転状態の基本空燃比特性に対応
する補正量を予め設定する補正量設定手段と、前記制御
信号を前記補正量にて補正する補正手段と、該補正後の
制御信号に基づいて燃料供給を行う燃料供給手段とから
なる。

（作用）上記構成の本発明において、補正量設定手段が設定する
補正量は、燃料供給量を制御する制御信号を、各運転状
態において、いかなる運転状態変化が起きても、エンジ
ンの運転が悪化しないような範囲に抑えるので、例えば
エンジン失火等はなくなり、又変化後もスムースに空燃
比制御ができる。

（実施例）以下添付図面を参照しつつ本発明に係る実施例を詳細に
説明する。

〈実施例の構成〉第１図はエンジン８を中心にしたエンジン制御のための
実施例である。本実施例のエンジンの燃料供給は気化器
方式を用いたものである。４は気化器、５はチョーク弁
、６はスロットル弁、７は吸気管９内の負圧を検出する
負圧センサ、１１は酸素（０２）センサ、１はエンジン
制御を行うコントロールユニット、２は点火信号により
エンジン回転数を知るためのイグニッションコイルであ
る。混合気の空燃比は、コントロールユニット１からの
信号Ｃｎ０ｗ（フィードバック制御量）により、Ａ／Ｆ
コントロールアクチュエータ３を介して気化器４中のエ
アブリードの開口面積を変える事により行なわれる。又
、１２は大気圧スイッチである。これは、本実施例にお
いては、海抜高度によって空気密度が異なり、この密度
変化が空燃比に影晋する事に注目して、高度変化を前記
大気圧スイッチ１２により知り、それに応じて異なる空
燃比制御を行なうものである。

コントロールユニット１への人力信号としては酸素セン
サ１１からの信号ｏ２、吸気管負圧を示す信号ＢＯＯ３
Ｔ、エンジン回転数を知るための■Ｇパルス等である。

第２図にコントロールユニット！の回路構成の一例を示
す。その概略構成はＣＰＵ２０、そしてＢｏｏｓＴ、Ｏ
４０を人力してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１
、大気圧スイッチ７の出力を人力する入力ボート２２、
エンジン制御に必要な遅延時間等を設定するためのタイ
マ２３、第４図に示した如き制御手順のプログラムを格
納するＲＯＭ２４、計算データ等を格納するＲＡＭ２５
、信号Ｃｎｏｗをラッチする出力ボート２６、信号Ｃｎ
ｏｗに従ってＡ／Ｆコントロールアクチュエータ３を駆
動する出力ドライバ２７等である。

〈実施例の制御〉以下説明する実施例の空燃比制御は、運転状態を、例え
ば高負荷運転状態、低負荷運転状態、フィードバック運
転状態等に分けて、各運転状態の空燃比を制御するもの
である。ここで、空燃比をフィードバック制御する信号
は、本実施例ではＡ／Ｆコントロールアクチュエータ３
へ人力される制御量Ｃｎｏｗである。又、このＣｎｏｗ
を所定値以上に振らせないように、各運転状態において
制御ＩＣｎｏｖのリミット制御を行うものである。この
リミット制御を常に行っていれば、制御量Ｃｎｏｗは一
定幅以上に振れることはなく、従って運転状態が変化し
ても、変化前の制御量Ｃ９ａｗから変化後のＣｎｏｗに
迅速に変化でき、かつ従来あったようなオーバリッチ、
オーバリーン、失火、エンジンストップ等はなくなるの
である。

第３図（ａ）にＲＯＭ２４に格納されている種々のマツ
プの中から、特に実り’Ｘ例に関連あるものを示す。図
中、）ＩＩＧＨＬＩＭＩＴは高地用のリミット値のマツ
プ、ＬＯＷＬＩＭＩＴは低地用のリミット値のマツプで
ある。これらのマツプはエンジン回転数及び負圧ＢＯＯ
５Ｔに応じて夫々最適なリミット値が前もって設定され
、記憶されているものである。

従って、１つのＢＯＯ３Ｔ値及び回転数の組合せにより
、高地用と低地用の１組のリミット値が決まる。第５図
にリミットマツプの例を示す。図中の数字は、Ａ／Ｆコ
ントロールアクチュエータ３がデユーティソレノイドで
ある場合に、該ソレノイド３のデユーティ比を示すもの
である。デユーティ比が例えば１００では全開（リーン
）を示す。

第３図（ｂ）にＲＡＭ２５内における実施例に関連ある
データの格納領域を示す。図中、Ｃ工、ｐは前記リミッ
トマツプから選ばれたある回転数及びＢＯＯ３Ｔ値に応
じたリミット値、Ｃｎ（＋ｗはその時点での前述のフィ
ードバック制御量であり、このＣｎｏｗに応じてＡ／Ｆ
コントロールアクチュエータ３が駆動される。

第４図は実施例に係る制御手順のフローチャートである
。先ず、ステップＳ１で現在のｙ転高度を知るために、
高地スイッチ１２の論理値を取り込む。ステップ３２〜
ステツプＳ４では、この高地スイッチの論理値に応じて
高地用（ＨＩＧＨＬＩＭＩＴ）か低地用（ＬＯＷＬＩＭ
ＩＴ）かのいずれかのリミットマツプを選ぶ。ステップ
Ｓ５．Ｓ６では、負圧ＢＯ０ＳＴ及びエンジン回転数Ｎ
を取り込み、ステップＳ７でそのときの負圧ＢＯＯ３Ｔ
及びエンジン回転数Ｎに対応したリミット値Ｃｍａｐを
索引する。

ステップＳ８では上記求めた諸量から運転領域を判断し
、その運転領域がフィードバック制御領域か否かを区別
する。フィードバック領域以外の運転領域であれば、ス
テップＳ９に進んで、オープン制御を行い、即ち、気化
器式エンジンである本実施例においては、実質的にはＡ
／Ｆコントロールアクチュエータ３を駆動しないで、空
燃比はベンチュリー負圧に応じて吐出される燃料量に応
じて任意に決定されるようにしている。

一方、ステップＳ８での判断がフィードバック制御領域
であると判断したら、ステップＳＩＯで酸素センサ１１
の出力を取り込む。ステップＳ１１で、この信号０２に
従って、例えば理論空燃比になるようにフィードバック
制御信号Ｃ１ｏ１を演算する。次にステップＳ１２で、
演算した信号量ＣｎｏｗがステップＳ７で求めたリミッ
ト値Ｃ１！２を越えていないかを調べる。越えていれば
、ステップＳ１３でＣ１ｏｖ　ｈ’　Ｃｍａｐを越さな
いように補正する。ステップＳ１４では上記求めたＣｌ
ｏｗに従ってＡ／Ｆコントロールアクチュエータ３を駆
動する。

即ち、本実施例に従えば、フィードバック制御領域にい
る限り、Ｃｎｏｗはその運転領域に応じたリミットＣｍ
ａｐを越える事はなく、従って運転領域が変化しても、
変化後に空燃比のオーバリッチ若しくはオーバリーンを
防止でき、また目標空燃比に迅速に達することができる
。

〈変形例〉第６図に上記実施例の変形例を示す。前述の実施例は高
地スイッチに応じて、２つのリミットマツプのいずれか
を選択したが、この変形例では、リミットマツプを１つ
だけもち、その１つのマツプからエンジン回転数及び負
圧に従って選んだリミット値Ｃｌｌ１ａｐを、高度に応
じて補正するものである。図中のステップＳ２１は第７
図の如き特性を有する高地補正係数ｃ　ｈａｃを演算す
るものであり、ステップＳ２５ではこのＣｈａ。に基づ
いてＣ□２を補正する。

又更に他の変形例として、高地用と低地用という２つの
リミットマツプを持つかわりに、１つの例えば低地用マ
ツプのみをもち、高地スイッチ１２が高地を検知したら
、一定の係数Ｋをその低地用リミット値Ｃ□２に加算す
るようにしてもよい。

又、フィードバック制御に関する変形例としては次のよ
うなものを提案する。前記第４図の制御では、Ｃｎｏｗ
のリミット制御を常にフィードバック制御領域にあると
きのみ行うようにしていて、ステップＳ８でフィードバ
ック制御領域にない場合は、ステップＳ９で任意のＣｎ
ｏｗを設定して、燃料吐出量はベンチュリー負圧に任せ
るようにしていた。そこで本変形例では、ステップＳ８
でフィードバック制御領域にない場合は、代りに、その
ときのエンジン回転数及び負圧に応じたＣ　ｎｏｗを求
め、ステップＳ９からステップＳ１２に進むようにして
、フィードバック制御領域以外でもリミット制御をする
ようにするのである。このようにすれば、出力感は若干
減るが、全運転領域における運転状態の変化に対しても
、空燃比制御の追従性及びオーバリッチ、オーバリーン
を防ぐことができる。

又更に、上述の実施例はフィードバック制御量Ｃｎｏｖ
が所定値Ｃ□２を越えたときは、その所定値Ｃ０１ａｌ
ｌに抑えるようなリミット制御しようというものであっ
たが、上限のリミットの他に下限のリミットを設けた変
形例、更に又リミット制御の代りに、所定の値を加算し
たり、減算したりするような補正をする変形例も考えら
れる。

尚、上記実施例は説明の便宜上デジタルコンピュータを
用いた気化器式エンジンで説明したが、所謂アナログ式
のコンピュータをコントロールユニット部に用いても、
又燃料噴射式エンジンにおいても同様の効果が得られる
。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、空燃比センサに基
づいたフィードバック制御量の触れの幅を、所定値以内
に納まるように補正することにより、燃料供給側の制御
応答性に余裕が生じ、結果としてエンジンの運転状態が
変化しても、例えばエンジン失火、ストップ等が生じず
、又運転状態変化後も空燃比制御を迅速に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を気化器式エンジンに適用した実施例の
構成図、第２図は実施例のエンジンコントロール４トユニツトの
回路の一例の図、第３図（ａ）、（ｂ）は夫々、実施例のＲＯＭ及びＲＡ
Ｍの格納領域の構成例の図、第４図は実施例に係る制御手順のフローチャート、第５図はリミットマツプの構成例の図、第６図は変形例
に係る制御手順のフローチャート、第７図は変形例に係る高地補正用の係数の特性図、第８図、第９図は従来例の欠点を説明する図である。図中、１・・・コントロールユニット、２・・・イグニッショ
゛ンコイル、３・・・Ａ／Ｆコントロールアクチュエー
タ、４・・・気化器、５・・・チョーク＃、６・・・ス
ロットル弁、７・・・負圧センサ、８・・・シリンダ、
９・・・吸気管、１０・・・排気管、１１・・・酸素セ
ンサ、１２・・・大気圧スイッチ、２０・・・ＣＰＵ、
２１・・・Ａ／Ｄ変換器、２２・・・入力ボート、２３
・・・タイマ、２４・・・ＲＯＭ、２５・　ＲＡＭ、２
６・・・出力ボート、２７　・・・出力ドライバである
。第１図第３図　（０）第３図　（ｂ）第６図第７図第８図を第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空燃比センサに基づいてエンジンに供給される混
合気の空燃比を目標値にフィードバック制御するための
制御信号を生成する信号生成手段と、各運転状態の基本
空燃比特性に対応する補正量を予め設定する補正量設定
手段と、前記制御信号を前記補正量にて補正する補正手
段と、該補正後の制御信号に基づいて燃料供給を行う燃
料供給手段とを有するエンジンの空燃比制御装置。
（２）前記補正量設定手段は、各運転状態に応じたリミ
ット値を設定し、前記補正手段は制御信号が該リミット
値の範囲を超えないようにリミット補正する事を特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のエンジンの空燃比制
御装置。
（３）前記補正量設定手段は前もつてエンジン回転数及
び吸気負圧に従つて設定された補正量を記憶する記憶手
段を含む事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
エンジンの空燃比制御装置。
（４）前記補正手段は、前記信号生成手段が理論空燃比
にフィードバック制御するための制御信号を生成すると
きに、補正量に基づいて前記制御信号を補正する事を特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のエンジンの空燃
比制御装置。