JP2583044B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents
エンジンの空燃比制御装置Info
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- JP2583044B2 JP2583044B2 JP62011863A JP1186387A JP2583044B2 JP 2583044 B2 JP2583044 B2 JP 2583044B2 JP 62011863 A JP62011863 A JP 62011863A JP 1186387 A JP1186387 A JP 1186387A JP 2583044 B2 JP2583044 B2 JP 2583044B2
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- Japan
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- fuel ratio
- air
- value
- sensor
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
本発明は、O2センサが活性状態から不活性状態に移行
したときの空燃比の急変を防止するエンジンの空燃比制
御装置に関する。
したときの空燃比の急変を防止するエンジンの空燃比制
御装置に関する。
従来、特開昭61−192827号公報に示されるように、エ
ンジンの排気系にO2センサを介装し、O2センサの活性
時、O2センサの出力値とスライスレベルとの比較結果に
より検出される空燃比に応じ比例積分制御処理により空
燃比補正係数を設定し、エンジン運転状態に応じて算出
される基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）を空燃比補
正係数により補正して燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）
を設定することで、空燃比と触媒の浄化効率の最も良い
目標空燃比（理論空燃比）にフィードバック制御してい
る。 ここで、O2センサの出力特性は、第７図に示すように
理論空燃比を境としてO2センサ出力値が大きく変化し、
空燃比リッチのときには高い値を示し、空燃比リーンの
ときには低い値を示す。従って理論空燃比に対応するス
ライスレベルとO2センサの出力値とを比較することでエ
ンジンの空燃比状態を検出することができ、O2センサの
出力値とスライスレベルとの比較結果により検出される
空燃比状態に応じ比例積分制御処理により空燃比補正係
数λを設定し、基本噴射パルス幅を空燃比補正係数λに
より空燃比補正してインジェクタからの燃料噴射量を定
める燃料噴射パルス幅を設定することで、空燃比リッチ
の時には燃料減量補正し、リーンの時には燃料増量補正
することで、空燃比が理論空燃比に収束するようフィー
ドバック制御しており、空燃比を判断する際の基準とな
る上記スライスレベルはエンジン起動時、初期値設定さ
れ、O2センサの活性化によりO2センサの出力値上昇後、
O2センサの極大値と極小値に応じ可変設定される。 そこで問題となるのは、アイドル放置などにより、O2
センサの温度が低下してO2センサが活性状態から不活性
状態に移行すると相対的にO2センサの出力値が低下し、
空燃比のリッチ，リーンに応じたO2センサの出力値の振
幅が小さくなり、O2センサ出力値の空燃比リッチ、リー
ンに伴う娠幅が希少となると正確な空燃比判断ができ
ず、空燃比フィードバック制御が不能となる。 このため上記先行例に開示されているように、O2セン
サ出力電圧を設定値と比較し、O2センサの出力値が設定
値未満となるとO2センサが不活性状態に移行したと判断
して、上記空燃比補正係数を基本値（1.0）にホールド
し、この基本値に設定した空燃比補正係数を燃料噴射量
の演算に組み込むことで、空燃比フィードバック制御か
ら空燃比オープンループ制御に移行させている。
ンジンの排気系にO2センサを介装し、O2センサの活性
時、O2センサの出力値とスライスレベルとの比較結果に
より検出される空燃比に応じ比例積分制御処理により空
燃比補正係数を設定し、エンジン運転状態に応じて算出
される基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）を空燃比補
正係数により補正して燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）
を設定することで、空燃比と触媒の浄化効率の最も良い
目標空燃比（理論空燃比）にフィードバック制御してい
る。 ここで、O2センサの出力特性は、第７図に示すように
理論空燃比を境としてO2センサ出力値が大きく変化し、
空燃比リッチのときには高い値を示し、空燃比リーンの
ときには低い値を示す。従って理論空燃比に対応するス
ライスレベルとO2センサの出力値とを比較することでエ
ンジンの空燃比状態を検出することができ、O2センサの
出力値とスライスレベルとの比較結果により検出される
空燃比状態に応じ比例積分制御処理により空燃比補正係
数λを設定し、基本噴射パルス幅を空燃比補正係数λに
より空燃比補正してインジェクタからの燃料噴射量を定
める燃料噴射パルス幅を設定することで、空燃比リッチ
の時には燃料減量補正し、リーンの時には燃料増量補正
することで、空燃比が理論空燃比に収束するようフィー
ドバック制御しており、空燃比を判断する際の基準とな
る上記スライスレベルはエンジン起動時、初期値設定さ
れ、O2センサの活性化によりO2センサの出力値上昇後、
O2センサの極大値と極小値に応じ可変設定される。 そこで問題となるのは、アイドル放置などにより、O2
センサの温度が低下してO2センサが活性状態から不活性
状態に移行すると相対的にO2センサの出力値が低下し、
空燃比のリッチ，リーンに応じたO2センサの出力値の振
幅が小さくなり、O2センサ出力値の空燃比リッチ、リー
ンに伴う娠幅が希少となると正確な空燃比判断ができ
ず、空燃比フィードバック制御が不能となる。 このため上記先行例に開示されているように、O2セン
サ出力電圧を設定値と比較し、O2センサの出力値が設定
値未満となるとO2センサが不活性状態に移行したと判断
して、上記空燃比補正係数を基本値（1.0）にホールド
し、この基本値に設定した空燃比補正係数を燃料噴射量
の演算に組み込むことで、空燃比フィードバック制御か
ら空燃比オープンループ制御に移行させている。
しかし、上記先行例では、O2センサの活性時、比例積
分制御処理によって空燃比補正係数が設定され、O2セン
サが活性状態から不活性状態になると、直ちに空燃比補
正係数が基本値（1.0）にクランプされる。従って、O2
センサが活性状態から不活性状態に移行したとき、空燃
比補正係数が、その直前において比例積分制御処理によ
って設定されていた値からいきなり基本値に変更される
ため、特に、不活性状態直前において空燃比補正係数値
が基本値から隔たっていたときには、空燃比補正係数値
が大きく急変し、これに伴いこの空燃比補正係数により
補正して設定される燃料噴射量が大きく変動すること
で、エンジンの空燃比が大きく急変し、エンジン不調，
エンスト等を生じる虞がある。 また、O2センサの出力値を単に設定値と比較すること
でO2センサの活性状態、不活性状態を判断しているた
め、一時的な空燃比リーン補正であってもO2センサの不
活性状態と誤判断されてしまう不都合もある。 本発明は上記事情に鑑み、O2センサが活性状態から不
活性状態に移行したことを適正かつ確実に判断すると共
に、O2センサの活性状態から不活性状態の移行に伴う空
燃比の急変を回避しエンジン不調の発生を防止すること
が可能なエンジンの空燃比制御装置を提供することを目
的とする。
分制御処理によって空燃比補正係数が設定され、O2セン
サが活性状態から不活性状態になると、直ちに空燃比補
正係数が基本値（1.0）にクランプされる。従って、O2
センサが活性状態から不活性状態に移行したとき、空燃
比補正係数が、その直前において比例積分制御処理によ
って設定されていた値からいきなり基本値に変更される
ため、特に、不活性状態直前において空燃比補正係数値
が基本値から隔たっていたときには、空燃比補正係数値
が大きく急変し、これに伴いこの空燃比補正係数により
補正して設定される燃料噴射量が大きく変動すること
で、エンジンの空燃比が大きく急変し、エンジン不調，
エンスト等を生じる虞がある。 また、O2センサの出力値を単に設定値と比較すること
でO2センサの活性状態、不活性状態を判断しているた
め、一時的な空燃比リーン補正であってもO2センサの不
活性状態と誤判断されてしまう不都合もある。 本発明は上記事情に鑑み、O2センサが活性状態から不
活性状態に移行したことを適正かつ確実に判断すると共
に、O2センサの活性状態から不活性状態の移行に伴う空
燃比の急変を回避しエンジン不調の発生を防止すること
が可能なエンジンの空燃比制御装置を提供することを目
的とする。
上記目的を達成するため本発明は、エンジンの排気系
に介装されたO2センサの出力値に基づき該O2センサの活
性状態を判断し、O2センサの活性時には該O2センサの出
力値とスライスレベルとの比較結果により検出される空
燃比に応じ比例積分制御処理により空燃比補正係数を設
定し、該空燃比補正係数により燃料噴射量を補正して設
定する空燃比フィードバック制御を行い、O2センサの不
活性時には上記空燃比補正係数を基本値に設定して空燃
比オープンループ制御を行うエンジンの空燃比制御装置
において、 空燃比フィードバック制御下における空燃比リッチ時
にO2センサの出力電圧が設定値以下、且つこのときのO2
センサの出力電圧の極大値と極小値との差が設定値以下
の状態が設定時間継続したとき、O2センサが活性状態か
ら不活性状態に移行したと判断する活性判定手段と、 O2センサが活性状態から不活性状態に移行したとき、
上記空燃比補正係数が上記基本値よりも大きいときには
空燃比補正係数が上記基本値に収束するまで演算周期毎
に該空燃比補正係数を設定値づつ漸次減少させ、上記空
燃比補正係数が上記基本値よりも小さいときに空燃比補
正係数が上記基本値に収束するまで演算周期毎に該空燃
比補正係数を設定値づつ漸次増加させる空燃比補正係数
設定手段と、 エンジン運転状態に応じ設定される基本燃料噴射量
を、上記空燃比補正係数により補正して燃料噴射量を設
定する燃料噴射量設定手段とを備えたことを特徴とす
る。
に介装されたO2センサの出力値に基づき該O2センサの活
性状態を判断し、O2センサの活性時には該O2センサの出
力値とスライスレベルとの比較結果により検出される空
燃比に応じ比例積分制御処理により空燃比補正係数を設
定し、該空燃比補正係数により燃料噴射量を補正して設
定する空燃比フィードバック制御を行い、O2センサの不
活性時には上記空燃比補正係数を基本値に設定して空燃
比オープンループ制御を行うエンジンの空燃比制御装置
において、 空燃比フィードバック制御下における空燃比リッチ時
にO2センサの出力電圧が設定値以下、且つこのときのO2
センサの出力電圧の極大値と極小値との差が設定値以下
の状態が設定時間継続したとき、O2センサが活性状態か
ら不活性状態に移行したと判断する活性判定手段と、 O2センサが活性状態から不活性状態に移行したとき、
上記空燃比補正係数が上記基本値よりも大きいときには
空燃比補正係数が上記基本値に収束するまで演算周期毎
に該空燃比補正係数を設定値づつ漸次減少させ、上記空
燃比補正係数が上記基本値よりも小さいときに空燃比補
正係数が上記基本値に収束するまで演算周期毎に該空燃
比補正係数を設定値づつ漸次増加させる空燃比補正係数
設定手段と、 エンジン運転状態に応じ設定される基本燃料噴射量
を、上記空燃比補正係数により補正して燃料噴射量を設
定する燃料噴射量設定手段とを備えたことを特徴とす
る。
本発明では、空燃比フィードバック制御下における空
燃比リッチ時にO2センサの出力電圧が設定値以下、且つ
このときのO2センサの出力電圧の極大値と極小値との差
が設定値以下の状態が設定時間継続したとき、O2センサ
が活性状態から不活性状態に移行したと判断し、このと
き、エンジンの運転状態に応じ設定される基本燃料噴射
量を空燃比補正して燃料噴射量を設定するための空燃比
補正係数を、基本値よりも大きいときには該基本値に収
束するまで演算周期毎に設定値づつ漸次的に減少させ、
基本値よりも小さいときには基本値に収束するまで演算
周期毎に設定値づつ漸次的に増加させる。
燃比リッチ時にO2センサの出力電圧が設定値以下、且つ
このときのO2センサの出力電圧の極大値と極小値との差
が設定値以下の状態が設定時間継続したとき、O2センサ
が活性状態から不活性状態に移行したと判断し、このと
き、エンジンの運転状態に応じ設定される基本燃料噴射
量を空燃比補正して燃料噴射量を設定するための空燃比
補正係数を、基本値よりも大きいときには該基本値に収
束するまで演算周期毎に設定値づつ漸次的に減少させ、
基本値よりも小さいときには基本値に収束するまで演算
周期毎に設定値づつ漸次的に増加させる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第
１図は空燃比制御装置の機能ブロック図、第２図はO2セ
ンサの特性図で、（ａ）図は温度特性、（ｂ）図は排気
ガス濃度による特性を示す。第３図は積分分Δλ値マッ
プ、第４図は比例分Δλ値マップ、第５図は比例分Δλ
1,Δλ２値算出用Kp値図、第６図は本発明による空燃比
制御手順を示すフローチャート、第７図はO2センサの活
性状態から不活性状態への移行、空燃比、O2センア出力
電圧、及び空燃比補正係数λ値との関係を示すタイムチ
ャートである。 図において、１はO2センサであり、第２図に示すよう
な特性をもち、温度が約200℃以上になると活性化し、A
/Fがリッチであればスライスレベル値（約500mV）を越
える起電力を出力し、リーンであれば以下の出力とな
る。２はエアフローメータで、吸入空気量QAを検出す
る。３は回転センサで、エンジンの回転数Ｎを検出す
る。４は水温センサで、エンジン冷却水温TWを検出す
る。５はインジェクタ駆動回路、６はインジェクタであ
る。10はマイクロコンピュータなどからなる空燃比例制
御装置で、ECU装置の一部として構成されている。11は
基本噴射パルス幅算出手段で、センサ2,3……からの信
号を入力し、それぞれの補正係数をマップ検索などによ
って読み出し、エンジン運転状態に応じ基本燃料噴射量
を定める基本噴射パルス幅Tiを下記（１）式により算出
する。 Ti＝Tp・（１＋KMR＋KTW＋KAS＋KAI＋KFULL＋KWOT） …
…（１） Tp＝Ｋ・QA/N ここでQA＝吸入空気量 Ｎ＝エンジン回数数 KMR＝混合比補正係数 KTW＝水温補正係数 KAS＝始動後増量係数 KAI＝アイドル後増量係数 KFULL＝全開増量係数 KWOT＝高負荷補正係数 Ｋ＝定数 12は活性判定手段であり、空燃比フィードバック制御
下における空燃比リッチ時にO2センサ１の出力電圧が75
0mV以下で、Ｐ−Ｐ値（O2センサ出力電圧の極大値と極
小値との差）が250mV以下の状態が9sec以上継続した時
には、第２図に示す特性より、O2センサ１が活性状態か
ら不活性状態に移行したと判断する。すなわち活性判定
手段12は、空燃比フィードバック制御下における空燃比
リッチ時にO2センサ１の出力電圧が設定値以下、且つこ
のときのO2センサ１の出力電圧の極大値と極小値との差
が設定値以下の状態が設定時間継続したとき、O2センサ
１が活性状態から不活性状態に移行したと判断する。 13は、空燃比補正係数設定手段で、O2センサが活性状
態にある時には、O2センサ１の出力電圧値とスライスレ
ベル（該O2センサ１の出力電圧値の極大値と極小値とに
応じ設定され、例えば、極大値と極小値との平均値によ
り設定される）との比較結果により検出される空燃比に
応じ比例積分制御処理により空燃比補正係数λを設定す
る。すなわち、第７図に示すように、O2センサ１の出力
電圧値がスライスレベルよりも高い状態からスライスレ
ベルを横切りスライスレベル以下になり空燃比がリーン
からリッチへ切換ったときは、比例分Δλ１をその時の
λ値から減算し、リッチからリーンへ切換ったときは、
比例分Δλ２をその時のλ値に加算する。このΔλ1,Δ
λ２は、空気量QAに応じたΔλ10,Δλ20の値を先ず比
例分Δλマップ14、（第４図）より読み出し、次にKp値
マップ15から、第５図に示すように、O2センサ１のピー
ク電圧、すなわちリッチ時の出力電圧に応じたKp値を求
め、Δλ10あるいはΔλ20とKpとの乗算値を比例分Δλ
1,Δλ２とする。例えば、吸入空気量QAが350でO2セン
サ１のピーク電圧が0.7とすると、Δλ10,Δλ20は共に
5.0,Kpは1.0であるので、Δλ１＝Δλ10×Kp＝5.0、Δ
λ２＝5.0となる。従って、１演算周期前のλ値をλＯ
とすると、この時のλ値はそれぞれ、λ＝λＯ−5.0、
λ＝λＯ＋5.0となる。 次に、リッチが継続したときには、積分分Δλ３をそ
の時のλ値から減算し、リーンが継続したときには積分
分Δλ４をその時のλ値に加算する。このΔλ3,Δλ４
値は、積分分Δλマップ16より吸入空気量QAをアドレス
信号として読み出すが、第３図に示すように、吸入空気
量QAが増すに従ってステップ状に大きくなっていく。例
えば、QA＝350ではΔλ３＝0.11、Δλ４＝0.27とな
り、その時のλ値はそれぞれ、λ＝λＯ−0.11、λ＝λ
Ｏ＋0.27となる。 一方、上記活性判定手段12により、O2センサ１が活性
状態から不活性状態に移行したと判断されると、その時
点での空燃比補正係数λ値を読み出して基本値（例え
ば、λ＝1.0）と比較する。そして、λ＞1.0で空燃比補
正係数λが基本値よりも大きいときは、演算周期毎にλ
値から、収束Δλ値記憶手段17に予め格納されている一
定値Δλ５を読み出して減算し、空燃比補正係数λを基
本値（λ＝1.0）に収束させる。また、λ＜1.0で空燃比
補正係数λが基本値よりも小さいときには、演算周期毎
に、λ値に一定値Δλ６を加算してλ値を基本値に収束
させる。この一定値Δλ5,Δλ６は、λ値を一定の時間
傾斜で収束できるように、例えば0.01/1secというよう
な値で設定されている。そして、空燃比補正係数λが基
本値（λ＝1.0）に一致しているとき、或いは基本値に
収束したとき、空燃比フィードバック制御を停止し、空
燃比補正係数λを基本値（λ＝1.0）とホールドして空
燃比オープンループ制御に切換える。 18は燃料噴射量設定手段で、上記基本噴射パルス幅算
出手段11により算出された基本燃料噴射量を定める基本
噴射パルス幅Tiに、上記空燃比補正係数設定手段13によ
り設定された空燃比補正係数λを乗算して基本燃料噴射
量を空燃比補正し、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス
幅Toを設定し、駆動回路５を介してインジェクタ６を駆
動する。 次に、上記空燃比制御装置10による空燃比制御手順
を、第６図に示すフローチャートに基づき説明する。 第６図に示すルーチンは所定周期毎に実行され、先ず
ステップS101でエンジン運転状態を検出する各センサか
らのデータに基づき前記（１）式により基本燃料噴射量
を定める基本噴射パルス幅Tiを算出する。 次いでステップS102へ進み、O2センサ１の出力電圧値
に基づきO2センサ１が活性状態から不活性状態へ移行し
たかを判断する。そしてO2センサ１が活性状態のときに
は、ステップS103へ進んで、上述のようにO2センサ１の
出力電圧値とスライスレベルとの比較結果により検出さ
れる空燃比状態に応じ比例積分制御処理によって空燃比
補正係数λを設定し、ステップS105で、上記ステップS1
01にて算出した基本噴射パルス幅Tiを上記ステップS103
で比例積分処理によって設定した空燃比補正係数λによ
り空燃比補正して燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅
Toを設定する（To←Ti×λ）。そして、ステップS106
で、所定タイミングに燃料噴射パルス幅信号を駆動回路
５に出力しインジェクタ６を駆動させ、上記燃料噴射パ
ルス幅Toに相応する量の燃料を噴射させる。 従って、O2センサ１の活性時には、O2センサ１の出力
電圧値に基づき検出される空燃比に応じ比例積分制御処
理により空燃比補正係数λが設定され、この空燃比補正
係数λにより基本噴射パルス幅Tiを補正して燃料噴射パ
ルス幅Toを設定することで、空燃比リッチのときには燃
料減量補正され、リーンのときには燃料増量されて空燃
比が、理論空燃比に収束するようフィードバック制御さ
れる。 一方、上記ステップS102において、前述の条件により
02センサ１が活性状態から不活性状態に移行したとき、
すなわち、空燃比フィードバック制御下における空燃比
リッチ時にO2センサ１の出力電圧が設定値（750mV）以
下、且つこのときのO2センサ１の出力電圧の極大値と極
小値との差Ｐ−Ｐ値が設定値（250mV）以下の状態が設
定時間（9sec）継続したとき、O2センサ１が活性状態か
ら不活性状態に移行したと判断し、ステップS104へ進
み、空燃比補正係数λ値が基本値（1.0）よりも大きい
ときには、空燃比補正係数λから設定値（一定値Δλ
５）を減算して該空燃比補正係数λを更新し、また空燃
比補正係数λ値が基本値（1.0）よりも小さいときに
は、空燃比補正係数λに設定値（一定値Δλ６）を加算
して該空燃比補正係数λを更新し、空燃比補正係数λを
基本値に収束させ、空燃比補正係数λが基本値のとき、
或いは基本値に収束すると、該空燃比補正係数λを基本
値にホールドする（λ＝1.0）。そしてステップS105
で、上記ステップS104で設定した空燃比補正係数λによ
り基本噴射パルス幅Tiを補正して燃料噴射パルス幅Toを
設定し、ステップS106で、この燃料噴射パルス幅Toの駆
動信号を所定タイミングに駆動回路５に出力してインジ
ェクタ６を駆動させる。 従って、O2センサ１が活性状態から不活性状態に移行
すると、このときエンジン運転状態に応じ設定される基
本燃料噴射量を空燃比補正して燃料噴射量を設定するた
めの空燃比補正係数λが、基本値（1.0）よりも大きい
ときにはその基本値に収束するまで演算周期毎に設定値
づつ漸次的に減少され、基本値よりも小さいときは、図
７に示すように、基本値に収束するまで演算周期毎に設
定値づつ漸次的に増加され、基本値に収束後は空燃比補
正係数λが基本値にホールドされて空燃比フィードバッ
ク制御から空燃比オープンループ制御に切換わる。
１図は空燃比制御装置の機能ブロック図、第２図はO2セ
ンサの特性図で、（ａ）図は温度特性、（ｂ）図は排気
ガス濃度による特性を示す。第３図は積分分Δλ値マッ
プ、第４図は比例分Δλ値マップ、第５図は比例分Δλ
1,Δλ２値算出用Kp値図、第６図は本発明による空燃比
制御手順を示すフローチャート、第７図はO2センサの活
性状態から不活性状態への移行、空燃比、O2センア出力
電圧、及び空燃比補正係数λ値との関係を示すタイムチ
ャートである。 図において、１はO2センサであり、第２図に示すよう
な特性をもち、温度が約200℃以上になると活性化し、A
/Fがリッチであればスライスレベル値（約500mV）を越
える起電力を出力し、リーンであれば以下の出力とな
る。２はエアフローメータで、吸入空気量QAを検出す
る。３は回転センサで、エンジンの回転数Ｎを検出す
る。４は水温センサで、エンジン冷却水温TWを検出す
る。５はインジェクタ駆動回路、６はインジェクタであ
る。10はマイクロコンピュータなどからなる空燃比例制
御装置で、ECU装置の一部として構成されている。11は
基本噴射パルス幅算出手段で、センサ2,3……からの信
号を入力し、それぞれの補正係数をマップ検索などによ
って読み出し、エンジン運転状態に応じ基本燃料噴射量
を定める基本噴射パルス幅Tiを下記（１）式により算出
する。 Ti＝Tp・（１＋KMR＋KTW＋KAS＋KAI＋KFULL＋KWOT） …
…（１） Tp＝Ｋ・QA/N ここでQA＝吸入空気量 Ｎ＝エンジン回数数 KMR＝混合比補正係数 KTW＝水温補正係数 KAS＝始動後増量係数 KAI＝アイドル後増量係数 KFULL＝全開増量係数 KWOT＝高負荷補正係数 Ｋ＝定数 12は活性判定手段であり、空燃比フィードバック制御
下における空燃比リッチ時にO2センサ１の出力電圧が75
0mV以下で、Ｐ−Ｐ値（O2センサ出力電圧の極大値と極
小値との差）が250mV以下の状態が9sec以上継続した時
には、第２図に示す特性より、O2センサ１が活性状態か
ら不活性状態に移行したと判断する。すなわち活性判定
手段12は、空燃比フィードバック制御下における空燃比
リッチ時にO2センサ１の出力電圧が設定値以下、且つこ
のときのO2センサ１の出力電圧の極大値と極小値との差
が設定値以下の状態が設定時間継続したとき、O2センサ
１が活性状態から不活性状態に移行したと判断する。 13は、空燃比補正係数設定手段で、O2センサが活性状
態にある時には、O2センサ１の出力電圧値とスライスレ
ベル（該O2センサ１の出力電圧値の極大値と極小値とに
応じ設定され、例えば、極大値と極小値との平均値によ
り設定される）との比較結果により検出される空燃比に
応じ比例積分制御処理により空燃比補正係数λを設定す
る。すなわち、第７図に示すように、O2センサ１の出力
電圧値がスライスレベルよりも高い状態からスライスレ
ベルを横切りスライスレベル以下になり空燃比がリーン
からリッチへ切換ったときは、比例分Δλ１をその時の
λ値から減算し、リッチからリーンへ切換ったときは、
比例分Δλ２をその時のλ値に加算する。このΔλ1,Δ
λ２は、空気量QAに応じたΔλ10,Δλ20の値を先ず比
例分Δλマップ14、（第４図）より読み出し、次にKp値
マップ15から、第５図に示すように、O2センサ１のピー
ク電圧、すなわちリッチ時の出力電圧に応じたKp値を求
め、Δλ10あるいはΔλ20とKpとの乗算値を比例分Δλ
1,Δλ２とする。例えば、吸入空気量QAが350でO2セン
サ１のピーク電圧が0.7とすると、Δλ10,Δλ20は共に
5.0,Kpは1.0であるので、Δλ１＝Δλ10×Kp＝5.0、Δ
λ２＝5.0となる。従って、１演算周期前のλ値をλＯ
とすると、この時のλ値はそれぞれ、λ＝λＯ−5.0、
λ＝λＯ＋5.0となる。 次に、リッチが継続したときには、積分分Δλ３をそ
の時のλ値から減算し、リーンが継続したときには積分
分Δλ４をその時のλ値に加算する。このΔλ3,Δλ４
値は、積分分Δλマップ16より吸入空気量QAをアドレス
信号として読み出すが、第３図に示すように、吸入空気
量QAが増すに従ってステップ状に大きくなっていく。例
えば、QA＝350ではΔλ３＝0.11、Δλ４＝0.27とな
り、その時のλ値はそれぞれ、λ＝λＯ−0.11、λ＝λ
Ｏ＋0.27となる。 一方、上記活性判定手段12により、O2センサ１が活性
状態から不活性状態に移行したと判断されると、その時
点での空燃比補正係数λ値を読み出して基本値（例え
ば、λ＝1.0）と比較する。そして、λ＞1.0で空燃比補
正係数λが基本値よりも大きいときは、演算周期毎にλ
値から、収束Δλ値記憶手段17に予め格納されている一
定値Δλ５を読み出して減算し、空燃比補正係数λを基
本値（λ＝1.0）に収束させる。また、λ＜1.0で空燃比
補正係数λが基本値よりも小さいときには、演算周期毎
に、λ値に一定値Δλ６を加算してλ値を基本値に収束
させる。この一定値Δλ5,Δλ６は、λ値を一定の時間
傾斜で収束できるように、例えば0.01/1secというよう
な値で設定されている。そして、空燃比補正係数λが基
本値（λ＝1.0）に一致しているとき、或いは基本値に
収束したとき、空燃比フィードバック制御を停止し、空
燃比補正係数λを基本値（λ＝1.0）とホールドして空
燃比オープンループ制御に切換える。 18は燃料噴射量設定手段で、上記基本噴射パルス幅算
出手段11により算出された基本燃料噴射量を定める基本
噴射パルス幅Tiに、上記空燃比補正係数設定手段13によ
り設定された空燃比補正係数λを乗算して基本燃料噴射
量を空燃比補正し、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス
幅Toを設定し、駆動回路５を介してインジェクタ６を駆
動する。 次に、上記空燃比制御装置10による空燃比制御手順
を、第６図に示すフローチャートに基づき説明する。 第６図に示すルーチンは所定周期毎に実行され、先ず
ステップS101でエンジン運転状態を検出する各センサか
らのデータに基づき前記（１）式により基本燃料噴射量
を定める基本噴射パルス幅Tiを算出する。 次いでステップS102へ進み、O2センサ１の出力電圧値
に基づきO2センサ１が活性状態から不活性状態へ移行し
たかを判断する。そしてO2センサ１が活性状態のときに
は、ステップS103へ進んで、上述のようにO2センサ１の
出力電圧値とスライスレベルとの比較結果により検出さ
れる空燃比状態に応じ比例積分制御処理によって空燃比
補正係数λを設定し、ステップS105で、上記ステップS1
01にて算出した基本噴射パルス幅Tiを上記ステップS103
で比例積分処理によって設定した空燃比補正係数λによ
り空燃比補正して燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅
Toを設定する（To←Ti×λ）。そして、ステップS106
で、所定タイミングに燃料噴射パルス幅信号を駆動回路
５に出力しインジェクタ６を駆動させ、上記燃料噴射パ
ルス幅Toに相応する量の燃料を噴射させる。 従って、O2センサ１の活性時には、O2センサ１の出力
電圧値に基づき検出される空燃比に応じ比例積分制御処
理により空燃比補正係数λが設定され、この空燃比補正
係数λにより基本噴射パルス幅Tiを補正して燃料噴射パ
ルス幅Toを設定することで、空燃比リッチのときには燃
料減量補正され、リーンのときには燃料増量されて空燃
比が、理論空燃比に収束するようフィードバック制御さ
れる。 一方、上記ステップS102において、前述の条件により
02センサ１が活性状態から不活性状態に移行したとき、
すなわち、空燃比フィードバック制御下における空燃比
リッチ時にO2センサ１の出力電圧が設定値（750mV）以
下、且つこのときのO2センサ１の出力電圧の極大値と極
小値との差Ｐ−Ｐ値が設定値（250mV）以下の状態が設
定時間（9sec）継続したとき、O2センサ１が活性状態か
ら不活性状態に移行したと判断し、ステップS104へ進
み、空燃比補正係数λ値が基本値（1.0）よりも大きい
ときには、空燃比補正係数λから設定値（一定値Δλ
５）を減算して該空燃比補正係数λを更新し、また空燃
比補正係数λ値が基本値（1.0）よりも小さいときに
は、空燃比補正係数λに設定値（一定値Δλ６）を加算
して該空燃比補正係数λを更新し、空燃比補正係数λを
基本値に収束させ、空燃比補正係数λが基本値のとき、
或いは基本値に収束すると、該空燃比補正係数λを基本
値にホールドする（λ＝1.0）。そしてステップS105
で、上記ステップS104で設定した空燃比補正係数λによ
り基本噴射パルス幅Tiを補正して燃料噴射パルス幅Toを
設定し、ステップS106で、この燃料噴射パルス幅Toの駆
動信号を所定タイミングに駆動回路５に出力してインジ
ェクタ６を駆動させる。 従って、O2センサ１が活性状態から不活性状態に移行
すると、このときエンジン運転状態に応じ設定される基
本燃料噴射量を空燃比補正して燃料噴射量を設定するた
めの空燃比補正係数λが、基本値（1.0）よりも大きい
ときにはその基本値に収束するまで演算周期毎に設定値
づつ漸次的に減少され、基本値よりも小さいときは、図
７に示すように、基本値に収束するまで演算周期毎に設
定値づつ漸次的に増加され、基本値に収束後は空燃比補
正係数λが基本値にホールドされて空燃比フィードバッ
ク制御から空燃比オープンループ制御に切換わる。
本発明によると、O2センサ１が活性状態から不活性状
態に移行すると相対的にO2センサ１の出力値が低下して
O2センサ１の出力値の振幅も小さくなり、また、O2セン
サ１の出力特性上、空燃比リッチのときO2センサ１の出
力値は高く、リーンのときO2センサ１の出力値は低い値
を示す。従って空燃比フィードバック制御下における空
燃比リッチ時を基準とし、O2センサ出力値の振幅をO2セ
ンサ出力値の極大値と極小値との差により判断し、空燃
比フィードバック制御下における空燃比リッチ時にO2セ
ンサの出力電圧が設定値以下、且つこのときのO2センサ
の出力電圧の極大値と極小値との差が設定値以下の状態
が設定時間継続したとき、O2センサが活性状態から不活
性状態に移行したと判断するので、適正かつ確実にO2セ
ンサが活性状態から不活性状態に移行したことを判断す
ることができる。 また、上述の判断により、O2センサが活性状態から不
活性状態に移行したとき、エンジン運転状態に応じ設定
される基本燃料噴射量を空燃比補正して燃料噴射量を設
定するための空燃比補正係数を、基本値よりも大きいと
きには該基本値に収束するまで演算周期毎に設定値づつ
漸次的に減少させ、基本値よりも小さいときには基本値
に収束するまで演算周期毎に設定値づつ漸次的に増加さ
せるので、O2センサが活性状態から不活性状態に移行し
たときに、空燃比補正係数が基本値と隔たっていても、
空燃比補正係数が漸次的に基本値に収束されて空燃比補
正係数の急変が防止され、O2センサの活性状態から不活
性状態への移行に伴う空燃比フィードバック制御からオ
ープンループ制御への繋がりがスムーズとなり、この空
燃比補正係数により補正して設定される燃料噴射量の変
動が抑制されてエンジンの空燃比の急変が防止され、空
燃比の急変に伴うエンジン不調、エンスト等を防止する
ことができる。
態に移行すると相対的にO2センサ１の出力値が低下して
O2センサ１の出力値の振幅も小さくなり、また、O2セン
サ１の出力特性上、空燃比リッチのときO2センサ１の出
力値は高く、リーンのときO2センサ１の出力値は低い値
を示す。従って空燃比フィードバック制御下における空
燃比リッチ時を基準とし、O2センサ出力値の振幅をO2セ
ンサ出力値の極大値と極小値との差により判断し、空燃
比フィードバック制御下における空燃比リッチ時にO2セ
ンサの出力電圧が設定値以下、且つこのときのO2センサ
の出力電圧の極大値と極小値との差が設定値以下の状態
が設定時間継続したとき、O2センサが活性状態から不活
性状態に移行したと判断するので、適正かつ確実にO2セ
ンサが活性状態から不活性状態に移行したことを判断す
ることができる。 また、上述の判断により、O2センサが活性状態から不
活性状態に移行したとき、エンジン運転状態に応じ設定
される基本燃料噴射量を空燃比補正して燃料噴射量を設
定するための空燃比補正係数を、基本値よりも大きいと
きには該基本値に収束するまで演算周期毎に設定値づつ
漸次的に減少させ、基本値よりも小さいときには基本値
に収束するまで演算周期毎に設定値づつ漸次的に増加さ
せるので、O2センサが活性状態から不活性状態に移行し
たときに、空燃比補正係数が基本値と隔たっていても、
空燃比補正係数が漸次的に基本値に収束されて空燃比補
正係数の急変が防止され、O2センサの活性状態から不活
性状態への移行に伴う空燃比フィードバック制御からオ
ープンループ制御への繋がりがスムーズとなり、この空
燃比補正係数により補正して設定される燃料噴射量の変
動が抑制されてエンジンの空燃比の急変が防止され、空
燃比の急変に伴うエンジン不調、エンスト等を防止する
ことができる。
第１図は空燃比制御装置の機能ブロック図、第２図はO2
センサの特性図、第３図は空燃比制御係数補正用の積分
分Δλ値マップ、第４図は比例分Δλ値マップ、第５図
は比例分Δλ1,Δλ２値算出用Kp値マップ、第６図は本
発明による空燃比制御手順を示すフローチャート、第７
図はO2センサの活性状態から不活性状態への移行、空燃
比、O2センサ出力電圧、及び空燃比補正係数λ値との関
係を示すタイムチャートである。 １……O2センサ ６……インジェクタ 10……空燃比制御装置 12……活性判定手段 13……空燃比補正係数設定手段 18……燃料噴射量設定手段
センサの特性図、第３図は空燃比制御係数補正用の積分
分Δλ値マップ、第４図は比例分Δλ値マップ、第５図
は比例分Δλ1,Δλ２値算出用Kp値マップ、第６図は本
発明による空燃比制御手順を示すフローチャート、第７
図はO2センサの活性状態から不活性状態への移行、空燃
比、O2センサ出力電圧、及び空燃比補正係数λ値との関
係を示すタイムチャートである。 １……O2センサ ６……インジェクタ 10……空燃比制御装置 12……活性判定手段 13……空燃比補正係数設定手段 18……燃料噴射量設定手段
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンの排気系に介装されたO2センサの
出力値に基づき該O2センサの活性状態を判断し、O2セン
サの活性時には該O2センサの出力値とスライスレベルと
の比較結果により検出される空燃比に応じ比例積分制御
処理により空燃比補正係数を設定し、該空燃比補正係数
により燃料噴射量を補正して設定する空燃比フィードバ
ック制御を行い、O2センサの不活性時には上記空燃比補
正係数を基本値に設定して空燃比オープンループ制御を
行うエンジンの空燃比制御装置において、 空燃比フィードバック制御下における空燃比リッチ時に
O2センサの出力電圧が設定値以下、且つこのときのO2セ
ンサの出力電圧の極大値と極小値との差が設定値以下の
状態が設定時間継続したとき、O2センサが活性状態から
不活性状態に移行したと判断する活性判定手段と、 O2センサが活性状態から不活性状態に移行したとき、上
記空燃比補正係数が上記基本値よりも大きいときには空
燃比補正係数が上記基本値に収束するまで演算周期毎に
該空燃比補正係数を設定値づつ漸次減少させ、上記空燃
比補正係数が上記基本値よりも小さいときに空燃比補正
係数が上記基本値に収束するまで演算周期毎に該空燃比
補正係数を設定値づつ漸次増加させる空燃比補正係数設
定手段と、 エンジン運転状態に応じ設定される基本燃料噴射量を上
記空燃比補正係数により補正して燃料噴射量を設定する
燃料噴射量設定手段とを備えたことを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62011863A JP2583044B2 (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | エンジンの空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62011863A JP2583044B2 (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | エンジンの空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183245A JPS63183245A (ja) | 1988-07-28 |
| JP2583044B2 true JP2583044B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=11789561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62011863A Expired - Lifetime JP2583044B2 (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | エンジンの空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2583044B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61192827A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPS6232238A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1987
- 1987-01-21 JP JP62011863A patent/JP2583044B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63183245A (ja) | 1988-07-28 |
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