JP2668027B2 - エンジンの空燃比調整方法 - Google Patents
エンジンの空燃比調整方法Info
- Publication number
- JP2668027B2 JP2668027B2 JP61260531A JP26053186A JP2668027B2 JP 2668027 B2 JP2668027 B2 JP 2668027B2 JP 61260531 A JP61260531 A JP 61260531A JP 26053186 A JP26053186 A JP 26053186A JP 2668027 B2 JP2668027 B2 JP 2668027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- sensor
- fuel ratio
- control
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エンジンの空燃比調整方法に関し、特に、
O2センサの応答遅れを測定するエンジンの空燃比調整方
法と、この応答遅れに基づき燃料供給量を補正するよう
にしたエンジンの空燃比調整方法に関する。 〔従来の技術〕 従来のエンジンの空燃比調整装置は、第16図に示すよ
うに、エアクリーナ13からの吸気が、吸気通路11を通じ
てエンジン本体14の図示しない燃焼室へ供給されるよう
になっていて、燃焼室からの排気が三元触媒16を介装さ
れた排気通路15を通じて大気へ開放されるようになって
いる。 そして、燃料を吸気通路11へ供給するための空燃比調
整手段としての燃料供給装置（インジェクタ）２を制御
すべく、空燃比制御手段を兼ねる制御装置（コンピュー
タ）１が設けられており、この制御装置１は、吸気温度
を検出する吸気温度センサ9,スロットル弁12の開度を検
出するスロットル開度センサ6,O2センサ7,エンジン冷却
水温を検出する水温センサ5,エンジン回転数を検出する
イグニッションコイル（エンジン回転数センサ）3,クラ
ンク角度を検出するクランク角度センサ４および吸入空
気量を検出するエアフローセンサ８にそれぞれ結線され
ており、各センサ３〜９からの検出信号を受けて所望の
空燃比を実現すべく、燃料供給装置２へ制御信号を出力
する。 O2センサ７は、第16図に示すように、車両用エンジン
14の排気通路15中に介装されており、ジルコニア（Zr
O2）やチタニア等からなる酸素イオン透過性固体電解質
によって構成されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、オンオフ型O2センサ７を用いた空燃比
（A/F）フィードバック型制御システムとして構成され
た従来のエンジンの空燃比調整装置では、O2センサ７の
バラツキや劣化により、リーン検出状態からリッチ検出
状態への変化（以下、「リッチ化」という。）に対する
応答遅れ（エンジンの遅れも含む）τLRと、リッチ検出
状態からリーン検出状態への変化（以下、「リーン化」
という。）に対する応答遅れ（エンジン遅れも含むτRL
とに差が生じた場合、制御空燃化にバラツキが生じて、
三元触媒16の効率が悪化したり、排ガス中のNOXやCOやH
C等のレベルであるエミッションレベルが悪化したりし
てしまうという問題点がある。 O2センサ７は、その使用開始時には、通常、第17図
（ａ），（ｂ）に示すように、τLR＝τRLとなっていた
ものが、第18図（ａ），（ｂ）に示すように、τLR＜τ
RLとなった際に、τLR＝τRLと見なす制御を続行する
と、第18図（ａ）中に破線で示すインジェクタ補正係数
がリーン（Ｌ）側にシフトした点を、空燃比が理論空燃
比（Stoichiometric Air Fuel Ratio、以下ストイキ
オという。）であるものと判断してしまうのと同様の制
御を行なってしまう。 何故ならば、リッチを検出するとインジェクタ２へリ
ーン化信号を送り、リーンを検出するとインジェクタ２
へリッチ化信号を送るようになっているので、応答遅れ
の時間内における積分値がリフト量に反映するからであ
る。 このように、ストイキオに制御していたつもりでも、
制御点がシフトしてしまうのである。 なお、第17,18図は参考図であり、従来例としての手
段を示すものではない。 本発明は、このようなO2センサのリーン化ないしリッ
チ化における応答性の差を測定し、さらに補正すること
により、空燃比を調整できるようにした、エンジンの空
燃比調整方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 このため、本発明は、エンジンの排気中における酸素
状態をO2センサにより検出し、上記エンジンへ供給され
る混合気の空燃比を調整するため燃料供給手段の燃料供
給量を上記O2センサからの検出信号に応じてフィードバ
ック制御するエンジンの空燃比調整方法において、空燃
比の調整を行なう時上記フィードバック制御中に上記フ
ィードバック制御を一時的に中断し、上記燃料供給量を
増減させる応答遅れ測定用燃料補正信号を上記燃料供給
手段に送ることにより上記混合気の空燃比をリッチ側と
リーン側との間で交互に変動させ、このとき上記O2セン
サで検出された空燃比検出信号と上記応答遅れ測定用燃
料補正信号とのずれに基づき、上記O2センサの応答遅れ
を測定すことを特徴としている。 また、上記応答遅れに基づき上記フィードバック制御
における燃料供給量を補正することを特徴としている。 〔作用〕 上述の本発明のエンジンの空燃比調整方法では、エン
ジンの排気中における酸素状態をO2センサにより検出
し、上記エンジンへ供給される混合気の空燃比を調整す
るため燃料供給手段の燃料供給量を上記O2センサからの
検出信号に応じてフィードバック制御するエンジンの空
燃比調整方法において、空燃比の調整時期となった時上
記フィードバック制御中に上記フィードバック制御を一
時的に中断し、上記燃料供給量を増減させる応答遅れ測
定用燃料補正信号を上記燃料供給手段に送ることにより
上記混合気の空燃比をリッチ側とリーン側との間で交互
に変動させ、このとき上記O2センサで検出された空燃比
検出信号と上記応答遅れ測定用燃料補正信号とのずれに
基づき、上記O2センサの応答遅れを測定することができ
る。 さらに、測定されたO2センサの応答遅れに基づいて上
記フィードバック制御における空燃比調整量を補正する
ことができる。 〔実 施 例〕 以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、第１〜５図は本発明の第１実施例としてのエンジン
の空燃比調整方法を示すもので、第１図はその制御要領
を説明するためのフローチャート、第２図はその作用を
説明するためのグラフ、第3,4図はそれぞれ本方法を直
接実施するためのエンジンの空燃比調整装置の全体構成
図およびその要部を示す拡大図、第５図はその一般的な
空燃比制御域を示すグラフであり、第６〜15図は本発明
の第２実施例としてのエンジンの空燃比調整方法を示す
もので、第６図はその制御要領を説明するためのフロー
チャート、第７図はそのA/Fフィードバック制御におけ
るグラフ、第8,9図はいずれもその応答遅れと制御A/Fシ
フト量との関係を示すグラフ、第10,11図はそれぞれそ
のＩゲイン補正方法および補正マップを示すグラフ、第
12〜14図はそれぞれそのＰゲイン補正方法，補正マップ
およびＰゲイン値の制御範囲を示すグラフ、第15図はそ
のO2センサ出力遅延補正方法を示すグラフであり、第１
〜15図中、第16〜18図と同じ符号はほぼ同様のものを示
す。 第１〜５図に示すように、第１実施例でも、エンジン
の空燃比調整装置は、第３図に示すように、エアクリー
ナ13からの吸気が、吸気通路11を通じてエンジン本体14
の図示しない燃焼室へ供給されるようになっていて、燃
焼室からの排気が三元触媒16を介装された排気通路15を
通じて大気へ開放されるようになっている。 そして、燃料を吸気通路11へ供給するための空燃比調
整手段としての燃料供給装置（インジェクタ）２を制御
すべく、空燃比制御手段を兼ねる制御装置（コンピュー
タ）１が設けられており、この制御装置１は、吸気温度
を検出する吸気温度センサ9,スロットル弁12の開度を検
出するスロットル開度センサ6,O2センサ7,エンジン冷却
水温を検出する水温センサ5,エンジン回転数を検出する
イグニッションコイル（エンジン回転数センサ）3,クラ
ンク角度を検出するクランク角度センサ４および吸入空
気量を検出するエアフローセンサ８にそれぞれ結線され
ており、各センサ３〜９からの検出信号を受けて所望の
空燃比を実現すべく、燃料供給装置２へ制御信号を出力
する。 O2センサ７は、第３図に示すように、車両用エンジン
14の排気通路15中に介装されており、ジルコニア（Zr
O2）やチタニア等からなる酸素イオン透過性固体電解質
によって構成されている。 さらに、空燃比調整時期検出手段10が設けられてい
て、オンオフ型O2センサ７を用いた空燃比（A/F）フィ
ードバック型制御システムとして構成されている。 制御装置１は、インジェクタ２へ燃料供給時期および
供給量を指令する燃料供給制御手段と、エアフローセン
サ８からの吸入空気量A,燃料供給制御手段からの燃料量
ＦおよびO2センサ７からの排気中の酸素の有無を受ける
とともに、エンジン回転数センサ３からのエンジン回転
数Ｎおよびスロットル開度センサ６からのスロットル開
度θ［吸入空気量Ａとエンジン回転数Ｎとの比（A/N）
でもよい。］を受けて、例えば、第５図に示すように空
燃比を制御するためのフィードバック型制御を含む第１
の空燃比制御手段と、点火装置17を介して点火プラグ18
における火花放電を制御する点火時期制御手段と、空燃
比調整時期検出手段10からの検出信号を受けて第１の空
燃比制御手段と後述するオープンループ型の第２の空燃
比制御手段との切換えを行なうフィードバック制御オー
プンループ制御切換手段と、同切換手段からの信号を受
けてインジェクタ２やスロットルモータへリッチ−リー
ン変動矩形波を出力する出力部をそなえたオープンルー
プ型第２の空燃比制御手段と、この矩形波出力部からの
信号とO2センサ７からの信号とを受けてO2センサ７にお
ける応答遅れを検出する測定部とをそなえて構成されて
いる。 また、このスロットル弁12は、第４図に示すように、
制御装置（CPU）１からの制御信号を受けるようになっ
ていて、スロットル弁駆動機構（ドライブバイワイヤ装
置）としてのスロットルモータ（ステップモータ）19に
軸20を介して接続していて、軸20はスロットル開度セン
サ６を回動しうるように構成されている。 そして、本実施例では、空燃比を変化させることによ
り、上述の測定部で、O2センサ７の応答遅れを検出しう
るように構成されている。 すなわち、第１図に示すように、空燃比の調整時期と
なったとき、条件成立とみなされ（ステップa1）、条件
不成立のときには、以下の処理フローは実行されない。
ここで、空燃比の調整時期とは、空燃比調整時期検出手
段10で検出されるもので、アイドル状態が所定時間以上
連続して行なわれた時期、整備・点検時にマニュアルス
イッチ等からの信号を受けて行なわれた時期、通常走行
中の所定時期であり、さらに、所定走行距離毎の時期や
所定日数毎等の時期でもよい。 ついで、制御装置１による空燃比のフィードバック制
御を一時中断する（ステップa2）。 そして、第２図（ａ）に示すように、空燃比をリーン
側とリッチ側との間で周期2T毎にステップ状に変化させ
る（ステップa3）。 インジェクタ２の駆動周期2Tは、応答遅れτLR,τRL
かインジェクタ２のバラツキにより重ならないように長
めに設定され、このようにして、応答遅れ測定用燃料補
正値を空燃比FB補正係数に加えて、インジェクタ２へ送
り、空燃比がステップ状に変化するように燃料量を制御
するのである。 そして、応答遅れ測定用燃料補正信号［第２図の
（ａ）参照］とO2センサ７からの検出信号［第２図の
（ｂ）参照］とから、O2センサ７のリッチ化検出時の応
答遅れτLRと、リーン化検出時の応答遅れτRLとを測定
することができる（ステップa4）。 すなわち、応答遅れτLR,τRLの求め方としては、燃
料噴射制御を一時的にオープンループにして、インジェ
クタ駆動信号をリッチ（Ｒ）リーン（Ｌ）間に周期変
動させることが考えられる。 このように、インジェクタ駆動信号を周期2TでＲＬ
に変動させた場合、O2センサ近傍A/F,O2センサ出力は、
第２図（ｂ），（ｃ）に示すようになる。 したがって、インジェクタ駆動信号とO2センサ出力を
比較することにより、τLR,τRLが求まる。 また、O2センサ出力デューティ比［α＝（TR/2T）］
より、次式を用いてτLR,τRLの差が求まる。 τRL−τLR＝（２α−１）Ｔ ・・・ なお、本実施例における符号は、第２実施例と共通で
ある。 第６〜15図に示すように、第２実施例でも、第１実施
例とほぼ同様に構成されており、本実施例では、制御装
置１が、測定部からのO2センサ７の応答遅れτRL,τLR
に基づき制御A/Fシフト量（補正量）を求める補正手段
をそなえている。なお、他の構成は、第１実施例と同様
であり、第６〜15図中、第１〜5,16〜18図と同じ符号は
ほぼ同様のものを示す。 まず、本実施例では、初めに、１）−（１）〜（４）
において、制御A/Fシフト量が検出可能であることを示
し、ついで１）−（３）において、第１実施例で求めた
のと同様に応答遅れτLR,τRLを求め（この記述は、第
１実施例と同様であるので省略する）、最後に３）−
（１）〜（３）において、例としてリッチ化をねらった
補正方法を示す。 ここで、全体の概要を示すと次のようになる。 １）A/Fフィードバック制御概要 （１）A/Fフィードバック制御 （２）記号の定義 （３）フィードバック周期TF （４）制御λ ２）制御A/Fに与える影響 （１）設定条件 （２）O2センサ応答遅れの影響 （３）制御A/Fシフト量の検出方法 ３）制御A/Fシフトの補正 （１）Ｉゲインによる補正方法 （２）Ｐゲインによる補正方法 （３）O2センサ出力遅延補助方法 ４）各補正方法の特徴 （１）フィードバック周期TF （２）A/Fの振れΔＳ （３）プログラム化における必要メモリ量 １）A/Fフィードバック制御概要 （１）A/Fフィードバック制御 A/F FB制御において、A/F FB補正係数（インジェク
タ駆動信号）,O2センサ近傍のA/F,O2センサ出力の関係
は第７図（ａ）〜（ｃ）に示すとおりである。 但し、準定常時のO2センサ出力のハイレベル（Ｈ）
ローレベル（Ｌ）の反転ポイントは、λ＝1.0と仮定
し、λ＝1.0におけるA/Fは、14.7と仮定した（スタティ
ックA/F） （２）記号の定義 ILR:O2センサ出力ローレベル時のA/Fリッチ化積分ゲイ
ン（1/sec）（＞０） IRL:O2センサ出力ハイレベル時のA/Fリーン化積分ゲイ
ン（1/sec）（＜０） PLR:O2センサ出力ハイレベル→ローレベル反転時のA/F
リッチ化比例ゲイン（＞０） PRL:O2センサ出力ローレベル→ハイレベル反転時のA/F
リーン化比例ゲイン（＜０） ΔTLR:A/F補正係数リーン→リッチ反転後、O2センサ近
傍A/Fがリーン→リッチに反転するまでの遅れ（sec） ΔTRL:A/F補正係数リッチ→リーン反転後、O2センサ近
傍A/Fがリッチ→リーンに反転するまでの遅れ（sec） ΔtLR:O2センサ近傍A/Fがリーン→リッチに反転後、O2
センサ出力がローレベル→ハイレベルに反転するまでの
遅れ（sec） ΔtRL:O2センサ近傍A/Fがリッチ→リーンに反転後、O2
センサ出力がハイレベル→ローレベルに反転するまでの
遅れ（sec） τLR:ΔTLR＋ΔtLR（sec） τRL:ΔTRL＋ΔtRL（sec） TF:A/F−FB制御周期 Ｐゲインの値は、|PLR|≦|IRL×τRL|,|PRL|≦|ILR×
τLR|に限定した。 何故ならば、Ｐゲイン値がこの範囲を越えた場合、制
御A/Fは、第14図（ａ），（ｂ）に示すように、一点に
定まらないからである。 第14図（ａ），（ｂ）は、両方とも ILR＝−IRL（＝Ｉ）,PLR＝−PRL（＝Ｐ），τLR＝τRL
（＝τ） という条件であるが、制御A/Fは異なる。すなわち、同
条件であっても制御A/Fは −（Ｐ−Ｉτ）/2≦制御A/F≦（Ｐ−Ｉτ）/2 の範囲でバラツキが生じる。 したがって、制御A/Fを固定するためにＰゲイン値
は、前述の範囲に制限することが必要である。 （３）フィードバック周期TF フィードバック周期TFは、第７図（ａ）〜（ｃ）よ
り、次の通りとなる。 TF＝τLR＋t1＋τRL＋t2 t1＝−（ILRτLR＋PRL）/IRL t2＝−（IRLτRL＋PLR）/ILRより、 ∴TF＝［１−（ILR/IRL）］τLR ＋［１−（IRL/ILR）］τRL −［（PLR/ILR）＋（PRL/IRL）］ ・・・ （４）制御λ 制御λ［＝｛（A/F）/14.7｝±0.05］は、第７図
（ａ）〜（ｃ）より、次の通りとなる。２）制御A/Fに与える影響 （１）設定条件 ，式を用いて、O2センサ応答性が制御A/Fに与え
る影響を検討する。この際、代表運転点として60km/hに
おけるR/Lを選定した。 何故なら、所定条件下における吸入空気量が最も代表
点であるものに近いからである。 60km/hにおけるR/Lでのエンジン回転数は、約1500rp
m、排ガス温度は500℃、排気管内圧力は5mmHg、排気バ
ルブよりO2センサまでの容積は、1100cm3であり、これ
よりインジェクタ２からO2センサ７までの混合気（燃焼
ガス）の移動に要する時間ΔＴ（＝ΔTLR＝ΔTRL）は、 ΔＴ＝T15（sec） と求まる。更に、O2センサ応答遅れを考慮に入れて、τ
LR,τRLの最小値τminは τmin＝T16（sec） とした。また、Ｉゲイン,Pゲインの基準値は、 ILR＝0.05（1/sec）（すなわち1sec間に５％リッチ化） IRL＝−0.05（1/sec）,PLR＝1/128,PRL−1/128 とした。 （２）O2センサ応答遅れの影響 O2センサ７のバラツキ，劣化により、τLR,τRLが変
化したときの制御A/Fのシフト量を第８図に示した。ま
た、第９図にはτLR,τRLの差（＝ＲL,O2センサ応答
遅れの差）と制御A/Fシフト量の関係を示した。 制御A/Fシフト量ΔA/Fは、τLR,τRLの差が、0.1sec
では0.037、0.2secでは0.074となる。 （３）制御A/Fシフト量の検出方法 第１実施例で求めた、τLR,τRLおよびその差より求
まる。 この制御フローは、第６図においてステップb1〜b4に
示してある。 ３）制御A/Fシフトの補正 前述のように、制御A/Fシフト量は検出可能である。
そこで、第６図のステップb5で示す次に制御A/Fシフト
の補正について具体的に検討する。 制御A/Fシフトは、τLR,τRLの変化により、式の値
が目標値1.0からはずれるために生じる。したがって、 とすれば、λ＝1.0となり、制御A/Fシフトは補正され
る。その方法としては、次の３方式が考えられる。 ・Ｉゲイン値（ILR,IRL）変更による補正 ・Ｐゲイン値（PLR,PRL）変更による補正 ・O2センサ出力遅延（delay）操作による補正 但し、PLR,PRLは変更しないものとして、式をオン
ボード演算で解くことは困難であり、各補正値について
は、マップを作ることが必要である。しかし、O2センサ
出力delay補正は、マップの必要が無い。 （１）Ｉゲインによる補正方法 Ｉゲインによる補正方法は、下記の通り行なう。 ・制御A/Fがリッチ側にシフトの場合 |IRL|増 ・制御A/Fがリーン側にシフトの場合｜ ILR|増 これを、第10図に例を示す。 第10図では、リッチリーンのO2センサ応答性に差が
ある（ΔtRL＞ΔtLR)ため、τRL＞τLRとなり制御A/Fが
リーン側にシフトしている。そこで、A/F補正係数リッ
チ化積分ゲインILRを大きくすることにより、同図中の
ハッチング面積分だけ制御A/Fはリッチ化され、制御A/F
シフトが補正される。 また、制御A/Fシフトを補正するＩゲイン値マップの
例を第11図に示す。例えば、τRL＝0.4sec,τLR＝0.2se
cの場合、制御A/Fは、0.074リーン側にシフトするが、I
LRを0.05→0.115（1/sec）とすることにより、制御A/F
シフト量は0.001以下に補正される。 （２）Ｐゲインによる補正方法 Ｐゲイン補正は、O2センサ出力のローレベルハイレ
ベル反転時の比例ゲインPLR,PRLを変更することにより
行なう。本補正は、補正可能範囲が限られ、Ｉゲイン補
正よりも複雑である。これは、第14図に示したとおり、
Ｐゲイン値が|P|≦|I×τ｜に限定されるためである。
このＰゲイン補正の可能範囲は、 である。この範囲内では、Ｐゲイン補正は下記のとお
り、 ・制御A/Fがリッチ側にシフトの場合 |PRL|増、|PRL|＝|ILRτLR|としても補正不足であれ
ば、|PLR|減 ・制御A/Fがリーン側にシフトの場合 |PLR|増、|PLR|＝|IRLτRL|としても補正不足であれ
ば、|PRL|減 第12図にこの例を示す。 第12図では、第10図同様に制御A/Fがリーン側にシフ
トしている。そこで、A/F補正係数リッチ化比例ゲインP
LRを、|PLR|≦|IRLτRL|の範囲で大きくし、更には|PRL
|を小さくすることにより、同図中のハッチング面積分
だけ制御A/Fはリッチ化され、制御A/Fシフトが補正され
る。 制御A/Fシフトを補正するＰゲイン値マップは、Ｉゲ
イン値マップに比べて、非常に複雑なので、ここでは、
大まかな特徴のみを第13図に示す。 この第13図に示すとおり、Ｐゲイン補正は、補正可能
な範囲が限られ、更にその範囲内でも、PLR,PRLの片方
のみで補正可能な範囲と、片方で可能な限り補正し、も
う一方で不足分を補正するという範囲に分けわれる。 （３）O2センサ出力遅延補正方法 前述のようにτLR＝τRLであれば、制御A/Fシフトは
生じない。そこで、A/F補正係数のリッチ化、あるいは
リーン化をO2センサ出力のローレベルハイレベル反転
から遅延させることにより、みかけ上τLR＝τRLとし
て、制御A/Fシフトの補正が可能。 第15図にその例を示す。 第15図では、リッチリーンのO2センサ応答性に差が
あり（ΔtRL＞ΔtLR），τRL＞τLRとなって、制御A/F
がリーンシフトしている。そこで、A/F補正係数のリー
ン化をO2センサ出力のローレベル→ハイレベル反転から
遅延Δtd（＝ΔtRL−ΔtLR＝τRL−τLR）だけ遅延させ
れば、同図中のハッチング面積分だけ制御A/Fはリッチ
化され、制御A/Fシフトは補正される。 ４）各補正方法の特徴 （１）フィードバック周期TF 補正後のFB周期は、Ｐゲイン補正では短くなるが、Ｉ
ゲイン補正,O2出力遅延補正では長くなる。 次表にその例を示す。Ｐ補正が応答性がよい。 （２）A/Fの振れΔＳ 制御A/Fの平均が制御目標となっていても、各時点で
のA/Fが制御目標から大きくはずれていては意味が無
い。そこで、第７図（ａ）〜（ｃ）において、 ΔＳ＝（S1＋S2＋S3＋S4）/TFを求めて、更にλ＝1.0
におけるA/F値（14.7）を掛けたものをA/Fの振れを表わ
す量と考え、各補正方法について調査した。その一部を
次表に示す。Ｉ補正はマップをもたねばならず、Ｐ補正
は幅が小さく遅延補正は応答性が悪い。 各補正方法とも、補正前よりA/Fの振れは大きくなる
が、その差は小さい。 （３）プログラム化における必要メモリ量 各補正方法ともプログラムによる実施は可能である
が、その際必要とされるメモリ量には違いがある。 Ｉゲイン補正方法とＰゲイン補正方法とは、それぞれ
Ｉゲイン値のマップ、Ｐゲイン値のマップを記憶する必
要があり、必要メモリ量は大きい。 特に、Ｐゲイン補正では、補正が複雑なため、Ｉゲイ
ン補正より必要メモリ量は大きい。 これに対し、O2センサ出力遅延補正では、必要メモリ
量は少ない。 以上の結果を考慮に入れると、まずＰゲイン補正は、
補正可能な範囲が限られ、補正内容も複雑という理由か
ら適当でない。 残りのＩゲイン補正とO2センサ遅延補正とは、補正の
容易さでは、遅延補正が良く、補正後のFB周期では、Ｉ
ゲイン補正がそれぞれ良い。したがって、車載メモリ量
に余裕があれば、Ｉゲイン補正が適当と考えられる。 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明のエンジンの空燃比調整
方法によれば、次のような効果ないし利点が得られる。 （１）エンジンの排気中における酸素状態をO2センサに
より検出し、上記エンジンへ供給される混合気の空燃比
を調整するため燃料供給手段の燃料供給量を上記O2セン
サからの検出信号に応じてフィードバック制御するエン
ジンの空燃比調整方法において、空燃比の調整を行なう
時上記フィードバック制御中に上記フィードバック制御
を一時的に中断し、上記燃料供給量を増減させる応答遅
れ測定用燃料補正信号を上記燃料供給手段に送ることに
より上記混合気の空燃比をリッチ側とリーン側との間で
交互に変動させ、このとき上記O2センサで検出された空
燃比検出信号と上記応答遅れ測定用燃料補正信号とのず
れに基づき、上記O2センサの応答遅れを測定するように
したため、つまり専用の応答遅れ測定用燃料補正信号を
使用し、その信号により生じる空燃比の変動に対するO2
センサの反応の遅れを測定するようにしたので、通常の
制御の中で行なうよりも測定の精度が高く、早期にO2セ
ンサの劣化をより正確に検出することができる。 （２）リーン側からリッチ側への応答遅れとリッチ側か
らリーン側への応答遅れとをそれぞれ個別に測定するこ
とも可能である。 （３）フィードバック制御のＰゲインやＩゲインの影響
を受けることもないため、O2センサの応答遅れを正確に
測定することが可能となる。 （４）検出されたO2センサの遅れに基づいて上記フィー
ドバック制御における燃料供給量を補正するようにした
ため、O2センサの応答性のバラツキや劣化に対する自動
補正を行なうことができ、これにより制御空燃比のバラ
ツキを大幅に減少させることができ、制御A/Fがストイ
キオからずれるのを防止して、三元触媒の効率を悪化さ
せなくなるなどの利点がある。
O2センサの応答遅れを測定するエンジンの空燃比調整方
法と、この応答遅れに基づき燃料供給量を補正するよう
にしたエンジンの空燃比調整方法に関する。 〔従来の技術〕 従来のエンジンの空燃比調整装置は、第16図に示すよ
うに、エアクリーナ13からの吸気が、吸気通路11を通じ
てエンジン本体14の図示しない燃焼室へ供給されるよう
になっていて、燃焼室からの排気が三元触媒16を介装さ
れた排気通路15を通じて大気へ開放されるようになって
いる。 そして、燃料を吸気通路11へ供給するための空燃比調
整手段としての燃料供給装置（インジェクタ）２を制御
すべく、空燃比制御手段を兼ねる制御装置（コンピュー
タ）１が設けられており、この制御装置１は、吸気温度
を検出する吸気温度センサ9,スロットル弁12の開度を検
出するスロットル開度センサ6,O2センサ7,エンジン冷却
水温を検出する水温センサ5,エンジン回転数を検出する
イグニッションコイル（エンジン回転数センサ）3,クラ
ンク角度を検出するクランク角度センサ４および吸入空
気量を検出するエアフローセンサ８にそれぞれ結線され
ており、各センサ３〜９からの検出信号を受けて所望の
空燃比を実現すべく、燃料供給装置２へ制御信号を出力
する。 O2センサ７は、第16図に示すように、車両用エンジン
14の排気通路15中に介装されており、ジルコニア（Zr
O2）やチタニア等からなる酸素イオン透過性固体電解質
によって構成されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、オンオフ型O2センサ７を用いた空燃比
（A/F）フィードバック型制御システムとして構成され
た従来のエンジンの空燃比調整装置では、O2センサ７の
バラツキや劣化により、リーン検出状態からリッチ検出
状態への変化（以下、「リッチ化」という。）に対する
応答遅れ（エンジンの遅れも含む）τLRと、リッチ検出
状態からリーン検出状態への変化（以下、「リーン化」
という。）に対する応答遅れ（エンジン遅れも含むτRL
とに差が生じた場合、制御空燃化にバラツキが生じて、
三元触媒16の効率が悪化したり、排ガス中のNOXやCOやH
C等のレベルであるエミッションレベルが悪化したりし
てしまうという問題点がある。 O2センサ７は、その使用開始時には、通常、第17図
（ａ），（ｂ）に示すように、τLR＝τRLとなっていた
ものが、第18図（ａ），（ｂ）に示すように、τLR＜τ
RLとなった際に、τLR＝τRLと見なす制御を続行する
と、第18図（ａ）中に破線で示すインジェクタ補正係数
がリーン（Ｌ）側にシフトした点を、空燃比が理論空燃
比（Stoichiometric Air Fuel Ratio、以下ストイキ
オという。）であるものと判断してしまうのと同様の制
御を行なってしまう。 何故ならば、リッチを検出するとインジェクタ２へリ
ーン化信号を送り、リーンを検出するとインジェクタ２
へリッチ化信号を送るようになっているので、応答遅れ
の時間内における積分値がリフト量に反映するからであ
る。 このように、ストイキオに制御していたつもりでも、
制御点がシフトしてしまうのである。 なお、第17,18図は参考図であり、従来例としての手
段を示すものではない。 本発明は、このようなO2センサのリーン化ないしリッ
チ化における応答性の差を測定し、さらに補正すること
により、空燃比を調整できるようにした、エンジンの空
燃比調整方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 このため、本発明は、エンジンの排気中における酸素
状態をO2センサにより検出し、上記エンジンへ供給され
る混合気の空燃比を調整するため燃料供給手段の燃料供
給量を上記O2センサからの検出信号に応じてフィードバ
ック制御するエンジンの空燃比調整方法において、空燃
比の調整を行なう時上記フィードバック制御中に上記フ
ィードバック制御を一時的に中断し、上記燃料供給量を
増減させる応答遅れ測定用燃料補正信号を上記燃料供給
手段に送ることにより上記混合気の空燃比をリッチ側と
リーン側との間で交互に変動させ、このとき上記O2セン
サで検出された空燃比検出信号と上記応答遅れ測定用燃
料補正信号とのずれに基づき、上記O2センサの応答遅れ
を測定すことを特徴としている。 また、上記応答遅れに基づき上記フィードバック制御
における燃料供給量を補正することを特徴としている。 〔作用〕 上述の本発明のエンジンの空燃比調整方法では、エン
ジンの排気中における酸素状態をO2センサにより検出
し、上記エンジンへ供給される混合気の空燃比を調整す
るため燃料供給手段の燃料供給量を上記O2センサからの
検出信号に応じてフィードバック制御するエンジンの空
燃比調整方法において、空燃比の調整時期となった時上
記フィードバック制御中に上記フィードバック制御を一
時的に中断し、上記燃料供給量を増減させる応答遅れ測
定用燃料補正信号を上記燃料供給手段に送ることにより
上記混合気の空燃比をリッチ側とリーン側との間で交互
に変動させ、このとき上記O2センサで検出された空燃比
検出信号と上記応答遅れ測定用燃料補正信号とのずれに
基づき、上記O2センサの応答遅れを測定することができ
る。 さらに、測定されたO2センサの応答遅れに基づいて上
記フィードバック制御における空燃比調整量を補正する
ことができる。 〔実 施 例〕 以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、第１〜５図は本発明の第１実施例としてのエンジン
の空燃比調整方法を示すもので、第１図はその制御要領
を説明するためのフローチャート、第２図はその作用を
説明するためのグラフ、第3,4図はそれぞれ本方法を直
接実施するためのエンジンの空燃比調整装置の全体構成
図およびその要部を示す拡大図、第５図はその一般的な
空燃比制御域を示すグラフであり、第６〜15図は本発明
の第２実施例としてのエンジンの空燃比調整方法を示す
もので、第６図はその制御要領を説明するためのフロー
チャート、第７図はそのA/Fフィードバック制御におけ
るグラフ、第8,9図はいずれもその応答遅れと制御A/Fシ
フト量との関係を示すグラフ、第10,11図はそれぞれそ
のＩゲイン補正方法および補正マップを示すグラフ、第
12〜14図はそれぞれそのＰゲイン補正方法，補正マップ
およびＰゲイン値の制御範囲を示すグラフ、第15図はそ
のO2センサ出力遅延補正方法を示すグラフであり、第１
〜15図中、第16〜18図と同じ符号はほぼ同様のものを示
す。 第１〜５図に示すように、第１実施例でも、エンジン
の空燃比調整装置は、第３図に示すように、エアクリー
ナ13からの吸気が、吸気通路11を通じてエンジン本体14
の図示しない燃焼室へ供給されるようになっていて、燃
焼室からの排気が三元触媒16を介装された排気通路15を
通じて大気へ開放されるようになっている。 そして、燃料を吸気通路11へ供給するための空燃比調
整手段としての燃料供給装置（インジェクタ）２を制御
すべく、空燃比制御手段を兼ねる制御装置（コンピュー
タ）１が設けられており、この制御装置１は、吸気温度
を検出する吸気温度センサ9,スロットル弁12の開度を検
出するスロットル開度センサ6,O2センサ7,エンジン冷却
水温を検出する水温センサ5,エンジン回転数を検出する
イグニッションコイル（エンジン回転数センサ）3,クラ
ンク角度を検出するクランク角度センサ４および吸入空
気量を検出するエアフローセンサ８にそれぞれ結線され
ており、各センサ３〜９からの検出信号を受けて所望の
空燃比を実現すべく、燃料供給装置２へ制御信号を出力
する。 O2センサ７は、第３図に示すように、車両用エンジン
14の排気通路15中に介装されており、ジルコニア（Zr
O2）やチタニア等からなる酸素イオン透過性固体電解質
によって構成されている。 さらに、空燃比調整時期検出手段10が設けられてい
て、オンオフ型O2センサ７を用いた空燃比（A/F）フィ
ードバック型制御システムとして構成されている。 制御装置１は、インジェクタ２へ燃料供給時期および
供給量を指令する燃料供給制御手段と、エアフローセン
サ８からの吸入空気量A,燃料供給制御手段からの燃料量
ＦおよびO2センサ７からの排気中の酸素の有無を受ける
とともに、エンジン回転数センサ３からのエンジン回転
数Ｎおよびスロットル開度センサ６からのスロットル開
度θ［吸入空気量Ａとエンジン回転数Ｎとの比（A/N）
でもよい。］を受けて、例えば、第５図に示すように空
燃比を制御するためのフィードバック型制御を含む第１
の空燃比制御手段と、点火装置17を介して点火プラグ18
における火花放電を制御する点火時期制御手段と、空燃
比調整時期検出手段10からの検出信号を受けて第１の空
燃比制御手段と後述するオープンループ型の第２の空燃
比制御手段との切換えを行なうフィードバック制御オー
プンループ制御切換手段と、同切換手段からの信号を受
けてインジェクタ２やスロットルモータへリッチ−リー
ン変動矩形波を出力する出力部をそなえたオープンルー
プ型第２の空燃比制御手段と、この矩形波出力部からの
信号とO2センサ７からの信号とを受けてO2センサ７にお
ける応答遅れを検出する測定部とをそなえて構成されて
いる。 また、このスロットル弁12は、第４図に示すように、
制御装置（CPU）１からの制御信号を受けるようになっ
ていて、スロットル弁駆動機構（ドライブバイワイヤ装
置）としてのスロットルモータ（ステップモータ）19に
軸20を介して接続していて、軸20はスロットル開度セン
サ６を回動しうるように構成されている。 そして、本実施例では、空燃比を変化させることによ
り、上述の測定部で、O2センサ７の応答遅れを検出しう
るように構成されている。 すなわち、第１図に示すように、空燃比の調整時期と
なったとき、条件成立とみなされ（ステップa1）、条件
不成立のときには、以下の処理フローは実行されない。
ここで、空燃比の調整時期とは、空燃比調整時期検出手
段10で検出されるもので、アイドル状態が所定時間以上
連続して行なわれた時期、整備・点検時にマニュアルス
イッチ等からの信号を受けて行なわれた時期、通常走行
中の所定時期であり、さらに、所定走行距離毎の時期や
所定日数毎等の時期でもよい。 ついで、制御装置１による空燃比のフィードバック制
御を一時中断する（ステップa2）。 そして、第２図（ａ）に示すように、空燃比をリーン
側とリッチ側との間で周期2T毎にステップ状に変化させ
る（ステップa3）。 インジェクタ２の駆動周期2Tは、応答遅れτLR,τRL
かインジェクタ２のバラツキにより重ならないように長
めに設定され、このようにして、応答遅れ測定用燃料補
正値を空燃比FB補正係数に加えて、インジェクタ２へ送
り、空燃比がステップ状に変化するように燃料量を制御
するのである。 そして、応答遅れ測定用燃料補正信号［第２図の
（ａ）参照］とO2センサ７からの検出信号［第２図の
（ｂ）参照］とから、O2センサ７のリッチ化検出時の応
答遅れτLRと、リーン化検出時の応答遅れτRLとを測定
することができる（ステップa4）。 すなわち、応答遅れτLR,τRLの求め方としては、燃
料噴射制御を一時的にオープンループにして、インジェ
クタ駆動信号をリッチ（Ｒ）リーン（Ｌ）間に周期変
動させることが考えられる。 このように、インジェクタ駆動信号を周期2TでＲＬ
に変動させた場合、O2センサ近傍A/F,O2センサ出力は、
第２図（ｂ），（ｃ）に示すようになる。 したがって、インジェクタ駆動信号とO2センサ出力を
比較することにより、τLR,τRLが求まる。 また、O2センサ出力デューティ比［α＝（TR/2T）］
より、次式を用いてτLR,τRLの差が求まる。 τRL−τLR＝（２α−１）Ｔ ・・・ なお、本実施例における符号は、第２実施例と共通で
ある。 第６〜15図に示すように、第２実施例でも、第１実施
例とほぼ同様に構成されており、本実施例では、制御装
置１が、測定部からのO2センサ７の応答遅れτRL,τLR
に基づき制御A/Fシフト量（補正量）を求める補正手段
をそなえている。なお、他の構成は、第１実施例と同様
であり、第６〜15図中、第１〜5,16〜18図と同じ符号は
ほぼ同様のものを示す。 まず、本実施例では、初めに、１）−（１）〜（４）
において、制御A/Fシフト量が検出可能であることを示
し、ついで１）−（３）において、第１実施例で求めた
のと同様に応答遅れτLR,τRLを求め（この記述は、第
１実施例と同様であるので省略する）、最後に３）−
（１）〜（３）において、例としてリッチ化をねらった
補正方法を示す。 ここで、全体の概要を示すと次のようになる。 １）A/Fフィードバック制御概要 （１）A/Fフィードバック制御 （２）記号の定義 （３）フィードバック周期TF （４）制御λ ２）制御A/Fに与える影響 （１）設定条件 （２）O2センサ応答遅れの影響 （３）制御A/Fシフト量の検出方法 ３）制御A/Fシフトの補正 （１）Ｉゲインによる補正方法 （２）Ｐゲインによる補正方法 （３）O2センサ出力遅延補助方法 ４）各補正方法の特徴 （１）フィードバック周期TF （２）A/Fの振れΔＳ （３）プログラム化における必要メモリ量 １）A/Fフィードバック制御概要 （１）A/Fフィードバック制御 A/F FB制御において、A/F FB補正係数（インジェク
タ駆動信号）,O2センサ近傍のA/F,O2センサ出力の関係
は第７図（ａ）〜（ｃ）に示すとおりである。 但し、準定常時のO2センサ出力のハイレベル（Ｈ）
ローレベル（Ｌ）の反転ポイントは、λ＝1.0と仮定
し、λ＝1.0におけるA/Fは、14.7と仮定した（スタティ
ックA/F） （２）記号の定義 ILR:O2センサ出力ローレベル時のA/Fリッチ化積分ゲイ
ン（1/sec）（＞０） IRL:O2センサ出力ハイレベル時のA/Fリーン化積分ゲイ
ン（1/sec）（＜０） PLR:O2センサ出力ハイレベル→ローレベル反転時のA/F
リッチ化比例ゲイン（＞０） PRL:O2センサ出力ローレベル→ハイレベル反転時のA/F
リーン化比例ゲイン（＜０） ΔTLR:A/F補正係数リーン→リッチ反転後、O2センサ近
傍A/Fがリーン→リッチに反転するまでの遅れ（sec） ΔTRL:A/F補正係数リッチ→リーン反転後、O2センサ近
傍A/Fがリッチ→リーンに反転するまでの遅れ（sec） ΔtLR:O2センサ近傍A/Fがリーン→リッチに反転後、O2
センサ出力がローレベル→ハイレベルに反転するまでの
遅れ（sec） ΔtRL:O2センサ近傍A/Fがリッチ→リーンに反転後、O2
センサ出力がハイレベル→ローレベルに反転するまでの
遅れ（sec） τLR:ΔTLR＋ΔtLR（sec） τRL:ΔTRL＋ΔtRL（sec） TF:A/F−FB制御周期 Ｐゲインの値は、|PLR|≦|IRL×τRL|,|PRL|≦|ILR×
τLR|に限定した。 何故ならば、Ｐゲイン値がこの範囲を越えた場合、制
御A/Fは、第14図（ａ），（ｂ）に示すように、一点に
定まらないからである。 第14図（ａ），（ｂ）は、両方とも ILR＝−IRL（＝Ｉ）,PLR＝−PRL（＝Ｐ），τLR＝τRL
（＝τ） という条件であるが、制御A/Fは異なる。すなわち、同
条件であっても制御A/Fは −（Ｐ−Ｉτ）/2≦制御A/F≦（Ｐ−Ｉτ）/2 の範囲でバラツキが生じる。 したがって、制御A/Fを固定するためにＰゲイン値
は、前述の範囲に制限することが必要である。 （３）フィードバック周期TF フィードバック周期TFは、第７図（ａ）〜（ｃ）よ
り、次の通りとなる。 TF＝τLR＋t1＋τRL＋t2 t1＝−（ILRτLR＋PRL）/IRL t2＝−（IRLτRL＋PLR）/ILRより、 ∴TF＝［１−（ILR/IRL）］τLR ＋［１−（IRL/ILR）］τRL −［（PLR/ILR）＋（PRL/IRL）］ ・・・ （４）制御λ 制御λ［＝｛（A/F）/14.7｝±0.05］は、第７図
（ａ）〜（ｃ）より、次の通りとなる。２）制御A/Fに与える影響 （１）設定条件 ，式を用いて、O2センサ応答性が制御A/Fに与え
る影響を検討する。この際、代表運転点として60km/hに
おけるR/Lを選定した。 何故なら、所定条件下における吸入空気量が最も代表
点であるものに近いからである。 60km/hにおけるR/Lでのエンジン回転数は、約1500rp
m、排ガス温度は500℃、排気管内圧力は5mmHg、排気バ
ルブよりO2センサまでの容積は、1100cm3であり、これ
よりインジェクタ２からO2センサ７までの混合気（燃焼
ガス）の移動に要する時間ΔＴ（＝ΔTLR＝ΔTRL）は、 ΔＴ＝T15（sec） と求まる。更に、O2センサ応答遅れを考慮に入れて、τ
LR,τRLの最小値τminは τmin＝T16（sec） とした。また、Ｉゲイン,Pゲインの基準値は、 ILR＝0.05（1/sec）（すなわち1sec間に５％リッチ化） IRL＝−0.05（1/sec）,PLR＝1/128,PRL−1/128 とした。 （２）O2センサ応答遅れの影響 O2センサ７のバラツキ，劣化により、τLR,τRLが変
化したときの制御A/Fのシフト量を第８図に示した。ま
た、第９図にはτLR,τRLの差（＝ＲL,O2センサ応答
遅れの差）と制御A/Fシフト量の関係を示した。 制御A/Fシフト量ΔA/Fは、τLR,τRLの差が、0.1sec
では0.037、0.2secでは0.074となる。 （３）制御A/Fシフト量の検出方法 第１実施例で求めた、τLR,τRLおよびその差より求
まる。 この制御フローは、第６図においてステップb1〜b4に
示してある。 ３）制御A/Fシフトの補正 前述のように、制御A/Fシフト量は検出可能である。
そこで、第６図のステップb5で示す次に制御A/Fシフト
の補正について具体的に検討する。 制御A/Fシフトは、τLR,τRLの変化により、式の値
が目標値1.0からはずれるために生じる。したがって、 とすれば、λ＝1.0となり、制御A/Fシフトは補正され
る。その方法としては、次の３方式が考えられる。 ・Ｉゲイン値（ILR,IRL）変更による補正 ・Ｐゲイン値（PLR,PRL）変更による補正 ・O2センサ出力遅延（delay）操作による補正 但し、PLR,PRLは変更しないものとして、式をオン
ボード演算で解くことは困難であり、各補正値について
は、マップを作ることが必要である。しかし、O2センサ
出力delay補正は、マップの必要が無い。 （１）Ｉゲインによる補正方法 Ｉゲインによる補正方法は、下記の通り行なう。 ・制御A/Fがリッチ側にシフトの場合 |IRL|増 ・制御A/Fがリーン側にシフトの場合｜ ILR|増 これを、第10図に例を示す。 第10図では、リッチリーンのO2センサ応答性に差が
ある（ΔtRL＞ΔtLR)ため、τRL＞τLRとなり制御A/Fが
リーン側にシフトしている。そこで、A/F補正係数リッ
チ化積分ゲインILRを大きくすることにより、同図中の
ハッチング面積分だけ制御A/Fはリッチ化され、制御A/F
シフトが補正される。 また、制御A/Fシフトを補正するＩゲイン値マップの
例を第11図に示す。例えば、τRL＝0.4sec,τLR＝0.2se
cの場合、制御A/Fは、0.074リーン側にシフトするが、I
LRを0.05→0.115（1/sec）とすることにより、制御A/F
シフト量は0.001以下に補正される。 （２）Ｐゲインによる補正方法 Ｐゲイン補正は、O2センサ出力のローレベルハイレ
ベル反転時の比例ゲインPLR,PRLを変更することにより
行なう。本補正は、補正可能範囲が限られ、Ｉゲイン補
正よりも複雑である。これは、第14図に示したとおり、
Ｐゲイン値が|P|≦|I×τ｜に限定されるためである。
このＰゲイン補正の可能範囲は、 である。この範囲内では、Ｐゲイン補正は下記のとお
り、 ・制御A/Fがリッチ側にシフトの場合 |PRL|増、|PRL|＝|ILRτLR|としても補正不足であれ
ば、|PLR|減 ・制御A/Fがリーン側にシフトの場合 |PLR|増、|PLR|＝|IRLτRL|としても補正不足であれ
ば、|PRL|減 第12図にこの例を示す。 第12図では、第10図同様に制御A/Fがリーン側にシフ
トしている。そこで、A/F補正係数リッチ化比例ゲインP
LRを、|PLR|≦|IRLτRL|の範囲で大きくし、更には|PRL
|を小さくすることにより、同図中のハッチング面積分
だけ制御A/Fはリッチ化され、制御A/Fシフトが補正され
る。 制御A/Fシフトを補正するＰゲイン値マップは、Ｉゲ
イン値マップに比べて、非常に複雑なので、ここでは、
大まかな特徴のみを第13図に示す。 この第13図に示すとおり、Ｐゲイン補正は、補正可能
な範囲が限られ、更にその範囲内でも、PLR,PRLの片方
のみで補正可能な範囲と、片方で可能な限り補正し、も
う一方で不足分を補正するという範囲に分けわれる。 （３）O2センサ出力遅延補正方法 前述のようにτLR＝τRLであれば、制御A/Fシフトは
生じない。そこで、A/F補正係数のリッチ化、あるいは
リーン化をO2センサ出力のローレベルハイレベル反転
から遅延させることにより、みかけ上τLR＝τRLとし
て、制御A/Fシフトの補正が可能。 第15図にその例を示す。 第15図では、リッチリーンのO2センサ応答性に差が
あり（ΔtRL＞ΔtLR），τRL＞τLRとなって、制御A/F
がリーンシフトしている。そこで、A/F補正係数のリー
ン化をO2センサ出力のローレベル→ハイレベル反転から
遅延Δtd（＝ΔtRL−ΔtLR＝τRL−τLR）だけ遅延させ
れば、同図中のハッチング面積分だけ制御A/Fはリッチ
化され、制御A/Fシフトは補正される。 ４）各補正方法の特徴 （１）フィードバック周期TF 補正後のFB周期は、Ｐゲイン補正では短くなるが、Ｉ
ゲイン補正,O2出力遅延補正では長くなる。 次表にその例を示す。Ｐ補正が応答性がよい。 （２）A/Fの振れΔＳ 制御A/Fの平均が制御目標となっていても、各時点で
のA/Fが制御目標から大きくはずれていては意味が無
い。そこで、第７図（ａ）〜（ｃ）において、 ΔＳ＝（S1＋S2＋S3＋S4）/TFを求めて、更にλ＝1.0
におけるA/F値（14.7）を掛けたものをA/Fの振れを表わ
す量と考え、各補正方法について調査した。その一部を
次表に示す。Ｉ補正はマップをもたねばならず、Ｐ補正
は幅が小さく遅延補正は応答性が悪い。 各補正方法とも、補正前よりA/Fの振れは大きくなる
が、その差は小さい。 （３）プログラム化における必要メモリ量 各補正方法ともプログラムによる実施は可能である
が、その際必要とされるメモリ量には違いがある。 Ｉゲイン補正方法とＰゲイン補正方法とは、それぞれ
Ｉゲイン値のマップ、Ｐゲイン値のマップを記憶する必
要があり、必要メモリ量は大きい。 特に、Ｐゲイン補正では、補正が複雑なため、Ｉゲイ
ン補正より必要メモリ量は大きい。 これに対し、O2センサ出力遅延補正では、必要メモリ
量は少ない。 以上の結果を考慮に入れると、まずＰゲイン補正は、
補正可能な範囲が限られ、補正内容も複雑という理由か
ら適当でない。 残りのＩゲイン補正とO2センサ遅延補正とは、補正の
容易さでは、遅延補正が良く、補正後のFB周期では、Ｉ
ゲイン補正がそれぞれ良い。したがって、車載メモリ量
に余裕があれば、Ｉゲイン補正が適当と考えられる。 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明のエンジンの空燃比調整
方法によれば、次のような効果ないし利点が得られる。 （１）エンジンの排気中における酸素状態をO2センサに
より検出し、上記エンジンへ供給される混合気の空燃比
を調整するため燃料供給手段の燃料供給量を上記O2セン
サからの検出信号に応じてフィードバック制御するエン
ジンの空燃比調整方法において、空燃比の調整を行なう
時上記フィードバック制御中に上記フィードバック制御
を一時的に中断し、上記燃料供給量を増減させる応答遅
れ測定用燃料補正信号を上記燃料供給手段に送ることに
より上記混合気の空燃比をリッチ側とリーン側との間で
交互に変動させ、このとき上記O2センサで検出された空
燃比検出信号と上記応答遅れ測定用燃料補正信号とのず
れに基づき、上記O2センサの応答遅れを測定するように
したため、つまり専用の応答遅れ測定用燃料補正信号を
使用し、その信号により生じる空燃比の変動に対するO2
センサの反応の遅れを測定するようにしたので、通常の
制御の中で行なうよりも測定の精度が高く、早期にO2セ
ンサの劣化をより正確に検出することができる。 （２）リーン側からリッチ側への応答遅れとリッチ側か
らリーン側への応答遅れとをそれぞれ個別に測定するこ
とも可能である。 （３）フィードバック制御のＰゲインやＩゲインの影響
を受けることもないため、O2センサの応答遅れを正確に
測定することが可能となる。 （４）検出されたO2センサの遅れに基づいて上記フィー
ドバック制御における燃料供給量を補正するようにした
ため、O2センサの応答性のバラツキや劣化に対する自動
補正を行なうことができ、これにより制御空燃比のバラ
ツキを大幅に減少させることができ、制御A/Fがストイ
キオからずれるのを防止して、三元触媒の効率を悪化さ
せなくなるなどの利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１〜５図は本発明の第１実施例としてのエンジンの空
燃比調整方法を示すもので、第１図はその制御要領を説
明するためのフローチャート、第２図はその作用を説明
するためのグラフ、第3,4図はそれぞれ本方法を直接実
施するためのエンジンの空燃比調整装置の全体構成図お
よびその要部を示す拡大図、第５図はその一般的な空燃
比制御域を示すグラフであり、第６〜15図は本発明の第
２実施例としてのエンジンの空燃比調整方法を示すもの
で、第６図はその制御要領を説明するためのフローチャ
ート、第７図はそのA/Fフィードバック制御におけるグ
ラフ、第8,9図はいずれもその応答遅れと制御A/Fシフト
量との関係を示すグラフ、第10,11図はそれぞれそのＩ
ゲイン補正方法および補正マップを示すグラフ、第12〜
14図はそれぞれそのＰゲイン補正方法，補正マップおよ
びＰゲイン値の制限範囲を示すグラフ、第15図はそのO2
センサ出力遅延補正方法を示すグラフであり、第16図は
従来のエンジンの空燃比制御装置の全体構成を示すブロ
ック図、第17図（ａ），（ｂ）および第18図（ａ），
（ｂ）はいずれもO2センサの応答遅れを説明するための
グラフである。 １……空燃比制御手段としての制御装置（CPU）、２…
…燃料供給装置としてのインジェクタ、３……イグニッ
ションコイル（エンジン回転数センサ）、４……クラン
ク角度センサ、５……水温センサ、６……スロットル開
度センサ、７……O2センサ、８……エアフローセンサ、
９……吸気温度センサ、10……空燃比調整時期検出手
段、11……吸気通路、12……スロットル弁、13……エア
クリーナ、14……エンジン本体、15……排気通路、16…
…三元触媒、17……点火装置、18……点火プラグ、19…
…スロットルモータ、20……軸。
燃比調整方法を示すもので、第１図はその制御要領を説
明するためのフローチャート、第２図はその作用を説明
するためのグラフ、第3,4図はそれぞれ本方法を直接実
施するためのエンジンの空燃比調整装置の全体構成図お
よびその要部を示す拡大図、第５図はその一般的な空燃
比制御域を示すグラフであり、第６〜15図は本発明の第
２実施例としてのエンジンの空燃比調整方法を示すもの
で、第６図はその制御要領を説明するためのフローチャ
ート、第７図はそのA/Fフィードバック制御におけるグ
ラフ、第8,9図はいずれもその応答遅れと制御A/Fシフト
量との関係を示すグラフ、第10,11図はそれぞれそのＩ
ゲイン補正方法および補正マップを示すグラフ、第12〜
14図はそれぞれそのＰゲイン補正方法，補正マップおよ
びＰゲイン値の制限範囲を示すグラフ、第15図はそのO2
センサ出力遅延補正方法を示すグラフであり、第16図は
従来のエンジンの空燃比制御装置の全体構成を示すブロ
ック図、第17図（ａ），（ｂ）および第18図（ａ），
（ｂ）はいずれもO2センサの応答遅れを説明するための
グラフである。 １……空燃比制御手段としての制御装置（CPU）、２…
…燃料供給装置としてのインジェクタ、３……イグニッ
ションコイル（エンジン回転数センサ）、４……クラン
ク角度センサ、５……水温センサ、６……スロットル開
度センサ、７……O2センサ、８……エアフローセンサ、
９……吸気温度センサ、10……空燃比調整時期検出手
段、11……吸気通路、12……スロットル弁、13……エア
クリーナ、14……エンジン本体、15……排気通路、16…
…三元触媒、17……点火装置、18……点火プラグ、19…
…スロットルモータ、20……軸。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 久米 建夫
京都市右京区太秦巽町１番地 三菱自動
車工業株式会社京都製作所内
(56)参考文献 特開 昭61−192831（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−82547（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−196149（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−126342（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−121831（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．エンジンの排気中における酸素状態をO2センサによ
り検出し、上記エンジンへ供給される混合気の空燃比を
調整するため燃料供給手段の燃料供給量を上記O2センサ
からの検出信号に応じてフィードバック制御するエンジ
ンの空燃比調整方法において、空燃比の調整を行なう時
上記フィードバック制御中に上記フィードバック制御を
一時的に中断し、上記燃料供給量を増減させる応答遅れ
測定用燃料補正信号を上記燃料供給手段に送ることによ
り上記混合気の空燃比をリッチ側とリーン側との間で交
互に変動させ、このとき上記O2センサで検出された空燃
比検出信号と上記応答遅れ測定用燃料補正信号とのずれ
に基づき、上記O2センサの応答遅れを測定することを特
徴とする、エンジンの空燃比調整方法。 ２．上記応答遅れに基づき上記フィードバック制御にお
ける燃料供給量を補正することを特徴とする、特許請求
の範囲（１）に記載のエンジンの空燃比調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61260531A JP2668027B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | エンジンの空燃比調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61260531A JP2668027B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | エンジンの空燃比調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63117138A JPS63117138A (ja) | 1988-05-21 |
| JP2668027B2 true JP2668027B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17349259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61260531A Expired - Lifetime JP2668027B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | エンジンの空燃比調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668027B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0742589A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-10 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP5018162B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2012-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置、制御方法およびその方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5982547A (ja) * | 1983-09-29 | 1984-05-12 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比制御装置 |
| JPS61192831A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-27 | Fuji Heavy Ind Ltd | Ｏ２センサ劣化補正装置 |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP61260531A patent/JP2668027B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63117138A (ja) | 1988-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH065047B2 (ja) | 空燃比制御装置 | |
| JPH04339147A (ja) | 内燃エンジンの空燃比制御装置 | |
| JP2668027B2 (ja) | エンジンの空燃比調整方法 | |
| JPH0642409A (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
| US5035226A (en) | Engine control system | |
| JP2001304018A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH09112310A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| US6209314B1 (en) | Air/fuel mixture control in an internal combustion engine | |
| JPH07127505A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2582562B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPS59136543A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH041439A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3008770B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2692430B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2518254B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH02230934A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3023614B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPS61250355A (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
| JPS62119450A (ja) | 排気濃度検出器の特性判定方法 | |
| JP2631585B2 (ja) | 内燃機関の空燃比学習制御装置 | |
| JPH0711252B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPS6026137A (ja) | 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御装置 | |
| JPS59147844A (ja) | 空燃比制御装置 | |
| JPH11229922A (ja) | 単室式希薄燃焼ガス機関 | |
| JPS62191639A (ja) | 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置 |