JP2686525B2 - アイドル空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアイドル空燃比制御装置に係り、特にアイ
ドル運転時の空燃比をフィードバック制御し、アイドル
運転状態の向上を図るアイドル空燃比制御装置に関す
る。

［従来の技術］ 内燃機関においては、近時、排気ガス浄化や燃料消費
量の低減等のために、アイドル運転状態の内燃機関の機
関回転数を低く設定している。このようにアイドル運転
状態の機関回転数を低く設定すると、軽度の負荷の増減
などにより機関回転数が目標アイドル回転数から徒に変
動し、機関不調を招く不都合がある。

そこで、目標アイドル回転数に所定の幅を設けて目標
アイドル回転数域を設定し、この目標アイドル回転数域
内にアイドル運転状態の機関回転数を制御する内燃機関
のアイドル回転数制御装置が提案されている。

この装置としては、特開昭62−251447号公報に開示さ
れるものがある。この公報に開示されるアイドル回転数
制御方法は、始動時に基本デューティ値にフィードバッ
クデューティの学習値を加算し、始動した後に学習値に
目標アイドル回転数とフィードバック回転数との偏差積
分値を加減算し、偏差が安定した際に最新のフィードバ
ックデューティ値をメモリテーブルに学習させ、偏差が
安定するまでの時間を短縮するとともに、再始動性を向
上させている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来のアイドル空燃比制御装置において
は、フィードバック（F/B）制御用のフィードバック定
数がアイドルスイッチのオン・オフ動作やエンジン回転
数、あるいは負荷によって切り替わるべく制御されてい
る。

そして、フィードバック定数は、第３図に示す如く、
スキップ分であるＰ値と積分分であるＩ値との組合せか
らなり、これらＰ値、Ｉ値の組合せを変化させることに
より、フィードバック制御の変動形態である速さや振幅
を変え、フィードバック制御状態を変化させている。

一般に、０℃以下の低温状態から始動させてアイドル
（ID）状態を放置した場合に、冷却水温度、つまり水温
Twがフィードバック開始水温Tw_F/Bに達することによ
り、フィードバック制御が開始されるが、この際にO2セ
ンサが完全に活性状態となっていないものである。

このため、Ｐ値とＩ値とを共に小さい値に設定してい
るアイドル運転状態においては、第４図に示す如く、フ
ィードバック状態において積分分であるＩ値が長く続
き、空燃比に大なる変動形態を惹起させ、この空燃比の
変動形態に同期してエンジン回転数が変動し、ドライブ
フィーリングが悪化するという不都合がある。

［発明の目的］ そこでこの発明の目的は、上述不都合を除去するため
に、低温始動後のアイドル運転時に冷却水温度がフィー
ドバック開始水温に上昇し、O2センサの出力によるアイ
ドル運転のフィードバック制御を開始する際に、制御部
によってアイドル運転のフィードバック開始後にO2セン
サの活性に必要な所定時間が経過するまで、若しくは、
冷却水温がフィードバック開始水温より高いO2センサの
活性に必要な所定温度だけ上昇するまで、フィードバッ
ク定数のＰ値および／またはＩ値を通常の値より大きく
し、変更後のフィードバック定数のＰ値および／または
Ｉ値によってアイドル運転時の空燃比をフィードバック
制御し、空燃比の変動形態に同期するエンジン回転数の
変動形態を小とし、ドライブフィーリングを良好として
アイドル運転状態を向上し得るアイドル空燃比制御装置
を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、アイドル運転
時にO2センサの出力により所定のＰ値、Ｉ値からなるフ
ィードバック定数で空燃比をフィードバック制御するア
イドル空燃比制御装置において、低温始動後のアイドル
運転時に冷却水温度がフィードバック開始水温に上昇
し、前記O2センサの出力によるアイドル運転のフィード
バック制御を開始する際には、アイドル運転のフィード
バック開始後前記O2センサの活性に必要な所定時間が経
過するまで、若しくは、前記冷却水温が前記フィードバ
ック開始水温より高い前記O2センサの活性に必要な所定
温度に上昇するまで、前記フィードバック定数のＰ値お
よび／またはＩ値を通常の値より大きくする定数変更手
段を設け、この定数変更手段による変更後のフィードバ
ック定数のＰ値および／またはＩ値によって空燃比をフ
ィードバック制御する制御部を設けたことを特徴とす
る。

［作用］ 上述の如く構成したことにより、低温始動後のアイド
ル運転時に冷却水温度がフィードバック開始水温に上昇
し、O2センサの出力によるアイドル運転のフィードバッ
ク制御を開始する際には、定数変更手段によってアイド
ル運転のフィードバック開始後にO2センサの活性に必要
な所定時間が経過するまで、若しくは、冷却水温がフィ
ードバック開始水温より高いO2センサの活性に必要な所
定温度に上昇するまで、フィードバック定数のＰ値およ
び／またはＩ値を通常の値より大きくし、定数変更手段
による変更後のフィードバック定数のＰ値および／また
はＩ値を入力する制御部によってアイドル運転時の空燃
比をフィードバック制御し、空燃比の変動形態に同期す
るエンジン回転数の変動形態を小とし、ドライブフィー
リングを良好としてアイドル運転状態を向上させてい
る。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１、２図はこの発明の実施例を示すものである。第
２図において、２はアイドル空燃比制御装置、４はエア
クリーナ、６は吸気通路、８は絞り弁、10はインジェク
タ、12は吸気弁、14はエンジン、16は燃焼室、18は排気
弁、20は排気通路、22は触媒コンバータである。

前記吸気通路６の絞り弁８上下流側をバイパスする負
圧通路24を設け、この負圧通路24途中にアイドルアップ
用負圧切換弁26を設ける。また、絞り弁８下流側の吸気
通路６と前記排気通路20とを連通するEGR通路28を設
け、このEGR通路28途中にはEGR弁30を設ける。

後述する制御部44には、ディストリビュータ32とイグ
ニションコイル34とスロットルセンサ36、およびアイド
ル運転時にON動作するアイドルスイッチ38が夫々接続さ
れている。

また、前記エンジン４のエンジン回転数Neを検出する
エンジン回転数センサ（図示せず）を設け、吸気管負圧
を検出する図示しない吸気管負圧センサを前記吸気通路
６に設けるとともに、前記エンジン４には冷却水温を検
出する水温センサ42を設ける。

そして、前記制御部44は、低温始動後のアイドル運転
時に冷却水温度がフィードバック開始水温に上昇し、後
述するO2センサ48の出力によるアイドル運転のフィード
バック制御を開始する際には、アイドル運転のフィード
バック開始後前記O2センサ48の活性に必要な所定時間が
経過するまで、フィードバック定数（F/B）のＰ値およ
び／またはＩ値を通常の値より大きくする定数変更手段
を設け、この定数変更手段による変更後のフィードバッ
ク定数のＰ値および／またはＩ値によって空燃比をフィ
ードバック制御する制御部44を設ける。

詳述すれば、前記定数変更手段は、フィードバック制
御の開始後からO2センサ48の活性に必要な所定時間、例
えば経験的に算出して設定した時間が経過するまで、フ
ィードバック（F/B）定数のＰ値および／またはＩ値を
通常の値より大きく変化させるものである。

また、フィードバック（F/B）定数を大とする際に
は、フィードバック（F/B）定数を構成するスキップ分
であるＰ値と積分分であるＩ値との両方または片方、つ
まり少なくとも一方の値を変化させ、フィードバック制
御の変動形態を変え、フィードバック制御状態を変化さ
せるものである。

更に、フィードバック制御の変動形態とは、フィード
バック（F/B）定数を構成するスキップ分であるＰ値と
積分分であるＩ値とによって変化する速さや振幅を表す
ものであり、フィードバック（F/B）定数のＰ値、Ｉ値
の少なくとも一方の変化によってフィードバック制御の
変動形態である速さや振幅の少なくとも一方を変化させ
ることができる。

更にまた、前記制御部44は、図示しないクランク角セ
ンサと、水温センサ42との夫々の検出信号を入力し、イ
グニションコイル40を介して点火を行うべく制御するも
のである。

なお符号48はO2センサ、50は燃料タンク、52は燃料ポ
ンプ、54はレギュレータ、56はカーボンキャニスタ、58
はエンジン冷却ファン、60はサーモヒューズ、62はアラ
ームリレー、64は警告灯、66はバッテリである。

次に第１図のエンジンのアイドル空燃比制御用フロー
チャートに沿って作用を説明する。

前記エンジン14が駆動されアイドル運転状態となった
際には、アイドル空燃比制御用フローチャートがスター
トし、水温センサ42からの検出信号によってエンジン
（E/N）14のスタート時の冷却水温度、つまり水温Twが
ある一定値、例えば０℃以下であるか否かを判断（10
0）する。

そして、この判断（100）がYESの場合には、アイドル
スイッチ（ID・SW）38がON動作したか否かの判断（10
3）を行い、判断（100）がNOの場合には、アイドル空燃
比制御用フローチャートを終了させて他の処理に移行さ
せる（104）。

上述の判断（102）がYESの場合には、吸気温または混
合気温度がある一定値、例えば０℃よりも低いか否かの
判断（106）を行い、判断（102）がNOの場合には、アイ
ドル空燃比制御用フローチャートを終了させて他の処理
に移行させる（104）。

また、判断（106）がYESの場合には、水温Twがフィー
ドバック開始水温Tw_F/Bよりも大きくなったか否かの判
断（108）を行い、判断（106）がNOの場合には、アイド
ル空燃比制御用フローチャートを終了させて他の処理に
移行させる（104）。

そして、判断（108）がYESの場合には、フィードバッ
ク（F/B）制御を行い（100）、判断（108）がNOの場合
には、アイドル運転状態におけるフィードバック（F/
B）制御を行わない（112）。

上述のフィードバック（F/B）制御（110）の後に前記
制御部44によってフィードバック制御の開始後からO2セ
ンサ48の活性に必要な所定時間が経過したか否かの判断
（114）を行い、判断（114）がNOの場合には、フィード
バック（F/B）定数を構成するスキップ分であるＰ値と
積分分であるＩ値との少なくとも一方の値を大きく設定
してフィードバック（F/B）定数を変化させ、フィード
バック（F/B）の反転を速くし（前記定数変更手段の機
能による）（116）、判断（114）がYESの場合には、完
全暖機等であると判断し、この完暖時のフィードバック
（F/B）定数に設定する（118）。

これにより、低温始動後のアイドル運転時に冷却水温
度がフィードバック開始水温に上昇し、O2センサ48の出
力によるアイドル運転のフィードバック制御を開始する
際に、定数変更手段によってアイドル運転のフィードバ
ック開始後O2センサ48の活性に必要な所定時間が経過す
るまで、フィードバック（F/B）定数を構成するスキッ
プ分であるＰ値と積分分であるＩ値との少なくとも一方
の値を通常の値より大きくし、定数変更手段による変更
後のフィードバック定数のＰ値および／またはＩ値を入
力する制御部44によってアイドル運転時の空燃比をフィ
ードバック制御し、空燃比の変動形態に同期するエンジ
ン回転数の変動形態を小とし、ドライブフィーリングを
良好としてアイドル運転状態を向上させ得る。

また、前記制御部44内のプログラムソフトの変更のみ
で対処できることにより、構成が複雑化せず、装置の大
型化を防止でき、実用上有利であるとともに、コストを
低廉とし得て、経済的にも有利である。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではな
く、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例においては、前記定数変更
手段によってフィードバック制御の開始後からO2センサ
48の活性に必要な所定時間が経過するまでフィードバッ
ク（F/B）定数を構成するスキップ分であるＰ値と積分
分であるＩ値との少なくとも一方の値を大きく設定し、
フィードバック（F/B）定数を変化させる構成とした
が、第１図に一点鎖線で示す如く、フィードバック（F/
B）制御（110）の後に、冷却水温がフィードバック開始
水温より高いO2センサの活性に必要な所定温度に上昇し
たか、つまり前記制御部44によって水温Twがフィードバ
ック開始水温Tw_F/Bと値αとの和よりも大きくなったか
否かの判断（200）を行い、この判断（200）がNOの場合
には、フィードバック（F/B）定数を構成するスキップ
分であるＰ値と積分分であるＩ値との少なくとも一方の
値を大きく設定してフィードバック（F/B）定数を変化
させ、フィードバック（F/B）の反転を速くし（116）、
判断（200）がYESの場合には、完全暖機時であると判断
し、この完暖時のフィードバック（F/B）定数に設定（2
02）する構成とすることもできる。そしてこのとき、値
αを例えば10℃に設定する。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した如くこの発明によれば、アイドル
運転時にO2センサの出力により所定のＰ値、Ｉ値からな
るフィードバック定数で空燃比をフィードバック制御す
るアイドル空燃比制御装置において、低温始動後のアイ
ドル運転時に冷却水温度がフィードバック開始水温に上
昇し、O2センサの出力によるアイドル運転のフィードバ
ック制御を開始する際には、アイドル運転のフィードバ
ック開始後O2センサの活性に必要な所定時間が経過する
まで、若しくは、冷却水温がフィードバック開始水温よ
り高いO2センサの活性に必要な所定温度に上昇するま
で、フィードバック定数のＰ値および／またはＩ値を通
常の値より大きくする定数変更手段を設け、この定数変
更手段による変更後のフィードバック定数のＰ値および
／またはＩ値によって空燃比をフィードバック制御する
制御部を設けたので、低温始動後のアイドル運転時に冷
却水温度がフィードバック開始水温に上昇し、O2センサ
の出力によるアイドル運転のフィードバック制御を開始
する際に、定数変更手段によってアイドル運転のフィー
ドバック開始後O2センサの活性に必要な所定時間が経過
するまで、若しくは、冷却水温がフィードバック開始水
温より高い所定温度に上昇するまで、フィードバック定
数のＰ値および／またはＩ値を通常の値より大きくし、
定数変更手段による変更後のフィードバック定数のＰ値
および／またはＩ値を入力する制御部によってアイドル
運転時の空燃比をフィードバック制御し、空燃比の変動
形態に同期するエンジン回転数の変動形態を小とし、ド
ライブフィーリングを良好としてアイドル運転状態を向
上させ得るものである。また、前記制御部内のプログラ
ムソフトの変更のみで対処できることにより、構成が複
雑化せず、装置の大型化を防止でき、実用上有利である
とともに、コストを低廉とし得て、経済的にも有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１、２図はこの発明の実施例を示し、第１図はエンジ
ンのアイドル空燃比制御用フローチャート、第２図はア
イドル空燃比制御装置のブロック図である。 第３、４図はこの発明の従来技術を示し、第３図はスキ
ップ分であるＰ値と積分分であるＩ値との組合せからな
るフィードバック定数の概略説明図、第４図はアイドル
運転状態におけるフィードバック状態に応じた空燃比の
変動を示す図である。 図において、２はアイドル空燃比制御装置、10はインジ
ェクタ、14はエンジン、22は触媒コンバータ、26はアイ
ドルアップ用負圧切換弁、32はディストリビュータ、34
はイグニションコイル、36はスロットルセンサ、38はア
イドルスイッチ、42は水温センサ、44は制御部、48はO2
センサである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アイドル運転時にO2センサの出力により所
   定のＰ値、Ｉ値からなるフィードバック定数で空燃比を
   フィードバック制御するアイドル空燃比制御装置におい
   て、低温始動後のアイドル運転時に冷却水温度がフィー
   ドバック開始水温に上昇し、前記O2センサの出力による
   アイドル運転のフィードバック制御を開始する際には、
   アイドル運転のフィードバック開始後前記O2センサの活
   性に必要な所定時間が経過するまで、若しくは、前記冷
   却水温が前記フィードバック開始水温より高い前記O2セ
   ンサの活性に必要な所定温度に上昇するまで、前記フィ
   ードバック定数のＰ値および／またはＩ値を通常の値よ
   り大きくする定数変更手段を設け、この定数変更手段に
   よる変更後のフィードバック定数のＰ値および／または
   Ｉ値によって空燃比をフィードバック制御する制御部を
   設けたことを特徴とするアイドル空燃比制御装置。