JPH02286847A - エンジンの空燃比制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として自動車に適用されるエンジンの空燃
比制御方法に関する。

［従来の技術］ 排気ガス浄化手段の一つとして広く利用されている三元
触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い
範囲（三元触媒のウィンドウ）内に維持されていないと
、排気ガス中に含まれているＣ０１ＨＣ，ＮＯｘの全て
を効率よく浄化することができない。そのため、燃料噴
射弁を備えたエンジンでは、排気ガス中の酸素濃度を検
出する酸素センサの出力信号が空燃比リッチ状態を示し
た場合には、燃料噴射量を絞って混合気の空燃比を理論
空燃比側に変化させるようにしている。酸素センサの出
力信号が空燃比リーン状態を示した場合には、燃料噴射
量を増量させて混合気の空燃比を理論空燃比側に変化さ
せるようにしている。

また、気化器を備えたエンジンでは、酸素センサの出力
信号が空燃比リッチ状態を示した場合には、エアブリー
ド通路を開閉する流量制御弁の開度を大きくして吸入空
気量を増加させることにより、混合気の空燃比を理論空
燃比側に変化させるようにしている。酸素センサの出力
信号が空燃比リーン状態を示した場合には、流量制御弁
の開度を小さくして吸入空気量を減少させることにより
、混合気の空燃比を理論空燃比側に変化させるようにし
ている。

ところで、混合気の空燃比を常に理論空燃比近傍に維持
しようとすると、エンジン冷間時等の運転性を損なうこ
とになる。このため、本発明の先行技術として、例えば
、特開昭６２−１０３４３７号公報に示されるように、
エンジン冷却水の温度が設定値を上回っている場合に限
り、前記フィードバック制御を行うようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような構成によれば、エンジン負荷
に拘りなく、空燃比のフィードバック制御が行われたり
行われなかったりするので、実用性に欠ける面がある。

例えば、吸入空気量が少ないアイドリング状態等の低負
荷領域では、吸入空気量が多い高負荷領域に比べて混合
気の燃焼速度が遅く、リーン限界が小さい。このため、
前記設定値が低く設定しであると、エンジンが冷間状態
で混合気が燃焼不安定にあるにも拘らず、空燃比のフィ
ードバック制御が行われるので、アイドリング等のよう
な低負荷領域でラフアイドル等を招き易い。また、エン
ジンが高負荷領域にあって混合気の燃焼が安定している
場合にも、エンジン冷却水の温度が設定値を下回ってい
る場合には空燃比のフィードバック制御が行われないの
で、エミッションの悪化を招くことになる。

本発明は、このような課題を解消することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、エンジン冷却水
の温度が設定値を上回った場合に混合気の空燃比を理論
空燃比近傍にフィードバック制御するようにしたエンジ
ンの空燃比制御方法において、吸入空気量が減少した場
合には前記設定値を高め、吸入空気量が増加した場合に
は前記設定値を低下させるようにしたことを特徴とする
。

［作用］ このような構成によれば、吸入空気量が少ない場合は設
定値が高められるため、エンジン冷却水の温度が前記設
定値に達するまでは暖機が行われる。そして、エンジン
冷却水の温度が設定値に達し、混合気の燃焼が安定した
状態のもとで空燃比のフィードバック制御が開始される
ため、低負荷領域においてエンジンに回転変動が発生し
難くなる。

一方、吸入空気量が多い場合は前記設定値が低下される
ため、エンジンが少々冷間状態にある場合でも高負荷領
域にあれば、速かに空燃比のフィードバック制御が行わ
れることになる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を第１図と第２図を参照して説
明する。

第１図に概略的に示したエンジンは、自動車に利用され
るもので、電子制御燃料噴射装置１を備えている。電子
制御燃料噴射装置１は、吸気管２に装着した燃料噴射弁
３と、この燃料噴射弁３から噴射する燃料の量をエンジ
ン状況に応じて調節する電子制御装置４とを具備してな
り、この電子制御装置４に燃料噴射量等を調節するため
の種々の情報が入力されるようになっている。

燃料噴射弁３は、電磁コイルを内蔵しており、該電磁コ
イルに前記電子制御装置４から燃料噴射信号ａが印加さ
れると、その印加時間に相当する量の燃料を吸気ポート
付近に噴射するように構成されたものである。

電子制御装置４は、中央演算処理装置５と、メモリー６
と、入力インターフェース７と、出力インターフェース
８を備えたマイクロコンピュータユニットからなるもの
である。前記入力インターフェース７には、少なくとも
、クランク角センサ９からのエンジン回転信号すと、圧
力センサ１０からの吸気圧信号Ｃと、アイドルスイッチ
１１からの信号ｄと、水温センサ１２からの水温信号ｅ
と、酸素センサ１３の出力信号ｆ等がそれぞれ入力され
るようになっている。出力インターフェース８からは、
前記燃料噴射弁３に向けて燃料噴射信号ａが出力される
ようになっている。

クランク角センサ９は、エンジン回転数に対応する電気
信号を出力するように構成されたもので、ディストリビ
ュータ１４に設けである。圧力センサ１０は、サージタ
ンク１５に装着してあり、吸気管圧力に応じた電気信号
を出力するようになっている。アイドルスイッチ１１は
、スロットルバルブ１６がアイドリング位置にある場合
にＯＮとなり、非アイドリング位置にある場合にＯＦＦ
となるＯＮφＯＦＦスイッチで、スロットルシャフト１
７に結合しである。水温センサ１２は、エンジン冷却水
の温度により抵抗値が変化するサーミスタ等を内蔵して
おり、温度に応じた信号を出力し得るようになっている
。酸素センサ１３は、排気ガス中の酸素濃度を検出する
ためのもので、三元触媒コンバータ１８の上流に配置し
である。この酸素センサ１３は、混合気の空燃比が理論
空燃比近傍に存在する変換点よりもリーン側にあって、
排気ガス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発生し
、混合気の空燃比が前記変換点よりもリッチ側にあって
、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電圧を発生
し得るように構成されたものである。

前記電子制御装置４は、エンジン回転信号すおよび吸気
圧信号Ｃ等から吸入空気量を算出し、その吸入空気量に
応じて基本噴射量を決定するように設定しである。次い
で、基本噴射量に空燃比フィードバック補正係数や各種
補正係数を掛けて燃料噴射量を決定し、この燃料噴射ｍ
に相当する時間だけ燃料噴射弁３を開弁させて、燃焼室
１９への燃料供給を実行するようになっている。

また、この電子制御装置４には、第２図に概略的に示す
ようなプログラムを内蔵しである。先ず、ステップ５１
では、アイドルスイッチ１１がＯＮかＯＦＦかに基づき
、それぞれに対応する設定値ＴＨＷＦＢをマツプから呼
出してステップ５２に進む。スロットルバルブ１６がア
イドリング位置にある場合は吸入空気量が最少に制限さ
れており、開弁されると急増する。このため、前記設定
値ＴＨＷＦＢは、アイドルスイッチ１１がＯＮの場合は
高い値にしてあり、ＯＦＦの場合は低い値にしである。

ステップ５２では、エンジン冷却水の温度ＴＨＷが前記
設定値ＴＨＷＦＢ以上であるか否かを判別し、設定値Ｔ
ＨＷＦＢに達していないと判断した場合はステップ５３
に進み、設定値ＴＨＷＦＢ以上であると判断した場合は
ステップ５４に進む。ステップ５３では、混合気の空燃
比をリッチ側に制御するためのオープン制御を実行する
。

ステップ５４では、エンジンが急加速時および急減速時
等でないのを前提に、混合気の空燃比を理論空燃比近傍
に維持するためのフィードバックＦ／Ｂ制御を実行する
。すなわち、酸素センサ１３の出力電圧が変換点よりも
リーン側にあって、排気ガス中の酸素濃度が高い場合に
は、空燃比フィードバック補正係数を増加側に一定値だ
けスキップさせた後、積分定数に基づき微小値づつ徐々
に増加させていく。このため、燃料噴射弁３から供給さ
れる燃料噴射量が増量され、混合気の空燃比が理論空燃
比側に変化することになる。また、酸素センサ１３の出
力電圧が変換点よりもリッチ側にあって、排気ガス中の
酸素濃度が低い場合には、空燃比フィードバック補正係
数を減少側に一定値だけスキップさせた後、積分定数に
基づき微小値づつ徐々に減少させていく。このため、燃
料噴射弁３から供給される燃料噴射量が減量され、混合
気の空燃比が理論空燃比側に変化することになる。

なお、以上の制御はエンジンの運転中に繰り返し実行さ
れるようになっており、暖機完了後はアイドルスイッチ
１１のＯＮ、ＯＦＦに拘らず、急加減速時等を除く所定
の条件のもとで、空燃比のフィードバック制御が実行さ
れるようになっている。　このような構成によれば、ス
ロットルバルブ１６がアイドリング位置にあって吸入空
気量が最少に制限されている場合は、エンジン冷却水の
温度が設定値に達して混合気の燃焼が安定するまで暖機
が行われる。そして、混合気の燃焼が安定した状態で空
燃比のフィードバック制御が行われるので、アイドリン
グ時における空燃比のフィードバック制御時にエンジン
がラフアイドルとなるのを有効に抑制することができる
。

また、スロットルバルブ１６が開弁状態にあって吸入空
気量が多い場合は、前記設定値が低い値に切替えられる
。したがって、エンジンが冷間状態にある場合でも高負
荷領域にあれば、混合気の燃焼が安定した状態のもとて
無理なく空燃比のフィードバック制御が行われることに
なるので、高負荷領域におけるエミッションを改善する
ことができる。

なお、上記実施例では、空燃比のフィードバック制御を
行うか否かの目標となる設定値を２通りに設定し、これ
らの設定値をアイドルスイッチを利用して簡潔に切替え
るようにしたが、本発明は、このような手法に限定され
ないのは勿論である。

例えば、第３図に示すように、吸入空気量と前記設定値
（Ｆ／Ｂ開始水温と表示）を微細に反比例させるように
してもよい。この場合、吸入空気量は、吸気管圧力およ
びエンジン回転数等から算出される値を利用することが
できる。

また、本発明は、燃料噴射弁を備えたエンジンに限らず
、気化器を備えたエンジンにも好適に採用可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は吸入空気量に応じて空燃
比のフィードバック開始水温を変化させるようにしてい
るので、低負荷領域におけるエンジンの回転変動を有効
に抑制できるとともに、低負荷から高負荷の広い領域内
で有効に排気ガスの浄化効率等を高めることができる実
用性に優れたエンジンの空燃比制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略的な全体構成図、
第２図は同実施例の制御手順を示すフローチャート図で
ある。第３図は本発明の他の実施例における制御設定条
件を示す図である。 １・・・電子制御燃料噴射装置 ３・・・燃料噴射弁 ４・・・電子制御装置 ９・・・クランク角センサ １０・・・圧力センサ １１・・・アイドルスイッチ １３・・・酸素センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン冷却水の温度が設定値を上回った場合に混合気
   の空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御するよ
   うにしたエンジンの空燃比制御方法において、吸入空気
   量が減少した場合には前記設定値を高め、吸入空気量が
   増加した場合には前記設定値を低下させるようにしたこ
   とを特徴とするエンジンの空燃比制御方法。