JPH0291439A - エンジンの空燃比制御装置 - 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、空燃比フィードバック補正信号の上限値と下
限値をバルブクリアランスに応じて設定覆るエンジンの
空燃比制御装置に関する。

［従来の伎術］ 一般に、この種の空燃比制御においては、まず、エンジ
ン回転数と吸入管圧力とをパラメータとして演算により
、または、マツプなどから直接あるいは補間３１粋によ
り、基本燃料噴射回を求め、このｕ本燃料噴射量を各種
補正項で補正して燃料噴（）１足を設定する。

上記補正項のひとつに０２センサなどの空燃比センサか
らの出力（電圧）信号を基に設定した空燃比フィードバ
ック補正係数がある。

第６図に示すように、この空燃比フィードバック補正係
数は上記空燃比センサで検出した空燃比が中心ｆｆ１（
例えば、理論空燃比）からリーンの場合に増母補正し、
また、上記空燃比がリッチの場合には減量補正するもの
であり、上記空燃比センサによるフィードバック補正が
正常に行われないと、空燃比が極端にリッチ化、あるい
は、リーン化してしまい適正な空燃比制御に支障が生じ
る。

そのため、従来、例えば、特開昭６０−３４４３号公報
に開示されているように、上記空燃比センサの出力信号
に基づく空燃比フィードバック補正係数に上限値、およ
び、下限値を設定して空燃比が極端にリッチ化、あるい
は、リーン化しないようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記先行技術に開示されている空燃比制御にお
いては、空燃比フィードバック補正係数の上限値、およ
び、下限値が一律に設定されているため、空燃比フィー
ドバック制御が正常であるにも拘らず製品ごとのエンジ
ン特性のばらつぎにより、上記空燃比フィードバック補
正係数の上限値、あるいは、下限値に達してしまうもの
もあり、このまま空燃比フィードバック！、ＩＩ御が行
われると空燃比制御が適正に行われなくなり、排気エミ
ッションの悪化、エンジン出力の低下などを招く問題が
生じる。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、空燃比フ
ィードバック補正係数の上限値、および、下限値を個々
のエンジン特性にマツチした値に設定することができ、
適正空燃比をエンジンごとに設定づることのできるエン
ジンの空燃比制御装置を提供することを目的としている
。

［課題を解決Ｊるための手段および作用］本発明による
エンジンの空燃比制御装置は、燃料噴ｒＡｍをエンジン
状態パラメータ検出手段の出力信号から算出する制御装
置に、空燃比センサの出力信号から空燃比フィードバッ
ク補正係数を設定する空燃比フィードバック補正係数設
定手段と、上記空燃比フィードバック補正係数設定手段
で設定された空燃比フィードバック補正係数の−［限値
をバルブクリアランスのが下限規定値よりも小さいとき
の空燃比フィードバック補正係数値から設定するととも
に、下限値をバルブクリアランスが上限規定値よりも大
きいときの空燃比フィードバック補正係数値から設定す
る上限／下限リミッタ手段とが設けられているものであ
り、個々のエンジン特性に応じて空燃比フィードバック
補正係数の上限値と下限値を設定することができる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は空
燃比制御装置の機能ブロック図、°第２図はエンジン制
御系の概略図、第３図は空燃比フィードバック補正係数
の特性図、第４図は燃料噴射制御空燃比制御手順を示す
フローチャート、第５図はバルブクリアランスを示すエ
ンジン本体の殻部所面図である。

（構　成） 図中の符号１はエンジン本体で、このエンジン本体１の
燃焼室１ａに連通ずる吸気ボート２と排気ポート３に吸
気バルブ４、排気バルブ５が各々介装されており、さら
に、上記吸気ボート２にインテークマニホルド６を介し
て吸入管７が連通され、この吸入管７の上流側にエアク
リーナ８が連通されている。また、上記吸入管７にスロ
ットルバルブ９が介装され、さらに、上記インテークマ
ニホルド６にインジェクタ１０が臨まされている。

また、上記排気ポート３に連通するエキゾーストマニホ
ルド１１に触媒コンバータ１２が連通されている。

また、上記エンジン本体１のクランクシセフＩ〜１ｂに
クランクロータ１３が固設され、このクランクロータ１
３の外周にクランク角センナ１４が対設され、ざらに、
上記ス〔１ツ］−ルバルブ９にスロットルポジションセ
ンサ１５が連設され、また、上記吸入管７の上記スロッ
トルバルブ９の下流側に吸入管圧力センサ１６が連通さ
れている。

さらに、上記エンジン本体１に形成された６月１水通路
１Ｃに冷却水温ヒンサ１７が臨まされ、さらに、上記エ
キゾーストマニホルド１１に空燃比センサの一例である
０２センＩす１８が臨まされている。

また、符号１９はマイクロコンピュータなどからなる空
燃比制御装置で、この空燃比制御装置１９のＣＰＵ（中
央演粋処理装置）２０とＲＯＭ２１とｌＩＡＭ２２と！
１０インタフェイス２３とがパスライン２４を介して互
いに接続されいる。

また、上記Ｉ１０インタフェイス２３の入力ボートに運
転状態パラメータ検出手段２５を構成する上記各センサ
１４〜１８が接続されている。また、上記Ｉ１０インタ
フェイス２３の出力ボートに上記インジェクタ１０が駆
動回路２６を介して接続されている。

上記ＲＯＭ２１には制御プログラムなどの固定データが
記憶されており、また、ＲＡＭ２２にはデータ処理した
後の上記運転状態パラメータ検出手段２５からの出力値
が格納されている。また、ＣＰＬＩ２０では上記ＲＯＭ
２１に記憶されている制御プログラムに従い、上記ＲＡ
Ｍ２２に記憶されている各種データに基づき燃料噴射聞
を演算する。

ところで、排気バルブ５のステムエンド５ａ（あるいは
吸気バルブ４のステムエンド）に当接するロッカアーム
２７のスリッパ部２７ａとカム２８との間の、いわゆる
、バルブクリアランスｔが比較的大きい場合、吸気バル
ブ４と排気バルブ５のバルブオーバラップ時間が短くな
り、吸入管７内に吹き返される排気ガスの量が減少し、
その結果、吸入管圧力とエンジン回転数とをパラメータ
として基本燃料噴射間を設定する空燃比制御では、空燃
比がリーン化する。一方、上記バルブクリアランスｔが
小さい場合、吸気バルブ４と排気バルブ５のバルブオー
バラップ時間が長くなり、吸入管７内に吹き返される排
気ガスのｔ］が多くなり、空燃比がリッチ化する。

上記空燃比制御装置１９では、上述の如き吹き返しなど
による空燃比の変動を０２センサ１８で検出して空燃比
フィードバック制御Ｊるもので、バルブクリアランスｔ
が大きくなり空燃比がり一ン化すると０２セン＋１１８
の出力信号にすづいて設定された空燃比フィードバック
補正係数αは第３図（ａ）に示す様に、空燃比を適性空
燃比に戻すようリッチＩナイトに移行しくα＞１．０）
、また、バルブクリアランスｔが小さくなり空燃比がリ
ッチ化すると空燃比フィードバック補正係数αは第３図
（ｂ）に示す様に、空燃比を適性空燃比に戻ずようリー
ンサイドへ移行する（αく１゜Ｏ）。

このため、空燃比フィードバック補正係数の上限値と下
限値とを、バルブクリアランスｔが下限規定（間隙）値
よりも小さいとぎと、バルブクリアランスｔが上限規定
（間隙）値よりも大きいときで設定するものであり、以
下の機能構成により実現される。

（制御装置の機能構成） 第１図に示すように上記空燃比制御装置１９は、吸入管
圧力算出手段２９、エンジン回前数算出手段３０．基本
燃料噴射量設定手段３１、各種増量分補正係数設定手段
３２、空燃比フィードバック補正係数設定手段３３、上
限／下限リミッタ手段３４、燃料噴１１）１ｆｆｉ算出
手段３５、駆動手段３６で構成されている。

吸入管圧力算出手段２９では吸入管圧力センナ１６の出
力信号からエンジン１１少イクル当りの単純平均あるい
は加重平均により吸入管圧力Ｐを算出覆る。

エンジン回転数算出手段３０ではクランク角センザ１４
の出力信号からエンジン回転数Ｎを算出する。

基本燃料噴ＩＪｆｆｉ設定手段３１では上記吸入管圧力
算出手段２９で算出した吸入管圧力Ｐと上記エンジン回
転数算出手段３０で筒用したエンジン回転数Ｎとをパラ
メータとして、例えばマツプから直接、あるいは、補間
計算により基本燃料、噴射ｍＴ　１１を求める。

各種増量分補正係数設定手段３２ではスロットルポジシ
ョンセンサ１５の出力信号、冷却水温センサ１７の出力
信号から加減速補正、冷却水温補正などに係る各種増量
分補正係数Ｃ０ＥＦを設定Ｊる。

空燃比フィードバック補正係数設定手段３３では０２セ
ンサ１８からの出力電圧とスライスレベルとを比較して
比例積分制御により空燃比フィードバック補正係数αを
設定する。なお、０２センサ１８が不活性状態でこの０
２１？ンサ１８からの出力電圧が微少、あるいは無い場
合には空燃比フイードバック補正係数αをα＝１．０に
固定して空燃比フィードバック制御を中止する。

上限／下限リミッタ手段３４では上記空燃比フィードバ
ック補正係数設定手段３３で作成されたフィードバック
補正係数αが上限値＾／Ｆｌｉｍｌｌ　、あるいは、下
限値Ａ／ＦＩｉｍＬに収まっているかどうかを判定し、
Ａ／ＦｌｉｍＬ≦α≦＾／ＦｌｉｍＨの場合、上記空燃
比フィードバック補正係数設定手段３３で設定した空燃
比フィードバック補正係数αをそのまま空燃比フィード
バック補正係数α９として出力する。また、上記空燃比
フィードバック補正係数αが上限値＾／ＦｌｉｍＨ、あ
るいは、下限値＾／ＦＩｉｎ＋ｌ。

を越えた場合（α〉八／ＦＩｉａ＋Ｈあるいは、α＜Ａ
／ＦｌｉｍＬ　）　、上記上限値Ａ／Ｆｌｉｍｌｌ　、
あるｌ＋’Ｌ＆、下ＩＧ値Ａ／ＦＩｉｍＬを空燃比フィ
ードバック補正係数αゞとして出力する。

上記上限値Ａ／Ｆｌｉｍｔｌ　、下限値＾／ＦＩｉｍＬ
は個々のエンジンのバルブクリアランスｔを計測し、実
験などにより、上記バルブクリアランスｔが上限規定値
よりも大きくなったときの空燃比フィードバック補正係
数値を求め、これを空燃比フィードバック補正係数α２
の下限値＾／ＦｌｉｍＬとして設定しく第３図（ｂ）参
照）、また、バルブクリアランスｔが下限規定値よりも
小さくなったときの空燃比フィードバック補正係数値を
求め、これを空燃比フィードバック補正係数α８の上限
値Ａ／ＦｌｉｍＨとして設定し、（第３図（ａ）参照）
、あらかじめＲＯＭ２１に格納しておくものである。

燃料噴射聞専出手段３５では、上記基本燃料噴射量設定
手段３１で設定した基本形お１噴射ムｔ−ｒｐを上記各
種増量分補正係数設定手段３２で算出した各種増量分補
正係数Ｃ０ＦＦと上記下限／下限リミッタ手段３４から
出力される空燃比フィードバック補正とで補正して、燃
料噴射ｆｆ１ｉ　Ｔを算出しくＴ−Ｔｐ−ＣＯ［Ｆ・α
＊）、この燃料噴射量Ｔに相応する駆動パルス信号が駆
動手段３６を介してインジェクタ１０の励磁コイルへ所
定タイミングで出力される。

（空燃比制御動作） 次に、上記構成による空燃比制御装置１９の制御手順を
第４図の７０−ブヤートに従って説明する。

まず、ステップ５１０１で吸入圧力センサ１６、クラン
ク角センサ１４の出力信号を読込み吸入管圧力Ｐ１エン
ジン回転ａＮを求め、ステップ３１０２で上記吸入管圧
力Ｐ、エンジン回転数Ｎに基づき基本燃料噴ｔＡｆｆｉ
Ｔｐを設定する。

次いで、ステップ５１０３でスロットルポジションセン
ザ１５、冷却水温センサ１７の出力信号を読込み加減速
補正、６月１水温補正などに係る各種増量分補正係数Ｃ
０ＦＦを設定するとともに、０２センサ１８の出力電圧
を読込み、この０２センサの出力電圧とスライスレベル
とを比較して比例積分制御により空燃比フィードバック
補正係数αを設定Ｊる。

そして、ステップ５１０４で上記ステップ５１０３にて
設定した空燃比フィードバック補正係数αが予め設定さ
れた」−限値Ａ／ＦＩｉｍＨ以下かどうかが判定されα
≦八へＦｌｉｍｌｌの場合ステップ５１０５へ進み、ま
た、ａ　＞　Ａ／Ｆｌ　１ｍ１ｌの場合ステップ５１０
７へ進む。

ステップ５１０５へ進むと、上記空燃比フィードバック
補正係数αが予め設定された下限値Ａ／ＦｌｉｍＬ以上
かどうかが判定されα≧Ａ／ＦｌｉｍＬの場合ステップ
３１０６へ進み、また、α＜八＃ｌｉｍＬの場合ステッ
プ８１０８へ進む。

上記ステップ８１０６では上記空燃比フィードバック補
正係数αが上限値Ａ／Ｆｌｉｍｔｌと下限値Ａ／［Ｉｉ
ｍＬとの間に収まっているため、上記ステップ５１０３
にて設定された空燃比フィードバック補正係数αをその
まま空燃比フィードバック補正係数α８として設定する
。

また、ステップ５１０７へ進むと空燃比フィードバック
補正係数αが上限値Ａ／Ｆｌｉｍｌｌを越えているため
、この上限値Ａ／ＦｌｉｍＨを空燃比フィードバック補
正係数α１として設定Ｊ−る。

一方、ステップ３１０８へ進むと空燃比フィードバック
補正係数αが下限値Ａ／ＦｌｉｍＬ以下であるため、こ
の下限ｆ＋ｆ４Ａ／Ｆｌｉｍ１．を空燃比フィードバッ
ク補正係数α１として設定する。

そして、ステップ５１０９へ進むと上記ステップＳ１Ｏ
２で設定した基本燃料噴６４　Ｍｌ　Ｔ　ｐを上記ステ
ップ５１０３で設定した各種増烙分補正係数Ｃ０ＦＦ、
および、上記ステップ３１０６〜８１０８のいずれがで
設定した空燃比フィードバック補正係数α４で補正して
燃料噴射量Ｔを算出する（１“−ＴＩ）−ＣＯＥＦ・α
＊）。

このように、空燃比フィードバック補正係数αが上限値
＾／Ｎｉｍｔｌと下限値Ａ／ＦＩｉｍＬの間に収まって
いる場合は上記空燃比フィードバック補正係数αをぞの
まま空燃比フィードバック補正係数α８として設定し、
また、上記空燃比フィードバック補正係数αが上記限度
値Ａ／Ｆｌｉｍｔｌ　、　Ａ／ＦＩｉｍＬから外れた場
合にはこの限度値Ａ／Ｆｌｉｍｌｌ　、あるいは、Ａ／
Ｆ　ｌ　ｉｍＬを空燃比フィードバック補正係数α９と
して保持するので、燃料噴射量演算に用いられる空燃比
フィードバック補正係数α１は常に設定下限値Ａ／Ｆｌ
ｉｉｌｌと下限値Ａ／ＦＩｉｍＬとの間の値として得ら
れる。この限度値Ａ／Ｆｌｉｍｌｌ　、＾／ＦｌｉｍＬ
は個々のエンジン特性に応じて設定されているので、正
常時の空燃比フィードバック補正係数αが一仲に規制さ
れてしまうことがない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、燃料噴射量をエン
ジン状態パラメータ検出手段の出力信号から算出する制
御Ｈ置に、空燃比センサの出力信号から空燃比フィード
バック補正係数を作成する空燃比フィードバック補正係
数設定手段と、上記空燃比フィードバック補正係数設定
手段で設定された空燃比フィードバック補正係数の上限
値と下限値をバルブクリアランスの設定間隙よりも小ざ
いときの空燃比フィードバック補正係数値と設定間隙よ
りも大きいときの空燃比フィードバック補正係数値から
設定する上限／下限リミッタ手段とが設けられているの
で、空燃比フィードバック補正係数の上限値、および、
下限値を個々のエンジン特性にマツチした値に設定する
ことができ、適正空燃比をエンジンごとに設定すること
ができるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は空
燃比制御装置の機能ブロック図、第２図は土ンジン制御
系の概略図、第３図は空燃比フィードバック補正係数の
特性図、第４図は燃料噴射量１ｌｌ（空燃比）手順を示
づフローチャート、第５図はバルブクリアランスを示す
エンジン本体の要部断面図、第６図は正常時の空燃比フ
ィードバック補正信号の出力状態を示づ波形図ぐある。 １８・・・空燃比センサ（０２セン゛す°）、１９・・
・制御装置、２５・・・エンジン状態パラメータ検出手
段、３３・・・空燃比フィードバック補正係数設定手段
、３４・・・上限／下限リミッタ、＾／Ｆｌｉｍｌｌ・
・・上限値、Ａ／ＴＩｉｍＬ・・・下限値、Ｔ・・・燃
料噴射量、ｔ・・・バルブクリアランス、α・・・空燃
比フィードバック補正係数。 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料噴射量をエンジン状態パラメータ検出手段の出力信
   号から算出する制御装置に、 空燃比センサの出力信号から空燃比フィードバック補正
   係数を設定する空燃比フィードバック補正係数設定手段
   と、 上記空燃比フィードバック補正係数設定手段で設定され
   た空燃比フィードバック補正係数の上限値をバルブクリ
   アランスのが下限規定値よりも小さいときの空燃比フィ
   ードバック補正係数値から設定するとともに、下限値を
   バルブクリアランスが上限規定値よりも大きいときの空
   燃比フィードバック補正係数値から設定する上限／下限
   リミッタ手段とが設けられていることを特徴とするエン
   ジンの空燃比制御装置。