JPH0354338A - 多気筒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多気筒エンジン
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ＣＯ，ＨＣＳＮＯｘ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、基本噴射量を空燃比フィー
ドバック補正係数で微細に凋節して、混合気の空燃比を
三元触媒のウィンドウ内に維持するようにしている。す
なわち、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、前記補
正係数を一定のスキップ値だけ減少側にスキップさせ、
次に積分定数に基づいて一定値づつ徐々に減少させるこ
とにより、燃料供給量を絞って、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。他方、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、前
記補正係数を一定のスキップ値だけ増加側にスキップさ
せ、次に積分定数に基づいて一定値づつ徐々に増加させ
ることにより、燃料供給量を増量させて、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。

しかしながら、空燃比フィードバック補正係数を常に固
定すると、エンジン状況に即した空燃比制御を行うのが
難しくなる。そのため、本発門の先行技術として、例え
ば、特開昭６２−８２２４９号公報に示されるように、
エンジンの過渡時には前記空燃比フィードバック補正係
数を大きくし、定常運転時には空燃比フィードバック補
正係数を小さくするようにしている例もある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、吸入空気量は全ての負荷領域において各気筒
に必ずしも均等に分配されるとは限らず、ある負荷領域
においては、各気筒間で混合気にばらつきが生じる例も
少なくない。そのため、酸素センサをエキゾーストマニ
ホールドの集合部に配置してあるものでは、集合部内の
排気ガスの流れによって、酸素センサの出力電圧が特定
の気筒から排出された排気ガスに左右されてしまう恐れ
がある。この結果、その負荷領域においては混合気が適
切に調節されず、排気ガスの浄化効率が低下してエミッ
ションが悪化することになる。

また、特定の負荷領域においては、ＮＯ．の発生゛が多
く、ＨＣ，ＣＯ等の発生が少ない領域や、逆にＮＯ８の
発生は少ないが、ＨＣ，ＣＯの発生が多い領域が存在す
る。これらの領域を判断して、ＮＯ．の浄化効率の良い
空燃比や、ＨＣ，ＣＯの浄化効率のよい空燃比に切換え
る制御を行なうことが考えられるが、これらの制御を実
施しようとすると、制御ロジックが繁雑になる。

本発明は、このような不具合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、次のような構成
を採用している。

すなわち、本発明にかかる多気筒エンジンの空燃比制御
方法は、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサの
出力信号に基づいて、空燃比フィードバック補正係数を
変化させることにより、燃焼室に供給する混合気の空燃
比を理論空燃比近傍に調節するように構成した多気筒エ
ンジンの空燃比制御方法において、前記空燃比フィード
バック補正係数のスキップ値を、予め設定した特定の負
荷領域で変化させて、その負荷領域における混合気の空
燃比を格別に調節す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ると、予め設定した特定の負荷領域
で、空燃比フィードバック補正係数を小さくさせる側の
スキップ値を小さくすれば、燃料の絞り量が減少される
ため、空燃比の制御中心はリッチ側に変化する。一方、
このスキップ値を大きくすれば、燃料の絞り量が大きく
なるため、空燃比の制御中心はリーン側に変化すること
になる。

また、前記負荷領域で空燃比フィードバック補正係数を
大きくする側のスキップ値を小さくすれば、燃料供給量
が減少するため、空燃比の制御中心はリーン側に変化す
る。このスキップ値を大きくすれば、燃料供給量が増加
するため、空燃比の制御中心はリッチ側に変化すること
になる。

したがって、複数に区分したそれぞれの負荷領域で、排
気ガスによって空燃比の実際の変化状況を予め考察して
おけば、各負荷領域において的確に″混合気の空燃比を
調節することが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に概略的に示した多気筒エンジン１は、自動車に
利用されるもので、電子制御燃料噴射装置２を備えてい
る。電子制御燃料噴射装置２は、吸気管３に装着した燃
料噴射弁４と、この燃料噴射弁４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５とを具
備してなり、この電子制御装置５に燃料噴射量等を調節
するための種々の情報が人力されるようになっている。

燃粗噴射弁４は、電磁コイルを内蔵しており、その電磁
コイルに前記電子制御装置５から燃料噴躬信号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５は、中央演算処理装置６と、メモリ−７
と、人力インターフェース８と、出力インターフェース
９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８には、少なくとも
、クランク角センサ１０からのエンジン回転信号ｂと、
圧力センサ１１からの吸気圧信号Ｃと、アイドルスイッ
チ１２からの信号ｄと、酸素センサ１３の出力信号ｅ等
がそれぞれ人力されるようになっている。一方、出力イ
ンターフェース９からは、前記燃料噴射弁４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１０は、エンジン回転に応じた電気信
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に設けてある。圧カセンサ１１は、サージタン
ク１５に設けてあり、吸気圧に応じた電気信号を出力す
るように構成されたものである。アイドルスイッチ１２
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ＯＦ
ＦとなるＯＮ−ＯＦＦスイッチで、スロットルシャフト
１７に結合してある。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の上流に位置し、エキゾーストマニホールド１９の
集合部に取着してある。

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５は、エンジン回転信号ｂ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ＴＰを決定するようになっている。そ
して、上記基本噴Ｕ’ｊｉＴＰを、酸素センサ１３の出
力信号ｅにより決まる空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦやエンジン状況に応じて決まる各種補正係数Ｋで補
正して、燃料噴射ｆｆｌＴを決定し｛Ｔ＝ＴＰｘＦＡＦ
ｘＫ｝、この燃料噴射ｆｉＴに相当する時間だけ前記燃
料噴財弁４を開弁させることにより、燃焼室２０への燃
木４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５には、第２図に概略的に示す
ようなプログラムを設定してある。先ず、ステップ５１
でアイドルスイッチ１２がＯＦＦかａかをキ１１別し、
ＯＦＦである場合はスロットルバルブ１６が開いている
と判断してステップ５２に進み、ＯＦＦでない場合はア
イドリングであると判断してメインルーチンに移行する
。ステップ５２では、エンジン冷却水の温度が設定温度
を上回っていること、減速フユーエルカット中でないこ
と、エンジン始動後所定時間経過していること、および
、圧力センサ１１が正常であること等、空燃比のフィー
ドバノクｉｉｌ御Ｆ　，／　Ｂを実行するための諸条件
が全て成立しているか否かを判別し、戊立していると判
断した場合はステップ５３に進み、成立していないと判
断した場合はメインルーチンこ移行する。ステップ５３
では、第３図に示すように、エンジン回転ＮＥと吸気圧
ＰＭにより、複数に区分してマップ化した負荷領域（１
〜１６）の内、エンジンが特定の負荷領域（５、６、９
、１２〜１４、１６）にあるか否かを判別し、特定の負
荷領域にあると判断した場合はステップ５４に進み、特
定の負荷領域にないと判断した場合はメインルーチンに
移行する。ステップ５４では、特定の負荷領域で空燃比
をリッチ側若しくはり一ン側に調節すべきか否かを前記
マップ内の値によって判断する。すなわち、各負荷領域
に設定したスキップ値の修正値ΔＲＳが正か負かを判別
し、正であると判断した場合は空燃比をリッチ側へ修正
すべきとしてステップ５５に進み、負であると判断した
場合は空燃比をリーン側へ修正すべきとしてステップ５
６に進む。ステップ５５では、空珈比フィードバック補
正係数ＦＡＦを小さくする側の基本スキップ値ＲＳＭＯ
から前記修正値ΔＲＳを減算して減少側のスキップ値Ｒ
ＳＭを決定し、その値を所定の番地ＲＳＭにセットする
一方、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを大きくす
る側の基本スキップ値ＲＳＰＯを所定の番地ＲＳＰにセ
ットして、メインルーチンに移行する。ステップ５６で
は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを減少させる
側の基本スキップ値ＲＳＭＯを所定の番地ＲＳＭにセッ
トする一方、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを大
きくさせる側の基本スキップ値ＲＳＰＯに前記修正値Δ
ＲＳを加算して増加側のスキップ値ＲＳＰを決定すると
ともに、その値を所定の番地ＲＳＭにセットして、メイ
ンルーチンに移行する。メインルーチンでは、燃料噴射
量Ｔの演算毎に、以上の処理結果に基づいて、空燃比の
フィードバック制御Ｆ／Ｂを実行する。すなわち、第４
図に示すように、酸素センサ１３の出力電圧がリッチ／
リーン（Ｒ／Ｌ）判定電圧を上回った場合には、所定の
遅延時間後にフィードバック補正係数ＦＡＦをスキップ
値ＲＳＭ分だけ減少側にスキップさせ、次に積分定数Ｋ
ＩＭに基づいて一定値づつ徐々に減少させることにより
、燃料供給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。他方、酸素センサ１３の出
力′厖圧がリッチ／リーン（Ｒ／Ｌ）判定電圧を下回っ
た場合には、所定の遅延時間後にフィードバック補正係
数ＦＡＦをスキップ｛直ＲＳＰ分だけ増加側にスキップ
させ、次に積分定数ＫＩＰに基づき一定値づつ徐々に増
加させることにより、燃料供給量を増加して混合気の空
燃比を理論空燃比側に変化させるようにしている。

なお、以上の制御は、エンジン運転中に繰り返し実行さ
れるようになっている。

このような構成によると、エンジンが特定の負荷領域外
にある場合には、予め設定された空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦの基本値によって混合気の空燃比が調節
されることになる。一方、エンジンが特定の負荷領域に
あって、しかも、その負荷領域における実際の混合気が
リーン状態にある場合には、空燃比フィードバック補正
係１（ＦＡＦを小さくする側のスキップ値ＲＳＭが基本
スキップ値ＲＳＭＯより小さな値になるため、燃料の絞
り量が減少し、空燃比の制御中心はリッチ側に変化する
ことになる（ステップ５１〜５５）。

他方、エンジンが特定の負荷領域にあって、し、かも、
その負荷領域における実隙の混合気がリッチ状態にある
場合には、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを大き
くする側のスキップ値ＲＳＰが基本スキップ値ＲＳＰＯ
より小さな値に代えられるため、燃料の供給量が減少し
、空燃比の制御中心はリーン側に変化することになる（
ステップ５１〜５４→５６）。

したがって、特定の負荷領域において各気筒間で混合気
にばらつきが生じるようなことあっても、以上のような
構或によれば、かかる負荷領域における混合気の空燃比
を打効に理論空燃比近傍に凋節することができる。すな
わち、このような手法によれば、空燃比のフィードバッ
ク制御を行う場合に特定の負荷領域におけるエミッショ
ンの悪化を６効に防止することができるので、軽負荷域
から高負荷域の広い領域に亘って排気ガスの浄化効率を
高い値に維持することができる。

なお、負荷領域は上記実施例に示すように区分する場合
に限らないのは勿論であり、さらに細分化するようにし
てもよい。

また、本発明はエアフロメータで吸入空気量を直接に検
出する場合にも有効に適用可能である。

［発明の効果］ 以上のような構成からなる本発明によれば、軽負荷域か
ら高負荷域の広い領域に亘って混合気の空燃比を排気浄
化率が最良の空燃比近傍に的確に調節することができる
。また、理論空燃比よりリッチ側あるいはリーン側にわ
ずかにずれた場合の方が、排気ガスの浄化率が大きな負
荷域においても、混合気の空燃比を最適な空燃比に調整
することができる。その結果、エミッションが悪化する
のを広い領域に亘って有効に抑制することができる制御
精度に優れた多気筒エンジンの空燃比制御方法を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は概略的な全体
構成図、第２図は制御手順をほ略的に示すフローチャー
ト図、第３図は制御設定条件を示す図、第４図は制御態
様を示すタイミングチャート図である。 １・・・多気筒エンジン ・・燃料噴射弁 ・・電子制御装置 ０・・・クランク角センサ １・・・圧カセンサ ３・・・酸素センサ ８・・・三元触媒コンバータ ０・・・燃焼室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   に基づいて、空燃比フィードバック補正係数を変化させ
   ることにより、燃焼室に供給する混合気の空燃比を理論
   空燃比近傍に調節するように構成した多気筒エンジンの
   空燃比制御方法において、前記空燃比フィードバック補
   正係数のスキップ値を、予め設定した特定の負荷領域で
   変化させて、その負荷領域における混合気の空燃比を格
   別に調節するようにしたことを特徴とする多気筒エンジ
   ンの空燃比制御方法。