JPH04103854A - エンジン制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明はエンジン制御装置に係り、特に空燃比センサ
の経時変化や個体差等を補正して長期間にわたり初期性
能を維持し得るエンジン制御装置に関する。

［従来の技術］ エンジンにおいては、燃料消費率の低減や触媒の浄化効
率を良くして排ガス値（排ガス有害成分）の低減を図る
ために、最良の燃焼状態を得るべく、混合気を理論空燃
比にフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御させる電子制御式燃
料噴射システムの空燃比制御装置が提案されている。

空燃比制御装置は、排気系に設けた０２センサや空燃比
センサの検出電気信号を制御手段（ＥＣＵ）にフィード
バックさせて供給燃料量や供給空気量を制御し、混合気
を理論空燃比付近に制御するものである。

希薄燃焼用のエンジンにおいては、三元触媒を利用する
システムとは異なり、広い範囲の空燃比で制御するため
、リーンＯリッチ信号を出力するだけの０２センサの替
りに、空燃比に対応して直線的に電気信号（電流）を出
力する空燃比センサを利用し、広い範囲で空燃比をフィ
ードバック制御している。

また、０２センサを使用した空燃比の制御装置としては
、例えば、特開昭６３−１７６６４６号公報に開示され
ている。この公報に記載のものは、車両が停止中あるい
は停止に近い状態中にエンジンのレーシング状態を長時
間続けた場合に、異常状態を検出して燃料カット回転数
及び燃料復帰回転数を徐々に下げて、エンジンのオーバ
ヒートを有効に防止するものである。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、空燃比センサの検出電流の出力特性は、第５
図に示す如く、理論空燃比付近（ストイキ）において、
電気信号である電流が零であり、空燃比がリーンでは出
力電流が正（＋）であり、空燃比がリッチでは出力信号
が負（−）の方向に変化する。しかし、理論空燃比付近
においては殆んど誤差はないが、この付近から外れるに
従って空燃比センサの個体差や経年変化による誤差は、
基準気体による基準電流ＡからＢ（破線で示す）あるい
はＣ（−点鎖線で示す）の如く大きく変化する。この空
燃比センサの誤差を校正するには、基準気体によって空
燃比センサの出力電流を検出し、この検出電流と基準気
体での基準出力電流と比較して補正係数を算出し、この
補正係数によって空燃比センサの誤差を補正すればよい
ものである。

しかしながら、従来においては、空燃比センサを校正し
ていなかったので、空燃比センサの経時変化等によって
電流の出力特性が変化すると、空燃比を正確にフィード
バック制御させることができなくなる不都合を招いた。

また、空燃比センサの個体差による誤差を少なくするた
めに、空燃比センサの品質管理を厳しくする必要があり
、実用上不便であった。

［発明の目的コ そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく、
空燃比を広い範囲でフィードバック制御するために空燃
比センサを設け、エンジンの燃料カット運転の際に基準
気体としての大気が空燃比センサに到達したことを判定
し、空燃比センサからの電気信号を検出して検出電気信
号と空燃比センサの大気による基準電気信号とを比較し
て空燃比センサの補正係数を算出し、補正係数に基づい
て空燃比センサを校正することにより、空燃比センサの
経時変化や個体差等による誤差を補正することができる
ので、長期間にわたり初期性能（排ガス清浄化、運転性
能）を維持することができるとともに、電気信号の出力
特性にバラツキのある空燃比センサでも使用することが
でき、実用上有利となり、しかも廉価とし得るエンジン
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、空燃比に対応し
て電気信号を直線的に出力する空燃比センサをエンジン
の排気系に設け、この空燃比センサからの電気信号によ
って空燃比をフィードバック制御するエンジン制御装置
において、前記エンジンの燃料カット運転の際に基準気
体としての大気が前記空燃比センサに到達したことを判
定し、前記空燃比センサからの電気信号を検出してこの
検出電気信号と前記空燃比センサの大気による基準電気
信号とを比較して前記空燃比センサの補正係数を算出し
、この補正係数に基づいて前記空燃比センサを校正する
制御手段を設けたことを特徴とする。

［作用］ この発明の構成によれば、制御手段は、エンジンの燃料
カット運転の際に基準気体としての大気が空燃比センサ
に到達したことを判定し、空燃比センサからの電気信号
を検出して検出電気信号と空燃比センサの大気による基
準電気信号とを比較して空燃比センサの補正係数を算出
し、補正係数に基づいて空燃比センサを校正する。これ
により、空燃比センサの経時変化や個体差による誤差を
補正することができ、長期間にわたり、初期性能（排ガ
ス清浄化、運転性能）を維持することができるとともに
、電気信号の出力特性にバラツキのある空燃比センサを
使用することができる。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜４図は、この発明の実施例を示すものである。図
において、２は希薄燃焼用のエンジン、４はピストン、
６はサージタンク、８は吸気マニホルド、１０は吸気通
路、１２は吸気弁、１４は燃焼室、１６は排気弁、１８
は排気マニホルド、２０は排気通路である。

吸気マニホルド８には、燃焼室１４側に指向する燃料噴
射弁２２が取付けられている。

また、サージタンク６内に検出用圧力通路２４の一端側
が連通され、この検出用圧力通路２４の他端には圧力セ
ンサ２６が設けられている。

前記排気マニホルド１８には、空燃比センサ２８が取付
けられている。

この空燃比センサ２８は、排気通路２０内の空燃比を検
出し、検出した空燃比に対応して検出電気信号である検
出電流を出力するものである。

前記空燃比センサ２８は、基準気体として大気によって
基準電気信号である基準電流を出力するものであり、し
かも、第５図に示す如く、空燃比がリーン側に変化する
と（＋）方向の電流を出力するとともに、空燃比がリッ
チ側に変化すると（−）方向に電流を出力するものであ
る。

しかし、空燃比センサ２８は、第５図に示す如く、理論
空燃比から外れるに従って個体差や経時変化等によって
その誤差が大きくなって検出電流（破線Ｂあるいは一点
鎖線Ｃで示す）を出力するものである。

前記燃料噴射弁２２と圧力センサ２６と空燃比センサ２
８とは、制御手段３０に連絡している。

また、この制御手段３０には、減速運転時等でエンジン
２への燃料をカットした燃料カット運転の際に信号を出
力する燃料カット検出部３２が連絡されている。

制御手段３０は、エンジン２の燃料カットの際に、基準
気体としての大気が空燃比センサ２８に到達したことを
判定し、空燃比センサ２８からの検出電気信号である検
出電流を検出し、この検出電流と空燃比センサ２８の大
気による基準出力電流とを比較して空燃比センサ２８の
補正係数を算出し、この補正係数に基づいて空燃比セン
サ２８の誤差を補正し、つまり校正し、この校正された
電流により、燃料カット後の燃料噴射弁２２を適正に作
動し、空燃比を制御するものである。

ところで、エンジン２の減速運転時等において、不必要
な燃焼を防止すべく燃料カット運転した際に、吸気通路
１０側から排気通路２０に大気を導入させ、空燃比セン
サ２８に大気を到達させることができるが、吸気通路１
０内には吸気管付着燃料が残留しており、この吸気管付
着燃料が殆んどなくなるまでには、排気通路２０に導入
される気体は大気と燃料の混合気であるので、この混合
気を空燃比センサ２８の校正用の基準気体として利用し
得ない。

そこで、この実施例において、制御手段３０は、燃料カ
ット時から待ち時間として所定時間Ｔｗ（秒）経過した
時に大気が空燃比センサ２８に到達したと判定したり、
又は、吸気通路１０内の吸気管付着燃料量を算出して大
気が空燃比センサ２８に到達したと判定するものである
。

次に、この実施例の作用を、第２〜４図のフローチャー
トに基づいて説明する。

第２図において、制御手段３０のプログラムがスタート
（ステップ１０２）すると、エンジン２の燃料カット中
か否かを判断する（ステップ１０４）。

燃料カット中でステップ１０４がＹＥＳの場合には、燃
料カット時から大気が空燃比センサ２８に到達した所定
時間（待ち時間）Ｔｗ（秒）経過したか否かを判断する
（ステップ１０６）。

所定時間Ｔｗ（秒）が経過してこのステップ１０６がＹ
ＥＳの場合には、空燃比センサ２８の出力電流を検出す
る（ステップ１０８）。

そして、この検出電流と空燃比センサ２８の大気におけ
る基準出力電流とを比較して補正係数を算出する（ステ
ップ１１０）。

即ち、補正係数は、 で算出される。

そして、この補正係数を検出出力電流に加味させること
によって空燃比センサ２８の誤差、つまり空燃比センサ
２８の個体差や経年変化等による誤差を補正し、空燃比
センサ２８を校正する。

また、前記ステップ１０４．１０ＢでＮｏの場合には、
空燃比センサ２８を校正する条件が満足されていないの
で、リターン（ステップ１１２）させる。

また、制御手段３０においては、大気が空燃比センサ２
８に到達したか否かを、第３図に示す如く、他の方法で
判定することができる。

即ち、第３図に示す如く、プログラムがスタート（ステ
ップ２０２）すると、エンジン２への燃料カット中か否
かを判断する（ステップ２０４）。

燃料カット中でこのステップ２０４でＮｏの場合には、
吸気管付着燃料量Ｍｆを算出する（ステップ２０６）。

この吸着管付着燃料量Ｍｆは、例えば、Ｍｆ＋Ｍｆ＋Ｘ
−Ｇｆ　ｔ−（１／τ）Ｍｆここで、Ｘ：燃料付着率 τ：付着燃料の蒸発時定数 Ｇｆｔ：燃料噴射量 とする。

で算出される。

また、燃料付着率Ｘ及び吸気管付着燃料の蒸発時定数τ
は、エンジン負荷、エンジン回転数、冷却水温度による
マツプ（図示せず）によって求められる。

この吸気管付着燃料Ｍｆを算出したならば、所定時間Ｔ
ｗは、Ｍｆとτとのマツプ（図示せず）から算出しくス
テップ２０８）、リターンさせる（ステップ２１０） 一方、前記ステップ２０４でＹＥＳの場合には、上述の
第２図におけるフローチャートによって補正係数を算出
する。

更に、空燃比センサ２８の補正係数を、第４図に示すよ
うな方法で算出することができる。

即ち、第４図に示す如く、制御手段３ｏにおいて、プロ
グラムがスタート（ステップ３ｏ２）すると、先ず、上
述の算出方法で吸気管付着燃料量Ｍｆを算出（ステップ
３０４）、そして吸気管付着燃料量Ｍｆ＜定数（一定量
）Ｍｆｍを比較する（ステップ３０６）。

このステップ３０６においてＹＥＳの場合、つまり、Ｍ
ｆ＜Ｍｆｍの場合には、計算上Ｍｆが定数Ｍｆｍより少
なくなった時に、これが燃料カットによるものであるな
らば、大気が空燃比センサ２８に到達していると判断す
る。

そして、燃料カット中か否かを判定（ステップ３０８）
する。

このステップ３０８でＹＥＳの場合には、空燃比センサ
２８の出力電流を検出する（ステップ３１０）。

そして、この検出電流と大気での基準出力電流とを比較
して、上述の如き補正係数を算出し、この補正係数を検
出電流に加味して空燃比センサ２８の校正を行う。

この結果、空燃比センサ２８の経時変化を補正すること
ができるので、長期間にわたって初期性能（排ガス清浄
化、運転性能）を維持することができる。

また、空燃比センサ２８の個体差による誤差を補正する
ことができるので、電流の出力特性にバラツキのある空
燃比センサを使用しても何ら不具合がなく、実用上有利
となり、しかも、品質管理を厳しくする必要がなく、廉
価とすることができる。

更に、制御手段３０のプログラムのソフトのみで空燃比
センサ２８の校正を行うので、実用的である。

［発明の効果コ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
空燃比を広い範囲でフィードバック制御するために空燃
比センサを設け、エンジンの燃料カット運転の際に基準
気体としての大気が空燃比センサに到達したことを判定
し、空燃比センサからの電気信号を検出して検出電気信
号と空燃比センサの大気による基準電気信号とを比較し
て空燃比センサの補正係数を算出し、補正係数に基づい
・て空燃比センサを校正したことにより、空燃比センサ
の経時変化を補正することができるので、長期間にわた
り初期性能（排ガス清浄化、運転性能）を維持すること
ができるとともに、電気信号の出力特性にバラツキのあ
る空燃比センサでも使用することができ、実用上有利で
あり、しかも廉価とし得る。

また、この発明によれば、制御手段のプログラムソフト
のみの変更でよく、他の部品を不要とし、実用的である
。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の実施例を示し、第１図はエンジ
ン制御装置のシステム構成図、第２図は補正係数を算出
するフローチャート、第３図は所定時間Ｔｗを算出する
他のフローチャート、第４図は補正係数を算出する他の
フローチャートである。 第５図は空燃比センサの電流の出力特性図であセンサ、
２８は空燃比センサ、３０は制御手段、そして３２は燃
料カット検出部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、空燃比に対応して電気信号を直線的に出力する空燃
   比センサをエンジンの排気系に設け、この空燃比センサ
   からの電気信号によって空燃比をフィードバック制御す
   るエンジン制御装置において、前記エンジンの燃料カッ
   ト運転の際に基準気体としての大気が前記空燃比センサ
   に到達したことを判定し、前記空燃比センサからの電気
   信号を検出してこの検出電気信号と前記空燃比センサの
   大気による基準電気信号とを比較して前記空燃比センサ
   の補正係数を算出し、この補正係数に基づいて前記空燃
   比センサを校正する制御手段を設けたことを特徴とする
   エンジン制御装置。