JPH04143435A - 内燃エンジンの空燃比制御方法 - Google Patents

内燃エンジンの空燃比制御方法

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JPH04143435A
JPH04143435A JP2268096A JP26809690A JPH04143435A JP H04143435 A JPH04143435 A JP H04143435A JP 2268096 A JP2268096 A JP 2268096A JP 26809690 A JP26809690 A JP 26809690A JP H04143435 A JPH04143435 A JP H04143435A
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fuel
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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) 本発明は内燃エンジンの空燃比制御方法に関し、特に排
気ガス濃度に略比例する出力特性を備えた排気濃度セン
サを用いてエンジンに供給する混合気の空燃比を目標空
燃比にフィードバック制御する空燃比制御方法に関する
(従来の技術) 排気ガス濃度に略比例する出力特性を有する排気濃度セ
ンサを用いて、エンジンに供給する混合気の空燃比(以
下「供給空燃比」という)を目標空燃比にフィードバッ
ク制御する空燃比制御方法において、排気濃度センサに
よって検出した空燃比と目標空燃比との偏差に応じた比
例項(P項)、積分項(1項)及び微分項(D項)を算
出し、これらのPID項によって供給空燃比をフィード
バック制御するようにしたものが従来提案されている(
特開昭62−251443号公報)。
<X明が解決しようとする課題) しかしながら、上記提案の手法においては、PID項の
算出に使用されるフィードバックゲインは、エンジン回
転数及び前記偏差に応じて設定され、他のエンジン運転
状態を考慮した設定がなされないため、以下のような不
具合が発生していた。
即ち、エンジンの所定減速運転時に燃料供給停止(以下
「ツユニルカット」という)を行う場合、ツユニルカッ
ト中はフィードバック制御を行うことができないため、
ツユニルカット終了直後において供給空燃比を目標空燃
比に迅速に追従させることができず、排気ガス特性ある
いはエンジンの運転性を悪化させるという不具合があっ
た。
本発明はかかる不具合を解消するためなされたものであ
り、ツユニルカット終了直後において空燃比のフィード
バック制御を適切に行い、排気ガス特性や運転性の悪化
を防止することができる内燃エンジンの空燃比制御方法
を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は、内燃エンジンの排気
系に設けられ、排気ガス濃度に略比例する出力特性を備
えた排気濃度センサを用いてエンジンに供給する混合気
の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するととも
に、エンジンの所定の減速運転時にエンジンへの燃料供
給を停止する内燃エンジンの空燃比制御方法において、
前記フィードバック制御による空燃比の補正速度は、エ
ンジンが前記所定の減速運転状態から前記所定の減速運
転以外の運転状態へ移行後所定期間内は該所定期間経過
後よりも大きな値に設定するようにしたものである。
(実施例) 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳述する。
第1図は本発明の制御方法が適用される制御装置の全体
の構成図であり、エンジン1の吸気管2の途中にはスロ
ットルボディ3が設けられ、その内部にはスロットル弁
3′が配されている。スロットル弁3′にはスロットル
弁開度(θTH)センサ4が連結されており、当該スロ
ットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して電子コン
トロールユニット(以下rEcUJ という)5に供給
する。
燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁3との間且つ
吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に
設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接
続されていると共にECU3に電気的に接続されて当該
ECU3からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御さ
れる。
一方、スロットル弁3の直ぐ下流には管7を介して吸気
管内絶対圧(PBA)センサ8が設けられており、この
絶対圧センサ8により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU3に供給される。また、その下流には吸気
温(TA)センサ9が取付けられており、吸気温TAを
検出して対応する電気信号を出力してECU3に供給す
る。
エンジン1の本体に装着されたエンジン水温(TW)セ
ンサ10はサーミスタ等から成り、エンジン水温(冷却
水温)TVを検出して対応する温度信号を出力してEC
U3に供給する。エンジン回転数(NE)センサ11及
び気筒判別(CYL)センサ12はエンジン1の図示し
ないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられている
。エンジン回転数センサ11はエンジン1のクランク軸
の180度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス(
以下rTDC信号パルス」という)を出力し、気筒判別
センサ12は特定の気筒の所定のクランク角度位置で信
号パルスを出力するものであり、これらの各信号パルス
はECU3に供給される。
三元触媒14はエンジン1の排気管13に配置されてお
り、排気ガス中のHC,Co、NOx等の成分の浄化を
行う。排気濃度センサとしての酸素濃度センサ(以下r
LAFセンサ」という)15は排気管13の三元触媒1
4の上流側に装着されており、排気ガス中の酸素濃度に
略比例するレベルの電気信号を出力しECU3に供給す
る。
ECU3は各種センサからの入力信号波形を整形し、電
圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジ
タル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、
中央演算処理回路(以下rCPUJ という)5b、C
PU5bで実行される各種演算プログラム及び演算結果
等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射弁6に駆動信
号を供給する出力回路5d等から構成される装CPU5
bは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づいて、排
気ガス中の酸素濃度に応じたフィードバック制御運転領
域やオーブンループ制御運転領域等の種々のエンジン運
転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、
次式(1)に基づき、前記TDC信号パルスに同期する
燃料噴射弁6の燃料噴射時間T。UTを演算する。
Touy=TiXKCMDMXKLAFXK1+Kz 
 −(1)ここに、Tiは基本燃料量、具体的にはエン
ジン回転数NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じて決定
される基本燃料噴射時間であり、このTi値を決定する
ためのTiマツプが記憶手段5cに記憶されている。
KCMDMは、修正目標空燃比係数であり、エンジン運
転状態に応じて設定され、目標空燃比を表わす目標空燃
比係数KCMDに燃料冷却補正係数KETVを乗算する
ことによって算出される。
補正係数KETVは、燃料を実際に噴射することによる
冷却効果によって供給空燃比が変化することを考慮して
燃料噴射量を予め補正するための係数であり、目標空燃
比係数KCMDの値に応じて設定される。なお、前記式
(1)から明らかなように、目標空燃比係数KCMDが
増加すれば燃料噴射時間T。U7は増加するので、KC
MD値及びKCMDM値はいわゆる空燃比A/Fの逆数
に比例する値となる。
KLAFは、後述する第2図のプログラムにより算出さ
れる空燃比補正係数であり、空燃比フィードバック制御
中はLAFセンサ15によって検出された空燃比が目標
空燃比に一致するように設定され、オープンループ制御
中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定される。
K1及びに2は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じ
て演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジ
ン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の緒
特性の最適化が図られるような値に設定される。
CPU5bは上述のようにして算出した結果に基づいて
、燃料噴射弁6を駆動する信号を、出力回路5dを介し
て出力する。
第2図は前記空燃比補正係数KLAFを算出するプログ
ラムのフローチャートであり、本プログラムはTDC信
号の発生毎にこれと同期して実行される。
ステップ521では、排気ガスの到達遅れをTDC信号
の発生回数で示す遅れTDC変数PTDCを吸気管内絶
対圧PBAに応じて設定されたPTDCテーブルから読
み出す。PTDCテーブルは、エンジンに供給された混
合気がLAFセンサ15に到達するまでの遅れが、吸気
管内圧力に応じて変化することに着目して設定されてお
り、吸気管内絶対圧PBAが高いほど小さな値に設定さ
れている。
ステップS22では、空燃比フィードバック制御実行中
値1に設定されるフラグF LAF F BがTDC信
号の前回発生時(本プログラムの前回実行時)に値1で
あったか否かと判別し、その答が肯定(YES)のとき
には直ちにステップ324に進み、否定(No)のとき
には、LAFセンサ15によって検出された空燃比を示
す当量比(以下単に「検出空燃比」という)と目標空燃
比KCMDとの偏差の前回算出値DKAF、N−r+を
値Oとするとともに、P回前の目標空燃比係数KCMJ
−plを検出空燃比の今回値K A CT ts+に設
定して(ステップ323)、ステップ324に進む。
ここで「P」は前記ステップS21で算出したPTDC
値に等しい。
ステップ324では、P回前の目標空燃比係数KCM 
D +N−p+から検出空燃比の今回値K A CT 
+Nlを減算することによって、前記偏差の今回値DK
A F +Nlを算出する。ステップS23を経由して
本ステップに至ったときにはK CM D tN−□=
KACTL、l、であるから、D K A F +、1
1= 0となる。
ステップS25では、間引きTDC変数NITDCが値
0であるか否かを判別し、その答が否定(No)のとき
には、NITDCを値lだけデクリメントして(ステッ
プ526)、本プログラムを終了する。間引きTDC変
数NITDCは、TDC信号がエンジン運転状態に応じ
て設定された間引き数NIだけ発生する毎に空燃比補正
係数にLAFの更新を行うための変数であり、ステップ
S25の答が肯定(YES)、即ちNITDC=Oとと
きには、ステップ327以下に進んでKLAF値の更新
を行う。
ステップS27では、第3図のプログラムにより、フィ
ードバックゲインに相当する比例項(P項)係数KF、
積分項(1項)係数Kl、微分項(D項)係数KD及び
前記間引き数Nlの算出を行う。
第3図のステップS41ではエンジンがアイドル状態に
あるか否かを判別し、その答が肯定(YES)のときに
は、間引き数Nl及び係数KI。
KP、KDの各位をそれぞれアイドル用の所定値NI 
IDL、KI IDL、KPIDL、KDIDL(例え
ばそれぞれ4.0.063.0.0)に設定する(ステ
ップ542)。ステップ341の答が否定(No)、即
ちエンジンがアイドル状態にないときには、ツユニルカ
ット直後か否かを判別する(ステップ543)。ここで
ツユニルカント直後とは、ツユニルカット終了後所定T
DC数経過するまでの期間(所定期間)をいい、ステッ
プS43の答が肯定(YES)、即ちツユニルカット直
後のときには、NI、Kl、KP、KDの各位をそれぞ
れツユニルカット直後用の所定値N、IAFC,KIA
FC,KPAFC,KDAFC(例えばそれぞれ2.0
.6.1.2.0.8)に設定する(ステップ544)
ここでツユニルカット直後用の間引き数NIAFCは、
前記所定期間経過後の値より小さな値に設定され、PV
D項係数KPAFC,KIAFC。
KDAFCはより大きな値に設定されている。これは、
ツユニルカット中は、空燃比補正係数KLAFを一定値
として、フィードバック制御を停止していることを考慮
したものであり、上記設定により、ツユニルカット終了
直後における検出空燃比と目標空燃比との偏差DKAF
に応じた供給空燃比の補正の速度が大きくなり、供給空
燃比を目標空燃比へ迅速に追従させることができる。そ
の結果、ツユニルカット終了直後における排気ガス特性
や運転性の悪化を防止することができる。
前記ステップ343の答が否定(No)、即ちツユニル
カット直後でないときには、加速増量(エンジンの加速
時における燃料増量)中であるか否かを判別する(ステ
ップ545)。この答が肯定(YES)のときには、N
l、KI、KP。
KDの各位をそれぞれ加速増量時用の所定値NIACC
,KIACC,KPACC,KDACC(例えばそれぞ
れ4.0.063. 0.0)に設定する(ステップ5
46)。
加速増量時用の間引き数NIACCは、エンジンが他の
運転状態にあるときより大きな値に設定され、PID項
係数KPACC,KIACC,KDACCはより小さな
値に設定される。これは加速増量中においては、他の加
速燃料増量係数により検出空燃比は目標空燃比に対して
リッチ側へずれるが、このずれに対応して迅速に空燃比
補正係数KLAFを変更すると、加速増量が終了したと
き供給空燃比のリーン方向へのずれが大きくなる、即ち
過補正になることを考慮したものであり、上記設定によ
り、供給空燃比の補正速度が小さくなす、加速増量中は
供給空燃比が比較的緩やかに目標空燃比に追従し、加速
増量終了直後の運転性悪化を防止することができる。
前記ステップ541.S43.S45の答がいずれも否
定(No)のとき、即ちエンジン運転状態がアイドル状
態又はツユニルカット直後又は加速増量中のいずれでも
ないときには、ステップ547〜369において、エン
ジン回転数NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じて、第
4図に示すように間引き数Nl及びPID項係数KP、
Kl。
KDの各位を設定する。即ち、検出したエンジン回転数
NEと所定回転数NENII〜NEN13(例えばそれ
ぞれ1000.2500.40001m)との大小関係
及び検出した吸気管内絶対圧PBAと所定圧PBN11
.PBNI2(例えばそれぞれ360.560mm H
g )との大小関係に応じて以下のように設定される。
なお、本実施例ではこれらの大小関係の判別(第3図の
ステップS47.S48,550゜S53.S54.S
56.S59,560.S62.365.S67、.5
69)にはヒステリシスを付けるようにしている。
(1)  NE≦NENIIが成立するとき(]−1)
PBA<PBNI 1であれば、N1=N113(例え
ば4)、KI=KI 11(例えば0.25)、KP=
KP11  (例えば0)、KD=KD11  (例え
ば0)とする。
(1−2)PBNI 1≦PBA<PBNI2であれば
、N1=N113(例えば4)、Kl=K112(例え
ば0.6) 、 KP=KP 12(例えば1.2)、
KD=KD12 (例えば0.8)とする。
(1−3)PBNI 2≦PBAであれば、N1=N1
13(例えば2)、KI=KI 13(例えば0.6)
、KP=KP13  (例えば0.95)、KD=KD
13  (例えば0.25)とする。
(2)  NEN I 1 <NE≦NENI2が成立
するとき (2−1)PBA<PBNI 1であれば、N1=NI
23(例えば4) 、KI=KI21(例えば0.3)
、KP=KP21  (例えば1.15)、KD=KD
21  (例えば0.4)とする。
(2−2)PBNI 1≦PBA<PBNI2であれば
、N1=NI23 (例えば2)、KI−4122(例
えば0.3) 、 KP=KP 22(例えば1.05
)、KD=KD22 (例えば0.4)とする。
(2−3)PBNI、2≦PBAであれば、N1=NI
23(例えば2)、KI=KI 23(例えば0.35
)、KP=KP23(例えば0.95)、KD=KD2
3 (例えば0.25)とする。
(3)  NENI2<NE≦NENI3が成立すると
き (3−1)PBA<PBNI 1であれば、N1=NI
31(例えば4)、KI=KI31(例えば0.3)、
KP=KP31  (例えば1.1)、KD=KD31
  (例えば0.4)とする。
(3−2) PBN I 1≦PBA<PBNI2であ
れば、N1=NI23例えば2)、KI=KI32(例
えば0.35) 、 KP=KP 32(例えば0.9
5)、KD=KD32 (例えば0.4)とする。
(3−3)PBNI 2≦PBAであれば、N1=N1
13(例えば2) 、KI=KI 33(例えば0.4
)、KP=KP33(例えば0.85)、KD=KD3
3  (例えば0.3)とする。
(4)  NE>NENI3が成立するとき(4−1)
PBA<PBNI 1であれば、N1=NI41(例え
ば2)、KI=KI41(例えば0J5)、KP=KP
41 (例えば1.05)、KD=KD41  (例え
ば0.4)とする。
(4−2)PBNI 1≦PBA<PBNI2であれば
、N1=NI23 =KI42(例えば0.35) 、 KP=KP42(
例えば0.9)、KD=KD42 (例えば0.4)と
する。
(4−3) PBN I 2≦PBAであれば、N1=
NI41(例えば2)、KI=KI43(例えば0.4
)、KP=KP43  (例えば0.8)、KD=KD
43 (例えば0.35)とする。
第2図にもどり、ステップ328では、ステップS24
で算出した偏差の今回値D K A F +N+の絶対
値が所定値DKPIDより大きいか否かを判別し、その
答が否定(No)、即ち D K A F INI≦D
KPIDのときには、直ちにステップS30に進む一方
、その答が肯定(YES)、即ちDKAF+N、 >D
KPIDのときには、偏差の前回値DKAF+N−11
及び今回値D K A F +Nlをともに値0として
(ステップ329)、ステップS30に進む。ステップ
S30では、次式(2)〜(4)によってPX!KLA
FP、I項KLAFI及びD項KLAFDを算出する。
KLAF=DKAF工、XKP        ・・・
・ (2)KLAFI =KLAFI +DKAF +
N+ X Kl     −・=・(3)KLAFD=
 (DKAF tN+  DKAF +N−11) X
 K D・・ (4)従って、前記ステップ32gの答
が肯定(YES)であって、I DKAF 、N、 l
 >DKP I Dが成立するときには、D K A 
F +N、及びD K A F tN−1+かいずれも
値0とされるので、KLAFP=KLAFD=O1KL
AF I =KLAF Iとなる。即ち、P項及びD項
によるフィードバック制御は停止され、1項は前回値に
保持される。
これにより、加速初期や失火発生時のような出空燃比K
ACTが大きく変動するような場合は、 DKAF+N
+  >DKPIDとなって、1項及びD項によるフィ
ードバック制御は停止さるとともに、1項が前回値保持
されるので、供空燃比が大きく変動して運転性あるいは
排ガス性が悪化することを防止することができる。
ステップS31〜S34ではI項KLAF 1リミツト
チエツクを行う。即ち、KLAFI値所定上下限値LA
FIH,LAFILとの大小i係を比較しくステップ5
31,532)、その;果KLAF 1項が上限値LA
FIHを越えるとにはその上限値に設定しくステップ5
33)、限値LAF Iより小さいときには、その下限
値(設定する(ステップ534)。
ステップS35では、PIDxliKLAFP、]LA
FI、KLAFDを加算することによって?燃比補正係
数KLAFを算出し、次いで偏差のΔ回算出値DKAF
INlを前回値D K A F +N−0と1(ステッ
プ536)、さらに間引き変数N I TDCを前記ス
テップS27で算出した間引きUNIに設定して(ステ
ップ537)、本プログラムを終了する。
(発明の効果) 以上詳述したように本発明によれば、フィードバック制
御による空燃比の補正速度は、エンジンへの燃料供給遮
断状態から燃料供給再開後所定期間内は該所定期間経過
後よりも大きな値に設定されるので、燃料供給再開直後
において、供給空燃比が目標空燃比に迅速に追従し、排
気ガス特性あるいは運転性の悪化を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御方法を適用する燃料供給制御装置
の全体構成図、第2図は空燃比補正係数KLAFを算出
するプログラムのフローチャート、第3図は間引き数(
NI)及びフィードバック制御のゲイン(KI、KP、
KD)を設定するプログラムのフローチャート、第4図
は第3図のプログラムによる設定結果を示す図である。 1・・・内燃エンジン、5・・電子コントロール二二ッ
ト(ECU)、6・・・燃料噴射弁、15・・・排気濃
度センナ(酸素濃度上ンサ)。 出 願 人 本 田 技 研 工 業 株 式

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、内燃エンジンの排気系に設けられ、排気ガス濃度に
    略比例する出力特性を備えた排気濃度センサを用いてエ
    ンジンに供給する混合気の空燃比を目標空燃比にフィー
    ドバック制御するとともに、エンジンの所定の減速運転
    時にエンジンへの燃料供給を停止する内燃エンジンの空
    燃比制御方法において、前記フィードバック制御による
    空燃比の補正速度は、エンジンが前記所定の減速運転状
    態から前記所定の減速運転以外の運転状態へ移行後所定
    期間内は該所定期間経過後よりも大きな値に設定するこ
    とを特徴とする内燃エンジンの空燃比制御方法。
JP2268096A 1990-10-05 1990-10-05 内燃エンジンの空燃比制御方法 Expired - Fee Related JP2770272B2 (ja)

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