JPH04209948A - 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】

［０　０　０　１１

【産業上の利用分野】本願発明は、エンジン排気ガス中
の酸素濃度により空燃比を検出し、該空燃比を目標空燃
比付近に常に保つようにフィードバック制御する如く構
成されたエンジンの空燃比制御装置に関し、さらに詳し
くはエンジンの特定条件下において点火時期を遅角させ
る如く構成されたエンジンにおける上記空燃比制御装置
に関するものである。 ［０　０　０　２］

【従来の技術】従来から、エンジン排気ガス中の酸素濃
度により空燃比を検出し、該空燃比を目標空燃比付近に
常に保つようにフィードバック制御する如く構成された
エンジンの空燃比制御装置は良く知られている（例えば
、特開昭５６−２３５５０号公報参照）。 （０　０　０　３］一方、エンジンの特定条件下（例え
ば、加速時、減速時あるいは自動変速機付自動車の変速
時）においては、点火時期を所定値遅角させることによ
ってエンジンの出力トルクを低減させ、上記特定条件下
におけるショック軽減を図る試みもなされている。 ［０　０　０　４］

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン運
転中において、上記の如き特定条件下で点火時期を遅角
させると、供給燃料が燃焼室内で完全に燃焼せず、混合
気が未燃焼のまま空燃比センサー（即ち、排気ガス中の
酸素濃度により空燃比を検出するセンサー）の設置部分
を通過することとなり、該空燃比センサーが混合気が薄
い（即ち、リーン）と判断してしまうおそれがある。す
ると、フィードバック制御を司る制御手段は、吸入混合
気を濃く（即ち、リッチ）方向への制御信号を出力する
こととなって、実際には混合気が正常あるいはリッチで
あるにもかかわらず、さらに濃くされてオーバーリッチ
となり、次に点火時期が正規の値に復帰した時に燃費の
悪化、未燃成分の多量排出等が大きくなるという問題が
ある。 ［０　０　０　５］なお、上記公知例においては、充填
量不足に起因する減速失火時に上記フィードバック制御
を停止することにより、混合気のオーバーリッチあるい
はオーバーリーンを防止するようにしているが、このよ
うな対策では、点火時期遅角実行中における上記問題を
解決することは難しい。 ［０　０　０　６１本願発明は、上記の点に鑑みてなさ
れたもので、点火時期遅角制御を実行している際には、
エンジン空燃比のフィードバック制御におけるリッチ側
への制御を制限することにより、吸入混合気のオーバー
リッチ化を防止することを目的とするものである。 ［０　０　０　７］

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、エンジン排気ガス
中の酸素濃度により空燃比を検出する空燃比センサーか
らの出力信号に基づいて空燃比を目標空燃比付近に保つ
ようにフィードバック制御を行う空燃比制御手段と、エ
ンジンの特定条件下において点火時期を所定値遅角させ
る如く作用する点火時期制御手段とを備えたエンジンの
空燃比制御装置において、前記点火時期制御手段による
遅角補正実行中においては前記空燃比センサーからのリ
ーン出力に基づく前記空燃比制御手段によるリッチ側へ
のフィードバック制御を制限するフィードバック制御制
限手段を付設している。 ［０　０　０　８］請求項２の発明では、上記課題を解
決するための手段として、前記請求項１記載のエンジン
の空燃比制御装置において、前記フィードバック制御制
限手段を、前記点火時期制御手段による遅角補正が出力
要求の低い運転条件下で実行されている場合にのみ作動
する如く構成している。 ［０　０　０　９］請求項３の発明では、上記課題を解
決するための手段として、前記請求項１記載のエンジン
の空燃比制御装置において、出力要求の低い運転条件が
非加速時とされている。 ［０　０　１　０１

【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。 ［０　０　１　１３即ち、エンジンの点火時期を遅角さ
せるべき制御が実行されている際には、空燃比センサー
からのリーン出力に基づくリッチ側へのフィードバック
制御が制限されるため、点火時期の遅角制御に起因して
空燃比センサーがリーンと誤判断した場合においても吸
入混合気のオーバーリッチ化が防止されることとなる。 ［０　０　１　２］請求項２あるいは３の発明では、上
記手段によって次のような作用が得られる。 ［００１３］即ち、エンジン出力要求の低い運転条件下
（例えば、非加速時である減速時あるいは自動変速機付
自動車の変速時）において点火時期の遅角補正がなされ
ている場合にのみ、空燃比のフィードバック制御が制限
されることとなる。 ［００１４］

【発明の効果】請求項１の発明によれば、エンジン排気
ガス中の酸素濃度により空燃比を検出する空燃比センサ
ーからの出力信号に基づいて空燃比を目標空燃比付近に
保つようにフィードバック制御を行う空燃比制御手段と
、エンジンの特定条件下において点火時期を所定値遅角
させる如く作用する点火時期制御手段とを備えたエンジ
ンの空燃比制御装置において、前記点火時期制御手段に
よる遅角補正実行中においては前記空燃比センサーから
のリーン出力に基づく前記空燃比制御手段によるリッチ
側へのフィードバック制御を制限するフィードバック制
御制限手段を付設して、エンジンの点火時期を遅角させ
るべき制御が実行されている際には、空燃比センサーか
らのリーン出力に基づくリッチ側へのフィードバック制
御を制限するようにしているので、点火時期の遅角制御
に起因して空燃比センサーがリーンと誤判断した場合に
おいても吸入混合気のオーバーリッチ化が防止されるこ
ととなり、次に点火時期が正規の値に復帰せしめられた
場合における燃費悪化、未燃成分の多量排出等を効果的
に抑止できるという優れた効果がある。 ［００１５］請求項２および３の発明によれば、請求項
１記載のエンジンの空燃比制御装置において、フィード
バック制御を制限するフィードバック制御制限手段を、
点火時期制御手段による遅角補正が出力要求の低い運転
条件下（例えば、非加速時である減速時あるいは自動変
速機付自動車の変速時）で実行されている場合にのみ作
動せしめるようにしたので、加速時における出力トルク
向上を損なうことなく、減速時等におけるカーバッキン
グを防止することが可能となるという優れた効果がある
。 ［００１６］

【実施例】以下、添付の図面を参照して本願発明の好適
な実施例を説明する。 ［００１７１図１（Ｂ）において、エンジン１は、自動
車に搭載される公知の４サイクル火花点火式エンジンで
、燃焼用空気をエアクリーナ（図示省略）、吸気管２、
スロットル弁３を経て吸入する。 ［００１８］また、燃料は、図示しない燃料系から各気
筒に対応して設けられた電磁式燃料噴射弁４を介して供
給されることとなっている。燃焼後の排ガスは、排気マ
ニホルド５、排気管６、触媒コンバータ７を経て大気中
に放出されることとなっている。 ［００１９］前記吸気管２のスロットル弁３上流側には
、吸入空気量Ｑａを検出する熱線式エアフロメータ８が
付設され、また、吸気管２にはアイドルスイッチ９が付
設されている。前記エアフロメータ８はアナログ電圧信
号を出力する。 ［００２０１さらに、前記排気マニホルド５には、排気
ガス中の酸素濃度から空燃比を検出し、空燃比が目標空
燃比より小さい（即ち、リッチ）と高レベル、目標空燃
比より大きい（即ち、リーン）と低レベルの電圧を出力
する空燃比センサーとして作用する０２センサー１０が
付設されている。 ［００２１１前記エンジン１の点火栓１２に所定間隔で
電流を供給するディストリビュータ１３には、エンジン
１のクランク軸の回転速度を検出するクランク角センサ
ー１１が付設されており、該クランク角センサー１１は
、回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。 符号１４はイグニッションコイルである。 ［００２２］上記各センサー８〜１１からの検出信号は
制御ユニット１５に人力され、該制御ユニット１５は、
前記各検出信号に基づいて燃料噴射量および点火時期を
演算する回路で、電磁式燃料噴射弁４の開弁時間および
点火栓１２の点火時期を調整する如く作用する。 ［００２３］ついで、図２により前記制御ユニット１５
について説明する。 ［００２４］前記制御ユニツト１５は、燃料噴射量およ
び点火時期を演算するマイクロプロセッサ（以下、ＣＰ
Ｕという）１６と、クランク角センサー１１からの信号
によりエンジン回転数Ｎｅをカウントする回転数カウン
タ１７と、デジタル入力ポート１８と、アナログ入力ポ
ート１９と、プログラム動作中−時使用される一時記憶
ユニット（以下、ＲＡＭという）２０と、プログラムや
各種の定数等を記憶しておく読み出し専用メモリ（以下
、ＲＯＭという）２１と、電磁式燃料噴射弁５およびイ
グニッションコイル１４に対して信号（即ち、噴射パル
ス信号および点火パルス信号）を出力する出力ボート２
２と、前記ＣＰＵ１６への信号授受を行うコモンバス２
３とを備えている。 ［００２５］前記デジタル入力ポート１８は、アイドル
スイッチ９の出力信号および０２センサー１０の出力を
所定比較レベルと比較する比較器の出力信号をＣＰＵｌ
６に伝達する。 ［００２６］前記アナログ入力ボート１９は、アナログ
マルチプレクサとＡ−Ｄ変換器からなっており、エアフ
ロメータ８からの信号をＡ−Ｄ変換してＣＰＵ１６に読
み込ませる機能を有する。 ［００２７］前記ＲＡＭ２０には、電源回路２４を介し
て電源が供給されることとなっているが、該電源回路２
４はバッテリ２５に対して直接接続され、常時電源が印
加されるようになっている。一方、符号２６で示す電源
回路は、前記ＲＡＭ２０以外の部分に電源を供給するも
のであり、キースイッチ２７を介してバッテリ２５に接
続されている。 ［００２８］そして、上記ＣＰＵ１６は、図１（Ａ）に
示すように、前記０２センサー１０からの出力信号に基
づいて空燃比を目標空燃比付近に保つようにフィードバ
ック制御を行う空燃比制御手段３１と、エンジン１の特
定条件下（即ち、加速時、減速時あるいは自動変速機付
自動車の変速時）において点火栓１２の点火時期を所定
値遅角させる如く作用する点火時期制御手段３２と、該
点火時期制御手段３２による遅角補正実行中（但し、非
加速時である減速時あるいは自動変速機付自動車の変速
時のみ）においては前記０２センサー１０からのリーン
出力に基づく前記空燃比制御手段３１によるリッチ側へ
のフィードバック制御を制限するフィードバック制御制
限手段３３とを兼ねることとなっている。 ［００２９１以下、図３に示すフローチャートを参照し
て、上記ＣＰＵ１６の機能を詳述する。 ［００３０１キースイツチ２７およびスタータスイッチ
（図示省略）がＯＮしてエンジン１が始動されると、ス
テップＳ１において、エアフロメータ８からの吸入空気
量Ｑａ、クランク角センサー１１からのエンジン回転数
Ｎｅ、０２センサー１０の出力等の各種信号の読み込み
が実行される。 ［００３１］ついで、ステップＳ２において、エンジン
１の運転状態がフィードバックゾーンにあるか否かの判
定がなされる。該判定は、エンジン回転数とエンジン出
力トルクとが所定の範囲（即ち、低回転・低トルク域）
にあるか否かにより行なわれる。ここで、フィードバッ
クゾーンではないと判定された場合には、ＣＰＵ１６に
よる制御はステップＳ１２に進み、フィードバック制御
量ＣＦＢを０％となす。即ち、フィードバック制御を行
うことなく、ＣＰＵ１６による制御をリターンさせるの
である。 ［００３２］ステツプＳ２において、エンジン１の運転
状態がフィードバックゾーンにあると判定された場合に
おいて、エンジン１が特定条件下（即ち、加速時、減速
時あるいは自動変速機付自動車の変速時）となると、ス
テップＳ３において点火時期遅角量ΔＩｇが演算され、
該演算結果に基づいて点火時期制御手段３２により点火
栓１２の点火時期が所定値遅角される。なお、前記演算
結果はＲＡＭ２０に格納される。 ［００３３］Ｌかる後、ステップＳ４において、加速増
量が所定値以下であるか否かの判定がなされる。つまり
、エンジン回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａが減少状態
にあって加速が要求されていないか、あるいはエンジン
回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａが増大状態にあって加
速が要求されているかの判定がなされるのである。ここ
で、加速増量が所定値を超えていると判定された場合（
即ち、加速要求がある場合）には、後述するフィードバ
ック制御制限を行うことなく、ＣＰＵ１６による制御は
ステップＳＩＯに進み、通常の空燃比フィードバック制
御がなされる。なお、加速要求がある場合にフィードバ
ック制御制限を行わない理由は、フィードバック制御を
行うことによりフィードバック制御量を積極的にリッチ
側に補正し、加速性を向上させるためである。該フィー
ドバック制御は、従来公知の空燃比制御であって、エア
フロメータ８からの吸入空気量Ｑａおよび０２センサー
１０からの出力に基づいて空燃比を目標空燃比付近に保
つように空燃比制御手段３１により実行される。 ［００３４］前記ステツプＳ４において、加速増量が所
定値以下と判定された場合（即ち、加速要求がない場合
）には、ＣＰＵ１６による制御はステップＳ５に進み、
ＲＡＭ２０から読み出された遅角量ΔＩｇとＲＯＭ２１
から読み出されたシキイ値にとの比較がなされる。該シ
キイ値には、前記遅角量ΔＩｇがフィードバック制御の
制限を必要とする限界を示す基準値である（図４参照）
。ここで、ΔＩｇ＞Ｋと判定された場合には、ＣＰＵ１
６による制御はステップＳ６に進み、この時のフィード
バック制御制限カウンターＣｒがセット値Ｉに設定され
るが、ΔＩｇ≦にと判定された場合には、ＣＰＵ１６に
よる制御はステップＳ７に進み、その時のフィードバッ
ク制御制限カウンターＣｒから所定の減衰値Ｄｒを差し
引いた値がフィードバック制御制限カウンターＣｒとさ
れる。該制御は、点火した燃料が０２センサー１０に検
出されるまでの応答遅れを見込むために行なわれる。 ［００３５］ステツプＳ８においては、上記の如くして
定められたフィードバック制御制限カウンターＣｒが立
ち上がっているか否か（即ち、Ｃｒ＞０）の判定がなさ
れる。ここで、Ｃｒ≦０と判定された場合には、フィー
ドバック制御を制限する必要がないので、ＣＰＵ１６に
よる制御はステップＳｒｏに進み、通常のフィードバッ
ク制御が実行される。 ［００３６］ステツプＳ８において、Ｃｒ＞Ｏと判定さ
れた場合には、ＣＰＵ１６による制御はステップＳ９に
進み、フィードバック制御量ＣＦＢの判定がなされる。 ここで、ＣＦＢ＜０％と判定された場合には、０２セン
サー１０がリッチ判断をした場合であって、空燃比はり
一ン側へ補正されているので、フィードバック制御の制
限を行う必要がなく、ＣＰＵ１６による制御はステップ
８１０に進み、通常のフィードバック制御が実行される
。 ［００３７］ステツプＳ９においてＣＦＢ≧０と判定さ
れた場合には、ＣＰＵ１６による制御はステップＳ１１
に進み、ＣＦＢ＝０か否かの判定がなされる。ここで、
ＣＦＢ＝Ｏと判定された場合には、ステップＳ１２にお
いてＣＦＢ＝Ｏが出力され、ＣＰＵ１６による制御はフ
ィードバック制御を行うことなく、リターンする。一方
、ステップＳｌｌにおいてＣＦＢ＞Ｏと判定された場合
には、ステップＳ１３においてその値をホールドし、Ｃ
ＰＵ１６による制御はフィードバック制御を行うことな
く、リターンする。 ［００３８］上記制御をタイムチャートで示したものが
図４である。図４において明らかな如く、本実施例によ
れば、点火時期遅角時における吸入混合気（即ち、燃料
噴射パルス巾）のオーバーリッチ（点線Ｘ）およびオー
バーリーン（点線Ｙ）が抑止されている。 ［００３９］上記した如く、本実施例においては、エン
ジン１の点火時期を遅角させるべき制御が実行されてい
る際であって、該遅角量ΔＩｇがシキイ値Ｋを超えてい
る場合には、０２センサー１０からのリーン出力に基づ
くリッチ側へのフィードバック制御が制限されることと
なっているため、点火時期の遅角制御に起因して０２セ
ンサー１０がリーンと誤判断した場合においても吸入混
合気のオーバーリッチ化が防止されることとなり、次に
点火時期が正規の値に復帰せしめられた場合における燃
費悪化、未燃成分の多量排出等を効果的に抑止すること
ができる。 ［００４０１なお、上記実施例では、点火時期の遅角量
ΔＩｇがシキイ値Ｋを超えた場合においてフィードバッ
ク制御を制限するようにしているが、点火時期が遅角さ
れている際には、遅角量ΔＩｇに関係なくフィードバッ
ク制御を制限するようにしてもよい。 ［００４１］また、上記実施例では、加速要求がある場
合には、フィードバック制御の制限を行わないようにし
ているが、加速要求がある場合にもフィードバック制御
の制限を行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１（Ａ）１本願発明のエンジンの空燃比制御装置に
おける機能対応図である。 【図１（Ｂ）１本願発明の実施例にかかるエンジンの空
燃比制御装置の概略構成図である。 【図２】本願発明の実施例にかかるエンジンの空燃比制
御装置における制御ユニットのブロック図である。

【図３】本願発明の実施例にかかるエンジンの空燃比制
御装置における制御の流れを示すフローチャートである
。

【図４】本願発明の実施例にかかるエンジンの空燃比制
御装置における制御の流れを示すタイムチャートである
。

【符号の説明】

１はエンジン、４は電磁式燃料噴射弁、８はエアフロメ
ータ、１０は空燃比センサー（０２センサー）、１１は
クランク角センサー、１２は点火栓、１５は制御ユニッ
ト、１６はマイクロプロセッサ−１３１は空燃比制御手
段、３２は点火時期制御手段、３３はフィードバック制
御制限手段。

【図３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン排気ガス中の酸素濃度により空燃
   比を検出する空燃比センサーからの出力信号に基づいて
   空燃比を目標空燃比付近に保つようにフィードバック制
   御を行う空燃比制御手段と、エンジンの特定条件下にお
   いて点火時期を所定値遅角させる如く作用する点火時期
   制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置であって
   、前記点火時期制御手段による遅角補正実行中において
   は前記空燃比センサーからのリーン出力に基づく前記空
   燃比制御手段によるリッチ側へのフィードバック制御を
   制限するフィードバック制御制限手段が付設されている
   ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
2. 【請求項２】前記フィードバック制御制限手段は、前記
   点火時期制御手段による遅角補正が出力要求の低い運転
   条件下で実行されている場合にのみ作動する如く構成さ
   れていることを特徴とする前記請求項１記載のエンジン
   の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】出力要求の低い運転条件が非加速時とされ
   ていることを特徴とする前記請求項２記載のエンジンの
   空燃比制御装置。