JPH0437257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば自動車用のエンジン等の内
燃機関で加速あるいは減速等の過渡的な運転を行
なつた場合に、混合気の空燃比を効果的にフイー
ドバツク制御する空燃比制御装置に関する。

エンジン等の内燃機関の空燃比制御を行なうた
めには、エンジンの排出ガス中に含まれる酸素の
量に応じた出力信号を発生する空燃比センサが用
いられている。この空燃比センサは、例えば理論
空燃比の近くで急激に出力の変化する酸素濃度セ
ンサが用いられるもので、通常の運転時にはセン
サ出力を積分するフイードバツク制御を行ない、
加速時には上記センサのフイードバツク周期を見
て、そのフイードバツク周期が所定の範囲になる
ように加速増量あるいは減速増量（または減速減
量）を行なう手段が、例えば特開昭57−18440号
公報に示されている。しかしこのような手段は、
理論空燃比の近傍で急激に出力の変化することを
利用したセンサを用いるものであるため、目標空
燃比に対してどれだけ空燃比がずれたかを判別す
ることができない。したがつて、１回当りの加速
増量の補正量を小さくして、数回以上の同じ条件
の加速を繰り返すことで、目標とする加速増量の
値が得られるようになるものである。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、加速あるいは減速等の過渡的な運転状態の時
に複数回の検出補正動作を繰り返すようなことが
なく、空燃比センサの検出出力によつて、少なく
とも１回の過渡的な運転状態を経験することによ
り適正な加速増量等の修正が行われるようにする
自動車用エンジン等の内燃機関に対する空燃比制
御装置を提供しようとするものである。

すなわち、この発明に係る空燃比制御装置は、排
出ガスの中に含まれる酸素の量に対してアナログ
的に変化する検出信号を発生する空燃比センサを
用い、過渡的運転時例えば加速時の目標空燃比に
対する空燃比のずれの量を演算し、そのずれの量
に応じて加速増量の補生を行なうようにするもの
である。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第１図は、空燃比制御装置の設けられるエ
ンジン系の概略的な構成を示すもので、エンジン
１１の吸気系にはエアフロメータ１２、スロツト
ル弁１３、スロツトルセンサ１４等が設けられて
いる。この吸気系から吸入された空気は、マニホ
ールド１５に供給され燃料噴射弁１６から噴射さ
れる燃料と混合されて燃焼室１７に供給される。
そして、この燃焼室１７では、燃料と空気の混合
気がシリンダヘツド１８に設けられた点火プラグ
１９によつて点火燃焼され、その燃焼ガスは排気
弁２０を介して排気系２１に排出される。この排
気系２１には、排出ガス中の酸素濃度から空燃比
を検出する空燃比センサ２２をが設けられてお
り、この空燃比センサ２２の検出出力によつて、
空燃比がフイードバツク制御されるものである。

また、エンジン１１のシリンダブロツク２３に
はエンジン冷却水温を検出する水温センサ２４が
設けられ、イグナイタ２５からの点火信号を各気
筒に分配するデイストリビユータ２６には気筒判
別センサ２７、回転角センサ２８が内蔵される。
そして、上記エンジン１１の角運転状況を検出す
る各センサからの検出信号は、制御装置２９に供
給される。

制御装置２９は、例えばマイクロコンピユータ
を用いて構成されるもので、第２図はその構成を
示している。すなわち、演算処理を行なうCPU
３０に対して一時記憶等を行なうRAM３１、プ
ルグラムメモリ等として使用されるROM３２を
備え、CPU３０、RAM３１、ROM３２等はデ
ータバス３３によつて接続されている。このデー
タバス３３には、入出力ポート３４，３５、出力
ポート３６，３７が接続されており、入出力ポー
ト３４には空燃比センサ２２、エアフロメータ１
２、水温センサ２４からの信号をマルチプレクサ
３８を介して取出し、Ａ／Ｄ変換器３９でデイジ
タル信号に変換して供給する。気筒判別センサ２
７および回転角センサ２８からの信号は、波形整
形回路４０で波形整形して入出力ポート３５に供
給し、さらにスロツトルセンサ１５からの検出信
号は入力回路４１で適宜Ａ／Ｄ変換して入出力ポ
ート３５に供給する。出力ポート３６および３７
それぞれからの出力信号は、駆動回路４２および
４３を介してイグナイタ２５および燃料噴射弁１
６に供給し、点火制御および燃料噴射量の制御が
行われる。４４はクロツク発振器であり、CPU
３０等に対してタイミングクロツク信号を与え
る。

ここで、ROM３２にはエンジン回転速度Ｎと
吸気空気量Ｑとから定まる、エンジン負荷領域を
フイードバツク領域とオープンループ領域とに分
けた、マツプデータが格納されている。さらに、
RAM３１にはオープンループ領域における増量
値の数値データ、フイードバツク領域におけるフ
イードバツク補正のための設定値の数値データ、
そしてフイードバツク領域およびオープンループ
領域における各種エンジンの運転領域に対応ずけ
られた、燃料噴射時間の数値データ等が格納され
ている。

ここで第３図は、この実施例で使用される空燃
比センサ２２の酸素濃度と出力電流との関係を示
すもので、この空燃比センサ２２は、所定の温度
に設定され活性状態になると酸素濃度に対してア
ナログ的な検出出力を発生する。

第４図および第５図は、前記制御装置２９の主
要な処理動作を説明する流れ図で、この流れ図
は、制御装置２９のROM３２内に予め格納され
たエンジン制御プログラムの中で、空燃比制御の
ための加速増量ルーチンおよび加速増量修正ルー
チンを概略的に示したものである。もちろん、こ
れは空燃比センサが活性状態にあり、かつエンジ
ンが所定の運転領域にあつてフイードバツク制御
が行われる場合である。したがつて、フイードバ
ツク制御が行われていないときは、これらの流れ
は実行されない。

まず、第４図の加速増量ルーチンにおいて、図
示されないイグニツシヨンキーがオンされて車載
バツテリに接続された安定化電源回路からの定電
圧が制御装置２９に供給されると、CPU３０は
動作状態となり、数ＭHzのクロツク信号に同期し
てエンジン制御プログラムが実行される。このプ
ログラムの開始当初においては、各種のイニシヤ
ライズ処理が行われる。このようにして、加速増
量ルーチンに処理が移行してくると、ステツプ
100において加速フラグが「１」であるか否かを
判定する。例えば、第６図のＡに示すようにエン
ジンの毎回転ごとの吸入空気量Ｑ／Ｎの変化量よ
りエンジンの加速状態を判別し、吸入空気量Ｑ／
Ｎの時間変化が所定の値以上ある時は図では示さ
れない別のルーチンで加速と判断し、加速状態の
フラグ「１」を立てる。そして、ステツプ100は
その加速状態のフラグを見て加速増量を行なうか
否かを判断するもので、フラグが「０」の時はこ
のルーチンを終了させる。

ステツプ100で、加速フラグが「１」であると
判定されたときは、ステツプ101に進む。このス
テツプ101は、加速の開始からの時間に応じて、
予めRAM３１内にマツプ化された加速増量比を
演算する。尚、このプログラム開始時のイニシヤ
ライズにおいて初期の加速増量比は、ROM３２
内のマツプ値がRAM３１内に転送されているも
のであり、通常はRAM３１のデータによつて加
速増量比を演算するものである。

最初の加速の開始からの時間経過に対する加速
増量比の変化は、第６図のＢに実線で示したよう
になるもので、この加速増量を用いた時の空燃比
センサ２２の出力は、第６図のＣに実線で示すよ
うになる。この場合は、空燃比センサ２２の出力
が目標出力よりも最大Δiだけ大きくなつている。

ステツプ102では、加速開始からの時間に対す
る空燃比センサ２２の出力データを記憶するもの
で、これは空燃比センサ２２の出力をRAM３１
に格納することにより実行する。次にステツプ
103は、加速増量期間が終了したか否かを判定す
るもので、この判定は加速開始からの経過時間に
より行なう。そして、加速開始からの経過時間が
所定時間内の場合は、いまだ加速中と判断してこ
のルーチンを終了する。この加速増量ルーチンが
所定期間実行されると、このステツプ103は加速
増量が終りと判断してステツプ104に進み、加速
状態のフラグをクリヤして、ステツプ105で加速
終了のフラグを「１」にし、このルーチンを終了
する。

このような加速増量のルーチンによつて加速増
量が実行され、その加速状態における空燃比セン
サ２２の出力が求まる。このようにして空燃比セ
ンサ２２の出力が求まると、別の場所に設けられ
た第５図に示される加速増量修正のルーチンが実
行される。すなわち、ステツプ110で加速終了の
フラグの状態を見てこのフラグの「０」のときは
何もせずにこのルーチンを終了する。加速終了の
フラグ「１」のときは、ステツプ111に進み、こ
のステツプ111で加速終了フラグを「０」にクリ
ヤする。そしてステツプ112で加速増量ルーチン
で記憶した空燃比センサ２２の出力の状態を調べ
る。すなわち、空燃比センサ２２の出力と、目標
出力値との差を見て、その差が所定値以上である
か否かを判断し、その差があるときはステツプ
113に分岐して加速増量比の修正を行なう。

この加速増量比の修正は、第７図に示すような
空燃比センサ２２の出力と目標出力値との差に対
応して得られる修正量を用いて行われるもので、
この修正量が前回の加速増量比に加算されるもの
である。但し、この場合の修正量は空燃比センサ
が反応するまでの遅れ時間を補正して実行され
る。この補正した場合の増量比と空燃比センサ２
２の出力の状態は第６図のＢおよびＣにそれぞれ
破線で示される。またステツプ112で空燃比セン
サ２２の出力と目標出力値とのずれが所定値以内
のときは、上記のような修正は行なわずこのルー
チンを終了する。

すなわち、このような動作を行なうことによ
り、加速時の空燃比は少なくとも１回だけその運
転状態を経験することによつて次回より適当に保
たれるようになり、安定した運転状態に対応した
空燃比制御が実行されるようになるものである。

上記実施例では、加速時の空燃比センサ２２出
力と目標出力値との最大差に応じて、増量比を全
体的に修正した。しかし、第８図に実線で示され
るように加速初期に空燃比が薄くなり、しばらく
して空燃比が濃くなるような変化をした場合に
は、加速開始からの時間に対する空燃比センサ２
２の出力を目標出力値と連続的に比較し、その出
力差に応じて細かく補正を行なうようにしてもよ
い。このようにすれば、第８図に破線で示すよう
な加速増量比と空燃比センサ２２出力になり、常
に適正な増量比を得ることができる。その他、上
記実施例では加速増量比を経過時間に対して行な
つたが、これは燃料噴射回数に対して増量比を与
えるようにしてもよいものである。

さらに実施例では、加速時について述べたがこ
れは減速時において同様に実施できるものであ
り、要するにエンジン運転時の加速、減速等の過
渡的な状態の時にこの発明は適用できるものであ
る。

以上のようにこの発明によれば、加速および減
速のような過渡的な運転状態において、空燃比セ
ンサの検出出力によつて瞬時に適正な過渡的な変
化量に対する増量比等の修正がされるものであ
り、例えば自動車用のエンジンに対する空燃比制
御が非常に効果的に実行されるようになるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る空燃比制御
装置を説明するためのエンジン系を概略的に示す
構成図、第２図は上記実施例に示される制御装置
を説明する構成図、第３図は空燃比センサの出力
特性を示す図、第４図および第５図はそれぞれ上
記制御装置の動作を説明する流れ図、第６図は上
記流れ図に対応して空燃比制御状態を説明する信
号波形図、第７図は同じく加速増量修正量を説明
する図、第８図はこの発明の他の実施例を説明す
るための空燃比制御状態を示す図である。 １１……エンジン、１２……エアフロメータ、
１４……スロツトルセンサ、１６……燃料噴射
弁、２２……空燃比センサ、２４……水温セン
サ、２７……気筒判別センサ、２８……回転角セ
ンサ、２９……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の排出ガスに含まれる酸素濃度に応
   じてアナログ的出力を得る空燃比センサと、上記
   機関の過渡的運転状態を判別する手段と、この過
   渡的運転状態を判別する状態でこの過渡運転の変
   化量比を算出し燃料制御する手段と、上記過渡的
   運転時の上記空燃比センサ出力を検知しこの過渡
   的運転状態での上記センサ出力を記憶する手段
   と、この手段で記憶された空燃比センサ出力と目
   標空燃比とを比較する手段と、この手段での目標
   空燃比との差が設定値以上に大きい状態で上記変
   化量比を修正する手段とを具備したことを特徴と
   する空燃比制御装置。