JPH0666183A

JPH0666183A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0666183A
Application number: JP4220093A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Waki; 孝一郎脇; Toshiya Suga; 俊也菅; Katsuhiko Sakamoto; 勝彦坂本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1992-08-19
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】運転状態の変化により吸入空気量の計測が不
正確になる状態での失火を防ぐため空燃比をリッチ側か
らリーン側に変更する際に設定する遅延期間を、燃費向
上と走行性確保を両立させるよう個々のエンジンについ
て最適長さに設定できるようにする。【構成】エンジンの運転状態が加速から定常に移行し
たときの空燃比のリッチからリーンへの変更に遅延期間
Ｔ_sを設ける。そして、遅延期間Ｔ_sが終了してリッチ制
御を指示するストイキフラグが１から０に変わった直後
にタイマーＴ_uを設定し（Ｓ３０２）、このタイマーＴ_u
の作動中に失火が起きたかどうかを検出して（Ｓ３０
３）、失火が起きれば遅延期間Ｔ_sを長くし（Ｓ３０
４）、失火が起きなければ遅延期間Ｔ_sを短くし（Ｓ３
０５）、失火による走行性の悪化を防ぎながらリーン領
域をできるだけ広くするよう遅延期間Ｔ_sを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転状態に応じて複数
の異なった空燃比に制御するエンジンの空燃比制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば特開昭６１−２３７８
５４号公報に記載されているように、運転状態に応じて
異なる空燃比に制御するエンジンの空燃比制御装置にお
いて、運転状態の変化による急激な空燃比変動を抑える
ため空燃比の変更に遅延をかけるようにしたものが知ら
れている。

【０００３】ところで、上記のように空燃比の変更に遅
延をかける制御の一例として、低回転低負荷の常用運転
域で定常時には燃費向上のため空燃比をリーン側（例え
ば２２〜２４）に制御し、加速時には走行性確保のため
空燃比をリッチ側（例えば１４.７の理論空燃比）に制
御するものがあるが、この場合、加速から定常への移行
時にはエアフローセンサのアンダーシュートやエアフロ
ーセンサシリンダまでの系の伝達遅れがあって吸入空気
量が正確に計測できなくなり、空燃比変動が大きくなる
ため、この状態で直ちにリーン制御に移行したのでは、
オーバーリーンによる失火が発生し、走行性が悪化する
という問題が生ずる。そこで、このように運転状態の変
化によって吸入空気量の正確な計測ができなくなった状
態ではリーン制御に移行しないようリッチ側からリーン
側への変更に遅延をかけることが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エンジンの空燃比を定
常時にリーンに制御し加速時にリッチに制御するものに
おいて上記のようにリッチからリーンへの変更に遅延を
かけて走行性の悪化を防止しようとした場合に、遅延期
間が必要以上に長いとリーン制御の領域が狭くなって燃
費が悪化するし、短すぎると失火が発生して走行性が悪
化する。したがって、その遅延期間は燃費の向上と走行
性の確保の両面から最適な長さとなるよう設定する必要
がある。しかし、リーン移行時の失火発生状態はエンジ
ンによってバラツキがあるため、同じように遅延期間を
設定してもエンジンによってはリーン領域を不必要に狭
くすることになる場合があり、逆にリーン移行が早過ぎ
て失火を防止できない場合があるといった問題が発生す
る。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、空燃比をリッチ側からリーン側に変更する際
の遅延期間を個々のエンジンについて最適長さに設定し
燃費の向上と走行性の確保を両立させることのできる空
燃比制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
空燃比制御装置は、エンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段と、前記運転状態検出手段の出力を受けて
エンジンの空燃比を運転状態に応じ複数の異なった空燃
比に制御する空燃比制御手段と、前記空燃比制御手段に
よる空燃比のリッチ側からリーン側への変更を運転状態
に基づく変更条件の成立後所定期間遅延させるリーン変
更遅延手段と、前記リーン変更遅延手段による空燃比変
更の遅延中若しくは遅延終了後所定期間内に発生するエ
ンジンの失火を検出する失火検出手段と、前記失火検出
手段によりエンジンの失火が検出された時にリーン変更
遅延手段によるリーン変更遅延の期間を拡張する失火時
遅延期間拡張手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】前記空燃比制御手段は、例えば、運転状態
検出手段の出力に基づいてエンジンの定常時と加速時を
判定し、定常時にはエンジンの空燃比をリーン側に制御
し、加速時には該エンジンの空燃比をリッチ側に制御す
るものとする。

【０００８】また、本発明に係るエンジンの空燃比制御
装置は、加速時に走行性の確保とともに排気ガス還流に
よるＮＯｘ低減を図りつつ、定常時の燃費向上を図るよ
うにするため、エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、前記運転状態検出手段の出力を受けてエン
ジンの定常時と加速時を判定し、定常時にはエンジンの
空燃比をリーン側に制御し、加速時にはエンジンの空燃
比をリッチ側に制御する空燃比制御手段と、前記運転状
態検出手段の出力を受けてエンジンの定常時と加速時を
判定し、定常時にはエンジンの吸気系への排気ガス還流
を停止し、加速時には排気ガス還流を開始する排気ガス
還流制御手段と、空燃比制御手段による空燃比のリッチ
側からリーン側へ変更を運転状態に基づく変更条件の成
立後所定期間遅延させるリーン変更遅延手段と、排気ガ
ス還流制御手段による排気ガス還流の開始を運転状態に
基づく開始条件の成立後所定期間遅延させる排気ガス還
流開始遅延手段と、リーン変更遅延手段による空燃比変
更の遅延中若しくは遅延終了後所定期間内に発生するエ
ンジンの失火を検出する失火検出手段と、前記失火検出
手段によりエンジンの失火が検出された時にリーン変更
遅延手段によるリーン変更遅延の期間を拡張する失火時
遅延期間拡張手段とを備えたものとすることができる。

【０００９】図１は本発明の上記構成を示す全体構成図
である。

【００１０】

【作用】エンジンの運転状態が検出され、該運転状態に
基づいて、例えば加速から定常に移行して空燃比をリッ
チ側からリーン側へ変更する条件が成立すると、その条
件も成立から所定期間遅延してリッチ側からリーン側へ
の変更が実行される。そして、その遅延中若しくは遅延
終了後所定期間内にエンジンの失火が検出されると、リ
ーン変更時の遅延期間が拡張され、失火が起きるのが防
止される。

【００１１】また、加速時に走行性の確保に加えて排気
ガス還流によるＮＯｘ低減を図りつつ、定常時の燃費向
上を図るよう、定常時には排気ガス還流を停止して加速
時に排気ガス還流を開始するようにし、かつ、排気ガス
還流の開始を開始条件の成立後所定期間遅延させるよう
にしたものにおいて、空燃比をリッチ側からリーン側に
変更する時には、排気ガス還流は直ちに停止され、空燃
比の変更は所定期間後に実行される。その結果、排気ガ
ス還流系の遅れによってリーン変更後に排気ガスが導入
され燃焼安定性が悪化するのが防止される。また、リー
ン側からリッチ側に変更する時には、空燃比は直ちにリ
ッチ側に変更され、排気ガス還流の方は所定期間経過後
に開始される。その結果、空燃比制御系の遅れからリー
ン状態のまま排気ガスが還流され燃料安定性が悪化する
が防止される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図２は本発明の一実施例のシステム図であ
る。この実施例において、エンジン１の吸気通路２には
吸入空気量を計測するエアフローセンサ３が設けられ、
その下流には吸入空気量を調整するスロットル弁４が、
更にその下流に燃料噴射弁５がそれぞれ設けられてい
る。また、上記スロットル弁４にはスロットル弁開度を
検出するスロットルセンサ６が付設されている。また、
エンジン１の排気通路７には排気ガス中の有害成分を浄
化する触媒装置８が接続され、この触媒装置８の上流に
は排気ガス中の酸素濃度に対しリニアな出力特性を示す
リニアＯ₂センサ９が設けられている。そして、エンジ
ン１の排気ガスを吸気系に還流させるよう排気通路７と
吸気通路２のスロットル弁４下流側とを連通する排気ガ
ス還流通路（ＥＧＲ通路）１０が設けられ、このＥＧＲ
通路１０の途中には排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）を制
御する排気ガス還流制御弁（ＥＧＲ制御弁）１１が設け
られている。

【００１４】エンジン１にはマイクロコンピュータによ
って構成されるコントロールユニット１２が搭載されて
いる。そして、このコントロールユニット１２には上記
エアフローセンサ３からの吸入空気量信号が入力され、
スロットルセンサ６からのスロットル弁開度信号が入力
され、リニアＯ₂センサ９からの空燃比信号が入力さ
れ、また、図示しない回転センサからエンジン回転数信
号が入力される。

【００１５】コントロールユニット１２では、エンジン
回転数とエンジン負荷（吸入空気量）から空燃比制御の
制御領域が判定される。すなわち、図３に示すようにエ
ンジン回転数を横軸にとりエンジン負荷を縦軸にとっ
て、低回転低負荷側に空燃比が例えば２２のリーン領域
を、アイドル側に空燃比が理論空燃比（１４.７）のス
トイキ領域を、高回転高負荷側に空燃比が例えば１２の
エンリッチ領域をそれぞれ設定した領域図によって、現
在のエンジン回転数とエンジン負荷がいずれの領域にあ
るかの判定が行われる。そして、ストイキ領域では空燃
比が１４.７となるよう燃料噴射量が算出され、エンリ
ッチ領域では空燃比が１２となるよう燃料噴射量が算出
される。また、リーン領域では、スロットル弁開度の変
化量とエンジン負荷の変化量とから、エンジン１の現在
の運転状態が定常か加速かが判定され、定常時には空燃
比を２２とし、加速時には空燃比を１４.７とするよう
燃料噴射量が算出される。但し、リーン領域において加
速から定常に移行した時の空燃比変更には遅延期間が設
けられ、所定期間経過後に１４.７から２２に空燃比の
設定が変更される。

【００１６】上記燃料噴射量の算出は、エンジン回転数
と吸入空気量から演算された基本燃料噴射量に水温等に
よる各種補正を加え、さらに、目標空燃比と上記リニア
Ｏ₂センサ９によって検出された空燃比との偏差に基づ
くフィードバック補正を加えることによって行われる。
そして、算出された燃料噴射量に相当する噴射信号によ
って燃料噴射弁５が駆動され、燃料が噴射されて、空燃
比が設定値に制御される。

【００１７】コントロールユニット１２からは、また、
エンジン１の加速時に所定量（例えば吸入空気量の２０
％）の排気ガスを還流させるようＥＧＲ信号が出力され
る。そして、このＥＧＲ信号によってＥＧＲ弁１１が作
動し、上記所定量の排気ガスが吸気通路２に導入され
る。そして、エンジン１の定常時にはＥＧＲ弁１１は閉
じられる。また、エンジン１が定常から加速に移行した
時は、ＥＧＲ弁１１は一定期間経過後に開くよう制御さ
れる。

【００１８】図４は上記実施例における空燃比の制御と
ＥＧＲの制御を所定車速モードで示すタイムチャートで
ある。図のＴ_sは定常から加速に移行する時の空燃比変
更の遅延期間であり、Ｔ_mは定常から加速に移行する時
のＥＧＲ開始の遅延期間である。

【００１９】また、上記空燃比の制御において、加速か
ら定常に移行した時の空燃比変更の遅延期間は、遅延が
終了した直後の一定期間に失火が起きたかどうかによっ
て修正される。すなわち、遅延終了後の一定期間に失火
が起きた場合は上記遅延期間を長くするよう修正が加え
られ、失火が起きなかった場合は遅延期間を短くするよ
う修正が加えられ、それによって、遅延期間が失火を防
止しつつ可及的に短く設定される。なお、失火はリニア
Ｏ₂センサ９の出力が大幅にリーン側にずれることによ
って検出される。

【００２０】図５は上記実施例における空燃比制御のメ
インルーチンを示すフローチャート、図６は同空燃比制
御におけるフラグ設定のサブルーチンを示すフローチャ
ート、図７は同空燃比制御における遅延期間修正のサブ
ルーチンを示すフローチャートである。Ｓ１０１〜Ｓ１
０５，Ｓ２０１〜Ｓ２１１，Ｓ３０１〜Ｓ３０７は各ル
ーチンのステップを示す。

【００２１】図５のメインルーチンでは、スタートし、
Ｓ１０１で、空燃比を理論空燃比（１４.７）に制御せ
よというフラグ（ストイキフラグ）が１になっているか
どうかを判定する。そして、ストイキフラグが１であれ
ば、Ｓ１０２で空燃比（Ａ／Ｆ）が１４.７となるよう
燃料噴射量を制御し、リターンする。

【００２２】また、Ｓ１０１の判定でストイキフラグが
１でないときは、Ｓ１０３へ進み、空燃比を１２に制御
せよというフラグ（エンリッチフラグ）が１になってい
るかどうかを判定する。そして、エンリッチフラグが１
でなく０というときは、Ｓ１０４でＡ／Ｆが２２となる
よう燃料噴射量を制御し、リターンする。また、エンリ
ッチフラグが１のときは、Ｓ１０５でＡ／Ｆが１２とな
るよう燃料噴射量を制御し、リターンする。

【００２３】図６のサブルーチンでは、スタートし、Ｓ
２０１でエンジン回転数およびエンジン負荷が図３のリ
ーン領域にあるかどうかを判定する。そして、リーン領
域にある時は、Ｓ２０２で、エンジンが定常であるかど
うかを判定する。ここでは、具体的には、スロットル弁
開度の変化量が所定値以下で、かつ、エンジン負荷の変
化量が所定値以下であるときに定常と判定する。

【００２４】Ｓ２０２で定常と判定したときは、Ｓ２０
３へ進み、ストイキフラグが前回１であったかどうかを
見て、ストイキフラグが前回１であったら、今回加速か
ら定常に移行したということでＳ２０４で遅延期間Ｔ_s
のタイマーを初期値に設定する。そして、Ｓ２０５でＴ
_sがゼロでないかどうかを判定し、Ｔ_sがゼロになってい
なければＳ２０６でタイマーを減算して、Ｓ２０７でス
トイキフラグを１とし、Ｓ２０８でエンリッチフラグを
０とし、リターンする。

【００２５】また、Ｓ２０５でＴ_sがゼロというとき
は、Ｓ２０９でストイキフラグをゼロにして、Ｓ２０８
へ進む。

【００２６】また、Ｓ２０１の判定でリーン領域でない
というときは、Ｓ２１０へ進んで図３のストイキ領域
（アイドル）かどうかを判定し、アイドルであればＳ２
０７へ進む。そして、Ｓ２０１の判定でアイドルでない
というときは、図３のエンリッチ領域ということでＳ２
１１へ進んでエンリッチフラグを１とし、リターンす
る。

【００２７】図７のサブルーチンでは、スタートし、Ｓ
３０１でストイキフラグが１から０に変わった直後かど
うかを判定する。そして、ストイキフラグが１から０に
変わった直後すなわち空燃比がリッチからリーンへ移行
した直後というときは、Ｓ３０２で新たなタイマーＴ_u
を初期値に設定し、Ｓ３０３へ進む。

【００２８】Ｓ３０３では、リニアＯ₂センサ９の出力
によって失火が起こったかどうか判定する。そして、失
火が起こったときはＳ３０４で上記遅延期間Ｔｓを一定
値ΔＴ_sだけ長くし、失火が起こらなかったときはＳ３
０５でＴ_sをΔＴ_sだけ短くする。そして、リターンす
る。

【００２９】また、Ｓ３０１の判定でストイキフラグが
１から０に変わった直後ではないというときは、Ｓ３０
６で上記タイマーＴ_uがゼロでないかどうかを判定し、
ゼロでなければＳ３０７でＴ_uを減算してＳ３０３へ進
み、失火の有無によってＳ３０４あるいはＳ３０５でＴ
_sを上記のように修正する。

【００３０】また、Ｓ３０６でＴ_uがゼロというときは
何もせずそのままリターンする。

【００３１】なお、上記実施例においては遅延期間修正
のための失火検出を遅延期間終了後の所定期間内に行う
ようにしているが、この失火検出は遅延中に行うように
してもよく、その場合には、現在の遅延期間を含めて遅
延期間を適正な値に修正することが可能となる。

【００３２】また、上記実施例では加速から定常に移行
する際の空燃比変更の遅延期間を失火の有無により修正
するものを説明したが、定常から加速に移行する際のＥ
ＧＲ開始の遅延期間を失火の有無によって修正する構成
を加えてもよく、その場合には、ＮＯ_x浄化性能の悪化
を防止できる。

【００３３】また、本発明は空燃比単独の制御にも適用
することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、空燃比をリッチ側からリーン側に変更する際の遅延
期間を個々のエンジンについて最適長さに設定すること
ができ、運転状態の変化によって吸入空気量の正確な計
測ができなくなった状態において空燃比をリーン側に変
更することによる失火を招くことなく、可及的速やかに
リーン制御に移行し燃費向上を図るようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成図

【図２】本発明の一実施例のシステム図

【図３】本発明の一実施例における空燃比制御の領域図

【図４】本発明の一実施例の空燃比制御とＥＧＲ制御を
説明するタイムチャート

【図５】本発明の一実施例における空燃比制御のメイン
ルーチンを示すフローチャート

【図６】本発明の一実施例の空燃比制御におけるフラグ
設定のサブルーチンを示すフローチャート

【図７】本発明の一実施例の空燃比制御における遅延期
間修正のサブルーチンを示すフローチャート

【符号の説明】

１エンジン３エアフローセンサ５燃料噴射弁６スロットルセンサ９リーンＯ₂センサ１１排気ガス還流制御弁１２コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１Ｇ 7536−3Ｇ３６８Ｚ 7536−3ＧＦ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、前記運転状態検出手段の出力を受けて前記
エンジンの空燃比を前記運転状態に応じ複数の異なった
空燃比に制御する空燃比制御手段と、前記空燃比制御手
段による前記空燃比のリッチ側からリーン側への変更を
前記運転状態に基づく変更条件の成立後所定期間遅延さ
せるリーン変更遅延手段と、前記リーン変更遅延手段に
よる空燃比変更の遅延中若しくは遅延終了後所定期間内
に発生する前記エンジンの失火を検出する失火検出手段
と、前記失火検出手段により前記エンジンの失火が検出
された時に前記リーン変更遅延手段によるリーン変更遅
延の期間を拡張する失火時遅延期間拡張手段とを備えた
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】前記空燃比制御手段は前記運転状態検出
手段の出力に基づいてエンジンの定常時と加速時を判定
し、前記定常時には該エンジンの空燃比をリーン側に制
御し、前記加速時には該エンジンの空燃比をリッチ側に
制御する請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、前記運転状態検出手段の出力を受けて前記
エンジンの定常時と加速時を判定し、前記定常時には該
エンジンの空燃比をリーン側に制御し、前記加速時には
該エンジンの空燃比をリッチ側に制御する空燃比制御手
段と、前記運転状態検出手段の出力を受けて前記エンジ
ンの定常時と加速時を判定し、前記定常時には該エンジ
ンの吸気系への排気ガス還流を停止し、前記加速時には
前記排気ガス還流を開始する排気ガス還流制御手段と、
前記空燃比制御手段による前記空燃比のリッチ側からリ
ーン側へ変更を前記運転状態に基づく変更条件の成立後
所定期間遅延させるリーン変更遅延手段と、前記排気ガ
ス還流制御手段による前記排気ガス還流の開始を前記運
転状態に基づく開始条件の成立後所定期間遅延させる排
気ガス還流開始遅延手段と、前記リーン変更遅延手段に
よる空燃比変更の遅延中若しくは遅延終了後所定期間内
に発生する前記エンジンの失火を検出する失火検出手段
と、前記失火検出手段により前記エンジンの失火が検出
された時に前記リーン変更遅延手段によるリーン変更遅
延の期間を拡張する失火時遅延期間拡張手段とを備えた
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。