JPH0730727B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JPH0730727B2
JPH0730727B2 JP61239811A JP23981186A JPH0730727B2 JP H0730727 B2 JPH0730727 B2 JP H0730727B2 JP 61239811 A JP61239811 A JP 61239811A JP 23981186 A JP23981186 A JP 23981186A JP H0730727 B2 JPH0730727 B2 JP H0730727B2
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侯一 高橋
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関し、特に、ア
イドリング時やエンジンと駆動系との非連結時における
空燃比のフィードバック制御対策に係るものである。
(従来の技術) 従来より、自動車用エンジンにおいて排気系の排気浄化
率を高める技術として、エンジンに供給された混合気の
空燃比を検出する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段
の出力信号を受けてエンジンに供給される混合気の空燃
比が所定空燃比(理論空燃比)になるようにエンジンの
燃料供給量をフィードバック制御する燃料制御手段と備
えた空燃比制御装置はよく知られている。
そして、このような空燃比制御装置において、例えば、
特公昭56−38786号公報に開示されているように、吸入
空気量の増減に伴って燃料制御手段が出力するフィード
バック制御信号の時定数を変化させることが提案されて
いる。これは、吸入空気量がエンジンの加速により増加
すると、燃料制御手段のフィードバック制御信号を急激
に変化させ、制御利得を大きくして空燃比を所定空燃比
に速かに調整し、応答性を確保する一方、吸入空気量が
エンジンの減速により減少すると、燃料制御手段のフィ
ードバック制御信号を緩やかに変化させ、制御利得を小
さくして空燃比を所定空燃比に緩慢に調整するようにし
ている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記燃料制御手段におけるフィードバック制
御の制御利得は、エンジンと駆動系とが連結した状態、
例えば負荷のかかった走行時などにおいては空燃比の応
答性を良好なものとするために所定の大きさに保持する
ことが必要である。しかしながら、エンジンと駆動系と
が非連結状態にあるときや、アイドリング時において、
フィードバック制御利得を負荷がかかったときと同様の
大きさに保持していると、空燃比を所定空燃比に収束さ
せると雖も、空燃比の変動幅が走行時等と同様に大き
く、この空燃比の変動に対してエンジンが無負荷である
ために素速く応答して、エンジン回転に所謂うねりが生
じていた。つまり、スロットル開度や吸入空気量等が同
じの同一運転状態であっても、エンジンと駆動系とが連
結状態にあるときと非連結状態にあるとき及びアイドル
ング時であるときとオフアイドルング時であるときにお
いて、従来のようにフィードバック制御利得を同じにし
ていると、エンジンの回転変動幅が大きくなる場合があ
り、商品価値が低下するという問題があった。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、アイドリ
ング時と、オフアイドリング時で且つエンジンと駆動系
との非連結状態にある時とには空燃比のフィードバック
制御利得を小さくすることにより、エンジンの回転変動
幅を小さくすることを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明が講じた手段は、第
1図に示すように、エンジンに供給された混合気の空燃
比を検出する空燃比検出手段22と、該空燃比検出手段22
の出力を受けてエンジンに供給される混合気の空燃比が
所定空燃比になるようにエンジンの燃料供給量をフィー
ドバック制御する燃料制御手段34とを備えたエンジンの
空燃比制御装置を対象としている。そして、エンジンと
駆動系との連結状態を検知して、連結時に連結信号を、
非連結時に非連結信号を出力する連結検知手段35と、ス
ロットル弁の開閉を検知して、該スロットル弁の全閉時
にアイドル信号を、スロットル弁の開弁時にオフアイド
ル信号を出力するスロットル弁全閉検知手段24とが設け
られている。更に、上記連結検知手段35とスロットル弁
全閉検知手段24との出力信号を受けて、非連結信号及び
オフアイドル信号の両出力時と、非連結信号及びアイド
ル信号の両出力時と、アイドル信号と連結信号の両出力
時とにおける上記燃料制御手段34のフィードバック制御
の制御利得が、オフアイドル信号及び連結信号の両出力
時より小さくなるように変更信号を該燃料制御手段に出
力する制御利得変更手段37が設けられた構成としてい
る。
(作用) 上記構成により、本発明では、ギヤインなどのようなエ
ンジンと駆動系との連結状態を連結検知手段35が検知す
る一方、スロットル弁の全閉時をスロットル弁全閉検知
手段24が検知しており、該スロットル弁の全閉時である
アイドルング時の他、スロットル弁の開弁時であるオフ
アイドリング時であってもエンジンと駆動系とが非連結
状態にあるときには制御利得変更手段37が燃料制御手段
34におけるフィードバック制御の制御利得を小さく補正
することにより、エンジンに供給される混合気の空燃比
の変動幅を小さくし、エンジンの回転変動を小さくして
いる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について第2図以下の図面に基づ
いて説明する。
第2図は本発明の実施例の全体概略構成を示し、1はピ
ストン2により容積可変となる燃焼室3を有するエンジ
ン、4は一端がエアクリーナ5を介して大気に開口し他
端がエンジン1の燃焼室3に開口してエンジン1に吸気
を供給するための吸気通路、6は一端がエンジン1の燃
焼室3に開口し他端が大気に開口してエンジン1の燃焼
室3からの排気を排出するための排気通路である。上記
吸気通路4の途中にはサージタンク7が形成されてお
り、該サージタンク7上流の吸気通路4には吸入空気量
を制御するスロットル弁8が配設され、サージタンク7
下流の吸気通路4には燃料を噴射供給する燃料噴射弁9
が配設されている。また、10は上記吸気通路4のスロッ
トル弁8の上下流をバイパスして連通し補助エアをエン
ジン1に供給するためのバイパス通路であって、該バイ
パス通路10の途中にはバイパス通路10を流れる補助エア
量を調整制御する制御弁11が介設されている。その他、
12は吸気通路4は燃焼室3への開口部に配設された吸気
弁、13は排気通路6の燃焼室3への開口部に配設された
排気弁である。
一方、20は吸気通路4のスロットル弁8上流に配設され
吸入空気量を検出するエアフローセンサ、21は吸気通路
4に配設され吸気温度を検出する吸気温センサ、22は排
気通路6に配設され排気ガス中の酸素濃度成分によりエ
ンジン1に供給された混合気の空燃比を検出する空燃比
検出手段としてのO2センサ、23はディストリビュータ14
に設けられエンジン回転数を検出する回転数センサであ
る。また、24はスロットル弁8の全閉位置を検出するス
ロットル弁全閉検知手段としてのアイドルスイッチであ
って、スロットル弁8の全閉時のアイドリング時にアイ
ドル信号であるON信号を、スロットル弁8の開弁時のオ
フアイドリング時にオフアイドル信号であるOFF信号を
出力する。25はトランスミッション15に設けられてエン
ジン1と駆動系とが非連結状態であるニュートラル位置
を検知してON信号を出力するギヤスイッチ、26はクラッ
チの踏み込みを検知してエンジンと駆動系の非連結時に
ON信号を出力するクラッチスイッチである。これら各セ
ンサ20〜23の出力及びアイドルスイッチ24、ギヤスイッ
チ25、クラッチスイッチ26の信号は、燃料噴射弁9及び
制御弁11を作動制御するCPU等より成るコントロールユ
ニット27に入力可能になっている。
このコントロールユニット27には、第3図に示すよう
に、空燃比制御回路31が内蔵されており、エアフローセ
ンサ20より吸入空気量信号が、回転数センサ23よりエン
ジン1の回転数信号が基本噴射量演算回路32に入力され
てエンジン1に供給される燃料の基本噴射量が演算され
る。該基本噴射量演算回路32の出力信号は補正回路33を
経て燃料噴射弁9に入力されてエンジン1に燃料が供給
される。また、O2センサ22の出力信号は燃料制御手段34
に入力され、該燃料制御手段34はフィードバック制御信
号を補正回路33に出力して、エンジン1に供給される混
合気の空燃比が所定空燃比(理論空燃比)になるように
フィードバック制御している。
更に、上記ギヤスイッチ25及びクラッチスイッチ26はエ
ンジン1と駆動系との連結状態を検知する連結検知手段
35を構成しており、何れかのスイッチ25,26がON信号を
出力すると、非連結状態が検知され、連結時に連結信号
であるOFF信号を、非連結時に非連結信号であるON信号
を出力し、該出力信号がアイドルスイッチ24の出力信号
と共にOR回路36を介して制御利得変更手段37に入力さ
れ、該制御利得可変手段37はアイドルング時の他、オフ
アイドリング時で且つエンジンと駆動系との非連結時に
燃料制御手段34に変更信号を出力してフィードバック制
御利得を小さく補正し、エンジン1に供給される混合気
の空燃比の変動幅を小さくするようにしている。
次に、上記コントロールユニット27による空燃比のフィ
ードバック制御について第4図及び第5図に示すフロー
チャートにより説明する。尚、ステップは以下STとい
う。
先ず、第3図において、スタートして燃料制御手段34の
フィードバック制御の諸条件が成立しているか否かを判
定し、該諸条件がエンジンの加速時などにより成立して
いないときは判定がNOと成ってST2に移り、フィードバ
ック補正係数CFBを零にし、燃料制御手段34によるフィ
ードバック制御を中止し、該制御動作を終了する。
一方、ST1においてフィードバック制御の条件が成立し
ていると、フィードバック制御動作に入り、判定がYES
となってST3に移り、O2センサ22の出力信号が反転した
か否かを判定する。つまり、第6図及び第7図に示すよ
うに、エンジン1に供給される混合気の空燃比A/Fが所
定空燃比の基準レベルに対してリッチ側Rとリーン側L
との間で正弦波形で変動して収束しようとする。その
際、O2センサ22の出力信号も上記空燃比A/Fの変動に対
応して基準レベルに対してリッチ側Rとリーン側Lとの
間で正弦波形で変動することになる。そこで、ST3にお
いてO2センサ22の出力信号が基準レベルと交叉したか否
かを判定し、交叉時点の場合、判定がYESとなってフィ
ードバック制御の比例制御ルーチンST4〜ST11に、ま
た、O2センサ22の出力信号がリッチ側R又はリーン側L
の何れかに移行している場合、判定がNOとなってフィー
ドバック制御の積分制御ルーチンST12〜ST19に移ること
になる。
そこで、比例制御ルーチンST4〜ST11について説明する
と、ST4においてアイドルスイッチ24がONか否かを判定
し、スロットル弁8が開放しているときはON信号が出力
されないので、判定がNOとなり、ST5に移る。このST5に
おいては、ギヤスイッチ25及びクラッチスイッチ26がON
しているか否かを判定し、トランスミッション15のギヤ
が噛合し且つクラッチペダルが踏み込まれていないとき
は両スイッチ25,26が何れもON信号を出力しないので、
判定がNOとなり、ST6に移ることになる。また、ST4でス
ロットル弁8が全閉状態のアイドリング時のときはアイ
ドルスイッチ24がON信号を出力し、判定がYESとなってS
T7に移ると共に、ST5において、トランスミッション16
のギヤが噛合していないか、又はクラッチペダルを踏み
込んでいるときの何れかの場合、ギヤスイッチ25又はク
ラッチスイッチ26の何れかがON信号を出力し、判定がYE
SとなってST7に移ることになる。つまり、スロットル弁
8が全閉状態とき(アイドリング時)や該スロットル弁
8が開いたオフアイドリング時であってもトランスミッ
ション16のギヤが噛合していないとき、又は、クラッチ
ペダルを踏み込んでいるときはエンジン1と駆動系とが
非連結状態であり、このエンジン1の無負荷状態のとき
はST7に移ることになる。また逆に、スロットル弁8が
開いたオフアイドリング時で、トランスミッション15の
ギヤが噛合し且つクラッチペダルが踏み込まれていない
ときは、エンジン1と駆動系とが連結状態であり、この
エンジン1の負荷状態のときはST6に移ることになる。
このオフアイドリング時でエンジン1と駆動系との連結
状態のときはST6においてO2センサ22の出力がリッチ側
Rより基準レベルに達したか否かが判定され、リッチ側
Rより達した場合は判定がYESとなってST8に、リーン側
Lより達した場合は判定がNOとなってST9に移ることに
なる。そして、ST8においてフィードバック補正係数CF
Bを大きなP値(比例値)で減算する一方、ST9において
は大きなP値で加算し、第6図A1,B1に示すように、フ
ィードバック制御信号であるPI値(比例積分値)が応答
性良く0レベルになるようにしている。
また、アイドリング時や、オフアイドリング時であって
エンジン1と駆動系との非連結状態のときはST7におい
て、ST6と同様にO2センサ22の出力がリッチ側Rより基
準レベルに達したか否かを判定し、リッチ側Rより達し
た場合は判定がYESとなってST10に、リーン側Lより達
した場合は判定がNOとなってST11に移ることになる。そ
して、ST10においてフィードバック補正係数CFBを小さ
なP値で減算する一方、ST11においては小さなP値で加
算し、第7図A2,B2に示すように、フィードバック制御
信号であるPI値が緩慢に0レベルになるようにしてい
る。
次に、前記積分制御ルーチンST12〜ST19について説明す
ると、この積分制御ルーチンST12〜ST19においても上述
した比例制御ルーチンST4〜ST11とほぼ同様な動作が行
われ、ST12及びST13においてST4とST5と同様にアイドル
スイッチがONか否か、ギヤスイッチ25及びクラッチスイ
ッチ26がONか否か判定され、オフアイドリング時であっ
てエンジン1と駆動系とが連結状態のときはST14に、オ
フアイドリング時で非連結状態のときやアイドリング時
のときはST15に移ることになる。このST14及びST15はST
6及びST7と同様にO2センサ22の出力がリッチ側Rにある
か、リーン側Lにあるかが判定され、オフアイドリング
時でエンジン1と駆動系との連結状態の場合でO2センサ
22の出力がリッチ側RにあるときはST14からST16に移
り、フィードバック補正係数CFBを大きなI値(積分
値)で減算し、リーン側LにあるときはST14からST17に
移り、大きなI値(積分値)で加算することになり、第
6図C1,D1に示すように、PI値が大きく下降又は上昇す
る。一方、アイドリング時や、オフアイドリング時でエ
ンジン1と駆動系との非連結状態の場合でO2センサ22の
出力がリッチ側RにあるときはST15からST18に移り、フ
ィードバック補正係数CFBを小さなI値で減算し、リー
ン側LにあるときはST15からST19に移り、フィードバッ
ク補正係数CFBを小さなI値で加算し、第7図C2,D2に
示すように、PI値が小さく下降又は上昇することにな
る。この動作を順に繰り返して第6図及び第7図に示す
PI値が燃料制御手段34より出力され、補正回路33を介し
て燃料噴射量が制御され、空燃比A/Fが所定空燃比に収
束することになる。
具体的に、下記表1における,及びに示すよう
に、非連結信号を出力している時と、アイドリング信号
を出力している時とにおいて、フィードバック補正係数
CFBを小さくして制御利得を小さくする。一方、表1に
おけるに示すように、連結信号とオフアイドリング信
号との双方を出力している時において、フィードバック
補正係数CFBを大きくして制御利得を大きくしている。
従って、上述したようにアイドリング時とオフアイドリ
ング時とを判別すると共に、エンジン1と駆動系とが連
結状態にあるときと、非連結状態にあるときとを判別
し、通常走行時などの連結状態にあるときはST8,ST9及
びST16,ST17により燃料制御手段34が出力するPI値の利
得を、第6図に示すように大きくし、空燃比A/Fの応答
性を良好なものとしている。また、エンジン1と駆動系
とが非連結状態にあるとき及びアイドリング時にあると
きはST10,ST11及びST18,ST19により制御利得変更手段37
の出力信号が燃料制御手段34に入力され、該燃料制御手
段34が出力するPI値の利得が、第7図に示すように連結
状態時より小さく補正され、空燃比の変動幅が小さくな
ってエンジンの回転変動幅が小さくなることになる。
(発明の効果) 以上のように、本発明のエンジンの空燃比制御装置によ
れば、スロットル弁の全閉時であるアイドリング時や、
スロットル弁の開弁時であるオフアイドリング時で且つ
エンジンと駆動系との非連結状態の場合、空燃比のフィ
ードバック制御の制御利得を小さくするようにしたため
に、エンジンに供給される混合気の空燃比の変動幅をエ
ンジンの無負荷状態の際に小さくすることができるの
で、エンジンの回転変動幅を小さくすることができ、所
謂エンジンのうねりを防止することができるから、商品
価値を高めることができる。
また、オフアイドリング時でエンジンと駆動系との連結
状態にあるときは、制御利得を大きくしても車両負荷に
よりエンジンの回転変動が生じ難いので、エンジンのう
ねりが抑制される。
また、エンジンと駆動係との連結時であってもアイドリ
ング時は制御利得を小さくするので、アイドリング時で
連結時におけるハンチングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。第2図
〜第7図は本発明の一実施例を示し、第2図はその全体
概略構成図、第3図は空燃比制御回路のブロック図、第
4図及び第5図は空燃比のフィードバック制御を示す制
御フロー図、第6図及び第7図はエンジンと駆動系との
連結状態及び非連結状態における制御信号の波形図であ
る。 1……エンジン、9……燃料噴射弁、20……エアフロー
センサ、22……O2センサ、23……回転数センサ、24……
アイドルスイッチ、25……ギヤスイッチ、26……クラッ
チスイッチ、31……空燃比制御回路、32……基本噴射量
演算回路、33……補正回路、34……燃料制御手段、35…
…連結検知手段、37……制御利得可変手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兵頭 和明 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 岩下 義和 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−124739(JP,A) 特開 昭52−97031(JP,A) 特開 昭59−51150(JP,A) 特公 昭59−51663(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンに供給された混合気の空燃比を検
    出する空燃比検出手段と、 該空燃比検出手段の出力を受けてエンジンに供給される
    混合気の空燃比が所定空燃比になるようにエンジンの燃
    料供給量をフィードバック制御する燃料制御手段とを備
    えたエンジンの空燃比制御装置において、 エンジンと駆動系との連結状態を検知して、連結時に連
    結信号を、非連結時に非連結信号を出力する連結検知手
    段と、 スロットル弁の開閉を検知して、該スロットル弁の全閉
    時にアイドル信号を、スロットル弁の開弁時にオフアイ
    ドル信号を出力するスロットル弁全閉検知手段と、 上記連結検知手段とスロットル弁全閉検知手段との出力
    信号を受けて、非連結信号及びオフアイドル信号の両出
    力時と、非連結信号及びアイドル信号の両出力時と、ア
    イドル信号と連結信号の両出力時とにおける上記燃料制
    御手段のフィードバック制御の制御利得が、オフアイド
    ル信号及び連結信号の両出力時より小さくなるように変
    更信号を該燃料制御手段に出力する制御利得変更手段と
    を備えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
JP61239811A 1986-10-08 1986-10-08 エンジンの空燃比制御装置 Expired - Lifetime JPH0730727B2 (ja)

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