JPH0733790B2 - 自動車用エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

自動車用エンジンの空燃比制御装置

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JPH0733790B2
JPH0733790B2 JP60280111A JP28011185A JPH0733790B2 JP H0733790 B2 JPH0733790 B2 JP H0733790B2 JP 60280111 A JP60280111 A JP 60280111A JP 28011185 A JP28011185 A JP 28011185A JP H0733790 B2 JPH0733790 B2 JP H0733790B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、O2センサの活性状態の判定を誤判定すること
なく行い、空燃比フイードバック制御の開始時期を早め
ることが可能な自動車用エンジンの空燃比制御装置に関
する。
[従来の技術] 自動車用エンジンの空燃比制御装置は、エンジンの排気
系に設けたO2センサ出力値に基づき空燃比状態を判断し
て空燃比フイードバック補正係数を設定し、燃料噴射量
演算を用いることで、所望の空燃比状態(理論空燃比)
に空燃比を制御する空燃比フイードバック制御を行う。
また、エンジン始動後、O2センサが活性化するまでの間
は、O2センサ出力値による空燃比状態の検出ができず、
オープンループ制御を行うようにしており、O2センサ出
力電圧が予め設定された判定値を越えたときO2センサが
活性したと判断して空燃比フイードバック制御に移行さ
せている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、O2センサの活性状態の判断を一義的な判
定値と比較して行う場合、特に、エンジン始動直後の所
定時間において、O2センサが充分冷えている状態,及び
エンジン停止後短時間でエンジンを再始動しO2センサが
充分に暖機されている状態のときには問題無いが、エン
ジン停止後しばらくしてからのエンジン再始動時等、O2
センサの温度がある範囲内のときには、O2センサの暖機
が完了されておらず未活性状態であるにも拘わらず、O2
センサへの電流供給直後の内部抵抗変化等により判定値
以上の出力電圧がO2センサから出力されるため、活性状
態と誤判断し、空燃比フイードバック制御が開始され、
その結果、O2センサの未活性のため、O2センサ出力電圧
が低く、空燃比のリーンと判断して空燃比をリッチにす
べく補正がなされ、空燃比が濃くなり過ぎてしまうとい
う不都合がある。
これに対処するに判定値を高く設定すれば誤判定を防げ
るが、冷態状態でエンジンを始動した場合、O2センサが
充分暖機してO2センサ出力電圧が判定値を越えるまで時
間がかかり、それ以前にO2センサが活性化しているのに
も拘わらず、空燃比フイードバック制御に移行せず、排
気エミッションが悪化してしまう。
なお、特開昭57−97046号公報には、空燃比の濃い側で
も薄い側にあっても確実にO2センサの活性状態を判断す
るため、出力補償手段によりO2センサの未活性状態にあ
るときO2センサの端子電圧を所定電圧に保持し、O2セン
サの端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定する
ことでO2センサの未活性または活性状態を判断し、空燃
比フイードバック制御の実行を決定することが開示され
ているが、O2センサの未活性状態にあるときO2センサの
端子電圧を所定電圧に保持しなければならず、且つ、二
重の活性状態判断を要し、制御系が複雑化する課題を有
する。
また特開昭59−34439号公報には、O2センサ入力回路の
応答性によるO2センサ活性判断の誤判定を防ぐため、O2
センサに電流を流し始めてから所定時間経過後に活性状
態の判断を行うことが開示されているが、O2センサが充
分暖機されている状態でのエンジン再始動時直後、O2
ンサが活性状態であるにも拘束わらず、所定時間経過し
なければ、空燃比フイードバック制御が開始されず、こ
の間、排気エミッションが悪化する課題を有する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡素な制御
系でありながら、O2センサの活性状態の判定を誤判定す
ることなく行い、空燃比フイードバック制御の開始時期
を早めることが可能な自動車用エンジンの空燃比制御装
置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により自動車用エンジン
の空燃比制御装置は、O2センサ出力値が予め設定された
判定値を越えたときO2センサが活性したと判断して、O2
センサ出力値に基づき空燃比をフイードバック制御する
自動車用エンジンの空燃比制御装置において、エンジン
始動後の経過時間をカウントするタイマ手段と、上記エ
ンジン始動後の経過時間が設定時間内のときには、O2
ンサ出力値を高い値の第1の判定値と比較してO2センサ
の活性状態の判断を行い、設定時間経過後は、O2センサ
出力値を上記第1の判定値よりも低い値の第2の判定値
と比較してO2センサの活性状態の判断を行う暖機判定手
段とを備えることを特徴とする。
[作用] 上記構成により、エンジン始動後の経過時間がカウント
され、エンジン始動後の経過時間が設定時間内のときに
は、高い値の第1の判定値を用いてO2センサの活性状態
の判断が行われ、設定時間経過後は、第1の判定値より
も低い値の第2の判定値を用いてO2センサの活性状態の
判断が行われる。
[実施例] 以下、本発明による自動車用エンジンの空燃比制御装置
の一実施例を、図面を参照して具体的に説明する。
第1図において、符号1はエンジンであり、エアクリー
ナ2を介して吸気管4に導入される空気は、その空気量
が吸入空気量センサ3で計測され、スロットルバルブ9
が配設されるスロットルチャンバ5を経由し、スロット
ルバルブ9下流のインジエクタ10から噴射される燃料と
混合して吸気ポート6へ導かれる。また、排気管7に触
媒コンバータ8が介装されており、触媒コンバータ8の
上流側にO2センサ12が配設されている。
また、吸気ポート6における吸気予熱用の冷却水通路に
は冷却水温を検出する水温センサ13が配設されている。
なお、符号11はエンジン回転数センサ、14は点火コイル
である。
また、符号15は電子制御装置であり、上記各センサ3,1
1,12,13からの出力信号、及び、点火コイル14からの点
火パルス信号をそれぞれ入力して、制御プログラムに従
い燃料噴射パルス幅(燃料噴射量)を演算し、この燃料
噴射パルス幅に相応する駆動信号を所定タイミングでイ
ンジェクタ10に出力して、インジェクタ10から燃料噴射
させる。
次に、上記電子制御装置15について詳述すると、回転数
センサ11によるエンジン回転数Nと吸入空気量センサ3
による吸入空気量Qとに基づき基本燃料噴射パルス幅演
算手段16で基本燃料噴射パルス幅(基本燃料噴射量)Tp
が演算され(Tp=K×Q/N,Kは定数)、水温センサ13に
よる水温に基づき補正係数算出手段17で水温増量等の補
正係数kが算出される。また、点火コイル14からの点火
パルスに基づき起動判定手段18でエンジン停止状態かエ
ンジンが運転されている起動状態かの判断がなされ、起
動状態の場合には、タイマ手段19によりエンジン始動後
の経過時間がカウントされる。
また、暖機判定手段20では、エンジン始動後の経過時間
が設定時間(例えば、10sec)内のとき、O2センサ12の
出力電圧値Vo2を高い第1の判定値(例えば、500mV)Vs
1と比較してO2センサ12の活性状態の判断を行い、Vo2≧
Vs1になるとO2センサ12が活性化したと判断して、空燃
比判定手段21及び空燃比フイードバック補正係数算出手
段21により、O2センサ12の出力値に基づく空燃比フイー
ドバック補正を行わせ、空燃比フイードバック制御を開
始させる。さらにエンジン始動後経過時間の設定時間経
過後は、O2センサ12の出力電圧値Vo2を、上記第1の判
定値よりも低い第2の判定値(例えば、400mV)Vo2と比
較してO2センサ12の活性状態の判断を行い、Vo2≧Vs2に
なると、同様に空燃比フイードバック制御を開始させ
る。
上記空燃比判定手段21は、一度O2センサ12が活性状態と
判断されると、O2センサ12の出力値を所定のスライスレ
ベルと比較して空燃比がリッチかリーンかを判定する。
この空燃比のリッチ,リーン状態に応じて空燃比フイー
ドバック補正係数算出手段22により、例えば、比例積分
制御(いわゆるP,I制御)によって空燃比フイードバッ
ク補正係数αが算出される。なお、O2センサ12の未活性
状態のときには、オープンループ制御となり、例えば、
空燃比フイードバック補正係数αは1.0に固定される。
そして、燃料噴射パルス幅演算手段23で、上記基本燃料
噴射パルス幅Tpを、補正係数k,及び空燃比フイードバッ
ク補正係数αにより補正して燃料噴射パルス幅Tiを演算
し(Ti=Tp×k×α)、所定タイミングに駆動回路24を
介して駆動信号としてインジェクタ10に出力して、イン
ジェクタ10から相応する量の燃料噴射を行わせる。
次に、O2センサ12の活性状態を判断するための第1,第2
の判定値の設定手順を第2図のフローチャートを参照し
て説明する。なお、第2図のフローチャートに示される
ルーチンは所定時間毎に実行される。
先ず、ステップS1で、点火コイル14からの点火パルス信
号が入力しているか否かによりエンジン停止状態か起動
状態かを判断し、エンジン停止状態の場合にはステップ
S2へ進み、設定時間(10sec)相当の値をカウンタ値
(タイマ値)としてセット(タイマセット)してルーチ
ンを抜ける。
一方、エンジン起動状態の場合にはステップS3へ進み、
カウント値が0か否か、すなわち、エンジン始動後、設
定時間を経過したか否かの判断を行い、カウント値が0
でなく、設定時間内と判断されるとステップ4へ進み、
カウント値をカウントダウンし、ステップS6で、O2セン
サの活性状態の判断を行うための判定値として高い値の
第1の判定値(500mV)を選択してルーチンを抜ける。
また、上記ステップS3で、カウント値が0でありエンジ
ン始動後、設定時間を経過したと判断される場合には、
ステップS7へ進み、O2センサの活性状態の判断を行う判
定値として第1の判定値よりも低い値の第2の判定値
(400mV)を選択してルーチンを抜ける。
その結果、エンジン1が始動されると、上記設定時間で
与えられる一定時間内は、高い値の第1の判定値でO2
ンサ12の活性状態の判定が行われ、エンジン停止後しば
らくしてからのエンジン再始動時等、O2センサ12がある
温度範囲内の未活性状態の場合の誤判定が防止される。
なおエンジン停止後短時間で再始動しO2センサ12が充分
暖機されている場合には、O2センサ12の出力電圧値は直
ちに、高い値の第1の判定値以上になるので、活性状態
の判定に何等問題ない。
そして一定時間経過後は、低い値の第2の判定値でO2
ンサ12の判定状態の判定が行われるので、冷態状態でエ
ンジンを始動した場合、O2センサ12の暖機進行に伴い上
昇し活性状態と判断し得るO2センサ出力電圧値を早期に
捕らえることができ、高い値の判定値で活性状態の判定
を行う場合に比べ、空燃比フイードバック制御の開始時
期を早めることができる。
このようにして、O2センサ12の出力電圧値が一度、第1
あるいは第2の判定値以上になると、O2センサ12が活性
状態となったと判断して、オープンループ制御からO2
ンサ12の出力値に基づく空燃比フイードバック制御に移
行する。
[発明の効果] 本発明は、以上詳述したように、エンジン始動後の経過
時間をカウントし、エンジン始動後の経過時間が設定時
間内のときには、高い値の判定値を用いてO2センサの活
性状態の判断が行われるので、エンジン停止後しばらく
してからのエンジン再始動時等のO2センサ未活性状態で
の誤判定が防止される。
また、設定時間経過後は、第1の判定値よりも低い値の
第2の判定値を用いてO2センサの活性状態の判断が行わ
れるので、O2センサが充分冷えている状態でのエンジン
冷態始動であっても、その後のO2センサの活性を早期に
判定でき、空燃比フイードバツク制御の開始時期を早
め、排気ガス中のCO,HCなどの有害成分の低減を早い時
期から実現でき、排気エミッションが改善される。
さらに、エンジン始動後の経過時間により、第1の判定
値と第2の判定値とを選択するのみであるから、簡素に
して実現できる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は制御系の概略
構成図、第2図は判定値の設定手順を示すフローチャー
トである。 1……エンジン、10……インジェクタ、12……O2セン
サ、15……制御装置、19……タイマ手段、20……暖機判
定手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】O2センサ出力値が予め設定された判定値を
    越えたときO2センサが活性化したと判断して、O2センサ
    出力値に基ずき空燃比をフイードバック制御する自動車
    用エンジンの空燃比制御装置において、 エンジン始動後の経過時間をカウントするタイマ手段
    と、 上記エンジン始動後の経過時間が設定時間内のときに
    は、O2センサ出力値を高い値の第1の判定値と比較して
    O2センサの活性状態の判断を行い、設定時間経過後は、
    O2センサ出力値を上記第1の判定値よりも低い値の第2
    の判定値と比較してO2センサの活性状態の判断を行う暖
    機判定手段とを備えることを特徴とする自動車用エンジ
    ンの空燃比制御装置。
JP60280111A 1985-12-11 1985-12-11 自動車用エンジンの空燃比制御装置 Expired - Lifetime JPH0733790B2 (ja)

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