JPH0786331B2 - 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置
に関する。

〈従来の技術〉 電子制御燃料噴射式内燃機関においては、一般に吸入空
気量に基づいたパルス巾のパルス信号によって機関回転
に同期した所定のタイミングで電磁式の燃料噴射弁を駆
動し、吸入空気量に対応した量の燃料を供給するもので
ある。

そして、前記パルス巾、即ち燃料噴射量をT_iとすれば、
T_iは次式によって与えられる。

T_i＝T_P・COEF・α＋T_S ここで、T_Pは基本燃料噴射量でT_P＝Ｋ・Q/Nで与えら
れ、Ｋは定数、Ｑは機関吸入空気流量、Ｎは機関回転数
である。COEFは水温補正等の各種補正係数である。αは
後述する空燃比フィードバック制御（以下λコントロー
ルとする）のための空燃比フィードバック補正係数であ
る。T_Sは電圧補正分である。

λコントロールについては、排気系に酸素センサを設け
て実際の空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より濃い
か薄いかをスライスレベルにより制御するもので、この
ため、フィードバック補正係数αというものを定めて、
このαを変化させることにより理論空燃比に保ってい
る。

ここで、空燃比フィードバック補正係数αの値は比例積
分（PI）制御により変化させ、空燃比を急激に変化させ
ないようにしている。

即ち、空燃比が濃い（薄い）場合には、始めにＰ分だけ
下げて（上げて）、それからＩ分ずつ徐々に下げて（上
げて）いき、空燃比を薄く（濃く）するように制御す
る。

ただし、高回転，高負荷領域等のλコントロールを行わ
ない条件下ではαをクランプし、燃料噴射量を機関運転
状態に応じて補正して所望の空燃比を得るようにしてい
る（特開昭58−214629号等参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、機関のスロットル弁上流の吸気通路に電磁式
燃料噴射弁を装着する所謂シングルポイントインジェク
ション（S.P.I.）システムを採用したこの種の内燃機関
では、λコントロールがそのまま継続されるような緩減
速運転（例えば15ms間でのスロットル弁開度変化が1.5
゜以内）後に所定の運転領域への加速運転、即ち、加速
後にλコントロールが停止されずにそのまま所定時間継
続されるような運転領域（例えば機関回転数が2400rpm
〜2800rpm,スロットル弁開度が約60゜程度）への加速運
転時には、空燃比のリーン化により加速応答性の低下を
招く。

これは、第５図に示すように、緩減速運転時に吸気マニ
ホールド内の負圧が上昇し壁面に付着ししている燃料
（壁流）が燃料室内に流れ込んで空燃比がリッチするこ
とにより、空燃比フィードバック補正係数αの値が小さ
くなり、この状態からλコントロールがそのまま継続す
る運転領域への加速運転を行うと、前記αの値が小さい
のに加え噴射供給される燃料が、不足状態の壁面付着燃
料を補うのに消費されるため、実際にシリンダ内に供給
される燃料が機関要求燃料量になるまでに時間がかかる
ことに起因する。尚、加速運転開始時に壁流が残ってい
るような場合は、第５図中点線で示すように加速運転後
もリッチ傾向を示しその後リーン化となり、この場合も
やはり加速応答性の低下を招く。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、空燃比フ
ィードバック制御領域における緩減速後の加速運転時で
も良好な加速応答性が得られる空燃比制御が行なえる電
子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置を提供する
ことを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、吸入空気流量と
機関回転数とから基本燃料噴射量を演算する基本燃料噴
射量演算手段と、排気系に設けた酸素センサからの信号
に基づいて検出される実際の空燃比を目標空燃比に近づ
けるよう基本燃料噴射量を補正するための空燃比フィー
ドバック補正係数を設定する空燃比フィードバック補正
係数設定手段と、基本燃料噴射量に空燃比フィードバッ
ク補正係数を乗算して燃料噴射量を演算する燃料噴射量
演算手段と、この演算された噴射量に応じて燃料噴射弁
を駆動制御する燃料噴射弁駆動制御手段とを備えた電子
制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御装置において、空
燃比フィードバック制御領域で緩減速後の所定運転領域
への加速運転が行われたことを検出する運転状態検出手
段と、該運転状態検出手段が前記加速運転を検出した後
に前記酸素センサで検出される空燃比がリッチ状態から
リーン状態に反転したとき空燃比フィードバック補正係
数を所定値に一時的に固定する空燃比フィードバック補
正係数固定手段とを設けて構成した。

〈作用〉 かかる構成において、空燃比フィードバック制御が行わ
れる緩減速運転後に所定の運転領域、即ち空燃比フィー
ドバック制御がそのまま所定時間継続される運転領域へ
の加速時には、酸素センサにより空燃比がリッチからリ
ーンに反転したとき空燃比フィードバック補正係数を一
時的に現状よりも大きい所定値に固定し、その固定値を
出発点として加速後の空燃比フィードバック制御を開始
する。これにより、緩減速後の加速運転時に実際にシリ
ンダに供給される燃料量を早く機関要求量に近づけるこ
とができるようになり、前記加速運転時の加速応答性を
良好なものにすることができるようになる。

〈実施例〉 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

本実施例のハードウェア構成を示す第２図において、機
関本体１の吸気通路２に介装された吸入空気量検出用の
エアフローメーター３と機関回転数を検出するクランク
角センサ等の回転数センサ４とからの各検出信号をコン
トロールユニット５に入力する。

コントロールユニット５では、内蔵されたマイクロコン
ピュータにより、前記両検出信号に基づいて基本燃料噴
射量T_Pを演算し、この演算された基本燃料噴射量T_Pを、
図示しない水温センサからの冷却水温等機関運転状態に
応じた各種補正係数COEFや、排気通路６に装着した酸素
センサ７からの酸素濃度検出信号に基づいて設定される
空燃比フィードバック補正係数α及びバッテリ電圧に基
づく電圧補正分T_Sにより補正して最終的な燃料噴射量T_i
を演算し、このT_iに対応する燃料噴射信号を吸気通路２
のスロットル弁８上流側に装着した燃料噴射弁９に出力
して、T_iに相当する量の燃料を供給するようにしてい
る。10はスロットル弁８の開度を検出するスロットルセ
ンサである。

そして、通常の加・減速運転では空燃比フィードバック
補正係数αを所定値（α＝１）にクランプしてλコント
ロールを行なわないが、定常走行時や例えば15msでスロ
ットル弁開度変化が1.5゜以下の所定範囲内にあるよう
な極めて緩慢な減速時及びこの緩減速状態から所定の出
力混合比が要求される運転領域（スロットル弁開度が約
60゜で機関回転数が2400〜2500rpm）への加速時には所
定のλコントロールを行う。そして、コントロールユニ
ット５が、基本燃料噴射量演算手段、空燃比フィードバ
ック補正係数設定手段、燃料噴射量演算手段、燃料噴射
弁駆動制御手段、所定の加速運転状態検出手段及び空燃
比フィードバック補正係数固定手段の機能を備えてい
る。

次に第３図のフローチャートに基づいて本実施例の空燃
比制御について説明する。

図において、ステップ（図ではＳで示し以下同じとす
る）１では、機関回転数，吸入空気流量，スロットル弁
開度等の機関運転状態に関連する各種信号を入力する。

ステップ２では、入力された各種信号に基づいてλコン
トロール条件が成立したか否かを判定する。成立してい
ればステップ３へ進む。

ステップ３では、緩減速状態か否かを判定する。これは
例えば、スロットル弁８が15msの間に1.5゜以下の所定
範囲内でその開度が変化しているか否かをスロットルセ
ンサ10の検出信号に基づいて判定する。そして、緩減速
でなければステップ４でフラグＦをＦ＝０とし、緩減速
であればステップ５でフラグＦをＦ＝１とし、それぞれ
ステップ６に進み酸素センサ７からの検出信号に基づい
てαを設定して通常のλコントロールを行う。

一方、ステップ２において判定がNOのとき、即ち、λコ
ントロール条件が成立していないときはステップ７に進
む。

ステップ７ではＦ＝１か否かを判定し、Ｆ＝１のとき即
ちその前の運転状態がλコントロールされる緩減速状態
であるときはステップ８に進む。

ステップ８では、所定の運転領域例えば機関回転数が24
00〜2800でスロットル弁開度が約60゜となる運転領域へ
の加速が行われたか否かの判定を行う。そして、前記所
定運転領域への加速が行われたときは、ステップ９に進
み酸素センサ７の出力状態がリッチからリーンに反転し
たか否かを判定する。反転していなければステップ６に
進みλコントロールを反転するまで継続する。そして、
酸素センサ７の出力がリッチからリーンに反転したらス
テップ９でαを所定値、例えばα＝１に一旦クランプし
た後、ステップ11でλコントロールを再度開始する。

ステップ12では、前記λコントロール開始からの経過時
間を計測し所定時間経過したらステップ13に進む。

ステップ13では、λコントロールを停止してα＝１にク
ランプし所定の出力混合比となるよう空燃比を制御し、
ステップ14でフラグＦをＦ＝０とする。

ステップ７の判定がＦ＝１でなくNOのとき、即ちその前
の運転状態が緩減速状態でないとき又は、緩減速状態で
あってもステップ８において所定運転領域への加速でな
いときは、共にステップ13に進みα＝１にクランプして
運転状態に対応した所定の出力混合比となるよう空燃比
を制御し、ステップ14でＦ＝０とする。

このようにすれば、第４図に示すように緩減速後のλコ
ントロールの継続される運転領域に加速した場合でも、
速やかに安定した空燃比フィードバック制御に移行でき
るので、空燃比のリーン化に起因する加速応答性の低下
を防止できる。

また、αのクランプ時期を加速判定直後に行ってもよい
が、この場合、壁流が残っているとαをクランプした後
に再びαの値がリーン制御側に大きくずれるため、その
後に、やはり加速運転のもたつきが発生してしまう。

ところが、加速判定直後ではなく、本発明のように加速
後に実際の空燃比がリッチ状態からリーン状態に変化し
た時点でαの値をα＝１にクランプするようにすれば、
壁流の影響を受けることがなくαのクランプ後に加速運
転のもたつきが発生することを防止できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、λコントロールさ
れる緩減速後にそのままλコントロールを所定時間行う
所定の運転領域へ加速したときに空燃比がリッチ状態か
らリーン状態に反転したら、空燃比フィードバック補正
係数を一旦所定値にクランプして燃料供給量を増大さ
せ、その増大させた状態から再びλコントロールを行う
構成としたので、加速時の空燃比リーン化に基づく加速
応答性の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明するブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すハードウェア構成図、第３図は
同上実施例の制御フローチャート、第４図は同上実施例
の作用を説明するための図、第５図は従来例の作用を説
明するための図である。 １……機関本体、２……吸気通路、３……エアフローメ
ータ、４……回転数センサ、５……コントロールユニッ
ト、６……排気通路、７……酸素センサ、８……スロッ
トル弁、９……燃料噴射弁、10……スロットルセンサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−53642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−27847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−99256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−190451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−198350（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80032（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入空気流量と機関回転数とから基本燃料
   噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、排気系に
   設けた酸素センサからの信号に基づいて検出される実際
   の空燃比を目標空燃比に近づけるよう基本燃料噴射量を
   補正するための空燃比フィードバック補正係数を設定す
   る空燃比フィードバック補正係数設定手段と、基本燃料
   噴射量に空燃比フィードバック補正係数を乗算して燃料
   噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、この演算され
   た噴射量に応じて燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁
   駆動制御手段とを備えた電子制御燃料噴射式内燃機関の
   空燃比制御装置において、空燃比フィードバック制御領
   域で緩減速後の所定運転領域への加速運転が行われたこ
   とを検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段
   が前記加速運転を検出した後前記酸素センサで検出され
   る空燃比がリッチ状態からリーン状態に反転したとき空
   燃比フィードバック補正係数を所定値に一時的に固定す
   る空燃比フィードバック補正係数固定手段とを設けて構
   成したことを特徴とする電子制御燃料噴射式内燃機関の
   空燃比制御装置。