JPH0874628A - 空燃比フィードバック補正方法 - Google Patents

空燃比フィードバック補正方法

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JPH0874628A
JPH0874628A JP21147494A JP21147494A JPH0874628A JP H0874628 A JPH0874628 A JP H0874628A JP 21147494 A JP21147494 A JP 21147494A JP 21147494 A JP21147494 A JP 21147494A JP H0874628 A JPH0874628 A JP H0874628A
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JP
Japan
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sensor
output voltage
factor
coefficient
fuel ratio
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JP21147494A
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English (en)
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Haruhiko Nishino
治彦 西野
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】Oセンサの検出特性を改善する。 【構成】エンジンから排出される排気ガスの空燃比をO
センサにより検出し、Oセンサの出力電圧に応じて
設定されるフィードバック補正係数により燃料噴射量を
補正する空燃比フィードバック補正方法であって、前記
センサの出力電圧の所定の範囲に対応する係数を設
定し、Oセンサの出力する出力電圧の最大値を検出
し、検出した最大値に応じて前記係数を変更し、前記係
数に基づいてフィードバック補正係数を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用エン
ジンにおけるOセンサの性能を向上させる空燃比フィ
ードバック補正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用エンジンにおいては、エ
ミッションの悪化を防止するために、Oセンサを用い
て排気ガス中の酸素濃度を検出し、通常の運転状態では
理論空燃比近傍に空燃比がなるようにフィードバック制
御運転するものが一般的である。通常、このようなO
センサを用いた空燃比フィードバック制御では、O
ンサが長期に亘って使用していると、経時変化のために
その特性が徐々に変化することが知られている。たとえ
ば特開昭60−153439号公報に記載のものでは、
このようなOセンサの経時変化に対応して、その変化
の度合つまり劣化度合を同センサの出力に基づいて検出
し、その検出された劣化度合に応じて空燃比フィードバ
ック制御のリッチリーン判定レベルを変更するようにし
て、経時変化が発生した場合のフィードバック制御運転
を維持している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した空
燃比フィードバック制御法においては、理論空燃比を中
心にして出力電圧がステップ状に変化するOセンサの
出力特性を利用して、排気ガス中の空燃比を検出するよ
うにしている。このような出力特性を利用した場合、リ
ーンからリッチに空燃比が変化したことを検出する場合
は十分な応答速度での検出が可能であるが、リッチから
リーンに変化する場合には応答速度がおそく、Oセン
サの応答遅れのために空燃比の制御中心がリーン側にず
れることがあった。
【0004】このような状況において、Oセンサの特
性の内、ステップ状に変化する間は空気過剰率λに対し
てリニアに出力電圧Oxが変化しており、この部分の特
性を利用して空燃比を制御する試みがある。すなわち、
空気過剰率の変化に対して出力電圧Oxがリニアに変化
する空気過剰率λが1となる部分近傍の出力電圧領域に
おいて、その出力電圧Oxの変化に対する係数FVLを
設定し、係数FVLをパラメータとしてPID(比例、
微分及び積分)制御によりフィードバック補正係数FA
Fを演算して空燃比フィードバック制御を行うものであ
る。ここで、係数FVLは補助係数FVLaに対して次
式の関係を有している(図4に、基本的な補助係数FV
Laと出力電圧Oxとの関係を示す)。
【0005】 FVL=1−FVLa (1) また、フィードバック補正係数FAFは、係数FVLを
用いて下式により演算される。
【0006】 FAF = FAFP + FAFI + FAFD (2) FAFP = KP * FVL (3) FAFI = FAFI n-1 + KI * FVL (4) FAFD ={KD*FAFDn-1 +KK(FVL −FVL0) }/(1+KD) (5) 通常、Oセンサの出力電圧Oxは最大でも約1.0ボ
ルト程度であり、触媒の浄化率を向上させるために空燃
比の制御中心をリッチにするべく空気過剰率λを1未満
とするには、出力電圧Oxに対応する補助係数FVLa
が1.0の時の出力電圧Oxを0.45以上に設定する
必要がある。このことを考慮して、図5に示すように、
補助係数FVLaが1.0となる出力電圧Oxを例えば
0.7ボルトに設定することが考えられている。
【0007】ところが、このように出力電圧Oxを設定
すると、出力電圧Oxの最大電圧が0.7ボルト以上で
ないと正常に制御できないことがある。すなわち、フィ
ードバック補正係数FAFの比例項FAFP及び積分項
FAFIは、補助係数FVLaが1.0未満でリッチ側
に、また1.0を上回った場合にリーン側に制御するの
で、出力電圧Oxの最大電圧が0.7以下の場合にはリ
ーンに制御できなくなる自体が発生する。したがって、
センサが劣化して最大電圧が低下した場合や、冷え
て最大電圧が十分に高くならない場合は、フィードバッ
ク制御中であるにもかかわらず空燃比がリッチになるこ
とがある。
【0008】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る空燃比フィードバック補正
方法は、エンジンから排出される排気ガスの空燃比をO
センサにより検出し、Oセンサの出力電圧に応じて
設定されるフィードバック補正係数により燃料噴射量を
補正する空燃比フィードバック補正方法であって、前記
センサの出力電圧の所定の範囲に対応する係数を設
定し、Oセンサの出力する出力電圧の最大値を検出
し、検出した最大値に応じて前記係数を変更し、前記係
数に基づいてフィードバック補正係数を演算することを
特徴とする。
【0010】この発明におけるOセンサの出力電圧の
所定の範囲とは、空気過剰率が1の場合の出力電圧を略
中央として、空燃比のリッチ側及びリーン側に対して空
気過剰率の変化に略直線的に電圧値が変化する電圧変動
範囲を指すものである。
【0011】
【作用】このような構成のものであれば、フィードバッ
ク補正係数は、Oセンサの出力電圧の最大値が変化す
ることにより係数が変更されるので、Oセンサの状態
により随時変更されることとなる。つまり、Oセンサ
が長年の使用により変化し、あるいは環境の変化により
十分に出力電圧を出力しない場合に、そのような状態に
応じた排気ガスの空燃比を検出することを可能にしてい
る。そのため、経年変化や環境変化に応じたフィードバ
ック補正係数を演算することができ、極端にエミッショ
ンを低下させることを抑制できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
【0013】図1に概略的に示したエンジン100は自
動車用のもので、その吸気系1には図示しないアクセル
ペダルに応動して開閉するスロットルバルブ2が配設さ
れ、その下流側にはサージタンク3が設けられている。
サージタンク3に連通する吸気系1の吸気マニホルド4
の一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁5が設けてあ
り、この燃料噴射弁5を、電子制御装置6により制御す
るようにしている。また排気系20には、排気ガス中の
酸素濃度を測定するためのOセンサ21が、図示しな
いマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒22の
上流の位置に取り付けられている。このOセンサ21
からは、酸素濃度に対応して電圧信号hが出力される。
【0014】Oセンサ21は、排気ガス中の空燃比に
応じて最大約1.0ボルトの出力電圧Oxを出力し、一
般的な環境において空気過剰率λが1.0の場合に約
0.45ボルト程度の出力電圧Oxを出力する通常の電
圧特性を有するものであつてよい。。そして、この約
0.45ボルト近傍においては、空気過剰率λが変化す
るのに対応して出力電圧Oxが直線的に変化する。
【0015】電子制御装置6は、中央演算装置7と、記
憶装置8と、入力インターフェース9と、出力インター
フェース11とを具備してなるマイクロコンピュータシ
ステムを主体に構成されており、その入力インターフェ
ース9には、サージタンク3内の圧力を検出するための
吸気圧センサ13から出力される吸気圧信号a、エンジ
ン回転数NEを検出するための回転数センサ14から出
力される回転数信号b、車速を検出するための車速セン
サ15から出力される車速信号c、スロットルバルブ2
の開閉状態を検出するためのスロットルセンサ16から
出力されるスロットル開度信号d、エンジンの冷却水温
を検出するための水温センサ17から出力される水温信
号e、上記したOセンサ21から出力される電圧信号
hなどが入力される。一方、出力インターフェース11
からは、燃料噴射弁5に対して燃料噴射信号fが、また
スパークプラグ18に対してイグニッションパルスgが
出力されるようになっている。
【0016】電子制御装置6には、吸気圧センサ13か
ら出力される吸気圧信号aと回転数センサ14から出力
される回転数信号bと水温センサ17から出力される水
温信号eを主な情報とし、エンジン状況に応じてO
ンサ21の出力電圧Oxに基づき設定される係数FVL
をパラメータとするフィードバック補正係数FAFを用
いて理論空燃比となるように通常のフィードバック制御
を行なうプログラムが内蔵されている。つまり、このプ
ログラムでは、基本的には、フィードバック補正係数F
AFを含む各種の補正係数で基本噴射時間を補正して燃
料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間T
を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁5
を制御してエンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴射弁5
から吸気系1に噴射させるように構成されている。ま
た、電子制御装置6には、Oセンサ21から出力され
る出力電圧Oxに基づいて、フィードバック補正係数F
AFを演算する係数FVLを設定するプログラムが内蔵
されており、このプログラムでは特に、Oセンサ21
の出力電圧Oxの所定の範囲に対応する係数FVLを設
定し、Oセンサ21の出力する出力電圧Oxの最大値
OxMAXを検出し、検出した最大値OxMAXに応じ
て前記係数FVLを変更し、前記係数FVLに基づいて
フィードバック補正係数FAFを演算するようにプログ
ラミングしてある。
【0017】係数FVLは、Oセンサ21の出力電圧
Oxの所定の範囲に対して設定される補助係数FVLa
を用いて、下式に基づいて設定される。
【0018】FVL=1−FVLa この場合、Oセンサ21の出力電圧Oxは空気過剰率
λが1である場合の出力電圧値を中心にして、微小な範
囲で直線的に変化する特性があり、その直線的な変化領
域を所定の範囲としている。係数FVL、実質的には補
助係数FVLaは、Oセンサ21の出力電圧Oxの最
大値OxMAXに応じて異なる特性を有する、例えば第
1補助係数FVLa、第2補助係数FVLa、及び
第3補助係数FVLaが設定されている。すなわち、
第1補助係数FVLaは最大値OxMAXがK1(ボ
ルト)以上の場合であり、第2補助係数FVLaは最
大値OxMAXがK2以上K1未満の場合であり、第3
補助係数FVLaは最大値OxMAXがK2未満の場
合である。それぞれの補助係数FVLa、FVL
、FVLaは、図に示すように、最大値OxMA
Xが小さくなるのに対応して係数値が1.0になる電圧
値を小さくして設定してある。つまり、第1補助係数F
VLaは、例えば出力電圧Oxが約0.7ボルトで
1.0となるの対し、第3補助係数FVLaは、例え
ば約0.45ボルトで1.0となるように設定してあ
り、出力電圧Oxの全域に対しては比例する特性に設定
してある。
【0019】このような構成において、エンジンを運転
すると、その直後からOセンサ21が出力電圧Oxを
出力する。電子制御装置6ではその最大値OxMAXを
検出し、記憶する(ステップS1)。最大値OxMAX
の検出は、空燃比が理論空燃比よりリッチな場合に出力
する出力電圧Oxにより行うもので、たとえば、ピーク
ホールド回路を用いて行われるもの、あるいはA/D変
換された前回の値と今回の値とを比較して、大なるもの
を最大値OxMAXとするものであってよい。次に、記
憶した最大値OxMAXが、補助係数FVLaがどの領
域に属するか判定する。すなわち、領域は、第1領域が
K1以上、第2領域がK2以上K1未満であり、第3領
域がK2未満であり、上記したようにそれぞれの領域に
対して最大値が設定してある。今回検出された最大値O
xMAXがどの領域に相当するか判定し、その判定結果
から補助係数FVLa(i=1〜3)を決定する(ス
テップS2)。
【0020】今、Oセンサ21に経年変化が少なく、
最大値OxMAXが高く第1補助係数FVLaが設定
されたものとする。そして、燃料噴射時間の演算に先立
って、Oセンサ21の出力電圧Oxを検出し(ステッ
プS3)、検出した出力電圧Oxよりその時の第1補助
係数FVLaを決定する。決定した第1補助係数FV
Laに基づいて係数FVLを計算し(ステップS
4)、その係数FVLにより、従来同様に、上記した式
(2)〜(5)を用いてフィードバック補正係数FAF
を演算する(ステップS5)。
【0021】このように、Oセンサ21のその時点で
の特性変化を出力電圧Oxの最大値OxMAXにより検
知し、その特性変化に応じて係数FVLの特性を変更す
ることにより、Oセンサ21の出力電圧Oxに対して
空気過剰率λの変化に対応する係数FVLを確実に設定
することができる。その結果、Oセンサ21の状態に
応じて空気過剰率λを反映したフィードバック補正係数
FAFを演算することができ、フィードバック制御中に
センサ21の特性変化に起因する空燃比の変動を防
止することができる。
【0022】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。
【0023】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、O
センサの出力電圧の所定の範囲に基づいて設定した係数
をその出力電圧の最大値の変化に応じて変更し、その係
数を用いてフィードバック補正係数を設定するので、フ
ィードバック補正係数にOセンサの状態を反映させる
ことができ、したがって経年変化等によりOセンサが
劣化した場合であっても極端なエミッションの悪化を防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図2】同実施例の制御手順を示すフローチャート。
【図3】同実施例の作用説明図。
【図4】従来例の作用説明図。
【図5】従来例の作用説明図。
【符号の説明】
1…吸気系 2…スロットルバルブ 5…燃料噴射弁 6…電子制御装置 7…中央演算処理装置 8…記憶装置 9…入力インターフェース 11…出力インターフェース 21…Oセンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンから排出される排気ガスの空燃比
    をOセンサにより検出し、Oセンサの出力電圧に応
    じて設定されるフィードバック補正係数により燃料噴射
    量を補正する空燃比フィードバック補正方法であって、 前記Oセンサの出力電圧の所定の範囲に対応する係数
    を設定し、 Oセンサの出力する出力電圧の最大値を検出し、 検出した最大値に応じて前記係数を変更し、 前記係数に基づいてフィードバック補正係数を演算する
    ことを特徴とする空燃比フィードバック補正方法。
JP21147494A 1994-09-05 1994-09-05 空燃比フィードバック補正方法 Pending JPH0874628A (ja)

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