JPH11101145A - 空燃比の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】空燃比フィードバック中において、ノッキ
ングが発生しても、排気ガス中の有害物質の増大や、ド
ライバビリティの悪化を招かないようにする。 【解決手段】内燃機関１に適用され、発生したノッキン
グの大きさＡＫＮＫが所定値を上回った場合に、燃料噴
射量ＴＡＵを一定量増量して、空燃比をリッチ方向に移
動させる空燃比の制御方法において、空燃比を検出し、
検出した空燃比を目標となる空燃比となるようにフィー
ドバック制御を行っている場合には、発生したノッキン
グの大きさＡＫＮＫが前記所定値を上回っても、前記燃
料噴射量ＴＡＵの一定量増量を行わないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車用
の内燃機関における空燃比の制御方法に関し、特にノッ
キング発生時の空燃比の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のエンジンにおいては、ノック
センサを設けておき、このノックセンサによりノッキン
グの発生を検出した場合は、発生したノッキングの大き
さに応じて点火時期を遅角させ、ノッキングの抑制を図
る制御が行われているものが知られている。さらに近
時、特公平４−２３１０１号公報に示されているものの
ように、前記ノッキングの発生時には、ノッキング発生
によるエンジン出力低下を補うべく燃料噴射量を増量す
るようにしたものも開発されている。そして、例えばこ
のようなのエンジンのうち、所定値を超えた大きさのノ
ッキングが発生した場合には、燃料噴射量を一定量増量
させるべく、燃料噴射量の算出時にノック時空燃比補正
を行うものも考えられている。

【０００３】この一方で、自動車用のエンジンの電子制
御燃料噴射システムにおいては、排気系に空燃比に応じ
た信号を出力するＯ₂センサを装備し、全負荷時、暖気
中等の一定条件下を除く通常運転時には、このＯ₂セン
サからの出力信号に基づいて、空燃比をエンジンの運転
が最適な効率や排気条件に保たれる目標空燃比となるよ
うにフィードバック制御を行っている。具体的には、エ
ンジン回転数や負荷の状況に応じて燃料の基本噴射量す
なわち燃料噴射弁の基本噴射時間を予め設定しておき、
この基本噴射量に、環境状況に応じた補正や過去の学習
による補正等を付加した燃料噴射量に、最終的にフィー
ドバック補正量を付加することによるフィードバック制
御を行っている。

【０００４】しかして従来、上述した燃料噴射量のノッ
ク時空燃比補正は、この空燃比フィードバック制御が行
われているか否かに関わらず行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
なものであると、空燃比のフィードバック制御を行って
いる最中に、図３（ａ）に示すようにノッキングが発生
し、この発生したノッキングの大きさが前記所定量を上
回っていた場合は、図３（ｂ）に示す燃料噴射量を一定
量増量するノック時空燃比補正が行われるので、図３
（ｄ）に示すように、空燃比が一時的にリッチ状態Ｒに
移動する。しかして、一旦リッチ状態となっても、Ｏ₂
センサにより検出したこのリッチ状態Ｒから、目標空燃
比にすべくノック時空燃比補正を打ち消す方向にフィー
ドバック制御が行われ、空燃比は再び目標空燃比付近に
制御される。この時のフィードバック補正量の変化を図
３（ｃ）に示す。その後、ノッキングの大きさが小さく
なって前記所定量を下回ると、ノック時空燃比補正が行
われなくなるので、燃料噴射量が一定量減少し、エンジ
ンは一時的にリーン状態Ｌとなる。その後フィードバッ
ク制御により、空燃比は再び目標空燃比付近に制御され
る。

【０００６】つまり、このように、空燃比フィードバッ
ク制御と、ノッキング発生の有無で燃料噴射量を変化さ
せる制御とが競合する状態では、ノッキング発生時にお
いても最終的に空燃比フィードバック制御により、空燃
比は目標空燃比に保つようにしているにも関わらず、ノ
ック時空燃比補正の開始もしくは終了直後、過渡的にフ
ィードバック補正量が大きく変化し、その過渡時の空燃
比が目標空燃比から大きくずれてしまう現象を惹起し、
排気ガス中の有害物質の増大を招くという問題点があっ
た。また、空燃比フィードバック制御を行っていない状
況でノック時空燃比補正が行われた場合は、リッチ状態
となることはあってもリーン状態となる可能性は少ない
ため、空燃比フィードバック制御中に現出するノック空
燃比補正終了直後のリーン状態Ｌが特異なものとなっ
て、ドライバビリティに悪影響を及ぼす可能性もある。
さらに、ノック時空燃比補正中にフィードバック補正量
の学習が行われると、間違った学習を行う等の問題点が
生じるおそれもあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題点を解決する
ために、本発明は、空燃比フィードバック中は、ノッキ
ングが発生しても、燃料噴射量の一定量増量を行わない
ようにしたものであり、空燃比の一時的な大きな変化を
防止し、排気ガス中の有害物質の増大や、ドライバビリ
ティの悪化を招かないように図ったものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明は、内燃機関に
適用され、発生したノッキングの大きさが所定値を上回
った場合に、燃料噴射量を一定量増量して、空燃比をリ
ッチ方向に移動させる空燃比の制御方法において、空燃
比を検出し、検出した空燃比を目標となる空燃比となる
ようにフィードバック制御を行っている場合には、発生
したノッキングの大きさが前記所定値を上回っても、前
記燃料噴射量の一定量増量を行わないようにしたことを
特徴とするものである。

【０００９】このようなものであれば、空燃比フィード
バック制御中にはノッキングが発生しても燃料噴射量の
一定量増量は行われないので、一時的に空燃比が目標空
燃比から大きくずれてしまう現象を防止でき、この現象
による排気ガス中の有害物質の増大やドライバビリティ
への悪影響を招かないようにできる。さらに、フィード
バック補正量の誤学習防止も図れる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図１、図２を参照
して説明する。なお、本実施例では、自動車の内燃機関
たるエンジン１への適用例について述べるが、本発明は
自動車用のエンジン１に限定されるものではない。図１
は、概略的に示した内燃機関たるエンジン１の構成図
（１気筒のみを示す）であり、本発明を適用したもので
ある。このエンジン１は例えば自動車用の３気筒のもの
で、図示しないアクセルペダルに連動して開閉するスロ
ットルバルブ５、サージタンク６、吸気管７等を備えた
吸気系と、この吸気系の末端近傍に配設され燃料噴射を
行う燃料噴射弁８と、スパークプラグ９による点火で混
合気を燃焼させる燃焼室１０ａ等を備えた気筒１０と、
図示しないマフラに至るまでの排気系とから概略構成さ
れている。また前記排気系には、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１５の上流の位置
に、排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ₂センサ
１２を取り付けている。このＯ₂センサ１２は酸素濃度
を示す酸素濃度信号ｂを出力するものである。

【００１１】電子制御装置６は、中央演算処理装置７
と、記憶装置８と、入力インタフェース９と、出力イン
タフェース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したものである。入力インタフェ
ース９には、エンジン回転数センサ１４から出力される
エンジン回転数信号ａ、Ｏ₂センサ１２から出力される
酸素濃度信号ｂ、スロットル開度センサ１６から出力さ
れるスロットル開度信号ｃ、シリンダヘッドに取着した
ノックセンサ１３から出力されるノッキングの大きさに
応じた値のノック信号ｄ等を入力している。出力インタ
フェース１１からは、少なくともスパークプラグ９に点
火する点火信号ｅと燃料噴射弁５を駆動する燃料噴射信
号ｆとを出力するようにしている。

【００１２】このような構成のエンジン１に対して適用
した本実施例の空燃比制御方法は、予め電子制御装置６
の記憶装置８にプログラミングした空燃比制御プログラ
ムに基づいて行われる。この空燃比制御プログラムを図
２のフローチャートを参照して説明する。なおこの空燃
比制御プログラムは１制御サイクル内に行われる種々の
制御のうち、本実施例に関係する部分を特に抜粋したも
のであり、フィードバック補正量を付加する前の、燃料
噴射量の決定に係る部分である。また、燃料噴射量の設
定は、燃料噴射弁５の開成時間を制御することにより行
っている。

【００１３】まず、ステップＳ１において、ノッキング
が発生しておりその大きさに応じて点火時期を遅角側に
移動させるノックフィードバック制御が行われているか
どうかを判断する。ノックフィードバック制御が行われ
ていない場合には、ステップＳ４に進む。また行われて
いる場合には、ステップＳ２に進む。なお、ノックフィ
ードバック制御は、具体的には、ノックセンサ１３の出
力信号ｄの電圧値に基づいてノッキングの大きさを算出
し、このノッキングの大きさに応じて点火時期遅角量た
るノック補正点火時期ＡＫＮＫを設定し、このノック補
正点火時期ＡＫＮＫに基づいて、点火信号ｅをスパーク
プラグ９に出力するものである。

【００１４】ステップＳ２、Ｓ６、Ｓ７は、上記ノック
フィードバック制御中に設定され、ノッキングの大きさ
を間接的に示すノック補正点火時期ＡＫＮＫが、予め定
めた所定量を上回っているか否かを判断するルーチンで
あり、上回っている場合には、ステップＳ８に進み、下
回っている場合には、ステップＳ３に進む。本実施例に
おいては、誤判断を防止するため、所定量に上所定量Ｋ
ＮＫＦＨと下所定量ＫＮＫＦＬというヒステリシスを設
けている。

【００１５】具体的には、ステップＳ２においては、ノ
ック補正点火時期ＡＫＮＫと下所定量ＫＮＫＦＬを比較
し、ノック補正点火時期ＡＫＮＫが下所定量ＫＮＫＦＬ
を下回った場合には、ステップＳ３に進み、そうでない
場合にはステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ノッ
ク補正点火時期ＡＫＮＫと上所定量ＫＮＫＦＨを比較
し、ノック補正点火時期ＡＫＮＫが下所定量ＫＮＫＦＨ
を下回った場合には、ステップＳ８に進み、そうでない
場合にはステップＳ７に進む。

【００１６】ステップＳ７では、後述するノック時空燃
比増量フラグＦＬＧＦＫＮＫが０であるか否かを判断
し、0である場合にはステップＳ３に進み、そうでない
場合には、ステップＳ８に進む。ステップＳ３では、ノ
ック時空燃比増量フラグＦＬＧＦＫＮＫを０に設定し、
ステップＳ４に進む。

【００１７】ステップＳ４では、ノック時空燃比増量Ｆ
ＫＮＫを０に設定し、ステップＳ５に進む。ステップＳ
５では、このプログラムに先立つ種々のプログラムによ
り設定した燃料噴射時間（燃料噴射量）ＴＡＵにノック
時空燃比増量ＦＫＮＫを加え、新たに燃料噴射時間（燃
料噴射量）ＴＡＵとし、この制御サイクルにおける本プ
ログラムを終了する。なお、ここでいう種々のプログラ
ムとは、スロットル開度信号ｄから算出するスロットル
開度ＴＡやエンジン回転数信号ａから算出するエンジン
回転数ＮＥ等をパラメータとして設定する燃料の基本噴
射量等である。

【００１８】一方、ステップＳ８では、ノック時空燃比
増量フラグＦＬＧＦＫＮＫを１に設定し、ステップＳ９
に進む。ステップＳ９では、空燃比フィードバック制御
中であるかどうかを判断する。そして、フィードバック
中であれば、ステップＳ４に進み、そうでなければステ
ップＳ１０に進む。なお、空燃比フィードバック制御と
は、Ｏ₂センサ１２の出力信号ｂの値から判断して、目
標空燃比となるように、燃料噴射時間を設定し、別に定
めたタイミングで、この燃料噴射時間に応じた時間、燃
料噴射信号ｄを出力するものである。

【００１９】ステップＳ１０では、ノック時空燃比増量
ＦＫＮＫを予め定めたノック時空燃比増量定数ＫＦＫＮ
Ｋに等しく設定して、ステップＳ５に進む。そして上述
したように、燃料噴射時間（燃料噴射量）ＴＡＵを設定
して、この制御サイクルにおける本プログラムを終了す
る。なお、この制御サイクル中で、本プログラムの後に
は、空燃比フィードバック制御を行うルーチンが設けら
れており、全負荷、暖気中等の一定条件を除いて、設定
した燃料噴射時間（燃料噴射量）ＴＡＵにさらにフィー
ドバック補正を付加し、最終的に出力する燃料噴射時間
（燃料噴射量）ＴＡＵを算出している。また、この他に
も、フィードバック補正量を学習する学習ルーチン等が
設けられている。

【００２０】このように、構成した本実施例の作動は以
下のようなものとなる。すなわち、ノックフィードバッ
ク制御中（ステップＳ１で判断）であって、そのノッキ
ングの大きさを示すノック補正点火時期ＡＫＮＫが所定
値以上の場合（ステップＳ２、Ｓ６、Ｓ７で判断）であ
っても、空燃比フィードバック制御中（ステップＳ９で
判断）は、ノック時空燃比増量ＦＫＮＫは０に設定され
（ステップＳ４）、燃料噴射時間（燃料噴射量）ＴＡＵ
には、実質的にノック時空燃比増量ＦＫＮＫが加えられ
ないこととなる。

【００２１】したがって、本プログラムの後に行われる
空燃比フィードバック制御ルーチンにおいて設定される
フィードバック補正量の大きな変化を防止できるととも
に、一時的に空燃比が目標空燃比から大きくずれてしま
う現象を防止できる。その結果、この現象による排気ガ
ス中の有害物質の増大やドライバビリティへの悪影響を
招かないようにできる。さらに、フィードバック補正量
の誤学習防止も図れる。

【００２２】なお、本発明は以上示した実施例のみに限
定されるものではない。例えば、空燃比制御プログラム
は図２に示すものに限られないし、もちろん、３気筒以
外の気筒数のエンジンに関しても本発明を適用可能なの
は言うまでもない。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。

【００２３】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、空燃比
フィードバック制御中にはノッキングが発生しても燃料
噴射量の一定量増量は行われないので、一時的に空燃比
が目標空燃比から大きくずれてしまう現象を防止でき、
この現象による排気ガス中の有害物質の増大やドライバ
ビリティへの悪影響を招かないようにできる。さらに、
フィードバック補正量の誤学習防止も図れるといった付
加的な効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す制御方法を適用したエ
ンジンの概略全体図。

【図２】同実施例の空燃比制御プラグラムを示すフロー
チャート。

【図３】従来例におけるノッキング発生時の空燃比変化
等を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１・・・内燃機関 ＴＡＵ・・・燃料噴射量 ＡＫＮＫ・・・発生したノッキングの大きさ（ノック補
正点火時期） ＦＫＮＫ・・・増量（ノック時空燃比増量）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関に適用され、発生したノッキング
   の大きさが所定値を上回った場合に、燃料噴射量を一定
   量増量して、空燃比をリッチ方向に移動させる空燃比の
   制御方法において、 空燃比を検出し、検出した空燃比を目標となる空燃比と
   なるようにフィードバック制御を行っている場合には、
   発生したノッキングの大きさが前記所定値を上回って
   も、前記燃料噴射量の一定量増量を行わないようにした
   ことを特徴とする空燃比の制御方法。