JPS5827820A - 空燃比制御方法 - Google Patents

空燃比制御方法

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JPS5827820A
JPS5827820A JP12465781A JP12465781A JPS5827820A JP S5827820 A JPS5827820 A JP S5827820A JP 12465781 A JP12465781 A JP 12465781A JP 12465781 A JP12465781 A JP 12465781A JP S5827820 A JPS5827820 A JP S5827820A
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JP
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fuel ratio
air
sensor
feedback control
limit value
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Takashi Kaji
恭士 梶
Shigenori Isomura
磯村 重則
Tomomi Sakaeno
栄野 友美
Katsuhiko Nakabayashi
中林 勝彦
Shiro Nagasawa
長沢 四郎
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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)
    • F02D41/1482Integrator, i.e. variable slope

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 末完8Iiは内燃機関における空燃比制御方法に関する
〇 一般に、内燃機関の空燃比制御において、空燃比フィー
ドバック制御幅を空燃比センサを代表するヘセンサの活
性状態によりて限定するものはなく、従来の内燃機関の
空燃比制御において蝶下記の条件によって空燃比フィー
ドバック制御を停止している。すなわち、始動時という
条件、設定水温以下という条件、および活性モニター作
動時という条件である。しかし、この従来形の内燃機関
の交撚比制御装置においては、アイドリング時へセンナ
が冷えてきて応答性が悪くなり、空燃比ライ−ドパツク
制御がリッチ・り一ンを追跡する時間が長くなり、!!
I燃比も大きくリッチ・リーンに変化する。これによシ
、エンジン回転数が変動し。
極趨な場合にはエンジンストールを生ずることがあると
いう問題点があるat九、低温始動後エンジンが暖機途
中においてライ−ドパツク制御がリッチ・リーンを追跡
する時間が長くなシ、運転性悪化が生ずるという問題点
もある@ 本発明の目的は、前述の従来形における問題点にかんが
み、空燃比センサの活性状態に応じて空燃比フィードバ
ック制御範囲の限定を行うという構想にもとづき、空燃
比制御におけるハンチングおよびエンジンストールの発
生を防止し、適正な9燃比フイードバツク制御を行うこ
とにある。
本発明においては、内燃機関の排気系に設けられた排気
ガス成分を検出する空燃比センナの信号によシ燃料噴射
装置の燃料噴射量を調整して空燃比フィードバック制御
を行う空燃比制御装置を用い、?!空燃比センサ活性状
態を検出し、該空燃比センナの活性状態に応じて9燃比
フイードバツク制御範囲の限定を行う、9!燃比制御方
法が提供される。
本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御方法が
適用される装置が第1wJに示される。第1因において
内燃機1m111は自動車に積載1れる4サモ アクリーナ2.吸気管3.スーツトル9P4を経て吸入
する。また燃料は図示しない燃料系から各気筒に対応し
て設けられた電磁式燃料噴射9F51〜56を介して供
給される。燃焼後の排気ガスは排気マニホールド6、排
気管7.三元触媒コンバータ8等を経て大気に放出され
る。吸気管3にはエンジン1に吸入される吸気量を検出
し、吸気量に応じたアナログ電圧上出力するボテフシl
メータ式吸気量センサ11.及びエンジン1に吸入され
る空気の温度を検出し、吸気温に応じたアナログ電圧(
アナログ検出信号)を出力するサーミスタ式吸気温セン
サ12が設置されている。また、エンジン1には冷却水
温を検出し、冷却水温に応じたアナログ電圧(アナログ
検出信号)を出力するサーミスタ式水温センサ13が設
置されておシ。
さらに排気マニホールド6には排気ガス中の酸素a度が
ら空燃比を検出し、空燃比が理論!!燃比よシ小さい(
リッチ)と1ボルト程度(高レベル)。
環論窒燃比より大きい(リーン)と0.1ボルト程度(
低レベル)の電圧を出力する空燃比センナを代表するヘ
センサ14が設置されている。回転速度(数)セン?1
5は、エンジン1のクランク軸の回転速度を検出し2回
転速度に応じ危局波数のパルス信号を出力する。この回
転速度(数)センt15としては0例えば点火装置の点
火コイルを用いればよく1点火コイルの一次側端子から
の点火パルス信号を回転速度信号とすればよい。制御回
路20は、各センサ11〜15の検出信号に基いて燃料
噴射tを演算する回路で、電磁式燃料噴射弁51〜56
の開弁時間を制御することにより燃料噴射量を調整する
第2図により制御回路20について説明する。
200は燃料噴射量を演算するマイクログはセンサ(C
PU)である。201は回転数カラ/りで回転速度(数
)センサ15からの信号よりエンジン回転数をカウント
する回転数カウンタである。またこの回転数カウンタ2
01はエンジン回転に同期して1割シ込み制御部202
に割夛込み指令信号を送る。割〕込み制御部202燻こ
の信号を受けると、コモンバス212を通じてマイク−
プロセッサ200に@J)込み信号を出力する。203
はデジタル入力ボートでO,−ky?14の信号中図示
しないスタータの作動をオンオフするスタータスイッチ
16からのスタータ信号部のデジタル信号tマイクログ
四セッ?200に伝達する。204はアナログマルチプ
レクサとA−D変換器から成るアナログ入力ポートで吸
気量センサ11.吸気温センサ12.冷却水温13から
の各信号をA −D変換して順次マイクロプロセラ?2
00に読み込ませる機能を持つ。これら各ユニツ)20
1゜202.203,204の出力情報はコモンバス2
12を通してマイクロプロセッサ200に伝達される。
205は電源回路で後述するRAM 207に電IIを
供給する。17はバッテリ、18燻キースイツチである
が電源回路205位キースイッチ18を通さず直接、バ
ッテリ17に接続されている。よって後述するRAM2
07はキースイッチ18に関係なく常時電源が印加され
ている。106も電源回路であるが、キースイッチ1B
を通してパッチ1717に接続されている。電源回路2
06は後述するRAM207以外の部分に電源を供給す
る。207はプログラム動作中一時使用される一時記憶
ユニツ)(RAM)であるが、前述のようにキースイッ
チ18に関係なく常時電源が印加されキースイッチ18
をオフにして機関の運転を停止しても記憶内容が消失し
ない構成となっていて不揮発性メモリをなす。208は
プログ2ム、中各種の定数等【記憶しておく読み出し専
用メモリ(RAM)である。209はレジスタを含む燃
料噴射時間制御用カウンタでダウンカウンタよシ成り。
マイクロプロセッサ(CPU)200で演算され九電磁
式燃料噴射弁5!〜56の開弁時間つま多燃料噴射量を
表すデジタル信号を実際の電磁式燃料噴射弁51〜56
の開弁時間を与えるパルス時間幅のパルス信号に変換す
る。210は電磁式燃料噴射5P51〜56會駆動する
電力増幅部である。
211Fiタイ!で経過時間を測定し、CPU200に
伝達する〇 回転数カウンタ201は回転数センチ15の出力により
エンジン1回転に1回エンジン回転数を測定し、その測
定の終了時に割り込み制御部202に割9込み指令信号
を供給する。割シ込み制御部201tその信号から割9
込み信号を発生し、マイクロプロセッサ200に燃料噴
射量の演算を行5111り込み処理ルーチンを実行させ
る。
第3図(aJはマイクロプロセッサ200の概略70−
チャートを示すものでこの)四−チV−)に基づきマイ
クロプロセッサ2000機能を説明すると共に構成全体
の作動をも説明する。キースイッチ18並びにスタータ
スイッチ16がオンしてエンジンが始動されると、ステ
ップS・Oのスタートにてメインルーチンの演算処理が
開始されステップS1にて初期化の処理が実行され、ス
テップ82VCおいてアナログ入力ボート204からの
冷却水温吸気温に応じたデジタル値を読み込む。ステッ
プS3ではその結果よシ後述する補正量Ktを演算し、
結果t−RAM207に格納する。ステップS4ではデ
ジタル入力ポートよp O,−k yす14の信号を入
力し、タイマ211による経通時間の関数として後述す
る補正量に、を増減し、この補正量に1つま多積分処理
情報をRAM207に格納する。
第3図(bJには割り込み処理ルーチン入口であるステ
ップ5501回転数N取り込みを行うステッグssi、
@気量Q1#LD込みt行うステップg52.N、Qt
RAMK格納するステップS53.基本噴射量を計算す
るステップ854゜メインルーチンのKs = Kgに
よシ噴射補正【行うステップS55.噴射量をカクンタ
にセットするステップS56.復帰を行うステップ85
7が示される。
第4図はこの積分処理情報としての補正量K。
を増減する。つ1)積分する処理ステップS4の詳細な
70−チャートである。
まずステップ5401でもセンナが活性状態となりてい
るかどうか、tた冷却水温等から空燃比の帰還制御がで
きるか否かを判定し、帰還制御できない時、つまタオー
プンループの時はステップ5409に進み補正量Kmを
に*−1としステップ5410に進む。帰還制御できる
場合線ステップ8402に進む。ステップa402では
経過時間が単位時間dt1遇ぎ走か測定し、過ぎていな
ければに2の補正をせずにこの処理ステップ54t−終
了する。時間がΔt1だけ経過しているとステップ84
03に進み空燃比がリッチであって、偽センt14の出
力がリッチである高レベル信号であればステップ540
4に進み、以前のサイクルで求め九Ks t−ΔKIだ
け減少させ、ステップ8406に進む。この新しい補正
量に対してステップ5406でKIの限界値を設定し、
ステップ5407において比較するOKmが上下限界設
定値以下であればステップ5404で求めた補正量に、
をRAMに格納する@限界値よジオ−バーしてい友場合
は、ステップ8408に進みKmに限界値の値を入れR
AMに格納する。ステップ8403において空燃比がリ
ーンであってO,センサ140出力がリーンを示す低レ
ベル信号であればステップ5405に進みに2をΔに、
だけ増加させ、ステップ8406に進む。以下ステップ
5404と同様に限界値と比較して、以下なら求めた補
正値をRAMに入れ1以上なら限界値をに、に入れRA
Mに格納する。このようにして補正量Kg を増減させ
る。
限界値設定の詳細な70−チq−)が第5図に示される
補正量に、の限界値設定については、iずステップ84
061でアイドルスイッチのオンlオフ【みてオフであ
れば設定せず、オンであればステップ84082に進み
、アイドルスイッチオンの後の経過時間食測定する。ス
テップ84063で#′i軽過軽量時間フィードバック
制御限界値をテーブルより求め、ステップ84064に
おいてフィードバック制御限界値tRAMへ記憶する。
第6図はOlセンナ温度(1)、フィードバック制御量
(1)、エンジン回転数(III) t−示したもので
ある。
暖機後アイドル放置し良場合、Otセンナの温度が下が
シ応答性が悪くなるため、フィードバック制御量が大き
くリッチ・リーンに振れる。これによってエンジン回転
数が変動してしまうという現象が生ずる。これに対して
、第7図のようにアイドルスイッチオンの後、フィード
バック制御量に限界値を設定LIM(FB)する。この
設定はアイドルスイッチオンの経過時間にともなって制
御限界値を小さくしていく方法とアイドルスイッチオン
設定経過時間毎に段階的に(少なくと41段)制御限界
値を小さくしてい〈0 aSSにフィードバック制御限界値を設定した場合のO
□セy’を温度(1)、フィードバック制御量中。
エンジン回転数(1)の変動状態を示す。フィードバッ
ク制御量(IIJの上限設定値LIM(FB)uおよび
下限設定値LIM(FB)Aが示される。フィードバッ
ク制御量の振幅は小さくなジエンジン回転数の変動状態
も大幅に改善された。
前述の実施例のほか、アイドルの持続時間のかわ夛にア
イドルの累計回転数を用いる形態をとることができる◇
オた。アイドル状態の検出方法としてアイドルスイッチ
を用いる代夛に、エンジン回転数が設定値以下もしくは
車速か設定値以下を検出し、どちらか一方もしくは組み
合せで判定する形態をとることができる。なお、エンジ
ン冷却水mK応じfeフィードバックf!IIJ#限界
値の設定方法が第9図に図解される。この場合において
は水温が低い#1どフィードバック制御限界値を小さく
する。このフィードバック制御限界値の制御を特開昭5
5−96339に示される空燃比自動補正制御に適用す
ることにより、フィードバック制御の中心は全燃比自動
補正効果により、常に同じレベル(フィードバック補正
量O1)になるので。
フィードバック制御限界値はフィードバック補正量0a
t−基準に設定することにより、限界値が片寄ることな
く正確に設定できる〇 前述の実施例においては、空瘉比フィードバック制御限
界値は上、下限の両方を設定しているが。
その代シにどちらか一方のみを設定してもよい。
本発明によれば、!2!燃比制御におけるハンチング及
びエンジンストールの発生が防止され、適正な空燃比フ
ィードバック制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実總例が適用される装置を示す図、
第2図は第1IIの装置にシける制御@踏を示す図、第
3図(aJ 、 (b)は第2m11回路における!ィ
クロプロセッサの概略の70−チ−v −) を示す図
、第4図は第3図におけるステップs4の詳細な7■−
チf−)を示す図、第5図は第4図に示すステップ54
06の詳細なフローチマートを示す図、186図はへセ
ンサの温度によるライ−ドパツク制御量、エンジン回転
数の変化を示す図、第7図はライ−ドパツク制御限界設
定値を示す図。 第8図は限界値を設定した後のフィードバック制御量の
変化状況を示す図、第9図は水温によるフィードバック
制御限界値の変化状況を示す図である0 1・・・内燃機関、11・・・空気量センナ、12・・
・吸気温センサ、13・・・水温センサ、14・・・0
.センサ。 15・・・回転速度センサ、20・・・制御回路、ZO
O・・・マイクロブUセッサ、2o1・・・回転数カク
ンタ。 202・・・割多込み制御部、2o3・・・デジタル入
力ポート、204・・・アナログ大刀ポート、205゜
206−’[源回路、  207−RAM、  208
−ROM。 209・・・カクンタ、21o・・・電力増幅部、21
1・・・タイ−f、212・・・パス# 3・・・吸f
i!、4・・・スロットル弁、51、52、53、54
、55、56・・・燃料噴射弁、6・・・排気マニホー
ルド、7・・・排気管、8・・・三元触媒コンバータ。 特許出願人 日本電装株式会社 特許出願代理人 弁理士青木朗 弁理士西舘和之 弁理士松下操 弁理士山口昭之 第3図 (a) (b) 第5図 第6図 t−+ を−〉 を−〉 第8図 t  −〉 を−〉 t−〉 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、内燃機関の排気系に設けられた排気ガス成分を検出
    する9燃比センサの信号により燃料噴射装置の燃料噴射
    量を調整して9燃比フィードバック制御管行うg!、燃
    比制御装置を用い1g!燃比センナの活性状Sを検出し
    、線検出された空燃比センサの活性状態に応じて9燃比
    ツイードパツク制御範囲の限定を行う、空燃比制御方法
    。 2、鋏空燃比センナの活性状態の検出が、内燃機関の冷
    却水温およびアイドリンクの持続時間。 1+は内燃機関の冷却水温およびアイドリンク後の累計
    エンジン回転数にもとづいて行われる。特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 3、#空燃比ライ−ドパツク制御範囲の限定は。 限定設定を、上、下限もしくはその一万におhて設定す
    ることによシ行われる。41許請求の範囲第1項に記載
    の方法。
JP12465781A 1981-08-11 1981-08-11 空燃比制御方法 Granted JPS5827820A (ja)

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