JPS5853661A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

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】 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に係シ、特に閉ル
ープ制御方式の空燃比制御装置に関する。

従来よシ、排出ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素
（ＥＣ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に浄化する
丸めに三元触媒を用い７．０．センサによシ排出ガス中
の残留酸素濃度を検出して吸気系の空燃比を推定し、吸
気系の空燃比を理論空燃比近傍に制御することが行なわ
れている。そして、吸気系の空燃比を理論空燃比近傍に
制御する４二あたっては、第１図に示す対称比例積分信
号で表わされる空燃比制御信号マｆを用い、この空燃比
制御信号Ｖｆをインジェクタま九はエアブリード酸を制
御するソレノイドパルプ等の開閉パルスａｔ−Ｑに変換
し、開閉作動を周期的に繰り返すことによ多制御してい
る・ ところで、三元触媒の浄化率と空燃比との関係は第２Ｗ
Ｊに示すようになシ、理論空燃比よシ僅かリッチ側で浄
化率が蝋適になる。

従って、空燃比を理論空燃比近傍に制御したのみでは蟻
通な浄化率が得られない。このため、Ｕ２センサから出
力される空燃比信号を遅延させたり第３図に示すように
リッチ側およびリーン側の比例定数〜の大きさ管等しく
すると共にリッチ側およびリーン側の積分定数に１をｌ
：２の比率にする非対称積分空燃比制御信号ｖｒｔ用い
て、空燃比を微コントロールすることが行なわれている
。

しかし、上記のいずれの場合においても空燃比制御信号
の周波数が低くなるため（二、三元触媒の浄化率を充分
に引出すことができない。

本発明の目的は、空燃比制御信号の周波数を低下させる
ことなく吸気系の空燃比を目標空燃比近傍に制御するこ
とのできるエンジンの空燃比制御装置を提供することに
ある。

この目的を達成するために本発明の構成は、空燃比制御
信号として、−肩期内でリッチ側の積分定数の大きさと
り一ン側の積分定数との大きさが異りかつリッチ側の比
例定数の大きさとリーン−の比例定数の大きさとが異る
非対称比例積分信号を用いるよ５にし九ものである。こ
こで、リーン側の積分定数をリッチ側の積分定数より大
きくし、かつリーン側比例定数ヲリッチ側比例定数よシ
小さくすることにより、吸気系の空燃比を理論空燃比よ
りリーン側の目標空燃比近傍に制御することができる。

また、リッチ側の積分定数をリーン誠の積分定数よシ大
きくシ、かつリッチ側の比ガ定数をリーン側の比例定数
より小さくすることにょプ、吸気系の空燃比を理論空燃
比よ１１７ツチ側の目標空燃比近傍に制御することがで
きる。更に、上記のようにリッチ側の比例定数とり一ン
側の比例定数との大きさを異らせることにょシ、リーン
側の空燃比制御からリッチ側の空燃比制御に移行する場
合、またはリッチ側の空燃比制御からリ−／１１１の空
燃比制御に移行する場合に速やかに移行されるため、周
波数が低下することがない。

上記本発明の構成によれば、周波数を低下させることな
く、吸気系の空燃比を理論空燃比のリッチ側ま九はリー
ン側の目標空燃比に制御することができるとい５４１有
の効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第４図は、電子制御燃料噴射装置を備を九エンジンに
本発明を適用した一実施例を示す概略図である。

エンジン本体１には、インテークマニホールド３および
エキゾーストマニホールド６が接続されている。インテ
ークマニホールド３の上流側端部には、エアクリーナλ
が設けられ、エアクリーナ２の下流側には、吸入空気温
を検出する吸入空気温センサｌＯが取付けられている。

吸入空気温センナｌＯの下流側には、コンベンセーショ
ン７’ｖ−トの開度によシ吸入空気量を調節すると共に
、コンペンセーショ／プレートの開度を検出するポテン
ショメータを備えたエア７０−メータ７が配置されてい
る。従って、吸入空気ＩＩＦｉ、、エア７０−メータ７
のポテンショメータから出力される電圧から検出される
。エア７ｇ−メータフの上流側には、スロットルバルブ
４が設けられ、スロットルバルブ４の近傍に、スロット
ルバルブ４の開蓑を検出するスロットルセンナ！５が設
けられている。インテークマニホールド３の谷分校管に
は、各々燃料を噴射するインジェクタ５が取付けられて
いる。

１午シーストマニホールド６には、排出ガス中の残留酸
素濃度を検出する０、センナ８が取付けられている。エ
キゾーストマニホールド６には、排出ガス中のＨＣ，Ｃ
ｏおよびＮＯｘを浄化する三元触媒を充填した触媒コン
バータ１６が接続されている。エンジン本体Ｉのウォー
タジャケットには、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンナ９が取付けられている。なお、１１はディストリビ
ュータ、１２は点火コイルである。

−ｈｉエアフローメータ７．０．セン・ｆ８％水ｍセン
ナ９、吸入空気温センナＩＯ、ディス１トリピユータ１
１、点火コイル１２の点火−次コイルおよびスロットル
センナ１５から出力される信号は、制御回嶋１４に接続
され、制御回路１４から各インジェクタ５に噴射制御信
号が出力されるように接続されている。

制御回路１４は、第５図に示すように、中央処理装置（
ＣＰＵ）３０！Ｌ、ランダム・アクセス・メモリ（ｄＡ
Ｍ）３０　ｂ、　　リード・オ／す・メモリ（ＲＯＭ）
３０　Ｑ、アナログ信号をディジタル信号に変換するム
／Ｄ　コンバータ３ＱｄＸ、ｙ’イジタル信号をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ　　コンパータ３０・、タイマ
３０ｆ１割シ込み制御部３０ｇ１ディジタル人カポ−）
　３０　ｈ、ディジタル出カポ−）３０１、データバス
３０．ｉ、ＲＡＭ　　３０ｂに接続され九電源回路３０
におよびマイクロコンピュータ３０に電源を供給する電
ｇ１回路３０１をさんで構成され九マイクロコンピュー
タ３０を備えている。そして、電源回路３０にはバッテ
リ２０４二接続され、電源回路３０１はイグニッション
キースイッチ２１を介してバッテリ２０４：接続されて
いる。

点火コイル１２の点火−次コイルは、点火−次コイル信
号を所定の分周比に分局してエンジン圓転数信号を出力
する分周回路３１に接続されている。分局回路３１は、
エンジン回転数と吸入空気量とによシ定まる基本燃料噴
射パルス信号（）（ルス幅τｐ）を出力する基本噴射パ
ルス生成回路３２に接続されている。基本噴射パルス生
成回路３２は、マイクロコンピュータ３０の割シ込み制
御部３０ｇに接続されると共に、ダイオード２５のカソ
ードに接続されている。ダイオード２５のアノードは、
プルアップ抵抗２６を介してバッテリ２０に接続される
と共に、基本燃料噴射パルス信号を増減量補正してイン
ジェクタ駆動パルス１６号（パルス−Ｔｉ）を出力する
乗算補正回路３３に接続されている。また、ダイオード
２５のアノードには、基本燃料噴射パルス信号をカット
する基本噴射パルスカット信号２７が入力されている。

乗算補正回路３３は、オア回路２４の一方の入力端に接
続され、オア回路２４の他方の入力端には、エンジン始
動時等においてインジェクタ駆動パルス信号と非同期で
インジェクタを駆動させる非同期噴射パルス信号２８が
入力されている。オア回路２４の出力端は、工２ツタが
接地されたインジェクタ駆動トランジスタ２３のベース
に接続されている。

インジェクタ駆動トランジスタ２３のコレクタＬ１並列
接続されたインジェクタｂおよびインジェクタ用抵抗２
２を介してバッテリ２０に接続されている。

ム／Ｄ　　コンバータ３０（Ｌにハ、エアフローメータ
７および水温セン−ｔ９が接続され、ディジタル入カポ
−）３Ｑｈには、０．センナ８およびスロットルセンナ
１５が接続されると共（二、スタータ信号１８およびク
ラッチ信号１９が入力される。ディジタル出カポ−）３
０１からは、基本噴射パルスカット信号２７および非同
期噴射パルス信号２８が出力され、上記のよ５にダイオ
ード２５のアット側、オア回路２４の入力端に入力され
る。Ｄ／ムコンパータ３０・からは、空燃比制御信号Ｖ
ｆが出力され、乗算補正回路３３に入力される。また、
基本噴射パルス生成回路３２にはエアフローメータ７が
接続され、乗算補正回路３３には水温センサ９および吸
入空気温センサ１Ｇが接続されている。

以１本実施例の動作を説明する。なお、以下の説明にお
いては吸気系の空燃比をリッチ狗の目標値に制御する場
合について説明する。基本噴射パルス生成回路３２は、
分周回路３１を介して入力される点火コイル−戻信号と
エアフローメータ７から入力される吸入空気量信号に基
いて、基本燃料噴射パルス信号を出力している。マイク
ロコンピュータ３０内では、第６図（１））　Ｋ示すＯ
，センサからの空燃比信号に基いて、空燃比信号がリー
ンである場合には燃料噴射量を増量するように、ｔｆＣ
空燃比信号がリッチである場合には燃料噴射量を減蓋す
るように第６図（１）に示す空燃比制御信号Ｖｆを生成
してＤ／Ａコンバータから乗算補正回路３３に出力する
。第６図（ａ）に示す空燃比制御信号Ｖｆは、リッチ側
の積分定数の大きさがり一ン側の積分定数に１の大きさ
の２倍にされ、かつリーフ側の比例定数の太きさがリッ
チ側の比例定数Ｒｓの大きさの１．５倍にされた非対称
比例積分信号である。この非対称比例検分信号を生成す
るには、例えば第７図に示す流れ図によりマイクロコン
ピュータ３０内で演算することによシ行なわれる。すな
わち、まず、０！センサから出力される空燃比信号がリ
ッチであるか否かを判定する。空燃比信号がリッチであ
る場合には、予めＲＯＭ　３００に記載されている積分
定数に１を−１倍してリーン匈の積分定数とすると共に
、予めＲＯＭ３０Ｃに記載されている比例定数Ｒｓを一
１倍してリーン匈の用例定数とする。これに対し、空燃
比信号かり−ンである場合には、予めＲＯＭ３００に配
憶されている積分定数に１を２倍して、リッチ側の積分
定数とする０次のステップにおいて、リーン側の積分定
数、リーン側の比例定数およびリッチ側の積分定数を合
成して基本空燃比制御信号を生成する。次の判定におｈ
て、空燃比信号がリッチか否かを判断し、空燃比信号が
リッチである場合には、比例定数Ｒ８を−１，５倍して
リーン側の比例定数とする。一方、空燃比信号がリーン
である場合には、比例定数Ｆｔ８をそのままリッチ側の
比例定数とする。最後のステップにおいて、上記の基本
空燃比制御信号に対して、リーン側の比例定数（−ｔＸ
ｓＲｓ）およびリッチ側の北回定数（Ｒ１１）を用いて
補正し、第６図（−）の空燃比制御信号Ｖｆを生成する
。

ま九、マイクロコンピュータ３ｏ内では、スロットルセ
ンナ１５からの信号等により、空燃比制御信号Ｖ４加減
速補正および全開補正が行なわれ、水温センサ９からの
信号により低水温時補正等が行なわれる。また、エンジ
ン回転数が高回転でス合には、ディジタル出カポ−）　
３０ｉから基本噴射パルスカット信号２７が出方される
と共に、エンジン始動時等が検出された場合には、非同
期噴射・（ルス信号２８が出力される。

ここで、基本噴射パルス信号２７が１の信号である場合
には、基本燃料噴射パルス信号は、ダイオード２５を介
して乗算補正回路３３に入力される。乗算補正回路３３
では、水温センサ９および吸入空気温センサ１ｏがらの
信号に着き、基本燃料噴射パルス信号に対して乗算補正
して、燃料噴射蓋の水温増量補正および吸気温増ｔＭ正
を行う。

この燃料噴射量増量補正と同時に、Ｄ／Ａ　コンバータ
ａｏｅから入力される空燃比制御信号Ｖｆに基いて、吸
気糸の空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射蓋の増
減址補正を行う。これらの増徴補正および増減曖補正は
、基本燃料噴射パルス信号のパルス幅Ｔｐを補正子るこ
とにより行なわれ、パルス幅Ｔ１のインジェクタ動部・
パルス信号として出力される。このインジェクタ駆動パ
ルス信号は、オア回路２４で論理和が採られた級、イン
ジェクタ駆動トランジスタ２３のペースに入力される。

この結果インジェクタ駆動トランジスタ２３が、インジ
ェクタ駆動パルス信号のパルス幅Ｔ１に和尚する時間、
断続的にオンし、インジェクタ５のソレノイドが断続的
に励磁されて燃料がインテークマニホールド内に噴射さ
れる。

なお、基本噴射パルス信号が０の信号である場合には、
燃料噴射は停止され、また、非同期噴射パルス信号によ
りインジェクタ駆動パルス信号と非同期で燃料の噴射が
行なわれる。

以上説明したよ５に、本実施例によれば燃料噴射量が非
対称比例積分信号によシ制御され、吸気系の空燃比が理
論空燃比よ〕リージ稠の目ｍｌ仝燃比近傍に制御される
ため、排出ガスの浄化が従来より皮付に行なわれる、と
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の対称比例積分信号を用いた空燃比制御
信号と０．センサから出力される空燃比信吋とを示す線
図、第２図線空燃比と触媒コンバータの浄化率との関係
を示す線図、第３図は、積分定数のみ非対称の比例積分
信号を用いた空燃比制御信号とＯ！センナから出力され
る空燃比信号とを示す線図、第４図は、本発明の一実施
例を示す概略図、第５図は、前記実施例の制御回路の祥
細を示すブロック線図、第６図（ＩＬ）　ｉｉ、前記実
施例の非対称比例積分信号を用い九空燃比制御信号を示
す線図、第６図（１））は、ヘセンサから出力される空
燃比信号を示す線図、第７図は、非対称比例積分信号を
生成するための流れ図である。 ７・・・エアフローメータ、８・・・ヘセンサ、９・・
・水温センサ、　　　　１０・・・吸入空気温センナ、
１４・・・制御回路。 代理人　　　　鵜　　　沼　　　辰　　　之（ｉｔか２
名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　排出ガス中の残雪酸素濃度を検出して空燃比
   信号を出力する０１ンサと、エンジンの運転状態および
   前記空燃比信号に基づいて比例積分信号から成る空燃比
   制御信号を出力する制御回路とを備え、前記空燃比制御
   信号によシ吸気系の空燃比を目標空燃比に制御するエン
   ジンの空燃比制御装置において、前記空燃比制御信号と
   して一馬期内でリッチ側の積分定数の大１１さとリーン
   側の積分定数との大きさとが異シ、かつリッチ側の比例
   定数の大きさとり一ン！の比例定数との大きさが異る非
   対称比例積分信嬉を用いえことを特徴とするエンジンの
   空燃比制御装置。