JPS60128948A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関するものであ
る。

（従来技術） 従来より、エンジンの燃焼室に供給する混合気の空燃比
を、その運転状態に応じて適正な値に制御する技術が種
々提案され、例えば、排気ガスの酸素濃度がら空燃比を
検出する排気センサーを設け、その検出信号に応じてエ
ンジンに供給する空燃比を制御するようにしたものがあ
る。しかるに、上記排気センサーはその使用条件等によ
って耐久性に問題があり、長時間適正な検出信号を得る
ことは困難であり、空燃比制御の精度が低下する結果、
排気ガス対策、燃料消費率の性能を所期の状態に維持す
ることができない恐れがある。

そこで、特公昭５６−３３５６９号に見られるように、
アイドル時等の定常運転時には空燃比変化に対してエン
ジン回転数は所定の特性でもって変化することから、こ
の定常運転時に常時微小空燃比変動を与え、これに伴う
回転速度変動を検出し、検出回転速度変動幅が設定空燃
比の値となるように調整して、適正空燃比制御を行うよ
うにした技術がある。

上記のような先行技術においては、空燃比を変動させて
エンジン回転数変化を検出する際に、同じ空燃比の変動
幅であっても、空燃比がリッチな領域とリーンな領域と
ではこれに伴うエンジン回転数の変化量が相違し、運転
者の操作によらずに不規則な回転変動が生起して、運転
者に違和感を与える問題を有する。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、空燃比変化とエンジン回転数
変化との関係に基づいて空燃比を目標値に制御するにお
いて、上記空燃比変化に伴う不規則な回転変動による運
転者の違和感を解消するようにしたエンジンの空燃比制
御装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明のエンジンの空燃比１ｉ１１１１１装置は、エン
ジンに燃料を供給する燃料供給手段と、空燃比を変える
空燃比変更手段と、空燃比変化に伴うエンジン回転数変
化に関連する信号を検出する回転数変動検出手段と、空
燃比変化とエンジン回転数変化との関係に基づいて空燃
比変更手段に制御信号を出力して空燃比を目標値に制御
する制御手段とを備えたものにおいて、上記制御手段は
、回転数変動検出手段による回転数変動検出時における
空燃比変化量をエンジン回転数の変動幅に応じて可変に
する空燃比変化量可変手段を備えてなり、エンジン回転
数変動幅が一定となるようにしたことを特徴とするもの
である。

（発明の効果） 本発明によれば、空燃比変化とエンジン回転数変化との
関係に基づいて空燃比を目標値に制御するにおいて、エ
ンジン回転数変化検出時には空燃比変化量をエンジン回
転数変動幅が一定となるように可変としたことにより、
運転者の操作に伴わない不規則なエンジン回転数変化を
生起することなくｌｌ１ｌＩａｌｌを行って、運転者の
違和感を解消し、良好な空燃比制御を得て、排気ガス対
策、燃料消費率の性能を所期の状態に維持することがで
きる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は全体構成を示し、エンジン１に吸気を供給する
吸気通路２には、スロットル弁３が配設されエアクリー
ナ４が設けられるとともに、エンジン１に燃料を供給す
る燃料供給手段５を構成する燃料噴射ノズル６が介装さ
れている。上記燃料噴射ノズル６にはコントロールユニ
ット７からの制御信号が出力されて燃料噴射量が制御さ
れ、空燃比が調整される。

上記コントロールユニット７には、エンジン１の回転数
を検出する回転数センサー８の検出信号、吸気通路２の
吸気負圧を検出する負圧センサー９の検出信号、および
スロットル弁３の全開状態を検出するアイドルスイッチ
１０の検出信号がそれぞれ入力される。このコントロー
ルユニット７は、上記燃料噴射ノズル６に出力する燃料
噴射パルスを調整して空燃比を変更する空燃比変更手段
１１と、前記回転数センサー８の信号を受けてエンジン
回転数変化に関連する信号を検出する回転数変動検出手
段１２と、前記負圧センサー９および回転数変動検出手
段１２゛の回転数信号を受けて燃料噴ｅ１４ｍ＜燃料噴
射パルス幅）を演篩し空燃比変更手段１１に制御信号を
出力し空燃比を目標値に制御する制御手段１３とを有し
、また、上記制御手段１３はアイドルスイッチ１Ｏの信
号を受けアイドル運転時に空燃比を変動させ、この空燃
比変−化に伴うエンジン回転数変化を回転数変動検出手
段１２の信号によって検出し、エンジン回転数変動幅が
一定となるように上記空燃比の変化量をエンジン回転数
の変動幅に応じて可変にする空燃比変化量可変手段（図
示せず）を包含し、この空燃比の変化に基づいて空燃比
と燃料噴射パルスとの関係をめて、空燃比を目標値に制
御するように構成されている。

第２図は空燃比変化に伴うエンジン回転数変化の特性を
示すものであって、例えばアイドル時のような定常運転
状態では、エンジン回転数は空燃比が１３．５のときに
最高回転数となり、この空燃比よりリーン（例えば１６
）であっても、リッチ（例えば１２）であってもエンジ
ン回転数は低下するものであり、その変化特性は各空燃
比において異なっている。そこで、上記制御手段１３は
、空燃比のリッチ側もしくはリーン側への変化ΔＡ／Ｆ
に対して回転数変動Δｒｐｍが上昇するが低下するかを
検出し、これがら空燃比が１３．５よりもリッチ側かリ
ーン側かを判定するものであって、このときの空燃比変
化−はこれに伴うエンジン回転数が一定の設定値となる
ように調整し、これに基づいて空燃比をエンジン回転数
が最高となる方向に変動させ、調整空燃比が反転する時
を最高回転位置と判断し、この時の燃料噴射パルスを空
燃比の１３．５に対応する値として学習検出し、これに
基づいて実際の目標空燃比例えば理論空燃比（１４，７
）に制御するべく空燃比補正値を作成し、これに対応し
た燃料噴射パルスに補正して空燃比制卸を行うようにし
ている。

次に上記コントロールユニット７の作動を、第３図のメ
イン処理ルーチン、第４図の学習処理ルーチンおよび第
５図の割り込み処理ルーチンをそれぞれ示すフローチャ
ートにより説明する。なお、この例においては、空燃比
の学習制御時における空燃比の変動は、第６図に示すよ
うに空燃比（燃料噴射パルス）の基準値αを段階的に所
定回ずつ変えるとともに、この！！準値αにおいて補助
的に増減させるようにしたものであって、この補助的変
動βに対応したエンジン回転数の変化が、Ｌ昇方向か低
下方向かにより、基準値αの変化をリッチ側かリーン側
にするかを判断し、エンジン回転数が最高回転数となる
ように空燃比を変化させるものであり、−Ｆ記補助的変
動βをこれに伴うエンジン回転数変動幅が一定となるよ
うに調整するものである。

第３図はメイン処理ルーチンを示し、スタートしてステ
ップＳ１でイニシャライズを行った後、ステップＳ２で
アイドルスイッチ１Ｏがオンかどうかを判断するととも
に、ステップＳ３でエンジン回転数が８００　ｒｐｍ以
下かどうかを判断し、両者の判断がＹＥＳのときをエン
ジン１のアイドル時として検出し、ステップＳ４で学習
完了フラッグがセットされているかどうかを判断する。

この学習完了フラッグは第４図の学習処理ルーチンでセ
ットされるものであり、エンジン１が始動されて空燃比
の学習処理を終了すると、この学習完了フラッグがセッ
トされ、エンジン停止まで学習は行わないようにしてい
る。

上記ステップＳ４の判断がＮｏで学習が完了していない
時には、学習フラッグをセット（Ｓ５）してから、ステ
ップＳ６で第４図のルーチンに基づく学習処理を行った
後、学習フラッグをクリア（８７）してこのルーチンを
終了する。

第４図の学習処理ルーチンは、スタートしてステップＳ
８でイニシャライズを行って、学習前の燃料噴射パルス
τ０　（空燃比）を最終目標の燃料１１１劇パルス（空
燃比）に補正する補正係数に−１にするとともに、燃料
噴射パルスの基準値αをメモリから呼出す。ステップＳ
９で８値を演算初期値に設定する。

ステップ８１０から８１５は燃料噴射パルスをＩＩ値α
から補助的βに増加するためのものであって、ステップ
８１Ｇで燃料噴射パルスをＴ−Ｔ＋α＋βに設定し、ス
テップ８１１でエンジン回転数変動幅ΔＮ　（ｎ＞を演
算し、このΔＮ　（ｎ）の値およびＮ（β）の値をステ
ップ８１２でメモリに記憶する。

ステップＳ１１の演算は、βを１段大きくした時の回転
数Ｎ（β）から前段の回転数Ｎ（β−１）を引いて、こ
れに前回の回転変動幅ΔＮ（ｎ−１）を加算したもので
ある。上記αに対してβを変化させることによるエンジ
ン回転数の変動幅すなわちＮ（β）−Ｎ（１）の差の絶
対値が設定値ΔＥになったかどうかをステップ８１３で
判断し、Ｎ。

のときにはステップＳ１４でｎをｎ＋１とし、ステップ
Ｓ１５でβをβ＋１として、ステップＳ１０に戻ってβ
の増大に伴う回転数変動幅ΔＮ（ｎ）を順次演算し、Ｎ
（β）とともにそれぞれ記憶する。

上記ステップ８１３の判断がＹＥＳで回転変動幅が設定
値ΔＥとなったときには、ステップ８１６ないしＳ’２
１で燃料噴射パルスを基準値αに減少する。

ステップ８１６でｎをｎ＋１とするとともに、ステップ
８１７でβをβ−１としてから、ステップ８１８で燃料
噴射パルスをＴ＝Ｔ＋α＋βに設定し、ステップ８１９
でエンジン回転数変動幅ΔＮ（ｎ）を演算して、ステッ
プ８２０でこの値をメモリに記憶するものである。上記
ステップ８１９の演算は、βを１段小さくした時の回転
数Ｎ（β）から前段の回転数Ｎ（β＋１）を引いて、こ
の値に前回演算した変動幅ΔＮ（ｎ−１）を加算したも
のである。

上記βの値がＯになったかどうかをステップ８２１で判
断し、Ｎｏのときにはβを順次減少して上記ステップを
繰返し、βの減少に伴う回転数変動幅ΔＮ（ｎ）を演算
し、それぞれ記憶する。

ステップＳ２１の判断がＹＥＳでβ＝Ｏとなると、上記
ステップ８１２およびＳ２０で記憶した各回転数変動幅
ΔＮ（ｎ）をステップ８２２で積算して積算変動量ΣΔ
ｒｐＩｌｌを演算し、この値が正（０以上）かどうかを
ステップ８２３で判断する。この判断がＹＥＳの時には
、空燃比をリッチ側に変化して回転数が増大方向に変動
したことから、現在の燃料噴射パルスＴ＋αに対応する
空燃比の値が１３．５よリリーノであるので、ステップ
８２４でαをα＋１としてリッチ方向に変動させる一方
、上記判断がＮｏのときには、空燃比をリッチ側に変化
して回転数が減少方向に変動したことから、現在の燃料
噴射パルスＴ＋αに対応する空燃比の値が１３．５より
リッチであるので、ステップ８２５でαをα−１として
リーン方向に変動させるものである。

ステップ８２６で上記αの値を記憶した後、ステップ８
２７に進んで８値を演算初期値に設定する。

ステップ８２Ｂから８３３は燃料噴射パルスを基準値α
から補助的βに減少するためのものであって、ステップ
８２８で燃料噴射パルスをＴ＝Ｔ＋α＋βに設定し、ス
テップＳ２９でエンジン回転数変動幅ΔＮ　（ｎ）を演
算し、このΔＮ　（ｎ）の値およびＮ（β）の値をステ
ップＳ３０でメモリに記憶する。

ステップ８２９の演算は、βを１段小さくした時の回転
数Ｎ（β）から前段の回転数Ｎ（β＋１）を引いて、こ
の値に前回の変動幅ΔＮ（ｎ＝１）を加算したものであ
る。上記αに対してβを変化させることによるエンジン
回転数の変動幅、すなわちＮ（β）−Ｎ（１）の差の絶
対値が所定値ΔＥになったかどうかをステップ８３１で
判断し、Ｎ。

のときにはステップ８３２でｎをｎ＋１とするとともに
、ステップ８３３でβをβ−１として、βの減少に伴う
回転数変動幅ΔＮ（ｎ）を順次演算して、Ｎ（β）とと
もにそれぞれ記憶する。

上記ステップＳ３１の判断がＹＥＳで回転変動幅がΔＦ
となった詩には、ステップ８３４ないし８３９で燃料噴
射パルスを基準値αに増大する。まず、ステップＳ３４
でｎをｎ＋１とするとともに、ステップ８３５でβをβ
＋１としてから、ステップ８３Ｂで燃料噴射パルスをＴ
−Ｔ＋α＋βに設定して、ステップ８３７でエンジン回
転数変動幅ΔＮ（ｎ）を演算し、ステップ８３８でこの
値をメモリに記憶する。ステップ８３７の演算はβを１
段大きくした時の回転数Ｎ（β）から前段の回転数Ｎ（
β−１）を引いて、これに前回の変動幅ΔＮ（ｎ−１）
を加算したものである。上記βの値がＯになったかどう
かをステップ８３９で判断し、ＮＯのときにはβを順次
増加して上記ステップを繰返し、βの増大に伴う回転数
変動幅ΔＮ（ｎ）を演算し、それぞれ記憶する。

ステップ８３９の判断がＹＥＳでｎ＝０となると、上記
ステップＳ３０および３３Ｂで記憶した各回転数変動幅
ΔＮ　（ｎ）をステップ３４０で積算して積算変動量Σ
Δｒｐ＋ｍを演算し、この値が負（０未満）かどう−か
をステップ３４１で判断する。この判断がＹＥＳの詩に
は、空燃比をリーン側に変化して回転数が減少方向に変
動したことから、現在の燃料噴射パルスＴ＋αに対応す
る空燃比の値が１３．５よりリーンであるので、ステッ
プ８４２でαをα＋１としてリッチ方向に変動させる一
方、上記判断がＮｏのときには、空燃比をリーン側に変
化して回転数が増大方向に変動したことから、現在の燃
料噴射パルスＴ＋αに対応する空燃比が１３．５よりリ
ッチであＡので、ステップ８４３でαをα−１としてリ
ーン方向に変動させるものである。

ステップ８４４で上記αの値を記憶した後、ステップＳ
４５でαが２度同一値となったかどうかを判断し、同一
値となっていないときには、エンジン回転数が最高回転
数となる燃料噴射パルス（空燃比）に変化していないも
のであるから、ステップＳ９に戻って、上記ステップ８
４２もしくは８４３で増大もしくは減少されたαの値に
応じて空燃比を変化させる処理を繰返す。

上記αが２痕同−値となって上記ステップ８４５の判断
がＹＥＳの時には、ステップ８４Ｂで補正係数Ｋを演算
し、ステップ８４７で学習完了フラッグをセットする。

この補正係数にの演算は、αが２度同一値となった最高
エンジン回転数時（空燃比１３．５）の燃料噴射パルス
Ｔ＋αの値、学習前の燃料噴射パルスτＯの値および目
標空燃比（例えば１４．７＞が既知であることから、 （Ｔ＋α）：τｏ　Ｋ　＝　１　／１３．５：　１　／
１４．７に基づいてめられるものである。

第５図の割込み処理ルーチンはエンジンの運転状態に応
じて燃料噴射パルスを設定するものであり、スタートし
てステップ８６０でイニシャライズを行った優、エンジ
ン回転数の検出処理（８６１）、吸気負圧の検出処理（
８６２）に基づき、ステップ８６３で基本噴射量を演算
する。ざらに、この基本噴射量に対し、ステップ８６４
から８６７で水温補正、吸気温補正、高負荷時のエンリ
ッチ補正、減速時の燃料カット補正を行い、ステップ８
６８で基本燃料噴射パルスτＯを演算する。

そして、ステップ３６９でアイドル状態かどうかを判断
し、アイドル時（ＹＥＳ）には学習フ２ッグがセットさ
れているかどうかを判断しく８７０）、学習フラッグが
セット（ＹＥＳ＞され第４図の学習処理が行われている
ときには、ステップ８７１で最終燃料噴射パルスをτ＝
Ｔ＋α＋βに設定し、学習制御時の空燃比変動を行うた
めの燃料噴射を所定の噴射タイミング（８７４）で行う
。また、上記ステップ８７０の判断がＮｏで学習が完了
し学習フラッグがクリアされているときには、第４図の
学習処理でめた補正係数Ｋに基づき、ステップ８７２で
最終燃料噴射パルスをτ−τＯＸＫに設定し、目標空燃
比となるように燃料噴射を行う。さらに、前記ステップ
８６９の判断がＮＯでアイドル以外の時には、ステップ
８７３で最終燃料噴射パルスをτ−τ０×に′に設定し
、アイドル以外の運転状態で目標空燃比となるように燃
料噴射を行う。

なお、このステップ８７３における補正係数に′は、学
習制御でめた補正係数により補正率の小さな値として大
幅な空燃比変動を避けるようにしている。

上記実施例によれば、空燃比と燃料噴射パルスとの関係
をめる学習制御時において、空燃比を変動するについて
、基本的な空燃比αの変動方向を決定するための補助的
変動βの変化量をエンジン回転数の変動幅が設定値ΔＥ
となるように一定とし、空燃比をエンジン回転数が最高
回転数となる値に変動させるものであって、運転者の違
和感を低減している。

なお、上記実施例では空燃比の変動を基準値αに加えて
補助的変動βにより行い、これに伴う回転数変化に関連
する信号を回転数変動幅ΔＮ（ｎ）の積算変動量ΣΔｒ
ｐｓによりめ、その検出精度を向上させるものであるが
、制御の簡略化のため、上記補助的変動βを省略して基
準値αのみによる回転数変動量をめ、この回転数変動量
により空燃比を制御しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は空燃比変化に対するエンジン回転数の変動特性
を示す曲線図、 第３図はメイン処理ルーチンを示すフローチャート図、 第４図は学習処理ルーチンを示す７０−チャー卜図、 第５図は燃料噴射を行う割込み処理ルーチンを示すフロ
ーチャート図、 第６図は第４図における空燃比の変動例を示す説明図で
ある。 １・・・・・・エンジン　５・・・・・・燃料供給手段
７・・・・・・コントロールユニット １１・・・・・・空燃比変更手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と空燃比
   を変える空燃比変更手段と、空燃比変化に伴うエンジン
   回転数変化に関連する信号を検出する回転数変動検出手
   段と、空燃比変化とエンジン回転数変化との割係に基づ
   いて空燃比変更手段に制御信号を出力して空燃比を目標
   値に制御する制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御
   装置において、上記制御手段は、回転数変動検出手段に
   よる回転数変動検出時における空燃比変免囚をエンジン
   回転数の変動幅に応じて可変にする空燃比変化量可変手
   段を備えてなり、エンジン回転数変動幅が一定となるよ
   うにしたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。