JPS60212650A - 電子制御式燃料噴射装置 - 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】 し技術分野］ 本発明は内燃機関の電子１ＩＩｌ帥式燃ＰＩ哨０１装置
に関する。

［従来技１１ｉ１ 電子ＩＩＩ　ＩＩＩ式燃１ｆ　１＋１１ＩＩＩＩ　ｉ４
ｉ　’７３　トＬ　Ｔ、Ｉｌｌ気）ｆス中の−１− 残存酸素Ｗ４度に比例した信号を発生するリーンセンサ
を備え、このリーンセンサの出力に応じて燃料噴射弁の
量弁時間を補正し、内燃機関を理論空燃比Ｊ：り大きい
空燃比つまりリーン空燃比の領域で１１１１９１１する
ものが知られている。

ところで、リーンセンサの構成は、主に、安定化ジルコ
ニアなどからなる固体電解質を２つの電極で挟んだもの
とされる。ここで一方の電極は大気側に設りられ、かつ
、通気性を有するものとされ、他方の電極は被測定ガス
つまり排気ガス側に設【Ｊられ、かつ、多孔質セラミッ
ク層が被覆され、更に先の電極と同様に通気性を有する
ものとされる。そして、両電極間に所定範囲内の直流電
圧を印加しておくと、排気ガス中の残存酸素濃度に比例
した一定値の電流つまり限界′Ｆｉ流と称されるものが
流れる。従って、このリーンセンサ出力ＩＩｌ流値を検
出することにより、この検出電流値から排気ガス中の残
存酸素濃度を知ることができ、更にこの残存酸素Ｗｉ磨
から内燃機関の空燃比を推定することができるわけであ
る。

−２− しかし、この秤のリーン［ンナは、自身のｒＡ度によっ
て出力特性が変化し、一般に、約６５０℃以上にあるど
き、１１［気ガス中の残存酸素濃度に比例した望ましい
電流を発生し、約６５０℃より５低いときには、望まし
い電流とならない。

このため、リーンはンリ−の出力電流値がＩＪＩ気ガス
中の残存酸素ＷＡ疫を正確に示しているか否かを判断す
る方法、換言すれば、リーンセンサが活性状態にあるか
否かを判断Ｊる方法が提案されつつあり、この−例どし
て、燃料カット中であって燃ｒ１カット開始後所定時間
が経過した時点でのり−ンセンサ出力電流値が、設定値
、つまり、リーンセンサ温度が約６５０℃にあるときに
大気中の酸素濃度を測定した場合に出力される電流値、
以上であるか否かを判断Ｊ−る。１、うにし、設定値以
」−であるときをリーンセンサ活ｆη状態と判断Ｊ゛る
ようにしたものが考えられている。

しかし、通常、個々のリーンセンサには出力特性にバラ
ツキがあることから、成るリーンセンサでは、上記のに
うなリーンセンサ活性判断方法で−３− の出力電流が設定値以上の値であると判断されても、こ
の時点でのセンサ温度がリーンセンサの本来の活性状態
であることの判断基準とされる約６５０℃にりも低く、
実際には非活性状態である場合がある。このような場合
、リーンセンサが活性状態にあると誤って判断した時点
から、リーンセンサ温度が上昇し、真の活性状態に至る
までの間、仮に排気ガスが同一の残存酸素濃度であって
もリーンセンサ出力電流値が変化することから、例えば
、上記判断時点の直後に燃料カットが解除されリーン空
燃比フィードバック制御が開始されると、この開始時に
おけるリーンセンサ出力は実際の残存酸素ＷＩ度よりも
薄い酸素濃度に対応した値となり、この結果、内燃機関
が所望のリーン空燃比よりも大きい空燃比で、つまり、
所望のリーン空燃比よりもリーン側で、運転されること
となる。従って、この種のリーンセンサ活性判断方法を
用いた電子制御式燃料噴射装置には、リーン空燃比フィ
ードバック制御開始時に、機関にもたつきやサージング
が発生しドライバビリティが比較的悪い−４− 場合があるという問題が残されていた。

第１図は上記問題点を置体的に説明りるためのリーンセ
ンサ出力４Ｍ　ｔ’ｌを示しており、図において、横軸
は酸素濃度（ｌＩｉ位は容量％である。）および空燃比
（Ａ／Ｆ）を、縦軸はリーンセンサ出力電流（■立）お
にびこの電流１文を電流−電圧変換器に入力してＩＪら
れた電圧（ＶＳ　）を表わす。

図に示すように、同一＝のリーンセンサ八であっても、
自身の温度ににり同一酸素ｍ度に対する出力電流Ｉ立植
が異なるが、センサ温度が約６５０℃以上のときの出力
Ｔｉ流Ｉ立立植酸素濃度どの対応が良好であることから
、本発明の前提となるリーンセンサ活１り判断方法、つ
まり前述した如き方法では、センサ温度が約６５０℃の
リーンセンサＡで大気中の酸素濃度つｊ：す２０．８容
量％を測定したときの出ツノ電流Ｉｊｌ値（約２０ｍＡ
）をリーンセンサ活性判断のための基、単鎖として定め
ている。

しかし、他のリーンセンサＢにあっては、図に示すよう
に、出力電流ｌ立植がこの設定値以上と−５− なる温度、つまり活性状態と判断されるときの温度が、
６００℃であることから、センサ温度が６００℃から約
６５０℃になるまでの間、リーンセンサＢの出力電流１
文値は、同一の酸素濃度であ　゛つても活性状態にある
ときの出力電流１Ａ値よりも低い値となる。換言すれば
、内燃機関の空燃比を実際の空燃比よりも小さなものと
誤って推定する。この結果、例えば、この活性判断後直
ちにリーン空燃比フィードバック制御が開始されると、
内燃機関が所望のリーン空燃比よりもリーン側で運転さ
れることとなる。従って、内燃機関にもたつきやサージ
ングが発生しドライバビリティが比較的悪いというケー
スを招くようになる。

［発明の目的］ 本発明は、−上記に鑑みなされたものであり、リーンセ
ンサの活性状態を個々のバラツキに係わらず確実に判断
できるようにし、リーン空燃比フィードバック制御開始
時のもたつきやサージングの発生を防止しドライバビリ
ティの向上を図ることを目的とする。

−６− ［発明の構成］ そのため、本発明の電子制御装置１１噴躬装置は、第２
図に示すＪ、うに、 排気ガス中の残存酸素５ｅｃｔに比例した信号を発生す
るリーンセンサＭ１を備えた電工ｆ１．ｌｌ　ｍ式ｍ料
噴りｔ装置において、 燃料カット中であって燃Ｆｌカッ１〜開始後第１の所定
期間が軒過した時点から、に記す−ン１ごンＩＪ′の出
力が設定値以上である状態が第２の所定期間継続したか
否かを判断する手段Ｍ２を設け、少なくともこの判断結
束を、リーン空燃比フィードバック制御の開始条Ｐ１の
１つとじＩこことを特徴とりる。なお、第２図において
、Ｍ３は内燃機関本体、Ｍ４は電子制御装置、Ｍ５は燃
ヤ１鳴躬弁を表わづ。

［実施例］ 以下、第３図ｔ【いし第１０図を参照しつつ本発明の一
実施例を説明する。

第３図は本発明の電工１．ＩＩ　ＩＩＩ式燃料噴則装置
を含む内燃機関の電工ｌ１１１１１システムの全体概略
構成例−７− を示づ−０ 図において、マイクロコンピュータ内蔵の電子制御ｌ装
Ｍ５０は内燃機関１の各種運転状態を検出するための後
述する如きセンサ類からの検出信号を受け、燃料噴射制
御、点火ｖｉ朔ｔＩｌｌ　Ｉｌｌ、アイドル回転数制御
およびＥＧＲ（排気ガス再循環）制御を行なう。

内燃機関１の運転状態を検出するためのセンサ類と１ノ
で、吸気系のインテークマニホルド２には、エアクリー
ナ３により浄化された後の吸入空気の湿度を検出するリ
ーミスタ式の吸気温センサ５と、アクセルペダル６に連
動し吸入空気量をｌ１Ｉ１１１Ｉするス［」ットルバル
ブ７の弁開度を検出するポテンショメータ式のスロツ］
−ルセンサ８とが設けられている。またサージタンク１
８には吸気圧センサ４が設（プられている。一方、排気
系のエギゾーストマニホルド９にはＩＪＦ気ガス中の残
存酸素濃度を検出する限界電流型酸素濃度センサ即ちリ
ーンセンサ−１０が設けられている。更に、内燃側１の
シリンダブロック１１には冷却水温を検出するサー−８
− ミスタ式の水４１？ンリ１２がＩｉＱ　ＬＪられている
。更に、点火系のディストリビ１−タ１３には、内燃機
関１の回転数お、１．び！ｉｔ　ｌ′ＩｌピストンＩｔ
／置を検出リベくロータ１４の回転数おＪ、びｍ半角度
位躍を検出する電磁ピックアップ式の回転センサ１５が
設けられている。

一方、電子ＩＩＩＩ御装置１ｆｆ５０により制御される
対象としては、インテークマニホルド２にＲＱＩＪられ
た電磁駆動式のインジェクタ即ち燃￥１１哨Ｑ１弁１６
およびコールドスター１〜インジ■クタ１７があり、ま
た、スロットルバルブ７−に流側とサージタンク１８と
の間のバイパス通路１０に設（Ｊられた電磁駆動式又は
ダイ１７フラム式のｌ５Ｏ（アイドルスピードコンｌ−
ロール）バルブ２０があり、また、エギゾーストマニ小
ルド９から４Ｊ−−ジタンク１８に至る排気ガス再循環
路２１に設けられたＮ隅部動式又はダイ曳７フラム式の
［Ｇ　ｒｔ　１．ＩＩ　ＩＩＩ弁２２があり、また、点
火系のイグプイタ２３がある。なお、図中の他のｎ号、
２４．２５．２６．２７はそれぞれバッテリ、イグニツ
シ三１ンスイッチ、燃料系−９− の燃料タンク、燃料ポンプを示す。また２５ａはイグニ
ッション端子、２５ｂはスタータ端子を示０ 次に第４図は電子制御装置５０のブロック図を表わして
いる。

５１は各センサ４．５．８．１０，１２．１５より出力
される信号およびスタータ信号、バッテリ電圧信号を制
御プログラムに従って入力及び演算すると共に、インジ
ェクタ１６、イグナイタ２３等の各種制御対象を作動ｖ
制御等するための処理を行うセントラルプロセシングユ
ニット（以下、単にＣＰＵと呼ぶ）、５２は前記制御プ
ログラムや燃料噴射量演算などの為のマツプ等のデータ
が格納されるリードオンリメモリ（以下、単にＲＯＭと
呼ぶ）、５３は電子制御装置５０に入力されてくるデー
タや演算制御に必要なデータが一時的に読み書ぎされる
ランダムアクセスメモリ（以下、単にＲＡＭと呼ぶ）、
５４はキースイッチ２５がＡフされても以後のエンジン
作動に必要なデータ等を保持するにう、バッテリ２４に
よってバック−１０− アップされたバックアップランダムアクｌ？スメモリ（
以下、甲にバックアップＲＡ　Ｍと呼ぶ）、５５は図示
していないへカポー１−ヤ）必要に応じて設けられる波
形整形回路、複数のセンサの出力信号をＣＰＬＪ５１に
選択的に出力′！ｌ゛るマルチブ１ノクサ、アナログ信
号をデジタル信号に変Ｓ＝＋−るへ／Ｄ変換器、出カポ
−１〜、インジＩクタ１６、イグナイタ２３等をＣＰ　
Ｕ　５０の制御信号に従って駆動づ−る駆動回路等が備
えられた入・出力部、５６は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２
等の各素子及び入・出力部５５を結びデータおＪ、び］
ン１〜ロール拾弓が送られるパスラインをイれぞれ表わ
している。

電子側ａｌｌ装！ｆｆｔ　５０のフィクロコンビュータ
はイブニラシコンスイッチがメンされると、本発明に係
る処理として、第５図ないし第１０図に示Ｊにうな処理
を実行開始する。

第５図のフィードバック（Ｆ　／　１３　）実行ルーチ
ンにおいて１１、ステップ１０１にて、リーンセンサ１
０が活性状態であるか否かを示１フラグ「２が活性状態
を示す値［０１、であるか否かを判断−１１− づ−る。リーン廿ンサ活性状態であって、しかもステッ
プ１０２にて、他の公知のフィードバック（Ｆ／Ｂ）条
ｆ１が成立している旨判断された場合には、ステップ１
０３にてリーン空燃比（Ａ／Ｆ）フィードバック（Ｆ／
Ｂ）制御を実行する。その他の場合には、ステップ１０
４にて空燃比（Ａ／Ｆ）オープン制御を実行する。

燃料カット中に実行される第６図の燃料カット（Ｆ／Ｃ
）ルーチンにおいては、第１０図の１８ｅＣ処理ルーチ
ンのステップ６０１にてインクリメンＩ・され、かつ、
第７図の１２１ｓｅｃ処理ルーチンのステップ３０５に
てクリヤされるカウンタＣ２、換言すれば、燃料カット
開始後所定時間が経過した時点からリーンセンサ出力電
流値が設定値以上である状態が継続している時間を計数
するカウンタＣ２、のカウント値が所定時間例えば６０
　ｓｅｃを表わす設定値になったか否かをステップ２０
１にて判断し、カウンタＣ２のカウント値がこの設定値
以上になると、ステップ２０２にて上記フラグＦ２を「
０」にする。換言すれば、カウンタＣ−１２− ２が設定値以上になつＩことき、始めて、リーンセンサ
１０が活性状態にある旨の決定がむされる。

第７図の１２ｗ＋ｓｅｃ処理ルーヂンにおいてＩＪｌ、
ステップ３０１にて、リーンセンサ１０の出力電流Ｉ立
が電流−電１１変換器にｊこり変換された電圧ＶＳを１
：２＋ｓｅｃ間隔でＡＩＤ変換して得られＩＣデジタル
値をＲＡＭ５３内にストアする。次にステップ３０２に
て、第８図の３２ｍ５ｅｃ処即ルーチンのステップ４０
１にてインクリメントされ、かつ、第９図のメインルー
チンのステップ５０１にて燃料カッ１−（Ｆ’／Ｃ）ｔ
−ドでないと判断されたときステップ５０２でクリヤさ
れるカウンタＣ１、即ち、燃ＩＩカッｉ−中における燃
料カッＩ−冊始後からの経過時間をｈ１数するカウンタ
Ｃ１、のカウント値が、設定値、つまり、燃料カッ１〜
中に最初にリーンセンサ出力電流値と設定値との大小比
較を行なうことを許可１−るための基準となる値、以上
であるか否かを判断する。この設定値は例えば２ｓｅｃ
に対応する値とされる。カウンタＣ１のカウント値が設
定値以上であると判断された場合には、−１３− ステップ３０３にて、リーンセンサ出力電流値が設定値
例えば２０１１Ａ以上であるか否かを判断する。リーン
センサ出力電流値が２０ｍＡ以上であると判断された場
合には、ステップ３０４にて、フラグＦ１、つまり、燃
料カット中であって燃料カット開始＠　２　ｓｅｃ経過
した時点から燃料カットが解除されるまでの間において
実行されるステップ３０３の判断結果を示すフラグＦ１
、を「１」にし、この１２ｍ５ｅｃ処理を終了する。一
方、り一ンセンサ出力電流値が２０ｓ＋Ａ未満であると
判断された場合には、ステップ３０５にてフラグＦ１を
「０」にし、次いでステップ３０６にてカウンタＣ２を
クリヤする。従って、燃料カット開始後２ｓｅｃ経過し
た時点から６Ｑ　３６０未満の時間が経過するまでの間
連続してリーンセンサ出力電流値が２０−Ａ以上である
旨判断されつづけても、その直後にリーンセンサ出力電
流値が２０■Ａ未満である旨判断されると、カウンタＣ
２がクリヤされることから、フラグＦ２が「０」になる
ためには、最も早くても、その後、リーンセンサ出力部
−１４− 流値が２０ｍＡ以１−である旨判断されＩこＩ＋、’ｌ
魚から６０　ｓｅｃ以１１Ｙ過した後となる。一方、ス
テップ３０２にてカウンタＣ１のノＪウン］・１１１１
が２　ｓｅｃ未満であると判断された場合、つまり、煉
石カットモードでイ【いとき、あるいは、燃ｒ１カット
開始後２ｓｅｃｌ′ｆ過していないときに（１、ステッ
プ３（１７にてフラグ「１が＋’　１．１であるか否か
を判断Ｊる。

フラグ「１がｌ’１１で＋Ｖｒ６場合、つまり、燃料カ
ット中であって燃ｔ＋１カット聞始ｔ）２２　ｍ５ａｃ
軒過した時点から燃料カッ１−が解除される直前のスフ
ツブ３０３でリーン１？ンリ出力？ｔｉ流が２０１１１
Δ以上であると判断された後の燃ｒ１カッ１〜解除１セ
、更には、この燃料カット解除１ｔ２　’ｒｌｉび燃料
カッ１−が開始されこの燃料カッ１−聞始後２　ｓｅｃ
が経過づる以前においては、他の処理を行′／、Ｃうこ
となくこの１２＋１１３＋ＩＣ処理ルーヂンを終了する
。一方、フラグ［１がｒＯＪである場合、つ）１．す、
燃料カッ１〜解除１ｉｌｉ前のステップ３０３でリーン
１？ンリ出力電流が２０１１Ａ未満であると判断された
１ねの燃ｔ１１カッ１〜解除後、更に（ま、この燃料カ
ッ１〜解除後再び燃料カッ−１５− トが開始されこの開始時から２　ｓｅｃが経過する以前
においては、ステップ３０６にてカウンタＣ２のクリヤ
が１２ｍ５ｅｃ周期で行なわれる。

このようにＣＰＵ５１においては、燃料カット中であっ
て燃わ１カツト開始後２　ｓｅｃ経過すると、リーンセ
ンサ出力電流値が２０１１１Ａ以上であるか否かを燃料
カット中において１２１１ｓｅｃ周期で判断づる。そし
て、リーンセンサ出力電流値が２０＋Ａ以」−であると
最初に判断した時点から、この旨の判断が６０　ｓｅｃ
継続してなされた時点で初めてフラグＦ２がｒＯＪにさ
れ、他のフィードバック条（１の成立如何でリーン空燃
比フィードバック制御が開始されるようにしている。あ
るいは、リーンセンサ出力電流値が２０ｍＡ以」−であ
ると最初に判断した時点から燃ＩＩカットが解除される
までの時間６０　ｓｅｃに満たない場合であってもこの
間連続１〕でリーンセン１ノー出力電流埴が２０ｅ八以
上であると判断されつづけた場合には、上記最初の判断
０．１点から６０ＳｅＣ以上経過した時点でフラグＦ２
が「０」にされ、他のフィードバック条件の−１６− 成立如何にＪ、つてリーン空燃比フィードバック！、Ｉ
Ｉ御が開始されるＪ、うにしている。

［他の実施例１ 上述した実施１列では、燃Ｆｌカッ１−間’ｌ（ｉ　Ｉ
Ｉ第１の所定時間が経過した時点から第２の所定時間が
経過した時点でリーンヒンリ活１１状態と判断している
が、この第２の所定時間の代りに、機関回転数、負荷ま
たはリーンはンリ加熱用ヒータ′ｒＰｉ流の所定の積算
値としてもよい。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば、燃料カット中であ
って燃料カット開始後所定期間が経過した時点でリーン
［ンリー出力が設定値双子であるか否かを判断しこの判
断結宋をリーン空燃比フィードバック制御の開始条例の
１つとづるのではなく、上記所定期間経過後、リーンセ
ン１ノー出力が設定値以上にある状態が所定１１１間継
続したか否かを判断し、この判断結束をリーン空燃比フ
ィードバック制御の開始条１′１の１つと１）たため、
リーンセン１Ｊのバラツキによりリーンセンサを活着状
態にある−　１７　− と誤って判断づ′る確率が極めて低くなり、リーン空燃
比フィードバック制御開始時のもたつきやサージングの
発生を防止できドライバビリティを向−にさせることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前押となるリーンセンサ活性判断方法
の残された問題点を説明するためのり一ンセンザ出力特
性図、第２図は本発明を明示するためのクレーム対応図
、第３図ないし第１０図は本発明の一実施例を示し、第
３図はその全体構成図、第４図は主にその電子制御ｌｌ
装置の内部構成を概略的に表わしたブロック図、第５図
ないし第１０図はイれぞれＣＰＵによる本発明に係わる
処理内容を表わしたフローチャートである。 Ｍｌ、１０・・・リーンセンサ Ｍ２・・・判断手段 Ｍ３．１・・・内燃機関本体 Ｍ４．５０・・・電子制御装置 Ｍ５，１６・・・燃料噴射弁（インジェクタ）−１８− Σ へ　Ｎ　θ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排気ガス中の残存酸本１ａ＋！：ｔに比例（）ｌこ信号
   を発生づるリーンセンサ−を鍋えた電子１．１＋陣式燃
   ｒ１噴躬装置において、 燃料カッＩ−中であつτ燃Ｉ１１カット開始＋＊ｔ１１
   の所定期間が経過しＩこ時Ｉｊスからト記す−ンヒンリ
   の出力が設定Ｗｌ以にである状態が第２の所定期間継続
   したか否かを判断する手段を設（ｊ、少なくともこの判
   断結果を、リーン空燃比フィードバックｍｉｌ＋御の開
   始条イ′１０１つとしたことを特徴どりる電了制罪式燃
   １’ｌ　ｌｌｌ’３０４　Ｋ置。