JPS6035148A - 空燃比制御方法 - Google Patents

空燃比制御方法

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Publication number
JPS6035148A
JPS6035148A JP14265583A JP14265583A JPS6035148A JP S6035148 A JPS6035148 A JP S6035148A JP 14265583 A JP14265583 A JP 14265583A JP 14265583 A JP14265583 A JP 14265583A JP S6035148 A JPS6035148 A JP S6035148A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
sensor
output
correction value
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Pending
Application number
JP14265583A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kaji
恭士 梶
Shigenori Isomura
磯村 重則
Toshio Kondo
利雄 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6035148A publication Critical patent/JPS6035148A/ja
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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)
    • F02D41/1479Using a comparator with variable reference

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の空燃比制御方法に関し、特に空燃
比センサによる空燃比のフィードバック制御方法に関す
る。
〔従来技術〕
空燃比センサを用いた内燃機関の空燃比フィードバック
制御において、機関を長時間アイドル状態で放置した場
合等は、空燃比センサが冷却し不活性状態になり空燃比
センサの応答が遅くなることによりフィードバック制御
が乱れる。従って、従来がら空燃比センサが不活性状態
になった時の空燃比制御が課題となっており、このため
特に、空燃比センサが活性状態か不活性状態かを適切に
判定することが重要である。
このような課題を解決づ−るため、例えば、特開昭56
−1657/15号公報では、機関の始動時から一定時
間を経過すると空燃比センサの活性(作動)か不活性(
不作動)かを空燃比センサの温度、けン4ノ・インピー
ダンス等のパラメータによって判定し、不活性と判定さ
れると機関始動直後と同様に間ループモードの制御を行
い、また活性と判定されると、機関の温度が所定値より
高ければ空燃比を閉ループで制御することが記載されて
いる。しかし、このような判定を行うためには空燃比セ
ンサ“の温度又はインピーダンスを測定する回路等がさ
らに必要であり、またセンサ温度による判定はけン1す
が劣化すると正確に判定できない欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、空燃比センサの活性か不活性かの判定
をより簡単に、かつ正確に行い、この判定に基づいて空
燃比制御を適切に制御する方法を提供することである。
〔発明の構成〕
本発明においては、空燃比センサのt41力を所定のモ
ニタレベルと[L較し、出力がモニタレベルの上下の何
れか一方の側に所定時間経過するまで留まっている場合
に空燃比センサは不活性と判定する。即ち、空燃比セン
サの出力の振幅が所定の大きさを保持しているかどうか
により判定する。空燃比センサが不活性と判定されると
、空燃比のフィードバック補正量に基づいて行う機関の
運転状態に対応する学習補正量の学習制御を停止し、ま
た活性と判定されるとこの学習補正量の補正が行われる
。即ち、空燃比センサが不活性の場合は、フィードバッ
ク補正量の補正のみが行われて機関の運転状態に対応す
る学習補正量の補正は行われず、また活性の場合はフィ
ードバック補正量と学習補正量の補正が行われる。
本発明においては、空燃比センサの活性、不活性の判定
は、空燃比センサの本来の機能として発生する出力の振
幅の大小ににり判定しているので、従来のセンサ温度又
はセンサ・インピーダンスによる判定に較べて、これら
温度又はインピーダンスを測定するための特別の回路を
付加する必要がない。また、センサ温度による判定はセ
ンサの劣化に対して不正確となるが、センサ出力による
判定はセンサの劣化状態による影響はなく、また環境条
件の変化に対しても常に正確な判定結果が得られる。
また、空燃比センサが不活性と判定された場合に、空燃
比のフィードバック補正量に基づく機関の運転状態に対
応した学習補正量の補正を停止し、空燃比センサ゛が確
実に活性と判定されたときのみ、フィードバック補正量
に基づく学習補正量の補正を行うようにしているのでよ
り正確な空燃比制御ができる。
〔実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
1図は空燃比制御を行う機関系を示したもので、機関1
1は通常に自動車に搭載される4サモ リーナ12、吸気管13、スロットル14を介し一5= で吸入される。また燃i3+は図では示されない燃お1
系から、機関11の各気筒に対応して設けられた電磁式
の燃料噴射弁15a、15b・・・・・・に供給され、
各気筒に対して噴射される。そして、燃焼後の排気ガス
は、排気マニホールド16、排気管17、さらに三元触
媒コンバータ1日を介して大気に放出される。
上記吸気管13には、吸気量[ンサ19と共に機関11
に吸入される空気の温度を検出し、吸気温度に対応した
アナログ電圧による検出信号を得るサーミスタ式の吸気
温センサ20が設けられ、また機関11には同じくサー
ミスタ式の冷却水温を検出する水温センサ21が設置さ
れる。排気マニホールド16には、排気ガス中の酸素濃
度がら空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より小さい
(リッチ)と高レベルの信号を、理論空燃比より大きい
(リーン)と低レベルの信号を出力する空燃比センサ2
2を設ける。さらに、機関11のクランク軸には回転速
度(数)センサ23を設け、回転速度に応じた周波数の
パルス信号(回転周期=6− 信号)を出力する。この回転速度センサ23としては、
例えば点火装百の点火コイルを用いればにく、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ど
すればよい。
そして、これらセンサ19〜23からの各検出信号は制
御回路24に供給するもので、この制御回路24は各レ
ン+J19〜23からの検出信号にもとずいて燃料噴射
岳を演算し、電磁式燃料噴射弁15a、15b・・・・
・・の開弁時間を制御する。そして、機関11に対する
噴q・1燃F11mを調整設定する。
第2図は上記制御回路24の構成を示Jもので、100
は燃料噴射1を演算するマイクロプロセッサ(CPU)
である。101は回転数カウンタで、回転速度(数)1
ンサ23からの信号」;り機関回転数をカウントする回
転数カウンタで、この回転数カウンタ101は機関回転
数に同期して割り込み制御部102に割り込み指令信号
を送る。割り込み制御部102はこの信号を受(Jると
、コモンバス150を通じてマイクロプロセッサ100
に割り込み信号を与える。103はデジタル入力ポート
で空燃比センサ22の信号や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25からのスタータ信
号等のデジタル信号をマイクロプロセッサ100に伝達
する。104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19、吸
気温センサ20、冷却水温センサ21からの各信号をA
/D変換して順次マイクロプロセッサ100に読み込ま
せる機能を持つ。105は電源回路で、後述するRAM
107に電源を供給するもので、この電源回路105は
キースイッチ26を通さず直接的に、バッテリー27に
接続されている。そして、RAM107はキースイッチ
26に関係無く、常時電源が印加され、不揮発111メ
モリを構成するようにされている。106も電源回路で
あるがキースイッチ26を通してバッテリー27に接続
されている。この電源回路106はRAM107以外の
部分に電源を供給する。このRAM107はプログラム
動作中一時使用される一時記憶ユニットであるが前述の
様にキースイッチ26に関係なく常時電源が印加され、
キースイッチ26をオフにして機関の運転を停車しても
、記憶内容が消失しない不揮発性メモリどなる。108
はプログラムや各種の定数等を記憶しておくROM(読
み出し専用メモリ)である。10日はレジスタを含む燃
料噴射時間制御用カウンタで、ダウンカウンタより成り
、マイクロプロセッサ100で演算された電磁式燃料噴
射弁15a、15b・・・・・・の開弁時間つまり燃1
3+ 1111射吊を表すデジタル信号を、実際の電磁
式燃11噴射弁15a、15b・・・・・・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。
110は電磁式燃料噴射弁15a、15b・・・・・・
を駆動する電力増幅部であり、111はタイマーで経過
時間を測定1ノマイクロプロセツサ100に伝達する。
すなわち、回転数カウンタ101は回転数セン勺23の
出力により機関1回転に1回機関回転数を測定し、その
測定の終了時に割り込み制御部102に対して割り込み
指令信号を発生する。そ9− して、割り込み制御部102はマイクロプロセッサ10
0に燃P1噴射量の演算を行なう割り込み処理ルーチン
を実行させる。
第3図はこのにうな演算処理を行なうマイクロブロセツ
1す100の戦略フローチャートを示すもので、キース
イッチ26並びにスタータスイッチ25がオンしてエン
ジンが始動されると、メインルーヂンの演算処理が開始
され、ステップ201にて初期化の処理が実行され、ス
テップ202でアナログ入力ポート104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2
03ではその結果より第1の補正量に1を演尊し、その
結果をRAM107に格納する。この第1の補正IK+
は、例えば冷却水温、吸気温度に対して予めROM10
B内にマツプ化しておき、その処理時の冷却水温、吸気
温に対応するに1を読み出すことによりめる。ステップ
204ではデジタル人カポ−1−103より空燃比セン
サ22の信号を入力し、タイマー111による経過時間
の関数として後述する第2の補正量、即ち、フィ10− −ドパツク補正MK2を増減し、この補正filKzつ
まり積分処理情報をRAM107に格納する。
第4図はこの積分処理情報としての補正量に2を増減す
る。つまり積分する処理ステップ204の詳細なフロー
チャートである。まずステップ300では空燃比センサ
22が活性状態となっているかどうか、または冷却水温
等が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りオープンループの時はステップ3
06に進み、補正量]く2をrK2=IJ (増減量な
し)とし、ステップ305に進む。帰還制御できる場合
はステップ301に進む。このステップ301では、経
過1[,1間が単位時間[Δ tl、l過ぎたか否かを
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204を終了する。時間が「Δ [1」だり経
過していればステップ302に進み、空燃比がリッチで
あって空燃比センサ22の出力がリッチである高レベル
信号であれば、ステップ303に進み、以前のサイクル
でめたに2を一定量「Δに2jだけ減少させ、ステップ
305に進み、この新しい補正量に2をRAM107に
格納する。ステップ302において空燃比がリーンであ
って空燃比センサ22の出力がリーンを示す低レベル信
号であれば、ステップ304に進みに2を[Δに2.1
だ(〕増加させてステップ305に進む。このようにし
て補正ff1K2を増減さぜる。
第3図のステップ205では第3の補正量、即ち、学習
補正!iK3を増減演算し、結果をRAM107に格納
する。
第5図に、この補正量に3を修正演算処理し格納する。
つまり記憶処理するステップ205の詳細なフローチャ
ートを示す。ステップ401は空燃比センサ22が活性
か不活性かを判別するステップで、この判定は空燃比セ
ンサ22の出力電圧Pが、活性状態では第6図(A)の
(イ)の部分のようにその振幅が比較レベルを中心に上
下に大きく変化するが、不活性状態では第6図<A)の
(ロ)の部分に示すように振幅が小さく、比較レベルの
上下に小さく変化し、比較レベルにまとわりつく事実に
着目したものである。従って、比較レベルの上側、又は
下側、第6図(A)では上側にモニタレベルを設け、第
6図(B)のようにこれを横切ってから経過時間Δ t
l、Δ t2・・・・・・Δ t6をタイマカウンタで
削り、横切るたびにカウント値をクリアする。所定の設
定時間Δ丁を経過しても比較レベルを再び横切らないど
ぎ、即ちΔt≧ΔTのときは不活性と判定するものであ
る。
図において、八 t6はΔ丁を超え不活性と判定される
即ち、ステップ401では、空燃比センサ22の出力が
モニタレベルを横切り、設定時間ΔT以内に、再び横切
らない場合は、不活性と判定してこの記憶処理ステップ
205を終了し、空燃比センサ22の出力がモニタレベ
ルを横切り、61以内に、また横切った場合は、活性と
判定してステップ402に進む。
ステップ402では、第2の補正量(フィードバック補
正1)K2の状態を確認し、K2=1(増減量なし)な
らば何もせずこの処理ステップ13− 205を終了する。なおここで第3の補正IK3は運転
状態、例えば吸入空気量Qによって区分されており、吸
気IQについてm番目(Qm)に相当する区分の補正量
に3をに3mと表わす。この補正1uK3を記憶するる
RAM107は吸気1iQに対応して、アイドル状態か
ら最大空気量までn分割(Ql・・・・・・Qn)され
ている。
ステップ402で第2の補正fMK2<1(減量)のと
きは、ステップ403に進み、K3mを一定量[Δに3
Jだ【)減算し、K2>1(増量)のときは、ステップ
404に進み、K3m に[ΔKaJだけ加算する。そ
して、ステップ405においてステップ403.404
でめた結果をRAM107内の分割部分の該当する番地
に格納する。
通常はステップ202〜205のメインルーチンの処理
を制御プログラムにしたがって繰返し実行する。割込み
制御部102からの燃料噴射量演算の割込み信号が入力
されると、マイクロプロセッサ100は、メインルーチ
ン処理中であっても直ちにその処理を中断し、ステップ
210の割込14− み処理ルーチンに移る。ステップ211では回転数カウ
ンタ101からの機関回転数Nを表わす信号を取込む。
次にステップ212にて、アナログ入力ボート104か
らの吸入空気IQを表わす信号を取込む。次にステップ
213では、空気IQをメインルーチンの演算処理にお
ける第3の補正1dK3の配憶処理の為のパラメータと
して使用する為、RAM107に格納覆る。次にステッ
プ214にて回転数Nと吸入空気量Qから決まる基本的
な燃料噴射量である電磁式燃料噴射弁15a。
151]・・・・・・の基本噴射時間幅tを計算する。
この計算式は、 t =FxQ/N (F :定数) である。次にステップ215ではメインルーチンでめた
燃11噴射用の各種の補正量に1.に2゜K3をRAM
107から読出し空燃比を決定する噴射量(噴射時間幅
)の補正it Iを行なう。この補正された噴射時間幅
Tの計算式は、 T=t XK IXK2 XK3 である。次にステップ216にて補正計算した燃料噴射
Φのデータをカウンタ10日にセットし、ステップ21
7に進みメインルーチンに復帰する。
メインルーチンに復帰する際は、割込み処理で中断した
ときの処理ステップに戻る。上述の実施例 ゛の説明に
おいて、第5図のステップ401の空燃比モニタレベル
の位置を変えることにより、活性状態を見るレベルを変
えることが可能であるということは言うまでもない。ま
た、空燃比センサの出力がモニタレベルを横切るとタイ
マカウンタがカウントアツプし、次に横切るまでつづけ
、横切るとクリアし、またカウントアツプする。このよ
うな時間で制御するカウンタを実施例で述べたが、時間
の代りに回転数による回転数カウンタ(1回転毎にカウ
ントアツプするカウンタ)を設けると、アイドル状態か
ら機関回転数が高くなるにつれて、周期の違う空燃比セ
ンサ出力に対し、その状態に見合った設定時間Δ丁を設
定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による空燃比制御を行う機関系の図、 第2図は、第1図の制御回路のブロック図、第3図は、
燃料噴射量の演算処理のフローヂャート、 第4図は、フィードバック補正量の演算処理のフローヂ
ャート、 第5図は、学習補正量の演算処理のフローチャー1〜、 第6図は、空燃比センサの出力の変化と、出力がモニタ
レベルを横切ってからの経過時間のカウントを示すグラ
フである。 図において、 11・・・機関 15a、15b・・・・・・燃料噴射弁22・・・空燃
比センサ 24・・・制御回路 代理人 浅 村 皓 17− 牙1図 牙2図 、24 牙3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 空燃比セン“すの出力を所定のモニタレベルと
    比較し、上記出力が上記モニタレベルを横切ってから所
    定時間を経過したがどうかにより上記空燃比センサが不
    活性状態にあるがどうかを判定し、 上記空燃化センサが不活性状態と判定された場合は、空
    燃比のフィードバック補正量に基づく機関の運転状態に
    対応した学習補正量の学習制御を停止し、また活性状態
    にある場合は、そのときのフィードバック補正量に基づ
    く上記学習補正量の補正を行う内燃機関の空燃比制御方
    法。 (2、特許請求の範囲第1項の空燃比制御方法であって
    、 上記空燃比センサの出力の上記モニタレベルは、上記出
    力の比較レベルの−L又は下に設定される内燃機関の空
    燃比制御方法。 (3) 特許請求の範囲第1項の空燃比制御方法であっ
    て、 上記空燃比センサの出力により不活性状態かどうかを判
    定するための上記所定時間は上記内燃機関の回転速度に
    応じて変更設定できる内燃機関の空燃比制御方法。
JP14265583A 1983-08-05 1983-08-05 空燃比制御方法 Pending JPS6035148A (ja)

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