JPS61129444A - 電子制御エンジンの空燃比フイ−ドバツク制御方法 - 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〕 本発明は電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御
方法に係り、特に、酸素濃度センサーの劣化やばらつき
による検出信号の偏倚を補償して正確なる空燃比に制御
できる電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御方
法に関する。

〔従来技術〕

従来のこの種の電子制御エンジンの空燃比フィードバッ
ク制御方法は、エンジンの排気マニホールドに設けた酸
素濃度（０２）センサーからの検出信号を基準値と比較
し、その比較結果が基準値を超えているか否か（より、
リーン制御又はリッチ制御に切り換え、しかも、リッチ
制御・リーン制御の切シ換えの際には、前記基準値を超
えた時点から一定時間遅延させ、これにより円滑に理論
空燃比に制御するものである。しかして、上記基準値や
上記一定時間（これを以下では「ディレィ時間ＴＤＲＪ
という）は、エミッションを評価して経験的に決定され
ており、上記基準値は０．４５　［：Ｖ’〕程度の値が
採用され、また、ディレィ時間ＴＤＲは、通常、エンジ
ン回転数、燃料噴射量等の運転状態の関数で与えられて
いる。ディレィ時間ＴＤＲは、０２センサーの特性変化
に対する関数とはなっていなかった。

ところで、従来より０２センサーの出力特性は、第４図
（ｍ）に示すような正常な０２センサーの出力特性から
、その使用のされ方によって劣化されることにより、あ
るいは製造上のばらつきにより、リッチ側（同図外参照
）又はり−ン側（同図Ｏ参照）にずれてしまうことが知
られている。これは、低速走行パターンでのＰ、Ｐｄ被
毒にょろり−７ずれ、高速走行パターンでの電極の熱劣
化によるリッチすれとなっている。

このように０２センサーの出力特性は変化するので、従
来の運転状態だけで決定されているディレィ時間ＴＤＲ
Ｏ値では、０２センサーの出力特性のばらつきによシ制
御空燃比がばらつき、エミッションがばらついてしまう
という問題を有している。

そこで、従来のフィードバック制御方法では、まず、０
２センサーを耐久試験して０２センサーの劣化のされ方
を調査し、これに基づいて経験的に基準値及びディレィ
時間ＴＤＲｉ決定することにより、あるいは製造品質の
ばらつきを小さくすることによシ前記問題点を解消して
きた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、最近のエンジンは、四バルブ化、過給気
化されてきており、これによりエンジンの使用域が従来
のものに比較して大幅に拡大してき次ため、ｏ２センサ
ーの劣化のされ方が走行パターンによって大きく変化す
るようになってきている。このため、従来のようなディ
レィ時間ＴＤＲの決定の仕方ではエミッションが大きく
ばらついてしまうといり問題があった。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであシ、
その目的は０２センサーの劣化状態や製造品質のばらつ
きにもかかわらず制御空燃比を理論空燃比に制御できる
電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御方法を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、エンジンの排気
マニホールド等に設は九０２センサーからの検出信号を
基準値と比較し、その比較結果が基準値を超えているか
否かで空燃比をリーン又はリッチ制御に切り換えると共
に、リッチ制御・リーン制御の切り換えの際に前記検出
信号が基準値を超えた時点から一定のディレィ時間ＴＤ
Ｒ’ｉもって切９換え？遅延させることにより円滑に理
論空燃比に制御する電子制御エンジンの空燃比フィード
バック制御方法において、フィードバック制御している
際の０２センサーの検出信号の最小値を所定の設定範囲
と比較し、その範囲を超えたときに、前記ディレノ時間
Ｔ■Ｒを補正するものでおる。

〔作用〕

前記Ｏ？センサーからの検出信号の最小値をフィードバ
ック制御中に常に監視する。その最小値が所定の設定範
囲を超えたときには、０２　センサーに劣化、あるいは
、ばらつきが生じたものとして、空燃比制御用のディレ
ィ時間ＴＤＲｔ最適なものに修正する。このように、Ｏ
ｚセンサーの出力特性が変化したときには、それに応じ
てディレィ時間ＴＤＲも変化させているので、常に理論
空燃比に円滑に制御できることになる。

〔実施例〕

以下、本発明上図示の実施例に基づいて説明する。それ
では、まず１図面について説明し、次いで実施例を説明
する。

第１図（１）及び（ＩＩ）は本発明に係る電子制御エン
ジンの空燃比フィードバック制御方法の概要を示すフロ
ーチャート、第２図は本実施例が適用される電子制御エ
ンジンの全体構成図、第３図は第２図のエンジンで用い
られる制御装置の詳細構成を示すブロック図である。

第２図において、符号１はエンジンを示しておシ、該エ
ンジン１はシリンダブロック２とシリンダヘッド３とを
有しており、シリンダブロック２はその内部に形成され
たシリンダボアにピストン４を受入れており、そのピス
トン４の上方に前記シリンダヘッドと共働して燃焼室５
を郭定している。

シリンダヘッド３には吸気ボート６と排気ボート７とが
形成されてお９、これらポートは各々吸気パルプ８と排
気バルブ９により開閉されるようになっている。また、
シリンダヘッド３には点火プラグ１９が取付けられてい
る。点火プラグ１９はイグニッションコイル２６が発生
する電流をディストリビュータ２７ｔ−経て供給され、
燃焼室５内にて放電による火花を発生するようになって
いる。

吸気ボート６には、吸気マニホールド１１、サージタン
ク１２．スロットルボディ１３、吸気チューブ１４、エ
ア７０メータ１５．エアクリーナ１６が順に接続されて
いる。

また、排気ボート７には、排気マニホールド１７、排気
管１８が順に接続されている。

１１　　　　吸気マニホールド１１の各吸気ボートに対
する接続端近くには燃料噴射弁２０が取付けられている
。燃料噴射弁２０には燃料タンク２１に貯容さｎている
ガソリンの如き液体を燃料ポンプ２２により燃料供給管
２３を経て供給されるようになっている。

スロットルボディ１３には吸入空気ｉｔ制御するスロッ
トルバルブ２４が設けられており、このスロットルバル
ブ２４はアクセルペダル２５の踏込みに応じて駆動され
るようになっている。

エアフロメータ１５は工／ジ／吸気系＋！ｉ−流れる空
気の流量を検出し、それに応じた信号上制御装置５０へ
出力するよ５になっている。

ディストリビュータ２７には、こｎの回転数及び回転位
相、換言すればエンジン回転数とクランク角を検出する
回転数セ／す２９が組込まれており、この検出信号は制
御装置５０に入力されるようになっている。また、制御
装置５０には、吸気温センサ５８、水温センサ５９．０
２センサ６０及びアクセルセンサ７０からの各信号が供
給されている。

制御装置５０はマイクロコンピュータであってよく、そ
の−例がＩ！３図に示されている。このマイクロコンピ
ュータは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５１と、リード
オンメモリ（ＲＯＭ）５２と、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）５３と、通電停止後も記憶を保持するもう一
つの不揮発性ランダムアクセスメモリ（Ｃ−ＲＡＭ）５
４と、マルチプレクサ金有するＡ　／　Ｄ変換器５５と
、バッファを有するＩ１０装置５６ｔ−有し、こｎらけ
コモンバス５７によシ互に接続されている。

ここで、Ｃ−ＲＡＭ５４には後述する空燃比フィードバ
ック制御に用いられる各種センサからのデータが格納さ
れる。

Ａ　／　Ｄ変換器５５には、エアフロメータ１５で検出
される空気流量信号と、吸気温センサ５８で検出される
吸気温度信号と、水温センサ５９で検出される水温信号
と、０２センサ６０から出力される酸素濃度検出信号と
、スロットルセンサ７０で検出さＣるスロットル弁開度
信号とが入力され、該Ａ／Ｄ変換器５５ｆ′ｉ、それら
のデータをＡ／Ｄ変換してＣＰＵ５１の指示に従い所定
の時期にＣＰＵ５１及びランダムアクセスメモリ５３あ
るいは５４へ出力するになっている。また、Ｉ１０装置
５６には、回転数センサ２９より出力されるエンジン回
転数信号及びクランク角信号が入力され、Ｉ１０装置５
６はそれらのデータをＣＰＵ５１の指示に従い所定の時
期にＣＰＵ５　Ｌ及びランダムアクセスメモリ５３ある
いは５４へ出力するようになっている。

ｃｐｔｒｓ　ｉは各センサによシ検出されたデータに基
づいて燃料噴射量を計算し、それに基づく信号＋１Ｉ１
０装置５６を経て燃料噴射弁２０へ出力するようになっ
ている。この場合の燃料供給量の制御はエア７０メータ
１５が検出する空気流量と回転数センサ２９が検出する
エンジン回転数とにより求められた基本燃料量を、吸気
温センサ５８により検出された吸気温度と、水温センサ
５９によシ検出された水温と、０２センサ６０によシ検
出された空燃比と、及びアクセルセンサ７０により検出
されたスロットル弁開度に応じて修正することにより行
われる。

さらに、ＣＰＵ５１は、これが算出した基本燃料量と、
回転数セ／す２９により検出されたエンジン回転数及び
クランク角と、吸気温センサ５８により検出された吸気
温度とに基づき最適点火時期信号をリードオンリメモリ
５２より読出し、これ’１Ｉ１０装置５６より点火コイ
ル２６へ出力するようになっている。

次に第１図に制御装置５ｏにより実行されるディレィ時
間ＴＤＨの補正プログラムの概略の内容を示す。

第１図（１）は本発明の０２センサ一出力信号の最小値
を学習するルーチンを示しており、同図（ＪＴ）は本発
明において用いるディレィ時間の学習ルーチンを示して
いる。

第１図（１）において、ステップ１００で当該ルーチン
が起動されると、ステップ１０１に移る。

ステップ１０１では０２センサー６ｏからの出力信号ｖ
ｏをＡ／Ｄ変換器５５で読み込む。ステップ１０２では
フィードバック制御中か否かを判定（フラグが立ってい
るか否かで判定する）し、フィードバック制御中と判定
された場合は、ステップ１０３に進むが、フィードバッ
ク制御中でないと判定された場合はこの九−チンを終了
する。ステップ１０３では、エンジンの運転域が０２セ
ンサー６０の出力信号ｖｏの最小値の学習領域が判定す
る。この判定はエンジン回転Ｎｇと、噴射量ＴＰ等で判
定することにしている。学習領域の場合には、ステップ
１０４に進み、学習領域でないときはこのルーチンを終
える。ステップ１０４では、０２センサー６０の出力が
基準値としての０．４５Ｖより小さいか判定しくリーン
）、小さい（リーンの）ときはステップ１０５に進み、
大きい（リッチの）ときはステップ１０７に進む。ステ
ップ１０５では、０２センサー６０からの出力信号ｖｏ
が最小値Ｖｏ’　ｍｉｎの学習値より小さいか否かｔ判
定し、小さいときはステップ１０６に進み、大きいとき
はこのルーチンを終了する。ステップ１０６では、０２
センサー６０の出力の最小値Ｖ６’ｍｉｎの学習値を書
き換えて処理を終了する。

ステップ１０７では、学習値Ｖ　６’　ｍｊ　ｎが０．
４５より小さいか否かを判定し、小さいときはステップ
１０８に進み学習値Ｖ６ｍｉｎにＶｏ’ｍｉｎ　　を設
定する書き換えを実行する。ステップ１０７での判定が
大きいときと、ステップ１０８からステップ１０９に進
み、このステップ１０９で学習値７０１ｍ１ｎＫ０．４
５ｉ設定するり七ツ［−行う。

第１図（Ｉｆ）に示すディレィ時間の学習ルーチンにお
いて、ステップ１１０で当該ルーチンが起動され、ステ
ップｌｌｌでは、０２センサー６０の出力信号ｖｏの最
小値の学習値Ｖｏｍｉｎが第１の設定値ＶＱｌｉ＋より
大きいかを判定し、大きいと判定されたときけ０２セン
サー６０かり−７ずれしていると判定し、ステップ１１
２に進み、小さいと判定さｎたときはステップ１１３に
進む。ステップ１１２ではディレィ時間ＴＤＲＫＯ２セ
ンサー６０のリーンずれ補正分αを加算する。ステップ
１１３では０２センサー６０からの出力信号ｖ。

の最小値の学習値Ｖｎｍｉｎが第２の設定値Ｖｏ　８ｔ
より小さいか否かを判定し、小さいと判定されたときは
０２センサー６０がリッチずれしていると判定し、ステ
ップ１１４に進み、大きいと判定されたときはこのルー
チンを終える。ステップ１１４ではディレィ時間ＴＤＲ
から０２センサー６ｏのリッチずれ補正分β？減算する
。

以上のような方法ｆｃもって、ｏ２センサー６゜の出力
の最小値Ｖ６　ｍｉｎ　’ｃ学習することにより、ディ
レィ時間ＴＤＲｆｃ学習することができ、　０２センサ
ー６０の劣化のされ方、ばらつきによらず、制御空燃比
を理論空燃比に制御でき、エミッションのばらつきを押
えることができる、 上述の寮施例は要するに、フィードバック制御中の０２
　センサー６ｏの出方信号ｖｏの最小値ＶＯｍｉｎが、
定められた範囲Ｖ。３□〜ｖ０８□（Ｖｏ　ｓ＋＞　ｖ
ｏ　９２）をはずれたときに、リッチ制御・リーン制御
の切９換え時点に用いるディレィ時間ＴＤＲｆ！：その
はずれの方向に応じて最適なものに設定しなおすように
したものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、フィードバック制御
中の０２センサーの出力信号の最小値が所定範囲を超え
たときに、その超えた範囲に応じて、リッチ制御・リー
ン制御の切り換時点に用いるディレィ時間を最適なもの
に設定しなおすので、０２センサーの劣化やばらつき等
に影響されず、理論空燃比に制御できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）及び（ＩＩ）は本発明の実施例を示すフロ
ーチャート、第２図は本発明が適用される電子制御エン
ジンの全体構成図、第３図は同エンジンに用いられる制
御装置を示すブロック図、第４図は０！センサーの出力
信号を示す波形図である。 ■・・・エンジン、５０・・・制御装置、６０・・・０
２センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気マニホールド等に設けた酸素濃度
   センサーからの検出信号を基準値と比較し、その比較結
   果が基準値を超えているか否かで空燃比をリーン又はリ
   ッチ制御に切り換えると共に、リッチ制御・リーン制御
   の切り換えの際に前記検出信号が基準値を超えた時点か
   ら一定のディレィ時間をもつて切り換えを遅延させるこ
   とにより、理論空燃比に制御する電子制御エンジンの空
   燃比フィードバック制御方法において、フィードバック
   制御している際の酸素濃度センサーの検出信号の最小値
   を所定の設定範囲と比較し、比較結果がその範囲を超え
   たときに上記ディレィ時間を補正することを特徴とする
   電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御方法。