JPS6131640A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
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- JPS6131640A JPS6131640A JP15378984A JP15378984A JPS6131640A JP S6131640 A JPS6131640 A JP S6131640A JP 15378984 A JP15378984 A JP 15378984A JP 15378984 A JP15378984 A JP 15378984A JP S6131640 A JPS6131640 A JP S6131640A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1477—Introducing 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)
- F02D41/1483—Proportional component
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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。
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電子制御燃料噴射装置において行わ
れる内燃機関の空燃比制御方法に関し、特に該機関排気
管集合部に設けられた空燃比センサの劣化検出及び劣化
補正の制御に関する。本発明による内燃機関の空燃比制
御方法は自動車用エンジンの空燃比制御に用いられる。
れる内燃機関の空燃比制御方法に関し、特に該機関排気
管集合部に設けられた空燃比センサの劣化検出及び劣化
補正の制御に関する。本発明による内燃機関の空燃比制
御方法は自動車用エンジンの空燃比制御に用いられる。
従来、エンジン用の電子制御燃料噴射装置が知られてお
り、この種の装置の一例が第１図に示される。第１図に
おいては、自動車の動力源である公知の６気筒火花点火
式エンジン１、該エンジン１の吸気管２、該エンジン１
の排気管３、吸気管２に設けたエンジン吸入空気量を検
出する公知の吸入空気量検出装置４、吸気管２に設けた
公知の電磁式燃料噴射弁５、排気管３に設けた排気ガス
空燃比濃度を検出する公知の空燃比センサ６、排気管３
に設けた排気ガス浄化三元触媒７、エンジン１に設けた
回転数センサ８、および、エンジン１に供給する燃料量
を算出して燃料噴射弁５を駆動させる制御回路９が示さ
れている。
り、この種の装置の一例が第１図に示される。第１図に
おいては、自動車の動力源である公知の６気筒火花点火
式エンジン１、該エンジン１の吸気管２、該エンジン１
の排気管３、吸気管２に設けたエンジン吸入空気量を検
出する公知の吸入空気量検出装置４、吸気管２に設けた
公知の電磁式燃料噴射弁５、排気管３に設けた排気ガス
空燃比濃度を検出する公知の空燃比センサ６、排気管３
に設けた排気ガス浄化三元触媒７、エンジン１に設けた
回転数センサ８、および、エンジン１に供給する燃料量
を算出して燃料噴射弁５を駆動させる制御回路９が示さ
れている。
第１図装置における排気ガス浄化三元触媒７の触媒浄化
率特性が第２図に示される。第２図において、縦軸は触
媒浄化率Ｃ（％）、横軸は空燃比Ａ／Ｆをあられし、Ｌ
Ｎはリーンを、ＲＣＨはリンチを、λ＝１は理論空燃比
の１４．５を示す。Ｗは、ＨＣ，Ｃｏ、、ＮＯｘの３成
分が同時に９０％以上の浄化性能の得られる範囲（ウィ
ンドウ）を示す。従って、第１図装置においては、制御
空燃比を高い触媒浄化性能の得られる前記ウィンドウＷ
の範囲内に制御する工夫がされている。それには空燃比
センサにより排気ガスが理論空燃比より濃いか薄いかを
検出し、濃い場合には燃料噴射量を減少させ、薄い場合
には燃料噴射量を増大させるいわゆる閉ループ空燃比制
御が行われている。
率特性が第２図に示される。第２図において、縦軸は触
媒浄化率Ｃ（％）、横軸は空燃比Ａ／Ｆをあられし、Ｌ
Ｎはリーンを、ＲＣＨはリンチを、λ＝１は理論空燃比
の１４．５を示す。Ｗは、ＨＣ，Ｃｏ、、ＮＯｘの３成
分が同時に９０％以上の浄化性能の得られる範囲（ウィ
ンドウ）を示す。従って、第１図装置においては、制御
空燃比を高い触媒浄化性能の得られる前記ウィンドウＷ
の範囲内に制御する工夫がされている。それには空燃比
センサにより排気ガスが理論空燃比より濃いか薄いかを
検出し、濃い場合には燃料噴射量を減少させ、薄い場合
には燃料噴射量を増大させるいわゆる閉ループ空燃比制
御が行われている。
この閉ループ空燃比制御においては、空燃比セン号の排
気ガス空燃比検出機能の良否が制御空燃比を大きく左右
することが知られている。
気ガス空燃比検出機能の良否が制御空燃比を大きく左右
することが知られている。
一方、近年の低燃費、低フリクションを目的としたエン
ジン開発に伴い、エンジンの排出ガス温度は低下してお
り、したがって排気管３中に設けられる空燃比センサは
温度的に限界性能付近でしばしば使用されることになる
。このように空燃比セン号が排気ガス温度の低い条件下
で使用されるときには、空燃比センサ製造時に空燃比検
出機能のバラツキ、あるいは経時変化による空燃比検出
機能の低下等により、所望とする空燃比制御が実現でき
ない場合が顕著に出現することになる。この様な場合、
制御空燃比がウィンドウＷからはずれ、その結果、三元
触媒の浄化率が低下して排気エミションが悪化し、特に
ＮＯｘ排出レヘルが規制値をオーバするという問題が生
じる。また、ドライバビリティの悪化、燃費の悪化とい
う問題も生じる。第３図は、本発明者の調査結果で空燃
比検出機能劣化前の空燃比センサ（ＳＧ）及び空燃比検
出機能劣化後の空燃比センサ（Ｓ Ｂ）を使用した時の
１０モートエミッションの測定結果を示す図である。縦
軸１０モードＮＯｘ排出レベル、横軸１０モードＣＯ排
出レヘルを示す。空燃比検出機能の劣化により、ＮＯｘ
排出レヘルが規制値を大きく超える問題が生じている。
ジン開発に伴い、エンジンの排出ガス温度は低下してお
り、したがって排気管３中に設けられる空燃比センサは
温度的に限界性能付近でしばしば使用されることになる
。このように空燃比セン号が排気ガス温度の低い条件下
で使用されるときには、空燃比センサ製造時に空燃比検
出機能のバラツキ、あるいは経時変化による空燃比検出
機能の低下等により、所望とする空燃比制御が実現でき
ない場合が顕著に出現することになる。この様な場合、
制御空燃比がウィンドウＷからはずれ、その結果、三元
触媒の浄化率が低下して排気エミションが悪化し、特に
ＮＯｘ排出レヘルが規制値をオーバするという問題が生
じる。また、ドライバビリティの悪化、燃費の悪化とい
う問題も生じる。第３図は、本発明者の調査結果で空燃
比検出機能劣化前の空燃比センサ（ＳＧ）及び空燃比検
出機能劣化後の空燃比センサ（Ｓ Ｂ）を使用した時の
１０モートエミッションの測定結果を示す図である。縦
軸１０モードＮＯｘ排出レベル、横軸１０モードＣＯ排
出レヘルを示す。空燃比検出機能の劣化により、ＮＯｘ
排出レヘルが規制値を大きく超える問題が生じている。
しかし従来装置においては、空燃比センサがその機能を
全く失った場合には警告を発するように構成されたもの
もあるが、そこまでには至らない場合、すなわち空燃比
センサが上記の製造バラツキや経時変化等に起因するエ
ミションの悪化、ドライバビリティの悪化、燃費の悪化
等を惹起する程度に劣化してはいるが、なお空燃比検出
機能が有り、閉ループ空燃比制御が可能であるような場
合に対しては何ら対策が取られていない為、空燃比セン
サ劣化により排気ガスエミションが規制値をオーバする
問題をさけることができなかった。
全く失った場合には警告を発するように構成されたもの
もあるが、そこまでには至らない場合、すなわち空燃比
センサが上記の製造バラツキや経時変化等に起因するエ
ミションの悪化、ドライバビリティの悪化、燃費の悪化
等を惹起する程度に劣化してはいるが、なお空燃比検出
機能が有り、閉ループ空燃比制御が可能であるような場
合に対しては何ら対策が取られていない為、空燃比セン
サ劣化により排気ガスエミションが規制値をオーバする
問題をさけることができなかった。
本発明の目的は、上述の従来型における問題点にかんが
み、空燃比センサの劣化度合を検出して該劣化度合に応
じて閉ループ空燃比制御のパラメータの少なくとも１つ
以上を変更するという構想にもとづき、空燃比センサが
製造バラツギまたは経時変化などに起因して性能劣化し
所望の性能を得られなくなった場合にも、その劣化に対
して補正を行って排気ガスの空燃比を理論空燃比にもと
づく所定の空燃比範囲に常に正確に制御し、それにより
エミション、ドライバビリティ、および燃費の悪化を防
止することにある。
み、空燃比センサの劣化度合を検出して該劣化度合に応
じて閉ループ空燃比制御のパラメータの少なくとも１つ
以上を変更するという構想にもとづき、空燃比センサが
製造バラツギまたは経時変化などに起因して性能劣化し
所望の性能を得られなくなった場合にも、その劣化に対
して補正を行って排気ガスの空燃比を理論空燃比にもと
づく所定の空燃比範囲に常に正確に制御し、それにより
エミション、ドライバビリティ、および燃費の悪化を防
止することにある。
本発明においては、機関の回転数と吸入空気量を検出し
、該検出した回転数と吸入空気量から機関の所定作動周
期内に該機関に供給すべき基本燃料噴射量を算出し、該
機関の排気ガスの空燃比を空燃比センサにより検出し、
該検出した空燃比により該基本燃料噴射量を補正し、該
機関に供給する燃料量′の調整を繰り返すことにより該
機関の空燃比を所定空燃比範囲内に制御する、内燃機関
の閉ループ空燃比制御方法において、該空燃比センサの
劣化度合を該空燃比センサの出力電圧波形の微分波形に
基づいて検出し、該検出された劣化度合に応じて該閉ル
ープ空燃比制御パラメータの少なくとも１つ以上を変更
するとにより、その劣化に対し補正を行い空燃比センサ
の劣化に影響されず、常に所望とする高い触媒浄化性能
の得られる内燃機関の空燃比制御方法が提供される。
、該検出した回転数と吸入空気量から機関の所定作動周
期内に該機関に供給すべき基本燃料噴射量を算出し、該
機関の排気ガスの空燃比を空燃比センサにより検出し、
該検出した空燃比により該基本燃料噴射量を補正し、該
機関に供給する燃料量′の調整を繰り返すことにより該
機関の空燃比を所定空燃比範囲内に制御する、内燃機関
の閉ループ空燃比制御方法において、該空燃比センサの
劣化度合を該空燃比センサの出力電圧波形の微分波形に
基づいて検出し、該検出された劣化度合に応じて該閉ル
ープ空燃比制御パラメータの少なくとも１つ以上を変更
するとにより、その劣化に対し補正を行い空燃比センサ
の劣化に影響されず、常に所望とする高い触媒浄化性能
の得られる内燃機関の空燃比制御方法が提供される。
本発明は、本発明者の行った研究によって得られた下記
の知見に基づいている。
の知見に基づいている。
第４図ば空燃比センサの空燃比検出静特性を示す特性図
で、縦軸センサ出力電圧、横軸空燃比Ａ／Ｆをあられし
、ＬＮはリーンをＲＣＨはリンチを示す。
で、縦軸センサ出力電圧、横軸空燃比Ａ／Ｆをあられし
、ＬＮはリーンをＲＣＨはリンチを示す。
第４図中、Ａ、Ｂの空燃比センサの静特性が示されてい
るが、空燃比検出感度としては、破線で示したＢセンサ
の方が劣化していると言える。
るが、空燃比検出感度としては、破線で示したＢセンサ
の方が劣化していると言える。
一方、第５図は空燃比センサの空燃比検出動特性を示す
図で、空燃比Ａ／ＦがリーンＬＮからリンチＲＣＨにス
テップ変化した時のセンサ出力電圧の時系列挙動が示さ
れている。
図で、空燃比Ａ／ＦがリーンＬＮからリンチＲＣＨにス
テップ変化した時のセンサ出力電圧の時系列挙動が示さ
れている。
第５図中、Ｃ，Ｄの空燃比センサの動特性が示されてい
るが、空燃比検出応答性としてはＤセンサの方が劣化し
ていると言える。
るが、空燃比検出応答性としてはＤセンサの方が劣化し
ていると言える。
以上述べた様に、空燃比センサの空燃比検出機能の劣化
としては、静特性の劣化と動特性の劣化が考えられる。
としては、静特性の劣化と動特性の劣化が考えられる。
一方、第６図は第１図構成における閉ループ空燃比制御
実行中の空燃比センサの出力電圧挙動を示す波形図であ
る。本発明者は該空燃比センサの出力電圧波形から、静
特性及び動特性のどちらの劣化も検出できる極めて有効
な方法を見いだした。
実行中の空燃比センサの出力電圧挙動を示す波形図であ
る。本発明者は該空燃比センサの出力電圧波形から、静
特性及び動特性のどちらの劣化も検出できる極めて有効
な方法を見いだした。
即ち、第７図に示す様に、微小時間ΔＴにおける空燃比
センサ出力電圧変化ΔＶを用いて、ΔＶ／ΔＴ値を求め
、前記Δ■／ΔＴ値から空燃比センサの空燃比検出機能
の劣化を検出する方法である。
センサ出力電圧変化ΔＶを用いて、ΔＶ／ΔＴ値を求め
、前記Δ■／ΔＴ値から空燃比センサの空燃比検出機能
の劣化を検出する方法である。
静特性の劣化によりΔ■は小さくなる。又動特性の劣化
によりΔＴは長くな′る。従ってΔ■／ΔＴ値はどちら
の特性が劣化しても、小さくなるのは明らかである。数
学的には前記Δ■／ΔＴ値は、時間微分値として取り扱
うことができΔ■／ΔＴを波形（勾配）と定義する。本
発明者はこの点に注目し、第６図波形を微分処理し、前
記微分処理波形特性値と排気エミションとの相関を調査
した。
によりΔＴは長くな′る。従ってΔ■／ΔＴ値はどちら
の特性が劣化しても、小さくなるのは明らかである。数
学的には前記Δ■／ΔＴ値は、時間微分値として取り扱
うことができΔ■／ΔＴを波形（勾配）と定義する。本
発明者はこの点に注目し、第６図波形を微分処理し、前
記微分処理波形特性値と排気エミションとの相関を調査
した。
この結果を第８図に示す。
第８図に、第６図波形の微分処理波形が示される。微分
処理波形は、正の値を示す部分と負の値を示す２つの部
分に大別できる。微分値正部分は、空燃比センサ出力電
圧がリーンからリッヂ信号に変化するときの勾配（以下
リッチ勾配と称す）量を、微分値負部分は、リンチから
リーン信号に変化するときの勾配（以下リーン勾配と称
す）量を示している。
処理波形は、正の値を示す部分と負の値を示す２つの部
分に大別できる。微分値正部分は、空燃比センサ出力電
圧がリーンからリッヂ信号に変化するときの勾配（以下
リッチ勾配と称す）量を、微分値負部分は、リンチから
リーン信号に変化するときの勾配（以下リーン勾配と称
す）量を示している。
前記微分処理波形から求めたリーン勾配平均値、リンチ
勾配標準偏差値、リーン勾配平均値、り一ン勾配標準偏
差値の各特性値と１０モードＮＯｘ排出レヘルとの関係
が第９図（ａｌ、（ｂｌ、（Ｃ１、（ｄｌに示される。
勾配標準偏差値、リーン勾配平均値、り一ン勾配標準偏
差値の各特性値と１０モードＮＯｘ排出レヘルとの関係
が第９図（ａｌ、（ｂｌ、（Ｃ１、（ｄｌに示される。
いづれもＮＯｘ排出レベルと強い相関が存在する。これ
らの事実に基づき、本発明者は、空燃比センサの空燃比
検出機能の劣化を空燃比センサ出力電圧波形の微分処理
波形から容易に検出できることを発見した。
らの事実に基づき、本発明者は、空燃比センサの空燃比
検出機能の劣化を空燃比センサ出力電圧波形の微分処理
波形から容易に検出できることを発見した。
更に本発明による空燃比センサの空燃比検出機能劣化検
出時には、閉ループ空燃比制御における制御パラメータ
を、劣化度合に応じて変更し、制御空燃比を補正するこ
とにより、空燃比センサ劣化時においても、所望とする
高い触媒浄化性能が得られるようにした。以下その方法
について説明する。
出時には、閉ループ空燃比制御における制御パラメータ
を、劣化度合に応じて変更し、制御空燃比を補正するこ
とにより、空燃比センサ劣化時においても、所望とする
高い触媒浄化性能が得られるようにした。以下その方法
について説明する。
第１０図は閉ループ空燃比制御の処理手順の流れ図であ
る。また第１１図には第１０図流れ図の各ステップ３４
１〜Ｓ４５にそれぞれ対応した信号波形（１）〜（５）
が示される。第１１図において、（１）空燃比センサの
出力信号、（２）整形された信号、（３）遅延処理後の
信号、（４）積分処理後の信号、（５）スキップ処理後
の信号がそれぞれ示されており、また、ＲＣＨはリッチ
、ＬＮはリーン、ＤＲはリッチ遅延時間、ＤＬはリーン
遅延時間、ＩＮＴＧは積分信号、ＫＲはリッチ積分定数
、ＫＬはリーン積分定数、ＳＲはリッチスキップ量、Ｓ
Ｌはリーンスキップ量、Ｖ （Ｆ）は空燃比補正信号、
ＣＯＲ（ＲＣＨ）はリッチ補正、ＣＯＲ（ＬＮ）はリー
ン補正をそれぞれあられす。
る。また第１１図には第１０図流れ図の各ステップ３４
１〜Ｓ４５にそれぞれ対応した信号波形（１）〜（５）
が示される。第１１図において、（１）空燃比センサの
出力信号、（２）整形された信号、（３）遅延処理後の
信号、（４）積分処理後の信号、（５）スキップ処理後
の信号がそれぞれ示されており、また、ＲＣＨはリッチ
、ＬＮはリーン、ＤＲはリッチ遅延時間、ＤＬはリーン
遅延時間、ＩＮＴＧは積分信号、ＫＲはリッチ積分定数
、ＫＬはリーン積分定数、ＳＲはリッチスキップ量、Ｓ
Ｌはリーンスキップ量、Ｖ （Ｆ）は空燃比補正信号、
ＣＯＲ（ＲＣＨ）はリッチ補正、ＣＯＲ（ＬＮ）はリー
ン補正をそれぞれあられす。
第１０図、第１Ｆ図において、空燃比センサの出力電圧
波形（第１１図（１））はリッチリーン判定レベルＲＬ
と比較され、判定レベルＲＬより大きい場合にはリッチ
と判定されてＲＣＨレベルに、また判定レベルＲＬより
小さい場合にはリーンと判定されてＬ’Ｎレベルに整形
される（第１１図（２））。
波形（第１１図（１））はリッチリーン判定レベルＲＬ
と比較され、判定レベルＲＬより大きい場合にはリッチ
と判定されてＲＣＨレベルに、また判定レベルＲＬより
小さい場合にはリーンと判定されてＬ’Ｎレベルに整形
される（第１１図（２））。
第１１図（２）の整形波形は、遅延処理（ステップ５４
３）、積分処理（ステップ５４４）、スキップ処理（ス
テップ５４５）され、ステップＳ４６で基本燃料噴射量
を補正する空燃比補正信号Ｖ （Ｆ）が作成される。な
お、第１１図（１１における空燃比センサ出力電圧波形
は、第６図出力電圧波形に対応するものである。
３）、積分処理（ステップ５４４）、スキップ処理（ス
テップ５４５）され、ステップＳ４６で基本燃料噴射量
を補正する空燃比補正信号Ｖ （Ｆ）が作成される。な
お、第１１図（１１における空燃比センサ出力電圧波形
は、第６図出力電圧波形に対応するものである。
ここでＲＬＳＤＲ，、ＤＬ、ＫＲＳＫＬＳＳＲ。
ＳＬの各閉ループ空燃比制御パラメータは、制御空燃比
を左右する重要なパラメータであることは周知である。
を左右する重要なパラメータであることは周知である。
第１２図（ａｌ、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は該閉ループ
空燃比制御パラメータと、制御空燃比Ｃ（Ａ／Ｆ） 、
１０モードエミツシヨン（１０モードＮＯｘ排出レベル
、１０モードｃｏ排出レベル）を示す特性図である。こ
の様に制御パラメータの変更により、１０モードＮＯｘ
エミツシヨン値を任意に制御できるのが明らかである。
空燃比制御パラメータと、制御空燃比Ｃ（Ａ／Ｆ） 、
１０モードエミツシヨン（１０モードＮＯｘ排出レベル
、１０モードｃｏ排出レベル）を示す特性図である。こ
の様に制御パラメータの変更により、１０モードＮＯｘ
エミツシヨン値を任意に制御できるのが明らかである。
以上の見地に基づき、空燃比センサの空燃比検出機能劣
化時には、ＮＯｘ排出レベルが増大することが予想され
る為、ＲＬ大、又はＤ Ｒ／Ｄ Ｌ大、又はＫＲ／ＫＬ
大又はＳＲ／ＳＬ大となるよう、劣化度合に応じて、前
記制御パラメータを少なくとも１つ以上変更することに
より、ＮＯｘ排出レベルの低減を図ることが可能である
。更に、該制御パラメータに予め上、下限値を設定して
おき、変更量がその値に到達した時点で、空燃比センサ
の空燃比検出機能の過度劣化と判定し、空燃比センサの
交換を該機関運転者にうながす表示等を行うことが可能
である。
化時には、ＮＯｘ排出レベルが増大することが予想され
る為、ＲＬ大、又はＤ Ｒ／Ｄ Ｌ大、又はＫＲ／ＫＬ
大又はＳＲ／ＳＬ大となるよう、劣化度合に応じて、前
記制御パラメータを少なくとも１つ以上変更することに
より、ＮＯｘ排出レベルの低減を図ることが可能である
。更に、該制御パラメータに予め上、下限値を設定して
おき、変更量がその値に到達した時点で、空燃比センサ
の空燃比検出機能の過度劣化と判定し、空燃比センサの
交換を該機関運転者にうながす表示等を行うことが可能
である。
以下、その実施例について説明する。
本発明の一実施例としての内燃機関の閉ループ空燃比制
御方法を行う制御回路９０のブロック図が第１３図に示
される。この制御回路９０は第１図装置における制御回
路９の位置に配置される。
御方法を行う制御回路９０のブロック図が第１３図に示
される。この制御回路９０は第１図装置における制御回
路９の位置に配置される。
制御回路９０は、入力系統として、吸気量センサ４、空
燃比センサ６、その他の図示しないアナログセンサから
の信号を受けるマルチプレクサ９０１、ＡＤコンバータ
９０２、回転数センサ８の信号を受ける入力カウンタ９
０３、出力ポート９０４、及び出力ポートの出力に応じ
て、センサ劣化表示管１０のスイッチングを行うスイッ
チング回路９０５を有する。
燃比センサ６、その他の図示しないアナログセンサから
の信号を受けるマルチプレクサ９０１、ＡＤコンバータ
９０２、回転数センサ８の信号を受ける入力カウンタ９
０３、出力ポート９０４、及び出力ポートの出力に応じ
て、センサ劣化表示管１０のスイッチングを行うスイッ
チング回路９０５を有する。
制御回路９０はまた、バス９０６、ＲＯＭ９０７、ＣＰ
Ｕ９０８、ＲＡＭ９０９、出力カウンタ９１０およびパ
ワー駆動部９１１を有する。パワー駆動部９１１の出力
は燃料噴射弁５に供給される。
Ｕ９０８、ＲＡＭ９０９、出力カウンタ９１０およびパ
ワー駆動部９１１を有する。パワー駆動部９１１の出力
は燃料噴射弁５に供給される。
第１３図の制御回路を用いて行われる本発明の内燃機関
の空燃比制御方法が第１４図〜第１７図を参照しつつ以
下に説明される。第１４図には第１３図の制御回路９０
の制御プログラムの概略的な流れ図が示される。この制
御プログラムは閉ループ空燃比制御方法を行うためのも
のである。
の空燃比制御方法が第１４図〜第１７図を参照しつつ以
下に説明される。第１４図には第１３図の制御回路９０
の制御プログラムの概略的な流れ図が示される。この制
御プログラムは閉ループ空燃比制御方法を行うためのも
のである。
第１４図において、制御プログラムはステップＳｌにお
いてスタートし、ステップＳ２においてメモリ入出力ポ
ートの初期化を行う。ステップＳ３では吸入空気量のデ
ータＱとエンジン回転数データＮとから基本燃料噴射量
を社葬する。ステップＳ４では空燃比センサ６の信号を
用いて空燃比が一定となるように閉ループ空燃比制御を
行い、基本噴射量を補正する。
いてスタートし、ステップＳ２においてメモリ入出力ポ
ートの初期化を行う。ステップＳ３では吸入空気量のデ
ータＱとエンジン回転数データＮとから基本燃料噴射量
を社葬する。ステップＳ４では空燃比センサ６の信号を
用いて空燃比が一定となるように閉ループ空燃比制御を
行い、基本噴射量を補正する。
ステップＳ５ではエンジン１回転の判別を行い、ステッ
プＳ６ではエンジン１回転毎に１回行われる燃料噴射弁
５の開弁時間を、ステップＳ４の閉ループ空燃比制御に
より補正された噴射量に基づいて制御する。ステップＳ
７では、空燃比センサの劣化検出処理が行われ、劣化が
検出された時には、閉ループ空燃比制御パラメータの変
更処理が行われ、該劣化を補正する。第１５図〜第１７
図には第１４図ステップＳ７における空燃比センサ劣化
の検出および閉ループ空燃比制御パラメータの変更の処
理手順を示す流れ図が示される。
プＳ６ではエンジン１回転毎に１回行われる燃料噴射弁
５の開弁時間を、ステップＳ４の閉ループ空燃比制御に
より補正された噴射量に基づいて制御する。ステップＳ
７では、空燃比センサの劣化検出処理が行われ、劣化が
検出された時には、閉ループ空燃比制御パラメータの変
更処理が行われ、該劣化を補正する。第１５図〜第１７
図には第１４図ステップＳ７における空燃比センサ劣化
の検出および閉ループ空燃比制御パラメータの変更の処
理手順を示す流れ図が示される。
第１５図において、ステップ７０１で閉ループ空燃比制
御実行中であるかの判定を行いＹＥＳの場合ステップ７
０２に進みＮＯの場合ステップ７１０に進み、Ｎをクリ
ア（Ｎ＝０）する。ステップ７０２では、学習条件成立
中（エンジン運転条件が予め決められた空燃比センサの
劣化を検出する条件となっている）か否かの判定を行う
。ＹＥＳの場合ステップ７０３に進み、Ｎｏの場合ステ
ップ７１０に進みＮをクリアする。
御実行中であるかの判定を行いＹＥＳの場合ステップ７
０２に進みＮＯの場合ステップ７１０に進み、Ｎをクリ
ア（Ｎ＝０）する。ステップ７０２では、学習条件成立
中（エンジン運転条件が予め決められた空燃比センサの
劣化を検出する条件となっている）か否かの判定を行う
。ＹＥＳの場合ステップ７０３に進み、Ｎｏの場合ステ
ップ７１０に進みＮをクリアする。
ステップ７０３では以下の処理を一定時間毎（例えば３
２ｍ５ｅｃ毎）に行うための判別を行い、ＹＥＳの場合
ステップ７０４に進む。
２ｍ５ｅｃ毎）に行うための判別を行い、ＹＥＳの場合
ステップ７０４に進む。
ステップ７０４では、空燃比センサ出力電圧読み込み数
Ｎの値を１増加させ、ステップ７０５に進む。ステップ
７０５では、空燃比センサの出力電圧Ｖを読み込み、０
（Ｎ）（Ｎ＝１−２００）にストアし、ステップ７０
６に進む。ステップ７０６では、空燃比センサ出力電圧
読み込み数Ｎが所定の数（例えば２００）になったかの
判定を行い、ＹＥＳの場合ステップ７０７に進む。ステ
ップ７０７では、前記空燃比センサ出力電圧読み込みデ
ータから空燃比センサ劣化なしかの判定を行い、ＹＥＳ
の場合ステップ７０９でＮをクリアし終了する。ＮＯの
場合、ステップ７０８で制御パラメータの変更を行つて
からステップ７０９に進みＮをクリアし終了する。
Ｎの値を１増加させ、ステップ７０５に進む。ステップ
７０５では、空燃比センサの出力電圧Ｖを読み込み、０
（Ｎ）（Ｎ＝１−２００）にストアし、ステップ７０
６に進む。ステップ７０６では、空燃比センサ出力電圧
読み込み数Ｎが所定の数（例えば２００）になったかの
判定を行い、ＹＥＳの場合ステップ７０７に進む。ステ
ップ７０７では、前記空燃比センサ出力電圧読み込みデ
ータから空燃比センサ劣化なしかの判定を行い、ＹＥＳ
の場合ステップ７０９でＮをクリアし終了する。ＮＯの
場合、ステップ７０８で制御パラメータの変更を行つて
からステップ７０９に進みＮをクリアし終了する。
第１６図には、第１５図ステップ７０５における空燃比
センサ劣化検出の処理手順が、又、第１７図には第１５
図ステップ７０５における制御パラメータ変更の処理手
順が示される。
センサ劣化検出の処理手順が、又、第１７図には第１５
図ステップ７０５における制御パラメータ変更の処理手
順が示される。
第１６図においてステップ７０７−１では、第１５図ス
テップ７０５で取り込まれた空燃比センサ出力電圧の時
系列的データ０（１）〜０（２００）の微分処理を行い
、ステップ７０７−２に進む。
テップ７０５で取り込まれた空燃比センサ出力電圧の時
系列的データ０（１）〜０（２００）の微分処理を行い
、ステップ７０７−２に進む。
ステップ７０７−２では前記微分処理結果から、リーン
勾配平均値ＬＤＴを求め、ステップ７０７−３に進む。
勾配平均値ＬＤＴを求め、ステップ７０７−３に進む。
ステップ７０７−３では、前記ＬＤＴと予め記憶されて
いる正常空燃比センサのリーン勾配平均値Ｈと比較し、
ＬＤＴ≧ＨがＹＥＳの場合センサ正常と判定、Ｎｏの場
合センサ劣化と判定し、ステップ７０８に進み、制御パ
ラメータの変更処理を行う。
いる正常空燃比センサのリーン勾配平均値Ｈと比較し、
ＬＤＴ≧ＨがＹＥＳの場合センサ正常と判定、Ｎｏの場
合センサ劣化と判定し、ステップ７０８に進み、制御パ
ラメータの変更処理を行う。
第１７図において、ステップ７０８−１では、前記空燃
比センサのリーン傾向平均値ＬＤＴの値に応じ、リーン
積分定数ＫＬの変更を行い、ステップ７０８−２に進む
。ステップ７０８−２では予め設定されたＫＬの上限値
ＭＡＸＫＬと前記変更後のＫＬと比較し、ＫＬ＜ＭＡＸ
ＫＬ ＹＥ’Ｓの場合ステップ７０Ｂ−４へ、Ｎｏの
場合ステップ７０８−３へ進む。ステップ７０８〜３で
は、ＫＬをＭＡｘＫＬとし、ステップ７０８−６へ進む
。
比センサのリーン傾向平均値ＬＤＴの値に応じ、リーン
積分定数ＫＬの変更を行い、ステップ７０８−２に進む
。ステップ７０８−２では予め設定されたＫＬの上限値
ＭＡＸＫＬと前記変更後のＫＬと比較し、ＫＬ＜ＭＡＸ
ＫＬ ＹＥ’Ｓの場合ステップ７０Ｂ−４へ、Ｎｏの
場合ステップ７０８−３へ進む。ステップ７０８〜３で
は、ＫＬをＭＡｘＫＬとし、ステップ７０８−６へ進む
。
ステップ７０８−４では、予め設定されたＫＬの下限値
ＭＩＮＫＬと前記変更後のＫＬと比較し、ＫＬ＞ＭＩＮ
ＫＬ ＹＥＳの場合制御パラメータ変更処理は終了す
る。Ｎｏの場合ステップ７０８−５へ進む。ステップ７
０８−５では、ＫＬ＝ＭＩＮＫＬとし、ステップ７０８
−６へ進む。
ＭＩＮＫＬと前記変更後のＫＬと比較し、ＫＬ＞ＭＩＮ
ＫＬ ＹＥＳの場合制御パラメータ変更処理は終了す
る。Ｎｏの場合ステップ７０８−５へ進む。ステップ７
０８−５では、ＫＬ＝ＭＩＮＫＬとし、ステップ７０８
−６へ進む。
ステップ７０８−６では、空燃比センサ過度劣化処理と
し、フラグ５ＢＡＤを１にセントし、制御パラメータ変
更処理を終了する。前記５ＢＡＤフラグの値は、第１３
図出力ポート９０４に出力され、５ＢＡＤフラグ１セン
トの場合、スイッチング回路９０５が作動し、センサ劣
化表示管１０を点灯させ、運転者に空燃比センサの交換
をうながす構成となっている。
し、フラグ５ＢＡＤを１にセントし、制御パラメータ変
更処理を終了する。前記５ＢＡＤフラグの値は、第１３
図出力ポート９０４に出力され、５ＢＡＤフラグ１セン
トの場合、スイッチング回路９０５が作動し、センサ劣
化表示管１０を点灯させ、運転者に空燃比センサの交換
をうながす構成となっている。
本発明の実施にあたっては、前述の実施例のほかに種々
の変形形態をとることができる。
の変形形態をとることができる。
例えば、前述の実施例では、空燃比センサ出力電圧値の
読み込みを２００個としたが、これに限らず、他の任意
の適当な読み込み数としてもよい。
読み込みを２００個としたが、これに限らず、他の任意
の適当な読み込み数としてもよい。
又、空燃比センサの空燃比検出機能の劣化をり−ン勾配
平均値から判定を行っているが、これに限らず、リーン
勾配最大値、リーン勾配偏差値、リンチ勾配平均値、リ
ーン勾配最大値、リーン勾配偏差値等、他の微分処理特
性値を用いてもよく、また１つの特性値に限らず、２つ
以上の特性値を用いて、空燃比センサの劣化を判定して
もよい。
平均値から判定を行っているが、これに限らず、リーン
勾配最大値、リーン勾配偏差値、リンチ勾配平均値、リ
ーン勾配最大値、リーン勾配偏差値等、他の微分処理特
性値を用いてもよく、また１つの特性値に限らず、２つ
以上の特性値を用いて、空燃比センサの劣化を判定して
もよい。
更に、閉ループ空燃比制御パラメータの変更としてＫＬ
の変更を行ったが、これに限らず、ＲＬ、ＤＲ，、ＤＬ
、ＫＲ，ＳＲ，ＳＬ等他の制御パラメータの変更でもよ
く、又１つの制御パラメータに限らず、２つ以上の制御
パラメータを変更してもよい。
の変更を行ったが、これに限らず、ＲＬ、ＤＲ，、ＤＬ
、ＫＲ，ＳＲ，ＳＬ等他の制御パラメータの変更でもよ
く、又１つの制御パラメータに限らず、２つ以上の制御
パラメータを変更してもよい。
本発明によれば、検出された空燃比センサの劣化度合に
応じて、閉ループ空燃比制御パラメータの少なくとも１
つ以上が変更されるので、空燃比センサの製造バラツキ
または経時変化などに起因して性能劣化し所望の性能を
得られなくなった場合にも、その劣化に対して補正を行
なって排気ガスの空燃比を理論空燃比にもとづく所定の
空燃比範囲に常に正確に制御でき、それによりエミッシ
ョン、ドライバビリティおよび燃費の悪化を防止するこ
とができる。
応じて、閉ループ空燃比制御パラメータの少なくとも１
つ以上が変更されるので、空燃比センサの製造バラツキ
または経時変化などに起因して性能劣化し所望の性能を
得られなくなった場合にも、その劣化に対して補正を行
なって排気ガスの空燃比を理論空燃比にもとづく所定の
空燃比範囲に常に正確に制御でき、それによりエミッシ
ョン、ドライバビリティおよび燃費の悪化を防止するこ
とができる。
第１図は内燃機関の電子制御燃料噴射装置を示す系統図
、第２図は第１図装置における排気ガス浄化三元触媒の
浄化率を示す特性図、第３図は、空燃比センサ劣化前、
劣化後の１０モードエミシヨンを示す特性図、第４図は
空燃比センサの静特性を示す特性図、第５図は空燃比セ
ンサの動特性を示す特性図、第６図は閉ループ空燃比制
御実行中の空燃比センサの出力電圧を示す波形図、第７
図は波形勾配ΔＶ、ΔＴを定義する説明図、第８図は、
第６図波形図の微分処理後の波形図、第９図は、各微分
処理特性値と１０モードＮＯｘエミシヨンの関係を示す
特性図、第１０図は閉ループ空燃比制御を行う為の基本
燃料噴射量を補正する補正量を求める手順を示す流れ図
、第１１図は第１０図の各ステップに対応する信号波形
図、第１２図は閉ループ空燃比制御の各制御パラメータ
と１０モードエミシヨンの関係を示す特性図、第１３図
は、本発明の一実施例として内燃機関の空燃比制御方法
を行う制御回路のブロック図、第１４図は第１３図制御
回路を用いて内燃機関の空燃比を制御する場合の処理手
順を示す流れ図、第１５図は空燃比センサ劣化検出及び
制御パラメータ変更処理を示す概略的な流れ図、第１６
図は空燃比センサ劣化検出の詳細な流れ図、第１７図は
閉ループ空燃比制御パラメータ変更の詳細な流れ図を示
す。 １・・・エンジン、２・・・吸気管、３・・・排気管、
４・・・吸入空気量検出装置、５・・・電磁式燃料噴射
弁、６・・・空燃比センサ、７・・・三元触媒、８・・
・回転数センサ、９・・・制御回路。 第３図 第゛４ 図 第５図 袋 ！＋闇 釦蔦ヰを才幻電斤ｆｆ） 第９図 （ｂ） １八ｙ子勾ｌｔ２！、オ）１５ネイ届クトイＪ（第９図 （Ｃ’） （ｄ） 第１０図 第１１図 ＣＯＲ（ＬＮ） 第１４図 第１５図
、第２図は第１図装置における排気ガス浄化三元触媒の
浄化率を示す特性図、第３図は、空燃比センサ劣化前、
劣化後の１０モードエミシヨンを示す特性図、第４図は
空燃比センサの静特性を示す特性図、第５図は空燃比セ
ンサの動特性を示す特性図、第６図は閉ループ空燃比制
御実行中の空燃比センサの出力電圧を示す波形図、第７
図は波形勾配ΔＶ、ΔＴを定義する説明図、第８図は、
第６図波形図の微分処理後の波形図、第９図は、各微分
処理特性値と１０モードＮＯｘエミシヨンの関係を示す
特性図、第１０図は閉ループ空燃比制御を行う為の基本
燃料噴射量を補正する補正量を求める手順を示す流れ図
、第１１図は第１０図の各ステップに対応する信号波形
図、第１２図は閉ループ空燃比制御の各制御パラメータ
と１０モードエミシヨンの関係を示す特性図、第１３図
は、本発明の一実施例として内燃機関の空燃比制御方法
を行う制御回路のブロック図、第１４図は第１３図制御
回路を用いて内燃機関の空燃比を制御する場合の処理手
順を示す流れ図、第１５図は空燃比センサ劣化検出及び
制御パラメータ変更処理を示す概略的な流れ図、第１６
図は空燃比センサ劣化検出の詳細な流れ図、第１７図は
閉ループ空燃比制御パラメータ変更の詳細な流れ図を示
す。 １・・・エンジン、２・・・吸気管、３・・・排気管、
４・・・吸入空気量検出装置、５・・・電磁式燃料噴射
弁、６・・・空燃比センサ、７・・・三元触媒、８・・
・回転数センサ、９・・・制御回路。 第３図 第゛４ 図 第５図 袋 ！＋闇 釦蔦ヰを才幻電斤ｆｆ） 第９図 （ｂ） １八ｙ子勾ｌｔ２！、オ）１５ネイ届クトイＪ（第９図 （Ｃ’） （ｄ） 第１０図 第１１図 ＣＯＲ（ＬＮ） 第１４図 第１５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 機関の回転数と吸入空気量を検出し、該検出した回
転数と吸入空気量から機関の所定作動周期内に該機関に
供給すべき基本燃料噴射量を算出し、該機関の排気ガス
の空燃比を空燃比センサにより検出し、該検出した空燃
比により該基本燃料噴射量を補正し、該機関に供給する
燃料量の調整を繰り返すことにより該機関の空燃比を所
定空燃比範囲内に制御する、内燃機関の閉ループ空燃比
制御装置において、該空燃比センサの劣化度合検出手段
及び、前記劣化度合検出手段により検出された空燃比セ
ンサの劣化度合に応じ前記閉ループ空燃比制御パラメー
タの変更を行うことを特徴とする内燃機関の空燃比制御
装置。 ２ 空燃比センサの出力電圧波形の時間微分処理を用い
て前記劣化度合を検出する特許請求の範囲第１項記載の
内燃機関の空燃比制御装置。 ３ 空燃比センサ出力電圧波形の時間微分処理後の正の
値の平均値、偏差値、最大値又は負の値の平均値、偏差
値、最大値の少なくとも１つ以上の値を用いて前記劣化
度合を検出する特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の
空燃比制御装置。 ４ 前記空燃比センサ劣化検出時には、その劣化度合に
応じて、前記閉ループ空燃比制御パラメータの少なくと
も１つ以上の変更を行う、特許請求の範囲第１項記載の
内燃機関の空燃比制御装置。 ５ 予め閉ループ空燃比制御パラメータに上限値、下限
値を設けておき、前記パラメータ変更により、前記上限
値又は下限値に達した時点で、空燃比センサ過度劣化と
判定し、該機関運転に通告する特許請求の範囲第１項記
載の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15378984A JPS6131640A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 空燃比制御装置 |
| US06/757,846 US4624232A (en) | 1984-07-23 | 1985-07-22 | Apparatus for controlling air-fuel ratio in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15378984A JPS6131640A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131640A true JPS6131640A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0526938B2 JPH0526938B2 (ja) | 1993-04-19 |
Family
ID=15570168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15378984A Granted JPS6131640A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4624232A (ja) |
| JP (1) | JPS6131640A (ja) |
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| JP2013068124A (ja) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置 |
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| US4121548A (en) * | 1976-08-08 | 1978-10-24 | Nippon Soken, Inc. | Deteriorated condition detecting apparatus for an oxygen sensor |
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1984
- 1984-07-23 JP JP15378984A patent/JPS6131640A/ja active Granted
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1985
- 1985-07-22 US US06/757,846 patent/US4624232A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPH0526938B2 (ja) | 1993-04-19 |
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