JPS62182456A - 内燃機関の空燃比制御方法 - 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］ 本発明は内燃機関の空燃比制御方法に係り、特にリーン
センサを用いて空燃比を理論空燃比より希薄側の［１標
空燃比にフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御
方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、理論空燃比より１ｕ薄側の空燃比領域で排ガ
ス中の残留酸素濃度に比例した信号を出力するリーンセ
ンサを用い、以下の式に従って燃料噴射ＩＴＡＵを定め
、燃料噴射弁を開閉してこの燃ネ４噴射量ＴＡＵに相当
する闇の燃料を噴射して空燃比を理論空燃比より希薄側
の目標空燃比にフィードバック制御する空燃比ＩＪ　Ｗ
方法が知られている。

ＴＡＵ＝ＴＰ−ＫＬＥＡＮ＠ＦＡＦ＠Ｋ・・・（１）た
だし、ＴＰは機関回転数と機関負荷（吸入空気ｒ、）、
吸気管圧力等）とで定められる基本燃料噴射）１）、、
ＫＬＥＡＮは機関運転状態に応じて変化される（例えば
、機関負荷が小さくなるに従って小さくされる）１以下
のり一ン補正係数、ＦＡＦはリーンセンサ出力が１」標
値より小さいとき所定偵小さくされかつリーンセンサ出
力が１１標イｔ（より大きいとき所定イメ１大きくされ
る空燃比フィードバック補１１：、係数、には１Ｉｉｆ
時（加減速時等）の補（Ｆ係数である。

かかる空燃比制御方法では、基本燃料噴射量ＴＰを機関
負荷と機関回転数に基づいて略理論空燃比に対応する値
に定めると共にリーン補正係ｆｉＫＬＥＡＮを運転状態
に応じて変化させることにより、）、Ｉ；、木燃ネ４噴
射にＴＰとリーン補正係数ＫＬＥＡＮとの積が理論空燃
比より稀薄側の目標空燃比に略対応す′る値にされる。

そして１機関運転状態に応じて変化される目標値とリー
ンセンサ出力とを比較して空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦを１近傍の値で変化させることにより、同時に
基本燃料噴射１ｉｉ　Ｔ　Ｐとリーン補正係数との積で
表される燃料噴射量が補正され燃料噴射ｆｄＴＡＵに相
当する量の燃料が噴射されて空燃比が理論空燃比より稀
薄側の目標空燃比にｆｆｊ制御される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、燃料が噴射されてから噴射された燃料に
よる橘ガスがリーンセンサの検出部位に到達するまでに
所定時間かかり、従来のように運転状！出に応じて１１
！５値と燃料噴射量とを同時に変化させると、所定時間
前の損気空燃比と変化された［１標イメｉとが比較され
て空燃比フィードバック補正係数が誤補正され、ドライ
バビリティおよび４Ｊｌ気エミツシヨンが悪化する、と
いう問題があった。すなわち、第２図に示すように、リ
ーン補ＩＩ：係数ＫＬＥＡＮを０．７１３　（空燃比Ａ
／Ｆで１９）から０．８３　（空燃比Ａ／Ｆで２３）に
変化させて４気筒機関の各気筒毎に燃料を噴射した場合
を考えると、従来ではり一ン補正係ａＫＬＥＡＮが変化
されると燃料噴射ＩＴＡＵと■標イ１とが同時に変化さ
れる。このとき、特定気筒についてリーン補１Ｆ係数Ｋ
ＬＥＡＮに応じて減少された燃料による排ガスがリーン
センサの検出部位まで到達するのに吸入・圧縮・爆発や
排気の４行程を経なければならないので、噴射してから
約７２０℃Ａの遅れがある。このため、リーンセンサは
約７２０　”ＯＡ前の排気空燃比を検出することになり
、この空燃比と新しく変化された目標イ１とが比較され
て空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが小さくされ、
このフィードバック補正係数ＦＡＦによって補正されて
次の気筒の燃料が噴射される。従って、空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦが徐々に小さくなり、リーン補正
係数ＫＬＥＡＮによって減少された燃料噴射量が空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦによって更に減少され、
空燃比が機関要求空燃比よりリーン側にずれてしまう、
逆に、運転状ＬＱに応じて空燃比をリッチ側に変化させ
る場合には、空燃比が目標空燃比よリリッチ側にずれて
しまう。

本発明は、上記問題点を解決すべく成されたもので、空
燃比フィードバック制御中に目標空燃比が変化した場合
でも空燃比が誤補正されないようにした内燃機関の空燃
比制御方法を提供することをＩＩ的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 上記「１的を達成するために本発明は、運転状態に応じ
て燃料噴射Ｉ＾を変化させると共に、理論空燃比より希
薄側の領域で出力される排ガス中の残留酸素濃度に比例
した信号と運転状７１ｉに応じて変化される目標値とを
比較することにより定められるフィードバック補正係数
によって燃料噴射量を補正して、空燃比を理論空燃比よ
り希薄側の目標空燃比にフィードバック制御する内燃機
関の空燃比制御方法において、燃料噴射量を変化させて
から所定期間経過後に目標値を変化させることを特徴と
する。

［作用１ 本発明によれば、運転状態が変化したときには、燃料噴
射量が変化されると共に、所定期間内は変化前の運転状
！ムに応じた目標イボｉと残留酸素濃度に比例した信号
とが比較されて定められたフィードバック補正係数によ
って燃料噴射量が補正され、空燃比が１−１標空燃比に
制御される。運転状態が変化した時点から所定期間経過
したときには、１１標値が運転状ｆｆｊに応じたイボ１
に変化され、これによって燃料噴射ｔＩｔが補正される
。すなわち、運転状態が変化したときには、燃料噴射量
が変化されるが所定期間の間は過去の運転状態に応じた
１］標値とその時点の信号から求められたフィードバッ
ク補正係数によって燃料噴射量が補正される。この所定
期間としては、噴射された燃料が排気系に到達するまで
の期間が好ましい。

［効果］ 以上説明したように本発明によれば、燃料噴射量変化時
点に対して目標値の変化時点を遅延させているので、過
去に噴射された燃料による排ガスによって空燃比が誤補
正されるのが防止される、という効果が得られる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第３図は本発明が適用可能な内燃機関（エンジン）を示
すもので、エアクリーナ（図示せず）の下流側には、ス
ロットル弁８が配置され、このスロットル弁８にスロッ
トル弁全開状態（アイドル位置）でオンするアイドルス
イッチ１０が取付けられ、スロットル弁８の下流側にサ
ージタンク１２が設けられている。このサージタンク１
２には、ダイヤフラム式の圧力センサ６が取付けられて
いる。また、スロットル弁８を迂回しかつスロットル弁
上流側とスロットル弁下流側のサージタンク１２とを連
通ずるようにバイパス路１４が設けられている。このバ
イパス路１４には４極の固定子を備えたパルスモータ１
６ＡによってＮ度が調節されるアイドルスピードコント
ロール（ＩｓＣ）バルブ１６Ｂが取付けられている。サ
ージタンク１２は、インテークマニホールド１８及び吸
気ボート２２を介してエンジン２ｏの燃焼室に連通され
ている。そして、このインテークマニホールド１８内に
突出するよう各気筒毎に、又は気筒グループ毎に燃料噴
射弁２４が取付けられている。

エンジン２０の燃焼室は、排気ボート２６及びエキゾー
ストマニホールド２８を介して三元触媒を充填した触媒
装置（図示せず）に連通されている。このエキゾースト
マニホールド２８には、理論空燃比よりも稀薄側の空燃
比域で排ガス中の残留ｍ素濃度に比例した空燃比信号す
なわち空燃比が稀薄になるに従ってレベルが大きくなる
信号を出力するリーンセンサ３０が取付けられている。

エンジンブロック３２には、このエンジンブロック３２
を貫通してウォータジャケット内に突出するよう冷却水
温センサ３４が取付けられている。

この冷却水温センサ３４は、エンジン冷却水温を検出し
て水温信号を出力する。

エンジン２０のシリンダヘッド３６を貫通して燃焼室内
に突出するように各気筒毎に点火プラグ３８が取付けら
れている。この点火プラグ３８は、ディストリビュータ
４ｏ及びイグナイタ４２を介して、マイクロコンピュー
タ等で構成された電子制御回路４４に接続されている。

このディストリビュータ４０内には、ディストリビュー
タシャフトに固定されたシグナルロータとディストリビ
ュータハウジクンに固定されたピックアップとで各々構
成された気筒判別センサ４６及び回転角センサ４８が取
付けられている。４気筒エンジンの場合、気筒判別セン
サ４６は例えば７２０’ＣＡ毎に気筒判別信号を出力し
１回転角センサ４８は例えば３０’ＣＡ毎にエンジン回
転数信号を出力する。

電子制御回路４４は第４図に示すように、中央処理装置
（ＭＰＵ）６０．リード・オンリーメモリ（ＲＯＭ）６
２　、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）６４．バ
ックアップラム（ＢＵ−ＲＡＭ）６６、入出カポ−トロ
８．入力ポードア０゜出力ポードア２，７４．７６及び
これらを接続すルテータパスやコントロールバス等ツバ
スフ８を含んで構成されている。入出カポ−トロ８には
、アナログ−ディジダル（Ａ／Ｄ）変換器７８．マルチ
プレクサ８０及びバッファ８２．８４を介して圧力セン
サ６及び冷却水温センサ３４が接続されている。ＭＰＵ
６０は、マルチプレクサ８ｏおよびＡ／Ｄ変換器７８を
制御して、圧力センサ６出力および水温センサ３４出力
を順次ディジタル信号に変換してＲＡＭ６４に記憶させ
る。入カポ−）７０には、Ａ／Ｄ変換器８８及び電流電
圧変換器８６を介してリーンセンサ３０が接続されると
共に波形整形回路９０を介して気筒判別センサ４６及び
回転角センサ４８が接続され、またアイドルスイッチｌ
Ｏが接続されている。出力ポードア２は駆動回路９２を
介してイグナイタ４２に接続され、出力ポードア４は駆
動回路９４を介して燃料噴射弁２４に接続され、そして
出力ポードア６は駆動回路９６を介してＩＳＯバルブの
パルスモータ１６Ａに接続されている。なお、９８はク
ロック、ｌＯＯはタイマである。上記ＲＯＭ６２には、
以下で説明する制御ルーチンのプログラム等が予め記憶
されている。

次に上記エンジンに本発明を適用した一実施例の制御ル
ーチンについて説明する。

第５図は、１８０”ＯＡ毎に実行される割込みルーチン
を示すもので、ステップｌＯＯにおいて、ＲＡＭの所定
番地に記憶されている現在のり−ン補正係数ＫＬＥＡＮ
Ｏの値を１８０℃Ａ前のリーン補正係数ＫＬＥＡＮ１８
を記憶する番地に記憶し、リーン補正係数ＫＬＥＡＮ１
８の値を３６０℃Ａ前のリーン補正係数ＫＬＥＡＮ３６
を記憶する番地に記憶し、リーン補＋に係数ＫＬＥＡＮ
３６の値を５４０″ＯＡ前のり一ン補正係数ＫＬ。

ＥＡＮ５４を記ｔａする番地に記憶し、リーン補正係数
Ｋ　Ｌ　Ｅ　Ａ　Ｎ　５４　ｃ７）　ｉｆｉを７２０”
ＯＡ前のリーン補ｉＥ係数ＫＬＥＡＮ７２を記憶する番
地に記憶する０次にステップ１０２では、第６図（＋）
〜（３）に示すように、運転状！Ｅ、すなわち、吸気管
圧力ＰＭ、機関回転数ＮＥおよび機関冷却水温ＴＨＷに
応じて定められたり−ン補正係数ＫＬＥＡＮのマツプか
ら現在の運転状態に対応するり一ン補正係数ＫＬＥＡＮ
Ｏを演算してＲＡＭに記憶する。

そして、ステップ１０４において、上記（１）式に基づ
いて燃料噴射ψＴＡＵを演算し、図示しない燃料噴射ル
ーチンにおいて燃料噴射量ＴＡＵに相当する量の燃料を
噴射する。

第１図は１２ｍ５ｅｃ毎に実行される−１込みルーチン
を示すもので、ステップ１１０においてり一ン補正係数
ＫＬＥＡＮ７２すなわち現時点より７２０℃Ａ前のり−
ン補正係数と第８図のマツプとから目標値としての目標
電流ＩＲを計算し、ステップ１１２でＡ／Ｄ変換器８８
を制御してり一ンセンサ出力のＡ／Ｄ変換を実行する。

次のステップ１１４では、リーンセンサ出力のＡ／Ｄ変
換値と目標電流ＩＲとを比較し、Ａ／Ｄ変換値が目標電
流より大きければステップ１１８で空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦを所定値（例えば、　０．００２　）
大きくし、Ａ／Ｄ変換イ１が目標電流ＩＲ以下であれば
ステップ１１６で空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
を所定値（例えば、０．００２　）小さくする。

以上の結果、第２図および第８図に示すように、運転状
態が変化した時点でリーン補正係数ＫＬＥＡＮが変化さ
れ、その後７２０℃Ａ経過した時点で［１標電流ＩＲが
変化される。このため、、！Ｉ！転状態が変化したとき
には、変化されたリーン補ＩＥ係数ＫＬＥＡＮと７２０
℃Ａ前の目標電流ＩＲに基づいて定められたフィードバ
ック補正係数ＦＡＦとに応じた量の燃料が噴射され、こ
の噴射された燃料による排ガスがリーンセンサの検出部
位に到達した時点で２変化されたリーン補正係数ＫＬＥ
ＡＮと変化された目標電流に基づいて定められたフィー
ドバック補正係数ＦＡＦとに応じた績の燃料が噴射され
る。従って、フィードバック補正係数の誤補正によって
空燃比が要求空燃比よりずれることがない。

なお、上記では吸気管圧力とエンジン回転数とで基本燃
料噴射量を定めるエンジンについて説明したが本発明は
これに限定されるものではなく、吸入空気量とエンジン
回転数とで基本燃料噴射量を定めるエンジンにも適用す
ることが可能である。

また、」二足ではり−ン補正係数を変化して所定クラン
ク角（上記の例では７２０℃Ａ）経過した時点で目標値
を変化させる例について説明したが、噴射された燃料が
リーンセンサの検出部位に到達するまでの時間に相当す
る時間遅延させた後に［Ｉ標値を変化させるようにして
もよい、また、この遅延させる期間を運転状態に応じて
変化させてもよい（例えば１機関回転数が高くなるに従
って時間を短くする）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の１２　ｍ５ｅｒＡｒｉに−
（込まれる８１；り込みルーチンを示す流れ図、第２図
は従来の特性と本実施例の特性とを比較して示す線図、
第３図は本発明が適用ＩＩｆ能な内燃機関の概略図、第
４図は第３図の制御回路の詳細を示すブロック図、第５
図は］二足実施例の１８０’ＯＡ毎に実行される割込み
ルーチンの流れ図、第６図（１）〜（３）はリーン補正
係数のマツプを示す線図、第７図はり−ン補正係数に対
する１１標電流のマツプを示す線図、第８図は上記実施
例のリーン補正係数と１１標電流との変化タイミングを
示す線図である。 ６−−・圧力センサ、 ｌＯ・・拳アイドルスイッチ、 ２４・・・燃料噴射弁、 ３０−−・リーンセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）運転状態に応じて燃料噴射量を変化させると共に
   、理論空燃比より希薄側の領域で出力される排ガス中の
   残留酸素濃度に比例した信号と運転状態に応じて変化さ
   れる目標値とを比較することにより定められるフィード
   バック補正係数によって燃料噴射量を補正して、空燃比
   を理論空燃比より希薄側の目標空燃比にフィードバック
   制御する内燃機関の空燃比制御方法において、燃料噴射
   量を変化させてから所定期間経過後に目標値を変化させ
   ることを特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。
2. （２）前記所定期間を噴射された燃料が排気系に到達す
   るまでの期間に等しくした特許請求の範囲第（１）項記
   載の内燃機関の空燃比制御方法。