JPS62199943A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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Publication number
JPS62199943A
JPS62199943A JP4363086A JP4363086A JPS62199943A JP S62199943 A JPS62199943 A JP S62199943A JP 4363086 A JP4363086 A JP 4363086A JP 4363086 A JP4363086 A JP 4363086A JP S62199943 A JPS62199943 A JP S62199943A
Authority
JP
Japan
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fuel ratio
air
lean
sensor
open
Prior art date
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Pending
Application number
JP4363086A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Norota
一彦 野呂田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • 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] 本発明は酸素検出手段を備えた内燃機関の空燃比を希薄
空燃比にフィードバック制御するモードを実行モードの
1つとしてもつ装置に関する。
[従来の技術] 一般に、内燃機関において、少なくとも理論空燃比より
も大きな空燃比の検出が可能な酸素検出手段を備え、か
つ、内燃機関の空燃比を運転状態にもとづき所定空燃比
にオープンループ制御するモード、当該空燃比を前記酸
素検出手段の出力にもとづき少なくとも所定の希薄空燃
比にフィードバック制御するモードを運転状態に応じて
切換選択的に実行する空燃比制御装置が知られている。
そして、この種の空燃比制御装置において、前記オープ
ンループ制御から前記希薄空燃比でのフィードバック制
御へ移行させるに当って、酸素検出手段が活性化してい
るかどうかを判定することが行われてあり、この判定を
機関への燃料供給が停止されている期間において行なお
うとする提案が特開昭60−212650@公報に開示
されている。
この提案による装置は、概ね、前記の燃料カッ1〜中で
必って燃料カット開始後筒1の所定期間が経過した時点
から酸素検出手段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し、この旨を判定する
と希薄空燃比でのフィードバック制御を開始しうるよう
構成されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、高速道路などを走行しているときには、
通常、燃料カットが行なわれる確率が極めて低いことか
ら、活性化の判定が行なわれず、その結果、酸素検出手
段が実際には充分に活性化しているにもかかわらず、希
′a、空燃比でのフィードバック制御が開始できない場
合が多く生じる。
従って、燃費、エミッションなどの而で問題かあつ l
こ。
本発明は、燃費、エミッションなどを改善することを目
的とし、酸素検出手段の活性化の判定が前記のような車
両走行状態であっても充分早い時期に行われ、希薄空燃
比でのフィードバック制御が早期に開始されることがで
きるようにすることにある。
[問題点を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明は第1図に出が可能
な酸素検出手段1を備え、かつ、内燃機関3の空燃比を
運転状態にもとづき所定空燃比にオープンループ制御す
るモード、当該空燃比を前記酸素検出手段1の出力にも
とづき少なくとも所定の希薄空燃比にフィードバック制
御するモードを運転状態に応じて切換選択的に実行する
空燃比制御装置5において、 更に、 空燃比がオープンループ制御されているとき運転状態に
もとづき酸素検出手段活性化判定処理を開始すべきかど
うかを判断する第1の判定手段5aと、 該第1の判定手段にて酸素検出手段活性化判定処理を開
始すべきと判定されると、空燃比を前記所定の希薄空燃
比にオープンループ制御する空燃比設定手段5bと、 該空燃比設定手段にて空燃比が前記所定の希薄空燃比で
オープンループ制御されているとき、前記酸素検出手段
1の出力が所定状態であるかどうかを判断する第2の判
定手段5Cと、 を備え、 前記酸素検出手段1の出力が前記所定状態でおると判定
すると前記所定の希薄空燃比でのフィードバック制御が
開始されるよう構成されていることを特徴とする。
酸素検出手段は、例えば、リーンセンサと通常呼ばれて
いるものである。
第1の判定手段は、機関の冷却水温、回転数および吸気
圧にもとづいて酸素検出手段活性化判定処理を開始ずべ
きかどうかを判断する。例えば、後述する実施例にも示
すように、冷却水温が50℃以上、かつ、回転数が11
00Orp以上40oorpm以下、かつ、吸気圧が6
03mmHCl以下でおると判定することが、当該活性
化判定処理を開始すべきと判定することと合致している
この判定基準は、酸素検出手段が、機関がこのような運
転状態になると活性化する方向に近づく傾向を示す場合
が多く生ずるという経験則にもとづいている。
空燃比設定手段によるオープンループ制御時の所定希薄
空燃比は酸素検出手段の出力特性にもとづいて設定する
。例えば、後述の実施例におけるように「19」付近と
する。
第2の判定手段により判定の基準とする酸素検出手段所
定出力状態は、その主なものとしては次のものがめげら
れる。すなわち、平均的な酸素検出手段が活性化してい
る状態において機関を所定の希薄空燃比で運転せしめて
いる状態においては、通常、その出力電流値がある一定
の値付近にあることから、このときの出力電流値がこの
基準値以上でおることを前記の所定状態とする。また、
それに付随するものとしては、瞬間的に出力電流値が基
準値以上になっても、何らかの理由により希薄空燃比が
所望の活性化状態になっていない場合もありうることに
かんがみ、単に出力電流値が基準値以上になったかどう
かを瞬間的に判断するのみにとどまらず、このような状
態が所定の期間、例えば、後述の実施例におけるように
5秒間、継続したかどうかということがあり、このよう
なことを前記所定状態に含ませることは自由とする。
[作用] 前記のように、本発明は、空燃比がオープンループ制御
されているとき、第1の判定手段が、酸素検出手段活性
化判定処理を開始するに適した運転状態にm関か到達し
たかどうかを判断し、第1の判定手段が当該酸素検出手
段活性化判定処理を開始すべきと判定すると、空燃比設
定手段が空燃比を所定の希薄空燃比にオープンループ制
御し、空燃比が前記所定の希薄空燃比でオープンループ
制御されているとき、第2の判定手段が前記酸素検出手
段の出力が所定状態でおるかどうかを判断し、第2の判
定手段が前記酸素検出手段の出力が前記所定状態である
と判定すると前記所定の酸素検出手段の出力が信頼性あ
るものになったとみなし、希薄空燃比でのフィードバッ
ク制御か開始されるようにする。
[実施例コ 以下、本発明の一実施例を説明する。
第2図は概略構成を示している。
第2図において、内燃機関3の排気通路11に酸素検出
手段としてのリーンセンサ1が、吸気通路13に吸気圧
センサ15が、シリンダブロック17に冷却水温センサ
19がそれぞれ設けられている。ディストリビュータ2
1に気筒判別セン1)23及び回転数センサ25が設け
られている。
又、内燃機関3には、吸気通路に燃料を噴射供給する燃
料噴射弁27が設けられている。
リーンセンサ1、吸気圧センナ15、冷却水温センサ1
9、気筒判別センサ23及び回転数センサ25はそれぞ
れ空燃比制御装置としての電子制御装置5に電気的に接
続されている。
電子制御装置5は、各センサ1,15.19゜23.2
5の出力信号をマイクロコンピュータの処理に適した信
号に変換するバッファ5−1と、バッファ5−1に接続
される入力ポート5−2と、入力ボート5−2にコモン
バス5−3を介して接続されるセントラルプロセッシン
グユニット(CPU)5−4と、CPU5−4にコモン
バス5−3を介して接続されるリードオンリメモリ(R
OM>5−5、ランダムアクセスメモリ(RAM)5−
6、出力ボート5−7と、出カポ−1〜5−7に接続さ
れ、かつ燃料噴射弁27に接続される駆動回路5−8と
を備える。
電子制御装置5は、各センサ1,15.’19゜23.
25の信号を入力し、燃料噴射弁27を駆動制御する信
号を生成、出力する。
この信号を生成するに当ってCPU5−4は第3図およ
び第4図にフローチャートで示す処理を実行する。
第3図は、燃料噴射1TAUを計算するTAU計算ルー
チンの要部を示している。このTAU計算ルーチンの要
部は、回転数センサ24の出力パルスにもとづき実行開
始される割込み処理において実行される。一方、第4図
は、所定の時間12ミリ秒おきのタイマ割込処理におい
て実行されるルーチンを示している。
第3図および第4図において、符号101ないし108
のそれぞれは、対応する機能ステップを示すために付し
た番号である。X5OKはフラグであり、このフラグX
5OKの内容が「1」のときはリーンセンサ1が活性化
しているとの判断結果を示すものとし、またその内容が
rOJのときはリーンセンサ1が未だ活性化していない
との判断結果を示すものとする。X5CHKは同じくフ
ラグであり、このフラグX5CHKの内容が「1」のと
きは、リーンセンサ1が活性化しているかどうかの判定
を現に行なっていることを示すものとし、またその内容
がrOJのときは、当該活性化判定を現在性なっていな
いことを示すものとする。
TPは燃料噴射ff1TAUを計算するに当って用いら
れる基本噴射量を表わしている。KLEAN。
FAFおよびKは、同じく燃料噴射ff1TA Uを計
算するに当って用いられる希薄空燃比補正係数、フィー
ドバック補正係数およびその伯の補正係数をそれぞれ表
わしている。THWは冷却水温を表わし、NEは機関回
転数、PMは吸気圧をそれぞれ表わしている。IRAD
はリーンセンサ1の出力電流を表わしている。C3CH
Kは1秒ごとにその内容がインクリメントされるカウン
タを表わしてる。
以下、第3図に示す燃料噴tA伍δ]算処理および第4
図に示すタイマ割込処理を順に説明する。
[T]燃撚層射量計絆処理 この処理においては、次に説明するように、燃料噴射I
TAUをhI算する処理の他、KLEANの設定を行な
う。
ステップ101にてX5OKの内容が「1」であるかど
うかを判断する。このX5OKは機関履始動時に図示し
ない機能ステップにてクリアされているものである。
X5OKの内容が「0」であると判定した場合には、ス
テップ102にて、THWが50℃以上、かつ、NEが
1100Orp以上4000rpm以下、かつ、PMが
603mmHq以下であるかどうか−の判断をする。い
いかえると、リーンセンサ活性化判定処理を開始すべき
かどうかの判断を行なう。
THWが50℃未満、かつ、NEが1100Orp未満
または4000ppmよりも大きく、かつ、PMが60
3mmf−(gよりも大きいと判定した場合には、ステ
ップ103にてX5CHKの内容をrOJに反転または
保持する。
次にステップ104にて、THW、NEおよびPMに応
じてKLEANをg1算する。
次にステップ105にて、K(バッテリ電圧などにもと
づく補正係数)を計算する。
次にステップ106にて、TAUを下記の式により定め
る。式中のKLEANおよびに以外のTPおよびFAF
は、TPについては図示しない機能ステップにて定めら
れたものとし、一方、FAFについては、後に詳述する
ようにタイマ割込処理において定められる。このステッ
プ106の処理を終了すると、図示しない後続の処理が
実行される。
TAU=TPxKLEANxFAFXK前記ステップ1
02にて、THWが50℃以上、かつ、NEが1100
Orp以上4000rpm以下、かつ、PMが603m
mHq以下であると判定した場合には、ステップ107
にてX5CHKの内容を「1」に反転または保持する。
次にステップ108にてKLEANをIO,76Jに定
める。次にステップ105にてKを計算し、ステップ1
06にてTAUを定める。
前記ステップ101にて、X5OKの内容が「1」でお
ると判定した場合には、ステップ104にてKLEAN
を計算し、ステップ105にてKを計算し、ステップ1
06にてTAUを計算する。
[II]タイマ割込処理 この処理においては、次に説明するように、リーンセン
サ活性化判定処理およびFAFの設定を行なう。
ステップ201にてリーンセンサ1の出力信号などをア
ナ・ログ−デジタル変換する処理を行なう。
次にステップ202にて、X5OKの内容が「1」であ
るかどうかを判断する。
X5OKの内容がrOJであると判定した場合には、ス
テップ203にて、X S CHKの内容が「1」であ
るかどうかを判断する。
X5CHKの内容がrOJであると判定した場合には、
ステップ204にてC3CHKをクリアし、ステップ2
05にてFAFをrl、OJに定め、ステップ206に
て、その他のオープンループ処理を行ない、図示しない
後続の処理に移す。
前記ステップ203にて、X S CHKの内容が「1
」であると判断した場合には、ステップ207にて、I
RADが7mA以上であるかどうかを判断する。
IRAI)が7mA未満でおると判定した場合には、ス
テップ204にてCS CHKをクリアし、ステップ2
05にてFAFをrl、OJに定め、ステップ206に
てその他のオープンループ処理を行い、図示しない後続
の処理に移す。
前記ステップ207にて、IRADが7mA以上である
と判定した場合には、ステップ208にてC3CHKの
内容が「5」以上であるかどうかを判断する。
C3CHKの内容が「5」未満であると判定した場合に
は、ステップ205にてFAFを「1゜0」に定め、ス
テップ206にてその他のオープンループ処理を行ない
、図示しない後続の処理に移す。
前記ステップ208にて、CS CHKの内容が「5」
以上であると判定した場合には、ステップ209にてX
5OKの内容を「1」に反転もしくは保持し、ステップ
210にてFAFを計瞳し、ステップ211にてその伯
の希薄空燃比でのフィードバック処理を行ない、図示し
ない後続の処理に移す。
前記ステップ202にてX5OKの内容が「1」でおる
と判定した場合には、ステップ210にてFAFを計算
し、ステップ211にてその他の希薄空燃比でのフィー
ドバック処理を行い、図示しない後続の処理に移す。
以上説明した燃料噴射量計昇処理およびタイマ割込処理
により具体的には次のような動作となる。
すなわち、フィードバック補正係数FAFをrl、OJ
に定めかつ希薄空燃比補正係数KLEANを冷却水温T
HWと回転@NEと吸気圧PMとに応じて計粋又はマツ
プにより求めたりするオープンループ制御時に、冷却水
温T HWが50℃以上、かつ回転1tNEが1100
Orp以上40oorpm以下、かつ吸気圧PMが60
3mmHq以下になったと判断すると、フィードバック
補正係数FAFを依然としてrl、OJに定め、かつ希
薄空燃比補正係数KLEANを固定値「0゜761に定
める。すなわち、空燃比をオープンループ制御を継続さ
せた状態で所定の希薄空燃比に制御するようせしめる。
その後、リーンセンサ出力電流Iが7mA以上の状態が
5秒間継続したと判断すると、リーンセン+LLIが活
性化したものとみなし、フィードバック補正係数FAF
を冷却水温THWと回転数NEと吸気圧PMとに応じて
胴線又はマツプにより求め、かつ希薄空燃比補正係数K
LEANを同様に冷却水温THWと回転数NEと吸気圧
PMとに応じてδ1算又はマツプにより求めるようにす
る。従って、空燃比が所定の希薄空燃比にフィードバッ
ク制御されるようになる。
第6図は本発明による効果を明細書冒頭に示した従来例
との比較のもとに示ずためのタイミング波形図である。
第6図に示すように、空燃比が始動時から理論空燃比近
傍(14,5付近)にオープンループ制御されていると
きに、図示の時点t1で、冷却水温THWが50℃以上
、かつ回転数NEが11000rp以上4000rpm
以下、かつ吸気圧PMが603mmHCl以下になると
、空燃比が所定の希薄空燃比(19付近)にオープンル
ープ制御される。その後、リーンセンサ1の出力電流が
7mA以上になり、7mA以上の状態が5秒以上継続す
ると(図示の時点t2)空燃比は所定の希薄空燃比(2
3付近)でフィードバック制御されるようになる。
これに対し、従来例の装置によると、例えば、空燃比が
所定の8″a空燃比(19付近)でオープンループ制御
されているときに図示の時点t3で初めて燃料カットが
行なわれると、この時点t3で所定の希薄空燃比でのフ
ィードバック制御が開始される。このことは、図から明
らかなように、リーンセンサ1の出力電流が7mA以上
になっている、いいかえると、リーンセンサ1が活性化
していて希薄空燃比でのフィードバック制御が可能であ
るにもかかわらず当該フィードバック1ilJ Iff
が初めて燃料カットがなされた時点↑3で開始されるこ
ととなり、その間、希薄空燃比でのフィードバック制御
がなされたとした場合における燃費の軽減やエミッショ
ンの良好性などが1qられなくなる。いいかえると、本
発明によると、従来例と較べて、希薄空燃比でのフィー
ドバック制御を早期に開始させることができるため、燃
費、エミッションなどを向上させることが可能となる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、空燃比がオープンルー
プ制御されているとき、運転状態にもとづき酸素検出手
段活性化判定処理を開始すべきがどうかを判断し、該酸
素検出手段活性化判定処理を開始すべぎと判定されると
、空燃比を所定の希薄空燃比にオープンループ制御し、
このオープンループ制御中に酸素検出手段の出力が所定
状態にあると判定すると、所定の希薄空燃比でのフィー
ドバック制御を開始ぜしめるようにした。
このため、希薄空燃比でのフィードバック制御を充分早
い時期に開始させることが可能となり、燃費、エミッシ
ョンなどがより改善することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の例示図、第2図は本発明の実施例の構
成図、第3図および第4図はそれぞれ第2図に示すCP
Uの処理動作を説明するためのフローヂャート、第5図
は平均的リーンセンサの出力特性図、第6図は本発明に
よる効果を示すためのタイミング波形図である。 1・・・酸素検出手段(リーンセンサ)3・・・内燃機
関 5・・・電子制御装置 15・・・吸気圧センサ 19・・・冷却水温センサ 25・・・回転数センυ 27・・・燃料噴射弁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくとも理論空燃比よりも大きな空燃比の検出が可能
    な酸素検出手段を備え、かつ、内燃機関の空燃比を運転
    状態にもとづき所定空燃比にオープンループ制御するモ
    ード、当該空燃比を前記酸素検出手段の出力にもとづき
    少なくとも所定の希薄空燃比にフィードバック制御する
    モードを運転状態に応じて切換選択的に実行する空燃比
    制御装置において、 更に、 空燃比がオープンループ制御されているとき運転状態に
    もとづき酸素検出手段活性化判定処理を開始すべきかど
    うかを判断する第1の判定手段と、該第1の判定手段に
    て酸素検出手段活性化判定処理を開始すべきと判定され
    ると、空燃比を前記所定の希薄空燃比にオープンループ
    制御する空燃比設定手段と、 該空燃比設定手段にて空燃比が前記所定の希薄空燃比で
    オープンループ制御されているとき、前記酸素検出手段
    の出力が所定状態であるかどうかを判断する第2の判定
    手段と、 を備え、 前記酸素検出手段の出力が前記所定状態であると判定す
    ると前記所定の希薄空燃比でのフィードバック制御が開
    始されるよう構成されていることを特徴とする空燃比制
    御装置。
JP4363086A 1986-02-27 1986-02-27 空燃比制御装置 Pending JPS62199943A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5016595A (en) * 1989-05-29 1991-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
US5067465A (en) * 1990-02-15 1991-11-26 Fujitsu Ten Limited Lean burn internal combustion engine
US5190008A (en) * 1990-02-15 1993-03-02 Fujitsu Ten Limited Lean burn internal combustion engine
US5363826A (en) * 1992-02-14 1994-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine

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