JPS62237071A - 内燃エンジンの空燃比制御装置 - 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】 炎五豆Ｉ 本発明は内燃エンジンの空燃比制御装置に関する。

１１反皿 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等を目的として
排気ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検出し
、酸素濃度センサの出力レベルに応じてエンジンへの供
給混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御す
る空燃比制御装置が知られている。

このような空燃比制御装置においては、エンジン負荷に
関する複数のエンジン運転パラメータに応じて空燃比制
御の基準値を設定し、所定周期毎にその基準値を酸素濃
度センサ・の出力レベルに応じて補正することにより出
力値が設定され、出力値に応じて空燃比調整用電磁弁の
開度が制御されるようになっている（例えば、特願昭６
０−２８７５７号）。

ところで、酸素濃度センサの検出特性の経時変化、セン
サの劣化により設定された基準値が目標空燃比に対応し
なくなり誤差が生じてくることが普通である。よって、
基準値の誤差を補正する補正値を随時算出して運転状態
に対応させて記憶データとして記憶し、出力値算出の際
に記憶データから該補正値を運転状態に応じて検索して
基準値を補正することが考えられる。しかしながら、気
化器による空燃比制御においては、加速ポンプの作動時
、チョーク弁の閉弁作動時、或いはベース空燃比の変動
時等の運転状態にはエンジンに供給される混合気の空燃
比が大きく変動し、そのとき算出された基準値の補正値
は他の運転状態に算出された値に比して橿端に変化する
のでその補正値によって基準値を補正すると、定常運転
時等に供給混合気の空燃比が大きく変動し運転性を悪化
させるという問題点があった。

１豆二ＪＩＪ そこで、本発明の目的は、基準値の誤差を補正する補正
値を正確に算出して常に良好な運転性を確保することが
できる空燃比制御装置を提供することである。

本発明の空燃比制御装置は出力値決定毎に気化器の動作
による空燃比変動の小さい運転状態を検出したとき基準
値の誤差を補正するための補正値を算出することを特徴
としている。

支−１−１ 以下、本発明の実滴例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示した本発明の一実施例たる車載内燃エンジン
の吸気２次空気供給方式の空燃比制御装置においては、
吸入空気が大気吸入口１からエアクリーナ２、気化器３
、そして吸気マニホールド４を介してエンジン５に供給
される。気化器３には絞り弁６が設けられ、絞り弁６の
上流にはベンチュリ７が形成されている。

吸気マニホールド４とエアクリーナ２の空気吐出口近傍
とは吸気２次空気供給通路８によって連通されている。

吸気２次空気供給通路８にはリニア型の電磁弁９が設け
られている。電磁弁９の開度はそのソレノイド９ａに供
給される電流値に比例して変化する。

一方、１０は吸気マニホールド４に設けられ吸気マニホ
ールド４内の絶対圧に応じたレベルの出力を発生する絶
対圧センサ、１１はエンジン５のクランクシャフト（図
示せず）の回転に応じてパルスを発生するクランク角セ
ンサ、１２はエンジン５の冷却水温に応じたレベルの出
力を発生する冷却水温センサ、１４はエンジン５の排気
マニホールド１５に設けられ排気ガス中の酸素濃度に応
じた出力を発生する酸素濃度センサである。酸素濃度セ
ンサ１４の配設位置より下流の排気マニホールド１５に
は排気ガス中の有害成分の低減を促進させるために触媒
コンバータ３３が設けられている。リニア型の電磁弁９
、絶対圧センサ１０、クランク角センサ１１、水温セン
サ１２及び酸素濃度センサ１４は制御回路２０に接続さ
れている。

制御回路２０には更に車両の速度に応じたレベルの出力
を発生する車速センサ１６及び大気圧センサ１７が接続
されている。

制御回路２０は第２図に示すように絶対圧センサ１０１
水温センサ１２、酸素濃度センサ１４、車速センサ１６
及び大気圧センサ１７の各出力レベルを変換するレベル
変換回路２１と、レベル変換回路２１を経た各センサ出
力の１つを選択的に出力するマルチプレクサ２２と、こ
のマルチプレクサ２２から出力される信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３と、クランク角センサ
１１の出力信号を波形整形する波形整形回路２４と、波
形整形回路２４からパルスとして出力されるＴＤＣ信号
の発生間隔をクロックパルス発生回路（図示せず）から
出力されるクロックパルス数によって計測するカウンタ
２５と、電磁弁９を駆動する駆動回路２８と、プログラ
ムに従ってディジタル演算を行なうＣＰＵ　＜中央演算
回路）２９と、各種の処理プログラム及びデータが予め
書き込まれたＲＯＭ３０と、ＲＡＭ３１とからなってい
る。電磁弁９のソレノイド９ａは駆動回路２８の駆動ト
ランジスタ及び電流検出用抵抗（共に図示せず）に直列
に接続されてその直列回路の両端間に電源電圧が供給さ
れる。マルチプレクサ２２、Ａ／Ｄ変換器２３、カウン
タ２５、駆動回路２８、ＣＰＵ２９、ＲＯＭ３０及びＲ
ＡＭ３１は入出力バス３２によって互いに接続されてい
る。

かかる構成においては、Ａ／Ｄ変換器２３から吸気マニ
ホールド４内の絶対圧、冷却水温、排気ガス中の酸素濃
度、車速及び大気圧の情報が択一的に、またカウンタ２
５からエンジン回転数を表わす情報がＣＰＵ２９に入出
力バス３２を介して各々供給される。ＣＰｔＪ２９は後
述の如く所定周期Ｔ＋　　（例えば、５ｍ５ｅｃ）毎に
内部割込信号を発生するようにされており、割込信号に
応じて電磁弁９のソレノイド９ａへの供給電流値を表わ
す出力値ＴＯＬＪＴをデータとして算出し、その算出し
た出力値ＴＯＬＪＴを駆動回路２８に供給する。

駆動回路２８はソレノイド９ａに流れる電流値が出力値
ＴＯＬＪＴに応じた値になるようにソレノイド９ａに流
れる電流値を閉ループ制御する。

次に、かかる本発明による空燃比制御装置の動作を第３
図及び第４図に示したＣＰＵ２９の動作フロー図に従っ
て詳細に説明する。

ＣＰＵ２９は、第３図に示すようにＡ／Ｆルーチンにお
いて先ず、割込信号発生毎に電磁弁９への供給基準電流
値を表わす基準値Ｄ８ＡＳＥを設定する（ステップ５１
）。ＲＯＭ３０には第５図に示すように吸気マニホール
ド内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅとから定まる基
準値ＤＢＡＳＥがＤａ　Ａ　Ｓ　Ｅデータマツプとして
予め書き込まれているので、ＣＰＵ２９は絶対圧ＰＢＡ
とエンジン回転数Ｎｅとを読み込み、読み込んだ各値に
対応する基準値ＤＢＡＳＥをＤＢＡＳＥデータマツプか
ら検索する。基準値Ｄ８ＡＳεの設定復、車両の運転状
５１１（エンジンの運転状態を含む）が空燃比フィード
バック（Ｆ／Ｂ）制御条件を充足しているか否かを判別
する（ステップ５２）。この判別は吸気マニホールド内
絶対圧Ｐ　８　Ａ　％冷却水温ＴＷ、車速■及びエンジ
ン回転数Ｎｅから決定され、例えば、低車速時及び低冷
却水温時には空燃比フィードバック制御条件が充足され
ていないとされる。ここで、空燃比フィードバック制御
条件を充足しないと判別したならば、空燃比フィードバ
ック制御を停止させるべく出力値Ｔｏ　ＬＪ　Ｔを０″
に等しくする（ステップ５３）。

一方、空燃比フィードバック制御条件を充足していると
判別したならば、エンジン冷加水ｍＴＷが温度ＴＷ０２
より大であるか否かを判別する（ステップ５４）。例え
ば、エンジン始動時にＴｗ＞１８℃であったとき現在の
車速■が２５　Ｋｍ／ｈより大であるならば、温度ＴＷ
Ｏ２は３０℃に設定され、現在の車速Ｖが２５にｍ／ｈ
以下であるならば、温度Ｔ　ｗｏ２は６０℃に設定され
る。またエンジン始動時にＴｗ≦１８℃であったときに
は温度Ｔ　１０２は８０℃に設定される。Ｔｗ≦ＴＷＯ
ｚの場合には空燃比フィードバック制御を停止させるべ
く出力値ＴＯＬＪＴを０″に等しくする（ステップ５３
）。

■Ｗ　＞　ＴＷＯ２の場合には、ＣＰＵ２９の内部タイ
マカウンタＡ（図示せず）の計数時間が所定時間Δｔ１
だけ経過したか否かを判別する（ステップ５６）。所定
時間Δｔ１は吸気２次空気を供給してからその結果が排
気ガス中の酸素濃度の変化として酸素濃度センサ１４に
よって検出されるまでの応答遅れ時間に相当する。この
タイムカウンタＡがリセットされて計数を開始した時点
から所定時間Δ（ｉが経過したならば、タイムカウンタ
Ａをリセットしかつ初期値から計数を開始させる（ステ
ップ５７）、すなわち、ステップ５７の実行によりタイ
ムカウンタＡが初期値より計数を開始した後、所定時間
Δｔ１が経過したか否かの判別がステップ５６において
行なわれているのである。こうしてタイムカウンタＡに
よる所定時間Δｔ１の計数が開始されると、酸素濃度の
情報から酸素濃度センサ１４の出力レベルＬＯ２が目標
空燃比に対応する基準レベル１ｒｅｒより大であるか否
かを判別する（ステップ５８）。すなわち、エンジン５
への供給混合気の空燃比が目標空燃比よりリーンである
か否かが判別されるのである。Ｌ□、、＞１ｒｅｒなら
ば、空燃比が目標空燃比よりリーンであるので前回のス
テップ５８の判別結果を表わす空燃比フラグＦＡＦが“
１″であるか否かを判別する（ステップ５９）。ＦＡ　
Ｆ　−１ならば、前回も空燃比がリーンであると判別さ
れたので減算値ＩＬを算出する（ステップ６０）。減算
値ＩＬは定数に＋、エンジン回転数Ｎｅ及び絶対圧ＰＢ
Ａを互いに乗算（Ｋ１　・Ｎｅ−ＰＢＡ）することによ
り得られ、エンジン５の吸入空気量に依存するようにな
っている。減算値ＩＬの算出後、このＡ／Ｆルーチンの
実行によって既に算出した補正値１０ＬＩＴをＲＡＭ３
１の記憶位置ａ１から読み出し、読み出した補正値ｌ０
ＵＴから減算値■Ｌを差し引きその算出値を新たな補正
値１０ＬＪＴとしかつＲＡＭ３１の記憶位置ａＩに書き
込む（ステップ６１）。ＦＡ　Ｆ　＝Ｏならば、前回の
空燃比がリッチであると判別されリッチからリーンに反
転したので空燃比制御方向の反転を表わすフラグＦｐに
“１″をセットしくステップ６２）、減算値ＰＬを算出
する（ステップ６３）。減算値ＰＬは定数に３（＞１）
と減算値ＩＬとを互いに乗算（Ｋ３　・ＩＬ）すること
により得られる。減算値ＰＬの算出後、このＡ／Ｆルー
チンの実行によって既に算出した補正値１０ＬＪＴをＲ
ＡＭ３１の記憶位置ａ１から読み出し、読み出した補正
値Ｉｏｕｖから減算値ＰＬを差し引きその算出値を新た
な補正値１０ＬＪＴとしかつＲＡＭ３１の記憶位置ａ１
に書き込む〈ステップ６４）。ステップ６１又は６４に
おいて補正値１０ＵＴの算出後、空燃比がリーンである
ことを表わすためにフラグＦＡＦに“°１′′をセット
する（ステップ６５）。

一方、ステップ５８においてＬＯ２≦Ｌ　ｒｅｔ’なら
ば、空燃比が目標空燃比よりリッチであるので空燃比フ
ラグＦＡＦが０″であるか否かを判別する（ステップ６
６）。ＦＡ　Ｆ　＝Ｏならば、前回も空燃比がリッチで
あると判別したので加算値ＩＲを算出する（ステップ６
７）。加算値ＩＲは定数に２　　（≠に１）、エンジン
回転数Ｎｅ及び絶対圧Ｐ８Ａを互いに乗算（Ｋ２　・Ｎ
ｅ−ＰＢＡ）することにより得られ、エンジン５の吸入
空気量に依存するようになっている。加算値ＩＲの算出
後、Ａ　／　、Ｆルーチンの実行によって既に算出した
補正値１０ＬＪＴをＲＡＭ３１の記憶位置ａ１から読み
出し、読み出した補正値ｌ０ＵＴに加算値ＩＲを加算し
その算出値を新たな補正値１０ＬＪＴとしかつＲＡＭ３
１の記憶位置ａ１に書き込む（ステップ６８）。ステッ
プ６６においてＦＡ　Ｆ　＝　１ならば、前回の空燃比
がリーンであると判別しリーンからリッチに反転したの
でフラグＦρに“１′′をセットしくステップ６９）、
加算値ＰＲを算出する（ステップ７０）。加算値ＰＲは
定数に４　〈〉１）と加算値ＩＲとを互いに乗算（Ｋ４
　　・ＩＲ）することにより得られる。加算値ＰＲの算
出後、このＡ／Ｆルーチンの実行によって既に算出して
いる補正値ＩｏｕＴをＲＡＭ３１の記憶位置ａ＋から読
み出し、読み出した補正値１０ＬＪＴと加算値ＰＲとを
加算してその算出値を新たな補正値ｌ０ＵＴとしかつＲ
ＡＭ３１の記憶位置ａ１に書き込む（ステップ７１）。

ステップ６８又は７１において補正値ｆｏｕｒの算出後
、空燃比がリッチであることを表わすためにフラグＦＡ
Ｆに゛０″をセットする（ステップ７２）。こうして補
正値１０ＬＩＴがステップ６１，６４．６８又は７１に
おいて算出されると、基準値ＤＢＡＳＥを補正するため
の補正値Ｋ　ｒｅｒを算出するＫ　ｒｅｒ算出サブルー
チンを実行しくステップ７３）、ステップ５１において
設定した基準値ＤＢＡＳεに補正値Ｋｒｅｒを乗痒しそ
の算出値に補正値ｌ０ＵＴを加算してその加算結果を出
力値Ｔｏ　ＬＪ　Ｔとする（ステップ７４）。ＲＡＭ３
１には第６図に示すように吸気マニホールド内絶対圧Ｐ
８Ａとエンジン回転数Ｎｅとに対応する領域毎にＫ　ｒ
ｅｆ算出サブルーチンで算出された補正値Ｋ　ｒｅｆが
Ｋ　ｒｅｆデータマツプとして書き込まれているので、
ＣＰＵ２９は絶対圧ＰＥＡとエンジン回転数Ｎｅとに対
応する補正１１Ｋｒ＋ＪをＫ　ｒｅｒデータマツプから
検索して出力値ＴＯＬＪＴの算出に用いる。なお、ＲＡ
Ｍ３１はエンジン５の作動停止時にも記憶内容が揮発し
ない不揮発性であり、Ｋ　ｒｅｒデータマツプの各Ｋｒ
ｅｆは本装置の使用前に１に初期設定される。

出力値Ｔｏｕｖの算出後、駆動回路２８に対して出力値
ＴＯＬＪＴを出力する（ステップ７５）。

駆動回路２８は電磁弁９のソレノイド９ａに流れる電流
値を電流検出用抵抗によって検出してその検出電流値と
出力値ＴＯＬＪＴとを比較し、比較結果に応じて駆動ト
ランジスタをオンオフすることによりソレノイド９ａに
電流を供給する。よつて、ソレノイド９ａには出力値Ｔ
ＯＵＴが表わす電流が流れ、第７図に示すように電磁弁
９のソレノイド９ａに流れる電流値に比例した旧の吸気
２次空気が吸気マニホールド４内に供給されるのである
。

なお、タイムカウンタＡがステップ５７においてリセッ
トされて初期値からの計数が開始された後、所定時間Δ
ｔ１が経過していないとステップ５６において判別され
たならば、直ちにステップ７３が実行され、この場合、
前回までのＡ／Ｆルーチンの実行によって得られた補正
値ｌ０ＬＩＴが読み出される。

次に、Ｋｒｅｆ算出サブルーチンにおいてＣＰＵ２９は
、第４図に示すように先ず、大気圧ＰＡが６６０　ｍｍ
Ｈｇより大であるか否かの判別、また吸気絶対圧ＰＥＡ
が６１０　ｎｖｌｌｇより大であるか否かの判別を行な
う（ステップ８１．８２）。ＰＡ≦６６０ｍ＋ａｌ１ｇ
ならば、高地のため補正値Ｋ　ｒｅｆが正確に算出され
ないので補正値Ｋ　ｒｅｒの算出を行なわない。またＰ
ＢＡ　＞　６１０ｍｍＨａならば、エンジン高負荷時の
ため補正値Ｋ　ｒｅｆの算出を行なわない。

ＰＡ　＞　６６０ｍｍＨｇでかつＰＢＡ≦６１０　ｍｍ
ｔｌｇならば、算出した出力値Ｔｏ　ｕ　Ｔが所定値Ｔ
ｏ　Ｕ　Ｔ　１より大であるか否かを判別する（ステッ
プ８３）。

所定値Ｔｏｕｙ＋Ｇｔ電磁弁９の最大定格電流値の８０
％の電流値を表わす。Ｔｏ　ＬＪ　Ｔ　＞Ｔｏ　ＬＪ　
Ｔ　１ならば、気化器３のベース空燃比のばらつき時、
又は高温始動後の加速ポンプ使用時であると見做して補
正値Ｋ　ｒｅｆの算出を行なわない。Ｔｏ　ＬＩ　Ｔ≦
Ｔｏ　ＬＩ　Ｔ　Ｉならば、冷却水温ＴＷが８０℃より
大であるか否かを判別する（ステップ８４）。ＴＷ≦８
０℃ならば、エンジン暖機時のためチョーク弁（図示せ
ず）の作動等により気化器３のベース空燃比が変動する
ので補正値Ｋｒｅｒの算出を行なわない。ＴＷ＞８０℃
ならば、フラグＦｐが“１″に等しいか否かを判別する
（ステップ８５）。Ｆｐ　＝Ｏならば、空燃比制御方向
が反転していないとして補正値Ｋ　ｒｅｆの算出を行な
わない。Ｆｐ＝１ならば、空燃比制御方向が反転したと
して補正値Ｋｒｅｆを算出する（ステップ８６）。補正
値Ｋｒｅ［は、Ｋｒｅｆ　＝ａ−１０ＬＪＴ＋　（１−
α）・Ｋｒｅｆｏ、なる式から算出される。ここで、α
は定数、Ｉ（ｒｅｆ旧は前回のステップ８６の実行によ
って得られた補正値Ｋ　ｒｅｆである。算出された補正
値Ｋ　ｒｅｆがこのときの吸気マニホールド内絶対圧Ｐ
ＥＡとエンジン回転数Ｎｅに対応するＲＡＭ３１のＫ　
ｒｅｆデータマツプの位置に記憶される。

なお、上記した本発明の実施例においては、補正値Ｋ　
ｒｅｆが基準値ＤＢＡＳＥの補正係数として算出されて
いるが、これに限らず、ステップ５１において設定され
た基準値ＤＢＡＳＥが前回の設定された基準値Ｄ８ＡＳ
Ｅから変化した場合の補正値１０ＬＩＴの初期値として
算出しても良い。

また上記した本発明の実施例においては、リニア型の電
磁弁を備えた空燃比制御装置について説明したが、電磁
開閉弁を吸気２次空気供給通路に備え、所定周期毎に電
磁開閉弁の開弁時間ＴｏｕＴ（＝基準開弁時間ＴＢＡ　
Ｓ　Ｅ十補正値ｌ０ＵＴ）を算出しその開弁時間ＴｏＵ
Ｔだけ電磁開閉弁を開弁させる空燃比制御装置にも本発
明を適用することができる。

几」口とユ呈 以上の如く、本発明の空燃比制御装置においては、加速
ポンプの作動時、チョーク弁の作動時、或いはベース空
燃比の変動時等の気化器の動作による空燃比変動の大き
いときには空燃比制御の基準値の誤差を補正するための
補正値（Ｋｒｅｆ）の算出が停止される。よって、気化
器の動作による空燃比変動の小さい運転状態のみに得ら
れた高精度の補正値によって基準値の誤差が補正される
ので良好な運転性を確保することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は第１図
の装置中の制御回路の具体的構成を示すブロック図、第
３図及び第４図はＣＰＵの動作を示すフロー図、第５図
はＲＯＭに書き込まれたＤＢ　ＡＳ　Ｅデータマツプを
示す図、第６図はＲＡＭに書き込まれたＫ　ｒｅｆデー
タマツプを示す図、第７図は電磁弁への供給電流値と吸
気２次空気供給優との関係を示す図である。 主要部分の符号の説明 ２・・・・・・エアクリーナ ３・・・・・・気化器 ４・・・・・・吸気マニホールド ６・・・・・・絞り弁 ７・・・・・・ベンチュリ ８・・・・・・吸気２次空気供給通路 ９・・・・・・リニア型電磁弁 １０・・・・・・絶対圧センサ １１・・・・・・クランク角センサ １２・・・・・・冷却水温センサ １４・・・・・・酸素濃度センサ １５・・・・・・排気マニホールド ３３・・・・・・触媒コンバータ 出願人　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　弁理士　　藤村元彦 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンの気化器絞り弁下流に連通する吸気２次空
   気供給通路と、エンジンの負荷に関する複数のエンジン
   運転パラメータに応じて空燃比制御の基準値を設定し所
   定周期毎にその設定した基準値をエンジン排気成分濃度
   に応じて補正して出力値を決定する制御手段と、前記吸
   気２次空気供給通路に設けられ前記制御手段が決定した
   出力値に応じた吸気２次空気供給量を得る電磁弁とを備
   えた空燃比制御装置であって、前記制御手段は出力値決
   定毎に前記気化器の動作による空燃比変動の小さい運転
   状態を検出したとき基準値の誤差を補正するための補正
   値を算出することを特徴とする空燃比制御装置。