JPS6254981B2 - - Google Patents

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JPS6254981B2
JPS6254981B2 JP54077079A JP7707979A JPS6254981B2 JP S6254981 B2 JPS6254981 B2 JP S6254981B2 JP 54077079 A JP54077079 A JP 54077079A JP 7707979 A JP7707979 A JP 7707979A JP S6254981 B2 JPS6254981 B2 JP S6254981B2
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JP
Japan
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air
engine
fuel ratio
exhaust gas
sensor
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JP54077079A
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Yasuo Kosaka
Toshio Kondo
Shigehiko Tajima
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6254981B2 publication Critical patent/JPS6254981B2/ja
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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    • F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの排気ガス成分によつて空燃
比を検出し、この検出信号によつてエンジンに供
給する混合気の空燃比を所定空燃比に帰還制御す
る空燃比制御方法に関する。
従来の空燃比制御方法は、空燃比センサの出力
による単なる積分制御であつた。このためエンジ
ンの運転の過渡時において、基本空燃比の変動が
前記積分制御の補正速度より速いと補正が追い着
かない。また空燃比センサが不活性な場合におい
ては、空燃比の帰還制御ができない等、充分な空
燃比制御ができず排気ガスの悪化がもたらされて
いた。
そこで空燃比センサの出力信号を積分処理する
積分処理ステツプと、この積分処理ステツプにて
得た積分情報に応じた値をその処理時点における
エンジン状態に対応させて読み書き可能な不揮発
性メモリにエンジン状態補正情報として記憶させ
る記憶処理ステツプとを含み、前記不揮発性メモ
リに記憶されたエンジン状態補正情報のうちのそ
のときのエンジン状態に対応する補正情報と前記
積分処理とによつてエンジンの空燃比を制御する
方法を本発明者らは提案した。
ところでこの空燃比制御方法においても、空燃
比センサが故障した場合、エンジンに失火が生じ
た場合等には空燃比センサが正しい空燃比を検出
することができないことから正しく所定空燃比に
制御することができないといつた問題が残されて
いる。例えばエンジンのある１気筒に点火ミスを
生じた場合エンジンに供給される混合気の空燃比
はＡ／Ｆで12.5から14程度と濃くなる。この誤つ
た積分処理にもとずき計算され記憶される（つま
り学習される）エンジン状態補正情報は当然間違
つたものであり、この間違つた補正情報が不揮発
性メモリに記憶され、空燃比制御に用いられるの
は好ましくない。例えば、失火等により排気ガス
浄化装置としての触媒の過熱を検出した時積分制
御を中止し、空燃比を薄くして触媒の過熱を防止
するシステムにおいてもこの間違つた補正情報に
よつて空燃比制御を続けると積分制御中止時であ
つても空燃比がやはり濃くなり、触媒の過熱防止
上不利である。
本発明は上記問題点を解消することを目的とす
るもので、上述の要件に加え、エンジンの排気ガ
スを浄化する排気ガス浄化装置と、この排気ガス
浄化装置の温度を検出する排気温センサを設け、
排気ガス浄化装置の異常高温が検出されると、前
記不揮発メモリに記憶した上記エンジン状態補正
情報をクリアして所定の設定値に書き替えること
を特徴としており、エンジンの失火等の理由で排
気ガス浄化装置の温度つまりは排気温度が異常温
度になるようなときは上記エンジン状態補正情報
も間違つた値が記憶されてしまうがこれをクリア
して設定値に書き替えるための空燃比が大きく誤
つて制御されるといつたことを防止するものであ
る。
以下本発明を第１図に示す一実施例につき説明
する。エンジン１は自動車に積載される公知の４
サイクル火花点火式エンジンで、燃焼用空気をエ
アクリーナ２、吸気管３、スロツトル弁４を経て
吸入する。また燃料は図示しない燃料系から各気
筒に対応して設けられた電磁式燃料噴射弁５を介
して供給される。燃焼後の排気ガスは排気マニホ
ールド６、排気管７、三元触媒コンバータ８等を
経て大気に放出される。吸気管３にはエンジン１
に吸入される吸気量を検出し、吸気量に応じたア
ナログ電圧を出力するポテンシヨメータ式吸気量
センサ１１及びエンジン１に吸入される空気の温
度を検出し、吸気温に応じたアナログ電圧（アナ
ログ検出信号）を出力するサーミスタ式吸気温セ
ンサ１２が設置されている。また、エンジン１に
は冷却水温を検出し、冷却水温に応じたアナログ
電圧（アナログ検出信号）を出力するサーミスタ
式水温センサ１３が設置されており、さらに排気
マニホールド６には排気ガス中の酸素濃度から空
燃比を検出し、空燃比が所定（理論）空燃比より
小さい（リツチ）と１ボルト程度（高レベル）、
理論空燃比より大きい（リーン）と0.1ボルト程
度（低レベル）の電圧を出力する空燃比センサ１
４が設置されている。排気ガス浄化装置としての
三元触媒コンバータ８には触媒温度を検出する排
気温センサ９が設置されている。回転速度（数）
センサ１５は、エンジン１のクランク軸の回転速
度を検出し、回転速度に応じた周波数のパルス信
号を出力する。この回転速度（数）センサ１５と
しては例えば点火装置の点火コイルを用いればよ
く、点火コイルの一次側端子からの点火パルス信
号を回転速度信号とすればよい。制御回路２０
は、各センサ９，１１，１２，１３，１４，１５
の検出信号に基いて燃料噴射量を演算する回路で
電磁式燃料噴射弁５の開弁時間を制御することに
より燃料噴射量を調整する。
第２図により制御回路２０について説明する。
１００は燃料噴射量を演算するマイクロプロセツ
サ（CPU）である。１０１は回転数カウンタで
回転速度（数）センサ１５からの信号よりエンジ
ン回転数をカウントする回転数カウンタである。
またこの回転数カウンタ１０１はエンジン回転に
同期して割り込み制御部１０２に割り込み指令信
号を送る。割り込み制御部１０２はこの信号を受
けると、コモンバス１５０を通じてマイクロプロ
セツサ１００に割り込み信号を出力する。１０３
はデジタル入力ボートで空燃比センサ１４の出力
を所定空燃比に相応するレベルと比較して得られ
る信号や図示しないスタータの作動をオンオフす
るスタータスイツチ１６からのスタータ信号等の
デジタル信号をマイクロプロセツサ１００に伝達
する。１０４はアナログマルチプレクサとＡ−Ｄ
変換器から成るアナログ入力ボートで排気温セン
サ９と吸気量センサ１１、吸気温センサ１２、冷
却水温１３からの各信号をＡ−Ｄ変換して順次マ
イクロプロセツサ１００に読み込ませる機能を持
つ。これら各ユニツト１０１，１０２，１０３，
１０４の出力情報はコモンバス１５０を通してマ
イクロプロセツサ１００に伝達される。１０５は
電源回路で後述するRAM１０７に電源を供給す
る。１７はバツテリ、１８はキースイツチである
が電源回路１０５はキースイツチ１８を通さず直
接、バツテリー１７に接続されている。よつて後
述するRAM１０７はキースイツチ１８に関係な
く常時電源が印加されている。１０６も電源回路
であるがキースイツチ１８を通してバツテリー１
７に接続されている。電源回路１０６は後述する
RAM１０７以外の部分に電源を供給する。１０
７はプログラム動作中一時使用される一時記憶ユ
ニツト（RAM）であるが前述の様にキースイツ
チ１８に関係なく常時電源が印加されキースイツ
チ１８をOFFにして機関の運転を停止しても記
憶内容が消失しない構成となつていて不揮発性メ
モリをなす。後述する第２の補正量K3もこの
RAM１０７に記憶されている。１０８はプログ
ラムや各種の定数等を記憶しておく読み出し専用
メモリ（ROM）である。１０９はレジスタを含
む燃料噴射時間制御用カウンタでダウンカウンタ
より成り、マイクロプロセツサ（CPU）１００
で演算された電磁式燃料噴射弁５の開弁時間つま
り燃料噴射量を表示デジタル信号を実際の電磁式
燃料噴射弁５の開弁時間を与えるパルス時間幅の
パルス信号に変換する。１１０は電磁式燃料噴射
弁５を駆動する電力増幅部である。１１１はタイ
マーで経過時間を測定しCPU１００に伝達す
る。
回転数カウンタ１０１は回転数センサ１５の出
力によりエンジン１回転に１回エンジン回転数を
測定し、その測定の終了時に割り込み制御部１０
２に割り込み指令信号を供給する。割り込み制御
部１０２はその信号から割り込み信号を発生し、
マイクロプロセツサ１００に燃料噴射量の演算を
行なう割り込み処理ルーチンを実行させる。
第３図はマイクロプロセツサ１００の概略フロ
ーチヤートを示すもので、このフローチヤートに
基づき上記構成全体の作動を説明する。キースイ
ツチ１８並びにスタータスイツチ１６がONして
エンジンが始動されるとと第１ステツプ１０００
のスタートにてメインルーチンの演算処理が開始
されステツプ１００１にて初期化の処理が実行さ
れ、ステツプ１００２においてアナログ入力ポー
ト１１０４からの冷却水温、吸気温に応じたデジ
タル値を読み込む。ステツプ１００３では冷却水
温、吸気温に応じた補正量K1を演算し、結果を
RAM１０７に格納する。ステツプ１００４では
デジタル入力ポートより空燃比センサ１４の信号
を入力し、タイマー１１１による経過時間の関数
として後述する補正量K2を増減（積分）しこの
補正量K2つまり積分情報をRAM１０７に格納す
る。次にステツプ１００５では排気温センサ９の
信号を取込み、触媒温度つまり排気温度が設定値
以上の異常温度にあるか否かを判定する。異常温
度にないときはステツプ１００６に進み、このス
テツプ１００６では積分情報としての補正量K2
を用いて第２の補正量K3を計算し、この値をそ
の処理時点におけるエンジン状態に対応させて
RAM１０７にエンジン状態補正情報として記憶
させる。ステツプ１００５にて排気温度が異常温
度にあると判定したときは、ステツプ１００７に
進み、ステツプ１００７ではRAM１０７に格納
した第２の補正量K3の全てをクリアして全て設
定値（この実施例ではK3による空燃比補正をな
くすためにK3＝１）に書き替える。
第４図は積分情報としての補正量K2を増減す
るつまり積分する処理ステツプ１００４の詳細な
フローチヤートである。まずステツプ４００では
空燃比検出器が活性状態となつているかどうか、
または冷却水温等から空燃比の帰還制御ができる
か否かを判定し、帰還制御できない時つまりオー
プンループの時はステツプ４０６に進み補正量
K2をK2＝１とし、ステツプ４０５に進む。帰還
制御できる場合はステツプ４０１に進む。ステツ
プ４０１では前回の処理後の経過時間が単位時間
△t1過ぎたか測定し、過ぎていなければK2の補正
をせずにこの処理ステツプ１００４を終了する。
時間が△t1だけ経過しているとステツプ４０２に
進み空燃比がリツチであつて空燃比センサ１４の
出力がリツチである高レベル信号であれば、空燃
比をリーン側にする必要があるため、ステツプ４
０３に進み以前のサイクルで求めたK2を△K2だ
け減少させ、ステツプ４０５に進み、この新しい
補正量K2をRAM１０７に格納する。ステツプ４
０２において空燃比がリーンであつて空燃比セン
サ１４の出力がリーンを示す低レベル信号であれ
ば、空燃比をリツチ側にする必要があるためステ
ツプ４０４に進みK2を△K2だけ増加させステツ
プ４０５に進む。この様にして補正量K2を増減
させる。
第５図は第２の補正量K3を演算処理し格納す
るつまり記憶処理するステツプ１００６の詳細な
フローチヤートである。ステツプ６０１では前回
の処理後の経過時間が単位時△〓t2過ぎたか測定
し△t2経過してないときは記憶処理ステツプ１０
０６を終了し、経過しているとステツプ６０２に
進みK2の値を判定する。K2＝１ならば何もせず
この処理ステツプ１００６を終了する。なお
RAM１０７に格納される補正量K3は吸入空気量
（吸気量）Ｑと、エンジン回転数Ｎとによつて第
６図の様なマツプを形成している。吸気量Ｑにつ
いてｍ番目、エンジン回転数Ｎについてｎ番目に
相当するマツプ上の補正量K3をＫｍ ｏと表わしてい
る。本実施例ではこのRAM１０７内のマツプは
エンジン回転数Ｎについては200r・ｐ・ｍおき
に、また吸入空気量Ｑについてはアイドルからフ
ルスロツトルまでを32分割している。ステツプ６
０２でK2＜１のときはステツプ６０３に進みＫｍ ｏ
を△K3だけ減少しステツプ６０５でその結果を
RAM１０７に格納する。ステツプ６０２でK2＞
１のときはステツプ６０４に進み以前のサイクル
で求めた補正量Ｋｍ ｏを△K3だけ増加しステツプ６
０５に進み、この処理ステツプ１００６を終了す
る。メインルーチンでのステツプ１００６が終了
するとステツプ１００２へもどる。
なおステツプ１００１の初期化の処理は次のこ
とをも実行する。すなわち、エンジン作動時では
ないが、車両の車検や修理の時にバツテリをはず
すことがある。このためRAM１０７に格納され
た補正量K3がこわれて無意味な値になることが
ある。よつてバツテリがはずれたかどうかを検出
するために通常RAM１０７の特定の番地に、決
められたパターンの定数を入れておく、プログラ
ムが起動した時にこの定数の値がこわれているか
否かつまり誤つた値であるか否かを判別し、誤つ
た値であるならバツテリーがはずされたものとし
て、補正量K3のすべての値を１にインシヤライ
ズし、前記決められたパターンの定数を再設定す
る。次回の起動時にパターン定数がこわれていな
かつたらK3のイニシヤライズは行わない。
通常は１００２〜１００７のメインルーチンの
処理を制御プログラムに従つてくり返し実行す
る。割り込み制御部１０２からの燃料噴射量演算
の割り込み信号が入力されると、マイクロプロセ
ツサ１００はメインルーチンの処理中であつても
直ちにその処理を中断しステツプ１０１０の割り
込み処理ルーチンに移る。ステツプ１０１１では
回転数カウンタ１０１からのエンジン回転数Ｎを
表わす信号を取り込み、次にステツプ１０１２に
てアナログ入力ポート１０４から吸入空気量（吸
気量）Ｑを表わす信号を取り込み、次にステツプ
１０１３では回転数Ｎと吸気量Ｑをメインルーチ
ンの演算処理における補正量K3の記憶処理のた
めのパラメータとして使用するためにRAM１０
７に格納する。次にステツプ１０１４にてエンジ
ン回転数Ｎと吸入空気量Ｑから決まる基本的な燃
料噴射量（つまり電磁式燃料噴射弁５の噴射時間
幅ｔ）を計算する。計算式はｔ＝Ｆ×Ｑ／Ｎ（Ｆ：定 数）である。次にステツプ１０１５ではメインル
ーチンで求めた燃料噴射用の各種の補正量を
RAM１０７から読み出し空燃比を決定する噴射
量（噴射時間幅）の補正計算を行う。噴射時間幅
Ｔの計算式はＴ＝ｔ×K1×K2×K3である。次に
ステツプ１０１６にて補正計算した燃料噴射量の
データをカウンタ１０９にセツトする。次にステ
ツプ１０１７に進みメインルーチンに復帰する。
メインルーチンに復帰する際は割り込み処理で中
断したときの処理ステツプに戻る。
以上の様にして第２の補正量K3（＝Ｋｍ ｏ）は吸
入空気量とエンジン回転数に応じてたくさん準備
されているのでエンジンの運転状態に対応した適
正な補正量を即時に使用することができ、過渡時
を含む全運転条件に対して、応答の早い制御がで
きる。さらに第２の補正量K3は運転状態に対応
して修正されてゆくので、エンジンやセンサの経
時変化や劣化に対して自動的に修正できる。また
仮にエンジンの失火が生じて排気ガス浄化装置と
しての触媒の温度が異常温度に上昇したときはこ
の第２の補正量K3がすべてクリアされ１と書き
替えられるので、誤つた補正量K3を計算し続け
ることはなく、延いては空燃比の制御を大きく狂
わせるといつたことがない。
なお上記実施例では空燃比の制御を電子制御燃
料噴射における噴射量の補正量を修正することで
行つたものを示したが気化器における燃料供給量
或いはエンジン排気系に供給する２次空気の量の
補正量を修正することで空燃比の制御を行なうも
のについても勿論本発明は適用できる。
以上のように本発明ではエンジンの排気ガス成
分により空燃比を検出する空燃比センサの出力信
号を積分処理する積分処理ステツプと、この積分
処理ステツプにて得た積分情報に応じた値をその
処理時点におけるエンジン状態に対応させて読み
書き可能な不揮発性メモリにエンジン状態補正情
報として記憶させる記憶処理ステツプとを含み、
前記不揮発性メモリに記憶されたエンジン状態補
正情報のうちのそのときのエンジン状態に対応す
る補正情報と前記積分処理にて得た積分情報とに
よつてエンジンの空燃比を制御する方法であつ
て、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化
装置の温度を検出する排気温センサを設け、排気
ガス浄化装置の異常高温が検出されると、前記不
揮発性メモリに記憶した前記エンジン状態補正情
報をクリアして所定の設定値に書き替えることを
特徴としており、仮にエンジンの失火等の理由で
排気ガス浄化装置の温度つまりは排気温度が異常
温度に上昇したときは、失火から排気温度が異常
上昇するまでに上記エンジン状態補正情報として
誤つた値をどんどん計算し記憶していつても、異
常検出後はこの誤つた値を使用することを防止で
きるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、
第２図は第１図に示す制御回路のブロツク図、第
３図は第２図に示すマイクロプロセツサの概略の
フローチヤート、第４図は第３図に示すステツプ
１００４の詳細なフローチヤート、第５図は第３
図に示すステツプ１００５の詳細なフローチヤー
ト、第６図は第１実施例の作動を説明するために
用いる補正量K3のマツプである。 １……エンジン、９……排気温センサ、１４…
…空燃比センサ、１５……回転速度センサ、２０
……制御回路、１００……マイクロプロセツサ
（CPU）、１０７……不揮発性メモリをなす一時
記憶ユニツト（RAM）。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ エンジンの排気ガス成分により空燃比を検出
    する空燃比センサの出力信号を積分処理する積分
    処理ステツプと、この積分処理ステツプにて得た
    積分情報に応じた値をエンジン状態に対応させて
    読み書き可能な不揮発性メモリにエンジン状態補
    正情報として記憶させる記憶処理ステツプとを含
    み、前記不揮発性メモリに記憶されたエンジン状
    態補正情報のうちのそのときのエンジン状態に対
    応する補正情報と前記積分処理にて得た積分情報
    に応じた値とによつてエンジンの空燃比を制御す
    る方法であつて、エンジンの排気ガスを浄化する
    排気ガス浄化装置と、この排気ガス浄化装置の温
    度を検出する排気温センサとを備え、このセンサ
    の出力信号が前記排気ガス浄化装置の異常高温を
    示すとき前記不揮発性メモリに記憶した前記エン
    ジン状態補正情報をクリアして空燃比の補正を零
    とする所定の設定値に書き替えることを特徴とす
    る空燃比制御方法。
JP7707979A 1979-06-19 1979-06-19 Air-fuel ratio controller Granted JPS562437A (en)

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