JPS6260943A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転状態により目標空燃比を変えてフィード
バック制御を行なうようにしたエンジンの空燃比制御装
置に関するものである。

（従来技術） 従来、特開昭６０−６０３６号公報に示されるように、
排気ガス中の酸素濃度を検出して空燃比に対応した信号
を出力する空燃比センサを用いるとともに、運転状態に
応じた目標空燃比を設定し、上記空燃比センサの出力と
目標空燃比に対応した値とを比較して燃料供給聞を制御
するようにした空燃比のフィードバック制御装置がある
。この装置においては上記空燃比センサで空燃比を広範
凹に検出できるようにし、運転状態によって目標空燃比
を変えることにより、空燃比を種々の運転状態に適合す
るように制御しており、従って目標空燃比は、比較的リ
ッチ側に設定される時とリーン側に設定される時とがあ
る。

ところで、従来のこの種装置では、目標空燃比からの空
燃比のずれに応じて燃料供給量を増減するときの増減率
等に相当するフィードバック制御量を定める場合、吸気
量の変動等に対して制御の応答性を高めるため、目標空
燃比がリッチ側に設定されている時とリーン側に設定さ
れている時とに拘らず、上記フィードバック１５１　！
１］　ｆｆｌを成る程度大きな値としていたが、この場
合に次のような問題があった。

すなわち、空燃比のフィードバック制御は、空燃比セン
サによる空燃比の検出値が目標値よりリーン側にずれる
と燃料を増量し、リッチ側にずれると燃料を減量する補
正を繰返すので、空燃比は目標空燃比を中心に振れ動き
、この空燃比の振れ幅は上記フィードバック制ｗＪ量が
大きい程大きくなる。そして、目標空燃比が比較的リッ
チ側に設定されている時は上記空燃比の振れ幅が成る程
度大きくても差し支えないが、経済走行等のため目標空
燃、比がかなりリーン側に設定されている時、これより
リーン側に空燃比が大きく振れるとオーバリーン状態ど
なって失火が生じ易くなる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、目標空燃比がリーン側
に設定される運転域で、フィードバック制御による空燃
比変動でオーバリーン状態となることを抑制し、失火を
防止することのできるエンジンの空燃比制御装置を提供
するものである。

（発明の構成） 本発明は、排気ガス中の酸素濃度を検出して空燃比に対
応した信号を出力する空燃比センサと、この空燃比セン
サの出力と運転状態に応じて設定された目標空燃比に対
応する値とを比較して混合気の空燃比を制御するフィー
ドバック制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置
において、上記フィードバック制御手段に、混合気の空
燃比を制御するフィードバック制御量を目標空燃比が大
きくなる稈小さくする制御量決定手段を設けたものであ
る。

この構成により、目標空燃比がリーン側に設定される程
、フィードバック制御による空燃比の振れ幅が小さくな
って、オーバリーン状態となることが抑制される。

（実施例） 第１図は本発明装置の一実施例を示し、この図において
、１１はエンジン１０のシリンダ、１２はシリンダ１１
内の燃焼室、１３は吸気通路、１４は排気通路である。

、ト記吸気通路１３には、上流側から順にエアクリーナ
１５、エアフローメータ１６、スロットル弁１７および
燃料噴射弁１８が配設されている。また排気通路１４に
は排気浄化装置１９の上流に空燃比センサ２０が設【プ
られている。このほかに燃料噴射量の制御に必要な検出
要素として、エンジンのクランク角変化によってエンジ
ン回転数を検出する回転数センサ２１、エンジンの負荷
に相当する吸気負圧を検出する圧力センサ２２、吸気温
を検出する吸気温センサ２３、エンジンの冷却水温を検
出する水温センサ２４が配備されている。

上記空燃比センサ２０は排気ガス中の酸素濃度を検出す
ることによって空燃比を検出し、空燃比に対応した信号
を出力するもので、例えば第２図に示すように、空燃比
（Ａ／Ｆ）に比例した出力電圧を一発生するようになっ
ている。

３０は制御ユニットであって、ＣＰＵ３１、メモリ３２
、入力部３３および燃料噴射弁１８の駆動回路３４等を
備え、上記エアフローメータ１６と各センサ２０〜２４
とからの検出信号を入力し、燃料噴射弁１８に駆動信号
を出力するようにしており、この駆動信号は噴射パルス
によって与えられ、この噴射パルスのパルス幅によって
燃料噴射聞く燃料供給量）が制御されるようになってい
る。

上記制御ユニット３０は、運転状態に応じた目標空燃比
を設定し、空燃比センサ２０の出力電圧と上記目標空燃
比に対応する目標電圧との比較に基いて燃料噴射量を増
減制御するフィードバック制御手段を構成するとともに
、目標空燃比が大きくなる程フィードバック制ｔｉｌｆ
ｆｌを小さクツ゛る制御量決定手段を含ｌνでおり、具
体的には第３図のフローチャートに示す制御を行なうよ
うになっている。この制御の具体例では後に詳述するよ
うに、フィードバック制御量として、空燃比センサ２０
の出力電圧ＶＳが目標電圧Ｖｔよりも小か大かのいずれ
か一方の状態から他方の状態に切替った直後の燃料増減
量を決める比例制御値Ｐと、それ以外の時に燃料を次第
に増加もしくは減少させていく割合を決める積分制御値
■とを用い、これらの制御値Ｐ、Ｉを目標空燃比に応じ
て変えるようにしている。

第３図のフローチャートに示す制御の具体例を説明する
と、先ずステップＳ１でシステムを初期化してから、ス
テップＳ２でエアフローメータ１５および各センサ２０
〜２４からのデータを入力し、ステップＳ３で、エンジ
ン回転数とエアフローメータ出力とにより基本噴射パル
ス幅を算出する。次にステップＳ４で冷却水温や運転状
態がフィードバック制御を行なうべき条件となったか否
かを調べ、その判定結果がＮｏであれば、ステップＳ５
で基本噴射パルス幅ＴＩ）等に基いて燃料噴射量を、オ
ーブン制御する。

ステップＳ４での判定結果がＹＥＳであれば、ステップ
Ｓ６でエンジンの運転状態に応じた目標空燃比を算出し
、例えばエンジン回転数と基本噴射パルス幅とにより目
標空燃比を算出する。この場合、目標空燃比は、エンジ
ン回転数と基本噴射パルス幅とで調べられる運転状態に
応じた値を予めマツプとしてメモリ３２に記憶させてお
き、これに基づいて求めるようにすればよい。続いてス
テップＳ７で、第２図に示す空燃比センサ２０の出力特
性に基いて目標空燃比に対応した目標電圧Ｖｔを求める
。

さらに、ステップＳ８で、制御聞決定手段の処理として
、目標空燃比に応じた積分制御値Ｉおよび比例制御値Ｐ
を求める。この積分制御値１３３よび比例制御値Ｐは、
例えば第３図中に図表で示すような目標空燃比に対応さ
せた値がテーブルとして予めメモリ３２に記憶され、こ
のテーブルにおいて上記制御値Ｉ、Ｐはいずれも目標空
燃比が大きくなる程、つまり目標空燃比がリーン側とな
る程小さな値となるように設定されており、このテーブ
ルから現在の目標空燃比に応じた値が算出される。なお
、比例制御値Ｐは積分制御値Ｉより大きな値となってい
る。

次に、ステップＳ９で空燃比センサ２０の出力電圧が目
標電圧より大か小かを調べ、大であればフラグＦをＯ１
小であればフラグＦを１とする（ステップＳ１ｏ　、　
５ｔ１）　。続いて、ステップＳ　１２で今回のフラグ
Ｆの値と前回の値「ａとが等しいか否かを調べ、その判
定結果がＹＥＳであれば、フラグＦが０か１かにより燃
料噴射量のフィードバック補正係数Ｏｆを積分制御値Ｉ
だけ増加もしくは減少させ（ステップ８１３〜５１５）
、またステップＳ１２での判定結果がＮｏであれば、フ
ラグＦが０か１かにより上記フィードバック補正係数Ｃ
ｆを比例制御値Ｐだけ増加もしくは減少させる（ステッ
プＳ　＋ａ〜８１８）。つまり、電圧に変換された空燃
比検出値と目標空燃比との比較に阜づき、空燃比検出値
が目標空燃比に対してリーン状態を示す時はフィードバ
ック補正係数Ｃｆを増加（燃料を増膳）させ、リッチ状
態を示す時はフィードバック補正係数Ｃｆを減少（燃料
の減ｍ）させるようにするとともに、このようなフィー
ドバック補正係数Ｃｆの増減を、上記リーン状態または
リッチ状態が続いている時は積分制御値Ｉにより行ない
、リーンからリッチ状態またはその逆に切替った直後は
比例制御値Ｐにより行なうようにしている。

次に、ステップＳ　１９で現在のフラグＦの値を前回の
値Ｆａと置き変えてから、ステップ８２０で、基本噴射
パルス幅およびフィードバック補正係数Ｃｆ等に基いて
最終噴射パルス幅を求め、ステップ８２１で噴射パルス
を出力して燃料噴射量を制御する。

以上のような制御による場合に、目標空燃比が比較的小
さな値であるリッチ側に設定される運転域と、目標空燃
比が大きな値であるリーン側に設定される運転域とにつ
き、燃料噴射量のフィードバック補正係数Ｏｆの変動を
示すと第４図のようになる。つまり、フィードバック補
正係数Ｃｆは、比例制御値Ｐと積分制御値Ｉとによって
決まる変動特性で、空燃比検出値が目標空燃比に対して
リーン状態となると増加し、これにより燃料が増量され
てリッチ状態になると減少することにより、平均値ＣＯ
を中心に変動を繰返す。これに伴って燃料噴射量が変動
することにより、空燃比が目標空燃比を中心に撮れ動く
。

そして、目標空燃比が比較的リッチ側に設定される運転
域Ａと比べて目標値がリーン側に設定される運転域Ｂで
は、比例制御値Ｐおよび積分制御値Ｉが小さくされるこ
とにより、上記フィードバック補正係数Ｏｆの変動幅が
小さくなり、従って空燃比の振れ幅も小さくなる。この
ため、目標空燃比がリーン側に設定されている時に、そ
れ以上のＡ−バリーン状態に空燃比が振れ動くことが抑
制される。

なお、上記実施例では比例制御値Ｐと積分制御値Ｉの双
方を目標空燃比に応じて連続的に変化させているが、こ
の両制御値Ｐ、Ｉのうちのいずれか一方のみを目標空燃
比が大きくなる程小さくするよう、にしてもよいし、連
続的ではなく、例えば２段階としてもよい。また空燃比
に応じてアナログ的に燃料噴射量を増減制御するような
場合には、その増減の勾配を、目標空燃比が大きくなる
程小さくするようにしても、上記実施例と同様の効果が
得られる。あるいはまた、目標空燃比を中心としてその
両側にフィードバック制御を停止する不感帯を設けてお
くような制御を行なう場合、この不感帯の幅を目標空燃
比が大きくなる程小さくするようにしてもよい。

また、上記実施例では燃料供給量を制御しているが、気
化器を用いたエンジン等では、例えば吸気通路にスロッ
トル弁をバイパスするバイパス通路を設けてその流量を
制御することにより、吸入空気量を上記実施例に準じて
制御し、これによって空燃比をフィードバック制御して
もよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、目標空燃比が大きな値であるリ
ーン側に設定される程、フィードバック制ａｍを小さく
することにより、フィードバック制御による空燃比の振
れ幅を小さくするようにしているため、目標空燃比がリ
ーン側に設定されている時にそれ以上に空燃比がリーン
側に振れ動くことが抑制され、失火を防止することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概略図、第２図は空燃
比センサの出力特性を示す説明図、第３図は制御のフロ
ーチャート、第４図は目標空燃比が比較的リッチ側に設
定された時とリーン側に設定された時とにおけるフィー
ドバック補正係数の変動を示す説明図である。 １８・・・燃料噴射弁、２０・・・空燃比センサ、３０
・・・制御ユニット（制御量決定手段を備えたフィード
バック制御手段）。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、排気ガス中の酸素濃度を検出して空燃比に対応した
   信号を出力する空燃比センサと、この空燃比センサの出
   力と運転状態に応じて設定された目標空燃比に対応する
   値とを比較して混合気の空燃比を制御するフィードバッ
   ク制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置におい
   て、上記フィードバック制御手段に、混合気の空燃比を
   制御するフィードバック制御量を目標空燃比が大きくな
   る程小さくする制御量決定手段を設けたことを特徴とす
   るエンジンの空燃比制御装置。