JPS63117138A - エンジンの空燃比調整方法 - 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、エンジンの空燃比調整方法に関し、特に、０
２センサの応答遅れを測定するエンジンの空燃比ｌｌ整
方法と、この応答遅れに基づき空燃比指令値を補正する
エンジンの空燃比調整方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のエンジンの空燃比調整装置は、第１６図に示すよ
うに、エフクリーナ１３からの吸気が、吸気通路１１を
通じてエンジン本体１４の図示しない燃焼室へ供給され
るようになっていて、燃焼室からの排気が三元触媒１６
を介装された排気通路１５を通じて大気へ面数されるよ
うになっている。

そして、燃料を吸気通路１１へ供給するための空燃比調
整手段としての燃料供給装ＦＬ（インジェクタ）２を制
御すべく、空燃比制御手段を兼ねる制御装ｒａ（コンピ
ュータ）１が設けられており、この制御装置ｌ！１は、
吸気温度を検出する吸気温度センサ９．スロットル弁１
２の開度を検出するスロットル開度センサ６．Ｏ２セン
サ７、エンノン冷却水温を検出する水温センサ５．エン
ジン回転数を検出するイグニツシａンコイル（エンジン
回転数センサ）３．クランク角度を検出するクランク角
度センサ４お上り吸入空気量を検出するエア７０−セン
サ８にそれぞれ結線されており、各センサ３〜９からの
検出信号を受けて所望の空燃比を実現すべく、燃料供給
装置２へ制御信号を出力する。

０２センサ７は、第１６図に示すように、車両用エンジ
ン１４の排気通路１５中に介装されており、シルフニア
（ＺｒＯｔ）やチタニア等からなるＷ１素イオン透過性
固体電解質によって構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、オンオフ型０２センサ７を用いた空燃比（
Ａ／Ｆ）フィードバック型制御システムとして構成され
た従来のエンノンの空燃比ＩＩ！！装置では、０□セン
サ７のバラツキや劣化により、リーン検出状態からリッ
チ検出状態への変化（以下、「リッチ化」という。）に
対する応答遅れ（エンジンの遅れも含む）τＬＲと、リ
ッチ検出状態からり−ン検出状態への変化（以下、「リ
ーン化」という。）に対する応答遅れ（エンジンの遅れ
も含む）τＲＬとに差が生じた場合、制御空燃比にバラ
ツキが生して、三元触媒４６の効率が悪化したり、排ガ
ス中のＮＯｘやＣＯやＨＣ等のレベルであるエミッシッ
ンレベルが悪化したりしてしまうという問題点がある。

０２センサ７は、その使用開始時には、通常、第１７図
（ａ）、（ｂ）に示すように、τＬＲ＝τＲＬとなって
いたちのが、第１８図（ａ）、（ｂ）に示すように、τ
ＬＲ＜τＲＬとなった際に、τＬＲ＝τＲＬと見なす制
御を続行すると、第１８図（、Ｌ）中に破線で示すイン
ジェクタ補正係数がリーン（Ｌ）側にシフトした点を、
空燃比が理論空燃比（Ｓ　ｔｏｉｃｂｉｏｍｅｔｒｉｅ
　Ａ　ｉｒＦ　ｕｅｌ　Ｒａｔｉｏ、以下ストイキオと
いう、）であるものと判断してしまうのと同様の制御を
行なってしまう。

何故ならば、リッチを検出するとインジェクタ２ヘリー
ン化信号を送り、リーンを検出するとインジェクタ２ヘ
リツチ化信号を送るようになっているので、応答遅れの
時間内における積分値がリフト量に反映するからである
。

このように、ストイキオに制御していたつもりでも、制
御点がシフトしてしまうのである。

なお、第１７．１８図は参考図であり、従来例としての
手段を示すものではない。

本発明は、このような０２センサのリーン化ないしリッ
チ化における応答性の差を測定し、さらに補正すること
により、空燃比を調整できるようにした、エンジンの空
燃比ｇ整方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、第１番目の発明のエンジンの空燃比調整方法
は、エンジンへ送られる空気お上ＶｔＩ＆料の比を＊ｊ
！！する空燃比調整手段と、上記エンジンからの排気中
に含まれる酸素状態を検出する０２センサと、同０２セ
ンサからの検出信号に応じて上記空燃比調整手段におけ
る空燃比ｘｉ量を制御する空燃比制御手段とをそなえた
空燃比フィードバック型制御システムにおいて、空燃比
調整時期になったとき、上記空燃比７Ｉ４整手段におけ
る空燃比制御を一時的にオープンループ制御として、空
燃比をリッチ側とリーン側との間で交互に変動させ、空
燃比を交互に変動させるための空燃比指令信号と上記０
□センサで検出される空燃比検出信号とに基づき、上記
０２センサの応答遅れを測定することを特徴としている
。

さらに、第２番目の発明のエンジンの空燃比調整方法は
、エンジンへ送られる空気および燃料の比を調整する空
燃比調整手段と、上記エンジンからの排気中に含まれる
酸素状態を検出する。２センサと、同０２センサからの
検出信号に応じて上記空燃比調整手段における空燃比ｗ
４整１を制御する空燃比制御手段とをそなえた空燃比フ
ィードバック型制御システムにおいて、空燃比調整時期
になりだとき、上記空燃比調整手段における空燃比制御
を一時的にオーブンループ制御として、空燃比をリッチ
側とリーン側との間で交互に変動させ、空燃比を交互に
変動させるための空燃比指令信号と上記０２センサで検
出される空燃比検出信号とに基づき、上記０２センサの
応答遅れを測定し、同応答遅れに基づき上記空燃比調整
量を補正することを特徴としている。

〔作　用〕

上述の？ｔＳ１番目の発明のエンジンの空燃比１！４整
方法では、空燃比フィードバック制御を一時中断して、
空燃比をリッチ側とリーン側との間で交互に変動させる
べく、オープンループ制御を行なうが、空燃比３３１整
手段への空燃比指令信号と、０２センサからの空燃比検
出信号とを比較して、リーンからリッチへの変化時にお
ける応答遅れと、リッチからリーンへの変化時における
応答遅れとをともに測定することができる。

さらに、第２番目の発明のエンノンの空燃比調整方法で
は、第１番目のものに加えて、空燃比調整量を補正する
ことができるのである。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜５図は本発明のｍｌ実施例としてのエンジンの空
燃比ｒＩ４Ｉ４決方法すもので、第１図はその制御Ｉ要
領を説明するための７０−チャート、第２図はその作用
を説明するためのグラフ、第３゜４図はそれぞれ本方法
を直接実施するためのエンノンの空燃比調整装置の全体
構成図およびその要部を示す拡大図、第５図はその一般
的な空燃比制御域を示すグラフであり、第６〜１５図は
本発明の第２実施例としてのエンジンの空燃比調整方法
を示すもので、第６図はその制御要領を説明するための
７０−チヤーシ、第７図はそのＡ／Ｆフィードバック制
御におけるグラフ、第８．９図はいずれもその応答遅れ
と制御Ａ／ＦシフＦ景との関係を示すグラフ、第１Ｏ２
１１図はそれぞれそのニブイン補正方法および補正マツ
プを示すグラフ、第１２〜１４図はそれぞれそのＰディ
ン補正方法。

補正マツプおよびＰゲイン値の制限範囲を示すグラフ、
第１５図はその０□センサ出力遅延補正方法を示すグラ
フであり、第１〜１５゛図中、第１６〜１８図と同じ符
号はほぼ同様のものを示す。

＃１〜５図に示すように、第１実施例でも、エンジンの
空燃比Ｗ！４１！１装置は、第３図に示すように、エア
クリーナ１３からの吸気が、吸気通路１１を通じてエン
ジン本体１４の図示しない燃焼室へ供給されるようにな
っていて、燃焼室からの排気が三元触媒１６を介装され
た排気通路１５を通じて大気へ開放されるようになって
いる。

そして、燃料を吸気通路１１へ供給するための空燃比ｖ
４整手段としての燃料供給装置（インジェクタ）２を制
御すべく、空燃比制御手段を兼ねる制御装置（コンピュ
ータ）１が設けられており、この制御装ｒ！１１は、吸
気温度を検出する吸気温度センサ９．スロットル弁１２
の開度を検出するスロットル開度センサ６、ｏ２センサ
７、エンジン冷却水温を検出する水温センサ５．エンジ
ン回転数を検出するイグニッシａンコイル（エンジン回
転数センサ）３．クランク角度を検出するクランク角度
センサ４おより吸入空気量を検出するエア７０−センサ
８にそれぞれ結線されており、各センサ３〜９からの検
出信号を受けて所望の空燃比を実現すべく、燃料供給装
ｒａ２へ制御信号を出力する。

ｏ２センサ７は、第３図に示すように、車両用エンジン
１４の排気通路１５中に介装さ紅ており、ジルコニア　
（Ｚ　ｒ　Ｏｘ　）やチタニア等からなる酸素イオン透
過性固体電解質によって４１ｆｔされている。

さらに、空燃比調整時期検出手段１０が設けられていて
、オンオフ型０２センサ７を用いた空燃比（Ａ／Ｆ）フ
ィードバック型制御システムとして構成されている。

制御装置１は、インジェクタ２へ燃料供給時期および供
給量を指令する燃料供給制御手段と、エア７０−センサ
８からの吸入空気、ｉｌＡ、燃料供給制御手段からの燃
料ｆｉＦおよび０□センサ７からの排気中の酸素の有無
を受けるとともに、エンジン回転数センサ３からのエン
ジン回転数Ｎおよびスロットル開度センサ６からのスロ
ットル開度θ［吸入空気ｉ１Ａとエンジン回転数Ｎとの
比（Ａ／Ｎ）でもよい、］を受けて、例えば、第５図に
示すように空燃比を制御するためのフィードバック型制
御を含む第１の空燃比制御手段と、点火１！ｊｇｉ１７
を介して点火プラグ１８における火花放電を制御する点
火時期制御手段と、空燃比調整時期検出手段１０からの
検出信号を受けてｔＩ＆１の空燃比制御手段と後述する
オープンループ型の第２の空燃比制御手段との切換えを
行なうフィードバック制御オープンループ制御切換手段
と、同切換手段からの信号を受けてインジェクタ２やス
ロットルモータヘリッチーリーン変動矩形波を出力する
出力部をそなえたオープンループ型態２の空燃比♂１７
１手段と、この矩形波出力部からの信号と０□センサ７
からの信号とを受けて０２センサ７における応答遅れを
検出する測定部とをそなえで構成されている。

また、このスロットル弁１２は、第４図に示すように、
制御１ｉ１ｉ！（ＣＰＵ）１からの制御信号を受けるよ
うになっていて、スロットル弁駆動ｆｉｖｔ（ドライブ
パイワイヤ装ｆｉ）としてのスロットルモータ（ステッ
プモータ）１９に軸２０を介して接続していて、袖２０
はスロットル開度センサ６を回動しうるように構成され
ている。

そして、本実施例では、空燃比を変化させることにより
、上述の測定部で、０２センサ７の応答遅れを検出しう
るように構成されている。

すなわち、第１図に示すように、空燃比のＴＲ整時期と
なったとき、条件成立とみなされ（ステップａｌ）、条
件不成立のときには、以下の処理７０−は実行されない
、ここで、空燃比の調整時期とは、空燃比調整時期検出
手段１０で検出されるもので、アイドル状態が所定時間
以上連続して行なわれた時期、整備・点検時にマニュア
ルスイッチ等からの信号を受けて行なわれた時期、通常
走行中の所定時期であり、さらに、所定走行距離毎の時
期や所定日数毎等の時期でもよい。

ついで、制御装置１による空燃比のフィードバック制御
を一時中断する（ステップａ２）。

そして、第２図（ａ）に示すように、空燃比をリーン側
とリッチ側との間で周期２Ｔ毎にステップ状に変化させ
る（ステップａ３）。

インジェクタ２の駆動周期２Ｔは、応答遅れτＬＲ１τ
ＲＬがインジェクタ２のバラツキにより重ならないよう
に長めに設定され、このようにして、応答遅れ測定用燃
料補正値を空燃比ＦＢ補正係数１こ加えて、インジェク
タ２へ送り、空燃比がステップ状に変化するように燃料
量を制御するのである。

そして、応答遅れ測定用燃料補正信号［第２図の（ａ）
参照］と０２センサ７からの検出信号［第２図の（ｂ）
参照】とから、０２センサ７のリッチ化検出時の応答遅
れτＬＲと、リーン化検出時の応答遅れτＲＬとを測定
することができる（ステップａ４）。

すなわち、応答遅れ”ＬＲｅτＲＬの求め方としでは、
燃料噴射制御を一時的にオープンループにしで、インジ
ェクタ駆動信号をリッチ（Ｒ）←リーン（Ｌ）間に周期
変動させることが考えられる。

このように、インジェクタ駆動信号を周期２ＴでＲ←Ｌ
に変動させた場合、０２センサ近傍Ａ／Ｆ。

０２センサ出力は、第２図（ｂ）、（ｅ）に示すように
なる。

したがって、インジェクタ駆動信号と０２センサ出力を
比較することにより、τＬＲ９τＲＬが求まる。

また、０２センサ出力デユーテイ比［α＝（ＴＲ／２Ｔ
）］より、次式を用いててＬＲＩτＲＬの差が求まる。

τＲＬ　　ＴＬＲ＝（２ｆｆ−１）Ｔ　　−−−■なお
、本実施例における符号は、第２実施例と共通である。

第６〜１５図に示すように、第２実施例でも、第１実施
例とほぼ同様に溝ｅ、されており、本実施例では、制御
装２２１が、測定部からのｏ２センサ７の応答遅れτＲ
Ｌ＋τＬＲに基づ訃制御Ａ／Ｆシフト量（補正ｆｆ１）
を求める補正手段をそなえている。なお、他の構成は、
Ｐｔ５１実施例と同様であり、第６〜１５図中、ｍｌ−
５，１６〜１８図と同じ符号はほぼ同様のものを示す。

まず、本実施例では、初めに、１）−（１）〜（４）に
おいて、制御Ａ／Ｆシフト量が検出可能であることを示
し、ついで１）−（３）において、第１実施例で求めた
のと同様に応答遅れτＬＲ１τＲＬを求め（この記述１
±Ｊｌ実施例と同様であるので省略する）、最後に、３
）−（１）〜（３）において、例としてリッチ化をねら
った補正方法を示す。

ここで、全体の概要を示すと次のようになる。

１）　　Ａ／Ｆフイードバフク制御概要（１）Ａ／Ｆフ
ィードバック制御 （２）記号の定義 （３）フィードバック周期ＴＦ （４）制御λ ２）制御Ａ／Ｆに与える影響 （１）設定条件 （２）Ｏ，センサ応答遅れの影響 （３）制御Ａ／Ｆシフト量の検出方法 ３）制御Ａ／Ｆシフ）の補正 （１）Ｉゲインによる補正方法 （２）Ｐゲインによる補正方法 （３）０□センサ出力遅延補助方法 ４）各補正方法の特徴 （１）フィードバック周期ＴＦ （２）Ａ／Ｆの振れΔ５ （３）プログラム化における必要メモリ量１）　　Ａ／
Ｆフィードバック制御概要（１）Ａ／Ｆフィードバック
制御 Ａ／Ｆ　ＦＢ制御において、Ａ／Ｆ　ＦＢ補正係数（イ
ンジェクタ駆動信号）、０２センサ近傍のＡ／Ｆ、Ｏ，
センサ出力の関係は第７図（ａ）〜（ｃ）に示すとおり
である。

但し、早足常時のｏ２センサ出力のノ）イレベル（Ｈ）
−ローレベル（Ｌ）の反転ポイントは、λ＝１．０と仮
定し、λ＝１．０における＾／Ｆは、１４．７と仮定し
た（スタティック＾／Ｆ）（２）記号の定義 ＩＬＲ：０２センサ出力ロ一レベル時のＡ／Ｆリッチ化
積分ゲイン（１／５ｅｃ）　　（＞　Ｏ）ＩＲＬ：０２
センサ出力ハイレベル時のＡ／Ｆリーン化積分ディン（
１／５ｅａ）　　（＜　０　）ＰＬＲ：　Ｏｘセンサ出
力ハイレベル→ローレベル反転時のＡ／Ｆリッチ化比例
ディン （〉０） ＰＲＬ：Ｏ□センサ出力ローレベル→ハイレベル反転時
のＡ／ＦＩＪ−ン化比例ディン（くＯ） ΔＴＬＲ：　Ａ／Ｉ’補正係補正係数リーンチリフチ反
転後センサ近傍Ａ／Ｆがリーン− リッチに反転するまでの遅れ（ｓｅｅ　）ΔＴ、、：　
Ａ／Ｆ補正係数りツチ→リーン反転後％０２センサ近傍
Ａ／Ｆがリッチ− リーンに反転するまでの遅れ（ｓｅｅ）ΔｊＬＲ：　０
２センサ近傍Ａ／Ｆがリーン−リッチ反転後、０２セン
サ出力がローレベ ル−ハイレベルに反転するまでの遅れ （ｓｅｅ） ΔＬＲＬ　：　Ｏｘセンサ近傍Ａ／Ｆがリッチ→リーン
反転後、０２センサ出力がハイレベ ル−ローレベルに反転するまでの遅れ （ｓｅｅ　） τＬＲ：ΔＴｔ、ｙｔ＋ΔｔｔＲ（ｓｅｅ）τＲＬ：Δ
ＴＲＬ＋ΔｔＲＬ（ｓｅｅ）’ｒ、：　Ａ／Ｆ−ＦＢ制
御周期 Ｐゲインの値は、ＩＰＬＲＩ≦Ｉ　Ｉ　ＲＬＸτ＊Ｌｌ
ｙＩＰＲＬＩ≦ＩＩＬＩＩＸτＬＲＩ　　に限定した。

何故ならば、Ｐゲイン値がこの範囲を越えた場合、制御
Ａ／Ｆは、第１４図（ａ）、（ｂ）に示すように、−点
に定まらないからである。

第１４図（ａ）、（ｂ）は、両方とも Ｉ　ＬＲ＝−Ｉ　ＲＬ（＝　Ｉ　）ｙ　ＰＬＲ＝−ＰＲ
Ｌ（＝Ｐ）１τＬＲ”τＲＬ（＝τ） という条件であるが、制御Ａ／Ｆは異なる。すなわち、
同条件であっても制御Ａ／Ｆは−（Ｐ−１τ）／２≦制
御＾／Ｆ≦（Ｐ−Ｉτ）／２の範囲でバラツキが生じる
。

したがって、制御Ａ／Ｆを固定するためにＰゲイン値は
、前述の範囲に制限することが必要である。

（３）フィードバック周期ＴＦ フィードバック周期Ｔ、は、第７図（ａ）−（ｃ）より
、次の通りとなる。

ＴＦ＝τＬＲ＋　ｔｌ＋ｔ　ＲＬ＋ｔｌｔ＋＝−＜Ｉｕ
＋ｔ”ｕ＋ＰＲし）／　ＩＲＬｈ＝−（ｒＲＬｒＲＬ十
Ｐ　ＬＲ）／　ｒ　ＬＲより・、°、ＴＦ＝［１−（Ｉ
　ＬＲ／　Ｉ　ＲＬ）］τＬＲ＋［１−（Ｉ＋＜Ｌ／　
ＩＬＲ）１τＲＬ−［（ＰＬ＊／　Ｉ　ＬＲ）＋（ＰＲ
Ｌ／　Ｉ　ＲＬ）１・・・■ （４）制御λ 制御λ［＝＋（Ａ／Ｆ）／１４．７１±Ｏ２０５］は、
第７図（、）〜（ｃ）より、次の通りとなる。

（１／λ）＝１．０＋（Ｓ＋＋５ｚ−Ｓｓ　　Ｓ４）／
ＴＦ＝平均高さ ２）制御Ａ／Ｆに与える影響　　　　　　　　　°°°
■（１）設定条件 ■、■式を用いて、０２センサ応答性が制御Ａ／Ｆに与
える影響を検討する。この際、代表運転点として６０ｋ
ｍ／ｈにおけるＲ／Ｌを選定した。

何故なら、所定条件下における吸入空気量が最も代表点
であるものに近いからである。

６０に論／ｈにおけるＲ／Ｌでのエンジン回転数は、約
１５００ｒｐｍ、排ガス温度は５００℃、排気管内圧力
は５＋＊ｍＨｇ％排気パルプより０２センサまでの容積
は、１１００ｃｍ’であり、これよりインジェクタ２か
ら○、センサ７までの混合気（燃焼ガス）の移動に要す
る時間ΔＴ（＝ΔＴＬＲ＝ΔＴＲＬ）は、ΔＴ＝Ｔ＋ｓ
　（ｓｅａ） と求まる。更に、ｏｌセンサ応答遅れを考慮に入れて、
τＬＲｙτＲＬの最小値τｗｉｎは１ｍ１ｎ＝Ｔ＋ｓ　
　（ｓｅｅ） とした、また、■ディン、Ｐゲインの基準値は、Ｉ　１
．Ｒ＝Ｏ２０５（１／５ｅａ）（すなわち１ｓｅｃ間に
５％リッチ化） Ｉ　ＲＬ　＝−０，０５（１７ｓｅｃ）、　Ｐ　ＬＩ？
＝　１　／　１２８ｙＰＲＬ＝１／１２Ｂ とした。

（２）０２センサ応答遅れの影響 ０□センサ７のバラツキ、劣化により、τＬＲＩτＲＬ
が変化したときの制御Ａ／Ｆのシフト量を第８図に示し
た。＊た、第９図にはτＬＲＩτＲＬの差（＝Ｒ←Ｌ、
Ｏ，センサ応答遅れの差）と制御Ａ／Ｆシフト量の関係
を示した。

制御Ａ／Ｆシフト量ΔＡ／Ｆは、τＬＲ＋τＲＬの差が
、Ｏ，１ｓｅｃではＯ２０３７．Ｏ２２ｓｅｃではＯ２
０７４となる。

（３）制御Ａ／Ｆシフト量の検出方法 第１実施例で求めた、τＬＲ？τＲＬおよびその差より
求まる。

この制御７０−は、第６図においてステップｂ１〜ｂ４
に示しである。

３）制御Ａ／Ｆシフトの補正 前述のように、制御Ａ／Ｆシフト量は検出可能である。

そこで、第６図のステップｂ５で示す次に制御Ａ／Ｆシ
フトの補正について具体的に検討する。

制御Ａ／Ｆシフトは、τＬＲ１τＲＬの変化により、■
式の値が目標値１．０からはずれるために生じる。した
がって、 ・・・■ とすれば、λ＝１．０となり、制＠Ａ／Ｆシフ）は補正
される。その方法としては、次の３方式％式％ ・Ｉディン値（Ｉ　ＬＲＩ　Ｉ　ＲＬ）変更による補正
・Ｐダイン値（ＰＬＲ？ＰＲＬ）変更による補正・ｏ２
センサ出力遅延（ｄｅｌａｙ）操作による補正但し、Ｐ
　ＬＲｔ　Ｐ　ＲＬは変更しないものとして、０式をオ
ンボード演算で解くことは困難であり、各補正値につい
ては、マツプを作ることが必要である。しかし、０２セ
ンサ出力ｄｅｌａｙ補正は、マツプの必要が無い。

（１）ニゲインによる補正方法 ニゲインによる補正方法は、下記の通り行なう。

・制御Ａ／Ｆがリッチ側にシフトの場合１１　ＲＬＩ増 ・制御Ａ／Ｆがリーン側にシフトの場合ＩＩＬＲＩ増 これを、第１０図に例を示す。

第１０図では、リッチ−リーンのｏ２センサ応答性に差
がある（ΔｔＲＬ　＞Δに＊）ため、τＲＬ＞τＬＲと
なり制御Ａ／Ｆがリーン側にシフトしている。

そこで、Ａ／Ｆ＠正係数リッチす積分ディンＩＬＲを大
きくすることにより、同図中のハツチング面積分だけ＃
ＩＩＩＡ／Ｆはリッチ化されＪＩＪ御＾／Ｆシフトが補
正される。

また、制御Ａ／Ｆシフトを補正する■ゲイン値マツプの
例を第１１図に示す６例えば、τＲＬ＝Ｏ２４ｓｅｃｙ
τＬＢ＝Ｏ２２ｓｅｃの場合、制御Ａ／Ｆは、Ｏ２０７
４　ＩＪ　−ン側にシフトすルカ、工ｔ、＊ヲ０，０５
−ｅＯ，ｆｆ５（１／５ｅａ）とすることにより、ｆａ
ｌｌｉｌＡ／ＦシフＦ量はＯ２００１以下に補正される
。

（２）Ｐディンによる補正方法 Ｐディン補正は、０２センサ出力のローレベル−ハイレ
ベル反転時の比例ディンＰ　ＬＲｙ　Ｐ　ＲＬを変更す
ることにより行なう１本補正は、補正可能範囲が限られ
、ニゲイン補正よりも複雑である。これは、第１４図に
示したとおり、Ｐダイン値がＩＰＩ≦ＩＩＸτ１に限定
されるためである。このＰゲイン補正の可能範囲は、 τＬＲ≦ＪττＲＬ＋　　τＲＬ≦ｆ丁τＬＲである。

この範囲内では、Ｐゲイン補正は下記のとおり、 ・制御Ａ／Ｆがリッチ側にシフトの場合ＩＰＲＬＩ増、
１ＰＲＬＩ＝ｌＩＬＲτＬＲＩとしても補正不足であれ
ば、ＩＰＬＲＩ減 ・制御Ａ／Ｆがリーン側にシフトの場合１°ＰＬＲＩ増
、１ＰＬＲ１＝　ｌ　Ｉ　ＲＬτＲＬＩとしても補正不
足であれば、ｌ　Ｐ　ＲＬＩ減 第１２図にこの例を示す。

第１２図では、第１０図同様に制御Ａ／Ｆがリーン側に
シフトしている。そこで、Ａ／Ｆ補正係数リッす化比例
ディンＰＬＲを、ＩＰｕ＋ｌ≦Ｉ　Ｉ　ＲＬτＲＬＩの
範囲で大きくし、更にはＩＰＲＬＩを小さくすることに
より、同図中のハツチング面積分だけ制御Ａ／Ｆはリッ
チ化され、制御Ａ／Ｆシフトが補正される。

制御Ａ／Ｆシフトを補正するＰゲイン値マツプは、■ゲ
イン値マツプに比べて、非常に複雑なので、ここでは、
大まかな特徴のみを第１３図に示す。

この第１３図に示すとおり、Ｐゲイン補正は、補正可能
な範囲が限られ、更にその範囲内でも、Ｐ　ＬＲｔ　Ｐ
　ＲＬの片方のみで補正可能な範囲と、片方で可能な限
り補正し、もう一方で不足分を補正するという範囲に分
けわれる。

（３）０２センサ出力遅延補正方法 前述のようにてＬＲ＝τＲＬであれば、制御Ａ／Ｆシフ
トは生じない。そこで、Ａ／Ｆ補正係数のリッチ化、あ
るいはリーン化を０２センサ出カのローレベル−ハイレ
ベル反転がら遅延させることにより、みがけ上τＬＲ”
τＲＬとして、制御Ａ／Ｆシフトの補正が可能。

ｆ１５図にその例を示す。

第１５図では、リッチ−リーンのｏ２センサ応答性に差
があり（ΔｔＲＬ＞ΔｋＲＬτＲＬ＞τＬＲとなって、
制御Ａ／Ｆがリーンシフトしている。

そこで、Ａ／Ｆ＠正係数のリーン化をｏ２センサ出力の
ローレベル−ハイレベル反転がらΔｔｄ（＝ΔｔＲＬ−
ΔｔＬＲ＝τＲＬ−τＬＲ）だけ遅延させれば、同図中
のハツチング面積分だけ制御Ａ／Ｆはリッチ化され、制
御Ａ／Ｆシフトは補正される。

４）各補正方法の特徴 （１）フィードパ７り周期Ｔ。

補正後のＦＢ周期は、Ｐディン補正では短くなるが、Ｉ
ディン補正＋０２出カ遅延補正では長くなる。

次表にその例を示す。Ｐ補正が応答性がよい。

表１ （単位：５ｅｅ） ＣＰ＋’イン補正テハ、Ｔ　ｔＲ＝ｏ、２０ｙ　ｒ　Ｒ
Ｌ＝ｏ、３゜の場合補正不可能である。） （２）Ａ／Ｆの振れΔＳ 制御Ａ／Ｆの平均が制御目標となっていても、各時点で
のＡ／Ｆが制御目標から大きくはずれでいては意味が無
い、そこで、第７図（ａ）〜（ｃ）において、 Ａｓ　＝（Ｓ　＋　＋　Ｓ　２＋Ｓ　３＋　Ｓ　４）／
　Ｔｒヲ求メチ、更にλ＝１．０におけるＡ／Ｆ値（１
４，７）を掛けたものをＡ／Ｆの振れを表わす量と考え
、各補正方法について調査した。その一部を次表に示す
。

■補正はマツプをもたねばならず、Ｐ補正は幅が小さく
遅延補正は応答性が悪い。

表２ （単位ｓｅｅ　） （Ｐゲイン補正では、τＬＲ＝Ｏ２２Ｏ２τＲＬ＝　Ｏ
２３０の場合補正不可能である。） 各補正方法とも、補正前よｌ）Ａ／Ｆの振れは太き（な
るが、その差は小さい。

（３）プログラム化における必要メモリ量各補正方法と
もプログラムによる実施は可能であるが、その際必要と
されるメモリ量には違いがある。

■ディン補正方法とＰゲイン補正方法とは、それぞれニ
ブイン値のマツプ、Ｐゲイン値のマツプを記憶する必要
があり、必要メモリ量は太き−１゜ 特に、Ｐディン補正では、補正が複雑なため、■ゲイン
補正より必要メモリ量は大きい。

これに対し、ＯＷセンサ出力遅延補正では、必要メモリ
量は少ない。

以上の結果を考慮に入れると、まずＰダイン補正は、補
正可能な範囲が限られ、補正内容も複雑という理由から
適当でない。

残りのＩディン補正と０２センサ遅延補正とは、補正の
容易さでは、Ｎ延補正が良く、補正後のＦＢ周期では、
■ゲイン補正がそれぞれ良い。したがって、１′ｌ！載
メモリ量に余裕があれば、ニブイン補正が適当と考えら
れる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、第１番目の発明のエンジンの空燃
比調整方法によれば、リーンからリッチへの変化時にお
ける応答遅れと、リッチがらりエンへの変化時における
応答遅れとを正確に測定できる利点がある。

また、ｔｊＳ２番目の発明のエンノンの空燃比調整方法
によれば、リッチ化とリーン化との応答遅れの差を改善
することができ、制御Ａ／Ｆがストイキオからずれるの
を防止しで、三元触媒の効率を悪化させなくなる効果が
ある。

すなわち、第２番目のものｔこよれば、空燃比フィード
バック制御システムにおいで、ｏ２センサの応答性のバ
ラツキや劣化に対する自動補正を行なうことができ、こ
れにより、制御空燃比のバラツキを大幅に減少させるこ
とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

′ｊｒＪ１〜５図は本発明の第１実施例としてのエンジ
ンの空燃比ｇ＊本方法示すもので、第１図はその制御］
Ｊ！領を説明するための７０−チャート、第２図はその
作用を説明するためのグラフ、第３゜４図はそれぞれ本
方法を直接実施するためのエンジンの空燃比調整装置の
全体構成図およびその要部を示す拡大図、第５図はその
一般的な空燃比制御域を示すグラフであり、第６〜１５
図は本発明の１２実施例としてのエンジンの空燃比調整
力法を示すもので、ＰＩＳ６図はその制御要領を説明す
るための７０−チャート、＃７図はそのＡ　／　Ｆ　７
　＜−ドパツク制御におけるグラフ、第８．９図はいず
れもその応答遅れと制御Ａ／Ｆシフト量との関係を示す
グラフ、第１Ｏ２１１図はそれぞれそのＩゲイン補正方
法および補正マツプを示すグラフ、第１２〜１４図はそ
れぞれそのＰディン補正方法。 補正マツプおよびＰゲイン値の制限範囲を示すグラフ、
ＰｔＳｉ２図はそのｏ２センサ出力遅［ｌ１１１正方法
を示すグラフであり、第１６図は従来のエンジンの空燃
比制御装置の全体構成を示すブロック図、第１７図（ａ
）、（ｂ）および第１８図（ａ）、（ｂ）はいずれも０
２センサの応答遅れを説明するためのグラフである。 １・・空燃比制御手段としての制御装′！！１（ＣＰＵ
）、２・・燃料供給装置としてのインジェクタ、３・・
イグニッションコイル（エンジン回転数センサ）、４・
・クランク角度センサ、５・・水温センサ、６・・スロ
７）ル開度センサ、７・・０２センサ、８・・エア７０
−センサ、９・・吸気温度センサ、１０・・空燃比調整
時期検出手段、１１・・吸気通路、１２・・スロットル
弁、１３・・エアクリ−す、１４・・エンジン本体、１
５・・排気通路、１Ｇ・・三元触媒、１７・・点火装置
、１８・・点火プラグ、１９・・スロットルモータ、２
０・・軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンへ送られる空気および燃料の比を調整す
   る空燃比調整手段と、上記エンジンからの排気中に含ま
   れる酸素状態を検出するＯ＿２センサと、同Ｏ＿２セン
   サからの検出信号に応じて上記空燃比調整手段における
   空燃比調整量を制御する空燃比制御手段とをそなえた空
   燃比フィードバック型制御システムにおいて、空燃比調
   整時期になったとき、上記空燃比調整手段における空燃
   比制御を一時的にオープンループ制御として、空燃比を
   リッチ側とリーン側との間で交互に変動させ、空燃比を
   交互に変動させるための空燃比指令信号と上記Ｏ＿２セ
   ンサで検出される空燃比検出信号とに基づき、上記Ｏ＿
   ２センサの応答遅れを測定することを特徴とする、エン
   ジンの空燃比調整方法。
2. （２）エンジンへ送られる空気および燃料の比を調整す
   る空燃比調整手段と、上記エンジンからの排気中に含ま
   れる酸素状態を検出するＯ＿２センサと、同Ｏ＿２セン
   サからの検出信号に応じて上記空燃比調整手段における
   空燃比調整量を制御する空燃比制御手段とをそなえた空
   燃比フィードバック型制御システムにおいて、空燃比調
   整時期になったとき、上記空燃比調整手段における空燃
   比制御を一時的にオープンループ制御として、空燃比を
   リッチ側とリーン側との間で交互に変動させ、空燃比を
   交互に変動させるための空燃比指令信号と上記Ｏ＿２セ
   ンサで検出される空燃比検出信号とに基づき、上記Ｏ＿
   ２センサの応答遅れを測定し、同応答遅れに基づき上記
   空燃比調整量を補正することを特徴とする、エンジンの
   空燃比調整方法。