JP2902646B2

JP2902646B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2902646B2
Application number: JP63004179A
Authority: JP
Inventors: 常衛飯塚
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1988-01-11
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JPH01182547A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、加速発進時の空燃比フィードバック補正係
数を適正に設定することのできる空燃比制御装置に関す
る。

［従来の技術］従来から、エンジンを理論空燃比付近で運転すると、
排出ガス中のNOx、CO,HCが触媒反応により浄化されるこ
とが知られている。

そのため、触媒コンバータを有する電子制御エンジン
では、空燃比を理論空燃比に設定するために、吸入空気
量とエンジン回転数とから求められる基本燃料噴射量
を、エンジン運転状態パラメータを検出する各種センサ
からの出力信号により燃料噴射補正するとともに、空燃
比フィードバック補正して、インジェクタに対する実際
の燃料噴射量を演算する制御手段が装備されている。

ところで、加速発進時などで、スロットルバルブが急
開されると、この空燃比を計測する空燃比センサでは、
一時的にオーバリーンが検出され、その分、空燃比フィ
ードバック補正が増量方向へ設定される。すると、上記
空燃比センサでは、リッチが検出され、このリッチ信号
にて空燃比フィードバック補正が減量方向へ設定され
る。

そのように、加速発進時などの過渡時の空燃比は、リ
ッチとリーンを反復しながら、その補正幅を次第に狭め
て通常の空燃比制御へ復帰させるようにしているため、
その間、トルク不足などエンジン不調を起因するととも
に、正常な空燃比制御へ復帰するまでに時間がかかる問
題がある。

その対策として、例えば、特開昭59−32644号公報で
は、加速発進状態を検出した場合、空燃比センサの出力
信号に基づいて設定される空燃比フィードバック補正信
号の比例定数（スキップ量）と積分定数とを一時的に増
加させることにより、過渡時の空燃比が直ちに理論空燃
比に復帰させることができるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、この先行技術では、第５図（ａ）に示すよう
に、加速発進時に、上記空燃比フィードバック補正信号
ＫF/Bの比例定数Ｐと積分定数Ｉを増加させると、増量
補正の最大値KkHと減量補正の最大値ｋLの格差が大きく
なり過ぎ、第５図（ｂ）に示すように、過渡時に空燃比
のハンチングが発生してしまい、良好な発進性、加速性
を得ることができない。

また、インジエクタから吐出される燃料噴射量によっ
て設定される空燃比と、この空燃比を上記空燃比センサ
で検出して設定される空燃比フィードバック補正係数と
の間には時間的なずれがあるために、上述の如く、加速
発進時に上記空燃比フィードバック補正信号ＫF/Bの比
例定数Ｐと積分定数Ｉを増加させると、実際の要求空燃
比との間の格差が大きくなりすぎて、排気エミッション
の悪化、燃費および、出力低下を招くことになる。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加速発
進時の空燃比を適正に設定することができ、出力不足の
解消、燃費の向上が図れるとともに、排気エミッション
が改善されて、安定した発進性能、加速性能を得ること
のできるエンジンの空燃比制御装置を提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、エンジンの運転状態パラメータを検出する
各センサの出力信号に基づいて、インジェクタに対する
燃料噴射量を演算する制御手段を有するエンジンの空燃
比制御装置において、前記制御手段に、加速発進中の設
定時間、空燃比センサの出力信号に基づき設定される空
燃比フィードバック補正信号の比例定数値と積分定数値
との少なくとも一方を減少させて、空燃比をリッチ側へ
シフトさせる演算部が設けられていることを特徴とす
る。

［作用］本発明では、加速発進中の設定時間、空燃比センサの
出力信号に基づいて設定される空燃比フィードバック補
正信号の比例定数値と積分定数値との少なくとも一方を
減少させて、空燃比をリッチ側にシフトさせる。

［発明の実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
エンジン制御系の概略図、第２図は制御手段のブロック
図、第３図（ａ）は空燃比フィードバック補正信号の波
形図、第３図（ｂ）は空燃比の波形図、第４図は制御手
順を示すフローチャートである。

第１図の符号１はエンジン本体であり、このエンジン
本体１のクランクシャフト1aに軸着されたシグナルディ
スクプレート２に、クランク角センサを兼用する回転数
センサ３が対設され、また、ウォータジャケットに水温
センサ４が臨まされている。

さらに、上記エンジン本体１の吸気ポート1bにインジ
ェクタ５が臨まされ、また、この吸気ポート1bに連通す
る吸気通路６の中途にスロットルバルブ７が介装され、
その直下流側にエアチャンバ6aが形成されている。さら
に、上記スロットルバルブ７にスロットルポジションセ
ンサ８が連設されている。また、上記吸気通路６の上流
側に、エアフローメータ９が介装されている。

一方、上記エンジン本体１の排気通路10に、空燃比セ
ンサの一例であるＯ2センサ11が臨まされている。な
お、符号12は触媒コンバータである。

また、符号13は空燃比制御手段で、第２図に示すよう
に、マイクロコンピュータを中心とした電子制御装置に
より構成される。そして、この空燃比制御手段13の入力
インターフェース14に、上記エアフローメータ９、上記
スロットルポジションセンサ８、水温センサ４、回転数
センサ３、Ｏ2センサ11が接続されている。また、上記
空燃比制御手段13の出力インターフェース15に、各気筒
（♯１〜♯４）に配設されたインジェクタ５が駆動回路
16を介して接続されている。

さらに、上記空燃比制御手段13には、上記入力インタ
ーフェース14、出力インターフェース15と、バスライン
17を介して接続する。演算部であるCPU（中央処理装
置）18、ROM19、RAM20が設けられており、このROM19に
は、後述する比例定数マップMPpと、積分定数マップMPi
などの固定データと、制御プログラムが記憶されてい
る。

また、上記RAM20では、データ処理した後の上記各セ
ンサの出力信号を所定アドレスに一時格納する。また、
上記CPU18では上記ROM19に記憶されているプログラムに
従い、上記RAM20に格納されている各種データからイン
ジェクタ５に対する燃料噴射量を演算する。

すなわち、このCPU18では、上記エアフローメータ９
で計測した吸入空気量Ｑと上記回転数センサ３で計測し
たエンジン回転数Ｎから基本燃料噴射量Ｔpを演算する
（Ｔp＝ＫINJ×Q/N KINJ：定数）。

そして、この基本燃料噴射量Ｔpを、上記水温センサ
４で計測した冷却水温Ｔwとスロットルポジションセン
サ８で計測したスロットル開度θ、および、吸気温度な
どから求められる各種燃料噴射補正係数（COEF）で補正
するとともに、上記Ｏ2センサ11で計測された空燃比フ
ィードバック値から求めた空燃比フィードバック補正係
数ＫA/Fで補正して、上記インジェクタ５に対する実際
の燃料噴射量Ｔiを演算する（Ｔi＝Ｔp×ＫA/F×COE
F）。

また、上記空燃比フィードバック補正係数ＫA/Fの信
号は、第３図（ａ）示すように、積分定数Ｉと比例定数
Ｐとで構成されているものであり、この積分定数Ｉと比
例定数Ｐは、空燃比フィードバック信号に応じて、予め
実験などから求めた、積分定数マップMPiと、比例定数
マップMPpから検索される。

また、上記空燃比制御手段13には、加速発進時の空燃
比フィードバック補正信号を設定する演算部が設けられ
ており、この演算部の制御手順を第４図のフローチャー
トに従って説明する。

通常の空燃比フィードバック制御中の所定時間（例え
ば、5msec）ごとに、スロットルポジションセンサ８の
出力信号を取入れ、このスロットルポジションセンサ８
のアイドルスイッチがONかOFFかを判定する（ステップ1
01）。

このアイドルスイッチがOFFの場合（すなわち、スロ
ットルバルブ７が開かれ車輌が発進加速あるいは加速状
態にある場合）、上記CPU18に設けられたタイマＴが後
述するステップ107でタイマセットされた時間から減算
を開始する（ステップ102）。

次いで、ステップ103では、上記タイマＴの減算値を
判定し、減算中（Ｔ＞０）の場合、すなわち、発進加速
あるいは加速状態に移行してから所定時間経過していな
い場合、ステップ104へ進み、また、減算終了（Ｔ＝
０）の場合ステップ108へ進む。

そして、上記タイマＴが減算中の場合、ステップ104
で発進補正量Ｋを、１よりも小さい値ａ（ａ＜１）に設
定する。このａ値は、60％などと予め一律に設定されて
いるもの、あるいは、一定の幅（例えば20〜80％の間）
で設定されるものなどが考えられる。

次いで、ステップ105では、Ｏ2センサ11の出力信号か
ら空燃比フィードバック補正係数を構成する比例定数値
Ｐと積分定数値ＩをROM19に記憶されている比例定数マ
ップMPpと積分定数マップMPiから検索する。

そして、ステップ106で上記比例定数値Ｐと積分定数
値Ｉ、および、上記発進補正量Ｋから実際の空燃比フィ
ードバック補正係数ＫA/Fの比例定数Ｐと積分定数Ｉを
演算する。

一方、上記ステップ101でスロットルポジションセン
サ８のアイドルスイッチがONと判定された場合（スロッ
トルバルブ７が全閉であり、車輌が停止中のアイドル状
態あるいは走行中のコースティング状態にある場合）、
上記ステップ101からステップ107へ進み、上記タイマＴ
がタイマセットされ、次いで、ステップ108で上記発進
補正量を“Ｋ＝1"に設定した後、上記ステップ105へ進
み、通常の空燃比フィードバック補正係数ＫA/Fを演算
する。

このように、発進加速時の所定時間、空燃比フィード
バック補正係数を構成する比例定数Ｐと積分定数Ｉを１
よりも小さい係数Ｋで補正することにより、第３図
（ａ）に示すように、比例定数値Ｐと積分定数値Ｉが減
少され空燃比フィードバック補正係数ＫA/Fが設定され
る。これにより、第３図（ｂ）に実線で示すように、発
進加速時に、加速増量により空燃比がリッチ側に移行し
た後、リーンになるまでゆっくりと補正される。その結
果、発進加速中の所定時間空燃比が若干リッチ側にシフ
トされ、かつ、過渡時の空燃比が、従来のような図の一
点鎖線で示すようなハンチングを示さず、スムーズに通
常の空燃比制御へ復帰させることができ、安定した発進
性能、加速性能を得ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限るものではなく、例え
ば、空燃比フィードバック補正係数を構成する比例定数
Ｐと積分定数Ｉの一方の値を発進加速時に減少させるよ
うにしてもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、加速発進中の設
定時間、空燃比センサの出力信号に基づいて設定される
空燃比フィードバック補正信号の比例定数値と積分定数
値との少なくとも一方を減少させて、空燃比フィードバ
ック補正の比例定数値と積分定数値との少なくとも一方
を通常よりも小さく設定し、制御ゲインを小さくするの
で、加速発進への移行に伴って加速増量により空燃比が
強制的にリッチ側にシフトした状態から、空燃比を漸次
的に緩やかに理論空燃比に収束することが可能となり、
これにより、加速発進時における空燃比のハンチングを
防止することができる。

そして、加速発進時の空燃比ハンチングを防止して空
燃比を適正に設定することができるため、燃費の向上と
共に、加速発進時における排気エミッションを改善する
ことができる。また、空燃比ハンチングの防止と共に、
このとき、リッチ空燃比が確保されるため、出力不足を
解消して、安定した発進性能、加速性能を得ることがで
きるなど優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図はエ
ンジン制御系の概略図、第２図は制御手段のブロック
図、第３図（ａ）は空燃比フィードバック補正信号の波
形図、第３図（ｂ）は空燃比の波形図、第４図は制御手
順を示すフローチャート、第５図以下は従来例を示し、
第５図（ａ）は加速発進時の空燃比フィードバック補正
信号の波形図、第５図（ｂ）は空燃比の波形図である。１…エンジン本体、4,8,9,11…センサ、５…インジェク
タ、13…空燃比制御手段、18…演算部（CPU）、ＫA/F…
空燃比フィードバック補正係数、Ｉ…比例定数、Ｐ…積
分定数、N,Tw，θ,Q,A/F…出力信号。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態パラメータを検出する
各センサの出力信号に基づいて、インジェクタに対する
燃料噴射量を演算する制御手段を有するエンジンの空燃
比制御装置において、前記制御手段に、加速発進中の設
定時間、空燃比センサの出力信号に基づき設定される空
燃比フィードバック補正信号の比例定数値と積分定数値
との少なくとも一方を減少させて、空燃比をリッチ側へ
シフトさせる演算部が設けられていることを特徴とする
エンジンの空燃比制御装置。