JPH0429855B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子制御燃料噴射式エンジンの空燃
比フイードバツク制御方式に係り、特に、空燃比
センサ及び三元触媒を用いて排気ガス浄化対策が
施された、電子制御燃料噴射装置を備えた自動車
用エンジンに用いるのに好適な、エンジン回転速
度及びエンジン負荷等から求められる燃料噴射量
に、設定空燃比と実空燃比の偏差に応じた空燃比
フイードバツク補正を加えて、要求噴射量を求め
るようにした電子制御燃料噴射式エンジンの空燃
比フイードバツク制御方法の改良に関する。

内燃機関、特に、三元触媒を用いて排気ガス浄
化対策が施された自動車用エンジンにおいては、
排気空燃比を厳密に理論空燃比近傍に保持する必
要があり、そのため例えば、排気ガス中の酸素濃
度から排気空燃比のリツチ−リーン像体を感知す
る酸素濃度センサと、燃料噴射量を制御すること
によつて混合気の空燃比を制御する電子制御燃料
噴射装置とを備え、例えばエンジン回転速度及び
エンジン負荷等から求められる燃料噴射量に、前
記空燃比センサの出力に応じて判定される空燃比
のリツチ−リーン状態に応じた空燃比フイードバ
ツク補正を加えて、要求噴射量を求めることによ
り、前記電子制御燃料噴射装置の燃料噴射量、即
ち、空燃比をフイードバツク制御して、排気ガス
中の酸素濃度を、設定空燃比、例えば、理論空燃
比の混合気を燃焼させた場合の酸素濃度と等しく
するようにしたものが実用化されている。

このような空燃比フイードバツク制御によれ
ば、エンジン運転状態の変化に拘わらず、良好な
排気ガス浄化性能を得ることができるという特徴
を有する。

また、前記の電子制御燃料噴射装置において
は、通常、排気ガス浄化性能を向上すると共に、
燃料消費量を節減するため、エンジンの減速運転
時に、所定の燃料カツト条件が成立した場合に
は、燃料噴射量を零として、いわゆる燃料カツト
を行うようにされている。

しかしながら、前記燃料カツト条件が成立しな
い減速運転時には、第１図に実線Ａで示す如く、
要求噴射量Qaが、インジエクタの機械的又は電
気的な最小開弁時間により定まる最小噴射量Qb
以下となる場合がある。この場合、当該減速運転
時における燃料噴射量は、最小噴射量Qbで固定
され、その時の空燃比は、同じく第１図に実線Ａ
で示す如く、設定空燃比よりもリツチ側のままと
なる。従つて、この状態で空燃比フイードバツク
補正を実行すると、その補正係数FAFは、第１
図に実線Ａで示す如く、その下限値Ｄまで低下し
てしまう。従つて、エンジンが減速運転から再び
定常運転又は加速運転に移行した際に、空燃比フ
イードバツク補正係数FAFが適正値に戻るまで
の間、空燃比が、第１図に斜線Ｂで示す如く、一
時的にオーバーリーンとなり、排気エミツシヨン
が増加したり、ドライバビリテイが悪化するとい
う問題点を有していた。

このような問題点を解消すべく、定常運転から
減速運転に移行した際に、第１図に一点鎖線Ｃで
示す如く、空燃比フイードバツク補正係数FAF
を標準値1.0に固定して、減速運転時の空燃比フ
イードバツク補正を停止することも考えられる。
しかしながら、この場合には、空燃比フイードバ
ツク補正係数FAFが1.0以下の値から1.0迄増大さ
せることによつて、要求噴射量Qaが最小噴射量
Qbを越え、これにより空燃比フイードバツク補
正が再開されて、再び停止するという状態を繰返
すことになり、空燃比がハンチングして不安定に
なる恐れがあつた。

このような問題は、減速運転時だけでなく、高
地走行時にも発生する恐れがあつた。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくな
されたもので、減速運転時や高地走行時における
空燃比を不安定化するとなく、減速運転や高地走
行から定常運転又は加速運転に移行した際に、迅
速に適正空燃比を得ることができる電子制御燃料
噴射式エンジンの空燃比フイードバツク制御方法
を提供することを目的とする。

本発明は、エンジン回転速度及びエンジン負荷
等から求められる燃料噴射量に、設定空燃比と実
空燃比の偏差に応じた空燃比フイードバツク補正
を加えて、要求噴射量を求めるようにした電子制
御燃料噴射式エンジンの空燃比フイードバツク制
御方法において、第２図にその要旨を示す如く、
前記要求噴射量が、インジエクタの最小開弁時間
により定まる最小噴射量を越えているか否かを判
定する手順と、要求噴射量が最小噴射量を越えて
いる時は、空燃比フイードバツク補正係数の下限
値を通常値とするて手順と、要求噴射量が最小噴
射量以下である時は、空燃比フイードバツク補正
係数の下限値を前記通常値よりも大きな値とする
手順と、前記下限値により空燃比フイードバツク
補正係数の下限をガードする手順と、を含むこと
により、前記目的を達成したものである。

本発明においては、要求噴射量が最小噴射量以
下である時は、空燃比フイードバツク補正係数の
下限値を、通常値よりも大きな値とするようにし
たので、減速運転時や高地走行時に空燃比フイー
ドバツク補正係数が異常に低下してしまうことが
なく、従つて、減速運転や高地走行から定常運転
又は加速運転に移行した際に、迅速に適正空燃比
を得ることができる。

以下図面を参照して、本発明に係る電子制御燃
料噴射式エンジンの空燃比フイードバツク制御方
法が採用された、吸気管圧力感知式の電子制御燃
料噴射装置を備えた自動車用エンジンの実施例を
詳細に説明する。

本実施例は、第３図に示す如く、外部から吸入
される吸入空気の温度を検出するための吸気温セ
ンサ１２と、スロツトルボデイ１４に配設され、
運転席に配設されたアクセルペダル（図示省略）
と連動して開閉するようにされた、吸入空気の流
量を制御するためのスロツトル弁１６と、該スロ
ツトル弁１６の開度を検出するためのスロツトル
センサ１８と、吸気干渉を防止するためのサージ
タンク２０と、該サージタンク２０内の吸入空気
の圧力を検出するための吸気管圧力センサ２２
と、吸気マニホルド２４に配設された、エンジン
１０の各気筒の吸気ポートに向けて、加圧燃料を
間欠的に噴射するためのインジエクタ２６と、エ
ンジン燃焼室１０Ａ内に導入された混合気に着火
するための点火プラグ２８と、排気マニホルド３
０に配設された、排気空燃比のチツチ−リーン状
態を検出するための酸素濃度センサ（以下O₂セ
ンサと称する）３１と、該O₂センサ３１の下流
側に配設された、例えば三元触媒が充填された触
媒コンバータ３２と、点火コイル３３で発生され
た高圧の点火２次信号をエンジン１０の各気筒の
点火プラグ２８に配電するための、エンジン１０
のクランク軸の回転と連動して回転するデストリ
ビユータ軸３４Ａを有するデストリビユータ３４
と、該デストリビユータ３４に内蔵された、前記
デストリビユータ軸３４Ａの回転状態からエンジ
ン１０の回転状態を検知するためのクランク角度
センサ３６と、エンジン１０のシリンダブロツク
１０Ｂに配設された、エンジン冷却水温を検知す
るための温水センサ３８と、前記吸気管圧力セン
サ２２出力から検知されるエンジン負荷や前記ク
ランク角度センサ３６出力から求められるエンジ
ン回転速度等に応じて燃料噴射量を計算し、該燃
料噴射に、設定空燃比と実空燃比の偏差に応じた
空燃比フイードバツク補正を加えて要求噴射量を
計算し、該要求噴射量が得られよう前記インジエ
クタ２６に開弁時間信号を出力する電子制御ユニ
ツト（以下ECUと称する）４０と、から構成さ
れている。

前記ECU４０は、第４図に詳細に示す如く、
各種演算処理を行うための、例えばマイクロプロ
セツサからなる中央処理ユニツト（以下CPUと
称する）４０Ａと、制御プログラムや各種データ
等を記憶するためのリードオンリーメモリ（以下
ROMと称する）４０Ｂと、前記CPU４０Ａにお
ける演算データ等を一時的に記憶するためのラン
ダムアクセスメモリ（以下RAMと称する）４０
Ｃと、前記吸気温センサ１２、吸気管圧力センサ
２２、O₂センサ３１、水温センサ３８等から入
力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して
順次取込むための、マルチプレクサ機能を備えた
アナログ−デジタル変換器（以下Ａ／Ｄコンバー
タと称する）４０Ｅと、前記スロツトルセンサ１
８、クランク角度センサ３６等から入力されるデ
ジタル信号を取込むとともに、CPU４０Ａの演
算結果に応じて、前記インジエクタ２６等に制御
信号を出力するための、バツフア機能を備えた入
出力ポート（以下Ｉ／Ｏポートと称する）４０Ｆ
と、前記各構成機器間を接続して、データや命令
を転送するためのコモンバス４０Ｇと、から構成
されている。

以下作用を説明する。

本実施例における空燃比フイードバツク補正係
数FAFの下限ガードは、第５図に示すような流
れ図に従つて実行される。即ち、まずステツプ
110で、前記クランク角度センサ３６出力から求
められるエンジン回転速度及び前記吸気管圧力セ
ンサ２２出力から求められる吸気管圧力等から、
エンジン１回転毎又は単位時間当りの燃料噴射量
を算出し、該燃料噴射量に、既に算出されてい
る、設定空燃比と実空燃比の偏差に応じた前回の
空燃比フイードバツク補正係数FAFを乗ずるこ
とによつて、今回の要求噴射量Qaを算出する。
ついでステツプ112に進み、前記O₂センサ３１の
出力に応じて、今回の空燃比フイードバツク補正
係数FAFを算出する。ついでステツプ114に進
み、前出ステツプ110で算出された要求噴射量Qa
が、予め単体評価等で求められている、前記イン
ジエクタ２６の最小開弁時間により定まる最小噴
射量Qbを越えているか否かを判定する。判定結
果が正である場合、即ち、正確なフイードバツク
補正が行われていると判断される時には、ステツ
プ116に進み、空燃比フイードバツク補正係数の
下限値FAFminとして、通常値Ｄを入れる。一
方、前出ステツプ114の判定結果が否であり、正
確なフイードバツク補正が行われないと判断され
る時には、ステツプ118に進み、空燃比フイード
バツク補正係数の下限値FAFminとして、前記通
常値Ｄよりも大きな値Ｅ（Ｅ＞Ｄ）を入れる。こ
の値Ｅとしては、例えば、要求噴射量Qaと最小
噴射量Qbが略一致するような値とすることがで
きる。

前出ステツプ116又は118終了後、ステツプ120
に進み、その時の下限値FAFminにより、空燃比
フイードバツク補正係数FAFの下限値をガート
して、このルーチンを終了する。

このルーチンによつて決定された空燃比フイー
ドバツク補正係数FAFは、次回の要求噴射量Qa
の算出の際に用いられる。

本実施例における、定常運転から減速運転に移
行し、再び定常運転に戻つた際の空燃比フイード
バツク補正係数FAF、要求噴射量Qa、空燃比の
変化状態の一例を、前出第１図に破線Ｆで示す。
図から明らかな如く、本実施例においては、減速
運転時の空燃比フイードバツク補正係数FAFが、
通常値Ｄよりも大きな値Ｅでガードされるため、
再び定常運転に復帰した際に、空燃比フイードバ
ツク補正係数FAFが迅速にフイードバツク制御
領域まで戻り、第１図に実線Ａで示した従来例の
ような、大きなオーバーリーン領域Ｂが解消され
る。又、同じく第１図に一点鎖線Ｃで示した比較
例のように、減速運転時に空燃比がハンチングし
て不安定になることもない。

本実施例においては、空燃比フイードバツク補
正係数の下限値FAFminを２値としていたので、
プログラムが単純である。なお空燃比フイードバ
ツク補正係数の下限値を変える方法はこれに限定
されず、例えば３値以上とすることも可能であ
る。

前記実施例においては、本発明が、吸気管圧力
感知式の電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用
エンジンに適用されていたが、本発明の適用範囲
はこれに限定されず、例えば、吸入空気量感知式
の電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジ
ンや、他の型式の電子制御燃料噴射式エンジンに
も同様に適用できることは明らかである。

以上説明した通り、本発明によれば、減速運転
時や高地走行時における空燃比を不安定化するこ
となく、減速運転や高地走行から定常運転又は加
速運転に移行した際に、迅速に適正な空燃比を得
ることができる。従つて、その際の排気エミツシ
ヨンを低減すると共に、ドライバビリテイを向上
することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例、比較例及び本発明の実施例
における、定常運転から減速運転に移行し、再び
定常運転に復帰した際の、空燃比フイードバツク
補正係数、要求噴射量、空燃比の変化状態の関係
の例を比較して示す線図、第２図は、本発明に係
る電子制御燃料噴射式エンジンの空燃比フイード
バツク制御方法の要旨を示す流れ図、第３図は、
本発明が採用された、吸気管圧力感知式の電子制
御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジンの実施
例の構成を示す、一部ブロツク線図を含む断面
図、第４図は、前記実施例で用いられている電子
制御ユニツトの構成を示すブロツク線図、第５図
は、同じく、空燃比フイードバツク補正係数の下
限ガードを行うためのルーチンの要部を示す流れ
図である。 Qa……要求噴射量、Qb……最小噴射量、FAF
……空燃比フイードバツク補正係数、FAFmin…
…下限値、Ｄ……通常値、Ｅ……通常値よりも大
きな値、１０……エンジン、２２……吸気管圧力
センサ、２６……インジエクタ、３１……酸素濃
度センサ（O₂センサ）、３２……触媒コンバー
タ、３６……クランク角度センサ、４０……電子
制御ユニツト（ECU）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転速度及びエンジン負荷等から求
   めらる燃料噴射量に、設定空燃比と実空燃比の偏
   差に応じた空燃比フイードバツク補正を加えて、
   要求噴射量を求めるようにした電子制御燃料噴射
   式エンジンの空燃比フイードバツク制御方法にお
   いて、前記要求噴射量が、インジエクタの最小開
   弁時間により定まる最小噴射量を越えているか否
   かを判定する手順と、要求噴射量が最小噴射量を
   越えている時は、空燃比フイードバツク補正係数
   の下限値を通常値とする手順と、要求噴射量が最
   小噴射量以下である時は、空燃比フイードバツク
   補正係数の下限値を前記通常値よりも大きな値と
   する手順と、前記下限値により空燃比フイードバ
   ツク補正係数の下限をガードする手順と、を含む
   ことを特徴とする電子制御燃料噴射式エンジンの
   空燃比フイードバツク制御方法。