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JPS62139943A - 内燃機関の空燃比制御方法 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御方法

Info

Publication number
JPS62139943A
JPS62139943A JP28236485A JP28236485A JPS62139943A JP S62139943 A JPS62139943 A JP S62139943A JP 28236485 A JP28236485 A JP 28236485A JP 28236485 A JP28236485 A JP 28236485A JP S62139943 A JPS62139943 A JP S62139943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
sensor
output
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28236485A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Kobayashi
伸行 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP28236485A priority Critical patent/JPS62139943A/ja
Publication of JPS62139943A publication Critical patent/JPS62139943A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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] 本発明は内燃機関の空燃比制御方法に係り、特に排ガス
中の残留酸素濃度に比例した空燃比信号を出力するリー
ンセンサを用いて空燃比を理論空燃比より希薄側の目標
空燃比に制御する内燃機関の空燃比制御方法に関する。
[従来の技術] 従来より、排ガス中のHC,CO,NOxを同時に浄化
するために、機関負荷(例えば、機関1回転当りの吸入
空気量または吸気管圧力)と機関回転数とで基本燃料噴
射H1を定め、排ガス中の残留酸素濃度を検出する02
センサ出力によってノ1(本燃料噴射雀を補正して空燃
比を理論空燃比にフィードバック制御することが行なわ
れている。この02センサは、吸気空燃比が理論空燃比
のときの排ガス残留酸素濃度を境に反転した信号を出力
するため、空燃比を理論空燃比に正確に制御することが
できる。
一方、近時、燃料消費賃を低減すると共に排ガス中のH
C,Coの排出量を低減することを目的として、リーン
センサを用い排ガス中の有害成分の排出量が比較的少な
くなる定常運転条件下でリーンセンサ出力に基づいて空
燃比を理論空燃比より希薄側の空燃比にフィードバック
制御することが行なわれている。このリーンセンサは理
論空燃比より希薄側の空燃比域において排ガス中の残留
酸素濃度に比例した信号を出力するため、空燃比を理論
空燃比より希薄側に制御することができる。しかしなが
ら、このリーンセンサは、理論空燃比近傍で出力が不安
定になり、また理論空燃比から充分希薄側で安定した信
号を出力するが、精度よく製造することが困難なため、
空燃比を正確に目標空燃比に制御することが困難であっ
た。
このため、従来では特開昭58−198752号公報に
示されるように、空燃比を理論空燃比に制御したときの
リーンセンサ出力からリーンセンサの較正量を求めて空
燃比を制御することが行なわれている [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述したようにリーンセンサ出力は理論
空燃比近傍で出力が不安定になるため、理論空燃比時で
出力信号を基準に較正量を定めても正確な較正ができな
い、という問題があった。
本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、リー
ンセンサが安定したときの出力信号を基準に較正M)を
定めることにより、空燃比を理論空燃比より希薄側に正
確に制御できる内燃機関の空燃比制御方法を提供するこ
とを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明は排ガス中の残留酸素
濃度に比例した第1の信号を理論空燃比より希薄側で出
力させると共に理論空燃比を境に反転した第2の信号を
出力させ、定常運転条件下で前記第1の信号に基づいて
空燃比を理論空燃比より希薄側の目標空燃比に制御する
内燃機関の空燃比制御方法において、定常運転条件下で
機関出力゛が変化しないようにしながら空燃比を変化さ
せて前記第2の信号が出力されるようにし、第2の信号
が出力されたときの空燃比を基準に所定値希薄側の空燃
比を演算すると共に空燃比を演算された空燃比に制御し
たときの実際の空燃比を前記第1の信号に基づいて計測
し、演算された空燃比と計測された空燃比との差と前記
第1の信号とに基づいて空燃比を前記目標空燃比に制御
することを特徴とする。
[作用] 本発明によれば、定常運転条件下すなわち空燃比を理論
空燃比より希薄側の目標空燃比に制御しているときに、
空燃比を変化させると共に機関出力を一定に保持したま
ま理論空燃比を境に反転した第2の信号が出力されるよ
うにされる。この第2の信号は、例えば02センサを用
いることにより得られ、理論空燃比に正確に対応させて
出力させることができる0次に、第2の信号が出力され
たときの空燃比を基準に所定値希薄側の空燃比が演算さ
れ、空燃比がこの演算された空燃比に制御される。続い
て、このとき出力される排ガス中の残留酸素濃度に比例
した第1の信号例えばり−ンセンサからの出力信号に基
づいて空燃比が計測される。この第1の信号は、空燃比
が理論空燃比より充分希薄側で出力されているため安定
している。そして、上記のように演算された空燃比と計
測された空燃比との偏差が演算され、この偏差と上記第
1の信号とによって空燃比が理論空燃比より希薄側に制
御される。上記の偏差はリーンセンサの公差に対応して
いるため、空燃比を目標空燃比に正確に制御することが
できる。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第2図は、本発明が適用iTf能な内燃機関(エンジン
)の概略を示すものである。
このエンジンは、マイクロコンピュータ等の電子制御回
路によって制御されるもので、エアクリーナ(図示せず
)の下流側に吸入空気1j二を検出するx7フローメー
タ2を備えている。エアフローメータ2は、ダンピング
チャン4内に回動可能に設けられたフンペンモーション
プレート2A、コンペンセーシヨンプレート2Aに連結
されたメジャリングプレー)2B及びメジャリングプレ
ート2Bの開度を検出するポテンショメータ4を備えて
いる。従って、吸入空気量は、電圧値としてポテンショ
メータから出力される吸入空気量信号から求められる。
エアフローメータ2の下流側には、スロットル弁8が配
置され、このスロットル弁8にスロットル弁全閉状態(
アイドル位置)でオンするアイドルスイッチ10が取付
けられ、スロットル弁8の下流側にサージタンク12が
設けられている。また、スロットル弁8を迂回しかつス
ロットル弁上流側とスロットル弁下流側のサージタンク
12とを連通ずるようにバイパス路14が設けられてい
る。このバイパス路14には4極の固定子を備えたパル
スモータ16Aによって開度が調節されるアイドルスピ
ードコントロール(ISO)バルブ16Bが取付けられ
ている。サージタンク12は、インテークマニホールド
18及び吸入ポート22を介してエンジン20の燃焼室
に連通されている。そして、このインテークマニホール
ド18内に突出するよう各気筒毎に、又は気筒グループ
毎に燃料噴射弁24が取付けられている。
エンジン20の燃焼室は、排気ボート26及びエキゾー
ストマニホールド28を介して三元触媒を充填した触媒
コンバータ(図示せず)に連通されている。このエキシ
ーストマニホールド28には、理論空燃比を境に反転し
た信号を出力する02センサ30及び理論空燃比より希
薄域で排ガス中の残留酸素濃度に比例した電流としての
空燃比信号を出力するリーンセンサ52が取付けられて
いる。エンジンブロック32には、このブロック32を
貫通してウォータジャケット内に突出するよう冷却水温
センサ34が取付けられている。この冷却水温センサ3
4は、エンジン冷却水温を検出して水温信号を出力する
エンジン20のシリンダヘッド36を貫通して燃焼室内
に突出するように各気筒毎に点火プラグ38が取付けら
れている。この点火プラグ38は、ディストリビュータ
40及びイグナイタ42ヲ介シテ、マイクロコンピュー
タ等で構成された電子制御回路44に接続されている。
このディストリビュータ40内には、ディストリビュー
タシャフトに固定されたシグナルロータとディストリビ
ュータハウジングに固定されたピックアップとで各々構
成された気筒判別センサ46及び回転角センナ48が取
付けられている。6気筒エンジンの場合、気筒判別セン
サ46は例えば720’CA毎に気筒判別信号を出力し
、回転角センサ48は例えば30’CA毎にエンジン回
転数信号を出力する。
電子制御回路44は第3図に示すように、中央処理9i
i!t (MPU) 60 、リード・オンリ・メモリ
(ROM)62 、ラムダム・アクセス・メモリ(RA
M)64.バックアップラム(BU−RAM)66、入
出カポ−トロ8.入力ポードア0゜出カポ−)72,7
4.76及びこれらを接続するデータバスやコントロー
ルバス等のバス78を含んで構成されている。入出カポ
−トロ8には、アナログ−ディジタル(A/D)変換器
78.マルチプレクサ80及びバッファ82.84を介
してエアフローメータ2及び水温センサ34が接続され
ている。入カポ−)70には、コンパレータ88及びバ
ッファ86を介して02センサ32が接続されると共に
波形整形回路90を介して気筒判別センサ46及び回転
角センサ48が接続され、また直接アイドルスイッチl
Oが接続されると共に電流値を電圧値に変換する電流電
圧変換器53および電流電圧変換器53出力をディジタ
ル信号に変換するA/D変換器55を介してリーンセン
サ52が接続されている。出力ポードア2は駆動回路9
2を介してイグナイタ42に接続され、出力ポードア4
は駆動回路94を介して燃料噴射弁24に接続され、そ
して出力ポードア6は駆動回路96を介してISOバル
ブのパルスモータ16Aに接続されている。なお、98
はクロック、100はタイマである。上記ROM62に
は、以下で説明す°る制御ルーチンのプログラム等が予
め記憶されている。
次に上記エンジンに本発明を適用した実施例の制御ルー
チンを説明する。第1図は空燃比フイードパツク補正係
数FAF計算ルーチンを示すもので、まずステップ12
0において前回リーンセンサ出力を較正してから所定時
間経過したか否かを判断し所定時間経過しているときは
ステップ122においてエンジン1回転当りの吸入空気
量の変化を検出することにより定常走行状態か否かを判
断する。定常走行状態と判断されたとき、すなわち現在
リーンセンサ出力に基づいて空燃比を理論空燃比より希
薄側に制御しているときは、ステップ124〜ステツプ
128において燃料噴射弁及びイグナイタを制御するこ
とにより機関出力を一定に保持したままo2センサ30
出力が反転されるように制御する。すなわち、ステップ
124で燃料噴射量τを所定量Δτ増量させると共にス
テップ126で燃料噴射量の増量分によって機関出力が
変化しないように点火時期を遅角させ、ステップ128
で02センサ出力が反転されたか否かを判断し、02セ
ンサ出力が反転されるまでステップ124〜ステツプ1
28を繰返えす、なお、空燃比が理論空燃比より過濃に
制御されてしまった場合は、燃料噴射量を減量させると
共に点火時期を進角させて02センサからの信号が反転
されるように制御する。
次のステップ130では、02センサ出力が反転された
ときの燃料噴射量τを所定l K (例えば、30%)
減量させた較正用燃料噴射量を演算すると共に、この較
正用燃料噴射量τに相当する量の燃料を噴射し、ステッ
プ132で燃料噴射量の変化によって機関出力が変化し
ないように点火時期を戻す。次のステップ134では、
リーンセンサ52出力に基づいて空燃比を計測すると共
に、上記のようにして計算された較正用燃料噴射量τに
対応する空燃比を計算し、計算空燃比A/Fから計測空
燃、EtA/Fを減算して偏差eを算出する。そして、
ステップ136において定常走行状態か否かを判断して
、定常走行状態ならばステップ138で偏差eをBU−
RAMの所定エリアに記憶する。
以上のように制御することにより、02センサ出力が正
確な理論空燃比で反転するため、正確な理論空燃比を基
準として計算された希薄側空燃比とこの計算空燃比に相
当する量の燃料を噴射してリーンセンサ出力より計測し
た空燃比との偏差eが記憶される。
ステップ140では、目標空燃比A/Fと、計測空燃比
A/Fを偏差eで補正した較正空燃比とが比較され、目
標空燃比が較正空燃比以上であればステップ142で空
燃比フィードバック補正係数FAFを所定値α小さくシ
、目標空燃比が較正空燃比未満であればステップ144
で空燃比フィードバック補正係数FAFを所定値α大き
くする0以上の結果、空燃比フィードバック補正係数F
AFは第5図に示すように変化する。
第4図は未実施例のメインルーチンを示すもので、ステ
ップ150において単位時間当りの吸入空気量とエンジ
ン回転数とに基づいて基本燃料噴射量τBが計算され、
ステップ152において基本燃料噴射量τBに空燃比フ
ィードバック補正係数FAFが乗算されることにより、
空燃比を理論空燃比より希薄側の目標空燃比に制御する
ための燃料噴射量が演算され、ステップ154で点火時
期が計算され、これらの値に基づいて燃料噴射弁及びイ
グナイタが制御される。
左お、上記では燃料噴射量を制御してリーンセンサ出力
を較正するための空燃比を制御する例について説明した
が、ISOバルブを制御して吸入空気量を制御すること
によりリーンセンサ出力を較正する空燃比を制御するよ
うにしてもよい。また、上記では吸入空気量とエンジン
回転数とで基本燃料噴射量を定めるエンジンについて説
明したが、本発明は吸気管圧力とエンジン回転数とで基
本燃料噴射量を定めるエンジンにも適用することが可能
である。更に、上記では、02センサとリーンセンサと
の2つのセンサを用いる例について説明したが、酸素濃
度センサに電圧を印加することによりリーンセンサとし
て用いまた電圧の印加を停止することにより02センサ
として用いれば1つのセンサであってもよい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、リーンセンサの公
差が大きい場合でも正確に較正することができるため、
非常に精度のよいリーン匍域の空燃比フィードバック制
御ができると共に、リーンセンサを精度よ<y造する必
要がないのでコストを低減することができる、という効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の空燃比フィードバック補正
係数FAF計算ルーチンを示す概略図、第2図は本発明
が適用可能なエンジンを示す概略図、第3図は第2図の
制御回路の詳細を示すブロック図、第4図は上記実施例
のメインルーチンの一部を示す流れ図、第5図は空燃比
フィードバック補正係数FAFの変化を示す線図である
。 24・・争・・ 燃料噴射弁、 3011・ 02センサ。 52・・・・・ リーンセンサ。 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)排ガス中の残留酸素濃度に比例した第1の信号を
    理論空燃比より希薄側で出力させると共に理論空燃比を
    境に反転した第2の信号を出力させ、定常運転条件下で
    前記第1の信号に基づいて空燃比を理論空燃比より希薄
    側の目標空燃比に制御する内燃機関の空燃比制御方法に
    おいて、定常運転条件下で機関出力が変化しないように
    しながら空燃比を変化させて前記第2の信号が出力され
    るようにし、第2の信号が出力されたときの空燃比を基
    準に所定値希薄側の空燃比を演算すると共に空燃比を演
    算された空燃比に制御したときの実際の空燃比を前記第
    1の信号に基づいて計測し、演算された空燃比と計測さ
    れた空燃比との差と前記第1の信号とに基づいて空燃比
    を前記目標空燃比に制御することを特徴とする内燃機関
    の空燃比制御方法。
JP28236485A 1985-12-16 1985-12-16 内燃機関の空燃比制御方法 Pending JPS62139943A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01250828A (ja) * 1988-03-31 1989-10-05 Teraoka Seiko Co Ltd 組合せ秤
US5251604A (en) * 1990-06-19 1993-10-12 Nissan Motor Company, Ltd. System and method for detecting deterioration of oxygen sensor used in feedback type air-fuel ratio control system of internal combustion engine
US20120174900A1 (en) * 2010-12-24 2012-07-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus and method for detecting variation abnormality in air-fuel ratio between cylinders

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JPH01250828A (ja) * 1988-03-31 1989-10-05 Teraoka Seiko Co Ltd 組合せ秤
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