JP2705267B2

JP2705267B2 - 内燃機関の空燃比フィードバック制御装置

Info

Publication number: JP2705267B2
Application number: JP2052683A
Authority: JP
Inventors: 保荻田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH03258946A

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フィードバック制御装置に
係り、特に酸素濃度検出センサにより検出した内燃機関
の排気ガス中の酸素濃度に基づいて空燃比を目標空燃比
にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機関では、吸気
管負圧と機関回転数とから、又は吸入空気量と機関回転
数とから基本燃料噴射時間を算出し、内燃機関の排気通
路に設けた酸素濃度検出センサ（以下、O₂センサとい
う）により検出した排気ガス中の酸素濃度に基づいて、
上記の基本燃料噴射時間を補正することにより、機関シ
リンダ内に供給される混合気が予め定められた目標空燃
比、例えば理論空燃比（ストイキ）となるように空燃比
のフィードバック制御が行なわれる。

このような空燃比フィードバック制御においては、O₂
センサの断線やO₂センサの常時通電の異常などが発生し
た場合、空燃比が過大にリッチあるいはリーンとなって
極端にドライバビリティやCO（一酸化炭素）,HC（炭化
水素）エミッションが悪化するため、空燃比フィードバ
ック制御領域に上限と下限を設けている。

しかし、空燃比フィードバック制御範囲を所定範囲に
常に固定化すると、加速時や減速時などの過渡運転時は
この所定範囲を越える空燃比フィードバック制御が必要
であるにも拘らず制限されてしまい、目標空燃比が得ら
れなくなる。また、燃料タンク内に多量の気化燃料が発
生している場合には、一時的に空燃比がオーバーリッチ
となり、上記所定範囲の空燃比フィードバック制御では
目標空燃比が得られない。

そこで、従来より過渡運転時には空燃比補正の上限と
下限のガード処理を解除する空燃比制御方法（特開昭64
−41636号公報）や、燃料タンク内の圧力が大きいほど
前記制御範囲を拡大する空燃比フィードバック制御方法
（特開平１−151762号公報）などが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しるかに、上記の従来方法はいずれも使用燃料の性
状、特に蒸留特性を考慮しておらず、設定された空燃比
フィードバック制御範囲と使用燃料の燃料性状（蒸保留
特性）によっては、ドライバビリティやHC,COエミッシ
ョンが悪化してしまう。

すなわち、このことについて更に詳細に説明するに、
燃料には例えば100℃のときにその燃料の50％以上が蒸
発するか否かを基準にして、通常の燃料以外に50％以上
蒸発するような低沸点分が多い軽質燃料と、50％未満し
か蒸発しない高沸点分が多い重質燃料とがある。従っ
て、蒸発することなく液状で吸気管壁面等に付着して流
れる燃料分は重質燃料の方が軽質燃料よりも多く、この
ことから吸気ポート内壁面に液状燃料が付着する付着量
は、軽質燃料よりも液状で流れる燃料分の多い重質燃料
の方が多くなる。

一方、機関の燃焼室には、燃料噴射弁からの燃料と上
記の吸気ポート内壁面に付着した燃料の一部が入ること
になるが、燃焼室に供給される燃料量はこれら燃料量か
ら吸気ポート内壁面に付着する燃料量が減算された値と
なる。

ところで、前記した空燃比フィードバック制御を行な
っていたとしても、加速運転時には燃料噴射量が急激に
増量されるために、液状燃料の形で吸気ポート内壁面に
付着する燃料が増大し、この付着液状燃料は付着後直ち
に燃焼室に供給されないため、内燃機関に供給される混
合気が一時的にリーンとなる。これに対し、減速運転時
にはスロットルバルブが戻されることにより、吸気ポー
ト内の絶対圧が低くなるため、給気ポート内壁面に付着
している液状燃料が急激に燃焼室へ供給され、その結
果、内燃機関に供給される混合気が一時的にリッチとな
る。

一方、前記したように、燃料噴射量が同じであって
も、液状燃料の形で吸気ポート内壁面に付着する燃料量
は、重質燃料の方が非重質燃料（軽質燃料や通常の燃
料）よりも大である。そのため、上記の加速運転時に内
燃機関に供給される混合気がリーンとなり、減速運転時
に内燃機関に供給される混合気がリッチとなる傾向は、
重質燃料使用時において最も大きい。

従って、空燃比フィードバック制御範囲を非重質燃料
使用時において最適な値に設定している場合には、重質
燃料使用時において加速運転時には空燃比を目標空燃比
とするには上限ガード値が小さな値であるため、上限カ
ード値に制限されて空燃比が依存としてリーンであり、
ドライバビリティが悪化し、他方、減速運転時には空燃
比を目標空燃比とするには下限ガード値が大なる値であ
るため、この下限ガード値の制限によって空燃比はリッ
チのままであり、HC,COエミッションが大幅に悪化して
しまう。

一方、空燃比フィードバック制御範囲を重質燃料使用
時において最適な値に設定したり、あるいは前記した従
来方法のように、加速運転や減速運転などの過渡運転時
に空燃比補正の上限と下限のガード処理を解除したりす
ると、非重質燃料使用時にO₂センサの異常等が発生した
場合は、従来よりオーバーリッチ，又はリーンとなり、
ドライバビリティが悪化したり、HC,COエミッションが
悪化する。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、重質燃料
使用時は非重質燃料使用時に比べて前記空燃比フィード
バック制御範囲を広くすることにより、重質燃料使用時
のドライバビリティやCO,HCエミッションの悪化を防止
しうる内燃機関の空燃比フィードバック制御装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図を示す。同図中、10は内
燃機関で、吸気通路11を通して吸入空気と燃料噴射弁12
により噴射された燃料との混合気が吸入され、また排気
通路13を通して排気ガスを搬出する。この排気ガス中の
酸素濃度が酸素濃度検出センサ14により検出されて制御
回路15に入力され、ここで燃料噴射弁12の基本噴射時間
を所定の制御範囲で補正させる。この制御回路15により
燃料噴射弁12の噴射時間が制御され、内燃機関10の吸入
混合気を目標空燃比にフィードバック制御する。

このような空燃比フィードバック制御装置において、
本発明は燃料タンク16内の使用燃料17の蒸発しにくさを
検出する燃料性状検出手段18と、制御範囲可変手段19と
を設けた点に特徴を有する。

ここで、制御範囲可変手段19は燃料性状検出手段18に
より使用燃料17が重質燃料と検出されたときは、非重質
燃料使用時に比べて制御回路15における前記制御範囲を
大なる範囲に変更設定する。

〔作用〕

燃料噴射弁12の燃料噴射時間は、内燃機関10の吸入混
合気が目標空燃比となるように補正制御されるが、制御
回路15においてその補正制御に用いられる空燃比補正係
数は上限値と下限値を有し、これらの上限値と下限値に
よって空燃比フィードバック制御範囲が定まっている。

本発明ではこの空燃比フィードバック制御範囲を、制
御範囲可変手段19により、重質燃料使用時は非重質燃料
使用時に比べて大なる範囲に変更するため、加速運転時
に内燃機関10に供給される混合気がより顕著にリーンに
なり、また減速運転時に内燃機関10に供給される混合気
がより顕著にリッチになっても、制限されることなく、
内燃機関10の吸入混合気を目標空燃比にすることができ
る。

他方、非重質燃料使用時は重質燃料使用時に比べて過
渡運転時にリッチ，リーンとなる度合が小さいため、制
御範囲可変手段19により空燃比フィードバック制御範囲
が小なる範囲に変更される。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、
第１図と同一構成部分には同一符号を付してある。本実
施例は内燃機関10として４気筒４サイクル火花点火式内
燃機関（エンジン）に適用した例で、後述するマイクロ
コンピュータ21によって制御される。

第２図において、エアクリーナ22の下流側にはスロッ
トルバルブ23を介してサージタンク24が設けられてい
る。エアクリーナ22の近傍には吸気温を検出する吸気温
センサ25が取付けられ、またスロットルバルブ23には、
スロットルバルブ23が全閉状態でオンとなるアイドルス
ィッチ26が取付けられている。また、サージタンク24に
はダイヤフラム式の圧力センサ27が取付けられている。

また、スロットルバルブ23を迂回し、かつ、スロット
ルバルブ23の上流側と下流側とを連通するバイパス通路
28が設けられ、そのバイパス通路28の途中にソレノイド
によって開弁度が制御されるアイドル・スピード・コン
トロール・バルブ（ISCV）29が取付けられている。この
ISCV29に流れる電流をデューティ比制御して開弁度を制
御し、これによりバイパス通路28に流れる空気量を調節
することにより、アイドリング回転数が目標回転数に制
御される。

サージタンク24は前記吸気通路11に相当するインテー
クマニホルド30及び吸気ポート31を介してエンジン32
（前記内燃機関10に相当する）の燃焼室33に連通されて
いる。インテークマニホルド30内に一部が突出するよう
各気筒毎に燃料噴射弁12が配設されており、この燃料噴
射弁12でインテークマニホルド30を通る空気流中に燃料
17が噴射される。

燃焼室33は排気ポート34及び前記排気通路13に相当す
るエキゾーストマニホルド35を介して触媒装置36に連通
されている。また、37は点火プラグで、一部が燃焼室33
に突出するように設けられている。また、38はピストン
で、図中、上下方向に往復運動する。

イグナイタ39は高電圧を発生し、この高電圧をディス
トリビュータ40により各気筒の点火プラグ37へ分配供給
する。回転角センサ41はディストリビュータ40のシャフ
トの回転を検出して例えば30°CA毎にエンジン回転信号
をマイクロコンピュータ21へ出力する。

また、42は水温センサで、エンジンブロック43を貫通
して一部がウォータジャケット内に突出するように設け
られ、エンジン冷却水の水温を検出して水温センサ信号
を出力する。更に、酸素濃度検出センサ（O₂センサ）14
は、その一部がエキゾーストマニホルド35を貫通突出す
るように配置され、触媒装置36に入る前の排気ガス中の
酸素濃度を検出する。

また、燃料タンク16の下部には燃料温センサ44が設け
られており、これにより燃料17の温度が測定される。燃
料タンク16上部にはベーパ通路45が設けられ、そのベー
パ通路45はベーパ流量計46を介してキャニスタ47に連通
されている。

燃料タンク16で発生したベーパはベーパ流量計46によ
りその流量が測定された後、キャニスタ47に流れ込む。
このベーパ流量計46はベーパの流量に応動して回転部48
が取付けられ、その回転部48にはシグナルロータ（図示
せず）が取付けられている。

また、49はベーパ流量センサで、ベーパ流量計46のハ
ウジング部に設けられており、回転部48のシグナルロー
タがベーパ流量センサ49を横切った時に高電圧となり、
離れると低電圧となる（すなわち、回転部48の１回転毎
に１回高電圧となる）ベーパ流量検出信号を発生してマ
イクロコンピュータ21へ送出する。このベーパ流量セン
サ49及びマイクロコンピュータ21により前記した燃料性
状検出手段18が構成される。

他方、キャニスタ47に吸着されたベーパは、パージ通
路50を介してインテークマニホルド30に吸入される。パ
ージ通路50にはオリフィス（図示せず）が設けられてい
るため、インテークマニホルド30の負圧が燃料タンク16
に直接かかることはない。このパージ通路50の途中に設
けられたパージコントロールバルブ51は、マイクロコン
ピュータ21からソレノイドに流れる電流を調整すること
により開弁度が調整され、パージ通路50を流れるパージ
流量を調節する。

このような構成の本実施例の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ21は第３図に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、第２図と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。第３図におい
て、マイクロコンピュータ21は中央処理装置（CPU）60,
処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ（RO
M）61,作業領域として使用されるランダム・アクセス・
メモリ（RAM）62,エンジン停止後もデータを保持するバ
ックアップRAM63,CPU60へそのマスタークロックを供給
するクロック発生器64を有し、これらを双方向のバスラ
イン65を介して互いに接続すると共に、入出力ポート6
6,入力ポート67,出力ポート68〜71に夫々接続した構成
とされている。

また、マイクロコンピュータ21はフィルタ73及びバッ
ファ74を直列に介して取り出した圧力センサ27からの圧
力検出信号と、パッファ75を介して取り出した吸気温セ
ンサ25からの吸気温検出信号と、バッファ76を介して取
り出した水温センサ42からの水温センサ信号（THW）
と、バッファ77を介して取り出した燃料温センサ44から
の燃料温検出信号と、バッファ80を介して取り出したO₂
センサ14からの酸素濃度検出信号とをマルチプレクサ78
へ供給する構成とされている。なお、上記のフィルタ73
は、圧力センサ27の出力検出信号中に含まれる、吸気管
圧力の脈動成分を除去するためのフィルタである。

これにより、マルチプレクサ78の各入力検出信号はCP
U60の制御の下に順次マルチプレクサ78より選択出力さ
れた後、A/D変換器79でディジタル信号に変換され、バ
スライン65を介してRAM62に記憶される。

また、マイクロコンピュータ21は波形整形回路82によ
り回転角センサ41及びベーパ流量センサ49からの各検出
信号を波形整形した信号と、バッファ（図示せず）を経
たアイドルスイッチ26の出力信号とを夫々入力ポート67
に供給する。

更に、マイクロコンピュータ21は駆動回路83〜86を有
しており、出力ポート68からの信号を駆動回路83を介し
てイグナイタ39へ供給し、出力ポート69からの信号をダ
ウンカウンタを備えた駆動回路84を介して燃料噴射弁12
へ供給し、出力ポート70からの信号を駆動回路85を介し
てISCV29へ供給し、そして出力ポート71の出力信号を駆
動回路86を介してパージコントロールバルブ51へ供給す
る構成とされている。

かかるハードウェア構成のマイクロコンピュータ21
は、前記した制御回路15及び制御範囲可能手段19をソフ
トウェア処理動作により実現する。

次に、マイクロコンピュータ21による処理動作につい
て説明するに、まず燃料性状検出動作について第４図と
共に説明する。

第４図は燃料性状検出のための演算ルーチンを示し、
これはメインルーチンの一部である。同図中、ステップ
91で流量計測時間CVAが4msルーチンでカウントアップさ
れ（図示せず）、所定値（ここでは10秒とする）以上に
なったか否かを判定し、10秒以内のときは本ルーチンは
終了し、10秒過ぎたときは次のステップ92で流量計測時
間CVAがゼロにリセットされる。従って、ステップ92〜9
6は10秒に１回の割合で処理実行される。

一方、マイクロコンピュータ21は前記したベーパ流量
センサ49の出力検出信号が低電圧から高電圧へ変化した
時にのみ（すなわち、回転部48が１回転する毎に）起動
される外部割込みルーチンでカウントアップされるベー
パ流量カウンタ（図示せず）を有し、そのカウント値NV
Aが、上記ステップ92の次のステップ93で変数NVA10にセ
ットされた後、次のステップ94でゼロにリセットされ
る。従って、変数NVA10の値は、10秒間当たりのベーパ
流量計46回転部48の回転数を示すこととなり、ベーパ流
量に比例した値を示している。

次にステップ95で燃料温センサ44により燃料17の温度
を検出して得られた燃料温検出信号THFに基づいて、燃
料温補正係数KVAが算出される。すなわち、蒸留特性が
同一の燃料であっても、燃料温が低いときはベーパ発生
量は高温のときよりも少なくなる。このため、燃料温に
よるベーパ発生量の違いを補正するべく、燃料温が低く
なるほど燃料温補正係数KVAの値が大になるように設定
される。

次にマイクロコンピュータ21はステップ96でNVA10＊K
VAなる演算式による演算を行ない、単位時間当りの燃料
ベーパ量NVA10Tを算出した後ステップ97でその値NVA10T
に基づいて燃料性状係数KFを算出した後RAM62に格納す
る。この燃料性状係数KFは、10秒間のベーパ流量を燃料
温補正係数KVAで補正した値であり、第５図に示す如
く、燃料性状係数KFがKF₂より大きいときは高沸点分が
少ない軽質燃料であり、KFがKF₁より小さいときは高沸
点分が多い重質燃料であることがわかる。また、燃料性
状係数KFが、通常時のKF₀を含むKF₂＞KF＞KF₁の範囲内
の値のときは、軽質でも重質でもない燃料とみることが
できる。

なお、本実施例ではベーパ流量の単位計測時間を10秒
としているので、走行中の燃料性状の変化も分る。

次にマイコクロコンピュータ21による制御範囲可変手
段19を実現するための処理動作について第５図及び第６
図と共に説明する。

第６図は空燃比フィードバック制御範囲の上限値を定
める空燃比補正係数の上限ガード値FAFMAXと、上記制御
範囲の下限値を定める空燃比補正係数の下限ガード値FA
FMINとを算出するサブルーチンで、後述する第７図のサ
ブルーチンである。まず、CPU60が前記燃料性状検出ル
ーチンで算出した燃料性状係数KFをステップ101にて前
記したRAM62から読み取る。

続いて、ステップ102において、使用燃料が軽質燃料
か否かの判定を行なう。ステップ102の判定は、前記燃
料性状係数KFが第５図に示したKF₀よりも大なる所定値K
F₂以上であるか否か大小比較し、KFがKF₂以上のとき軽
質燃料と判定し、KFがKF₂未満のときは軽質燃料でない
と判定する。ステップ102で軽質燃料であると判定され
たときはステップ103へ進み空燃比補正係数の上限ガー
ド値FAFMAXの値を1.1とし、かつ、空燃比補正係数の下
限ガード値FAFMINの値を0.9に設定する。

一方、ステップ102で軽質燃料でないと判定されたと
きはステップ104へ進み重質燃料か否かの判定が行なわ
れる。ステップ104における判定は前記燃料性状係数KF
が第５図に示したKF₀よりも小なる所定値KF₁以下である
か否か大小比較し、KFがKF₁以下のとき重質燃料と判定
し、KFがKF₁より大のときは重質燃料でないと判定す
る。ステップ104で重質燃料であると判定されたとき（K
F≦KF₁）は、ステップ105へ進み、上限ガード値FAFMAX
の値を大なる値1.3に設定し、かつ、下限ガード値FAFMI
Nの値を小なる値0.7に設定する。

また、ステップ104で重質燃料でないと判定されたと
き（すなわち、燃料性状係数KFがKF₁＜KF＜KF₂であると
き）には、使用燃料は重質燃料でも軽質燃料でもないと
きであり、ステップ106へ進み、上限ガード値FAFMAXの
値を上記1.1と1.3の中間の所定値（例えば1.2）に設定
し、かつ、下限ガード値FAFMINも上記0.9と0.7の中間の
値（例えば0.8）に設定する。

このように、上限ガード値FAFMAXは重質燃料検出時は
最大の値1.3に設定され、軽質燃料検出時は小なる値1.1
に設定され、通常燃料検出時は中間の値1.2に設定さ
れ、また下限ガード値FAFMINは重質燃料検出時は最小の
値0.7に設定され、軽質燃料検出時は大なる値0.9に設定
され、通常燃料検出時は中間の値0.8に設定される。こ
れにより、空燃比フィードバック制御範囲は重質燃料検
出時に最も広くなり、軽質燃料検出時は最も狭くなる。
上記のステップ103,105又は106の処理が終了すると、こ
のサブルーチンが終了する。なお、各ガード値は一例で
ある。

次に、上記の上限ガード値FAFMAX及び下限ガード値FA
FMINを用いた、空燃比フィードバック制御動作について
第７図及び第８図と共に説明する。第７図は空燃比フィ
ードバック制御ルーチンの一例を示すフローチャート
で、例えば4ms毎に起動され、空燃比補正係数FAFを算出
する。

ステップ201では、空燃比のフィードバック（F/B）条
件が成立しているか否かを判別する。F/B条件不成立
（例えば、冷却水温が所定値以下、機関始動中、始動後
増量中，暖機増量中，パワー増量中、燃料カット中等の
いずれか）の時は、このメインルーチンによる演算を行
なうことなく、別のルーチンへ移行し、他方、F/B条件
成立時（上記のF/B条件不成立以外のとき）はステップ2
02へ進み、O₂センサ14の検出出力V₁をA/D変換して取り
込む。

次に、ステップ203で検出出力V₁が比較電圧V_R1（例え
ば0.45V）以下か否かを判別することにより、空燃比が
リッチかリーンかを判別する。リーン（V₁≦V_R1）のと
きはステップ204〜209によりリーン遅延時間用定数TDL
による遅延処理を行ない、他方、リッチ（V₁＞V_R1）の
ときはステップ210〜215によりリッチ遅延時間用定数TD
Rによる遅延処理を行なう。

すなわち、ステップ203でリーンと判定されたとき
は、ディレイカウンタCDLYの値をみにいき（ステップ20
4）、CDLYの値が正のときはCDLYをゼロに設定し（ステ
ップ205）、その後CDLYの値がゼロ又は負のときと同様
にその値から“1"を減算する（ステップ206）。そし
て、その減算後のディレイカウンタCDLYの値がリーン遅
延時間用定数TDLより小か否か判定される。（ステップ2
07）。このリーン遅延時間用定数TDLはO₂センサ14の出
力がリッチからリーンへ変化した場合に、リッチ状態で
あるとの判断を保持するための時間を定める値であっ
て、負の値に設定されている。

上記のステップ207での大小比較の結果、CDLY＜TDLの
ときのみディレイカウンタCDLYの値をリーン遅延時間用
定数TDLの値に設定し（ステップ208）、空燃比フラグF1
を“0"（リーン状態を示す）とする（ステップ209）。

他方、ステップ203でリッチと判定されたときも、デ
ィレイカウンタCDLYの値をみにいき（ステップ210）、C
DLYの値が負のときはCDLYをゼロに設定し（ステップ21
1）、その後CDLYの値がゼロ又は正のときと同様に、そ
の値から“1"を加算し（ステップ212）、加算後のCDLY
とリッチ遅延時間用定数TDRとの大小比較を行なう（ス
テップ213）。このリッチ遅延時間用定数TDRはO₂センサ
14の検出出力がリーンからリッチへ変化した時でも、リ
ーン状態であるとの判断を保持するための時間を定める
値であって、正の値に設定される。

これにより、上記ステップ213での大小比較の結果、C
DLY＞TDRのときのみTDRの値をCDLYに代入し（ステップ2
14）、空燃比フラグF1を“1"（リッチ状態を示す）とす
る（ステップ215）。

従って、例えばO₂センサ14の検出出力信号が前記ステ
ップ203での判定により、第８図（Ａ）に模式的に示す
如く空燃比（A/F）が変化していることを示しているも
のとすると、上記のディレイカウンタCDLYの値は第８図
（Ｂ）に示す如く、リーンからリッチへ変化した時間t₁
でゼロに復帰した後カウントアップしていきリッチ遅延
時間（すなわち、TDR×4ms）経過後の時刻t₂でTDRの値
に設定され、またリッチからリーンへ変化した時間t₃で
はゼロに復帰した後、カウントダウンしていきリーン遅
延時間（すなわち、TDL×4ms）経過後の時刻t₄でTDLの
値に設定される。

しかし、リーンからリッチへの変化した後リッチ遅延
時間内で再びリーンへ変化する場合（t₅−t₆−t₇）に
は、ディレイカウンタCDLYの値は第８図（Ｂ）に示す如
くTDRに達することはない（これはリッチからリーンへ
変化後リーン遅延時間内でリッチに変化する場合も同
様）。すなわち、この遅延時間によって、TDR時間内やT
DL時間内での短時間の繰り返し変化は無視され、第８図
（Ｃ）に模式的に示す如く、安定した空燃比信号A/F′
が得られる。

第７図のステップ209及び215の処理が終了すると、次
に第７図のステップ216へ進み、空燃比フラグF1の値が
ステップ209又は215の処理の結果、前回の値より反転し
たか否か判定し、反転している場合はステップ217〜219
でスキップ処理を行なう。すなわち、ステップ217でリ
ッチからリーンへの反転（F1＝“0"）か、リーンからリ
ッチへの反転（F1＝“1"）かを判定し、リーンへの反転
であれば、ステップ218にて前回の空燃比補正係数FAFに
スキップ定数RASを加算した値を新たな空燃比補正係数F
AFとし（すなわち、スキップ的にFAFを増加し）、リッ
チへの反転であればステップ219にて空燃比補正係数FAF
をスキップ定数RSL分スキップ的に減少させる。

他方、ステップ216で反転していないとの判定結果が
得られたときは、ステップ220〜222で積分処理を行な
う。すなわち、ステップ220でリーン（F1＝“0"）かリ
ッチ（F1＝“1"）かを判定し、リーンのときはステップ
221で空燃比補正係数FAFを前回より積分定数KIだけ増加
させ、リッチのときはステップ222でFAFを前回より上記
KIだけ減少させる。ここで、積分定数KIの値は前記した
スキップ定数RSR及びRSLより十分小なる値であるため、
FAFの変化は前回に比べて僅かである。

上記のステップ218,219,221,222のいずれかの処理が
終了すると、ステップ223に進み、前記した第６図のサ
ブルーチンによる燃料性状に応じたガード値FAFMAX及び
FAFMINのの算出を行なう。続いてステップ224において
空燃比補正係数FAFと下限ガード値FAFMINとの大小比較
が行なわれ、FAF＜FAFMINのときはFAFの値が下限ガード
値にセットされ（ステップ225）、FAF≧FAFMINのときは
FAFと上限ガード値FAFMAXとの大小比較が行なわれる
（ステップ226）。

FAF＞FAFMAXのときは、空燃比補正係数FAFの値が過大
であるので上限ガード値FAFMAXに制限され（ステップ22
7）、FAF≦FAFMAXのときは空燃比補正係数FAFの値が下
限ガード値FAFMIN以上で上限ガード値FAFMAX以下の所定
範囲の値であり、そのままの値でこのルーチンを終了す
る（ステップ228）。

上記の空燃比フィードバック制御ルーチンにより算出
された空燃比補正係数FAFは、O₂センサ14の検出出力に
基づく空燃比が第８図（Ａ）に示す如く変化する場合
は、同図（Ｄ）に示す如く変化する。

燃料噴射弁12による燃料噴射時間は、この空燃比補正
係数FAFに基づいて可変制御されるものであり、次にこ
の燃料噴射時間の算出ルーチンについて第９図及び第10
図と共に説明する、第９図は燃料噴射時間算出ルーチン
を示すフローチャートで、第７図に示した制御ルーチン
と共に前記した制御回路15を実現する。第９図におい
て、CPU60は所定クランク角度、例えば360°CA毎にこの
ルーチンを起動し、まずステップ301で前記したRAM62よ
り吸入空気量データＱ及び回転速度データNeを夫々読み
出して、KQ/Neなる演算式により基本燃料噴射時間TAUP
を算出する（ただし、Ｋは定数）。

次に、ステップ302でRAM62より読み出した冷却水温デ
ータTHWと、ROM61に格納されている第10図に示す如き一
次元マップとに基づいて、暖機増量値FWLを補間計算す
る。続いて、ステップ303に進み、上記ステップ301及び
302で夫々求めたTAUP及びFWLと、RAM62から読み出した
第７図の算出ルーチンで算出された前記空燃比補正係数
FAFと、他の運転状態パラメータによって定まる補正係
数α，βとに基づいて、 TAUP・FAF・（１＋FWL＋α）＋βなる式の演算を行な
って、最終の燃料噴射時間TAUを算出する。

次にCPU60はステップ304へ進み、算出した燃料噴射時
間TAUを前記した駆動回路84内のダウンカウンタにセッ
トし、燃料噴射弁12による燃料噴射を開始された後、こ
のルーチンを終了する（ステップ305）。

このように、本実施例によれば、重質燃料使用時は軽
質燃料や重質でも軽質でもない通常の燃料使用時に比べ
て空燃比補正係数の上限ガード値FAFMAXを大きな値に設
定し、かつ、下限ガード値を小さな値に設定することに
より、空燃比フィードバック制御の制御範囲を広くする
ようにしたため、目標空燃比を得るための空燃比補正係
数FAFの変化範囲が大きくなる重質燃料使用時において
も、上記FAFが上限ガードFAFMAXにはりついて空燃比が
リーンとなりドライバビリティが悪化したり、あるいは
下限ガード値FAFMINにはりついて空燃比がリッチとなり
CO,HCエミッションが悪化したりすることを防止するこ
とができる。

しかも、目標空燃比を得るための空燃比補正係数FAF
の変化範囲が小さくて済む非重質燃料使用時は、空燃比
フィードバック制御の制御範囲が狭くされることから、
O₂センサの異常発生があってもドライバビリティやCO,H
Cエミッションの悪化を防止することができる。

なお、燃料性状検出手段18は運転変化に対する燃焼状
態変化の応答速度の相違により検出する手段（特開昭63
−66436号公報）、吸入空気と燃料との混合前後の温度
差に基づいて使用燃料の性状を検出する手段（実開昭62
−59740号、実開昭62−59742号各公報）、燃料の比重を
検出する手段（特開昭62−147036号公報）、燃料温度と
燃料タンク内の圧力の上昇時間から求めた燃料の蒸発の
し易さ（リード・ベーパ・プレッシャ:RVP）により燃料
性状を検出する手段（実開昭62−116144号公報）、など
の公知の燃料性状検出手段を用いてもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、重質燃料使用時は非重
質燃料使用時に比べて空燃比フィードバック制御範囲を
大なる範囲に変更したので、空燃比補正係数が上限ガー
ド値や下限ガード値にはりついてしまうことがなく、よ
ってドライバビリティやCO,HCエミッションの悪化を防
止することができ、また非重質燃料使用時は重質燃料使
用時に比べて空燃比フィードバック制御範囲が小さくさ
れるため、O₂センサ異常時のドライバビリティやCO,HC
エミッションの悪化を防止することができる等の特長を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は本発明の一実施
例の構成図、第３図は第２図中のマイクロコンピュータ
のハードウェア構成を示す図、第４図は燃料性状係数の
演算ルーチンを示すフローチャート、第５図は燃料性状
係数と燃料性状との関係を示す図、第６図は本発明の要
部をなす空燃比補正係数の上限ガード値及び下限ガード
値算出ルーチンの一実施例を示すフローチャート、第７
図は空燃比フィードバック制御ルーチンを示すフローチ
ャート、第８図は第７図の動作説明用タイムチャート、
第９図は燃料噴射時間算出ルーチンを示すフローチャー
ト、第10図は第９図中で用いる一次元マップを示す図で
ある。 10…内燃機関、11…吸気通路、12…燃料噴射弁、13…排
気通路、14…酸素濃度検出センサ（O₂センサ）、15…制
御回路、16…燃料タンク、17…使用燃料、18…燃料性状
検出手段、19…制御範囲可変手段、21…マイクロコンピ
ュータ、49…ペーパ流量センサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路内に設けられた酸素濃
度検出センサにより検出した排気ガス中の酸素濃度に基
づいて、制御回路により燃料噴射弁の基本噴射時間を所
定の制御範囲で補正して、該内燃機関の吸入混合気を目
標空燃比にフィードバック制御する内燃機関の空燃比フ
ィードバック制御装置において、燃料タンク内の使用燃料の蒸発しにくさを検出する燃料
性状検出手段と、該燃料性状検出手段よりの検出信号に基づき、前記使用
燃料が重質燃料のときは非重質燃料使用時に比べて前記
制御回路における前記制御範囲を大なる範囲に変更設定
する制御範囲可変手段と、を具備したことを特徴とする内燃機関の空燃比フィード
バック制御装置。