JP2790896B2 - 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
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- JP2790896B2 JP2790896B2 JP2089590A JP8959090A JP2790896B2 JP 2790896 B2 JP2790896 B2 JP 2790896B2 JP 2089590 A JP2089590 A JP 2089590A JP 8959090 A JP8959090 A JP 8959090A JP 2790896 B2 JP2790896 B2 JP 2790896B2
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- fuel ratio
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、触媒コンバータの上流側と下流側にO2セン
サを備えた自動車等に適用される内燃機関の空燃比制御
方法に関する。
サを備えた自動車等に適用される内燃機関の空燃比制御
方法に関する。
［従来の技術］ 排気ガス浄化手段の一つとして広く利用されている三
元触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭
い領域（三元触媒のウィンドウ）内に維持されていない
と、排気ガス中に含まれているCO、HC、NOXの全てを効
率よく浄化することができない。そのため、インジェク
タを備えたエンジンは、燃料噴射量を微細に調節するた
めの空燃比フィーバック補正係数を設けておき、触媒コ
ンバータの上流側に配置したO2センサの出力電圧が空燃
比リッチ状態を示した場合には、所定の遅延時間後に前
記補正係数を減少させることにより燃料供給量を絞っ
て、混合気の空燃比を理論空燃比側に変化させるように
している。また、前記出力電圧が空燃比リーン状態を示
した場合には、所定の遅延時間後に前記補正係数を増加
させることにより燃料供給量を増加させて、混合気の空
燃比を理論空燃比側に変化させるようにしている。
元触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭
い領域（三元触媒のウィンドウ）内に維持されていない
と、排気ガス中に含まれているCO、HC、NOXの全てを効
率よく浄化することができない。そのため、インジェク
タを備えたエンジンは、燃料噴射量を微細に調節するた
めの空燃比フィーバック補正係数を設けておき、触媒コ
ンバータの上流側に配置したO2センサの出力電圧が空燃
比リッチ状態を示した場合には、所定の遅延時間後に前
記補正係数を減少させることにより燃料供給量を絞っ
て、混合気の空燃比を理論空燃比側に変化させるように
している。また、前記出力電圧が空燃比リーン状態を示
した場合には、所定の遅延時間後に前記補正係数を増加
させることにより燃料供給量を増加させて、混合気の空
燃比を理論空燃比側に変化させるようにしている。
ところが、単一のO2センサを利用して空燃比のフィー
ドバック制御を行うと、O2センサの出力特性のばらつき
や経時変化、インジェクタの燃料噴射量のばらつき等に
より所期の空燃比制御が行われず、空燃比の制御中心が
三元触媒のウィンドウ内からずれてしまうことがある。
また、触媒活性化温度が確保し易いエキゾーストマニホ
ールドに触媒コンバータを連結し、その上流におけるエ
キゾーストマニホールドの集合部にO2センサが配置され
ている場合には、特定の気筒から排出された排気ガスに
よりO2センサの出力電圧が左右されたり、高熱等によっ
て劣化が早められてしまうこともある。
ドバック制御を行うと、O2センサの出力特性のばらつき
や経時変化、インジェクタの燃料噴射量のばらつき等に
より所期の空燃比制御が行われず、空燃比の制御中心が
三元触媒のウィンドウ内からずれてしまうことがある。
また、触媒活性化温度が確保し易いエキゾーストマニホ
ールドに触媒コンバータを連結し、その上流におけるエ
キゾーストマニホールドの集合部にO2センサが配置され
ている場合には、特定の気筒から排出された排気ガスに
よりO2センサの出力電圧が左右されたり、高熱等によっ
て劣化が早められてしまうこともある。
このような不具合を回避するために、本発明の先行技
術として、例えば、特開昭62−29738号公報に示される
ように、触媒コンバータの上流側に配置した第１のO2セ
ンサの出力電圧に基づいて空燃比のフィードバック制御
を行いつつ、触媒コンバータの下流側に配置した第２の
O2センサの出力電圧に基づいて空燃比の制御中心を三元
触媒のウィンドウ内に補正するようにしたものがある。
その際、第２のO2センサの出力電圧は、第１のO2センサ
の出力電圧よりも緩慢な変化を示すため、一定時間毎に
制御を行うことが考えられる。例えば、第６図に示すよ
うに、一定のゲート時間を設けておくとともに、空燃比
がリッチの場合にカウントアップされるリッチ時間DUTY
SO等を設定しておく。そして、リッチ時間DUTYSOが判定
時間を上回っているかを一定のゲート時間毎に検出した
上で、空燃比リーンからリッチに変わったと検出された
場合に、第２のO2センサたるサブO2センサの出力電圧に
より決定されるフィードバック制御値FACFをリーンスキ
ップさせ、リッチ状態が連続している場合はフィードバ
ック制御値FACFを一定値FACFKIMづつ徐々に減少させ
る。逆に、リッチ時間DUTYSOが判定時間を下回り、か
つ、空熱比がリッチからリーンに変化したと検出された
場合には、フィードバック制御値FACFをリッチスキップ
させ、リーン状態が連続している場合はフィードバック
制御値FACFを一定値FACFKIPづつ徐々に増加させる。こ
れと共にフィードバック制御値FACFに基づいて前記空燃
比フィードバック補正係数のスキップ量やリッチ積分、
リーン積分を変化させ、又は空燃比リッチ、空燃比リー
ンの判定遅延時間を変化させて、空燃比の制御中心を変
化させるようにする。
術として、例えば、特開昭62−29738号公報に示される
ように、触媒コンバータの上流側に配置した第１のO2セ
ンサの出力電圧に基づいて空燃比のフィードバック制御
を行いつつ、触媒コンバータの下流側に配置した第２の
O2センサの出力電圧に基づいて空燃比の制御中心を三元
触媒のウィンドウ内に補正するようにしたものがある。
その際、第２のO2センサの出力電圧は、第１のO2センサ
の出力電圧よりも緩慢な変化を示すため、一定時間毎に
制御を行うことが考えられる。例えば、第６図に示すよ
うに、一定のゲート時間を設けておくとともに、空燃比
がリッチの場合にカウントアップされるリッチ時間DUTY
SO等を設定しておく。そして、リッチ時間DUTYSOが判定
時間を上回っているかを一定のゲート時間毎に検出した
上で、空燃比リーンからリッチに変わったと検出された
場合に、第２のO2センサたるサブO2センサの出力電圧に
より決定されるフィードバック制御値FACFをリーンスキ
ップさせ、リッチ状態が連続している場合はフィードバ
ック制御値FACFを一定値FACFKIMづつ徐々に減少させ
る。逆に、リッチ時間DUTYSOが判定時間を下回り、か
つ、空熱比がリッチからリーンに変化したと検出された
場合には、フィードバック制御値FACFをリッチスキップ
させ、リーン状態が連続している場合はフィードバック
制御値FACFを一定値FACFKIPづつ徐々に増加させる。こ
れと共にフィードバック制御値FACFに基づいて前記空燃
比フィードバック補正係数のスキップ量やリッチ積分、
リーン積分を変化させ、又は空燃比リッチ、空燃比リー
ンの判定遅延時間を変化させて、空燃比の制御中心を変
化させるようにする。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、触媒コンバータの下流側では、それぞれの
気筒から排出された排気ガスが撹拌された状態にあり、
排気ガス中の酸素濃度が平衡状態に近いため、第２のO2
センサの出力電圧は、第１のO2センサの出力電圧よりも
緩慢な変化を示す。すなわち、第１のO2センサの出力電
圧基づいて調節された混合気が全体としてリッチ傾向の
場合には、第２のO2センサの出力電圧がリッチ状態を示
す時間が長くなり、混合気が全体としてリーン傾向の場
合には、第２のO2センサの出力電圧がリーン状態を示す
時間が長くなる。このため、ゲート時間毎に空燃比を制
御していたのでは、空燃比がリッチからリーンに変わっ
た場合やリーンからリッチに変わった場合にその変化に
速やか対処することができず、制御に応答遅れが生じ
る。その結果、空燃比全体がリッチよりの時間やリーン
よりの時間を有効に短縮するのが難しく、排気ガスを浄
化効率の高い領域で効率よく浄化するのが困難になる。
気筒から排出された排気ガスが撹拌された状態にあり、
排気ガス中の酸素濃度が平衡状態に近いため、第２のO2
センサの出力電圧は、第１のO2センサの出力電圧よりも
緩慢な変化を示す。すなわち、第１のO2センサの出力電
圧基づいて調節された混合気が全体としてリッチ傾向の
場合には、第２のO2センサの出力電圧がリッチ状態を示
す時間が長くなり、混合気が全体としてリーン傾向の場
合には、第２のO2センサの出力電圧がリーン状態を示す
時間が長くなる。このため、ゲート時間毎に空燃比を制
御していたのでは、空燃比がリッチからリーンに変わっ
た場合やリーンからリッチに変わった場合にその変化に
速やか対処することができず、制御に応答遅れが生じ
る。その結果、空燃比全体がリッチよりの時間やリーン
よりの時間を有効に短縮するのが難しく、排気ガスを浄
化効率の高い領域で効率よく浄化するのが困難になる。
本発明は、このような不具合を解消することを目的と
している。
している。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、次にような構
成を採用している。
成を採用している。
すなわち、本発明にかかる内燃機関の空燃比制御方法
は、排気ガスを浄化する触媒コンバータの上流側に排気
ガス中の酸素濃度を検出する第１のO2センサを配置し、
その出力電圧に基づいて燃焼室に供給する混合気の空燃
比を理論空燃比近傍にフィードバック制御するととも
に、前記触媒コンバータの下流側に第２のO2センサを配
設しておき、一定のゲート時間が満了する毎に、当該ゲ
ート時間中に継続して検出していた第２のO2センサの出
力状態を総括して、その第２のO2センサが当該ゲート時
間中に空燃比リッチを示す電圧を出力していた時間割合
及び空燃比リーンを示す電圧を出力していた時間割合の
少なくとも一方を確定し、その時間割合に基づいて当該
ゲート時間中の空燃比がリッチ傾向にあったのかリーン
傾向にあったのかを判定し、リッチ傾向にあったと判定
した場合には前記フィードバック制御の制御中心を移動
させるためのフィードバック制御値を空燃比リーン側へ
一定値だけ変化させる一方、リーン傾向にあったと判定
した場合には前記フィードバック制御値を空燃比リッチ
側へ一定値だけ変化させ、このフィードバック制御値
を、当該ゲートが満了した直後から開始される次回のゲ
ート時間中に用いるようにし、以上の動作を繰り返すこ
とによって、前記制御中心を理論空燃比近傍に変化させ
るように構成した内燃機関の空燃比制御方法であって、
少くとも、前記第２のO2センサの出力電圧により空燃比
が空燃比リッチから空燃比リーンに切替わったのが検出
された場合には、一定のゲート時間が満了するのを待つ
ことなしに前記フィードバック制御値を空燃比リッチ側
へスキップ的に変化させるようにしたことを特徴とす
る。
は、排気ガスを浄化する触媒コンバータの上流側に排気
ガス中の酸素濃度を検出する第１のO2センサを配置し、
その出力電圧に基づいて燃焼室に供給する混合気の空燃
比を理論空燃比近傍にフィードバック制御するととも
に、前記触媒コンバータの下流側に第２のO2センサを配
設しておき、一定のゲート時間が満了する毎に、当該ゲ
ート時間中に継続して検出していた第２のO2センサの出
力状態を総括して、その第２のO2センサが当該ゲート時
間中に空燃比リッチを示す電圧を出力していた時間割合
及び空燃比リーンを示す電圧を出力していた時間割合の
少なくとも一方を確定し、その時間割合に基づいて当該
ゲート時間中の空燃比がリッチ傾向にあったのかリーン
傾向にあったのかを判定し、リッチ傾向にあったと判定
した場合には前記フィードバック制御の制御中心を移動
させるためのフィードバック制御値を空燃比リーン側へ
一定値だけ変化させる一方、リーン傾向にあったと判定
した場合には前記フィードバック制御値を空燃比リッチ
側へ一定値だけ変化させ、このフィードバック制御値
を、当該ゲートが満了した直後から開始される次回のゲ
ート時間中に用いるようにし、以上の動作を繰り返すこ
とによって、前記制御中心を理論空燃比近傍に変化させ
るように構成した内燃機関の空燃比制御方法であって、
少くとも、前記第２のO2センサの出力電圧により空燃比
が空燃比リッチから空燃比リーンに切替わったのが検出
された場合には、一定のゲート時間が満了するのを待つ
ことなしに前記フィードバック制御値を空燃比リッチ側
へスキップ的に変化させるようにしたことを特徴とす
る。
なお、前記フィードバック制御値に基づいて空燃比の
制御中心を変化させる様態としては、第１のO2センサの
出力電圧に基づいて決まる空燃比フィードバック補正係
数のスキップ量、リッチ積分、リーン積分等を変化させ
る場合、又は空燃比のリッチ判定遅延時間、リーン判定
遅延時間を変える場合等がある。
制御中心を変化させる様態としては、第１のO2センサの
出力電圧に基づいて決まる空燃比フィードバック補正係
数のスキップ量、リッチ積分、リーン積分等を変化させ
る場合、又は空燃比のリッチ判定遅延時間、リーン判定
遅延時間を変える場合等がある。
［作用］ 本発明による空燃比制御においては、一定のゲート時
間が経過する間中、第２のO2センサの出力電圧の状況を
検出し続け、そのゲート時間が満了する毎にその継続的
な検出結果を総括して、当該ゲート時間中の空燃比がリ
ッチ傾向にあったのかリーン傾向にあったのかを判定
し、その判定結果を踏まえて次のゲート時間中における
フィードバック制御を行うようにしているので、例え
ば、間欠的に第２のO2センサの出力電圧をサンプリング
する場合に比べて、より現実に即したリーン・リッチ判
定が可能になり、排気ガスを浄化率の高い領域において
効率よく浄化することが可能になる。
間が経過する間中、第２のO2センサの出力電圧の状況を
検出し続け、そのゲート時間が満了する毎にその継続的
な検出結果を総括して、当該ゲート時間中の空燃比がリ
ッチ傾向にあったのかリーン傾向にあったのかを判定
し、その判定結果を踏まえて次のゲート時間中における
フィードバック制御を行うようにしているので、例え
ば、間欠的に第２のO2センサの出力電圧をサンプリング
する場合に比べて、より現実に即したリーン・リッチ判
定が可能になり、排気ガスを浄化率の高い領域において
効率よく浄化することが可能になる。
しかも、第２のO2センサの出力電圧により空燃比が空
燃比リッチから空燃比リーンに切替わったのが検出され
た場合には、一定のゲート時間が満了するのを待つこと
なしに前記フィードバック制御値を空燃比リッチ側へス
キップ的に変化させるようにしているので、この切替わ
り時に、制御中心がリッチ側へ急速に変化することにな
り、空燃比全体リーンによりある時間を短縮することが
できる。また、第２のO2センサの出力電圧により空燃比
がリーンからリッチに切替わったのが検出された際に直
ちにフィードバック制御値をスキップ的に減少させるよ
うにした場合には、制御中心がリッチ側へ急速に変化す
ることになり、空燃比全体がリッチよりにある時間を短
縮することができる。そして、かかる制御を交互に繰り
返して行うようにした場合には、空燃比の変化に対応さ
せて速やかに制御中心を理論空燃比付近に変化させるこ
とができ、空燃比制御の追従性を高めることが可能にに
なるとともに、空燃比全体がリッチよりにある時間やリ
ーンよりにある時間を短縮することが可能になる。
燃比リッチから空燃比リーンに切替わったのが検出され
た場合には、一定のゲート時間が満了するのを待つこと
なしに前記フィードバック制御値を空燃比リッチ側へス
キップ的に変化させるようにしているので、この切替わ
り時に、制御中心がリッチ側へ急速に変化することにな
り、空燃比全体リーンによりある時間を短縮することが
できる。また、第２のO2センサの出力電圧により空燃比
がリーンからリッチに切替わったのが検出された際に直
ちにフィードバック制御値をスキップ的に減少させるよ
うにした場合には、制御中心がリッチ側へ急速に変化す
ることになり、空燃比全体がリッチよりにある時間を短
縮することができる。そして、かかる制御を交互に繰り
返して行うようにした場合には、空燃比の変化に対応さ
せて速やかに制御中心を理論空燃比付近に変化させるこ
とができ、空燃比制御の追従性を高めることが可能にに
なるとともに、空燃比全体がリッチよりにある時間やリ
ーンよりにある時間を短縮することが可能になる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して
説明する。
説明する。
第１図に概略的に示した内燃機関たるエンジンは、自
動車に利用されるもので、インジェクタ１と、クランク
角センサ２と、圧力センサ３と、アイドルスイッチ４
と、水温センサ５と、第１のO2センサたるメインO2セン
サ６と、第２のO2センサたるサブO2センサ７とを具備し
ている。
動車に利用されるもので、インジェクタ１と、クランク
角センサ２と、圧力センサ３と、アイドルスイッチ４
と、水温センサ５と、第１のO2センサたるメインO2セン
サ６と、第２のO2センサたるサブO2センサ７とを具備し
ている。
インジェクタ１は、吸気管８に装着してあり、電磁コ
イル等を内蔵している。そして、電磁コイルに電子制御
装置９から燃料噴射信号ａが印加されると、その印加時
間に相当する量の燃料を吸気ポート付近に噴射するよう
になっている。クランク角センサ２は、ディストリビュ
ータ10に内蔵してあり、エンジン回転速度に対応してエ
ンジン回転信号ｂを発生するように構成されたものであ
る。圧力センサ３は、サージタンク11に設けてあり、吸
気圧に比例して吸気圧信号ｃを出力するようになってい
る。アイドルスイッチ４は、スロットルシャフト12に連
結してあり、スロットルバルブ13が閉じている場合はON
になり、スロットルバルブ13が開弁した場合はOFFにな
るON・OFFスイッチで、スロットル信号ｄを出力するよ
うになっている。水温センサ５は、例えば、サーミスタ
等を内蔵したもので、エンジン冷却水温に応じて水温信
号ｅを出力するようになっている。メインO2センサ６
は、触媒コンバータたるマニバータ14の上流側に配置し
てあり、排気ガス中の酸素濃度に対応してフィードバッ
ク信号ｆを出力するようになっている。具体的には、第
３図に示すように、混合気の空燃比A/Fが理論空燃比近
傍に存在する判定電圧よりもリーン側にあって、排気ガ
ス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発生し、混合
気の空燃比A/Fが電気判定電圧よりもリッチ側にあっ
て、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電圧を発
生し得るように構成されたものである。サブO2センサ７
は、メインO2センサ６と同様な構成のもので、排気ガス
中の酸素濃度に対応してフィードバック信号ｇを出力す
るようになっている。すなわち、混合気の空燃比が理論
空燃比近傍に存在する判定電圧よりもリーン側にあっ
て、排気ガス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発
生し、混合気の空燃比が前記変判定電圧よりもリッチ側
にあって、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電
圧を発生するようになっている。
イル等を内蔵している。そして、電磁コイルに電子制御
装置９から燃料噴射信号ａが印加されると、その印加時
間に相当する量の燃料を吸気ポート付近に噴射するよう
になっている。クランク角センサ２は、ディストリビュ
ータ10に内蔵してあり、エンジン回転速度に対応してエ
ンジン回転信号ｂを発生するように構成されたものであ
る。圧力センサ３は、サージタンク11に設けてあり、吸
気圧に比例して吸気圧信号ｃを出力するようになってい
る。アイドルスイッチ４は、スロットルシャフト12に連
結してあり、スロットルバルブ13が閉じている場合はON
になり、スロットルバルブ13が開弁した場合はOFFにな
るON・OFFスイッチで、スロットル信号ｄを出力するよ
うになっている。水温センサ５は、例えば、サーミスタ
等を内蔵したもので、エンジン冷却水温に応じて水温信
号ｅを出力するようになっている。メインO2センサ６
は、触媒コンバータたるマニバータ14の上流側に配置し
てあり、排気ガス中の酸素濃度に対応してフィードバッ
ク信号ｆを出力するようになっている。具体的には、第
３図に示すように、混合気の空燃比A/Fが理論空燃比近
傍に存在する判定電圧よりもリーン側にあって、排気ガ
ス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発生し、混合
気の空燃比A/Fが電気判定電圧よりもリッチ側にあっ
て、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電圧を発
生し得るように構成されたものである。サブO2センサ７
は、メインO2センサ６と同様な構成のもので、排気ガス
中の酸素濃度に対応してフィードバック信号ｇを出力す
るようになっている。すなわち、混合気の空燃比が理論
空燃比近傍に存在する判定電圧よりもリーン側にあっ
て、排気ガス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発
生し、混合気の空燃比が前記変判定電圧よりもリッチ側
にあって、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電
圧を発生するようになっている。
電子制御装置９は、燃焼室15に供給する混合気の空燃
比を調節する役割を担っており、中央演算処理装置16
と、メモリー17と、入力インターフェース18と、出力イ
ンターフェース19を備えたマイクロコンピュータユニッ
トにより構成されている。入力インターフェース18に
は、少くとも、クランク角センサ２からのエンジン回転
信号ｂと、圧力センサ３からの吸気圧信号ｃと、アイド
ルスイッチ４からのスロットル信号ｄと、水温センサ５
からの水温信号ｅと、メインO2センサ６からのフィーバ
ック信号ｆと、サブO2センサ７からのフィードバック信
号ｇがそれぞれ入力されるようになっている。出力イン
ターフェース19からは、前記インジェクタ１に燃料噴射
信号ａが出力されるようになっている。しかして、この
電子制御装置９は、エンジン回転信号ｂおよび吸気圧信
号ｃ等から吸入空気量を算出し、その吸入空気量に応じ
て基本噴射量TPを決定する。次いで、この基本噴射量TP
を、メインO2センサ６のフィードバック信号ｆにより決
まる空燃比フィードバック補正係数FAFや、エンジンの
運転状況に応じて決まる各種補正係数Ｋ、および、無効
噴射時間TAUVで補正して、インジェクタ１への最終通電
時間Ｔを次式に基づいて決定し、その時間Ｔに相当する
量の燃料をインジェクタ１から噴射させる役割を担って
いる。
比を調節する役割を担っており、中央演算処理装置16
と、メモリー17と、入力インターフェース18と、出力イ
ンターフェース19を備えたマイクロコンピュータユニッ
トにより構成されている。入力インターフェース18に
は、少くとも、クランク角センサ２からのエンジン回転
信号ｂと、圧力センサ３からの吸気圧信号ｃと、アイド
ルスイッチ４からのスロットル信号ｄと、水温センサ５
からの水温信号ｅと、メインO2センサ６からのフィーバ
ック信号ｆと、サブO2センサ７からのフィードバック信
号ｇがそれぞれ入力されるようになっている。出力イン
ターフェース19からは、前記インジェクタ１に燃料噴射
信号ａが出力されるようになっている。しかして、この
電子制御装置９は、エンジン回転信号ｂおよび吸気圧信
号ｃ等から吸入空気量を算出し、その吸入空気量に応じ
て基本噴射量TPを決定する。次いで、この基本噴射量TP
を、メインO2センサ６のフィードバック信号ｆにより決
まる空燃比フィードバック補正係数FAFや、エンジンの
運転状況に応じて決まる各種補正係数Ｋ、および、無効
噴射時間TAUVで補正して、インジェクタ１への最終通電
時間Ｔを次式に基づいて決定し、その時間Ｔに相当する
量の燃料をインジェクタ１から噴射させる役割を担って
いる。
Ｔ＝TP×FAF×Ｋ＋TAUV また、前記電子制御装置９には第２図に概略的に示す
ようなプログラムを内蔵してある。サブO2センサ７によ
るフィードバックF/Bの実行条件が成立しているのを前
提に、ステップ51で、ゲート時間が終了ENDしたか否か
を判別し、終了したと判断した場合はステップ52に進
み、終了していないと判断した場合はステップ57に進
む。ステップ52では、リッチ時間DUTYSOが判定時間を上
回っているか否かを判別し、上回っていると判断した場
合はステップ53に進み、上回っていないと判断した場合
はステップ55に進む。ステップ53では、サブO2センサ７
の出力電圧により決まるフィードバック制御値FACFをリ
ーン積分FACFKIMにより１ステップ減少させた後、ステ
ップ54に進む。ステップ54では、空燃比がリッチである
旨を示す信号１をリッチフラグSOFLGにセットしてステ
ップ65に進む。ステップ55では、フィードバック制御値
FACFをリッチ積分FACFKIPにより１ステップ増加させた
後、ステップ56に進む。ステップ56では、リッチフラグ
SOFLGをクリアしてステップ65に進む。ステップ57で
は、サブO2センサ７の出力電圧に基づいて空燃比A/Fが
リッチか否かを判別し、リッチであると判断した場合は
ステップ58に進み、リッチでないと判断した場合はステ
ップ62に進む。ステップ58では、リッチフラグSOFLGが
１にセットされているか否かを判別し、１にセットされ
ていると判断した場合はステップ59に進み、１にセット
されていないと判断した場合はステップ60に進む。ステ
ップ59では、リッチ時間DUTYSOに１を加算する。ステッ
プ60では、フィードバック制御値にFACFをリーン積分FA
CFKIMよりも大きな値でもってスキップ的に減少させた
後、ステップ61に進む。ステップ61では、リッチフラグ
SOFLGに１をセットしてステップ65に進む。ステップ62
では、リッチフラグSOFLGが１にセットされているか否
かを判別し、１にセットされていると判断した場合にス
テップ63に進む。ステップ63では、フィードバック制御
値FACFを前記リッチ積分FACFKIPよりも大きな値でもっ
てスキップ的に増加させた後、ステップ64に進む。ステ
ップ64では、リッチフラグSOFLGをクリアしてステップ6
5に進む。ステップ65では、リッチ時間DUTRSOをクリア
する。
ようなプログラムを内蔵してある。サブO2センサ７によ
るフィードバックF/Bの実行条件が成立しているのを前
提に、ステップ51で、ゲート時間が終了ENDしたか否か
を判別し、終了したと判断した場合はステップ52に進
み、終了していないと判断した場合はステップ57に進
む。ステップ52では、リッチ時間DUTYSOが判定時間を上
回っているか否かを判別し、上回っていると判断した場
合はステップ53に進み、上回っていないと判断した場合
はステップ55に進む。ステップ53では、サブO2センサ７
の出力電圧により決まるフィードバック制御値FACFをリ
ーン積分FACFKIMにより１ステップ減少させた後、ステ
ップ54に進む。ステップ54では、空燃比がリッチである
旨を示す信号１をリッチフラグSOFLGにセットしてステ
ップ65に進む。ステップ55では、フィードバック制御値
FACFをリッチ積分FACFKIPにより１ステップ増加させた
後、ステップ56に進む。ステップ56では、リッチフラグ
SOFLGをクリアしてステップ65に進む。ステップ57で
は、サブO2センサ７の出力電圧に基づいて空燃比A/Fが
リッチか否かを判別し、リッチであると判断した場合は
ステップ58に進み、リッチでないと判断した場合はステ
ップ62に進む。ステップ58では、リッチフラグSOFLGが
１にセットされているか否かを判別し、１にセットされ
ていると判断した場合はステップ59に進み、１にセット
されていないと判断した場合はステップ60に進む。ステ
ップ59では、リッチ時間DUTYSOに１を加算する。ステッ
プ60では、フィードバック制御値にFACFをリーン積分FA
CFKIMよりも大きな値でもってスキップ的に減少させた
後、ステップ61に進む。ステップ61では、リッチフラグ
SOFLGに１をセットしてステップ65に進む。ステップ62
では、リッチフラグSOFLGが１にセットされているか否
かを判別し、１にセットされていると判断した場合にス
テップ63に進む。ステップ63では、フィードバック制御
値FACFを前記リッチ積分FACFKIPよりも大きな値でもっ
てスキップ的に増加させた後、ステップ64に進む。ステ
ップ64では、リッチフラグSOFLGをクリアしてステップ6
5に進む。ステップ65では、リッチ時間DUTRSOをクリア
する。
次に、メインO2センサ６およびサブO2センサ７による
フィードバック制御を説明する。先ず、メインO2センサ
６による空燃比のフィードバック制御条件、例えば、エ
ンジン冷却水温が40゜C以上である、フューエルカット
中でない、パワー増量中でない、エンジン始動後から所
定時間経過している、メインO2センサ６が活性中であ
る、圧力センサ３が正常である、等の条件が全て成立し
ている場合には、メインO2センサ６の出力電圧に基づい
てフィードバック制御が行われる。具体的には、第３図
に示すように、メインO2センサ６の出力電圧が判定電圧
を上回った場合には、リッチ判定遅延時間TDR後に空燃
比フィードバック補正係数FAFを所定値RSMだけ減少側に
スキップさせ、次にリーン積分KIMに基づいて一定値づ
つ徐々に減少させる。このため、インジェクタ１からの
燃料供給量が絞られて、混合気の空燃比が理論空燃比側
に変化することになる。他方、メインO2センサ６の出力
電圧が判定電圧を下回った場合には、リーン判定遅延時
間TDL後に空燃比フィードバック補正係数FAFを所定値RS
Pだけ増加側にスキップさせ、次にリッチ積分KIPに基づ
いて一定値づつ徐々に増加させる。その結果、インジェ
クタ１から供給される燃料の量が増加して、混合気の空
燃比が理論空燃比側に変化することになる。
フィードバック制御を説明する。先ず、メインO2センサ
６による空燃比のフィードバック制御条件、例えば、エ
ンジン冷却水温が40゜C以上である、フューエルカット
中でない、パワー増量中でない、エンジン始動後から所
定時間経過している、メインO2センサ６が活性中であ
る、圧力センサ３が正常である、等の条件が全て成立し
ている場合には、メインO2センサ６の出力電圧に基づい
てフィードバック制御が行われる。具体的には、第３図
に示すように、メインO2センサ６の出力電圧が判定電圧
を上回った場合には、リッチ判定遅延時間TDR後に空燃
比フィードバック補正係数FAFを所定値RSMだけ減少側に
スキップさせ、次にリーン積分KIMに基づいて一定値づ
つ徐々に減少させる。このため、インジェクタ１からの
燃料供給量が絞られて、混合気の空燃比が理論空燃比側
に変化することになる。他方、メインO2センサ６の出力
電圧が判定電圧を下回った場合には、リーン判定遅延時
間TDL後に空燃比フィードバック補正係数FAFを所定値RS
Pだけ増加側にスキップさせ、次にリッチ積分KIPに基づ
いて一定値づつ徐々に増加させる。その結果、インジェ
クタ１から供給される燃料の量が増加して、混合気の空
燃比が理論空燃比側に変化することになる。
かかるフィードバック制御中にサブO2センサ７による
フィードバックF/B条件が成立すると、例えば、メインO
2センサ６による空燃比のフィードバック実行開始から
所定時間経過している、メインO2センサ６が活性になっ
てから所定時間経過している、エンジン冷却水温が70゜
C以上である、過渡時の燃料補正量が所定量を下回って
いる、エンジンがアイドルリング状態で車速が０であ
る、又はエンジンが非アイドリング状態で所定の運転領
域にある、等の諸条件が全て成立すれば、サブO2センサ
７によるフィードバックF/B制御が行われる。具体的に
は、サブO2センサ７の出力電圧が判定電圧を上回ってい
る場合には、フィードバック制御値FACFリーン積分FACF
KIMに基づいてゲート時間CDUTYSO毎に微小値づつ減少さ
れる（ステップ51〜532）。逆に、前記出力電圧が判定
電圧を下回っている場合には、フィードバック制御値FA
CFリッチ積分FACFKIPに基づいてゲート時間CDUTYSO毎に
微小値づつ増加される（ステップ51→52→55）。一方、
サブO2センサ７の出力電圧が判定電圧を上回り、しか
も、前回にリッチでなかった場合は、直ちにフィードバ
ック制御値FACFが減少する側にスキップされる（ステッ
プ51→57→58→60）。また、サブO2センサ７の出力電圧
が判定電圧を下回り、しかも、前回にリッチであった場
合は、直ちにフィードバック制御値FACFが増加する側に
スキップされる（ステップ51→57→62→63）。このよう
手順に基づいてフィードバック制御値FACFが変化される
とともに、その値に基づいて第５図に示すマップからリ
ッ判定遅延時間TDRおよびリーン判定遅延時間TDLが決定
される。ここで、フィードバック制御値FACFが大きくな
れば、リッチ判定遅延時間TDRが長くなる一方、リーン
判定遅延時間TDLが短縮される。このため、空燃比フィ
ードバック補正係数FAFが増加側から減少側に転換する
時期が遅くなるとともに、減少側から増加側に転換され
る時期が早くなり、インジェクタ１から供給される燃料
の量が増加することになる。逆に、フィードバック制御
値FACFが小さくなる場合は、燃料供給量が減少すること
になる。
フィードバックF/B条件が成立すると、例えば、メインO
2センサ６による空燃比のフィードバック実行開始から
所定時間経過している、メインO2センサ６が活性になっ
てから所定時間経過している、エンジン冷却水温が70゜
C以上である、過渡時の燃料補正量が所定量を下回って
いる、エンジンがアイドルリング状態で車速が０であ
る、又はエンジンが非アイドリング状態で所定の運転領
域にある、等の諸条件が全て成立すれば、サブO2センサ
７によるフィードバックF/B制御が行われる。具体的に
は、サブO2センサ７の出力電圧が判定電圧を上回ってい
る場合には、フィードバック制御値FACFリーン積分FACF
KIMに基づいてゲート時間CDUTYSO毎に微小値づつ減少さ
れる（ステップ51〜532）。逆に、前記出力電圧が判定
電圧を下回っている場合には、フィードバック制御値FA
CFリッチ積分FACFKIPに基づいてゲート時間CDUTYSO毎に
微小値づつ増加される（ステップ51→52→55）。一方、
サブO2センサ７の出力電圧が判定電圧を上回り、しか
も、前回にリッチでなかった場合は、直ちにフィードバ
ック制御値FACFが減少する側にスキップされる（ステッ
プ51→57→58→60）。また、サブO2センサ７の出力電圧
が判定電圧を下回り、しかも、前回にリッチであった場
合は、直ちにフィードバック制御値FACFが増加する側に
スキップされる（ステップ51→57→62→63）。このよう
手順に基づいてフィードバック制御値FACFが変化される
とともに、その値に基づいて第５図に示すマップからリ
ッ判定遅延時間TDRおよびリーン判定遅延時間TDLが決定
される。ここで、フィードバック制御値FACFが大きくな
れば、リッチ判定遅延時間TDRが長くなる一方、リーン
判定遅延時間TDLが短縮される。このため、空燃比フィ
ードバック補正係数FAFが増加側から減少側に転換する
時期が遅くなるとともに、減少側から増加側に転換され
る時期が早くなり、インジェクタ１から供給される燃料
の量が増加することになる。逆に、フィードバック制御
値FACFが小さくなる場合は、燃料供給量が減少すること
になる。
なお、以上の制御は、エンジン運転中に繰り返し実行
されるようになっている。
されるようになっている。
このような構成によると、メインO2センサ６の出力電
圧に基づいて空燃比のフィードバック制御が行われてい
る場合、空燃比の制御中心がリッチ側又はリーン側にず
れると、サブO2センサ７の出力電圧により決まるフィー
ドバック制御値の増減によって、急速かつ微細に混合気
の空燃比が調節されることになる。すなわち、サブO2セ
ンサ７の出力電圧により空燃比がリッチからリーンに切
替わったのが検出された場合には、直ちにフィードバッ
ク制御値FACFがスキップ的に増加されるため、制御中心
がリッチ側へ急速に変化することになる。逆に、サブO2
センサ７の出力電圧により空燃比がリーンからリッチに
切替わったのが検出された場合には、フィードバック制
御値FACFがスキップ的に減少されるため、制御中心がリ
ーン側へ急速に変化することになる。
圧に基づいて空燃比のフィードバック制御が行われてい
る場合、空燃比の制御中心がリッチ側又はリーン側にず
れると、サブO2センサ７の出力電圧により決まるフィー
ドバック制御値の増減によって、急速かつ微細に混合気
の空燃比が調節されることになる。すなわち、サブO2セ
ンサ７の出力電圧により空燃比がリッチからリーンに切
替わったのが検出された場合には、直ちにフィードバッ
ク制御値FACFがスキップ的に増加されるため、制御中心
がリッチ側へ急速に変化することになる。逆に、サブO2
センサ７の出力電圧により空燃比がリーンからリッチに
切替わったのが検出された場合には、フィードバック制
御値FACFがスキップ的に減少されるため、制御中心がリ
ーン側へ急速に変化することになる。
したがって、以上のような構成によれば、メインO2セ
ンサ６の出力特性のばらつきや経時変化、インジェクタ
１の燃焼噴射量のばらつき等により、又は特定の気筒か
ら排出された排気ガスによってメインO2センサ６の出力
電圧が左右され、所定の空燃比制御が得られなくなるよ
うな事態が生じても、サブO2センサ７によるフィードバ
ック制御によって、混合気の空燃比を有効に三元触媒の
ウィンドウ内に収束させることができる。
ンサ６の出力特性のばらつきや経時変化、インジェクタ
１の燃焼噴射量のばらつき等により、又は特定の気筒か
ら排出された排気ガスによってメインO2センサ６の出力
電圧が左右され、所定の空燃比制御が得られなくなるよ
うな事態が生じても、サブO2センサ７によるフィードバ
ック制御によって、混合気の空燃比を有効に三元触媒の
ウィンドウ内に収束させることができる。
しかも、このような制御方法によれば、サブO2センサ
７の出力電圧が空燃比リーン状態を示した場合には、直
ちに制御中心か空燃比リッチ側に移行され、逆に、前記
出力電圧が空燃比リッチ状態を示した場合には、直ちに
制御中心が空燃比リーン側に移行されるため、空燃比制
御の追従性を有効に高めることができるとともに、空燃
比全体がリーンよりにある時間およびリッチよりにある
時間を短縮できる。その結果、排気ガスを三元触媒のウ
ィンドウ内で効率よく浄化することができ、エミッショ
ンを有効に改善することができる。
７の出力電圧が空燃比リーン状態を示した場合には、直
ちに制御中心か空燃比リッチ側に移行され、逆に、前記
出力電圧が空燃比リッチ状態を示した場合には、直ちに
制御中心が空燃比リーン側に移行されるため、空燃比制
御の追従性を有効に高めることができるとともに、空燃
比全体がリーンよりにある時間およびリッチよりにある
時間を短縮できる。その結果、排気ガスを三元触媒のウ
ィンドウ内で効率よく浄化することができ、エミッショ
ンを有効に改善することができる。
なお、第２のO2センサの出力信号に基づいて決定する
フィードバック制御値は、前述の制御手順に基づいて決
定する場合に限らないのは勿論である。また、前記フィ
ードバック制御値に基づいて空燃比フィードバック補正
係数のリッチ積分、リーン積分、スキップ量を変化させ
ることにより、空燃比の制御中心を調節することも可能
である。さらに、前記実施例では、空燃比の変化に対応
させて、フィードバック制御値をリッチ側とリーン側と
の双方へスキップさせるようにしたが、リッチ側にのみ
スキップさせるようにしてもよい。
フィードバック制御値は、前述の制御手順に基づいて決
定する場合に限らないのは勿論である。また、前記フィ
ードバック制御値に基づいて空燃比フィードバック補正
係数のリッチ積分、リーン積分、スキップ量を変化させ
ることにより、空燃比の制御中心を調節することも可能
である。さらに、前記実施例では、空燃比の変化に対応
させて、フィードバック制御値をリッチ側とリーン側と
の双方へスキップさせるようにしたが、リッチ側にのみ
スキップさせるようにしてもよい。
［発明の効果］ 反発明は、以上のような構成であるから、第１のO2セ
ンサにより混合気の空燃比が理論空燃比付近からずれる
のを、O2センサの出力電圧を継続的に検出するととも
に、その検出結果を一定のゲート時間が経過する毎に総
括することにより得られる情報に基づいて修正し得るよ
うにしているので、排気ガスを常に浄化効率の高い領域
で効率よく浄化することができる。特に、本発明によれ
ば、第２のO2センサの出力電圧の変化に対応させて速や
かに空燃比を理論空燃比付近に調節することができるの
で、空燃比全体がリッチよりにある時間やリーンよりに
ある時間を確実に短縮することができる。その結果、経
時変化等によってエミッションが悪化するのを有効に回
避することができるとともに、排気ガスを浄化効率の高
い領域で浄化することができる制御性および応答性に優
れた内燃機関の空燃比制御方法を提供することができ
る。
ンサにより混合気の空燃比が理論空燃比付近からずれる
のを、O2センサの出力電圧を継続的に検出するととも
に、その検出結果を一定のゲート時間が経過する毎に総
括することにより得られる情報に基づいて修正し得るよ
うにしているので、排気ガスを常に浄化効率の高い領域
で効率よく浄化することができる。特に、本発明によれ
ば、第２のO2センサの出力電圧の変化に対応させて速や
かに空燃比を理論空燃比付近に調節することができるの
で、空燃比全体がリッチよりにある時間やリーンよりに
ある時間を確実に短縮することができる。その結果、経
時変化等によってエミッションが悪化するのを有効に回
避することができるとともに、排気ガスを浄化効率の高
い領域で浄化することができる制御性および応答性に優
れた内燃機関の空燃比制御方法を提供することができ
る。
第１図から第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は
概略的な全体構成図、第２図は制御手順を概略的に示す
フローチャート図、第３図は制御態様を示すタイミング
チャート図、第４図は制御態様を示すタイミングチャー
ト図、第５図は制御設定条件を示す図である。第６図は
従来例を示す第４図相当のタイミングチャート図であ
る。 １……インジェクタ ６……第１のO2センサ（メインO2センサ） ７……第２のO2センサ（サブO2センサ） 14……触媒コンバータ（マニバータ） 15……燃焼室 FACF……フィードバック制御値
概略的な全体構成図、第２図は制御手順を概略的に示す
フローチャート図、第３図は制御態様を示すタイミング
チャート図、第４図は制御態様を示すタイミングチャー
ト図、第５図は制御設定条件を示す図である。第６図は
従来例を示す第４図相当のタイミングチャート図であ
る。 １……インジェクタ ６……第１のO2センサ（メインO2センサ） ７……第２のO2センサ（サブO2センサ） 14……触媒コンバータ（マニバータ） 15……燃焼室 FACF……フィードバック制御値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−72647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−232350（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40
Claims (1)
- 【請求項１】排気ガスを浄化する触媒コンバータの上流
側に排気ガス中の酸素濃度を検出する第１のO2センサを
配置し、その出力電圧に基づいて燃焼室に供給する混合
気の空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御する
とともに、前記触媒コンバータの下流側に第２のO2セン
サ合を配設しておき、 一定のゲート時間が満了する毎に、当該ゲート時間中に
継続して検出していた第２のO2センサの出力状態を総括
して、その第２のO2センサが当該ゲート時間中に空燃比
リッチを示す電圧を出力していた時間割合及び空燃比リ
ーンを示す電圧を出力していた時間割合の少なくとも一
方を確定し、その時間割合に基づいて当該ゲート時間中
の空燃比がリッチ傾向にあったのかリーン傾向にあった
のかを判定し、リッチ傾向にあったと判定した場合には
前記フィードバック制御の制御中心を移動させるための
フィードバック制御値を空燃比リーン側へ一定値だけ変
化させる一方、リーン傾向にあったと判定した場合には
前記フィードバック制御値を空燃比リッチ側へ一定値だ
け変化させ、このフィードバック制御値を、当該ゲート
時間が満了した直後から開始される次回のゲート時間中
に用いるようにし、以上の動作を繰り返すことによっ
て、前記制御中心を理論空燃比近傍に変化させるように
構成した内燃機関の空燃比制御方法であって、 少なくとも、前記第２のO2センサの出力電圧により空燃
比が空燃比リッチから空燃比リーンに切替わったのが検
出された場合には、一定のゲート時間が満了するのを待
つことなしに前記フィードバック制御値を空燃比リッチ
側ヘスキップ的に変化させるようにしたことを特徴とす
る内燃機関の空燃比制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2089590A JP2790896B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| US07/674,162 US5168701A (en) | 1990-04-03 | 1991-03-25 | Method of controlling the air-fuel ratio in an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2089590A JP2790896B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 内燃機関の空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290035A JPH03290035A (ja) | 1991-12-19 |
| JP2790896B2 true JP2790896B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=13974997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2089590A Expired - Fee Related JP2790896B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 内燃機関の空燃比制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2790896B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010138791A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | 空燃比制御装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100423321B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-03-18 | 현대자동차주식회사 | 차량용 엔진의 점화시기 제어 방법 |
| KR100412725B1 (ko) * | 2001-10-23 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 연료 피드백 제어방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872647A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JP2569460B2 (ja) * | 1985-04-09 | 1997-01-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1990
- 1990-04-03 JP JP2089590A patent/JP2790896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010138791A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | 空燃比制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03290035A (ja) | 1991-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |