JPH0968094A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH0968094A JPH0968094A JP7221506A JP22150695A JPH0968094A JP H0968094 A JPH0968094 A JP H0968094A JP 7221506 A JP7221506 A JP 7221506A JP 22150695 A JP22150695 A JP 22150695A JP H0968094 A JPH0968094 A JP H0968094A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】酸素センサの非活性状態において、空燃比制御
精度を維持して、排気性状，運転性を向上させる。 【解決手段】水温，機関回転速度，機関負荷，排気温等
に基づいて酸素センサの非活性状態を検出する（Ｓ１〜
Ｓ５）。そして、酸素センサの非活性時には、リッチ時
間ＴR とリーン時間Ｔl との比ＴA/F （ＴA/F ＝ＴR ／
Ｔl ）に基づいて（Ｓ６，７）、空燃比フィードバック
制御における制御点のずれを検出する。例えば前記比Ｔ
A/F が1.1 を越えていて、制御点がリッチ側にずれてい
る場合には、空燃比フィードバック補正係数αの減少比
例制御に用いる比例分ＰL を増大させるなどして、制御
点をリーン方向に修正する。
精度を維持して、排気性状，運転性を向上させる。 【解決手段】水温，機関回転速度，機関負荷，排気温等
に基づいて酸素センサの非活性状態を検出する（Ｓ１〜
Ｓ５）。そして、酸素センサの非活性時には、リッチ時
間ＴR とリーン時間Ｔl との比ＴA/F （ＴA/F ＝ＴR ／
Ｔl ）に基づいて（Ｓ６，７）、空燃比フィードバック
制御における制御点のずれを検出する。例えば前記比Ｔ
A/F が1.1 を越えていて、制御点がリッチ側にずれてい
る場合には、空燃比フィードバック補正係数αの減少比
例制御に用いる比例分ＰL を増大させるなどして、制御
点をリーン方向に修正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の空燃比制
御装置に関し、詳しくは、機関吸入混合気の空燃比を目
標空燃比にフィードバック制御する装置に関する。
御装置に関し、詳しくは、機関吸入混合気の空燃比を目
標空燃比にフィードバック制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の空燃比フィードバック制御装置と
しては、特開昭６０−２４０８４０号公報等に開示され
るようなものがある。このものは、機関吸入混合気の空
燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサ（空燃比センサ）を設け、この酸素センサから
排気中の酸素濃度に応じて出力される検出信号と目標空
燃比である理論空燃比に相当するスライスレベルとの比
較に基づいて、燃料噴射量を補正するための空燃比フィ
ードバック補正係数を比例・積分制御によって実際の空
燃比が目標空燃比に近づくように設定している。
しては、特開昭６０−２４０８４０号公報等に開示され
るようなものがある。このものは、機関吸入混合気の空
燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサ（空燃比センサ）を設け、この酸素センサから
排気中の酸素濃度に応じて出力される検出信号と目標空
燃比である理論空燃比に相当するスライスレベルとの比
較に基づいて、燃料噴射量を補正するための空燃比フィ
ードバック補正係数を比例・積分制御によって実際の空
燃比が目標空燃比に近づくように設定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アイドル時
などの低排温時には、酸素センサが非活性状態となって
その出力特性が変化するため（図８参照）、高精度な空
燃比制御が行えなくなるという問題があった。即ち、低
排温状態で酸素センサが非活性であると、酸素濃度変化
に対する応答が悪化し、また、リーン出力の持ち上がり
などが発生するため、空燃比変化に追従できずに空燃比
がオーバーリッチ又はオーバーリーン化したり、制御点
がずれる惧れがあった。
などの低排温時には、酸素センサが非活性状態となって
その出力特性が変化するため（図８参照）、高精度な空
燃比制御が行えなくなるという問題があった。即ち、低
排温状態で酸素センサが非活性であると、酸素濃度変化
に対する応答が悪化し、また、リーン出力の持ち上がり
などが発生するため、空燃比変化に追従できずに空燃比
がオーバーリッチ又はオーバーリーン化したり、制御点
がずれる惧れがあった。
【０００４】ここで、低排温時にも活性状態を維持させ
るべく、酸素センサにヒータを付加する場合があるが、
かかる構成では、コスト高になってしまうという問題が
ある。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、
酸素センサ（空燃比センサ）の非活性状態においても、
空燃比制御の精度を確保できるようにすることを目的と
する。
るべく、酸素センサにヒータを付加する場合があるが、
かかる構成では、コスト高になってしまうという問題が
ある。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、
酸素センサ（空燃比センサ）の非活性状態においても、
空燃比制御の精度を確保できるようにすることを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関の空燃比制御装置は、図１に示すよう
に構成される。図１において、空燃比センサは、機関吸
入混合気の空燃比によって変化する排気中の特定成分の
濃度に感応して出力値が変化するセンサである。
にかかる内燃機関の空燃比制御装置は、図１に示すよう
に構成される。図１において、空燃比センサは、機関吸
入混合気の空燃比によって変化する排気中の特定成分の
濃度に感応して出力値が変化するセンサである。
【０００６】空燃比フィードバック制御手段は、空燃比
センサの出力値に基づいて機関吸入混合気の空燃比を目
標空燃比にフィードバック制御する。一方、非活性状態
検出手段は、前記空燃比センサの非活性状態を検出す
る。また、制御点ずれ検出手段は、非活性状態検出手段
で前記空燃比センサの非活性状態が検出されているとき
に、前記空燃比フィードバック制御手段における制御点
のずれを検出する。
センサの出力値に基づいて機関吸入混合気の空燃比を目
標空燃比にフィードバック制御する。一方、非活性状態
検出手段は、前記空燃比センサの非活性状態を検出す
る。また、制御点ずれ検出手段は、非活性状態検出手段
で前記空燃比センサの非活性状態が検出されているとき
に、前記空燃比フィードバック制御手段における制御点
のずれを検出する。
【０００７】そして、制御点ずれ補正手段は、制御点ず
れ検出手段により検出された制御点のずれを相殺する方
向に前記空燃比フィードバック制御手段における制御を
補正する。かかる構成によると、空燃比センサが非活性
状態であることによって、制御点のずれ発生が推定され
るときに、実際のずれを検出してこれを補正するので、
非活性状態で空燃比センサの出力特性が活性状態におけ
る特性と異なる特性を示しても、機関吸入混合気の空燃
比を目標空燃比に制御させることが可能となる。
れ検出手段により検出された制御点のずれを相殺する方
向に前記空燃比フィードバック制御手段における制御を
補正する。かかる構成によると、空燃比センサが非活性
状態であることによって、制御点のずれ発生が推定され
るときに、実際のずれを検出してこれを補正するので、
非活性状態で空燃比センサの出力特性が活性状態におけ
る特性と異なる特性を示しても、機関吸入混合気の空燃
比を目標空燃比に制御させることが可能となる。
【０００８】請求項２記載の発明では、前記制御点ずれ
検出手段が、前記空燃比フィードバック制御手段による
空燃比フィードバック制御中のリッチ時間とリーン時間
との比を、制御点のずれを示すパラメータとして算出す
る構成とした。かかる構成によると、例えば空燃比セン
サの出力特性の変化によって空燃比がリーンシフトして
いることを、リッチ時間に対してリーン時間が長くなっ
ていることに基づいて検出でき、以て、リーン時間をリ
ッチ時間に対して相対的に短くするように補正すること
で、制御点のずれを補正できる。
検出手段が、前記空燃比フィードバック制御手段による
空燃比フィードバック制御中のリッチ時間とリーン時間
との比を、制御点のずれを示すパラメータとして算出す
る構成とした。かかる構成によると、例えば空燃比セン
サの出力特性の変化によって空燃比がリーンシフトして
いることを、リッチ時間に対してリーン時間が長くなっ
ていることに基づいて検出でき、以て、リーン時間をリ
ッチ時間に対して相対的に短くするように補正すること
で、制御点のずれを補正できる。
【０００９】請求項３記載の発明では、前記非活性状態
検出手段が、排気温度に基づいて非活性状態を検出する
構成とした。かかる構成によると、空燃比センサの素子
温に相関する排気温度に基づいて空燃比センサの非活性
状態を精度良く検出できる。請求項４記載の発明では、
前記非活性状態検出手段が、機関負荷と機関回転速度と
に基づいて非活性状態を検出する構成とした。
検出手段が、排気温度に基づいて非活性状態を検出する
構成とした。かかる構成によると、空燃比センサの素子
温に相関する排気温度に基づいて空燃比センサの非活性
状態を精度良く検出できる。請求項４記載の発明では、
前記非活性状態検出手段が、機関負荷と機関回転速度と
に基づいて非活性状態を検出する構成とした。
【００１０】かかる構成によると、機関負荷と機関回転
速度とに基づいて推定される排気温度に応じて、空燃比
センサの非活性状態を温度センサを必要とせずに検出で
きる。請求項５記載の発明では、前記空燃比フィードバ
ック制御手段が、機関への燃料供給量の比例・積分制御
によって実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように制
御する構成であり、前記制御点ずれ補正手段が、前記比
例・積分制御における比例分，積分分，比例制御ディレ
ー時間のうちの少なくとも１つを補正することで、制御
点のずれを補正する構成とした。
速度とに基づいて推定される排気温度に応じて、空燃比
センサの非活性状態を温度センサを必要とせずに検出で
きる。請求項５記載の発明では、前記空燃比フィードバ
ック制御手段が、機関への燃料供給量の比例・積分制御
によって実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように制
御する構成であり、前記制御点ずれ補正手段が、前記比
例・積分制御における比例分，積分分，比例制御ディレ
ー時間のうちの少なくとも１つを補正することで、制御
点のずれを補正する構成とした。
【００１１】かかる構成によると、例えば制御点がリー
ンシフトしている場合には、リッチ化制御に用いる比例
分，積分分を相対的に増大させるか、又は、リーン方向
への比例制御のディレー時間を増大させることで、制御
点をリッチ方向に修正することが可能となる。請求項６
記載の発明では、前記非活性状態検出手段で前記空燃比
センサの非活性状態が検出されているときに、前記空燃
比フィードバック制御手段における空燃比の制御周期を
検出する制御周期検出手段と、該制御周期検出手段で検
出された制御周期を基準周期に近づける方向に前記空燃
比フィードバック制御手段における制御を補正する制御
周期補正手段と、を設ける構成とした。
ンシフトしている場合には、リッチ化制御に用いる比例
分，積分分を相対的に増大させるか、又は、リーン方向
への比例制御のディレー時間を増大させることで、制御
点をリッチ方向に修正することが可能となる。請求項６
記載の発明では、前記非活性状態検出手段で前記空燃比
センサの非活性状態が検出されているときに、前記空燃
比フィードバック制御手段における空燃比の制御周期を
検出する制御周期検出手段と、該制御周期検出手段で検
出された制御周期を基準周期に近づける方向に前記空燃
比フィードバック制御手段における制御を補正する制御
周期補正手段と、を設ける構成とした。
【００１２】かかる構成によると、制御点のずれと共
に、制御周期が補正され、空燃比センサの非活性状態に
より、運転性や排気性状を悪化させるような制御周期に
なっている状態を所期の制御周期状態に補正することが
できる。請求項７記載の発明では、前記空燃比フィード
バック制御手段が、機関への燃料供給量の比例・積分制
御によって実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように
制御する構成であり、前記制御周期補正手段が、前記比
例・積分制御における積分分を補正することで、制御周
期を補正する構成とした。
に、制御周期が補正され、空燃比センサの非活性状態に
より、運転性や排気性状を悪化させるような制御周期に
なっている状態を所期の制御周期状態に補正することが
できる。請求項７記載の発明では、前記空燃比フィード
バック制御手段が、機関への燃料供給量の比例・積分制
御によって実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように
制御する構成であり、前記制御周期補正手段が、前記比
例・積分制御における積分分を補正することで、制御周
期を補正する構成とした。
【００１３】かかる構成によると、積分分の増大によっ
て制御周期の短縮が図られ、また、積分分の減少によっ
て制御周期の増大が図られ、基準周期に近づけるように
積分分を補正することで、空燃比センサの非活性状態で
基準周期での空燃比フィードバック制御を行わせること
ができる。
て制御周期の短縮が図られ、また、積分分の減少によっ
て制御周期の増大が図られ、基準周期に近づけるように
積分分を補正することで、空燃比センサの非活性状態で
基準周期での空燃比フィードバック制御を行わせること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。内燃機関のシステム構成を示す図２において、内
燃機関１にはエアクリーナ２から吸気ダクト３，スロッ
トル弁４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入さ
れる。吸気マニホールド５の各ブランチ部には、各気筒
別に燃料噴射弁６が設けられている。この燃料噴射弁６
は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉
弁する電磁式燃料噴射弁であって、後述するコントロー
ルユニット12からの駆動パルス信号により通電されて開
弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャ
レギュレータにより所定の圧力に調整された燃料を、機
関１に噴射供給する。
する。内燃機関のシステム構成を示す図２において、内
燃機関１にはエアクリーナ２から吸気ダクト３，スロッ
トル弁４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入さ
れる。吸気マニホールド５の各ブランチ部には、各気筒
別に燃料噴射弁６が設けられている。この燃料噴射弁６
は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉
弁する電磁式燃料噴射弁であって、後述するコントロー
ルユニット12からの駆動パルス信号により通電されて開
弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャ
レギュレータにより所定の圧力に調整された燃料を、機
関１に噴射供給する。
【００１５】機関１の各燃焼室には点火栓７が設けられ
ていて、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させ
る。そして、機関１からは、排気マニホールド８，排気
ダクト９，三元触媒10及びマフラー11を介して排気が排
出される。コントロールユニット12は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイス等
を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種
のセンサからの入力信号を受け、後述の如く演算処理し
て燃料噴射弁６による燃料噴射量を設定して、該燃料噴
射量に応じて燃料噴射弁６の開弁を制御する。
ていて、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させ
る。そして、機関１からは、排気マニホールド８，排気
ダクト９，三元触媒10及びマフラー11を介して排気が排
出される。コントロールユニット12は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイス等
を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種
のセンサからの入力信号を受け、後述の如く演算処理し
て燃料噴射弁６による燃料噴射量を設定して、該燃料噴
射量に応じて燃料噴射弁６の開弁を制御する。
【００１６】前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３
中にエアフローメータ13が設けられていて、機関１の吸
入空気流量Ｑに応じた信号を出力する。また、クランク
角センサ14が設けられていて、４気筒の場合、クランク
角180°毎の基準信号ＲＥＦと、クランク角１°又は２
°毎の単位信号ＰＯＳとを出力する。ここで、基準信号
ＲＥＦの周期、或いは、所定時間内における単位信号Ｐ
ＯＳの発生数を計測することにより、機関回転速度Ｎを
算出できる。
中にエアフローメータ13が設けられていて、機関１の吸
入空気流量Ｑに応じた信号を出力する。また、クランク
角センサ14が設けられていて、４気筒の場合、クランク
角180°毎の基準信号ＲＥＦと、クランク角１°又は２
°毎の単位信号ＰＯＳとを出力する。ここで、基準信号
ＲＥＦの周期、或いは、所定時間内における単位信号Ｐ
ＯＳの発生数を計測することにより、機関回転速度Ｎを
算出できる。
【００１７】また、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗを検出する水温センサ15が設けられている。
また、排気マニホールド８の集合部に空燃比センサとし
ての酸素センサ16が設けられており、この酸素センサ16
の出力が排気中の酸素濃度に感応して変化することで機
関吸入混合気の空燃比を検出できるようになっている。
前記酸素センサ16は、例えば大気中の酸素濃度に対する
排気中の酸素濃度の比に応じた起電力を発生する一種の
濃淡電池である。
水温度Ｔｗを検出する水温センサ15が設けられている。
また、排気マニホールド８の集合部に空燃比センサとし
ての酸素センサ16が設けられており、この酸素センサ16
の出力が排気中の酸素濃度に感応して変化することで機
関吸入混合気の空燃比を検出できるようになっている。
前記酸素センサ16は、例えば大気中の酸素濃度に対する
排気中の酸素濃度の比に応じた起電力を発生する一種の
濃淡電池である。
【００１８】更に、排気温度を検出する排温センサ17、
吸気温度を検出する吸気温センサ18が設けられている。
ここにおいて、コントロールユニット12に内蔵されたマ
イクロコンピュータのＣＰＵは、前記吸入空気流量Ｑと
機関回転速度Ｎとに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを演算
すると共に、前記酸素センサ16で検出される実際の空燃
比を目標空燃比としての理論空燃比に近づけるように、
空燃比フィードバック補正係数αを比例・積分制御す
る。
吸気温度を検出する吸気温センサ18が設けられている。
ここにおいて、コントロールユニット12に内蔵されたマ
イクロコンピュータのＣＰＵは、前記吸入空気流量Ｑと
機関回転速度Ｎとに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを演算
すると共に、前記酸素センサ16で検出される実際の空燃
比を目標空燃比としての理論空燃比に近づけるように、
空燃比フィードバック補正係数αを比例・積分制御す
る。
【００１９】そして、前記基本燃料噴射量Ｔｐを前記空
燃比フィードバック補正係数α等で補正して最終的な燃
料噴射量Ｔｉを演算し、該燃料噴射量Ｔｉに相当するパ
ルス幅の駆動パルス信号を、機関回転に同期した所定タ
イミングで燃料噴射弁６に出力する。前記空燃比フィー
ドバック補正係数αの比例・積分制御は、図６に示すよ
うに、実際の空燃比が目標空燃比よりもリッチである状
態からリーンに反転すると、所定の比例分ＰR だけ補正
係数αを増大制御し、その後、所定の積分分ＩR に従っ
て徐々に補正係数αを増大させる。そして、空燃比がリ
ッチに反転すると、今度は、所定の比例分ＰL だけ補正
係数αを減少制御し、その後、空燃比がリーンに反転す
るまで、所定の積分分ＩL に従って徐々に補正係数αを
減少制御する（空燃比フィードバック制御手段）。
燃比フィードバック補正係数α等で補正して最終的な燃
料噴射量Ｔｉを演算し、該燃料噴射量Ｔｉに相当するパ
ルス幅の駆動パルス信号を、機関回転に同期した所定タ
イミングで燃料噴射弁６に出力する。前記空燃比フィー
ドバック補正係数αの比例・積分制御は、図６に示すよ
うに、実際の空燃比が目標空燃比よりもリッチである状
態からリーンに反転すると、所定の比例分ＰR だけ補正
係数αを増大制御し、その後、所定の積分分ＩR に従っ
て徐々に補正係数αを増大させる。そして、空燃比がリ
ッチに反転すると、今度は、所定の比例分ＰL だけ補正
係数αを減少制御し、その後、空燃比がリーンに反転す
るまで、所定の積分分ＩL に従って徐々に補正係数αを
減少制御する（空燃比フィードバック制御手段）。
【００２０】更に、酸素センサ16の非活性状態における
空燃比制御精度を維持すべく、図３〜図５のフローチャ
ートに示すルーチンに従って、前記空燃比フィードバッ
ク制御が補正されるようになっている。尚、非活性状態
検出手段，制御点ずれ検出手段，制御点ずれ補正手段，
制御周期検出手段，制御周期補正手段としての機能は、
前記図３〜図５のフローチャートに示すように、コント
ロールユニット12が備えている。
空燃比制御精度を維持すべく、図３〜図５のフローチャ
ートに示すルーチンに従って、前記空燃比フィードバッ
ク制御が補正されるようになっている。尚、非活性状態
検出手段，制御点ずれ検出手段，制御点ずれ補正手段，
制御周期検出手段，制御周期補正手段としての機能は、
前記図３〜図５のフローチャートに示すように、コント
ロールユニット12が備えている。
【００２１】図３〜図５のフローチャートにおいて、ス
テップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）〜ステ
ップ５では、酸素センサ16の非活性状態の検出を行う。
即ち、ステップ１〜ステップ５では、下記ａ〜ｅの全て
の条件が成立しているか否かを判別し、下記ａ〜ｅの条
件が全て成立しているときには、酸素センサ16の非活性
状態を判定してステップ６へ進む。
テップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）〜ステ
ップ５では、酸素センサ16の非活性状態の検出を行う。
即ち、ステップ１〜ステップ５では、下記ａ〜ｅの全て
の条件が成立しているか否かを判別し、下記ａ〜ｅの条
件が全て成立しているときには、酸素センサ16の非活性
状態を判定してステップ６へ進む。
【００２２】ａ．冷却水温度が所定温度Ａ以下 ｂ．機関回転速度Ｎが所定速度Ｂ以下 ｃ．機関負荷を代表する基本燃料噴射量Ｔｐが所定値Ｃ
以下 ｄ．吸気温が所定温度Ｄ以下 ｅ．排気温が所定温度Ｅ以下 尚、酸素センサ16の非活性状態の検出は、前記ａ〜ｅの
中から選択した条件の組み合わせであっても良く、例え
ば排温センサ17及び吸気温センサ18を備えない機関で
は、ａ〜ｃの条件が成立しているときに非活性を判定す
る構成であっても良く、逆に、排温センサ17を備える場
合には、ｂ，ｃの条件を判別しない構成としても良い。
以下 ｄ．吸気温が所定温度Ｄ以下 ｅ．排気温が所定温度Ｅ以下 尚、酸素センサ16の非活性状態の検出は、前記ａ〜ｅの
中から選択した条件の組み合わせであっても良く、例え
ば排温センサ17及び吸気温センサ18を備えない機関で
は、ａ〜ｃの条件が成立しているときに非活性を判定す
る構成であっても良く、逆に、排温センサ17を備える場
合には、ｂ，ｃの条件を判別しない構成としても良い。
【００２３】ステップ６では、前記空燃比フィードバッ
ク制御中におけるリッチ時間ＴR とリーン時間ＴL とを
それぞれに計測する（図７参照）。ステップ７では、前
記リッチ時間ＴR とリーン時間ＴL との比ＴA/F （Ｔ
A/F＝ＴR ／ＴL ）を算出する。尚、前記比ＴA/F の演
算においては、前記リッチ時間ＴR 及びリーン時間ＴL
の平均値を用いるか、複数の比ＴA/F の平均値を最終的
な値として設定することが好ましい。
ク制御中におけるリッチ時間ＴR とリーン時間ＴL とを
それぞれに計測する（図７参照）。ステップ７では、前
記リッチ時間ＴR とリーン時間ＴL との比ＴA/F （Ｔ
A/F＝ＴR ／ＴL ）を算出する。尚、前記比ＴA/F の演
算においては、前記リッチ時間ＴR 及びリーン時間ＴL
の平均値を用いるか、複数の比ＴA/F の平均値を最終的
な値として設定することが好ましい。
【００２４】ステップ８では、前記比ＴA/F が、1.1 以
下でかつ0.9 以上であるか否かを判別する。ここで、前
記比ＴA/F が、1.1 以下でかつ0.9 以上である場合に
は、リッチ時間ＴR とリーン時間ＴL とが略同じで平均
的には目標空燃比に制御されていることになるので、そ
のまま本ルーチンを終了させる。一方、前記比ＴA/F が
1.1 を越えている場合、即ち、リッチ時間が相対的に長
い場合には、空燃比制御点がリッチ側にずれていること
になり、この場合には、かかるリッチ側へのずれを補正
すべくステップ９へ進む。
下でかつ0.9 以上であるか否かを判別する。ここで、前
記比ＴA/F が、1.1 以下でかつ0.9 以上である場合に
は、リッチ時間ＴR とリーン時間ＴL とが略同じで平均
的には目標空燃比に制御されていることになるので、そ
のまま本ルーチンを終了させる。一方、前記比ＴA/F が
1.1 を越えている場合、即ち、リッチ時間が相対的に長
い場合には、空燃比制御点がリッチ側にずれていること
になり、この場合には、かかるリッチ側へのずれを補正
すべくステップ９へ進む。
【００２５】ステップ９では、酸素センサ16のリッチ・
リーン反転の周期ＴＡを計測する。ステップ10では、前
記リッチ側にずれている制御点をリーン側に修正すべ
く、リーン→リッチ反転時における補正係数αの減少制
御に用いる比例分ＰL を増大修正するか、リッチ状態に
おける補正係数αの減少制御に用いる比例分ＩL を増大
修正するか、補正係数αの比例分ＰR による増大補正タ
イミングを、リッチ→リーンの反転に対してディレーさ
せる時間を増大させるか、更には、これらの中の複数を
組み合わせて実行することで、リッチ側にずれている制
御点のリーン方向への修正を図る。かかるリーン方向へ
の修正によって、酸素センサ16の非活性によるリッチ側
への制御点のずれを補正して、目標空燃比への制御精度
を確保できるようになる。
リーン反転の周期ＴＡを計測する。ステップ10では、前
記リッチ側にずれている制御点をリーン側に修正すべ
く、リーン→リッチ反転時における補正係数αの減少制
御に用いる比例分ＰL を増大修正するか、リッチ状態に
おける補正係数αの減少制御に用いる比例分ＩL を増大
修正するか、補正係数αの比例分ＰR による増大補正タ
イミングを、リッチ→リーンの反転に対してディレーさ
せる時間を増大させるか、更には、これらの中の複数を
組み合わせて実行することで、リッチ側にずれている制
御点のリーン方向への修正を図る。かかるリーン方向へ
の修正によって、酸素センサ16の非活性によるリッチ側
への制御点のずれを補正して、目標空燃比への制御精度
を確保できるようになる。
【００２６】ステップ11では、機関運転条件に応じて設
定される基準周期Ｔｏと前記制御周期ＴＡの差ΔＴＡ
（ΔＴＡ＝Ｔｏ−ＴＡ）を算出する。ステップ12では、
前記差ΔＴＡが略ゼロであるか否かを判別し、基準周期
Ｔｏと実際の制御周期ＴＡとが略同じであって、前記差
ΔＴＡが略ゼロであるときには、そのまま本ルーチンを
終了させる。
定される基準周期Ｔｏと前記制御周期ＴＡの差ΔＴＡ
（ΔＴＡ＝Ｔｏ−ＴＡ）を算出する。ステップ12では、
前記差ΔＴＡが略ゼロであるか否かを判別し、基準周期
Ｔｏと実際の制御周期ＴＡとが略同じであって、前記差
ΔＴＡが略ゼロであるときには、そのまま本ルーチンを
終了させる。
【００２７】一方、ステップ12で、前記差ΔＴＡが、所
定以上のプラスの値を示していると判別された場合に
は、実際の制御周期ＴＡが基準周期Ｔｏよりも短いこと
になり、この場合には、制御周期ＴＡを基準周期Ｔｏに
近づけるべく、ステップ13へ進んで、補正係数αの積分
制御に用いる積分分ＩL ＩR にそれぞれ0.9 を乗算し、
該乗算結果をその後の積分制御に用いる積分分とするこ
とで、制御周期ＴＡが延びるようにし、空燃比の振れを
抑制する。
定以上のプラスの値を示していると判別された場合に
は、実際の制御周期ＴＡが基準周期Ｔｏよりも短いこと
になり、この場合には、制御周期ＴＡを基準周期Ｔｏに
近づけるべく、ステップ13へ進んで、補正係数αの積分
制御に用いる積分分ＩL ＩR にそれぞれ0.9 を乗算し、
該乗算結果をその後の積分制御に用いる積分分とするこ
とで、制御周期ＴＡが延びるようにし、空燃比の振れを
抑制する。
【００２８】また、ステップ12で、前記差ΔＴＡが、所
定以上のマイナスの値を示していると判別された場合に
は、実際の制御周期ＴＡが基準周期Ｔｏよりも長いこと
になり、この場合には、制御周期ＴＡを基準周期Ｔｏに
近づけるべく、ステップ14へ進んで、補正係数αの積分
制御に用いる積分分ＩL ＩR にそれぞれ1.1 を乗算し、
該乗算結果をその後の積分制御に用いる積分分とするこ
とで、制御周期ＴＡが短縮され、要求される応答性が確
保されるようにする。
定以上のマイナスの値を示していると判別された場合に
は、実際の制御周期ＴＡが基準周期Ｔｏよりも長いこと
になり、この場合には、制御周期ＴＡを基準周期Ｔｏに
近づけるべく、ステップ14へ進んで、補正係数αの積分
制御に用いる積分分ＩL ＩR にそれぞれ1.1 を乗算し、
該乗算結果をその後の積分制御に用いる積分分とするこ
とで、制御周期ＴＡが短縮され、要求される応答性が確
保されるようにする。
【００２９】一方、ステップ８で、前記比ＴA/F が0.9
を下回っていると判別された場合、即ち、リッチ時間が
相対的に短い場合には、空燃比制御点がリーン側にずれ
ていることになり、この場合には、かかるリーン側への
ずれを補正すべくステップ15以降へ進む。ステップ15〜
ステップ20の処理は、前記ステップ９〜ステップ14と同
様にして行われるが、ステップ16における補正方向がリ
ッチ側へ制御点をずらす方向に行われる点が異なる。
を下回っていると判別された場合、即ち、リッチ時間が
相対的に短い場合には、空燃比制御点がリーン側にずれ
ていることになり、この場合には、かかるリーン側への
ずれを補正すべくステップ15以降へ進む。ステップ15〜
ステップ20の処理は、前記ステップ９〜ステップ14と同
様にして行われるが、ステップ16における補正方向がリ
ッチ側へ制御点をずらす方向に行われる点が異なる。
【００３０】即ち、ステップ16では、前記リーン側にず
れている制御点をリッチ側に修正すべく、リッチ→リー
ン反転時における補正係数αの増大制御に用いる比例分
ＰRを増大修正するか、リーン状態における補正係数α
の増大制御に用いる比例分Ｉ R を増大修正するか、補正
係数αの比例分ＰL による減少補正タイミングを、リー
ン→リッチの反転に対してディレーさせる時間を増大さ
せるか、更には、これらの中の複数を組み合わせて実行
することで、リーン側にずれている制御点のリッチ方向
への修正を図る。かかるリッチ方向への修正によって、
酸素センサ16の非活性によるリーン側への制御点のずれ
を補正して、目標空燃比への制御精度を確保できるよう
になる。
れている制御点をリッチ側に修正すべく、リッチ→リー
ン反転時における補正係数αの増大制御に用いる比例分
ＰRを増大修正するか、リーン状態における補正係数α
の増大制御に用いる比例分Ｉ R を増大修正するか、補正
係数αの比例分ＰL による減少補正タイミングを、リー
ン→リッチの反転に対してディレーさせる時間を増大さ
せるか、更には、これらの中の複数を組み合わせて実行
することで、リーン側にずれている制御点のリッチ方向
への修正を図る。かかるリッチ方向への修正によって、
酸素センサ16の非活性によるリーン側への制御点のずれ
を補正して、目標空燃比への制御精度を確保できるよう
になる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる内燃機関の空燃比制御装置によると、非活性状態
で空燃比センサの出力特性が活性状態における特性と異
なる特性を示しても、機関吸入混合気の空燃比を目標空
燃比に制御させることができるという効果がある。
かかる内燃機関の空燃比制御装置によると、非活性状態
で空燃比センサの出力特性が活性状態における特性と異
なる特性を示しても、機関吸入混合気の空燃比を目標空
燃比に制御させることができるという効果がある。
【００３２】請求項２記載の発明によると、リーン時間
とリッチ時間との比に基づいて制御点のずれを検出し、
リーン時間とリッチ時間とが略同じになって平均的に目
標空燃比になるように、制御点のずれを修正できるとい
う効果がある。請求項３記載の発明によると、排気温度
に基づいて空燃比センサの非活性状態を検出すること
で、空燃比センサの素子温に対応する非活性状態を精度
良く検出できるという効果がある。
とリッチ時間との比に基づいて制御点のずれを検出し、
リーン時間とリッチ時間とが略同じになって平均的に目
標空燃比になるように、制御点のずれを修正できるとい
う効果がある。請求項３記載の発明によると、排気温度
に基づいて空燃比センサの非活性状態を検出すること
で、空燃比センサの素子温に対応する非活性状態を精度
良く検出できるという効果がある。
【００３３】請求項４記載の発明によると、機関負荷と
機関回転速度とに基づいて空燃比センサの素子温に相関
する排気温度を推定して、空燃比センサの非活性状態を
簡便に検出できるという効果がある。請求項５記載の発
明によると、例えば制御点がリーンシフトしている場合
に、リッチ化制御に用いる比例分，積分分を相対的に増
大させるか、又は、リーン方向への比例制御のディレー
時間を増大させることで、制御点をリッチ方向に修正し
て、空燃比センサの非活性状態による制御点のずれを補
正できるという効果がある。
機関回転速度とに基づいて空燃比センサの素子温に相関
する排気温度を推定して、空燃比センサの非活性状態を
簡便に検出できるという効果がある。請求項５記載の発
明によると、例えば制御点がリーンシフトしている場合
に、リッチ化制御に用いる比例分，積分分を相対的に増
大させるか、又は、リーン方向への比例制御のディレー
時間を増大させることで、制御点をリッチ方向に修正し
て、空燃比センサの非活性状態による制御点のずれを補
正できるという効果がある。
【００３４】請求項６記載の発明によると、制御点のず
れと共に、制御周期が補正され、空燃比センサの非活性
状態（応答性悪化）による制御周期の変化を補正するこ
とができるという効果がある。請求項７記載の発明によ
ると、基準周期に近づけるように積分分を補正すること
で、空燃比センサの非活性状態で基準周期での空燃比フ
ィードバック制御を行わせることができるという効果が
ある。
れと共に、制御周期が補正され、空燃比センサの非活性
状態（応答性悪化）による制御周期の変化を補正するこ
とができるという効果がある。請求項７記載の発明によ
ると、基準周期に近づけるように積分分を補正すること
で、空燃比センサの非活性状態で基準周期での空燃比フ
ィードバック制御を行わせることができるという効果が
ある。
【図１】請求項１記載の発明にかかる空燃比制御装置の
構成ブロック図。
構成ブロック図。
【図２】実施の形態を示す内燃機関のシステム構成図。
【図３】制御点ずれの修正制御を示すフローチャート。
【図４】制御点ずれの修正制御を示すフローチャート。
【図５】制御点ずれの修正制御を示すフローチャート。
【図６】空燃比フィードバック制御の様子を示すタイム
チャート。
チャート。
【図７】リーン時間とリッチ時間との計測の様子を示す
タイムチャート。
タイムチャート。
【図８】酸素センサの活性状態による出力特性の変化を
示す線図。
示す線図。
１ 内燃機関 ６ 燃料噴射弁 12 コントロールユニット 13 エアフローメータ 14 クランク角センサ 15 水温センサ 16 酸素センサ（空燃比センサ） 17 排温センサ
Claims (7)
- 【請求項１】機関吸入混合気の空燃比によって変化する
排気中の特定成分の濃度に感応して出力値が変化する空
燃比センサと、 該空燃比センサの出力値に基づいて機関吸入混合気の空
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
ードバック制御手段と、 前記空燃比センサの非活性状態を検出する非活性状態検
出手段と、 該非活性状態検出手段で前記空燃比センサの非活性状態
が検出されているときに、前記空燃比フィードバック制
御手段における制御点のずれを検出する制御点ずれ検出
手段と、 該制御点ずれ検出手段により検出された制御点のずれを
相殺する方向に前記空燃比フィードバック制御手段にお
ける制御を補正する制御点ずれ補正手段と、 を含んで構成された内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項２】前記制御点ずれ検出手段が、前記空燃比フ
ィードバック制御手段による空燃比フィードバック制御
中のリッチ時間とリーン時間との比を、制御点のずれを
示すパラメータとして算出することを特徴とする請求項
１記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】前記非活性状態検出手段が、排気温度に基
づいて非活性状態を検出することを特徴とする請求項１
又は２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】前記非活性状態検出手段が、機関負荷と機
関回転速度とに基づいて非活性状態を検出することを特
徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。 - 【請求項５】前記空燃比フィードバック制御手段が、機
関への燃料供給量の比例・積分制御によって実際の空燃
比を目標空燃比に近づけるように制御する構成であり、
前記制御点ずれ補正手段が、前記比例・積分制御におけ
る比例分，積分分，比例制御ディレー時間のうちの少な
くとも１つを補正することで、制御点のずれを補正する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の
内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項６】前記非活性状態検出手段で前記空燃比セン
サの非活性状態が検出されているときに、前記空燃比フ
ィードバック制御手段における空燃比の制御周期を検出
する制御周期検出手段と、 該制御周期検出手段で検出された制御周期を基準周期に
近づける方向に前記空燃比フィードバック制御手段にお
ける制御を補正する制御周期補正手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ
に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項７】前記空燃比フィードバック制御手段が、機
関への燃料供給量の比例・積分制御によって実際の空燃
比を目標空燃比に近づけるように制御する構成であり、
前記制御周期補正手段が、前記比例・積分制御における
積分分を補正することで、制御周期を補正することを特
徴とする請求項６記載の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7221506A JPH0968094A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US08/700,971 US5671720A (en) | 1995-08-30 | 1996-08-21 | Apparatus and method for controlling air-fuel ratio of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7221506A JPH0968094A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968094A true JPH0968094A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16767786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7221506A Pending JPH0968094A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5671720A (ja) |
| JP (1) | JPH0968094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100412726B1 (ko) * | 2001-10-29 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 공연비 제어방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3813044B2 (ja) * | 2000-01-05 | 2006-08-23 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US7658184B2 (en) * | 2008-05-15 | 2010-02-09 | Lycoming Engines, a division of Avco Corportion | Method and apparatus for providing fuel to an aircraft engine |
| CN106996341B (zh) * | 2017-03-27 | 2019-08-23 | 宁波吉利汽车研究开发有限公司 | 一种宽域氧传感器响应失效的诊断方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4452207A (en) * | 1982-07-19 | 1984-06-05 | The Bendix Corporation | Fuel/air ratio control apparatus for a reciprocating aircraft engine |
| JPS60240840A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-29 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2592342B2 (ja) * | 1990-03-22 | 1997-03-19 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JPH06504349A (ja) * | 1991-01-14 | 1994-05-19 | オービタル、エンジン、カンパニー、（オーストラリア）、プロプライエタリ、リミテッド | エンジン総合制御システム |
| US5239971A (en) * | 1991-08-03 | 1993-08-31 | Mitsubishi Denki K.K. | Trouble diagnosis device for exhaust gas recirculation system |
| DE4304966A1 (de) * | 1993-02-18 | 1994-08-25 | Bosch Gmbh Robert | Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP7221506A patent/JPH0968094A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-21 US US08/700,971 patent/US5671720A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100412726B1 (ko) * | 2001-10-29 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 공연비 제어방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5671720A (en) | 1997-09-30 |
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