JPS61135950A - 電子制御エンジンの空燃比フイ−ドバツク制御方法 - Google Patents

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〕 本発明は電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御
方法に係り、特に、酸素濃度センサーの劣化やばらつき
による検出信号の偏倚を補償して正確なる空燃比に制御
できる電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御方
法に関する。

〔従来技術〕

従来のこの種の電子制御エンジンの空燃比フィードバッ
ク制御方法は、エンジンの排気マニホールドに設けた酸
素濃度（０，）センサーからの検出信号を基準値と比較
し、その比較結果が基準値を超えているか否かにより、
リーン制御又はリッチ制御に切り換え、これにより理論
空燃比に制御するものである。しかして、上記基準値は
経験的にｏ、４ｓ（：Ｖ’〕程度の値が採用されている
。

ところで、従来よりＯ！七ンサーの出力特性は、第４図
（ｍ）に示すような正常な０．センサーの出力特性から
、排ガス熱や経年変化によって変化することにより、あ
るいは製造上のばらつきにより、リッチ（同図ｎ参照）
又はリーン側（同図０参照）にずれてしまう仁とが知ら
れている。

このようにＯ，センサーの出力特性は変化してしまうた
め、固定した基準値をもって０．センサーからの検出信
号との比較を行うと、制御空燃比が変化してしまうこと
になり、Ｈａ、　Ｃｏ、　Ｈｏｘ　　の放出率がばらつ
いてしまう問題点があった。

そこで、従来のフィードバック制御方法では、まず、０
．センサーを耐久試験してＯｔセンサーの変化のされ方
を調査し、これに基づいて経験的に基準値を決定するこ
とにより、あるいけ製造品質のばらつきを小さくするこ
とにより前記問題点を解消してきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、最近のエンジンは、四バルブ化、過給気
化されてきており、これによりエンジンの使用域が従来
のものに比較して大幅に拡大してきたため、Ｏ，センサ
ーの変化のし方が走行パターンによって大きく変化する
ようになってきている。

このため、従来のような固定した基準値をもってリーン
制御、リッチ制御に切シ換える方法では、理論空燃比に
維持されることが困難となる問題点が生じてきている。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的は、０．センサーの変化状態や製造品質のばら
つきにもかかわらず制御空燃比を理論空燃比に制御でき
る電子制御エンジンの空燃比フィードバック制御方法を
提供することにある。

〔問題点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、エンジンの排気
マニホールド等に設けたＯｔセンサーからの検出信号を
基準値と比較し、その比較結果が基準値を超えているか
否かで空燃比をリーン又はリッチ制御に切り換えて理論
空燃比に制御する電子ｆｌｌｌｌａエンジンの空燃比フ
ィードバック制御方法において、フィードバック制御し
ている際の０゜センサーの検出信号の最小値を所定の設
定範囲と比較し、その範囲を超えたときに上記基準値を
補正するものである。

〔作用〕

このようにした本発明によれば、次のように作用する。

０．センサーからの検出信号の最小値をフィードバック
制御中に常に監視する。その最小値が所定の設定範囲を
超えたときには、０１センサーに大きな変化、あるいは
、ばらつきが生じたものとして、空燃比制御用の基準値
を最適なものに修正する。このように、０．センサーの
出力特性が変化したときには、それに応じて基準値も変
化させているので、常に理論空燃比に制御できるととに
なる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。それ
では、まず、図面について説明し、次いで実施例を説明
する。

第１図０）及び（１）は本発明に係る電子制御エンジン
の空燃比フィードバック制御方法の概要を示すフローチ
ャート、第２図は本実施例が適用される電子制御エンジ
ンの全体構成図、第３図は第２図のエンジンで用いられ
る制御装置の詳細構成を示すブロック図である。第２図
において、１はエンジンを示しており、該エンジン１は
シリンダブロック２とシリンダヘッド３とを有しておシ
、シリンダブロック２はその内部に形成されたシリンダ
ボアにピストン４を受入れておシ、そのピストン４の上
方に前記シリンダヘッドと共働して燃焼室５を郭定して
いる。

シリンダヘッド３には吸気ボート６と排気ボート７とが
形成されており、これらボートは各々吸気バルブ８と排
気バルブ９により開閉されるようになっている。また、
シリンダヘッド３には点火プラグ１９が取付けられてい
る。点火プラグ１９はイグニッションコイル２６が発生
する電流をディストリビュータ２７を経て供給され、燃
焼室５内にて放電による火花を発生するようになってい
る。

吸気ボート６には、吸気マニホールド１１、サージタン
ク１２、スロットルボディ１３、吸気チューブ１４、エ
アフロメータ１５、エアクリーナ１６が顆に接続されて
いる。

また、排気ボート７には、排気マニホールド１７、排気
管１８が順に接続されている。

吸気マニホールド１１の各吸気ボートに対する接続端近
くには燃料噴射弁２０が取付けられている。燃料噴射弁
２０には燃料タンク２１に貯容されているガソリンの如
き液体燃料ポンプ２２により燃料供給管２３を経て供給
されるようになっている。

スロットルボディ１３には吸入空気量を制御するスロッ
トルバルブ２４が設けられており、とのスロットルバル
ブ２４はアクセルペダル２５の踏込みに応じて駆動され
るようになっている。

エアフロメータ１５はエンジン吸気系を流れる空気の流
量を検出し、それに応じた信号を制御装置５０へ出力す
るようになっている。

ディストリビュータ２７にはこれの回転数及び回転位相
、換言すればエンジン回転数とクランク角を検出する回
転数センサー２９が組込まれておシ、この検出信号は制
御装置５０に入力されるようになっている。また、制御
装置５０には、吸気温センサー５８、水温センサー５９
．０．センサー６０及びアクセルセンサー７０からの各
信号が供給されている。

制御装置５０はマイクロコンピュータであってよく、そ
の−例が第３図に示されている。このマイクロコンピュ
ータは、中央処理ユニット（ＣＰＴ７）５１と、リード
オンリメモリ（ＲＯＭ）５２と、ランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）５３と、通電停止後も記憶を保持するもう
一つの不揮発性ランダムアクセスメモ＋）（ｃ−ＲＡＭ
）！５４＋！：、マルチプレクサを有するＡ／Ｄ変換器
５５と、バッファを有する工１０装置５６を有し、これ
らはコモンパス５７により互に接続されている。

ここでＣ−ＲＡＭ１５４には後述する空燃比フィードバ
ック制御に用いられる各種センサーからのデータが格納
される。

、　　Ａ／Ｄ変換器５５にはエアフロメータ１５で検出
される空気流量信号と、吸気温センサー５Ｂで検出され
る吸気温度信号と、水温センサー５９で検出される水温
信号と、Ｏ，センサー６０から出力される酸素濃度検出
信号と、スロットルセンサー７０で検出されるスロット
ル弁開度信号とが入力され、＠　Ａ／Ｄ変換器５５はそ
れらのデータをＡ／Ｄ変換してＣＰＵ５１の指示に従い
所定の時期にＣＰＵｌ５１及びランダムアクセスメモリ
５３あるいは５４へ出力するになっている。また、工１
０装置５６には、回転数センサー２９より出力されるエ
ンジン回転数信号及びクランク角信号が入力され、Ｉ１
０装置５６はそれらのデータをＣＰＵ５１の指示に従い
所定の時期にｃｐσ５１及びランダムアクセスメモリ５
３あるいは５４へ出力するようになって騒る。

ＣＰｔＴ！５１は各センサーにより検出されたデータに
基づいて燃料噴射量を計算し、それに基づく信号を工１
０装置５６を経て燃料噴射弁２０へ出力するようになっ
ている。この場合の燃料供給量の制御はエアフロメータ
１５が検出する空気流量と回転数センサー２９が検出す
るエンジン回転数とにより求められた基本燃料量を、吸
気温センサー５８によシ検出された吸気温度と、水温セ
ンサー５９によシ検出された水温と、ｏ！センサー６ｏ
によシ検出された空燃比と、及びアクセルセンサー７０
によシ検出されたスロットル弁開度に応じて修正するこ
とによシ行われる。

さらに、ＣＰＵｌ５１はこれが算出した基本燃料量と回
転数センサー２９によシ検出されたエンジン回転数及び
クランク角と吸気温センサー５８により検出された吸気
温度に基づき最適点火時期信号をリードオンリメモリ５
２より読出し、これをＩ１０装置５６より点火コイル２
６へ出力するようになっている。

次に第１図に制御装置５０により実行される空燃比フィ
ードバック制御プログラムの概略の内容を示す。

Ｗｃ１図（Ｄは本発明のＯｔセンサー出力信号の最小値
を学習するルーチンを示しており、同図（Ｕ）は本発明
において用いる比較電圧の学習ルーチンを示している。

図（Ｄにおいて、ステップ１００で当該ルーチンが起動
されると、ステップ１０１に移る。ステップ１０１では
Ｏ，センサー６０からの出力信号ｖＯをＡ／Ｄ変換器５
５で読み込む。ステップ１０２ではフィードバック制御
中か否かを判定（フラグが立っているか否かで判定する
）シ、フィードバック制御中と判定された場合は、ステ
ップ１０３に進むが、フィードバック制御中でないと判
定された場合はこのルーチンを終了する。ステップ１０
３テハ、エンジンの運転域が０．センサー６ｏの出力信
号Ｖｏの最小値の学習領域か判定する。この判定はエン
ジン回転ＮＥと、噴射量’ｒｐ等で判定することにして
いる。学習領域の場合には、ステップ１０４に進み、学
習領域でないときはこのルーチンを終える。ステップ１
０，４では、０．センサー６０の出力がｏ、４５〔ｖ：
ｌよシ小さいか判定しくリーン）、小さいときはステッ
プ１０５に進み、大きいときはステップ１０７１Ｃ進む
。ステップ１０５では、”ｔセンサー６０からの出力信
号ｖＯが最小値Ｖ’ｏ−の学習値よυ小さいか否かを判
定し、小さいときはステップ１０６に進み、大きいとき
はこのルーチンを終了する。ステップ１０６では、０．
センサー６０の出力の最小値Ｖ’ｏ―の学習値を書き換
える。

一方、ステップ１０７では、学習値Ｖ’ｏ−が０．４５
［：Ｖ〕より小さいか否かを判定し、小さいときはステ
ップ１０ｇに進み、大きいときはステップ１０９に進む
。ステップ１０８では、学習値Ｖａ−にＶ’ｏ−を設定
する書き換えを行ってからステップ１０９に進む。ステ
ップ１０９では学習値Ｖ’ｏ−にｏ、４５（Ｖ）を設定
することによシリセットを行い、このルーチンを終了す
る。

第１図（■）において、ステップ１１１では、０鵞セン
サー６０の出力信号Ｖｏの最小値の学習値ｖＯ―が第１
の設定値Ｖｏ８＋より大きいかを判定し、大きいと判定
されたときはＯ，センサー６０がリーンずれしていると
判定し、ステップ１１２に進み、小さいと判定されたと
きはステップ１１３に進む。

ステップ１１２では比較基準電圧値Ｖｔ、に０鵞センサ
ー６０のリーンずれ補正外αを加算する。ステップ１１
３では０．センサー６０からの出力信号ｖｏの最小値の
学習値ｖＯ−が第２の設定値Ｖｏ８ｔ　　より小さいか
否かを判定し、小さいと判定されたときは０．センサー
６０がリッチずれしていると判定し、ステップ１１４に
進み、大きいと判定されたときはこのルーチンを終える
。ステップ１１４では比較電圧ＶＬから０．センサー６
０のリッチずれ補正外βを減算する。

以上のような方法をもって、Ｏ，センサー６０の出力の
最小値ＶＯ―　を学習することにより、最適比較基準電
圧値ＶＬを学習することができ、０１センサー６０の劣
化のされ方、ばらつきによらず、制御空燃比を理論空燃
比に制御でき、エミッションのばらつきを押えることが
できる。

上述の実施例は要するに、フィードバック制御中のＯ，
センサー６０の出力信号ｖＯの最小値ＶＯ―が、定めら
れた範囲Ｖａｓｔ〜ｖｏｓ　ｔ　（’ＶＯ８Ｉ　＞ＶＯ
１１！　）をはずれたときに１比較基準電圧値ＶＬをそ
のはずれの方向に応じて最適なものに設定しなおすよう
にしたものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、フィードバック制御
中の０．センサーの出力信号の最小値が所定範囲を超え
たときに、その超えた範囲に応じて比較基準電圧値を設
定しなおすので、０．センサーの変化やばらつき等に影
響されず、理論空燃比に制御できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）及び（ＩＩ）は本発明の実施例を示すフロ
ーチャート、第２図は本発明が適用される電子制御エン
ジンの全体構成図、第３図は同エンジンに用いられる制
御装置を示すブロック図、第４図は０゜センサーの出力
信号を示す波形図である。 １…エンジン ５０・・・制御装置、 ６０・・・０．センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気マニホールド等に設けた酸素濃度
   センサーからの検出信号を基準値と比較し、その比較結
   果が基準値を超えているか否かで空燃比をリーン又はリ
   ッチ制御に切り換えて理論空燃比に制御する電子制御エ
   ンジンの空燃比フィードバック制御方法において、フィ
   ードバック制御している際の酸素濃度センサーの検出信
   号の最小値を所定の設定範囲と比較し、その範囲を超え
   たときに上記基準値を補正することを特徴とする電子制
   御エンジンの空燃比フィードバック制御方法。