JPS63113174A - 内燃エンジン空燃比制御方法 - 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】 １丘公１ 本発明は内燃エンジンの空燃比ＩＩ　Ｉ１１方法に関す
る。

１且且逝 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等のために排気
ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検出し、こ
の酸素濃度センサの出力レベルに応じてエンジンへの供
給混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御
装置が知られている。

この空燃比制御装置として気化器絞り弁下流に連通ずる
吸気２次空気供給通路に電磁弁を設けて酸素濃度センサ
の出力レベルに応じて電磁弁の開度すなわち吸気２次空
気供給量を制御するフィードバック制御用吸気２次空気
供給量式の空燃比制御装置がある（例えば、特公昭５５
−３５３３号）。

ところで、エンジンの高負荷運転後、エンジンを停止さ
せ放置させてからエンジン温度が高い状態で再びエンジ
ンを始動する場合がある。かかるエンジンの停止期間中
には気化器及び燃料の温度も高いのでフロート室内で発
生した多聞の蒸発燃料がメインノズル及びインナベント
等を介して吸気管内に供給され吸気管内には非常に濃厚
な混合気が形成されるのでエンジン高温時のエンジンの
再始動がスムーズにできない原因となっている。

このエンジン高温時の始動性を向上させるためにエンジ
ン＾温再始動時には２次空気制御弁を所定時間（１，０
〜ｉ、５ＳｅＣχだけ開弁保持して空燃比のリッチ化を
防止した空燃比制御装置が特開昭５８−１８５９６５号
公報に開示されている。

しかしながら、高温再始動でもエンジンの停止から再始
動までの期間が短い場合には吸気管内に燃料が充満する
ほど供給されないのでエンジン再始動時に２次空気を吸
気管内に供給すると、空燃比はオーバリーンとなり反っ
て始動性が悪くなるという問題点があった。

几■五見１ そこで、本発明の目的は、エンジン停止から再始動まで
の停止時間に関係なくエンジン高温時の再始動性の向上
を図った空燃比制御方法を提供することである。

本発明の空燃比制御方法は、エンジン温度が所定温度以
上ある場合にエンジン始動動作を検出したときにはエン
ジン始動動作を検出し得ている限りエンジンの完爆が検
出されるまでは流量調整弁を開弁させ、エンジンの完爆
後、アイドル運転を検出している間は原石ｍ整弁の開度
を徐々に減少させることを特徴としている。

支−監−１ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示した本発明の空燃比制御方法を適用した車載
内燃エンジンの吸気２次空気供給方式の空燃比制御装置
においては、気化器１の絞り弁３より下流の吸気マニホ
ールド４とエアクリーナ２の空気吐出口近傍とは吸気２
次空気供給通路８によって連通されている。吸気２次空
気供給通路８には流ｆｆｉ調整弁としてリニア型の電磁
弁９が設けられている。′Ｉｉ磁電磁の開度はそのソレ
ノイド９ａに供給される電流値に比例して変化する。

絞り弁３近傍の気化器１内壁面には負圧検出ボート６が
設けられている。負圧検出ボート６は絞り弁３が所定開
度以下のときに絞り弁３の上流に位置し、絞り弁３が所
定開度より大のときに絞り弁３の下流に位置する。負圧
検出ボート６における負圧は負圧通路６ａを介して負圧
スイッチ７に供給される。負圧スイッチ７は絞り弁３の
閉弁状態を検出するために設けられており、負圧検出ボ
ート６における負圧が例えば、３　Ｑ　１１１６８ｇ以
下のときオンとなる。

一方、１０は吸気マニホールド４に設けられ吸気マニホ
ールド４内の絶対圧に応じたレベルの出力を発生する絶
対圧センサ、１１はエンジン５のクランクシャフト（図
示せず）の回転に応じてパルスを発生するクランク角セ
ンサ、１２はエンジン５の冷却水温に応じたレベルの出
力を発生する冷却水温センサ、１４はエンジン５の排気
マニホールド１５に設けられ排気ガス中の酸素濃度に応
じた出力電圧を発生する酸素濃度センサである。

酸素濃度センサ１４の配設位置より下流の排気マニホー
ルド１５には排気ガス中の有害成分の低減を促進させる
ために触媒コンバータ３３が設けられている。ｌｄａ弁
９、絶対圧センサ１０、クランク角センサ１１、水温セ
ンサ１２及び酸素濃度センサ１４は制御回路２０に接続
されている。また制御回路２０にはイグニッションスイ
ッチ１６及び大気圧に応じたレベルの出力を発生する大
気圧センサ１７が接続されている。

制御回路２０は第２図に示すように絶対圧センサ１０、
水温センサ１２、酸素濃度センサ１４及び大気圧センサ
１７の各出力レベルを変換するレベル変換回路２１と、
レベル変換回路２１を経た各センサ出力の１つを選択的
に出力するマルチプレクサ２２と、このマルチプレクサ
２２から出力される信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器２３と、クランク角センサ１１の出力信号を
波形整形する波形整形回路２４と、波形整形回路２４か
らパルスとして出力されるＴＤＣ信号の発生間隔をクロ
ックパルス発生回路（図示せず）から出力されるクロッ
クパルス数によって計測するカウンタ２５と、負圧スイ
ッチ７及びイグニッションスイッチ１６の出力レベルを
変換するレベル変換回路２６と、その変換出力をディジ
タルデータとするディジタル入カモシュレータ２７と、
電磁弁９を開弁駆動する駆動回路２８と、プログラムに
従ってディジタル演算を行なうＣＰＵ　（中央演算回路
）２９と、各種の処理プログラム及びデータが予め書き
込まれたＲ　Ｏ，Ｍ　３０と、ＲＡＭ３１とからなって
いる。電磁弁９のソレノイド９ａは駆動回路２８の駆動
トランジスタ及び電流検出用抵抗（共に図示せず）に直
列に接続されてその直列回路の両端間に電源電圧が供給
される。マルチプレクサ２２、Ａ／Ｄ変換器２３、カウ
ンタ２５、ディジタル入カモシュレータ２７、駆動回路
２８、ＣＰｕ２９、ＲＯＭ３０及びＲＡＭ３１は入出力
バス３２によって互いに接続されている。

なお、かかる空燃比ＩＩＪＩＩＩ装置は車両のキースイ
ッチ操作に関係なくバッテリー接続後は常時作動するも
のであり、ＲＡＭ３１は不揮発性である。−かかる構成
においては、Ａ／Ｄ変換器２３から吸気マニホールド４
内の絶対圧、冷却水温、排気ガス中の酸素濃度及び大気
圧の情報が択一的に、カウンタ２５からエンジン回転数
を表わす情報が、またディジタル入カモシュレータ２７
から負圧スイッチ７及びイグニッションスイッチ１６の
オンオフがＣＰＵ２９に入出力バス３２を介して各々供
給される。ＣＰＵ２９は処理プログラムを実行すること
により各情報を読み込みその情報を基に電磁弁９のソレ
ノイド９ａへの供給電流値を表わす空燃比１ＩｉＩＩＩ
ｌｌ出力値ＤＯＵＴを算出し、その算出した出力値ＤＯ
ＵＴを駆動回路２８に供給する。

駆動回路２８はソレノイド９ａに流れる電流値が出力値
ＤＯＵＴになるようにソレノイド９ａに流れる電流値を
開ループ制御する。

次に、かかる本発明による空燃比制御方法の手順を第３
図ないし第５図に示したＣＰＵ２９の動作フロー図に従
って詳細に説明する。

ＣＰＵ２９はイグニッションスイッチ１６のオンを検出
すると、各処理プログラムにおける所定のフラグ、変数
等の初期化を行なうと共に所定周期（例えば、４０ｍ５
ｅｃ）毎に第４図に示す始動時ルーチン４１を実行する
。この始動時ルーチンにおいて、ＣＰＵ２９は先ず、初
期化中か否かを判別する（ステップ６１）。初期化中で
あれば、冷却水ＩＴｗを読み込み読み込んだ冷却水ＩＴ
ｗが所定温度ＴＷＯ（例えば、７５℃）より大であるか
否かを判別する（ステップ６２）。Ｔｗ＞Ｔｗｌならば
、高温始動判別フラグＦＨＯＴを１に等しクシ（ステッ
プ６３）、Ｔｗ≦ＴｗＩならば、高温始動判別フラグＦ
ＨｏＴを０に等しくする（ステップ６４）。そして、電
磁弁９を閉弁させるために空燃比制御出力値ＤＯＬＩ丁
をＯに等しくしくステップ５９）、その空燃比制御出力
値ＤＯＬＪＴを駆動回路２８に対して出力する（ステッ
プ５１）。

一方、初期化が完了しているならば、クランキング中か
否かを判別する（ステップ６７）。クランキング中の判
別は例えば、エンジン回転数が所定回転数範囲内（１０
０〜５００ｒ、ｐ、ｍ　）　ニあること、又はスタータ
スイッチ（図示せず）のオン状態の検出により決定され
る。クランキング中でない場合にはタイマＡ（図示せず
）に第１所定時間Ｔ＋　　（例えば、１．０ｓｅｃ　）
をセットしてダウン計測を開始させ（ステップ６８）、
ステップ６５を実行する。クランキング中の場合には高
温始動判別フラグＦＨＯＴが１に等しいか否かを判別す
る（ステップ６９）、高温始動時でないためステップ６
４においてＦｌ　ＯＴ　＝Ｏと設定されているときには
、直ちにステップ５９を実行し、高温始動時のためステ
ップ６３においてＦｌ−１０７＝１と設定されていると
きにはタイマＡの計測値Ｔ＋ＯＴＩが０に達したか否か
を判別する（ステップ７０）＋１　Ｔ＋−１０７Ｉ　＞
Ｏならば、ステップ５９を実行する。Ｔ）４０ＴＩ−０
ならば、エンジン始動動作によりクランキングを開始し
てから第１所定工 時間Ｔ１が経過したのでンジン回転数Ｎｅを読みへ 込みそのエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ＋（例え
ば、１２０Ｏｒ、ｐ、ｍ　）より大であるか否かの判別
、また吸気絶対圧ＰＥＩＡを読み込みその吸気絶対圧Ｐ
ＢＡが所定圧ＰＢＡＩ（例えば、３゜Ｑ　ｍｍ１１ｇ　
）以下であるか否かの判別を各々を行なう（ステップ７
１．７２＞、Ｎｅ≦Ｎｅ＋でかっＰＢＡ＞ＰＢＡＩなら
ば、エンジンが完爆していないので高温再始動時で再始
動動作前のエンジン停正時間が比較的長かったとして電
磁弁９を全開させるために空燃比制御出力値ＤＯＬＩＴ
を所定値ＤＩ００に等しクシ（ステップ７３）、そのこ
とを表わすフラグＦＯＰＮに１をセットする（ステップ
７４）。そして、空燃比制御出力値ＤＯＵＴを駆動回路
２８に対して出力する（ステップ５１）。

なお、タイマＡは例えば、クロックパルスを計測するこ
とにより時間を計測するダウンカウンタからなる。また
フラグＦＯＰＮはイグニッションスイッチ１６のオンに
より０に等しく初期化される。

ステップ７１においてＮｅ＞ＮＩＥ！＋ならば、又はス
テップ７２においてＰＥＡ≦Ｐａ　Ａ　ｌならば、エン
ジンが完爆したとしてフラグＦＯＰＮが１に等しいか否
かを判別する（ステップ７５）。ＦＯＰＮ＝Ｏならば、
空燃比フィードバック制御ルーチンに移行して酸素濃度
センサ１４の出力電圧Ｖｏ２と基準値ＶｒＱｆとを比較
することにより空燃比制御出力値ＤＯＬＩＴを算出する
。Ｆｏ　Ｐ　Ｎ　−１ならば、高温再始動時に電磁弁９
を全開したことにより完爆したので低負荷判定ルーチン
４２を実行する。

低負荷判定ルーチンにおいては、負圧スイッチ７がオン
であるか否かを判別する（ステップ８１）。負圧スイッ
チ７がオンならば、吸気絶対圧ＰｓＡを読み込みその絶
対圧ＰＥＡか所定圧Ｐａ　Ａ　２（例えば、４３０１１
１８０＞以上であるか否かを判別する（ステップ８２）
。Ｐ８Ａ＜Ｐ８Ａ２ならば、エンジン回転数Ｎｅが所定
回転数Ｎｅｚ（１５０゜Ｏｒ、ｐ、ｍ　）より小である
か否かを判別する（ステップ８３）。ＮｅくＮｅ２なら
ば、エンジンは低負荷でアイドル運転域であるとして低
負荷判定フラグＦＴ［）Ｌを１に等しくする（ステップ
８４）。

負圧スイッチ７がオフのとき、Ｐ８Ａ≧Ｐａ　Ａ　２の
とき、又はＮｅ≧Ｎｅｚのときにはエンジンは低負荷で
ないので低負荷判定フラグＦＩＣ）Ｌを０に等しくする
（ステップ８５）。

低負荷判定ルーチン４２の実行後、電磁弁９に供給する
基本電流値を表わす基準値ＤＢＡＳＥをＤ８ＡＳ　Ｅデ
ータマツプから検索しくステップ４３）、また基準値Ｄ
Ｉ３ＡＳＨの誤差を補正するための補正係数Ｋｒｅｆを
Ｋｒｅｆデータマツプから検索する（ステップ４４）。

ＲＯＭ３０には供給混合気の空燃比を理論空燃比に制御
するために第６図に示すように絶対圧ＰＢＡとエンジン
回転数Ｎｅとから定まる基準値ＤＢＡＳＥがＤｅＡｓε
データマツプとして予め書き込まれているので、ＣＰｔ
Ｊ２９は読み込んだ絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅ
とに対応する基準値Ｄａ　ＡｓεをＤＢＡＳＥデータマ
ツプから検索する。またＫｒｅｒデータマツプはＲＡＭ
３１に形成されており、空燃比フィードバック制御ルー
チンにおいて酸素濃度センサ１４の出力電圧Ｖｏｚが目
標空燃比に対応する基準電圧ｙｒｅｒに対して反転する
毎に次式によって補正係数Ｋ　ｒｅｆが算出され、第７
図に示すように絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅとに
応じて定まる複数の運転領域毎に書き込まれる学習制御
が行なわれている。

ここで、Ｃ：、ｒｅｆは定数、１００００Ｈは１６進数
の１００００であり、またＤｏｕｙｎ−＋は算出された
出力値ＤＯＵＴである。

基準値Ｄ８＾ＳＥ及び補正係数Ｋ　ｒｅｆを検索すると
、Ｍ半値Ｄｅ　Ａ　Ｓ　Ｅと補正係数Ｋ　ｒｅｒとを乗
算することにより基準値ＤＢＡＳＥ−を算出する（ステ
ップ４５）。次いで、大気圧補正基準値ＤＢＡＳＥＰＡ
をＤＢＡＳＥＰＡデータマツプから検索しくステップ４
６〉、大気圧ＰＡを読み込んでその大気圧ＰＡと基準圧
ｐｒｅ４　　（例えば、平地における気圧）との差圧Δ
ＰＡを算出しくステップ４７）、大気圧補正基準値Ｄ８
ＡＳＥＰＡと差圧ΔＰＡとを乗算することにより大気圧
補正値ＤＯＬＪＴＰＡを算出する（ステップ４８）。大
気圧補正基準値Ｄｏ　Ａ　Ｓ　Ｅ　Ｐ　Ａは同一の基準
値Ｄ８ＡＳＥを用いた場合、空燃比の高度変化によるリ
ッチ化を補正するための補正値であり、基準値Ｄ８ＡＳ
εと同様に絶対圧ＰＥＡとエンジン回転数Ｎｅとに応じ
てＲＯＭ３０内に予め形成されたＤＢＡＳＥＰＡデータ
マツプから検索される。

大気圧補正値Ｄｏ　Ｕ　Ｔ　Ｐ　Ａを算出すると、高温
始動判別フラグＦＨＯＴが１に等しいか否かを判別しく
ステップ４９）、ＦＨｏｒ−０ならば、空燃比フィード
バック制御ルーチンに移行し、その空燃比制御出力値Ｄ
ＯＵＴを駆動回路２８に対して出力する（ステップ５１
）。ＦＨｏｖ−１ならば、更に低負荷判定フラグＦＩＤ
Ｌが１に等しいか否かを判別する（ステップ５０）。エ
ンジンが低負荷でないためステップ８５においてＦＩＤ
Ｌ＝Ｏと設定されているときには空燃比フィードバック
制御ルーチンを実行する。エンジンが低負荷であるため
ステップ８４においてＦＩＤＬ−１と設定されていると
きには空燃比補正係数に０２が所定値ＫＯ２ＨＲより大
であるか否かを判別する（ステップ５２）。所定ｖｉＫ
０２１４Ｒは空燃比補正係数Ｋｏｚの初期値１の２〜３
倍になるように設定されている。ＫＯ２＞ＫＯ２）−Ｉ
Ｒならば、空燃比補正係数ＫＯ２から積分制御分ΔＨＲ
を差し引きその算出値を新たに空燃比補正係数ＫＯ２と
しくステップ５３）、ＫＯ２≦ＫＯ２ＨＲならば、空燃
比補正係数ＫＯ２を所定値ＫＯ２Ｈ’Ｒに等しクシ（ス
テップ５４）、フラグＦＯＰＮをＯにリセットする（ス
テップ５８）。ステップ５３、又は５４における空燃比
補正係数ＫＯ２の設定後、基準値ＤｅＡｓａ′と空燃比
補正係数ＫＯ２とを乗算しそれに大気圧補正基準値Ｄｅ
　Ａ　Ｓ　Ｅ　Ｐ　Ａを加算することより空燃比制御出
力値ＤＯＵＴを算出しくステップ５５）、その空燃比制
御出力値ＤＯＵＴを駆動回路２８に対して出力する（ス
テップ５１）。

駆動回路２８は電磁弁９のソレノイ下９ａに流れる電流
値を電流検出用抵抗によって検出してその検出電流値と
出力値ＤＯＵＴとを比較し、比較結果に応じて駆動トラ
ンジスタをオンオフすることによりソレノイド９ａに電
流を供給する。よって、ソレノイド９ａには出力値Ｄｏ
ｕｖが表わす大きさの電流が流れ、ソレノイド９ａに流
れる電流値に比例した醋の吸気２次空気が吸気マニホー
ルド４内に供給されるのである。出力値ＤＯＵ丁が０の
場合には電磁弁９が閉弁して吸気２次空気の供給が停止
され、出力値ＤＯＵＴが所定値Ｄ１ｏａの場合には電磁
弁９が全開して吸気２次空気が吸気マニホールド４内に
供給される。

かかる本発明による空燃比制御方法においては、エンジ
ン冷却水温ＴＷが所定温度ＴＷ＋より大なるエンジン高
温時にクランキングが開始されてから第１所定時間Ｔ１
が経過するまでは電磁弁９が閉弁される。通常のエンジ
ン始動では第１所定時間Ｔ１内にエンジンが完爆する。

第１所定時間Ｔｌが経過すると、電磁弁９が全開されて
吸気２次空気が第８図（ａ）に破線で示すように吸気マ
ニホールド４内に供給されて混合気の空燃比は第８図（
Ｃ）に破線で示すようにリーン化される。空燃比のリー
ン化によりエンジンが完爆しエンジン回転数が第８図（
ｂ）に示すように上昇すると、アイドル運転状態か否か
判別され、アイドル運転時には基準値ＤＢＡＳＥ−と空
燃比補正係数に０２とを乗算しそれに大気圧補正基準値
ＤＢＡＳＥＰＡを加算することより空燃比制御出力値Ｄ
ｏｕＴを算出し、その出力値ＤＯＬＩＴに応じた開度に
電磁弁９が制御される。アイドル運転時に上記のルーチ
ンを繰り返し実行する毎に積分制御分ΔＨＲだけ空燃比
補正係数ＫＯ２が減少するので空燃比補正係数に０２が
所定値ＫＯ２１−ＩＲに達するまで徐々に減少する。よ
って、第８図（ａ）に示すように吸気２次空気が徐々に
減少し、空燃比は第８図（Ｃ）に示すようにほぼ一定に
ｉ！、ＩＪｔｌｌされる。

すなわち、エンジンの完爆後、直ちに空燃比補正係数に
０２が所定値に０２ＨＲに一定にした場合（第８図（ａ
）の−点鎖線）には、エンジン回転数は第８図（ｂ）に
−点鎖線で示すように変化して第８図（Ｃ）に−点鎖線
で示すように空燃比がリーン側に大きくオーバシュート
するが、これを防止することができる。なお、第８図（
ｂ）、（Ｃ）に実線で示した特性は吸気２次空気を供給
しない場合である。

ｌ豆立級玉 以上の如く、本発明の空燃比制御方法においては、エン
ジンの高温再始動時にエンジン始動動作を検出し得てい
る限りエンジンの完爆が検出されるまでは流量調整弁を
開弁させるので蒸発燃料による空燃比のリッチ化が防止
されるので始動性の向上を図ることができる。またエン
ジンの完爆後、アイドル運転を検出している間は流量調
整弁の開度を徐々に減少させるので空燃比の大きな変動
を防止することができ、エンジンの完爆後の燃焼状態の
安定化を図ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空燃比制御方法を適用した装置の概略
構成図、第２図は第１図の装置中の制御回路の具体的構
成を示すブロック図、第３図ないし第５図はＣＰｔＪの
動作を示すフロー因、第６図及び第７図はデータマツプ
を示す図、第８図は第１図の装置の動作状態を示す図で
ある。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・気化器 ２・・・・・・エアクリーナ ３・・・・・・絞り弁 ４・・・・・・吸気マニホールド ８・・・・・・吸気２次空気供給通路 ９・・・・・・リニア型電磁弁 １０・・・・・・絶対圧センサ １１・・・・・・クランク角センサ １２・・・・・・冷却水温センサ １４・・・・・・酸素濃度センサ １５・・・・・・排気マニホールド 出願人　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　弁理士　　藤村元彦 手続補正口 昭和６３年１月２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンの気化器の絞り弁下流の吸気管内に連通す
   る吸気２次空気供給通路と、該吸気２次空気供給通路に
   設けられた流量調整弁とを有する内燃エンジンの空燃比
   制御方法であって、エンジン温度が所定温度以上ある場
   合にエンジン始動動作を検出したときには前記エンジン
   始動動作を検出し得ている限りエンジンの完爆が検出さ
   れるまでは前記流量調整弁を開弁させ、エンジンの完爆
   後、アイドル運転を検出している間は前記流量調整弁の
   開度を徐々に減少させることを特徴とする空燃比制御方
   法。