Air-fuel ratio control method for an internal combustion engine

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明の内燃機関の空燃比制御方法に係り、特に減速後の再加速時における排気ガスの清浄化を図る内燃機関の空燃比制御方法に関する。

［従来の技術］ 車両用内燃機関は、車両走行速度即ちエンジン回転速度及び負荷の変動がきわめて大きく、この両変動要素を組合せた各種の運転状態において、低燃費、少ない排気有害成分等の性能が要請される。 このため、各種の運転状態において、空燃比を適正にすることが必要である。

空燃比を適正に制御するため、排気ガス中の濃度例えば酸素濃度を検出するO ₂センサ信号によって、空燃比を調整制御し、前述の各種運転状態に対して、常に最良の燃焼状態を得るように空燃比をフィードバック制御する空燃比制御方法が使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の内燃機関の空燃比制御方法においては、第９図に示す如く、O ₂センサ32からの信号を制御部
20（ECU）に入力し、この制御部20によって気化器６に設けられた電磁弁22をフィードバック制御し、空燃比を制御している。 そして、特に減速時には、未然HCによる触媒過熱の防止、あるいは燃費を向上するために減速フィードバック制御を行っている。

そして、燃料カット時にはフィードバック制御を停止し、オープン制御によって機関効率を固定しているが、
減速後におけるブレーキング時のエンスト等の運転性能から固定するデューティ（DUTY）を余り大きく（リーン側に）することができないものである。 また、燃料カット解除後には燃料の追従が遅れることにより、燃料カット解除条件下でも一定期間デューティを固定し、運転性を向上させている。

この結果、減速時のデューティが低く設定され、走行→
減速→アイドルの運転条件におけるデューティ比の推移は、第10図にＡで示す如くである。

この第10図において、走行中にパーシャルのフィードバック定数により制御され、減速時の固定デューティ後にアイドルのフィードバック定数によりアイドル運転が制御される。 このとき、フィードバック定数については、
気化器や機関、そしてO ₂センサ間の系統の遅れを考慮して設定し、パーシャルは運転性能と排気ガスの両面から設定されるが、空気量の少ないアイドル時には遅れ時間が長くなるので、制御速度を遅延させてオーバシュートによる回転変動をなくし、アイドルの安定性を確保する必要がある。

しかし、減速時にデューティを低く設定していることにより、第10図に示す如く、Ｌの期間が無制御状態となり、リッチ化によってCOの排出量が増加するという不都合がある。

また、Ｌ期間中に再発進加速をした場合には、第10図にＢで示す如く、パーシャルのフィードバック定数に切り換えるが、加速初期のデューティが低いレベルの値よりスタートするため、第10図の斜線部位は要求空燃比の対してリッチであり、有害なCOの排出量が増大し、排気ガスの清浄化を果し得ないという不都合がある。

［発明の目的］ そこでこの発明の目的は、上述不都合を除去するために、内燃機関の減速時に固定したデューティにより固定デューティ制御を行うとともに、減速時の再加速時にはアイドルフィードバック定数によるアイドルフィードバック制御へ移送するまでの一定時間だけ制御部によりリッチ化している空燃比をリーン化すべくパーシャル時のフィードバック定数によりフィードバック制御することにより、運転性能を悪化させることなく、CO等の有害な排気ガスの低減を果し得る内燃機関の空燃比制御方法を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、O ₂センサからの信号を入力する制御部により電子制御式気化器をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御方法において、
内燃機関の減速時に固定してデューティにより固定デューティ制御を行うとともに、減速後の再加速時にはアイドルフィードバック定数によるアイドルフィードバック制御へ移行するまでの一定時間だけ前記制御部によりリッチ化している空燃比をリーン化すべくパーシャル時のフィードバック定数によりフィードバック制御したことを特徴とする。

［作用］ この発明により、内燃機関の減速時に、固定デューティ制御を行い、内燃機関減速後の再加速時には、アイドルフィードバック制御へ移行するまでの一定時間だけ制御部によりリッチ化している空燃比をリーン化すべくパーシャル時のフィードバック定数によりフィードバック制御し、制御によって固定される空燃比を適正値に早期復帰させ、空燃比の不要なリッチ化を防止するとともに、
運転性能を悪化させることなく、CO等の排気ガスの低減を行う。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

第１〜６図はこの発明の第１実施例を示すものである。
第１図において、２はエアクリーナ、４は吸気通路である。 このエアクリーナ２の下流側の吸気通路４途中には電子制御式ベンチュリ型気化器６を設け、この気化器６
部分において吸気通路４を低負荷用１次吸気通路4aと高負荷用２次吸気通路4bとに分岐する。 また、吸気通路４
を吸気弁８を介してエンジン10の燃焼室12に開口終端させる。 この燃焼室12に排気弁14を介して排気通路16を開口始端し、この排気通路16途中には排気後の処理を行う三元触媒からなる触媒コンバータ18を設ける。

前記気化器１には、後述する制御部20により開閉制御される電磁弁22を設ける。

また、機関運転状態を検知するために、アイドルスイッチ24や全開スイッチ26によりスロットルバルブ開度を検知するスロットル開度スイッチ28を設けるとともに、機関温度を検知する水温スイッチ30を設ける。 また、排気ガス濃度の例えばO ₂濃度を検知する排気センサたるO ₂センサ32を前記排気通路16内に装着する。

前記スロットル開度スイッチ28と水温スイッチ30、そしてO ₂センサ32の夫々の検知信号を受ける制御部20を設ける。 この制御部20により、内燃機関減速後の再加速時にアイドルフィードバック制御へ移行するまでの一定時間だけリッチ化している空燃比をリーン化すべくパーシャル時のフィードバック定数によりフィードバック制御している。 詳述すれば、内燃機関減速後の再加速時には、
前記制御部20により固定したデューティを解除し、その後一定時間（Tsec）、例えば５秒間だけパーシャルのフィードバック定数によって制御し、空燃比を適正値に速やかに復帰させるべく制御するものである。

なお符号34はチョーク弁、36は気化器６の１次側ベンチュリ、38は気化器６の２次側ベンチュリ、40は気化器６
のフロート室、42はフロート室のエアベント室、44は１
次側スロットルバルブ、46は２次側スロットルバルブ、
48はイグニションコイルである。

次に第３図のフローチャートに沿って説明する。

まず、内燃機関が始動することによりスタートからエンジン回転数Neが300rpm以上か否かの判断を行い、NOの場合には出力を停止し、YESの場合には水温が43℃以上か否かの判断を行う。 そして、NOの場合には開ループ制御を行い、YESの場合にはO ₂センサ32によりO ₂が活性化したかの判断を行う。 この判断がNOの場合には開ループ制御を行い、YESの場合には３秒間待ったか否かを判断し、NOの場合には開ループ制御を行い、YESの場合には閉ループ制御を行う。 そして、開閉両ループ制御後に、
スロットルバルブが全開か否かを確認し、スロットルバルブを固定する。 この後、フィードバック制御やエア制御を行うものである。

次に第４図に示す如く、一般的な閉ループ制御について説明する。

閉ループ制御は、まずアイドルか否かの判断を行い、NO
の場合にはパーシャルのフィードバック定数による制御を行い、YESの場合にはエンジン回転数補Neが1800rpm以上か否かの判断を行う、そして、NOの場合にはアイドルのフィードバック定数による制御を行い、YESの場合にはエンジン回転数Neが更に1950rpm以上か否かの判断を行う。 この判断がYESの場合には減速固定デューティ（D
UTY）を行い、NOの場合には電磁弁が固定中か否かの判断を行い、NOの場合にはアイドルのフィードバック定数による制御を行い、YESの場合には前述同様の減速固定デューティを行うものである。

そして、上述の如き一般的な閉ループ制御を、この発明の実施例においては後述（第５図参照）の如く動作する。

つまり、エンジン回転数Neが1800rpm以上か否かの判断を行い、NOの場合に、５秒間待ったか否かの判断を行い、YESの場合には前述同様のアイドルのフィードバック定数による制御を行い、NOの場合にはパーシャルのフィードバック定数による制御を付加する。

次に内燃機関減速時のアイドルアップ制御を第６図に基づいて説明する。

まずアイドルか否かの判断を行い、NOの場合にはアイドルアップ制御をせず、YESの場合にはエンジン回転数Ne
が1400rpm以上か否かの判断を行う。 そして、YESの場合にはアイドルアップ制御をせず、NOの場合にはアイドルアップ制御を行う。 次にアイドルアップ制御動作が３秒間継続されたか否かの判断を行い、NOの場合にはアイドルアップ制御を続行させ、YESの場合にはアイドルアップ制御を終了させる。

上述の如きフローチャートにより内燃機関減速後の再加速時には、第２図に示す如く、固定したデューティからパーシャルのフィードバック定数によって空燃比を一定時間（Tsec）だけ制御することができる。

これにより、運転性能を悪化させることなく、制御部によってデューティを速やかに適正値に復帰させるべく補正制御でき、空燃比の無制御期間を減少させることができ、CO等の有害な排気ガスを低減し得る。

第７図はこのこの発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例において、上述第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。

この第２実施例の特徴とするところは、上述第１実施例においては５秒間待ったか否かの判断を行ったが、内燃機関減速後の固定デューティ解除の後、空燃比を判定するO ₂センサ信号がスライスレベルを横切るまでの間、つまり第７図にＨで示す期間中をパーシャルのフィードバック定数によって制御する点にある。

さすれば、上述第１実施例と同様に、内燃機関減速後の再加速時には、制御部によるデューティの補正制御によって無制御期間をなくし、排気ガスの低減に寄与するものである。

また、O ₂センサ信号によって制御することにより、空燃比と排気ガスとを密接に関連づけることができ、より効果的に排気ガスを低減し得る。

第８図はこの発明の第３実施例を示すものである。

この第３実施例の特徴とするところは、内燃機関減速後の固定デューティ解除の後に行うフィードバック定数による制御の際に、デューティを固定したものからリーン側に必ず値Ｐ（比例分）だけ移行させた点にある。

さすれば、デューティを適正値までより速やかに補正制御することができ、第８図に示す斜線部位の無制御期間が短縮され、CO等の有害な排気ガスの排出量を低減させることができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した如くこの発明によれば、内燃機関の減速時に固定したデューティにより固定デューティ制御を行うとともに、減速後の再加速時にはアイドルフィードバック定数によるアイドルフィードバック制御へ移行するまでの一定時間だけ制御部によりリッチ化している空燃比をリーン化すべくパーシャル時のフィードバック定数によりフィードバック制御したので、空燃比の無制御期間を悪化させることなく、CO等の有害な排気ガスの低減を果たし得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はこの発明の第１実施例を示し、第１図は内燃機関の制御状態を示す図、第２図は減速後のデューティを示す図、第３図は空燃比制御のフローチャート、第４、５図は閉ループ制御のフローチャート、第６図はアイドルアップ制御のフローチャートである。 第７図はこの発明の第２実施例を示すデューティとO ₂センサ信号との関係図である。 第８図はこの発明の第３実施例を示す減速後のデューティを示す図である。 第９、10図はこの発明の従来技術を示し、第９図は内燃機関の空燃比制御を示す概略図、第10図はデューティを示す図である。 図において、２はエアクリーナ、４は吸気通路、６は電子制御式ベンチュリ型気化器、10はエンジン、16は排気通路、20は制御部、22は電磁弁、24はアイドルスイッチ、26は全開スイッチ、28はスロットル開度スイッチ、
30は水温スイッチ、32はO ₂スイッチである。