(57)【要約】【課題】ストイキ付近で連続運転できないエンジンについて、低コストで的確な空燃比制御を行えるようにする。【解決手段】トイキによる連続運転が構造上不可能なエンジンに対する供給燃料の空燃比を制御するための空燃比制御装置１０Ａであって、排気通路３に配設したＯ2センサ１２の出力信号で排気Ｏ2濃度を検知可能であるとともにストイキによる燃焼が可能な所定の運転状態を検知可能とされており、エンジン暖機完了後にストイキによる燃焼が可能な運転状態を検知することで、排気Ｏ2濃度を基にストイキを目標としたフィードバック制御を一時的に実行して、その制御データからエンジンに適した空燃比を実現する燃料供給量に補正するための定数を導出・設定し、その後、排気Ｏ2濃度を用いない通常の空燃比制御モードに移行して、設定した定数で燃料供給量を補正しながら空燃比の制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストイキによる連続運転が構造上不可能なエンジンに対する供給燃料の空燃比を制御するための空燃比制御装置であって、排気通路に配設したＯ2センサの出力信号から排気Ｏ2濃度を検知可能であるとともにストイキによる燃焼が可能な所定の運転状態を検知可能とされており、エンジン暖機完了後にストイキによる燃焼が可能な運転状態を検知することで、排気Ｏ2濃度を基にストイキを目標としたフィードバック制御を一時的に実行して、その制御データから前記エンジンに適した空燃比を実現する燃料供給量に補正するための定数を導出・設定し、その後、排気Ｏ2濃度を用いない通常の空燃比制御モードに移行して、前記定数で燃料供給量を補正しながら空燃比の制御を行うことを特徴とした空燃比制御装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御を実行中にエンジンの破損に繋がる恐れのある所定のエンジン運転状態を検知した場合には、前記通常の空燃比制御モードに移行することを特徴とする請求項１に記載した空燃比制御装置。
【請求項３】
前記ストイキによる燃焼が可能な運転状態には、エンジン負荷が所定レベル以下に低い状態であってエンジン回転数の変動が所定範囲以内に安定している状態が少なくとも含まれることを特徴とする請求項１または２に記載した空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関し、殊に、Ｏ2センサの検出信号を用いて最適な空燃比で燃料供給を行うための空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに最適な空燃比で燃料供給を行うため、空燃比制御装置でフィードバック制御を行いながら燃料を供給することが広く行われている。例えば特公平１−４０２１３号公報に記載され、後述する本発明とハード構成が共通している図１に示すエンジン１Ｂの空燃比制御システムに配設された空燃比制御装置１０Ｂのように、排気通路３のＯ2センサ１２で排気Ｏ2濃度を検知しながら、吸入空気量に応じて最適な空燃比を実現する燃料噴射量を算出して、燃料噴射弁６の駆動を制御することが広く行われている。
【０００３】
しかし、エンジンによっては、ストイキ（ストイキオメトリ＝理論空燃比）付近での連続運転が構造上行えないものも存在するため、前述のようなＯ2センサを使用したフィードバック制御を実行できないケースもある。この場合、Ａ／Ｆセンサを用いて検知した実際の吸入空気量を基にフィードバック制御を行うことも考えられるが、Ａ／Ｆセンサは比較的高価な部品であるため、コスト的な問題で採用できないことも多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平１−４０２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、ストイキ付近で連続運転できないエンジンについて、低コストで的確な空燃比制御を行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、ストイキによる連続運転が構造上不可能なエンジンに対する供給燃料の空燃比を制御するための空燃比制御装置であって、排気通路に配設したＯ2センサの出力信号から排気Ｏ2濃度を検知可能であるとともにストイキによる燃焼が可能な所定の運転状態を検知可能とされており、エンジン暖機完了後にストイキによる燃焼が可能な運転状態を検知することで、排気Ｏ2濃度を基にストイキを目標としたフィードバック制御を一時的に実行して、その制御データからエンジンに適した空燃比を実現する燃料供給量に補正するための定数を導出・設定するものし、その後、排気Ｏ2濃度を用いない通常の空燃比制御モードに移行して、設定した定数で燃料供給量を補正しながら空燃比の制御を行うことにした。
【０００７】
ストイキ付近で連続運転できない構造のエンジンであっても、低負荷状態でエンジン回転が安定している等の条件が揃った場合には、ストイキによる燃焼が可能となってＯ2センサを用いたフィードバック制御が一時的にでも可能となるため、そのフィードバックを行ってエンジンに適した空燃比にするための補正用の定数を導出・設定することにより、その後は通常の制御モードでその定数を用いて燃料供給量を補正するだけで的確な空燃比制御を行うことができる。
【０００８】
また、この空燃比制御装置において、ストイキによるフィードバック制御を実行中に、
エンジンの破損に繋がる恐れのある所定のエンジン運転状態を検知した場合には、通常の空燃比制御モードに移行することを特徴としたものとすれば、エンジンに高負荷がかかったりエンジン温度が異常に上昇したりしたような場合でも、エンジンの破損を回避しやすい。
【０００９】
さらに、上述した空燃比制御装置において、ストイキによる運転が可能な運転状態には、エンジン負荷が所定レベル以下に低い状態であってエンジン回転数の変動が所定範囲以内に安定している状態が少なくとも含まれる、ことを特徴としたものとすれば、空燃比制御装置の処理負担を過大にすることなく、ストイキによるフィードバック制御実行の可否につき的確に判断することができる。
【発明の効果】
【００１０】
ストイキによる燃焼が可能な運転状態で一時的に排気Ｏ2濃度を用いたストイキによるフィードバック制御を行ってエンジンに適した空燃比を実現する定数を導出・設定した後、排気Ｏ2濃度を用いない制御モードで燃料供給量の補正に定数を用いるものとした本発明によると、ストイキによる連続運転ができないエンジンについて、低コストで的確な空燃比制御を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における実施の形態の空燃比制御装置または従来の空燃比制御装置を備えた空燃比制御システムの配置図である。
【図２】本実施の形態の空燃比制御装置による制御内容の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態の空燃比制御装置１０Ａを配設したエンジン１Ａの空燃比制御システムの配置図を示している。そのハード構成は前述した従来例と共通しており、吸気通路２にはスロットルバルブ４及び燃料噴射弁６が配設され、エンジン１Ａには点火栓７及びエンジン回転数センサ１３が配設されており、排気通路３にはＯ2センサが配設されている。
【００１４】
そして、この空燃比制御装置１０Ａは、スロットルバルブ開度（又はアクセルポジション）に加え、エンジン回転数、排気Ｏ2濃度等のデータを基に、スロットルバルブの操作状況及びエンジン運転状態を検知しながら燃料噴射弁６を開閉操作することで供給燃料の空燃比を制御するようになっており、この点で前述した従来の空燃比制御装置１０Ｂと共通している。
【００１５】
しかし、そのエンジン１Ａは、前述したエンジン１Ｂとは異なり、その構造上ストイキ付近での連続運転ができずに前述した排気Ｏ2濃度を基にしたストイキでのフィードバック空燃比制御が行えないものとなっている。そのため、この空燃比制御装置１０Ａによるエンジン１Ａに対する空燃比制御においては、従来例とは異なる方式を採用しており、この点が本発明の特徴部分となっている。
【００１６】
即ち、エンジン１Ａは、ストイキ付近での連続運転が構造上不可能であるためＯ2センサ１２を用いたストイキ付近でのフィードバック制御を行えないが、ストイキ付近で連続運転できないエンジンであっても、ストイキ付近での燃焼が可能な運転状態が一時的に存在することが知られている。
【００１７】
そこで、エンジンの暖機完了後において、エンジン負荷が所定レベル以下と低くエンジン回転も所定範囲内で安定している状態等、ストイキによる燃焼が可能な所定の条件を満たした状態となった場合に、これを検知した空燃比制御装１Ａが、その状態の間にＯ2センサ１２による排気Ｏ2濃度を用いたストイキによるフィードバック空燃比制御を一時的に行うものとし、その制御データを基に所定の方法を用いて燃料噴射量を補正するための定数を導出・設定し、以後は排気Ｏ2濃度を用いない通常の空燃比制御モードに移行して、その定数を用いながら燃料噴射量をエンジン１Ａに適した空燃比となるように補正する。
【００１８】
尚、このストイキによる燃焼が可能な状態としてのエンジン負荷が所定レベル以下に低くエンジン回転が所定範囲内に安定している等の各種条件については、エンジン１Ａについて予め運転試験を行い、その試験結果から具体的な条件を設定しておけばよい。
【００１９】
また、エンジン１Ａはストイキ付近での連続運転ができない構造であるため、ストイキによるフィードバック制御モード中に、例えばエンジン負荷がかかったりエンジン温度が異常上昇したりした場合等、エンジン１Ａの破損を招くような危険な状態に陥るおそれもある。そこで、そのような異常な状態を空燃比制御装置１０Ａが検知した場合には、速やかにストイキによる排気Ｏ2濃度のフィードバック制御によらない通常の制御モードに移行する設定としておけば、エンジン破損のリスクを回避しやすいものとなる。
【００２０】
図２は、本実施の形態の空燃比制御装置１０Ａによる詳細な制御内容を説明するためのフローチャートを示している。エンジン１Ａが始動した後、当初は排気Ｏ2濃度のフィードバック制御によらない通常のモードで制御が開始され（Ａ１）、その後暖機が完了したか否かを判定し（Ａ２）、暖機が完了した段階で前述のような条件にてストイキによる燃焼が可能な状態か否かを判定し（Ａ３）、可能な状態でなければ前に戻って判定を繰り返す。
【００２１】
ストイキでの燃焼が可能な状況になったら、排気Ｏ2濃度を基にしたストイキによるフィードバック空燃比制御を実行し（Ａ４）、その制御データを基に燃料補正用の定数を導出・設定し（Ａ６）、その後通常の制御モードに戻ってその定数を用いながらストイキによらない空燃比制御を行う。一方、ストイキでのフィードバック制御モード中にエンジン破損を招くような所定の運転状態を検知した場合には（Ａ５）、速やかに通常の制御モードに戻ってエンジンの破損を回避する。
【００２２】
このように、ストイキ付近で連続運転できない構造のエンジン１Ａであっても、排気Ｏ2濃度を基にしたフィードバック制御を一時的に行って、エンジン１Ａの特性に応じた的確な空燃比を実現する燃料供給量に補正するための定数を設定することにより、Ｏ2濃度を基にしたフィードバック制御によらない空燃比の制御を的確に行えるようになる。そのため、高価な部品を追加することなく従来の空燃比制御装置１０Ｂの制御内容（制御ソフト）を変更するだけで本発明を実施することができ、極めて低コストで済むものとなる。
【００２３】
以上、述べたように、ストイキによる連続運転ができないエンジンであっても、本発明により、Ｏ2センサを用いながら低コストで的確な空燃比制御を行えるようになった。
【符号の説明】
【００２４】
１Ａ  エンジン、３  排気通路、６  燃料噴射弁、１０Ａ  空燃比制御装置、１２  Ｏ2センサ
【図１】
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【図２】
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