JP2001349234A - 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

Publication number
JP2001349234A
JP2001349234A JP2000170504A JP2000170504A JP2001349234A JP 2001349234 A JP2001349234 A JP 2001349234A JP 2000170504 A JP2000170504 A JP 2000170504A JP 2000170504 A JP2000170504 A JP 2000170504A JP 2001349234 A JP2001349234 A JP 2001349234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
internal combustion
combustion engine
feedback
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000170504A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3768780B2 (ja
Inventor
Akio Matsumoto
紀生 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000170504A priority Critical patent/JP3768780B2/ja
Priority to US09/714,537 priority patent/US6513509B1/en
Publication of JP2001349234A publication Critical patent/JP2001349234A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3768780B2 publication Critical patent/JP3768780B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454Learning of the air-fuel ratio control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • F02D41/2445Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions characterised by a plurality of learning conditions or ranges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の空燃比センサを用いてオープンループ
運転領域での学習補正値を高精度に求めることのできる
内燃機関の空燃比制御装置を得る。 【解決手段】 目標空燃比AFoにより燃料量を補正す
る手段22と、運転状態に応じて内燃機関の空燃比フィ
ードバックの制御条件CFを決定する手段23と、フィ
ードバック運転領域で空燃比をフィードバック制御する
手段24と、フィードバック制御手段の制御量AFcに
基づいて運転領域毎の学習補正値Zsを求める手段25
とを含み、オープンループ運転領域において、フィード
バック制御を行うとともに、一時的なフィードバック制
御期間中にオープンループ運転領域での学習補正値を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空燃比センサの
検出信号を用いて運転状態に応じた燃料量を内燃機関に
供給する内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に通常の
酸素センサからなる空燃比センサを用いて、空燃比フィ
ードバック制御を実行しないオープンループ運転領域で
の学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の
空燃比制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、内燃機関の空燃比制御装置にお
いては、各種センサ(吸気量を計測するエアフローセン
サなど)からの運転状態情報に応じて目標空燃比を設定
し、実際の空燃比が目標空燃比(通常は、理論空燃比λ
=14.7)と一致するように燃料噴射量が補正制御さ
れている。
【0003】また、通常の内燃機関の空燃比制御装置に
おいては、排気管内において理論空燃比を検出する空燃
比センサ(「酸素センサ」と称される)が用いられてい
るが、各種センサや燃料供給系を構成する各種部品の経
年変化やバラツキなどを補償するために、空燃比フィー
ドバック制御量を学習補正している。
【0004】図5は従来の内燃機関の空燃比制御装置を
概略的に示す構成図である。図5において、内燃機関の
本体を構成するエンジン1の吸気管2内には、吸気量を
調節するスロットル弁3が設けられており、スロットル
弁3には、スロットル弁3の開度θを計測するスロット
ル開度センサ4が連結されている。
【0005】吸気管2内のスロットル弁3の上流側には
エアフローセンサ5が設けられ、吸気管2内のスロット
ル弁3の下流側には、所要量の燃料を噴射するためのイ
ンジェクタ6が設けられている。エアフローセンサ5
は、吸気管2内の空気流量をエンジン1の吸気量Qaと
して計測する。
【0006】エンジン1の各気筒の燃焼室7は、シリン
ダブロック8と、シリンダブロック内で往復するピスト
ン9とにより形成されている。燃焼室7には、点火プラ
グ10、吸気弁11および排気弁12が設けられてい
る。
【0007】燃焼室7は排気管13へと接続されてお
り、排気管13内には酸素センサからなる空燃比センサ
14が設置されている。空燃比センサ14は、理論空燃
比λに対応した空燃比信号AFを出力する。
【0008】エンジン1の運転状態を示す各センサ4、
5および14の検出情報(スロットル開度θ、吸気量Q
a、空燃比信号AF)は、マイクロコンピュータからな
る制御回路20に入力される。
【0009】なお、ここでは図示を省略するが、制御回
路20は、周知のCPUと、双方向性バスを介してCP
Uに相互に接続されたRAM、ROM、入力ポートおよ
び出力ポートとを備えている。
【0010】制御回路20は、運転状態に応じた目標空
燃比となるように燃料量を補正する空燃比補正手段と、
運転状態に応じてエンジン1の空燃比フィードバックの
制御条件を決定するフィードバック制御条件決定手段
と、制御条件が許可された場合に、エンジン1の空燃比
を目標空燃比に一致させるためのフィードバック制御手
段と、空燃比フィードバック制御量を学習して補正する
ための空燃比学習手段とを含み、運転状態および空燃比
信号AFに基づいてインジェクタ6の噴射燃料量を制御
する。
【0011】制御回路20の入力ポートには、スロット
ル開度センサ4、エアフローセンサ5および空燃比セン
サ14のみならず、図示されない他の各種センサ(エン
ジン回転数を検出する回転センサおよび冷却水温センサ
など)が接続されている。
【0012】制御回路20は、各種入力情報(運転状
態)を処理することによりエンジン1の制御情報を得る
とともに、出力ポートを介して、インジェクタ6の噴射
信号Jおよび点火プラグ10の点火信号Gのみならず、
図示されない他の各種アクチュエータの駆動信号を出力
する。
【0013】次に、図6の説明図を参照しながら、図5
に示した従来の内燃機関の空燃比制御装置による具体的
な動作について説明する。図6はたとえば特公昭62−
56340号公報に記載された従来の内燃機関の空燃比
制御装置による学習補正値を概念的に示す説明図であ
る。
【0014】図6において、横軸はエンジン回転数Ne
[r/min]、縦軸は吸気量Qaに対応した充填効率E
C[%]すなわちエンジン負荷であり、空燃比フィードバ
ック制御が適用される複数の運転領域での学習補正値Z
C0〜ZC9が示されている。
【0015】各フィードバック運転領域は、エンジン回
転数NC0〜NC2とエンジン負荷EC0〜EC2とに
より区分されている。
【0016】図6の運転領域毎の学習補正値ZC0〜Z
C9は、所定の点火サイクル間の空燃比フィードバック
制御量をサンプリングすることにより得られ、サンプリ
ング終了時の更新タイミング毎に周期的に更新されてい
る。
【0017】図5において、まず、制御回路20は、各
種センサからの運転状態情報に基づいて目標空燃比およ
び目標点火時期を演算し、インジェクタ6に対する噴射
信号Jおよび点火プラグ10に対する点火信号Gを出力
する。
【0018】これにより、インジェクタ6は、エンジン
1の吸気行程直前に駆動されて燃料を噴射し、スロット
ル弁3の開放時に燃料を含む混合気を燃焼室7に吸入さ
せ、燃焼室7内に混合気を一様に充満させる。
【0019】また、点火プラグ10は、エンジン1の圧
縮行程付近で駆動されて燃焼室7内の混合気を点火し、
エンジン1を燃焼させて駆動トルクを発生させる。
【0020】一方、制御回路20内のフィードバック制
御手段は、エンジン1の運転状態に応じて、空燃比フィ
ードバックの制御条件が成立した場合に空燃比フィード
バック制御を実行する。
【0021】このとき、フィードバック制御手段は、運
転状態および空燃比センサ14からの空燃比信号AFに
基づいて制御量を演算し、実際の空燃比が目標空燃比と
一致するようにフィードバック制御を行う。
【0022】こうして、エンジン1の空撚比を目標値に
制御することにより、排気管13に配置されている排気
ガス浄化用の触媒コンバータ(図示せず)は、排気ガス
を十分に浄化することができ、排気ガスの悪化を防止す
ることができる。
【0023】また、燃料量(空燃比)の制御量は、運転
領域に応じて、空燃比信号AFのみならず、図6の運転
領域毎の学習補正値ZC0〜ZC9によっても補正され
ており、これにより、エンジン1の空燃比は高精度に目
標空燃比に制御されている。
【0024】一方、急加速時に高出力トルクを得る場合
や、高速運転領域で冷却効果を得る場合などにおいて
は、燃料を増量してエンジン1の空燃比をリッチ化(理
論空燃比λよりも小さく)するために、理論空燃比λを
目標値とするフィードバック制御が禁止されて、オープ
ンループ運転領域となる。
【0025】このようなオープンループ運転領域では、
前述の学習補正値を演算することができないので、便宜
的に、オープンループ運転領域に近接したフィードバッ
ク(クローズドループ)運転領域の学習補正値(図6内
のZC3、ZC6、ZC7〜ZC9など)を用いて補正
制御を実行している。
【0026】しかしながら、実際のオープンループ運転
領域での学習補正値ではないので、オープンループ運転
領域で高精度に空燃比を補正制御することはできない。
【0027】また、たとえば特公平02−056499
号公報に記載された従来装置においては、オープンルー
プ運転領域に近接したフィードバック運転領域内でEG
R禁止領域を設定し、このEGR禁止領域でフィードバ
ック学習した学習補正値をオープンループ運転領域で用
いている。
【0028】しかしながら、この場合も前述と同様に、
エンジン1の運転状態が実際のオープンループ運転領域
とは異なるので、高精度に空燃比を補正制御することは
できない。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の空燃
比制御装置は以上のように、フィードバック(クローズ
ドループ)運転領域での学習補正値をオープンループ運
転領域の学習補正値として用いているので、エンジン1
および各種制御機器のバラツキなどにより、高精度にリ
ッチ化した空燃比に制御することができないという問題
点があった。
【0030】また、オープンループ運転領域での空燃比
のバラツキにより、たとえば制御空燃比が過剰にリッチ
化された場合には排気ガスの悪化を招き、逆にリッチ化
が不足した場合には触媒コンバータを損傷してしまうと
いう問題点があった。
【0031】さらに、オープンループ運転領域でのリッ
チ化された空燃比を高精度に制御するために、たとえば
リニア空燃比センサを用いようとすると、コストアップ
を招くという問題点があった。
【0032】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、通常の酸素センサからなる空燃
比センサを用いて、オープンループ運転領域での学習補
正値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制
御装置を得ることを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関に所要の燃料
量を噴射するためのインジェクタと、内燃機関の排気管
に設けられた理論空燃比検出用の酸素センサからなる空
燃比センサと、内燃機関の運転状態および空燃比センサ
からの空燃比信号に基づいてインジェクタを制御する制
御回路とを備え、制御回路は、運転状態に応じた目標空
燃比により燃料量を補正する空燃比補正手段と、運転状
態に応じて内燃機関の空燃比フィードバックの制御条件
を決定するフィードバック制御条件決定手段と、制御条
件が許可されるフィードバック運転領域で、内燃機関の
空燃比が目標空燃比と一致するように制御するフィード
バック制御手段と、フィードバック制御手段の制御量に
基づいて運転領域毎の学習補正値を求める空燃比学習手
段とを含み、制御条件が許可されないオープンループ運
転領域において、フィードバック制御手段は一時的にフ
ィードバック制御を行うとともに、空燃比学習手段は、
一時的なフィードバック制御期間中にオープンループ運
転領域での学習補正値を求めるものである。
【0034】また、この発明の請求項2に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項1において、空燃比学習手
段は、学習補正値を求めるためのサンプル回数を、フィ
ードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応
じて変更するものである。
【0035】また、この発明の請求項3に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項2において、空燃比学習手
段は、オープンループ運転領域における学習補正値を求
めるためのサンプル回数を、フィードバック運転領域に
おける学習補正値を求めるためのサンプル回数よりも少
なく設定したものである。
【0036】また、この発明の請求項4に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項1から請求項3までのいず
れかにおいて、フィードバック制御手段は、制御量の比
例係数および積分係数を、フィードバック運転領域およ
びオープンループ運転領域に応じて変更するものであ
る。
【0037】また、この発明の請求項5に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項4において、フィードバッ
ク制御手段は、オープンループ運転領域における比例係
数および積分係数を、フィードバック運転領域における
比例係数および積分係数よりも大きく設定したものであ
る。
【0038】また、この発明の請求項6に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項1から請求項5までのいず
れかにおいて、空燃比学習手段は、学習補正値の更新毎
にフィルタ処理するためのフィルタ演算手段を有するも
のである。
【0039】また、この発明の請求項7に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項6において、空燃比学習手
段は、フィルタ演算手段のフィルタ係数を、フィードバ
ック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変
更するものである。
【0040】また、この発明の請求項8に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項7において、空燃比学習手
段は、オープンループ運転領域におけるフィルタ係数
を、フィードバック運転領域におけるフィルタ係数より
も大きく設定したものである。
【0041】また、この発明の請求項9に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、請求項1から請求項8までのいず
れかにおいて、空燃比学習手段は、内燃機関の回転数お
よび負荷に応じてオープンループ運転領域を複数に分割
し、各分割領域毎に学習補正値を設定するものである。
【0042】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態1について詳細に説明
する。図1はこの発明の実施の形態1による制御回路2
0Aの要部を概略的に示す機能ブロック図であり、この
発明の実施の形態1による全体構成は、図5に示した通
りである。
【0043】図1において、制御回路20Aは、目標空
燃比設定手段21と、空燃比補正手段22と、フィード
バック制御条件決定手段23と、フィードバック制御手
段24と、フィルタ演算手段25Fを有する空燃比学習
手段25と、燃料量(空燃比)補正用の乗算器26〜2
8と、インジェクタ駆動手段29とを備えている。
【0044】図1においては、制御回路20A内のRO
Mに設定された制御プログラムのうち、主に空燃比制御
に関連する構成のみが示されている。空燃比設定手段2
1は、エンジン1の運転状態(たとえば、エンジン負荷
およびエンジン回転数Neによるマップデータなど)に
応じて目標空燃比AFoを出力する。
【0045】空燃比補正手段22は、目標空燃比AFo
により基本燃料量Qfbを補正するために、目標空燃比
AFoに応じた空燃比補正係数Kafを生成する。空燃
比補正係数Kafは、乗算器26(後述する)におい
て、基本燃料量Qfbに乗算される。
【0046】基本燃料量Qfbは、吸気管2内の吸気量
Qaおよびエンジン回転数Neに応じて、理論空撚比λ
になるように設定されたマップデータなどを参照して設
定される。
【0047】フィードバック制御条件決定手段23は、
運転状態に応じてエンジン1の空燃比フィードバックの
制御条件CFを決定する。
【0048】フィードバック制御手段24は、制御条件
CFが許可された場合(CF=1)に、エンジン1の空
燃比が目標空燃比AFoと一致するようにフィードバッ
ク制御を実行する。
【0049】空燃比学習手段25は、空燃比フィードバ
ックの制御量AFcに基づいて運転領域毎の学習補正値
Zsを求めるために、所定のサンプル回数毎に求められ
る学習補正瞬時値をフィルタ処理した学習補正値Zs
(t)を出力するためのフィルタ演算手段25Fを有す
る。
【0050】乗算器26は、基本燃料量Qfbに空燃比
補正係数Kafを乗算して補正し、乗算器27は、補正
後の目標燃料量(=Qfb×Kaf)に制御量AFcを
乗算して追加補正する。
【0051】乗算器28は、追加補正後の目標燃料量
(=Qfb×Kaf×AFc)に学習補正値Zsを乗算
して、最終的な目標燃料量Qfoを出力する。
【0052】なお、目標燃料量Qfoには、エンジン1
の冷却水温Twや吸気管2のサージタンク内温度などに
応じて設定された補正係数(図示せず)が乗算され得
る。これにより、たとえば冷却水温Twが所定温度以下
の冷機状態を示す場合に、エンジン1の燃焼を改善する
ために空撚比をリッチ化したり、サージタンク内温度に
応じて吸気量の密度補正を行うことができる。
【0053】空燃比補正係数Kaf、制御量AFcおよ
び学習補正値Zsは、それぞれ、乗算器26〜28を介
した補正演算に用いられるので、中心値を1とする0.
9〜1.1(最大振幅で0.5〜1.5)程度の値に設
定される。
【0054】インジェクタ駆動手段29は、最終的な目
標燃料量Qfoを達成するための噴射信号Jを出力し、
目標燃料量Qfoを噴射するようにインジェクタ6を駆
動する。
【0055】以下、図2〜図4を参照しながら、図1に
示したこの発明の実施の形態1による具体的な動作につ
いて説明する。
【0056】図2はこの発明の実施の形態1による各運
転領域での動作を示すタイミングチャート、図3は空燃
比信号AFと制御量AFcとの関係を拡大して示すタイ
ミングチャート、図4はこの発明の実施の形態1により
得られるオープンループ運転領域での学習補正値を概念
的に示す説明図である。
【0057】図2においては、運転領域、実際の制御モ
ード、エンジン回転数Ne、空燃比信号AF、燃料量Q
f、学習カウンタCNT、学習補正値Zs、学習値更新
タイミングA1〜A4およびB1が相互に関連付けて示
されている。
【0058】図2において、時刻t4までの期間はフィ
ードバック運転領域であり、時刻t4〜t6の期間はオ
ープンループ運転領域であり、時刻t6以降の期間はフ
ィードバック運転領域である。
【0059】また、時刻t5まではフィードバック制御
期間であり、時刻t5〜t6はオープンループ制御期間
であり、時刻t6以降はフィードバック制御期間であ
る。したがって、時刻t4〜t5の期間は、オープンル
ープ運転領域にもかかわらずフィードバック制御が実行
される。
【0060】オープンループ運転領域(t4〜t6)
は、たとえば、エンジン回転数Neの上昇時に設定され
る。空燃比信号AFは、フィードバック制御期間におい
ては、0V〜1Vの範囲で周期的に変動し、オープンル
ープ制御期間(t5〜t6)においては、1V(リッチ
側)に固定される。
【0061】燃料量Qfは、オープンループ制御期間に
おいて増量側に固定される。学習カウンタCNTは、初
期設定値(学習補正値Zsを求めるためのサンプル回
数)をダウンカウントしており、フィードバック制御期
間では256回の点火サイクル数がサンプル回数として
初期設定され、オープンループ運転領域中のフィードバ
ック制御期間では128回の点火サイクル数がサンプル
回数として初期設定される。
【0062】学習補正値Zsは、最大振幅0.5〜1.
5の範囲内で周期的に変動する制御量AFc(図3参
照)をサンプルして求めた学習補正瞬時値をフィルタ処
理した値により、学習値更新タイミングA1〜A4およ
びB1毎に更新設定される。なお、時刻t4およびt6
においては、運転領域の変化により、学習補正値Zsの
更新タイミングとは無関係に、運転領域に対応して記憶
されている学習補正値に変更される。
【0063】学習値更新タイミングB1では、オープン
ループ運転領域中のフィードバック制御による学習補正
値Zsが更新設定される。学習補正値Zsは、オープン
ループ運転領域中のフィードバック制御期間(t4〜t
5)において、それ以前のオープンループ運転領域で学
習されていなければ「1.0」に固定される。
【0064】図3において、空燃比フィードバックの制
御量AFcは、空燃比信号AFが理論空燃比λよりもリ
ッチ側を示す期間では、燃料量Qfを低減させるために
「1.0」よりも小さい値に設定され、空燃比信号AF
が理論空燃比λよりもリーン側を示す期間では、燃料量
Qfを増大させるために「1.0」よりも大きい値に設
定される。
【0065】また、制御量AFcの漸減(および漸増)
波形の傾きは、積分係数F(Ki)に相当し、制御量A
Fcの極性反転部の波形振幅は、比例係数F(Kp)に
相当する。
【0066】図4において、横軸はエンジン回転数Ne
[r/min]、縦軸はエンジン負荷(充填効率)EC
[%]であり、オープンループ運転領域はエンジン回転数
NO1およびNO2とエンジン負荷EO0〜EO2とに
より区分され、各オープンループ運転領域毎に学習補正
値ZO1〜ZO5が設定されている。
【0067】図4の学習補正値ZO1〜ZO5は、前述
の点火サイクル(128回)をサンプリングすることに
より得られ、学習値更新タイミングB1において更新さ
れる。なお、フィードバック運転領域での学習補正値Z
sは、前述(図6参照)と同様に得られる。
【0068】ここで、オープンループ運転領域中のフィ
ードバック制御期間(図2内のt4〜t5)に注目し
て、フィードバック制御手段24および空燃比学習手段
25の動作について説明する。
【0069】まず、フィードバック制御手段24は、空
燃比フィードバックの制御条件CFが不許可(CF=
0)の場合に、オープンループ運転領域の期間t4〜t
5において、128回の点火サイクルだけ一時的にフィ
ードバック制御を行う。
【0070】このとき、空燃比学習手段25は、フィル
タ演算手段25Fを用いて、オープンループ運転領域で
の学習補正値Zsを以下の(1)式のように求める。
【0071】 Zs(t)=Zs(n−1)+α×{Zs(n)−1.0}・・・(1)
【0072】ただし、(1)式において、Zs(t)は
今回の更新タイミングで演算される学習補正値であり、
Zs(n−1)は前回の更新タイミングで演算された学
習補正値、Zs(n)は今回の更新タイミングで求めら
れた学習補正瞬時値である。
【0073】また、αはフィルタ係数であり、今回の学
習補正瞬時値Zs(n)の反映率に応じて、0〜1.0
の範囲内の値に設定される。また、今回の学習補正瞬時
値Zs(n)から1.0を減算した値をフィルタ処理に
反映させているので、Zs(n)>1.0の場合には学
習補正値Zs(t)が増加し、Zs(n)<1.0の場
合には学習補正値Zs(t)が減少する。
【0074】上記(1)式により算出された学習補正値
Zs(t)は、更新タイミングB1において、たとえば
図4内の学習補正値ZO1〜ZO5として設定される。
以下、学習補正値ZO1〜ZO5は、オープンループ制
御期間t5〜t6の運転領域に応じて、燃料量Qf(空
燃比)の補正演算に用いられる。
【0075】このように、空燃比信号AFに基づくフィ
ードバック(クローズドループ)運転領域から、触媒コ
ンバータの保護やエンジン1の出力確保を目的としたリ
ッチ化(オープンループ)運転領域に移行した後も、一
時的なフィードバック制御により空燃比学習を行うこと
により、オープンループ制御期間において高精度の学習
補正値に基づく補正を行うことができる。
【0076】したがって、実際の運転領域に応じた学習
補正値ZO1〜ZO5(図4参照)により、オープンル
ープ制御期間においても高精度に空燃比を制御すること
ができる。
【0077】また、図4のように、エンジン回転数Ne
およびエンジン負荷ECに応じて、オープンループ運転
領域を複数に分割し、各分割領域毎に学習補正値ZO1
〜ZO5を設定しているので、オープンループ運転領域
においても、きめ細かく空燃比を制御することができ
る。
【0078】すなわち、フィードバック運転領域におい
ては、エンジン1および各種制御機器のバラツキを補償
した従来通りの空燃比制御が可能であり、オープンルー
プ運転領域においては、運転状態の違いによらず、リッ
チ化された空燃比のバラツキを抑制することができる。
【0079】これにより、リニア空燃比センサを用いる
ことなく、通常の空燃比センサ14を用いて、オープン
ループ制御期間での空燃比の過リッチ化による排気ガス
の悪化を抑制することができる。また、触媒温度センサ
を追加することなく、オープンループ制御期間での空燃
比のリッチ化不足による触媒コンバータの損傷を抑制す
ることができる。
【0080】また、オープンループ運転領域での学習用
のサンプル回数を、フィードバック運転領域でのサンプ
ル回数(256点火サイクル数)よりも少ない128点
火サイクルに設定したので、オープンループ運転領域で
の学習補正値を速やかに得ることができ、種々の不具合
(触媒コンバータの損傷、エンジン出力不足など)の発
生を回避することができる。
【0081】上記期間t4〜t5は、フィードバックを
禁止すべき運転領域にもかかわらず、オープンループ運
転領域の学習補正値を得るために、理論空燃比λを目標
値として強制的にフィードバック制御している期間なの
で、できるだけ短時間に終了させることが望ましい。
【0082】したがって、上記のようにオープンループ
運転領域での学習用サンプル回数とフィードバック運転
領域でのサンプル回数とを別々に設定することにより、
フィードバック運転領域での空燃比制御性を確保すると
ともに、オープンループ運転領域での空燃比学習を短時
間で終了させて強制フィードバック制御による触媒コン
バータの損傷を防止するとともに、エンジン1の出力を
確保することができる。
【0083】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、フィルタ演算手段25Fで用いられるフィルタ係数
αについて具体的に言及しなかったが、フィードバック
運転領域およびオープンループ運転領域に応じてフィル
タ係数αを可変設定してもよい。
【0084】たとえば、通常のフィードバック運転領域
におけるフィルタ係数αを比較的小さい値に設定し、オ
ープンループ運転領域(期間t4〜t5)におけるフィ
ルタ係数αを、フィードバック運転領域での値よりも大
きい値に設定してもよい。
【0085】これにより、更新タイミングで求められた
学習補正瞬時値Zs(n)に対し、オープンループ運転
領域での学習補正値Zs(t)の追従性が速くなる。
【0086】実施の形態3.また、上記実施の形態1で
は、フィードバック手段24の制御量AFcに関する比
例係数F(Kp)および積分係数F(Ki)(図3参
照)の設定について具体的に言及しなかったが、フィー
ドバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じ
て比例係数F(Kp)および積分係数F(Ki)を可変
設定してもよい。
【0087】たとえば、通常のフィードバック運転領域
における比例係数F(Kp)および積分係数F(Ki)
を比較的小さい値に設定し、オープンループ運転領域
(期間t4〜t5)における比例係数F(Kp)および
積分係数F(Ki)を、フィードバック運転領域での値
よりも大きい値に設定してもよい。
【0088】これにより、オープンループ運転領域にお
いては、制御量AFcの漸減波形および漸増波形の傾き
が大きくなり、且つ、極性反転部の波形振幅が大きくな
るので、オープンループ運転領域での制御量AFcに対
する空燃比信号AFの追従性が速くなり、空燃比学習期
間t4〜t5をさらに短く設定することができ、エンジ
ン1の不具合の発生を確実に回避することができる。
【0089】なお、上記各実施の形態1〜3を組み合わ
せることにより、それぞれの作用効果が同時に得られる
ことは言うまでもない。
【0090】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、内燃機関に所要の燃料量を噴射するためのインジ
ェクタと、内燃機関の排気管に設けられた理論空燃比検
出用の酸素センサからなる空燃比センサと、内燃機関の
運転状態および空燃比センサからの空燃比信号に基づい
てインジェクタを制御する制御回路とを備え、制御回路
は、運転状態に応じた目標空燃比により燃料量を補正す
る空燃比補正手段と、運転状態に応じて内燃機関の空燃
比フィードバックの制御条件を決定するフィードバック
制御条件決定手段と、制御条件が許可されるフィードバ
ック運転領域で、内燃機関の空燃比が目標空燃比と一致
するように制御するフィードバック制御手段と、フィー
ドバック制御手段の制御量に基づいて運転領域毎の学習
補正値を求める空燃比学習手段とを含み、制御条件が許
可されないオープンループ運転領域において、フィード
バック制御手段は一時的にフィードバック制御を行うと
ともに、空燃比学習手段は、一時的なフィードバック制
御期間中にオープンループ運転領域での学習補正値を求
めるようにしたので、通常の酸素センサからなる空燃比
センサを用いて、オープンループ運転領域での学習補正
値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制御
装置が得られる効果がある。
【0091】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、空燃比学習手段は、学習補正値を求める
ためのサンプル回数を、フィードバック運転領域および
オープンループ運転領域に応じて変更するようにしたの
で、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに
終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得
られる効果がある。
【0092】また、この発明の請求項3によれば、請求
項2において、空燃比学習手段は、オープンループ運転
領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数
を、フィードバック運転領域における学習補正値を求め
るためのサンプル回数よりも少なく設定したので、オー
プンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させ
ることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効
果がある。
【0093】また、この発明の請求項4によれば、請求
項1から請求項3までのいずれかにおいて、フィードバ
ック制御手段は、制御量の比例係数および積分係数を、
フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域
に応じて変更するようにしたので、オープンループ運転
領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる
内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【0094】また、この発明の請求項5によれば、請求
項4において、フィードバック制御手段は、オープンル
ープ運転領域における比例係数および積分係数を、フィ
ードバック運転領域における比例係数および積分係数よ
りも大きく設定したので、オープンループ運転領域での
空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関
の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【0095】また、この発明の請求項6によれば、請求
項1から請求項5までのいずれかにおいて、空燃比学習
手段は、学習補正値の更新毎にフィルタ処理するための
フィルタ演算手段を有するので、通常の酸素センサから
なる空燃比センサを用いて、オープンループ運転領域で
の学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の
空燃比制御装置が得られる効果がある。
【0096】また、この発明の請求項7によれば、請求
項6において、空燃比学習手段は、フィルタ演算手段の
フィルタ係数を、フィードバック運転領域およびオープ
ンループ運転領域に応じて変更するようにしたので、オ
ープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了さ
せることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる
効果がある。
【0097】また、この発明の請求項8によれば、請求
項7において、空燃比学習手段は、オープンループ運転
領域におけるフィルタ係数を、フィードバック運転領域
におけるフィルタ係数よりも大きく設定したので、オー
プンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させ
ることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効
果がある。
【0098】また、この発明の請求項9によれば、請求
項1から請求項8までのいずれかにおいて、空燃比学習
手段は、内燃機関の回転数および負荷に応じてオープン
ループ運転領域を複数に分割し、各分割領域毎に学習補
正値を設定するようにしたので、通常の酸素センサから
なる空燃比センサを用いて、オープンループ運転領域で
の学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の
空燃比制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による制御回路の要
部を概略的に示す機能ブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による空燃比学習動
作を示すフローチャートである。
【図3】 この発明の実施の形態1による空燃比信号と
制御量との関係を拡大して示すタイミングチャートであ
る。
【図4】 この発明の実施の形態1により設定されるオ
ープンループ運転領域での学習補正値を示す説明図であ
る。
【図5】 従来の内燃機関の空燃比制御装置を概略的に
示す構成図である。
【図6】 従来の内燃機関の空燃比制御装置により設定
されるフィードバック(クローズドループ)運転領域で
の学習補正値を示す説明図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関)、2 吸気管、3 スロット
ル弁、4 スロットル開度センサ、5エアフローセン
サ、6 インジェクタ、13 排気管、14 空燃比セ
ンサ、20A 制御回路、21 目標空燃比設定手段、
22 空燃比補正手段、23 フィードバック制御条件
決定手段、24 フィードバック制御手段、25 空燃
比学習手段、25F フィルタ演算手段、AF 空燃比
信号、AFc 制御量、AFo 目標空燃比、CF 制
御条件、EC エンジン負荷、F(Kp) 比例係数、
F(Ki)積分係数、J 噴射信号、Kaf 空燃比補
正係数、Ne エンジン回転数、Qa 吸気量、Qfb
基本燃料量、Qfo目標燃料量、Zs 学習補正値、
ZC0〜ZC9 フィードバック運転領域での学習補正
値、ZO1〜ZO5 オープンループ運転領域での学習
補正値。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関に所要の燃料量を噴射するため
    のインジェクタと、 前記内燃機関の排気管に設けられた理論空燃比検出用の
    酸素センサからなる空燃比センサと、 前記内燃機関の運転状態および前記空燃比センサからの
    空燃比信号に基づいて前記インジェクタを制御する制御
    回路とを備え、 前記制御回路は、 前記運転状態に応じた目標空燃比により前記燃料量を補
    正する空燃比補正手段と、 前記運転状態に応じて前記内燃機関の空燃比フィードバ
    ックの制御条件を決定するフィードバック制御条件決定
    手段と、 前記制御条件が許可されるフィードバック運転領域で、
    前記内燃機関の空燃比が前記目標空燃比と一致するよう
    に制御するフィードバック制御手段と、 前記フィードバック制御手段の制御量に基づいて運転領
    域毎の学習補正値を求める空燃比学習手段とを含み、 前記制御条件が許可されないオープンループ運転領域に
    おいて、前記フィードバック制御手段は一時的にフィー
    ドバック制御を行うとともに、前記空燃比学習手段は、
    前記一時的なフィードバック制御期間中に前記オープン
    ループ運転領域での学習補正値を求めることを特徴とす
    る内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】 前記空燃比学習手段は、前記学習補正値
    を求めるためのサンプル回数を、前記フィードバック運
    転領域および前記オープンループ運転領域に応じて変更
    することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃
    比制御装置。
  3. 【請求項3】 前記空燃比学習手段は、前記オープンル
    ープ運転領域における学習補正値を求めるためのサンプ
    ル回数を、前記フィードバック運転領域における学習補
    正値を求めるためのサンプル回数よりも少なく設定した
    ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の空燃比制
    御装置。
  4. 【請求項4】 前記フィードバック制御手段は、前記制
    御量の比例係数および積分係数を、前記フィードバック
    運転領域および前記オープンループ運転領域に応じて変
    更することを特徴とする請求項1から請求項3までのい
    ずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  5. 【請求項5】 前記フィードバック制御手段は、前記オ
    ープンループ運転領域における比例係数および積分係数
    を、前記フィードバック運転領域における比例係数およ
    び積分係数よりも大きく設定したことを特徴とする請求
    項4に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  6. 【請求項6】 前記空燃比学習手段は、前記学習補正値
    の更新毎にフィルタ処理するためのフィルタ演算手段を
    有することを特徴とする請求項1から請求項5までのい
    ずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  7. 【請求項7】 前記空燃比学習手段は、前記フィルタ演
    算手段のフィルタ係数を、前記フィードバック運転領域
    および前記オープンループ運転領域に応じて変更するこ
    とを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の空燃比制御
    装置。
  8. 【請求項8】 前記空燃比学習手段は、前記オープンル
    ープ運転領域におけるフィルタ係数を、前記フィードバ
    ック運転領域におけるフィルタ係数よりも大きく設定し
    たことを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の空燃比
    制御装置。
  9. 【請求項9】 前記空燃比学習手段は、前記内燃機関の
    回転数および負荷に応じて前記オープンループ運転領域
    を複数に分割し、各分割領域毎に前記学習補正値を設定
    することを特徴とする請求項1から請求項8までのいず
    れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
JP2000170504A 2000-06-07 2000-06-07 内燃機関の空燃比制御装置 Expired - Fee Related JP3768780B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000170504A JP3768780B2 (ja) 2000-06-07 2000-06-07 内燃機関の空燃比制御装置
US09/714,537 US6513509B1 (en) 2000-06-07 2000-11-17 Device for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000170504A JP3768780B2 (ja) 2000-06-07 2000-06-07 内燃機関の空燃比制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001349234A true JP2001349234A (ja) 2001-12-21
JP3768780B2 JP3768780B2 (ja) 2006-04-19

Family

ID=18673213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000170504A Expired - Fee Related JP3768780B2 (ja) 2000-06-07 2000-06-07 内燃機関の空燃比制御装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6513509B1 (ja)
JP (1) JP3768780B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179407A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3693942B2 (ja) * 2001-09-03 2005-09-14 三菱電機株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US6868827B2 (en) * 2002-06-04 2005-03-22 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling transitions between operating modes of an engine for rapid heating of an emission control device
US7032572B2 (en) * 2002-06-04 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling an engine to obtain rapid catalyst heating
US6736120B2 (en) * 2002-06-04 2004-05-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system of adaptive learning for engine exhaust gas sensors
US6758185B2 (en) * 2002-06-04 2004-07-06 Ford Global Technologies, Llc Method to improve fuel economy in lean burn engines with variable-displacement-like characteristics
US6736121B2 (en) 2002-06-04 2004-05-18 Ford Global Technologies, Llc Method for air-fuel ratio sensor diagnosis
US6735938B2 (en) 2002-06-04 2004-05-18 Ford Global Technologies, Llc Method to control transitions between modes of operation of an engine
US7168239B2 (en) * 2002-06-04 2007-01-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for rapid heating of an emission control device
US7111450B2 (en) * 2002-06-04 2006-09-26 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling the temperature of an emission control device
US6568177B1 (en) 2002-06-04 2003-05-27 Ford Global Technologies, Llc Method for rapid catalyst heating
FR2945084B1 (fr) * 2009-04-30 2011-04-08 Renault Sas Procede d'adaptation d'un moteur a l'indice de carburant par decrementation de l'indice d'octane appris du carburant
CN102011654B (zh) * 2009-09-03 2016-12-21 株式会社电装 空燃比控制装置
JP2012026292A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Nikki Co Ltd 空燃比制御装置
JP5548114B2 (ja) * 2010-12-24 2014-07-16 川崎重工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置及び空燃比制御方法
JP6507823B2 (ja) * 2015-04-27 2019-05-08 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP6597498B2 (ja) * 2016-06-27 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5954750A (ja) 1982-09-20 1984-03-29 Mazda Motor Corp エンジンの燃料制御装置
JPS6098150A (ja) 1983-11-04 1985-06-01 Mazda Motor Corp 機関の空燃比制御装置
US6161530A (en) * 1997-07-04 2000-12-19 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for internal combustion engine
US6026794A (en) * 1997-09-11 2000-02-22 Denso Corporation Control apparatus for internal combustion engine
JPH11132096A (ja) * 1997-10-27 1999-05-18 Keihin Corp エンジン制御装置
JP3610839B2 (ja) * 1999-09-27 2005-01-19 株式会社デンソー 内燃機関の空燃比制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179407A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3768780B2 (ja) 2006-04-19
US6513509B1 (en) 2003-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5157920A (en) Method of and an apparatus for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine
JP3768780B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
US20030159434A1 (en) Emission control apparatus for engine
US8718902B2 (en) Control apparatus and control method of multiple cylinder
US5251437A (en) Method and system for controlling air/fuel ratio for internal combustion engine
JP3791032B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPH03179147A (ja) 内燃機関の空燃比学習制御装置
US4854124A (en) Double air-fuel ratio sensor system having divided-skip function
EP2042711A2 (en) Engine control apparatus
JP2681965B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3593388B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2600772B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2684885B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP2600811B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JPH1144238A (ja) 筒内噴射式エンジン
JP3582100B2 (ja) エンジンの空燃比制御装置
JP2600771B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JPH01155046A (ja) 内燃機関の電子制御燃料噴射装置
JP2591006B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2021085380A (ja) 内燃機関の電子制御装置
JP2013007278A (ja) 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JPH03182659A (ja) 内燃機関の空燃比フィードバック制御装置
JPH01151748A (ja) 内燃機関の電子制御燃料噴射装置
JPH11141377A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JPS6181536A (ja) 内燃エンジンのアイドル時燃料供給制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130210

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130210

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees