JPH01110856A - エンジンの空燃比制御装置 - 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） 本発明は燃料噴射間のフィードバック制御値と学習値と
に基づいて空燃比を制御するエンジンの空燃比制御装置
に関するものである。

（従来技術） 従来、例えば特開昭５５−９６３３９号公報に示される
ように、空燃比を目標空燃比とするように０２センサ等
の空燃比検出手段の出力に基づいて空燃比制御１１Ｍ（
例えば燃料噴射弁からの燃料噴射量）のフィードバック
制御値を求めるとともに、運転状態が変化したときのフ
ィードバック制御の応答遅れによる空燃比のずれを防止
するため、上記フィードバック制御値に基づいて求めた
学習値を記憶し、上記フィードバック制御値と学習値と
に基づいて空燃比のｔｉｌｌｍを行なうようにした空燃
比制御装置は知られている。この装置においては、フィ
ードバック制御によって制御ｆｉｌが変化すると、それ
に伴って上記学習値も更新され、これがその後の制御に
反映されることにより、制御の応答性が高められる。

ところで、上記の空燃比制御を燃料噴射弁からの燃料噴
射量によって行なう場合、一般に燃料噴射弁は燃料噴射
量が非常に少なくなると制御信号に対して燃料噴射ｆｆ
ｉが正しく対応しなくなって、制御が困難になる。この
ため、燃料噴射弁の精度を保証できる燃料噴ＯＡｍ　ｉ
ｌ＋１１　ｔｅｌ範囲の下限値を予め定めておき、フィ
ードバック制御値等に基づいて求められる燃料噴射酸の
演算値が上記下限値よりも小さくなれば、この演算値に
かかわらず実際の燃料噴！ｌＦｌ徂は上記下限値とする
ように制御することは従来においても行なわれている。

しかし、このような従来の装置では、燃料噴射量の演算
値が上記１・限値よりも小さくなったときにも、実際の
燃料噴射酸は下限値より小さくならないように制限され
るものの、フィードバック制御値に基づく学習値の更新
は行なわれる。従って、例えば長い降板路にＪ３いてス
ロットル弁全閉で減速運転している場合のように、吸気
充１ｔ７１ｆｆｉが少なくて燃料噴射量の演算値が上記
下限値より小さくなる状態が長く持続すると、実際の燃
料噴射ｍが上記下限値に保たれることにより空燃比はリ
ッチ傾向となることから、演算上は空燃比をリーンにす
る方向に上記学習値を更新する処理が繰返され、その結
果、学習値は不必要に大きく減少方向（：？イナス方向
）に変化してしまう。そして、この状態に至った後は、
再加速時等に吸気充填量が多くなっても、学習値が適正
な値に戻るまでに相当の時間を要することとなって、却
って制御の応答性がｍ害され、制御の応答遅れに起因し
た加速性へジテーション等の走行性悪化を招くおそれが
あった。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、燃料噴射酸の要求値が少な
くて実際の燃料噴ＤＡｆｆｉが所定の１・限値に保たれ
る状態が持続しているような場合に誤学習制御装置を提
供するものである。

（発明の構成） 本発明の構成を、第１図の機能ブロック図（実施例上の
手段を含む）に基づいて説明する。

本発明は、エンジンに供給される混合気の空燃比を検出
する空燃比検出手段１３と、この空燃比検出手段１３の
出力に基づいて燃料噴射弁７からの燃料噴射酸のフィー
ドバック制ｍ値を演算するフィードバック制御値演算手
段２１と、上記フィードバック制御値に基づいて求めた
学習値の記憶、更新を行なう学習手段２２と、上記フィ
ードバック制御値と学習値とに基づいて燃料噴射量を演
σし、かつ、その演算値に応じ、予め設定された下限値
以上の範囲で燃料噴射はの制御信号を出力する噴射量制
御手段２３と、上記燃料噴射酸の演算値が上記下限値よ
りも小さくなったときに上記学習手段２２による学習値
の更新を禁止する学習制限手段２４とを設けたものであ
る。

この構成により、Ｆ記燃料噴０１吊の演算値が上記下限
値より小さくなって、実際の燃料噴射ｍが上記１・限値
に保たれる状態となったとき、空燃比をリーンにしよう
とする方向へ不必要に学習値の更新が繰返されるという
事態が避けられることとなる。

（実施例） 第２図は本発明の一実施例についての全体構造を示して
いる。この図において、エンジン１の吸気通路２には、
上流側から順に１アクリーナ３、吸入空気量を検出する
エア７０−メータ４、スロットル弁５、サージタンク６
および燃料噴射弁７が配設されている。点火装ａのデイ
ストリビユータ８にはエンジン回転数を検出する回転数
センサ９が装備されている。さらに、スロットル弁５の
開度を検出するスロットル開度センサ１ｏ、吸気温を検
出する吸気温センサ１１およびエンジン冷却水温を検出
する水温センサ１２が吸気通路２およびエンジン１に装
備されている。また、排気通路１４には、空燃比検出手
段としての０２センサ１３が設けられている。上記エア
７０−メータ３および各センサ９〜１３がらの検出信号
はコントロールユニット（ＥＣｔＪ）２０に入力されて
おり、このコントロールユニット２ｏがら上記燃料噴射
弁７に、燃料噴射を制御する制御信号が出力されている
。なお、１５はエンジン１の出力軸に接続された自動変
速機である。

上記コントロールユニット２０は、フィードバックυ制
御値演算手段２１、学習手段２２、噴射量制御手段２３
および学習規制手段２４を含み、具体的には上記各手段
に加え、エア７０−メータ４および回転数センサ９から
の信号に基づいて基本噴ｆＪＪ量を演停する基本噴Ｑ１
量演偉手段２５と、運転状態や温度条件等に応じた各種
補正値を演算する各種補正値演算手段２６と、回転数セ
ンサ９、スロットル開度センサ１０．水温センサ１２お
よび０２センサ１３等からの検出信号に基づいてフィー
ドバック制御を行なうべき条件および学習を行なうべき
条件を判定する条件判定手ｇ２２７とを含んでいる。そ
して、フィードバック制御値演算手段２１は、フィード
バック制御を行なうべき所定の条件となったときに０２
センサ１３の出力に応じたフィードバック補正１ＩｒＮ
（フィードバック制御値）を演尊し、学習手段２４は学
習制御を行なうべき所定の条件となったときに上記フィ
ードバック補正値に基づく学習値の演算、更新を行なっ
てこれを記憶し、噴射量制御１段２３は上記基本噴０４
Ｆ１１８Ｘｉｐ手段２５、各種補正１ｉｔｕ演口手段２
６、フィードバック制御値演算手段２１および学習手段
２２によってそれぞれ求められた値から最終噴射量を演
算してそれに応じた制御信号を燃料噴射量７に出力する
ようになっている。また、学習規制手段２４は、上記最
終噴射量を調べて、これが予め設定された燃料噴射量制
御範囲の下限値（以下「最小ガード値」と呼ぶ）よりも
小さくなったときに上記学習手段による学習値の更新を
禁止するようになっている。

上記コントロールユニット２０による制御の具体例を第
３図および第４図のフローチャートによって説明する。

第３図のフローチャートにおいては、先ずステップＳ１
で、上記１アフロ−メータ４および各センサ９〜１３か
ら吸入空気ｆｉｌＱ、エンジン回転数Ｎ、スロットル開
度、吸気温、水温および０２センサ出力等の各種信号を
読込む。続いてステップＳ２で、上記吸入空気ｆｆ１Ｑ
およびエンジン回転数Ｎと一定の噴射吊換ｐ用係数にと
から、燃料の基本噴射ｍｒｐを Ｔｐ＝　（Ｑ／Ｎ）ＸＫ と１Ｅｉｉ　Ｃ）する、。

次にステップＳ３で、フィードバック（Ｆ／Ｂ）条件が
成立しているか否かを調べる。ここでは、例えば水温が
７０°Ｃ以上で、エンジン回転数とスロットル開度とに
より調べられる運転状態が所定のフィードバック領域に
あり、がっ、０２ｔンサ１３が活性化していることが０
２センサ出力によって認められたときにフィードバック
条件成立とする。そして、フィードバック条件が成立し
ているときは、フィードバック制御値演算手段２１の１
Ｍ１ｌｌ：を果す処理として、後述の第４図に示すステ
ップ８４〜Ｓ１２のルーチンを実行することにより０２
セン勺の出力に応じてフィードバック補正値ＣＦＢを演
算する。フィードバック条件が成立していないときは、
ステップＳｔ３でフィードバック補正値ＣＦＢをＯとす
る。

次に、ステップＳ　１４での学習条件の判定と、その判
定がＹＥＳの場合のステップＳ１５でのｏ２センサ出力
が所定回数反転したか否かの判定と、その判定がＹＥＳ
の場合のステップＳ１６での禁止フラグが０か否かの判
定とにより、学習値の更新を行なうべき状態にあるかど
うかを調べる。上記ステップＳ　１４での判定は、フィ
ードバック条件にある状態のうちでも■ンジンの作動が
安定している状態にあるときに学習値の更新を行なわせ
るようにするためのものであり、例えば上記フィードバ
ック条件にくわえてスロットル弁全開等のアイドル相当
状態となったとき学習条件成立とする。この場合、自動
変速機１５を備えた車両にあっては、Ｄレンジでもスロ
ットル弁全閉等のアイドル相当状態となれば学習値の適
正化のため学習条件成立とする。上記ステップＳ１５の
判定は、０２センサ出力が所定回数反転してからその平
均値に基づいて学習値を求めるようにするためのもので
ある。

また、上記ステップＳ１６は後記ステップＳ　２６とと
もに学習制限手段としての機能を果すためのものである
。

ステップ８１４〜Ｓ　１ｅの各判定がいずれもＹＥＳと
なったときは、ステップＳｖで、アイドル相当状態にお
ける学習値ＣＬ　Ｒｉｄを、前回の学習１ａ　ＣＬ　Ｒ
１ｄ（ｉ−１）と所定回数サンプリングしたフィードバ
ック補正値の平均値ＣＦＢとに基づき、ＣＬ　Ｒｉｄ　
＝　ＣＬ　Ｒ１ｄ（ｉ−１）　＋　Ｃ，Ｆ　Ｂ　／　２
と演算する。また、ステップＳｇ〜ステップＳ　ｔｓの
いずれかで判定がＮｏとなったとぎは、ステップＳ１８
で、前回の学習１１１ＩＣＬ　Ｒ１ｄ（ｉ−１）をその
まま今回の学習（ゴｊＣＬＲｉｄとする。

ステップＳ１７またはステップＳ　＋ａに続き、ステッ
プ３１ｇで、上記のアイドル相当状態における学習１１
ＣＬＲｉｄを他の運転域での制御にも反映させ、かつ、
その反映度を運転状態に応じて変化させるため、上記学
習値ＣＬＲｉｄと、アイドル運転相当状態のときに読込
まれた吸入空気ｌ’Ｑｉｄと、現在の吸入空気！ｌｉＱ
とに基づき、修正学習ｆｉｌｌｃＬＲを演算する。この
場合、吸入空気ｆＢ、Ｑが多くなる程上記学習値ＣＬ　
Ｒ；ｄの反映度を小さくするように、修正学習１ｉｆｌ
ｃＬＲを ＣＬ　Ｒ＝　ＣＬ　Ｒｉｄｘ　Ｑ　ｉｄ／　Ｑと演算す
る。

さらに、ステップ３２０で運転状態、吸気温、水温等に
応じた各秤補正値を合せた補正ｌ１ｌＩＣｔを演算して
から、ステップＳ２１で、上記旦木噴射ｆｆ１−ｒｐと
補正ｔａｃｔ、フィードバック補正値ＣＦＢ。

学習値ＣＬＲに基づき、最終噴射団王をＴ＝Ｔｐｘ　（
Ｃｔ＋ＣＦＢ＋ＣＬＲ）と演算する。

次に、ステップＳ　２２で、上記最終噴ｔＡｍｒが予め
設定された最小ガード値より大きいか否かを調べ、その
判定がＹＥＳのときは、禁止フラグが０であればそのま
まにするが１となっていればＯに直す処理（ステップＳ
２３．Ｓ：＋ｓ）を行なってから、ステップＳ２７に移
る。また、上記最終１１［ｆｆ１Ｔが最小ガード値以下
（ステップＳ２２の判定がＮＯ）のときは、ステップＳ
２５で最小ガード値を最終噴射ｆｆ１Ｔと置換えるとと
もに、ステップＳ　２６で禁止フラグを１とする学習制
限手段２４としての処理を行なってから、ステップＳ２
７に移る。

ステップＳ　２７では、最終噴射量［に応じた制御信号
を燃料噴射弁７に出力して燃料噴射を実行する。

第４図はフィードバック補正値ＣＦＢを演算するルーチ
ンを示し、このルーチンでは、ステップＳ４で０２セン
サ出力ＶＯ２を読み、ステップＳ５で０２センリ出力Ｖ
Ｏ２が判定基１ヤ値Ｖｆより大きいか否かにより空燃比
がリッチかリーンかを調べ、さらにその判定がＹＥＳの
場合、ＮＯの場合にそれぞれステップＳｓ　、　Ｓｙで
前回の０２センυ出力■０２′と判定基準値Ｖｆとの大
小を調べることにより、リーンからリッチもしくはリッ
チからリーンへの反転があったか否かを調べる。

そして、空燃比がリーンからリッチへ反転したときはフ
ィードバック補正値ＣＦＢを所定の比例利得Ｐだけ減少
させ（ステップＳ８）、リッチ状態の持続中は゛フィー
ドバック補正値ＣＦＢを所定の積分利得ｉたけ減少させ
くステップＳ９）、リッチからリーンへ反転したときは
フィードバック補正１ｉｆｆｃＦＢを比例利得Ｐだけ増
加させ（ステップ５１０）、リーン状態の持続中はフィ
ードバック補正１直ＣＦＢを所定の積分利ｔＳ　ｔだけ
増加させる（ステップ５１１）。それから、ステップｓ
１２でＶＯ２をＶ０２′″と置換えた後、リターンする
。

以上のような当実施例の制御装置による作用を、第５図
のタイムチャートに基づいて説明する。

エンジン１回転当りの吸入空気ｆ８（Ｑ／Ｎ）に応じて
求められる基本噴射呈丁ｐ、０２センサ１３の出力に応
じて求められるフィードバック補正（直ＣＦＢ、このフ
ィードバック補正１直ＣＦＢにがら求められる学習ＩＬ
ＴＩｃＬＲｉｄの修正学習値ＣＬＲ等に基づいて燃料噴
ＤＡｆｆｉが演算されることにより、吸入空気量等が変
化した場合にそれに応じて燃料噴射量が変えられ、空燃
比が所定の目標値となるように制御される。ただし、長
い４１坂路においてスロットル弁全閉で減速運転された
場合等には、エンジン１回転当りの吸入空気量が通常の
アイドル時よりも減少して、曲記フローチャートのステ
ップＳ２１で求められる最終噴射量が最小ガード値より
も小さくなる（第５図中の一点鎖線）ことがあるが、こ
の場合は、ステップＳ２５による処理で実際の燃料噴０
４量が最小ガード値に保たれ、燃料噴射弁７が制御信号
に正しく対応しなくなるような低ｐｌ剣域になることが
さりられる。

この場合に、学習制限手段（ステップ８２６およびステ
ップ５ｔａ）がなければ、実際の燃料噴ＯＡ聞が最小ガ
ード圃にとどめられていることによって空燃比がリッチ
傾向となっている状態で、ステップＳ　１７による処理
で学習圃が空燃比をリーンにしようとする方向（マイナ
ス方向）に繰返し更新されてしまうことになる。そこで
この場合（第５図の１１時点からｔ２時点までの間）に
は、上記のような実際の燃料噴射量を最小ガード値にと
どめ１．る処理に加え、ステップ８２６およびステップ
Ｓｔ６の処理により学習値の更新が禁止され、学習値Ｃ
しＲｉｄは燃料噴射量が最小ガード値とされる直前に求
めた値に保たれるようにしている。従って、燃料噴射ω
が最小ガード値より大きくなる状態に復帰したときに、
そのときの状態に対応する適正な学習値が即座に与えら
れる。

なお、上記実施例では学習値ＣＬ　Ｒｉｄの更新をフィ
ードバック条件に加えてアイドル相当状態にあるときに
行なっているが、それ以外のエンジン作動が安定してい
る運転域でも学習値の更新を行なうようにしてもよい。

また、本発明の装置は自動変速機付車両以外の車両のエ
ンジンにも適用することができるものである。

（発明の効果） 以上のように本発明の空燃比制御！Ａ　Ｃｉは、フィー
ドバック制ｍｕｍと学園値とに基づいて求められた燃料
噴射量の演算値が燃料噴０４ｍ制御ＩＩ範囲の下限値よ
りも小さくなった時に、学習値の更新を禁ｔｈするよう
にしているため、上記燃料噴１　ｆｆｉの演算値が上記
下限値より６小さくなる状態が持続したときに上記学門
値が空燃比をリーンにする方向に過度に変更されること
がなく、上記の状態となってからの再加速時等に不適正
な学習値が与えられることを避けて制御の応答性を良好
に保ち、加速へジテーション等の走行性悪化を防止する
ことかで°きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の機能ブロック図、第２図は本発明
の一実施例についての装置概略図、第３図および第４図
は空燃比制御の７０−チャート、第５図は上記ノロ−チ
ャー１・に従った制御による作用を示すタイムチャート
である。 １・・・１ンジン、７・・・燃料Ｉｌｌ！ｌ射弁、１４
・・・０２センサ（空燃比センサ）、２０・・・コント
ロールユニット、２１・・・フィードバック制御１直演
算手段、２２・・・学習手段、２３・・・噴射量制御手
段、２４・・・学習制限手段。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　　　弁理士　　
板谷　ＬＩ夫第　　２　　図 ３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンに供給される混合気の空燃比を検出する空
   燃比検出手段と、この空燃比検出手段の出力に基づいて
   燃料噴射弁からの燃料噴射量のフィードバック制御値を
   演算するフィードバック制御値演算手段と、上記フィー
   ドバック制御値に基づいて求めた学習値の記憶、更新を
   行なう学習手段と、上記フィードバック制御値と学習値
   とに基づいて燃料噴射量を演算し、かつ、その演算値に
   応じ、予め設定された下限値以上の範囲で燃料噴射間の
   制御信号を出力する噴射１制御手段と、上記燃料噴射量
   の演算値が上記下限値よりも小さくなつたときに上記学
   習手段による学習値の更新を禁止する学習制限手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。