JPH02104945A

JPH02104945A - エンジン制御装置

Info

Publication number: JPH02104945A
Application number: JP25715988A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ishikawa; 秀明石川; Osamu Abe; 阿部　攻
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1990-04-17
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2875265B2

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、エンジンの制御装置に係り、更に詳細には、
電子制御が可能な燃料噴射弁、フィードバック制御要素
たるＯｘセンサを有するエンジン制御装置に関する。

〔従来の技術〕

エンジンの吸気系（例えば吸気弁、インテークマニホー
ルド）は、経時変化、粗悪ガソリン等の使用に起因して
カーボンが付着する。この付着度合が進行すると、カー
ボンに燃料が吸収されるため、運転性が悪化し、特に加
速時にヘジテーションを発生させる。

このような不具合を解消するため、従来より、電子制御
燃料噴射方式のエンジンでは、例えば特開昭６０−１３
４６号公報等に開示されるように、エンジンの吸気系に
付着するカーボンを、０２センサの挙動（加速時に燃料
遅れから生じるリーン燃焼の検出時間の長さ）から検出
して、加速時等の燃料の増量補正を行う技術が提案され
ている。

この加速時燃料増量制御方式は、吸気系にカーボンが付
着すると、その燃料が吸収された分だけ、加速時の燃料
遅れによるリーン燃焼時間（リーンからリッチに戻るま
での変化時間）が長びくことに着目し、このリーン燃焼
時間が正常値を超えた場合に、燃料の増量補正を行うも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕前述した加速時燃料増量制御方式は、吸気系にカーボン
が付着しても、円滑なエンジン制御を行い得るものと評
価される。

ところで、吸気系のカーボン付着に起因して燃料の増量
補正を行った場合には、その分、燃費がかかることにな
る。このことは、加速時の増量補正のみならず、定速走
行による０２センサによる空燃比補正（フィードバック
による燃料量補正）でも同様のことがいえる。

従って、吸気系にカーボン付着が生じた場合には、メン
テナンスを施すことが望まれるが、従来、ユーザが自ら
カーボン付着状態を知ることができず、この点について
の配慮が充分でなかった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、吸気系のカーボン付着及びメンテナンス
の必要性をユーザに自動的に知らせて、運転性、燃費の
改善を促進させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、エンジンの運転状
態に応じて燃料噴射量を決定し、この燃料噴射量を排気
通路に設けたＯｘセンサの出力値に基づきフィードバッ
ク補正するエンジン制御系を備えたものにおいて、エンジン加速時に生じる燃料遅れによるリーン燃焼から
リッチ燃焼に至るまでの変化時間を０２センサの出力に
基づいて検出する手段と、この検出値を予め設定した判
定値と比較して吸気系のカーボンの付着及びそのメンテ
ナンスの必要性を判別する手段と、前記メンテナンスが
必要と判別されると警報を発する手段とを設ける。

〔作用〕

ｏ２センサの出力信号は、加速時には、燃料系の遅れに
より、−度リーン検出の状態になった後にリッチ検出状
態になる。このリーンからリッチになるまでの時間遅れ
は、運転状態（急加速、緩い加速等）によって様々であ
るが、各々の運転状態においては、加速運転の状態が同
じであれば、正常時のリーンからリッチになるまでの時
間は一定である。

しかし、前述した如く、インテークマニホールド、エン
ジン吸気弁等の吸気系にカーボンが付着すると、燃料の
一部がカーボンに吸収されるため、加速時の０２センサ
出力信号のリーンからリッチになるまでの時間が正常の
場合よりも長びくようになる。

そして、本発明では、この加速時のリーンからリッチに
なるまでの変化時間を０２センサの出力の変化時間に基
づき検出し、これを判定値（例えば正常時のリーンから
リッチまでの変化時間）と比較して、判別手段によりカ
ーボンの付着及びメンテナンスの必要性が判別される。

そして、メンテナンスが必要の場合には、警報手段（例
えばランプ、アラーム等）から警報が発せられ、ユーザ
は、自ずとエンジン吸気系のメンテナンスの必要性を知
ることができる。

なお、メンテナンスが行われるまでは、定速走行では、
Ｏｘセンサが燃料噴射量を適正空燃比となるようフィー
ドバック補正するので、カーボン付着が生じても適正の
燃料噴射量を確保でき、また、加速時にも燃料の増量補
正が行い得るよう設定しておけば、加速運転の円滑性は
保しようされる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、本発明の一実施例たるエンジン制御システム
の全体構成図、第２図から第６図はその動作説明図であ
る。

第１図において、１はエンジン、２は吸気通路、３は空
気流量センサ、４はスロットルセンサ、５は排気通路、
６は０２センサ、７はインジェクタ（燃料噴射弁）、８
はクランク角センサ、９は制御ユニット、１０はアイド
ルスイッチ、１１は警報ランプである。

エンジン１に吸入される空気量は、空気流量センサ３に
より計測され、エンジン制御ユニット９へ送られる。エ
ンジン回転数は、エンジンに同期して回転するクランク
角センサ８から、一定角度毎に発生するパルスをエンジ
ン制御ユニット９にて計数して求められる。吸入空気量
（Ｑ＾）とエンジン回転数Ｎにより、エンジンの要求燃
料基本パルス幅（基本燃料噴射量）ＴＦは１次式によす
求まる。

ＴＰ＝ＫＸＱＡ／Ｎ　　　　　　　　　　　・（１）Ｔ
Ｐ　二基本パルス幅Ｋ　：定数Ｑ＾：吸入空気量Ｎ　：エンジン回転数一方、排気管５内に取付けられた０２センサ６は、排気
ガス中のＯｚ濃度に応じて信号を発生する。この信号に
基づいて、燃料噴射量のフィードバック制御（補正）を
行うため、燃料噴射パルス幅Ｔ１は、次式で求められ、
このパルス幅の間インジェクタ７が燃料噴射を行う。

Ｔｔ＝ＴｐＸａＸ（１＋ＫＡＣ＋に１）　　　　−（２
）ＴＬ　：燃料噴射パルス幅 α　：フィードバック補正係数ＫＡＣ：加速補正係数に１：各種補正係数（２）式におけるαは、Ｏｚセンサ６の出力により第２
図に示す様な比例積分制御を行う。

第２図は０２センサの出力状態とフィードバック補正係
数αとの関係を示すもので、同図に示すように混合比（
空燃比）が薄い状態（リーン）から濃い状態（リッチ）
へ切り替わった時は、比例分ＰＲを減じ、その後積分分
ＩＲずつ減じる。リッチからリーンに切り替った時は比
例分ＰＬを加え、その後、積分分ＩＬずつ加算する。ま
た、ＫＡＣは、各種センサにより加速を検出した時に燃
料噴射時間を補正する係数である。さらに、Ｋ！は種々
のエンジン状態に応じて補正される係数であり、運転状
態に応じて、最適な燃料パルス幅が算出できる。

ここで、経時変化及び粗悪ガソリン等ｌこよりエンジン
のインテーク壁面、吸気弁等にカーボンが付着した場合
の対処について説明する。

本実施例では、以下に述べる手法によって、制御ユニッ
ト９がカーボン付着を検出（判別）し、その検出値が所
定量を越えたら、ユーザに警報ランプ１１により警報を
与え、メンテナンスを促進させる。さらに、メンテナン
スが行われるまでの間、ＫＡＣを補正し、運転性を改善
する。以下にカーボン付着検出について説明する０本発
明ではアイドルスイッチ１ｏがオン（アイドル状態）か
らオフ（パーシャル状態）に変化した時の加速時にカー
ボン付着量を次の様に検出する。加速時は、燃料系の遅
れにより、０２センサ出力が１度り−ンになり、その後
リッチになる。これを第３図により説明する。

第３図は、アイドルから加速に移行した時のスロットル
センサ出力Ｔｓの状態と、その時の０２センサ出力状ｊ
ｌ　Ｖ　Ｏｚ及びそれに基づくアップダウンカウンタ値
Ｎｏυを示す、加速時の燃料遅れ時間（リーンからリッ
チになるまでの時間）は、カーボンが付着すると、第３
図に示す様に正常時に比べ長くなる。そこで、制御ユニ
ット９では０２センサの出力信号から、次のような計数
を行う。

すなわち、加速時にアップダウンカウンタＮｏυにより
、０２センサ出力信号が、基準レベルＶｔ、以下の場合
は、リーン検出状態にあるものとして、デクリメントし
、基準レベルＶＬ以上の場合は、リッチ検出状態にある
ものとして、インクリメントし、所定時間Ｔｏまで計数
する。ここで、所定時間Ｔｏとは、加速開始から完了に
至るまでの時間幅に若干の余裕を与えた時間に設定しで
ある。

また、第３図に示すように、加速時には、通常のエンジ
ン回転同期噴射の他に加速噴射があるため、−瞬リッチ
になる１以上により計数したアップダウンカウンタＮｏ
ｕのカウント値は、リーンからリッチに至る時間が正常
時の方がカーボン付着時より早いので、正常時の方がカ
ーボン付着時よりも大きい、そして、これらのカウンタ
値Ｎｏｕを予め設定した判定値Ｃ，，と比較し、Ｎｏｖ
≧Ｏｎのとき正常と判断し、Ｎｏｕ＜Ｃ１ｌのとき、カ
ーボンが付着したと判断する０判定値Ｃｎは、加速時の
り一ンからリッチになるまでの変化時間が運転状態（急
加速、ゆるやかな加速等）に応じて異なるため、これら
の運転状態に応じて種々設定しである。

すなわち、本実施例では、スロットルセンサ３の出力電
圧Ｔｓの単位時間Δを当りの変化量ΔＴｓ／Δｔにより
加速の状態を求め、各運転域毎に判定値Ｃ７を設けであ
る６本実施例の場合は、Ｃｔ〜Ｃ６の８ケのデータを持
つ、よって、各加速運転域毎に応じ前記のカウント値Ｎ
ｏｕとの比較が可能となり、高精度なカーボン付着判断
ができる。

そして、Ｎｏｕ＜Ｃ１１のときは、カーボン付着状態が
設定（許容）値を超えたものと判別して、警報ランプ１
１を点燈させ、ユーザにメンテナンスを促進させる。そ
の間は、加速補正係数ＫＡＣにβ（〉１）を乗じ、燃料
の増量を行い、加速運転性劣化を防止する。

以上の制御は制御ユニット９で行われるが、この具体的
制御を第５図のフローチャートで説明する。なお、１０
０〜１１３はステップを表す。

本チャートは定周期毎に起動されるものであり、まず、
制御ユニット９は吸入空気量Ｑ＾、エンジン回転数Ｎ、
０２センサ電圧ＶＯ２，スロットルセンサ電圧Ｔｓを取
り込み、基本パルス幅Ｔｐ、フィードバック補正係数α
、加速補正係数ＫＡＣ，各種補正係数Ｋｌを計算する（
１００）。

次に判定値Ｃ１が学習により求められているか否かをチ
エツクする（１０１）、なお、判定値Ｃｎの学習につい
ては、第６図のフローチャートにより後述する０判定値
Ｃ１１が求められている場合には、１０２に進み、それ
以外のときは、１１３に進み燃料噴射パルス幅Ｔｉの計
算を行う、１ｏ２では、アイドルスイッチ（Ｉｄｌｅ　
Ｓｖ）オフ時（アクセルオン時）を判定し、アイドルス
イッチオフ時以外は、１０３に進み、Ｎｏｕ＝Ｎｏ、Ｔ
＝Ｔｏと初期設定を行う。

アイドルスイッチがオフ時には、加速時であるとして、
１０４によりΔＴ　ｓ　／Δｔ　により判定値ＣＩＩの
選定を行う（Ｃ，：１〜８）０次に、０２センサのＶ　
Ｏｚ電圧によりＶ　Ｏｘ≧ＶＬの場合は、ＮＤＵをイン
クリメントし、ＶＯ２＜Ｖｔ、の場合は、Ｎｏｕをデク
リメントする（１０５，１０６）、さらに、カウンタＴ
をインクリメントし、Ｔ　”　Ｔ　。

となるまでＮｏｖを計数する（１０８，１０９）。

次に、Ｔ　＝Ｔ　ｏまで計数したカウント値Ｎｏｕと判
定値Ｃ，の比較を行い、Ｎｏｖ≧ｃｎの場合は、異常（
カーボン付着）と判定し、ＮＧフラグをオンさせ、メン
テナンスが必要として警報ランプ１１を点燈させ、さら
に、ＫＡＣに所定値βを乗じ。

ＫＡＣの増量を行う（１１０，１１２）、また、Ｎｏｕ
＜Ｃｎの場合は、正常と判定し、ＮＧフラグをオフさせ
、ランプ１１は点燈させず、ＫＡＣの増量は行なわない
（１１０，１１１）、最後に１１３に進み、ＴＩの計算
を行う。

次に、判定値Ｃイの学習による算出について、第６図の
フローチャートにより説明する。１２０〜１３３はステ
ップを表す。

本チャートは、定周期毎に起動されるものであり、Ｃフ
ラグがＯＮのときは、使用しない。すなわち学習により
、判定値Ｃが決定されるまで本ルーチンが使用される。

最初にＣフラグがオンか否かを判定する（１２０）、オ
ンの場合は１本ルーチンは終了し、オフの場合は、アイ
ドルスイッチオフ（アクセルオン）の判定を行い、アイ
ドルスイッチオフ時以外は、１２３に進み、Ｎｏｖ＝Ｎ
ｏ。

Ｔ：Ｔｏと初期設定を行う（１２１，１２３）。

オフ時はΔＴａ／Δｔ　により、判定値Ｃｎの領域選定
を行う（１２１，１２２）、次にＶ　Ｏｚの電圧により
、Ｖ　Ｏ２≧ｖしの場合は、Ｎｏｖをインクリメントし
、ＶＯ２＜ＶＬの場合は、Ｎｏｖをデクリメントする（
１２４，１２５，１２６）。さらにカウンタＴをインク
リメントし、Ｔ　：　Ｔ　ｏ　となるまでＮｏｖを計数
する（１２７，１２８）。次に、Ｔ＝Ｔｏまで計数した
カウント値ＮｏｖをＭ回加算しく１２９，１３０）　、
その加算した値Ｃｎ′　　をＭで割り、所定の判定係数
ｒ（＞１）を乗じ、任意の判定値領域Ｃｎの判定値を算
出する。さらに、その判定領域Ｃ，ｌの学習完了を示す
Ｃｎフラグをオンにする（１３１）。以上の学習方法に
より、各判定領域全ての学習が完了したか否かをチエツ
クしく１３２）、全て（Ｃｎｎ＝１〜８）が完了した場
合Ｃフラグをオンする（１３３）。以上で求められた判
定値Ｃ０は、エンジン制御ユニット９内の不揮発性メモ
リーにデータとして格納される。よって、バッテリ一端
子が外されても、判定値Ｃｎデータは破壊されることは
ない。

よって本実施例によれば、カーボンの付着量を検出及び
、判定ができ、所定値以上の場合は警報をユーザに与え
、メンテナンスの促進を行うことができる。さらに、カ
ーボンの付着を検出してからメンテナンスするまでの間
、加速補正を行うことができ、カーボンへシティジョン
を防止できる効果がある。

なお、本発明の場合、エンジン制御装置内の不揮発メモ
リーに判定値Ｃ１１を格納したが、他の車載制御装置内
の不揮発メモリーへ、データ通信により格納しても、同
様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、エンジンの吸気系に対す
るカーボン付着及びそのメンテナンス判別手段、警報手
段を設けることにより、ユーザにエンジン吸気系のカー
ボン付着を自動的に知らせメンテナンスを促進させ、ひ
いてはエンジン性能。

燃費の改善を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図。第２図から第６図は上記実施例の動作説明図で、このう
ち、第２図は０２フイードバツク補正係数、の説明図、
第３図は加速運転時のスロットルセンサ、Ｏｚセンサ及
びアップダウンカウンタの出力値を示す電圧波形図、第
４図は判定値Ｃｎのマツプ図、第５図は加速運転時のエ
ンジン制御を示すフローチャート、第６図は判定値Ｃ７
の学習フローチャートである。１・・・エンジン、２・・・吸気通路、５・・・排気通
路、６・・・Ｏｚセンサ、７・・・燃料噴射弁、９・・
・制御ユニット（Ｏｘセンサ出力検出手段、カーボン付
着・メンテナンス判別手段、燃料補正手段）、１１・・
・警報手段。杢１図杢３図第４−図 −４℃ 第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射量を決定し、
この燃料噴射量を排気通路に設けたＯ＿２センサの出力
値に基づきフィードバック補正するエンジン制御系を備
えたものにおいて、エンジン加速時に生じる燃料遅れによるリーン燃焼から
リッチ燃焼に至るまでの変化時間を前記Ｏ＿２センサの
出力に基づいて検出する手段と、この検出値を予め設定
した判定値と比較して吸気系のカーボンの付着及びその
メンテナンスの必要性を判別する手段と、前記メンテナ
ンスが必要と判別されると警報を発する手段とを備えて
なることを特徴とするエンジン制御装置。２、第１請求項において、前記吸気系にカーボン付着が
あるものと判別された場合には、加速時に燃料噴射量に
補正を加える手段を設けてなるエンジン制御装置。３、第１請求項又は第２請求項において、エンジン加速
時に生じるリーン燃焼からリッチ燃焼に至るまでの前記
変化時間を検出する手段は、その加速時のＯ＿２センサ
出力がリーン検出状態にある時にはカウントをデクリメ
ントし、リッチ検出状態にある時にはインクリメントす
るアップダウンカウンタを用いて行い、且つ、このカウ
ンタ値と比較してカーボンの付着、メンテナンスの必要
性を判別する前記判定値は、急加速、緩やかな加速等そ
の加速状態に応じて種々設定してなるエンジン制御装置
。