JPH0211845A - 内燃機関の学習制御装置 - 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、エンジン回転数および吸入空気量をパラメー
タとして基本燃料噴射量２点火時期などのエンジン制御
値を設定する際に用いられる内燃機関の学習制御装置に
関するものである。

【従来の技術］ この種の内燃機関の学習制御装置では、エンジン回転数
および吸入空気量をパラメータとして、燃料噴射基本パ
ルスのパルス幅１゛ｐを補正する補正値Ｋをメモリマツ
プに記憶していて、測定した吸入空気量とエンジン回転
数とから索引したパルス幅を補正している（特開昭５７
−２４３６号公報参照）。 【発明か解決しようとする課題） しかしながら、吸入空気量を１１潤しているエアフロー
メータなどの吸入空気量検出手段は、経時劣化によって
計測値が大幅にずれることがあり、また、個別的な性能
のバラ付きで予定された計測値と大幅にずれることがあ
る。このような吸入空気量検出手段の計測値のすれ（劣
化）は、第５図に示すように吸入空気量Ｑか大きくなる
ほど劣化度合が大きくなる傾向を示しており、上記学習
制御装置ではパルス幅Ｔｐの補正に第５図の劣化特性が
反映されないので、適正な学習制御ができなくなる。 また、インジェクタについても、経時的な劣化あるいは
個別的な性能のバラ付きがある（第６図参照） エンジンの単体ばらつきや経時変化は、全てエアフロー
メータまたはインジェクタの経時変化および単体のばら
つきとして吸収出来ることが各種試験から解ったので、
エアフローメータとインジェクタの劣化（ばらつきを含
む）を考えた場合、等１゛１曲線と等０曲線から第７図
のようなマツプで、車としての全体的な劣化を表わすこ
とができる。しかしなから第７図のようにそれぞれの運
転領域で劣化の度合は、負荷′Ｆ１と吸入空気量Ｑの組
合せによって全く異なってくるなめ、多くの領域をまん
べんなく学習させることが難しい。 本発明は、上述のような基本燃料噴射量などのエンジン
制御値は、エンジン運転状態に応じてそれぞれ学習制御
を行ない学習値の更新をする点に着目して、この学習値
の更新のための補正値から、吸入空気量検出手段の劣化
およびインジェクタの劣化を推定し、車として全体的な
劣化を推定しエンジン制御値を補正することができるよ
うにした内燃機関の学習制御装置を提供するものである
。 【課題を解決するための手段】 このなめに、本発明では、エンジン回転数および吸入空
気量をパラメータとして基本燃料噴射量点火時期などの
エンジン制御値を設定するものにおいて、吸入空気量を
検出する吸入空気量検出手段の劣化推定係数を設定する
劣化推定係数設定手段と、０２センサで出力した値に基
づいて空燃比補正係数の値を設定し、上記エンジン制御
値を補正する空燃比補正係数設定手段と、エンジンの定
常運転状態において上記空燃比補正係数の値に基づいて
上記劣化推定係数の補正判定を行なう判定手段と、上記
判定手段による判定に基づいて上記劣化推定係数を補正
する劣化推定係数補正手段と、アイドリング運転状態に
おいて上記空燃比補正係数の値に基づいてインジェクタ
の劣化を推定し、基本パルス幅を補正する補正係数を設
定するインジェクタ性能補正手段と、上記劣化推定係数
あるいはインジェクタ劣化の補正係数の補正結果で上記
空燃比補正係数を補正するフィードバック補正手段を具
備している。

【作　　　用】

このような構成では、吸入空気量検出手段とは別の系の
検出手段１例えば０２センサなとで得な情報から上記吸
入空気量検出手段およびインジェクタの劣化状況を推定
し、制御の過程で学習によって劣化に基づく誤差を修正
することができるので、エンジン制御値の適正な学習制
御か実現できる。

【実　施　例】

以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明す
る。 図において、符号１はスロットルボディで、内部にはス
ロットルバルブ２が設けられている。上記スロットルボ
ディーの入口側にはエアクリーナ３から導入された空気
が、過給機４のコンプレッサ４ａ、吸気管５を経由して
導入される。この時、吸入空気量は、コンプレッサ４の
上流側に設けたホットワイヤー型のエアフローメータ６
で検知される。このエアフローメータ６の出力は重量流
量を表わしている。また、上記スロットルボディーの出
口側は、吸気マニホールド７を経由してエンジン８にお
ける各気筒の燃焼室（図示せず）に連通されている。そ
して、上記エンジン８の排気管９は、過給機４の排気タ
ービン１０を介して排気ガス浄化装置１１へと連通され
ている。 上記エンジン８の各気筒の吸入ボートにはインジェクタ
１２が設置してあり、ここには、燃料タンク１３からの
燃料がポンプ１４を経由して供給されるようになってお
り、インジェクタ１２からの戻り燃料は、吸気マニホー
ルド７の負圧で開閉動作するプレッシャレギュレータ１
５を介して戻り燃料通路１６へ、そして上記燃料タンク
１３へと戻される。 上記インジェクタ１２の燃料噴射量を制御する制御ユニ
ット１７は、−Ｅ記エアフローメータ６からの信号、デ
ィストリビュータ２２に組込まれたエンジン回転数セン
サ２２ａからの信号、スロットルセンサ１９からの信号
、エンジン８に設けた水温センサ２０からの信号、排気
管９に設けた０２センザ２１からの信号などを入力する
。なお、図中、ディストリビュータ２２は点火コイル１
８に接続されている。 そして上記制御ユニット１７は、第２図に示すように、
エンジン回転数センサ２２ａからの信号でエンジン回転
数計算回路２３でエンジン回転数Ｎを計算すると共に、
エアフローメータ６からの信号に基づいて吸入空気量計
算回路２４で吸入空気量Ｑｖ１を計算し、その両方の結
果から、基本パルス幅計算回路２５で燃料の基本噴射量
のパルス幅Ｔｐを演算する。 また、車両走行状態を検出するスロットルセンサ１９．
エンジン８の状態を検出する水温センサ２０などの補正
要素の信号により、空燃比補正係数設定手段２６で補正
係数ＫＣＯＦＦを設定し、上記補正係数ＫＣＯＦＦによ
って噴射パルス幅計算回路２７で上記基本噴射量のパル
ス幅ＴＩ）を補正し、燃料噴射量のパルス幅Ｔｉが決定
される。この噴射信号に基づいて駆動手段２８が駆動さ
れ、インジェクタ１２か制御される。 一方、上記エンジン回転数計算回路２３の出力および吸
入空気量計算回路２４の出力は点火時期算出回路２９に
供給され、点火時期の進角量あるいは遅角量を算出し、
この制御量に基づいて駆動手段２８′が駆動され、点火
時期信号が点火コイル１８に与えられる６ また、０２センサ２１の出力信号はクロースドループ空
燃比制御の補正係数αを算出する空燃比補正係数設定手
段３０に供給される。そして上記空燃比補正係数αは、
噴射パルス幅計算回路２７に与えられて下式に基づく演
算に算入される。 ＴＩ＝Ｔｐ　−ＫＣＯＥＦ−ａ＋Ｔｓ なお、上記のＴｓはバッテリーの電圧補正骨である。 また、上記吸入空気量計算回路２４の出力は、エアフロ
ーメータ６の劣化推定係数Ｇを、第４図に示すような関
係につきテーブル検索などを利用して求める劣化推定係
数設定手段３１に与える。そして上記劣化推定係数設定
手段３１で設定した劣化推定係数Ｇが、実際のエンジン
制御値、ここでは基本パルス幅Ｔｐに対する整合性を得
るための劣化推定係数補正手段３２に供給される。 一方、上記エンジン回転数計算回路２３および吸入空気
量計算回路２４の出力が定常状態判定手段３３に与えら
れる。ここでは、フィードバック制御中においてエンジ
ン回転数Ｎと、吸入空気量Ｑｗとのメモリマツプの格子
中で、空燃比Ａ／Ｆがリッチ、リーンの値を三回以上繰
返したが否かで定常か否かの判定を行なう。そして、定
常状態を判定した時には、判定信号をパルス幅Ｔｐ補正
のための補正係数算出手段３４に与える。また、空燃比
補正係数設定手段３０からの出力信号は比較手段３５に
与えられ、ここでストイキオ空燃比Ａ／Ｆにおけるリッ
チ側およびリーン側の限界設定値１例えば０．９５およ
び１．０５と比較して、この限界設定値よりリッチ側あ
るいはリーン側にある場合に、上記補正係数算出手段３
４に補正指令信号を与える。上記補正係数算出手段３４
では、 Ｔｐ　＝Ｋ　−ＱＷ／Ｎ＝（１＋ＫＬ　−Ｇ）−ＱＷ／
Ｎ・の演算式における上記係数Ｋ　Ｌ、の値を、エンジ
ン回転数Ｎと上記パルス幅Ｔｌｌの値とをパラメータと
するメモリマツプより取込んでいて、α≦０．９５の時
に２％減算し、すなわち０．９８Ｋ　Ｌとし、また、α
≧１．０５の時に２％加算して１．０２Ｋ　Ｌとする。 そして、その結果の値ＫＬをおきかえて上記劣化推定係
数補正手段３２に与える。 上記劣化推定係数補正手段３２ではＫＬ１＝ＫＬ・Ｇと
して、補正係数ＫＬｊを求め、これを吸入空気量計算回
路２４に与えて、 （１＋ＫＬ１）Ｑｗ　−＋Ｑｗ としてエアフローメータ６からの計測値に適正な劣化修
正を行なう。一方、上記補正係数ＫＬ１は上記空燃比補
正係数設定手段３０と噴射パルス幅計算回路２７との間
にあるフィードバック補正手段３６に与えられ、α−Ｋ
Ｌ１→αの演算処理を行なう。 一方、定常状態判定手段３３で、フィードバック制御中
においてエンジン回転数Ｎ、吸入空気量ＱＷの制御条件
からアイドリング運転状態にあると判定されど、インジ
ェクタ性能補正手段３７に判定信号を与える。上記イン
ジェクタ性能補正手段３７では、 Ｔ’ｌ）　＝Ｋ　−ＱＷ／Ｎ−（１−＋−Ｋ　Ｌ、２　
＞　・ＱＷ　／Ｎの演算式における上記係数ＫＬ２の値
を、噴射パルス幅Ｔｉの値をパラメータとするメモリマ
ツプより取込んでいて、α≦０９５の時に２％減算しす
なわち０．９８ＫＬ２とし、また、α≧１．０５の時に
２％加算して１．０２ＫＬ２とする。そして、その結果
の値Ｋ［，２をおきかえて上記噴射パルス幅計算回路２
７に与える。上記噴射パルス幅計算回路２７では（１＋
ＫＬ２　）’Ｆｉ−Ｔｉとして、インジェクタ１２の劣
化修正を行なう。 一方、上記補正係数ＫＦ、２は上記フィードバック補正
手段３Ｇに与えられ、α−Ｋ　ｌ、　２→αの演算処理
を行なう。 次に、エアフローメータ６の劣化状況を反映さぜな基本
噴射量のパルス幅′ｒρを演算するルーチンを、第３図
を参照して具体的に説明する。 ここでは、ステップ５１０１で、吸入空気量計算回路２
４の出力Ｑｗから、メモリマツプの検索により上記劣化
推定係数設定手段３１で劣化推定係数Ｇを設定する。次
に、ステップ５１０２で、補正係数算出手段３４の補正
係数ＫＬおよび上記劣化推定係数Ｇに基づいて、劣化推
定係数補正手段３２により補正係数に、　Ｌ　１を求め
、ステップ５１０３で、吸入空気量計算回路２４におい
て（１＋Ｋｌ、１　）　・Ｑｗ−＋Ｑｗの修正演算を行
なう。そしてステップ５１０４で、定常状態判定手段３
３によりフィードバック制御中でありかつ定常運転中で
あるか否かの判定を行なう。 フィードバック制御中でなければ、また、フィードバッ
ク制御中であっても定常運転中でなければ、学習値Ｋ　
Ｌの補正を行なわずそのままステップ５２０１に移行す
るか、フィードバック制御中で定常運転中であれば、ス
テップ５１０５に移行してここで空燃比補正係数αにつ
いて判定する。すなわち、比較手段３５でα≧１．０５
であればステップ８１０６へ、また、それ以外であれは
ステップ５１０７へ移行する。 α≧１０５であれは空燃比Ａ／Ｆはリーン状態と判定さ
れたわけであるから、ステップ８１０６では補正係数算
出手段３４においてＫ　Ｌ　ｘ　１．０２→ＫＬの演算
を行ない、ステップ８１０８で、劣化推定係数設定手段
３２において劣化推定係数Ｇおよび学習値ＫＬから補正
係数ＫＬｉを求め、これを吸入空気量計算囲路２４に与
えると共に、ステップ５１０９に移行して、フィードバ
ック補正手段３６でα−ＫＬ１→αの演算を行なう。こ
れは、ステップ８１０６で学習値Ｋ　Ｌを２％増加させ
たので、実際の空燃比Ａ／Ｆに関係する補正係数ＫＬ１
が増えることになり、換言すれば補正係数αのずれを学
習値ＫＬの学習分にもなぜたわけなので、ステップ５１
０９でαからＫＬｌを引いて、トータルの補正分は変ら
ないようにしているのである。 同様にステップ５１０７で、α≦０９５であれば空燃比
Ａ／Ｆはリッチ状態と判定されたわけであるがら、ステ
ップ５１１０へ移行するか、そうでなりれば、学習値Ｋ
Ｌについて学習する必要なしと判定して、ステップ５１
０１へ戻る。上記ステップ５１１０では、補正係数算出
手段３４においてＫＬＸｏ、９８→Ｋ　ｌ−、の演算を
行ない、ステップ５１１１で、劣化推定係数補止手段３
２において劣化推定係数Ｇおよび学習値Ｋｌ。 から補正係数ＫＬ１を求め、これを吸入空気量計算回路
２４に与えると共に、ステップ５１１２に移行して、フ
ィードバック補正手段３６でα＋Ｋ　１．、１→αの演
算を行なう。 このようにして、エアフローメータ６の劣化推定係数Ｇ
を、その時の吸入空気量との関係で取込んでおいて、そ
の結果が他の系２例えば０２センサ２１の出力値から判
定される空燃比補正係数αの変動に基づいて補正できる
ようにしたので、基本噴射量のパルス幅Ｔｐの設定に際
して、エアフローメータ６の劣化状況を組込んな補正か
できる。 また、この実施例のようにαの値によってＫ　ｌ−の値
を学習により更新するから、通常、エンジン回転数Ｎお
よびパルス幅Ｔｐの値をパラメータとして設定したＫ　
Ｌ、の学習領域を越えて、Ｋ　ｌ−、の学習値を得るこ
とができ、実質的な学習領域の拡大かできる。 ステップ３２０１では、フィードバック制御中であるか
、エンジン回転数Ｎなどからアイドリング運転状態にあ
ると判定すれは、ステップ５２０２に移行するか、そう
でなげればステップ５１０１に戻る。ステップ５２０２
では、インジェクタ性能補正手段３７でその時の噴射パ
ルス幅１゛Ｉの値に対応する補正係数に１．２をメモリ
マツプより取出す。そしてステップ５２０３に移行して
、ここで空燃比補正係数αについて判定する。すなわち
、比較手段３５てα≧１０５であればステップ５２０４
へ、また、それ以外であれはステップ５２０５へ移行す
る。α≧１０５であれは空燃比Ａ／）？はリーン状態と
判定されたわりであるから、ステップ５２０４ではＫ　
Ｌ２Ｘ　１．０２−Ｋ　１．２の演算を行ない、補正係
数ＫＬ２を噴射パルス幅計算回路２７にＩｊ−えて、こ
こで′Ｉ゛１　　・（Ｈ−Ｋ　Ｌ２　）→Ｔ　ｉの計算
をすると共に、ステップ８２０６においてフィードバッ
ク補正手段３６でα−Ｋｌ−７２→αの演算を行なう。 これは、ステップ５２０４で学習値ＫＬ２を２％増加さ
せなので、補正係数αのずれを学習値Ｋ　［−、＋　２
の学習分にもたせたことになるから、ステップ８２０６
で補正係数αから学習値にト、２を引いて１〜−タルの
補正分は変らないようにしているのである。 同様にステップ５２０５で、α≦０９５であれは空す熱
化Ａ／Ｆはリッチ状態と判定されたわりであるからステ
ップ５２０７へ移行する力釈そうでなりれば学習値ＫＬ
２について学習する必要なしと判定して、ステップ５１
０１へ戻る。上記ステップ５２０７では、ＫＬ２Ｘ０．
９８→ＫＬ２の演算を行ない、学習値にト、２を噴射パ
ルス幅計算回路２７に与え、ここてＴｉ　　・（１＋に
＋−２）→Ｔ１の計算をすると共に、ステップ８２０８
においてフィードバック補正手段３６でα十ＫＬ２→α
の演算を行なう。 このようにして、インジェクタ１２の劣化を、噴射パル
ス幅Ｔｉ　との関係で取込んでおいて、その結果が他の
系１例えば０２センザ２１の出力値から判定される空燃
比補正係数αの変動に基づいて袖正できるようにしてい
る。

【発明の効果】

本発明は以−に詳細に説明したようになり、エンジン回
転数検出手段、吸入空気量検出手段なとで与えられてい
るエンジン制御値を、０２センサなとの他の検出手段で
検出された値に基づいて、上記吸入空気量検出手段およ
びインジェクタの劣化を推定して補正することができる
ので、エンジン全体の劣化を補止し、上記劣化状況を組
込んだ土でのエンジン制御値の適正な補正制御ができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
制御ユニツ１〜におりるエンジン制御値の補正のための
学習制御の構成を示すプロ・・ツク図、第３図は上記学
習制御のフローチャート、第４図はエアフローメータの
劣化推定係数Ｇと吸入空気量との関係を示すグラフ、第
５図はエアフローメータの劣化傾向を示すグラフ、第６
図はインジェクタの劣化仰向を示すグラフ、第７図は車
としての劣化傾向を示すグラフである。 ６・・・エアフローメータ、１７・・・制御ユニッ１へ
、１８・・点火コイル、１９・・・スロットルセンサ、
２０・・・水温センサ、２１・・・０２センザ、２２ａ
・・・エンジン回転数センサ、２３・・エンジン回転数
計算回路、２４・・吸入空気量計算回路、２５・・・基
本パルス幅計算回路、２６・・空燃比補正係数設定手段
、２７・・・噴射パルス幅計算回路、２９・・・点火時
期算出回路、３０・・・空燃比補正係数設定手段、３１
劣化推定係数設定手段、３２・・・劣化推定係数補正手
段、３３・・・定常状態判定手段、３４・・・補正係数
算出手段、３５・・比較手段、３６・・フィードバック
補正手段、３７・・・インジェクタ性能補ｊｌ′−，手
段。 特許出願人　　　　富士重Ｔ業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転数および吸入空気量をパラメータとして基
   本燃料噴射量、点火時期などのエンジン制御値を設定す
   るものにおいて、吸入空気量を検出する吸入空気量検出
   手段の劣化推定係数を設定する劣化推定係数設定手段と
   、Ｏ＿２センサで出力した値に基づいて空燃比補正係数
   の値を設定し、上記エンジン制御値を補正する空燃比補
   正係数設定手段と、エンジンの定常運転状態において上
   記空燃比補正係数の値に基づいて上記劣化推定係数の補
   正判定を行なう判定手段と、上記判定手段による判定に
   基づいて上記劣化推定係数を補正する劣化推定係数補正
   手段と、アイドリング運転状態において上記空燃比補正
   係数の値に基づいてインジェクタの劣化を推定し、基本
   パルス幅を補正する補正係数を設定するインジェクタ性
   能補正手段と、上記劣化推定係数あるいはインジェクタ
   劣化の補正係数の補正結果で上記空燃比補正係数を補正
   するフィードバック補正手段を具備していることを特徴
   とする内燃機関の学習制御装置。