JPH03213635A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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 この発明は内燃機関の燃料噴射量制御装置、特に吸入空
気量の検出精度の経年劣化等と学習係数による補正でも
って修正するようにした燃料噴射量制御装置に関する。

従来の技術 いわゆるＬ−ジェトロ方式の燃料噴射量制御装置におい
ては、吸入空気量Ｑが熱線式エアフロメータ等によって
検出され、該吸入空気量Ｑと機関回転数Ｎとから基本燃
料噴射量Ｔｐが’ｒｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎ　（Ｋは定数）とし
て求められる。そして、一般に、排気通路に設けた空燃
比センサ（例えば０２センサ）の出力に基づいて求めら
れるフィードバック補正係数αを、上記基本燃料噴射量
Ｔｐに乗じることで、現論空燃比を目標としたフィード
バック制御を実現している。

また、特開昭６０−９０９４４号公報に見られるように
いわゆる学習機能を付加したものも知られている。これ
は上記フィードバック補正係数αの変化から学習係数Ｋ
１２を求め、これを基本燃料噴射量Ｔｐに乗じることで
、経年変化等によるベース空燃比自体のずれを相殺する
ようにしたものであり、上記学習係数に＆は、機関運転
領域をＴｐとＮとをパラメータとして複数個の区画（例
えば８×８）に区切って、それぞれに割り付けられてい
る。

上記のし一ジェトロ方式のものに対し、近年、機関の絞
弁開度ＴＶＯと回転数Ｎとから基本燃料噴射量Ｔｐを演
算するようにした方式のものも一部で提案されている。

この方式によれば、機関の吸気通路中に通路抵抗となる
センサ類を設ける必要が無い、等の利点がある。

発明が解決しようとする課題 上記のように絞弁開度ＴＶＯと回転数Ｎとから基本燃料
噴射量を求めるようにした燃料噴射量制御装置において
は、吸気通路の内壁面とりわけ絞弁近傍における内壁面
のブローバイガスの付着等による汚れが、経年変化の非
常に大きな要素となる。すなわち、この方式のものでは
、絞弁開度Ｔ■０から吸気通路面積ひいては吸入空気量
が求められるので、汚れが数μ肩程度の厚さに堆積した
としても、吸入空気量の計量にかなり大きな誤差が生じ
る。特に、絶対的な通路面積が少なくなるアイドル近傍
の低負荷時において、その影響が大きい。

この汚れの付着による誤差は、原理的には前述した学習
制御によって補うことが可能であるが、従来のように基
本燃料噴射量Ｔｐと回転数Ｎとで区切った各区画に学習
係数を割り付ける方式では、絞弁開度ＴＶＯによって学
習係数が大きく異なるものとなることから、かなり細か
く領域を区切らなければ適切な補正を行うことができな
い。そのためメモリ領域をかなり大きく占有する不具合
があるとともに、各区画内で運転が一定時間継続される
確率が減少し、各区画毎の学習係数の更新の頻度が少な
くなって、学習制御の信頼性が低下する、という不具合
がある。

課題を解決するための手段 そこで、この発明は、吸気通路内の汚れの堆積による吸
気通路面積の誤差率つまり正規の吸気通路面積に対する
減少率が、絞弁開度に対し略一定の関数関係にあること
に着目し、アイドル時にのみ実際の誤差に起因するアイ
ドル時学習係数を学習しておいて、アイドル時以外の領
域では、該アイドル時学習係数と絞弁開度とから必要な
学習係数を推定するようにしたものである。すなわち、
この発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置は、第１
図に示すように、内燃機関の絞弁の開度を検出する手段
ｌと、内燃機関の回転数を検出する手段２と、この絞弁
開度と機関回転数とに基づいて基本燃料噴射量を演算す
る基本燃料噴射量演算手段３と、上記基本燃料噴射量に
フィードバック補正係数および学習係数に基づく補正を
加えて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段４と、
内燃機関の排気通路に配設された空燃比センサ５と、こ
の空燃比センサ５の検出信号に基づき実際の空燃比が目
標空燃比に近付くように上記フィードバック補正係数を
設定するフィードバック補正係数設定手段６と、機関ア
イドル時における上記フィードバック補正係数の変化に
基づいてアイドル時学習係数を設定するアイドル時学習
係数設定手段７と、この逐次設定されるアイドル時学習
係数を順次更新して記憶する記憶手段８と、このアイド
ル時学習係数と実際の絞弁開度とからそのときの学習係
数を設定する学習係数設定手段９とを備えて構成されて
いる。

作用 上記構成では、内燃機関がアイドル状態にあるときに、
そのときのフィードバック補正係数の変化に基づいてア
イドル時学習係数が設定され、かつ記憶手段８に記憶さ
れていた値が逐次更新される。このアイドル時学習係数
は、吸気通路内壁面の汚れが反映したものとなる。

一方、通常の機関運転時には、絞弁開度と機関回転数と
に基づいて基本燃料噴射量が演算され、かつこれにフィ
ードバック補正係数および学習係数に基づく補正が加え
られて燃料噴射量が演算される。ここで上記学習係数は
、記憶手段８に書き込まれたアイドル時学習係数とその
ときの絞弁開度とから求められる。

実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第２図はこの発明の一実施例を示す構成説明図であって
、１１は内燃機関本体、１２は上流にエアクリーナ１３
を備えた吸気通路、１４は三元触媒１５が介装された排
気通路をそれぞれ示している。

上記吸気通路１２には、各吸気ボートに向けて燃料噴射
弁１６が配設されているとともに、図示せぬアクセルペ
ダルに連係した絞弁１７が介装されている。この絞弁１
７に対しては、その開度（全開時を０とした回転角度）
ＴＶＯを高精度に検出する例えばポテンショメータ等か
らなる絞弁開度センサ１８が設けられている。また上記
排気通路１４には、三元触媒１５より上流位置に、空燃
比センサ、例えば理論空燃比を境として出力がステップ
状に変化するＯ、センサ１９が配設されている。

また２０は機関回転数を検出するために設けられた所定
クランク角毎にパルス信号を発するクランク角センサ、
２１は機関冷却水温を検出する水温センサを示している
。

上記燃料噴射弁１６による燃料噴射量やその噴射時期等
を制御するコントロールユニット２２は、所謂マイクロ
コンピュータシステムを用いたもので、後述するように
、基本燃料噴射量の演算、０、センサ１９の出力に基づ
くフィードバック補正係数αの演算、学習係数ＫＩ２の
演算等を行っている。尚、上記コントロールユニット２
２は、図示せぬ車載バッテリによりバックアップされた
読み書き可能なメモリを有し、ここに後述するアイドル
時学習係数ＫＱ１ａが記憶されている。

次に第３図のフローチャートを参照して上記コントロー
ルユニット２２による燃料噴射量制御を説明する。

この第３図に示した処理は、例えば一定クランク角毎に
実行されるもので、先ず絞弁開度センサＩ８により検出
される絞弁開度ＴＶＯと、クランク角センサ２０により
検出される機関回転数Ｎとが読み込まれる（ステップ１
．２）。次に、上記絞弁開度ＴＶＯに基づいて実質的な
吸気通路面積Ａが求められる（ステップ３）。これは第
４図に示すように各絞弁開度ＴＶＯに対する吸気通路面
積Ａの値を予め割り付けたデータテーブルを用いて行わ
れる。

そして、ステップ４で、吸気通路面積Ａと機関回転数Ｎ
とから基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）Ｔｐが、Ｔ
ｐ＝Ｋｘ（Ａ／Ｎ）として求められる。尚、Ｋは定数で
ある。

また、これに続くステップ５で、学習係数Ｋ１２が設定
される。これは、その時点で記憶保持されている後述す
るアイドル時学習係数ＫＱＸｄとそのときの絞弁開度Ｔ
ＶＯとから決定されるもので、Ｋ　（１＝　Ｋ　ＴＶＯ
Ｘ　Ｋ　Ｑ　Ｉａとして演算される。ここで係数Ｋ　ｒ
ｖｏは、吸気通路１２の汚れによる誤差率と絞弁開度Ｔ
ＶＯとの関係を示すもので、第５図に示すように予め求
めた特性のデータテーブルを参照して設定される。尚、
この係数Ｋ　ｔｖｏの特性は、後述するように、汚れの
多少に拘わらずある１つの特性で十分に近似させること
ができる。また、この係数Ｋ　ＴＶＯは、第５図に明ら
かなように、アイドル時にＩｌｌであり、絞弁開度ＴＶ
Ｏの増加に従って小さな値となる。

そして、ステップ６で、実際の燃料噴射量つまり燃料噴
射弁１６の駆動パルス幅Ｔｉが次式により決定される。

Ｔ　ｉ　＝ＴｐＸＣＯＥＦＸａＸＫ（２＋ＴｓここでＣ
０ＥＦは各種増量補正係数であり、例えば水温増量、高
速高負荷域に対する空燃比補正などからなる。Ｔ５は、
無効時間に関連した電圧補正分である。またαは、０．
センサ１９に基づくフィードバック補正係数であって、
０．センサ１９の出力を所定のスライスレベル（理論空
燃比に対応する）と比較し、かつその濃薄変化に基づく
比例積分制御によって逐次求められる。すなわち、この
フィードバック補正係数αによって、実際の空燃比が理
論空燃比近傍にフィードバック制御されることになる。

尚、高速高負荷等で空燃比フィードバック制御が停止さ
れる場合には、上記フィードバック補正係数αが「１」
に固定される。

上記のようにして燃料噴射量Ｔｉが決定された後、ステ
ップ７において、燃料噴射弁Ｉ６から燃料が噴射される
。

次にステップ８では、そのときの機関運転条件が所定の
アイドル学習条件であるか否かが判定される。詳しくは
、機関がアイドル状態にあって、かっ空燃比フィードバ
ック制御が実行されている場合は、アイドル学習条件に
あるものとしてステップ９へ進む。また、アイドル以外
の場合、あるいはアイドル状態であっても低水温時等に
より空燃比フィードバック制御が実行されていない場合
には、ステップ９へ進まずに一連の処理が終了する。尚
、アイドル状態であるか否かは、絞弁開度ＴＶＯおよび
機関回転数Ｎによって判別される。

ステップ９へ進んだ場合には、アイドル時学習係数に１
２　ｒ６の演算および更新が行われる。このアイドル時
学習係数ＫＱ！ａは、公知の学習補正と同様に、例えば
、Ｏ，センサ１９の出力が数回サンプリングされる間の
空燃比フィードバック補正係数αの最大値と最小値との
中間値として求められる。そして、このように演算され
た値が新たなアイドル時学習係数ＫｇＸｄとしてメモリ
に記憶される。

従って、吸気通路１２の汚れ等の経年変化を補う学習値
として、上記構成では単にアイドル時学習係数ＫＱｘ−
のみが記憶されることになり、読み書き可能なメモリの
占有領域が非常に小さくなる。

またアイドル状態は通常の運転態様の中で最も頻繁に生
じ得るので、常に最新のデータを確実に取り込めること
になる。しかも、経年変化の主たる要因である吸気通路
】２の汚れの影響は、アイドル時に最も大きな誤差とし
て現れるので、そのアイドル時の状態つまりベース空燃
比の片寄り状態を学習することで、汚れによる誤差を最
も適切な形で学習補正することができる。

次に、第６図は、絞弁１７近傍の吸気通路１２内壁面の
汚れによる影響、詳しくは吸入空気量Ｑの誤差率を示し
たもので、（イ）が５μｌの汚れ（つまり通路口径の減
少）による誤差率の演算値、（ロ）が１０μｌの汚れに
よる誤差率の演算値、（ハ）が１５μｌの汚れによる誤
差率の演算値である。これに対し、（ニ）は約５μ！程
度の汚れが付着した場合の誤差率の実測値、（ホ）は約
１５μ肩の程度の汚れが付着した場合の誤差率の実測値
であり、いずれの場合も絞弁開度ＴＶＯの増加に伴って
略一定の関数関係に沿って誤差率が減少して行く。従っ
て、前述したように、アイドル時のみで実際に学習を行
い、他の領域ではその学習値に基づく推定でもって十分
な補正が行えるのである。ここで、その絞弁開度ＴＶＯ
に対する係数Ｋ　ＴＶＯの特性（第５図）を決定するに
際しては、例えば、５μｍ、１０μｍ、１５μｍの各誤
差率特性の絞弁開度ＴＶＯに対する減少割合を求め、そ
の平均値を用いれば良い。尚、第６図は、絞弁１７の直
径が４５１ｚ１１１全閉角つまり開度が０であるときの
傾斜角が６°、絞弁１７の板厚が１　、５　ａｍ。

アイドル開度が１．５°とした場合の例を示している。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
の燃料噴射量制御装置によれば、絞弁開度と機関回転数
とを主たるパラメータとして基本燃料噴射量を決定する
ものにおいて、アイドル時にのみ実際に学習を行ってア
イドル時学習係数を求め、他の領域では該アイドル時学
習係数と絞弁開度とから学習係数を推定的に決定するよ
うにしたので、学習係数によるメモリ占有領域を減少で
きるとともに、常に最新の状態を確実に学習でき、その
補正の信頼性が向上する。また汚れによる影響が最も大
きなアイドル時に実際の学習を行うことから、汚れによ
る誤差を最も適切な形で補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る燃料噴射量制御装置の構成を示
すクレーム対応図、第２図はこの発明の一実施例を示す
構成説明図、第３図はこの実施例における燃料噴射量制
御を示すフローチャート、第４図は吸気通路面積と絞弁
開度との関係を示す特性図、第５図は係数ＫＴＶＯと絞
弁開度との関係を示す特性図、第６図は汚れによる吸入
空気量の誤差率を示す特性図である。 ｌ・・絞弁開度検出手段、２・・・回転数検出手段、３
・・・基本燃料噴射量演算手段、４・・燃料噴射量演算
手段、５・・空燃比センサ、６・・・フィードバック補
正係数設定手段、７・・・アイドル時学習係数設定手段
、８・・・記憶手段、９・・・学習係数設定手段。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の絞弁の開度を検出する手段と、内燃機
   関の回転数を検出する手段と、この絞弁開度と機関回転
   数とに基づいて基本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射
   量演算手段と、上記基本燃料噴射量にフィードバック補
   正係数および学習係数に基づく補正を加えて燃料噴射量
   を演算する燃料噴射量演算手段と、内燃機関の排気通路
   に配設された空燃比センサと、この空燃比センサの検出
   信号に基づき実際の空燃比が目標空燃比に近付くように
   上記フィードバック補正係数を設定するフィードバック
   補正係数設定手段と、機関アイドル時における上記フィ
   ードバック補正係数の変化に基づいてアイドル時学習係
   数を設定するアイドル時学習係数設定手段と、この逐次
   設定されるアイドル時学習係数を順次更新して記憶する
   記憶手段と、このアイドル時学習係数と実際の絞弁開度
   とからそのときの学習係数を設定する学習係数設定手段
   とを備えてなる内燃機関の燃料噴射量制御装置。