JPH0631156Y2 - 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
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- JPH0631156Y2 JPH0631156Y2 JP15068988U JP15068988U JPH0631156Y2 JP H0631156 Y2 JPH0631156 Y2 JP H0631156Y2 JP 15068988 U JP15068988 U JP 15068988U JP 15068988 U JP15068988 U JP 15068988U JP H0631156 Y2 JPH0631156 Y2 JP H0631156Y2
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- air
- engine
- fuel ratio
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はトルク変動量を利用した内燃機関のリーンバー
ンシステムに関する。
ンシステムに関する。
近年、排気公害の防止と共に燃費対策として、機関の空
燃比をリーン状態で運転する希薄燃焼方式（リーンバー
ンシステム）が採用されている。その１つとして、リー
ンミクスチャセンサを機関の排気管中に設け、このリー
ンミクスチャセンサの出力を用いて機関の空燃比を任意
のリーン空燃比にフィードバック制御するものがある。
しかしながら、リーンミクスチャセンサを用いたリーン
バーンシステムにおいては、リーンミクスチャセンサ、
燃料噴射弁、等の部品のばらつき、経時、あるいは経年
的変化を考慮して制御空燃比を失火限界（リーンリミッ
ト）ぎりぎりのリーン領域まで設定しておくと、失火が
発生してドライバビリティの悪化を招く。従って、リー
ンリミットよりもリッチ側の安定領域で空燃比を制御す
るのが通常であり、この結果、エミッションの低減およ
び燃費改善が不十分であった。
燃比をリーン状態で運転する希薄燃焼方式（リーンバー
ンシステム）が採用されている。その１つとして、リー
ンミクスチャセンサを機関の排気管中に設け、このリー
ンミクスチャセンサの出力を用いて機関の空燃比を任意
のリーン空燃比にフィードバック制御するものがある。
しかしながら、リーンミクスチャセンサを用いたリーン
バーンシステムにおいては、リーンミクスチャセンサ、
燃料噴射弁、等の部品のばらつき、経時、あるいは経年
的変化を考慮して制御空燃比を失火限界（リーンリミッ
ト）ぎりぎりのリーン領域まで設定しておくと、失火が
発生してドライバビリティの悪化を招く。従って、リー
ンリミットよりもリッチ側の安定領域で空燃比を制御す
るのが通常であり、この結果、エミッションの低減およ
び燃費改善が不十分であった。
そこで、本願出願人らは、リーンミクスチャセンサを用
いないリーンバーンシステムを既に提案している（参
照：特開昭60-122234号公報）。すなわち、第２図に示
すように、空燃比Ａ／Ｆがリーンとなって失火領域（斜
線部分）に近づくと、排気ガス成分、特に、NOx成分は
低下し、また、燃料消費率ＦＣも減少するが、失火領域
に入ると急激に増加し、さらに、機関のトルク変動量△
TRQも急激に増加する。したがって、排気公害の防止お
よび燃費対策として、空燃比Ａ／Ｆをリーン側にするこ
とは好ましく、この場合、失火領域までは空燃比Ａ／Ｆ
をリーン側しないようにすにために機関のトルク変動量
△TRQが一定の範囲にあるように制御することを条件と
すればよい。つまり、トルク変動量△TRQが急激に立ち
上がる点がリーンリミット点であることから、トルク変
動量△TRQが常に一定となるように機関の空燃比をフィ
ードバック制御することにより、燃費の点で最良のリー
ンリミット点での運転が可能となる。このため、上述の
特開昭60-122234号公報においては、機関のトルク変動
量としての燃焼圧変動量を検出し、機関の負荷領域毎に
たとえば１回転当たりの吸入空気量および機関の回転速
度の領域毎に設けられた負荷領域別学習値を、燃焼圧変
動量が所定値となるように、更新する、すなわち、フィ
ードバック制御する。この場合、この所定値が空燃比の
リーンリミット点に相当する。
いないリーンバーンシステムを既に提案している（参
照：特開昭60-122234号公報）。すなわち、第２図に示
すように、空燃比Ａ／Ｆがリーンとなって失火領域（斜
線部分）に近づくと、排気ガス成分、特に、NOx成分は
低下し、また、燃料消費率ＦＣも減少するが、失火領域
に入ると急激に増加し、さらに、機関のトルク変動量△
TRQも急激に増加する。したがって、排気公害の防止お
よび燃費対策として、空燃比Ａ／Ｆをリーン側にするこ
とは好ましく、この場合、失火領域までは空燃比Ａ／Ｆ
をリーン側しないようにすにために機関のトルク変動量
△TRQが一定の範囲にあるように制御することを条件と
すればよい。つまり、トルク変動量△TRQが急激に立ち
上がる点がリーンリミット点であることから、トルク変
動量△TRQが常に一定となるように機関の空燃比をフィ
ードバック制御することにより、燃費の点で最良のリー
ンリミット点での運転が可能となる。このため、上述の
特開昭60-122234号公報においては、機関のトルク変動
量としての燃焼圧変動量を検出し、機関の負荷領域毎に
たとえば１回転当たりの吸入空気量および機関の回転速
度の領域毎に設けられた負荷領域別学習値を、燃焼圧変
動量が所定値となるように、更新する、すなわち、フィ
ードバック制御する。この場合、この所定値が空燃比の
リーンリミット点に相当する。
しかしながら、通常のトルク変動量によるリーンバーン
システムにおいては、トルクを検出するためのセンサた
とえば燃焼圧センサが異常となった場合には、リーンリ
ミット制御を停止すると共に負荷領域別学習値を初期値
たとえば1.0に戻す（参照：特開昭58-211545号公報）こ
とが行われているが、センサ異常前まで負荷領域別学習
値が増量側に制御されていた運転領域においては、空燃
比がむしろオーバリーンとなり、この結果、失火もしく
は燃焼の悪化、NOxエミッションの悪化、ドライバビリ
ティの悪化等を招くという課題があった。
システムにおいては、トルクを検出するためのセンサた
とえば燃焼圧センサが異常となった場合には、リーンリ
ミット制御を停止すると共に負荷領域別学習値を初期値
たとえば1.0に戻す（参照：特開昭58-211545号公報）こ
とが行われているが、センサ異常前まで負荷領域別学習
値が増量側に制御されていた運転領域においては、空燃
比がむしろオーバリーンとなり、この結果、失火もしく
は燃焼の悪化、NOxエミッションの悪化、ドライバビリ
ティの悪化等を招くという課題があった。
したがって、本考案の目的は、トルクを検出するための
センサが異常な場合における空燃比のオーバリーンを防
止し、これにより、失火もしくは燃焼の悪化、NOxエミ
ッションの悪化、ドライバビリティの悪化等を防止した
トルク変動量を利用したリーンバーンシステムを提供す
ることにある。
センサが異常な場合における空燃比のオーバリーンを防
止し、これにより、失火もしくは燃焼の悪化、NOxエミ
ッションの悪化、ドライバビリティの悪化等を防止した
トルク変動量を利用したリーンバーンシステムを提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕 上述課題を解決するための手段は第１図に示される。す
なわち、トルク変動量演算手段は内燃機関のトルクを検
出するためのセンサたとえば燃焼圧センサの出力により
機関のトルク変動量△TRQを演算し、学習手段はトルク
変動量△TRQが所定値となるように機関の運転状態パラ
メータの領域毎に設けられた領域別学習値Ｋijを更新
し、空燃比調整手段は領域別学習値Ｋijに応じて機関の
空燃比を調整する。他方、センサ異常判別手段は燃焼圧
センサの出力によりこのセンサの異常を判別する。この
結果、該センサが異常のときに、停止手段は学習手段の
学習値更新を停止すると共に、学習値初期化手段は領域
別学習値Ｋijが増量補正側か減量補正側かを判別し、減
量補正側の領域別学習値のみを初期値にするものであ
る。
なわち、トルク変動量演算手段は内燃機関のトルクを検
出するためのセンサたとえば燃焼圧センサの出力により
機関のトルク変動量△TRQを演算し、学習手段はトルク
変動量△TRQが所定値となるように機関の運転状態パラ
メータの領域毎に設けられた領域別学習値Ｋijを更新
し、空燃比調整手段は領域別学習値Ｋijに応じて機関の
空燃比を調整する。他方、センサ異常判別手段は燃焼圧
センサの出力によりこのセンサの異常を判別する。この
結果、該センサが異常のときに、停止手段は学習手段の
学習値更新を停止すると共に、学習値初期化手段は領域
別学習値Ｋijが増量補正側か減量補正側かを判別し、減
量補正側の領域別学習値のみを初期値にするものであ
る。
上述の手段によれば、増量側にある領域別学習値に対し
ては、センサ異常時には初期化されないので、空燃比は
オーバリーンとはならない。他方、減量側にある領域別
学習値に対しては、センサ異常時には初期化されてリッ
チ側に補正される。
ては、センサ異常時には初期化されないので、空燃比は
オーバリーンとはならない。他方、減量側にある領域別
学習値に対しては、センサ異常時には初期化されてリッ
チ側に補正される。
第３図は本考案に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第３図において、機関本
体１の吸気通路２には圧力センサ３が設けられている。
圧力センサ３は吸入空気圧の絶対圧ＰＭを直接計測する
ものであって、たとえば半導体式センサであり、吸入空
気圧に応じたアナログ電圧の出力信号を発生する。この
出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変
換器101に供給されている。ディストリビュータ４に
は、その軸がたとえばクランク角に換算して720°毎に
基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ
５およびクランク角に換算して３０°毎に基準位置検出
用パルス信号を発生するクランク角センサ６が設けられ
ている。これらクランク角センサ５，６のパルス信号は
制御回路１０の入出力インターフェイス102に供給さ
れ、このうち、クランク角センサ６の出力はCPU103の割
り込み端子に供給される。
施例を示す全体概要図である。第３図において、機関本
体１の吸気通路２には圧力センサ３が設けられている。
圧力センサ３は吸入空気圧の絶対圧ＰＭを直接計測する
ものであって、たとえば半導体式センサであり、吸入空
気圧に応じたアナログ電圧の出力信号を発生する。この
出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変
換器101に供給されている。ディストリビュータ４に
は、その軸がたとえばクランク角に換算して720°毎に
基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ
５およびクランク角に換算して３０°毎に基準位置検出
用パルス信号を発生するクランク角センサ６が設けられ
ている。これらクランク角センサ５，６のパルス信号は
制御回路１０の入出力インターフェイス102に供給さ
れ、このうち、クランク角センサ６の出力はCPU103の割
り込み端子に供給される。
さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設け
られている。
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設け
られている。
また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケ
ット８には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度ＴＨ
Ｗに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力も制御回路１０のＡ／Ｄ変換器101に供給されてい
る。
ット８には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度ＴＨ
Ｗに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力も制御回路１０のＡ／Ｄ変換器101に供給されてい
る。
１１は機関の筒内たとえば第１気筒内の筒内圧力を直接
計測する耐熱性の圧電式燃焼圧センサであって、筒内圧
力に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力も制御回路１０のＡ／Ｄ変換器101に供給される。
計測する耐熱性の圧電式燃焼圧センサであって、筒内圧
力に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力も制御回路１０のＡ／Ｄ変換器101に供給される。
排気マニホールド１２より下流の排気系には、排気ガス
中の有害成分NOxを浄化するリーンNOx触媒を収容する触
媒コンバータ１３が設けられている。なお、有害成分H
C,CO,NOxを同時に浄化する三元触媒を使用しないのはリ
ーンバーンシステムの機関のためにHC,CO成分の浄化の
必要性に乏しいからである。
中の有害成分NOxを浄化するリーンNOx触媒を収容する触
媒コンバータ１３が設けられている。なお、有害成分H
C,CO,NOxを同時に浄化する三元触媒を使用しないのはリ
ーンバーンシステムの機関のためにHC,CO成分の浄化の
必要性に乏しいからである。
制御回路１０は、例えばマイクロコンピュータとして構
成され、Ａ／Ｄ変換器101、入出力インターフェイス10
2、CPU103の外にROM104、RAM105、バックアップRAM10
6、クロック発生回路107等が設けられている。
成され、Ａ／Ｄ変換器101、入出力インターフェイス10
2、CPU103の外にROM104、RAM105、バックアップRAM10
6、クロック発生回路107等が設けられている。
また、制御回路１０において、ダウンカウンタ108、フ
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁７
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴
射量ＴＡＵがダウンカウンタ108にプリセットされると
共にフリップフロップ109もセットされる。この結果、
駆動回路110が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、
ダウンカウンタ108がクロック信号（図示せず）を計数
して最後にそのキャリアウト端子が“１”レベルとなっ
たときに、フリップフロップ109がセットされて駆動回
路110は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述
の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従っ
て、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の
燃焼室に送り込まれることになる。
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁７
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴
射量ＴＡＵがダウンカウンタ108にプリセットされると
共にフリップフロップ109もセットされる。この結果、
駆動回路110が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、
ダウンカウンタ108がクロック信号（図示せず）を計数
して最後にそのキャリアウト端子が“１”レベルとなっ
たときに、フリップフロップ109がセットされて駆動回
路110は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述
の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従っ
て、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の
燃焼室に送り込まれることになる。
なお、CPU103の割り込み発生は、Ａ／Ｄ変換器101のＡ
／Ｄ変換終了時、入出力インターフェイス102がクラン
ク角センサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生
回路107からの割り込み信号を受信した時、等である。
／Ｄ変換終了時、入出力インターフェイス102がクラン
ク角センサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生
回路107からの割り込み信号を受信した時、等である。
圧力センサ３の吸入空気圧データＰＭおよび水温センサ
９の冷却水温データＴＨＷは所定時間毎に実行されるＡ
／Ｄ変換ルーチンによって取り込まれてRAM105の所定領
域に格納される。つまり、RAM105におけるデータＰＭお
よびＴＨＷは所定時間毎に更新されている。また、回転
速度データＮｅはクランク角センサ６の３０°CA毎に割
り込みによって演算されてRAM105の所定領域に格納され
る。
９の冷却水温データＴＨＷは所定時間毎に実行されるＡ
／Ｄ変換ルーチンによって取り込まれてRAM105の所定領
域に格納される。つまり、RAM105におけるデータＰＭお
よびＴＨＷは所定時間毎に更新されている。また、回転
速度データＮｅはクランク角センサ６の３０°CA毎に割
り込みによって演算されてRAM105の所定領域に格納され
る。
以下、第３図の制御回路１０の動作を説明する。
第４図は平均有効トルク演算ルーチンであって、所定時
間毎に実行される。すなわち、第４図のルーチンは第５
図に示す複数のクランク角位置ATDC５°CA（上死点後５
°），ATDC20°CA，ATDC35°CA，ATDC50°CAの４点にお
ける燃焼圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を演算し、これらの
瞬時の燃焼圧を加算することにより得られる平均有効燃
焼圧をトルク代用値PTRQとするものである。なお、この
演算方法については本願出願人は既に特開昭63-61129号
公報に提案している。
間毎に実行される。すなわち、第４図のルーチンは第５
図に示す複数のクランク角位置ATDC５°CA（上死点後５
°），ATDC20°CA，ATDC35°CA，ATDC50°CAの４点にお
ける燃焼圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を演算し、これらの
瞬時の燃焼圧を加算することにより得られる平均有効燃
焼圧をトルク代用値PTRQとするものである。なお、この
演算方法については本願出願人は既に特開昭63-61129号
公報に提案している。
すなわち、ステップ401〜405にてクランク角位置がBTDC
160°CA（上死点前160°），ATDC５°CA，ATDC20°CA，
ATDC35°CA、もしくはATDC50°CAか否かを判別する。い
ずれのクランク角位置でもなければステップ423に直接
進む。
160°CA（上死点前160°），ATDC５°CA，ATDC20°CA，
ATDC35°CA、もしくはATDC50°CAか否かを判別する。い
ずれのクランク角位置でもなければステップ423に直接
進む。
クランク角度位置BTDC160°CAであればステップ406に進
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込
み、Ｖ０としてRAM105に格納する。なお、吸気下死点付
近の値Ｖ０は燃焼圧センサ１１の温度等による出力ドリ
フト、オフセット電圧のばらつき等を吸収するために、
他のクランク位置での燃焼圧の基準値とするものであ
る。
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込
み、Ｖ０としてRAM105に格納する。なお、吸気下死点付
近の値Ｖ０は燃焼圧センサ１１の温度等による出力ドリ
フト、オフセット電圧のばらつき等を吸収するために、
他のクランク位置での燃焼圧の基準値とするものであ
る。
クランク角位置がATDC５°CAであればステップ407に進
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ１と
して取り込む。次に、ステップ408にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ１（＝Ｖ１−Ｖ０）をATDC５°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。さらに、ステップ
409では、Ｐ１が一定値たとえば0.01Ｖ以下か否かを判
別することにより燃焼圧センサ１１が異常か否かを判別
する。すなわち、燃焼圧センサ１１が異常となった場合
には、特定のクランク角位置の範囲で出力された気筒内
圧力は変動がなくなり、その振幅が小さくなることが知
られる（参照：実開昭58-184641号公報）。したがっ
て、ステップ409では、燃焼圧センサ１１の出力の振幅
としてのＰ１により燃焼圧センサ１１の異常を判別す
る。この結果、Ｐ１≦0.01Ｖ（異常）であればステップ
410にてセンサ異常フラグＸＦをセットし、Ｐ１＞0.01
Ｖ（正常）であればステップ411にてセンサ異常フラグ
ＸＦをリセットする。なお、ステップ411を省略して一
旦センサ異常となった後はセンサ異常フラグＸＦをセッ
ト状態（ＸＦ＝“１”）バックアップRAM106に保持して
アラームとして用いてもよい。
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ１と
して取り込む。次に、ステップ408にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ１（＝Ｖ１−Ｖ０）をATDC５°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。さらに、ステップ
409では、Ｐ１が一定値たとえば0.01Ｖ以下か否かを判
別することにより燃焼圧センサ１１が異常か否かを判別
する。すなわち、燃焼圧センサ１１が異常となった場合
には、特定のクランク角位置の範囲で出力された気筒内
圧力は変動がなくなり、その振幅が小さくなることが知
られる（参照：実開昭58-184641号公報）。したがっ
て、ステップ409では、燃焼圧センサ１１の出力の振幅
としてのＰ１により燃焼圧センサ１１の異常を判別す
る。この結果、Ｐ１≦0.01Ｖ（異常）であればステップ
410にてセンサ異常フラグＸＦをセットし、Ｐ１＞0.01
Ｖ（正常）であればステップ411にてセンサ異常フラグ
ＸＦをリセットする。なお、ステップ411を省略して一
旦センサ異常となった後はセンサ異常フラグＸＦをセッ
ト状態（ＸＦ＝“１”）バックアップRAM106に保持して
アラームとして用いてもよい。
クランク角位置がATDC20°CAであればステップ412に進
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ２と
して取り込む。次に、ステップ413にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ２（＝Ｖ２−Ｖ０）をATDC20°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ２と
して取り込む。次に、ステップ413にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ２（＝Ｖ２−Ｖ０）をATDC20°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。
クランク角位置がATDC35°CAであればステップ414に進
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ３と
して取り込む。次に、ステップ415にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ３（＝Ｖ３−Ｖ０）をATDC35°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ３と
して取り込む。次に、ステップ415にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ３（＝Ｖ３−Ｖ０）をATDC35°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。
クランク角位置がATDC50°CAであればステップ416に進
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ４と
して取り込む。次に、ステップ417にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ４（＝Ｖ４−Ｖ０）をATDC50°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。次に、ステップ41
8にて平均有効トルク値PTRQnを、 PTRQn ←０．５・Ｐ１＋２．０・Ｐ２＋３．０・Ｐ３＋４．０・Ｐ４ により演算し、次に、ステップ419にてカウンタｎを＋
１カウントアップする。なお、カウンタｎは１６個の平
均有効トルク値PTRQn（ｎ＝０〜１５）が得られたか否
かを判別するためである。
み、燃焼圧センサ１１の燃焼圧をＡ／Ｄ変換してＶ４と
して取り込む。次に、ステップ417にて、基準値Ｖ０を
減算した値Ｐ４（＝Ｖ４−Ｖ０）をATDC50°CAでの燃焼
圧として演算してRAM105に格納する。次に、ステップ41
8にて平均有効トルク値PTRQnを、 PTRQn ←０．５・Ｐ１＋２．０・Ｐ２＋３．０・Ｐ３＋４．０・Ｐ４ により演算し、次に、ステップ419にてカウンタｎを＋
１カウントアップする。なお、カウンタｎは１６個の平
均有効トルク値PTRQn（ｎ＝０〜１５）が得られたか否
かを判別するためである。
１６個の平均有効トルク値PTRQnが得られた場合のみ、
ステップ410のフローがステップ421,422に進む。すなわ
ち、ステップ421では後述の学習ルーチンを実行し、ス
テップ422にて次の実行に備えてカウンタｎをクリアす
る。
ステップ410のフローがステップ421,422に進む。すなわ
ち、ステップ421では後述の学習ルーチンを実行し、ス
テップ422にて次の実行に備えてカウンタｎをクリアす
る。
そして、ステップ423にてこのルーチンは終了する。
なお、第４図のルーチンは所定時間毎に実行されるよう
に構成しているが、実際には、クランク角センサ６の３
０°CA信号の割り込みによって行われる３０°CA割り込
みルーチンによって行われる。この場合には、第５図に
示すごとく、720°CA信号に応じてクリアされ、３０°C
A割り込み毎にカウントアップするアングルカウンタＮ
Ａを設け、アングルカウンタＮＡの値に応じて燃焼圧を
Ａ／Ｄ変換するものであるが、ATDC５°CA，ATDC35°CA
の位置は３０°CA割り込み時点と一致しない。従って、
ATDC５°CA，ATDC35°CAでのＡ／Ｄ変換はその直前の３
０°CA割り込み時点（ＮＡ＝“０”，“１”）で１５°
CA時間を演算してタイマに設定し、タイマによってCPU1
03に割り込ませることにより行う。
に構成しているが、実際には、クランク角センサ６の３
０°CA信号の割り込みによって行われる３０°CA割り込
みルーチンによって行われる。この場合には、第５図に
示すごとく、720°CA信号に応じてクリアされ、３０°C
A割り込み毎にカウントアップするアングルカウンタＮ
Ａを設け、アングルカウンタＮＡの値に応じて燃焼圧を
Ａ／Ｄ変換するものであるが、ATDC５°CA，ATDC35°CA
の位置は３０°CA割り込み時点と一致しない。従って、
ATDC５°CA，ATDC35°CAでのＡ／Ｄ変換はその直前の３
０°CA割り込み時点（ＮＡ＝“０”，“１”）で１５°
CA時間を演算してタイマに設定し、タイマによってCPU1
03に割り込ませることにより行う。
また、平均有効トルク値として燃焼圧を用いたが、トル
クセンサを設けて直接得ることもできる。
クセンサを設けて直接得ることもできる。
第６図は第４図の学習ステップ421の詳細なフローチャ
ートである。すなわち、ステップ601では、センサ異常
フラグＸＦにより燃焼圧センサ１１が異常か否かを判別
する。この結果、燃焼圧センサ１１が正常であればステ
ップ602〜606にて学習値Ｋijを更新し、他方、燃焼圧セ
ンサ１１が異常であればステップ607〜609に進み学習値
Ｋijの更新を停止すると共に、学習値Ｋijの初期化を行
う。
ートである。すなわち、ステップ601では、センサ異常
フラグＸＦにより燃焼圧センサ１１が異常か否かを判別
する。この結果、燃焼圧センサ１１が正常であればステ
ップ602〜606にて学習値Ｋijを更新し、他方、燃焼圧セ
ンサ１１が異常であればステップ607〜609に進み学習値
Ｋijの更新を停止すると共に、学習値Ｋijの初期化を行
う。
ステップ602では、１６個の平均有効トルク値PTRQn（ｎ
＝０〜１５）の分散Ｓ２をトルク変動量として演算す
る。つまり、 とする。
＝０〜１５）の分散Ｓ２をトルク変動量として演算す
る。つまり、 とする。
次に、ステップ603では、分散Ｓ２が設定値より大きい
か否かを判別する。この結果、設定値より大きいときに
はステップ604にて燃料補正量△Ｇを１％としてリッチ
側として分散Ｓ２を設定値に近づくようにする。他方、
設定値より小さいときにはステップ605にて燃料補正量
△Ｇを−１％としてリーン側として分散Ｓ２を設定値に
近づくようにする。
か否かを判別する。この結果、設定値より大きいときに
はステップ604にて燃料補正量△Ｇを１％としてリッチ
側として分散Ｓ２を設定値に近づくようにする。他方、
設定値より小さいときにはステップ605にて燃料補正量
△Ｇを−１％としてリーン側として分散Ｓ２を設定値に
近づくようにする。
ステップ606では、RAM105より吸入空気圧データＰＭお
よび回転速度データＮｅを読み出し、ＰＭおよびＮｅに
属する領域の負荷領域別学習値ＫijをバックアップRAM1
06より読み出し、 Ｋｉｊ←Ｋｉｊ＋△Ｇ とする。なお、負荷領域別学習値Ｋijは、下表に示すご
とく、ＰＭおよびＮｅをそれぞれ等間隔（不等間隔でも
よい）で区切った領域毎に２次元マップとして与えられ
る。
よび回転速度データＮｅを読み出し、ＰＭおよびＮｅに
属する領域の負荷領域別学習値ＫijをバックアップRAM1
06より読み出し、 Ｋｉｊ←Ｋｉｊ＋△Ｇ とする。なお、負荷領域別学習値Ｋijは、下表に示すご
とく、ＰＭおよびＮｅをそれぞれ等間隔（不等間隔でも
よい）で区切った領域毎に２次元マップとして与えられ
る。
他方、ステップ607では、初期化実行フラグＸＥＸが
“０”か否かを判別し、ＸＥＸ＝“０”であればステッ
プ608にて学習値Ｋijを初期化し、ステップ609にて初期
化実行フラグＸＥＸをセットする。つまり、フラグＸＥ
Ｘはセンサ異常（ＸＦ＝“１”）後に学習値初期化を１
回のみ実行するためである。
“０”か否かを判別し、ＸＥＸ＝“０”であればステッ
プ608にて学習値Ｋijを初期化し、ステップ609にて初期
化実行フラグＸＥＸをセットする。つまり、フラグＸＥ
Ｘはセンサ異常（ＸＦ＝“１”）後に学習値初期化を１
回のみ実行するためである。
そして、ステップ610にてこのルーチンは終了する。
なお、第６図のルーチンではトルク変動量として分散Ｓ
２を用いたが、他の値たとえば出力トルクの低下量を用
いてもよい。
２を用いたが、他の値たとえば出力トルクの低下量を用
いてもよい。
第７図は第６図の学習値初期化ステップ608の詳細なフ
ローチャートである。すなわち、ステップ701では、カ
ウンタｉ，ｊをリセットし、ステップ702に進む。ステ
ップ702ではRAM105より上述の領域毎の学習値Ｋij（ｉ
＝０〜ｉｍａｘ，ｊ＝０〜ｊｍａｘ）を読み出し、Ｋij
＜Ｋ０（一定値たとえば1.0）か否かすなわち減量側か
否かを判別し、減量側である場合のみステップ703に進
み、学習値Ｋijを初期値Ｋ０とする。ステップ702,703
のフローは、ステップ704〜707によりｉ＝０〜
ｉｍａｘ，ｊ＝０〜ｊｍａｘで繰り返され、上述の表に
おける減量側の学習値ＫijのみがＫ０に置換される。そ
して、ステップ708にてこのルーチンは終了する。
ローチャートである。すなわち、ステップ701では、カ
ウンタｉ，ｊをリセットし、ステップ702に進む。ステ
ップ702ではRAM105より上述の領域毎の学習値Ｋij（ｉ
＝０〜ｉｍａｘ，ｊ＝０〜ｊｍａｘ）を読み出し、Ｋij
＜Ｋ０（一定値たとえば1.0）か否かすなわち減量側か
否かを判別し、減量側である場合のみステップ703に進
み、学習値Ｋijを初期値Ｋ０とする。ステップ702,703
のフローは、ステップ704〜707によりｉ＝０〜
ｉｍａｘ，ｊ＝０〜ｊｍａｘで繰り返され、上述の表に
おける減量側の学習値ＫijのみがＫ０に置換される。そ
して、ステップ708にてこのルーチンは終了する。
第８図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
毎たとえば360°CA毎に実行される。ステップ801では、
RAM105により吸入空気圧データＰＭおよび回転速度デー
タＮｅを読み出して基本噴射量TAUPを演算する。ステッ
プ802では、RAM105より吸入空気圧データＰＭおよび回
転速度データＮｅを読み出してバックアップRAM106に格
納された上述の表に示す２次元マップにより値Ｋを補間
計算する。そして、ステップ803にて、最終噴射量ＴＡ
Ｕを、 ＴＡＵ←ＴＡＵＰ・Ｋ・α＋β により演算する。なお、α，βは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量であり、たとえば図示しないス
ロットル位置センサからの信号、あるいは吸気温センサ
からの信号、バッテリ電圧等により決められる補正量で
あり、これらもRAM105に格納されている。次いで、ステ
ップ804にて、噴射量ＴＡＵをダウンカウンタ108にセッ
トすると共にフリップフロップ109をセットして燃料噴
射を開始させる。そして、ステップ805にてこのルーチ
ンは終了する。なお、上述のごとく、噴射量ＴＡＵに相
当する時間が経過すると、ダウンカウンタ108のキャリ
アウト信号によってフリップフロップ109がリセットさ
れて燃料噴射は終了する。
毎たとえば360°CA毎に実行される。ステップ801では、
RAM105により吸入空気圧データＰＭおよび回転速度デー
タＮｅを読み出して基本噴射量TAUPを演算する。ステッ
プ802では、RAM105より吸入空気圧データＰＭおよび回
転速度データＮｅを読み出してバックアップRAM106に格
納された上述の表に示す２次元マップにより値Ｋを補間
計算する。そして、ステップ803にて、最終噴射量ＴＡ
Ｕを、 ＴＡＵ←ＴＡＵＰ・Ｋ・α＋β により演算する。なお、α，βは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量であり、たとえば図示しないス
ロットル位置センサからの信号、あるいは吸気温センサ
からの信号、バッテリ電圧等により決められる補正量で
あり、これらもRAM105に格納されている。次いで、ステ
ップ804にて、噴射量ＴＡＵをダウンカウンタ108にセッ
トすると共にフリップフロップ109をセットして燃料噴
射を開始させる。そして、ステップ805にてこのルーチ
ンは終了する。なお、上述のごとく、噴射量ＴＡＵに相
当する時間が経過すると、ダウンカウンタ108のキャリ
アウト信号によってフリップフロップ109がリセットさ
れて燃料噴射は終了する。
さらに、上述の実施例では、吸入空気圧および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
量および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
量および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。
さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本考案を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ（EACV）により
機関の吸入空気量を調整した空燃比を制御するもの、エ
レクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブに
よりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系通
路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を制
御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気量を
調整するもの、等に本考案を適用し得る。この場合に
は、ステップ801における基本噴射量TAUP相当の基本燃
料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すなわ
ち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度に
応じて決定され、ステップ803にて最終燃料噴射量ＴＡ
Ｕに相当する供給空気量が演算される。
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本考案を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ（EACV）により
機関の吸入空気量を調整した空燃比を制御するもの、エ
レクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブに
よりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系通
路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を制
御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気量を
調整するもの、等に本考案を適用し得る。この場合に
は、ステップ801における基本噴射量TAUP相当の基本燃
料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すなわ
ち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度に
応じて決定され、ステップ803にて最終燃料噴射量ＴＡ
Ｕに相当する供給空気量が演算される。
以上説明したように本考案によれば、トルクを検出する
ためのセンサが異常となった場合に領域別学習値を初期
化する際には、減量補正側の領域別学習値のみを初期化
するので、空燃比のオーバリーンを防止でき、したがっ
て、失火もしくは燃焼の悪化、NOxエミッションの悪
化、ドライバビリティの悪化等を防止できる。
ためのセンサが異常となった場合に領域別学習値を初期
化する際には、減量補正側の領域別学習値のみを初期化
するので、空燃比のオーバリーンを防止でき、したがっ
て、失火もしくは燃焼の悪化、NOxエミッションの悪
化、ドライバビリティの悪化等を防止できる。
第１図は本考案の構成を説明するための全体ブロック
図、 第２図はトルク変動量、燃費、および排気エミッション
特性を示すグラフ、 第３図は本考案に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第４図、第６図、第７図、第８図は第３図の制御回路の
動作を説明するためのフローチャート、 第５図は第４図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図である。 １……機関本体、３……圧力センサ、 ４……ディストリビュータ、 ５，６……クランク角センサ、 １０……制御回路、１１……燃焼圧センサ、 １３……触媒コンバータ。
図、 第２図はトルク変動量、燃費、および排気エミッション
特性を示すグラフ、 第３図は本考案に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第４図、第６図、第７図、第８図は第３図の制御回路の
動作を説明するためのフローチャート、 第５図は第４図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図である。 １……機関本体、３……圧力センサ、 ４……ディストリビュータ、 ５，６……クランク角センサ、 １０……制御回路、１１……燃焼圧センサ、 １３……触媒コンバータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松下 宗一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−122234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−211545（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−68743（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関のトルクを検出するためのセンサ
(11)と、 該センサの出力により前記機関のトルク変動量（△TR
Q）を演算するトルク変動量演算手段と、 該トルク変動量が所定値となるように前記機関の運転状
態パラメータの領域毎に設けられた領域別学習値
（Ｋij）を更新する学習手段と、 該領域別学習値に応じて前記機関の空燃比を調整する空
燃比調整手段と、 前記センサの出力により該センサの異常を判別するセン
サ異常判別手段と、 該センサが異常のときに前記学習手段の学習値更新を停
止する停止手段と、 前記センサが異常のときに前記領域別学習値が増量補正
側か減量補正側かを判別し、減量補正側の領域別学習値
のみを初期値にする学習値初期化手段と、 を具備する内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15068988U JPH0631156Y2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15068988U JPH0631156Y2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272342U JPH0272342U (ja) | 1990-06-01 |
| JPH0631156Y2 true JPH0631156Y2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=31424057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15068988U Expired - Lifetime JPH0631156Y2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631156Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4489648B2 (ja) * | 2005-07-20 | 2010-06-23 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の燃料供給装置 |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP15068988U patent/JPH0631156Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0272342U (ja) | 1990-06-01 |
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