JPH08246920A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents
エンジンの空燃比制御装置Info
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- JPH08246920A JPH08246920A JP7055890A JP5589095A JPH08246920A JP H08246920 A JPH08246920 A JP H08246920A JP 7055890 A JP7055890 A JP 7055890A JP 5589095 A JP5589095 A JP 5589095A JP H08246920 A JPH08246920 A JP H08246920A
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Abstract
性から要求される空燃比に設定することを可能とする。 【構成】 初期設定手段21では所定の重質燃料対応の
暖機時燃料量を初期設定する。判定手段23がエンジン
の暖機状態かどうかを判定し、この判定結果より暖機後
に所定の重質燃料対応の暖機後回転変動許容レベルST
BSL1と実際の回転変動TRFSUMとの差を暖機後
の安定性余裕代STB1として演算手段24が演算し、
この暖機後の安定性余裕代STB1に基づいて演算手段
25が安定性指標の学習値LSTBを演算する。メモリ
ー26はこの学習値LSTBを記憶し、このメモリー2
6の値をバックアップ手段27がバックアップする。こ
のバックアップされた学習値LSTBで前記暖機時燃料
量を減量側に修正手段28が修正し、この修正された暖
機時燃料量を吸気管に供給手段29が供給する。
Description
装置に関する。
暖機時には、基本噴射量を増量補正することで、エンジ
ン回転を安定させている。
の燃料性状の燃料に対応して設定されるため、燃料性状
の異なる燃料が使用されるときには補正係数が合わなく
なって運転性や排気エミッションに影響が出るので、燃
料性状の違いに対処するようにした各種の装置が提案さ
れている。
644号公報に示される装置では、始動後増量補正係数
を標準的な特性の燃料に対応させて設定しており、この
燃料より蒸発点の高い燃料が使用されたときは、エンジ
ン回転数が落ちる。そこで、このものでは、現在の回転
数と目標回転数との差が所定限度を越えた場合に、新た
に導入した別の増量補正係数によってさらに基本噴射量
を増量補正するのである。
れる装置では、始動後増量補正係数をさらに燃料性状に
基づく補正係数KFHで補正するようにしてあり、始動
後所定時間内のエンジン回転数の変化に基づいて燃料性
状が標準燃料より軽質であるのかそれとも重質であるの
かを判定し、その判定結果により重質のときはKFHに
1を越える値を、また軽質のときはKFHに1未満の値
を与えることで、燃料性状が異なっても、良好な安定性
が得られるようにしている。
置においては始動のたびに回転数の変化をみて燃料性状
を判断しなければならないので、判断の結果が分かるま
でにある程度の時間を必要とし、結果が分ったタイミン
グで補正を開始しても、すでにそのタイミングでは増量
しなければならない燃料補正量もわずかである。言い換
えると、実際に使用されている燃料の燃料性状が初期設
定と異なるとわかるまでは初期設定のままの空燃比とな
るために燃料性状に適した空燃比に設定できないし、燃
料性状が初期設定と異なるとわかったタイミングからだ
と燃料性状に適した空燃比設定となる時間も短いわけで
ある。
に対応して設定されるが、始動直後で燃料性状が判定さ
れる前に加速や減速が行われたときには、過渡補正量
が、使用されている燃料の燃料性状に合わなくなること
も考えられる。
て最重質の燃料が使用されたときでも要求燃料量が与え
られるように始動後増量補正係数や過渡補正量を初期設
定することになるが、この場合には、最重質燃料より軽
質側の燃料が使用されるときに、燃料性状が判定される
までのあいだ燃料過多となり、排気エミッションが悪く
なったり、燃料を無駄に消費することになる。
重質燃料に対応して設定しておく一方で、暖機後に所定
の重質燃料に対応して設けた許容安定限界と暖機後の実
際の回転変動との差を暖機後の安定性余裕代として演算
し、この安定性余裕代に基づいて安定性指標の学習値を
演算し、これをバックアップしておくとともに、このバ
ックアップしてある学習値により暖機時燃料量を減量側
に修正することにより、燃料性状が相違しても、低温始
動直後に安定性から要求される空燃比に設定することを
可能とすることを目的とする。
示すように、所定の重質燃料対応の暖機時燃料量を初期
設定する手段21と、エンジンの回転変動TRFSUM
を検出する手段22と、エンジンの暖機状態かどうかを
判定する手段23と、この判定結果より暖機後に前記所
定の重質燃料対応の暖機後回転変動許容レベルSTBS
L1と前記検出される回転変動TRFSUMとの差(S
TBSL1−TRFSUM)を暖機後の安定性余裕代S
TB1として演算する手段24と、この暖機後の安定性
余裕代STB1に基づいて安定性指標の学習値LSTB
を演算する手段25と、この学習値LSTBを記憶する
メモリー26と、このメモリー26の値をバックアップ
する手段27と、このバックアップされた学習値LST
Bで前記暖機時燃料量を減量側に修正する手段28と、
この修正された暖機時燃料量を吸気管に供給する手段2
9とを設けた。
学習値演算手段25が、前記暖機後の安定性余裕代ST
B1に応じ軽質側になるほど大きくなる値を暖機後の安
定性補正係数LSTB1として演算する手段と、この暖
機後の安定性補正係数LSTB1の加重平均値を安定性
指標の学習値LSTBとして演算する手段とからなる。
いて、図21に示すように、前記暖機状態かどうかの判
定結果より暖機前に前記所定の重質燃料対応の暖機前回
転変動許容レベルSTBSL2と前記検出される回転変
動TRFSUMとの差(STBSL2−TRFSUM)
を暖機前の安定性余裕代STB2として演算する手段4
1と、前記検出される回転変動TRFSUMが前記所定
の重質燃料対応の暖機前回転変動許容レベルSTBSL
2の付近にくるように前記安定性指標の学習値LSTB
を前記暖機前の安定性余裕代STB2に応じてフィード
バック補正する手段42とを設けた。
か一つの発明において、前記学習値を演算するタイミン
グがアイドル時である。
暖機後アイドル時における回転変動の検出区間を、アイ
ドル判定されたあと数サイクル分の空燃比フィードバッ
ク制御を行った後に理論空燃比よりもわずかにリーン側
の状態とした所定の区間とした。
か一つの発明において、所定の重質燃料対応の過渡時燃
料量を初期設定する手段と、前記バックアップされた学
習値LSTBで前記過渡時燃料量を減量側に修正する手
段と、この修正された過渡時燃料量を吸気管に供給する
手段とを設けた。
め、このときの暖機時燃料量は重質燃料に対応して設定
された値そのものになる。したがって、この状態で軽質
側の燃料が使用されるときは燃料過多となり、燃料が無
駄に消費される。
る。このとき、軽質側燃料が使用されていることから回
転変動TRFSUMが小さくなり、安定性余裕代STB
1が大きくなるので、これにより学習値LSTBが初期
設定より大きくなり、学習が進むにつれて、学習値LS
TBが軽質側燃料に対応する値に近づいていく。
バックアップされるので、次回の始動までに燃料が変わ
らなければ、今度はバックアップされた学習値LSTB
により減量側に修正された値の暖機時燃料量が与えられ
る。つまり、そのとき使用されている軽質側燃料に対応
する値にまで暖機時燃料量が減量されるわけである。学
習値であることから、その減量側への修正は始動直後か
ら行われるのであり、これによって、始動直後から暖機
終了のタイミングまで安定性を確保しながら、使用され
ている軽質側燃料に適した空燃比が与えられる。
料に対応して初期設定しておく一方で、暖機後アイドル
時に所定の重質燃料に対応して設けた回転変動許容レベ
ルSTBSL1と暖機後の実際の回転変動TRFSUM
との差を暖機後の安定性余裕代STB1として演算し、
この安定性余裕代STB1に基づいて安定性指標の学習
値LSTBを演算し、これをバックアップしておくとと
もに、このバックアップしてある学習値LSTBにより
暖機時燃料量を減量側に修正することで、燃料性状が相
違しても、低温始動直後に安定性から要求される空燃比
に設定することが可能となる。つまり、所定の重質燃料
の使用時には運転安定性を確保するため初期設定の暖機
時燃料量により十分に燃料供給を行うことができるとと
もに、軽質側燃料の使用時には安定性を確保しながら初
期設定より空燃比をリーン側に設定することができ、始
動直後のエミッション排出量を抑制できるのである。
は燃料性状の判定結果をクリアし、始動のたびに燃料性
状の判定を行うようにしている従来例では、燃料性状に
対応した燃料供給制御の開始が遅れてしまい、特に低温
始動直後のような燃料性状の要求差が大きい領域で最適
な空燃比に設定できない。
余裕代STB1に応じ軽質側になるほど大きくなる値の
加重平均値であるため、学習値の安定性と燃料性状が変
化した場合の追従性とをバランスよく定めることができ
る。
して学習値LSTBが正しければ、暖機前アイドル時に
おいても回転変動TRFSUMが暖機後の回転変動許容
レベルSTBSL2の付近にあるはずであるが、学習値
LSTBに暖機後とのずれがあるときには、暖機前の回
転変動TRFSUMが暖機後の回転変動許容レベルST
BSL2を超えてしまう場合がありうる。このとき第3
の発明では、安定性余裕代STBSL2がたとえば負の
値となり、これに応じて学習値LSTBが前回より減量
側にフィードバック補正される。学習値LSTBのこの
減量側への補正によって、暖機時燃料量が前回よりも増
やされることになり、暖機前においても回転変動TRF
SUMが暖機後の回転変動許容レベルSTBSL2付近
へと制御される。
に学習が十分進んでいても、今回の始動前にその軽質側
燃料より重質側の燃料が給油されたときにまで、バック
アップされている学習値により減量修正した暖機時燃料
量を今回始動時の暖機中に与えたのでは、燃料不足とな
り、暖機前に実際の回転変動TRFSUMが暖機後の回
転変動許容レベルSTBSL2を大きく越えてしまう可
能性がある。しかしながら、このときにも第3の発明で
は安定性余裕代STBSL2が、たとえば負の値とな
り、これに応じて学習値LSTBが減量側へとフィード
バック補正され、この減量側に補正される学習値により
暖機時燃料量が増量側に修正されるのであり、これによ
って暖機前にも回転変動TRFSUMが暖機後の回転変
動許容レベルSTBSL2へと戻される。
燃料に対応する値になっている場合に、今回の始動前に
軽質側燃料が給油されたときには、燃料過多となり、第
1の発明においては暖機前に回転変動TRFSUMが暖
機後の回転変動許容レベルSTBSL2より大きく下回
ることになる。このとき、安定性余裕代STBSL2
が、たとえば正の値となり、これに応じて学習値LST
Bが増量側へとフィードバック補正され、この増量側に
補正される学習値により暖機時燃料量が減量側に修正さ
れるのであり、これによって回転変動TRFSUMが大
きくなり、暖機後の回転変動許容レベルSTBSL2付
近へと制御される。
に対する回転変動許容レベルSTBSL2と回転変動T
RFSUMとの差を暖機前の安定性余裕代STB2とし
て演算し、実際の回転変動TRFSUMが暖機前の回転
変動許容レベルSTBSL2の付近にくるように安定性
指標の学習値LSTBを暖機前の安定性余裕代STB2
に応じてフィードバック補正することで、暖機後との学
習値のずれや前回の暖機後に学習終了してからの急激な
燃料性状の変化があるときにも、回転変動を暖機後の回
転変動許容レベルSTBSL2の付近に制御できる。
ングがアイドル時であるので、回転変動がアイドル時以
外より大きく出ることになり、学習値の演算精度が向上
する。
回転変動TRFSUMの検出区間を、アイドル判定され
たあと数サイクル分の空燃比フィードバック制御を行っ
た後に、理論空燃比よりもわずかにリーン側の状態とし
た所定の区間としたので、暖機後のアイドル時に回転変
動の影響がもともと小くしか現れないエンジンにおいて
も、回転変動が最大限に引き出されることになり暖機後
アイドル時における回転変動TRFSUMの信頼性が増
す。
て初期設定しているときは、学習前であれば軽質側燃料
を使用しての加速時に過渡補正量が過多となり、空燃比
にリッチ側のエラーが生じる。このとき第6の発明によ
り軽質側燃料の使用時に前述のようにして学習が進んで
いれば、その学習値LSTBが大きくなっているはずで
あり、したがって学習値LSTBにより初期設定よりも
減量側に修正された値が過渡時燃料量として与えられ
る。つまり、学習値の進んだ段階になれば軽質側燃料に
適した過渡時燃料量を与えることが可能となるのであ
り、加速時の空燃比がリッチ側にずれることはない。
使用しての減速時に過渡時燃料量が過少となり、空燃比
にリーン側のエラーが生じるが、学習が進めば、減速時
の空燃比もリーンにずれることがない。
気通路8には吸気絞り弁5の下流に位置して燃料噴射弁
7が設けられ、コントロールユニット(図ではC/Uで
略記)2からの噴射信号により運転条件に応じて所定の
空燃比となるように、吸気中に燃料を噴射供給する。コ
ントロールユニット2にはクランク角センサー4からの
Ref信号とPos信号、エアフローメーター6からの
吸入空気量信号、排気通路8に設置した酸素センサー3
からの空燃比(酸素濃度)信号、さらには水温センサー
11からのエンジン冷却水温信号等が入力され、これら
に基づいてエンジンの不安定となる暖機中は、理論空燃
比よりもリッチ側の空燃比で運転するため、暖機増量補
正を行い、また過渡時にも燃料補正を行う。
揮発性)の異なるさまざまのものが使用されるので、最
重質燃料使用時の運転性確保を優先するため、最重質燃
料対応で初期設定した始動後増量補正係数KASと水温
増量補正係数KTWを用いて暖機時補正を行う一方で、
最重質燃料よりも軽質側の燃料が使用されているかどう
かを始動後に回転変動から判定し、軽質側燃料の使用で
あることが判定されたときは、軽質側燃料の使用に合わ
せて最重質燃料対応のKASとKTWを減量修正するこ
とが考えられる。
て燃料性状を判定しなければならないのでは、燃料性状
が初期設定と異なるとわかるまでが燃料過多となって空
燃比が大きくリッチ化し、また燃料性状が初期設定と異
なるとわかったタイミングからKAS、KTWを修正す
るのだと軽質側燃料に適した空燃比とすることのできる
時間も短いものでしかない。さらに、過渡補正量につい
ても最重質燃料対応で初期設定されている場合に、始動
直後で軽質側燃料と判定される前に加速や減速が行われ
たときには、加速時の過渡補正量が過剰となって空燃比
がリッチ化し(減速時はリーン化)、過渡時の運転性や
排気エミッションが悪くなる。
増量補正係数を最重質燃料対応で初期設定する一方で、
アイドル回転数から安定性指標を検出し、暖機後のアイ
ドル時には最重質燃料に対応して設定される暖機後の許
容安定限界との比較から安定性余裕代を求め、この安定
性余裕代に応じた安定性補正係数の加重平均値を安定性
指標の学習値として演算してバックアップしておき、そ
のバックアップしている学習値により前記暖機時増量補
正係数を減量側に修正する。
に対応して設定される暖機前の許容安定限界との比較か
ら安定性余裕代を求め、この安定性余裕代に応じた安定
性補正係数で安定性指標の学習値をフィードバック補正
する。
制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明
する。
るもので、Ref信号(各気筒が所定のクランク角とな
ったときにクランク角センサー4が出力するレファレン
ス信号:4気筒エンジンの場合はクランク角度180毎
に発生)に同期して実行する。
(n)をサンプリングする。nはサンプル回数である。
なお、今回のサンプリングの前にはTREF(n)の旧
値のシフトを行い、1回前のデータを2回前のRAM
に、また3回前を4回前へと移し変えている。
別変化量TREFC(n)を、 TREFC(n)=TREF(n)−TREF(n−4) …(1) の式で算出する。なお、この算出の前にもTREFC
(n)の旧値のシフトを、前記TREF(n)のシフト
と同じように行っている。
り、TREFC(n)は前回の自気筒(4回前の燃焼気
筒)の燃焼時のRef信号間周期に対する今回のRef
信号間周期の変化量となる。なお、気筒毎に変化量をと
るのは気筒間のバラツキを変動と誤認しないようにする
ためである。
量の変化量であるTRFOUT(n)を、 TRFOUT(n)=TREFC(n)−TREFC(n−1) …(2) の式により算出する。
EFCから今回のTREFCの変化量であり、燃焼に伴
う疑似的なトルク変動に相当する。
対値を所定のサイクル分だけ合計した値をエンジン安定
性指標TRFSUMとして算出し、図2のフローを終了
する。所定数NCYCは、検出精度(多いほどよい)と
制御速度(少ないほど速い)を考慮して決定する。
変動量)を算出したら、この安定性指標を用いて図3の
フローチャートにしたがい、安定性指標の学習値LST
Bを演算する。図3のフローもRef信号同期で実行す
る。
Nとからアイドル時かどうかを判断する。ここでは、ア
イドル時であることを学習値の演算を行うための条件と
しているので、非アイドル時は学習条件にないと判断し
てSTEP−10、STEP−11に進み、安定性指標
の学習値LSTBを保持するとともに、その学習値LS
TBをバックアップRAMに格納して図3のフローを終
了する。
ジンの冷却水温TWなどから暖機状態かどうかをみる。
暖機後であればSTEP−3において、予め最重質燃料
で得られる暖機後の回転変動許容スライスレベルSTB
SL1(図4参照)とTRFSUMとの差を安定性余裕
代STB1として計算する。なお、図4(後述する図
6、図7においても)においては最重質燃料を単に重質
で略記(最軽質燃料についても単に軽質で略記)してい
る。
が図4に示すように変化し、軽質側燃料の使用時には安
定性余裕代STB1が大きく出るのが一般的であるが、
エンジンによっては、STB1が小さくしか現れない場
合があるので、図5に示すようにアイドル判定されたタ
イミングより数サイクルのあいだ空燃比フィードバック
制御を行った後から所定の区間だけ理論空燃比(図では
λ=1のライン)よりもわずかにリーン側の空燃比とな
るように空燃比フィードバック補正係数αを固定し、こ
の区間を回転変動検出区間として暖機後のアイドル時お
ける回転変動を検出する。リーン側の空燃比とするの
は、リーン側の空燃比のほうが燃料性状の回転変動への
影響が大きくなり、STB1が大きく現れるためであ
る。
比と燃料性状が安定性に及ぼす影響は、開発(実験)段
階において明らかになるので(同機種では同じ)、暖機
後のアイドル時に燃料性状の影響が現れやすい空燃比を
回転変動検出区間におけるリーン側空燃比として初期設
定してやればよい。
1に応じて、図3のSTEP−4において図6を内容と
するテーブル検索により安定性補正係数LSTB1を求
める。図6のように、LSTB1の値は、安定性余裕代
STB1が最重質燃料の場合を0、最軽質燃料の場合を
1.0としてその間を直線の特性としたものである。図
3のSTEP−5では安定性補正係数LSTB1の加重
平均値を安定性指標の学習値LSTBとして演算、つま
り LSTB=K×LSTB-1+(1−K)×LSTB1 …(3) ただし、LSTB-1:前回のLSTB K:加重平均係数 の式により学習値LSTBを計算し、計算後の値をST
EP−11においてバックアップRAMに格納して図3
のフローを終了する。なお、STEP−11ではまた、
計算後のLSTBの値を格納するときに0≦LSTB≦
1の範囲に学習値を制限している。
ドル状態での学習値LSTBの安定性と燃料性状が変化
した場合の追従性とから判断して決める。
P−2からSTEP−6へと進み、今度は暖機前の回転
変動許容スライスレベルSTBSL2とTRFSUMと
の差を安定性余裕代STB2として計算する。
によってエンジンの安定性が暖機後のアイドル時よりも
大きく変化するので、たとえば実験により予め図7のよ
うに、最重質燃料と最軽質燃料の各燃料ごとに空燃比−
燃焼変動率−回転変動の相関を求めた上で、最重質燃料
に対する燃焼変動の許容レベルに回転変動の許容スライ
スレベルSTBSL2を設定する。このとき、同図より
最重質燃料と最軽質燃料それぞれの使用時に回転変動許
容スライスレベルSTBSL2を実現するための空燃比
を求めることができる。
代STB2に応じて図3のSTEP−7では暖機前の安
定性補正係数LSTB2を演算し、この安定性補正係数
LSTB2で学習値LSTBをフィードバック補正する
ため、STEP−8においてたとえば LSTB=LSTB-1+LSTB2 …(4) の式により学習値を更新する。
Bをフィードバック補正するのは次の理由からである。
前回の運転時における暖機後アイドル時に学習値LST
Bが演算され、かつ燃料性状が前回の運転時と変化して
ないときは、そのときの学習値が正しければ今回の運転
開始後の暖機前の状態においてTRFSUMがスライス
レベルSTBSL2付近にあるはずであるが、暖機後と
の学習値のずれや最後に学習終了してからの急激な燃料
性状変化に対応するために、フィードバック補正量とし
ての安定性補正係数LSTB2を、図8を内容とするテ
ーブル検索により求めるわけである。
1までの値である。STB2が正のときは安定性に余裕
があるので、STB2に比例させてLSTB2を大きく
し、これによって学習値LSTBを増量側に修正する。
この逆にSTB2が負のときは不安定なので、LSTB
2も負の値で設定し、これによって学習値LSTBを減
量側に修正する。また、STB2が正の小さな値の場合
(安定性に若干の余裕がある場合)には、LSTB2=
0とする不感帯を設けて学習値LSTBを安定させる。
習値LSTBは、バックアップRAMから読み出され、
次に述べるように燃料噴射量の暖機時補正と過渡補正に
用いられる。
YAを演算するもので、一定周期(たとえば10ms)
で実行する。
と同様であり、始動後増量補正係数KAS、水温増量補
正係数KTWのほか、高水温時の増量補正係数KHO
T、ノック制御リタード時の増量補正係数MRKNK、
混合比割り付け補正係数KMRを演算する。なお、KA
Sは冷却水温TWに応じた値を初期値として始動後時間
とともに一定の割合で減少し最終的に0となる値、また
KTWは冷却水温に応じた値であり、前述したようにK
ASとKTWとは最重質燃料に対応して初期設定してい
る。
学習値LSTBを読み出し、その読み出したLSTBに
よって始動後増量補正係数KASと水温増量補正係数K
TWの値を、 KSTB=LSTB×(KAS+KTW) …(5) の式により修正した値を安定性補正係数KSTBとして
設定し、STEP−7ではこれら各種補正係数の結果か
ら目標燃空比TFBYAを、 TFBYA=KAS+KTW+KHOT+MRKNK+KMR−KSTB …(6) の式により計算して図9のフローを終了する。
ついてだけとり出してみれば、(5)、(6)式より 本発明の始動後増量補正係数:KAS(1−LSTB) …(7) 本発明の水温増量補正係数:KTW(1−LSTB) …(8) となり、本発明では、KASとKTWが最重質燃料に対
応して初期設定される場合に、KAS×LSTBとKT
W×LSTBが減量補正分として新たに加わるわけであ
る。詳細には学習値LSTBは0に初期設定されてお
り、このときは(7),(8)式より始動後増量補正係
数、水温増量補正係数とも最重質燃料対応そのものの値
となるが、軽質側燃料の使用時はLSTBが0より1に
向けて変化していくので、LSTBが1に近づく分だけ
重質燃料対応のKTW、KASが減量側に修正されるこ
とになるのである。
KATHOSを演算するためのものである。このKAT
HOSの求め方は従来とほぼ同じであり、従来と異なる
のは、STEP−4における式だけである。
ス幅TPおよび冷却水温TWに基づいて平衡付着燃料量
MFHを演算する。付着燃料は、噴射弁から噴かれた燃
料が吸気ポート壁や吸気弁に付着し、液状のまま、いわ
ゆる壁流となって流れる燃料のことで、定常条件下で測
定したときの値が平衡付着燃料量である。
時点での付着燃料の予測値(予測変数)MFが単位周期
あたり(あるいは1噴射あたり)にどの程度の割合で接
近するかの割合を表す付着燃料応答係数KMFを回転数
N、基本噴射パルス幅TPおよび冷却水温TWに基づい
て演算する。
て、たとえば特開昭62−159741号公報を参照し
て簡単に説明すると、MFHは所定の冷却水温範囲TW
0〜TW4につき上記TPとNとをパラメータとして平
衡付着燃料量MFH0〜MFH4を付与するように予め
実測したマップ値から求めるようにしている。すなわ
ち、所定温度毎に図13に例示したような特性でMFH
nを付与するマップがコントロールユニットのメモリー
に記憶されており、図11に示した通り実際の冷却水温
TWとTP,Nをパラメータとする前記マップからの検
索、および補間計算からMFHを決定するわけである。
た単位周期当たり過不足燃料量VMFと水温TWとに基
づき、予め図14のように形成されたマップ検索により
基本係数KMFATを求め、次にNとTPとに基づき同
じく図15のように形成されたマップ検索により回転補
正率KMFNを求め、これらを乗じてKMFとする(図
12参照)。
応答係数KMFをMFHとその予測値MFとの差に乗じ
る演算により単位周期当たり過不足燃料量VMFを求め
る。このときの付着燃料予測値MFは、後に説明する図
17に示した処理において求められるMFの前回処理分
であり、これをMFHから差し引くことにより平衡付着
燃料量に対する現時点での単位周期当たり過不足燃料量
が得られるので、この値に対して燃料噴射量の補正にど
の程度反映させるかを示す付着燃料応答係数KMFを乗
じることにより単位周期当たり過不足燃料量が求められ
る。この場合、VMFは加速状態で正の値をとって噴射
燃料の不足量を表し、減速状態では負の値をとって噴射
燃料の過剰量を表すことになる。
のSTEP−4ではバックアップRAMより学習値LS
TBを読み出し、この読み出したLSTBを用いて過渡
補正量KATHOSを、 KATHOS=VMF×(1−KS×LSTB) …(9) ただし、KS:適合係数 の式により計算して、図10のフローを終了する。
重質燃料に対応して初期設定する一方で、(9)式によ
りVMF×LSTB×KSを減量修正分として新たに加
えている。LSTBが初期設定の0である場合の過渡補
正量は重質燃料対応そのものであるが、軽質側燃料の使
用時になるとLSTBが0より1に向けて変化していく
ので、その分だけ最重質燃料対応のVMFが減量側に修
正されることになる。なお、(9)式の適合係数KSは
学習値LSTBの大きさによって過渡補正量の要求量を
適合するための値である。
ス幅Tiの演算を示すものである。STEP−1ではエ
アフローメーターとクランク角センサーとにより検出し
た吸入空気量Qと回転数Nとを用いて、所定の空燃比が
得られる基本噴射パルス幅TPを、TP=k×Q/Nの
式で求める。kは定数である。
を、またSTEP−3では目標燃空比TFBYAを演算
する。KATHOSの演算動作は図10のフローチャー
トで、またTFBYAの演算動作は図9のフローチャー
トで前述した。
来と同様であり、O2センサー信号に基づく空燃比フィ
ードバック(図ではF/Bで略記)補正係数α、空燃比
補正学習値αm、電圧低下に伴う噴射弁の開弁遅れを補
正するための補正分Tsを求め、これらと上記のTP、
KATHOS、TFBYAを用い、Ti=(TP+KA
THOS)×TFBYA×(α+αm−1)+Tsの式
によって燃料噴射パルス幅Tiを計算し、図16のフロ
ーを終了する。
ようにして求めたTiの値が出力レジスターに書き込ま
れ、所定の噴射タイミングになると、噴射弁にTiに応
じた駆動信号が出力され、燃料噴射が行われる(図17
のSTEP−1)。この噴射タイミングではまた、次回
の処理のために前回の予測値MF(旧MF)に今回演算
した単位周期当たり過不足燃料量VMFを加えて新たな
予測値MFが書き換えられる(図17のSTEP−
2)。この書き換えられたMFが図10のSTEP−3
で使われる。なお、Ref信号に同期して噴射タイミン
グを定めていることから、図17の処理は具体的にはR
ef信号に同期して行われるものであり、たとえばクラ
ンク軸1回転毎に噴射が実行され、そのつど予測値MF
が更新される。
8を参照しながら説明する。なお、同図と後述する図1
9の説明に限り、図示の重質燃料というのは最重質燃料
よりもわずかに軽質側の燃料を、また図示の軽質燃料と
いうのは最軽質燃料よりも少し重質側の燃料を示してい
る。
じ)は学習値LSTBが初期設定の0であり、このとき
のKAS、KTWは(7),(8)式より最重質燃料に
対応して設定された値そのものになる。したがって、こ
の状態で軽質燃料が使用されるときは燃料過多のため空
燃比が大きくリッチ化し(図18上段の破線参照)、燃
料が無駄に消費される。
所定の回転変動検出区間において回転変動が検出され
る。このとき、軽質燃料が使用されていることから安定
性指標TRFSUMが小さくなり、安定性余裕代STB
1が大きくなるので、正で大きな値の安定性補正係数L
STB1が計算される。
値で学習値LSTBが演算されると、加重平均係数Kで
定まるところにより学習値LSTBが0より大きくな
り、学習が進むにつれて、LSTBが軽質燃料に対応す
る値(たとえば0.7)になる。
バックアップRAMに保存されるので、次回の始動まで
に燃料が変わらなければ、今度は(7),(8)式より
学習値LSTBにより減量修正された値のKAS,KT
Wで暖機時増量補正が開始される。このときLSTBが
0.7であれば、最重質燃料対応のときのわずか3割の
値にまで最重質燃料対応のKAS,KTWが減量される
わけである。学習値であることから、KAS,KTWの
減量修正は始動直後から行われるのであり、これによっ
て、始動直後から暖機終了のタイミングまで安定性を確
保しながら軽質燃料に適した空燃比を与えることができ
る(図18の上段の実線参照)。
TWを最重質燃料に対応して初期設定しておく一方で、
暖機後アイドル時に最重質燃料に対応して設けた回転変
動許容スライスレベルSTBSL1とTRFSUMとの
差を安定性余裕代STB1として計算し、この安定性余
裕代STB1に応じた安定性補正係数LSTB1を演算
し、この安定性補正係数LSTB2の加重平均値を安定
性指標の学習値LSTBとして求め、これをバックアッ
プしておくとともに、このバックアップしてある学習値
LSTBにより暖機増量補正係数を減量側に修正するこ
とで、燃料性状が相違しても、低温始動直後に安定性か
ら要求される空燃比に設定することが可能となる。つま
り、最重質燃料の使用時には運転安定性を確保するため
初期設定の暖機増量補正係数により十分に燃料増量補正
を行うことができるとともに、軽質側燃料の使用時には
安定性を確保しながら初期設定より空燃比をリーン側に
設定することができ、始動直後のエミッション排出量を
抑制できるのである。
は燃料性状の判定結果をクリアし、始動のたびに燃料性
状の判定を行うようにしている従来例では、燃料性状に
対応した燃料噴射制御の開始が遅れてしまい、特に低温
始動直後のような燃料性状の要求差が大きい領域で最適
な空燃比に設定できない。
る安定性指標TRFSUMの検出区間を、アイドル判定
されたあと数サイクル分の空燃比フィードバック制御を
行った後に、理論空燃比よりもわずかにリーン側の状態
とした所定の区間としたので、暖機後のアイドル時に回
転変動の影響がもともと小くしか現れないエンジンにお
いても、回転変動が最大限に引き出されることになり安
定性指標TRFSUMの信頼性が増す。
前アイドル時においてもTRFSUMがスライスレベル
STBSL2の付近にあるはずであるが、学習値LST
Bに暖機後とのずれがあるときには、TRFSUMがS
TBSL2を超えてしまう場合がありうる(たとえば図
18中段の実線のうちt1からt2の区間参照)。この
とき本発明では、安定性余裕代STBSL2が負の値と
なり、これに応じて安定性補正係数LSTB2が負の値
で求められ、そのぶん学習値LSTBが、更新のタイミ
ング(図18下段の軽質燃料に対する実線のうちt2の
タイミング)で前回より小さな値に更新される。学習値
LSTBのこの減量側への更新によって、KTWとKA
Sとが前回よりも増やされることになり、TRFSUM
がSTBSL2付近へと戻される(図18中段の実線の
うちt2以降参照)。
学習が十分進んでいても、今回の始動前に重質燃料が給
油されたときにまで、バックアップされている学習値に
より修正したKAS、KTWを用いて今回始動時の暖機
時補正を行ったのでは、燃料不足となり、暖機前アイド
ル時にTRFSUMがSTBSL2を大きく越えてしま
う可能性がある。しかしながら、このときにも本発明で
は安定性余裕代STBSL2が負の値となり、これに応
じて安定性補正係数LSTB2が負の値で求められるこ
とから、学習値LSTBが減量側へと更新され、この減
量側に更新される学習値によりKTWとKASとが増量
側に修正されるのであり、これによってTRFSUMが
スライスレベルSTBSL2付近へと戻される。
対応する値になっている場合に、今回の始動前に軽質燃
料が給油されたときには、燃料過多となり、暖機前アイ
ドル時にTRFSUMがSTBSL2より大きく下回る
ことになる。このとき、安定性余裕代STBSL2が図
8においてA以上の正の値となっていれば、これに応じ
て安定性補正係数LSTB2が正の値で求められること
から、学習値LSTBが増量側へと更新され、この増量
側に更新される学習値によりKTWとKASとが減量側
に修正されるのであり、これによってTRFSUMが大
きくなり、スライスレベルSTBSL2付近へと戻され
る。
ドル時には、最重質燃料に対する回転変動許容スライス
レベルSTBSL2とTRFSUMとの差を安定性余裕
代STB2として計算し、この安定性余裕代STB2に
応じた安定性補正係数LSTB2を演算し、この安定性
補正係数LSTB2で学習値LSTBをフィードバック
補正することで、暖機後との学習値のずれや前回の暖機
後アイドル時に学習終了してからの急激な燃料性状の変
化があるときにも、回転変動を安定限界の付近に制御で
きる。
図である。
KMFとを最重質燃料に対応させて初期設定しているの
で、学習の前であれば軽質燃料を使用しての加速時に過
渡補正量KATHOSが過多となり、空燃比にリッチ側
のエラーが生じる(中段と下段の破線参照)。
用時に前述のようにして学習が進んでいれば、その学習
値LSTBが1.0に近づいているはずであり、したが
って(9)式によれば学習値LSTBにより初期設定よ
りも減量側に修正された値がKATHOSとして与えら
れる(中段の実線参照)。つまり、学習の進んだ段階に
なれば軽質燃料に適した過渡補正量KATHOSを与え
ることが可能となるのであり、加速時の空燃比がリッチ
側にずれることはない(下段の実線参照)。
使用しての減速時に過渡補正量KATHOSが過少とな
り、空燃比にリーン側のエラーが生じるが、学習が進め
ば、減速時の空燃比もリーンにずれることがないことは
いうまでもない。
め安定性補正係数LSTB1の加重平均値を学習値LS
TBとして求めたが、簡単には単純平均値でもかまわな
い。
機時燃料量を初期設定する手段と、エンジンの回転変動
を検出する手段と、エンジンの暖機状態かどうかを判定
する手段と、この判定結果より暖機後に前記所定の重質
燃料対応の暖機後回転変動許容レベルと前記検出される
回転変動との差を暖機後の安定性余裕代として演算する
手段と、この暖機後の安定性余裕代に基づいて安定性指
標の学習値を演算する手段と、この学習値を記憶するメ
モリーと、このメモリーの値をバックアップする手段
と、このバックアップされた学習値で前記暖機時燃料量
を減量側に修正する手段と、この修正された暖機時燃料
量を吸気管に供給する手段とを設けたので、燃料性状が
相違しても、低温始動直後に安定性から要求される空燃
比に設定することが可能となる。つまり、所定の重質燃
料の使用時には運転安定性を確保するため初期設定の暖
機時燃料量により十分に燃料供給を行うことができると
ともに、軽質側燃料の使用時には安定性を確保しながら
初期設定より空燃比をリーン側に設定することができ、
始動直後のエミッション排出量を抑制できる。
学習値演算手段が、前記暖機後の安定性余裕代に応じ軽
質側になるほど大きくなる値を暖機後の安定性補正係数
として演算する手段と、この暖機後の安定性補正係数の
加重平均値を安定性指標の学習値として演算する手段と
からなるので、学習値の安定性と燃料性状が変化した場
合の追従性とをバランスよく定めることができる。
いて、前記暖機状態かどうかの判定結果より暖機前に前
記所定の重質燃料対応の暖機前回転変動許容レベルと前
記検出される回転変動との差を暖機前の安定性余裕代と
して演算する手段と、前記検出される回転変動が前記所
定の重質燃料対応の暖機前回転変動許容レベルの付近に
くるように前記安定性指標の学習値を前記暖機前の安定
性余裕代に応じてフィードバック補正する手段とを設け
たので、暖機後との学習値のずれや前回の暖機後に学習
終了してからの急激な燃料性状の変化があるときにも、
回転変動を暖機後の回転変動許容レベルの付近に制御で
きる。
か一つの発明において、前記学習値を演算するタイミン
グがアイドル時であるので、回転変動がアイドル時以外
より大きく出ることになり、学習値の演算精度が向上す
る。
暖機後アイドル時における回転変動の検出区間を、アイ
ドル判定されたあと数サイクル分の空燃比フィードバッ
ク制御を行った後に理論空燃比よりもわずかにリーン側
の状態とした所定の区間としたので、暖機後のアイドル
時に回転変動の影響がもともと小さくしか現れないエン
ジンにおいても、回転変動が最大限に引き出されること
になり暖機後アイドル時における回転変動の検出信頼性
が増す。
か一つの発明において、所定の重質燃料対応の過渡時燃
料量を初期設定する手段と、前記バックアップされた学
習値で前記過渡時燃料量を減量側に修正する手段と、こ
の修正された過渡時燃料量を吸気管に供給する手段とを
設けたので、学習値の進んだ段階になれば燃料性状に適
した過渡時燃料量を与えることが可能となり、過渡時の
空燃比がリッチ側やリーン側にずれることがない。
トである。
ためのフローチャートである。
UMの特性図である。
説明するための波形図である。
ある。
燃比、燃焼変動率、回転変動の関係を1つにまとめた相
関図である。
ある。
フローチャートである。
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
のフローチャートである。
ャートである。
る。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】所定の重質燃料対応の暖機時燃料量を初期
設定する手段と、 エンジンの回転変動を検出する手段と、 エンジンの暖機状態かどうかを判定する手段と、 この判定結果より暖機後に前記所定の重質燃料対応の暖
機後回転変動許容レベルと前記検出される回転変動との
差を暖機後の安定性余裕代として演算する手段と、 この暖機後の安定性余裕代に基づいて安定性指標の学習
値を演算する手段と、 この学習値を記憶するメモリーと、 このメモリーの値をバックアップする手段と、 このバックアップされた学習値で前記暖機時燃料量を減
量側に修正する手段と、 この修正された暖機時燃料量を吸気管に供給する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項2】前記学習値演算手段は、前記暖機後の安定
性余裕代に応じ軽質側になるほど大きくなる値を暖機後
の安定性補正係数として演算する手段と、この暖機後の
安定性補正係数の加重平均値を安定性指標の学習値とし
て演算する手段とからなることを特徴とする請求項1に
記載のエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項3】前記暖機状態かどうかの判定結果より暖機
前に前記所定の重質燃料対応の暖機前回転変動許容レベ
ルと前記検出される回転変動との差を暖機前の安定性余
裕代として演算する手段と、前記検出される回転変動が
前記所定の重質燃料対応の暖機前回転変動許容レベルの
付近にくるように前記安定性指標の学習値を前記暖機前
の安定性余裕代に応じてフィードバック補正する手段と
を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のエ
ンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項4】前記学習値を演算するタイミングがアイド
ル時であることを特徴とする請求項1から3までのいず
れか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項5】前記暖機後アイドル時における回転変動の
検出区間を、アイドル判定されたあと数サイクル分の空
燃比フィードバック制御を行った後に理論空燃比よりも
わずかにリーン側の状態とした所定の区間としたことを
特徴とする請求項4に記載のエンジンの空燃比制御装
置。 - 【請求項6】所定の重質燃料対応の過渡時燃料量を初期
設定する手段と、前記バックアップされた学習値で前記
過渡時燃料量を減量側に修正する手段と、この修正され
た過渡時燃料量を吸気管に供給する手段とを設けたこと
を特徴とする請求項1から5までのいずれか一つに記載
のエンジンの空燃比制御装置。
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