JPS58150034A - 内燃機関の空燃比学習制御方法 - 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】 本発明は、内燃機関の空燃比学習制御方法に係り１％に
、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置を備えた自動車
用エンジンに用いるのに好適な。

エンジンの吸気管圧力或いは吸入空気量とエンジン回転
数に応じて求められる基本噴射量に、排気ガスの空燃比
と目標空燃比とのイ扁差を含むエンジン運転状態に応じ
た増減量補正を加えて、燃料を噴射すると共に、前記偏
差に応じて、燃料噴射量を算出する際に用いられる空燃
比補正項を学習補正するようＫした内燃機関の学習制御
方法の敗曳に関する。

内燃機関１％に、三元触媒を用いて排気ガス浄化対策が
施された自動紙用エンジンにおいては。

その排気ガスのモ希空燃比を厳密に理論空燃比近傍に保
持する必要があり、その丸め２例えば、排気ガス中の残
存酸素濃度からその空燃比を検出する。酸素濃度センサ
等の空燃比センサと、燃料噴射量を制御することによっ
て混合気の空燃比を制御する電子制御燃料噴射装置から
なる空燃比制御手段とを用いて、エンジンの吸気管圧力
或いは吸入空気量とエンジン回転数に応じて求められる
基本噴射量に、エンジン冷却水温、絞り弁開度、前記空
燃比センサ出力の排気ガスの空燃比と目標空燃比との偏
差等のエンジン運転状態に応じたフイ−ドフォワード及
びフィードバック増減量補正を加えて燃料を噴射するこ
とによって、混合気の空燃比をフィードフォワード及び
フィードバック制御すると共に、前記偏差に応じて、前
転基本噴射量全フィードフォワード増減量補正する際に
用いられる空燃比補正係数を学習補正するようにした内
燃機関の空燃比学習制御方法が提案されている。

このような空燃比学習゛制御方法によれば、エンジン運
転状態を検出するための各穫センサの個体差率経時変化
、或いは、気象条件等圧応じて空燃比補正係数が学資補
正されるので、常に、目標空燃比に近い空燃比で燃料噴
射量がフィードフォワード制御されることとな沙、フィ
ードバック制御による遅れの少ない良好な空燃比制御を
行うことができるという特徴を有する。しかしながら従
来は１本つばら、基本噴射量に対する乗算項のみを学習
するようにしていたため、第１図に示す如く。

例えば、吸気管圧力或いは吸入空気量から検知される機
関負荷が比較的大きく、目標空燃比（実線Ｂ）に対して
要求空燃比（領域Ｃ）が経時変化により、はぼ比例的に
ばらつく機関中高負荷域においては、良好な結果が得ら
れるものの、一方、アイドル時のように、目標空燃比に
対して要求空燃比が、経時変化によりほぼ一定量だけば
らつく機関低負荷域においては、必ずしも良好な学習制
御を行うことができないという欠点を有していた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、アイドル運転状態を含む広い運転領域で良好な空燃
比学習制御を行うことができる内燃機関の空燃比学習制
御方法を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンの吸気管圧力或いは吸入空気量とエ
ンジン回転数に応じて求められる基本噴射量に、排気ガ
スの空燃比と目標空燃比との偏差を含むエンジン運転状
態に応じた増減量補正を加えて、燃料を噴射すると共に
、前記偏差に応じて、燃料噴射量を算出する際に用いら
れる空燃比補正項を学習補正するようにした内燃機関の
空燃比学習制御方法において１通常運転状態で、前記基
本噴射量に対する乗算項を学習し、又、アイドル運転状
態で、Ｍ記基本噴射量に対する加算項を学習するようＫ
して、前記目的を達成した本のである。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本発明に係る内燃機関の空燃比学習制御方法が採用され
た吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置の実権例は、第
２図及び第３図に示す如く、外気を取入れるためのエア
クリーナ１２と％核エアクリーナ１２より取入れられた
吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ１４と、
吸気通路１６中に配設され、運転席に配設されたアクセ
ルペダル（図示省略）と連動して開閉するようにされた
。

吸入空気の流量を制御するための絞り弁１８と。

該絞９弁１８がアイドル開度にあるか否かを検出するた
めのアイドル接点及び絞り弁１８の開度に比例した電圧
出方を発生するポテンショメータを含むスロットルセン
サ２ｏと、サージタンク２２と、＃サージタンり２２内
の圧力から吸気管圧力を検出するための吸ス管圧カセン
サ２３　ト、　前記−絞り１弁１８をバイパスするバイ
パス通路２４と。

誼バイパス通路２４の途中に配設され、咳バイパス通路
２４の間口面積を制能１す不ことによってアイドル回転
速度を制御するためのアイドル回転制御弁２６と、吸気
マニホルド２８に配設された。

エンジン１ｏの吸気ポートに向けて燃料を噴射するため
のインジエクタ３ｏと、排気マニホルド３２に配設され
た。排気ガス中の残存酸素濃度がら空燃比を検知するた
めの酸素濃度センサ３４と、前記排気マニホルド３２下
流側の排気管３６の途中洗配殺された三元触媒コンバー
タ３８と、エンジン１０のクランク軸の回転と連動して
回転するディストリビュータ軸を有するディストリビュ
ータ４０と、該ディストリビュータ４ｏに内蔵された、
前記ディストリビュータ軸の回転に応じて上死点信号及
びクランク角信号を出力する上死点センサ４２及びクラ
ンク角センサ４４と、エンジンブロックに配設された。

エンジン冷却水温を検知する九めの冷却水温センサ４６
と、変速機４８の出力軸の回転数から車両の走行速度を
検出するための東速センサ５ｏと、前記吸気管圧カセン
サ２３出力の吸気管圧力と岐記クランク角センサ４４の
出力から求められるエンジン回転数に応じてエンジン一
工程当″りの基本噴射量をマツプから求めると共に、こ
れに、前記スロットルセ／す′２０の出力の絞抄弁開度
、前記冷却水温センサ４６出力のエンジン冷却水温、前
記酸素濃度センサ３４出力から検知される排気ガスの空
燃比と目標空燃比との偏差等のエンジン運転状態に応じ
たフィードフォワード及びフィードバック増減量補正を
加えること罠よって、燃料噴射量を決定して前記インジ
ェクタ３０１Ｃ開弁時間信号を出力し、更に、前記偏差
に応じて、前記基本噴射量をフィードフォワード増減量
補正する際に用いられる空燃比補正項を学習補正し、又
、エンジン運転状態に応じて点火時期を決定してイグナ
ルタ付コイル５２に点火信号を出力し、更に、アイドル
時に前記アイドル回転制御弁２６を制御するデジタル制
御回路５４とを備えた自動車用エンジン１０の吸気管圧
力式電子制御燃料噴射装置において、前記デジタル制畷
略５４内で１通常運転状態で、前記基本噴射量に対する
乗算項を学習し、又、アイドル運転状態で、前記基本噴
射量に対する加算項を学習するようにしたものである。

前記デジタル制御回路５４け、第３図に鮮細忙示す如く
、各穐演算処理を行うマイクロプロセッサからなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６（Ｂ：、前記吸気温
センサ１４．スロットルセンサ２０のポテンショメータ
、吸気管圧力センサ２３゜酸素濃度センサ３４．冷却水
温センサ４６等から入力されるアナログ信号を、デジタ
ル信号に変換して順次ＣＰＵ６０に取込むためのマルチ
プレクサ付アナログ入力ポートロ２と、前記スロットル
センサ２０のアイドル接点、上死点センサ４２゜クラン
ク角センサ４４．車速センサ５０郷から入力されるデジ
タル信号を、所定のタイミングでＣＰＵ６０に取込むた
めのデジタル入力ポートロ４と、プログラム或いは各種
定数等を記憶するためのリードオンリーメモリ（以下Ｒ
ＯＭと称する）６６と、ＣＰＵ６０における演算データ
等を一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ（
以下ＲＡＭと称する）６８と１機関停止時にも補助電源
から給電されて記憶を保持できるバックアップ用ランダ
ムアクセスメモリ（以下バックアップＲＡＭと称する）
７０と、ＣＰＵ６０罵おける演算結果を所定のタイミン
グで前記アイドル回転制御弁２６％インジェクタ３０、
イグナイタ付コイル５２等に出力するためのデジタル出
力ポードア２と、上記各構成機器間を接続するコモンバ
ス７４とから構成されている。

以下作用を説明する。

まずデジタル制御回路５４は、吸気管圧力センサ２３出
力の吸気管圧力ＰＭと、クランク角センサ４４の出力か
ら算出されるエンジン回転数ＮＥＫより、ＲＯＭ６６に
予め記憶されているマツプから、基本噴射時間ＴＰ（Ｒ
Ｍ、ＮＥ）を読出す。

更に、各センサからの信号に応じて、次式を用いて前記
基本噴射時間ＴＰ（ＰＭ％ＮＥ）を補正することにより
、燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。

ＴＡＵ−に峯ＴＰ（ＰＭ、ＮＥ）峯Ｆ＋Ａ　　・・・（
１＞ここで、には５通常運転状態で学習補正される、基
本噴射時間ＴＰＫ対する乗算項（初期＊＝１）、Ａは、
アイドル運転状態で学習補正される、基本噴射時間ＴＰ
に対する加算項（初期値＝ｏ）ｔ　Ｆは、エンジン運転
状態に応じて補正上れる。空燃比フィードバック補正係
数Ｆ人Ｆを含む補正係数である。

このようＫして決定された燃料噴射時間ＴＡｔＪに対応
する燃料噴射信号が、インジェクタ３０に出力され、エ
ンジン回転と同期してインジェクタ３ｏが燃料噴射時間
ＴＡＬＩだけ開かれて、エンジン１０の吸気マニホルド
２８内に燃料が噴射される。

本実施例における空燃比補正項の学習は、第４図に示す
ようなプログラムに従って行われる。

即ち、ｔずステップ１０１で、アイドルスイッチがオン
であるか否かを判定する。判定結果が正である場合には
、ステップ１０２へ進み、エンジン回転数が、アイドル
回転数より２００〜３ＱＱｒｐｎ程度高い所定値以下で
あるか否かを判定する０判定結果が正である場合には、
ステップ１０３へ進み、吸気管圧力ＰＭが、減速時の吸
気管圧力より高い所定値以上であるか否かを判定する。

ステップ１０３における判定結果が正である場合、即ち
、エンジンがアイドル運転状態にある時には、ステップ
１０４に進み、基本噴射時間ＴＰＫ対する加算環Ａを学
習する。一方、前出ステップ１０１゜１０２、１０３の
いずれかの判定結果が否である場合、即ち、アイドル運
転状態以外の通常運転状態にある場合には、ステップ１
０５に進み、基本噴射時間ＴＰに対する乗算項Ｋを学習
する。

前出ステップ１０４における加算環Ａの学習は。

具体的には、第５図に示すようなプログラムに従って行
われる。即ち、まずステップ２０１で、前回の学習から
所定時間以上経過したか否かを判定する０判定結果が否
である場合には加算環Ａの学習ヲ行うことな東このプロ
グラムを終了する。これは、余り頻繁に加算項五の学習
を行っても意味がないからである。一方、ステップ２０
１における判定結果が正である場合には、ステップ２０
２に進み、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの所定
時間内の平均値ＦＡＦＡＶを算出する０次いで、ステッ
プ２０３に進み、算出された平均値ＦＡＦＡＶが目標空
燃比に対応する値１より所定値α以上大きく麿っている
か否かを判定する。判定結果が正である場合には、ステ
ップ２０４に進み、それ迄の加算環Ａ（初期値＝０）に
所定値６人を加えたものを新たな加算項五として、この
プログラムを終了する。一方、前出ステップ２０３にお
ける判定結果が否である場合には、ステップ２０５に進
み、前出ステップ２０２で算出された平均値ＦＡＦＡＶ
が、目標空燃比に対応する値１より所定値α以上小さく
なっているか否かを判定する０判定結果が正である場合
には、ステップ２０６に進み、それ迄の加算項五から所
定値△Ａを引いた本のを新たな加算環Ａとして、このプ
ログラムを終了する。一方、ステップ２０５における判
定結果が否である場合、即ち、ステップ２０２で算出さ
れた平均値ＦＡＦＡＶが、１−α以上、　　・１＋α以
下である場合には、学習補正を行う必要がないと判定し
て、加算環Ａの学習を行うことなく、このプログラムを
終了する。

又、第４図に示したプログラムのステップ１０５におけ
る。基本噴射時間ＴＰに対する乗算項にの学習は、第６
図に示すようなプログラムに従って行われる。即ち、ま
ずステップ３０１で、前回の学習から所定時間以上経過
したか否かを判定する。

判定結果が否である場合には乗算項にの学習を行うこと
な東このプログラムを終了する。これは。

余り頻繁に乗算項にの学習を行っても意味がないからで
ある。一方、ステップ３０１における判定結果が正であ
る場合には、ステップ３０２に進み。

空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの所定時間内の平
均値ＦＡＦＡＶを算出する。次いで、ステップ３０３に
進み、算出された平均値ＦＡＦＡＶが目標空燃比に対応
する値１より所定値β以上大きくなっているか否かを判
定する。判定結果が正である場合には、ステップ３０４
に進み、それ迄の乗算項Ｋ（初期値＝１）に所定値ΔＫ
を加えた本のを新たな乗算項にとして、このプログラム
を終了する。一方、前出ステップ３０３における判定結
果が否である場合には、ステップ３０５に進み、前出ス
テップ３０２で算出された平均値ＦＡＦＡＹが、目標空
燃比に対応する値１より所定値β以上小さくなっている
か否かを判定する０判定結果が正である場合には、ステ
ップ３０６に進み。

それ迄の乗算項Ｋから所定値ΔＫを引いた本のを新たな
乗算項にとして、このプログラムを終了する。一方、ス
テップ３０５における判定結果が否である場合、即ち、
ステップ３０２で算出された平均値ＦＡＦＡＶが、１−
β以上、１＋β以下である場合には、学習補正を行う必
要がないと判定して１乗算項にの学資を行うことなく、
このプログラムを終了する。

このようにして、アイドル運転状態で基本噴射量に対す
る加算環を学習し、アイドル運転状態を除く通常運転状
態で基本噴射量に対する乗算項を学習することによって
、前出第１図に示すような。

特に吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置を備えた自動
車用エンジンの要求特性に合致した空燃比学資制御を行
うことができる。

尚、前記実施例においては、基本噴射量に対する乗算項
の学習を、アイドル運転状態を隙く通常運転状態でのみ
行うようにしていたが、乗算項を学資する範囲はこれに
限定されず１例えば、アイドル運転状轢を含む通常運転
状態で学習することも勿論可能である。

前記実施例は１本発明を、吸気管圧力式の電子制御燃料
噴射装置を備えた自動車用エンジンに適用したものであ
るが１本発明の適用範囲はこれに限定されず、吸入空気
量式の電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機＠、或いは
、一般の電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関に本同
様に適用することができることは明らかである。

以上説明した過り１本発明によれば、エンジンの要求特
性に合致し九学習を行うことができ、エンジンの経時変
化等に対応した良好な空燃比制御を行うことができると
いう優れ効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の詳細な説明するための機関負荷と要
求噴射量の経時変化によるばらつき範囲の関係を示す線
図、第２図は１本発明に係る内燃機関の空燃比学習制御
方法が採用された自動曜用エンジンの吸気管圧力式電子
制御燃料噴射装置の実施例の構成を示すブロック線図、
第３図は、前記実施例で用いられているデジタル制御回
路の構成を示すブロック線図、第４図は、同じく、学習
対象を選択するだめのプログラムを示す流れ図。 第５図は、同じく、基本噴射時間に対する加算項を学習
するためのプログラムを示す流れ図、第６図は、同じく
、基本噴射時間に対する乗算項を学習するためのプログ
ラムを示す流れ図である。 １０・・・エンジン、　　　　１４・・・吸気ａセン−
ｔ。 １８°°”Ｊｉｌ）弁、　　　　　　２０−°°スロッ
トルセンサ。 ２３・・・吸気管圧力センサ、３０・・・インジェクタ
。 ３４・・・酸素濃度センサ。 ４０・・・ディストリビュータ、４２・・・上死点セン
サ。 ４４・・・クランク角センサ、４６・・・冷却水温セン
サ。 ５４・・・デジタル制御回路。 代理人　高　矢　　　論 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸気管圧力或いは吸入空気量とエンジ
   ン回転数に応じて求められる基本噴射量に１排気ガスの
   空燃比と目標空燃比との偏差を含むエンジン運転状態に
   応じた増減量補正を加えて、燃料を噴射すると共に、前
   記偏差に応じて、燃料噴射量を算出する際に用いられる
   空燃比補正項を学習補正するようにした内燃機関の空燃
   比学習制御方法において１通常運転状態で、前記基本噴
   射量に対する乗算項を学習し、又、アイドル運転状態で
   、紬記幕本噴射量に対する加算項を学習するようＫした
   ことを特徴とする内燃機関の空燃比学習制御方法。