JPS5954750A - エンジンの燃料制御装置 - 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】 本発明は、エンジンの燃料制御装置、特１こ閉ループ空
燃比補正時の０２センサ信号によりエンジンの経年変化
を補正する補正制御、所謂学習制御に基づいてエンジン
に吸入される混合気の空燃比を制御する燃料制御装置の
改良に関するものである。

従来、エンジンの燃料制御装置として、吸気通路ｌこ介
設したエアフローメータで吸入エア量を時々刻々検出し
、検出した吸入エア１１に基づいて燃料噴射量を決定す
るようにしたものが知られている。

この従来方式は、吸入エア量を直接検出することができ
るので、基本的には、空燃比を正確に制御することがで
き名利点がある。　　　　　□しかしなが２、−アフ：
ローメータは＋く箆、、、を楚、、、。

ているように高価でｉす、エアフローメータとマイクロ
コンビ五−夕とを併用すると□、燃料制御装　□置が極
めて高価となり厳し！管性力′要求される現状にあって
は採用し難い方式で・あり、公害対策として、ＥＧＲ（
排気ガス還流）を行なう場合にはＥＧ外量をも正確に検
出、しない、と実−、に有効な空燃比制御が行な、えな
い等の問題も指摘さむて０１１す る。・　　・、　　。

１　　　　′ このため、最近においては、千アフローメータを省略し
、燃料制御以外の制御と共用する：（とができる回転゛
数センサや吸気負圧モ１ツサ等を用し）でエンジンの運
転状態を検出し、検出した運転状態に□基づいて予じめ
設定した＊Ａｍを供給１す衣よう腎した所謂マツプ制御
の手法が提案されて０る。

そして、この種の燃料制御方式は、エンジンの経年変化
、を考慮した所謂学習制御方式へと発展した。即ち、エ
ンジンでは、長期の運転によって例えばＴＩ［バルブの
バルブシートが沈下（摩耗）し、この、ノイルブシート
の沈下は、吸排気オー／　ｓｌ−ラ°ンプのネイ、、ミ
ツゲタ変化をもたらし、同じ運転状態やあるでも□、吸
気行程にそのまま持込まれるダイ１リユ・−ジョンガス
量と新気量の比率が変化すると□、　い２へ経年変化が
避けられない。　□　　　゛学゛習制御の手法は、かか
るエンジンの経年変化に対処すべく、エンジンの排気系
に臨設した０２センサによって、時々刻々空燃比が理論
空燃比に正１１１１１１１１１１１１１１ しく制御されているか否カー；ＱＪ定し、基本的にＣま
　。

吸気負圧とエンジン回転数とで決まるエンジンの個々の
運転状態における正しい燃料量牽サンブリ、。

ングによって適当なタイミングで予じめ学習しておき、
今回の燃料制御に際しては、す、目す求めてお　。

いた学習値を用Ｃ−で燃、料量を設置するものである（
特開昭５５−９６３３６号公伸参照）。

しかしながら、この学習制御方式は、制御の正否を判定
するための０２センサが、空燃比が理論空燃比よりリッ
チか、或いはリーンかを判定するものに過ぎないため、
空燃比をエンリッチにして運転する必要があるエンジン
の高負荷運転域では、空燃比がリッチであることは判定
できても、燃料が適正であるか否かは判定できない間即
があった。

このため、従来の学習制御方式では１．高負荷運。

転領域は、開ループ制御とし、吸気負圧とエンジン回転
数とて予じめ設定した固定のマツプ制御を行すっている
のが現状である。、・　、、。

本発明は、かかる学習制御の現状に鑑みてなされたもの
であって、エンジンの高負荷運転域における燃料制御を
閉ループ制御域の学習値に基づいて制御することができ
るエンジノの燃料制御装置を提供することを基本的な目
的と、している。、。

即ち、本発明は、閉ループの空燃比制御時に学習した値
に基づいて、開、ループの空燃小制御時、における高負
荷運転域の各運転体態に最適な燃料制御値を学習してお
き１．、当該運転状態が実現されたときには、学習によ
って求めておいた燃料制御値によって燃料を制御する（
、とにより１．エンシイ９経年変化及びバラツキを開ル
ープの空燃比制御にも反映させ、よってエンジンの全運
転領域においてエンジンの経年変化及びバラツキを考慮
した燃料（空燃比）の最適制御を実現せんとするもので
ある。

このため、本発明においては、エンジンに吸入される混
合気の空燃比を制御するための基本制御値がエンジン運
転状態に各々対応した番地に予じめ与えられている第１
記憶装置と、上記基本制御値を補正するためにエンジン
運転状態に各々対応した番地にエンジン状態補正値を記
憶する第２記憶装置とを茜け、空燃比セイサの出力信号
を基準とした閉ループ空燃比制御時１．即ち学習制御時
、空燃比センサの出力信号がら空燃比補正値を求め、と
の空燃比補正値を処理して閉ルーて制御域に邦ける各運
転状態に糾応したエンジン状態補正値を求めるとともに
、このようにして学習した閉ループ制御域におけるエン
ジン状態部□正値に基やいて。

開ループ制御域におけφ、、各運転状態に対応したエン
ジン状態補正値牽求桧１、・これら閉ループ制御域およ
び開ループ制御域でのエンジン状態補正値をもって上記
第２記憶装置の記憶を更新し、この更・新したエンジン
状態補正値と、空燃比センサの出記憶装置の基本制御（
ｉｉ’ｊを補正することにより、エンジンに吸入される
混合気の空燃比を制御する制御装置を設けたことを特徴
としている。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明をより具体的
に説明する。

第１図に示すように、本発明にがかるエンジンの燃料制
御システムは、丁アクリーナ１下済の吸気通路２に燃料
を噴射するインジェクタ３に１１１出１贋を指令するコ
ンピュータ４と、このコンピュータ４に必要な諸データ
を与える以下のセンサ類とによって基本的に構成する。

負圧セン→）−５・・・・・・吸気通路２のスロットル
パルフロ下浦の吸気負圧を検出す る。

回転セン→ｊ−７・・・・・・エンジンＥの回転数を検
１１１する。

０２センサ８・・・・・・エンジンＩＬの排気通路９の
触媒装置１０の十流１こあって、 排気ガス中の酸素濃度から、 エンジンＥに吸入された混 合気の空燃比のリッチ、リ ーンを検出する、１ １晶 吸気センサ１１・・・・・・吸入するエアの温度を検出
／＼ する。

水温センサ１２・・・・・・エンジン冷Ｊ１１水通路１
３Ｑ）冷却水温を検出する。

第２図に示すように、上記コンピュータ４は、各センサ
５　、７　、８　、１１．　、１２の出力を人力し２、
或いはインジェクタ３に対する指令を出力するためのＩ
／′０　インタフェース］５、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）１６、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ、）１７、
ランダム・アクセス争メモリ（ＲＡＭ）１８を備え、こ
れらをデータバス１９およびアドレスバス２０で結合し
た基本構造を有する。

上記リード・オンリ・メモリ１７の各番地は、エンジン
回転数ｒと吸気負圧■によって指定さ相る各エンジン運
転状態、より具体的には、第５図に示すように、エンジ
ン回転数ｒと吸気負圧ｖ＝＝Ｖｌ　、　Ｖ２　、　Ｖ３
．　Ｖ４　の曲線によって区画されるエンジン運転状態
ｚ１〜ｚｌＱ　、ＺＡ％ＺＣに対応させ、対応する各番
地には、各エンジン運転状態における基本の燃料吐出ｆ
ｉｒ、　Ｑ’　（ｒ＋　ｖ）を予じめ記憶させて、基本
制御マツプを作成し、このリード・オンリ・メモリ１７
の一部を第１記憶装置として使用する。

同様に、−Ｉ−記ランタム・アクセス・メモリ１８の各
番地もエンジン回転数ｒと吸気負圧■によって指定され
る各エンジン運転状態に対応させ、対応する番地には以
下に詳細に説明するエンジン状態補正値に３を学習値と
して更新可能に記憶させ、このランダム・アクセス・メ
モリ１８の一部を第２記憶装置として使用する。

そして、コンピュータ４のＣＰＵ１６は、第３図のフロ
ーチャートに示すようにメインルーチン実行中にパルス
ｒ１１を決定する。そして該メインルーチン実行中に割
り込み信号によって該パルスを出力する。

この燃料制御ルーチンは、スタート信号によってし０イ
ンターフエース１５および必′用なデータをイニシャラ
イズした後、以下のステップ■〜■を実行し、これを繰
り返す。

ステップＯ’）では、回転センサ７、吸気負圧センサ５
、水温センサ１２、吸気温センサ１１および０２センサ
８から、回転数ｒ、吸気負圧■、冷Ｊ、ｌ］水温θい吸
気温θ３および０２センサ（ｇ号ｒ’ヲＩ１０インタフ
ェース１５を介して読み込む。

ステップ■では、読み込んだ回転数ｒおよび吸気負圧Ｖ
からその時点でのエンジン運転状態を検出し、検出した
エンジン運転状態に対応する基本吐出量Ｑ’（ｒ　、　
■）を第１記憶装置の基本制御マツプから読み出す。

次に、ステップ■では、読み込んだ冷却水温ｏＸｖおよ
び吸気温θ３から、基本吐出ｆｉｔ、Ｑ’に対する温度
補正係数１（１（θカ、θａ）を算出する。この温度補
正係数に１の算１（月ま、口１■述した如きマツプを用
いて行なうことができるが、マツプを用いず、所式を用
いてもよい。いずれにしろ、冷却水温θいが低いエンジ
ン冷機時や、吸気温θａの低い冷寒時には、温度補正係
数に１が通常運転時に比して大きな値となるように設定
する。

さらに、ステップ■では、０２センサ信号Ｐに基づいて
、空燃比補正値に２を算出す斧。

この空燃比補正値に２は、例えば、前回の０２センザ８
の出力信号Ｐがリーンて、今回の出力信号！゛もリーン
である場合には、前回の吐出量を適量だけ増量した吐出
ｍとなるように、増量分Δに２を算定し、ｂｉ１回の空
燃比補正値１（２に算定した増量分Δに２を加算した値
に、−に２＋Δ■（２として設定する。

また出力信号Ｐがり下ンからリッチに反転したときには
、前回の吐出量が多すぎたと考えられるから、Ｍ１回の
空燃比補正値Ｉ（２を基準！こ、して今回の減量分Δ／
、を所定し、今回の、空燃比補正値を１（２←ｙ、２−
　ｉ’騒として設定する。

また、逆に、前回の出力信号Ｐがリッチで、今回の出力
信号Ｐもリッチである場合には、減量分Δ”Ｋ２　を算
定して今回の空燃比補正値に炊に２−に２−Δ“Ｋ、２
とし、リツｔからリニンに反転した場合には、増量分Δ
　Ｋ？をＦｉｌＪして今回の空燃比４１１１正竿に２を
に２．−　Ｋ２＋Δに２　とする。

ヒ郁、空燃比補正値吟２は、、開ループ制御時、即ちエ
ンジンの高負荷運転域（第０図に斜線で示す運転域、以
下、エンリ゛、ノー！−ゾーンという。）においては、
一定値、即ち３ｚ７　ｉとする。

ステップ■で求める空燃比補正値に２を用い、ステップ
■ではエンジン状態補正値に３を算出ず仝。

この工てジン状態補正値に３の算出は、第４図に示すフ
ヮーチャートにしたがって行なう。このため、まず、ゾ
ーン判別を行なう。第５図に示す占う５、エンジンの通
常運転域（加減速運転域を除く）を、エンジン回転数ｒ
と吸気負、圧Ｖとで指牢されるエンジン運転状態ごとに
、フィードバックゾーンｚ１．・・・、ｚｌｏとエンリ
ッチゾーンｚＡ。

ｚＢ　、ｚＣに区画しておき、読み込まれたエンジン回
転数ｒおよび吸気負圧■によって検出されたエンジン運
転状態が、フィードバックゾーン或いはエンリッチゾー
ンのどのゾーンｚ１〜ｚ　１０　＋　　　′ｚ　Ａ　−
ｚ　Ｃに属するかを判別する。

上記フィードバックゾーンｚ１〜ＺＩＯは、０２センザ
８の出力信号に基づいた学習制御、即ち閉ループ制御を
行なうゾーンであって、このゾーンではＥ　Ｇ　Ｒを行
ないＮＯｘの抑制を行なう。一方、エン、リッチゾーン
ｚＡ、ｚｌｌ、ｚＣはエンジンの高負荷運転領域に相当
する開ループ制御ゾーン、即ちＯセンサ８の出力信号に
、基づいた制、御を行なうことができないゾーンで、あ
って、混、合気の空燃比は理論空燃比よりリッチ側、で
制御し、ＥＧＲはこのゾーンでは停止してエンシイの高
出力を保証する０ 第４図のフローチャ下トにしたがって、いま、エンジン
運転状態がフィードバックゾーンにある通常運転時、即
ち、エンリッチゾーン、ｚＡ、ｚＲ。

ｚＣでなく、加減速時でもなく１．シかも冷力］水温が
６０℃易上であ、る運転時、第、、６図に夾す如きサン
プリングを行なって千ン、ジン状態補正値に３を算出す
る。　　　　　　　　　　　　：　・サンプリング回数
を工とし、て、Ｉ＝８のとき、■およびｋ（ｋは空燃比
補正値に２の加算値）を零にセットする。そして、０２
センサ８の出力信号がリッチからリーン或いはリーンか
らリッチに反転するごとに、その時点における空燃化部
１Ｅ値に２を極値としてサンプリングしてｒＩＪ’回の
加算値ｋに今回のサンプリング値に２を加算する（ｋ・
７−　ｋ　１Ｉ（２’）。

このサンプリングは、ｔ　−、−Ｂになるまで繰返し、
■・−８に達したときには、前回のエンジン状態補正値
Ｋ　ａ　（ｒｎ　）　（ｒｎはゾーンを指定する符号）
に今回の補正分Δに３−（”＝−ｔ　）　Ｘαを加えで
、今回のエンジン状態補正値に３（ｍ）を求め□る。こ
のよう、にして、フイ、−下バンクソ゛−ンで（ま、Ｉ
Ｉｌ’Ｚ１〜ＺＩＯまでの各ゾーンごとに学習制御によ
ってエンジン状態補正値を求め：る。なお、上記αは１
より小さな刺・当な定数とし、補１Ｆ伯が急激に変動し
ないよ５にしている。

この学習制、御過・程で、１■１　ｚＢのときには、こ
のゾーンｚ８に隣接したエンリッチゾーンｚＡのエンジ
ン状態補正□値に３（ＺＡ）をゾーンｚ８のエンジン状
態補正値に３　（、ｚ　：’８　）でもって用新する。

同様に、口”−１９１”ＩＯのときには、夫々エンリッ
チゾーンｚｌｓ、ｚＣのエンジン状態補１Ｅ値Ｋ　３（
ｚ　Ｂ）。

Ｋ　３（ｚ　Ｃ）を’３（Ｚ　９　）　、　’（３（２
１０）によって更新する。

以１−１のプロセスによって求めたエンジン状態捕ｉＥ
　値に３　（ｍ）は、第２３し１憤装置としてのランタ
ム・アクセス・メモリ１８の対応する番地に読み込んで
、当該番地にそれまで記憶さねてぃた１ｊす回のエンジ
ン状態補正値に３（Ｉｎ）を７１き換える。

第３図にもとって、次のステップ■ては、それ以［」Ｉ
Ｊのステップで求めたエンジン運転状態（具体的には、
ゾーンｍ）に対応する基本吐出ｌ１ｉＱ′、〆晶度捕市
係数１ｈ、今回の空燃比補正値１（２を用いるとともに
、エンジン運転状態に対応（７た番地に現在記憶されて
いる最新のエンジン状態補正値に３　（ｍ）を第２記憶
装置から読み出し、吐出量を以下の演算によって算出す
る。

Ｑ　−−Ｑ’　ｘ　Ｋｌ　ｘ　Ｋ２　ｘ　Ｋ３求めた吐
出ＩＷＱは、ステップ■でインジェクタ３に印加すべき
パルスに変換し、吐出ｉＱに対応したパルスに変換する
。ぞして、割込み処理ルーチンにて吐出用に対応したパ
ルス［ｌ］に応じてインジェクタ３は燃料を吸気通路２
にＩＪ１出する。

以」−の実施例では、エンリッヂゾーンｚＡ、ｚＢ。

ｚＣのエンジン状態補正値に３（ｚＡ）　、　Ｋ３（ｚ
ｌＪ　。

Ｋ３（ｚりを人々隣接するエンジン状態浦ｉＦイ１＋’
ｌＩＱ　３（”８ＬＫ３（Ｚ９）、に３（１１０）で置
換するようにしたが、例えは、１ζ３（ｚ　Ａ　）をに
３（Ｚ８）、に３（Ｚ５）。

Ｋ３（Ｚ２）　の平均値で置換する々いった。Ｌう（こ
、フィードバックゾーンでの学習値を力儀当に４・ｙ作
した値を用いることができる。

以十の説明から明らかなように、本発明（乙１′：１１
は、閉ループ制御時の学習値を用いて開ループ制御時に
用い−る制御データを更新するようにしたので、開ルー
プ制御においてもエンジンの経年変化を反映した１１モ
確な制御が行なえる利点が得られる０、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる燃料制仙シスデｌ、を採用した
エンジンの全体概略説明図、第２図は第１図のコンピュ
ータの概略構成説明図、第３図は燃料制御のメインルー
チンを示すフローチャート、第４図はエンジン状態補正
値を算出するルーチンを示すフローチャート、第５図は
エンジン回転数およびエンジン出力によってエンジン運
転域を複数のゾーンに区画して示すグラフ、第６図は空
燃比補正値のザンプリングを説明するためのグラフであ
る。 ３・・・インジェクタ、４・・・コンピュータ、５・・
・吸気負圧センサ、７・・・回転センサ、　８・・・０
２センサ、１゛１・・・吸気温センサ、１２・・・水温
センサ、１６・・・ム・アクセス偽メモリ。 特　許　出　願　人　東洋工業株式会社代　理　人　ブ
「埋土　青１１１　　葆ほか２名第１図 第２図　　・ 、：　　第５図　　　　　　　　　　　。 手続補正書（］・１幻 １　事件の表示 昭和５７年特許願第　　１６４６９１：ｌ　　　号２発
明の名称 エンジンの燃料制御装置 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４代理人 ７、補正の内容 図面中、第３図音別紙の通りお正します。 ２８９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンに吸入される混合気の空燃比に対応
   する信号を出力する空燃比センサと、エンジン運転状態
   を検出する運転状態センサと、エンジンに吸入される混
   合気の空燃比を制御するための基本制御値がエンジン運
   転状態に対応した番地に予じめ与えられている第１記憶
   装置と、」１記基本制御値を袖屯するためにエンジン運
   転状態に各々対応した番地にエンジン状態補正値を記憶
   する第２記憶装置と、 閉ループ空燃比制御時、空燃比センサの出力信号により
   空燃比補正値を求めるとともに、該空燃比補正値を処理
   してエンジン状態補正値を求めて上記第２記憶装置のそ
   の処理時点におけるエンジン運転状態に対応する番地に
   記憶させ、かつ上記エンジン状態補正値に基づいて開ル
   ープ空燃比制御時のエンジン状態補正値を求め、上記第
   ２記憶装置の開ループ空燃比制御運転状態に対応する番
   地ｌ（記憶させるようにＩ〜、上記第１記憶装置の基本
   制御値と、第２記・脳装置に記憶させた閉ループ、開ル
   ープ時のエンジン状態補正値と、空燃比センサより得ら
   れる空燃比補正値とによってエンジンに吸入される混合
   気の空燃比を制御する制御装置とを 備えたエンジンの燃料制御装置。