JPS5965537A - エンジンの空燃比制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、エンジンの空炉比制御装置に関する。

〔従来技術〕

一般に、エンジンの燃料供給系（気化器、燃料噴射装置
等）は所定の空燃比（Ａ　／　Ｆ）を・与えるように調
整される。しかし、製造公差を含む等の種々の要因で、
エンジンの全作動範囲にわたって、所定の空燃比を保つ
燃料供給系を得ることは困難である。さらに、空燃比は
、エンジン温度を含むエンジン作動パラメータの値が変
わるにつれて変化する。そこでエンジンに供給される混
合気を、燃料経済性、排気浄化の面から定まる所定の空
燃比に近い狭い範囲に保つため、一般に閉ループ制御器
が用いられる。すなわち排ガス内の空燃比の状態を監視
するセンサに応答し、積分項または積分比例項から成る
制御信号を発生して、混合気の空燃比を調整している。

また、気化器の燃料調節要素ｆ：調節したシ、・燃料噴
射装置における噴射パルス幅を調整して所定の空燃比を
得るように作用する。

さて、エンジン動作が、その作動範囲内で変化するとき
の空燃比の変化、エンジンの゛流動遅延（特定の混合気
が燃料供給装置からエンジンを通過して排ガスセンサま
で移動するに要する時間）を含む系内遅延及び閉ループ
制御器の応答時間により、エンジン作動がある作動点か
ら別の作動点に変わるときに、供給装置によって供給さ
れる混合気の空燃比の変化に合わせて、制御器が調整を
行うにはある程度の時間を要する。この時間内に、エン
ジンに供給される混合気の空燃比が所定の値よりずれて
しまう。そこで従来エンジンの作動範囲にわたる混合気
供給特性の変化を補正すべく、速度、負荷等のパラメー
タによって定まるエンジン作動点によってアドレス指定
される多数のロケーションを持つ記憶装置が提案されて
いる。この記憶装置の各ロケーションは特定のエンジン
作動点で所定の空燃比を生じるように決定される調整ｊ
！を表わす記憶装置に記憶される値を有する。作動点が
ある点から別の点に変化するとき、閉ループ制御器の出
力部が対応する記憶装置ロケーションに記憶された値に
プリセット、すなわち初期化され、したがって、所定の
空燃比を発生するように決めた値に制御器が初期化され
て、空燃比を調整するのに要する前記の時間をなくす。

その後、そのエンジン作動状態での閉ループ作動中に、
メモリ・ロケーションが制御器出力に従って更新される
。その結果、このメモリ・ロケーションは所定の空燃比
を与えるように、エンジン作動中に決定された数を含む
ことになる。燃料系が閉ループ・モードで作動している
ときに、記憶装置内の数値を利用して、空燃比をより精
密に制御する左いうことも示唆されている。

５　　閉ループ作動時、作動パラメータ値が変化しつツ
アッテモ、エンジン温度のような空に比に影響する五／
ジン作動バラメー゛夕の現在値で、所定め空燃比を与え
るに必要な調整を、メモリーロケーションの値全更薪し
、エンジン作動点が変化するとき、閉ループ調整値を、
所定の空燃比を与える値に初期設定することが望ましい
。これらの調整□値は最適な閉ループ空燃比調整値とな
りつるが、その後の開ループ動作、たとえばエンジン停
止稜に再び暖機を行う場合゛には不−過である。エンジ
ン作動パラメータが普通具なった値となるからである。

閉ループ制御中に記憶装置に記憶された特定の値となる
エンジン・パラメータ（たとえば、温度）の値は、一般
のその後の開ループ動作中のものとは異なることになる
。

これを解消するため、２つの記憶装置を設け、その一つ
はｔｒｉループ動作中に適応制御を行い、もう１つで開
ループ動作中の適応制御を行う方法が特開昭５６−１６
５７４４に開示されている。閉ループ動作中に適応制御
を行う記憶装置は第１の時定数に従って更新され、そこ
Ｖ（記憶された調整値はエンジン作動パラメータの変化
中でも所定の空燃比を与える値に実質的に更新さｆＬ机
開開ループ動作中適応制御を行う記憶装置は第１の時定
数よシも大きい、第２の時定数に従つで閉ループ動作中
に更新され、エンジン作動パラメータの変化中に所定の
空燃比を与えるに必要な調整値の平均値を表わす調整値
を記憶・することができる。これらの平均調整値は開ル
ープ柴燃比を制御することのできる改良ベースになって
いる。

第１図において、内燃機関（エンジン）１０は気化器、
燃料噴射装置等の燃料供給装置１２によって制御した、
燃料、空気の混合気を供給される。

排気は排気管１４を通って大気に排出される。排気管１
４には触媒コンバータ１６が設けられている。供給装置
１２は、一般に、エンジン作動条件の全範囲にわたる燃
料決定入力パラメータに対して所望の応答を行うことが
できない。また供給装置１２は、温度のようなエンジン
作動パラメータの変化に従って空燃比を変える。したが
って、燃料決定入力パラメータに応じて供給装置によっ
て与えられる空燃比は、一般にエンジンの作動中の所定
の値からずれる。

供給装置１２の供給する空燃比は電子制御ユニット１８
によって、選択的に閉ループ、あるいは開ループで制御
される。排気管１４の排気を検出するように設置した空
燃比センサ２０の出力に応答して行われると共に、エン
ジン速度センサ、エンジン温度センサを含む種々のセン
サからの出力に応答しても行われる。閉ループ制御時に
、ユニット１８は所定のエンジン動作パラメータに応じ
て閉ループ制御信号を発生し、所定のスケジュールに従
って、供給装置を調節する。これらの条件が閉ループ作
動に対して存在するときには、ユニット１８は空燃比セ
ンサ２０の出力に応答して、供給装置１２を制御するた
めの積分比例項を含む閉ループ制御信号を発生して、所
定の空燃比を得る。供給装置１２は、ユニット１８の開
ループ。

閉ループ制御信号出力に応答して、供給装置１２の供給
する混合気の空−比を調節する装置を包含する。ユニッ
ト１８の出力信号のデユーティサイクルは５〜９５％の
範囲で変化し、デユーティサイクルが高まると、燃料部
が減じ、低くなると燃料量が増して空燃比を低める。

第２図において電子制御ユニット■８はラインタル計算
機の形態をとり、一定周波数のパルス幅変調信号を供給
装置１２に与えて空燃比を稠整するようになっている。

外部の固定記憶装置Ｒ，Ｕ　Ｍに記憶された作動プログ
ラムを実行することによって供給装置の１２の動作を制
征ｊするマイクロプロセッサ２４を含む。マイクロプロ
セッサ２４は組合せモジュールの形をとり、ランダムア
クセスメモリ（Ｉ′（、ＡＭ）及びクロックの他に、普
通のカウンタ、レジスタ、累算器、フラグフリップフロ
ップ等を含み、例えばＭｏｔｏｒｏＩａ　Ｍｊｃｒｏｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒＭＣ−６８０２を採用できる。あるい
は、外部のＲＡＭとクロックオシレータを利用するマイ
クロプロセッサの形をとってもよい。マイクロプロセッ
サ２４は組合せモジュール２６のＲ，ＯＭ部に記憶され
た作動プログラムを実行することによって、供給装置１
２を制御する。モジュール２６は入力出カイ／タフエー
スとプログラム可能タイマを含む。モジュー　ル２６は
Ｍｏｔｏｒｏｌａ　　へ４Ｃ−６８４６組会ゼモジュー
ルであってもよい。開ループ、閉ループ制御が基礎を置
く入力条件は、モンユール２６の入力出力インタフェー
スに与えられる。センサ２０からの荒灼比信号等のアナ
ログ信号が信号コンディショナ３２に与えられ、この出
力部、ＡＩＤコンバータ、マルチプレクサ３４に結合し
ている。柳本化し、かつ変換しようとしている特定のア
ナログ状態は、モジュール２６の入出刃インタフェース
からのアドレスラインを経て作動フログラムが従って、
マイクロプロセッサ２４によって制御される。指令時、
゛ｒトレス指定された状態がラインタル形態に変換され
、モジュールの入出力インタフェースに送られ、Ｈ，Ａ
Ｍの几ＣＩＭ指示ロクーションに記憶されるウデューデ
ィザイクル変Ｖ・コ出カバ普通の入力出力インタフェー
ス回路３６（てよって与えられる。この回路は、例えは
ドライバ回路３７を経て、供給装置１２に出力パルスを
与える出力カウンタを含むつこれは、クロックトライバ
３８からのクロック信号及びモジュール２６のタイマ部
からの１０　Ｈ２（８号を受ける。

回路３６の出力カウンタ部１ｔｉ　７５ｒ望のパルス幅
を表わす２進数を周期的に挿入されるレジスタを持って
いる。

１０　Ｈｚの周波数で、レジスタの数はダクンヵ’）　
７　タＣ’）　）ｙ’−トに送られ、このダウ７カウン
タは、クロックトライバ３８の出力によって計時され、
出力カウンク部の出力パルスはダウンカウンタがゼロま
で逆読みする時間に等しい所要時間を持つ。

出力パルスは、レジスタの数がダウンカウンタのゲート
に入れたときにセットされ、数が零にカウントさねたと
きに、ダウンカウンタからの実行信号によってリセット
されるフリップ・フロップによって与乏−られる。回路
３１人カカウンタを含み、これはカウンタにクロックパ
ルスをゲート入れし７て、エンジンのディストリビュー
タからの速度パルスを受ける。

第２図では、さらにメモリ・ロケーションを有する持久
記憶装置４０が設けられ、Ｗ両のバッテリからの電力を
持つ）１．　Ａ　Ｍの形をとる。システムの残部は点火
スイッチを辿して電力を受け、したがって、エンジン１
０の停止時でも記憶内容が保有される。あるいは、持久
記憶装置４０は電力が送られなくとも記憶内容を保持す
ることのできる記憶装置の形をとってもよい。

マイクロプロセッサ２４、組合せモジュール２６、入出
力インタフェース回路３６及び持久記憶装置ｆ４ｏはア
ドレスバス、データバス、制御バスに→つて相互結合し
ている。マイクロプロセッサ２４はデータを読み出し、
組合せモジュール２６のＲＯＭ部内で与えられた作動プ
ログラムを実行することによって、供給装置１２の動作
を制御する。

第３図において、エンジン１０の点火スイッチを閉にす
ることによって、まず付勢して電力を種種の回路に与え
ると、プログラムがポイント４２で開始され、次にステ
ップ４４に進む。このステップで、系内の種々の要素ｉ
初期設定する。レジスタ、フラグ、フリップフロップ（
ＦＦ　）　、カウンタ及び個々の出力部が初期設定され
る。次にステップ４６に進み、持久記憶装置４００４つ
のメモリ・ロケーションＫＡＭＯ，・・・・・・ＫＡＭ
３　［ｒ’、憶されたデユーティサイクルに従って、デ
ユーティライフル記憶装置ＤＣＭが初期設定される。ｌ
）ＣＭはマイクロプロセッサ２４のＲ，ＡＭ部内の１６
個のメモリロケーションＤＣＭＯ・・・・・・］、）　
ＣＭ　１５　　から成る。各メモリロケーションは、エ
ンジンの速度。

負荷の値で決まるエンジンの作動点に従ってアドレス指
定することができる。エンジン速度、負荷に対する］）
Ｃλ４関係を第９図に示した。各メモリロケーションは
校正パラメータＫＨ，ＰＭ１・・曲・・・ＫＲＰＭ３に
対するエンジン速度の値、校正パラメー　タＫＬＯＡＤ
１・・・・・・・・・ＫＬＯＡＤ３　　に対するエンジ
ン負荷の値に従ってアドレス指定される。メモリロケー
ションＫＡＭＯ，・・・・・・ＫＡＭ３も同じ要領でエ
ンジン作動点に従ってアドレス指定できる。

第１０図に示したように、校正パラメータ　□Ｒｘｉ’
ｐＭ３．ＫＬＯＡＤ２に対するエンジン速度、負荷の値
に従ってアドレス指定される。ＲＡ　Ｍの数値は、供給
装置１２が所定のごと燃比を得るように、供給装置１２
を調整するため゛のデユーティサイクルを生じるパルス
幅である。これらの値血ユニット１８の先行閉ループ動
作の間に決定される。′ス、　テップ４６でこれらの値
はＤＣＭＯ・・・・・・・・・ｌ）ＣＭ１５の各々を初
期設定するのに用゛いられる。ＫＡＭ　ＯはＤＣΔ４０
−ＤＣＭ２．ＤＣＭ４−ＤＣＭ６　の各々に置〃・れ、
ＫＡＭ２はＤｃＭｓ−＝ＣＭｌｏ、ＤＣＭＩ　２−ＤＣ
Ｍ１４に置かれる。第４図において、ステップ４８でｌ
）ＣＭをＫ　Ａ　Ｍから初期設定する場合、持久記憶装
置４０の数１ぼをポイント５０で利足する。

バッテリが外されたシして、記憶装置４０の内容が妥当
性が失われた場合は、ステップ５４でＫＡＭＯ〜ＫＡＭ
３はモジュール２６のＲＯＭ部に記憶された校正値に初
期設定される。ポイント５２に冷却水温が常数Ｔより小
さい場合は温度バイ１ス値で修正される。ステップ５６
．５８からプログラムはルーチンを去り、第３図のステ
ップ６０まで進む。ここで、プログラムが割込みルーテ
ンを可能とするようにセットされる。マイクロプロセッ
サ２４に割込み口Ｊ叱フラグをセットすることによって
−りえられる。ステップ６（〕の後、プログラムは連続
−にくり返されるバックグラウンド・ループ６２に変わ
る。これは↑（１気還流制御機能および診断警報ルーチ
ンを含むことができる。

ステップ４６の実施例、ＫＡＭはエンジン作動範囲にわ
たる供給装置Ｗ〜整値に対する情報を含み、この情報は
、開ループ作動モード中に開ループ要領で用いられて暖
機中工ンジ／１０に供給される混合気の空燃比のよりｒ
ｆ＋密な制御を行う校正値の一部をなす。

モジュール２６のタイマ部は、バツクク”ラウンド・ル
ープ・ルーチン６２に割込ｒｒｌＯヘルツの割込み信号
を発する。６割込みごとに、第５図に示すようにステッ
プ６４のところで、１００ミリ秒割述みルーチンを記録
し、ステップ６６に進む。

回路３６の出力カウンタ部内のレジスタのパルス幅が、
出力カウンタにシフトされ、制御パルスを発する。この
パルスは所望のデューデイサイクル信号を発して、供給
装置１２を調整し、エンジン１０に供給する混合気を所
望の値にするようにする。ブロク゛ラムはステップ６８
に進み、読み出しルーチンが実行される。このルーチン
の間、個々の入力がＲＡＭ内のＲＯＭ指定ロケーション
に記録さｉｌ、回路３６の入力カウンタ部を軽て決定さ
れたエンジン速度、Ａ／Ｄコンバータの種々の入力がＨ
，ＡへイのそれぞれのＲ，Ｕ　Ｍ指定ロケーションに記
憶される。次にステップ７０に進み、ＫＡＭ。

１）ＣＭの現在のエンジン作動点に相当するメモリ・ロ
ケーションが決定される。このメモリインデックス数の
形成のルーチン７０を第６図に示した。

ポイント７２で記録され、ボイ／ドア４に進み、第５図
のステップ６８で読み出され、ＲＡＭに記憶された負荷
の値が引かれる。ステップ７８〜８８の各々からインデ
ックス数Ａを求める。ポイント９０でＡを判別し、ＫＡ
Ｍのインデックス数ＫＡＭＩＮＸを求める。ステップ９
２．９４の各々から、ステップ９６に進み、メモリイン
デックス数ＤＣＭＩＮＸがＡＸ４にセットされる。次に
ステップ９６〜１１０でエンジン速度Ｒ，Ｐ　Ｍに対す
るインデックス数を求める。ポイント１１２、ステップ
１１４、ステップ１１６で、ＲＡＭのロケーションＪ（
ＡＭＩＮＸ、Ｊ）ＣＭ　　のロケーション］）ＣＭＩＮ
Ｘが決定される。この」。うにして、インデックス数ル
ーチン７０を去り、第５図のポイント１１８に進む。ス
テップ６８で！ｌ、　Ａ　Ｍに記憶されたエンジン速度
Ｈ，））　ＭがＲＡ　Ｍから読み出され、）（、ＯＭに
記憶された基準速度値ＳＲＰＭと比較される。このＳ）
？、ＰＭはアイドル速度よりは小さいが、クランキング
速度よシは太きい。１１．ＰＭ　＜　Ｓ　ＲＰＭ　のと
きは、エンジンが始動されていないこと？：童味し、ス
テップ１２０の動作禁止モートに進む。ＲＯＭによって
指定されたＲ、　Ａ　Ｍロケーションのところで、制御
パルス幅′ｆ−記憶するようにｎ「コ憶された、供給装
置１２を制御するたｄ）のパルス幅変調信号の決定幅か
を１は零にセットし、デユーティサイクル信号を零パー
セントにする。

ボ・インド１１８において、Ｒ，ｐＭ＞ｓａｐＭで、エ
ンジンが作動中であると決定された場合には、ポイント
１２２に進み、ワイドオープン舎スロットル状態（ＷＯ
Ｔ）が存在し、動力増大を要求しているかどうかが決ツ
メされる。これはＨ，ＡＭ内のＪｌ、　ＯＭ指定メモリ
・ロク゛−ショ／に記憶された情報をサンプルすること
によって達成される。ここでは、ワイドメープンｅスロ
ットルｅスイッチの状態がステップ６８の間に記憶され
ている。工／ジ／がワイドオープン・スロットルであれ
ば、プログしム・サイクルはステップ１２４のｉ％’＆
　厚作動モードに進む。動力増大のために必要なデユー
ティサイクルを与えるパルスの幅が決定され、制御パル
ス幅を記憶するように割当てられたＲ、ＡＭメモリ・ロ
ケーションに記憶される。

エンジンはＷＯＴで作動していないときは、ポイント１
２６に進む。エンジン始動時から時間を監視している経
過時間カウンタが閉ループ動作を実施する前の時間基準
を意味する所定時間と比較される。このタイマは初期設
定ステップ４４で零にセットされるカウンタの彫金とっ
てもよく、プログラムのポイント１２６で、０．１ｓの
割込み期間ごとに増分され、割込力、時間の数が経過時
間を表わす。糸￥過時間が所定１的よりも小さい場合は
、ステップ１２８を開ループ・モートルーチンを実行し
、閉ループ・パルス幅が決定される。ポイント１２６で
時間基準が合致したならば、ポイント１３０に進み、空
燃比センサ２０の作動条件が決定される。・ンステムは
センサＹ品度、センサ・インピーダンス等のようなパラ
メータによって、センサ２０の動作を決定する。不動作
の場合はステップ１２８に進む。作動している場合は、
ポイント１３４に進み、ステップ６８でＲＡＭに記憶さ
れ／こエンジン温度が）ＬＯＭに記憶された所定の校正
値と比較される。エンジンの温度が校市値より低い場合
は、ステップ１２８に進む。校ｉ１′−，値より大きい
場合には、ステップ１３６に進み、閉ループ・ルーチン
が実施され、制御信号パルス幅を決定され、このパルス
幅は所定の割当てられたＨ、　Ａ　Ｍロケーションに記
憶される。ステップ１３８で、パルス幅が１（、ＡＭか
ら読み出され、２進数の形で、入出力回路３６の出力カ
ウンタ部のレジスタに入れられる。この値は、その後、
次のＱ、　ｌ　ｍ　ｓ割込み期間に、ステップ６６にお
いて、ダウンカラ：／りに挿入されて、パルス出力を所
望幅を有するソレノイドに送る。制御パルスが発せられ
ると、空燃比制御４１ソレノイドｆ　Ｑ、　ｌ　ｍ　ｓ
割込み期間ごとに作動し、供給装置を調整する。

ステップ１２８における開ループモートルーチンは第７
図に示したごとくでちる。このルーチンはステップ１４
０に入り、ステップ１４２で組合せモジュール２６のＲ
，０Ｍ部内のルックアップ・テーブルからパルス幅補正
値が得られる。この補正率はエンジン幌度のようなただ
１つのパラメータの関数でありうるが、負荷の関数でも
よい。この補正率は、第１１図のように、７２個のメモ
リ魯ロケーションに設けられており、エンジンの温度、
負荷の値に従ってアドレス指定される。ステップ１４４
で、Ｒ，ＡＭ内に記憶される制御パルス幅は、ｌ）ＣＭ
＋パルス幅補正埴にセットされる。

プログラムはステップ１４６に進み、新しいセルｅフラ
グがセットされる。ステップ１４８で、ステップ７０（
第５図）で決定されたインテックスの値が、Ｒ，ＡＭリ
ロケーション置かれる。

第８図１ｄＮＩループ・モード１３６のルーチンを示し
た。閉ループ・モードはポイント１５０で込り、ポイン
ト１５２に進み、エンジン作動点が先の０．１５割込み
以来変化しているかどうかを決定するっこレバ、ステッ
プ７０で決定されｔ−Ｊ）ＣＭＩＮＸを１（、Ａ　Ｍか
ら引出し、それを先の０１秒割込与時間に、ステップ７
０て決定された古いＤ（う八４１ＮＸ、すなわちＯＤＣ
ＭＩＮＸと比較すること姓、よって行われる。ｉ）ｅＭ
ＩＮｘ＝（ＪＤＣＭＩＮＸ。

ずなわら、エンジンの作動点が変化しない場合には、ポ
イント１５４に進む。ポイント１５４で、マイクロプロ
セッサ２４内の肩ましいセル・フラグ・クリップ・フロ
ップ（ステップ１４６の閉ループ・ルーチン中にセット
さＡ１ている）が標本化される。このフラグがセット−
ａれているならば、ユニット１８は先の０．ＩＳ割割込
時に閉ループ・モードで作動しでいる。しかし、このフ
ラグがリセットされてい、乙ときは、ユニット１８は先
の０．１Ｓ割込み時間中、閉ループ−モードで作動して
いる。先の０．１ｓ割込み期間から作動点を変えている
か、ユニット１８が開ループ・モードから閉ループ・モ
ードに作動変化していると仮定すると、ステップ１５６
に進む。ステップ１５６で、　ｌ（，０Ｍ指定）（、Ａ
Ｍリロケーション記憶された閉ｌレープ制御信号の積分
制御頂部分■ＮＴが、ステップ７０で決定されたメモリ
・ロケーションで、デューテ、イサイクル記憶装置から
得られたパルス幅と等しくセントされる。このパルス幅
は供給装置１２を６同整して、所定の空・込比を与える
値として、先行の閉ループ動作中に学習されている。ス
テップ１５８で、輸送時間遅延カラ／りが工／シフ１０
を通る輸送時間を表わす値にセットされる。この輸送遅
延は、エンジンの速度と空気量を言むエンジン作動パラ
メータから決定することができる。

作動パラメータによってアドレス指定される糾合ぜモジ
ュール２６のＨ，ＯＭ細部分ルックアップ・テーブルか
ら得ることができる。ステップ１６０テ、新シいセル・
フラグ・フリップ・フロツグは払ワレ、ユニット１８が
閉ループ・モードで作動していることを示す。その後プ
ログラムはステップ１６２に進み、Ｈ，ＡＭに記憶され
た古いインデックスが、ステップ７０で決定されたイン
テックスに等しくセットされる。

ステップ１６２、またはポイント１５４から、プログラ
ムはポイント１６３に進ｔｒ０ポイント１６３で輸送遅
延カウンタをサンプルして、輸送遅延が完了したかどう
かを決定する。遅ＩＶｃ　７５ｊ完了していない場合は
、ステップ１６４で、力Ｃンタを減じ、ステップ１６６
で、制御パルス幅が先に、ステップ１５６で、デユーテ
ィサイクル・メモリ値にセントさ）］、た閉ループ・パ
ルス１１昂の積分制御項■ＮＴに等しくセットされ、閉
ループ・モード・ルーチンを去る。七の後、第５図のス
テップ１３８に遂時、デユーティサイクル・パルス幅が
入出力回路３６の出力カウンタ部のレジスタにセットさ
れる。ステップ１６３で輸送時間遅延カウンタが零まで
減衰したとき（ｄ、ステップ１６８に進む。ステップ１
６８で、センサ２０の出力が校正値と比較されて、検出
された空燃比Ａ／Ｆが校正値に対して太きいか、小さい
か、すなわち濃いのか薄いのかを決定する。混合気が濃
い、すなわちＡ　／　［”が小さい場合は、ステップ１
７０に進み、Ｉｔ　Ａ、　Ｍ　Ｋ記１朽された閉ループ
制御（ｇ号の積分項がその先に記憶されている積分項＋
積分ステップ値に寺しくセットされる。その後、ステッ
プ１７２で、閉ループ制御パルス幅がステップ１７０で
決定さハた積分項一比例ステップ値に等しくセットされ
る。ステップ１６８で混合気が薄いと判断された場合は
、ステップ１７４に進４、ＲＡＭに記憶された制御信号
の積分項が積分ステップ値だけ減じられる。この後、ス
テップ１７６で閉ループ・パルス幅がＲＡＭに記憶され
た積分項一比例ステップ値に等しくセットされる。ステ
ップ１６８から１７６までは、エンジンが輸送遅延時間
よシ長い期間、同じ作動点で作動した後、０．１５ごと
にくり返され、積分ステップによって決定された率で、
Ａ／Ｆが大きいか、小さいかに依存してランプ様式で増
、減する閉ループ・パルス幅を形成し、最終的に混合気
は、校ｉＥ値に対して濃い状態と薄い状態の間で変化す
る。このとき、校正値を与える方向におけるパルス幅の
比例ステップが与えられる。ポイント１７８でエンジン
温度ヲ校正値に１　と比較Ｊる。温度かに１　　より商
い場合は、ＤＣＭを更新を停止する。低い場合は、ステ
ップ１８０に進み、ステップ７０に形成したメモリ・イ
ンデックスのＤＣＭを更新する。］）　ＣＭの更新は、
次式に従がって更新される。

・・・・・・・・・川・・・　（１） ここＫ、ＤＣＭＶｕ　　：挿入１べき新しいパルス幅の
値 ＤＣＭＶｕ−、：核崩するメモリ・ロケーションニ先に
あったパル ス幅の値 ＤＣ：最後に決定された制御パ ルス幅 Ｔ、：フィルタ時定数 ポイント１８２，１８４で温度条件を判定し、エンジン
の温度が正常な場合のみ、ステップ１８６でＫ　Ａ−Ｍ
を更新する。この更新は（υ式と同様に行われる。ＤＣ
Ｍの更新の時定数は５〜３０秒に対し、ＫＡＭの更新の
時定数は２４０秒程度である。

ステップ１８６の後に、プログラムは閉ループ・モード
・ルーチンを抜ける。エンジンが閉ループ・モードで作
動し続けるにつれて、ステップ１５０で始オる６１Ｊ記
のシーケンスが連続的にくり返され、エンジンが種々の
作動点全経過するにつれて、Ｊ）ＣＭ、ＫＡＭの各々が
制御信号の値に応じて更新され、その結果、各メモリ・
ロケーションが、特定のエンジン作動点に対する所定の
空燃比を与えるに必要な値に更新される。閉ループ作動
中、エンジン作動点が変わるごとに、制御パルス幅がエ
ンジン作動パラメータの現在値で、所定の空燃比を与え
る値に瞬間的にプリセットされる。開ループ作動中は、
供給装置は、ＫＡＭに保有された値に従って調整される
。この値はエンジンパラメータの変化値に対して所定の
空燃比を与えるに必要な制御パルス幅の平均を示す。

以上の制御ノロ−により定常運転時の空燃比ｄ正確に制
御される。しかし、エンジンの運転状態が急変する過渡
運転時には十分といえない。すなわち、過渡運転時にお
いては吸気管壁への燃料の付着側によって、エンジンに
供給される空燃比は一次遅れを呈す。この様子の一例を
第１２１．４Ｓ’ｌに示した。加速の場合、燃料供給系
からの燃料流量がステップ的に増量されたとしても、い
ったん吸気管壁に付着する燃料量が存在するため、エン
ジンに吸い込まれる混合気の墾・１！′”・比はいった
ん希湖化となり、その後所定値に収束する。また減速の
場合は、例え燃料量をステップ的に減姻したとしても、
吸気管壁に付着していた燃料量が工／ジン吸入負圧の増
大化に伴ってエンジンに吸い込まれるため空燃比はいっ
たん過濃化となり、その後所定仙に収束する。したがっ
て、第８図の制御フローではこの期間１秒間はステップ
１５８て時間遅延カウンタをセットしてＲ，ｏＭａ定、
ｎ、ＡＭｒｔケ−ションに記憶されたＩ）ＣＭから得ら
れる制御バルス幅を与えるたけ、すなわち、急変後の定
常運転状態におけるＤＣＭの記憶信号で制御するだけで
あるため、第１２１シ）の斜線で示した部分の空燃比が
制御誤差として生ずる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、：Ａ葭時の空燃比制御誤差を極力小さ
くすることので＾るエンジンの空燃比制御装置を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、エンジンの回転速度と負荷等のパラメータに
よって定まるエンジン作動点によってアドレス指定され
る多数のゴーゲーションを持ち、燃料調整量を記憶する
第１の記憶装置と、エンジンの負荷と温度をパラメータ
として燃料調整量を記憶する第２の記憶装置６°と、エ
ンジンの回転速度と負荷をパラメータとして吸気管内燃
料蒸発率を記憶する第３の記憶装置と、エンジンの回転
速度と負荷をパラメータとして吸気管内の燃料液膜流の
時定数を記憶する第４の記憶装置とを設置す、エンジン
始動時は第２の記憶装置からの信号により燃料調整１を
制御するプログラムと、エンジ７カＦ’Ｊｒ定の温度以
上になると空燃比閉ループ制御モードに入り、第１．第
３．第４の各記憶装置からの信号によりマイクロプロセ
ッサで演算し燃料調整量を制御するプログラムとを有し
、エンジン過渡運転時は前記第１．第３．第４の各記憶
装置からの信号によりマイクロプロセッサで演算し燃料
調整量を制御し、空燃比センサの信号よりその調整量を
前記第３．第４の記憶装置に修正記憶させるようにする
ことにより、過渡時の空燃比制御誤差を極力小さくしよ
う雫というものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

一般に吸気管内の炉料の蒸発遅れは、（ａ）吸気管温度
、（切燃料の粒径、（Ｃ）エンジンの負荷状態（吸気管
負圧）、（ｄ）空気流速、（ｅ）吸気管長なとの因子に
よって影響を受け、吸気管内での・燃料の蒸発率Ｅ、お
よび過渡時の液膜流の時定数゛Ｖが変化する。

したがって、エンジンに供給される空燃比は液膜流が一
次遅れの挙動を示すとすると、 ここで　Ｓニラプラス演算子 Ｅ：蒸発率 Ｔ：過渡時の液膜流の時定数（Ｓ） ｔ：時間（８） 逆ラプラス変換して と Ｅ＋（１−Ｅ）（１−ｅ　　Ｔ）　　・・・・−・・・
・・・・＋３）となる。

この特性Ｖよ前述の第１を図の特性と定性的に合六 致する。したがって、第１２図の斜線部分を補償するに
は、その補正値Ｘ（りは次式で表わせる。

よって 逆変換して すなわち、蒸発率Ｅと液膜流の時定数Ｔを知ることによ
り過渡時の補正ＳＸ＜りを求めることができる。ここで
、前述の蒸発率Ｅに及はす因子のうち、吸気管長はエン
ジンによって決まる固定値であり、燃料の粒径はエンジ
ンの負荷状態と空気流速（空気流速）によって一義的に
決まった値である。したがって、吸気管内での炉科の蒸
発率Ｅは第１３図、第１４図に示したように、吸気管温
度Ｔ’　＋、とエンジン回転数Ｎ１吸気管負圧ＰＲによ
ってほとんど一義的に決定される。

次に液膜流の時定数ＴはＨ本自動車研究所研究速報扁２
（昭４６年９月）の論文により日中らはここで、Ｖｆｚ
Ｈ液膜の平均流速（急変後の定常値） Ｌ；吸気管長 の近似式が実験結果と良く一致することを示唆している
。吸気管内の空気と液膜が一定のスリップ比であるとす
るとＶｔは空気流量の関数となる。

すなわち、 Ｔ−φ（Ｎ、ＰＩ３）　　・・・・・・・・・・・・　
（７）で近似できる。

したがって以上のことより、エンジン回転数とエンジン
負荷に対して第１５図に示すような第１の補正マツプを
予めマイクロプロセッサ２４の）（、Ａ　Ｍ部内の１６
個のメモリロケーション１）ＣＭＥ、・・・・・・・・
・・・・ＤＣＭＥｕに記憶させておき（吸気温度は任意
の一定値）、吸気管内の蒸発率の原信号とする。例えば
エンジン回転数と負荷からその時の蒸発率の原信号がＤ
ＣλｉＥ、ｔだとすると、これに第１６１￥１で示した
吸気管温度に対する補正係数Ｋを乗じて ＮＤＣＭＥＩ２＝ＤＣＭＥ、ｔ　・Ｋ　・・・・・・　
（８）がその時の真の蒸発率とする。

また、′ｔｌ膜の時定数Ｔに対しては第１７図に示すよ
うな第２の補正マツプを予めマイクロプロセッサ２４の
Ｒ，ＡＭＭ部内１６個のメモリロケーションＤ　ＣＭ　
＋ｒｏ・・・・・・ＤＣＭｉ’＋ｓに記憶させておき、
Ｔの原信号とする。ＤＣＭＥ、ＩＪＣＭＴはそれぞれマ
イクロプロセッサ２４のＲＡＭのメモリロケーションに
よって構成し、その記憶、初期設定、読み出し等のフロ
ーは前述のＤＣＭの場合と時間的に並行して同様な手法
で行う。したがって、第５図のステップ７０のメモソイ
／テックス敷の形成までは三者並行して進む。その抜は
前述のＤＣＭによってフローが流れ、第８図の閉ループ
モード（ステップ１５０）に入ってからＤＣＭＥ、ＤＣ
ＭＴによるパルス幅の補正を行う。その制御フローを第
１８図に示す。第８図と構成を異にする点は、工／ジン
過渡状態の判定ポイント１６３の時間遅延カウンタが０
でない場合、ステップ１６４でカラ／りを減じ（ここま
では第８図と同じ）、その後第１８図に示したように流
れる。すなわち、過渡状伸に飛び込んだ場合、ステップ
２００により第１５図に示すメモリロケーションｌ）Ｃ
ＭＥ　をルックアップする。次にステップ２０１では第
１６図に示した吸気管温度の補正を加える。これはマイ
クロプロセッサ２４で演算する方法でも良いし、第３の
補正マツプより行っても良い。このステップ寸でで吸気
管内の蒸発率Ｅは決定される。次にステップ２０２に進
み第１７図に示したＤＣＭＴをルックアップする。この
ステップで吸気管内の燃料液膜の時定数Ｔが決定される
。次にステップ２０３でステップ２０１，２０３で得ら
れたＥ。

Ｔの数値を前述の第５式に代入して、補正弁ＸＴを求め
る。これはマイクロプロセッサ２４で行わせしめる。ス
テップ２０４でその時のＤ　ＣＭ値を求めたλＴ値を和
して制御パルス幅ＣＬＰＷを決定する。そのＣＬＰＷに
より供給装置を調整する。その後、排気管に設けられた
空燃比センサにより所定の空燃比Ａ／Ｆ一定に制御され
ているかどうかポイント２０５で判定する。所定のＡ／
Ｆよりも濃い場合も、薄い場合もそれぞ第１ステツプ２
０６゜２０７においてＤＣＭＥ４．ＤＣＭＴの値を修正
しておく。この修正方法は第１９図、第２０図に示した
方法で行う。すなわら、Ａ／Ｆを検知する排ガスセンサ
の出力値が例えばエンジン加速時第１９図のごとくなっ
た場合、加速直後からｌｌｌＮ秒後の所定のＡ　／　Ｆ
に対する制御されたＡ／Ｆ’との偏差ΔＡ／Ｆの出辺値
を読みとり、第２０図に示した補正特性によって、ＤＣ
ＭＥ、ＤＣＭＴ　のその運転状態における値をそれぞれ
修正しＲ，Ａ　Ｍに記憶さぜる。ここでＡ／Ｆセンサと
しては、第２１図に示すように空炉′比Ａ／Ｆに対して
比例的外出力信号を生ずるものが好適であるっ　このよ
うなセンサとしては日本機械学会東海支部主催の東海支
部第５４回ｐ１Ｈ会（メカトロニクスの現状と将来」（
昭５７年１月）の４８ページ〜５５ページに記載されで
いることく、ジルコニア系の固体甫、解質に重圧を加λ
−１強制的に鴇、流を流すことにより酸素の移動がおこ
り、第２１図に示すような特性が生ずる、いわゆるリー
ンセンサが好適である。

ステップ２０５〜２０７寸でのフローは、ΔＡ／Ｆが所
定の制御製差内に入るまで、その同一運転状態範囲ごと
にくり返し行Ｊ〕れる。

２′ノ 第に）図におい°τ、固体牝、解質２００に、電極２０
１．２０２，２０３，２０４を設け、電極２０２．２０
４ｆ：おおい２０５でおおう。おおい２０５の一部には
、オリフィス２０６が設けられている。これを排ガス中
に入れて、電極２０１゜２０２間の１１ｉ圧Ｅが一定に
なるように、電極２０３゜２０４間の電流を制御すると
、空気過剰率λと電流■の関係は第含１図のごとく線型
になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、過渡時の空燃比
制御誤差を極力小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例の構成図、第３図〜第
２１図は本発明の詳細な説明する路線図、第２番図は空
燃比センサの実施例の構成図、第一′３ −２−４図面の簡単な説明する路線図である。 １０・・・内燃機関、１２・・・燃料供給装置、１８・
・・電子制御ユニット、２０・・・空燃比センサ、２４
・・・マ享１図 Ｏ Ｙ２図 ４ 第３ａ　　　　　　　寮４図 茅９図 茶９図 第１０図 エンレン速度 靜月図 エンンン貢刊 ｆ新人 ”且 貼 幀ま ちθ 茅１５　目 工〉シ゛洞ｎ林数 茅７６図 咀仇菅温屓Ｔχ（°Ｃ９ ＄１’７＠ ￥−１ｓ　　図　　　エンジン回薯ｌ友＃１９囚 茅２６図 ρ　４Ａ／Ｆす Ａ／Ｆ 茅２２目 茅２３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　エンジン排ガス内の空燃比の状態を監視するセン
   サの信号に応答して燃料供給装置の燃料量を調整する窒
   燃比閉ループ制御システムにおいて、エンジンの回転速
   度と負荷等のパラメータによって定まるエンジン作動点
   によってアドレス指定される多数のロケーションを持ち
   、燃料調整量を記憶する第１の記憶装置と、エンジンの
   負荷と温度をパラメータとして燃料調整量を記憶する第
   ２の記憶装置と、エンジンの回転速度と９荷をパラメー
   タとして吸気管内燃料蒸発率を記憶する第３の記憶装置
   と、エンジンの回転速度と負荷をパラメータとして吸気
   管内の燃料液膜流の時定数を記憶する第４の記憶装置と
   を設け、エンジン始動時は第２の記憶装置からの信号に
   より燃料調整量を制御するプログラムと、エンジンが所
   定の温度以上になると空燃比閉ループ制御モードに入り
   、第１゜第３．第４の各記憶装置からの信号によりマイ
   クロプロセッサで演算し燃料調整量を制御するプログラ
   ムとを崩し、エンジン過渡運転時は前記第１゜第３．第
   ４の各記憶装置からの信号によりマイクロプロセッサで
   演算し燃料調整酸を制御し、空燃比センサの信号により
   該調整部を前記第３．第４の各記憶装置に修正記憶させ
   るようにしたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装
   置。