JPS61101639A - 内燃機関の空燃比制御方法 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御方法

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JPS61101639A
JPS61101639A JP22157084A JP22157084A JPS61101639A JP S61101639 A JPS61101639 A JP S61101639A JP 22157084 A JP22157084 A JP 22157084A JP 22157084 A JP22157084 A JP 22157084A JP S61101639 A JPS61101639 A JP S61101639A
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fuel
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の空燃比制御方法に係り、特に各気筒
毎に燃料を噴射するいわゆる独立燃料噴射方式の内燃機
関の空燃比制御方法に関する。
〔従来の技術〕
一般の内燃機関では、排ガス中の一酸化炭素、窒化物お
よび炭化水素を同時に浄化するため三元触媒が用いられ
ており、この三元触媒の浄化率を良好にするため、空燃
比を理論空燃比近傍に制御している。空燃比を理論空燃
比近傍に制御するにあたっては、排ガス中の残留酸素濃
度から排気空燃比を検出して理論空燃比に対応する排気
空燃比を境に反転した信号を出力するO雪センサを用い
、この02センナ出力に基づいて空燃比を理論空燃比近
傍に制御するための空燃比フィードバック補正係数FA
Fを求め、この空燃比フィードバック補正係数に基づい
て燃料噴射量を制御することにより空燃比を制御してい
る。ところで、燃料噴射方法として全気筒−斉に燃料を
噴射する一斉燃料噴射方法があるが、この方法では燃料
噴射時期と各気筒の吸入行程とが一致しないため、各気
筒の空燃比を理論空燃比に制御することができない。
このため、従来では、各気筒毎に燃料噴射弁を取付けて
各気筒独立に燃料を噴射することが行なわれている。し
かしながら、各燃料噴射弁に噴射特性のばらつきがある
ため、各燃料噴射弁に同一の制御信号を出力しても燃料
噴射量にばらつきが生じ各気筒の空燃比を理論空燃比に
制御できないことがあった。
このため、第2図に示すように、0!センサ出力に対し
て空燃比フィードバック補正係数を所定時間遅延させて
各気筒毎に空燃比をずらして空燃比フィードバック制御
域の所定条件下で学習して燃料噴射量を制御することが
行なわれている。以下この方法を説明する。ステップ2
01で気筒を判別し、ステップ202において02セン
サ出力に対して空燃比フィードバック補正係数FAFを
第3図に示すように遅延させる。すなわち、03センサ
出力がリーフからリッチに反転するときは、02センサ
出力が比較電圧(例えば、0.45 V )を横切った
点より時間TDR空燃比フィードバック補正係数FAF
を反転させる時期を遅延させる。
一方、02七ンサ出力がリッチがらリーンに反転すると
きは、時間TDL窒燃比フィードバック補正係数FAF
を反転させる時期を遅延させる。ここで、02センサ出
力がリーンからリッチに反転するときとリッチからり−
ンに反転するときとで遅延時間を代えるのは、02セン
サがリッチがらり一ンに反転するときとり−ンからリッ
チに反転するときとで応答時間に差があるからである。
また、このように遅延させることにより(0!センサの
リーンからリッチへの応答時間子TDI) / (02
センサのリッチからリーンへの応答時間+TDL)が一
定値に近づくため、燃料噴射弁の特性のばらつきや02
センサの特性のばらつきを補正することができる。次の
ステップ203では燃料噴射弁の特性のばらつき等を史
kF#度よく補正するため、空燃比フィードバック補正
係数FAFに定数K(<1.0)を乗算して空燃比をリ
ーン側にずらすようにし、ステップ204でフィードバ
ック制御の中心値(理論空燃比に対応する値)がら空燃
比フィードバック補正係数を減算してずれ量を求めるこ
とにより学習値KG I N J n  を求める。こ
の学習値KG I N J nは例えば第4図に示すよ
うに変化する。
そして、ステップ205で空燃比フィードバック補正係
fiFAFと学習値KGt N J nとを用いて基本
燃料噴射量を補正する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、本発明者が上記従来の空燃比制御方法に
ついて研究を進めたところ、従来の空燃比制御方法では
未だ燃料噴射弁の噴射量のばらつきを充分補正すること
ができないことを見出した。
このため、空燃比が理論空燃比よりずれエミッションや
ドライバビリティが不良になる、という問題があった。
これは、空燃比フィードバック補正係数を遅延させるこ
とにより燃料噴射弁の特性のばらつきがある程度補正さ
れ、このばらつきを精度よく検出するために空燃比をず
らしても上記のように遅延させていることからずれ量の
精度が悪くなるためと思われる。
本発明は上記問題点を解決するために成されたもので、
燃料噴射弁や02センサの特性のばらつきを更に精度よ
く補正することができる空燃比制御方法を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は、排ガス中の残留酸
素濃度から排気空燃比を検出して理論空燃比に対応する
排気空燃比を境に反転した信号を出力する02センサを
用い、前記02センサ出力に基づいて空燃比を理論空燃
比近傍に制御するための空燃比フィードバック補正係数
を求め、前記空燃比フィードバック補正係数に基づいて
各気筒毎に空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御方法
において、機関暖機後の空燃比フィードバック制御中に
空燃比フィードバック制御の中心値からの前記空燃比フ
ィードバック補正係数のずれ量を各気筒毎に求め、前記
空燃比フィードバック補正係数を所定時間遅延させると
共忙前記ずれ量に基づいて空燃比を制御することを特徴
とする。
〔作用〕
本発明によれば、空燃比フィードバック補正係数を遅延
させる前、すなわち遅延時間がQ m8ecのときに空
燃比フィードバック制御の中心値からの空燃比フィード
バック補正係数のずれ量が各気筒毎に求められる。すな
わち、遅延時間をQmseCにすることにより、02セ
ンサ出力が燃料噴射弁や02センサ特性の”ばらつきの
影響を直接受けて、空燃比フィードバック補正係数が上
記のばらつきに応じて変化する。そして、上記のずれ量
は、上記のばらつきを精度よく表わしているため、各気
筒の空燃比を精度よく理論空燃比に制御することができ
る。
〔発明の効果〕
従って、本発明によれば空燃比をずらすことな〈従来よ
り精度よく各気筒の空燃比を理論空燃比に制御してエミ
ッションの不良やドライバビリティの不良を防止するこ
とができる、という効果が得られる。
〔実施例〕
以下第5図を参照して本発明が適用される燃料噴射装置
を備えた内燃機関(エンジン)の−例を詳細に説明する
。このエンジンはマイクロコンピュータ等の電子制御回
路によって制御されるもので、図に示すようにエアクリ
ーナ(図示せず)の下流側に吸入空気量センナとしての
エアフローメータ2を備えている。エアフローメータ2
は、ダンピングチャンバ内に回動可能に設けられたメジ
キリングプレート2人と、メジキリングプレート2人の
開度を検出するポテンショメータ2Bとから構成されて
いる。従って、吸入空気量はポテンショメータ2Bから
出力される電圧より検出される。
エアフローメータ2の下流側には、スロットル弁6が配
置され、スロットル弁6の下流側には、サージタンク8
が設けられている。このサージタンク8には、インテー
クマニホールド1oが連結されておシ、このインテーク
マニホールドlo内に突出して各気筒毎に燃料噴射弁1
2が配置されている。インテークマニホールド1oは、
エンジン本体14の燃焼室14Aに接続され、エンジン
の燃焼室14Aはエキゾーストマニホールド16を介し
て三元触媒を充填した触媒コンバータ(図示せず)に接
続されている。なお、20は点火プラグ、24はエンジ
ン冷却水温を検出する冷却水温センサ、1は02センサ
である。
エンジン本体14に取付けられた点火プラグ2゜は、デ
ィストリビュータ26に接続され、ディストリビュータ
26はイグナイタ28に接続されている。このディスト
リビュータ26には、ディストリビュータハウジングに
固定されたピックアップとディストリビュータシャフト
に固定されたシグナルロータとで各々構成された、気筒
判別センサ30およびエンジン回転角センサ32が設け
られている。この気筒判別センサ3oは、例えばクラン
ク角720度毎にマイクロコンピュータ等でζ構成され
た電子制御回路34へ気筒判別信号を出力し、エンジン
回転角センサ32は、例えばクランク角30度毎にクラ
ンク角基準位置信号を電子制御回路34へ出力する。
′電子制御回路34は第6図に示すように、ランダムア
クセスメモリ(RAM)36、リードオンリメモリ(R
OM)38、マイクロプロセツシングエニット(MPU
)40.入出力ボート46、入力ボート48、出力ボー
ト50.52およびこれらを接続するパス54を含んで
構成され、MPU40にはクロック(CI、0CK)4
2およびタイマ44が接続されている。入出力ボート4
6には、バッファ55,56.マルチプレクサ58、ア
ナログディジタル変換器(A/D変換器)60を介して
、エアフローメータ2およびエンジン冷却水温センサ2
4が接続されている。入力ボート48には、バッファ6
2およびコンパレータ64を介して0!センサ1が接続
されると共に、波形整形回路66を介して気筒判別セン
?30および回転角セ/す32が接続されている。そし
て、出カポ−)50は駆動回路68を介してイグナイタ
28に接続され、出力ポート52は駆動回路70を介し
て燃料噴射弁12に接続されている。そして、上記のR
OMには以下で説明する制御プログラム等が予め記憶さ
れている。
第7図は、制御プログラムのメインルーチンを示すもの
で、ステップ100でエンジン回転数NEと吸入空気量
Qを取込み、ステップ102でに−Q/NE (ただし
、kは定数)を演算することにより基本燃料噴射量τ0
を演算する。そして、空燃比フィードバック制御条件が
成立していればステップ104で従来と同様に空燃比フ
ィードバック補正係数FAFを演算する。
第1図は回転角センナから出力される信号により割込ま
れる割込みルーチンを示すものである。
ステップ106でエンジン冷却水温THW、Oxセンサ
出力、エンジン回転数NE、空燃比フィードバック補正
係数FAF等を取込む。次のステップ108では、気筒
判別センサ出力と回転角センサ出力とに基づいて気筒を
判別し、現在n番気筒か否かを判別し、n番気筒ならば
ステップ110でエンジン冷却水温THWが所定温Tu
を越えているか否かを判断することにより始動温増量等
の冷却水温に応じた増量が行なわれていないか否かを判
別する。冷却水温THWが所定温Tを越えて増量が行な
われていないときは、ステップ112で空燃比フィード
バック制御中か否かを判断し、フィードバック制御中の
ときはステップ114でエンジン回転数NEが所定回転
Nor、p、m を越えているか否かを判断することに
よりアイドリンクや減速域でないかを判断する。エンジ
ン回転数NEが所定回転を越えているときには、ステッ
プ116で01センサ出力が比較電圧を横切った場合に
すなわち空燃比がリッチからリーンまたはリーンからリ
ッチに変化したときに設定されるn番気筒の遅延時間T
D、を□ m5ec  に設定する。次のステップ11
8では、従来と同様に空燃比フィードバックの制御の中
心値がら空燃比フィードバック補正係数FAFを減算し
て、燃料噴射弁のばらつきを補正するための学習値KG
INJn  を求め、ステップ120で遅延時間TDn
を所定時間(例えば、5 Q m5ec  )に設定す
る。なお、この遅延時間は、従来と同様に空燃比がリッ
チからり−7に変化するときと空燃比がリーンからリッ
チに変化するときとで異らせるのが好ましい。
ステップ122では、02七ンサの経時変化によって生
じる空燃比のずれを補正するための学習(i K Gを
求め、ステップ124で以下の式に従って燃料噴射量τ
を計算し、ステップ126でnを1インクリメントして
次の気筒の学習値KG。
KG I N s n  を求めるようにする。
τ=(τ。十TAUG)eFAFllKGIIKGxN
、n・へ十τv −(1)ただし、TAUGはアイドリ
ング時に02センナの経時変化による空燃比のずれを補
正するための学習値、coはエンジン冷却水温等に応じ
て定まるその他の補正係数、τVはバッテリ電圧変動に
対して燃料噴射量を補正するための無効噴射時間である
第8図は、02センサの経時変化によって生じる空燃比
のずれを補正するための学習値KGを演算するルーチン
を示すものであり、このルーチンは空燃比フィードバッ
ク補正係数FAFが比例動作(スキップ)する毎に実行
される。ステップ1′30で補正係数FAFが所定回ス
キップしたか否かを判定し、所定回スキップしたときは
ステップ131でスキップ時の補正係71 F A F
の最大最小値等から補正係数FAFの平均値FAFAV
を求め、ステップ132とステップ134とで平均値F
 A F A V カ1 + (1(例t ハ、1.0
2)カラ1−α(例えば、0.98 )の範囲に入って
いるか否かを判断する。平均値FAFAVが1+αを越
えていればステップ138で学習値KGを所定値に大き
くし、平均値FAFAVが1−α未満でおればステップ
136で学習値KGを所定値に小さくする。そして、こ
の学習値KGによって(1)式に基づいて燃料噴射量が
補正されるため、平均値FAFAYが所定範囲内の値に
なるようにされる。
以上の結果、空燃比フィードバック補正係数が安定した
状態で学習制御が行なわれ、燃料噴射弁やO:センサの
特性のばらつき、経時変化によるOzセンサの特性変化
による空燃比のずれが各気筒毎に防止される。
なお、上記では吸入空気量とエンジン回転数とで基本燃
料噴射量を演算するエンジンに本発明を適用した例につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、□及気管圧力と二/ジ/回転数とで基本燃料噴射量
を定めるエンジンにも本発明を適用することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る割込みルーチン金示す
流れ図、第2図は従来の空燃比制御方法を示す流れ図、
第3図は02セ/す出力と補正係数FAFとの関係を示
す縮図、第4図は学習値KG 、 、、nの変化を示す
縮図、第5図は本発明が適用される燃料噴射装置を備え
たエンジンの概略図、第6図は第5図の制御回路の詳細
を示すブロック図、第7図は上記実施例のメインルーチ
ンの流れ図、第8図は学習値KGを演算するルーチンを
示す流れ図である。 1、・、02センサ、  2・・・エアフローメータ、
12・・・燃料噴射弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)排ガス中の残留酸素濃度から排気空燃比を検出し
    て理論空燃比に対応する排気空燃比を境に反転した信号
    を出力するO_2センサを用い、前記O_2センサ出力
    に基づいて空燃比を理論空燃比近傍に制御するための空
    燃比フィードバック補正係数を求め、前記空燃比フィー
    ドバック補正係数に基づいて各気筒毎に空燃比を制御す
    る内燃機関の空燃比制御方法において、機関暖機後の空
    燃比フィードバック制御中に空燃比フィードバック制御
    の中心値からの前記空燃比フィードバック補正係数のず
    れ量を各気筒毎に求め、前記空燃比フィードバック補正
    係数を所定時間遅延させると共に前記ずれ量に基づいて
    空燃比を制御することを特徴とする内燃機関の空燃比制
    御方法。
JP22157084A 1984-10-22 1984-10-22 内燃機関の空燃比制御方法 Pending JPS61101639A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0296464A2 (en) * 1987-06-26 1988-12-28 Nissan Motor Co., Ltd. Air/fuel ratio control system for internal combustion engine with correction coefficient learning feature
EP0947684A3 (en) * 1998-03-31 2001-11-07 Mazda Motor Corporation Fuel injection control system for direct injection-spark ignition engine

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