JPS627951A - 電子燃料噴射制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、空燃比センサからのフィードバック信号によ
りエンジンへの燃料噴射量をフィードバック制御すると
共に得られた学習値に基づいて学習制御するようにした
電子燃料噴射制御装置に関するものである。

（従来技術） 一般に、電子燃料噴射制御装置は、空燃比センサ、例え
ば０２センサからのフィードバック信号に基づいてエン
ジンの空燃比が所定の空燃比となるように、燃料噴射量
のフィードバック制御がなされている。すなわち、エン
ジンの運転状態により決定される基本燃料噴射量に対し
、フィードバック補正を含めた燃料噴射量の算出を行な
うようになっている。

ところで、このフィードバック補正の制御利得値を大に
設定した場合には、空燃比センサからのフィードバック
信号に対する応答性が向−ヒする反面、フィードバック
補正の変動幅が大きくなり、フィードバック制御系の安
定性が悪化する。

一方、制御利得値を小に設定した場合には、上配糸の安
定性は向上するものの、逆に応答性が悪化するという問
題がある。

このことから、一般的には、制御利得の値を、前記応答
性と系の安定性との妥協点に設定されていた。

このようなフィードバック制御に対し学習制御を加えて
、フィードバック制御を優れた応答性でもって行うよう
にしたものが提案されている。すなわち、例えば運転状
態毎に燃料噴射量の平均値を求め、この平均値でもって
予め設定した基本燃料噴射量自体の補正を繰返すいわゆ
る学習制御により、学習回数の増加に応じて基本燃料噴
射量を漸次適正化するものである（特開昭５５−９６３
３９号公報等参照）。

しかし、フィードバック制御系の安定性については末だ
不十分であり、このことから、本出願人は、学習回数の
増加に伴って、前記制御利得値を漸次小さくすることに
より、系の安定性を図ることを提案した（特開昭５９−
１９６９４２号公報参照）。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら、このように前記制御利得値を漸次小さく
した場合、学習飽和点では前記制御利得値が零、つまり
フィードバック補正値ＣＦＢ＝Ｏとなり、フィードバッ
ク制御が停止されることとなる。

このことから、例えば蒸発燃料のような外的要因により
混合気の空燃比が変動したとしても、これに対処するこ
とができず、走行性の悪化あるいは排気ガス中の有害成
分の増加という問題が生ずる。

本発明は、上記問題点を勘案してなされたもので、その
技術的課題とするところは、制御利得値を漸次小さくし
た場合に、前述した学習飽和時、つまりフィードバック
制御が停止されることに起因し、外的要因に基づく空燃
比の変動によって、走行性、あるいは排気ガスが影響を
受けることを極力抑えるようにした電子燃料噴射制御装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、エン
ジン運転状態に応じて決定される基本噴射量と空燃比セ
ンサからのフィードバック信号により所定の制御利得値
に基づいて決定されるフィードバック補正値と、該フィ
ードバック補正値もしくはフィードバック補正値に対応
した値を記憶更新する記憶更新手段により決定される学
習値とにより最終的な燃料噴射量を決定するとともに、
上記記憶更新手段による記憶更新の回数の増加に伴い、
上記制御利得値が漸次小に設定される電子燃料噴射制御
装置を前提とし、第１図に示すように、制御利得値が所
定の値を越えて減少することを禁止する制御利得値クラ
ンプ手段を設ける構成としたものである。

このような構成とすることにより、フィードバック補正
の制御利得値は、学習回数が進むにつれて所定の値にな
るまで漸次小となり、その後は、上記制御利得値クラン
プ手段によって所定の値に保持されることとなる。つま
り、フィードバック制御の継続が保たれ、何らかの外的
要因により空燃比が変動したとしても空燃比センサから
のフィードバック信号により最適な空燃比となるように
燃料噴射量の補正がなされることとなる。

（実施例） 以下、本発明の技術的手段の具体例としての（１）流側
を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例における全体構成を示し、ｌは
燃料噴射式エンジンであって、該エンジン１内にはピス
トン３が上下動自在に嵌挿されているとともに、該ピス
トン３で画成された燃焼室４には吸気ボート５および排
気ポート６が開口し、該吸気ポート５には吸気弁７が、
また排気ポート６には排気弁８がそれぞれ配設され、吸
気ポート５には吸気通路９が、また排気ポート６には排
気通路１０がそれぞれ接続されている。

上記吸気通路９の吸気ボート５近傍には吸気通路９内に
燃料を噴射する燃料噴射弁１１が配設されているととも
に、吸気通路９の途中には吸気量を制御するスロットル
弁１２が配設され、該スロットル弁１２上流には吸気通
路９内を流れる吸入空気流量を検出するエアフロメータ
１３が配設されている。

一方、排気通路１０の途中には、排気通路１０内の排気
ガス濃度成分から酸素濃度を検出する０２センサ１４が
配設され、０２センサ１４の下流には排気カスを浄化す
る触媒装置（図示省略）が介設されている。また、１５
はエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサであ
って、該エンジン回転数センサ１５と上記エアフローメ
ータ１３とでエンジン１の運転状態を検出する運転状態
検出手段が構成されている。

前記噴射弁１１は、燃料ポンプ１６および燃料フィルタ
１７を介設した燃料供給通路１８を介して燃料タンク１
９に連通されており、該燃料タンク１９からの燃料が燃
料噴射弁１１に供給されると共に、その余剰燃料は燃圧
レギュレータ２０を介設したリターン通路２１を介して
燃料タンク１９に環流され、よって所定圧の燃料が燃料
噴射弁１１に供給ネれ、燃料噴射弁１１から噴射される
。この燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射ｆｉｌは
、コントロールユニット２２から出力されるパルス信号
により制御される。

また、燃料タンク１９には蒸発燃料導出通路２３の一端
が開口し、該蒸発燃料導出通路２３の他端は、ここでは
吸気通路９におけるスロットル弁１２の下流に開口され
、蒸発燃料導出通路２３にハ＋ヤニスタ２４、パージバ
ルブ２５が介装されている。パージパルプ２５は所定の
運転領域で開とされ、これに伴なって、キャニスタ２４
に吸着、捕獲された蒸発燃料が吸気通路９の吸気負圧で
吸気通路９に吸引される。

前記０２センサ１４からのフィードバック信号、エアフ
ローメータ１３からの吸入空気量信号、エンジン回転数
センサ１５からの回転数信号はコントロールユニット２
２に入力され、コントロールユニット２２により空燃比
制御、つまり前記燃料噴射量の演算処理がなされ、得ら
れた燃料噴射量に対応するパルス信号が燃料噴射弁１１
に出力される。

コントロールユニット２２は、その内部に、エンジン回
転数とエンジン負荷に対応するエンジン１回転当りに吸
入される吸入空気量とに応じて区分された減速燃料カッ
ト領域、高負荷領域には領域補正値が記憶されている一
方、多数に細分されたフィードバック領域には、上記０
２ヤンサ１４による閉ループ制御系の制御利得初期値Ｐ
ｏ、Ｉｏが予め記憶されたＲＡＭを備え、該ＲＡＭによ
り制御利得値記憶手段２０が構成され、また、該ＲＡＭ
は、上記フィードバック領域を構成する各区域毎に、各
区域に応じた後述する学習制御の学習補正値ＣＬＣ及び
学習回数ＮＬＣを記憶する記憶手段にも兼用されている
。

フィードバック領域における制御概要は、エンジン回転
数と吸入空気量とから決定される基本燃料噴射量（基本
燃料噴射量時間τＥＬ）に対し、０２センサ３０からの
フィードバック信号に基づいて決定されるフィードバッ
ク補正と、学習補正とが加えられるようになっている。

すなわち、フィードバック領域は、エンジン回転数と基
本燃料噴射量時間でＥＬとに基づいて細分化された複数
の学習ゾーンが設定されており、フィードバック補正値
に基づいて算出された学習値ＣＬＣが、各学習ゾーン毎
に記憶される。またフィードバック補正値ＣＦＢは所定
の制御利得値（Ｐ−Ｉ値）に基づいて決定され、該制御
利得値（Ｐ−Ｉ値）及び前記学習値ＣＬＣは学習回数毎
に更新されるようになっている。

先ず、フィードバック領域における燃料噴射量（燃料噴
射時間Ｔ）は、下記の式に基づいて演算される。

Ｔ＝τＥＩＸＣＡＩＲＸ　（１＋ＣＦＢ＋ＣＬＣ）＋τ
ＢＡＴここに、τＥＩ：基本噴射時間 ＣＡＩＲ：吸気温補正 ＣＦＢ：フィードバック補正 ＣＬＣ：学習値 τＢＡＴ　：無効噴射時間 学習値ＣＬＣは、ここでは、サンプリングしたフィード
バック補正値ＣＦＨにおける最大値ＣＦＢ−ＭＡＸと最
小値ＣＦＢ−ＭＩＮとから、下記の式に基づいて、更新
がなされる。

また、フィードバック補正値の更新は、下記の式に基づ
く。

上記１式におけるｊは学習更新回数である。

ここに、フィードバック補正値ＣＦＢは、下記の式で算
出される。

ＣＦＢ＝Ｆ（Ｐ・工） また、制御利得値（Ｐ・■値）は、制御利得値変更手段
により、学習回数が増加するに伴って漸次小に設定され
るようになっている。

すなわち、Ｐ＝ＫＬＣＸＰＯ Ｉ＝ＫＬＣＸＩＯ ｌ で示されるように、制御利得初期値ＰＯ１工０、つまり
スキップ幅初期値ＰＯ，積分率初期値■０に対し、係数
ＫＬＣを乗算することにより制御利得値（Ｐ−Ｉ値）の
算出がなされる。そして、この係数ＫＬＣを学習回数が
増加するに伴って小に設定することにより制御利得値の
減少がなされるようになっている。その他、制御利得値
変更手段の具体的構成については、特開昭５９−１９６
９号公報に詳述されているので、その説明を省略する。

このような制御利得値変更手段に対し、本発明では、第
３図に示すように、上記係数ＫＬＣが所定値以下になら
ないように制御利得値クランプ手段が設けられており、
この所定値として、実施例では、ＫＬＣ＝　０　、３が
設定されている。

すなわち、係数ＫＬＣは、学習回数が増加するに伴って
、漸次減少され（第４図中、ステップ３１　　−５及至
ステツプ５１７）、ＫＬＧ＝０．３となった以後は、Ｋ
ＬＣ＝　０　、３での保持がなされる（第４図中、ステ
ップ５２１）。このことにより、制御利得値は所定値を
越えて減少することが禁止されることとなる。

以下に、上記制御内容をフローチャートに基づいて詳細
に説明する。

第４図は、上記制御を実行するフローチャートの一例を
示すもので、始動時の増量燃料噴射時であるか否か（ス
テップＳ１）、冷却水温が所定値を（ここでは６０°Ｃ
）を越えているか否か（ステップＳ２）の判別がなされ
た後、ステップＳ３でエンジン回転数、吸入空気量等の
各種データの読込みが行なわれる。

次のステップＳ４で、エンジン回転数、負荷に基づいて
、エンジンの運転状態がフィードバックゾーン（Ｆ／Ｂ
ゾーン）にあるか否かの判別がなされ、フィードバック
ゾーン内にあると判別されるとステップＳ５に進み、変
速ギアがイン（ＩＮ）の状態にあるか否かの判別が行な
われる。

そして、ステップＳ６で０２１４からの出力ＶＳＬの読
込みがなされた後、フィードバックモードの実行が行な
われ（ステップＳ７）、次のスＺ テップＳ８で、０２センサ１４からの出力ＶＳＬがスラ
イスレベル（ＶＳＬ＝　０　、４５　Ｖ）を、所定時間
（実施例では１０秒間）内に、横切ったか否かの判別が
なされる。スライスレベルを横切っていない場合には、
フィードバック制御が不可能であるとして、ステップＳ
９へ移行した後ステップＳｌへループが回される。

ステップＳ８で、フィードバック制御が可能アある判別
された場合には、ステップＳＩＯに進み、フィードバッ
ク制御実行条件が成立したものとして、ステップＳｌｌ
で、０２センサ１４からの出力ＶＳＬが、スライスレベ
ルより大であるか否かの判別がなされ、第５図にも示す
ように、これに応じたマイナス側、プラス側のフィード
バック補正（±ＣＦＢ）がなされる（ステップＳ１２、
ステップ５１３）。

このフィードバック補正における制御利得値（Ｐ・Ｉ値
）の制御は、以下のルーチンで行なわれる。

先ず、ステップ３１４で２秒毎に学習回数の力ラントア
ップがなされた後、学習回数の増加に応じた上記係数Ｋ
ＬＣが、第３図に示すマツプに基づいて算出され、次の
ステップ３１６で所定値ＫＬＣ−Ｏ，３との比較判別が
行なれる。

ステップＳ１６においてＫＬＧ＞０．３にあると判別さ
れた場合には、ステップＳ１７に進んで、ＫＬＣの設定
が行なわれ、この係数ＫＬＣに基づいて制御利得値（Ｐ
Φ工値）の算出（ステップ３１８）、　フィードバック
補正値ＣＦＨの算出（ステップＳ　１９）が行なわれる
。前述した燃料噴射時間Ｔの演算処理がなされ、この噴
射時間Ｔに対応するパルス幅を備えた信号が燃料噴射弁
１１に出力される（ステップ５２０）。

この一連の制御により、学習回数ＮＣＬの増加に伴って
漸次減少される制御利得値（Ｐ−Ｉ値）の下で、フィー
ドバック制御がなされることとなる。つまり、フィード
バック補正項ＣＦＢに基づく基本噴射時間Ｔのフィード
パ・ンク制御は、学習制御の繰返しにより、基本燃料噴
射時間Ｔが漸次適正なものとなって空燃比制御の応答性
は次第に優れたものとなる。その際、学習回数ＮＧＬの
増加に伴い、制御利得Ｐ・Ｉの演算結果は漸次小さなも
のとなり、フィードバック補正値ＣＦＢはそれに応じて
次第に小さくなる。その結果、フィードバック補正項Ｃ
ＦＨの基づきフィードバック補正される基本噴射時間Ｔ
は、その補正幅が漸次小さくなり、フィードバック制御
の安定性が向上することとなる。また、学習制御の学習
回数が少ないあいだは大きい制御利得値（Ｐ−Ｉ値）で
もって空燃比制御の応答性を向上させることができると
ともに、逆に学習回数が増加してくると、小さな制御利
得値に基づいてフィードバック制御がなされることから
、制御系の安定性が図られることとなる。

一方、ステップ３１６で係数ＫＬＣ≦０．３にあると判
別されると、ステップ３２１に移行し、係数ＫＬＣはＫ
ＬＣ＝０．３に設定される、すなわち、係数ＫＬＧは一
定値で保持され、前記ステップＳ１８に進む。

このことから、制御利得値は一定値に保持され、ＣＦＢ
＝Ｏ１つまりフィードバック制御の停止が禁止されるこ
ととなる。すなわち、学習回数が増加したとしても、フ
ィードバック制御は継続され、このフィードバック制御
によって、蒸発燃料等外的要因による空燃比変動に対し
て、適正な燃料噴射量の補正がなされることとなる。つ
まり、外乱による空燃比変動の影響が走行性、排気ガス
へ影響を及ぼすことを防止することができる。

以上、本発明の一実施例を説明したが、このような制御
をなすコントロールユニット２２をマイクロコンピュー
タによって構成する場合には、デジタル式、アナログ式
いずれによってもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、学習
回数の増加に伴なって、制御利得値を小に設定したとし
ても、フィードバック制御の停止が防止され、継続的に
なされるフィードバック制御によって、外乱による混合
気の空燃比変動に対し空燃比センサからのフィードバッ
ク信号により最適な空燃比となるように燃料噴射量の補
正がなされることから、運転性および排気ガスへの影響
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、 第２図は本発明の一実施例を示す全体系統図、第３図は
学習回数の増加と制御利得（係数）との関係を示す図、 第４図は本発明の一制御例を示すフローチャート、 第５図は０２センサからの出力ＶＳＬと、これに応じた
マイナス側、プラス側のフィードバック補正（±ＣＦＢ
）の関係を示す説明図である。 １−・・エンジン １１・・・燃料噴射弁 １４・・・０２センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン運転状態に応じて決定される基本噴射量
   と空燃比センサからのフィードバック信号により所定の
   制御利得値に基づいて決定されるフィードバック補正値
   と、該フィードバック補正値もしくはフィードバック補
   正値に対応した値を記憶更新する記憶更新手段により決
   定される学習値とにより最終的な燃料噴射量を決定する
   とともに、上記記憶更新手段による記憶更新の回数の増
   加に伴い、上記制御利得値が漸次小に設定される電子燃
   料噴射制御装置において、 前記制御利得値が所定の値を越えて減少することを禁止
   する制御利得値クランプ手段を備えていることを特徴と
   する電子燃料噴射制御装置。