JPH01100341A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の燃料制御に用いる吸気量センサ
、例えば熱線式吸気量センサの経時変化を補正可能とし
た燃料制御装置に関する。

〔従来の技術〕

熱線式吸気量センサは熱線表面に付着する物質によって
特性変化が生じ、その結果、機関への燃料供給量に誤差
を生じ、排気ガスの悪化や運転性能の低下といった問題
を招来する。

ベーン形の吸気量センサも摺動部への付着物質によって
特性変化が生じ、同様の問題が生じる。

しかも付着物によって生ずる特性変化は吸気量センサを
通過する流浪に強く依存する。このような特性変化を補
正するためには空燃比センサによる負帰還量すれば良い
が、この負帰還制御できない領域での補正のため、例え
ば特開昭５８−１５００５７号公報にて示される学習補
正の方法が知られている。

これは、機関の排気管に設けられた空燃比センサの出力
を負帰還して空燃比を補正する装置であって、該負帰還
量をメモリに記憶しておき、メモリの内容によって燃料
制御の基本値を負帰還領域以外においても補正するもの
である。

〔発明が解決し′ようとする問題点〕

ところで理論空燃比より濃い空燃比を要求される負帰還
領域外の高流量域において吸気量センサの特性変化を負
帰還補正できる領域の補正量から推定して、学習補正す
る場合、負帰還補正時にその領域に特異的に作用する一
過性の空燃比エラーがあるときは推定する学習補正値は
誤まった値となり、高流量域の空燃比エラーを助長する
恐れがある。このような一過性のエラーとして影響度の
高いものに、キャニスタに捕捉された蒸発燃料を機関の
吸気通路にパージしたとき発生する空燃比エラーが・あ
る。このパージによる影響は機関が低負荷で運転されて
いるとき、すなわち吸気量が小さいとき相当大きく、高
流量のときは比較的小さいレベルである。このためパー
ジの影響を除去しないと推定による学習補正は成立しな
い。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、このパージによる学習値のエラーを防止し、正し
い学習値を形成して常に良好な燃料制御を実行可能な燃
料制御装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る燃料制御装置は、吸気量センサの出力が
予め定めた代表点近傍にあるとき、空燃比負帰還補正量
またはこれに関係する量を対応するメモリに書込む手段
と空燃比制御の基本量をメモリの内容によって補正する
手段と、さらに、負帰還補正量またはこれに関係する量
を、メモリに書込む際にはパージガス制御弁を閉弁させ
る手段を有する。

〔作用〕

この発明においては上記メモリの学習補正値によって空
燃比の負帰還補正ができない高流量領域において空燃比
エラーを補正可能であり、また学習期間中は強制的に制
御弁を閉弁させること番こより学習される負帰還補正量
にパージガスが影響することがない。

〔実施例〕

以下、この発明の燃料制御装置の実施例を図について説
明する。第１図はその一実施例の構成を示すブロック図
であり、エンジンの吸入空気量を検出する熱線式吸気ム
センサ（以下ＡＦＳと呼ぶ）を用いた燃料制御装置の構
成を示す図である。

この第１図の（１）はエアクリーナ、（２）はＡＦＳ。

（３）はエンジンの吸入空気量を制御するスロットル弁
である。

また、サージタンク（５）にインテーク吸気マニホール
ド（６）が連なり、インテークマニホールド（６）はシ
リンダ（８）に連結されている。シリンダ（８）には、
図示しないカムにより駆動される吸気弁（７）が設けら
れている。

シリンダ（気筒）（８）は図では、簡略化のため、エン
ジンの１気筒部分だけが示されているが、実際には複数
気筒で構成される。

各気筒（８）ごとに燃料制御弁（以下インジェクタと呼
ぶ）（９）が取り付けられている。このインジェクタ（
９）の燃料噴射量を各シリンダ（８月こ吸入される空気
量に対して所定の空燃（Ａ／Ｆ）比となるように、ＥＣ
ＵａＯ）（２）子制御ユニット）で制御するようになっ
ている。（４）は空燃比負帰還用の０２センサである。

ＥＣＵ（１０）はＡＦＳ２およびクランク角センサ（１
１）、始動スイッチ（６）、エンジンの冷却水温センサ
（至）、および０２センサ（４）の信号に基づき燃料噴
射量を決定し、かつこの燃料噴射量に対応したパルス幅
の燃料噴射パルスをクランク角センサαυの信号に同期
してインジェクタ（９）に供給するようになっている。

■はキャニスタであって通路＠を経て図示しない燃料タ
ンクからの蒸発燃料を捕捉し、ＥＣＵ叫によって制御さ
れるソレノイド弁などの電気制御弁シυと通路（イ）を
介して捕捉燃料をサージタンク（５）にパージするよう
になっている。

第２図はＥＣＵＱＵの内部構成であり、（１０１）はク
ランク角センサα〃、始動スイッチ＠のディジタル入力
のインタフェース回路、（１０２）はＡＦＳ２、冷却水
温センサａ４および０２センサ（４）のアナログ入力の
インタフェース回路である。

また、（１０３）はマルチプレクサであり、Ａ７Ｄ（ア
ナログ／ディジタル）変換器（１０４）により、ＡＦＳ
２、冷却水温センサｑ４および０２センサ（４）からの
アナログ入力が遂次デイ・ジタル値に変換される。

ＣＰＵＱｏｓ）はＲＯＭ（１ｏｓａ）、ＲＡＭα０５ユ
およびタイ？　（１０５Ｃ）を内蔵しており、上記イン
タフェース回路（４ｏｔ）およびＶＤ変換器（１０４）
から入力される信号に基づき、ＲＯＭ　ＱＯ５ａ）に収
納されているプログラムにしたがってインジェクタ駆動
パルス幅を演算し、クランク角センサαυの信号に同期
してトリガされるタイマＱＯ５ｃ）によって所定時間幅
のパルスを出力するようになっている。このパルス幅の
演算においては、クランク角センサ（ｌυの信号周期計
測によって演算された回転数（’Ｊ）とＡＦＳ（２）の
出力による吸気流量（Ｑとによって単位回転当りの吸気
量に対応した基本噴射ｍ　（Ｑ／Ｎ）を演算し、この基
本噴射量（Ｑ／Ｎ）を水温センサ曽の出力や０２センサ
（４）の出力に基づいて演算された補正量によって補正
してパルス幅が決定される。

このパルスは駆動回路（１０６）で増幅され、駆動回路
（１０６）はインジェクタ（９）を駆動するようになっ
ている。燃料制御に関連する上記構成は従来より公知の
ものなので、より詳細な説明は省略する。

さらにＣＰＵ（１０５）は機関のパラメータを示す各入
力によって機関の所定の運転状態に対応した出力（１０
８）で駆動回路（１０７）を駆動させその出力（１０９
）で電気制御弁ンυを駆動するようにしている。

次に第３図のフローチャートを用いて補正演算の方法を
説明する。第３図は吸気量センサの特性変化を補正する
所定時間毎にくりかえされる演算フローを示すもので、
燃料制御その他のフローは省略している。

同図において、Ｓ１ステツプで吸気量センサ出力Ｑを読
み取り、Ｓ２ステツプで予め定めた吸気量センサ出面値
、すなわち、流量Ｑの代表値Ｑｒ、とはゾ等しいか否か
比較する。代表値ＱＬは吸気量センサの特性変化を代表
可能な流量に選定されている。

第４図（ａ）は特性変化εを示す図であって、代表点と
してＱｔ、は第４図（ｅ）に示す負帰還補正有無の境界
に対応する流１０ｏＬよりわずか低い値に選定しである
。

流ｔ、Ｑがほぼ代表値ＱＬＩに等しいときＳ３ステツプ
に移り、電気制御弁■υを閉弁し、パージガスを遮断す
る。次に８４ステツプにおいてそのときの空燃比負帰還
量ＣＦＢを読み取る。

空燃比負帰還量ＣＦＢは０２センサ（４）によって空燃
比が目標値に整定するように基本噴射量を負帰還補正す
る係数であって、０２センサ（４）の出力を設定値と比
較した比較出力を比例・積分処理した出力に対応し、従
来公知のものであるので、詳細な説明は省略するが、第
４図（ｂ）に示すごとく、吸気量センサ（４）の特性変
化εを打ち消すように作用している。

次いで、Ｓ４ステツプで読取ったＣＦＢを８５ステツプ
において平均化演算し、その平均値（ＣＬ）を８６ステ
ツプでメモリ（ＭＬ）に書き込む。この平均化演算は、
比例・積分処理されたＣＦＢの変化点（最大。

最小点）の値を複数回相加平均したり、あるいは複数回
の相加平均値と、それ以前までの平均値とに重み付係数
を乗じて加算する等の方法によって平均化演算がなされ
る。一般に（ＪＢは機関の種々の変動、あるいは比例・
積分処理による変動要因によって相当変動するため、Ｃ
ｐＢの瞬時値を補正値としてメモリに書込むと、誤補正
による弊害が生じる恐れがあるため、ＣＰＢを平均化す
ることが望しい。但し、この変動を許すなら必ずしもこ
の平卯化を必要とせず、直接ＣＦＢ値をメモリに書込む
こともできる。

なお、このＣＩＦＢの平均値（Ｃりを記憶するメモリは
バッテリバソクアソプＲＡＭによる不揮発性メモリであ
ることが望ましい。

Ｓ２ステツプにて流量Ｑが代表値ＱＬに等しくないとき
（非学習モード）は、Ｓ７ステソプにおいて電気制御弁
■υの制御モードを機関のパラメータ信号によって、判
定し、例えばアイドル運転では閉弁、それ以外では開弁
モードと判定する。判定が開弁モードであればＳ８ステ
ツプで電気制御弁ｃ２１）を開弁させ、閉弁モードであ
ればＳ９ステツプで閉弁させる。

Ｓ１０ステツプでは流ｆｌＱがＱＯＬより大きいかどう
か比較し、大きければ負帰還禁止領域であり、Ｓ’ｌｌ
ステップにてメモリＩＶＩＬの記憶内容、すなわち補正
値ＣＬを読出しこの値によって燃料基本噴射量を補正す
ると吸気量センサの特性変化がＣＬに相当する分除去さ
れ、良好な燃料制御状態が得られる。

以上の説明で明らかなように、流量代表点ＱＬは負帰還
補正を行なう領域にあって、極力大きい流量域に設定す
るのが望ましい。なぜならば、学習補正値ＣＬを実際に
適用する領域のエラーをより正確に補正できるからであ
る。また補正値ＣＩ、を流量がＱＬより小さい領域に適
用すると、エラーを助長する誤補正となる。

よって、第４図のごと＜　ＱＯＬ　（Ｆ＝ＱＬ）以上の
領域にのみ適用するのが妥当である。なお本実施例では
負帰還補正有無の境界となる流量ＱＯＬ以上を学習補正
値による補正を行なう領域に規定したが、機関の回転数
（へ）と吸気量センサの出力０又はＱ／Ｎとから、負帰
還補正を停止する高流量域を判定しても同様の制御を行
えるのは勿論である。なお、機関の運転状態が変動する
場合Ｑ＝ＱＬとなる時間が充分に持続せず、適正な補正
値ＣＬを取得できない。そこで実用的にはＱＬ±△Ｑの
範囲にあるとき、Ｑ≠ＱＬとみなして、補正値ＣＬ取得
のチャンスを増やすのが望しいが、△Ｑがあまり大きい
とエラーεに流量依存性があるため取得した補正（直Ｃ
Ｌにバラツキが生じるのが明らかであり、△Ｑの値には
好しい範囲が存在する。

以上の実施例においては吸気量センサとして熱線式吸気
量センサを用いた燃料制御装置について説明した。これ
は熱線式吸気量センサが運転とともに熱線表面の付着物
質（どよってかなりの流量依存性のある特性変化を示す
ためである。しかしながら、ベーンタイプを始め、他の
方式の吸気量センサにおいても少からず流量依存性のあ
る特性変化を示すので、本発明の補正方法は同様に有効
であることは言うまでもない。

一方、キャニスタ四からのパージガスの制御は上記Ｓ７
ステップにおいてモード判定され、所定の運転モード（
例えばアイドル運転状態）では制御弁１２υが閉弁され
、他の運転モードでは開弁され、この開弁時にパージガ
スが吸気に混入するものであるが、ＣＦＢの学習が行わ
れるＱ≠ＱＬの領域では、Ｓ３ステツプにおいて強制的
に制御弁（２υが閉弁されるため、パージガスが吸気に
混入するのを阻止している。したがって学習補正値にパ
ージガスによる影響が表われないため、良好な学習補正
が可能となる。

尚、この実施例ではＱＦ＝ＱＬの領域にあるとき必ずパ
ージが禁止されるため、この領域運転が長時間続くこと
が仮にあるとすればキャニスタに蒸発燃料が捕捉される
量とパージされる量の収支がアンバランスになり、キャ
ニスタ内に燃料が過度に蓄線される不都合も考えられる
。この場合はＱ≠Ｑｒ、の学習期間Ｓ１からが所定時間
に達すると８３から８６までのステップを適宜所定時間
間引くような処理を行なうのが望ましい。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したとおり、吸気量センサの特性
変化を代表する流量点または近傍において空燃比負帰還
量を対応するメモリに保持し、そのメモリの内容を補正
値として燃料制御の基本量を補正するようにしたので、
吸気量センサに特性変化があっても良好な制御状態が得
られる。

また、負帰還補正風の学習時にはパージ制御弁を閉弁さ
せているため、メモリの補正値にパージガスによる空燃
比エラーが作用しないので、パージの影響しない高流量
域において誤補正が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の燃料制御装置の一実施例のブロック
図、第２図は第１図の燃料制御装置におけるこのＥＣＵ
の内部構成を示すブロック図、第３図はこの発明の燃料
制御装置におけるＥＣＵのプログラムの実行例を示すフ
ローチャート、第４図は同上燃料制御装置における吸気
量センサの特性変化および補正の動作を説明するための
図である。 （２）・・・ＡＦＳ、（３）・・・スロットル弁、（４
）・・・０２センサ、（８）・・・シリンダ、（９）・
・・インジェクタ、αＯ・・・ＥＣＵ。 （１１）・・・クランク角センサ、０４・・・始動スイ
ッチ、ａ４・・・冷却水温センサ、（イ）・・・キャニ
スタ、ぐυ・・・電気制御弁、（１０５）−ＣＰ　Ｕ　
１　α０５ａ）・−ＲＯＭ　、　Ｑｏｓｂ）＝−ＲＡ　
Ｍ　１α０５φ・、（１０５Φ・・・タイマ、（１０６
）、　（１０７）・・・駆動回路。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料制御弁の作動に応じて内燃機関に燃料を供給
   する手段、上記内燃機関の吸気通路内に配設され吸入空
   気量を検出する吸気量センサ、この吸入量センサの出力
   に基づき内燃機関の要求燃料量を演算してその基本値に
   基づき上記燃料制御弁を制御して内燃機関に燃料を供給
   するように上記手段を制御するとともに内燃機関の排気
   管に取り付けられ空燃比に応じて出力を発生する空燃比
   センサの出力を受け空燃比が所望の値になるように上記
   基本値を負帰還補正する燃料制御手段を備えてなり、こ
   の燃料制御手段は上記吸気量センサの出力が所定代表点
   の近傍にあるとき上記負帰還補正量またはこれに関係す
   る量をメモリに書込む手段と、上記メモリの内容によっ
   て上記基本値を補正する手段と、キャニスタに捕捉した
   蒸発燃料が内燃機関の吸気系にパージされるのを開閉制
   御する制御弁を、上記メモリの書込動作時に閉弁させる
   手段とを有する燃料制御装置。
2. （２）熱線式吸気量センサを使用する特許請求の範囲第
   １項記載の燃料制御装置。
3. （３）負帰還補正値を予め定めた期間、平均化した値、
   もしくはこれに関係する値をメモリに書込むようにした
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の燃料制御装
   置。