JPH0436046A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関する。

（従来技術） 自動車のエンジンの燃料噴射量制御装置として、吸入空
気量とエンジン回転数を検出し、これらのデータに基づ
いて燃料噴射量の基本値を演算するものが広く使用され
ており、上記吸入空気量の検出手段として、特開平１−
２２７８４６号公報に開示されているようなホットワイ
ヤ式エアフローメータを用いたものがある。このホット
ワイヤ式エアフローメータは、電流を流して加熱した熱
線を空気流の中に置くと、冷却によって熱線抵抗か変化
することを利用して、吸入空気ｌを検出するものである
。一方、このような燃料噴射量制御装置を備えたエンジ
ンにおいては、排気ガス中の残存酸素濃度を検出する酸
素センサを排気通路に設置し、この酸素センサの出力に
応じて燃料噴射量のフィードバック制御を行なっている
。すなわち、酸素センサによって検出される排気ガス中
の残存酸素濃度が所定値以下のときには燃焼室に供給さ
れている混合気がリッチであると判断して、燃料噴射弁
による燃料噴射量を減量させ、また排気ガス中の残存酸
素濃度が所定値以上のときには混合気がリーンであると
判断して、燃料噴射弁による燃料供給量を増量させ、こ
のようにして燃焼室に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆ
が最適値（Ａ／Ｆ＝１４．７）に維持されるようにフィ
ードバック制御を行なっている。

ところで、上記ホットワイヤ式エアフローメータは、ベ
ーン式エアフローメータよりも応答性に優れているが、
燃焼室からの吹き返し等によって、熱線に徐々にダスト
等が付着して特性が変化し、正確な吸気量を示さなくな
るという問題がある。

すなわち、ダスト等が付着すると、熱線の放射面積が増
大して、実際の吸気量よりも多いみかけ上の値を示すこ
とになり、その結果、このみかけ上の吸気量に基づいて
燃料噴射量を演算した場合、空燃比がリッチとなり、こ
のようなホットワイヤ式エアフローメータの特性の経年
変化が著しいと、燃料噴射量の目標値に対するずれをフ
ィードバック制御するだけでは、燃料噴射量を実際の運
転状態に適合させることができす、空燃比が正しく制御
されないことになる。

そこで、ホットワイヤ式エアフローメータの特性のずれ
に係わる学習値を演算して、上記特性のずれ分を学習補
正する技術が提案されている。そしてこの学習補正を実
行するのに際し、高吸気領域においては、吸気の脈動が
著しいので学習を行なうのが困難であるがために、一般
に吸気の脈動の少ないアイドル域のような低吸気領域に
おいて学習を行ない、ここで得た学習値を高吸気領域で
反映させるようにしている。

しかしながら、吸気量の少ない領域においては、第４図
に示すように、ホットワイヤ式エアフローメータの特性
の劣化が空燃比のずれに著しく影響するため、低吸気領
域で得た学習値をそのまま高吸気領域の学習値として設
定することは不可能であった。

（発明の目的） そこで本発明は、ホットワイヤ式エアフローメータを備
えたエンジンにおいて、高吸気領域に対しても比較的精
度の高い学習値を設定することができる空燃比制御装置
を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によるエンジンの空燃比制御装置は、低吸気領域
における複数の運転ポイントを設定し、これら各運転ポ
イントにおいてホットワイヤ式エアフローメータの特性
のすれに係わる学習値をそれぞれ演算する手段と、上記
複数の学習値のうちでずれのもっとも少ない学習値を選
択し、この最小学習値を高吸気領域で反映させる手段と
を備えていることを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、学習値を演算することが困難な高吸気
領域においても、比較的精度の高い学習値を設定するこ
とが可能になるから、ホットワイヤ式エアフローメータ
に特性変化が生じても、エンジンの運転領域のほぼ全域
において、精密な空燃比制御を行なうことができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図に示すように、エンジン１のシリンダブロック２
に設けられたシリンダ３には、コンロット４を介してク
ランク軸５に連結されたピストン６が往復動自在に挿入
されているとともに、エンジン回転数を検出するエンジ
ン回転数センサ７がクランク軸５の近傍に配設されてい
る。また、シリンダブロック２に設けられたウォータジ
ャケット８にはエンジン水温を検出する水温センサ９か
配設されている。シリンダブロック２の上端には、ピス
トン６の頂部に臨む燃焼室１１を備えたシリンダヘット
１０が取付けられている。

シリンダヘッド１０には、その一方の側面から燃焼室１
１に通じる吸気ポート１２と、他方の側面から燃焼室１
１に通じる排気ポート１３と、これら各ポート１２．１
３の燃焼室１１への開口部をそれぞれ開閉する吸気弁１
４および排気弁１５とが設けられている。

吸気ポート１２には吸気通路１６が接続され、この吸気
通路１６の上流側からエアクリーナ１７、ホットワイヤ
式エアフローメータ１８、スロットルバルブ１９が配設
されている。スロットルバルブ１９と吸気ポート１２と
の間にはサージタンク２０が設けられているとともに、
このサージタンク２０の下流には燃料噴射弁２１が配設
されている。また吸気通路１６におけるスロットルバル
ブ１９をバイパスして設けられたバイパス通路２２には
、始動時ないしアイドル時におけるバイパスエア量を調
節するＩＳＣバルブ２３が設けられている。

排気ポート１３には排気通路２４が接続され、この排気
通路２４には、排気ガス中の残存酸素濃度から空燃比を
検出する酸素センサ２５が設けられ、その下流側に排気
ガスを浄化する排気ガス浄化器２６が設けられている。

エンジン１には、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量と、
バイパス通路２２を通過するバイパスエア量とを制御す
るためのマイクロコンピュータを含むコントロールユニ
ット２７が設けられている。

このコントロールユニット２７には、スロットルバルブ
１９の開度を検出するスロットル開度センサ２９からの
スロットル開度信号と、エアフローメータ１８からの吸
入空気量信号Ｑと、水温センサ９からの水温信号と、エ
ンジン回転数センサ７からのエンジン回転数信号Ｎと、
酸素センサ２５からの空燃比信号とが入力され、コント
ロールユニット２７は、これらの入力信号に基づいて、
ＩＳＣバルブ２３をデユーティ制御してバイパス通路２
２を通る空気量を制御し、かつ酸素センサ２５で検出さ
れる実際の空燃比が理想空燃比となるように燃料噴射弁
２１からの燃料噴射量をフィードバック制御している。

さらにコントロールユニット２７は、上記ホットワイヤ
式エアフローメータ１８の出力に関する学習を行ない、
このエアフローメータ１８の特性変化の補償を行なって
いる。エアフローメータ１８の出力に関する学習は、例
えば水温センサ９で検出されるエンジン水温が８０℃以
上、スロットル開度センサ２９で検出されるスロットル
バルブ１９の開度が全閉、エンジン回転数センサ７で検
出されるエンジン回転数が１００　Ｏｒｐｍ以下のとき
、すなわちアイドル時のような低吸気領域において行な
われ、特に例えば１１０００ｒｐ、　８５０ｒｐｍおよ
び７００ｒｐｍの各回転数で実行されるようになってい
る。

そして上記各回転において演算された学習値ＣＬＲＮ、
、ＣＬＲＮ、およびＣＬＲＮ、を当該回転時で反映させ
るとともに、これら３つの学習値の大小を比較し、その
中の最小学習値を高吸気領域で反映させている。

次°に、上記コントロールユニット２７が実行する燃料
噴射弁２１の制御ルーチンおよびホットワイヤ式エアフ
ローメータ１８の特性変化の補償のための学習値の演算
ルーチンについて、第２図および第３図のフローチャー
トを参照して説明する。

まず、第２図を参照して、燃料噴射弁２１の制御ルーチ
ンについて説明すると、この制御に際しては、まずステ
ップＳ１で、ホットワイヤ式エアフローメータ１８から
の出力信号Ｑ１エンジン回転数センサ７からの出力信号
Ｎ等の各種信号を読み込み、次にステップＳ２で、出力
信号Ｑと出力信号Ｎとで基本噴射パルス幅Ｔ、を下記の
式によって演算する。

Ｔ、＝に−Ｑ／Ｎ　　（Ｋは定数） 次のステップＳ３では、酸素センサ２５で検出された実
際の空燃比と理想空燃比（目標空燃比）との差からフィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）補正量ＣＦＢを演算し、次のステ
ップＳ４で、上記フィードバック補正量ＣＦＢに基つき
、後述する第３図に示すような手順をもって、ホットワ
イヤ式エアフローメータ１８の特性変化の補償のための
学習値（ＣＬＲＮ）を演算する。次いでステップＳ５で
、加速増量、暖機増量等のその他の補正量（Ｃ）を演算
し、最後にステップＳ６で、最終噴射パルス幅Ｔを下記
の式によって演算し、ステップＳ７で、この最終噴射パ
ルス幅Ｔをもって燃料噴射弁２１を作動して、１回の制
御ルーチンを終了する。

Ｔ＝Ｔ、＋（１＋ＣＦＢ＋Ｃ４ＲＮ＋Ｃ）＋Ｔｖ（ＴＶ
はバッテリ補正量） 次に、第２図のステップＳ４における学習値（ＣＬＲＮ
）の演算ルーチンについて、第３図のフローチャートを
参照して説明する。

第３図の制御に際しては、まずステップＳｌｌで各種の
信号を読み込み、次のステップＳ１２では、エンジンの
運転が安定しているか（エンジンの低・中負荷ゾーンで
エンジン水温が６０℃以上）等から、フィードバック条
件が整っているか否かの判定を行ない、この判定が「Ｎ
Ｏ」のときには、ステップＳ１３で、フィードバック補
正量ＣＦＢを０にするとともに、ステップＳ１４で、学
習値ＣＬＲＮを前回の値に更新して、後述するステップ
Ｓ２４へ進む。

一方、ステップＳ１２の判定がｒＹＥｓＪのときには、
ステップＳ１５で、フィードバック補正量ＣＦＢを演算
し、次にステップＳ１６で、学習条件か否か、すなわち
学習許可フラグＦかセットされているか否かを判定する
。本実施例においては、前記したように、エンジン水温
８０℃以上、スロットル開度全閉の状態でエンジン回転
数がそれぞれ１１０００ｒｐ、　８５０ｒｐｍおよび７
ＣＩＯｒｐｍのときを学習条件としている。そしてステ
ップＳ１６の判定かｒＮＯＪのとき、すなわちＦ＝０の
ときには、ステップＳ１４で、学習値ＣＬＲＮをｎ１１
回の値に更新して、ステップＳ２４へ進む。一方、上記
ステップ８１６における判定がｒＹＥｓＪのとき、すな
わちＦ＝１のときには、ステップＳ１７で、各制御ルー
チンにおけるフィードバック補正量ＣＦＢを累積（サン
プリング）して、累積フィードバック補正量ｎＣＦＢを
得る。このフィードバック補正量ＣＦＢの累積は、例え
ば６４回行なわれ、その判定はステップＳ１８、Ｓ１９
で行なわれる。なお、累積回数が６４回になるまでは、
ステップ５１４で学習値ＣＬＲＮを前回の値に更新して
、ステップＳ２４へ進む。

フィードバック補正１ｃＦＢの累積回数が６４回になっ
たときには、ステップＳ２０で、累積フィードバック補
正量ｎＣＦＢを６４で除算して、フィードバック補正ｊ
！−ＣＦＨの平均値ＡＣＦＢを演算する。その後、ステ
ップＳ２１で、上記フィードバック補正量ＣＦＢの平均
値ＡＣＦＢの２分の１　（Ａ　ＣＦ　Ｂ／２）を前回の
学習値ＣＬＲＮ（。−１）の１／２に加えて、新たに学
習値ＣＬＲＮとして更新する。以降は、この新たに更新
された学習値ＣＬＲＮが、第２図を参照して説明した燃
料噴射弁２１の制御に使用される。この後、ステップＳ
２２で、学習許可フラグＦをリセットし、次にステップ
Ｓ２３で、累積回数をカウントするカウンタをリセット
して、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４では、エンジンの運転領域かアイドルか
否かを判定し、この判定がｒＹＥｓＪのときにはステッ
プＳ２５へ進み、１１０００ｒｐ。

８５０ｒｐｍおよび７００ｒｐｍの各回転で演算した学
習値ＣＬＲＮ１、ＣＬＲＮ２、ＣＬＲＮ、をそれぞれの
回転数で反映させて１回の制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２４の判定が「ＮＯ」のときには、す
なわち高吸気領域においてはステップＳ２６へ進み、上
記３つの学習値ＣＬＲＮ、、ＣＬＲＮ２、ＣＬＲＮ８の
大小を比較し、次のステップＳ２７で、上記３つの学習
値のうちの最小学習値を高吸気領域で反映させて１回の
制御ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施例においては、ホットワイ
ヤ式エアフローメータ１８の特性のすれに係わる学習値
を低吸気領域における複数の運転ポイントで演算し、こ
れら複数の学習値のうちの最小学習値を高吸気領域で反
映させるようにしているので、学習値を演算することか
困難な高吸気領域においても、比較的精度の高い学習値
を設定することが可能になり、その結果、ホットワイヤ
式エアフローメータ１８に特性変化か生じても、エンジ
ンの運転領域のほぼ全域において精密な空燃比制御を行
なうことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による空燃比制御装置を備えた
エンジンの概略図、第２図は上記空燃比制御装置におけ
る燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート、第３図
は同燃１噴射制御において、ホットワイヤ式エアフロー
メータの特性のすれに係わる学習値の演算ルーチンを示
すフローチャート、第４図は、ホットワイヤ式エアフロ
ーメータの特性のずれによる空燃比の変化を示すグラフ
である。 １・・・エンジン ７・・・エンジン回転数センサ ９・・・水温センサ １８・・・ホットワイヤ式エアフローメータ２１・・・
燃料噴射弁　　　２５・・・酸素センサ２７・・・コン
トロールユニット ２９・・・スロットル開度センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ホットワイヤ式エアフローメータを備えたエンジンの
   空燃比制御装置において、 低吸気領域における複数の運転ポイントを設定し、これ
   ら各運転ポイントにおいて上記エアフローメータの特性
   のずれに係わる学習値をそれぞれ演算する手段と、 上記複数の学習値のうちでずれのもっとも少ない学習値
   を選択して、この最小学習値を高吸気領域で反映させる
   手段と を備えていることを特徴とするエンジンの空燃比制御装
   置。