JPH051375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に要
求エンジン出力を示すアクセル操作量に対して所
定空燃比とすべくスロツトル弁開度（つまり吸入
空気量）および燃料量を電気的に制御するように
したものに関する。

（従来技術） 従来、要求エンジン出力を示すアクセル操作量
に対してエンジンの空燃比を所定空燃比に制御す
る技術として、特開昭57−65835号公報に示され
るように、アクセル操作量を検出するアクセル検
出手段と、該アクセル検出手段の出力を受け予め
設定された空燃比となるようにエンジンに供給す
る空気の目標値すなわち目標空気量を設定する目
標空気量決定手段と、該目標空気量決定手段の出
力を受け、該出力に応じてスロツトル弁の開度を
制御するスロツトル弁制御手段とを備えて、アク
セル操作量に応じて目標空気量（つまり目標スロ
ツトル開度）を求め、該目標空気量になるように
スロツトル弁の開度を制御するようにしたものは
知られている。

しかるに、上記従来のものでは、エンジンに供
給される吸入空気量をスロツトル弁開度の制御に
より目標値にしたのち、この吸入空気量に基づい
て燃料空気量を目標空燃比とすべく制御するもの
であるので、吸入空気量の変化に追随して燃料供
給量が変化することになり、空燃比が精度良く得
られないという問題がある。

このため、本出願人は、アクセル操作量に応じ
て目標燃料量を設定する目標燃料量決定手段と、
該目標燃料量決定手段からの出力に応じて燃料を
供給する燃料供給手段と、をさらに設けて、アク
セル操作量に応じて、吸入空気量すなわちスロツ
トル開度と燃料量とを並行処理するようにしたも
のを開発した。このものにおいては、前述した吸
入空気変化に対して燃料量の応答遅れがなく、良
好な運転性特に応答性の優れたものを得ることが
できる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のようにスロツトル開度と
燃料量とを並行処理するものを実現化するに際し
て、特にスロツトル弁の開度が小さいときに出力
変動を生じ易いという、新たな問題を生じること
が判明した。この点を詳述すると、実際の空気量
が目標空気量とずれると、実際の空燃比が目標空
燃比と相違してしまうことになり、この空燃比の
ずれがトルク変動の原因となる。この一方、実際
の空気量を目標空気量となるように正確に制御す
ること、特にスロツトル弁の開度が小さいときに
このような正確な制御を行なうことはむずかしい
ものとなる。そして、スロツトル弁の開度が小さ
いときは、スロツトル弁の開度が微小に変化して
もこのときの空気量の変化量はかなり大きいもの
となつて、空燃比の大きな変化を生じ、これによ
り大きなトルク変動が生じて運転性の安定化を得
る上で問題を生じることになる。

したがつて本発明の目的は、アクセル操作量に
応じて目標空気量と目標燃料量とを決定するよう
にしたものを前提として、実際の空気量と目標空
気量とのずれに起因して生じようとする空燃比の
変動を防止し得るようにしたエンジンの制御装置
を提供することにある。

（問題を解決するための手段、作用） 前述の目的を達成するため、本発明にあつて
は、基本的には、目標空気量と実際の吸入空気量
との差に基づいて、所望の空燃比となるように空
燃比を補正するようにしてある。そして、この空
燃比の補正は、空燃量を補正するのではなく、燃
料量を補正することにより行うようにしてある。
すなわち、燃料量の変化に対するエンジントルク
の変化は、吸入空気量の変化に対するエンジント
ルクの変化よりも小さい点に着目して、上記目標
空気量と吸入空気量との差を燃料量を補正するこ
とにより補償するようにしている。

さらに、加速時には、実空気量と目標空気量と
のずれを補償するための補正値の演算に起因する
遅れを生じないように、演算された補正値を記
憶、更新する記憶手段を設けて、加速時には、こ
の記憶手段に記憶、更新されている補正値を読出
して、この読出された補正値でもつて目標燃料量
を補正するようにしてある。具体的には、第１図
に示すように、 アクセル操作量を検出するアクセル検出手段
と、 前記アクセル検出手段の出力に基づいてエンジ
ンに供給する空気量を決定する目標空気量決定手
段と、 前記アクセル検出手段の出力に基づいてエンジ
ンに供給する目標燃料量を決定する目標燃料量決
定手段と、 前記目標空気量決定手段の出力に基づいてスロ
ツトル弁の開度を制御するスロツトル弁制御手段
と、 前記目標燃料量決定手段の出力に基づいてエン
ジンに燃料を供給する燃料供給手段と、 エンジンに実際に供給される空気量を検出する
空気量検出手段と、 前記空気量検出手段からの出力と前記目標空気
量検出手段により決定される目標空気量との差を
比較して、目標空気量と実際にエンジンに供給さ
れる空気量との差に応じて燃料量の補正値を決定
する補正値決定手段と、 前記補正値決定手段で決定された補正値を記
憶、更新する記憶手段と、 前記補正値決定手段で決定された補正値でもつ
て前記目標燃料量決定手段で決定された目標燃料
量を補正する第１補正手段と、 加速を検出する加速検出手段と、 前記加速検出手段によつて加速が検出されたと
き、前記第１補正手段に代えて、前記記憶手段に
記憶、更新されている補正値を読出して該読出さ
れた補正値でもつて前記目標燃料量決定手段で決
定された目標燃料量を補正する第２補正手段と、 を備えた構成としてある。

（実施例） 以下、本発明の実施例について第２図以下の図
面に基いて説明する。

第２図は本発明の実施例に係るエンジンの制御
装置の全体構成を示し、１は例えば４気筒のエン
ジン、２は一端がエアクリーナ３を介して大気に
開口し他端がエンジン１に開口してエンジン１に
吸入空気を供給する吸気通路、４は一端がエンジ
ン１に開口し他端が大気に開口してエンジン１か
らの排気を排出する排気通路である。５はエンジ
ン出力要求に応じて踏込み操作されるアクセルペ
ダル、６は吸気通路２に配設され吸気通路量を制
御するスロツトル弁であつて、該スロツトル弁６
は、アクセルペダル５とは機械的な連係関係がな
く、後述の如くアクセルペダル５の踏込み量つま
りアクセル操作量により電気的に制御される。７
はスロツトル弁６を開閉作動させるステツプモー
タ等よりなるスロツトルアクチユエータである。
８は排気通路４に介設され排気ガスを浄化するた
めの触媒装置である。

一方、９は吸気通路２のスロツトル弁６下流に
配設され燃料を噴射供給する燃料噴射弁であつ
て、該燃料噴射弁９は、燃料ポンプ１０および燃
料フイルタ１１を介設した燃料供給通路１２を介
して燃料タンク１３に連通されており、該燃料タ
ンク１３からの燃料が供給されるとともに、その
余剰燃料は燃圧レギユレータ１４を介設したリタ
ーン通路１５を介して燃料タンク１３に還流さ
れ、よつて所定圧の燃料が燃料噴射弁９に供給さ
れるようにしている。

加えて、１６は上記アクセルペダル５の踏込み
量つまりアクセル操作量を検出するアクセル検出
手段としてのアクセルペダルポジシヨンセンサ、
７は吸気通路２のスロツトル弁６上流に配設され
て実際の吸入空気量を検出するエアフロメータ、
１８はスロツトル弁６の開度を検出するスロツト
ルポジシヨンセンサ、１９はエンジン冷却水の温
度を検出する水温センサ、２０は排気通路４の触
媒装置８上流に配設され排気ガス中の酸素濃度成
分よりエンジン１の空燃比λを検出するO₂セン
サである。

前記各センサ類１６〜２０の検出信号は、デジ
タルコンピユータ等よりなるコントロールユニツ
ト２１に入力されていて、該コントロールユニツ
ト２１により上記スロツトルアクチユエータ７、
および燃料噴射弁９が制御される。さらに、上記
コントロールユニツト２１にはイグナイタ２２が
接続されていて、点火回数つまりエンジン回転数
Neの信号が入力されると共に、該イグナイタ２
２に対して所定の時期に設定された点火時期信号
が出力されるようになつている。また、上記コン
トロールユニツト２１にはデストリビユータ２３
およびバツテリ２４が入力接続されていて、それ
ぞれ点火時期及びバツテリ電圧の信号を入力して
いる。

次に、上記コントロールユニツト２１の作動を
第３図を参照しつつ説明する。

この第３図において、３１は演算モジユール
で、目標空気量決定手段と目標燃料量決定手段を
構成するものであり、先ず、目標空気量に対する
制御系について説明し、この目標燃料量に対する
制御系について説明することとする。

目標空気量制御 上記演算モジユール３１によつて、基本的に、
アクセル開度（位置）に応じた基本の目標空気量
が決定され、この基本の目標空気量に対して、エ
ンジン回転数Neを加味しつつ、水温補正がなさ
れて、最終的に目標空気量Qaが演算される。す
なわち、目標空気量Qaは、同じアクセル開度で
あれば、エンジン回転数Neが大きいほど大きく
され、また水温が低いほど大きくされる。

上記目標空気量Qaに対応した信号は、演算モ
ジユール３２に入力される。この演算モジユール
３２は、特に加速時において、吸入空気量の増加
に対する燃料供給遅れを防止するため、加速を示
す外部操作量信号例えばアクセル開度の単位時間
当りの変化量が所定以上である場合の信号が入力
された際には、目標空気量Qaとするまでに時間
的遅れをもたせる機能をなす。すなわち、スロツ
トル開度の変化に対する吸入空気量の変化に対し
て、燃料量の変化が追従できない点を考慮して、
所定の増加分を徐々に上乗せしつつ、最終的に目
標空気量Qaに至るような目標空気量を演算する。
また、この演算モジユール３２は、水温の低いと
きの燃料追従遅れを考慮して、この水温に対して
も上述のような遅れをもたらせるような機能をな
す。そして、最終的には、上記両おくれが加味さ
れた目標空気量Qa′が出力される。勿論、水温が
所定以上となつており、かつ定常運転のときは、
Qa＝Qa′となる。

前記目標空気量Qa′は、演算モジユール３３に
入力される。この演算モジユール３３は、目標空
気量Qa′を実現するためのスロツトル開度すなわ
ち目標スロツトル開度をエンジン回転数Neを考
慮しつつ決定するもので、ここで決定されたスロ
ツトル弁６の目標開度はスロツトルサーボ３４に
出力される。そして、スロツトルサーボ３４がら
は前記アクチユエータ７に出力されて、スロツト
ル弁６が上記目標開度となるように制御される。
なお、実施例では、スロツトル開度センサ１８で
検出したスロツトル弁６の実際の開度がスロツト
ルサーボ３４に入力されて、スロツトル弁６の実
際の開度が前記目標開度となるようにフイードバ
ツク制御される。

燃料制御（基本） 一方、エンジン１へ供給すべき燃料量は、目標
燃料量決定手段となる前記演算モジユール３１に
よつて、目標空気量Qaの決定と同じようにして
行われる。すなわち、アクセル開度に応じて、エ
ンジン回転数Neと水温とを加味しつつ目標燃料
量Qfが演算される。この目標燃料量Qfは、補正
モジユール３５によつて後述のように目標燃料量
Qf′として補正された後、必要に応じて乗算器３
６によるフイードバツク補正がなされて目標燃料
量Qf″とされて、最終的には、演算モジユール３
７で、燃料噴射弁９への目標燃料量Qf″に対応し
た噴射パルス巾が演算される。すなわち、この演
算モジユール３７は、目標燃料量Qf″に応じて、
エンジン回転数Neを加味しつつバツテリ電圧に
応じた補正を行つて噴射パルス巾を演算し、この
演算された噴射パルス巾が、例えば点火時期信号
を利用した燃料噴射トリガ信号が入力された時点
で燃料噴射弁９へ出力される。

ここで、前記演算モジユール３１は、エンジン
の運転状態を示すゾーン信号を出力するようにな
つている。このゾーン信号は、エンジンの運転状
態が、空燃比を理論空燃比をすべきフイードバツ
クゾーンであるか否かの判定信号をも含むものと
なつている。そして、このゾーン信号が、理論空
燃比での運転を行うべきフイードバツクゾーンを
意味する場合は、フイードバツク制御モジユール
３８による空燃比のフイードバツク制御が行われ
る。すなわち、フイードバツク制御モジユール３
８は、O₂センサ２０からの二次空燃比信号λに
応じて、燃料量の増減割合を演算し、この演算結
果が、フイードバツク係数CF／Ｂとして乗算器
３６に出力されて、学習補正モジユール３５から
の目標Qf′に対してこの係数CF／Ｂが掛け合わさ
れることにより、空燃比が理論空燃比となるよう
にフイードバツク制御される。

燃料制御（空気量誤差による補正） さて次に、本発明の特徴となる、目標空気量と
実際の空気量との差の基づく燃料量補正と部分に
ついて説明する。

第３図中３９は比較手段としての学習補正モジ
ユールでこれには、演算モジユール３２からの目
標空気量Qa′とエアフローメータ１７からの実際
の空気量Qaと、ゾーン信号とが入力される。こ
の学習補正モジユール３９では、上記目標空気量
Qa′と実際の空気量Qaとの差が比較される。そし
て、ゾーン信号の入力によつて、エンジンの運転
状態に応じた上記誤差が、係数CLaとして、学習
メモリ４０に記憶、更新される。すなわち、学習
メモリ４０は、実施例では、アクセル開度の他エ
ンジン回転数Neと水温とをパラメータとするマ
ツプを有して、ゾーン信号に応じたそのメモリ位
置に対して、目標空気量Qa′と実際の空気量Qaと
の誤差に相当する係数CLaが記憶、更新されてい
く。

上記学習補正モジユール３９での比較結果すな
わち目標空気量Qa′と実際の空気量Qaとの誤差
は、補正係数Kaとして、前記学習補正モジユー
ル３５に出力される。そして、この学習補正モジ
ユール３５では、上記補正係数Kaを、演算モジ
ユール３１からの目標燃料量Qfに掛け合わせる
ことにより、補正された目標燃料量Qf′を演算、
出力することになる。勿論、実際の空気量Qaが
目標空気量Qa′よりも多いときは、目標燃料量Qf
を増量させ、逆に実際の空気量Qaが目標空気量
Qa′よりも少ないときは、目標燃料量Qfを減少さ
せるような補正を行い、このようにして、空気量
の目標値と実際値との誤差に応じて目標燃料量が
補正されて、所望の空燃比が正確に得られること
となる。

ここで、定常運転時にあつては、学習補正モジ
ユール３９の比較結果が直ちに学習補正モジユー
ル３５へ出力されるが、加速時あつては、応答性
を考慮して、学習メモリ４０に記憶されていた係
数CLaを学習補正モジユール３５へ出力されるよ
うになつている。すなわち、学習補正モジユール
３９の演算遅れを無くして、直ちに加速に対して
応答良く対応し得るようにしてある。なお、この
定常運転時であるか加速時であるかは、学習補正
モジユール３９に入力される目標空気量Qa′の変
化を見ることにより行われる。すなわち、加速時
には目標空気量Qa′の変化度合が大きいので、こ
の目標空気量Qa′の変化度合が大きいときには、
ゾーン信号に対応して学習メモリ４０から読み出
した係数CLaを直ちに学習補正メモリ３５へ出力
するようにしてある。

以上実施例について説明したが、コントロール
ユニツト２５をマイクロコンピユータで構成する
場合は、アナログ式のみならずデジタル式のもの
であつてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
目標空気量と目標燃料量とを並行処理するように
したものにおいて、この目標空気量と実際の空気
量との差に基づいて、所望の空燃比となるように
空燃比を補正するので、空燃比をより一層精度良
く制御することができる。

また、上記目標空気量と実際の空気量との差に
基づく空燃比補正を、燃料量を補正することによ
り行うので、空気量を補正するような場合に比し
てエンジントルクの変動、特にスロツトル弁の開
度が小さいときのエンジントルクの変動を小さく
することができ、運転性の安定化を高めることが
できる。

さらに、加速時には、目標燃料量の補正を、あ
らかじめ記憶手段に記憶されている補正値でもつ
て補正するので、応答よく加速時の燃料量補正を
行なうことができる。そして、記憶手段に記憶さ
れている補正値は、補正値を演算する補正値決定
手段で過去に決定されているもの、すなわち一種
の学習値的なものとなるので、加速時の燃料量補
正をほぼ正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図は本発明の一実施例を示す全体系統図、第３図
は本発明の制御例を示すブロツク図。 １……エンジン、２……吸気通路、５……アク
セルペダル、６……スロツトル弁、７……スロツ
トルアクチユエータ、９……燃料噴射弁、１６…
…アクセル開度センサ、１７……エアフローメー
タ、２１……コントロールユニツト、３１……演
算モジユール（目標空気量、目標燃料量）、３３
……演算モジユール（スロツトル開度）、３５…
…学習補正モジユール（燃料量補正）、３９……
学習補正モジユール（空気量誤差）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクセル操作量を検出するアクセル検出手段
   と、 前記アクセル検出手段の出力に基づいてエンジ
   ンに供給する空気量を決定する目標空気量決定手
   段と、 前記アクセル検出手段の出力に基づいてエンジ
   ンに供給する目標燃料量を決定する目標燃料量決
   定手段と、 前記目標空気量決定手段の出力に基づいてスロ
   ツトル弁の開度を制御するスロツトル弁制御手段
   と、 前記目標燃料量決定手段の出力に基づいてエン
   ジンに燃料を供給する燃料供給手段と、 エンジンに実際に供給される空気量を検出する
   空気量検出手段と、 前記空気量検出手段からの出力と前記目標空気
   量決定手段により決定される目標空気量との差を
   比較して、目標空気量と実際にエンジンに供給さ
   れる空気量との差に応じて燃料量の補正値を決定
   する補正値決定手段と、 前記補正値決定手段で決定された補正値を記
   憶、更新する記憶手段と、 前記補正値決定手段で決定された補正値でもつ
   て前記目標燃料量決定手段で決定された目標燃料
   量を補正する第１補正手段と、 加速を検出する加速検出手段と、 前記加速検出手段によつて加速が検出されたと
   き、前記第１補正手段に代えて、前記記憶手段に
   記憶、更新されている補正値を読出して該読出さ
   れた補正値でもつて前記目標燃料量決定手段で決
   定された目標燃料量を補正する第２補正手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの制御装
   置。