JPH0530977B2

JPH0530977B2 -

Info

Publication number: JPH0530977B2
Application number: JP58082707A
Authority: JP
Inventors: Takashige Ooyama; Mamoru Fujeda; Minoru Oosuga
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1993-05-11
Also published as: JPS59208143A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は電子的に自動車用内燃機関に供給され
る燃料を制御するようにした燃料制御方法に係
り、特に過渡時に好適な燃料を供給することがで
きる燃料の制御方法に関する。

〔発明の背景〕

従来のマイクロコンピユータなどを用いた電子
式の内燃機関の制御方法としては、燃料供給量や
点火時期の制御に必要なデータを予め記憶してお
き、内燃機関（以下、エンジンともいう）の回転
速度などの変化に応じて読出した記憶データに基
づいて燃料供給量や点火時期を制御する方式と、
エンジンの燃焼圧力や排気ガスの状態などを検出
し、それに応じてエンジンの運転状態を制御する
フイードバツク方式とが知られている。

しかしながら、前者の方式はエンジンや制御系
の特性変化などによる外乱に適応することができ
ないという問題点があり、後者の方式では制御応
答速度が充分に得られないという問題点がある。

例えば、燃料供給量を例にとれば、加速時等の
ように負荷が急変する場合、燃料供給量は燃料の
付着や付着した燃料の蒸発遅れ等によつて目標値
からずれる問題がある。

これを回避するため、例えば加速増量等の補正
手段を設け、燃料量を目標値に合致するようにし
ているが、十分な効果を上げることができなかつ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、加速時等のように負荷が急変する場合、燃料
供給量は燃料の付着や付着した燃料の蒸発遅れ等
によつて目標値からずれるという問題を回避して
過渡的な運転状態であつても、充分に誤差の少な
い制御が得られるようにした内燃機関の燃料を制
御するための制御方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明では例えば第
１７図にあるように、内燃機関の運転状態を検出する複数のセンサを
備え、前記センサの信号に応じて内燃機関に供給
される燃料量を制御するようにした内燃機関の制
御装置において、前記内燃機関に供給される燃料
量は少なくとも吸気通路に付着した付着燃料量、
供給された燃料が前記吸気通路に付着する状態を
表す燃料付着率及び前記付着燃料の蒸発状態を表
す蒸発時定数とから補正されると共に、更に排気
ガス中の空燃比濃度を表す空燃比情報で前記付着
燃料量が修正されるようにしたものである。

このように機関に供給される燃料の液膜モデル
を構築すると共に、このモデルの構成要素を排気
ガス中の空燃比情報で修正することによつて応答
性、燃料制御精度を向上できるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による内燃機関の制御装置の実施
例を図面によつて説細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、この第１図にお
いて、内燃機関（エンジン）１０は気化器、燃料
噴射装置等の燃料供給装置１２によつて制御され
た燃料、空気の混合気を供給される。排気は排気
管１４を通つて大気に排出される。排気管１４に
は触媒コンバレータ１６が設けられている。供給
装置１２は、一般に、エンジン作動条件の全範囲
にわたる燃料決定入力パラメータに対して所望の
応答を行うことができない。また供給装置１２
は、温度のようなエンジン作動パラメータの変化
は従つて空燃比を変える。したがつて、燃料決定
入力パラメータに応じて供給装置によつて与えら
れる空燃比は、一般にエンジンの作動中の所定の
値からずれる。特に、燃料の蒸発遅れが大きい、
低温の加速時等には、所定の値からずれが大きく
なる。

供給装置１２が供給する空燃比は電子制御ユニ
ツト１８によつて、選択的に閉ループ、あるいは
開ループで制御される。この制御は、排気管１４
の排気を検出するように設置した空燃比センサ２
０の出力に応答して行われると共に、エンジン速
度センサ、エンジン温度センサを含む種々のセン
サからの出力に応答しても行われる。

第２図において電子制御ユニツト１８はデイジ
タル計算機の形態をとり、一定周波数のパルス幅
変調信号を供給装置１２に与えて空燃比を調整す
るようになつている。外部の固定記憶装置ROM
に記憶された作動プログラムを実行することによ
つて供給装置１２の動作を制御するマイクロプロ
セツサ２４を含む。マイクロプロセツサ２４は組
合せモジユールの形をとり、ランダムアクセスメ
モリ（RAM）及びクロツクの他に、普通のカウ
ンタ、レジスタ、累算器、フラグフリツプフロツ
プ等を含み、例えばMotorola Microprocessor
MC−6802，68000などを採用できる。あるいは、
外部のRAMとクロツクオシレータを利用するマ
イクロプロセツサの形をとつてもよい。

マイクロプロセツサ２４は組合せモジユール２
２６のROM部に記憶された作動プログラムを実
行することによつて供給装置１２を制御する。モ
ジユール２６は入出力インターフエースとプログ
ラム可能タイマを含む。モジユール２６は
Motorola MC−6846組合せモジユールであつて
もよい。開ループ、閉ループ制御が基礎を置く入
力条件は、モジユール２６の入出力インタフエー
スに与えられる。センサ２０からの空燃比信号等
のアナログ信号が信号コンデイシヨナ３２に与え
られ、この出力部はＡ／Ｄコンバータ、マルチプ
レクサ３４に結合している。

サンプルし、かつ変換しようとしている特定の
アナログ状態は、モジユール２６の入出力インタ
フエースからのアドレスラインを経て作動プログ
ラムに従つて、マイクロプロセツサ２４によつて
制御される。指令時、アドレス指令された状態が
デイジタル形態に変換され、モジユール２６の入
出力インタフエースに送られ、RAMのROM指
示ロケーシヨンに記憶される。

デユーテイサイクル変調出力は普通の入出力イ
ンタフエース回路３６によつて与えられる。この
回路は、例えばドライバ回路３７を経て、供給装
置１２に出力パルスを与える出力カウンタを含
む。これは、クロツクドライバ３８からのクロツ
ク信号及びモジユール２６のタイマ部からの100
Hz信号を受ける。回路３６の出力カウンタ部は所
望のパルス幅を表わす２進数を周期的に挿入され
るレジスタを持つている。

100Hzの周波数で、レジスタの数はダウンカウ
ンタのゲートに送られ、このダウンカウンタは、
クロツクドライバ３８の出力によつて計時され、
出力カウンタ部の出力パルスはダウンカウンタが
零まで逆読みする時間に等しい所要時間を持つ。
出力パルスは、レジスタの数がダウンカウンタの
ゲートに入れたときにセツトされ、数が零にカウ
ントされたときに、ダウンカウンタからの実行信
号によつてリセツトされるフリツプフロツプによ
つて与えられる。回路３６は入力カウンタを含
み、これはカウンタにクロツクパルスをゲート入
れして、エンジンのデイストリビユータからの速
度パルスを受ける。

第２図では、さらにメモリロケーシヨンを有す
る持久記憶装置４０が設けられ、車両のバツテリ
からの電力を持つRAMの形をとる。システムの
残部が点火スイツチを通して電力を受け、したが
つて、エンジン１０の停止時でも記憶内容が保有
される。あるいは、持久記憶装置４０は電力が送
られなくとも記憶内容を保持することのできる記
憶装置の形をとつてもよい。

マイクロプロセツサ２４、組合せモジユール２
６、入出力インタフエース回路３６及び持久記憶
装置４０がアドレスバス、データバス、制御バス
によつて相互結合している。マイクロプロセツサ
２４はデータを読み出し、組合せモジユール２６
のROM部内で与えられた作動プログラムを実行
することによつて、供給装置１２の動作を制御す
る。

燃料供給装置１２は、第３図に示したごとく、
空気流量計３０１、燃料噴射弁３０２、絞り弁３
０３、吸気管３０４から構成され、空気流量セン
サ３０１の信号を電子制御ユニツト１８に入力
し、燃料噴射弁３０２の開弁時間を制御して、燃
料ポンプ３０５からの燃料を吸気管３０４に供給
する。また、絞り弁３０３の下流に開口するバイ
パス通路３０６を有し、バイパス通路の途中に、
空気量を制御するバルブ３０７が設けられてい
る。このバルブ３０７は電磁ソレノイド３０８で
駆動され、この電磁ソレノイド３０８は、ドライ
バ回路３７から100Hzの周波数の出力パルスが印
加される。

第４図において、エンジン１０の点火スイツチ
を閉にすることによつて、まず付勢して電力を種
種の回路に与えると、プログラムがポイント42で
開始され、次にステツプ44に進む。このステツプ
44で、系内の種々の要素を初期設定する。レジス
タ、フラグ、フリツプフロツプ（FF）、カウンタ
及び個々の出力部が初期設定される。次にステツ
プ46に進み、持久記憶装置４０の４つのメモリロ
ケーシヨンKAM₀，……KAM₃に記憶されたデ
ユーテイサイクルに従つて、デユーテイサイクル
記憶装置DCMが初期設定される。

デユーテイサイクル記憶装置は第５図に示した
ように、エンジン速度、エンジン負荷に対して、
そのロケーシヨンが決定されている。また、持久
記憶装置４０のデユーテイサイクルKAMも、第
６図に示すようにエンジン速度、エンジン負荷に
対して、そのロケーシヨンが決定される。また、
持久記憶装置４０の５つのメモリロケーシヨン
XM₀，……XM₄に記憶された、燃料付着率に従
つて、燃料付着率記憶装置DXMが初期設定され
る。XM，DXMは第７図、第８図に示したよう
に、エンジン負荷に対して、そのロケーシヨンが
決定される。また、持久記憶装置の４つのメモリ
ロケーシヨンVM₀，……VM₃に記憶された蒸発
時定数に従つて、蒸発時定数記憶装置DVMが初
期設定される。VM，DVMは、第９図、第１０
図に示したように、エンジンの温度に対して、そ
のロケーシヨンが決定される。

ステツプ46でこれらの値はDCM₀……DCM₁₅
の各々を初期設定するのに用いられる。KAM₀
はDCM₀−DCM₂，DCM₄−DCM₆の各各に置か
れ、KAM₂はDCM₈−DCM₁₀，DCM₁₂−DCM₁₄
に置かれる。第１１図において、ステツプ48で
DCMをKAMから初期設定する場合、持久記憶
装置４０の数値をポイント５０で判定する。バツ
テリが外されたりして、記憶装置４０の内容の妥
当性が失われた場合は、ステツプ54でKAM₀〜
KAM₃はモジユール２６のROM部に記憶された
校正値に初期設定される。

DXMをXMから、DVMをVMからそれぞれ初
期設定する場合も、ポイント50でXM，VMの妥
当性を判定し、妥当性が失われた場合は、ステツ
プ54で、XM，VMはモジユール２６のROM部
に記憶された校正値に初期設定される。

ポイント52で冷却水温が常数Twより小さい場
合は第１２図の温度バイアス値で修正される。ス
テツプ56，58からプログラムはルーチンを去り、
第４図のステツプ60まで進む。ここで、プログラ
ムが割込みルーチンを可能とするようにセツトさ
れる。これは、マイクロプロセツサ２４に割込み
可能フラグをセツトすることによつて与えられ
る。

ステツプ60の後、プログラムは連続的にくり返
されるバツクグラウンドループ６２に変わる。こ
れは排気還流制御機能および診断警報ルーチンを
含むことができる。ステツプ46の実施で、KAM
はエンジン作動範囲にわたる供給装置調整値に対
する情報を含み、この情報は、開ループ作動モー
ド中に開ループ要領で用いられて暖機中エンジン
１０に供給される混合気の空燃比のより精密な制
御を行う校正値の一部をなす。

モジユール２６のタイマ部は、バツクグラウン
ドループルーチン６２に割込む100Hzの割込み信
号を発する。各割込みごとに、第１３図のステツ
プ64のところで、0.01秒割込みルーチンを記録
し、ステツプ66に進む。回路３６の出力カウンタ
部内のレジスタのパルス幅が、出力カウンタにシ
フトされ、制御パルスを発する。このパルスは所
望のデユーテイサイクル信号を発して、供給装置
１２の電磁ソレノイド３０８を調整し、エンジン
１０に供給する混合気を所望の値にするようにす
る。

プログラムはステツプ68に進み、読み出しルー
チンが実行される。このルーチンの間、個々の入
力がRAM内のROM指定ロケーシヨンに記録さ
れ、回路３６の入力カウンタ部を経て決定された
エンジン速度、Ａ／Ｄコンバータの種々の入力が
RAMのそれぞれのROM指定ロケーシヨンに記
録される。次にステツプ70に進み、KAM，
DCM，VM，DVM，XM，DXMの現在のエン
ジン作動点に相当するメモリロケーシヨンが決定
される。

インデツクス数ルーチン７０を終るとポイント
118に進み、ステツプ68でRAMから記憶された
エンジン速度RPMがRAMから読み出され、
ROMに記憶された基準速度値SRPMと比較され
る。このSRPMはアイドル速度よりは小さいが、
クランキング速度よりは大きい。RPM＜SRPM
のときは、エンジンが始動されていないことを意
味し、ステツプ120の動作禁止モードに進む。
ROMによつて指定されたRAMロケーシヨンの
ところで、制御パルス幅を記憶するように記憶さ
れた、供給装置１２を制御するためのパルス幅変
調信号の決定幅がほぼ零にセツトされ、デユーテ
イサイクル信号を零パーセントにする。

ポイント118において、RPM＞SRPMで、エン
ジンが作動中であると決定された場合には、ポイ
ント122に進み、全開状態（WOT）が存在し、
動力増大を要求しているかどうかが決定される。
これはRAM内のROM指定メモリロケーシヨン
に記憶された情報をサンプルすることによつて達
成される。ここでは、全開スイツチの状態がステ
ツプ68の間に記憶されている。エンジンが全開で
あれば、プログラムサイクルはステツプ124の濃
厚作動モードに進む。動力増大のために必要なデ
ユーテイサイクルを与えるパルス幅が決定され、
制御パルス幅を記憶するように割当てられた
RAMメモリロケーシヨンに記憶される。

エンジンが、全開で作動していないときは、ポ
イント126に進む。エンジン始動時からの時間を
監視している経過時間カウンタが閉ループ動作を
実施する前の時間基準を意味する所定時間と比較
される。このタイマは初期設定ステツプ44で零に
セツトされるカウンタの形をとつてもよく、プロ
グラムのポイント126で、0.01msの割込み期間ご
とに増分され、割込み時間の数が経過時間を表わ
す。経過時間が所定値よりも小さい場合は、ステ
ツプ128で開ループモードルーチンを実行し、開
ループパルス幅が決定される。ポイント126で時
間基準が合致したならば、ポイント130に進み、
空燃比センサ２０の作動条件が決定される。シス
テムはセンサ温度、センサインピータンス等のよ
うなパラメータによつて、センサ２０の動作を決
定する。不動作の場合はステツプ128に進む。作
動している場合は、ポイント134に進み、ステツ
プ68でRAMに記憶されたエンジン温度がROM
に記憶された所定の校正値と比較される。エンジ
ンの温度が校正値より低い場合には、ステツプ
128に進む。校正値より大きい場合には、ステツ
プ136に進み、閉ループルーチンが実行され、制
御信号パルス幅が決定され、このパルス幅は所定
の割当てられたRAMロケーシヨンに記憶され
る。ステツプ138で、パルス幅がRAMから読み
出され、２進数の形で、入出力回路３６の出力カ
ウンタ部のレジスタに入れられる。この値は、そ
の後、次の0.01ms割込み期間に、ステツプ66に
おいて、ダウンカウンタに挿入されて、パルス出
力を所望増を有するソレノイドに送る。制御パル
スが発せられると、空燃比制御ソレノイドを
0.01ms割込み期間ごとに作動し、供給装置を調
整する。

ステツプ128における開ループモードルーチン
は第１４図に示したごとくである。このルーチン
はステツプ140に入り、ステツプ142で組合せモジ
ユール２６のROM部内のルツクアツプテーブル
からパルス幅補正値が得られる。この補正率はエ
ンジン温度のようなただ一つのパラメータの関数
でありうるが、負荷の関数でもよい。この補正率
は、第１２図のように、72個のメモリロケーシヨ
ンに設けられており、エンジンの温度、負荷の値
に従つてアドレス指定される。ステツプ144で、
RAM内に記憶される制御パルス幅は、（DCM＋
パルス幅補正値）にセツトされる。プログラムは
ステツプ146に進み、新しいセルフラグがセツト
される。ステツプ148で、ステツプ70（第１３図）
で決定されたインデツクスの値が、RAMロケー
シヨンに置かれる。

また、第１５図に示したごとく、燃料噴射弁の
パルス幅が決定される。ステツプ402でRAM内
のROM指定メモリロケーシヨンに記憶された空
気量Ga、エンジン速度RPMをサンプルし、基本
噴射パルス幅Δt＝Ｋ（Ga／RPM）を計算する。
さらに、ステツプ404で、パルス幅Δt_pを計算す
る。パルス幅Δt_pは、次式で与えられる。

Δt_p＝Δt−FM／DVM／（１−DXM）＋DXM／DVM……(1) ここで、DXMは、燃料付着率、DVMは蒸発
時定数で、ステツプ48の初期設定で与えられてい
る。噴射弁３０２に、エンジン回転と同期した割
込みによつて、Δt_pの間だけ開かれ、内燃機関に
燃料を供給する。(1)式のFMは液膜量で、次式に
よつて、計算される。

FM＝FM＋Δτ｛DXM・Δt_p・Ｎ−FM／DVM｝ ……(2) ここでΔτは定数で、割込みルーチンが0.01s毎
に行われる場合はΔτ＝0.01sである。

第１６図に閉ループモード１３６のルーチンを
示した。閉ループモードはポイント150で入り、
ポイント152に進み、エンジン作動点が先の0.01s
割込み以来変化しているかどうかを決定する。こ
れは、ステツプ70（第１３図）で決定された
DCMINXをRAMから引出し、それを先の0.01秒
割込み時間に、ステツプ70で決定された古い
DCMINX、すなわち、DDCMINX＝と比DCる
ことによつて行われる。DCMINX＝
ODCMINX、すなわち、エンジンの作動点が変
化しない場合には、ポイント154に進む。ポイン
ト154で、マイクロプロセツサ２４内の新しいセ
ルフラグフリツプフロツプ（ステツプ146の開ル
ープルーチン中にセツトされている）がサンプル
される。このフラグがセツトされているならば、
ユニツト１８は先の0.01s割込み時に開ループモ
ードで作動している。しかし、このフラグがリセ
ツトされているときは、ユニツト１８は先の
0.01s割込み時間中、閉ループモードで作動して
いる。

先の0.01s割込み期間から作動点を変えている
か、ユニツト１８が開ループモードから閉ループ
モードに作動変化していると仮定すると、ステツ
プ156に進む。ステツプ156で、ROM指定、
RAMロケーシヨンに記憶された閉ループ制御信
号の積分制御項部分INTが、ステツプ70（第１３
図）で決定されたメモリロケーシヨンで、デユー
テイサイクル記憶装置DCMから得られたパルス
幅と等しくセツトされる。このパルス幅は供給装
置１２を調整して、所定の空燃比を与える値とし
て、先行の閉ループ動作中に学習されている。ス
テツプ158で、輸送時間遅延カウンタがエンジン
１０を通る輸送時間を表わす値にセツトされる。
この輸送遅延時間は、エンジンの速度と空気量を
含むエンジン作動パラメータから決定することが
できる。作動パラメータによつてアドレス指定さ
れる組合せモジユール２６のROM部分のルツク
アツプテーブルから得ることができる。

ステツプ160で、新しいセルフラグフリツプフ
ロツプは払われ、ユニツト１８が閉ループモード
で作動していることを示す。その後プログラムは
ステツプ162に進み、RAMに記憶された古いイ
ンデツクスがステツプ70で決定されたインデツク
スに等しくセツトされる。

ステツプ162、またはポイント154から、プログ
ラムはポイント163に進む。ポイント163で輸送遅
延カウンタをサンプルして、輸送遅延が完了した
かどうかを決定する。遅延が完了していない場合
は、ステツプ164で、カウンタを減じ、ステツプ
166で、制御パルス幅が先に、ステツプ156で、デ
ユーテイサイクルメモリ値にセツトされた閉ルー
プパルス幅の積分制御項INTに等しくセツトさ
れ、閉ループモードルーチンを去る。その後、第
１３図のステツプ138に進み、デユーテイサイク
ルパルス幅が入出力回路３６の出力カウンタ部の
レジスタにセツトされる。

このようにして、閉ループモードで、エンジン
の作動点が変化した場合は、常に、時間遅延カウ
ンタがセツトされるので、このカウンタが零に減
少する。すなわち、定常におちついても、ある一
定時間は閉ループ制御が行われない。ステツプ
163の前にステツプ500を実施する。

ステツプ500では、第１７図に示す動作が行わ
れる。ステツプ502で、(1)，(2)式に基づき、Δt_p，
FMの計算を行う。また、このときのFM，
DVM，DXMをステツプ504でRAMに記憶する。
これは第１８図に示したごとく、輸送遅延時間が
Ｋのときは、RAM（Ｋ）に記憶される。ステツ
プ506で第２のカウンタをセツトとし、ポイント
508で、カウンタが零でない場合は、ステツプ510
でカウンタを減じ、ステツプ512ですべての
RAM（Ｋ）の内容をRAM（Ｋ−１）に移す。遅
延カウンタが零まで減少したときは、ステツプ
514に進み、RAM（Ｏ）の空燃比の設定値Ａ／Ｆ
と、空燃比センサ２０の出力から求まる（Ａ／
Ｆ）ｍを比較し、ΔA／Ｆ＝Ａ／Ｆ−（Ａ／Ｆ）
ｍを計算する。ステツプ516で、ΔA／Ｆに基づ
き、FMを修正する。ΔA／Ｆ＞０の場合は、FM
が小さく見積られているので、FMを増加する。
すなわち、FMの修正は FM＝FM＋a₁ΔA／Ｆ ……(3) で行われる。また、ステツプ518で、DXM，
DVMの修正が行われる。ΔA／Ｆ＞０のときは、
DXMが小さく、DVMが小さく見積られている
ので、 DXM＝DXM＋a₂／ΔA／Ｆ ……(4) DVM＝DVM＋a₃・ΔＡ／Ｆ ……(5) で、DXM，DVMを修正する。その後、ステツ
プ512に進む。このようにして、閉ループモード
で運転が非定常の場合は、ステツプ500で、(1)，
(2)式のFM，DVM，DXMが修正される。RAM
（Ｋ）には、エンジン負荷、温度に関する値を記
憶されているので、第８図、第１０図の該当する
ロケーシヨンのDXM，DVMが更新される。

ステツプ163で輸送時間遅延カウンタが零まで
減少したときは、ステツプ168に進む。ステツプ
168で、センサ２０の出力が校正値と比較されて、
検出された空燃比Ａ／Ｆが校正値に対して大きい
か、小さいか、すなわち濃いのか薄いのかを決定
する。混合気が濃い、すなわちＡ／Ｆが小さい場
合は、ステツプ170に進み、RAMに記憶された
閉ループ制御信号の積分項がその前に記憶されて
いる積分項＋積分ステツプ値に等しくセツトされ
る。その後、ステツプ172で、閉ループ制御パル
ス幅がステツプ170で決定された（積分項＋比例
ステツプ値）に等しくセツトされる。

ステツプ168で混合気が薄いと判断された場合
は、ステツプ174に進み、RAMに記憶された制
御信号の積分項が積分ステツプ値だけ減じられ
る。その後、ステツプ176で閉ループパルス幅が
RAMに記憶された（積分項−比例ステツプ値）
に等しくセツトされる。ステツプ168から176まで
は、エンジンが輸送遅延時間より長い期間、同じ
作動点で作動した後、0.01msごとにくり返され、
積分ステツプによつて決定された率で、Ａ／Ｆが
大きいか、小さいかに依存して第１９図に示した
ようなランプ様式で増、減する閉ループパルス幅
を形成し、最終的には混合気は、校正値に対して
濃い状態と薄い状態の間で変化する。このとき、
校正値を与える方向におけるパルス幅の比例ステ
ツプが与えられる。

ポイント178でエンジン温度を校正値K₁と比較
する。温度がK₁より高い場合は、DCMの更新を
停止する。低い場合は、ステツプ180に進み、ス
テツプ70に形成されたメモリインデツクスの
DCMを更新する。DCMの更新は、次式に従つて
更新される。

DCMV_N＝DCMV_N-1＋（DC−DCMV_N-1）／T₁ ……(6) ここに、DCMV_N：挿入すべき新しいパルス
幅の値 DCMV_N-1：該当するメモリロケーシヨンに先
にあつたパルス幅の値 DC：最後に決定される制御パルス幅 T₁：フイルタ時定数ポイント182，184で温度条件を判定し、エンジ
ンの温度が正常な場合のみ、ステツプ186で
KAMを更新する。この更新は(6)式と同様に行わ
れる。DCMの更新の時定数は５〜30秒に対し、
KAMの更新の時定数は240秒程度である。ステ
ツプ186の後に、プログラムは閉ループモードル
ーチンを抜ける。エンジンが閉ループモードで作
動し続けるにつれて、ステツプ150で始まる前記
のシーケンスが連続的にくり返され、エンジンが
種々の作動点を経過するにつれて、DCM，
KAMの各々が制御信号に値に応じて更新され、
その結果、各メモリロケーシヨンが、特定のエン
ジン作動点に対する所定の空燃比を与えるに必要
な値に更新される。

閉ループ作動中、エンジン作動点が変わるごと
に、制御パルス幅がエンジン作動パラメータの現
在値で、所定の空燃比を与える値に瞬間的にプリ
セツトされる。開ループ作動中は、供給装置は、
KAMに保有された値に従つて調整される。この
値はエンジンパラメータの変化値に対して所定の
空燃比を与えるに必要な制御パルス幅の平均を示
す。

ここで、(4)，(5)式のDXM，DVMの更新は、
(6)式のDCMVの更新と同じように行つてもよい。
すなわち、次の(7)，(8)式のように、一次遅れて更 DXM_N＝DXM_N-1＋（a₂・ΔＡ／Ｆ−DXM_N-1）／T₁
……(7) DVM_N＝DVM_N-1＋（a₃・ΔＡ／Ｆ−DVM_N-1）／T₁
……(8) 新することができる。また、第１７図のXM，
VMの修正は、(7)，(8)式と同じように更新される
が、フイルタ時定数T₁は、DXM，DVMの場合
は、大きく設定される。

エンジンの温度が正常な場合の空燃比Ａ／Ｆ
は、例えば第１９図のごとく設定される。第１９
図において、破線の領域は、Ａ／Ｆが理論空燃比
の曲線Ｄより小さく、この負荷領域では第１３図
のステツプ124の濃厚作動モードに入り、空燃比
は開ループ制御される。Ａ／Ｆ＞Ｄの領域で、エ
ンジンの温度が正常な場合は、第１３図でステツ
プ136の閉ループモードに入る。第１９図におい
て、負荷がθ₁からθ₂に変化しても、インデツクス
DCMINXは変化しない。

第１６図のステツプ163で輸送遅延が完了する
と、ステツプ168で空燃比が比較される。このと
き空燃比センサ２０の信号は、輸送遅延前の供給
装置１２の状態を示している。ここで、空燃比セ
ンサ２０は、プログラム可能で、所定の空燃比か
らのずれを出力するようになつている。

空燃比センサ２０の一実施例を第２０図に示し
た。酸素イオン電導性の固体電解質２００の片方
の側にチヤンバ２０２、オリフイス２０４が設け
られている。コントローラ２０６によつて、電解
質２００に矢印の方向の電流Ｉを流すと、酸素ポ
ンプの原理でチヤンバ２０２内の酸素がチヤンバ
２０２の外に排出される。一方、オリフイス２０
４を通つて、排ガス中の酸素が拡散によつて、チ
ヤンバ２０２内に流入する。このときの電流Ｉと
電圧の関係は第２１図のごとく、排ガス中の酸素
濃度、すなわちＡ／Ｆによつて変化する。したが
つて、第１９図の設定Ａ／Ｆが大きい場合はＩを
増し、Ａ／Ｆが小さい場合はＩを減じて、そのと
きの電圧の大小が組合せモジユール２６のROM
部分に記憶されている校正値と比較される。検出
された空燃比Ａ／Ｆが第１９図の所定のＡ／Ｆに
対して、大きいか、小さいか、すなわち、所定の
濃度に対して濃いのか、薄いのかを判定する。こ
のとき、第１９図において、負荷がθ₁からθ₂に変
化した場合、DCMのメモリロケーシヨンは変化
しないが、所定の空燃比は変化するので、電流Ｉ
は、輸送遅延時間を加味して制御される。このよ
うにして、空燃比センサ２０で、輸送遅延時間前
の供給装置１２の状態が判定される。

第１３図の閉ループモードの動作で、開ループ
の状態から入る場合は、第２２図のａのように、
セルフラグがリセツトされ、時間遅延カウンタが
零になつてから閉ループ制御を始める。ここで、
閉ループ動作中、エンジンの作動点が変化した場
合は、第２２図ｂのごとく、フラグはリセツトさ
れているが、カウンタがセツトされるので、輸送
遅延時間後閉ループ制御を実行する。この輸送遅
延時間内で作動点が変化しない場合は、CLPW
＝INT＝DCMで、制御パルス幅CLPWは、閉ル
ープパルス幅の積分制御項INTに等しくセツト
され、INTはDCMに等しくセツトされている。
次の0.01秒の割込みで空燃比センサ２０の信号を
基にINTが修正される。温度条件がととのうと、
第２２図ｃのＰ点で示したようにDCMも更新さ
れる。

第１３図では、閉ループ制御は0.01秒の割込み
毎に行われる。これは一般に輸送遅延時間よりは
小さい。

第２３図において、閉ループ制御中、負荷θが
ａのように、それに対応してＡ／Ｆの設定値がｂ
のように変わる場合を例示する。この場合、セン
サ２０の電流は対応するＡ／Ｆがｃ曲線になるよ
うに制御される。ｂがｃに合致していれば、セン
サ２０の出力は一定である。しかし、実際には、
供給装置１２の経時変化によつて、ｂはｃに対し
てずれる。したがつて、輸送遅延時間Ｔだけ遅れ
て、センサ２０の出力がｄのように急変する。こ
のセンサ２０の信号ｄを基に、積分項INTがｅ
のように修正される。第２３図ｅのＣの点で修正
が完了しても、その結果がセンサ２０の出力とな
つて現われるのはＴだけ遅れる。その間、INT
は行きすぎる。

このようにして、INTの値は、濃い状態と薄
い状態の間で変化する。このとき、校正値を与え
る方向においてパルス幅の比例ステツプを与えて
もよい。ここで、Ｄ点でＡ／Ｆの設定値がｂのご
とく変化しても、それに対応して、センサ２０の
方もｃのごとくプログラムされるので、このｂ，
ｃの変化は、センサ２０の出力ｄには影響を及ぼ
さない。

第２０図において、電圧Ｖが設定値になるよう
に、Ｉを制御した場合、Ｉの値は排ガス中の酸素
濃度、すなわち、Ａ／Ｆに比例した値となる。こ
の場合、センサ２０の出力は、輸送遅延時間Ｔだ
け遅れて現われる。したがつて、このときは、セ
ンサ２０の出力でＴ時間前の供給装置１２のくる
いを求めることができる。Ｔ時間前のＡ／Ｆの設
定値を記憶しておき、これをセササ２０の出力と
比較し、比例ステツプを算出する。その結果はＴ
時間後に現われ再修正される。このときは、0.01
秒毎に比例ステツプを偏差に応じて求めることが
でき、積分動作のみの場合より、設定値への収束
は速い。任意の作動点における供給装置１２の空
燃比Ｒは、(2)式のように、設定値Rcよりεだけ
くるつている。

Ｒ＝Rc＋ε ……(9) ここに、ε：経時変化等によるくるいこのεのくるいはＴ秒後に空燃比センサ２０に
表われる。空燃比センサ２０では、ｔ時刻におい
て、Ｒ（ｔ−Ｔ）の信号が表われるので、メモリ
ロケーシヨンにおけるεを求めるためには、Rc
（ｔ−Ｔ）の値と比較する必要がある。したがつ
て、Rc（ｔ−Ｔ）の値を、RAMに記憶しておく
必要がある。第２４図のように、RAMのROM
指定アドレスにRc（ｔ−nΔt）を記憶しておき、
エンジンの速度と空気量を含むエンジン作動パラ
メータによつてアドレス指定される組合せモジユ
ール２６のROM部分のルツクアツプテーブルか
ら輸送遅延時間を求めて、この時間に対応する第
２４図のアドレスのRAMからRcを読み出して比
較することができる。このようにしてεが求ま
り、DCMが更新され、さらにKAMが更新され
る。

非定常運転時は、空燃比センサ２０の信号で、
燃料供給装置１２の動特性に関与するパラメータ
EM，DVM，DXMが時々刻々修正されるので、
Δt_pは正しい値に修正される。例えば、揮発性の
低いガソリンが、供給装置１２に供給された場合
は、第２５図に示したごとく、最初の加減速では
ΔA／Ｆの変化が大きいが、この結果により、
FM，DVM，DXMが燃料の性状に適合するよう
に修正されるので、２回目の加減速ではΔA／Ｆ
が小さくなる。同様に、空気流量センサ３０１の
応答遅れ等も修正することができる。また、(2)式
で示した液膜量のモデル(1)式が決定されるので、
どのような運転パターンをとつても、液膜量の時
時刻々の値が把握されているので、(1)式で、正確
な補正をすることができる。

従つて、以上の実施例によれば、エンジンの負
荷変動がひんぱんに行なわれた場合でも、その過
渡的な変動状態も含めて常に良好な空燃比を保つ
ことができる。

ところで、自動車用エンジンとしては、ガソリ
ンエンジンが主流を占めている。

従つて、第１図におけるエンジン１０がガソリ
ンエンジンであつた場合には、その点火制御も電
子制御ユニツト１８によつて行なわれる場合が多
い。

そこで、以下、この点火制御に本発明を適用し
た場合の一実施例について説明する。

内燃機関１０が火花点火機関の場合、その点火
時期は、空気流量センサ３０１の応答遅れ等の影
響で、過渡運転時は、その目標値と異なる。点火
時期は機関１０の充填空気量とエンジン速度によ
つて定まるが、過渡運転時には、次の(9)式のよう
になる。

Ga＝b₁・Ｐ・Ｎ＋b₂・dp／dt ……(9) しかしながら、空気流量センサ３０１で測定さ
れる空気流量Gaと充填空気量b₁・Ｐ・Ｎは、吸
気管の容積の影響で遅れる。したがつて、第２６
図に示したごとく、ステツプ601で、Ｐを計算し、
ステツプ602で、Ｐ，Ｎに対応して、アドレス指
定されるメモリロケーシヨンにあらかじめ記憶さ
れている点火時期のルツクアツプテーブルから点
火時期が得られる。

Ｐ＝Ｐ＋（Ga−b₁・Ｐ・Ｎ）・Δτ ……(10) ステツプ601のＰの計算は(10)式で行われる。ま
た、ステツプ604で、b₂、すなわち応答性を修正
することができる。ステツプ603でモジユール２
６のROM部に記憶されたDVM₀，DXM₀，
DCM₀等の校正値と、学習制御された、DVM，
DXM，DCM等の値を比較することによつて、
空気流量センサ３０１が、どの程度標準値と異な
つているかがわかるので、この差でb₂を修正する
ことができる。ここでは、 b₂＝a₅（DVM₀−DVM）＋b₂…… (11) で修正される。これらのステツプは、第１３図の
場合と同じように、100Hzの割込み信号で実施さ
れる。また、ステツプ605で、DVM₀とDVMの
差が大きい場合は、センサ３０１の応答性が標準
値と大幅にくるつているが、ガソリンの揮発性が
極めて低いか等の異常であるので、ステツプ605
でランプを点灯して、運転者に異常を知らせる。

従つて、この実施例によれば、エンジンの運転
パターンがどのようになつても、常に正しい点火
時期制御を行なうことができる。

なお、本発明は以上の実施例に限らず、ガソリ
ンエンジンの排気還流量、デイーゼルエンジンの
燃料噴射量、噴射時期の制御に適用しても、同じ
ような作用、効果を上げることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、内燃機関
に供給される燃料量を少なくとも吸気通路に付着
した付着燃料量、供給された燃料が前記吸気通路
に付着する状態を表す燃料付着率及び前記付着燃
料の蒸発状態を表す蒸発時定数とから補正すると
共に、更に排気ガス中の空燃比濃度を表す空燃比
情報で前記付着燃料量を修正するようにして機関
に供給される燃料の液膜モデルを構築すると共
に、このモデルの構成要素を排気ガス中の空燃比
情報で修正することによつて応答性、燃料制御精
度を向上できるものである。

したがつて、加速時等のように負荷が急変する
場合、燃料供給量は燃料の付着や付着した燃料の
蒸発遅れ等によつて目標値からずれるという問題
を回避して過渡的な運転状態であつても、充分に
誤差の少ない制御が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される内燃機関の制御シ
ステムの一例を示すブロツク図、第２図は電子制
御ユニツトの一例を示すブロツク図、第３図は燃
料供給装置の説明図、第４図は本発明による内燃
機関の制御装置の一実施例の動作を示すフローチ
ヤート、第５図ないし第１０図は本発明の一実施
例におけるメモリ内容の説明図、第１１図は同じ
く一実施例の動作を示すフローチヤート、第１２
図は同じく一実施例におけるメモリ内容の説明
図、第１３図ないし第１７図は同じく一実施例の
動作を示すフローチヤート、第１８図は同じく一
実施例におけるメモリ内容の説明図、第１９図は
同じく一実施例の動作説明用の特性図、第２０図
はセンサの説明図、第２１図はセンサの特性図、
第２２図ａ，ｂ，ｃ及び第２３図ａ〜ｅは本発明
の一実施例の動作を示す特性図、第２４図は同じ
く一実施例のメモリ内容の説明図、第２５図は同
じく一実施例の効果説明用の特性図、第２６図は
本発明の他の一実施例の動作を示すフローチヤー
トである。１０……内燃機関、１２……燃料供給装置、１
４……排気管、１６……触媒コンバータ、１８…
…電子制御ユニツト、２０……空燃比センサ、２
４……マイクロプロセツサ、２６……組合せモジ
ユール、３６……入出力インターフエース回路、
４０……持久記憶装置。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関の運転状態を検出する複数のセンサ
を備え、前記センサの信号に応じて内燃機関に供
給される燃料量を制御するようにした内燃機関の
制御装置において、前記内燃機関に供給される燃
料量は少なくとも吸気通路に付着した付着燃料
量、供給された燃料が前記吸気通路に付着する状
態を表す燃料付着率及び前記付着燃料の蒸発状態
を表す蒸発時定数とから補正されると共に、更に
排気ガス中の空燃比濃度を表す空燃比情報で前記
付着燃料量が修正されるようにしたことを特徴と
する内燃機関に供給される燃料の制御方法。２特許請求の範囲第１項において、前記空燃比
情報で修正された前記付着燃料量は更新されて次
回の補正に用いられることを特徴とする内燃機関
に供給される燃料の制御方法。３特許請求の範囲第１項において、更に前記燃
料付着率及び前記蒸発時定数についても前記空燃
比情報で修正されるようにしたことを特徴とする
内燃機関に供給される燃料の制御方法。４特許請求の範囲第３項において、前記空燃比
情報で修正された前記燃料付着率及び前記蒸発時
定数は更新されて次回の補正に用いられることを
特徴とする内燃機関に供給される燃料の制御方
法。