JPH07247887A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPH07247887A
JPH07247887A JP3671094A JP3671094A JPH07247887A JP H07247887 A JPH07247887 A JP H07247887A JP 3671094 A JP3671094 A JP 3671094A JP 3671094 A JP3671094 A JP 3671094A JP H07247887 A JPH07247887 A JP H07247887A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
idle
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Application number
JP3671094A
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English (en)
Inventor
Yasunori Iwakiri
保憲 岩切
Hiroyuki Itoyama
浩之 糸山
Kazuyoshi Aramaki
和喜 荒巻
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドル条件での誤差補正量の学習ミスを防
止する。 【構成】 スロットル弁開度、機関回転数、目標空燃比
の変化の有無、車速及びギヤ位置に基づいて、アイドル
安定状態を検出する。具体的には、スロットル弁開度と
機関回転数とがアイドル時の相当値であるが、目標空燃
比が変化している(リーン→ストイキ)時には、車速及
びギヤ位置が予め定めた条件を満足する場合に、アイド
ル安定状態とする。アイドル安定状態の検出時には、空
燃比フィードバック補正係数の平均値を算出し、該平均
値が所定範囲内に収まるように誤差補正量を増減設定す
る。そして、機関運転状態に応じて算出された実効噴射
時間と所定の無効噴射時間と前記誤差補正量とを加算し
て燃料噴射弁の駆動時間を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子制御燃料噴射式の
内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、吸気系に燃料噴射弁を設けて機関
回転に同期したタイミングで燃料噴射を行わせる電子制
御燃料噴射式の内燃機関の空燃比制御装置においては、
機関の吸入空気流量(又は吸気管負圧)と機関回転数と
を検出して、これらの検出値に応じて燃料噴射弁の基本
噴射時間を算出し、これに排気中の特定成分濃度に応じ
た空燃比フィードバック補正、水温等による各種補正を
施して、実効噴射時間を算出している。そして、実効噴
射時間に所定の無効噴射時間(バッテリ電圧によって補
正される)を加算して、燃料噴射弁の駆動時間を算出
し、この駆動時間に対応するパルス幅の駆動パルス信号
を出力して、燃料噴射弁を開弁駆動するようにしてい
る。
【0003】そして、このような内燃機関の空燃比制御
装置において、過渡運転時における空燃比フィードバッ
ク制御の追従遅れによる不具合を解消すべく、学習制御
(学習補正)を行うものが特開昭57−26229号公
報において提案されている。特開昭57−26229号
公報に記載の装置は、燃料噴射弁の駆動時間を実効噴射
時間と所定の無効噴射時間と学習結果である誤差補正量
とを加算して算出するようにし、機関がアイドル運転状
態にある際の排気中の特定成分濃度の平均値を求め、該
平均値が所定範囲内に収まるように誤差補正量を増減設
定して記憶するようにしている。
【0004】このような学習制御により、学習制御に要
する記憶容量及びプログラム量を少なくし、かつ学習制
御時間を短縮することもできる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の空燃比制御装置にあっては、スロ
ットル弁開度と機関回転数とを条件としてアイドル判定
を行って、誤差補正量の学習を行っているため、車両が
用いられる実際条件下では誤差補正量による学習制御が
有効に機能せず、ために却って空燃比制御に支障が生じ
るという問題点があった。
【0006】特に、機関運転状態に応じて目標空燃比を
ストイキ(理論空燃比)とリーン(希薄空燃比)とに切
換え、この目標空燃比に応じて実効噴射時間を算出する
いわゆるリーンバーンエンジンにおいて、リーン領域か
らの減速で、ストイキ領域であるアイドルに戻ったとき
に、目標空燃比がリーンからストイキへ切換わるため、
問題が大きい。
【0007】すなわち、リーン領域からの減速でアイド
ルに入った直後、図8に定性的に示すように空燃比のオ
ーバーリッチ化が起こる。この原因は、吸気管中の燃料
の壁流や、過渡運転時のスロットル弁全閉に伴う吸入空
気量の計測誤差、加えて、運転領域の変化によって目標
空燃比が変化し、燃料噴射量がリーン噴射量からストイ
キ噴射量に一度に変更されることによるものであり、一
般的な運転条件下でも生じる現象であるが、特にリーン
領域からの減速中にギヤを抜かれた場合やクラッチを切
られた場合には、極めて大きなリッチ化が生じる。
【0008】従って、このリッチ化が収束しない状態で
アイドルでの誤差補正量を学習しても、安定状態ではな
いため学習の信頼性に欠けることとなる。本発明は、こ
のような従来の問題点に着目してなされたもので、リー
ンバーンエンジン搭載車両が用いられる実際条件下の減
速時、特に減速中にギアを抜き惰性運転を行っている場
合等に顕著に現れるアイドルでの学習ミスを防止できる
ようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
1に示すように、内燃機関の燃料噴射弁の実効噴射時間
を排気中の特定成分濃度を含む機関運転状態に応じて算
出する実効噴射時間算出手段と、算出された実効噴射時
間と所定の無効噴射時間と書換え可能な記憶手段に記憶
された誤差補正量とを加算して燃料噴射弁の駆動時間を
算出する燃料噴射弁駆動時間算出手段とを備え、かつ、
前記実効噴射時間算出手段は、機関運転状態に応じて目
標空燃比をストイキとリーンとに切換え、この目標空燃
比に応じて実効噴射時間を算出するものである内燃機関
の空燃比制御装置において、スロットル弁開度、機関回
転数、目標空燃比の変化の有無、及び、車速とギヤ位置
とのうち少なくとも一方に基づいて、アイドル安定状態
を検出するアイドル安定状態検出手段と、アイドル安定
状態の検出時に、排気中の特定成分濃度の平均値を算出
し、該平均値が所定範囲内に収まるように前記誤差補正
量を増減設定して前記記憶手段に記憶させる誤差補正量
設定手段と、を設ける構成とする。
【0010】ここで、アイドル安定状態検出手段は、ス
ロットル弁開度と機関回転数とがアイドル時の相当値で
あって、目標空燃比が変化している時には、車速とギヤ
位置とのうち少なくとも一方が予め定めた条件を満足す
る場合に、アイドル安定状態と検出するものであるとよ
い。また、車速とギヤ位置とに関する条件は、条件成立
後の経過時間を含んでいるとよい。
【0011】また、アイドル安定状態検出手段は、スロ
ットル弁開度と機関回転数とがアイドル時の相当値であ
って、目標空燃比が変化していない時には、車速とギヤ
位置とにかかわらず、アイドル安定状態と検出するもの
であるとよい。
【0012】
【作用】上記の構成においては、スロットル弁開度と機
関回転数とによるアイドル判定のみならず、目標空燃比
の変化の有無、及び、車速とギヤ位置とのうち少なくと
も一方に基づいて、アイドル安定状態を検出して、この
ときに学習を行う。これにより、リーン領域からの減速
でアイドルに入った直後に生じる空燃比のオーバーリッ
チ化中の学習による学習ミスを防止でき、オーバーリッ
チ化が収束して後に学習を行うことで精度良く学習する
ことが可能となる。
【0013】また、スロットル弁開度と機関回転数とが
アイドル時の相当値であって、目標空燃比が変化してい
る時には、車速とギヤ位置とのうち少なくとも一方が予
め定めた条件を満足する場合に、アイドル安定状態と検
出することにより、精度良くアイドル安定状態を検出す
ることができる。また、車速とギヤ位置とに関する条件
に、条件成立後の経過時間を含めることにより、アイド
ルに入る前の運転条件の影響が無くなった後に学習を行
うことを確実化でき、学習の信頼性を更に向上できる。
【0014】また、スロットル弁開度と機関回転数とが
アイドル時の相当値であって、目標空燃比が変化してい
ない時には、車速とギヤ位置とにかかわらず、アイドル
安定状態と検出して、学習を行わせることにより、スト
イキ領域からの減速でアイドルに入った時には、すぐに
学習を行わせて、学習の機会を増やすことができる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図2は本
発明の一実施例を示すシステム図である。機関1の吸気
通路2に各気筒毎に燃料噴射弁3が設けられ、各燃料噴
射弁3は、マイクロコンピュータ内蔵のコントロールユ
ニット4から機関回転に同期して出力される駆動パルス
信号により開弁駆動されて、燃料を噴射する。
【0016】コントロールユニット4には、燃料噴射量
の制御のため、各種のセンサから信号が入力されてい
る。前記各種のセンサとしては、吸気通路2にエアフロ
ーメータ5が設けられ、このエアフローメータ5は吸入
空気流量Qに応じた信号を出力する。また、ディストリ
ビュータ7に内蔵されてクランク角センサ8が設けら
れ、このクランク角センサ8はクランク回転角度に応じ
たパルス信号を出力し、この信号から機関回転数Nを算
出可能である。また、スロットル弁9に対しスロットル
センサ10が設けられ、スロットル開度TVOに応じた信
号を出力する。また、排気通路11に排気中の酸素成分濃
度に応じた出力電圧を発生する酸素濃度センサ(以下O
2 センサという)12が設けられている。また、ギヤ位置
を検出するためのギヤ位置センサ13と、車速VSPを検
出するための車速センサ14とが設けられている。
【0017】図3は燃料噴射弁駆動時間τ演算ルーチン
のフローチャートである。本ルーチンは、機関回転に同
期した割込み要求によって実行される。ステップ1(図
にはS1と記してある。以下同様)では、吸入空気流量
Qと機関回転数Nとを読込む。ステップ2では、吸入空
気流量Qと機関回転数Nとから、基本噴射時間τbを次
式により算出する。
【0018】τb=K・Q/N (但し、Kは定数) 尚、吸入空気流量Qの代わりに吸気管負圧Pを検出し、
吸気管負圧Pと機関回転数Nとに対応する基本噴射時間
τbをマップより読込むようにしてもよい。ステップ3
では、基本噴射時間τbに、空燃比フィードバック補正
係数αと、各種補正係数βと、空燃比補正係数γとを乗
算して、次式のごとく、実効噴射時間τeを算出する。
この部分が実効噴射時間算出手段に相当する。
【0019】τe=τb・α・β・γ ここで、空燃比フィードバック補正係数αは、図6に示
すごとく、O2 センサの出力電圧に基づく空燃比のリッ
チ・リーン判定から周知の比例積分制御により設定され
る。各種補正係数βは、水温補正や加速補正等を含むも
のである。
【0020】空燃比補正係数γは、図7に示すごとく、
機関運転状態(機関回転数Nと負荷に相当する基本噴射
時間τb)により定められる所定のリーン領域では、γ
<1として、目標空燃比をリーン(例えばA/F=21〜
23)に設定し、アイドル時を含む所定のストイキ領域で
はγ=1として目標空燃比をストイキ(A/F=14.7)
に設定する。
【0021】ステップ4では、実効噴射時間τbに無効
噴射時間τvと誤差補正量τcとを加算して、次式のご
とく、燃料噴射弁の駆動時間τを算出する。この部分が
燃料噴射弁駆動時間算出手段に相当する。 τ=τb+τv+τc ここで、無効噴射時間τvは、バッテリ電圧によって決
定する。
【0022】また、誤差補正量τcは、後述する図4〜
図5の誤差補正量τc設定ルーチンにより設定されて書
換え可能な記憶手段としてのRAMに記憶されており
(初期値は0)、そのRAMから読出される。尚、この
RAMはエンジンキースイッチのOFF後もバックアッ
プ電源回路により記憶内容が保持されるようになってい
る。
【0023】ステップ5では、算出された駆動時間τを
所定のレジスタにセットする。これにより、機関回転同
期の所定のタイミングにて駆動時間τに対応するパルス
幅の駆動パルス信号が燃料噴射弁に出力されて燃料噴射
がなされる。図4〜図5は誤差補正量τc設定ルーチン
のフローチャートである。本ルーチンは、所定時間毎の
割込み要求によって実行される。
【0024】ステップ11では、スロットルセンサからの
信号に基づいて、スロットル弁が全閉か否かを判定し、
YESの場合のみステップ12へ進む。ステップ12では、
機関回転数Nがアイドル時に相当する所定範囲(650rpm
〜850rpm)内か否かを判定し、YESの場合のみステッ
プ13へ進む。ステップ13では、機関運転状態が変化して
リーン領域(γ<1)からストイキ領域(γ=1)に変
化したか否か(言い換えればリーン領域からの減速か否
か)を判定し、YESの場合にステップ14へ進む。NO
の場合はステップ14〜16の判定を経由することなく、ア
イドル安定状態とみなして、ステップ17へ進む。
【0025】ステップ14では、車速VSPが所定値(例
えば1km/h)以下か否かを判定し、YESの場合のみス
テップ15へ進む。ステップ15では、ギヤ位置が1速ない
しニュートラルか否かを判定し、YESの場合のみステ
ップ16へ進む。ステップ16では、車速条件(VSP≦1
km/h)成立後、所定時間(例えば5秒)以上経過したか
否かを判定し、YESの場合のみ、アイドル安定状態と
みなして、ステップ17へ進む。
【0026】上記ステップ11〜16の判定条件は、機関が
アイドル運転条件であり、かつ運転領域がリーン領域か
らストイキ領域に変化していたとしても、アイドルに入
る前の運転条件の影響がアイドル運転条件に残っておら
ず、安定した状態であることを検出するものである。ス
テップ17では、空燃比フィードバック制御中か否かを確
認し、YESの場合のみステップ18へ進む。
【0027】ステップ18では、O2 センサ信号(リッチ
・リーン)に応じて増減設定される空燃比フィードバッ
ク補正係数αの増減方向の反転時か否かを判定し、YE
Sの場合のみステップ19へ進む。ステップ19では、前回
の反転時における反転直前の空燃比フィードバック補正
係数の記憶値α2をα1に代入したうえで、今回の判定
時における反転直前の空燃比フィードバック補正係数α
を新たにα2として記憶する。
【0028】これにより、図6に示されるように、前回
の反転時における空燃比フィードバック補正係数がα1
として、また今回の反転時における空燃比フィードバッ
ク補正係数がα2として記憶され、α1,α2のうちい
ずれか一方が極大値、他方が極小値となり、これらの平
均値を算出することにより、空燃比フィードバック補正
係数αの平均値を算出することが可能となる。
【0029】ステップ20では、前記α1とα2とに基づ
き、次式により、空燃比フィードバック補正係数αの平
均値αaを算出する。 αa=(α1+α2)/2 ステップ21では、空燃比フィードバック補正係数αが所
定の上限値(例えば1.02)を超えたか否かを判定し、α
a>1.02の場合は、α≦1.02となるように、ステップ22
へ進んで、誤差補正量τcを現在値より所定量Δc増大
させる。
【0030】α≦1.02の場合は、ステップ23へ進む。ス
テップ23では、空燃比フィードバック補正係数αが所定
の下限値(例えば0.98)を超えたか否かを判定し、αa
<0.98の場合は、α≧0.98となるように、ステップ24へ
進んで、誤差補正量τcを現在値より所定量Δc減少さ
せる。誤差補正量τcの設定後は、ステップ25へ進ん
で、設定値をRAMに書込んで記憶させる。
【0031】ここで、ステップ11〜16の部分がアイドル
安定状態検出手段に相当し、ステップ17〜25の部分が誤
差補正量設定手段に相当する。上記のフローの繰り返し
によって、リーン領域からの減速後のアイドル時であっ
ても、機関への燃料供給量を調整する誤差補正量τcが
機関運転の安定したアイドル条件下で学習検出される。
【0032】すなわち、図8に示したように、リーン領
域からの減速でアイドルに入った直後に、空燃比のオー
バーリッチ化が起こったとしても、このリッチ化が収束
しほぼ安定なアイドル条件に戻ったことを確認した後に
学習を行うため、学習の信頼性が向上するのである。
尚、ステップ13での判定でNOのとき、つまりストイキ
領域からの減速でアイドルに入ったときには、従来と同
様に、すぐさま学習を行って誤差補正量τcを求めるこ
とで、学習回数を増加させることができ、この学習結果
を用いれば、アイドル時の空燃比フィードバック制御を
早期にクランプすることが可能となって、安定性の向上
を図ることが可能となる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ロットル弁開度と機関回転数とによるアイドル判定に加
え、目標空燃比の変化の有無、及び、車速とギヤ位置と
のうち少なくとも一方に基づいて、アイドル安定状態を
検出して、このときに学習を行うようにしたため、リー
ン領域からの減速でアイドルに入った直後に生じる空燃
比のオーバーリッチ化による誤学習を防止でき、学習の
精度を高めて空燃比の制御をより良好なものとすること
ができるという効果が得られる。
【0034】また、目標空燃比の変化の有無に基づき、
目標空燃比が変化している時には、車速とギヤ位置との
うち少なくとも一方が予め定めた条件を満足する場合
に、アイドル安定状態と検出することにより、精度良く
アイドル安定状態を検出することができる。また、車速
とギヤ位置とに関する条件に、条件成立後の経過時間を
含めることにより、アイドルに入る前の運転条件の影響
が無くなった後に学習を行うことを確実化でき、学習の
信頼性を更に向上できる。
【0035】また、目標空燃比が変化していない時に
は、すぐさまアイドル安定状態と検出して、学習を行わ
せることにより、ストイキ領域からの減速でアイドルに
入った時には、すぐに学習を行わせて、学習の機会を増
やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示すシステム図
【図3】 燃料噴射弁駆動時間算出ルーチンのフローチ
ャート
【図4】 誤差補正量設定ルーチンのフローチャート
(その1)
【図5】 誤差補正量設定ルーチンのフローチャート
(その2)
【図6】 空燃比フィードバック補正係数の設定の様子
を示す図
【図7】 リーン領域及びストイキ領域について示す図
【図8】 従来の問題点を示す図
【符号の説明】
1 機関 3 燃料噴射弁 4 コントロールユニット 5 エアフローメータ 8 クランク角センサ 10 スロットルセンサ 12 O2 センサ 13 ギヤ位置センサ 14 車速センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の燃料噴射弁の実効噴射時間を排
    気中の特定成分濃度を含む機関運転状態に応じて算出す
    る実効噴射時間算出手段と、 算出された実効噴射時間と所定の無効噴射時間と書換え
    可能な記憶手段に記憶された誤差補正量とを加算して燃
    料噴射弁の駆動時間を算出する燃料噴射弁駆動時間算出
    手段とを備え、 かつ、前記実効噴射時間算出手段は、機関運転状態に応
    じて目標空燃比をストイキとリーンとに切換え、この目
    標空燃比に応じて実効噴射時間を算出するものである内
    燃機関の空燃比制御装置において、 スロットル弁開度、機関回転数、目標空燃比の変化の有
    無、及び、車速とギヤ位置とのうち少なくとも一方に基
    づいて、アイドル安定状態を検出するアイドル安定状態
    検出手段と、 アイドル安定状態の検出時に、排気中の特定成分濃度の
    平均値を算出し、該平均値が所定範囲内に収まるように
    前記誤差補正量を増減設定して前記記憶手段に記憶させ
    る誤差補正量設定手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】アイドル安定状態検出手段は、スロットル
    弁開度と機関回転数とがアイドル時の相当値であって、
    目標空燃比が変化している時には、車速とギヤ位置との
    うち少なくとも一方が予め定めた条件を満足する場合
    に、アイドル安定状態と検出するものであることを特徴
    とする請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  3. 【請求項3】車速とギヤ位置とに関する条件は、条件成
    立後の経過時間を含んでいることを特徴とする請求項2
    記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  4. 【請求項4】アイドル安定状態検出手段は、スロットル
    弁開度と機関回転数とがアイドル時の相当値であって、
    目標空燃比が変化していない時には、車速とギヤ位置と
    にかかわらず、アイドル安定状態と検出するものである
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに
    記載の内燃機関の空燃比制御装置。
JP3671094A 1994-03-08 1994-03-08 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPH07247887A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013203194A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Daimler Ag ハイブリッド車両における空燃比センサの学習装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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