JPS5815735A - 空燃比制御方式 - 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】 この発明は、エンジンの排気ガス成分４二よって空燃比
を検出し、エンジンζ二供給する混合気の空燃比Ｃ二帰
還制御する空燃比制御装置に関す石。

従来の空燃比制御手段は、空燃比センサの出力Ｃ二よゐ
単なる積分制御であつ九、この丸めエンジンの運転の過
渡時舊；おいて、基本空燃比の変動か前記積分制御の補
正速度よｐ速いと、補正制御が追従できない、また、空
燃比センナが不活性な場合（二は、空燃比の帰還制御が
できない丸め、充分な空燃比制御が実行できず排気ガス
の清浄化を確％ｉ二行なわせることができなかった。

仁の発明は上記のような点（；鑑みなされ九４ので、空
燃比センナの出力（二よる積分処理制御６二加見、仁の
積分情報に応じた値をエンジンの各状態毎６；不揮発性
メＪＩ＆ｖｊ禎正情報として記憶させ、この記憶し九補
正情報のうちそのときのエンジン状１ＩＩｔ二対応す為
補正情報とそのと會の積分情報とで空燃比を帰還制御す
るものである。

この場合、前記不揮発性メモリ６二補正情報として記憶
する条件を下記（ｍ）〜（ｃ）に示す状態とする。

条件（ａ）　　燃料噴射弁の噴射量または噴射弁に印加
される噴射パルス幅が設定値以下か あるいは設定値以上のエンジン状態。

条件（ｍｓ）　　エンジンの吸入空気量が設定値以下か
あるいは設定値以上のエンジン状態。

条件（ｅ）　　エンジン回転数か設定値以下かあるいは
設定値以上のエンジン状態。

すなわち、この発明に係る装置はエンジンの過度時覗；
シいても応答遅れかなく、素早く所定空燃比に制御でき
ると共に、エンジンの低温時（二おける空燃比センナが
不活性なときも不揮発性メ毫ダ（二記憶し九補正情報に
墓づいて空燃比を精度よく制御でき、排気ガス中這転性
の悪化をきたすことがない空燃比制御装置の提供を目的
とするものである。

１九この発明では、車両の車検１点検時等（二車載バッ
テリーが外され不揮発普メモリの内容が消滅して全く誤
り九値が書き込壕れているような場合でも、空燃比が誤
つ九制御をされることを肪止することをも目的としてい
る。

以下この発明の一実施例を図面−二よ〕説明する。第１
図はエンジン部の構成を示すもので、エンジン１１は自
動車−二積載され為公知の４ナイクル火花点火式ニンジ
ンで、蝶焼用空気をエアクリーナ１ｊ１吸気管ＩＪ％ス
四ットル弁１４を順次介して吸入すゐ、ｔた燃料は図示
しない燃料系からエンジン１１の各気筒Ｃ二対応して設
けられ九電磁式蝿科噴射弁１１　ｍ　、　１　ｌｂ・・
・を介して供給され為、燃焼後の排気ガスは、排気マニ
ホールド１＃、排気管１ｒおよび三元触媒コンバータ１
８等を経て大気（二放出される。

吸気管ＪＪ（二はエンジン１１５：吸入される吸気量を
検出し、吸気量Ｃ；応じたアナログ電圧を出力するポテ
ンシヌメータ式吸気量センｔＪ　ｊｌ。

およびエンジン１１（二吸入される空気の温度を検出し
、吸気温６二応じたアナ四グ電圧（アナログ検出信号）
を出力するナー建スタ式吸気温セン−ｔｅａが設置され
ている。

まえ、エンジンＩＪには冷却水温を検出し、冷却水温に
応じたアナ胃グ電圧（アナログ検出信号）を出力するサ
ーミスタ式水温センナ２１が設置されてお〕、８ら６二
排気ｉニホールド１６嘔二は排気ガス中の酸素濃度がら
空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比よ）小さい（リッ
チ）ときＣ；１ボルト程度（高レベル）、理論空燃比よ
）大きい（り一ン）と１１Ｇ二α１ボルト程度（低レベ
ル）の電圧を出力する空燃比センナＩＪが設置されてい
る。エンジン１１のクランタ軸の回転速度は回転速度（
数）センナ２１で検出し、回転速度に応じた周波数パル
ス信号を出力する。この回転速度（数）センｔｚｘとし
ては、例えば点火装置の点火コイルを用いればよく、点
火コイルの一次側端子からの点火パルス信号を回転速度
信号とすればよい、上記各セン９１９〜２Ｊの検出信号
は制御回路２４４二供給され為もので、その各検出信号
にもとづいて燃料噴射量を演算し、電磁式燃料噴射弁１
１ｍ、Ｊｊｋ・・・の開弁時間を制御すること（二よっ
て燃料噴射量を調整すゐ４のである。

第２図は上記制御回路２４を説明する吃ので、ｌｅｅは
燃料噴射量を演算すｂｉイクロプロセッナ（ＯＰＵ）で
あ為、１０１は回転数カランＩで回転速度（数）センナ
ＩＩＩからの信号よジエンジン回転数をカウントすゐも
ので、この回転数カウンタ１０１はエンジン回転嘔二同
期して割）込み制御部１０３４：１．対して割ル込み指
令信号を送る０割）込み制御部１０１はこの信号を受け
ゐと、コ唖ンパスＯＢを通じてマイクロブ四セツｔ１０
１１ｇ二割〕込み信号を出力する。

１０２はデジタル入力ボートで空燃比センナ２２の信号
や図示しないスタータの作動をオン、オフするスタータ
スイッチ２５からのスタータ信号のデジタル信号をマイ
ク胃プロセッサ１０（Ｉｉ”ニー伝達する。１＃４はア
ナログマルチプレフナとＡ−Ｄｇ換器から成るアナログ
入力ポートで吸気量センｔ）＃、吸収源センサ２０、冷
却水温ｊ１からの各信号をム一り変換して順次！イクー
プロセツナ１０＃４＝読み込ませる機能を持つ、１０５
は電源回路で後述する几ムＭｉｏｒ−二対してバッチ雫
２Ｃから直接的嘔二電源を供給すゐ、このバッテリ２ｇ
回路（−は、キースイッチ２ｒが設けられているが、電
源回路１０１はキースイッチ１１を通さず（二直接、／
（ツテリー２６（＝接続され、ＲムＭ１０１はキースイ
ッチ２１蚤；関係無く常時電源が印加されている。バッ
テリ２Ｃはキースイッチ２１を介して他の電源回路１０
Ｃ＆二供給されるもので、この電源回路１０ｇは後述す
るＲＡＭＪ　Ｏｒ以外の部分６二電源を供給する。この
ＲＡＭＪＩＦはブーグラム動作中一時値用される一時記
憶凰二ットであるが、萌述の様（＝キースイッチ２１Ｃ
−関係なく常時電源が印加され、キースイッチｊ７をオ
フ１二して機関の運転を褌止しても、その記憶内容が消
失しない不揮発性メモリを構成する。後述する第２の補
正量ｋａも仁のＲλＭ１０ｒに記憶されている。１０８
はプログラム中各種の定数等を配憶してシ〈読み出し専
用メモｌ（ＲＯＭ）である、１０Ｉはレジスタを含む燃
料噴射時間制御用カウンタで、ダウンカウンタで構成さ
れ％マイクレプ闘セツナ１００で演算され良電磁式燃料
噴射弁Ｊｉｍ、ｌｌｂ・・・の開弁時間、つｔｎ燃料噴
射量を表すデジタル信号を実際の電磁式燃料噴射弁１１
ｍ、ｊｌｂ・・・の開弁時間を与えるパルス時間幅のパ
ルス信号６二変換する。１１０は電磁式燃料噴射弁Ｊｉ
ｍ、Ｊｌｂ・・・を躯動する電力増幅部であル。

１１１はタイマーで、経過時間を測定し！イク田プｐセ
ツナ１００４二伝達する。

すなわち、回転数カウンタ１０１は回転速度センナ２３
の出力（二よ〕、例えとエンジン１回龜゛（二つき１回
エンジン回転数を測定し、その測定の終了時に割シ込み
制御部１０２ｇ二割）込み指令信号を供給する０割シ込
み制一部１０１はその割力込み指令６二もとずき側シ込
み信号を発生し、ヤイクはプロセッサ１００４二蝶料噴
射量の演算を行なう割〕込み処理ルーチンを実行させる
。

第３図はマイクロプルセッサ１００の概略フジ−チャー
トを示すもので、このフローチャート６二もとすきマイ
クロプロセッサ１００の機旋を説明すると共に、構成全
体の作動をも説明する。すなわち、キースイッチ２７並
び４二スタータスイッチ２Ｊがオンしてエンジンが始動
されると、第１ステツプ１２０から起動指令が発生され
、メインルーチンの演算処理が開始され、まずステラ１
１２１６二て初期化が実行され、ステップ１２２（二お
いてアナログ入力ポート１０４からの冷却水温、吸気温
（二応じたデジタル値を読み込む、ステップＪＪＪでは
その結果から後述する補正量にシを演算し、この補正量
に、をＲムＭＪ＃Ｆ４二格納する。ステップ１山本１１
４ではデジタル入力ポートよ）空燃比センナｊ１の信号
を入力し、タイｑ−１１１ｇ＝よる経過時間の開数とし
て後述する補正量に１を増減し、この補正量１（Ｊ、つ
ｔ〉積分処理情報をＲＡＭＪＩＦに格納す為。

第４図は仁の積分処理情報としての補正量に２を増減す
る３、りま〕積分する処理ステップＪｊ４の詳細な７四
−チャードを示す。

まず、ステップ４０−では交熱比検出器が活性状態とな
っているかどうか、または冷却水温等がら空燃比の帰還
制御ができるか否かを判定し、＃Ｉ還制御できない時り
ｔ）オープンループの時は、ステップ４＃−ロ進み補正
量に１をに１−１とし、ステップ４０５仁進む、を九、
帰還制御できる鳩舎はステップ４０　Ｊ　ｌ：進む。

ステップ４０１では経過時間が単位時間Ａｔｌ過ぎたか
を測定し、過ぎていなければｋｌの補正をせずＣ二この
部層ステップ１１４を終了する。

時間がノｔ１だけ経過していると、ステップ４０１：進
み空燃比がリッチであって空燃比セｙす１２の出力がリ
ッチである高レベル信号であればステップ４０　Ｊ　４
：Ｓ進み、以前のサイクルで求めたに２をノに１だけ減
少させ、ステップ４０１（二進み、仁の新しい補正量に
２を凡＾Ｍ１１１１に格納する。ステップ４０１におい
て空燃比がり一ンであって、空燃比センサ２２の出力か
り一ンを示す低レベル信号であればステップ４０４　（
二進み、ｋＪを４に２だけ増加させステップ４０５　（
：進む、このよう嘔ニジて補正量に２を増減させる。第
３図のステップ１１１ては、補正量ｋＪを増減演算し、
結果をＲＡＭ１６７１：格納する。第ｓ図はこの補正量
に３を演算処理し格納するりｔ）記憶熟珊するステップ
１１Ｊの詳細な７闘−チャードである。

ステップ４ｊ−では、燃料噴射弁１１ｍ。

ＪＪｂ・・・媚；おける噴射量、または、燃料噴射１１
ａ、ｌｌｂ・・・（二印加されるパルス幅が設定値以内
か否かを判断し、設定値以外のときはステップ１７１１
を終了し、設定値以内ときはステップ５ｏｏｔ二進む、
ステップ８００では、吸気量センナ１−（二よ）検出さ
れ九空気量が設定値以内か否かを判別し、設定値以外の
ときはステップ１１５を終了し、設定値以内のときはス
テップＪａＪｓ二進む、仁のステップ５０１では。

回転速度センｔ２１より検出され九エンジン回転数が、
設定値以内か否かを判別し、設定値以外のときはステッ
プ１１１を終了し、設定値以内のときはステップｊ０２
６二進み、ｋｌの値を判断す為、そしてに２−１ならば
何嘱せず、この処理ステップ１１８を終了する。なお、
補正量に１は吸入吸気量ｑと、エンジン回転数Ｎとによ
って第６ＩＩＡの様なマツプを形成している。

吸気量Ｑ４＝ついて鵬香＠、エンジン回転数Ｎ（；つい
て１香Ｉｉに相轟するマツプ上の補正量ｋＪをに７と表
わしている。この実施例ではこの― 凰ムＭｌｅｒ内のマツプはエンジン回転数Ｎ（二ついて
は２００ｔ・−・ｍおき（＝、を九吸入空気量Ｑ６二つ
いてはアイドルからツルスロットル壕でを３！分割して
いる。ステップＪ−２で「ｋｌく１」のときはステップ
５０１に進みｋｍをΔに１だけ減少し、ステップｔｒｙ
ｓでその結果を凡人Ｍｌ　ＯＦ（二格納する。ステップ
６０２でｒｋｇ＞ＩＪ−のときはステップ５０４に進み
、以前のサイクルで求めた補正量に１をΔｋＪだけ増加
しステップｓｏａに進み、この処理ステップ１１１を終
了する。メインルーチンでのステップ１２５が終了する
とステップ１２２へ４と為。

なお、ステップ１２１の初期化の処理は次のことをも実
行する。すなわち、車両の車検中修理の時（＝バッテリ
ーをはずすことがある。この丸め凰ムＭｌｅｒに格納さ
れ九補正量ｋＪがこわれて無意味な値Ｃ；なることがあ
る。よってバッテリがはずれたかどうかを検出するため
（二通常鳥人Ｍｉｏｒの特定の番地に、決められ九パタ
ーンの定数を入れておく、プログラムが起動した時口、
この定数の値が４ζわれでいるか否かつｔ）誤つ九値で
あるか否かを判断し、娯つ九億であるならバッテリーか
はずれえものとして、ｗＡｉ量ｈｚのすべての値を「１
」Ｃニイニシャライズし、前記決められ九パターンの定
数を再設定する６次回の起動時６ニパターｙｊｉ！数が
こわれていなかつ九らｋＪのイエシャクイズは行わない
。

通常はステップ１１１〜１２１のメインルーチｙの処理
を制御グログラム（＝従ってく多返し実行す為、第８図
１＝おいて、割シ込み制御部１０２からの燃料噴射量演
算の割夛込み信号が入力され為と、マイクログ四七ツナ
１００はメインルーチンの処理中であって４直ちＣ二そ
の処理を中断し、ステップ１１０の割）込み処理ルーチ
ンに移る。ステップ１１１では回転数カウンタ１０１か
らのエンジン回転数Ｎｔｌ！わす信号を取ル込み、次Ｃ
ニステップｌ１ｌＧ：てアナ四グ入カポート１＃４から
吸入空気量（吸気量）Ｑを表わす信号を取）込み、次−
二ステップ１１１では回転数Ｎと吸気量Ｑをメインルー
チンの演算処理亀ニジは為補正量ｋＪの記憶処理の丸め
のパラメータとして使用するためＣ二１ムＭ１０１に格
納する０次Ｃニステップ１３４にて工噴射時間幅ｔ）を
計算する。計算式は「ｔ−Ｆではメインルーチンで求め
た燃料噴射用の各種の補正量をＲＡＭｌ０Ｆから読み出
し空燃比を決定する噴射量（噴射時間幅）の補正計算を
行う、噴射時間幅Ｔの計算式はｒＴ−ｔｘｋｘｋ１１Ｘ
ｋ８Ｊである０次６ニステツプ１３６１；”Ｃ補正計算
した燃量噴射量のデータをカウンタ１０１Ｃ−にッ卜す
る０次区ニステップ１１１に進みメインルーチン１：復
帰する。メインルーチン僅二復帰する際は割シ込み処理
で中断したときの処理ステップ６二戻る。

マイクロプロセラ？１００の概略機能は以上の通夛であ
る。

以上の様慝ニして第２の補正量ｋＪ（−に、７）は吸入
空気量とエンジン回転数に応じてたくさん準備されてい
るのでエンジンの運転状態舊：対応した適正な補正量を
即時Ｃ二使用することができる。そして過度時を含む全
運転条件響二対して、応答の早い制御ができる。８ら【
二第２の補正量ｋＪは運転状態−二対応して修正されて
ゆくので。

エンジンやセンナの経時変化中劣化Ｃ二対して自動的に
修正でｉ！為。

なお上記実施例のもの６二おいてエンジンを一定条件で
運転し続けると補正量に１は全体のうちの同一のＢばか
）修正され％’１ｍｌ’二対しｙ　ｆｎ　＋　１４ｐ　
ｋＩｎ　：　ｉ等（二に：近くの値との差が大Ｃニー＋
１ な９過ぎる場合があるので、ｋτの鳩目も同時６ユ学習
し修正することも可能であゐ、この場合は上記実施例の
メインルーチンの補正量に１の演算処理ステップＪ　Ｊ
　ｊ　ｌ＝おいて、積分処理情報としての補正量に１が
「ｋ　Ｊ）ＩＪのとき第Ｓａ（二おけるステップ５０４
は ｋｆｆｌ■ｋ”＋３Δに鳳 １ｆｉ り圭Ｆ　ｌ　？：圭ｉ＋２ｉｎ ｋ雪圭トに＝圭Ｉ＋ハ・ ｋ′：圭トに：′圭１＋ハ聰 に″：圭トに′：圭１＋ハ朧 となる処理を実行するようプ四グラムする。すとな〕Ｃ
二対しては「１」だけ同方崗（二修正するよう域ニしで
ある。ｒｋｊ（ＩＪのときはステップｐｏｓｔ二おいて
上記同様Ｃ二して減算処理し、ＲＡＭＪＯＦ（：それぞ
れ格納する。

上記実施例６二おいて第５図のに３の演算処理を第７図
、第８［１，第９図のように簡単（二しても喪い、この
第７図乃至第９図において、同一ステップは同一符号を
付してその説明は省略する。

また上記実施例（二おいては補正量「ｋｓ−に腎」はＲ
ＡＭＪ　０７内に＃（＝書き込まれ九値６：補正量に２
の正負Ｃ二応じて所定の補正量ノｈＪ（或いは３ハｌ、
２Δｋｍ、ハＩ）を加減算すること６二よ〕求めたもの
であったが、補正量ｋｌ（二定数α、若しくはエンジン
状態Ｃ二応じて痩化するα塁を乗算してこのｋｌを求め
ることも可靜である。

を九上記実施例Ｃ二おいては補正量ｋＪをＲＡＭ１０１
に分割して格納する丸めのバラメ＼−タとして吸入空気
量とエンジン回転数とを用い、第６図６＝示すよう６二
所電間隔毎（二分割してｉツブを形成したが、この４の
ではｋ・１の数つまルはメ毫す−数が多くな〉、コスト
アップや信頼性の低下の心配があるため、パラメータを
吸入空気量Ｑだけとし、補正量に３をに’、ｋ”。

ｋ３・・・ｋＩｌｌとしても良い。

また上記各実施例では補正量ｋＪを８ＡＭ１０１ｇ二分
割して格納する丸めのエンジンパラメータとして吸入空
気量を使用したが、弛Ｃ二例えば吸入負圧ス四ットル弁
開度を用いてもよいことは勿論であみ。

また上記実施例６；おいては、補正量に１を演算し記憶
処理するステップ５ｐｉｔ二おいテ単位時間ｊｔ＝経過
毎４二に１を演算し、書き替え（格納）するよう−二処
運しているが、エンジンの単位回転−Ｎ＠［１：ｋＪの
演算書き替え処理を行うようにしてもよいことは勿論で
あ）、この場合単位回転ΔＮはエンジン定常時は３０Ｗ
Ｕ転ぐらい、加減速等の過渡時は２０回転ぐらいが制御
応答性、制御精度の点で良好である。

以上述べたようにこの発明では、エンジスの排気ガス成
分（＝よ）空燃比を検出する空燃比センサを備え、この
空燃比センサの信号６二よって空燃比を制御する方法で
あって、餉記空燃比センナの出力信号と積分処理すｂ積
分処理ステップと、この積分処理ステップ６二て得た積
分情報番二応じた値を、七の処理時点口おけるエンジン
状態（二対応させて読み書き可能な不揮発性メモリにエ
ンジン状態補正量情報として記憶させる記憶処理ステッ
プとを含み、＃記憶処理ステップ６二て得た積分情報と
前記不揮発性メモリに記憶され九エンジン状態補正情報
のうちのそのときのエンジンの状態に対応すｂ補正情報
と（ユよってエンジン窒燃比を制御する仁とを特徴とし
ておル、不揮発性メモ９を二記憶した補正情報に基づい
てエンジンの過渡崎や空燃比センサの不活性時にもあら
ゆるエンジン状態６二わたって空燃比を精度よく制御で
き、またエンジンの経時変化や空燃比センサの劣化、更
には生産時のバラツキを４補償して精度よく空燃比を制
御できるという優れえ効果がある。

を九この発明では、上記要件Ｃ二加えて、不揮発性メモ
ダの特定の番地Ｃ；予め書き込んだ定数値がエンジンの
始動時Ｃ二おいて誤った値か否かを判別し、誤った値の
ときのみこの不揮発性メＪＥ−リの各番地の記憶値曾弛
憲磯所定値（−書き替える処理ステップを含んでおり、
車両の車検、整備時等口車載バッテリーが外されてメ毫
すの内容が消滅し全く誤った値が書き込まれていて空燃
比制御も誤った制御をするといったことを防止できると
いう優れた効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第２図
は第１図６二示す制御回路のブロック図、餓３図は第２
図こ二示すマイタｎプルセッサの概略の７０−チャート
、第４閣は第３図６二示す補正量に２を得るステップの
詳細なフローチャート、第５図は第３図（＝示す補正量
ｋｊを得るステップの詳細なフローチャート、第６図は
この実施例の作動を説明するため（二層いる補正量に１
のマツプ、第７図乃至第９図はそれぞれこの発明の他の
実施例の作動を説明するフローチャートである。 １ノ・・着エンジン、１ｊ・・・空気量センサ、２２・
・・空燃比センサ、２３・・・回転速度センサ、２４・
・・制御回路、ｉｏＯ・・・マイクロブ四セッサ（ＯＦ
υ）、ｘｏ’ｉ・・・ＲＡＭ　（不揮発性メモリをなす
一時記憶スニット）。 出願人代理人　弁理士　鉤　江　武　彦一 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの排気ガス成分Ｃ；よ〕空燃比を検出する空燃
   比センナを備え、この空燃比センナのプと、この積分処
   理ステップー二て得た積分情報嘔二応じ友値をその処理
   時点α：おけるエンジン状態に対応させて読み書き可能
   な不揮発性メモリ１二エンジン状態補正情報として記憶
   させる記憶処理ステップを含み、鍵記積分処理ステップ
   にて得た積分情報と前記不揮発性メモリに記憶されたエ
   ンジン状態補正情報のうちのそのときのエンジン状態に
   対応すゐ補正情報とＣ二よゐ制御手段（二おいて、エン
   ジン１＝供給するための混合気を形成する燃料噴射弁の
   噴射量ｔｉは噴射弁≦二印加され為噴射パルス幅の設定
   値（一対すｂ比較情報からなるエンジン状態、エンジン
   の吸入空気量の設定値框二対すゐ比較情報からなるエン
   ジン状態、エンジンの回転数の設定値堪二対する比較情
   報からなるエンジン状態等の各種エンジン状態の少なく
   と４１つを特定の運転の条件とし、補正量の演算処理を
   行なわせるようＣ二したことを特徴とする空燃比制御方
   式。