JPS5825540A - 空燃比制御方法 - 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】 本発明は自動車等のニンジンの排気ガス成分により空燃
比を検出し、この検出信号によジエンジンに供給する混
合気の空燃比を目標空燃比に帰還制御するための空燃比
制御方法、特に、空燃比学習制御方法に関する。

従来Ｏ空燃比学習制御方法によれば、学習値の算出は空
燃比補正量を所定の周期毎に、たとえば所定のエンジン
回転数毎Ｋ１２込んで行なってお夛、この結果、取込む
空燃比補正量にばらつきが生じて正確な学習値が得られ
ず、従りて、エンノン運転状態の制御精度が低くなり、
しかも、工ンゾン状態が過渡時で燃料の増減を実施して
いる間に学習値の算出が行われて、本来目標とする補正
量とに差が生じ、この結果フィードバックオーブン時す
なわちフィードパ、りが停止している時に理論空燃比（
λ：１）での制御ができず、エミッシ璽ンの悪化、始動
不良等を招くという問題点があった。

本発明の目的は、前述の従来方法における問題点Ｋｌｌ
み、学習制御を行う際には実行条件たとえば燃料の増減
量実施中を判定し、もしも実施中であれば学習値の算出
を行わないようにし、さらに、学習値は、空燃比センナ
のリッチ、リーン出力の変化時点もしくは比例、積分補
正量の補正方向の変化時点での補正量を取シ込んだ補正
量の相加平均値をもとに求めるようにし、この結果、こ
れにより得られる学習値を用いて学習制御を行うことに
よシ、エンジンの空燃比の制御精度を高め、それＫより
、工ｔｙシ冒ンの悪化、始動不良等を防止するととにあ
る。

以下、図１ｉＫよシ本発明を説明する。

第１図は本発明に係る空燃比制御方法をｉＪ！施するた
めの装置を示す概略図である。第１図において、ニンジ
ン１は自動車に積載される公知の小サイクル火花点火式
ニンジンであって、燃焼用空気を、エアクリーナ２、吸
気管３およびスロットル弁４を介して吸入する。また、
燃料は燃料系（図示せず）から各気筒に対応して設けら
れた電磁式燃料噴射弁５を介して供給される。燃焼後の
排気ガスは、排気マニホールド６、排気管７、酸化触媒
コンΔ−タ８等を介して大気中に放出される。

吸気管３には、ニンジン１に吸入される吸気量を検出し
て吸気量に応じたアナ曹グ電圧を出力するＩテンショメ
ータ式吸気量七ンナ１１、およびエンジンＩＫ吸入され
る空気の温度を検出して吸気温度に応じたアナログ電圧
（アナログ検出信号）を出力するサーミスタ式吸気温セ
ンナ１２が設置されている。また、エンジンＩＫは、冷
却水温を検出して冷却水温に応じたアナコグ電圧（アナ
ログ検出信号）を出力するサーミスタ式水温センナ１３
が設置されてお夛、さらに、排気マニホールド６には、
排気ガス中の酸素濃度がら空燃比を検出して空燃比が理
論空燃比より小さい（リッチ）と１ｌＫｌ＆ルト穆度（
高レベル）、他方、理論空燃比よシ大きい（リーン）と
きに０．１？ルト稠度（低レベル）の電圧を出力する空
燃比センサ１４が設置されている。参照番号１５で示さ
れる回転速度（数）センナはエンジン１のクランク軸の
回転速度を検出して回転速度に応じた周波数のパルス信
号を出力する。この回転速度センサ１５としては、たと
えば、点火装置の点火コイルの断続器を用いればよく、
すなわち、点火コイルの一次側燗子からの点火パルス信
号を回転速度信号とすればよい。参照番号２０で示され
る制御回路は、各センナ１１ないし１５の検出信号にも
とづいて燃料噴射量を演算する回路であって、電磁式燃
料噴射弁５の開弁時間を制御することによシ燃量噴射量
を調整するものである。

第２図は第１図の制御回路２０のブロック回路図である
。第２図において、１００は燃料噴射量を演算するマイ
クログロセ、す（ｃｐｖ　）で多υ、１０１は回転速＊
（数）カウンタであって、回転速度センサ１５からの信
号より二ンノン回転数をカウントする。この回転速度カ
ウンタ１０１はエンジン回転ＫＩＷＩＦＪして割シ込み
制御部１０２に割シ込み指令信号を送る０割り込み制御
部１０２はこの信号を受信すると、コモンパス１５０を
通じてマイクログロセッ−ｒｌｏ０４ｃ＠シ込み信号を
出力する。１０３はデジタル入力／−）でありて、空燃
比センサ１４の検出信号から空燃比が理論空燃比以上（
リーン）あるいは以下（す、チ）かを判別する判別回路
１４Ａからの信号、およびスタータ信号（図示せず）の
作動をオン・オフするスタータスイッチ１６からのスタ
ータ信号等のデジタル２通信号をマイクログロセッｔ１
００に伝達する。１０４はアナ党グマルチグレクナとム
一り変換器とからなるアナログ人力Ｉ−トでおりて、吸
気温センナ１１、吸気温センナ１２および冷却水温セン
ナ１３からの各検出信号をムーＤ変換して順次！イクロ
！ロセッナ１００に読み込ませる機能を有する。これら
各エエット１０１，１０２゜１０３．１０４の出力情報
はコモンイス１５０を介してマイクログロセ、す１０Ｇ
に伝達される。

１０５は電源回路でありて、ランダムアクセスメ４９（
以下、編ｘとする）１０７に電力を供給するものである
。１７はバッテリ、１８はキースイッチであるが、電源
回路１０ｓはキースイッチ１８を介さず直接、バッテリ
１７に接続されている。従りて、ＲＡｌｌ［１０７はキ
ースイッチ１８に関係無く常時電源電圧が印加されるこ
とになる。他方、１０６も電源回路であるがキースイッ
チ１８を介してΔツテリ１７に接続されており、ＲＡＭ
１０７以外の部分に電力を供給するものである。

一時記憶二二、トとしてのＲＡＭ　１０７は７’ｗダラ
ム動作中に一時使用されるが、前述のようにキースイッ
チ１８に関係なく常時電源が印加されてお）、従うて、
九とえキースイッチ１８をオフ４Ｃシてエンシンの運転
を停止しても記憶内容が消失しない構成となっている。

なお、後述する第２の補正量に２もこのＲＡＭ　１０７
　Ｋ記憶されている。読み出し専用メ毫り（以下、瓢虚
とする）１・＄紘グロダラムや各種の定数等を記憶して
シ〈ものである、レジスタを含む燃料噴射時間制御用カ
ウンタ１０９はダウンカウンタよりなシ、マイクロプロ
セッサ（ｃｐｕ　）　１００で演算された電磁式燃料噴
射弁５の開弁時間つまプ燃料噴射量を表わすデジタル信
号を電磁式燃料噴射弁５の実際の開弁時間を与えるパル
ス時間幅のパルス信号に変換するものである。また、１
１０は電磁式燃料噴射弁５を駆動する電力増幅部、１１
１は経過時間を測定しＣＲυ１００Ｋ伝適するタイ！−
である・回転速度カウンタ１０１は回転速度センナ１５
の出力によりエンジン１回転に１回ニンジン回転速度を
測定し、その測定の終了時に＠シ込み制御部１０２に割
り込み指令信号を送出する０割り込み制御ｉｌｌ　０２
は前述の指令信号を受信して割シ込み信号を発生し、マ
イクログロセ、す１００に燃料噴射量の演算を行なう割
り込み処理ルーチンを実行させる。

第３図は第２図のマイクロプロセッサ１００の動作を示
す概略流れ図である。第３図を参照して、マイクロプロ
セッサ１００の動作を説明すると共に第１図の構成全体
の動作をも説明する。キースイッチ１８およびスタータ
スイアチェ６をオンにしてエンジンが始動されると、ス
テッｆｌｏｏＯＫ訃いて、メインルーチンの演算処理が
開始され、Ｘｆッ７”１００１にて初期化の処理が実行
され、ステラ７’ｌ　Ｏ０２においてアナログ人カーー
ト１Ｇ４からの冷却水温、吸気温に応じたデジタル値を
読み込む。次に、ステ、７’ｌ　００３では、そ０１ｉ
ｌＩ呆よシ後述する補正値に、を演算し、その結果を勧
Ｍ１０７に格納する。ステ、ｆｌｏ　０４では補正量に
２を増減演算し、その結果をＲＡＭ　１０　’Ｉに格納
する。

第４図は第３図の補正量に２を修正演算処理し格納する
、つｔシ記憶処理するステラｆ１００４の詳細な流れ図
である。ステ、７’４００で区、Ｏ修正演算の条件つま
９学習条件を満足しているか判定される。すなわち、学
習条件としては、たとえば、Ｉ）空燃比センナが活性状
態になっている力〜Ｉ）冷却水温が設定温度以上か、ｌ
）空燃比の増量実施中か、の３条件が設定され、これら
３条件が満たされているときＫはステツブ４０１に進む
。もちろん、このような条件としては、上記３条件のう
ち１つでもよいし、あるいは、他の条件を加えてもよい
、ステ、グ４０１では空燃比センナのリッチ、リーン出
力の変化点の変化回数が設定回数Ｎ、経過したか否かを
判定するものである。設定回数Ｎ、経過していなければ
、ステツブ４０１ＢＫ進み、ＸＫ２ｅＸＫ２＋に２とし
ステツブ４０８に進む。

このステラｆ４０８にて補正量に２はその処理時点くお
ける運転状態に対応し九−９ｎがＲＡＭ　１０７から選
択され、この［、ｗｘｌ（、、ｎが後述の割り込み処理
ルーチンにおける噴射量の補正計算処理（第３図のステ
、グ１０１４）Ｋ用いられる。つｔｂ設定回数Ｎ、の期
間にあっては空燃比はこのに２に対応して理論空燃比（
λ＝１）Ｋ制御される。他方、ステラｆ４０１の処理で
Ｎ、Ｂシたと判定されたときにはステッ７’４０１ＡＫ
進みに２＝Σに２／Ｎ、としステ、グ４０２に進む。ス
テ、グ４０２ではその処理時点のエンシン状ｍＫ対応し
九に一、ｎをＲＡＭｌ０γの記憶データの中から選択し
て補正量！、＝ち２．を計算しこのに２を後述の１１シ
込み処理ルーテンＫかける噴射量の補正計算に用いる。

次にステラｆ４０４では補正量に２−’ｍｅｎで与えら
れる理論空燃比付近の値で制御され九ときの実際Ｏ空燃
比が理論空燃比以下（す、チ）かあるいは以上（リーン
）かを判定する。すなわち、空燃比センナ１４の出力信
号から公知の判別回路１４ムにて空燃比が理論空燃比以
上か否かの判別を行ない、この判別信号を取〉込むとと
くよｐ判定するもので、空燃比が理論空燃比以下（リッ
チ）のときにはステツブ４０５に進む。ステラｆ４０５
ではその時点の補正量ｘ１．１にｌｘ、を加算してｘＩ
ＩＩｌ、　＊−’ＩＬｍ、＠　＋ｊＫ、で与えられる空
燃比がよシ理論空燃比に近づくようにすなわち収束する
ように修正計算するもので、つ１３）はＫｒ１ｌ、！ｌ
が理論空燃比に正確に制御されるようＫ”！ｍ、！ｌを
修正する。

逆に、ステツブ４０４で空燃比がリーンと判定され九と
きＫはステ、グ４０６に進みに１．１から１喝減算しに
１２．劃−＃　ｎ−Ａ　Ｋｘを求め、ステラｆ４０５と
同様の考え方でに工、１を修正する０ステツｆ４０５Ｔ
ｏるいは４０６の処理の後は、ステツブ４０７に進み、
修正計算したら、ユをシ１１Ｇ？内の蚊尚誉地に格納記
憶する０次にステツブ４０８に進みＸ、を町＝”ｒｘ　
、　＊　Ｋ戻し、この補正量に２の演算処理を終了する
。ま九、ステツブ４００に訃いて学習条件を満足してい
ないと判定し九ときはステツブ４０８に進み、補正量に
よとして、そのときのエンジン運転状態に対応する−１
を選択し、このに２””ｍｓ＋ａを割シ込み処理ルーチ
ンにおける噴射量の補正計算処理に用いるようＫする。

なお、補正量に２　（−”ｍ、ｎ　）は、下表に示ｆ３
．！Ｉ、ｉ、ＲＡＭ　１０７において、下表のどとくマ
″とし１構成さ７て“る・　　　　　　　以下余白上記
においては、吸気量ＱＫりいてｍ番目、エンジン回転速
度にについてｎ番目に相当する！ラグ上の補正量に２を
一１ｎと表わしている。本実施例では、このＲＡＭ１０
７内のマッグはエンジン回転速度ＮＫついては２００ｒ
ｐｍ置きに１また、吸入空気量Ｑについてはアイドルか
らフルスロットルまでを３２分割している。メインルー
チンでのとのに２Ｏ演算処理ステ、グ１００４が終了す
るとステ、７’１００２へ戻る。

なお、ステツブ１００１の初期化の処理は次のことを実
行する。すなわち車両の車検中修理の時にバッテリをは
ずすことがある。このためＲＡＭ１０７に格納された補
正量に２がこわれて無意味な値になることがある。従っ
て、バッテリがはずれたかどうかを検出するために通常
ＲＡＭ　１０７の特定の番地に、決められたパターンの
定数を入れてオく、グロダラムが起動した時にこの定数
の値がこわれているか否かつｌ）誤りた値であるか否か
を判別し、誤った値であるならばバッテリがはずされ丸
ものとして、補正量に２のすべての直を初期値１にイニ
シャライズし、前記法められた／４ターンの定数を再設
定する。次回の起動時にΔターン定数がこわれていなか
りたらに２のイニシャライズは行わない。

再び、第３図の流れ図に戻って説明する。通常は、ステ
、７”ｌ　００２ないし１００４のメインルーチンの処
理を制御グロダラムに従って繰り返し実行する。割り込
み制御部１０２からの燃料噴射量演算の割シ込み信号が
入力されると、マイクはグロセ、す１００はメインルー
チンの処理中であっても直ちにその処理を中断しステ、
グ１０１０の割り込み丸環ルーチンに移る。ステ、グ１
０１１では回転速度カウンタ１０１からのニンジン回転
速１ｍ）ｆ、を表わす信号１０込み、かつアナログ入力
１−）から吸入空気量（吸気量）Ｑｆｔｌｌｌゎす信号
を取）込み、次にステツブ１ｏ１２では＠転速［Ｎと吸
気量ｑをメインルーチンの演算処理における補正量に２
の修正記憶処理のためのパラメータとして使用するため
にＲＡＭＩ　０７　Ｋ一時格納する・次に１ステツグ１
０１３にてエンジン回転速［Ｎと吸入空気量ｑから決ま
る基本的な燃料噴射量（りｔｊ７電磁式燃料噴射弁５の
噴射時間幅ｔ）を次にステ、グ１０１４ではメインルー
チンで求め九燃料噴射用の補正量（Ｋ、・Ｋ２）をＲＡ
Ｍ　１０７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Ｔ
ｘｔＸＫ、ＸＫ２でＴｏｂ。次に！？、！１０１５にて
補正計算した燃量噴射量のデータをカウンタ１０９にセ
ットする。次にステラｆＩ　Ｇ　１６に進みメインルー
チンに復帰する。メインルーチンに復帰する際は割り込
み処理で中断し九ときの処理ステ１グに戻る。

マイクログロセッサ１００の概略の機能は以上の通りで
ある。

上述のごとくして、第２の補正量に２　（””ｍ、　！
ｌ　）は吸入空気量とニンジン回転速度に応じてたくさ
ん準備されているのでエンジンの運転状態に対応し九適
正な補正量を即時に使用することができ、従りて、過渡
時を含む全運転条件に対して、応答の早い制御ができる
。さらに第２の補正量ｘ２は運転状態に対応して修正さ
れてゆくので、エンノン中七ノ１０経時変化や劣化に対
して自動的に修正できる。

なお、上述の実施例においては、補正量に２を求めるた
めに、空燃比センナのリッチ、り一ンの変化時点で該変
化点の数を計数し、その数が所定数になるまでの間は、
補正値に２の相加平均値を求め処理しているが、変化点
の選び方として、第５図に示す積分制御の終了点ムもし
くは比例制御の終了点１を選んで用いることも可能であ
る。

以上説明したように本発明によれば、空燃比の変動周期
に影響されることなく、空燃比の中心を明確にでき、従
りて、精度のよい補正記憶にもとづく精度の高い空燃比
制御を行うとと−でき、それにより、エミッシ冒ンの悪
化、始動不曳等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空燃比制御方法を実行するための
装置の概略図、第２図は第１図の制御回路２０のプロ、
り回路図、第３図は第２図のマイク田グロ七ツナ１００
の動作を示す概＃流れ図、第４図は第３図のステ、グ１
００４の詳細な流れ図、第５図は一般的な比例積分処理
における空燃比フィードバック量のタイ電ング図である
。 １：エンジン、２：クリーナ、３：吸気管、４：スロッ
トル弁、５：電磁式燃料噴射弁、１１：吸気量センナ、
１２：吸気温センナ、１３：水温センナ、１４：空燃比
センナ、１５：回転速度センナ、２０：制御回路、１０
０：マイク驕グａセ、す、１０１：回転速度（数）カウ
ンタ、１０２：割）込み制御部、１０３：デジタル４−
ト、１０４：アナログポート、１０５．１０６　：電源
回路、１０７：ＲＡＭ、１０８：Ｒωｈ 特許出願人 日本電装株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　山　口　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの排気ガス成分により空燃比を検出する空
   燃比センサの検出信号をもとに空燃比を制御する空燃比
   制御方法において、前記空燃比センサの検出信号をもと
   く前記空燃比を比例積分処理し、腋比例積分処理によシ
   得られる比例積分補正量をもとに前記ニンジンの運転状
   態に対応させて学菅値としてのエンシン状態補正量を演
   算して記憶し、皺記憶された学習値としてのニンジン状
   態補正量を、前記空燃比センナのり、チ、リーン　。 の変化時点もしくは比例積分補正方向の変化時点での補
   正量を所定数取シ込み該所定数取り込まれた補正量の相
   加平均値をもとに修正し、該修正された学１値としての
   ニンジン状態補正量に従って前記エンジンの空燃比を目
   標空燃比ＦＣ＠遺制御するようにしたことを特徴とする
   空燃比制御方法。 ２　前記修正された学習値としてのニンジン状態補正量
   に従う空燃比制御はエンノン運転状態が一定の条件を具
   備する場合にのみ行われる特許請求の範囲第１項に記載
   の空燃比制御方法。 λ　前記エンノン運転状態の一定の条件が、エンジンの
   暖機増減量中、加速増減量中、スロットル全開スイッチ
   がオン中、のいずれでもないことが選択されることであ
   る特許請求の範囲第２項に記載の空燃比制御方法。