JPS5859329A - 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】 本発明は自動阜呻用エンジンの排気ガス成分によ〕空燃
比を検出し、この検出信号によってエンジンに供給する
混會気Ｏ空燃比を所定空燃比に帰還制御すゐ空燃比制御
方法Ｋｌｌする。

空燃比制御方法として、空燃比センサの出力による積分
鵡環制御に加え、この積分処理によゐ積分補正量（Ｋ１
）に応じた値をエンジンＯ各状態毎に不揮発性メモリに
エンジン状態補正量（Ｋｍ）とそのときの工ンジｙ状Ｉ
ＩＫ対応する補正量（Ｋｓ）とそのときの積分補正量（
Ｋｓ）とで空燃比を帰還制御する方法（以下、学習制御
方法とする）が提案されている。この学習制御方法によ
れば、エンジンの過渡時でも応答よく目標空燃比に制御
できる。

しかしながら、上述の学習制御方法を、吸入空気圧力と
エンジン回転速度とから基本供給燃料量を決定するスピ
ードデンシティ方式、あるいはスロットル開度とエンジ
ン回転速度とから基本供給燃料ｔ′ｔ−決定するスピー
ドスロットル方式に適用して、全エンジン運転領域でエ
ンジン状態補正量（Ｋｍ　）ｔ−求めて不揮発性メモリ
に記憶しようとすると、従来、スピードデンシティ方式
にあっては、運転状態に対応させてエンジン状態補正量
を決定するために、吸入空気圧力、エンジン回転速度お
よびエンジン状態補正量（Ｋ３）による３次元マツプを
必要とし、同様に、スピードスロットル方式にあっても
、スロットル開度、エンジン回転速度およびエンジン状
態補正量（Ｋｍ　）　Ｋよる３次元マツプを必要とし、
従って、いずれの方式にあっても、大容量の不揮発メモ
リを必要とし、しかもそのための制御プログラムも複雑
となるという問題点があゐ、ま走、３次元マツプを使用
した場合、通常の定常運転では補正量に３管更新で自な
い運獣領域が出てくるため、補正量Ｋｓ′を更新できな
い運転領域管使用する過渡時には目標空燃比に精度よく
制御できないという問題もある。

本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、スビーげンシテ
イ方式の吸入空気圧とエンジン回転速度との組合せ、あ
るいはスピードスロットル方式のスロットル開度とエン
ジン回転速度との組合せはエンジンに吸入される空気量
を間接的Ｋｌｌ！わしでいるという着想にもとづき、吸
入空気流量に対してエンジン状態補正量ＱＣｓ）！求め
て記憶することＫよ〉全運転領域で補正量４ｔ−通常の
定常運転でも更新することができるようにし、これによ
り、スピードデンシティ方式あるいはスぜ−ドスロット
ル方式の場合の３・次元マッグの不揮発性メモνよシ小
さ一容食の不揮発性メモリでも同等もしく紘それ以上の
制御性を得るよ−うくし、しかも、七のえめＯ制御ｆａ
ダ２ムも簡略化することＫある。

オた、吸入空気流量は、（吸入空気圧）×（エンジン回
転速度）、もしくは（スロットル開度）×（エンジン回
転速ｆ）ではは近似できる。従って、吸入空気圧（ｔた
はス誼ットル一度）、エンジン回転速度およびエンジン
状態補正量（Ｋｍ）による３次元マッグの代１へ　（吸
入空気圧）×（エンジン回転速度）、あるいは（スロッ
トル開度ン×（エンジン回転速度）と、エンジン状態補
正１１（Ｋｍ）Ｋよる２次元マツプを用いることができ
る。これＫより、さらに、小さい不揮発性メモリでも同
等の制御性を得ることができ、しか４七のための制御プ
ログラムも簡略化できる。

さらに１混金気の空燃比會一定に保持した場合ＶＣは燃
料消費量は吸入空気流量と等価である。従って、（ａ大
空気圧ン×（エンジン回転速度）、ある鱒は（スロット
ル開度）×（エンジン回転速度）の代、９に、　　（燃
料の基本噴射／中ルス幅）Ｘ（エンジン回転速度）を用
いることもできる。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

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
エンジンおよびその制御系統を示す構成図である。第１
図において、１ａ６気筒エンジン、２は吸気！二ホール
ド３の内部圧力管検出する半導体形吸気管圧力センサ、
４はエンジン″ｌの吸気！二ホールド３の各シリンダ吸
気−−ト近傍に設けられた電磁作動式の燃料噴射弁であ
って、燃料噴射弁４には圧力を一定に調整された燃料が
圧送される。５はエンジン点大製錠の一部をなす点火コ
イル、６は点火コイル５からの点火エネルイー管各シリ
ンダに設けられた点火プラダ（ａｌｌ示せず］に分配す
るディストリビ畠−夕である。ディヌトリビ島−夕６は
周知のようにエンジンのクランク軸Ｏ雪１１１ｉＫ’：
）ｍｌ　１回転するものであって、その内Ｗ６に冥ンジ
ンー転角を検出する回転角センナ７を備えて−る。　ｅ
＃′ｉエンジン１のスロットル弁、１Ｇはスロットル弁
９の全開４Ｌ＜は全閉状態を検出すゐｊ！１１ットルセ
ンナ、１１社エンジンｌの暖機状態を検出す為冷却水温
度センナ、１２は吸入空気ＩＩＩＩを検出する吸入温度
センナ、１３祉排気マニホールド１４に設けられ排気ガ
ス中の酸素濃度がら空燃比を検出する空燃比センサであ
って、空燃比が理論空燃比より小さいすなわちリッチの
ときに、１がルト程度、また理論空燃比よシも大きいす
なわちリーンのときに０．１ボルト程度の電圧を出力す
る。

８はエンジン制御用の鯖御信号の大きさおよび時期を演
算するマイク費コンビ為−夕であって、吸気管圧力セン
サ２、回転角センサ７、スロットルセンナ１０％冷却水
温度センサ１１．吸入温度センサ１２および空燃比セン
サ１３の各検出信号にもとづいて燃料噴射量を演算して
燃料噴射弁４の開弁時間ｔＩ！Ｉｌ！ＩＩ！する。

第２図は第１図のマイク四コンビ為−夕８の詳細なブロ
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プロセッサユニット、１０１は割
込み指令ユニット、１０２はマイクロブ田セッサエニッ
ト１００からの所定周波数のりｑツク信号によって所定
回転角の周期をカウントしてエンジン回転速度を算出す
る回転速度用カウンタユニット、１０３は空燃比センサ
１３の検出信号を受信してマイクロプロセッサユニット
１００Ｋ転送するディジタル入力ポート、１０４は吸気
管圧力センサ２からの検出信号ヲＡ−−Ｄ変換してマイ
クロプロセッサユニット１００に読込ませる機能を有す
るＡ−Ｄ変換処理ユニットである。こねら各ユニット１
０２，１０３゜１０４の出力情報はコモンパス１２３ｔ
−介してマイク四プｐセッサ１００４Ｃ伝送される。１
０５は！イクｏｆｏセッサ具ニット１００の制御プログ
ラムが格納されると共Ｋｑ！ｒユニット１０１，１０２
゜１０３．１０４からの出力情報が記憶されるメモリ具
ニットであって、このメモリ具ニット１０５と！イタ−
プロセッサユニット１００との間の情報転送もコモンパ
ス１２３を介して行われる。

１０６はレジスタを含む点火時期１１＋制御用カウンタ
：Ｌニットであって、マイクロプロセッサユニット１０
０によって計算された点火コイル５に通電する時期およ
び通電をしゃ断する時期２筐参点火時期管表わすディジ
タル備考をニレジン回転角（クランク角）に対にする期
間および時期とし、て算出する。、１０７は電力増幅器
であって、点火時期制御用カウンタユニット１０６の出
力を増幅して点火コイル５に通電すると共に点火コイル
５の通電會しゃ断する時期つまり点火時期全制御する。

１０８はレジスタを含む燃料噴射時間Ｔｏｌｌ（＆１１
用カウンタユニットであって、同一機能を有する２個の
メ゛ウンカクンタからなる。この場合、各ダウンカウン
タはマイクロプロセッサユニット１００ＫよυＨＦ算さ
れた燃料噴射弁４の開弁時間つまり燃料噴射量を衆わす
ディジタル信号管燃料噴射弁４の開升時間讐与えるパル
ス時間幅の／ぐシフ１６号に叢侠する。１０９はカラン
シュニット１０８からの・豐ルスロタを増ｔして燃料噴
射弁４に供Ｎする電力１＊輪器であって、カウンタユニ
ット１０ｇの構成に対応して２チヤネル設けである。

第２−に示すように、回転角センサ７祉３個のセンサ８
１，８２．８３からなる。すなわち、第？転角センサ８
１は、第３図（２）Ｋ示すように１エンジンクランク軸
の２回転鋸Ｋ）まシｒイストリピ為−夕６の１回転毎に
１回だけ、クランク角σから角度θだけ手前の位置にお
いて角度信号Ａを発生する。第２の回転角センナ８２ｔ
ｉ、８３図（ＢＩＫ示すように、エンジンクランク軸の
２回転毎に４回だけ、クランク角３６０°から角度θだ
け手前の位置において角度信号Ｂｔ−発生する。第３の
回転角センｔ８３社、ｒ３１％Ｎ（Ｑに示すように、エ
ンジンクランク軸の１回転毎にエンジン気筒数に等し一
個数の角度信号管等間隔に、つまり本実地例のように６
気筒の場合社クランク角０°から６σ毎に６個の角度信
号Ｃ１−発生する。

割込み指令二エッ）　１０１　ｒｊ各回転角センサ８１
．８１８３からの角度信号つまりクランク軸−転角偏量
管入力して、点火時期の演算の割込みと燃料噴射の演算
の割込みとを指令する信号を送出する゛ものであって、
この場合、第３図Ωに示すように、纂３の釧転角センサ
８３の角度信号Ｃ１２分周して得られる信号上第１や回
転角センナ偏量りとして送出する。この割込み指令信号
りはクランク軸の２回転当シロ回つまシフランク細の２
回転でエンジン気？ｌ１１ａだけ送出される　従って、
６′Ａ筒の場合には、クランク角１２０“毎に１回送出
湯れ、マイクロプロセッサユニット１００Ｋ灼して点火
時期の演算の割込み指令を行う、また、副込み指令ユニ
ン）１０１は、第３図（ｈ）Ｋ示すようシ乙第３の回転
角センサ８３の角度信号Ｃを６分周して得られる信号を
、ＩＩｇｌの回転角センサ８１の角に信号Ａおよび第２
の回転角センサ８２の角度信号Ｂが送出されてから６番
目、つまりクランク角３００”ｉ起点として３６０°（
１回転）４＃に割込み指令信号Ｅとして送出する。この
割込み指令信号Ｅはマイクロプロセッサユニｙ）１００
ｔこ対して燃料噴射量の演算の割込み指令管材う。

第４図Ｆｉ＃ｉ２図のマイクログミセッサユニット１０
０の動作１ｉ−説明するえめの流れ図でるる、第４図を
参照して累２図の！イクロデロセッサエニッ）１００の
動作を説萌する。エンジンが始動し、割込み指令二ニツ
）１０１より第３図画に示す燃料噴射量演算の割込み指
令信号Ｅがマイクロゾロ＊　ｙ　ｉ）　ｚニラ）１００
Ｋ入方されると、マイクログミセッサユニット１００は
たとえメインルーチンを処理中であってもその処理を中
止して第４し１のステラｆ２００の電子制御式噴射（Ｅ
ＦＩ）処理、ルーチンに入る。ステラｆ２０１において
、回転速度用カウンタエニツ）１０２がらエンジン回転
速度（Ｎ・）を取込み、ｔた、吸気管圧カセンサ２から
吸気管圧力（Ｐｍ）を取込む１次に１ステツｆ２０２に
おいて、前述の取込尋値Ｎｅ　、ｐｍに相当する基本噴
射／中ルス輪（Ｔｐ）ｔマツプとしてのメ４　リ＾エッ
）１０５がち取込む、ステップ２０３において、基本ノ
々ルス噴射パルス幅ＴｐＫ。

吸気温補正、水温補正および過渡補正管加えてＴＰｓを
求める。ステラ１２０４におｉては、現在のエンジン状
態が空燃比フィードバック条件を満足しているか否力為
を判別し、フィードバック条件を満足している場合には
ステップ２０５に進んてＴｐｌＫ、空燃比フィードバッ
ク補正値Ｋｔｔ−乗算してＴ　Ｐｇ　ｔ”求めステｙ７
”２０７に進む、他方、フィードバック条件管満足して
いない場合にはステップ２０６に進んテＴｐｌ＝＝Ｔｐ
１とし、）Ｃｆ　ｙ　７２０７に進む、ステップ２０７
では、エンジン状態補正１ｍＫ、をＴｐｚＫ乗算してＴ
Ｐｓを求める６次に、ステラ、／”２Ｑ８において、’
ｒｐｓに燃料噴射弁４のｔｌ隊゛亀圧補正ｔ　Ｔ　ｖ　
ｆ加算してＴｐ４を求め、ステップ２０９において、Ｔ
ｐ４ｔ−燃料噴射時間制御用カウンタユニット１０８に
セットする。この燃料噴射時間ＴＰ４は第３図１ｃＩに
示す回転角センサ８３の角層イ、！号Ｃによってトリが
されて燃料噴射弁４に込Ｉｌｌされる。

第５図Ｆｉ第４１メ１のＥＦＩ処理ルーチンで用いらノ
Ｌ−ｆｒフィードバック補正童に１およびエンジン状態
補正量ＫＩ　Ｏ演算処理を示す流れ図である。ヌアッｆ
３００のタイマールーチンはたとえば１０ミリ秒毎に処
理きれるルーチシである。着す、ステップ３０１におい
て、現在のエンジン状悪が空燃比フィードバックをして
もよい条件を満足しているか否かを判別する。この条−
件を満足していない場合にはステップ３０２に進んで空
燃比フィードバック補正値Ｋｓｔｌにし、ステップ３９
６に進む、他方、前述の条件を満足している場合に祉、
Ｘ？ッ７”３Ｇ３４Ｃ進んで空燃比センサ１３の出力が
リッチかリーンかを判別する。リッチの場合にはステラ
ｆ３０４に進んで空燃比フィードバック補、正値Ｋｔ　
ｔ−予め定められた値７に１だけ減算し、他方、り一ン
の場合に社ステップ３０５に進んでフィードバック補正
値ＫＩ　Ｋ値ΔＫＫだけ加算する０次に、ステップ３’
０６において、空燃比フィードバック補正値Ｋｌ　をメ
モリユニット１０５に格納する。

ステラ７’３０７以降はエンジン状態補正量に３を求め
るルーチンであるａｔず、ステップ３０７において、エ
ンジン状態補正量Ｋｓ　Ｙｒ求める条件すなわち学習条
件が満足されているが否かが判別される。学習条件が満
足されていない場合には、ステップ３０９に進んでカウ
ンタＣｏ　を零にし、次に、ステラｆ３１０において％
に１の累計値Ｋｍｔ零にし邂發に、ステラ７”３２０に
進んでタイマールーチン処理は終了する。他方、学習条
件が満足されそいる場合には、ステラ７”　３０　Ｂｔ
ｉ進んでカウンタＣ・のＩＴＩＬｔ予め定められている
値（このフローでは５００）と大小比較を行う、小さい
場合には、ステップ、３１２においてに１の諏＃１ｍＫ
ｓｔ−求め、ステップ３１３においてカウンタらの値を
＋１加算した後に１ステツｆ３２０に進んでタイマール
ーチン処理を終了する。他方、カウンタＣ・の値が前述
の値に等しいか大きい場合には、ステラｆ３１１に進ん
で埃在の吸入空気１ｆｌ（ＫＱ）を定数（Ｋｌ）×エン
ジン回転速度（Ｎｏ）＠入空気圧（Ｐ　ｍ　）　テ求ｊ
６、ｆｉ　？　ｙ　７’３１４に験ＺてカウンタＣ＠を
零にし、ステラ１３１５においてに１の累計値Ｋｌの平
均値Ｋｍｉ求める０次に、ステラｆｓ１６において、Ｋ
ｍの−に応じて処理を決定する。たとえば、０．９８：
ｉｍにｍ≦１．０２であれば、ステップ３２０に進んで
その塘ｔタイマールーチ／Ｊ６理を終了する。ｌだ、Ｋ
ｍ＞１．０２であれば一ステツｆ３１７に進んでステ、
プ３１１で求めた塊在の吸入空気ｋを近似した値ＫＱに
相当するエンジン状廟補正＊に＊−ｎをメモリユニット
１０５から散込み、この堆込み値に対して予め定められ
ている補正値ΔＫｍを加算シ、ステップ３１９において
、新たに補正して求められ九に寓ｅｎｌ取込んだメモリ
ユニット１０５に再び格納し、ステップ３２０でタイマ
ールーチン処理を終了する。さらに、Ｋｍ＜０．９８で
あれば、ステラｆ３１８に進んでＫＱに相当するＫｇ、
ｎをメモリユニット１０５から取込み、この繊込み値に
対して前述の補正値Ｋｍを減算し、ステップ３１９にお
いて、新たＶこ補正して求められたＫｌ　ｓｎ　ｔ、取
込んだメモリュニツ）１０５に再び格納し、ステラｆ３
２０でタイマールーチン処理を終了する・　　− なお、ニンジン状態補正量に１はニンジン回転速度と吸
入空気圧とから求まる吸入空気量を近似した値ＫＱＫよ
って下條のようなマツｆＹｒ形成している。

表 すなわち、小石い空気量から大きい空気ｍまでｔ１６分
割し、たとえばｎ番目の分割点のエノノン状總補正辿ｔ
　Ｋ　ｓ　＊　ｎと表わしている。

なお、上述の実施例にお−て社、スピードデンシティ方
式の場合につ−て説明したｔ五、本発明はスピードスロ
ットル方式の場合にも適用し得ることは言うまでもない
、この−合には、餠′５−のステップ３１１において求
めた吸入空気量近似（１ＫＱは（定数）×（エンジン回
転速度）Ｘ（フロ７）ル開度）として求めれｄよｉ。

また、！燃比を一定に保持するならば、紋入仝気駿は燃
料蓋と等価であゐので、吸入空気量近似１ＴＩｉＫＱＦ
ｉ（定数）ｘへエンジン、回転連層）Ｘ（４本噴射）譬
ルス輔）でも求めることが可能でるる５゜この場合の基
本噴射パルス幅と社スビー）°デンシティ方式であれば
エンジン回転速度と吸入空気圧とから求まるＩ臂ルス幅
であシ、スピードスロットル方式であればエンジン回転
速度とスロツトル開度とから求まるＩ＃ルス幅である。

本発明によれは、エンジンの過渡時にお−ても応答よく
目標空燃比に制御できる学習制御をスピードデンシティ
方式およびスピードスロットル方式の電子制御式燃料噴
射に適用する場合、（エンジン回転速度）×（吸入空気
圧）、（エンジン回転速度）×（スロットル開度）、（
ニンジン回転速度）×（基本噴射／譬ルス幅）によシ吸
入空気量管近似する値を求め、その近似値に応じて学習
域（エンジン状態補正量Ｋｍ　ｔ−求める、あるいはＩ
４ルスーに反映させる領域ンを判別しているので、従来
−０３次元マツプを用いた場合に比べて、はるかに少な
い不揮発性メモリでも同等の制御性を得為ことができ、
しかも制御ｆａミグラム簡略化で負る・

【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
エンジンおよびその制御系統を示す構成図、第ｚａａ＃
ｉ第１図のマイク−コンビ島−夕８の詳細なフロック回
路図、第３図（４）〜纂３図■は第ｚｓｏａ路に現われ
る信号クタイ建ンダ波形図、第４図は第２図のマイクロ
／塁セｙ＋−ｔエニｙ）ｌＯ（＋の・動作を説明するた
めの流れ図、第５図は第４図のＥＦＩ処理ルーチンで用
いられたフィードバック補正量Ｋｌおよびエンジン状態
補正ｔＫｓの演算処理を示す流れ図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気管圧力センサ、３・・
・畝気マニホールド、４・・・燃料噴射弁、５・・・点
火コイル、６・・・デイトリビエータ、７・・・回転角
セン、す、８・・・マイクロコンビ晶−タ、９・・・ス
ロットル弁、１０・・・スー諺ットルセンサ、ｌｌ・・
・冷却水温センサ、１２・・・吸入温度センナ、１３・
・・空燃比センサ、１００・・・マイクロプロセッサ、
１０１・・・割込み指渣ユニット、１０２・・・回転速
度用カク／タユニツ）、１０８・・・燃料噴射制御用カ
ウンタユニット。 特粁出−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センサする
   空燃比センサの検出信号に応じて第１の補正量（Ｋ、）
   ！求める第１の段階、該第１の補正量にもとづき工ｙジ
   ン運転状態に対応させて第２の補正量（Ｋｍ　）を計算
   して記憶手段に記憶させる第２の段階、および前記第１
   セよび第２の補正量によって空燃比を制御する第３の段
   階を含む空燃比制御方法にお−て、前記第２の段階が、
   少なくとも２つ以上の制御変数による演算値によシ前記
   エンジン運転状ｍを検知し、該検知されたエンシン運転
   状１１に対応させて前記第２の補正量を計算して前記記
   憶手段に記憶させることｔ４Ｉ黴とする空燃比制御方法
   。 ２　前記少なくとも２つ以上の制御客数による演算値が
   （吸入空気圧）×（エンジン回転速度）である特許請求
   の範囲第１項に記載の空燃比制御方法。 龜　前記少なくと％２つ以上の制御変数による演算値が
   （ス四ットル開度ン×（エンジン回転速度）である特許
   請求の範囲第１項に記載の空燃比鋼、御方法。 表　前記少なくとも２つ以上の制御変数による演算値が
   （基本噴射パルス幅）×（ニンジン回転速度）である特
   許請求の範囲第１項に記載の空燃比制御方法。