JPS6045749A - 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御装置 - Google Patents

電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御装置

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JPS6045749A
JPS6045749A JP15158183A JP15158183A JPS6045749A JP S6045749 A JPS6045749 A JP S6045749A JP 15158183 A JP15158183 A JP 15158183A JP 15158183 A JP15158183 A JP 15158183A JP S6045749 A JPS6045749 A JP S6045749A
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JP
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air
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fuel ratio
learning
injection amount
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JP15158183A
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Naomi Tomizawa
富澤 尚己
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Hitachi Ltd
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Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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】 (技術分野〉 本発明は電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御
装置に関し、特に02センザの劣化により空燃比の学習
が誤った方向へ進行するのを防止するため、02センサ
の信号の状態をモニターしつつ学習制御を行うようにし
た装置に関する。
く背景技術〉 電子制御燃料噴射式内燃機関において、噴射量Tiは次
式によって定まる。
Ti=TpXCOEFXα+Ts ここで、’rpは基本噴射量で、Tp=KXQ/Nであ
る。Kは定数、Qは吸入空気流量、Nはエンジン回転数
である。C0EFは各種補正係数である。αは後述する
空燃比のフィードバック制御(λコントロール)のため
の空燃比フィードハック補正係数である。Tsは電圧補
正分で、バッテリ電圧の変動による燃料噴射弁の噴射流
量変化を補正するためのものである。
λコントロールについては、排気系に02センサを設け
て実際の空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より濃い
か薄いかをスライスレベルにより判定し、理論空燃比に
なるように燃料の噴射量を制御するわけであり、このた
め、前記の空燃比フィードハック補正係数αというもの
を定めて、このαを変化させることにより理論空燃比に
保っている。
ここで、空燃比フィードバック補正係数αの値は比例積
分(PI)制御により変化させ、安定した制御としてい
る。
すなわち、02センサの出力電圧とスライスレベル電圧
とを比較し、スライスレベルよりも高い場合、低い場合
に、空燃比を急に濃くしたり、薄くしたりすることなく
、空燃比が濃い(薄い)場合には始めにP分だけ下げて
(上げて)、それから1分ずつ徐々に下げて(上げて)
いき、空燃比を薄く (濃()するように制御する。
但し、λコントロールを行わない領域ではα=1にクラ
ンプし、各種補正係数C0EFの設定により、所望の空
燃比を得る。
ところで、λコントロール領域でα−1のときのベース
空燃比を理論空燃比(λ−1)に設定することができれ
ばフィードバンク制御は不要なのであるが、実際には構
成部品(例えばエアフローメータ、燃料噴射弁、プレッ
シャレギュレータ、コントロールユニット)のバラツキ
や経時変化、燃料噴射弁のパルスlj−流量特性の非直
線性、運転条件や環境の変化等の要因で、ベース空燃比
のλ−1からのズレを生じるので、フィードハック制御
を行っている。
しかし、ベース空燃比がλ−1からずれていると、運転
領域が大きく変化したときに、ベース空燃比の段差をフ
ィードハック制御によりλ=1に安定させるまでに時間
がかかる。そして、このために比例及び積分定数(P/
1分)を大きくするので、オーバーシュートやアンダー
シュートを生じ、制御性が悪くなる。つまり、ベース空
燃比がz=1からずれていると、理論空燃比よりかなり
ズレをもった範囲で空燃比制御がなされるのである。
その結果、三元触媒の転換効率が悪いところで運転がな
されることになり、触媒の貴金属量の増大によるコスト
アンプの他、触媒の劣化に伴う転換効率の更なる悪化に
より触媒の交換を余儀なくされるという問題点があった
。
そこで、本出願人は、特願昭58−76221号におい
て、学習によりベース空燃比をλ−1にすることにより
、過渡時にベース空燃比の段差から生じるλ−1からの
ズレをなくし、かつ、271分を小さくすることを可能
にして制御性の向上を図り、これらにより触媒の原価低
減等を図るベース空燃比の学習制御装置を提案した。
すなわち、RAM上にエンジン回転数及び負荷等のエン
ジン運転条件に対応した学習補正係数α0のマンブを設
け、噴射量Tiを計算する際に次式の如く基本噴射量T
pをC0で補正する。
T i −T p X COE F x αx tx 
o + Tsそして、αOの学習は次の手順で進める。
1)定常状態においてそのときのエンジン運転条件とα
とを検出する。
ii)前記エンジン運転条件に対応して現在までに学習
され記憶されているC0を検索する。
iii )前記αと前記α0とから加重率均等により新
たにC0を設定して記憶させる。
ところで、このような空燃比学習制御装置においては、
例えば経年変化によって02センサが劣化した場合、正
常に学習されないばかりか、界雷な方向へ学習が進行し
てしまう恐れがあり、この点での改善がめられていた。
〈発明の目的〉 本発明は叙上の実情に鑑み、02センサの劣化により空
燃比の学習が誤った方向へ進行するのを防止し、学習制
御の安全性を向上させることを目的とする。
〈発明の構成〉 このため、本発明は、第1図に示すように、吸入空気流
量とエンジン回転数とから基本噴射量を演算する基本噴
射量演算手段と、排気系に設けたQ2センサからの信号
に基づいて検出される実際の空燃比と理論空燃比とを比
較して比例積分制御により空燃比フィードハック補正係
数を設定する空燃比フィードハック補正係数設定手段と
、エンジン回転数及び負荷等のエンジン運転条件からこ
れに対応させてRAMに記憶させた学習補正係数を検索
する学習補正係数検索手段と、空燃比フィードバック補
正係数と学習補正係数とから新たな学習補正係数を設定
してRAM内の同一エンジン運転条件の学習補正係数の
データを更新する学習補正係数更新手段と、基本噴射量
に空燃比フィードバック補正係数と学習補正係数とを乗
算して噴射量を演算する噴射量演算手段と、この演算さ
れた噴射量に相応する駆動パルス信号を燃料噴射弁に出
力する駆動パルス信号出力手段とを設ける他、02セン
サの信号の1周期のうちの最大値と最小値とを検出する
02センサ信号状態検出手段と、検出された最大値が所
定値以上でかつ最小値が所定値以下の条件を満たすか否
かを判定しその条件を満たさないときに前記学習補正係
数更新手段の機能を停止させる更新停止手段とを設ける
ようにしたものである。
すなわち、02センサの出力電圧(第4図参照)の1周
期のうちの最大値V maxは劣化によって減少し、ま
た最小値V minは劣化によって増加することを利用
し、Vmaχが所定値Vx未満、あるいは、Vminが
所定値vyを越えたときには、02センサが劣化したと
判定して学習?ili正係数を更新しないようにしたも
のである。
〈実施例〉 以下に実施例を説明する。
第2図にハードウェア構成を示す。
1はCPU、2はP−ROM、3は学習制御用の0MO
3−RAM、4はアドレスデコーダである。尚、RAM
3に対しては、キースイソ゛チOFF後も記憶内容を保
持させるためバ・ノクア・ノブ電源回路を使用する。
燃料噴射量の制御のためのCPtJlへのアナログ入力
信号としては、熱線式エアフローメータ5からの吸入空
気流量信号、スロットルセンサ6からのスロットル開度
信号、水温センサ7からの水温信号、02センザ8から
の排気中酸素濃度信号、バッテリ9からのハソテリ電圧
があり、これらはアナログ入力インタフェース10及び
A/D変換器11を介して入力されるようになっている
。12はA/D変換タイミングコントローラである。
デジタル入力信号としては、アイドルスイッチ13、ス
タートスイッチ14及びニュートラルスイッチ15から
のON・OFF信号があり、これらはデジタル入力イン
タフェース16を介して入力されるようになっている。
その他、クランク角センサ17からの例えば180゜毎
のリファレンス信号と1°毎のポジション信号とがワン
ショットマルチ回路18を介して入力されるようになっ
ている。また、車速センサ19からの車速信号が波形整
形回路20を介して入力されるようになっている。
CPUIからの出力信号(燃料噴射弁への駆動パルス信
号)は、電流制御回路21を介して燃料噴射弁22に送
られるようになっている。
ここにおいて、CPU1は第3図に示すフローチャート
(燃料噴射量計算ルーチン)に基づくプD クラム(R
OM2に記憶されている)に従って入出力操作並びに演
算処理等を行い、燃料噴射量を制御する。
次に第3図のフローチャートについて説明する。
Slでエアフローメーク5からの信号によって得られる
吸入空気流量Qとクランク角センサ17からの信号によ
って得られるエンジン回転数Nとから基本噴射量Tp 
(−KxQ/N)を演算する。
S2で各種補正係数C0EFを設定する。
S3で02センサ8の出力電圧とスライスレベル電圧と
を比較して比例積分制御により空燃比フィードバンク補
正係数αを設定する。
S4でバッテリ9からのバッテリ電圧に基づいて電圧補
正分子sを設定する。
S5でエンジン回転数N及び基本噴射量(負荷)’rp
から対応する学習補正係数αOを検索する。
尚、回転数N及び基本噴射量Tpに対する学習補正係数
α0のマツプは書き換え可能なRAM3に記憶されてお
り、学習が開始されていない時点では全てα0−1とな
っている。
S6〜S8は02センサ8の信号の状態を監視するため
に設けられており、S6で02センサ8の出力電圧(第
4図参照)の1周期のうぢの最大値V maxと最小値
V minとを検出する。そして、S7で最大値V m
axが所定値Vx以上であるか否かを判定し、V ma
x≧Vxの場合には次の88へ進むが、Vmax<Vx
の場合は02センサ8の劣化と判定して、S15へ進む
。S8でば最小値V minが所定値vy以下であるか
否かを判定し、V min≦vyの場合は次の89へ進
むが、Vmin>の場合は02センザ8の劣化と判定し
て、S15へ進む。
すなわち、02センサ日の出力電圧の最大値■maxは
劣化によって減少し、また最小値V minは劣化によ
って増加するので、最大値Vmaにが所定値Vx未満と
なったとき、あるいは、最小値V minが所定値vy
を越えたときには、経年変化等によって02センサ8が
劣化したものと判定し、このときはこれ以上の学習は期
待できないことから、313、 314での学習補正係
数α0の更新を行わないようにする。
′尚、V max −V minを算出し、これを所定
値(Vx−Vy相当)と比較して、02センサ8の劣化
の度合を判定するようにしてもよい。
89〜S12は定常状態を検出するために設けられてお
り、S9で車速センサ19からの信号に基づいて車速の
変化を判定し、SIOでニュートラルスイッチ15から
の信号に基づいてギア位置を判定し、Sllでスロソト
ルセンザ6からの信号に基づいてスロットル開度の変化
を判定し、S12で所定時間経過したか否かを判定して
所定時間内であれば、S9へ戻る。こうして、所定時間
内に車速の変化が所定値以下で、かつ、ギアが入ってお
り、かつ、スロットル開度の変化が所定値以下の場合は
、定常状態であると判定し、S13. S14での学習
補正係数α0の更新を行うようにする。また、所定時間
内の任意の時点で車速の変化が所定値を越えた場合、ニ
ュートラルになった場合、又はスロットル開度の変化が
所定値を越えた場合は、過渡状態であると判定し、S1
3.S14での学習補正係数αOの更新を行わないよう
にする。
02センサの信号が正常でかつ定常状態と判定された場
合の学習補正係数α0の更新は次の通り行われる。
S13でエンジン回転数N及び基本噴射量Tpから検索
された学習補正係数α0と今回の空燃比フィードバンク
補正係数αとから次式にしたがって計算を行い、その値
を新たな学習補正係数α0とする。
α0←α0+Δα/M 尚、Δαはαの基準値からの偏差量を示し、Δα−α−
α1であり、基準値αlは一般には1.0となる。また
、Mは定数である。
314で新たな学習補正係数α0をRAM3の対応する
エンジン回転数Nと基本噴射量Tpのところへ書き込む
。すなわち、RAM3内のデータを更新する。
S15では噴射量T1を次式に従って演算する。
T i =TpXCOEFxαxαo +Tsここで、
02センサ8の信号が正常でかつ定常状態の場合はα0
として更新されたものが用いられ、02センザ8が劣化
した場合又は過渡状態の場合は検索されたものがそのま
ま用いられる。
以上で噴射量Tiが計算され、この噴射量T1に相応す
る駆動パルス信号が電流制御回路21を介して燃料噴射
弁22に所定のタイミングで与えられる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、02センサの信号
の1周期のうちの最大値と最小値とを検出し、これに基
づいて02センサの劣化等の度合を判定し、劣化と判定
されたときには学習補正係数の更新を行わないようにし
たので、学習が誤った方向へ進行してしまうことがなく
、学習制御の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示すハードウェア構成図、第3図は同上
のフローチャート、第4図はo2センサの出力電圧の特
性線図である。 1−CPU 3−・・学習制御用CMO3−RAM 5
・・・エアフローメータ 8・・・o2センサ17・・
・クランク角センサ 22・・・燃料噴射弁特許出願人
 日本電子機器株式会社 代理人 弁理士 笹 島 富二雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 吸入空気流量とエンジン回転数とから基本噴射量を演算
    する基本噴射量演算手段と、排気系に設けた02センサ
    からの信号に基づいて検出される実際の空燃比と理論空
    燃比とを比較して比例積分制御により空燃比フィードバ
    ンク補正係数を設定する空燃比フィードバンク補正係数
    設定手段と、エンジン回転数及び負荷等のエンジン運転
    条件からこれに対応させてRAMに記憶させた学g N
    M正係数を検索する学習補正係数検索手段と、空燃比フ
    ィードバック補正係数と学習補正係数とから新たな学習
    補正係数を設定してRAM内の同一エンジン運転条件の
    学習補正係数のデータを更新する学習補正係数更新手段
    と、基本噴射量に空燃比フィードバンク補正係数と学習
    補正係数とを乗算して噴射量を演算する噴射量演算手段
    と、この演算された噴射量に相応する駆動パルス信号を
    燃料噴射弁に出力する駆動パルス信号出力手段とを備え
    る電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御装置に
    おいて、02センサの信号の1周期のうちの最大値と最
    小値とを検出する02センザ信号状態検出手段と、検出
    された最大値が所定値以上でかつ最小値が所定値以下の
    条件を満たすか否かを判定しその条件を満たさないとき
    に前記学習補正係数更新手段の機能を停止させる更新停
    止手段とを設けたことを特徴とする電子制御燃料噴射式
    内燃機関の空燃比学習制御装置。
JP15158183A 1983-08-22 1983-08-22 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御装置 Pending JPS6045749A (ja)

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