JPS6346254B2 - - Google Patents

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JPS6346254B2
JPS6346254B2 JP58197499A JP19749983A JPS6346254B2 JP S6346254 B2 JPS6346254 B2 JP S6346254B2 JP 58197499 A JP58197499 A JP 58197499A JP 19749983 A JP19749983 A JP 19749983A JP S6346254 B2 JPS6346254 B2 JP S6346254B2
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JP
Japan
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correction coefficient
fuel ratio
air
injection amount
learning correction
Prior art date
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Expired
Application number
JP58197499A
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English (en)
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JPS6090944A (ja
Inventor
Naomi Tomizawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Denshi Kiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Denshi Kiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Denshi Kiki Co Ltd filed Critical Nippon Denshi Kiki Co Ltd
Priority to JP58197499A priority Critical patent/JPS6090944A/ja
Publication of JPS6090944A publication Critical patent/JPS6090944A/ja
Publication of JPS6346254B2 publication Critical patent/JPS6346254B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454Learning of the air-fuel ratio control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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において
空燃比の学習制御装置に関する。
<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は次式によつて定まる。
Ti=Tp×COEF×α+Ts ここで、Tpは基本噴射量でTp=K×Q/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。COEFは各種補正係数である。
αは後述する空燃比のフイードバツク制御(λコ
ントロール)のための空燃比フイードバツク補正
係数である。Tsは電圧補正分で、バツテリ電圧
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O2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
イードバツク補正係数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つて
いる。
ここで、空燃比フイードバツク補正係数αの値
は比例積分(P1)制御により変化させ、安定し
た制御としている。
すなわち、O2センサの出力電圧とスライスレ
ベルとを比較し、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
分ずつ徐々に下げて(上げて)いき、空燃比を
薄く(濃く)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COEF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イードバツク制御は不要なの
であるが、実際には構成部分(例えばエアフロー
メータ、燃料噴射弁、プレツシヤレギユレータ、
コントロールユニツト)のバラツキや経時変化、
燃料噴射弁のパルス巾一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、フイードバツク
制御を行つている。
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
燃比の段差をフイードバツク制御により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/分)を大きくする
ので、オーバーシユートやアンダーシユートを生
じ、制御性が悪くなる。つまり、ベース空燃比が
λ=1からずれていると、理論空燃比よりかなり
ズレを持つ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、触媒の貴金属の増大
によるコストアツプの他、触媒の劣化に伴う転換
効率の更なる悪化による触媒の交換を余儀なくさ
れるという問題点があつた。
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、P/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
αLのマツプを設け、噴射量Tiを計算する際に次
式の如く基本噴射量TpをαLで補正する。
Ti=Tp×COEF×α×αL+Ts そして、αLの学習は次の手順で進める。
(i) 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αLを検索する。
(iii) 前記αと前記αLとから加重平均等により新
たにαLを設定して記憶させる。
ところで、前記のようにαとαLとから加重
平均により新たなαLを設定して更新する方式
では、ベース空燃比のλ=1からのズレを一定
値以下に押えることはできるものの、必ずしも
λ=1に接近すべく収束制御させるものではな
いため、なお改善の余地があつた。
<発明の目的> 本発明は叙上の実情に鑑み、ベース空燃比をλ
=1に収束させるように学習することにより過渡
時の制御性をより向上させ触媒の原価低減等を一
層促進させるようにす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
O2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
により空燃比フイードバツク補正係数を設定する
空燃比フイードバツ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、所定の運転
条件下で空燃比フイードバツク補正係数と基準値
との偏差量を所定割合、学習補正係数に加算する
ことによつて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
空燃比フイードバツ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
とを設けるように構成したものである。
<実施例> 以下に実施例を説明する。
第2図にハードウエア構成を示す。
1はCPU、2はP−ROM、3は学習制御用の
CMOS−RAM、4はアドレスデコーダである。
尚、RAM3に対しては、キースイツチOFF後も
記憶内容を保持させるためバツクアツプ電源回路
を使用する。
燃料噴射量の制御のためのCPU1へのアナロ
グ入力信号としては、熱線式エアフロメータ5か
らの吸入空気流量信号、スロツトルセンサ6から
のスロツトル開度信号、水温センサ7からの水温
信号、O2センサ8からの排気中酸素濃度信号、
バツテリ9からのバツテリ電圧があり、これらは
アナログ入力インタフエース10及びA/D変換
器11を介して入力させるようになつている。1
2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、アイドルスイツチ
13、スタートスイツチ14及びニユートラルス
イツチ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エース16を介して入力
されるようになつている。
その他、クランク角センサ17からの例えば
180゜毎のリフアレンス信号と1゜毎のポジシヨン信
号とがワンシヨツトマルチ回路18を介して入力
されるようになつている。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
されるようになつている。
CPU1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つている。
ここにおいて、CPU1は第3図に示すフロー
チヤート(燃料噴射量演算ルーチン)に基づくプ
ログラム(ROM2に記憶されている)に従つて
入出力操作並びに演算処理を行い、燃料噴射量を
制御する。
次に第3図のフローチヤートについて説明す
る。
S1でエアフローメータ5からの信号によつて
得られる吸入空気流量Qとクランク角センサ17
からの信号によつて得られるエンジン回転数Nと
から基本噴射量Tp(=K×Q/N)を演算する。
S2で各種補正係数COEFを設定する。
S3でO2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イ
ードバツク補正係数αを設定する。
S4でバツテリ9からのバツテリ電圧に基づい
て電圧補正分Tsを設定する。
S5では、エンジン運転状態を示すパラメータ
として例えばエンジン回転数N及び基本噴射量
(負荷)Tpにより運転領域を複数のエリアに区画
し各エリア毎に後述する学習補正係数αLを記憶
させたマツプ(RAM3に記憶)から現在の
(N、Tp)が存在するエリアを検索し、該エリア
を示すデータをアドレスデコーダ4の所定番地A
にセツトする。
S6では前記番地Aにセツトされた現在の(N、
Tp)が存在するエリアのデータを同じくアドレ
スデコーダ4の番地LAにセツトされた前回検索
された(N、Tp)が存在するエリアのデータと
比較し、同一であるか否かを判定する。そして
YESであるとき、即ち、運転状態が略同一であ
ると判定された場合はS7へ進む。
S7では、O2センサ8の出力電圧(第4図参照)
がS6の判定がYESとなつてからn回反転したか
否かを判定し、YESの場合はS8へ進む。
即ち、S6、S7は運転状態が定常状態であるか
否かを判別するため設けられており、S6、S7の
判定が共にYESである場合は定常状態であると
判定される。かかる定常状態判定方法は簡易にし
て、かつ、高精度に行えるが、この他例えば車速
一定、ギア位置がニユートラル、スロツトル開度
一定で所定時間を経過したか否かによつて判定す
る方法等を採用してもよい。そして、S6又はS7
のいずれかの判定がNOである場合は非定常状態
と判定され、この場合は後述するS8〜S10までの
学習を行うことなくS11へ進む。
S8では空燃比フイードバツク補正係数αの定
常運転時における現在及び過去の複数回の値の平
均値を演算する。これはフローが行われる毎に
平均値を求めてもよいが、例えばαの値の例えば
α値の増減が反転してから反転するまでの間の平
均値を求めるか、反転時のαの値だけの平均値を
求めるようにしてもよく、このようにすれば定常
状態におけるαの制御中心をより適確に求めるこ
とができる。
S9では、エンジン回転数N及び基本噴射量Tp
からRAM3の前記(N、Tp)が存在するエリア
に記憶されているN、Tpに対応する学習補正係
数αLを検索する。尚、前記マツプに記憶される
αLの値は学習が開始されていない時点では全て
αL=1となつている。
S10ではS9において検索された学習補正係数
αLとS8において演算された空燃比フイードバツ
ク補正係数の平均値とから次式にしたがつて演
算を行い、その値を新たな学習補正係数αLとし
て設定し、αLマツプの当該エリア内の値を更新
する。
αL←αL+Δα/M 尚、Δαはと基準値との偏差量を示しΔα=
−αλ=1であり、基準備αλ=1は一般には1.0と
なる。またMは定数である。
S11では、アドレスデコーダ4の番地LAにセ
ツトされている前回の(N、Tp)のエリアのデ
ータを、番地Aにセツトされている現在の(N、
Tp)のエリアのデータを転送することによつて
更新する。
最後にS12で噴射量Tiを次式にしたがつて演算
する。
Ti=Tp×COEF×α×αL+Ts 以上で噴射量Tiが演算され、この噴射量Tiに
相当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。
このように空燃比フイードバツク補正係数αの
定常状態における平均値と基準値との偏差量
Δαに基づいてこの偏差値を減少すべく学習値αL
を更新しているため、ベース空燃比をハンチング
を生じさせることなくλ=1に収束させることが
でき、過渡時におけるλ=1からのズレを可及的
に減少させ、かつ、これに伴つてPI定数を小さ
くすることを可能にして制御性を充分に向上させ
ることができ、ひいては触媒原価低減に大きく寄
与することができる。
尚、αLの学習時偏差量Δαを加える割合を決定
するMの値は一定としてもよいが、エンジン回転
数に比例した値とすればαのPI制御係数を噴射
周期の増大に応じて減少させることができるので
より高精度な噴射量制御が行える。
又、αを平均せず直接αと基準値との偏差量を
求め、該偏差量を所定割合加算することによつて
学習補正係数を更新するようにしたものであつて
もよい。
<発明の効果> 以上説明したように本発明によればベース空燃
比をλ=1に収束させるように学習を行う構成と
したため、過渡時におけるベース空燃比の段差か
ら生じるλ=1からのズレを可及的に減少させ、
かつ、これに伴つてPI定数を小さくすることが
できるので極めて安定した制御性が得られ、ひい
ては、三元触媒を転換効率の良いところで使用で
き貴金属量の低減によるコストダウン他、触媒の
交換が不要となる等の効果が大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロツク図、第2
図は本発明の一実施例を示すハードウエア構成
図、第3図は同上実施例の制御過程を示すフロー
チヤート、第4図は同上実施例に使用される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CMOS−
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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O2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イードバツク補正係数を設
    定する空燃比フイードバツ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、所
    定運転条件下で空燃比フイードバツク補正係数と
    基準値との偏差量を所定割合学習補正係数に加算
    することによつて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イードバツク補正係数と学習
    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。
JP58197499A 1983-10-24 1983-10-24 電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比学習制御装置 Granted JPS6090944A (ja)

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