JP3259967B2 - 燃料と空気の混合気を適応調節する方法 - Google Patents

燃料と空気の混合気を適応調節する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料と空気の混合気を
適応調節する方法、さらに詳細には、空気数ラムダ、す
なわち吸入された空気の燃料に対する比を所定の値に制
御する、内燃機関に用いられる方法に関する。なおこの
方法はオンオフ動作制御並びに連続動作制御で行なわれ
る。
【０００２】
【従来の技術】事前制御を行なうラムダ制御（閉ループ
制御）方法では、運転パラメータの値が検出され、この
検出された値に従ってそれぞれ事前制御値が出力され
る。この事前制御値によりそれぞれシリンダに充填され
た空気量に対して与えられる燃料量が定められる。通
常、事前制御値は基本噴射時間である。この事前制御値
は所定の条件、例えば内燃機関が２０℃並びに９．８×
１０の４乗Ｐａ（技術大気圧）で運転された場合に対し
て与えられる。内燃機関が実際の運転で事前制御値を決
める条件と異なる条件で運転されると、この事前制御値
ではそれぞれ所望のラムダ値が正確に得られなくなる。
【０００３】この偏差はラムダ制御並びに適応制御を用
いて補償される。適応制御による方法は一般的に次のよ
うに行なわれる。すなわちラムダ制御器の操作量の値が
積分され、この積分された値が事前制御値あるいは制御
量で補正された事前制御値と乗算的あるいは加算的に結
合される。信号処理において結合がどのように行なわれ
るかまたどこで結合が行なわれるかは適応しようとする
変動の種類に関係している。以下では、事前制御値を補
正する時乗算的に作用する変動を補償する上述した適応
成分のみが重要になる。
【０００４】この適応成分によりとりわけ事前制御値を
キャリブレーションした燃料特性とのずれが適応制御さ
れる。このような適応制御にどのような問題があるかを
以下に簡単に説明する。
【０００５】エンジンが燃料にガソリンを用いて運転さ
れた場合には、所定の運転条件でそれぞれ所定のラムダ
値を得るためにはある噴射時間が必要となる。一方エン
ジンがガソリンを用いずメタノールで運転された場合に
は、同じラムダ値を得るためにはこの運転条件で約２倍
の噴射時間が必要となる。なお、噴射時間の乗算的な差
は２より大きいが、簡単のために以下では係数２を用い
ることにする。また通常の運転時にはエンジンをガソリ
ンあるいはメタノールのみで選択的に運転することは不
可能であり、普通の事例ではほとんどの運転状態でのガ
ソリンエンジンの運転できる限界はメタノールが約８５
％でガソリンが１５％の混合燃料である。この混合燃料
を以下ではＭ８５の混合燃料という。しかしわかりやす
くするために、以下では専らガソリンのみあるいはメタ
ノールのみが給油されると仮定する。
【０００６】Ｍ５０の混合燃料を用いて基本噴射時間
（事前制御値）のキャリブレーションが行なわれた時に
は、実際の運転でガソリンが用いられた時には閉ループ
制御を用いず所望のラムダ値を得るためには基本噴射時
間を１／１．５の係数で乗算しなければならない。一方
エンジンをメタノールを用いて運転した場合には基本噴
射時間を２／１．５の係数で乗算しなければならない。
【０００７】これらの係数は内燃機関を適応制御に基づ
いてラムダ制御運転をしたときに用いられる。しかし適
応制御は、制御の閉ループ特性に基づき制御振動が発生
するのを防止するために比較的緩慢に行なわれる。通常
の適応速度は、例えば空気圧あるいは温度の変動が大き
くなって偏差がもたらされた場合には２、３分以内で適
応することができる値に選ばれる。このような変動は、
例えば空気が暖かく空気圧が低い時に車両が停止され、
２、３日後に空気が顕著に冷え空気圧が高いときに再び
始動された時に約１５％くらいになる。しかし燃料特性
の変動により偏差が発生する場合にはかなり大きな値と
なる。例えば車両がまずガソリンで運転され続いて空に
なったタンクがＭ８５の混合燃料で給油される場合に
は、噴射時間は８５％長くしなければならない。この場
合適応制御は約１０分ぐらいの期間が必要となる。
【０００８】このように適応時間が長くなることは実際
の運転で深刻な問題をもたらす。その第１の例は、運転
者が車両を高速道路で最初タンクにあった燃料とその特
性、例えばメタノールの含有量が顕著に異なる燃料で給
油しなければならなくなるいわゆる高速道路での補給が
挙げられる。運転者が給油した後全負荷で運転すると、
通常今日用いられているラムダ制御方法では閉ループ制
御が行なわれず、従って適応制御も行なわれることはな
い。これは全負荷時には通常フィードバック制御を行な
わない開ループ制御の運転で行ない混合気を濃く設定す
るためである。上述した運転例で燃料特性が変化しても
適応制御が行なわれない結果、基本噴射時間は古い燃料
で用いられていた誤った適応係数で乗算されることにな
り、その結果、噴射時間は本来所望される噴射時間と顕
著に異なる値が設定されることになる。
【０００９】さらに問題となるのはモーテルでの給油で
ある。これは運転者がモーテルで降りる前に車両を給油
し、続いてモーテルのガレージに走行して一泊した後車
両を再び始動させる場合である。始動時、特に以後の暖
機運転時、全負荷運転と同様にラムダ制御が行なわれな
いという問題がある。暖機運転に対しては混合気は場合
によって全く異なった適応係数に基づき定められてい
る。その結果車両には出力が発生せず、場合によっては
始動後エンジンが再び停止してしまう。エンジンが回転
し、続いていくらかの出力が出た場合、運転者はすぐに
全負荷で運転を行なおうとする。従ってこの暖機の問題
に続いて上述した問題が発生する。モーテルでの給油と
同様なことが、運転者が途中で異なる燃料を給油し、帰
宅直前に常用の給油所で再びいつもの燃料を補給したと
きにも発生する。残りの僅かの残量を進むまで適応係数
は新しい燃料特性に合わせられていない。エンジンが冷
えた状態で後で始動させた時上述したモーテルでの給油
と同様な問題が発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を回避
するためにタンクにメタノールセンサを設け、タンクの
混合燃料のうちメタノール濃度を測定することが知られ
ている。測定された濃度に従って補正係数が設定され
る。例えばガソリンに対して補正係数は１．０であり、
Ｍ８５の混合燃料がほとんど空になったタンクに給油さ
れると、センサはメタノールの濃度を８５％と検出し、
その結果１．８５の補正係数が設定される。この機能に
より、内燃機関を運転させる混合燃料が給油により突然
変化した時に関連して発生するすべての問題を回避させ
ることができる。
【００１１】メタノールセンサを用いることにより得ら
れる上述した利点がある反面、このようなセンサをかな
りの精度で動作させるときには高価なものになってしま
うという欠点がある。
【００１２】従って本発明は、このような問題点を解消
するもので、可能な限り安価な装置で動作し、燃料特性
が変化しても信頼性のあるラムダ制御を行なうことが可
能な方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、内燃機関用の燃料と空気の混合気
を適応調節する方法において、ラムダセンサ（１６）の
信号とラムダ目標値から制御偏差が形成され、該偏差が
ラムダ制御器（２１）に供給されて、その出力量（Ｒ
Ｆ）が基本噴射時間と乗算的に結合され、更に適応積分
器（２３）により出力量（ＡＦ）が形成されて、その出
力量（ＡＦ）が同様に基本噴射時間と乗算的に結合さ
れ、前記ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）がその平均値
「１」ではなく、それとずれた値を中心に振動したとき
前記適応積分器の出力量（ＡＦ）が形成され、前記適応
積分器の出力量（ＡＦ）は、ラムダ制御器の出力量（Ｒ
Ｆ）が再びその平均値「１」を中心に振動するように変
化され、ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）の振動中心が平
均値「１」からずれるとき、通常の適応速度、すなわち
適応積分器の出力量（ＡＦ）が変化する速度が、約１５
％の制御偏差を２、３分以内で適応させるように、設定
されており、更に、制御偏差の振幅あるいはラムダ制御
器の出力量の振幅がしきい値と比較されて、該振幅が所
定のしきい値を越えたとき適応速度が増大され、前記通
常の適応速度で適応に２、３分要する制御偏差が、前記
増大された適応速度では２、３秒で適応される構成を採
用した（請求項１）。
【００１４】又、本発明では、内燃機関用の燃料と空気
の混合気を適応調節する方法において、ラムダセンサ
（１６）の信号とラムダ目標値から制御偏差が形成さ
れ、該偏差がラムダ制御器（２１）に供給されて、その
出力量（ＲＦ）が基本噴射時間と乗算的に結合され、更
に適応積分器（２３）により出力量（ＡＦ）が形成され
て、その出力量（ＡＦ）が同様に基本噴射時間と乗算的
に結合され、前記ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）がその
平均値「１」ではなく、それとずれた値を中心に振動し
たとき前記適応積分器の出力量（ＡＦ）が形成され、前
記適応積分器の出力量（ＡＦ）は、ラムダ制御器の出力
量（ＲＦ）が再びその平均値「１」を中心に振動するよ
うに変化され、ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）の振動中
心が平均値「１」からずれるとき、通常の適応速度、す
なわち適応積分器の出力量（ＡＦ）が変化する速度が、
約１５％の制御偏差を２、３分以内で適応させるよう
に、設定されており、内燃機関の点火を行なった後ラム
ダ制御器によるラムダ制御が初めて動作したとき、適応
速度が増大され、前記通常の適応速度で適応に２、３分
要する制御偏差が、前記増大された適応速度では２、３
秒で適応される構成も採用している（請求項２）。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【作用】以下では、燃料と空気の混合気を適応調節する
２つの方法が示される。これらの方法では、燃料供給に
関連するエンジン運転パラメータが所望の値と顕著に異
なっているかどうかを調べる本発明の考え方がすべて共
通になっている。顕著に変動する場合には、燃料特性の
変動が原因であるとされ、適応係数がこのずれを減少さ
せる方向に変化させられる。
【００１８】第１の方法（請求項１）は、ラムダ制御時
の制御偏差の振幅がしきい値を越えたかどうかを調べ、
越えている場合には適応速度（すなわち、適応積分器の
出力量（適応係数）が所定運転状態における制御偏差に
従って変化する速度）が増大されることを特徴としてい
る。このような構成では、制御偏差がしきい値を超えて
大きくなった場合には、適応速度が増大されるので、急
速に制御偏差を補償することができ、燃料特性が変化す
るなど環境変化により制御偏差が増大してもそれを急速
に減少させることができることから、良好なラムダ制御
を行なうことが可能になり、本発明の課題を解決してい
る。
【００１９】また、第２の方法（請求項２）は、内燃機
関の点火を行なった後ラムダ制御が初めて動作したとき
適応速度を増大した値に設定することを特徴としてい
る。この方法では、内燃機関が点火された後初めてラム
ダ制御が開始された場合、その前に異なる特性の燃料の
給油により制御偏差が顕著になっていることが考えられ
るので、適応速度を増大させている。それにより、制御
偏差は急速に減少するので、第１の方法と同様な効果を
得ることができ、本発明の課題を解決することができ
る。また、適応速度を増大したままでは、制御偏差に対
して不必要に急速な適応制御が行なわれるので、これを
防止するために、所定期間が経時後あるいは制御偏差が
しきい値を下回ったときには、適応速度を通常の速度に
戻すようにしている（請求項３、４）。この場合、制御
偏差が上回るしきい値と下回るしきい値は同じ値とする
ことができる（請求項５）。
【００２０】上記第１と第２の方法において、処理の目
的は、ラムダ制御偏差の振幅が所望の値と顕著に相違す
るようになったとき通常よりも高速に適応させることで
ある。適応速度は、通常の適応速度で２、３分以内で適
応できる偏差の場合、２、３秒で適応できるように早め
られる。上述したいわゆるモーテルでの給油で説明した
きわどい場合でも、この短い時間で、すなわち、給油所
から車両の調整場所への短い走行中に燃料特性の顕著な
変動に対して充分な適応制御を行なうことが可能にな
る。運転者が給油後直ちに全負荷で運転したいような上
述した高速道路での給油時においても充分な適応制御が
できるようにするために、上述した方法は、好ましく
は、通常の適応速度に戻されたときに初めて全負荷運転
が許可されるように行なわれる（請求項６）。これによ
り、制御偏差が通常の小さな制御偏差になっているの
で、問題なく全負荷運転が可能になる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【実施例】以下、図面に示す実施例に従い本発明を詳細
に説明する。
【００３０】図１の右側には吸気管１１と排気管１２を
有する内燃機関１０が図示されている。吸気管１１には
個々の噴射弁１３が図示された噴射装置が配置されてい
る。この噴射弁にはポンプ１４を介してタンク１５から
燃料が供給される。内燃機関１０により燃焼された空気
と燃料の混合気のラムダ値は、排気管１２に配置された
ラムダセンサ１６により測定される。センサから出力さ
れる電圧は、連続動作ラムダ制御の場合には電圧とラム
ダ値の特性線を用いて線形化される。
【００３１】内燃機関１０では、事前制御と適応制御を
行ない燃料特性を考慮するラムダ制御法が制御装置１７
を用いて実行される。このために制御装置１７には、タ
ンク１５の充填量測定装置１８からのタンク量信号、点
火キー１９からの点火キー信号、回転数ｎを示す信号並
びに負荷を示す基礎量（空気流量、吸気圧、絞り弁角
度）を測定することにより得られる信号ｘが入力され
る。
【００３２】制御装置１７は、基本噴射時間を設定する
手段２０、ラムダ制御器２１、制御乗算部２２、適応積
分器２３、適応乗算部２４、加算部２５並びに処理制御
部２６を有する。種々の機能は通常マイクロプロセッサ
を用いたハードウェア並びにソフトウェアにより実現さ
れる。
【００３３】各基本噴射時間の値は適応乗算部２４で適
応係数ＡＦと、また制御乗算部２２において制御係数Ｒ
Ｆと乗算され、噴射弁１３に供給される最終的な噴射時
間が得られる。制御係数ＲＦはラムダ制御器２１から制
御乗算部２２に出力される。適応積分器２３により加算
部２５からの制御偏差に基づき適応係数ＡＦが求められ
る。
【００３４】図２の（ａ）にはラムダ制御が定常状態と
なった場合の制御係数ＲＦの時間的な特性が図示されて
いる。制御係数ＲＦは積分成分と比例成分を有してい
る。比例成分はラムダ制御器２１で積分方向が反転する
毎に積分成分を逆方向に変化させる。制御係数は平均値
「１」を中心にそれぞれ５％のずれで振動する。以下で
は振動振幅は、振動の値「１」からの最大ずれ量をいう
ものとする。従って図２の（ａ）の場合では振幅は０．
０５となる。
【００３５】図２の（ｂ）は、適応係数ＡＦで補正され
た基本噴射時間により混合気が薄くなった場合で、ラム
ダ制御器２１によっては補償できないような場合を示
す。従って制御係数ＲＦは増大し、それによって噴射時
間は長くなる。制御係数ＲＦは「１」の値を中心に振動
しなくなり、例えば図２の（ｂ）で１．１を中心とした
増大した値で振動することになる。これは例えばＭ５０
の混合燃料、Ｍ８５の混合燃料が給油された時に発生す
る。給油後内燃機関１０を新たに始動した時適応係数Ａ
Ｆだけでなく制御係数ＲＦも以前の混合燃料に基づいて
設定された値となっている。ラムダ制御器２１により、
前の値では混合気が薄くなることが検出された場合、そ
の後制御係数ＲＦが図２の（ｂ）で図示したように大き
な値に変位される。図２の（ｂ）では制御係数の振幅、
即ち制御係数ＲＦの「１」の値からの最大ずれ量は０．
１５となる。
【００３６】図２の（ｃ）は図２の（ｂ）と逆の場合
で、混合気が濃くなり過ぎる設定を防止するために制御
係数ＲＦが減少される場合である。これは例えばタンク
のＭ５０の混合燃料にガソリンが給油される時に発生す
る。図２の（ｃ）の場合も操作量の振幅は０．１５（１
−０．８５）の値となる。
【００３７】図２の（ｂ）あるいは（ｃ）で示した状態
は長く継続するものではなく、適応積分器２３の作用に
より次第に図２の（ａ）に示した特性になる。図２の
（ａ）で示した状態にどれ位の速さで到達すべきかは、
最初のこの状態からのずれ並びに適応速度に関係する。
以下に、制御偏差の振幅が所定のしきい値を越えた時適
応速度を増大させる方法について説明する。このしきい
値は例えば、制御偏差の平均値「１」からの１５％のず
れ量である。好ましくはしきい値はできる限り大きく設
定する。というのは適応制御を高速に行うと、制御振動
が発生する危険が有り、従って特殊な場合にはエンジン
が暖機モードで常時通常状態と顕著に異なる混合気成分
のために再び停止してしまう危険が発生するような状態
になってしまうからである。多くの内燃機関は、通常状
態暖機に所望されるラムダ値のずれが１５％であれば問
題は発生せず、従って本実施例ではこの値がしきい値と
して選ばれる。
【００３８】今まで用いていた燃料特性と顕著に特性が
異なる燃料でタンク１５を給油すると、噴射時間は今ま
で用いていた噴射時間と顕著に異なる時間となってしま
う。まずガソリンがタンクに有り、そのタンクがほぼ空
っぽとなり、続いてＭ８５の混合燃料を補給したとする
と、それぞれ運転状態を同じとするためにはすでに用い
ていた噴射時間に対して８５％だけ噴射時間を長くしな
ければならない。適応係数ＡＦを最初１の値とすると、
１．８５の値に変えなければならない。しかしラムダ制
御器はこのような大きな制御係数ＲＦを出力できず、上
述したように制限された振幅例えば最大値が１．２５
（あるいは０．７５）で動作する。従ってラムダ制御で
は、基本噴射時間を補正し上述した例で必要な長い噴射
時間を得ることが不可能になってしまう。従って適応制
御を高速に動作させ、それによって必要な大きな適応係
数を出力させることが必要になる。
【００３９】これまでの実施例ではしきい値と比較する
ために制御偏差の振幅のそれぞれの実際値が用いられ
た。しかしオンオフ動作制御を行う場合には制御偏差の
振幅と等価な量として操作量の振幅、即ち平均値を中心
にした制御係数ＲＦの振動振幅を用いることもできる。
【００４０】適応の速度を上述したように増大させ、続
いて通常の低い値に戻す方法は、図３及び図４に基づい
て説明される方法の１つを用いて実施することができ
る。図３の方法では、ステップｓ３．１で、制御偏差の
振幅がしきい値以上になったかどうかが調べられる。な
っていない場合には何も行われない。それに対してなっ
ている場合にはステップｓ３．２において適応速度が増
大される。適応速度が増大されている間、ステップｓ
３．３で通常の低い適応速度に戻すべきであることを示
す所定の条件が満たされているかどうかが継続的に調べ
られる。その条件が満たされない場合には適応速度は大
きな値に、その他の場合にはステップｓ３．４で低い値
に戻される。
【００４１】ステップｓ３．３で調べられる戻りの条件
は、制御偏差の振幅が好ましくは第１のしきい値と一致
する第２のしきい値以下に減少したかどうかを調べるも
のである。しかし、この第２のしきい値は第１のものよ
りも小さなものとすることができる。この条件はまた適
応速度を増大させてから所定の時間が経過したかどうか
を調べるものとすることもできる。好ましくはこの時間
条件はしきい値条件の付加的な条件として用い、故障が
あった場合適応が高速で継続的に行われるのを防止する
ようにすることができる。
【００４２】好ましくは図３の流れ図に示した方法は、
点火を行なって後に初めてラムダ制御が動作される時の
み実施される。新たに始動した時にのみ大きな適応値が
必要となることが予想される。これは通常エンジンが回
転している時には給油が行われないためである。従って
通常のエンジンが回転している場合にはラムダ値の偏差
は非常に大きくなることはなく、給油後に新たに始動す
る時に大きな値となる。このような処置をとることによ
り、図３の流れを継続的に実施する（継続的に実施する
必要はない）ことを防止することが可能になる。
【００４３】図４の流れ図に示す方法は図３のものと同
様である。上述した方法では必要時に適応速度を増大さ
せるようにしたが、図４の方法では基本的にラムダ制御
が始めて動作する時に（ステップｓ４．１）適応速度が
増大される（ステップｓ４．２）。しかし適応速度は、
戻りの条件が満たされた時（ステップｓ４．３）即座に
再び低い値にされる（ステップｓ４．４）。戻りの条件
はステップｓ３．３で説明したものと全く同様である。
【００４４】図３及び図４の方法は、ラムダ制御が動作
しているときにのみ実行される。濃厚化制御を行なうラ
ムダ制御法では、ラムダセンサが動作可能状態となって
から行なわれる。それに対して、濃厚化制御を行なわな
い制御の場合は、ラムダ制御は暖機が終了後に始めて動
作され、内燃機関が全負荷で運転されない限り継続的に
動作する。高速の適応制御が必要になったとき、その高
速な処理を確実にするために、実施例では適応速度が増
大されている場合に全負荷が禁止される。これが図３と
図４でステップｓ３．２とｓ４．２で示されている。問
題のある領域としては、さらにセンサが動作可能状態に
なるまでの時間あるいは暖機モードが終了するまでの時
間（濃厚化制御を行なわない場合）領域がある。
【００４５】この時間領域を回避するために図５のフロ
ーチャートに示した方法が用いられる。この方法は、十
分な精度で構成されていれば図３あるいは図４の流れを
用いることなく使用することができる。
【００４６】図５のフローチャートに示した方法では、
ステップ５．１で点火が遮断されたかどうかが調べられ
る。遮断されている場合にはステップ５．２で前のタン
ク量VOL_TANK_ALTを検出する。点火が再び行なわれる
（ステップ５．３）、新しいタンク量VOL_TANK_NEUが検
出される（ステップ５．４）。ステップ５．５で両方の
タンク量が互いに相違するかどうかが調べられる。相違
しない場合には、何も行なわれない。一方相違する場合
には、可能性のある２つのタンク混合燃料値が、例えば
ガソリン中のメタノール濃度として計算される。ステッ
プ５．６で計算される可能性のある２つの濃度は、KONZ
1_TANK_NEUとKONZ2_TANK_NEUで示されている。どのよう
に計算が行なわれるかを第１の濃度を求める場合に対し
て説明する。
【００４７】VOL_ALTを給油前のタンク量、VOL_NEUを給
油後のタンク量、KONZ_TANK_ALTを給油前の混合燃料の
メタノール濃度、KONZ1_TSを給油所で販売されている第
１の混合燃料のメタノール濃度として、以下の式が成立
する。
【００４８】
【数１】
【００４９】上述した式は、KONZ1_TANK_NEUについて簡
単に解くことができる。また、上式においてKONZ1_TSを
給油所で販売されている第２の混合燃料のメタノール濃
度KONZ2_TSに置き換えることによりKONZ2_TANK_NEUを計
算することができる。基本的に２つの異なる混合燃料、
例えばＭ０（ガソリン）とＭ８５のみしか販売されてい
ない場合には、計算にはこれらの値を用いることができ
る。任意の混合燃料が給油される場合には、両極値に対
する濃度値を用いることができる。
【００５０】簡単のために、給油前のメタノール濃度が
約５０％であるとする。給油後その濃度は２５％あるい
は７５％となる。給油前ラムダ制御は平衡状態にあり、
適応係数は１．５の値をとっている。タンクのメタノー
ル濃度が新しくなっている場合、同じ運転状態で基本噴
射時間で給油前と同じラムダ値を得なければならないと
き、適応係数は１．２５／１．５あるいは１．７５／
１．５としなければならない（純粋なメタノールを用い
た場合は純粋なガソリンを用いた場合よりも２倍の噴射
時間が必要になるとする）。
【００５１】ステップ５．７では、時間的に前後して前
の適応係数ないし新しい２つの適応係数に基づいて計算
された噴射時間で運転が行なわれる。２つの決まった混
合燃料のみが給油される場合には、新しい２つの適応係
数だけを注目する。種々の期間でエンジン回転の良好さ
を検査する。どのくらいの期間を選ぶかは、エンジン回
転の良好さ検査の仕方に関係する。燃焼圧に基づいて決
める場合には、前後する３つのシリンダを上述した３つ
の異なる噴射時間で駆動すれば十分である。それぞれ所
定のクランク角（シリンダのそれぞれの行程当り）で燃
焼圧を測定し、最高圧を有するシリンダを最良のものと
する。適応係数をこのシリンダで噴射時間を計算した値
に設定する（ステップ５．８、５．９）。特に任意の混
合燃料が給油され、給油後タンクの濃度を正確に予測で
きないときのような場合には、適応係数を通常の緩慢な
適応方法により更に正確に調整することができる。更に
図３あるいは図４のフローチャートによる高速な方法が
設けられている場合には、ラムダ制御開始後図５のフロ
ーチャートに従った方法に続いてこの種の方法を行なう
ことができる。
【００５２】上記では、エンジン回転数の良好さが燃焼
圧を用いて判定できると仮定した。しかし、この判定に
は今日のエンジンにはない特殊なセンサが必要である。
エンジン回転数の良好さをこのようにして調べる場合に
は、種々の噴射時間が用いられる前後した短い期間は、
好ましくはより長い期間に選ばれる。例えば、所定のク
ランク角が回転する時間を測定することができる。この
測定を直接点火順に前後したシリンダに対して実施する
と、測定は不正確になってしまう。
【００５３】信頼性のあるのは、例えば、エンジンのシ
リンダ数には無関係にそれぞれ点火順に前後する３つの
シリンダに対して同じ噴射時間で駆動することである。
すなわち、まず３つのシリンダを前の適応係数に基づい
た噴射時間で、続いて３つのシリンダを新しい第１の適
応係数に基づいた噴射時間で、更に前後する３つのシリ
ンダを新しい第２の適応係数に基づいた噴射時間で駆動
する。噴射時間が同じになるそれぞれ連続する３つのセ
グメントにおいて最後の２つのセグメントのクランク角
に対する期間を測定する。測定された最小の期間がエン
ジンの回転が最良であった期間とみなされる。
【００５４】図５のフローチャートでは、タンク量は
「点火遮断」あるいは「点火行なう」に従って検出さ
れ、その測定結果は上述した時点で格納される。しか
し、測定と格納は、タンク給油部の逆止め弁の作動に関
係して行なうこともできる。
【００５５】すでに述べたように、適応係数の変化に対
してはとりわけ暖機モードは問題となる。図３及び図４
のフローチャートに示した方法を実施する場合濃厚化制
御を行なう制御法でないときには、暖機モードでは何も
行なわれない。図５の方法では、上述した前提のもとに
暖機モードでは、適応係数は予期しないタンク混合燃料
に合わせされることない。これに関して以下に図６のフ
ローチャートを用いて説明される処理方法が考えられ
る。しかし、この方法は上述した方法とともに用いられ
るだけでなく、重要なことであるが、単独でも用いるこ
とができる。これに関して以下に説明を行なう。
【００５６】図６の方法では、ステップｓ６．１で本方
法が用いられる内燃機関が暖機中かどうかが判断され
る。暖機中の場合には、センサが動作可能状態かが調べ
られる（ステップｓ６．２）。そうである場合には、更
にラムダセンサが薄い混合気を示しているかどうかが調
べられる（ステップｓ６．３）。示している場合には、
適応係数ＡＦは急速に増大される（ステップｓ６．
４）。この増大は、上述した条件が満たされている限
り、すなわち、暖機が継続し混合気が薄いことが示され
ている限り実施される。
【００５７】なお、ラムダセンサはセンサ加熱を行なっ
た後比較的高速に動作可能状態に達する（通常約２０か
ら３０秒）。センサ加熱が点火を行なった後行なわれる
場合には、センサが動作可能状態になるまでに１回ある
いは２回の始動の試みで充分である。この時点で上述し
た高速な適応係数の調節を行なうことができるので、次
の始動の試みが成功する確率は高くなる。というのは、
最早希薄ではなく始動したエンジンが再び停止してしま
うことのない混合気が得られるからである。更にラムダ
制御が行なわれるまで、適応制御が続けられるので、場
合によっては残余の偏差を除去するのに通常の緩慢な適
応で充分になる。
【００５８】この実施例から、図６のフローチャートに
よる方法は単独でも用いることができ、その場合良好な
結果が得られることが明らかになる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ラム
ダ制御器並びに適応積分器により制御偏差が減少され、
ラムダ値が目標値に制御されるので、最適な混合気が得
られるとともに、制御偏差の振幅が所定のしきい値より
大きくなると（請求項１）、あるいは内燃機関が点火さ
れた後初めてラムダ制御が開始された場合（請求項
２）、適応速度が高速になるので、給油などにより燃料
特性が変化するなど、運転環境が顕著に変化しても、こ
れを高速に補償して、良好で信頼性のあるラムダ制御を
行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する種々の機能を備えた内
燃機関の構成を示すブロック図である。
【図２】種々のラムダ値を中心に変動する制御係数の時
間特性を示した線図である。
【図３】制御偏差の振幅がしきい値を越えたとき適応速
度を増大させる方法を説明する流れ図である。
【図４】ラムダ制御が始めて作動されたとき適応速度を
増大させる方法を説明する流れ図である。
【図５】タンク量から種々の適応係数を計算しその内正
しいものを推定する方法を説明する流れ図である。
【図６】ラムダセンサが暖機中薄い混合気を示したとき
適応係数を高速に増大させる方法を説明する流れ図であ
る。
【符号の説明】
１０ 内燃機関 １３ 噴射弁 １５ タンク １６ ラムダセンサ ２１ ラムダ制御器 ２３ 適応積分器 ＲＦ 制御係数 ＡＦ 適応係数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング ベーケル ドイツ連邦共和国 6729 リュルツハイ ム ガルテンシュトラーセ 16アー (72)発明者 シュテファン ミラー ドイツ連邦共和国 7050 ヴァイプリン ゲン ビッテンフェルト フォーゲルザ ングシュトラーセ 21 (72)発明者 ギュンター プラップ ドイツ連邦共和国 7024 フィルダーシ ュタット １ ギムナジウムシュトラー セ 26 (56)参考文献 特開 昭63−5131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−76231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−143142（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関用の燃料と空気の混合気を適応
    調節する方法において、 ラムダセンサ（１６）の信号とラムダ目標値から制御偏
    差が形成され、該偏差がラムダ制御器（２１）に供給さ
    れて、その出力量（ＲＦ）が基本噴射時間と乗算的に結
    合され、更に適応積分器（２３）により出力量（ＡＦ）が形成さ
    れて、その出力量（ＡＦ）が同様に基本噴射時間と乗算
    的に結合され、 前記ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）がその平均値「１」
    ではなく、それとずれた値を中心に振動したとき前記適
    応積分器の出力量（ＡＦ）が形成され 、前記適応積分器の出力量（ＡＦ）は、ラムダ制御器の出
    力量（ＲＦ）が再びその平均値「１」を中心に振動する
    ように変化され 、ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）の振動中心が平均値
    「１」からずれるとき 、通常の適応速度、すなわち適応
    積分器の出力量（ＡＦ）が変化する速度が、約１５％の
    制御偏差を２、３分以内で適応させるように、設定され
    ており、更に 、制御偏差の振幅あるいはラムダ制御器の出力量の
    振幅がしきい値と比較されて、該振幅が所定のしきい値
    を越えたとき適応速度が増大され、 前記通常の適応速度で適応に２、３分要する制御偏差
    が、前記増大された適応速度では２、３秒で適応される
    ことを特徴とする燃料と空気の混合気を適応調節する方
    法。
  2. 【請求項２】 内燃機関用の燃料と空気の混合気を適応
    調節する方法において、 ラムダセンサ（１６）の信号とラムダ目標値から制御偏
    差が形成され、該偏差がラムダ制御器（２１）に供給さ
    れて、その出力量（ＲＦ）が基本噴射時間と乗算的に結
    合され、更に適応積分器（２３）により出力量（ＡＦ）が形成さ
    れて、その出力量（ＡＦ）が同様に基本噴射時間と乗算
    的に結合され 、前記ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）がその平均値「１」
    ではなく、それとずれた値を中心に振動したとき前記適
    応積分器の出力量（ＡＦ）が形成され 、前記適応積分器の出力量（ＡＦ）は、ラムダ制御器の出
    力量（ＲＦ）が再びその平均値「１」を中心に振動する
    ように変化され、 ラムダ制御器の出力量（ＲＦ）の振動中心が平均値
    「１」からずれるとき 、通常の適応速度、すなわち適応
    積分器の出力量（ＡＦ）が変化する速度が、約１５％の
    制御偏差を２、３分以内で適応させるように、設定され
    ており、 内燃機関の点火を行なった後ラムダ制御器によるラムダ
    制御が初めて動作したとき、適応速度が増大され、 前記通常の適応速度で適応に２、３分要する制御偏差
    が、前記増大された適応速度では２、３秒で適応される
    ことを特徴とする燃料と空気の混合気を適応調節する方
    法。
  3. 【請求項３】 適応速度を増大させてから所定の時間が
    経過したときは、適応速度を通常の適応速度に戻すこと
    を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 制御偏差の振幅が他の所定のしきい値を
    下回ったときは、適応速度を通常の適応速度に戻すこと
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記所定のしきい値と他の所定のしきい
    値が互いに一致することを特徴とする請求項４に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 前記通常の適応速度に戻されたときに初
    めて全負荷運転を許可することを特徴とする請求項３か
    ら５までのいずれか１項に記載の方法。
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