JPH076440B2 - 内燃機関の制御方法 - Google Patents

内燃機関の制御方法

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JPH076440B2 JP18066887A JP18066887A JPH076440B2 JP H076440 B2 JPH076440 B2 JP H076440B2 JP 18066887 A JP18066887 A JP 18066887A JP 18066887 A JP18066887 A JP 18066887A JP H076440 B2 JPH076440 B2 JP H076440B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関(以下、エンジンという。)の制御
方法に係り、特に吸入空気量センサ(以下、エアフロー
センサという。)や燃料インジエクタ(以下、インジエ
クタという。)の特性のずれを補償するに好適な制御方
法に関する。
〔従来の技術〕
一般に、燃料の噴射制御には空燃比フイードバツク方式
が用いられる。この制御方式はエアフローセンサにより
検出した吸入空気量とエンジンの回転数とから基本燃料
噴射量を求め、次いでこの基本燃料噴射量に排ガス中の
O2濃度をフイードバツク量として帰還するO2フードバツ
ク補正係数やその他の補正係数を掛け、これにバツテリ
電圧補正分を加えた値を通常燃料噴射量を算出し、この
算出された通常燃料噴射量をもつてインジエクタの開弁
時間を制御するものである。
すなわち、通常燃料噴射量に相当するパルス幅(以下、
通常噴射パルス幅という。)Tiは下式により求められ
る。
Ti=TP×K2×α×KL+TS ……(1) TP=K1×QA/N ……(2) ここで、TPは基本燃料噴射量に相当する基本噴射パルス
幅,K1は定数,QAは吸入空気量,Nはエンジン回転数,K2
エンジン冷却水温その他による補正係数,αは空燃比フ
イードバツク(O2フイードバツク)による補正係数,KL
は学習値,TSは、インジエクタの無効パルス幅(バツテ
リ電圧補正分)を表わす。学習制御は空燃比フイードバ
ツクによるαの最大値と最小値の中心値(すなわち、平
均値)からの偏差を学習して学習値KLを得る。これによ
り、常に良好な空燃比が得られる。
一方、エンジンの出力を最大限に引出すために点火時期
制御も同時に行われるのが普通である。点火時期制御は
基本噴射パルス幅TPとエンジン回転数Nにより制御用プ
ロセツサのメモリ内に格納された制御マツプから補間計
算により求められ、ピストン位置に適合する点火時期に
制御しようとするものである。
なお、空燃比の学習制御装置として関連するものに、例
えば特開昭58−172242号公報等が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来技術においては、エアフローセンサの特性
のずれ(後述する第4図参照)が点火時期制御に及ぼす
影響について考慮されていないため、エアフローセンサ
の特性がずれた場合に点火時期にずれが生じるという問
題があつた。すなわち、(2)式からわかるように基本
噴射パルス幅TPには何らの学習結果も反映されていない
ため、エアフローセンサの特性のずれに供なつて基本噴
射パルス幅TPの値も変動し、その結果、誤つた点火時期
をマツプの中から検索することになるからである。な
お、エアフローセンサの特性ずれの原因には、例えば、
製造時のバラツキや経年劣化等がある。
一方、経年変化による特性のずれはセンサ類に止まら
ず、アクチユエータ類にも生じることである。エンジン
の空燃比制御において特に問題となるのは、インジエク
タの噴射ノズル径が経年的に拡大するという点である。
インジエクタの特性変化は燃料噴射量に直接関係するの
で空燃比の変動に大きな影響が生じるからである。イン
ジエクタの特性変化は第3図により後述する。
本発明の目的は、エアフローセンサおよびインジエクタ
の特性のずれを補償し、エンジンの最大能力を引出しう
る制御方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、実際の空燃比の目標値からの偏差を、エア
フローセンサとインジエクタに関連する補正係数にそれ
ぞれ所定の割合にて配分して学習させ、点火時期に関連
する基本噴射量を補正し、かつ、インジエクタに関連す
る通常噴射量を補正することにより達成される。
すなわち、本発明は、内燃機関の吸入空気量(QA)およ
び回転数(N)に基づいて基本燃料噴射量(TP)を算出
し、前記回転数および基本燃料噴射量に基づいて点火時
期を制御するとともに、排ガス中の酸素濃度および前記
基本燃料噴射量に基づいて空燃比を目標値に適合させる
べく通常燃料噴射量(Ti)をフイードバツク学習制御
(α,KL)する内燃機関の制御方法において、実際の空
燃比の目標値からの偏差(αmean−1.0)を前記吸入空
気量検出手段および噴射装置の特性変化に応じた割合
(β)で前記基本燃料噴射量の学習値(KL1)ならびに
前記通常燃料噴射量の学習値(KL2)にそれぞれ配分し
て点火時期および通常燃料噴射量を制御することを特徴
とするものである。
〔実施例〕
次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。
第2図に、本発明を適用するエンジン制御システムの概
要を示す。エンジン1に吸入される空気量QAをエアフロ
ーセンサ2で検出し、制御回路3により、通常燃料噴射
量Tiを決定し、インジエクタ4が駆動される。燃焼した
ガスは、排気管に設けたO2センサ5にて空燃比が検出さ
れ、上記制御回路3はこの信号に応じて通常燃料噴射量
Tiをフイードバツク補正し、最適な空燃比を得る。この
時の通常噴射パルス幅Tiは、先に示した(1)式および
(2)式からなる下式により求める。
ここで、K1は定数,QAは吸入空気量,Nはエンジン回転数,
K2はエンジン冷却水温などによる補正係数,αは空燃比
補正係数(O2フイードバツク補正係数),TSはバツテリ
電圧補正分である。O2センサによる空燃比フイードバツ
クは、(1)式の空燃比補正係数αにより行なう。
ここで、空燃比補正係数αは、初期値1.0(つまり、目
標値と同じ)であり、O2センサ5の出力により第5図に
示す動きをする。実際に用いられる空燃比補正係数とし
ては、αの最大値αmaxと、最小値αminの平均値αmean
が用いられる。この空燃比補正係数の平均値αmeanをも
とに下式により2つの学習値KL1,KL2を求める。
δ=(αmean−1.0)×β ……(4) δ=(αmean−1.0)−δ ……(5) KL1=KL1(前回迄)+δ×γ ……(6) KL2=KL2(前回迄)+δ×γ ……(7) ここで(4)式は、空燃比補正係数平均値αmeanの1.0
からの偏差の配分割合β分を第1配分係数δとする。
第2配分係数δは、空燃比補正係数平均値αmeanの1.
0からの偏差から第1配分係数δを引いた残りとす
る。インジエクタに関する第1の学習値KL1は第1配分
係数δに所定の重みづけ係数γをかけて、前回迄の
第1学習値KL1に加算しておく。一方、エアフローセン
サに関する第2学習値KL2も第2配分係数δに所定の
重みづけ係数γをかけて、前回迄の第2学習値KL2
加算しておく。各学習値KL1,KL2は第7図のようなマツ
プに格納される。
次に、インジエクタ4とエアフローセンサ2の特性変化
の傾向について説明する。インジエクタ4の場合、第3
図に示すように、通常噴射パルス幅T1と噴射される燃料
の関係を示す勾配がaからbへと変化してゆく。一方、
エアフローセンサ2の場合は、第4図に示すように、吸
入空気量とセンサ2の出力電圧の関係が一定量シフトす
る傾向がある。このことから、吸入空気量の少ない低負
荷域では、エアフローセンサ2の特性変化の影響が大き
く、逆に負荷が増えるに従つて、エアフローセンサ2の
影響が小さくなつてゆく。この点に着目し、前出の配分
割合βをエンジン1の負荷に相当する基本パルス幅T
P((2)式)に応じて第6図の如く変化させることに
より、前記αmeanの1.0からの偏差を、エアフローメー
タとインジエクタの各々の特性の変化を補正することが
できる。
この第1の学習値KL1と第2の学習値KL2を用いて、通常
噴射パルス幅Tiは次式のように求まる。
Ti=Tp1×K2×α×KL1+TS ……(8) TP1=K1×QA/N×KL2 ……(9) 上記(9)式からわかるように、新しい基本噴射パルス
幅TP1は第2の学習値KL2を含んでおり、したがつてエア
フローセンサ2の特性変化(第4図)に応じて順次適正
値に修正されることになるため、点火時期マツプを正し
く検索することができる。
また、(8)式からわかるように、通常噴射パルス幅Ti
は上記した正しい値の基本噴射パルス幅TP1をベースに
し、これにインジエクタ4の特性変化(第3図)に応じ
た第1の学習値KL1を含んでいるため、インジエクタ4
の現在の状況に応じた正確な値で求めることができる。
なお、吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサに
は、吸気管内圧力とエンジン回転数とから検出する方
式、スロツトル開度とエンジン回転数とから検出する方
式等の種々のものがあるが、本発明はこれらのいずれの
方式においても適用可能であり、同等の効果を得ること
ができる。
次に,以上の制御フローを整理して第1図に示し、各ス
テツプ順に説明する。第1図のフローを大別すると、ス
テツプ101〜103は前処理フロー、ステツプ104〜109は本
発明に係る学習処理フロー、ステツプ110は新たな基本
噴射パルス幅TP1の計算フロー、ステツプ111は新たな通
常噴射パルス幅Tiの計算フロー,ステツプ112は点火時
期マツプの検索フローとして考えることができる。
まず、エアフローセンサ2およびエンジン回転数センサ
(図示せず)からの出力信号により吸入空気量QAが計算
され、エンジン回転数Nが求められる〔ステツプ10
1〕。
次に、この吸入空気量QA、エンジン回転数Nおよび定数
K1により、前述の(2)式で基本噴射パルス幅TPが計算
される〔ステツプ102〕。
次に、O2センサ5の出力信号が取込まれ〔ステツプ10
3〕、ステツプ104においてO2フイードバツク制御中か否
かが判断される〔ステツプ104〕。その結果、フイード
バツク中でない場合(NO)には学習する必要がないので
ステツプ110にジヤンプし、そのまま通常噴射制御およ
び点火時期制御が行われる〔ステツプ110〜112〕。一
方、フイードバツク中である場合(YES)には、フイー
ドバツク量を制御量に反映させて学習する必要があるの
で、次のステツプ105に進む。ステツプ105では、O2セン
サ5の出力信号が反転(第5図参照)したか否かが判断
される。この判断は次のステツプ106の計算の前提とな
る。判断の結果、反転してない場合(NO)は学習できな
いのでステツプ110にジヤンプし、それ以降の通常噴射
制御および点火時期制御が行われる〔ステツプ110〜11
2〕。一方、反転が確認される(YES)と、次のステツプ
106に進む。
ステツプ106では、O2フイードバツク量の最大値αmaxと
最小値αminの平均値αmeanを算出する。
ステツプ107では、先にステツプ102で求めた基本噴射パ
ルス幅TPに応じてエアフローセンサ2の特性変化を考慮
し学習値の配分割合βを第6図の関係から求める。な
お、TPはエンジン1の負荷に相当する値である。
ステツプ108では、先に求められた配分割合βを加味し
て(4)式により第1配分係数δを求め、つづいてこ
の第1配分係数δを加味して(5)式により第2配分
係数δが計算される。この計算により実際の空燃比の
目標値からの偏差(すなわち、αmean−1.0)を吸入空
気量QAおよびインジエクタの状態に応じた割合で配分す
ることが行われる。
ステツプ108では、求めた第1,第2の各配分係数δ1
、各重み付け係数γ1、を前回までの第1学習値
KL1,第2学習値KL2に反映させ((6),(7)式参
照)、新たな各学習値を作成する。
ステツプ110では、エアフローセンサ2に関する第2の
学習値KL2を基本噴射パルス幅に反映させて新たな基本
噴射パルス幅TP1を作成する。
ステツプ111では上記新たな基本噴射パルス幅TP1をベー
スにし、さらにインジエクタ4に関する第1の学習値K
L1を反映させて新たな通常噴射パルス幅Tiを作成する。
以後は次の学習時まで、この通常噴射パルス幅Tiにてイ
ンジエクタ4が制御される。
ステツプ112では新たな基本噴射パルス幅TP1とエンジン
回転数Nにより点火時期マツプを検索し、検索された正
しい点火時期に制御される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、インジエクタと空気量検出手段の各々
の特性変化を区別して学習することができるので、空燃
比と点火時期の両方を正しく制御できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る実施例を示すフローチヤート、第
2図はエンジン制御装置の概要を示すブロツク図、第3
図はインジエクタの特性を示す説明図、第4図はエアフ
ローセンサの特性を示す説明図、第5図は空燃比フイー
ドバツク量を示す説明図、第6図は基本噴射パルスに応
じた配分割合を示す説明図、第7図は第1および第2の
学習値のマツプ例を示す説明図である。 1……エンジン、2……エアフローセンサ、3……制御
回路、4……インジエクタ、5……O2センサ、104〜109
……学習ステツプ、110……基本噴射パルス幅算出ステ
ツプ、111……通常噴射パルス幅算出ステツプ、112……
点火マツプ検索ステツプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の吸入空気量および回転数に基づ
    いて基本燃料噴射量を算出し、前記回転数および基本燃
    料噴射量に基づいて点火時期を制御するとともに、排ガ
    ス中の酸素濃度および前記基本燃料噴射量に基づいて空
    燃比を目標値に適合させるべく通常燃料噴射量をフイー
    ドバツク学習制御する内燃機関の制御方法において、 実際の空燃比の目標値からの偏差を前記吸入空気量検出
    手段および噴射装置の特性変化に応じた割合で前記基本
    燃料噴射量の学習値ならびに前記通常燃料噴射量の学習
    値にそれぞれ配分して点火時期および通常燃料噴射量を
    制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
JP18066887A 1987-07-09 1987-07-20 内燃機関の制御方法 Expired - Fee Related JPH076440B2 (ja)

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