JPH0792011B2 - 内燃機関の燃料噴射量学習制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量学習制御装置

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JPH0792011B2
JPH0792011B2 JP1627588A JP1627588A JPH0792011B2 JP H0792011 B2 JPH0792011 B2 JP H0792011B2 JP 1627588 A JP1627588 A JP 1627588A JP 1627588 A JP1627588 A JP 1627588A JP H0792011 B2 JPH0792011 B2 JP H0792011B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射量学習制御装置に係り、特
に加速増量及び減速増量を補正して加減速時の燃料噴射
量を学習制御する内燃機関の燃料噴射量学習制御装置に
関する。
〔従来の技術〕
従来より、機関負荷(吸入空気量または吸気管圧力)と
機関回転速度とに応じて定まる基本燃料噴射時間TPと排
ガス中の残留酸素濃度を検出して理論空燃比を境に反転
した信号を出力するO2センサ出力から得られる空燃比フ
イードバツク補正係数FAFとを用いて、空燃比が理論空
燃比になるように燃料噴射量をフイードバツク制御する
燃料噴射量制御装置が知られている。かかる燃料噴射量
制御装置では、加速中か減速中かを判定し、加速中と判
定されたときには燃料噴射量を増量し、減速中と判定さ
れたときには燃料噴射量を減量することが行なわれてい
る。
しかしながら、車両の走行距離が長くなると経時変化に
よって吸気弁や吸気ポートにデポジツトが付着し、この
デポジツトの影響によって加速中には空燃比がリーン傾
向を示し、減速中には空燃比がリツチ傾向を示すことに
なる。すなわち、加速中ではスロツトル開度が大きくな
ることから吸気管圧力が高く燃料の蒸発量が少ないか
ら、噴射された燃料がデポジツトに吸収され、この結果
燃焼室内に供給される燃料が不足して空燃比リーン傾向
を示す。一方、減速中ではスロツトル開度が小さいこと
から吸気管圧力が低いためデポジツトに吸収されていた
燃料が蒸発し、この蒸発した燃料が燃焼室内に供給され
るため燃焼室内に供給される燃料が多くなって空燃比リ
ツチ傾向を示す。第2図には加速時における初期状態の
内燃機関(新品内燃機関)とデポジツトが付着した内燃
機関との空燃比フイードバツク補正係数と空燃比との相
異が示されている。図から理解されるように、初期状態
の内燃機関ではデポジツトが付着していないため空燃比
フイードバツク補正係数は破線で示すように一定の周期
で変化し、空燃比も略理論空燃比近傍の値に制御されて
いる。一方、デポジツトが付着した内燃機関では、加速
時に空燃比がリーンになりこの結果空燃比フイードバツ
ク補正係数が実線で示すように大きく変化している。ま
た、第3図には、360゜CA毎の吸気管圧力の偏差ΔPMと
空燃比の変化頻度との関係が示されている。図において
実線NEWは初期状態の内燃機関における空燃比の変化頻
度を示し、破線OLDはデポジツトが付着した内燃機関の
空燃比の変化頻度を示している。図から理解されるよう
に、デポジツトが付着した内燃機関では、加速時(ΔPM
が正のとき)において空燃比がリーンになる頻度が高く
なっており、また減速時(ΔPMが負のとき)では空燃比
がリツチになる頻度が高くなっている。
このため従来では、特開昭59−203829号公報に示される
ように、加速時でかつ空燃比A/Fが目標空燃比よりリツ
チのとき加速増量係数KACCを小さくさせると共に空燃比
A/Fが目標空燃比よりリーンのとき加速増量係数KACC
大きくし、また減速時で空燃比A/Fが目標空燃比よりリ
ツチのときには減速減量係数KDCLを大きくすると共に空
燃比A/Fが目標空燃比よりリーンのときに減速減量係数K
DCLを小さくして学習制御することが行なわれている。
なお本発明に関連する技術としては、特開昭59−203829
号公報、特開昭60−204937号公報記載の技術がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の学習制御では、加減速時で空燃比
が目標空燃比と等しくなくなったときに直ちに加速増量
係数および減速減量係数を学習するようにしていること
から、燃料噴射量の増減等による瞬時の空燃比変化によ
って学習されることがあるため誤学習が発生し、排気エ
ミツシヨン及びドライバビリテイが悪化する、という問
題がある。すなわち、従来の学習制御では、空燃比の偏
倚を考慮することなく学習を行なっているため、経時変
化による空燃比の偏倚に応じた学習ができない、という
問題がある。
本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、加減
速時等の過渡時における空燃比の偏倚傾向を判断して経
時変化による空燃比の偏倚を補正することができる内燃
機関の燃料噴射量学習制御装置を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は過渡状態を判定する
過渡状態判定手段と、過渡状態では過渡時の補正係数に
応じて定まる量の燃料を増減して噴射する燃料噴射手段
と、排ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素濃度センサ
と、前記酸素濃度センサ出力が目標空燃比よりリツチ状
態を示しているときの時間と前記酸素濃度センサ出力が
目標空燃比よりリーン状態を示しているときの時間との
偏差を演算する偏差演算手段と、過渡状態で前記偏差が
所定範囲外の値になったときの前記偏差が前記所定範囲
内の値になるように前記過渡時の補正係数を補正する補
正手段と、を含んで構成したものである。
〔作用〕
本発明によれば、過渡状態判定手段によって運転状態が
過渡状態か否かが判定される。燃料噴射手段は、過渡状
態と判定されたときに過渡時の補正係数に応じて定まる
量の燃料を増減して噴射する。また、偏差演算手段は、
排ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素濃度センサ出力
が目標空燃比よりリツチ状態を示しているときの時間と
酸素濃度センサ出力が目標空燃比よりリーン状態を示し
ているときの時間との偏差を演算する。ここで、酸素濃
度センサ出力が目標空燃比よりリツチ状態を示している
ときの時間が酸素濃度センサ出力が目標空燃比よりリー
ン状態を示しているときの時間より長い場合には、空燃
比リツチ状態が空燃比リーン状態より長く継続したこと
により、空燃比がリツチ側に偏倚していることになる。
すなわち空燃比がリツチ傾向を示していることになる。
このため上記偏差からある期間内における空燃比がリツ
チ傾向を示しているかリーン傾向を示しているかを判定
することができる。そして、補正手段は、過渡状態で前
記偏差が所定範囲外の値になったとき、すなわち空燃比
がリツチ傾向及びリーン傾向を示すようになったとき
に、偏差が所定範囲内の値になるように過渡時の補正係
数を補正する。このように空燃比がリツチ傾向及びリー
ン傾向を示したときに偏差が所定範囲内の値になるよう
に過渡時の補正係数を補正することにより空燃比のリツ
チ傾向及びリーン傾向が補正され、空燃比を目標空燃比
近傍で制御するように燃料噴射量を制御することができ
る。このように、過渡時の補正係数を補正して燃料噴射
量を学習制御することによって、デポジツト付着等によ
る空燃比の経時変化が補正される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、酸素濃度センサ出
力が空燃比リツチ状態を示しているときの時間と空燃比
リーン状態を示しているときの時間との偏差から空燃比
がリツチ側に偏倚しているかまたは空燃比がリーン側に
偏倚しているかを判定し、過渡時の補正係数を学習して
いるため、誤学習することなく経時変化による空燃比の
偏倚を補正して排気エミツシヨン及びドライバビリテイ
が悪化するのを防止することができる、という効果が得
られる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、以下では本発明に支障のない数値を用いて説明す
るが、本発明はこれらの数値に限定されるものではな
い。第4図は本発明の実施例の燃料噴射量学習制御装置
を備えた4気筒4サイクル火花点火機関(エンジン)の
概略を示すものである。
このエンジンは、制御回路としてのマイクロコンピユー
タ44によって制御されるものであり、エアクリーナ2の
下流側には、スロツトル弁8が配置され、スロツトル弁
8の下流側にサージタンク12が設けられている。エアク
リーナ2の近傍には、吸気温を検出する吸気温センサ4
が取付けられ、スロツトル弁8には、スロツトル弁が全
閉状態でオンするアイドルスイツチ10が取付けられてい
る。また、サージタンク12には、ダイヤフラム式または
半導体式の圧力センサ6が取付けられている。この圧力
センサ6からの出力信号は、吸気管圧力の脈動成分を取
除くための時定数が小さく(例えば、3〜5msec)かつ
応答性の良いCRフイルタ等で構成されたフイルタ7(第
5図参照)によって処理される。また、スロツトル弁8
を迂回しかつスロツトル弁上流側とスロツトル弁下流側
とを連通するようにバイパス路14が設けられている。こ
のバイパス路14にはソレノイドによって開度が調節され
るISC(アイドルスピードコントロール)バルブ16が取
付けられており、ソレノイドに流れる電流をデユーテイ
比制御してバイパス路14に流れる空気量を制御すること
によりアイドリング時の回転速度が目標値に制御され
る。サージタンク12は、インテークマニホールド18及び
吸気ポート22を介してエンジン20の燃焼室に連通されて
いる。そして、このインテークマニホールド18内に突出
するよう各気筒毎に燃料噴射弁24が取付けられている。
エンジン20の燃焼室は、排気ポート26及びエキゾースト
マニホールド28を介して三元触媒を充填した触媒装置27
に連通されている。このエキゾーストマニホールド28に
は、排ガス中の酸素濃度を検出し理論空燃比を境に反転
した信号を出力するO2センサ30が取付けられている。エ
ンジンブロツク32には、このエンジンブロツク32を貫通
してウオータジヤケツト内に突出するよう冷却水温セン
サ34が取付けられている。この冷却水温センサ34は、エ
ンジン冷却水温を検出して水温信号を出力し、水温信号
で機関温度を代表する。なお、機関オイル温を検出して
機関温度を代表させても良い。
エンジン20のシリンダヘツドを貫通して燃焼室内に突出
するように各気筒毎に点火プラグ38が取付けられてい
る。この点火プラグ38は、デイストリビユータ40及び点
火コイルを備えたイグナイタ42を介して、マイクロコン
ピユータ44に接続されている。このデイストリビユータ
40内には、デイストリビユータシヤフトに固定されたシ
グナルロータとデイストリビユータハウジングに固定さ
れたピツクアツプとで構成された回転角センサ48が取付
けられている。回転角センサ48は例えば30゜CA毎にエン
ジン回転速度信号を出力する。
マイクロコンピユータ44は第5図に示すようにマイクロ
プロセツシングユニツト(MPU)60、リード・オンリ・
メモリ(ROM)62、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)
64、バツクアツプラム(BU−RAM)66、入出力ポート6
8、入力ポート70、出力ポート72、74、76及びこれらを
接続するデータバスやコントロールバス等のバス75を含
んで構成されている。BU−RAM66には、以下で説明する
過渡時の補正係数としての加速増量係数および減速減量
係数を記憶する。入出力ポート68には、A/D変換器78と
マルチプレクサ80とが順に接続されている。マルチプレ
クサ80には、抵抗RとコンデンサCとで構成されたフイ
ルタ7及びバツフア82を介して圧力センサ6が接続され
ると共にバツフア84を介して冷却水温センサ34が接続さ
れ、バツフア85を介して吸気温センサ4が接続されてい
る。MPU60は、マルチプレクサ80及びA/D変換器78を制御
して、フイルタ7を介して入力される圧力センサ6出
力、冷却水温センサ34出力及び吸気温センサ4出力を順
次デジタル信号に変換してRAM64に記憶させる。従っ
て、マルチプレクサ80、A/D変換器78及びMPU60等は、圧
力センサ出力等を所定時間毎にサンプリングするサンプ
リング手段として作用する。入力ポート70には、コンパ
レータ88及びバツフア86を介してO2センサ30が接続され
ると共に波形整形回路90を介して回転角センサ48が接続
されている。また、入力ポート70には、図示しないバツ
フアを介してアイドルスイツチ10が接続されている。出
力ポート72は駆動回路92を介してイグナイタ42に接続さ
れ、出力ポート74はダウンカウンタを備えた駆動回路94
を介して燃料噴射弁24に接続され、そして出力ポート76
は駆動回路96を介してISCバルブ16のソレノイドに接続
されている。なお、98はクロツク、99はカウンタであ
る。上記ROM62には、以下で説明する制御ルーチンのプ
ログラム等が予め記憶されている。
次に、上記エンジンに本発明を適用した第1実施例の制
御ルーチンについて説明する。
第7図は、空燃比をフイードバツク制御するための空燃
比フイードバツク補正係数FAFを演算するルーチンを示
すもので、ステツプ180において空燃比フイードバツク
条件が成立しているか否かを判断する。空燃比フイード
バツク条件が成立しているか否かは、運転状態に応じて
判断され、例えば、エンジン始動状態ではなく、エンジ
ン冷却水温が所定値(例えば、40℃)以上であり、燃料
カツト中でなく、燃料増量中でなく、空燃比リーン制御
中でないときに空燃比フイードバツク条件が成立したと
判断される。ステツプ180において上記条件の何れか1
つが不成立と判断されたとき、すなわちフイードバツク
条件不成立と判断されたときには、ステツプ182におい
て空燃比フイードバツク補正係数FAFを1.0にセツトした
後空燃比フイードバツク補正係数FAFをRAMの所定エリア
に記憶する。
一方、ステツプ180において上記条件の全てが成立して
空燃比フイードバツク条件が成立したと判断されたとき
には、ステツプ183でO2センサ出力を取込んだ後ステツ
プ184においてO2センサ出力が空燃比リツチを示してい
るか否かを判断する。O2センサ出力が空燃比リツチを示
していると判断されたときには、ステツプ186において
フラグCAFLをリセツトした後ステツプ188においてフラ
グCAFRがリセツトされているか否かを判断する。フラグ
CAFRがリセツトされているときは、O2センサ出力が空燃
比リーンからリツチに反転した時点であるためステツプ
190において空燃比フイードバツク補正係数FAFから比例
定数RSを減算した後ステツプ191においてフラグCAFRを
セツトする。ステツプ188においてフラグCAFRがセツト
されていると判断されたとき、すなわちO2センサ出力が
空燃比リーンからリツチに反転した後はステツプ189に
おいて空燃比フイードバツク補正係数FAFから積分定数K
iを減算する。
ステツプ184においてO2センサ出力が空燃比リーンを示
していると判断されたときには、ステツプ192において
フラグCAFRをリセツトした後ステツプ194においてフラ
グCAFLがリセツトされているか否かを判断する。フラグ
CAFRがリセツトされているときは、O2センサ出力が空燃
比リツチからリーンに反転した時点であるのでステツプ
196において空燃比フイードバツク補正係数FAFに比例定
数RSを加算した後ステツプ197でフラグCAFLをセツトす
る。一方、ステツプ194でフラグCAFLがセツトされてい
ると判断されたとき、すなわちO2センサ出力が空燃比リ
ツチからリーンに反転した後はステツプ195において空
燃比フイードバツク補正係数FAFに積分定数Kiを加算す
る。
第1図は360゜CA毎に実行されるルーチンを示すもの
で、ステツプ100において現在の吸気管圧力PMNEWから36
0゜CA前の吸気管圧力PMOLDを減算して吸気管圧力の偏差
DLPMを算出する。次のステツプ102では吸気管圧力の偏
差DLPMが正の所定値(例えば2mmHg)を越えているか否
かを判断することにより加速中か否かを判断する。吸気
管圧力の偏差DLPMが正の所定値を越えて加速中と判断さ
れたときには、ステツプ104においてO2センサ出力OXと
基準レベル(例えば、0.45V)とを比較することによりO
2センサ出力OXが理論空燃比よりリツチ状態を示してい
るか否かを判断する。O2センサ出力OXが空燃比リツチ状
態を示していると判断されたときには、ステツプ106に
おいてカウント値CACをインクリメントし、O2センサ出
力OXが基準レベル以下となって空燃比リーン状態を示し
ていると判断されたときにはステツプ108においてカウ
ント値CACをデイクリメントする。
次のステツプ110とステツプ114では、カウント値CACが
第1の所定範囲(50〜−50)外の値になったか否かを判
断することにより空燃比が理論空燃比よりリツチ傾向を
示しているか、リーン傾向を示しているかを判断する。
すなわち、ステツプ110においてカウント値CACが第1の
所定範囲の上限値(50)を越えていると判断されたと
き、すなわち空燃比がリツチ傾向を示していると判断さ
れたときにはステツプ112においてBU−RAMに記憶されて
いる加速増量係数KACを所定値(例えば、0.1)小さくし
た後ステツプ118においてカウント値CACを0にする。な
お、加速増量係数KACの初期値は1.0に定められてBU−RA
Mに記憶されている。また、ステツプ114においてカウン
ト値CACが第1の所定範囲の下限値(−50)未満か否か
を判断し、カウント値CACが第1の所定範囲の下限値未
満と判断されたときには、空燃比が理論空燃比よりリー
ン側に偏倚して空燃比がリーン傾向を示していると判断
して、ステツプ116においてBU−RAMに記憶されている加
速増量係数KACを所定値(例えば、0.1)大きくした後ス
テツプ118においてカウント値CACを0にする。なお、カ
ウント値CACが第1の所定範囲内の値になっているとき
は加速増量係数KACを補正することなく第8図のルーチ
ンへ進む。
ステツプ102において吸気管圧力の偏差DLPMが正の所定
値以下と判断されたときには、ステツプ120において吸
気管圧力の偏差DLPMが負の所定値(例えば、−2mmHg)
未満か否かを判断することにより減速中か否かを判断す
る。吸気管圧力の偏差DLPMが負の所定値以上と判断され
たときには定常運転状態と判断して第8図のルーチンへ
進み、吸気管圧力の偏差DLPMが負の所定値未満と判断さ
れたときには減速状態と判断してステツプ122に進む。
ステツプ122では、O2センサ出力OXと上記で説明した判
定レベルとを比較してO2センサ出力が理論空燃比よりリ
ツチ状態を示しているか、リーン状態を示しているかを
判断する。O2センサ出力が空燃比リツチ状態を示してい
ると判断されたときにはステツプ124においてカウント
値CDCをインクリメントし、O2センサ出力OXが空燃比リ
ーン状態を示していると判断されたときにはステツプ12
6においてカウント値CDCをデイクリメントする。
次のステツプ128及びステツプ132では、カウント値CDC
が第2の所定範囲(例えば、50〜−50)外の値になった
か否かを判断することにより空燃比が理論空燃比よりリ
ツチ側に偏倚して空燃比リツチ傾向を示しているかまた
は空燃比が理論空燃比よりリーン側に偏倚して空燃比が
リーン傾向を示しているかを判断する。すなわち、ステ
ツプ128ではカウント値CACが第2の所定範囲の上限値
(50)を越えているか否かを判断することにより空燃比
がリツチ傾向を示しているか否かを判断し、空燃比がリ
ツチ傾向を示していると判断されたときにはステツプ13
0においてBU−RAMに記憶されている減速減量係数KDCを
所定値(例えば、0.1)大きくした後ステツプ136におい
てカウント値CDCを0にする。この減速減量係数KDCの初
期値は1.0に定められてBU−RAMに記憶されている。ま
た、ステツプ132ではカウント値CDCが第2の所定範囲の
下限値(−50)未満か否かを判断することにより空燃比
がリーン傾向を示しているか否かを判断し、空燃比がリ
ーン傾向を示していると判断されたときにはステツプ13
4においてBU−RAMに記憶されている減速減量係数KDCを
所定値(例えば、0.1)小さくした後ステツプ136におい
てカウント値CDCを0にする。一方、ステツプ128及びス
テツプ132においてカウント値CDCが第2の所定範囲内の
値になっていると判断されたときには減速減量係数KDC
を補正することなく第8図のルーチンへ進む。
上記のように制御したときのO2センサ出力の変化、カウ
ント値CAC、CDCの変化、加速増量係数KACの変化及び減
速減量係数KDCの変化を車速及び吸気管圧力PMの変化と
共に第6図に示す。
第8図は燃料噴射時間TAUを演算するルーチンを示すも
ので、ステツプ200においてエンジン回転速度NE、吸気
管圧力PM及びエンジン冷却水温THWを取込み、ステツプ2
02においてエンジン回転速度NEと吸気管圧力PMとに基づ
いて基本燃料噴射時間TPを演算する。次のステツプ204
では、第9図及び第10図に示すマツプからエンジン回転
速度NEに応じた増減量時間f1とエンジン冷却水温THWに
応じた増減量時間f2とを演算し、ステツプ206において
増減量時間f1、f2を加算することにより以下の(1)式
に示すようにエンジン回転速度NEとエンジン冷却水温TH
Wとに応じた増減量時間f(NE、THW)を演算する。
f(NE、THW)=f1+f2 …(1) 次のステツプ208では第1図のステツプ100で演算された
吸気管圧力の偏差DLPMと増減量時間f(NE、THW)とを
用いて以下の(2)式に従って過渡時基本燃料噴射時間
TPAEWを演算する。
TPAEW=DLPM・f(NE、THW) …(2) ここで、加速時にはDLPM>0になるため過渡時基本燃料
噴射時間TPAEWは正になり、減速時にはDLPM<0になる
ため過渡時基本燃料噴射時間TPAEWは負になる。
ステツプ210では、吸気管圧力の偏差DLPMが正の所定値
(例えば、2mmHg)を越えているか否かを判断すること
により加速中か否かを判断し、加速中と判断されたとき
にはステツプ214においてBU−RAMに記憶されている加速
増量係数KACを読出してKとした後ステツプ220へ進む。
一方、吸気管圧力の偏差DLPMが正の所定値以下と判断さ
れたときには、ステツプ212において吸気管圧力の偏差D
LPMが負の所定値(例えば、−2mmHg)未満か否かを判断
することにより減速中か否かを判断し、減速中と判断さ
れたときにはステツプ216においてBU−RAMに記憶されて
いる減速減量係数KDCを読出してKとした後ステツプ220
へ進む。一方、ステツプ212において吸気管圧力の偏差D
LPMが負の所定値以上と判断されたとき、すなわち吸気
管圧力の偏差DLPMが正の所定値と負の所定値との間の値
を取るときは定常運転状態中と判断してステツプ218に
おいてKの値を0とした後ステツプ220へ進む。
ステツプ220では、基本燃料噴射時間TP、上記のように
値が設定されたK、過渡時基本燃料噴射時間TPAEW、第
7図のルーチンで演算された空燃比フイードバツク補正
係数FAF及び吸気温やエンジン冷却水温等で定まる補正
係数Fとを用いて以下の式の従って燃料噴射時間TAUを
演算する。
TAU=(TP+K・TPAEW)・FAF・F …(3) そして、図示しないルーチンにおいて燃料噴射タイミン
グか否かを判断し、燃料噴射タイミングと判断されたと
きに燃料噴射時間TAUに相当する時間を駆動回路94のダ
ウンカウンタにセツトし、ダウンカウンタの値が0にな
るまで燃料噴射弁を開弁することによりクランク角と同
期した同期燃料噴射を実行する。ここで、定常運転中で
はKの値が0にされているため基本燃料噴射時間TP、空
燃比フイードバツク補正係数FAF及び補正係数Fに応じ
て燃料噴射量が制御され、加速中では過渡時基本燃料噴
射時間TPAEWが正の値を取るためK・TPAEWの量の燃料が
基本燃料噴射時間TPに対して増量され、減速中では過渡
時基本燃料噴射時間TPAEWが負の値を取るためKDC・TPAE
Wの量の燃料が基本燃料噴射量に対して減量される。
上記のように制御したときの過渡時基本燃料噴射時間TP
AEW、加速増量値KAC・TPAEW、減速減量値KDC・TPAEW、
基本燃料噴射時間TP、燃料噴射時間TAU、学習後の燃料
噴射時間を第11図(2)、(3)に示す。なお、第11図
(1)は吸気管圧力の変化を示すものである。
次に本発明の第2の実施例について第12図を参照して説
明する。この実施例は、過渡時基本燃料噴射時間TPAEWi
に基づいて加速状態及び減速状態を判定するようにした
ものである。このため第12図において第1図と対応する
部分には同一符号を付して説明を省略する。
ステツプ230では、過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが正
の所定値(例えば、100μsec)を越えているか否かを判
断する。過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが正の所定値を
越えていると判断されたときには加速時と判断してステ
ツプ104へ進み、過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが正の
所定値以下と判断されたときにはステツプ236において
過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが負の所定値(例えば、
100μsec)未満か否かを判断することにより減速中か否
かを判断する。過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが負の所
定値未満と判断されたときには減速中と判断してステツ
プ122に進み過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが負の所定
値以上と判断されたときには定常運転状態と判断して第
14図のルーチンへ進む。ステツプ232及びステツプ234
は、第1図のステツプ110及びステツプ114と同様のこと
を処理するためのものであり、ステツプ232においてカ
ウント値CACの絶対値が所定値(例えば、50)以上か否
かを判断することにより空燃比が理論空燃比から偏倚し
ているか否かを判断し、空燃比が理論空燃比から偏倚し
ていると判断されたときにはステツプ234においてカウ
ント値CACが正の否かを判断することにより空燃比が理
論空燃比よりリツチ側に偏倚しているかリーン側に偏倚
しているかを判断する。そして、空燃比がリーン側に偏
倚していると判断されたときはステツプ116で加速増量
係数KACを補正し、空燃比がリツチ側に偏倚していると
判断されたときにはステツプ112で加速増量係数KACを補
正する。また、ステツプ238及びステツプ204についても
第1図のステツプ128及びステツプ130と同様であるので
説明は省略する。
なお、上記のように制御したときのカウント値CAC、加
速増量係数KAC、過渡時基本燃料噴射時間TPAEW、O2セン
サ出力OXの変化を吸気管圧力PM及び車速の変化と共に第
13図に示す。
第14図は本実施例の燃料噴射時間TAU演算ルーチンを示
すもので、ステツプ250においてエンジン回転速度NE及
び吸気管圧力PMを取込み、ステツプ252において現在時
点での基本燃料噴射時間TPNEWを演算する。次のステツ
プ254では、現在の基本燃料噴射時間TPNEWから360゜CA
前の基本燃料噴射時間TPOLDを減算することにより基本
燃料噴射時間の偏差ΔTPを演算する。そして、ステツプ
256において偏差ΔTPと前回の過渡時基本燃料噴射時間T
PAEWi-1を減衰係数C(0<C<1)で減衰させた値と
を用いて以下の式に従って過渡時基本燃料噴射時間TPAE
Wiを演算する。
TPAEWi←ΔTP+TPAEWi-1・C …(4) ステツプ258では過渡時基本燃料噴射時間TPAEWiが正の
所定値(例えば、100μsec)を越えているか否かを判断
することにより加速中か否かを判断し、加速中のときに
はステツプ260において加速増量係数KACの値をKとした
後ステツプ268へ進む。ステツプ262では過渡時基本燃料
噴射時間TPAEWiが負の所定値(例えば、−100μsec)未
満か否かを判断することにより減速中か否かを判断し、
減速中と判断されたときにはステツプ264において減速
減量係数KDCの値をKにセツトする。一方、ステツプ262
において定常運転中と判断されたときにはステツプ266
においてKの値に0をセツトする。ステツプ268では以
下の式に従って基本燃料噴射時間を演算する。
TAU←(TPNEW+K・TPAEWi)・FAF・F …(5) そして、図示しない燃料噴射量制御ルーチンにおいて噴
射タイミングか否かを判断し、噴射タイミングと判断さ
れたときに燃料噴射時間TAUに相当する時間燃料噴射弁
を開弁することにより燃料噴射を実行する。
上記のように燃料噴射量を制御したときの過渡時基本燃
料噴射時間TPAEWの変化、基本燃料噴射時間TPの変化、
燃料噴射時間TAUの変化を第15図に吸気管圧力の変化と
共に示す。
次に本実施例の第3実施例について説明する。本実施例
は、以下の式に従って燃料噴射量を制御する燃料噴射量
制御装置に本発明を適用したときの誤学習を防止するよ
うにしたものである。
TAU=(TP+K・TPAEW)・KG・FAF・F …(6) ただし、KGは空燃比フイードバツク補正係数FAFの平均
値FAFAVが所定範囲内の値になるように空燃比フイード
バツク補正係数FAFが所定回スキツプする毎に補正され
る学習値で、平均値FAFAVが所定範囲内の上限値以上と
なったときに大きくされると共に平均値FAFAVが所定範
囲の下限値以下となったときに小さくされる。この学習
値KGは、上記(6)式に適用されて燃料噴射時間TAUが
求められ、これによって燃料噴射量が学習制御される。
このような学習制御は、例えば、特開昭60−233328号公
報、特開昭61−16243号公報等に記載されている。
ところで、上記(6)式による学習制御では、過渡時に
更新される学習値(加速増量係数KACおよび減速減量係
数KDC)と空燃比フイードバツク補正係数の平均値の大
きさに応じて学習される学習値KGとの2つの学習値を用
いているため、例えば、加速増量係数が大きいと加速時
の燃料増量値が多くなって空燃比がリツチになり、この
とき学習値KGの学習が行われるため第16図に示すように
空燃比フイードバツク補正係数の平均値が小さくなって
学習値KGが小さくなるように誤学習される。このため、
定常運転状態に移行して燃料増量値KAC・TPAEWが0にな
ったときに学習値KGが小さいため空燃比がリーンにな
る。また、学習値KGが小さい状態で加速運転状態に移行
すると燃料増量値が少ないと判断されて加速増量係数KA
Cが更に大きくなるように誤学習される。なお、上記で
は加速増量係数について説明したが減速減量係数につい
ても同様である。
そこで本実施例では、過渡時と定常時とを判別し、過渡
時には学習値KGの学習を禁止して過渡時学習値を学習
し、定常時には過渡時学習値の学習を禁止して学習値KG
の学習を行うようにして、過渡時学習値と学習値KGとの
学習が同時に実行されないようにし、誤学習を防止する
と共に過渡運転状態から定常運転状態へ移行して定常初
期等の空燃比の乱れを防止するようにしている。
以下図面を参照して第3実施例を詳細に説明する。第17
図は、第1図の360゜CAルーチンに学習許可フラグFを
セツトおよびリセツトするステツプ103、121およびステ
ツプ123を追加したものである。このため、第17図にお
いては追加したステツプの近傍のステツプを第1図と同
一の符号を付して記載し、その他第1図と同一のステツ
プは記載を省略した。ステツプ102で加速状態と判断さ
れたときにはステツプ103において学習許可フラグFを
リセツトする。また、ステツプ120において減速状態と
判断されたときには学習許可フラグFをリセツトする。
そして、ステツプ102およびステツプ120によって定常状
態と判断されたときには、ステツプ123において学習許
可フラグFをセツトする。
第18図は学習値KGを学習する学習ルーチンを示すもの
で、ステツプ270において空燃比フイードバツク補正係
数FAFが所定回スキツプする毎に空燃比フイードバツク
補正係数FAFの最大最小値の相加平均値FAFAV、すなわ
ち、第19図(2)に示す、A、B、C・・・から以下の
(7)式に従って空燃比フイードバツク補正係数の平均
値FAFAVを演算する。
次のステツプ272では、例えば空燃比フイードバツク制
御中でかつ機関冷却水温が所定値(例えば、80℃)を越
えているか否か等を判断することにより学習条件が成立
しているか否かを判断する。学習条件が成立していると
判断されたときには、ステツプ274において学習許可フ
ラグFがセツトされているか否かを判断する。学習許可
フラグFがセツトされているときには、ステツプ276お
よびステツプ278において空燃比フイードバツク補正係
数の平均値FAFAVが所定範囲以内(例えば、0.98≦FAFAV
≦1.02)の値になっているか否かを判断し、所定範囲内
の値になっているときには学習値KGの学習は行わずこの
ルーチンを終了する。一方、平均値FAFAVが所定範囲の
上限値を越えているときにはステツプ282において学習
値KGを所定値(例えば、0.02)大きくし、平均値FAFAV
が所定範囲の下限値未満になっていればステツプ280に
おいて学習値KGを所定値(例えば、0.02)小さくする。
以上の結果、加減速状態と判断されたときには第1図の
ルーチンによって加速増量係数KACおよび減速減量係数K
DCが学習され、定常状態と判断されたときには第18図の
学習ルーチンによって学習値KGが学習される。この結果
過渡時学習値と学習値KGとが同時に学習されることがな
くなり、これによって誤学習が防止され排気エミツシヨ
ンの悪化を防止することができる。なお、上記のように
制御したときの吸気管圧力PM、加速増量係数KAC・TPAE
W、O2センサ出力、カウント値CAC、加速増量係数KAC、
空燃比フイードバツク補正係数FAFおよび学習値KGの変
化を第20図に示す。
なお、上記で説明した実施例では学習許可フラグFによ
って各学習値を学習する領域を定める例について説明し
たが、第18図のステツプ274の学習許可フラグがセツト
されているか否かの判断に換えて過渡時か定常時かを判
断するステツプを設け、定常時のみ学習値KGを学習する
ようにしてもよい。また、学習値KGは、負荷の大きさに
応じて区分された複数の領域に対応して複数個設けるよ
うにしてもよい。なお、過渡時基本燃料噴射時間TPAEW
は吸気管圧力の偏差DLPMのみによって定めるようにして
もよい。
なお、第3実施例はDLPMに代えてTPAEWiによって加減速
状態を判定する第2実施例器に適用することができ、ま
た、第8図の燃料噴射ルーチンは第2のの実施例に使用
することができ、第14図の燃料噴射ルーチンは第1の実
施例に使用することができる。また、上記では吸気管圧
力とエンジン回転速度とで基本燃料噴射時間を演算する
エンジンに本発明を適用した例について説明したが、吸
入空気量を検出するエアフロメータを備えエンジン1回
転当りの吸入空気量から基本燃料噴射時間を演算するエ
ンジンにも本発明を適用することができる。また、上記
ではO2センサ出力リツチ時にカウント値をインクリメン
トしかつO2センサ出力リーン時にカウント値をデイクリ
メントすることにより時間の偏差を演算する例について
説明したがO2センサ出力リツチ時にカウント値をデイク
リメントしかつO2センサ出力リーン時にカウント値をイ
ンクリメントして偏差を求めてもよい。またO2センサ出
力がリツチを示しているときとリーンを示しているとき
とで別のカウント値をインクリメントしO2センサ出力が
リツチを示しているときのカウント値とO2センサ出力が
リーンを示しているときのカウント値との偏差を演算し
て上記の時間の偏差を演算するようにしてもよい。また
上記では所定クランク角(360゜CA)毎にカウントして
偏差を求める例について説明したが、所定時間毎にカウ
ントして偏差を求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における加速増量係数と
減速減量係数との更新を行なうルーチンを示す流れ図、
第2図は従来におけるフイードバツク補正係数と空燃比
との変化を示す線図、第3図は従来における空燃比の変
化頻度を示す線図、第4図は本発明が適用可能な燃料噴
射量学習制御装置を備えたエンジンの概略図、第5図は
第4図のマイクロコンピユータの詳細を示すブロツク
図、第6図は第1実施例における加速増量係数及び減速
減量係数等の変化を示す線図、第7図は空燃比フイード
バツク補正係数を演算するルーチンを示す流れ図、第8
図は燃料噴射時間を演算するルーチンを示す流れ図、第
9図及び第10図はエンジン回転速度に応じた増減量時間
とエンジン冷却水温に応じた増減量時間とをそれぞれ示
す線図、第11図は上記第1の実施例における過渡時基本
燃料噴射時間及び燃料噴射時間等の変化を示す線図、第
12図は本発明の第2の実施例における加速増量係数及び
減速減量係数の補正を行なうルーチンを示す流れ図、第
13図は第2の実施例における加速増量係数及び基本燃料
噴射時間等の変化を示す線図、第14図は上記第2の実施
例における燃料噴射時間を演算するルーチンを示す流れ
図、第15図は上記第2の実施例における過渡時基本燃料
噴射時間及び燃料噴射時間等の変化を示す線図、第16図
は加速増量係数および学習値等の変化を示す線図、第17
図は第3実施例における学習許可フラグをセツトおよび
リセツトするステツプを含むルーチンの流れ図、第18図
は第3実施例における学習ルーチンを示す流れ図、第19
図(1)は空燃比信号の変化を示す線図、第19図(2)
は空燃比フイードバツク補正係数の変化を示す線図、第
20図は上記第3実施例における加速増量係数および学習
値等の変化を示す線図である。 6……圧力センサ、 8……スロツトル弁 24……燃料噴射弁、 30……O2センサ、 44……マイクロコンピユータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−132021(JP,A) 特開 昭59−128944(JP,A) 特開 昭59−194056(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】過渡状態を判定する過渡状態判定手段と、
    過渡状態では過渡時の補正係数に応じて定まる量の燃料
    を増減して噴射する燃料噴射手段と、排ガス中の残留酸
    素濃度を検出する酸素濃度センサと、前記酸素濃度セン
    サ出力が目標空燃比よりリツチ状態を示しているときの
    時間と前記酸素濃度センサ出力が目標空燃比よりリーン
    状態を示しているときの時間との偏差を演算する偏差演
    算手段と、過渡状態で前記偏差が所定範囲外の値になっ
    たときの前記偏差が前記所定範囲内の値になるように前
    記過渡時の補正係数を補正する補正手段と、を含む内燃
    機関の燃料噴射量学習制御装置。
JP1627588A 1987-04-10 1988-01-27 内燃機関の燃料噴射量学習制御装置 Expired - Lifetime JPH0792011B2 (ja)

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