JPS58150038A - 電子制御機関の燃料噴射方法 - Google Patents

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】 本発明は、空燃比センサの特性上のばらつきを補償して
燃料噴射量を高精度で制御することができる電子制御機
関の燃料噴射方法に関する。

燃料噴射量の帰還制御では空燃比センサからの帰還信号
に関係して積分量を増減し、この積分量に基づいて燃料
噴射量を算出している。また、制御の応答性を改善する
ために、一般の電子制御機関では空燃比センサの出力反
転時に積分量に所定のスキップを加算あるいは減算して
得られるスキップ付き積分量を利用しているが、従来の
電子制御機関ではこのスキップが一定であった。排気ガ
ス中の酸素濃度がら空燃比を検出する周知の空燃比セン
サの出力特性は、製造上のばらつき、経時変化、および
劣化等のために正常なものからずれ、これが制御精度上
、支障となっている。

本発明の目的は、空燃比センサの出力特性が正常なもの
からずれていても燃料噴射量を高精度で制御することが
できる電子制御機関の燃料噴射方法を提供することであ
る。

この目的を達成するために本発明によれば、空燃比セン
サの出力に基づいてスキップ付き積分量を算出し、帰還
制御の期間では、スキップ付き積分量に基づいて燃料噴
射量を算出する電子制御機関の燃料噴射方法において、
（ａ）機関が所定温度以上であり燃料噴射量の帰還制御
が行なわれておりかつ機関が所定回転速度以上で回転し
ている期間に、空燃比センサの出力電圧の最大値ＶＯｘ
ｍａχと最小値ＶＯｘ　ｍｉｎとを検出し、（１１最太
値ＶＯｘｍａｘと最小値ＶＯｘｍｉｎ　　との差ΔＶＯ
ｘ　（＝ＶＯｘ　ｍａｘ　−ＶＯｘｍｉｎを算出し、（
Ｃ）スキップ付き積分量のスキップを差ΔＶＯｘに基づ
いて補正する。

図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は電子制御燃料噴射機関の全体の概略図であり、
エアクリーナ１を通って吸気通路２へ吸入された空気は
、運転室の加速ペダルに連動する絞り弁３により流量を
制御され、吸気分岐管４を介して機関本体５の燃焼室へ
導かれも排気系には上流から順番に排気分岐管６、排気
管７、および三元触媒を収容する触媒コンバータ８が設
けられている。クランク角センサ１０は機関の回転速度
をクランク軸の回転から検出する。運転室のエンジンス
イッチ１１はエンジンキー１２のオン（ＯＮ）位置およ
びスター）（８Ｔ）位置を検出する。エアフローメータ
１３は吸入空気流量を検出し、吸気温センサ１４は吸気
温度を検出し、水温センサ１５はシリンダブロックに取
付けられて冷却水温度を検出し、空燃比センサ１６は排
気分岐管６に取付けられて排気ガス中の酸素濃度を検出
しスロットルセンサ１７は絞り弁３の開度を検出する。

り′ランク角センサ１０、エンジンスイッチ１１、エア
フローメータ１３、吸気温センサ■４、水温センサＩ５
、空燃比センサ１６、スロットルセンサ１７、および車
速センサＪＢの出力は電子制御装置２θへ送られる。燃
料噴射弁２１は吸気分岐管４の各核部分に設けられ、電
子制御装置２０がらの電気パルスに応動して開閉する。

第２図は電子制御装置２ｏのブロック図である。

タイマ２５、割込み制御部２６、回転数カウンタ２７、
デジタル入力ポート２８、アナログ入力ポート２９、Ｃ
ＰＵ（中央処理装置）３０．　ＲＡＭ（任意アクセス記
憶装置）３１、ＲＯＭ（読出し専用記憶装置）３２、お
よび燃料噴射時間制御用カウンタ３３はバス３４を介し
て互いに接続されている。回転数カウンタ２７ば、クラ
ンク角センサ１０が３０’のクランク角だけ回転するご
とに発生する出力パルスに基づいてクランク軸の１回転
につき１回、機関回転速度を辿１定し、測定終了と同時
に割込み制御部２６へ割込み指令信号を送る。割込み制
御部２６は回転数カウンタ２７がも割込み指令信号を受
けると割込み信号を発生し、ＣＰＵ３０は割込み信号の
発生により燃料噴射量の算出のための割込みプログラム
を実行する。点火スイッチ１】のスタート端子３５、ス
ロットルセンサ１７、および」Ｆ速センサ１８の出力信
号はデジタル入力信号としてデジタル入力ポート２８へ
送られる。スタート端ｔ３５からのスタート信号は初期
化を行なうために信号として用いられる。エアフローメ
ータｌ：（、吸気温センサ１４、水温センサ１５、およ
び空燃比センサ１６の出力はアナログ入力信号としてア
ナログ入力ボート２９へ送られる。アナログ人力ポート
２９は、アナログマルチプレクサとＡ／ｉ）（アナログ
／デジタル）変換器を含み、アナログ人力信号を選択的
にＡ／Ｄ変換する。燃料噴射時間制御用カラ／り：３３
はレジスタを含むダウンカウンタから成り、燃料噴射量
を表わすデジタル入力信号に対応するパルス幅のパルス
を出力とじて発生する。燃料噴射時間制御用カウンタ、
う３の出力パルスは電力増幅部３６により増幅されてか
ら燃料噴射弁２１へ送られる。燃料噴射時間制御用カウ
ンタ３３の出力パルスのパルス１陥はＣ，）’　Ｌｉ２
Ｏが算出した最終燃料噴射量に対応する。電子制別装置
２０の電力は電源回路３７により制御され、電源回路３
７はエンジンスイッチ１１のオン端子３８を介して蓄電
池３９から電力を供給される。

第３図は本発明を実施するプログラムのフローチャート
である。ステップ４３では冷却水が所定温度Ｔ以上か否
かを判別し、判別結果が正であればステップ４４へ、否
であればステップ７５へ進む。所定温度Ｔは機関の暖機
が終了した温度として設定されており、冷却水が所定温
度Ｔ以上である場合には空燃比センサ１６も活性温度領
域に達していて正常な出力を発生している。ステップ４
４では燃料噴射量の帰還制御の実施期間か否かを判別し
、判別結果が正であればステップ４５へ進み、否であれ
ばステップ７５へ進む。暖機期間および減速期間では帰
還制御は中止されている。暖機期間では燃料噴射量の増
量のため、空燃比は過濃側へ偏位し、また減速期間では
燃料遮断（燃料カット）のために空燃比は希薄側へ偏位
する。このように帰還制御の中止期間では空燃比は理論
空燃比に対して偏位し、空燃比センサの出力も偏位して
空燃比セッサの正しい最大出力電圧および最小出力電圧
を検出することが困難となる。ステップ４５では空燃比
センサ１６の出力電圧ＶＯｘを検出する。ステップ４６
では機関が所定回転速度Ｒ以上で回転しているが否かを
判別し、判別結果が正であればステップ４７へ進み、否
であればステップ５４へ進む。機関が所定回転速度Ｒ未
満で回転して（・る場合では、排気ガス量が不十分であ
り、空燃比センサ１６の出力が大きな周波数で反転し、
すなわち変動し易く、適切な出力の検出は難しい。ステ
ップ４７では最大出力電圧ＶＯｘ　ｍａｘを検出する。

具体的にはこれまでの最大出力電圧ＶＯｘ　ｍａｘと今
回ステップ４５で検出した出力電圧ＶＯｘとを比較し、
ＶＯｘ≧ＶＯｘ　ｍａｘならばＶＯｘを新たなＶＯｘｍ
ａｘとする。ステップ４８では最小出力電圧ＶＯｘｍｉ
ｎを検出する。具体的にはこれまでの最小出力電圧ＶＯ
ｘ　ｍｉｎと今回ステップ４５で検出した出力電圧ＶＯ
ｘとを比較し、ＶＯｘ　（ＶＯｘ　ｍｉ　ｎならば、Ｖ
Ｏｘを新たなＶＯｘｍｉｎとする。ステップ４９では最
大出力電圧ＶＯｘｍａｘと最小出力電圧ＶＯｘ　ｍ　ｉ
　ｎとの差ΔＶＯｘ　（＝ＶＯｘｍ＜ａｘ　−ＶＯｘ　
ｍ１ｎ）を算出する。ステップ５０ではΔＶＯｘを記憶
する。ステップ５４ではすなわち帰還制御の実施期間で
はあるが空燃比センサ１６の出力が変動して不安定であ
る場合では、前回のΔＶＯｘを新たなΔＶＯｘとする。

ステップ５８ではスキップ用補正値ΔＲ８を差ΔＶＯｘ
の関数として予め定めたテーブルから今回の差ΔＶＯｘ
に対応するスキップ用補正値ΔＲ８を求める。第４図は
差ΔＶＯｘの関数として定められている補正値ΔＲ８を
表わしている。テーブルには適当に選択された差ΔＶＯ
ｘに対応するスキップ用補正値ΔＲ８のみが書込まれて
いる。ステップ５９ではスロットルセンサ１２のアイド
ルスイッチがオンであるか否かを判別し、判別結果が正
であればステップ６ｏへ進み、否であればステップ　′
６１へ進む。アイドルスイッチは、絞り弁３がアイドリ
ング開度にある場合にはオンとなっており、アイドリン
グ開度より大きく開かれている場合にはオフとなってい
る。ステップ６ｏではスキップ用補正値ΔＲ８＝ｏとす
る。スキップ用補正値ΔＲ８＝ｏとした理由はアイドル
期間にΔＩｔｓ）０としてスキップを大きくすると、燃
料噴射量の変動が大きくなって慢関運転が不安定となり
、これを回避するためである。ステップ６１では空燃比
センサ１６の出力電圧ＶＯｘが所定電圧Ｖｒ以上である
が否かを判別し、判別結果が正であればステップ６２へ
進み、否であればステップ６８へ進む。空燃比が理論空
燃比以下である場合すなわち混合気が過濃である場合、
ＶＯｘ〉Ｖｒであり、空燃比が理論空燃比より大きい場
合、すなわち混合気が希薄である場合ＶＯｘ（Ｖｒであ
る。ステップ６２テ４’！、　Ｖｆ　−（Ｒ８＋ΔＲｓ
）ヲ新ｔ、ニーすＶｆトスる。ただしＶｆはスキップ付
き積分量、Ｒ８はスキップ用所定値である。Ｒ８＋ΔＲ
８ｌ′！最終的なスキップであり、燃料噴射量はスキッ
プ付き積分量Ｖｆに比例する。ステップ６３ではＶ　ｆ
　−Ｋ　ｉを新たなに！とする。ただしＫｉは単位時間
当たりのスキップ付き積分量の変化分として設定された
正の所定値である。ステップ６４では空燃比センサ１６
の出力電圧ＶＯｘが所定値■「未満が否かを判別し、判
別結果が正であればこのプログラムを終了し、否であれ
ばステップ６３へ戻る。こうして、空燃比センサ１６が
過濃信号を出方するとスキップ付き積分量Ｖｆがらスキ
ップとしてのＲ８＋ΔＲ８が引かれ、以降、混合気が希
薄となるまでスキップ付き積分量Ｖｆは所定の時間間隔
ごとにＫｌずつ減少する。ステップ６８．ではＵｆ−１
−（Ｒ８＋ΔＲ８）を新たなＶｆとする。ステップ６９
ではＶｆ十Ｋｉを新たなＶｆとする。ステップ７ｏでは
空燃比センサ１６の出力電圧ＶＯｘが所定値Ｖｒ以上で
あるか否かを判別し、判別結果が正であればこのプログ
ラムを終了し、否であればステップ６９へ戻る。こうし
て空燃比センサ】６が希薄信号を出力すると、スキップ
付き積分量ＶｆにスキップとしてのＲ８＋ΔＲ８が加算
され、以降、混合気が過濃となるまでスキップ付積分量
Ｖｆは所定の時間間隔ごとにＫｉずつ増大する。ステッ
プ７５では開ループ制御を行なう。

第５図は空燃比センサ１６の出力電圧およびスキップ付
き積分量の時間変化を示している。実線は空燃比センサ
１６の出力電圧が正常である場合、破線は空燃比センサ
１６の出力電圧が製造上のばらつき等により正常なもの
からずれている場合、二点鎖線は本発明により空燃比セ
ンサの出力電圧を補償した場合の特性を示している。

製造上−のばらつき等の原因のために空燃比センサ１６
の振幅減少するが、本発明により振幅の減少に伴ってス
キップ補正値ΔＲ８が増大されるので、応答性、が向上
し、振幅が正常な場合とほぼ同じ精度で燃料噴射量を制
御することができる。

このように本発明によれば、空燃比センサの出力が製造
上のばらつき等のために正常な出力特性からずれていて
も、空燃比センサの最大出力電圧と最小出力電圧との差
に関係してスキップ量を補正することにより、空燃比セ
ンサの出力特性のずれを補償することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される電子制御機関の概略図、第
２図は第１図の電子制御装置の詳細なブロック図、第３
図は本発明を実施するプログラムのフローチャート、第
４図は空燃比センサの出力電圧の差ΔＶＯｘとスキップ
補正値との関係を示すグラフ、第５図は空燃比センサの
出力特性とスキップ付き積分量との時間変化を示すグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　空燃比センサの出力に基づいてスキップ付き積分
   量を算出し、帰還制御の期間では、スキップ付き積分量
   に基づいて燃料噴射量を算出する電子制御機関の燃料噴
   射方法において、（ａ１機関が所定温度以上であり燃料
   噴射量の帰還制御が行なわれておりかつ機関が所定回転
   速度以上で回転している期間に、空燃比センサの出力電
   圧の最大値ＶＯｘ　ｍａ　ｘと最小値ＶＯｘｍ　ｉ　ｎ
   とを検出し、（ｂｌ最大値ＶＯｘｍａｘと最小値ＶＯｘ
   ｍｉｎとの差ΔＶＯｘ（＝ＶＯｘｍａｘ−ＶＯｘｍｉｎ
   ）　　−ヲ算出シ、（Ｃｌスキップ付き積分量のスキッ
   プを差ΔＶＯｘに基づいて補正することを特徴とする、
   °電子制御燃料噴射方法。 ２　スキップを所定値Ｒ８と補正値ΔＲ８との和Ｒ８＋
   ΔＲ８とし、補正値ΔＲ８を差ΔＶＯｘの関数として予
   め定めたテーブルを設け、前記（ｂｌで算出した差ΔＶ
   Ｏｘに対応する補正値ΔＩｔｓを該テーブルから求める
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射
   方法。 ３、差ＶＯｘの減少に連れて補正値ΔＲ８を増大させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の燃料噴射
   方法。