JPS6353366B2 - - Google Patents

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JPS6353366B2
JPS6353366B2 JP58053708A JP5370883A JPS6353366B2 JP S6353366 B2 JPS6353366 B2 JP S6353366B2 JP 58053708 A JP58053708 A JP 58053708A JP 5370883 A JP5370883 A JP 5370883A JP S6353366 B2 JPS6353366 B2 JP S6353366B2
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fuel ratio
air
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basic
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JP58053708A
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Matsuo Amano
Shinichi Sakamoto
Takeshi Hirayama
Takao Sasayama
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPS6353366B2 publication Critical patent/JPS6353366B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control

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  • 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガソリンエンジンなど内燃機関にお
ける燃料供給量制御装置に係り、特に、制御系の
各種センサやアクチユエータに存在する特性のば
らつきや経年変化に対して特別な調整を要せずに
常に標準的な特性が得られるようにした空燃比制
御装置に関する。
〔発明の背景〕
大気汚染の防止による環境保全やエネルギー資
源の枯渇に関心が高まるにつれ、自動車用ガソリ
ンエンジンの運転状態を総合的に制御して排気ガ
スの状態を良好にし、燃比の改善が図れるように
した制御装置が望まれるようになり、そのため、
マイコン（マイクロコンピユータ）を用い、冷却
水温センサ、排気ガス中の酸素濃度を与えるO2
センサなどエンジンの運転状態を表わす各種のデ
ータを与えるセンサからの信号を取り込み、燃料
供給量や点火時期、それにアイドル回転数や排気
ガス環流量など種々の制御を行なつて常に最適な
エンジンの運転状態が得られるようにした、電子
式エンジン制御装置（以下、EECという）が使
用されるようになつてきた。
このようなEECを燃料噴射タイプの内燃機関
に適用したシステムの一例が特開昭55−134721号
公報により提案されており、この従来例を第１図
及び第２図で説明する。
第１図はエンジンの制御系全体を概括的に示し
た一部断面図で、図において、吸入空気はエアク
リーナ２、スロツトルチヤンバ４、吸気管６を通
り、シリンダ８の中に供給される。シリンダ８内
で燃焼したガスは、シリンダ８から排気管１０を
通り、大気中へ排出される。
スロツトルチヤンバ４には、燃料を噴射するた
めのインジエクタ１２が設けられており、このイ
ンジエクタ１２から噴出した燃料はスロツトルチ
ヤンバ４の空気通路内で霧化され、吸入空気と混
合して混合気を形成し、この混合気は吸気管６を
通つて、吸気弁２０の開弁により、シリンダ８の
燃焼室へ供給される。
インジエクタ１２の出口近傍には絞り弁１４が
設けられている。絞り弁１４は、アクセルペダル
と機械的に連動するように構成され、運転者によ
り駆動される。
スロツトルチヤンバ４の絞り弁１４の上流には
空気通路２２が設けられ、この空気通路２２には
電気的発熱体からなる熱線式空気流量計、即ち流
量センサ２４が配設され、空気流速と発熱体の伝
熱量との関係から定まる空気流速に応じて変化す
る電気信号AFが取り出される。この発熱体（ホ
ツトワイヤ）からなる流量センサ２４はバイパス
空気通路２２内に設けられているので、シリンダ
８のバツクフアイア時に生じる高温ガスから保護
されると共に、吸入空気中のごみなどによつて汚
染されることからも保護される。このバイパス空
気通路２２の出口はベンチユリの最狭部近傍に開
口され、その入口はベンチユリの上流側に開口さ
れている。
インジエクタ１２には、燃料タンク３０からフ
ユーエルポンプ３２を介して加圧された燃料が常
時供給され、制御回路６０からの噴射信号がイン
ジエクタ１２に与えられたとき、インジエクタ１
２から吸入管６の中に燃料が噴射される。
吸気弁２０から吸入された混合気はピストン５
０により圧縮され、点火プラグ（図示してない）
によるスパークにより燃焼し、この燃焼は運動エ
ネルギに変換される。シリンダ８は冷却水５４に
より冷却され、この冷却水の温度は水温センサ５
６により計測され、この計測値TWはエンジン温
度として利用される。
排気管１０にはO2センサ１４２が設けられ、
排気ガス中のO2濃度を計測して計測値λを出力
する。
また、図示しないクランク軸にはエンジンの回
転に応じて基準クランク角毎におよび一定角度
（例えば0.5度）毎に基準角信号およびポジシヨン
信号を出すクランク角センサが設けられている。
このクランク角センサの出力、水温センサ５６
の出力信号TW、O2センサ１４２の出力信号λ及
び発熱体２４からの電気信号AFはマイクロコン
ピユータなどからなる制御回路６０に入力されて
演算処理され、この制御回路６０の出力によつて
インジエクタ１２及び点火コイルが駆動される。
さらに、スロツトルチヤンバ４には絞り弁１４
を跨いで吸気管６に連通するバイパス２６が設け
られ、このバイパス２６には開閉制御されるバイ
パスバルブ６１が設けられている。
このバイパスバルブ６１は絞り弁１４を迂回し
て設けられたバイパス２６に臨ませられ、パルス
電流によつて開閉制御され、そのリフト量により
バイパス２６の断面積を変更するもので、このリ
フト量は制御回路６０の出力によつて駆動部が駆
動され制御される。即ち、制御回路６０によつて
駆動部の制御のため開閉周期信号が発生され、駆
動部はこの開閉周期信号によつてバイパスバルブ
６１のリフト量を調節する。
EGR制御弁９０は排気管１０と吸入管６との
間の通路を制御し、排気管１０から吸入管６への
EGR量が制御される。
従つて、第１図のインジエクタ１２を制御して
空燃比（Ａ／Ｆ）の制御と燃料増量制御とを行な
い、バイパスバルブ６１とインジエクタ１２によ
りアイドル時のエンジン・スピード制御（ISC）
を行なうことができ、さらにEGR制御弁９０を
制御することによりEGR量の制御を行なうこと
ができる。
第２図はマイコンを用いた制御回路６０の全体
構成図で、セントラル・プロセツシング・ユニツ
ト１０２（以下CPUと記す）とリード・オン
リ・メモリ１０４（以下ROMと記す）とランダ
ム・アクセス・メモリ１０６（以下RAMと記
す）と入出力回路１０８とから構成されている。
上記CPU１０２はROM１０４内に記憶された各
種のプログラムにより、入出力回路１０８からの
入力データを演算し、その演算結果を再び入出力
回路１０８へ戻す。これらの演算に必要な中間的
な記憶はRAM１０６を使用する。CPU１０２，
ROM１０４，RAM１０６、入出力回路１０８
間の各種データのやり取りはデータ・バスとコン
トロール・バスとアドレス・バスからなるバスラ
イン１１０によつて行なわれる。
入出力回路１０８には第１のアナログ・デイジ
タル・コンバータ１２２（以下ADC１と記す）
と第２のアナログ・デイジタル・コンバータ１２
４（以下ADC２と記す）と角度信号処理回路１
２６と１ビツト情報を入出力する為のデイスクリ
ート入出力回路１２８（以下DIOと記す）との入
力手段を持つ。
ADC１にはバツテリ電圧検出センサ１３２
（以下VBSと記す）と冷却水温センサ５６（以下
TWSと記す）と大気温センサ１３６（以下TAS
と記す）と調整電圧発生器１３８（以下VRSと
記す）とスロツトル角センサ１４０（以下θTHS
と記す）とO2センサ１４２（以下O2Sと記す）と
の出力がマルチ・プレクサ１６２（以下MPXと
記す）に加えられ、MPX１６２によりこの内の
１つを選択してアナログ・デイジタル・変換回路
１６４（以下ADCと記す）へ入力する。ADC１
６４の出力であるデイジタル値はレジスタ１６６
（以下REGと記す）に保持される。
また負圧センサ１４４（以下VCSと記す）は
ADC２・１２４へ入力され、アナログ・デイジ
タル・変換回路１７２（以下ADCと記す）を介
してデイジタル変換されレジスタ１２４（以下
REGと記す）へセツトされる。
角度センサ１４６（以下ANGSと記す）から
は基準クランク角例えば180度クランク角を示す
信号（以下REFと記す）と微少角例えば１度ク
ランク角を示す信号（以下POSと記す）とが出
力され、角度信号処理回路１２６へ加えられ、こ
こで波形整形される。
DIO１２８には絞り弁１４が全閉位置に戻つて
いるときに動作するアイドル・スイツチ１４８
（以下IDLE−SEと記す）と、トツプ・ギヤ・ス
イツチ１５０（以下TOP−SWと記す）とスター
タ・スイツチ１５２（以下START−SWと記す）
とが入力されている。
流量センサ２４（以下AFSと記す）はADC２
へ入力され、アナログ・デイジタル・変換回路１
７２（以下ADCと記す）を介してデイジタル変
換されレジスタ１７４（以下REGと記す）へセ
ツトされる。
次にCPUの演算結果に基づくパルス出力回路
および制御対象について説明する。インジエクタ
制御回路１１３４（INJCと記す）は演算結果の
デイジタル値をパルス出力に変換する回路であ
る。従つて燃料噴射量に相当したパルス幅を有す
るパルスINJがINJC１１３４で作られ、ANDゲ
ート１１３６を介してインジエクタ１２へ印加さ
れる。
点火パルス発生回路１１３８（以下IGNCと記
す）は点火時期をセツトするレジスタ（ADVと
記す）と点火コイルの１次電流通電開始時間をセ
ツトするレジスタ（DWLと記す）とを有し、
CPUよりこれらデータがセツトされる。セツト
されたデータに基づいてパルスIGNを発生し、
点火コイルに一次電流を供給するための増幅器６
２へANDゲート１１４０を介してこのパルス
IGNを加える。
バイパスバルブ６１の開弁率は制御回路（以下
ISCCと記す）１１４２からANDゲート１１４４
を介して加えられるパルスISCによつて制御され
る。ISCC１１４２はパルス幅をセツトするレジ
スタISCDと繰返しパルス周期をセツトするレジ
スタISCPとを持つている。
EGR制御弁９０を制御するEGR量制御パルス
発生回路１８０（以下GRCと記す）にはパルス
のデユーテイを表わす値をセツトするレジスタ
EGRDとパルスの繰返し周期を表わす値をセツト
するレジスタEGRPとを有している。このEGRC
の出力パルスEGRはANDゲート１１５６を介し
てトランジスタ９０に加えられる。
また１ビツトの入出力信号は回路DIO１２８に
より制御される。入力信号としてはIDLE−SW
信号、TOP−SW信号、START−SW信号があ
る。また出力信号としては燃料ポンプを駆動する
ためのパルス出力信号がある。このDIOは端子を
入力端子として使用するか、出力端子として使用
するかを決定するためのレジスタDDR１９２と、
出力データをラツチするためのレジスタDOUT
１９４とが設けられている。
モードレジスタ１１６０は入出力回路１０８内
部の色々な状態を指令する命令を保持するレジス
タ（以下MODと記す）であり、例えばこのモー
ドレジスタ１１６０に命令セツトすることによ
り、ANDゲート１１３６，１１４０，１１４４，
１１５６を総て動作状態にさせたり、不動作状態
にさせたりする。このようにMODレジスタ１１
６０に命令をセツトすることにより、INJCや
IGNC，ISCCの出力の停止や起動を制御できる。
DIO１２８は上述の如く、１ビツト信号の入出
力回路で、入力あるいは出力を決定するためのデ
ータを保持するレジスタ（以下DDRと記す）１
９２と出力するデータを保持するためのレジスタ
１９４（以下DOUTと記す）とを有している。
このDIO１２８よりフユーエル・ポンプ３２を制
御するための信号DIO０が出力される。
従つて、このようなEECを適用すれば、Ａ／
Ｆの制御など内燃機関に関するほとんど全ての制
御を適切に行なうことができ、自動車用として厳
しい排ガス規制も充分にクリア可能で、しかも燃
比の優れれたエンジンを得ることができる。
ところで、このようなEECにおけるＡ／Ｆの
制御では、例えば吸入空気量を表わすデータAF
とエンジン回転数データＮとからインジエクタ１
２の制御データを得、その結果をO2センサ１４
２のデータによりフイードバツク制御で補正し、
所定のＡ／Ｆが得られるようにしているが、エン
ジン始動直後などでO2センサ１４２がまだ活性
化されていない運転領域では、上記したフイード
バツク制御による補正を行なうことができず、こ
の間はオーブンループ制御による一種の見込み制
御状態となつてしまう。
そして、この状態にあるときに、インジエクタ
１２など各種アクチユエータや流量センサ２４な
ど各種のセンサの特性が標準値から外れている
と、そのときのＡ／Ｆ制御にも誤差を生じ、必要
な制御結果が得られない。
一方、このようなアクチユエータやセンサの特
性には不可避的にばらつきが存在し、これを無く
すことは実用上からは不可能に近い。
このため、従来のEECによるＡ／Ｆ制御方式
では、エンジン始動直後などでO2センサの温度
が所定値に達せず、活性化さていない運転領域で
正しいＡ／Ｆが得られなくなる虞れがあり、これ
を防ぐためには、システムの使用に先立つてこれ
らアクチユエータやセンサの特性のばらつきに応
じた調整作業、いわゆるチユーニングを充分に行
なう必要があつた。
また、このようなアクチユエータやセンサの特
性には、いわゆる経年変化もあり、従つて、使用
中もチユーニングを行なわなければ、やはり充分
なＡ／Ｆ特性を保つことができなかつた。
従つて、従来のEECによるＡ／Ｆ制御装置で
は、O2センサが活性化されるまでの運転領域で
充分なＡ／Ｆの制御が得られない虞れがあり、こ
れを防ぐためにはしばしばチユーニングを行なう
必要があるという欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、チユーニングを行なわなくてもO2センサ不
活性領域でのＡ／Ｆ制御が充分正確に行ない得る
ようにしたＡ／Ｆ制御装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、インジエ
クタ制御データをエンジンの負荷に応じて決まる
基本データと、それに対する補正係数により求め
るようにし、この補正係数をO2センサが不活性
な領域ではエンジンのアイドル目標回転数のフイ
ードバツクで学習させ、活性化領域ではO2セン
サの出力がリーンもしくはリツチの一方に膠着状
態となつたとき、この膠着状態からの脱出により
学習させるようにした点を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明による空燃比制御装置の実施例を
図面について説明する。
本発明の一実施例は、そのハード的な構成は第
１図及び第２図で説明した従来のEECと同じで、
ただマイコンを含む制御回路６０による制御動作
が異なり、そのため、ROM１０４と格納されて
いるプログラムの一部が異なつたものとなつてい
るものである。
まず、第１図及び第２図で示したEECでは、
インジエクタ１２による燃料の噴射が、エンジン
の回転に同期して周期的に断続して行なわれ、燃
料噴射量の制御は、１回の噴射動作におけるイン
ジエクタ１２の開弁時間、つまり噴射時間Tiの制
御によつて行なわれている。
そこで、本発明の一実施例では、この噴射時間
Tiを次のようにして定めるようにしている。
Ti＝K〓・Kb・Kl・QA／Ｎ（１＋ΣKi）……(1) Tp＝QA／Ｎ ……(2) ここで、K〓：空燃比係数 Kb：基本係数 Kl：学習係数 QA：吸入空気流量 Ｎ ：エンジン回転数 Ｋ ：各種補正係数 Tp：基本燃料噴射時間 すなわち、エンジンの吸入空気量QAと回転数
Ｎから基本燃料噴射時間を定め、これによつて大
まかに理論Ａ／Ｆ（＝14.7）が得られるようにし、
O2センサ１４２の信号λにより空燃比係数K〓を
変えてフイードバツクによるＡ／Ｆの補正を行な
い、さらに正確なＡ／Ｆ制御が得られるようにし
た上で、さらに基本係数Kbと学習係数Klによつ
て各種アクチユエータやセンサの特性のばらつき
や経年変化の補正を行なわせるようにしたもので
ある。ここで、基本係数Kbが各種アクチユエー
タやセンサの特性のばらつき、つまり初期値の補
正用であり、学習係数Klを経年変化の補正用に使
用する。
まず、基本係数Kbの補正について説明する。
この実施例では、エンジン始動後の暖機運転中
などで、O2センサ１４２がまだ活性化されず、
出力Ａ／Ｆを表わす信号λが得られない運転領域
では、エンジンの実回転数Ｎがアイドル目標回転
数NREFに収斂するように基本係数Kbを変化させ、
これにより各種アクチユエータやセンサの特性に
ばらつきがあつても、Ａ／Ｆフイードバツク制御
が行ない得ないアイドル運転領域でのＡ／Ｆが大
きく理論Ａ／Ｆから外れないようにし、さらに
Ａ／Ｆフイードバツクが行なわれている運転領域
に移行したあとでは、O2センサ１４２の出力が
リーン又はリツチの状態に膠着したときに、さら
にこの基本係数Kbの補正が行なわれるようにし
たものであり、まず、O2センサ１４２が活性化
されていない間は、エンジン冷却水温度TWから
テーブル検索によつて例えば第３図に示すように
与えられるアイドル目標回転数NREFを求め、エ
ンジン実回転数Ｎと比較する。このとき空燃比係
数K〓、基本係数Kb、それに学習係数Klは共に
1.0、すなわち（K〓＝Kb＝Kl＝1.0）にしておく。
そして、いま、例えば第４図に示すように、実
回転数Ｎが目標回転数NREFより大となつていた
ら、基本係数Kbを順次、１回当り所定値ΔKbづ
つステツプ状に減少させてゆき、Ｎ＝NREFが得
られたときの基本係数Kbを求め、それを記憶し、
以後、O2センサ１４２が活性化するまでの基本
係数Kbとして噴射時間Tiの計算を行ない、Ａ／
Ｆの制御を行なう。
なお、このとき、バイパスバルブ６１の開度
は、予じめ実験などにより、実回転数Ｎ＝目標回
転数NREFが達成されるように噴射時間Tiを制御
したとき、出力Ａ／Ｆ≒14.7（理論Ａ／Ｆ）が得
られるような値に設定しておく。
従つて、この実施例によれば、各種アクチユエ
タやセンサの特性が標準値からばらついていて
も、Ａ／Ｆのフイードバツク制御が行なわれてい
ない運転領域で大きくＡ／Ｆが悪化する虞れがな
くなる。
続いて、O2センサ（空燃比センサ）１４２が
活性化され、出力Ａ／Ｆ信号λの取り込みが可能
になつてＡ／Ｆのフイードバツク制御に入つた運
転領域での基本係数Kbの再設定について説明す
る。
この運転領域においては、アクチユエータやセ
ンサの特性にばらつきがあつても、それが所定の
範囲内にある限りはフイードバツク制御により補
償されるため、出力Ａ／Ｆは常に設定値、例えば
14.7の理論Ａ／Ｆに収斂される筈であるが、アク
チユエータやセンサの特性が上記所定の範囲を超
えて標準値からばらついたときには、O2センサ
１４の出力信号λの値がリツチ又はリーンの一方
になつたままになつてしまう、いわゆるへばり付
きを生じ、出力Ａ／Ｆに対するフイードバツク制
御が停止されてしまう虞れを生じる。
そこで、この実施例では、O2センサ１４２の
出力信号λにへばり付きを生じたときにも基本係
数Kbを書替え、O2センサ１４２の出力信号λの
へばり付きが解除される値に再設定し直すように
し、そのため、第５図に示すような動作が行なわ
れるようになつている。
時刻t00以前では、エンジンの吸入空気流量QA
と回転数Ｎで定まる基本燃料噴射時間Tpが或る
値を示し、それに対して基本係数Kb＝1.0のとき
に正常にＡ／Ｆフイードバツク制御が働いてお
り、O2センサ１４２の出力信号λのリーンとリ
ツチに応じて空燃比係数K〓は暫増と暫減を繰り
返し、出力Ａ／Ｆの平均値が14.7に保たれるよう
に動作している。
次に、時刻t00においてエンジンの運転条件、
例えばスロツトル開度や負荷トルクなどが変化
し、これにより基本燃料噴射時間Tpも変り、こ
の結果、基本係数Kb＝1.0のままでは空燃比係数
K〓を最大限変化させても、それによる噴射時間
Tiによつては出力Ａ／Ｆを14.7の理論Ａ／Ｆに戻
すことができなくなつたとする。例えば、第５図
では時刻t00でO2センサ１４２の出力信号λがリ
ツチになり、それ以降は空燃比係数K〓を最少限
度Ｌにしても出力信号λはリツチのままになり、
へばり付きとなつている状態を示している。
そこで、この状態になつたら、所定の時間、例
えば30秒経過した時刻t01の時点ａでへばり付き
が発生したものと判断する。しかして、このよう
なへばり付きは、基本燃料噴射時間Tpの変化を
もたらしたエンジンの運転条件の変化による一過
性のものである場合があるので、この時点ａで直
ちに基本係数の修正に入るのではなく、一旦、こ
の時点ａで空燃比係数K〓を1.0に戻してみる。そ
うすると、へばり付きが一過性のものであつた場
合には、この時点ａで出力信号λは変化を開始す
るから、このときにはそのままＡ／Ｆのフイード
バツク制御に進むことができる。
一方、へばり付きが一過性のものではなかつた
場合には、この時点ａ以後も出力信号λはリツチ
（又はリーン）に膠着したままとなるから、この
ａ点の時刻t01から30秒の時間経過を調べ、30秒
経過した時刻t02の時点ｂで始めてへばり付きが
間違いなく発生したものと判断し、時点ｂ以降、
基本係数Kbの修正動作に入り、基本係数Kbを順
次、所定値Δkbづつステツプ状に変化（この場合
は減少）させてゆく。なお、このときには空燃比
係数K〓は1.0に固定しておき、かつO2センサ１４
２の出力信号λを調べながら行なう。こうして基
本係数Kbの変化量（減少値）がkbとなつた時刻
t03で出力信号λがリツチのへばり付き状態から
リーンに反転したことが検出されたら、このとき
の基本係数Kbの値を新たな基本係数値とし、こ
のときの基本燃料噴射時間Tpと共にRAM１０６
に記憶する。
この処理を時刻t10以降でもへばり付きが発生
するごとに同じ様に繰り返しt11〜t12、その都度、
基本燃料噴射時間Tpと共に新たに設定された基
本係数KbをRAM１０６に記憶してゆけば、第６
図に示すような基本燃料噴射時間Tpに対する基
本係数Kbのテーブルが得られ、ひとたび、この
テーブル化を終つたあとは基本燃料噴射時間Tp
によつて基本係数Kbを検索し、噴射時間Tiの計
算を行なうようにする。
従つて、この実施例によれば、各種アクチユエ
ータやセンサの特性にばら付きがあつても、それ
に応じて所定の基本係数Kbが自動的に設定され、
特性のばら付きが吸収され補償されてしまうた
め、常に正しいＡ／Ｆフイードバツク制御が可能
になり、排気ガスを良好に保つことができる。
次に、学習係数Klの補正について説明する。
この学習係数Klは上述したように各種のアクチ
ユエータやセンサの特性が経年変化によつて変化
し、それによつてO2センサ１４２の出力信号λ
にへばり付きを生じた場合に対処するためのもの
で、その修正のための動作は第７図に示すとおり
となり、これは第５図の基本係数Kbの場合と同
じであり、これにより第８図に示すテーブルを作
成してＡ／Ｆのフイードバツク制御を行なうよう
にしてある。なお、この実施例では、学習係数Kl
の修正量klもテーブル化するようにしてある。
ここで、基本係数Kbと学習係数Klとを別々に
設けた理由について説明する。
以上の実施例では、第６図及び第８図のテーブ
ルがRAM１０６に書込まれており、従つて、エ
ンジンを停止させ、制御回路６０の電源がOFF
にされるとこれらのテーブルは消失してしまう。
そのため、この場合には基本係数Kbと学習係数
Klとを独立に設ける意味はなく、基本係数Kbだ
けを設けておけばよい。
しかしながら、本発明の実施例としては、
RAM１０６をバツテリーバツクアツプにより不
輝発性メモリとして使用し、第６図及び第８図の
テーブルは所定期間にわたつて保存されるように
した上で、この第６図のテーブルが一旦作成され
たあとは、基本係数Kbの修正は行なわれないよ
うにしたものがある。つまり、この実施例におい
ては、最初にエンジンが運転されてから第６図の
テーブルが作成されるまでの適当な期間中は、
O2センサ１４２の出力信号λにへばり付きを生
じるごとに基本係数Kbの修正だけを行ない、こ
の間は学習係数Klの修正は行なわず、Kl＝1.0に
保つておく。そして、上記適当な期間が経過した
後は、今度は基本係数Kbの修正は行なわず、へ
ばり付きを生じる都度、今度は学習係数Klだけを
修正し、第８図のテーブルだけの書替えを行なつ
てゆくようにするのである。
この実施例によれば、基本係数Kbは各種のア
クチユエータやセンサの使用開始時での初期特性
に応じた初期値となり、学習係数Klはそのときま
でに変化した特性による経年変化値となるから、
これらの係数KbとKlの比較により各種アクチユ
エータやセンサの特性の変化状態を知ることがで
き、これらの寿命予測などが可能になる。
次に、これらの基本係数Kbと学習係数Klの設
定ルーチンの一実施例を第９図，第１０図，第１
１図のフローチヤートによつて説明する。
このフローチヤートにしたがつた処理はエンジ
ン始動後、所定の周期で繰り返され、まず、ステ
ツプ３００で空燃比センサ（O2センサ１４２の
こと）が活性化されているか否かを判定し、結果
がNOの間はステツプ３０２でアイドルスイツチ
がONか否かを判定し、アイドル状態のときには
ステツプ３０４に進み、アイドル状態でないとき
にはステツプ３５６に向う。ステツプ３０４では
フアーストアイドル状態での燃料増量が行なわれ
ているか否かを調べ、増量中ならステツプ３５６
に進む。増量が完了していたらステツプ３０６に
進み、フラグを調べてアイドル時での基本係数
Kbの修正が終了しているか否かを判定し、完了
ならステツプ３１９に進むが、完了していなけれ
ばステツプ３０８に向い、現在のエンジン実回転
数Ｎがアイドル目標回転数NREF（第３図）に対し
て150rpm以内の差に収まつているか否かを調べ
る。
ステツプ３０８での結果がYESになつたとき、
すなわち｜NREF−Ｎ｜150rpmとなつていたと
きにはステツプ３１４から３１６に進み、アイド
ル時での基本係数Kbの設定完了を表わすフラグ
をセツトし、この基本係数Kbを制御用として設
定する。
一方、ステツプ３０８での結果がNOとなつた
ときにはステツプ３１０に進み、実回転数Ｎと目
標回転数NREFとの大小関係を調べ、実回転数Ｎ
の方が大のときにはステツプ３１２で基本係数
Kbから所定値Δkbを減じ、（Kb−Δkb）を新たな
係数Kbとする。また、ステツプ３１０での結果
がNO、つまり実回転数Ｎの方が小さかつたとき
にはステツプ３１８に進み、基本係数Kbに所定
値Δkbを加え、（Kb＋Δkb）を新たな係数Kbとす
る。そして、これらのステツプ３１６，３１２，
３１８のあとはステツプ３５６に進み、このフロ
ーを抜ける。
従つて、これらのステツプ３００ないし３１８
にしたがつた処理が繰り返されることにより第４
図で説明した動作が得られ、O2センサ１４２が
活性化される前での出力Ａ／Ｆの悪化が防止され
る。なお、これらのステツプ３１０，３１２，３
１８での処理において、｜NREF−Ｎ｜がかなり大
きくなつているときだけ、ステツプ３１２又は３
１８における所定値Δkbの代りに、これの２倍，
３倍の値である2Δkb又は3Δkbを用いるようにし
てもよく、この実施例によれば、基本係数Kbの
設定完了までの時間を短かくすることができ、制
御の応答速度を早くすることができる。
次に、ステツプ３００又はステツプ３０６での
結果がYESになつたときにはステツプ３１９に
進み、このステツプ３１９でO2フイードバツク
が行なわれているか否かを調べ、結果がNOのと
きにはステツプ３５６に進む。一方、ステツプ３
１９での結果がYESになつたらステツプ３２０
に進み、第６図で説明した基本係数Kbの基本燃
料噴射時間Tpに対するテーブル作成が完了して
いるか否かを調べる。なお、このステツプ３２０
での判断のためには、例えば、エンジンが最初に
始動された後、所定時間が経過したときにセツト
されるフラグを用意し、それを調べるようにすれ
ばよい。また、これはRAM１０６をバツテリー
バツクアツプなどにより不輝発性メモリとして使
用し、噴射時間Tiの計算に基本係数Kbと学習係
数Klの２種の係数を用いるようにした実施例の場
合についてのものであり、RAM１０６を不輝発
性メモリとせず、したがつて学習係数Klを用いず
に基本係数Kbだけを用いるようにした実施例に
おいては、２のステツプ３２０は不要で、ステツ
プ３１９の結果がYESとなつたらそのままか
らステツプ３２２に進むようにすればよい。
第９図のステツプ３２０に戻り、ここでの結果
がNOのときには第１０図の基本係数Kbの修正処
理に進み、まず、ステツプ３２２で基本係数Kb
の学習中か否かの判定を行ない、学習中ならその
ままステツプ３３２に進む。一方、学習中ではな
かつたらステツプ３２４に進み、空燃比センサの
出力信号λが１、つまり14.7の理論Ａ／Ｆの点を
通つてリーンとリツチの間で反転したか否かのチ
エツクを行ない、反転が検出されたときにはステ
ツプ３５２を通つてへばり付きカウンタをクリア
してステツプ３５６に抜ける。また、反転が検出
されなかつたときにはステツプ３２６に進んでへ
ばり付カウンタを調べ、30秒経過したか否かによ
つてへばり付きの発生を検出し、30秒たつていな
いときにはステツプ３４６に進み、信号λがリツ
チかリーンかの判定を行ない、その結果によつて
ステツプ３４８と３５０のいずれかに進み、リツ
チのときには空燃比係数K〓から１を減じ、リー
ンのときには空燃比係数K〓に１を加える。従つ
て、これにより第５図の時刻t00からt01の間での
動作が得られる。
一方、ステツプ３２６でへばり付きと判定され
たらステツプ３２８に進み、第１回目のへばり付
きか否かを調べ、第１回目ならステツプ３４４を
通つて空燃比係数K〓を１にする。従つて、これ
により第５図のａ点（又はｃ点）での動作が得ら
れる。
ステツプ３２８での結果がNO、つまり第２回
目のへばり付きと判断されたときにはステツプ３
３０に進んで学習フラグのセツトと空燃比係数
K〓を１にする処理を行なつたあとステツプ３３
２に進み、このステツプ３３２でへばり付きの状
態がリツチ側でのものか否かを調べ、リツチでな
い、つまりリーンのときにはステツプ３３４に進
んで基本係数Kbに所定値Δkbを加え、他方、リツ
チとなつたときにはステツプ３３６で基本係数
Kbから所定値Δkbを減じる。その後、ステツプ３
３８で出力信号λがリツチとリーンの間で反転し
たか否かを調べ、反転していないならステツプ３
５６に抜けるが、反転が検出されたときにはステ
ツプ３４０に進み、このときの基本燃料噴射時間
Tpと共に、このときの基本係数KbをRAM１０６
に記憶し、その後、ステツプ３４２を通つて学習
フラグをリセツトしてからステツプ３５６に抜け
る。従つて、これらのステツプ３３０から３３６
の処理により第５図の時刻t02からt03での動作が
得られ、さらにステツプ３４０により第６図に示
したテーブル作成が行なわれる。
なお、このとき、基本係数Kbの最大値と最小
値にはそれぞれ一定の限度を設けるようにしなけ
ればならないのはいうまでもない。
次に第９図のステツプ３２０に戻り、ここでの
結果がYES、つまり、もう第６図のテーブルが
作成完了していると判断されたときにはから第
１１図の処理に進み、このときには学習係数Klの
修正処理が行なわれる。しかし、この第１１図の
処理ルーチンは第１０図の処理ルーチンの基本係
数Kbを学習係数Klに置き換えただけであるから、
その説明は省略する。
次に、第１２図及び第１３図は本発明の他の一
実施例の動作を示したもので、この実施例が第５
図及び第７図の実施例と異なる点は、O2センサ
１４２が活性化された後でその出力信号λがリツ
チとリーンの間で反転している間は、空燃比係数
K〓を変化させないで1.0に保つようにし、へばり
付きの発生が確認されたときだけ空燃比係数K〓
を増減させるようにしている点だけである。
この実施例によれば、リーンサイドの状態が多
くなるため、燃費の向上に寄与するところが大き
いという効果が得られる。
なお、以上の実施例では、出力Ａ／Ｆの検出に
O2センサによる空燃比センサを用いているが、
本発明はこれに限らず、例えば、出力Ａ／Ｆがリ
ーン状態となつたことを検出するリーンセンサに
よつても実施可能であり、同様な作用効果を得る
ことができる。
また、以上の実施例はインジエクタ１２を用い
た燃料噴射方式のエンジンに適用した場合につい
て説明したが、本発明は、電子制御形気化器方式
のエンジンにも適用可能なことはいうまでもな
く、さらに、本発明は、流量センサ２４の代りに
吸気負圧センサを用いて基本燃料供給量（Tpに
対応したもの）を定めるようなシステムとしても
実施可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、Ａ／Ｆ
の制御に必要な各種のアクチユエータやセンサに
特性上のばらつきがあつても、これら特性上のば
らつきに応じて常に自動的に動作条件の補正が行
なわれるようにすることができるから、従来技術
の欠点を除き、Ａ／Ｆフイードバツク制御が行な
われていない運転領域でも何らの調整作業を要す
ることなく充分良好な排ガス状態が得られると共
に、Ａ／Ｆフイードバツク制御が行なわれている
運転領域での特性の変化による制御動作異常の発
生も何らの調整作業を要せずに防止でき、常に良
好な排ガス状態を保つことができる内燃機関の空
燃比制御装置を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は電子式エンジン制御装置の一例を示す
概略ブロツク図、第２図は制御回路のブロツク
図、第３図はアイドル目標回転数とエンジン冷却
水温度との関係を示す特性図、第４図、第５図、
第６図、第７図、第８図はそれぞれ本発明による
空燃比制御装置の一実施例の動作説明図、第９
図、第１０図、第１１図は同じく一実施例の制御
処理動作を示すフローチヤート、第１２図、第１
３図は本発明の他の一実施例の動作説明図であ
る。 １２……インジエクタ（燃料噴射弁）２４……
吸入空気流量センサ、５６……冷却水温センサ、
６１……バイパスバルブ、１４２……O2センサ
（空燃比センサ）。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 機関の運転条件に応じて定まる基本供給量
    と、それに対して予め設定してある補正係数とに
    よつて燃料供給量を制御し、出力空燃比センサの
    検出信号により空燃比をフイードバツク制御する
    方式の空燃比制御装置において、上記補正係数を
    書替えてゆく学習制御手段を設け、この学習制御
    手段を、上記出力空燃比センサが活性化前の時点
    でのアイドル回転数をそのときの目標アイドル回
    転数に収めるのに必要な燃料供給量に対応した数
    値が算定できたときと、上記出力空燃比センサの
    出力がリーンまたはリツチのいずれかの状態に所
    定時間以上留まつたときに、その出力を反転させ
    るのに必要な燃料供給量に対応した数値とが算定
    できたときに、これらの数値を新たな補正係数と
    して設定するように構成したことを特徴とする内
    燃機関の空燃比制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記補正係
    数が、基本係数と学習係数の２種類で構成されて
    いることを特徴とする空燃比制御装置。
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JP2532205B2 (ja) * 1985-11-29 1996-09-11 富士重工業株式会社 エンジンの空燃比学習制御方法
JPS63143350A (ja) * 1986-12-08 1988-06-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5596339A (en) * 1979-01-13 1980-07-22 Nippon Denso Co Ltd Air-fuel ratio control method
JPS56138438A (en) * 1980-03-28 1981-10-29 Nippon Denso Co Ltd Control method of air-fuel ratio

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