JPH051374B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関する
ものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの燃焼室に供給する混合気
の空燃比を、その運転状態に応じて適正な値に制
御する技術が種々提案され、例えば、排気ガスの
酸素濃度から空燃比を検出する排気センサーを設
け、その検出信号に応じてエンジンに供給する空
燃比を制御するようにしたものがある。しかる
に、上記排気センサーはその使用条件等によつて
耐久性に問題があり、長時間適正な検出信号を得
ることは困難であり、空燃比制御の精度が低下す
る結果、排気ガス対策、燃料消費率の性能を所期
の状態に維持することができない恐れがある。

そこで、特公昭56−33569号に見られるように、
アイドル時等の定常運転時には空燃比変化に対し
てエンジン回転数は所定の特性でもつて変化する
ことから、この定常運転時に常時微小空燃比変動
を与え、これに伴う回転速度変動を検出し、検出
回転速度変動幅が設定空燃比の値となるように調
整して、適正空燃比制御を行うようにした技術が
ある。

上記のような先行技術においては、空燃比を変
動させてエンジン回転数変化を検出する際に、同
じ空燃比の変動幅であつても、空燃比がリツチな
領域とリーンな領域とではこれに伴うエンジン回
転数の変化量が相違し、運転者の操作によらずに
不規則な回転変動が生起して、運転者に違和感を
与える問題を有する。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、空燃比変化とエンジ
ン回転数変化との関係に基づいて空燃比を目標値
に制御するにおいて、上記空燃比変化に伴う不規
則な回転変動による運転者の違和感を解消するよ
うにしたエンジンの空燃比制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明のエンジンの空燃比制御装置は、エンジ
ンに燃料を供給する燃料供給手段と、空燃比を変
える空燃比変更手段と、空燃比変化に伴うエンジ
ン回転数変化に関連する信号を検出する回転数変
動検出手段と、アイドル時に空燃比を変化させ上
記回転数変動検出手段の検出値により空燃比を最
高回転数空燃比に調整し、この最高回転数空燃比
での燃料噴射パルスを学習検出し、目標空燃比に
対する空燃比補正値を求めて空燃比変更手段に制
御信号を出力して空燃比を目標値に制御する制御
手段とを備えたものにおいて、上記制御手段は、
前記空燃比変化時のエンジン回転数変動幅と設定
値との偏差に基づいて空燃比変化量を補正し、空
燃比変化量に対するエンジン回転数変動幅を一定
にする空燃比変化量可変手段を備えたことを特徴
とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、空燃比変化とエンジン回転数
変化との関係に基づいて空燃比を目標値に制御す
るにおいて、エンジン回転数変化検出時には空燃
比変化量をエンジン回転数変動幅が一定となるよ
うに可変としたことにより、運転者の操作に伴わ
ない不規則なエンジン回転数変化を生起すること
なく制御を行つて、運転者の違和感を解消し、良
好な空燃比制御を得て、排気ガス対策、燃料消費
率の性能を所期の状態に維持することができる。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は全体構成を示し、エンジン１に吸気を供
給する吸気通路２には、スロツトル弁３が配設さ
れエアクリーナ４が設けられるとともに、エンジ
ン１に燃料を供給する燃料供給手段５を構成する
燃料噴射ノズル６が介装されている。上記燃料噴
射ノズル６にはコントロールユニツト７からの制
御信号が出力されて燃料噴射量が制御され、空燃
比が調整される。

上記コントロールユニツト７には、エンジン１
の回転数を検出する回転数センサー８の検出信
号、吸気通路２の吸気負圧を検出する負圧センサ
ー９の検出信号、およびスロツトル弁３の全閉状
態を検出するアイドルスイツチ１０の検出信号が
それぞれ入力される。このコントロールユニツト
７は、上記燃料噴射ノズル６に出力する燃料噴射
パルスを調整して空燃比を変更する空燃比変更手
段１１と、前記回転数センサー８の信号を受けて
エンジン回転数変化に関連する信号を検出する回
転数変動検出手段１２と、前記負圧センサー９お
よび回転数変動検出手段１２の回転数信号を受け
て燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）を演算し空燃
比変更手段１１に制御信号を出力し空燃比を目標
値に制御する制御手段１３とを有し、また、上記
制御手段１３はアイドルスイツチ１０の信号を受
けアイドル運転時に空燃比を変動させ、この空燃
比変化に伴うエンジン回転数変化を回転数変動検
出手段１２の信号によつて検出し、エンジン回転
数変動幅が一定となるように上記空燃比の変化量
をエンジン回転数の変動幅に応じて可能にする空
燃比変化量可変手段（図示せず）を包含し、この
空燃比の変化に基づいて空燃比と燃料噴射パルス
との関係を求めて、空燃比を目標値に制御するよ
うに構成されている。

第２図は空燃比変化に伴うエンジン回転数変化
の特性を示すものであつて、例えばアイドル時の
ような定常運転状態では、エンジン回転数は空燃
比が13.5のときに最高回転数となり、この空燃比
よりリーン（例えば16）であつても、リツチ（例
えば12）であつてもエンジン回転数は低下するも
のであり、その変化特性は各空燃比において異な
つている。そこで、上記制御手段１３は、空燃比
のリツチ側もしくはリーン側への変化ΔA／Ｆに
対して回転数変動Δrpmが上昇するか低下するか
を検出し、これから空燃比が13.5よりもリツチ側
かリーン側かを判定するものであつて、このとき
の空燃比変化量はこれに伴うエンジン回転数が一
定の設定値となるように調整し、これに基づいて
空燃比をエンジン回転数が最高となる方向に変動
させ、調整空燃比が反転する時を最高回転位置と
判断し、この時の燃料噴射パルスを空燃比の13.5
に対応する値として学習検出し、これに基づいて
実際の目標空燃比例えば理論空燃比（14.7）に制
御するべく空燃比補正値を作成し、これに対応し
た燃料噴射パルスに補正して空燃比制御を行うよ
うにしている。

次に上記コントロールユニツト７の作動を、第
３図のメイン処理ルーチン、第４図の学習処理ル
ーチンおよび第５図の割り込み処理ルーチンをそ
れぞれ示すフローチヤートにより説明する。な
お、この例においては、空燃比の学習制御時にお
ける空燃比の変動は、第６図に示すように空燃比
（燃料噴射パルス）の基準値αを段階的に所定量
ずつ変えるとともに、この基準値αにおいて補助
的に増減させるようにしたものであつて、この補
助的変動βに対応したエンジン回転数の変化が上
昇方向か低下方向かにより、基準値αの変化をリ
ツチ側かリーン側にするかを判断し、エンジン回
転数が最高回転数となるように空燃比を変化させ
るものであり、上記補助的変動βをこれに伴うエ
ンジン回転数変動幅が一定となるように調整する
ものである。

第３図はメイン処理ルーチンを示し、スタート
してステツプＳ１でイニシヤライズを行つた後、
ステツプＳ２でアイドルスイツチ１０がオンかど
うかを判断するとともに、ステツプＳ３でエンジ
ン回転数が800rpm以下かどうかを判断し、両者
の判断がYESのときをエンジン１のアイドル時
として検出し、ステツプＳ４で学習完了フラツグ
がセツトされているかどうかを判断する。この学
習完了フラツグは第４図の学習処理ルーチンでセ
ツトされるものであり、エンジン１が始動されて
空燃比の学習処理を終了すると、この学習完了フ
ラツグがセツトされ、エンジン停止まで学習は行
わないようにしている。

上記ステツプＳ４の判断がNOで学習が完了し
ていない時には、学習フラツグをセツト（Ｓ５）
してから、ステツプＳ６で第４図のルーチンに基
づく学習処理を行つた後、学習フラツグをクリア
（Ｓ７）してこのルーチンを終了する。

第４図の学習処理ルーチンは、スタートしてス
テツプＳ８でイニシヤライズを行つて、学習前の
燃料噴射パルスτ₀（空燃比）を最終目標の燃料噴
射パルス（空燃比）に補正する補正係数Ｋ＝１に
するとともに、燃料噴射パルスの基準値αをメモ
リから呼出す。ステツプＳ９で各値を演算初期値
に設定する。

ステツプＳ１０からＳ１５は燃料噴射パルスを
基準値αから補助的βに増加するためのものであ
つて、ステツプＳ１０で燃料噴射パルスをＴ＝Ｔ
＋α＋βに設定し、ステツプＳ１１でエンジン回
転数変動幅ΔN（ｎ）を演算し、このΔN（ｎ）の
値およびＮ（β）の値をステツプＳ１２でメモリ
に記憶する。ステツプＳ１１の演算は、βを１段
大きくした時の回転数Ｎ（β）から前段の回転数
Ｎ（β−１）を引いて、これに前回の回転変動幅
ΔN（ｎ−１）を加算したものである。上記αに
対してβを変化させることによるエンジン回転数
の変動幅すなわちＮ（β）−Ｎ（１）の差の絶対値
が設定値△ＥになつたかどうかをステツプＳ１３
で判断し、NOのときにはステツプＳ１４でｎを
ｎ＋１とし、ステツプＳ１５でβをβ＋１とし
て、ステツプＳ１０に戻つてβの増大に伴う回転
数変動幅ΔN（ｎ）を順次演算し、Ｎ（β）ととも
にそれぞれ記憶する。

上記ステツプＳ１３の判断がYESで回転変動
幅が設定値ΔEとなつたときには、ステツプＳ１
６ないしＳ２１で燃料噴射パルスを基準値αに減
少する。ステツプＳ１６でｎをｎ＋１とするとと
もに、ステツプＳ１７でβをβ−１としてから、
ステツプＳ１８で燃料噴射パルスをＴ＝Ｔ＋α＋
βに設定し、ステツプＳ１９でエンジン回転数変
動幅ΔN（ｎ）を演算して、ステツプＳ２０でこ
の値をメモリに記憶するものである。上記ステツ
プＳ１９の演算は、βを１段小さくした時の回転
数Ｎ（β）から前段の回転数Ｎ（β＋１）を引い
て、この値に前回演算した変動幅ΔN（ｎ−１）
を加算したものである。上記βの値が０になつた
かどうかをステツプＳ２１で判断し、NOのとき
にはβを順次減少して上記ステツプを繰返し、β
の減少に伴う回転数変動幅ΔN（ｎ）を演算し、
それぞれ記憶する。

ステツプＳ２１の判断がYESでβ＝０となる
と、上記ステツプＳ１２およびＳ２０で記憶した
各回転数変動幅ΔN（ｎ）をステツプＳ２２で積
算して積算変動量ΣΔrpmを演算し、この値が正
（０以上）かどうかをステツプＳ２３で判断する。
この判断がYESの時には、空燃比をリツチ側に
変化して回転数が増大方向に変動したことから、
現在の燃料噴射パルスＴ＋αに対応する空燃比の
値が13.5よりリーンであるので、ステツプＳ２４
でαをα＋１としてリツチ方向に変動させる一
方、上記判断がNOのときには、空燃比をリツチ
側に変化して回転数が減少方向に変動したことか
ら、現在の燃料噴射パルスＴ＋αに対応する空燃
比の値が13.5よりリツチであるので、ステツプＳ
２５でαをα−１としてリーン方向に変動させる
ものである。

ステツプＳ２６で上記αの値を記憶した後、ス
テツプＳ２７に進んで各値を演算初期値に設定す
る。

ステツプＳ２８からＳ３３は燃料噴射パルスを
基準値αから補助的βに減少するためのものであ
つて、ステツプＳ２８では燃料噴射パルスをＴ＝
Ｔ＋α＋βに設定し、ステツプＳ２９でエンジン
回転数変動幅ΔN（ｎ）を演算し、このΔN（ｎ）
の値およびＮ（β）の値をステツプＳ３０でメモ
リに記憶する。ステツプＳ２９の演算は、βを１
段小さくした時の回転数Ｎ（β）から前段の回転
数Ｎ（β＋１）を引いて、この値に前回の変動幅
ΔN（ｎ−１）を加算したものである。上記αに
対してβを変化させることによるエンジン回転数
の変動幅、すなわちＮ（β）−Ｎ（１）の差の絶対
値が所定値ΔEになつたかどうかをステツプＳ３
１で判断し、NOのときにはステツプＳ３２でｎ
をｎ＋１とするとともに、ステツプＳ３３でβを
β−１として、βの減少に伴う回転数変動幅ΔN
（ｎ）を順次演算して、Ｎ（β）とともにそれぞれ
記憶する。

上記ステツプＳ３１の判断がYESで回転変動
幅がΔEとなつた時には、ステツプＳ３４ないし
Ｓ３９で燃料噴射パルスを基準値αに増大する。
まず、ステツプＳ３４でｎをｎ＋１とするととも
に、ステツプＳ３５でβをβ＋１としてから、ス
テツプＳ３６で燃料噴射パルスをＴ＝Ｔ＋α＋β
に設定して、ステツプＳ３７でエンジン回転数変
動幅ΔN（ｎ）を演算し、ステツプＳ３８でこの
値をメモリに記憶する。ステツプＳ３７の演算は
βを１段大きくした時の回転数Ｎ（β）から前段
の回転数Ｎ（β−１）を引いて、これに前回の変
動幅ΔN（ｎ−１）を加算したものである。上記
βの値が０になつたかどうかをステツプＳ３９で
判断し、NOのときにはβを順次増加して上記ス
テツプを繰返し、βの増大に伴う回転数変動幅
ΔN（ｎ）を演算し、それぞれ記憶する。

ステツプＳ３９の判断がYESでβ＝０となる
と、上記ステツプＳ３０およびＳ３８で記憶した
各回転数変動幅ΔN（ｎ）をステツプＳ４０で積
算して積算変動量ΣΔrpmを演算し、この値が負
（０未満）かどうかをステツプＳ４１で判断する。
この判断がYESの時には、空燃比をリーン側に
変化して回転数が減少方向に変動したことから、
現在の燃料噴射パルスＴ＋αに対応する空燃比の
値が13.5よりリーンであるので、ステツプＳ４２
でαをα＋１としてリツチ方向に変動させる一
方、上記判断がNOのときには、空燃比をリーン
側に変化して回転数が増大方向に変動したことか
ら、現在の燃料噴射パルスＴ＋αに対応する空燃
比が13.5よりリツチであるので、ステツプＳ４３
でαをα＋１としてリーン方向に変動させるもの
である。

ステツプＳ４４で上記αの値を記憶した後、ス
テツプＳ４５でαが２度同一値となつたかどうか
を判断し、同一値となつていないときには、エン
ジン回転数が最高回転数が最高回転数となる燃料
噴射パルス（空燃比）に変化していないものであ
るから、ステツプＳ９に戻つて、上記ステツプＳ
４２もしくはＳ４３で増大もしくは減少されたα
の値に応じて空燃比を変化させる処理を繰返す。

上記αが２度同一値となつて上記ステツプＳ４
５の判断がYESの時には、ステツプＳ４６で補
正係数Ｋを演算し、ステツプＳ４７で学習完了フ
ラツグをセツトする。この補正係数Ｋの演算は、
αが２度同一値となつた最高エンジン回転数時
（空燃比13.5）の燃料噴射パルスＴ＋αの値、学
習前の燃料噴射パルスτ0の値および目標空燃比
（例えば14.7）が既知であることから、 （Ｔ＋α）：τ0K＝１／13.5：１／14.7 に基づいて求められるものである。

第５図の割込み処理ルーチンはエンジンの運転
状態に応じて燃料噴射パルスを設定するものであ
り、スタートしてステツプＳ６０でイニシヤライ
ズを行つた後、エンジン回転数の検出処理（Ｓ６
１）、吸気負圧の検出処理（Ｓ６２）に基づき、
ステツプＳ６３で基本噴射量を演算する。さら
に、この基本噴射量に対し、ステツプＳ６４から
Ｓ６７で水温補正、吸気温補正、高負荷時のエン
リツチ補正、減速時の燃料カツト補正を行い、ス
テツプＳ６８で基本燃料噴射パルスτ0を演算す
る。

そして、ステツプＳ６９でアイドル状態かどう
かを判断し、アイドル時（YES）には学習フラ
ツグがセツトされているかどうかを判断し（Ｓ７
０）、学習フラツグがセツト（YES）され第４図
の学習処理が行われているときには、ステツプＳ
７１で最終燃料噴射パルスをτ＝Ｔ＋α＋βに設
定し、学習制御時の空燃比変動を行うための燃料
噴射を所定の噴射タイミング（Ｓ７４）で行う。
また、上記ステツプＳ７０の判断がNOで学習が
完了し学習フラツグがクリアされているときに
は、第４図の学習処理で求めた補正係数Ｋに基づ
き、ステツプＳ７２で最終噴射パルスをτ＝τ0×
Ｋに設定し、目標空燃比となるように燃料噴射を
行う。さらに、前記ステツプＳ６９の判断がNO
でアイドル以外の時には、ステツプＳ７３で最終
燃料噴射パルスをτ＝τ0×K′に設定し、アイド
ル以外の運転状態で目標空燃比となるように燃料
噴射を行う。なお、このステツプＳ７３における
補正係数K′は、学習制御で求めた補正係数Ｋよ
り補正率の小さな値として大幅な空燃比変動を避
けるようにしている。

上記実施例によれば、空燃比と燃料噴射パルス
との関係を求める学習制御時において、空燃比を
変動するについて、基本的な空燃比αの変動方向
を決定するための補助的変動βの変化量をエンジ
ン回転数の変動幅が設定値ΔEとなるように一定
とし、空燃比をエンジン回転数が最高回転数とな
る値に変動させるものであつて、運転車の違和感
を低減している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構
成図、第２図は空燃比変化に対するエンジン回転
数の変動特性を示す曲線図、第３図はメイン処理
ルーチンを示すフローチヤート図、第４図は学習
処理ルーチンを示すフローチヤート図、第５図は
燃料噴射を行う割込み処理ルーチンを示すフロー
チヤート図、第６図は第４図における空燃比の変
動例を示す説明図である。 １……エンジン、５……燃料供給手段、７……
コントロールユニツト、１１……空燃比変更手
段、１２……回転数変動検出手段、１３……制御
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、
   空燃比を変える空燃比変更手段と、空燃比変化に
   伴うエンジン回転数変化に関連する信号を検出す
   る回転数変動検出手段と、アイドル時に空燃比を
   変化させ上記回転数変動検出手段の検出値により
   空燃比を最高回転数空燃比に調整し、この最高回
   転数空燃比での燃料噴射パルスを学習検出し、目
   標空燃比に対する空燃比補正値を求めて空燃比変
   更手段に制御信号を出力して空燃比を目標値に制
   御する制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御
   装置において、上記制御手段は、前記空燃比変化
   時のエンジン回転数変動幅と設定値との偏差に基
   づいて空燃比変化量を補正し、空燃比変化量に対
   するエンジン回転数変動幅を一定にする空燃比変
   化量可変手段を備えたことを特徴とするエンジン
   の空燃比制御装置。