JP3186250B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関するものであり、特に、内燃機関が所定の運転
領域にあるときに、空燃比を理論空燃比よりリーン側に
制御して運転させる空燃比制御装置に関するものであ
る。
装置に関するものであり、特に、内燃機関が所定の運転
領域にあるときに、空燃比を理論空燃比よりリーン側に
制御して運転させる空燃比制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費向上やエミッション低減を目
的として、内燃機関の空燃比を理論空燃比よりリーン側
に制御する所謂リーン制御を採用した空燃比制御装置が
実施されている。このような空燃比制御では、燃費やエ
ミッションに関する効果を最大限に得るために、失火領
域に至る直前の失火限界に空燃比を制御することが要求
されている。そこで、失火限界を判定する種々の方法が
実用化されており、その一例として、特開昭６０−１２
２２３４号公報に記載の空燃比制御装置を挙げることが
できる。
的として、内燃機関の空燃比を理論空燃比よりリーン側
に制御する所謂リーン制御を採用した空燃比制御装置が
実施されている。このような空燃比制御では、燃費やエ
ミッションに関する効果を最大限に得るために、失火領
域に至る直前の失火限界に空燃比を制御することが要求
されている。そこで、失火限界を判定する種々の方法が
実用化されており、その一例として、特開昭６０−１２
２２３４号公報に記載の空燃比制御装置を挙げることが
できる。
【０００３】この空燃比制御装置では、内燃機関の燃焼
状態が正常領域から失火限界に移行すると、機関の回転
変動が増加することに着目し、その回転変動に基づいて
失火限界を判定している。即ち、クランク角センサにて
検出された機関の回転速度から、所定クランク角のとき
の回転変動を順次算出し、その回転変動から算出した標
準偏差を、予め失火限界として設定された閾値と比較す
る。そして、標準偏差が閾値未満のときには、未だ正常
燃焼領域にあるとして、空燃比補正量をリーン側に補正
し、また、標準偏差が閾値以上のときには、失火限界に
至ったとして、空燃比補正量をリッチ側に補正する。以
上の制御により内燃機関の空燃比を失火限界に制御す
る。なお、失火限界の空燃比は、内燃機関の運転領域、
例えば、回転数や吸入空気量に応じて異なることから、
この空燃比制御装置では、運転領域毎に閾値を設定して
いる。
状態が正常領域から失火限界に移行すると、機関の回転
変動が増加することに着目し、その回転変動に基づいて
失火限界を判定している。即ち、クランク角センサにて
検出された機関の回転速度から、所定クランク角のとき
の回転変動を順次算出し、その回転変動から算出した標
準偏差を、予め失火限界として設定された閾値と比較す
る。そして、標準偏差が閾値未満のときには、未だ正常
燃焼領域にあるとして、空燃比補正量をリーン側に補正
し、また、標準偏差が閾値以上のときには、失火限界に
至ったとして、空燃比補正量をリッチ側に補正する。以
上の制御により内燃機関の空燃比を失火限界に制御す
る。なお、失火限界の空燃比は、内燃機関の運転領域、
例えば、回転数や吸入空気量に応じて異なることから、
この空燃比制御装置では、運転領域毎に閾値を設定して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の空燃比制御装置
は、上記のように運転領域毎に閾値を設定して、運転領
域に応じた適切な失火限界に基づいて空燃比制御を実行
するように配慮されている。しかしながら、この空燃比
制御装置では、内燃機関の個体差によって生じる回転変
動の誤差については何ら配慮されておらず、その誤差に
よって失火限界を的確に判定できない場合があった。
は、上記のように運転領域毎に閾値を設定して、運転領
域に応じた適切な失火限界に基づいて空燃比制御を実行
するように配慮されている。しかしながら、この空燃比
制御装置では、内燃機関の個体差によって生じる回転変
動の誤差については何ら配慮されておらず、その誤差に
よって失火限界を的確に判定できない場合があった。
【０００５】即ち、内燃機関には、理論空燃比のような
正常燃焼領域においても回転変動が発生し、その回転変
動は、機関自体の燃焼状態、クランク角センサの検出誤
差、ＣＰＵクロックの誤差等により発生したものであ
り、内燃機関の個体差に応じた固有の値となる。従来の
空燃比制御装置では、これらの要因で発生した回転変動
に、失火により発生した回転変動を加えた値が標準偏差
として算出されるため、その算出された値は内燃機関の
個体差の影響を含むことになる。そして、正常燃焼状態
から失火限界に至ったときの回転変動の増加は、完全な
失火領域まで至った場合に比較してごく僅かであるた
め、前記した内燃機関の個体差の影響により、失火限界
の判定が的確に実施できなかった。よって、空燃比がリ
ーン側に乱れて、失火によりドライバビリティを悪化さ
せたり、逆にリッチ側に乱れて、燃費向上やエミッショ
ン低減を十分に達成できなかったりする可能性があっ
た。
正常燃焼領域においても回転変動が発生し、その回転変
動は、機関自体の燃焼状態、クランク角センサの検出誤
差、ＣＰＵクロックの誤差等により発生したものであ
り、内燃機関の個体差に応じた固有の値となる。従来の
空燃比制御装置では、これらの要因で発生した回転変動
に、失火により発生した回転変動を加えた値が標準偏差
として算出されるため、その算出された値は内燃機関の
個体差の影響を含むことになる。そして、正常燃焼状態
から失火限界に至ったときの回転変動の増加は、完全な
失火領域まで至った場合に比較してごく僅かであるた
め、前記した内燃機関の個体差の影響により、失火限界
の判定が的確に実施できなかった。よって、空燃比がリ
ーン側に乱れて、失火によりドライバビリティを悪化さ
せたり、逆にリッチ側に乱れて、燃費向上やエミッショ
ン低減を十分に達成できなかったりする可能性があっ
た。
【０００６】そこで、本発明は、内燃機関の個体差の影
響を受けることなく、的確に失火限界を判定して、高精
度のリーン制御を実現することができる内燃機関の空燃
比制御装置の提供を課題とするものである。
響を受けることなく、的確に失火限界を判定して、高精
度のリーン制御を実現することができる内燃機関の空燃
比制御装置の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃機関Ｍ１
の運転領域に応じて、理論空燃比から失火限界付近のリ
ーン側の空燃比にわたって内燃機関Ｍ１の空燃比を制御
する内燃機関の空燃比制御装置において、前記内燃機関
Ｍ１の回転に同期して周期的に発生する変動量を検出す
る変動量検出手段Ｍ２と、前記内燃機関Ｍ１の空燃比が
理論空燃比に制御されているときに、前記変動量検出手
段Ｍ２にて検出された変動量を学習する変動量学習手段
Ｍ３と、前記内燃機関Ｍ１の空燃比が失火限界付近の空
燃比に制御されているときに、前記変動量検出手段Ｍ２
にて検出された現在の変動量と、前記変動量学習手段Ｍ
３にて学習された変動量とに基づいて、内燃機関Ｍ１の
空燃比を補正するリーン空燃比補正手段Ｍ４とを具備す
るものである。
の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃機関Ｍ１
の運転領域に応じて、理論空燃比から失火限界付近のリ
ーン側の空燃比にわたって内燃機関Ｍ１の空燃比を制御
する内燃機関の空燃比制御装置において、前記内燃機関
Ｍ１の回転に同期して周期的に発生する変動量を検出す
る変動量検出手段Ｍ２と、前記内燃機関Ｍ１の空燃比が
理論空燃比に制御されているときに、前記変動量検出手
段Ｍ２にて検出された変動量を学習する変動量学習手段
Ｍ３と、前記内燃機関Ｍ１の空燃比が失火限界付近の空
燃比に制御されているときに、前記変動量検出手段Ｍ２
にて検出された現在の変動量と、前記変動量学習手段Ｍ
３にて学習された変動量とに基づいて、内燃機関Ｍ１の
空燃比を補正するリーン空燃比補正手段Ｍ４とを具備す
るものである。
【０００８】
【作用】本発明においては、内燃機関Ｍ１が理論空燃比
に制御されているときには、変動量検出手段Ｍ２にて検
出された内燃機関Ｍ１の変動量が変動量学習手段Ｍ３に
より学習される。このときの変動量は、失火以外の内燃
機関Ｍ１が本来有する要因によって発生したものであ
り、内燃機関Ｍ１の個体差に応じた値となる。
に制御されているときには、変動量検出手段Ｍ２にて検
出された内燃機関Ｍ１の変動量が変動量学習手段Ｍ３に
より学習される。このときの変動量は、失火以外の内燃
機関Ｍ１が本来有する要因によって発生したものであ
り、内燃機関Ｍ１の個体差に応じた値となる。
【０００９】また、内燃機関Ｍ１が失火限界付近に制御
されている所謂リーン制御時には、変動量検出手段Ｍ２
にて検出された現在の変動量と、変動量学習手段Ｍ３に
て学習された変動量とに基づいて、リーン空燃比補正手
段Ｍ４により内燃機関Ｍ１の空燃比が補正される。この
リーン制御時の変動量は、前記した理論空燃比のときの
変動量に、失火に起因して発生した変動量が加算された
ものである。したがって、例えば、リーン制御時の変動
量から変動量学習手段Ｍ３にて学習された変動量を減算
すれば、失火に起因して発生した変動量に基づいて内燃
機関Ｍ１の空燃比を補正することができ、内燃機関Ｍ１
の個体差の影響を受けることなく、的確な失火限界の判
定が可能となる。
されている所謂リーン制御時には、変動量検出手段Ｍ２
にて検出された現在の変動量と、変動量学習手段Ｍ３に
て学習された変動量とに基づいて、リーン空燃比補正手
段Ｍ４により内燃機関Ｍ１の空燃比が補正される。この
リーン制御時の変動量は、前記した理論空燃比のときの
変動量に、失火に起因して発生した変動量が加算された
ものである。したがって、例えば、リーン制御時の変動
量から変動量学習手段Ｍ３にて学習された変動量を減算
すれば、失火に起因して発生した変動量に基づいて内燃
機関Ｍ１の空燃比を補正することができ、内燃機関Ｍ１
の個体差の影響を受けることなく、的確な失火限界の判
定が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の内燃機関の空燃比制御装置を
具体化した一実施例を説明する。図２は本発明の一実施
例である内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図であ
る。
具体化した一実施例を説明する。図２は本発明の一実施
例である内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図であ
る。
【００１１】図に示すように、本実施例の空燃比制御装
置が適用される内燃機関１は、車両に搭載される４サイ
クル４気筒の火花点火式内燃機関である。内燃機関１の
吸気通路２の上流側にはエアクリーナ３が設置され、エ
アクリーナ３を経た吸入空気は、吸気通路２及び吸気バ
ルブ４を介して各気筒の燃焼室５内に供給される。吸気
通路２のエアクリーナ３の下流側には吸入空気量を検出
するエアフローメータ６が設置され、その下流側には運
転者のアクセル操作に応じて吸入空気量を調整するスロ
ットルバルブ７が設けられている。吸気通路２の最下流
側には各気筒毎に燃料噴射弁８が設置され、図示しない
クランク軸の回転に同期して燃料噴射弁８から噴射され
た燃料は、吸気通路２内を通過する吸入空気と混合さ
れ、混合気として燃焼室５内に導入される。
置が適用される内燃機関１は、車両に搭載される４サイ
クル４気筒の火花点火式内燃機関である。内燃機関１の
吸気通路２の上流側にはエアクリーナ３が設置され、エ
アクリーナ３を経た吸入空気は、吸気通路２及び吸気バ
ルブ４を介して各気筒の燃焼室５内に供給される。吸気
通路２のエアクリーナ３の下流側には吸入空気量を検出
するエアフローメータ６が設置され、その下流側には運
転者のアクセル操作に応じて吸入空気量を調整するスロ
ットルバルブ７が設けられている。吸気通路２の最下流
側には各気筒毎に燃料噴射弁８が設置され、図示しない
クランク軸の回転に同期して燃料噴射弁８から噴射され
た燃料は、吸気通路２内を通過する吸入空気と混合さ
れ、混合気として燃焼室５内に導入される。
【００１２】各気筒の燃焼室５には点火プラグ９が設け
られ、これらの点火プラグ９には、点火コイル１０から
の点火電流がクランク軸の回転に同期してディストリビ
ュータ１１により分配供給される。燃焼室５内に導入さ
れた混合気は点火プラグ１１にて点火されて、燃焼しな
がらピストン１２を押し下げてクランク軸にトルクを付
与し、その後、排気バルブ１３及び排気通路１４を介し
て外部に排出される。排気通路１４にはＡ／Ｆセンサ１
５が設置され、このＡ／Ｆセンサ１５は、排気ガスの空
燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する。また、デ
ィストリビュータ１１にはクランク角センサ１６が設け
られ、クランク軸の回転に同期して３０度毎にパルス信
号を出力する。
られ、これらの点火プラグ９には、点火コイル１０から
の点火電流がクランク軸の回転に同期してディストリビ
ュータ１１により分配供給される。燃焼室５内に導入さ
れた混合気は点火プラグ１１にて点火されて、燃焼しな
がらピストン１２を押し下げてクランク軸にトルクを付
与し、その後、排気バルブ１３及び排気通路１４を介し
て外部に排出される。排気通路１４にはＡ／Ｆセンサ１
５が設置され、このＡ／Ｆセンサ１５は、排気ガスの空
燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する。また、デ
ィストリビュータ１１にはクランク角センサ１６が設け
られ、クランク軸の回転に同期して３０度毎にパルス信
号を出力する。
【００１３】内燃機関１の電子制御装置２１は、ＣＰＵ
２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４を中心に論理演算回路を
構成し、コモンバス２５を介して入出力部２６と接続さ
れている。入出力部２６には前記エアフローメータ６、
燃料噴射弁８、点火コイル１０、Ａ／Ｆセンサ１５及び
クランク角センサ１６がそれぞれ接続され、ＣＰＵ２２
はこの入出力部２６を介して外部との入出力を行なう。
また、ＲＯＭ２３には内燃機関１の運転状態を制御する
ための各種プログラム、例えば、燃料噴射弁８の噴射量
制御や点火プラグ９の点火時期制御等のプログラムが記
憶され、ＣＰＵ２２はそれらのプログラムに従って処理
を実行する。また、ＲＡＭ２４はＣＰＵ２２が実行する
処理データを一時的に記憶する。
２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４を中心に論理演算回路を
構成し、コモンバス２５を介して入出力部２６と接続さ
れている。入出力部２６には前記エアフローメータ６、
燃料噴射弁８、点火コイル１０、Ａ／Ｆセンサ１５及び
クランク角センサ１６がそれぞれ接続され、ＣＰＵ２２
はこの入出力部２６を介して外部との入出力を行なう。
また、ＲＯＭ２３には内燃機関１の運転状態を制御する
ための各種プログラム、例えば、燃料噴射弁８の噴射量
制御や点火プラグ９の点火時期制御等のプログラムが記
憶され、ＣＰＵ２２はそれらのプログラムに従って処理
を実行する。また、ＲＡＭ２４はＣＰＵ２２が実行する
処理データを一時的に記憶する。
【００１４】そして、ＣＰＵ２２は内燃機関１の運転状
態に応じて、通常の空燃比制御とリーン制御とを選択的
に実行する。周知のように、通常の空燃比制御時には、
燃料噴射弁８の噴射量を内燃機関１の運転状態に応じて
設定するとともに、Ａ／Ｆセンサ１５にて検出された排
気ガスの空燃比に基づき、目標空燃比を理論空燃比λ=1
として燃料噴射量をフィードバック制御する。また、リ
ーン制御時には、燃料噴射弁８の噴射量に、内燃機関１
の運転領域毎にマップ化された空燃比補正係数ｆ（＜
１．０）を乗算してリーン側に補正するとともに、内燃
機関１に発生する回転変動に基づいて燃料噴射量をフィ
ードバック制御し、実際の空燃比を理論空燃比λ=1より
リーン側の失火限界付近に保持する。
態に応じて、通常の空燃比制御とリーン制御とを選択的
に実行する。周知のように、通常の空燃比制御時には、
燃料噴射弁８の噴射量を内燃機関１の運転状態に応じて
設定するとともに、Ａ／Ｆセンサ１５にて検出された排
気ガスの空燃比に基づき、目標空燃比を理論空燃比λ=1
として燃料噴射量をフィードバック制御する。また、リ
ーン制御時には、燃料噴射弁８の噴射量に、内燃機関１
の運転領域毎にマップ化された空燃比補正係数ｆ（＜
１．０）を乗算してリーン側に補正するとともに、内燃
機関１に発生する回転変動に基づいて燃料噴射量をフィ
ードバック制御し、実際の空燃比を理論空燃比λ=1より
リーン側の失火限界付近に保持する。
【００１５】以下、このリーン制御時に内燃機関１の回
転変動に基づいて実行されるフィードバック制御の概要
を説明する。
転変動に基づいて実行されるフィードバック制御の概要
を説明する。
【００１６】図３は本発明の一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置の空燃比と角速度差の平均偏差との関係
を示す説明図である。
空燃比制御装置の空燃比と角速度差の平均偏差との関係
を示す説明図である。
【００１７】本実施例の空燃比制御装置では、内燃機関
１の失火限界を機関回転数Ｎe の角速度差（つまり回転
変動を表す）の平均偏差に基づいて判定している。即
ち、内燃機関１の回転が安定している場合、各気筒にお
ける点火から所定クランク角（例えば、３０度ＣＡ）後
の角速度はほぼ一定値を維持し、前後して点火した気筒
の角速度の差は０に近い。ところが、内燃機関１の回転
が不安定になると、前記した角速度が変動するため、前
回と今回の角速度の差はある大きさを有することにな
る。したがって、角速度差から算出した平均偏差は、内
燃機関１の回転変動の度合いを表すことになる。
１の失火限界を機関回転数Ｎe の角速度差（つまり回転
変動を表す）の平均偏差に基づいて判定している。即
ち、内燃機関１の回転が安定している場合、各気筒にお
ける点火から所定クランク角（例えば、３０度ＣＡ）後
の角速度はほぼ一定値を維持し、前後して点火した気筒
の角速度の差は０に近い。ところが、内燃機関１の回転
が不安定になると、前記した角速度が変動するため、前
回と今回の角速度の差はある大きさを有することにな
る。したがって、角速度差から算出した平均偏差は、内
燃機関１の回転変動の度合いを表すことになる。
【００１８】そして、図３に示すように、角速度差の平
均偏差Ｍ．Ｄは、理論空燃比λ=1付近の領域では低い値
に抑制され、リーン側への移行に伴って次第に増加し
て、失火限界を越えると急激に増加する。ここで、理論
空燃比λ=1付近の領域では、失火に起因する回転変動が
発生していないため、角速度差の平均偏差Ｍ．Ｄは、失
火以外の内燃機関１が本来有する要因によって発生した
ものと見做すことができる。この要因としては、例え
ば、機関自体の燃焼状態（気筒毎の燃焼状態のばらつき
等）、角速度の演算の基礎データであるクランク角を検
出するクランク角センサ１６の検出誤差（センサ自体の
誤差や取付の誤差等）、角速度を演算に用いられるＣＰ
Ｕクロックの誤差等を挙げることができる。そして、こ
れらの要因は個々の内燃機関１で異なるため、前記した
角速度差の平均偏差Ｍ．Ｄは、内燃機関１の個体差に応
じた固有の値となり、かつ、失火が発生しない限り、空
燃比の変化に拘わらずほぼ一定の値に保持される特性を
有する。なお、本実施例では、この理論空燃比λ=1時の
平均偏差を、平均偏差Ｍ．Ｄλ=1として表示している。
均偏差Ｍ．Ｄは、理論空燃比λ=1付近の領域では低い値
に抑制され、リーン側への移行に伴って次第に増加し
て、失火限界を越えると急激に増加する。ここで、理論
空燃比λ=1付近の領域では、失火に起因する回転変動が
発生していないため、角速度差の平均偏差Ｍ．Ｄは、失
火以外の内燃機関１が本来有する要因によって発生した
ものと見做すことができる。この要因としては、例え
ば、機関自体の燃焼状態（気筒毎の燃焼状態のばらつき
等）、角速度の演算の基礎データであるクランク角を検
出するクランク角センサ１６の検出誤差（センサ自体の
誤差や取付の誤差等）、角速度を演算に用いられるＣＰ
Ｕクロックの誤差等を挙げることができる。そして、こ
れらの要因は個々の内燃機関１で異なるため、前記した
角速度差の平均偏差Ｍ．Ｄは、内燃機関１の個体差に応
じた固有の値となり、かつ、失火が発生しない限り、空
燃比の変化に拘わらずほぼ一定の値に保持される特性を
有する。なお、本実施例では、この理論空燃比λ=1時の
平均偏差を、平均偏差Ｍ．Ｄλ=1として表示している。
【００１９】また、前記のように角速度差の平均偏差
Ｍ．Ｄは、リーン側への移行に伴って増加するが、その
増加分は、内燃機関１の失火に起因して発生したものと
見做すことができる。本実施例では、この増加分を失火
増加分ΔＭ．Ｄとして表示し、また、失火増加分ΔＭ．
Ｄを含む全体の平均偏差、つまり、失火限界付近におけ
る角速度差の平均偏差を、平均偏差Ｍ．ＤL として表示
している。
Ｍ．Ｄは、リーン側への移行に伴って増加するが、その
増加分は、内燃機関１の失火に起因して発生したものと
見做すことができる。本実施例では、この増加分を失火
増加分ΔＭ．Ｄとして表示し、また、失火増加分ΔＭ．
Ｄを含む全体の平均偏差、つまり、失火限界付近におけ
る角速度差の平均偏差を、平均偏差Ｍ．ＤL として表示
している。
【００２０】そして、リーン制御時の空燃比は、例え
ば、図３に示すλx に保持されるが、本実施例では、こ
のときの角速度差の平均偏差Ｍ．ＤL から理論空燃比λ
=1時の平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を減算した失火増加分ΔＭ．
Ｄに基づいて、燃料噴射量をフィードバック制御してい
る。つまり、内燃機関１の個体差に応じて変動する理論
空燃比λ=1時の平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を排除して、失火に
起因して発生した失火増加分ΔＭ．Ｄのみに基づいて空
燃比を制御するため、前記した各種要因によって生じる
個体差の影響を受けることなく、的確な失火限界の判定
が可能となる。
ば、図３に示すλx に保持されるが、本実施例では、こ
のときの角速度差の平均偏差Ｍ．ＤL から理論空燃比λ
=1時の平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を減算した失火増加分ΔＭ．
Ｄに基づいて、燃料噴射量をフィードバック制御してい
る。つまり、内燃機関１の個体差に応じて変動する理論
空燃比λ=1時の平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を排除して、失火に
起因して発生した失火増加分ΔＭ．Ｄのみに基づいて空
燃比を制御するため、前記した各種要因によって生じる
個体差の影響を受けることなく、的確な失火限界の判定
が可能となる。
【００２１】次に、以上のように内燃機関の角速度差に
基づいてフィードバック制御を実行するときの具体的な
ＣＰＵの制御内容を説明する。
基づいてフィードバック制御を実行するときの具体的な
ＣＰＵの制御内容を説明する。
【００２２】図４は本発明の一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置のＣＰＵが実行する空燃比制御処理を示
すフローチャートである。
空燃比制御装置のＣＰＵが実行する空燃比制御処理を示
すフローチャートである。
【００２３】図４に示すルーチンは、内燃機関１のクラ
ンク角で１８０度毎に実行される。まず、ＣＰＵ２２は
ステップＳ１で現在リーン制御中であるか否かを判定
し、目標空燃比を理論空燃比λ=1とした通常の空燃比制
御中のときにはステップＳ２に移行する。次いで、ステ
ップＳ２で通常の空燃比制御を開始してからの経過時間
を示すカウンタｍを「＋１」インクリメントし、ステッ
プＳ３でカウンタｍが所定値Ｋｍ以上であるか否かを判
定する。カウンタｍが所定値Ｋｍ未満（ｍ＜Ｋｍ）のと
きには、未だ実際の空燃比が理論空燃比λ=1付近に収束
していないと見做して、このルーチンを終了する。ま
た、ステップＳ３でカウンタｍが所定値Ｋｍ以上（ｍ≧
Ｋｍ）のときには、空燃比制御の継続により実際の空燃
比が理論空燃比λ=1付近に収束していると見做し、ステ
ップＳ４で角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄを演算する。
ンク角で１８０度毎に実行される。まず、ＣＰＵ２２は
ステップＳ１で現在リーン制御中であるか否かを判定
し、目標空燃比を理論空燃比λ=1とした通常の空燃比制
御中のときにはステップＳ２に移行する。次いで、ステ
ップＳ２で通常の空燃比制御を開始してからの経過時間
を示すカウンタｍを「＋１」インクリメントし、ステッ
プＳ３でカウンタｍが所定値Ｋｍ以上であるか否かを判
定する。カウンタｍが所定値Ｋｍ未満（ｍ＜Ｋｍ）のと
きには、未だ実際の空燃比が理論空燃比λ=1付近に収束
していないと見做して、このルーチンを終了する。ま
た、ステップＳ３でカウンタｍが所定値Ｋｍ以上（ｍ≧
Ｋｍ）のときには、空燃比制御の継続により実際の空燃
比が理論空燃比λ=1付近に収束していると見做し、ステ
ップＳ４で角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄを演算する。
【００２４】この平均偏差Ｍ．Ｄの演算手順を説明する
と、まず、クランク角センサ１６からのパルス信号に基
づいて、各気筒における点火から所定のクランク角後の
角速度を演算し、得られた角速度を、先行して点火した
気筒の角速度から減算して角速度差Δωを求める。つま
り、この角速度差Δωは、前後して点火した気筒の角速
度の差を示す。そして、全気筒の点火が一巡した後（ク
ランク角で７２０度ＣＡ後）、得られた４回分の角速度
差Δωの平均値ｘを次式に従って演算する。
と、まず、クランク角センサ１６からのパルス信号に基
づいて、各気筒における点火から所定のクランク角後の
角速度を演算し、得られた角速度を、先行して点火した
気筒の角速度から減算して角速度差Δωを求める。つま
り、この角速度差Δωは、前後して点火した気筒の角速
度の差を示す。そして、全気筒の点火が一巡した後（ク
ランク角で７２０度ＣＡ後）、得られた４回分の角速度
差Δωの平均値ｘを次式に従って演算する。
【００２５】
【数１】
【００２６】次いで、これら角速度差Δω及び平均値ｘ
から、次式に従って角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄを演
算する。
から、次式に従って角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄを演
算する。
【００２７】
【数２】
【００２８】そして、この演算結果を、理論空燃比λ=1
時における角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄλ=1としてＲ
ＡＭ２４に格納し、このルーチンを終了する。
時における角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄλ=1としてＲ
ＡＭ２４に格納し、このルーチンを終了する。
【００２９】以上のように、通常の空燃比制御時には、
実際の空燃比が理論空燃比λ=1付近に収束したと推測さ
れると、ステップＳ４の処理が繰り返し実行されて、最
新の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄが学習される。
実際の空燃比が理論空燃比λ=1付近に収束したと推測さ
れると、ステップＳ４の処理が繰り返し実行されて、最
新の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄが学習される。
【００３０】一方、前記ステップＳ１でリーン制御中で
あると判定したときには、ステップＳ５に移行して、前
記カウンタｍをリセットする。したがって、このリーン
制御から再び通常の空燃比制御に復帰したときには、カ
ウンタｍが所定値Ｋｍ以上となるまでステップＳ４の処
理の実行が抑制されることになる。次いで、ＣＰＵ２２
はステップＳ６で、前記ステップＳ４と同様の演算手順
で、このリーン制御時の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄ
L を演算し、ステップＳ７で次式に従って失火増加分Δ
Ｍ．Ｄを演算する。
あると判定したときには、ステップＳ５に移行して、前
記カウンタｍをリセットする。したがって、このリーン
制御から再び通常の空燃比制御に復帰したときには、カ
ウンタｍが所定値Ｋｍ以上となるまでステップＳ４の処
理の実行が抑制されることになる。次いで、ＣＰＵ２２
はステップＳ６で、前記ステップＳ４と同様の演算手順
で、このリーン制御時の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄ
L を演算し、ステップＳ７で次式に従って失火増加分Δ
Ｍ．Ｄを演算する。
【００３１】
【数３】
【００３２】更に、ステップＳ８で予めＲＯＭ２３に格
納されたマップ（図示略）に従って、クランク角センサ
１６のパルス信号から算出した機関回転速度Ｎe と、エ
アフローメータ６にて検出された吸入空気量Ｑa とか
ら、その時点の内燃機関１の運転領域に応じた閾値Ｋs
を決定する。次いで、ステップＳ９で失火増加分ΔＭ．
Ｄが閾値Ｋs 未満であるか否かを判定し、閾値Ｋs 未満
（ΔＭ．Ｄ＜Ｋs ）のときには、未だ正常燃焼領域であ
り、空燃比を更にリーン側に補正する余地があるとし
て、ステップＳ１０に移行する。そして、ステップＳ１
０で前記のように燃料噴射量に乗算される空燃比補正係
数ｆ（＜１．０）から所定値αを減算して、このルーチ
ンを終了する。したがって、燃料噴射量が減量されて、
実際の空燃比はリーン側に補正される。
納されたマップ（図示略）に従って、クランク角センサ
１６のパルス信号から算出した機関回転速度Ｎe と、エ
アフローメータ６にて検出された吸入空気量Ｑa とか
ら、その時点の内燃機関１の運転領域に応じた閾値Ｋs
を決定する。次いで、ステップＳ９で失火増加分ΔＭ．
Ｄが閾値Ｋs 未満であるか否かを判定し、閾値Ｋs 未満
（ΔＭ．Ｄ＜Ｋs ）のときには、未だ正常燃焼領域であ
り、空燃比を更にリーン側に補正する余地があるとし
て、ステップＳ１０に移行する。そして、ステップＳ１
０で前記のように燃料噴射量に乗算される空燃比補正係
数ｆ（＜１．０）から所定値αを減算して、このルーチ
ンを終了する。したがって、燃料噴射量が減量されて、
実際の空燃比はリーン側に補正される。
【００３３】また、失火増加分ΔＭ．Ｄが閾値Ｋs 以上
（ΔＭ．Ｄ≧Ｋs ）のときには、失火限界に至ってお
り、空燃比をリッチ側に補正する必要があるとして、ス
テップＳ１１に移行する。そして、ステップＳ１１で燃
料噴射量に乗算される空燃比補正係数ｆに所定値βを加
算して、このルーチンを終了する。したがって、燃料噴
射量が増量されて、実際の空燃比はリッチ側に補正され
る。このようにリーン制御時には、失火増加分ΔＭ．Ｄ
に基づいて燃料噴射量がフィードバック制御されて、実
際の空燃比が失火限界付近に保持される。
（ΔＭ．Ｄ≧Ｋs ）のときには、失火限界に至ってお
り、空燃比をリッチ側に補正する必要があるとして、ス
テップＳ１１に移行する。そして、ステップＳ１１で燃
料噴射量に乗算される空燃比補正係数ｆに所定値βを加
算して、このルーチンを終了する。したがって、燃料噴
射量が増量されて、実際の空燃比はリッチ側に補正され
る。このようにリーン制御時には、失火増加分ΔＭ．Ｄ
に基づいて燃料噴射量がフィードバック制御されて、実
際の空燃比が失火限界付近に保持される。
【００３４】以上のよう本実施例では、内燃機関Ｍ１と
して内燃機関１が、変動量検出手段Ｍ２としてクランク
角センサ１６が機能し、変動量学習手段Ｍ３としてステ
ップＳ４の処理を実行するときのＣＰＵ２２が、リーン
空燃比補正手段Ｍ４としてステップＳ６乃至ステップＳ
１１の処理を実行するときのＣＰＵ２２がそれぞれ機能
する。
して内燃機関１が、変動量検出手段Ｍ２としてクランク
角センサ１６が機能し、変動量学習手段Ｍ３としてステ
ップＳ４の処理を実行するときのＣＰＵ２２が、リーン
空燃比補正手段Ｍ４としてステップＳ６乃至ステップＳ
１１の処理を実行するときのＣＰＵ２２がそれぞれ機能
する。
【００３５】このように上記実施例の内燃機関の空燃比
制御装置は、内燃機関１のクランク軸の回転に同期して
パルス信号を出力するクランク角センサ１６と、目標空
燃比を理論空燃比λ=1とした通常の空燃比制御時に、前
記クランク角センサ１６のパルス信号に基づいて角速度
差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を学習するとともに、内燃
機関１の空燃比を失火限界付近に保持するリーン制御時
に、前記クランク角センサ１６のパルス信号に基づいて
演算した現在の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．ＤL から、
理論空燃比λ=1の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を
減算して失火増加分ΔＭ．Ｄを演算し、この失火増加分
ΔＭ．Ｄに基づいて燃料噴射量を補正するＣＰＵ２２と
を具備している。
制御装置は、内燃機関１のクランク軸の回転に同期して
パルス信号を出力するクランク角センサ１６と、目標空
燃比を理論空燃比λ=1とした通常の空燃比制御時に、前
記クランク角センサ１６のパルス信号に基づいて角速度
差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を学習するとともに、内燃
機関１の空燃比を失火限界付近に保持するリーン制御時
に、前記クランク角センサ１６のパルス信号に基づいて
演算した現在の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．ＤL から、
理論空燃比λ=1の角速度差Δωの平均偏差Ｍ．Ｄλ=1を
減算して失火増加分ΔＭ．Ｄを演算し、この失火増加分
ΔＭ．Ｄに基づいて燃料噴射量を補正するＣＰＵ２２と
を具備している。
【００３６】したがって、リーン制御時には、内燃機関
１の個体差に応じて変動する理論空燃比λ=1時の平均偏
差Ｍ．Ｄλ=1が排除されて、失火に起因して発生した失
火増加分ΔＭ．Ｄのみに基づいて空燃比が制御される。
よって、内燃機関１の個体差の影響を受けることなく、
的確に失火限界を判定して、高精度のリーン制御を実現
することができ、失火によるドライバビリティの悪化を
回避した上で、リーン制御による燃費向上やエミッショ
ン低減の恩恵を十分に得ることができる。
１の個体差に応じて変動する理論空燃比λ=1時の平均偏
差Ｍ．Ｄλ=1が排除されて、失火に起因して発生した失
火増加分ΔＭ．Ｄのみに基づいて空燃比が制御される。
よって、内燃機関１の個体差の影響を受けることなく、
的確に失火限界を判定して、高精度のリーン制御を実現
することができ、失火によるドライバビリティの悪化を
回避した上で、リーン制御による燃費向上やエミッショ
ン低減の恩恵を十分に得ることができる。
【００３７】ところで、上記実施例では、リーン制御時
の平均偏差Ｍ．ＤL から理論空燃比λ=1時の平均偏差
Ｍ．Ｄλ=1を減算して、失火に起因する失火増加分Δ
Ｍ．Ｄを求め、その失火増加分ΔＭ．Ｄと閾値Ｋs とを
比較して空燃比を制御したが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、内燃機関１の個体
差の影響を排除可能なものであればよい。したがって、
例えば、閾値Ｋs に理論空燃比λ=1時の平均偏差Ｍ．Ｄ
λ=1を加算して、その値をリーン制御時の平均偏差Ｍ．
ＤL と比較してもよい。
の平均偏差Ｍ．ＤL から理論空燃比λ=1時の平均偏差
Ｍ．Ｄλ=1を減算して、失火に起因する失火増加分Δ
Ｍ．Ｄを求め、その失火増加分ΔＭ．Ｄと閾値Ｋs とを
比較して空燃比を制御したが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、内燃機関１の個体
差の影響を排除可能なものであればよい。したがって、
例えば、閾値Ｋs に理論空燃比λ=1時の平均偏差Ｍ．Ｄ
λ=1を加算して、その値をリーン制御時の平均偏差Ｍ．
ＤL と比較してもよい。
【００３８】また、上記実施例では、理論空燃比λ=1を
目標空燃比とした通常の空燃比制御時に平均偏差Ｍ．Ｄ
を学習したが、本発明を実施する場合には、これに限定
されるものではなく、内燃機関１に失火が発生しない空
燃比であれば、それ以外の空燃比のときに平均偏差Ｍ．
Ｄの学習を実行してもよい。したがって、例えば、車両
の減速等に伴う燃料カット時に、平均偏差Ｍ．Ｄを学習
してもよい。なお、この場合には内燃機関１がそのサイ
クルを実行しない状態で平均偏差Ｍ．Ｄの学習を行なう
ため、内燃機関１の燃焼状態に関する影響は排除されな
いが、他の要因であるクランク角センサ１６の検出誤差
やＣＰＵクロックの誤差等の影響は排除することができ
る。
目標空燃比とした通常の空燃比制御時に平均偏差Ｍ．Ｄ
を学習したが、本発明を実施する場合には、これに限定
されるものではなく、内燃機関１に失火が発生しない空
燃比であれば、それ以外の空燃比のときに平均偏差Ｍ．
Ｄの学習を実行してもよい。したがって、例えば、車両
の減速等に伴う燃料カット時に、平均偏差Ｍ．Ｄを学習
してもよい。なお、この場合には内燃機関１がそのサイ
クルを実行しない状態で平均偏差Ｍ．Ｄの学習を行なう
ため、内燃機関１の燃焼状態に関する影響は排除されな
いが、他の要因であるクランク角センサ１６の検出誤差
やＣＰＵクロックの誤差等の影響は排除することができ
る。
【００３９】更に、上記実施例では、内燃機関１の失火
限界を回転変動（機関回転数Ｎe の角速度差Δωの平均
偏差Ｍ．Ｄ）に基づいて判定したが、本発明を実施する
場合には、これに限定されるものではなく、内燃機関１
の回転に同期して周期的に発生し、かつ、失火の発生に
伴って増大する性質の変動量であれば、他の変動量を利
用してもよい。したがって、例えば、内燃機関１の出力
トルクの変動量や筒内圧の変動量等に基づいて、失火限
界を判定することも可能である。
限界を回転変動（機関回転数Ｎe の角速度差Δωの平均
偏差Ｍ．Ｄ）に基づいて判定したが、本発明を実施する
場合には、これに限定されるものではなく、内燃機関１
の回転に同期して周期的に発生し、かつ、失火の発生に
伴って増大する性質の変動量であれば、他の変動量を利
用してもよい。したがって、例えば、内燃機関１の出力
トルクの変動量や筒内圧の変動量等に基づいて、失火限
界を判定することも可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関の空燃
比制御装置によれば、リーン制御時の内燃機関の空燃比
を、現在の変動量と理論空燃比のときの変動量とに基づ
いて補正するため、内燃機関の個体差に応じて変動する
変動量を排除して、失火に起因して発生した変動量に基
づいて内燃機関の空燃比を補正することができる。よっ
て、内燃機関の個体差の影響を受けることなく、的確に
失火限界を判定して、高精度のリーン制御を実現するこ
とができ、失火によるドライバビリティの悪化を回避し
た上で、リーン制御による燃費向上やエミッション低減
の恩恵を十分に得ることができる。
比制御装置によれば、リーン制御時の内燃機関の空燃比
を、現在の変動量と理論空燃比のときの変動量とに基づ
いて補正するため、内燃機関の個体差に応じて変動する
変動量を排除して、失火に起因して発生した変動量に基
づいて内燃機関の空燃比を補正することができる。よっ
て、内燃機関の個体差の影響を受けることなく、的確に
失火限界を判定して、高精度のリーン制御を実現するこ
とができ、失火によるドライバビリティの悪化を回避し
た上で、リーン制御による燃費向上やエミッション低減
の恩恵を十分に得ることができる。
【図１】図１は本発明の一実施例の内容を概念的に示し
たクレーム対応図である。
たクレーム対応図である。
【図２】図２は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置の概略構成図である。
比制御装置の概略構成図である。
【図３】図３は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置の空燃比と角速度差の平均偏差との関係を示
す説明図である。
比制御装置の空燃比と角速度差の平均偏差との関係を示
す説明図である。
【図４】図４は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置のＣＰＵが実行する空燃比制御処理を示すフ
ローチャートである。
比制御装置のＣＰＵが実行する空燃比制御処理を示すフ
ローチャートである。
Ｍ１ 内燃機関 Ｍ２ 変動量検出手段 Ｍ３ 変動量学習手段 Ｍ４ リーン空燃比補正手段 １ 内燃機関 １６ クランク角センサ ２２ ＣＰＵ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−217732（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−227833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−58946（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−67049（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−51139（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/04 F02D 41/14 310 F02D 45/00
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の運転領域に応じて、理論空燃
比から失火限界付近のリーン側の空燃比にわたって内燃
機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、 前記内燃機関の回転に同期して周期的に発生する変動量
を検出する変動量検出手段と、 前記内燃機関の空燃比が理論空燃比に制御されていると
きに、前記変動量検出手段にて検出された変動量を学習
する変動量学習手段と、 前記内燃機関の空燃比が失火限界付近の空燃比に制御さ
れているときに、前記変動量検出手段にて検出された現
在の変動量と、前記変動量学習手段にて学習された変動
量とに基づいて、内燃機関の空燃比を補正するリーン空
燃比補正手段とを具備することを特徴とする内燃機関の
空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26753192A JP3186250B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US08/131,626 US5345911A (en) | 1992-10-06 | 1993-10-05 | Air fuel ratio control apparatus for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26753192A JP3186250B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117291A JPH06117291A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3186250B2 true JP3186250B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=17446124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26753192A Expired - Fee Related JP3186250B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5345911A (ja) |
| JP (1) | JP3186250B2 (ja) |
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| JP3422447B2 (ja) * | 1995-04-12 | 2003-06-30 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JPH1030540A (ja) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの失火診断装置 |
| US5735246A (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-07 | Chrysler Corporation | Fuel scheduling as a function of misfire rate |
| JP2001152928A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-05 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE10000871A1 (de) * | 2000-01-12 | 2001-08-02 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Eingangssignalkorrektur und zur Zylindergleichstellung an einem Verbrennungsmotor |
| US6371092B1 (en) | 2001-01-10 | 2002-04-16 | Econtrols, Inc. | Fuel system with dual fuel injectors for internal combustion engines |
| DE10231951A1 (de) | 2001-07-16 | 2003-04-24 | Denso Corp | Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine |
| JP3846375B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2006-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化判定方法 |
| DE102010045689A1 (de) * | 2010-09-16 | 2011-04-21 | Daimler Ag | Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine |
| KR102692489B1 (ko) * | 2018-12-11 | 2024-08-07 | 현대자동차주식회사 | 엔진연소 불안정에 의한 불규칙 진동 감소를 위한 엔진 연소 제어방법 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4543934A (en) * | 1982-12-21 | 1985-10-01 | Nissan Motor Company, Limited | Air/fuel ratio control system for internal combustion engine and method therefor |
| JPS60122234A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-06-29 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| IT1179959B (it) * | 1984-02-08 | 1987-09-23 | Fiat Auto Spa | Metodo e dispositivo per la correzione automaica del rapporto aria combustibile in un motore endottermico alternativo |
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