專利名稱:控制空氣-燃料比的方法
本發(fā)明涉及一種為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料的電子控制方法，更具體地說，涉及一種控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)配備有能控制在最佳參數(shù)下工作的學(xué)習(xí)功能。
就內(nèi)燃機(jī)而言，例如一個(gè)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(以下稱為發(fā)動(dòng)機(jī))，必需維持進(jìn)油量和進(jìn)氣量成一定的比例，從而使空燃比(A/F)保持在一個(gè)合適的范圍。
按常規(guī)，一個(gè)預(yù)定的空燃比是通過測量進(jìn)氣量和控制供油量而獲得的。用這種方法，不可能兼顧廢氣排放控制。
目前已傾向采用一個(gè)帶有二氧化鋯的氧氣探測器，用來檢測廢氣狀況，同時(shí)通過稱作氧氣反饋控制系統(tǒng)的反饋來控制供油量。
就氧氣反饋控制方法而言，根據(jù)由上面提到的進(jìn)氣量(或說流量)所確定的供油量-基本燃料供應(yīng)量，為反饋所補(bǔ)償。該反饋使空燃比輸出值收斂于預(yù)定值。因而，即使在單靠控制基本燃料供應(yīng)量，而不能正確地保持空燃比的情況下，也能使汽車總是以一個(gè)預(yù)定的空燃比行駛。
圖1表示配備這樣一種氧氣反饋控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)例子。
圖1中，標(biāo)號(hào)1表示一個(gè)包括一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，標(biāo)號(hào)2為一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，標(biāo)號(hào)3為一個(gè)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上的氧氣探測器，以便由廢氣的氧氣濃度確定空燃比輸出，標(biāo)號(hào)4是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管上為噴射燃油用的噴油嘴。
電子控制設(shè)備1，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量Qa、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N、冷卻水溫度和由敏感元件(圖中未標(biāo))傳送的電池電壓去確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并在利用來自氧氣探測器3的信號(hào)進(jìn)一步校正運(yùn)行條件后，驅(qū)動(dòng)噴油嘴4噴射燃料。
噴油嘴4以同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)同步的周期斷續(xù)地噴射燃料。因此，通過控制噴油嘴4每次的噴射時(shí)間來控制燃料供應(yīng)量。噴射時(shí)間Ti由下式給定Ti＝K·Tp·α·εKi ……(1)Tp＝ (Qa)/(N) ……(2)其中K由噴油嘴確定的系數(shù)Tp基本燃料噴射時(shí)間α空燃比控制字?jǐn)?shù)Ki各種補(bǔ)償字?jǐn)?shù)Qa進(jìn)氣流量N發(fā)動(dòng)機(jī)速度(轉(zhuǎn)速)正如方程(2)所示，基本燃料噴射時(shí)間Tp是由發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件確定的，由此構(gòu)成一個(gè)基本供應(yīng)量。用氧氣反饋方法改變控制字?jǐn)?shù)α，以使氧氣探測器3的輸出在富油和貧油兩狀態(tài)之間變化，從而維持其空燃比的平均輸出值等于一預(yù)定值，這個(gè)預(yù)定值即為理想的空燃比(A/F＝14.7)。
若基本燃料噴射時(shí)間Tp保持在理想狀態(tài)，控制字?jǐn)?shù)α在1.0量級(jí)上下波動(dòng)，則其平均值是1.0。另一方面，若取決于噴射時(shí)間Tp的空燃比偏向貧油那邊，這時(shí)控制字?jǐn)?shù)α企圖校正該狀態(tài)而在1.1左右波動(dòng);若空燃比變成富油10%時(shí)，字?jǐn)?shù)α則在0.9量級(jí)左右擺動(dòng)。無論哪種情況，該系統(tǒng)均能使空燃比為理想值。甚至當(dāng)由基本燃料噴射時(shí)間Tp所確定的空燃比偏離理想狀態(tài)時(shí)，空燃比輸出還總是保持在理想值從而避免排放氣體的惡化。
用這種氧氣反饋控制法，其響應(yīng)速度有它自己的應(yīng)用極限。在由基本供應(yīng)量決定的空燃比遇到一個(gè)突然變化的事件中，控制操作跟不上空燃比的突變，結(jié)果在該瞬變期間，該平均值還未被收斂于預(yù)定值，空燃比輸出的平均值就已偏離理想配比值，因而也就惡化了排放的廢氣。由基本燃料供應(yīng)量決定的空燃比的這種突變是經(jīng)常會(huì)發(fā)生的，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)突然加速轉(zhuǎn)到剎車狀態(tài)，就是這種突變。
為避免氧氣反饋控制系統(tǒng)中存在的這個(gè)問題，已經(jīng)提出和應(yīng)用了一種控制方法，這種方法是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣流量，把發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分為多個(gè)區(qū)域，并對每個(gè)運(yùn)行區(qū)，為基本燃料供應(yīng)量預(yù)定一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)所校正，從而基本上保持氧氣反饋控制量不變，甚至當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)遇到變化時(shí)，也能維持所要求的理想空燃比。
用此法時(shí)，噴油嘴4的噴射時(shí)間Ti由下列方程確定Ti＝K·Tp·α·Kr·εKi ……(3)其中Kr為區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)。
該方法把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍和進(jìn)氣量變化范圍進(jìn)行分區(qū)。比如說，分別劃分成10個(gè)部分，則由此不同組合所確定的運(yùn)行區(qū)總共有100個(gè)。區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)Kr是這樣確定的以使在控制系數(shù)α為1.0，即當(dāng)各運(yùn)行區(qū)缺乏氧氣反饋控制時(shí)，得到一個(gè)理想的空燃比(＝14.7)。由此法確定的補(bǔ)償系數(shù)儲(chǔ)存在諸如只讀存貯器(ROM)中，并在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，一次次地被讀以計(jì)算噴射時(shí)間Ti。這種方法基本上能保持控制系數(shù)α的平均值為1，從而達(dá)到理想的空燃比，并避免了排放廢氣的瞬時(shí)惡化。而這種排放廢氣的瞬時(shí)惡化，在用其他方法時(shí)會(huì)由于氧氣反饋控制響應(yīng)的延遲而產(chǎn)生在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件可能改變的任何運(yùn)行區(qū)。
各臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制特性，隨發(fā)動(dòng)機(jī)或用于控制的各種探測器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性變化而有顯著的不同。
因此，如果將一個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)所確定的，區(qū)域補(bǔ)償系統(tǒng)中必要的補(bǔ)償系數(shù)Kr，應(yīng)用到所有別的發(fā)動(dòng)機(jī)上，則實(shí)際上是無用的。因此必需為每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)自地確定區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)Kr，并且，每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要一個(gè)專用的ROM以貯存數(shù)據(jù)。然而，要做到這點(diǎn)是不可能的，因?yàn)檫@樣做必然導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低和成本的提高。
另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)、探測器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性隨著時(shí)間而緩慢變化，因此在生產(chǎn)過程中設(shè)定的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)，在過了一段時(shí)間后往往毫無意義了。
從這點(diǎn)出發(fā)，最近，一種學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)已受到人們的密切注意。在這個(gè)系統(tǒng)中，用來存貯區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)Kr的存貯器是一種非易失性。可被寫入或改寫的存貯器。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，它通過“學(xué)習(xí)”，連續(xù)地寫入每個(gè)運(yùn)行區(qū)的Kr，以便根據(jù)最新運(yùn)行結(jié)果，為空氣-燃料控制不斷提供精確的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)Kr。這種學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的基本概念在日本已公布(Laid-Open)專利NoS.20231/79和57029/79中作了公開。
學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)不必確定最初的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)特性等等的任何變化，均能由它本身不時(shí)地校正其區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)，而使其在包括瞬變在內(nèi)的任何運(yùn)行狀態(tài)下，始終能獲得正確的控制避免排放廢氣的惡化。
然而，實(shí)際上這種控制系統(tǒng)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行集中在大多數(shù)區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)留待校正的那些區(qū)域，因而不能產(chǎn)生明顯效果。
因此，本發(fā)明的目的是為提供這樣一種空氣-燃料控制系統(tǒng)其中，補(bǔ)償系數(shù)能用比較簡單的方法加以校正，并能在寬廣的區(qū)域內(nèi)，充分地顯示出學(xué)習(xí)控制的效果。
為達(dá)到這一目的，這里提供了一種根據(jù)本發(fā)明的空氣-燃料控制法。該方法包括一個(gè)為存貯用于控制空燃比的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的存貯器區(qū);一個(gè)為存貯通過學(xué)習(xí)獲得的新區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的存貯器區(qū);和一個(gè)根據(jù)即時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果，在最新學(xué)習(xí)結(jié)果存貯以前，存貯區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的存貯器區(qū)，從而使根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果，設(shè)定和更新區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的過程合理化。
本發(fā)明的另一個(gè)方面，是判定區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的校正是否恰當(dāng)，而任何未經(jīng)這樣校正過的補(bǔ)償系數(shù)是根據(jù)一個(gè)校正過的補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行校正的，結(jié)果，對任何區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)，甚至對一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)不常遇到的區(qū)域的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)也得到了校正。因此，由于充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)效果，改善了控制精度。
本發(fā)明連同附圖，詳述如下，附圖中圖1是空燃比反饋控制型發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖2是為說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的操作圖。
圖3表示用于本發(fā)明的態(tài)學(xué)習(xí)映象的一個(gè)實(shí)施例。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的一種映象合成的概念圖。
圖5是為說明根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行映象繪制操作的圖。
圖6和圖7是表明繪圖過程的流程圖。
圖8是為解釋本發(fā)明另一實(shí)施例的操作圖。
圖9是為解釋同一實(shí)施例的操作流程圖。
圖10是仍為解釋本發(fā)明另一實(shí)施例的操作圖。
圖11和12是說明該同一實(shí)施例的映象設(shè)計(jì)圖。
圖13是解釋同一實(shí)施例的操作流程圖。
圖14是為解釋根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)學(xué)習(xí)控制圖。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，利用移位系數(shù)的控制操作流程圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例采用移位系數(shù)的學(xué)習(xí)操作流程圖。
圖17是表示發(fā)動(dòng)機(jī)的一種電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖18是表示一個(gè)控制電路實(shí)例的方框圖。
參照附圖所示的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的一種空燃比控制方法詳述如下本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)和燃油噴射控制的一般操作，基本上與參照圖1所示的先有技術(shù)系統(tǒng)的相應(yīng)部分相同。然而該實(shí)施例在特有的控制系統(tǒng)部分以及包括在如圖1所示的電子控制系統(tǒng)1中的一個(gè)微(型計(jì)算)機(jī)系統(tǒng)的控制操作部分與先有技術(shù)不同。
下面將以這些不同點(diǎn)為重點(diǎn)，解釋本發(fā)明的該實(shí)施例。
在下述說明中，區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)kr將表示成K(此后稱作學(xué)習(xí)系數(shù))，這是為了強(qiáng)調(diào)該系數(shù)Kr是由學(xué)習(xí)補(bǔ)償后得到的結(jié)果。
這樣，在這實(shí)施例里，噴油嘴4的噴射時(shí)間Ti，不是由方程(3)而是由下列方程(4)所表達(dá)Ti＝K·Tp·α·K·Ki……(4)令氧氣探測器3的輸出信號(hào)為λ，信號(hào)λ是根據(jù)廢氣中是否存在氧氣而產(chǎn)生的數(shù)字量(僅取高電平或低電平)。為使空燃比的控制有可能建立在該數(shù)字信號(hào)的基礎(chǔ)上氧氣探測器3的輸出信號(hào)λ要受到檢驗(yàn)，同時(shí)，每當(dāng)輸出信號(hào)λ由高空燃比值在富油邊，到低電平空燃比在貧油邊或從低電平到高電平，控制系數(shù)α便一步步地升高或降低，空燃比隨之逐步增加或減小。
根據(jù)信號(hào)λ對應(yīng)的富油或貧油狀態(tài)，控制系數(shù)α的變化方式如圖2所示。
在氧氣探測器3的輸出信號(hào)λ轉(zhuǎn)換時(shí)，控制系數(shù)α的極值被校驗(yàn)，這樣空氣-燃料混合氣的狀態(tài)由貧到富轉(zhuǎn)換時(shí)獲得的極值為α最大;混合氣狀態(tài)由富到貧轉(zhuǎn)換時(shí)獲得的極值為α最小。由這些值，通過下列方程得到系數(shù)α的平均值α平均＝ (α最大+α最小)/2 ……(5)通過日本專利，例如No.26229/82已公開專利，平均值α平均的概念已為眾所周知。
如圖2所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)定這個(gè)平均值α平均的上限T.V.L和下限T.L.L，并當(dāng)平均值α平均偏離T.V.L和T.L.L之間的范圍時(shí)，取出平均值α平均和α＝1.0之間的差值，用作學(xué)習(xí)系數(shù)K。取出這個(gè)學(xué)習(xí)系數(shù)K的過程是在所有發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行區(qū)受到氧氣反饋控制下實(shí)現(xiàn)的。
圖3表示一個(gè)為寫入學(xué)習(xí)系數(shù)K的存貯器映象的例子。映象中的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行區(qū)，是由發(fā)動(dòng)機(jī)速度N和基本燃料噴射時(shí)間Tp確定的。而且如上法確定的各學(xué)習(xí)系數(shù)K，就貯存在各相應(yīng)的運(yùn)行區(qū)里。
學(xué)習(xí)系數(shù)K只有在如下情況時(shí)被采集當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)維持在同一運(yùn)行區(qū)，控制系數(shù)α的極值至少已連續(xù)出現(xiàn)n個(gè)(n一個(gè)預(yù)定值，例如5)。
圖3的映象，用來貯存為根據(jù)方程(4)，控制燃料穩(wěn)定噴射時(shí)間Ti所用的學(xué)習(xí)系數(shù)K，被定義為穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象。
正如圖3所示，根據(jù)本實(shí)施例，與方程(2)所示的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載相應(yīng)的基本燃料噴射時(shí)間Tp，從0到Tp7，被分成8段，同樣發(fā)動(dòng)機(jī)速度也被分為0到N7，以致總共得到64(＝8×8)個(gè)分割點(diǎn)，即作為發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)。在這個(gè)實(shí)施例中，學(xué)習(xí)系數(shù)K不是直接在穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象中寫入或校正，而是利用另兩個(gè)映象如圖4所示的一個(gè)緩沖映象和一個(gè)比較映象，它們均具有和穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象相同的區(qū)域結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)參照圖5，說明采用如上多個(gè)映象的穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的準(zhǔn)備程序。
首先，如圖5(A)所示，穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象和比較映象均被另。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于這種狀態(tài)，以及每當(dāng)每個(gè)運(yùn)行區(qū)的學(xué)習(xí)系數(shù)K的值確定時(shí)，這個(gè)值在緩沖映象的相應(yīng)區(qū)里連續(xù)地寫入。在此過程中，為確定學(xué)習(xí)系數(shù)K的程序，將在后面描述。在這種情況中，方程(4)中的系數(shù)K置1.0。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行區(qū)的數(shù)目增加，在這些運(yùn)行區(qū)里，學(xué)習(xí)系數(shù)K被寫入緩沖映象區(qū)。雖然64個(gè)運(yùn)行區(qū)的全部學(xué)習(xí)系數(shù)K提供在圖上，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行期間的運(yùn)行區(qū)包含足夠的裕度，因此通過標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行是不易確定K的。
在圖5(A)的情況下，當(dāng)其學(xué)習(xí)系數(shù)K被寫入緩沖映象區(qū)的運(yùn)行區(qū)數(shù)目C達(dá)到預(yù)定值時(shí)，則寫入緩沖映象的數(shù)目C的相同數(shù)據(jù)也被寫入比較映象(Compasison map)，如圖5(B)所示。值被定為小于這些映象所提供的運(yùn)行區(qū)數(shù)目(64)，并在此情況中，被設(shè)定在20至30的范圍。
下一步，如圖5(C)所示，參照寫于緩沖映象中數(shù)目C中的數(shù)據(jù)，預(yù)定的學(xué)習(xí)系數(shù)K寫入所有運(yùn)行區(qū)，以便完成整個(gè)緩沖映象。該狀態(tài)在圖中由D表示。這個(gè)數(shù)據(jù)D被傳至穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象，接著，將迄今一直貯存在比較映象的數(shù)據(jù)C傳送至緩沖映象，如圖5(D)所示。
結(jié)果，全部穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象區(qū)儲(chǔ)存了學(xué)習(xí)系數(shù)K，以便利用處于圖5(D)狀態(tài)時(shí)得到的穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的學(xué)習(xí)系數(shù)K按照方程(4)，使燃料噴射時(shí)間Ti開始受到控制。這里方程(4)的計(jì)算是以常數(shù)1作為學(xué)習(xí)系數(shù)進(jìn)行的。
在發(fā)動(dòng)機(jī)控制已以這種方式進(jìn)入具有穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象以后，在穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象和緩沖映象中的學(xué)習(xí)系數(shù)K，為一個(gè)如圖5(E)所示的新的系數(shù)所校正，每學(xué)習(xí)一次，相應(yīng)于(如圖2所示)運(yùn)行區(qū)中就得到一個(gè)新的學(xué)習(xí)系數(shù)K，從而分別使數(shù)據(jù)D和C變?yōu)镈′和C′。每次校正是通過新系數(shù)完成的(就緩沖映象而言，不僅起校正作用，而且還新寫入那些迄今還未寫入過任何學(xué)習(xí)系數(shù)的運(yùn)行區(qū))，該控制系數(shù)α?xí)簳r(shí)取作1.0，同時(shí)將被寫入緩沖映象的數(shù)據(jù)C′同儲(chǔ)存在比較映象里的數(shù)據(jù)C作比較，以檢驗(yàn)各區(qū)的系數(shù)數(shù)目之差，是否達(dá)到一個(gè)預(yù)定值m，若已達(dá)到m，則圖5(F)的緩沖映象的數(shù)據(jù)F被轉(zhuǎn)移至比較映象，如圖5(B)所示。然后如圖5(C)所示，根據(jù)在各區(qū)內(nèi)已校正的數(shù)據(jù)，校正所有區(qū)域的系數(shù)和寫入穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象。重復(fù)5(B)至5(D)的程序。換言之，圖5(F)表示出從(B)到(D)的順序進(jìn)行過程。上面提到的m是一個(gè)預(yù)定值，例如小于的10。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，當(dāng)借助學(xué)習(xí)系數(shù)K，維持控制系數(shù)α的平均值總是接近1.0時(shí)，空燃比可受到完全控制，結(jié)果形成一個(gè)高的響應(yīng)性從而完全避免了瞬態(tài)期間的廢氣惡化。此外，借助于學(xué)習(xí)，通過在緩沖映象和比較映象之間進(jìn)行的比較，由此決定改寫穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的時(shí)間點(diǎn)是非常合理的-使學(xué)習(xí)過程有可能精確地滿足各部件特性緩慢變化的要求，從而保持廢氣特性在一個(gè)很長的周期內(nèi)不變。
根據(jù)本實(shí)施例，在如圖3所示的各穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象區(qū)內(nèi)，其基本燃料噴射時(shí)間Tp是Tp7或更多，發(fā)動(dòng)機(jī)速度N是N7或更多，各區(qū)中被用作控制的學(xué)習(xí)系數(shù)K處于映象的最右列，最底行，因此在所有時(shí)間，甚至當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入功率控制區(qū)，均能自動(dòng)有效地進(jìn)行最佳功率校正。
現(xiàn)參照圖6和圖7的流程圖，解釋學(xué)習(xí)系數(shù)K的學(xué)習(xí)程序和如圖5所示的過程的執(zhí)行程序的一個(gè)實(shí)施例。
根據(jù)這兩個(gè)流程圖，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，程序是以有規(guī)則的時(shí)間間隔重復(fù)的-例如40ms。首先，圖6中步驟300，決定氧氣反饋控制是否已開始，如果結(jié)果是“是”，則程序進(jìn)至302步;如果回答是“否”，則步驟越至332步。在302步，決定氧氣探測器的信號(hào)是否已達(dá)λ＝1的值(空燃比A/F為14.7)。若回答是“否”，則轉(zhuǎn)入至332步-(這是確定控制系數(shù)α增減的程序)，執(zhí)行眾所周知的積分程序。若結(jié)果是“是”，則程序轉(zhuǎn)入304步，計(jì)算如方程(3)所示的平均值α平均。第306步?jīng)Q定該平均值α平均是否已包含在(圖2所示的)上、下限之間，如包括在內(nèi)，則表明正常的反饋控制有效，以使計(jì)數(shù)器在第326步另，并進(jìn)至第332步。
反之，若平均值α平均不包含在上、下限之間，則在308步確定平均值α平均和1之間的偏差，作為學(xué)習(xí)補(bǔ)償量K。然后，第310步計(jì)算由基本燃料噴射時(shí)間Tp和發(fā)動(dòng)機(jī)速度N(圖3所示)所確定的現(xiàn)運(yùn)行區(qū)。緊接著進(jìn)行312步，同該程序的前一個(gè)操作區(qū)比較，決定該操作區(qū)是否有變化，若查明其已變化，即當(dāng)回答是“是”時(shí)，則要寫入學(xué)習(xí)補(bǔ)償量K的操作區(qū)還未確定，因此程序越至326步。另一方面，若該操作區(qū)仍維持不變，則該計(jì)數(shù)器在314步開始計(jì)數(shù)，接著進(jìn)行第316步?jīng)Q定該計(jì)數(shù)器是否已達(dá)n。若計(jì)數(shù)值不是n，即這步的回答是“否”，則程序進(jìn)至332步。反之，若查明該計(jì)數(shù)值已達(dá)n，即此時(shí)回答是“是”，則在第318步對計(jì)數(shù)器另，同時(shí)程序進(jìn)至320步。
第320步?jīng)Q定第一個(gè)穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象是否已通過圖5中的(B)至(D)的操作而準(zhǔn)備好了。若未準(zhǔn)備好，則程序越到322等步，以完成參照圖5所說明的(A)的操作。第322步，決定系數(shù)K是否已寫入有關(guān)的操作區(qū)。若它已經(jīng)寫了，即當(dāng)回答“是”，則程序轉(zhuǎn)至322步，不再進(jìn)行。反之，若回答是“不”，則通過第324步，將308步所計(jì)算的學(xué)習(xí)補(bǔ)償值K寫入有關(guān)操作區(qū)。若查明已準(zhǔn)備好第一穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象，即第302步的回答是“是”，則程序進(jìn)入328等步，以完成在參照圖5時(shí)所說明的(E)和(F)的操作。第328步把學(xué)習(xí)補(bǔ)償值K加到穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象和緩沖映象的分隔點(diǎn)，接著通過第330步，這里取空燃比補(bǔ)償系數(shù)為1.0。
重復(fù)第300至332步，執(zhí)行在參照圖5時(shí)所說明的(A)，(E)，和(F)的操作。
現(xiàn)參照圖7的流程，描述在參照圖5時(shí)已解釋的(B)，(C)和(D)的操作。
第350步，決定第一穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象是否已準(zhǔn)備好，如還未準(zhǔn)備好，即回答是“否”，則程序進(jìn)入第354步檢驗(yàn)緩沖映象寫入?yún)^(qū)的數(shù)值。若該數(shù)已達(dá)到，則程序進(jìn)入356步;反之程序越至第370步。若查出第一穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象已準(zhǔn)備好，即第350步的回答是“是”，則進(jìn)行第352步，以檢驗(yàn)在緩沖映象和比較映象上的數(shù)據(jù)之差。若該差值是m，則程序進(jìn)入第356步，以準(zhǔn)備一幅穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象。反之，若該差值小于m，則程序進(jìn)至第370步。
第356步，設(shè)置準(zhǔn)備映象程序的標(biāo)記，以禁止學(xué)習(xí)結(jié)果的寫入。第358步，傳送緩沖映象中的數(shù)據(jù)至比較映象。接著通過第360步，利用緩沖映象準(zhǔn)備好穩(wěn)態(tài)映象。第362，將此準(zhǔn)備好的緩沖映象的數(shù)據(jù)傳送至穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象。接著通過第364步，將比較映象的數(shù)據(jù)傳至緩沖映象。第366步，設(shè)置表示穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象已準(zhǔn)備好的標(biāo)記。該標(biāo)記用于決定第350步和圖6中的320步。第368步，清除第356步所設(shè)置的為指明準(zhǔn)備映象程序的標(biāo)記。
圖8表示本發(fā)明另一實(shí)施例的操作。這個(gè)實(shí)施例與圖2所示的實(shí)施例的不同點(diǎn)在于其學(xué)習(xí)系數(shù)是以瞬時(shí)值，而不是平均值計(jì)算的，而且空燃比控制系數(shù)α已超過上限(T.V.L)和下限(T.L.L)。高于T.V.L或低于T.L.L的控制系數(shù)的超出量K或K被表示成△α，并作為學(xué)習(xí)系數(shù)K。該程序按圖9所示的流程進(jìn)行。
在上述兩個(gè)實(shí)施例中，所有寫入穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的學(xué)習(xí)系數(shù)K不超過能寫入的量。然而，當(dāng)各部件的特性變化增多到一定程序，為校正特性變化的學(xué)習(xí)系數(shù)K可能增多到超過能被寫入的臨界值。由此看來，采取如下措施是可能的當(dāng)學(xué)習(xí)系數(shù)K中有一個(gè)已超出該臨界值，但從映象的全部區(qū)域中加上或減去某一個(gè)數(shù)，以使當(dāng)該數(shù)包含在方程(4)的系數(shù)K中時(shí)，整個(gè)映象的平均值接近1.0。用此方法，整個(gè)映象的值均可移位，從而能使一個(gè)頗大的時(shí)效變化，由于足夠的補(bǔ)償而完全被抵消。
現(xiàn)參照圖10到13，說明本發(fā)明另一實(shí)施例。
在這個(gè)實(shí)施例中，除了學(xué)習(xí)系數(shù)K以外，還有一個(gè)獨(dú)立補(bǔ)償系數(shù)，用于因發(fā)動(dòng)機(jī)加速或減速時(shí)的大量的瞬變控制狀態(tài)中。首先，如圖10A所示，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)，諸如加速或減速是通過每單位基本燃料噴射時(shí)間Tp的變化率△Tp而已知的。在加速周期t1或減速周期T2期間，空燃比控制系數(shù)α取極值a或b，如圖10B所示。
當(dāng)此極值a或b超過預(yù)定上限(K.U.L)或預(yù)定下限(K.L.L)時(shí)，實(shí)際值a或b與這種極限之間的偏差Kacc或Kdec根據(jù)具體情況被確定，而且分別被認(rèn)為是加速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kacc或減速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kdec，然后寫入加速學(xué)習(xí)映象(圖11)和減速學(xué)習(xí)映象(圖12)的相應(yīng)運(yùn)行區(qū)。在圖11和12中，如上述穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象一樣，基本燃料噴射時(shí)間Tp的變化率△Tp沿橫座標(biāo)標(biāo)出，發(fā)動(dòng)機(jī)速度N沿縱座標(biāo)標(biāo)出。
同時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例，噴油嘴3的噴射時(shí)間Ti，由下列方程計(jì)算和控制Ti＝K·Tp·α·(K+Kt)·Ki ……(5)其中，Kt是瞬變學(xué)習(xí)系數(shù)，該系數(shù)由加速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kacc和減速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kdec來表示，加速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kacc是在加速瞬變時(shí)而由加速學(xué)習(xí)映象的相應(yīng)操作區(qū)讀出的;Kdec是在減速瞬變時(shí)由減速學(xué)習(xí)映象的相應(yīng)操作區(qū)讀出。
根據(jù)該考慮中的實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變化較慢時(shí)，通過與參照直至圖9所描述的實(shí)施例一樣從穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的相應(yīng)運(yùn)行區(qū)讀取學(xué)習(xí)系數(shù)K，則對每個(gè)運(yùn)行地，都能進(jìn)行適宜控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入瞬變，則通過學(xué)習(xí)系數(shù)K被加一個(gè)數(shù)來控制;這個(gè)數(shù)根據(jù)該瞬變條件，通過分別由加速學(xué)習(xí)映象或減速學(xué)習(xí)映象的瞬變運(yùn)行區(qū)讀出的加速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kacc或減速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kdec，從而有效地進(jìn)行更為細(xì)的控制。故在任何運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行適宜的空燃比控制，從而能使排放廢氣總是處于最佳狀態(tài)。
現(xiàn)參照圖13的流程，說明這個(gè)實(shí)施例的加速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kacc和減速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值Kdec的學(xué)習(xí)程序的一個(gè)實(shí)例第400步，決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在氧氣反饋控制下，如果沒有，程序越至424步;反之，若發(fā)動(dòng)機(jī)是在氧氣反饋控制下，則程序進(jìn)至402步，以檢驗(yàn)氧氣探測器的輸出是否已反相。若其剛反相，則程序進(jìn)至404;反之，若沒反相，則接著進(jìn)行424步。第404步，檢驗(yàn)是加速還是減速，檢驗(yàn)加速或減速的方法是確定在某一時(shí)間間隔內(nèi)，基本燃料噴射時(shí)間Tp的變化。若不涉及加速還是減速，則程序越至424;否則程序進(jìn)至406步。
第406步，決定穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象是否產(chǎn)生和被應(yīng)用了，若還沒產(chǎn)生，則程序越至424步;反之，若穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象是可用的，則程序進(jìn)至408步。第408步?jīng)Q定空燃比控制系數(shù)α是否被包含在圖10B中指明的上、下限間的范圍內(nèi)。若包含在此范圍內(nèi)，則程序越至424步;反之，若回答是“否”，則接著進(jìn)行410步。第410步?jīng)Q定空燃比控制系數(shù)α是否大于上限(K.U.L)，若是如此，程序進(jìn)至412步;若不是，則程序進(jìn)至414步，以便分別計(jì)算加速或減速的學(xué)習(xí)補(bǔ)償值△α。下一步416，由加速或減速檢測時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度N和基本燃料噴射時(shí)間變化范圍△Tp，計(jì)算運(yùn)行區(qū)。第418步，分別決定在檢測加速或減速時(shí)，是否涉及加速或減速。若涉及加速，則進(jìn)行420步，將加速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值△α加至加速學(xué)習(xí)映象，當(dāng)涉及一個(gè)減速時(shí)，則在第422步，將減速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值△α加至減速學(xué)習(xí)映象。
加速或減速學(xué)習(xí)補(bǔ)償值不受圖10B所示的Kacc或Kdec的限制，而是，若它被取作偏離1.0的偏差，則不必將程序分成412和414兩步，該學(xué)習(xí)補(bǔ)償值可由下列方程獲得△α＝α-1 ……(6)基本燃料噴射時(shí)間的變化率也可由進(jìn)口負(fù)壓變化或油門開度或進(jìn)氣流量變化所代替。此時(shí)，顯然要使發(fā)動(dòng)機(jī)速度和進(jìn)口負(fù)壓結(jié)合成加速和減速的學(xué)習(xí)映象(圖11和12)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明既能計(jì)算該學(xué)習(xí)系數(shù)，也能合理地產(chǎn)生和校正儲(chǔ)存該系數(shù)的映象，以致充分利用了該學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。因此，甚至當(dāng)控制空燃比的各種必要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和探測器的特性發(fā)生變化時(shí)，長時(shí)間緩慢變化或其它，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況也始終能自動(dòng)地受到校正，從而保持廢氣處于令人滿意的狀況。
再者，根據(jù)本發(fā)明，由于穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的校正，即使在空燃比的反饋控制失效的功率區(qū)內(nèi)，也是有效的。因而，有可能避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)和探測器的特性或緩慢變化的影響-甚至連反饋控制失效的功率區(qū)內(nèi)，都能得到最佳功率校正。
圖14表示根據(jù)研究中的實(shí)施例，基本燃料噴射時(shí)間和不同的校正之間的關(guān)系。字符A標(biāo)明一個(gè)穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)區(qū)，字符B標(biāo)明一個(gè)加速學(xué)習(xí)區(qū)，C標(biāo)明一個(gè)減速學(xué)習(xí)區(qū)，字符D標(biāo)明一個(gè)受移位系數(shù)Ks影響的區(qū)域，Ks由下列方程(6)給定。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，燃料噴射時(shí)間Ti，由下式確定
Ti＝α·Tp·(K+Kt-Ks)·(1+Ki) ……(7)Tp＝K· (QA)/(N) ……(8)其中K由噴油嘴確定的系數(shù)Tp基本燃料噴射時(shí)間α空燃比補(bǔ)償系數(shù)K穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)系數(shù)Kt瞬時(shí)學(xué)習(xí)系數(shù)Ki各種補(bǔ)償系數(shù)Ks移位系數(shù)QA進(jìn)氣流量N發(fā)動(dòng)機(jī)速度具體地說，基本燃料噴射時(shí)間Tp，根據(jù)方程(2)由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量QA和發(fā)動(dòng)機(jī)速度N來確定，從而得到一個(gè)粗略的理想空燃比(A/F＝14.7)，然后通過反饋校正該空燃比，該反饋是根據(jù)氧氣探測器(4)的信號(hào)λ，通過改變空燃比的補(bǔ)償系數(shù)α來實(shí)現(xiàn)的，從而得到一個(gè)較精確的理想空燃比。此外，穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)系數(shù)K用于補(bǔ)償作為空燃比控制的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和探測器的特性不同和緩慢變化。這種補(bǔ)償通過加速或減速的補(bǔ)償而得到進(jìn)一步地補(bǔ)充在突然減速時(shí)，從它的補(bǔ)償系數(shù)減去移位系數(shù)，由此確定燃料噴射時(shí)間Ti。
與這個(gè)移位系數(shù)Ks有關(guān)的流程圖示于圖15。第600步，檢查穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象是否已由設(shè)定在第366步(圖7中)的映象生成標(biāo)記而完成。若該映象是完整的，則程序進(jìn)至602步，若該映象不完整，程序越至第616步。若目前的基本燃料噴射時(shí)間，較空轉(zhuǎn)的基本燃料噴射時(shí)間為短，則程序由602步進(jìn)至604步，從而使空燃比補(bǔ)償系數(shù)α為1。第606步，檢查貧油移位標(biāo)記的設(shè)置狀況。若查明未設(shè)置，則第608步設(shè)定轉(zhuǎn)成貧油態(tài)的時(shí)間。接著由610步，設(shè)置貧油移位標(biāo)記。第612步，檢查設(shè)置在608步的時(shí)間是否被減小至另。如果不是，第614步使貧油移位Ks起作用。由于這種做法，則當(dāng)基本燃料噴射時(shí)間短于空轉(zhuǎn)的基本燃料噴射時(shí)間(圖14)，在貧油轉(zhuǎn)移周期D內(nèi)，由于Ks，使混合物變得較稀。
第616步，清除貧油移位標(biāo)記。接著通過第618步，減小貧油轉(zhuǎn)移作用至另。貧油轉(zhuǎn)移時(shí)間的更新是作為獨(dú)立的任務(wù)去完成的(圖中未表示)。
根據(jù)圖15的實(shí)施例，只有當(dāng)基本燃料噴射時(shí)間Tp短于空轉(zhuǎn)基本燃料噴射時(shí)間(空轉(zhuǎn)Tp)時(shí)，移位系數(shù)Ks才起作用，從而進(jìn)一步根據(jù)方程(1)減小噴射時(shí)間Ti。因此避免了空燃比驟然降到富油態(tài)(否則，這種狀態(tài)有可能由于附在進(jìn)口管壁的燃料，在突然減速時(shí)大量被吸入氣缸而引起)。從而使廢氣中的有害成分保持在規(guī)定限度內(nèi)。
移位系數(shù)Ks的幅度大小，可取一個(gè)比例于基本燃料噴射時(shí)間的變化值，而基本燃料噴射時(shí)間與突然減速或說與空燃比補(bǔ)償系數(shù)有關(guān)。
在沒有任何學(xué)習(xí)控制，而使用空氣-燃料比例反饋控制的情況中，甚至可通過設(shè)置一個(gè)移位系數(shù)，使空燃比補(bǔ)償系數(shù)固定在突然減速時(shí)的補(bǔ)償系數(shù)值，也可能除去廢氣里的有害成分。
為決定是否涉及一個(gè)突然減速，不僅可用基本燃料噴射時(shí)間，也可用進(jìn)口管中的負(fù)壓值或節(jié)油門角度(除以發(fā)動(dòng)機(jī)速度)，作出近似判定。
圖16是通過在突然減速期間的“學(xué)習(xí)”，來確定移位系數(shù)Ks的一個(gè)流程圖。其700和702步分別與圖15中的600和602步相同。第704步，檢查貧油移位標(biāo)記的設(shè)置。若查明沒設(shè)置，則第706步設(shè)置貧油移位時(shí)間，接著通過第708步，設(shè)置貧油移位標(biāo)志。第710步，檢查空燃比補(bǔ)償系數(shù)是否位于上、下限值間。若查明其在上、下限值之間，則程序越至第718步。反之，若查明其未在上、下限之間※，則程序至第712步。然后，如果空燃比補(bǔ)償系數(shù)高于上限，則進(jìn)行第714步;若低于下限，則程序越至716步。第714步，將空燃比補(bǔ)償系數(shù)與1.0的偏差值加至該貧油移位存貯器;同時(shí)第716步，從貧油移位存貯器減去這一偏差，并將結(jié)果存入貧油移位存貯器。若第718步查明貧油移位時(shí)間不是另，則第720步，儲(chǔ)存在貧油移位起作用時(shí)，在714和716步所計(jì)算的值。第722步，清除在第708步所設(shè)置的貧油移位標(biāo)記。按著第724步，減小貧油移位作用至另。
在此法中，補(bǔ)償作用是由于在突然減速時(shí)的“學(xué)習(xí)”所確定的轉(zhuǎn)移系數(shù)Ks而奏效的。
至于燃料噴射時(shí)間的計(jì)算，可參考貧油移位操作。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，除了為控制空燃比的一系列穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)學(xué)習(xí)外，作為突然減速的補(bǔ)償(利用移位系數(shù)Ks補(bǔ)償)，也是有效的，以至一方面使在突然減速時(shí)產(chǎn)生的廢氣中以火花形式的一種有害成分，完全衰減掉，另一方面，運(yùn)行狀態(tài)總是自動(dòng)地受到校正-即使對于控制空燃比所必要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和探測器的特性及緩慢變化也同樣。所以，不僅可從廢氣中去掉了有害成分，而且由于通過穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象，還補(bǔ)償了探測器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變化，長期的或短期的即使在空燃比未受反饋控制的功率區(qū)，也不例外。這樣，就很容易為內(nèi)燃機(jī)提供一個(gè)能在所有時(shí)間，均有最佳功率補(bǔ)償效果的空燃比控制系統(tǒng)。
此外利用了這種條件穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象的分割點(diǎn)保持不變，由計(jì)入的空燃比補(bǔ)償系數(shù)的變換次數(shù)計(jì)算穩(wěn)定條件下的穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)補(bǔ)償值，從而產(chǎn)生一個(gè)精確的穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象。
在建立穩(wěn)態(tài)學(xué)習(xí)映象后，在加速或減速時(shí)的空燃比補(bǔ)償系數(shù)α的變化，被用作一個(gè)相對于瞬時(shí)學(xué)習(xí)映象的學(xué)習(xí)補(bǔ)償值，以致有可能即使在※原文為未查明其超出上下限值間，有誤，校者注瞬態(tài)，為除去有害成分而去衰減在空燃比方面的變化，因而改善了駕駛性能。※為保險(xiǎn)起見，對圖1這種眾所周知的結(jié)構(gòu)，仍參照圖17和18作如下說明圖17是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)部分截面圖。在圖17中，吸入的空氣通過空氣濾清器2，混合室4和進(jìn)氣管6進(jìn)入氣缸8。該氣體在氣缸8里燃燒消耗，再通過廢氣管10排入大氣。
混合室4包括一個(gè)為噴射燃料的噴油嘴12，由此噴油嘴12噴射的燃料在混合室4的空氣通道內(nèi)霧化，并與吸入的空氣混合形成混合氣體，該混合氣體通過進(jìn)氣管6在進(jìn)氣閥20打開時(shí)，供給氣缸8的燃燒室。
節(jié)油閥14安裝在接近噴油嘴12的出口，節(jié)油閥14的構(gòu)造，保證其同加速踏板構(gòu)成機(jī)械上的聯(lián)鎖，以便由司機(jī)操縱。
空氣通道22置于混合室4的節(jié)油閥的上游，并包括一個(gè)熱絲空氣流量計(jì)，即一個(gè)由熱電阻絲制成的流量探測器24，用來采集一個(gè)隨氣流速度而變的電信號(hào)AF。由于由熱電阻絲(熱絲)制成的流量探測器24，置于空氣旁路22中，一方面保護(hù)其免遭由氣缸8逆火時(shí)產(chǎn)生的高溫氣體;另一方面也使其免遭進(jìn)氣中的灰塵沾染，空氣旁路22的出口開在接近于文丘里(Venturi)管的最窄部分的一點(diǎn)，而其入口開在文氏管的上游。
由燃油箱30，通過一臺(tái)輸油泵32向噴油嘴12供應(yīng)增壓燃油。一旦一個(gè)來自控制電路60的噴射信號(hào)作用于噴油嘴12時(shí)，燃油由噴油嘴入進(jìn)口管6。
吸入的混合氣體是利用進(jìn)氣閥20受到活塞50壓縮的，并由火花※原文為Drivability有誤，應(yīng)為Driveability。塞(圖上未標(biāo))上的火花燒盡。這種燃燒能量可被轉(zhuǎn)換成功能。氣缸8受冷卻水54冷卻。冷卻水的溫度是由水溫探測器56測量的，其測量結(jié)果TW被視為發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度。
廢氣管10有一個(gè)氧氣探測器142，用它來測量廢氣中的氧氣，并產(chǎn)生測量值λ。
圖中未標(biāo)的曲軸，帶有一個(gè)曲軸角探測器，用以產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)角信號(hào)和一個(gè)位置信號(hào)，分別作為對每個(gè)基準(zhǔn)曲軸角和一個(gè)相對于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的預(yù)定角(如0.5度)。
曲軸角探測器的輸出，水溫探測器56的輸出信號(hào)TW，氧氣探測器142的輸出信號(hào)λ和來自熱絲24的電信號(hào)AF，被用于包括一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)等的控制電路60，其輸出驅(qū)動(dòng)噴油嘴12和點(diǎn)火線圈。
通向進(jìn)氣管6的旁路26，被安置于沿混合室4里的節(jié)油閥14的整個(gè)范圍，并包括一個(gè)控制開、閉的旁通閥61。
旁通閥61，面對安置在節(jié)油閥14附近的旁路26，由一脈沖電流控制其動(dòng)作-通過閥的提升，改變該旁路的截面極。根據(jù)控制電路60的輸出，這一提升激勵(lì)和控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元。具體地說，控制電路60產(chǎn)生一個(gè)為控制驅(qū)動(dòng)單元的周期性的操作信號(hào)，以使驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)這個(gè)周期性操作信號(hào)而調(diào)整旁通閥61的提升。
一個(gè)EGR控制閥90是為控制廢氣管10和進(jìn)氣管6之間的通路，從而控制從廢氣管10到進(jìn)氣管6的EGR的值。
在此方法中圖1的噴油嘴12被控制以調(diào)節(jié)空燃比和燃料增量，而發(fā)動(dòng)機(jī)在空轉(zhuǎn)情況時(shí)(ISC)的速度，由旁通閥61和加入EGR控制量的噴油嘴12來控制。
圖2是應(yīng)用一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的控制電路60的總圖。該微計(jì)算機(jī)包括一個(gè)中央處理器102(CPU)，一個(gè)只讀存貯器104(ROM)，一個(gè)隨機(jī)存取存貯器106(RAM)，和一個(gè)輸入/輸出電路108。CPU 102通過存貯在ROM104中的不同程序，計(jì)算來自輸入/輸出電路108的輸入數(shù)據(jù)，然后使計(jì)算結(jié)果返回到輸入/輸出電路108。RAM106是計(jì)算所必需的一個(gè)中間存儲(chǔ)器。在CPU102、ROM 104、RAM 106和輸入輸出電路108之間的數(shù)據(jù)交換是通過一根總線110來實(shí)現(xiàn)的，總線110包括一個(gè)數(shù)據(jù)總線，一個(gè)控制總線和一個(gè)地址總線。
輸入/輸出電路108包括輸入設(shè)備，例如第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器122(以下稱ADC1)，第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(以下稱ADC2)124，角度信號(hào)處理電路126和一個(gè)為輸入和輸出1位數(shù)據(jù)的獨(dú)立的輸入/輸出電路(以下稱DIO)128。
ADC1包括一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器(以下稱MPX)，其輸入來自一個(gè)電池電壓探測器(以下稱VBS)132，一個(gè)冷卻水溫探測器(以下稱TMS)56，一個(gè)大氣溫度探測器(以下稱TAS)136，一個(gè)電壓調(diào)整發(fā)生器(以下稱VRS)138，一個(gè)節(jié)油閥探測器(以下稱OTHS)140和一個(gè)氧氣探測器(以下稱O2S)142。MPX162從上述輸入中選一個(gè)，將其傳給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(以下稱ADC)164，ADC164的數(shù)字輸出儲(chǔ)存在一個(gè)寄存器里(以下稱REG)166。
另一方面，流量探測器的輸出(以下稱AFS)24，傳至ADC 2124，通過一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(以下稱ADC)172，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并置于一個(gè)寄存器內(nèi)(以下稱REG)174。
一個(gè)角度探測器(以下稱ANGLS)146，產(chǎn)生一個(gè)代表基準(zhǔn)曲軸角度的信號(hào)，如180度(以下稱REF)和一個(gè)代表小角度如1度的信號(hào)(以下稱POS)，并將它們傳輸給一個(gè)角度信號(hào)處理電路126，作波形整形。
DIO128的信號(hào)來自一個(gè)空轉(zhuǎn)開關(guān)148(以下稱IDLE-SW)，該開關(guān)當(dāng)節(jié)油閥14回到全關(guān)位置時(shí)，操縱一個(gè)最高檔※開關(guān)(以下稱TOP-SW)150和一個(gè)啟動(dòng)器開關(guān)(以下稱START-SW)152。
現(xiàn)在說明一個(gè)根據(jù)CPU的計(jì)算結(jié)果和控制對象產(chǎn)生脈沖的電路。噴油嘴控制電路(以下稱INJC)1134是為將數(shù)字計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成脈沖輸出的電路。INJ脈沖具有一個(gè)與噴油量相應(yīng)的寬度，它是由INJC 1134產(chǎn)生并通過與門1136傳給噴油嘴12的。
點(diǎn)火脈沖發(fā)生器電路(以下稱IGNC)1138包括一個(gè)為設(shè)定點(diǎn)火時(shí)間的寄存器(以下稱ADV)和一個(gè)為設(shè)定點(diǎn)火線圈初級(jí)電流啟動(dòng)時(shí)間的寄存器。這些數(shù)據(jù)由CPU設(shè)定。脈沖IGN是根據(jù)這樣設(shè)定的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，并通過一個(gè)與門1140傳給一個(gè)為給點(diǎn)火線圈提供一次電流的放大器62。
旁通閥61的打開速率是由脈沖ISC控制的。該脈沖來自控制電路1142(以下稱ISCC)，通過與門1144傳至該處。ISCC 1142有一個(gè)為設(shè)定脈沖寬度的寄存器ISCD和一個(gè)為設(shè)定脈沖周期的寄存器ISCP。
為控制EGR控制閥90的EGR量值控制脈沖產(chǎn)生器電路(以下稱EGRC)1178，包括一個(gè)為設(shè)定代表脈沖頻寬比值的寄存器EEGRD和一個(gè)為設(shè)定代表脈沖周期的寄存器EGRP。這個(gè)EGRC的輸出脈沖EGR是通過與門1156傳給晶體管90的。
另一方面，1位輸入/輸出信號(hào)是由電路DIO 128控制的。輸入信號(hào)包括IDLE-SW信號(hào)，START-SW和TOP-SW信號(hào)。而輸出信號(hào)包括一個(gè)為驅(qū)動(dòng)燃油泵的脈沖輸出信號(hào)。這個(gè)DIO包括一個(gè)為確定某端是否被用作一個(gè)輸入端的寄存器DDR 192和為鎖存輸出數(shù)據(jù)的寄存器DOVT 194。
※指變速器的最高檔，校者注一個(gè)狀態(tài)寄存器(以下稱MOD)1160，是為在輸入/輸出電路108中存貯用于各種特定狀態(tài)的命令的。例如，由于在這個(gè)狀態(tài)寄存器1160中設(shè)定一個(gè)命令，所有與門1136，1140，1144和1156能按要求執(zhí)行或不動(dòng)。因而，能通過在MOD寄存器1160里設(shè)定一個(gè)命令，去控制INSC，IGNC和ISCC的輸出啟動(dòng)和停止。
DIO 128為控制燃油泵32產(chǎn)生一信號(hào)DIO1。
權(quán)利要求
1.在一種內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制方法中，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是由補(bǔ)償系數(shù)來控制的，該系數(shù)是通過對多個(gè)運(yùn)行區(qū)的學(xué)習(xí)來設(shè)定的，而在這些運(yùn)行區(qū)內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)是按運(yùn)行項(xiàng)目，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載大小等來劃分的，一種空燃比控制方法，其特征在于為存貯所述補(bǔ)償系數(shù)的方法，作為多個(gè)獨(dú)立存貯器的數(shù)據(jù)組包括第一組--由用于所述控制的補(bǔ)償系數(shù)組成，第二組--由根據(jù)基于反饋控制的學(xué)習(xí)結(jié)果，順序變化的補(bǔ)償系數(shù)組成，第三組由為確定通過第二組補(bǔ)償系數(shù)改寫第一組補(bǔ)償系數(shù)的時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)組成。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的空燃比控制方法，對彼此不同的運(yùn)行項(xiàng)目提供了多個(gè)運(yùn)行區(qū)，并將對各運(yùn)行區(qū)設(shè)定的補(bǔ)償系數(shù)，用于控制。
3.按照空燃比的一種方法，特征在于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件中的進(jìn)氣量，計(jì)算燃料噴射閥的燃料供應(yīng)量的基本值，以及所述的基本值是根據(jù)其他運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行校正的，改進(jìn)還包括僅僅當(dāng)所述基本值減小至低于內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的燃料供應(yīng)量的基本值時(shí)，才引起補(bǔ)償步驟，上述補(bǔ)償?shù)膶?shí)施是對通常的基本值乘以一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)取1或小于1。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)3的控制空燃比的方法，其中所述取1或小于1的系數(shù)是按照在內(nèi)燃機(jī)減速時(shí)的空燃比的補(bǔ)償“學(xué)習(xí)”來確定的。
專利摘要
本文公開一種控制內(nèi)燃機(jī)的空燃比的新穎方法。該方法包括一個(gè)為存貯用于空燃比控制的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的存貯器區(qū)；一個(gè)為存貯由學(xué)習(xí)得到的新的區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的存貯器區(qū)和一個(gè)為根據(jù)最新學(xué)習(xí)前的及時(shí)學(xué)習(xí)的結(jié)果而存貯區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的存貯器區(qū)，這樣，按照學(xué)習(xí)的結(jié)果，使區(qū)域補(bǔ)償系數(shù)的設(shè)定和更新過程合理化。
文檔編號(hào)F02D41/00GK85101109SQ85101109
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者天野松男, 志田正富, 阪本正英, 平山健, 笹山隆生 申請人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan