JPH0230942A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の空燃比フィードバック制′御系の
学習補正装置に関する。

〈従来の技術〉 電子制御燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁は、機関
の回転に同期して与えられる駆動パルス信号によって開
弁じ、その量弁期間中、所定圧力の燃料を噴射すること
になっている。従って燃料噴射量は駆動パルス信号のパ
ルス幅により制御され、このパルス幅をＴ、として燃料
噴射量に相当する制御信号とすれば、目標空燃比である
理論空燃比を得るために、Ｔ１は次式によって定められ
る。

ＴＨ−Ｔｐ　　・ＣＯＥ　Ｆ　・α＋　Ｔｓ但し、ＴＰ
は基本燃料噴射量に相当する基本パルス幅で便宜上基本
燃料噴射量と呼ぶ。Ｔ、＝Ｋ・Ｑ／Ｎで、Ｋは定数、Ｑ
は機関吸入空気流量、Ｎは機関回転速度である。Ｃ０Ｅ
Ｆは水温補正等の各種補正係数（λコントロール）のた
めの空燃比フィードバック補正係数、Ｔ、は燃料噴射流
量誤差補正分で１、基本燃料噴射量に対するバッテリ電
圧の変動による燃料噴射弁の開弁及び、閉弁遅れに基づ
く燃料噴射流量誤差を補正するためのものである。

λコントロールについては、排気系にＯｔセセンを設け
て実際の空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より濃い
か薄いかをスライスレベルにより制御するわけであり、
このため、前記の空燃比フィードバック補正係数αとい
うものを定めて、このαを変化させることにより理論空
燃比に保っている。ここで空燃比フィードバック補正係
数αの値は比例積分（ＰＩ）制御により変化させ、安定
した制御としている。

即ち、０□センサの出力電圧とスライスレベル電圧戸を
比較し、スライスレベルよりも高い場合、低い場合に空
燃比を急に濃くしたり、薄くシたりすることなく、空燃
比が濃い（薄い）場合には始にＰ分だけ下げて（上げて
）いき、それから１分ずつ徐々に下げて（上げて）いき
、空燃比を薄く（濃く）するように制御する。但し、λ
コントロールを行わない条件下ではαをクランプし、各
種補正係数Ｃ０ＥＦの設定により、所望の空燃比を得る
。

ところで、λコントロール条件下でのベース空燃比即ち
α＝１のときの空燃比を理論空燃比（λ＝１）に設定す
ることができれば、フィードバック制御は不要なのであ
るが、実際にはエアフローメータ、燃料噴射弁等の構成
部品のバラツキや経時変化、燃料噴射量のパルス幅−流
量特性の非直線性等の要因でベース空燃比のλ＝１から
のズレを生じるので、フィードバック制御を行っている
。

しかし、ベース空燃比がλ＝１からずれていると、運転
領域が大きく変化したときに、ベース空燃比の壇さをフ
ィードバック制御によりλ＝１に安定させるまでに時間
がかかる。このために、比例及び積分定数（Ｐ／Ｉ分）
を大きくするので、オーバーシュートやアンダーシュー
トを生じ、λ＝１への制御性が悪くなる。つまり、ベー
ス空燃比λ＝１からずれていると、理論空燃比よりかな
リズレをもった範囲で空燃比制御がなされるのである。

その結果、三元触媒の転換効率が悪いところで運転がな
されることになり、触媒の貴金属量の増大によるコスト
アップの他、触媒の劣化に伴う転換効率のさらなる悪化
により触媒の交換を余儀無くされる。

そこで、学習によりベース空燃比をλ＝１にすにことに
より、過渡時のベース空燃比の段差から生じるλ＝１か
らのズレをなくし、かつＰ／Ｉ分を小さくすることを可
能にして制御性の向上を図る空燃比の学習制御装置が、
本出願人により特開昭５９−２０３８２８号公報等で開
示されている。

これは、空燃比のフィードバック制御中にベース空燃比
が理論空燃比からずれた場合には、そのギャップを埋め
るべく空燃比フィードバック補正係数αのズレが大とな
るから、このときの機関運転状態とαの基準値αＩ　（
一般にはα＝１に設定される）からの偏差Δαとを検出
し、該Δαに基づく学習補正係数に、を求めてこれを記
憶しておき、再度同一機関運転状態となったときには記
憶した学習補正係数に、によりベース空燃比を蝉論空燃
比に応答性良くなるように補正する。ここにおける学習
補正係数に、の記憶は、ＲＡＭのマツプ上を機関回転速
度及び負荷等の機関運転状態の適当なパラメータに応じ
て格子分割した所定範囲のエリア毎に行う。

具体的には、ＲＡＭ上に機関回転速度及び負荷等の機関
運転状態に対応した学習補正係数Ｋｔのマツプを設け、
燃料噴射量Ｔ１を演算する際に、次式の如く基本燃料噴
射量Ｔ、を学習補正係数Ｋ。

で補正する。

Ｔ　＋　＝　Ｔ　Ｐ　　・Ｃ０ＥＦ・α・Ｋ、＋’ｒｓ
そして、Ｋ、の学習は次の手順で進める。

ｉ）機関運転状態の領域を検出し、かつ、その間のαの
平均値α９を検出する。

ｉｉ）前記機関運転状態の領域に対応して現在までに学
習されているに、を検索する。

１ｉｉ）ＫＬ　とαイとに基づいて新たにに、を設定し
て記憶させる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の機関運転状態に応じて
格子上に区分したエリア毎に学習補正値を単に設定する
学習制御装置では、幅を持った各学習エリアにおけるフ
ィードバック制御偏差量を繰り返し学習する方式である
ため、エリアの境界付近では空燃比の段差が生じやすい
。また、かかる空燃比の段差はエリア間でも同様に生じ
る。

例えばエアフローメータの誤差と学習補正係数に、との
関係を見てみると、吸入空気流量の変化に対する検出誤
差の割合は第１０図に示すようにエリア間で大きな段差
が生じることがわかる。

また、燃料噴射弁のバッテリ電圧変動に伴う開弁及び閉
弁遅れも燃料噴射弁の経時劣化により変化してくるため
、前記燃料噴射流量誤差補正分子。

の適正値は第１１図に示すように変化し、このズレも空
燃比のズレの要因の１つとなり、空燃比に段差を生じさ
せる。

尚、このような空燃比の段差をな（すために、各学習エ
リア区分を細かく設定すると、そのエリアに留まってい
る時間が少なくなり、学習の更新スピードが遅くなると
共に未学習エリアが生じる慣れがあり、この未学習エリ
アを通過した場合に空燃比の段差が生じてトル久ショッ
ク、排気エミッション特性の悪化等を招く等の不具合が
発生する。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、運転領域全域で共通の基本燃料噴射量設定用の定数
、吸入空気流量の検出誤差及び燃料噴射弁の開弁及び閉
弁遅れによる燃料噴射流量誤差補正分を学習補正するこ
とにより、学習精度と学習スピードの両立を図ることが
でき、以て運転状態が変化したときでも空燃比に誤差が
生じないようにした内燃機関の空燃比制御装置を提供す
ることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、定数と吸入空気
流量検出手段により検出される吸入空気流量と機関回転
速度検出手段により検出される機関回転速度とから基本
燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段と、 排気系に設けた空燃比検出手段からの信号に基づいて検
出される実際の空燃比と目標空燃比とを比較して空燃比
フィードバック補正係数を設定する空燃比フィードバッ
ク補正係数設定手段と、前記基本燃料噴射量に対する燃
料噴射弁の開弁及び閉弁遅れによる噴射流量誤差を補正
するための燃料噴射流量誤差補正分を設定する燃料噴射
流量誤差補正分学習手段と、 前記定数の値を、基本燃料噴射量が目標空燃比に良好に
対応する値に近づけられるように運転状態結果から学習
して逐次修正しつつ更新する定数学習手段と、 前記吸入空気流量検出手段による吸入空気流量の検出値
と実際の吸入空気流量との誤差量を、運転状態結果から
学習して逐次修正しつつ更新する吸入空気流量検出誤差
学習手段と、 前記燃料噴射流量誤差補正分学習手段により設定される
燃料噴射流量誤差補正分を、運転状態結果から学習して
実際の燃料噴射流量誤差に近づけるように逐次修正しつ
つ更新する燃料噴射流量誤差補正分学習手段と、 機関回転速度と機関負荷とをパラメータとして複数に区
分される運転状態のエリア毎に、前記空燃比フィードバ
ック補正係数による補正を掛けない状態で求められる空
燃比を目標空燃比に近づけるための補正量を運転状態結
果から学習して逐次修正しつつ更新するエリア別空燃比
学習手段と、基本燃料噴射量と空燃比フィードバック補
正係数と前記各学習手段により学習される値とに基づい
て燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、この演
算された燃料噴射量に相応する駆動パルス信号を燃料噴
射弁に出力する駆動パルス信号出力手段と、を含んで構
成する。

また、第２図に示すように、 エリア別学習手段を、 機関回転速度及び機関負荷のパラメータによって区分さ
れる運転状態のエリア毎に、対応する学習補正係数を書
き換え自由に記憶する学習補正係数記憶手段と、 該学習補正係数記憶手段に記憶された学習補正係数を検
索する学習補正係数検索手段と、前記空燃比フィードバ
ック補正係数及び前記学習補正係数とから新たな学習補
正係数を設定し、かつ、その学習補正係数で前記学習補
正係数記憶手段内の同一機関運転条件のデータを更新す
る学習補正係数更新手段（図では後述する第２学習補正
係数検索手段と区別するため、第１学習補正係数検出手
段と記しである）と、から構成し、定数学習手段を、 所定運転状態での前記空燃比フィードバック補正係数の
平均値が略理論空燃比に対応する値になったときの前記
学習補正係数の加重平均値を演算する学習補正係数加重
平均値演算手段と、前記学習補正係数加重平均値演算手
段で演算された加重平均値に基づいて前記定数を補正更
新する定数補正手段と、から構成してもよく、吸入空気
流量の変動の大きい機関運転状態で前記学習補正係数加
重平均値演算手段による演算を停止する加重平均値演算
停止手段と、 同上の状態で、前記定数補正手段による補正更新を停止
する定数補正停止手段と、を備えてもよい。

また、吸入空気流量検出誤差学習手段を、前記燃料噴射
量演算手段で演算された燃料噴射量と目標空燃比とから
吸入空気流量を演算する第１吸入空気流量演算手段と、 前記吸入空気流量の演算値と、吸入空気流量検出手段で
検出された実際の吸入空気流量検出値とを比較して演算
値に対する検出値の偏差を演算する偏差演算手段と、 前記偏差演算手段で演算された偏差学習値を前記検出値
に対応させて記憶する書き換え可能な偏差学習値記憶手
段と、 前記吸入空気流量検出手段の検出値と該検出値に対応す
る前記偏差学習値記憶手段に記憶された偏差学習値とに
基づいて基本燃料噴射量設定用の吸入空気流量を演算す
る第２吸入空気流量演算手段と、 前記偏差演算手段で演算された新たな偏差に基づいて偏
差学習値を修正して更新する偏差学習値更新手段と、か
ら構成してもよく、 吸入空気流量の変動の大きい機関運転状態で前記偏差学
習値更新手段による更新を停止する偏差学習停止手段と
、を備えてもよい。

さらに、燃料噴射流量誤差補正分学習手段を、吸入空気
流量が所定の流量領域か否かを判定する吸入空気流量領
域判定手段と、 吸入空気流量が所定の流１？Ｊ域と判定されたとき予め
設定した複数の機関回転速度領域に対応する前記学習補
正係数記憶手段に記憶されている学習補正係数を検索す
る学習補正係数検索手段と（図では前記第１学習補正係
数検出手段と区別するため第２学習補正係数検索手段と
記しである）、該学習補正係数検索手段で検索された複
数の学習補正係数が機関回転速度の変化に対して単調増
加と単調減少のいずれの傾向にあるかを判別する変化傾
向判別手段と、 前記燃料噴射流量誤差補正分学習手段で設定された燃料
噴射流量誤差補正分を、前記判別手段の判定が単調増加
のとき減少補正し単調減少のとき増大補正する燃料噴射
流量誤差補正分学習手段と、から構成してもよく、 吸入空気流量の変動の大きい機関運転状態で前記燃料噴
射流量誤差補正分補正手段による補正を停止する燃料噴
射流量誤差補正分補正停止手段を備えてもよい。

〈作用〉 上記の構成において、定数学習手段は例えば空燃比フィ
ードバック補正係数の平均値が略理論空燃比に対応する
値になったときのエリア別空燃比学習手段における学習
補正係数の複数回の平均値を演算する。これを全運転領
域共通の基本燃料噴射量設定用の定数の学習値とし、こ
れに基づき前記定数を補正する。これにより、前記定数
を適切に学習補正することができ未学習エリアの学習を
促進することができると共に、空燃比制御精度を向上さ
せることができる。

また、吸入空気流量検出誤差学習手段は、例えば吸入空
気流量演算手段により、空燃比フィードバック制御中の
燃料噴射量に対して補正なしで目標空燃比になる吸入空
気流量を演算し、この演算値と吸入空気流量検出手段で
検出した実際の検出値との偏差を偏差演算手段により演
算して、これを偏差学習値として記憶・更新していく。

そして、記憶されている吸入空気流量の学習値により検
出吸入空気流量を補正し、かかる補正値を用いて基本燃
料噴射量を設定する。

一方、燃料噴射流量誤差補正分の設定値のズレによる燃
料噴射量に対する影響の度合は燃料噴射量の演算式から
明らかなように燃料噴射量が小さい程大きい。このこと
から、吸入空気流量を一定とした場合、機関回転速度を
変化させたとき機関回転速度が大になるに従って、燃料
噴射流量誤差補正分の設定が大き過ぎたときには空燃比
はよりリッチ傾向になり、燃料噴射流量誤差補正分の設
定が小さ過ぎたときには空燃比はよりリーン傾向になる
。したがって、燃料噴射流量誤差補正分学習手段は、例
えばある吸入空気流量領域を定め、この領域での機関回
転速度に応じた学習補正係数の傾向を調べることにより
燃料噴射流量誤差補正分の設定がどのようにずれている
かを知ることが可能となる。

かかる関係に基づいて、吸入空気流量領域判定手段で吸
入空気流量が所定の流量領域か否かを判定し、第２学習
補正係数検索手段で吸入空気流量領域が所定領域にある
と判定されたとき予め設定した複数の機関回転速度領域
に対応する前記学習補正係数記憶手段に記憶されている
学習補正係数を検索する。そして、第２学習補正係数検
索手段で検索された複数の学習補正係数が機関回転速度
の変化に対して単調増加と単調減少のいずれの傾向にあ
るかを変化傾向判別手段で判別し、単調増加のとき前記
燃料噴射流量誤差補正分学習手段で設定された燃料噴射
流量誤差補正分を減少補正し、単調減少のとき増大補正
すると共に最新の補正値を学習値として記憶する。これ
により、燃料噴射流量誤差補正分の設定不良若しくは燃
料噴射弁の流量特性の経時変化による空燃比の誤差を防
止することができる。

また、加重平均値演算停止手段及び定数補正停止手段を
備えたものでは、吸気脈動領域や加減速時のように吸入
空気流量の変動が大きい運転状態で前記学習補正係数加
重平均値演算手段による演算が停止されると共に前記定
数補正手段による補正更新が停止されるため、定数の学
習の信頼性が高められ、偏差学習停止手段を備えたもの
では、同上の状態で、前記偏差学習値更新手段による更
新が停止されるため、偏差学習の精度が高められ、燃料
噴射流量誤差補正分補正停止手段を備えたものでは、　
同上の状態で、前記燃料噴射流量誤差補正分補正手段に
よる補正が停止されるので、燃料噴射流量誤差補正分の
補正精度が高められる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第３図において、機関１には、エ
アクリーナ２から吸気ダクト３、スロットル弁４及び吸
気マニホールド５を介して空気が吸入される。吸気マニ
ホールド５のブランチ部には各気筒毎に燃料噴射弁６が
設けられている。燃料噴射弁６はソレノイドに通電され
て開弁じ通電停止されて閉弁する電子式燃料噴射弁であ
って後述するコントロールユニット１２からの駆動パル
ス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプ
から圧送されてプレッシャレギュレータにより所定の圧
力に調整された燃料を噴射供給する。

尚、この例はマルチポイントインジェクションシステム
であるが、スロットル弁の上流側に全気筒共通の単一の
燃料噴射弁を設けるシングルポイントインジェクション
システムであってもよい。

機関１の燃焼室には点火栓７が設けられていて、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。

そして、機関１からは、排気マニホールド８．排気ダク
ト９．三元触媒１０及びマフラー１１を介して排気が排
出される。三元触媒１０は、排気成分中のＣｏ、ＨＣを
酸化し、また、Ｎ　Ｏｘを還元して、他の無害な物質に
転換する浄化触媒装置であり、混合気を理論空燃比で燃
焼させたときに両転換効率が最も良好なものとなる。

コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースを含
んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセ
ンサからの入力信号を受け、後述の如く演算処理して、
燃料噴射弁６の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中に熱線式の
エアフローメータ１３が設けられていて、吸入空気流ｔ
Ｑに応じた電圧信号を出力する。

また、クランク角センサ１４が設けられていて、４気筒
の場合、クランク角１８０°毎の基準信号とクランク角
１°又は２°毎の単位信号とを出力する。ここで、基準
信号の周期、あるいは所定時間内における単位信号の発
生数を計測することにより、機関回転速度Ｎを演算可能
である。

また、機関１のウォータジャケットの冷却水温Ｔいを検
出する水温センサ１５が設けられている。

さらに、排気マニホールド８の集合部にＯｚセセン１６
が設けられ、排気中の０２濃度を介して機関１に吸入さ
れる混合気の空燃比を検出する。１７はバッテリである
。

ここにおいて、コントロールユニット１２に内蔵された
マイクロコンピュータのＣＰＵは、第４図〜第９図のフ
ローチャートに従って演算処理を行い燃料噴射する。

次に、第４図〜第９図のフローチャートに従って本実施
例の学習制御について説明する。

第４図はに定数の学習値の演算ルーチン、即ち、定数学
習手段に相当するルーチンである。

ステップ（図ではＳと記す）１では、運転状態が吸入空
気流量の脈動領域であるか否かを判別する。ここで、吸
気脈動領域とは高負荷運転領域である。吸気脈動領域で
ないとき（ＮＯ）はステップ２に進み、加減速運転時か
否かを例えばスロットル弁開度の変化率ΔＴＶＯがΔＴ
ＶＯ≠０か否かにより判別する。前記ステップ１または
ステップ２で吸気脈動領域にある（ＹＥＳ）とき又は加
減速時（ＹＥＳ）のときは、このルーチンを終了する。

このステップ１．２が定数補正停止手段の機能をする。

ステップ２で加減速でない定常運転状態のときにはステ
ップ３に進む。

ステップ３では、後述する学習ルーチンで演算される空
燃比フィードバック補正係数αの平均値αイがα　Ｌ、
１か否かを判定する。α。４−１でないときはこのルー
チンを終了する。α、４−１のときは、学習補正係数に
、が適正であるとしてステップ４に進む。

ステップ４では、そのときの学習補正係数Ｋ。

と、同様にして前回までに求められた過去複数回分の学
習補正係数に、の加重平均値ＦＣｃｏｓｔ、とを加重平
均して新たな加重平均値ＫＣＱＮＬを次式により演算し
てに定数の学習値に、。ＭＬとして記憶する。

ここで、Ｘは重み付は定数である。

ステップ５では、前記学習値ＫｅＯＮＬＯをＲＯＭに割
りつけられた初期のに定数Ｋｃｏ、４に乗算して新たな
に定数とする。また、ステップ１〜３がらこのステップ
５へ進んだときは学習値ＫｅＯＮＬＯは前回値のままで
ある。ここで、ステップ１２の機能が加重平均値演算停
止手段及び定数補正停止手段に相当し、ステップ３，４
の機能が学習補正係数加重平均値演算手段に相当し、ス
テ・ンブ５の機能が定数補正手段に相当する。

第５図は吸入空気流量の学習値の演算ルーチン、即ち吸
入空気流量検出誤差学習手段に相当するルーチンである
。

ステップ１１では、所定の空燃比フィードバック制御条
件が成立しているか否かを判定する。ここで、所定の空
燃比フィードバック制御条件とは、機関回転速度Ｎが所
定値以下で、かつ負荷を表す基本燃料噴射量Ｔ２が所定
値以下であることを条件とする。かかる条件が満たされ
ていない場合はこのルーチンを終了する。空燃比フィー
ドバック制御条件成立時はステップ１２に進む。

ステップ１２では、運転状態が吸入空気流量の脈動領域
か否かを判定する。これは、前記ステップ２と同様に行
われる。

吸気脈動領域でないときはステップ１３へ進み加減速運
転時か否かを判定する。これは前記ステップ３と同様に
行われる。

加減速でない定常運転時にはステップ１４へ進む。

ステップ１４では、後述する燃料噴射量演算ルーチンで
演算される噴射パルスＴ、から得られる燃料噴射量ｑと
目標空燃比Ａ／Ｆ　（理論空燃比）とに基づき次式によ
り補正なしで目標空燃比が得られる吸入空気流量ＱＡ／
Ｆを演算する。

Ａ　／　Ｆ　（１４，７）　＝　ＱＡ／Ｆ　／　ｑ・・
・（１）したがって（１）式より、 ＱＡ／Ｆ　＝１４．７Ｘ　ｑ・・・（２）ここで、ｑは
次式により求められる。

燃料噴射弁のパルス幅Ｔ、　　（ｍｓ）−流量ｑ、１（
ｃｃ／１０００３ｔ）特性から（３）式を導くことがで
きる。

＋Ｑｚ、５ｃｃｚ＋。。。□　・　・　・（３）ここで
、Ｑ　ｅＣ／＋ｍｌ＋ｓは静的流量＋　Ｑｚ、５ｅｃｚ
＋ｏｏｏｓｔはＴ＋　＝２．５ｍｓ時の１０００回噴射
分の燃料流量である。そして、Ｑ　ｃｃ７ａＩ、＋　Ｑ
ｚ、ｓｃｃ／＋ｏｏｏｓｔは・燃料噴射弁により既知で
ある。

上記（３）のｑＴＩＣＣ／ｌ。。。１、を次の（４）式
に代入して燃料噴射量ｑが得られる。

ここで、０．７５は燃料の比重、ｎは燃料噴射弁の数、
Ｘは一回当たりの気筒別の噴射回数、Ｎは回転速度であ
る。

したがって、（４）式と（２）式とから、補正なしで目
標空燃比が得られる吸入空気流量ＱＡ／Ｆを演算するこ
とができる。

ステップ１５では、ステップ１４で演算された吸入空気
流量ＱＡ／Ｆと、このときのエアフローメータで検出さ
れた実際の検出値ＱＨ７，４とを比較して演算値Ｑ　Ａ
／Ｆに対する検出値Ｑ）１／、１の偏差学習値Ｑ。

のデータを書き換える。

ここで、ステップ１１〜１３が偏差学習停止手段に、ス
テップ１４が第１吸入空気流量演算手段に、ＲＡＭが偏
差学習値記憶手段に、ステップ１６が偏差学習値更新手
段に相当する。

第６図は、吸入空気流量の検出値Ｑイ７，１の補正ルー
チンで所定時間毎に実行される。

ステップ２１では、エアフローメータ１３からの信号に
基づいて吸入空気流量の検出値Ｑ１４ｚｗを人力する。

ステップ２２では、第４図の学習値演算ルーチンで学習
記憶されている吸入空気流量の偏差学習値ＱＥに基づき
検出値ＱＨｚｗの補正演算を行う。この補正（１！ＱＦ
の演算は偏差学習値ＱＥが割合で求められているときは
検出値Ｑ　１４ｙｕに乗算し、誤差量そのものであると
きは検出値ＱＨ／Ｉ、Ｉに加算することにより行う。こ
のステップ２２の機能が第２吸入空気流量演算手段に相
当する。

第７図は、バッテリ電圧変動に基づく燃料噴射弁の開弁
及び閉弁遅れによる燃料噴射流量誤差補正分子、の学習
値補正ルーチン、即ち燃料噴射流量誤差補正分学習手段
に相当するルーチンである。

ステップ３１では、前記同様に吸入空気流量の脈動領域
か否かの判定を行い、吸気脈動領域でないときにステッ
プ３２へ進んで前記同様に加減速運転時か否かの判定を
行い、加減速時でない定常運転時にステップ３３へ進む
。このステップ３１．３２の機能が燃料噴射流量誤差補
正分補正停止手段に相当する。

ステップ３３では、エアフローメータ１３からの信号に
より得られる機関回転速度Ｎを人力する。

ステップ３４では、入力した吸入空気流量Ｑの流量領域
の判定を行う。本実施例では、Ｑの領域をＱ１〜Ｑ４の
４つの領域に区分してあり、例えばＱ１領域は１５〜２
５ｋｇ／ｈ、　　Ｑ　２領域は３５〜４５ｋｇ／ｈ。

Ｑ３領域は５５〜６５ｋｇ／ｈ及びＱ４領域は７５〜８
５ｋｇ／ｈとしである。したがって、ステップ３４では
、まずＱ　ｌ　ｐＩ域か否かを判定する。ここでＹＥＳ
の判定であればステップ３５に進む。

ステップ３５では、前記Ｑ１頭域においてステップ３３
で入力した機関回転速度Ｎの含まれる領域に対応する学
習補正係数ＫＬを、後述するＲＡＭ上の学習補正係数マ
ツプから検索して記憶する。ここで前記機関回転速度Ｎ
の領域を複数、例えばＮ１〜Ｎ４の領域に区分してあり
、Ｎ１は８００〜２０００゜Ｎ２は２０００〜３０００
．Ｎ３は３０００〜４０００及びＮ４は４０００以上と
しである。この部分が第２学習補正係数検索手段に相当
する。また、ＲＡＭは学習補正係数記憶手段の機能も有
する。

ステップ３６では、Ｑｌの領域における前記Ｎ１〜Ｎ４
の全領域の学習補正係数に、が検索されたか否かを判定
する。そして、全領域の学習補正係数ＫＬが検索され記
憶されたならばステップ３７に進む。

ステップ３７では、検索した学習補正係数Ｋ【が機関回
転速度Ｎの変化に対して単調増加か否かを判定する。単
調増加のときにはステップ３８に進み燃料噴射流量誤差
補正分子Ｓを減少修正すべく現在の補正１ｂを予め設定
した所定値Δｂだけ減算して新たな補正量すとする。一
方、単調増加でないと判定されたときはステップ３９に
進み単調減少か否かを判定する。ここで単調減少のとき
にはステップ４０に進み前記燃料噴射流量誤差補正分子
３を増大修正すべく現在の補正量すを予め設定した所定
値Δｂだけ加算して新たな補正貴すとする。

ここで、ステップ３７．３９の機能が変化傾向判定手段
に相当し、ステップ３８．４０の機能が燃料噴射流量誤
差補正分補正手段に相当する。

ステップ３８またはステップ４０の実行が終了するとＴ
、の学習を終了する。

前記ステップ３４においてＱ１領域でないと判定された
ときはステップ４２に進みＱ２領域か否かを判定する。

判定がＮＯのときは更にステップ４３に進みＱ　３　Ｈ
域か否かを判定し、Ｎｏのときはステップ４４に進みＱ
４領域か否かを判定し、ＮＯのときは燃料噴射流量誤差
補正分の補正を行わずルーチンを終了する。一方、ステ
ップ４２〜４４のいずれかで判定がＹ　Ｅ　Ｓとなった
ときは、該当する燃料噴射流量誤差補正分子、の補正ル
ーチン４５〜４７において前記ステップ３５〜４１と同
様にして、その吸入空気流量領域での各機関回転速度Ｎ
領域に対応する学習補正係数に、を検索して燃料噴射流
量誤差補正分子、の補正を行う。前記ステップ３４．４
２〜４４０部分が吸入空気流量領域判定手段に相当する
。

第８図は通常のエリア毎の学習補正係数ＫＬの学習ルー
チンである。ステップ５１では、所定の空燃比フィード
バック制御条件が成立ｊ−ているか否かを判定する。こ
こで、所定の空燃比フィードバック制御条件とは、機関
回転速度Ｎが所定値以下で、かつ負荷を表す基本燃料噴
射量Ｔ、−が所定値以下であることを条件とする。かか
る条件が満たされていない場合は、このルーチンを終了
する。

空燃比フィードバック制御条件成立時はステップ５２に
進む。

ステップ５２では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔ
ｐとが前回と同一エリアにあるか否かを判定し、エリア
が変わった場合は、このルーチンを終了する。

一方、エリアが同一の場合は、ステップ５３に進み、０
２センサ１６の出力が反転、即ち空燃比フィードバック
補正係数αの増減方向が所定回数反転したか否かを判定
し、ＹＥＳのときはステップ５４に進む。

ステップ５４では、空燃比フィードバック補正係数αの
定常運転時における現在及び過去の複数回の値の平均値
α４を演算する。

ステップ５５では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量
ＴＰからＲＡＭ上の現在のエリアに対応する学習補正係
数に、を検索する。このステップ５５の機能が第１学習
補正係数検索手段に相当する。

ステップ５６では、前記検索された学習補正係数Ｋｔ　
と空燃比フィードバック補正係数αの平均値α７とから
次式に従って演算を行い、その値を新たな学習補正係数
Ｋｔ　として設定し、ＲＡＭ上の該当するエリアの値を
更新する。このステップ５６の機能が学習補正係数更新
手段に相当する。

Ｋ　Ｌ”−Ｋ　ｔ　＋Δα／Ｍ 尚、Δαは平均値αイと基準値α１との偏差量を示し、
Δα＝αイー眉であり、基準値α１は一般には１．０で
ある。また、Ｍは定数である。

第９図は以上各種の学習による補正量を用いてなされる
燃料噴射量の演算ルーチンである。

ステップ６１では、第３図で学習補正された定数に、第
５図で演算された吸入空気流量の補正値ＱＦ。

クランク角センサ１４により得られる機関回転速度Ｎ及
び水温センサ１５により得られる冷却水温Ｔ１を入力す
る。

ステップ６２では、前記吸入空気流量の補正値Ｑ。

と機関回転速度Ｒとにより基本燃料噴射量Ｔｐを演算す
る。このステップ６２の機能が基本燃料噴射量設定手段
に相当する。

ステップ６３では、冷却水温Ｔ。等の機関運転状態に応
じたＣ０ＥＦを設定する。

ステップ６４では、０２センサ１６からの信号に基づき
空燃比フィードバック補正係数αを設定する。

このステップ６４の機能が空燃比フィードバック補正係
数設定手段に相当する。

ステップ６５では、最新の学習補正係数に、を読み込む
。

ステップ６６では、バッテリ電圧に基づいて燃料噴射流
量誤差補正分子Ｓを設定する。このステップ６６の機能
が燃料噴射流量誤差補正分学習手段に相当する。

ステップ６７では、第６図で設定された燃料噴射流量誤
差補正分子、の補正量すを入力する。

ステップ６８では、燃料噴射量Ｔ、を次式に従って演算
する。このステップ６８の機能が燃料噴射量演算手段に
相当する。

Ｔ＋　＝Ｔｐ−ＣｏＥＦ・α・Ｋ、＋Ｔ、＋ｂステップ
６９では、演算されたＴ１のパルス幅を持つ駆動パルス
信号を燃料噴射弁６に出力する。

このステップ６９が駆動パルス信号出力手段に相当する
。

かかる制御により、まず空燃比フィードバック補正係数
αの平均値が略理論空燃比に相当する十分学習が進行し
ている複数のエリアの学習補正係数の加重平均値に基づ
いて全運転領域に共通のに定数が補正される。

また、目標空燃比からのズレを生じる要因の１つである
吸入空気流量の計測誤差も学習して補正される。

さらに、同じく目標空燃比からのズレを生じる要因の１
つである燃料噴射流量誤差補正分子、の設定不良が補正
量すによって学習補正される。

そして、これらに定数、吸入空気流量、燃料噴射流量誤
差補正分の学習補正された値を用いて燃料噴射量を制御
することによって、通常のエリア別学習が十分に進行し
ていない運転エリアでも空燃比のズレを最小限にするこ
とができ、しかも、エリア別学習の機会が少なくとも前
記要因別学習が進行しているため、エリア別学習の要求
補正量が小さいため、エリア別学習補正の段差を小さく
できる。

したがって、全運転領域にわたって空燃比を段差なく高
精度に制御することができ、運転性、特に過渡運転性能
が向上し、排気エミッション特性等も可及的に改善され
るや また、吸気脈動領域や加減速時等の吸入空気流量の変動
の大きい運転時には、前記要因別の学習を停止するので
、これら各学習の信鯨性を高いものにすることができる
。

尚、燃料噴射流量誤差補正分を学習する第７図のルーチ
ンにおいては、吸入空気流量の領域を４つに区分したが
、これに限るものではなく、機関回転速度の区分につい
ても同様である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、空燃比のズレの要
因となる基本燃料噴射量設定用の定数の設定誤差、吸入
空気流量の検出誤差、燃料噴射流量誤差補正分の設定誤
差を夫々学習補正するようにしたため、通常のエリア別
学習が昔行していないエリアでも空燃比のズレを小さく
することができ、エリア毎の段差のない高精度な空燃比
制御を行え、以て、運転性能、排気エミッション特性を
可及的に向上できる。

また、吸入空気流量の変動の大きい運転時には、前記要
因別の学習を停止するので、これら各学習の信頼性を高
いものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は、
本発明のより詳細な構成の一例を示すブロック図、第３
図は本発明の一実施例の構成を示す図、第４図〜第９図
は、同上実施例の各種制御内容のルーチンを示すフロー
チャート、第１０図は、従来例の学習方式を説明するた
めの図、第１１図は燃料噴射弁の流量特性の変化を示す
図である。 １・・・機関　　６・・・燃料噴射弁　　１２・・・コ
ントロールユニット　　１３・・・エアフローメータ　
　１４・・・クランク角センサ　　１６・・・０□セン
サ　　１７・・・バッテリ 特許出願人　　　日本電子機器株式会社代理人　弁理士
　笹　島　　冨二雄 第５図 第６図 第８図 第９図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）定数と吸入空気流量検出手段により検出される吸
   入空気流量と機関回転速度検出手段により検出される機
   関回転速度とから基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴
   射量設定手段と、 排気系に設けた空燃比検出手段からの信号に基づいて検
   出される実際の空燃比と目標空燃比とを比較して空燃比
   フィードバック補正係数を設定する空燃比フィードバッ
   ク補正係数設定手段と、前記基本燃料噴射量に対する燃
   料噴射弁の開弁及び閉弁遅れによる噴射流量誤差を補正
   するための燃料噴射流量誤差補正分を設定する燃料噴射
   流量誤差補正分設定手段と、 前記定数の値を、基本燃料噴射量が目標空燃比に良好に
   対応する値に近づけられるように運転状態結果から学習
   して逐次修正しつつ更新する定数学習手段と、 前記吸入空気流量検出手段による吸入空気流量の検出値
   と実際の吸入空気流量との誤差量を、運転状態結果から
   学習して逐次修正しつつ更新する吸入空気流量検出誤差
   学習手段と、 前記燃料噴射流量誤差補正分設定手段により設定される
   燃料噴射流量誤差補正分を、運転状態結果から学習して
   実際の燃料噴射流量誤差に近づけるように逐次修正しつ
   つ更新する燃料噴射流量誤差補正分学習手段と、 機関回転速度と機関負荷とをパラメータとして複数に区
   分される運転状態のエリア毎に、前記空燃比フィードバ
   ック補正係数による補正を掛けない状態で求められる空
   燃比を目標空燃比に近づけるための補正量を運転状態結
   果から学習して逐次修正しつつ更新するエリア別空燃比
   学習手段と、基本燃料噴射量と空燃比フィードバック補
   正係数と前記各学習手段により学習される値とに基づい
   て燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、この演
   算された燃料噴射量に相応する駆動パルス信号を燃料噴
   射弁に出力する駆動パルス信号出力手段と、を含んで構
   成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. （２）エリア別学習手段は、 機関回転速度及び機関負荷のパラメータによって区分さ
   れる運転状態のエリア毎に、対応する学習補正係数を書
   き換え自由に記憶する学習補正係数記憶手段と、 該学習補正係数記憶手段に記憶された学習補正係数を検
   索する学習補正係数検索手段と、 前記空燃比フィードバック補正係数及び前記学習補正係
   数とから新たな学習補正係数を設定し、かつ、その学習
   補正係数で前記学習補正係数記憶手段内の同一機関運転
   条件のデータを更新する学習補正係数更新手段と、から
   構成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
   の空燃比制御装置。
3. （３）定数学習手段は、 所定運転状態での前記空燃比フィードバック補正係数の
   平均値が略理論空燃比に対応する値になったときの前記
   学習補正係数の加重平均値を演算する学習補正係数加重
   平均値演算手段と、 前記学習補正係数加重平均値演算手段で演算された加重
   平均値に基づいて前記定数を補正更新する定数補正手段
   と、から構成されることを特徴とする請求項２に記載の
   内燃機関の空燃比制御装置。
4. （４）吸入空気流量の変動の大きい機関運転状態で前記
   学習補正係数加重平均値演算手段による演算を停止する
   加重平均値演算停止手段と、 同上の状態で、前記定数補正手段による補正更新を停止
   する定数補正停止手段と、を備えたことを特徴とする請
   求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
5. （５）吸入空気流量検出誤差学習手段は、 前記燃料噴射量演算手段で演算された燃料噴射量と目標
   空燃比とから吸入空気流量を演算する第１吸入空気流量
   演算手段と、 前記吸入空気流量の演算値と吸入空気流量検出手段で検
   出された実際の吸入空気流量検出値とを比較して演算値
   に対する検出値の偏差を演算する偏差演算手段と、 前記偏差演算手段で演算された偏差学習値を前記検出値
   に対応させて記憶する書き換え可能な偏差学習値記憶手
   段と、 前記吸入空気流量検出手段の検出値と該検出値に対応す
   る前記偏差学習値記憶手段に記憶された偏差学習値とに
   基づいて基本燃料噴射量設定用の吸入空気流量を演算す
   る第２吸入空気流量演算手段と、 前記偏差演算手段で演算された新たな偏差に基づいて偏
   差学習値を修正して更新する偏差学習値更新手段と、か
   ら構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
6. （６）吸入空気流量の変動の大きい機関運転状態で前記
   偏差学習値更新手段による更新を停止する偏差学習停止
   手段と、を備えたことを特徴とする請求項５に記載の内
   燃機関の空燃比制御装置。
7. （７）燃料噴射流量誤差補正分学習手段は、吸入空気流
   量が所定の流量領域か否かを判定する吸入空気流量領域
   判定手段と、 吸入空気流量が所定の流量領域と判定されたとき予め設
   定した複数の機関回転速度領域に対応する前記学習補正
   係数記憶手段に記憶されている学習補正係数を検索する
   学習補正係数検索手段と、該学習補正係数検索手段で検
   索された複数の学習補正係数が機関回転速度の変化に対
   して単調増加と単調減少のいずれの傾向にあるかを判別
   する変化傾向判別手段と、 前記燃料噴射流量誤差補正分設定手段で設定された燃料
   噴射流量誤差補正分を、前記判別手段の判定が単調増加
   のとき減少補正し単調減少のとき増大補正する燃料噴射
   流量誤差補正分設定手段と、から構成されることを特徴
   とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の空燃
   比制御装置。
8. （８）吸入空気流量の変動の大きい機関運転状態で前記
   燃料噴射流量誤差補正分補正手段による補正を停止する
   燃料噴射流量誤差補正分補正停止手段を備えたことを特
   徴とする請求項７に記載の内燃機関の空燃比制御装置。