JP2582558B2

JP2582558B2 - 内燃機関の空燃比の学習制御装置

Info

Publication number: JP2582558B2
Application number: JP61248314A
Authority: JP
Inventors: 尚己富澤
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1986-10-21
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPS63105257A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、空燃比フィードバック制御機能をもつ電子
制御燃料噴射装置を有する自動車用内燃機関の空燃比の
学習制御装置に関し、特に高度などによる空気密度変化
に良好に対応することのできる空燃比の学習制御装置に
関する。

〈従来の技術〉従来、空燃比フィードバック制御機能をもつ電子制御
燃料噴射装置を有する内燃機関においては、特開昭60-9
0944号公報，特開昭61-190142号公報などに示されてい
るような空燃比の学習制御装置が採用されている。

これは、機関に吸入される空気量に関与する機関運転
状態のパラメータ（例えば機関吸入空気流量と機関回転
数）から算出される基本燃料噴射量を機関排気系に設け
たO₂センサからの信号に基づいて比例・積分制御などに
より設定されるフィードバック補正係数により補正して
燃料噴射量を演算し、空燃比を目標空燃比にフィードバ
ック制御するものにおいて、空燃比フィードバック制御
中のフィードバック補正係数の基準値からの偏差を予め
定めた機関運転状態のエリア毎に学習して学習補正係数
を定め、燃料噴射量の演算にあたって、基本燃料噴射量
をエリア別学習補正係数により補正して、フィードバッ
ク補正係数による補正なしで演算される燃料噴射量によ
り得られるベース空燃比を目標空燃比に一致させるよう
にし、空燃比フィードバック制御中はこれをさらにフィ
ードバック補正係数により補正して燃料噴射量を演算す
るものである。

これによれば、空燃比フィードバック制御中は過渡運
転時におけるフィードバック制御の追従遅れをなくすこ
とができ、空燃比フィードバック制御停止時においては
所望の空燃比を正確に得ることができる。

また、スロットル弁開度αと機関回転数Ｎとから基本
燃料噴射量Tpを定めるシステム（例えばαとＮとからマ
ップを参照して吸入空気流量Ｑを求め、Tp＝Ｋ・Q/N
（Ｋは定数）なる式よりTpを演算するシステム）、ある
いは、エアフローメータを有して吸入空気流量Ｑを検出
し、これと機関回転数Ｎとから基本燃料噴射量Tp＝Ｋ・
Q/Nを演算するシステムで、エアフローメータとしてフ
ラップ式（体積流量検出式）のものを用いるものなどで
は、基本燃料噴射量の算出に空気密度の変化が反映され
ないが、上記の学習制御によれば、学習が良好に進行す
るという前提に立つ限りにおいては、高度あるいは吸気
温による空気密度の変化にも対応できる。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、学習の前提は空燃比フィードバック制御が
行われていることであるが、従来、空燃比フィードバッ
ク制御は第12図に示すように空燃比フィードバック制御
領域として設定された低回転，低負荷領域でのみ行って
いる。これは高回転又は高負荷領域で目標空燃比である
理論空燃比へのフィードバック制御を行うと、排気温度
の上昇による機関の焼付きや触媒の焼損を招く恐れがあ
り、この領域ではフィードバック補正係数をクランプ
し、別途リッチな出力空燃比を得て機関の焼付き等を防
止するためである。

したがって、低地から高地（山）へ登る場合は、主に
高負荷領域で運転するため、殆んど空燃比フィードバッ
ク制御がなされず、したがって学習は行われない。

これにより、高度が上昇して空気密度が減少しても何
ら補正がなされない結果、高地ではオーバーリッチの状
態となり、運転性不良、エンストあるいは再始動性悪化
等の不都合を生じるという問題点があった。

また、山登り走行時において空燃比フィードバック制
御がなされたとしても、山登り走行時は過渡運転パター
ンのため、機関運転状態のエリア別に学習する方式で
は、学習のためのエリアが定まらず、また学習できたと
してもそのエリアが限られ、大多数のエリアでは学習が
ほとんど進行しない。これにより、山の頂上付近の平坦
地などで普通走行に入ると、空燃比フィードバック制御
の制御遅れにより、また空燃比フィードバック制御停止
時はベース空燃比が目標空燃比から大きくずれて、運転
性不良を生じてしまうという問題点もあった。

これは、空気密度の変化を空燃比フィードバック制御
中のフィードバック補正係数の基準値からの偏差から学
習して補正する必要があるが、学習した偏差の中には燃
料噴射弁やスロットルボディ等の部品バラツキ等による
機関運転状態に依存するベース空燃比のズレ分も含まれ
るため、空気密度変化分との分離が不可能であり、本来
一律に学習できるはずの空気密度変化分を機関運転状態
のエリア毎に学習しなければならず、急に高地へ登る等
した場合は、各エリア毎の学習ができず、実質学習が進
行しないことによるものである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、山登り走
行時などにおいても学習可能で空気密度の変化に良好に
対応することのできる内燃機関の空燃比の学習制御装置
を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉本発明は、上記の目的を達成するため、低回転，低負
荷領域である空燃比フィードバック制御領域から非空燃
比フィードバック制御領域へ入っても、所定の時間、空
燃比フィードバック制御を続行し、この間に学習を行う
ことができるようにして、山登り走行時などにおいて空
気密度変化分を学習できるようにしたものである。

また、学習補正係数を主に高度補正用で空気密度変化
分を一律に学習するための一律学習補正係数と、部品バ
ラツキ分などをエリア別に学習するためのエリア別学習
補正係数とに分け、空気密度変化分のみを学習できる条
件、すなわち、スロットル弁の開度変化に対しシステム
のバラツキの無くなる領域であるところの、各機関回転
数でスロットル弁の開度変化に対し吸入空気流量がほぼ
変化しなくなる領域（第10図のハッチング部分）におい
て、空気密度変化分を一律に学習して、一律学習補正係
数を書換え、他の領域において、部品バラツキ分などを
エリア別に学習して、エリア別学習補正係数を書換える
ようにしたものである。

従って、本発明に係る空燃比の学習制御装置は、第１
図に示すように、下記のＡ〜Ｎの手段を含んで構成され
る。

（Ａ）機関に吸入される空気量に関与するパラメータを
少くとも含む機関運転状態を検出する機関運転状態検出
手段（Ｂ）機関排気成分を検出しこれにより機関吸入混合気
の空燃比を検出する空燃比検出手段（Ｃ）前記機関運転状態検出手段により検出された前記
パラメータに基づいて基本燃料噴射量を設定する基本燃
料噴射量設定手段（Ｄ）機関運転状態の全エリアについて前記基本燃料噴
射量を一律に補正するための一律学習補正係数を記憶し
た書換え可能な一律学習補正係数記憶手段（Ｅ）機関運転状態のエリア毎に前記基本燃料噴射量を
補正するためのエリア別学習補正係数を記憶した書換え
可能なエリア別学習補正係数記憶手段（Ｆ）実際の機関運転状態に基づいて前記エリア別学習
補正係数記憶手段から対応する機関運転状態のエリアの
エリア別学習補正係数を検索するエリア別学習補正係数
検索手段（Ｇ）機関運転状態を判別し低回転，低負荷領域である
空燃比フィードバック制御領域を検出して空燃比フィー
ドバック制御指令を出力する空燃比フィードバック制御
領域検出手段（Ｈ）前記空燃比フィードバック制御領域から当該領域
外に移行したときに所定の時間空燃比フィードバック制
御指令を出力し続けるディレー手段（Ｉ）前記空燃比フィードバック制御指令の出力中、前
記空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比
とを比較し実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように
前記基本燃料噴射量を補正するためのフィードバック補
正係数を所定の量増減して設定するフィードバック補正
係数設定手段（Ｊ）前記基本燃料噴射量設定手段で設定した基本燃料
噴射量，前記一律学習補正係数記憶手段に記憶されてい
る一律学習補正係数，前記エリア別学習補正係数検索手
段で検索したエリア別学習補正係数，及び前記フィード
バック補正係数設定手段で設定したフィードバック補正
係数に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手
段（Ｋ）前記燃料噴射量演算手段で演算した燃料噴射量に
相当する駆動パルス信号に応じオンオフ的に燃料を機関
に噴射供給する燃料噴射手段（Ｌ）機関回転数に応じて予め定められた比較スロット
ル弁開度以上で、各機関回転数でスロットル弁の開度変
化に対し吸入空気流量の変化が所定割合以下となる所定
の領域を検出する一律学習領域検出手段（Ｍ）前記空燃比フィードバック制御指令の出力中で、
前記一律学習領域検出手段により前記所定の領域である
ことが検出されたとき、前記フィードバック補正係数の
基準値からの偏差を学習しこれを減少させる方向に前記
一律学習補正係数記憶手段の一律学習補正係数を修正し
て書換える一律学習補正係数修正手段（Ｎ）前記空燃比フィードバック制御指令の出力中で、
前記一律学習領域検出手段により前記所定の領域である
ことが検出されないとき、機関運転状態のエリア毎に前
記フィードバック補正係数の基準値からの偏差を学習し
これを減少させる方向に前記エリア別学習補正係数記憶
手段のエリア別学習補正係数を修正して書換えるエリア
別学習補正係数修正手段〈作用〉基本燃料噴射量設定手段Ｃは、目標空燃比に対応する
基本燃料噴射量を機関に吸入される空気量に関与するパ
ラメータに基づいて設定し、エリア別学習補正係数検索
手段Ｆは、エリア別学習補正係数記憶手段Ｅから、実際
の機関運転状態に対応するエリアのエリア別学習補正係
数を検索し、空燃比フィードバック制御領域検出手段Ｇ
による空燃比フィードバック制御指令の出力中、フィー
ドバック補正係数設定手段Ｉは、実際の空燃比と目標空
燃比とを比較し実際の空燃比を目標空燃比に近づけるよ
うにフーィドバック補正係数を例えば比例・積分制御に
基づいて所定の量増減して設定する。そして、燃料噴射
量演算手段Ｊは、基本燃料噴射量を一律学習補正係数記
憶手段Ｄに記憶されている一律学習補正係数で補正し、
またエリア別学習補正係数で補正し、更にフィードバッ
ク補正係数で補正することにより、燃料噴射量を演算す
る。そして、この燃料噴射量に相当する駆動パルス信号
により、燃料噴射手段Ｋが作動する。

一方、一律学習領域検出手段Ｌは、機関回転数に応じ
て予め定められた比較スロットル弁開度以上で、各機関
回転数でスロットル弁の開度変化に対し吸入空気流量が
ほぼ変化しなくなる所定の領域か否かを検出している。

空燃比フィードバック制御領域検出手段Ｇによる空燃
比フィードバック制御指令の出力中で、一律学習領域検
出手段Ｌにより前記所定の領域であると検出された場合
は、一律学習補正係数修正手段Ｍにより、フィードバッ
ク補正係数の基準値からの偏差を学習し、これを減少さ
せる方向に一律学習補正係数を修正して一律学習補正係
数記憶手段Ｄのデータを書換える。こうして、空気密度
変化分のみを学習できる条件、すなわち、スロットル弁
の開度変化に対しシステムのバラツキの無くなる領域で
あるところの、各機関回転数でスロットル弁の開度変化
に対し吸入空気流量がほぼ変化しなくなる領域（第10図
のハッチング部分）において、空気密度変化分を優先し
て一律に学習する。尚、この領域でも部品バラツキが存
在しないわけではないが、スロットル弁の高開度域であ
り、低開度域に較べ、部品バラツキのうち主なものであ
る燃料噴射弁のパルス巾−噴射流量特性やスロットル弁
開度に対する吸気量特性等のバラツキが極めて小さく、
空気密度分に吸収させて学習することが可能である。

空燃比フィードバック制御領域検出手段Ｇによる空燃
比フィードバック制御指令の出力中で、一律学習領域検
出手段Ｌにより前記所定の領域以外であるとされた場合
は、エリア別学習補正係数修正手段Ｎにより、機関運転
状態のエリア毎にフィードバック補正係数の基準値から
の偏差を学習し、これを減少させる方向に機関運転状態
のエリアに対応するエリア別学習係数を修正してエリア
別学習補正係数記憶手段Ｅのデータを書換える。こうし
て、部品バラツキ分などをエリア別に学習する。

ここにおいて、低回転，低負荷領域である空燃比フィ
ードバック制御領域から非空燃比フィードバック制御領
域へ移行した場合は、ディレー手段Ｈにより、所定の時
間、空燃比フィードバック制御指令が出力され続け、フ
ィードバック補正係数設定手段Ｉによる空燃比フィード
バック制御がなされる。そして、この間、一律学習補正
係数修正手段Ｍ又はエリア別学習補正係数修正手段Ｎに
よる学習がなされる。これにより、山登り走行時などに
おいても学習の機会が得られ、空気密度変化分を学習で
きるようになる〈実施例〉以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、機関１には、エアクリーナ2,スロッ
トルボディ３及び吸気マニホルド４を介して空気が吸入
される。

スロットルボディ３内には図示しないアクセルペダル
と連動するスロットル弁５が設けられていると共に、そ
の上流に燃料噴射手段としての燃料噴射弁６が設けられ
ている。この燃料噴射弁６はソレノイドに通電されて開
弁し通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であっ
て、後述するコントロールユニット14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、この例はシング
ルポイントインジェクションシステムであるが、吸気マ
ニホールドのブランチ部又は機関の吸気ポートに各気筒
毎に燃料噴射弁を設けるマルチ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が設けられている。この
点火栓７はコントロールユニット14からの点火信号に基
づいて点火コイル８にて発生する高電圧がディストリビ
ュータ９を介して印加され、これにより火花点火して混
合気を着火燃焼させる。

機関１からは、排気マニホールド10,排気ダクト11,三
元触媒12及びマフラー13を介して排気が排出される。

コントロールユニット14は、CPU,ROM,RAM,A/D変換器
及び入出力インタフェイ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及び点火コ
イル８の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、スロットル弁５にポテン
ショメータ式のスロットルセンサ15が設けられていて、
スロットル弁５の開度αに応じた電圧信号を出力する。
スロットルセンサ15内にはまたスロットル弁５の全閉位
置でONとなるアイドルスイッチ16が設けられている。

また、ディストリビュータ９に内蔵されてクランク角
センサ17が設けられていて、クランク角２°毎のポジシ
ョン信号と、クランク角180°毎（４気筒の場合）のリ
ファレンス信号とを出力する。ここで、単位時間当りの
ポジション信号のパルス数あるいはリファレンス信号の
周期を測定することにより機関回転数Ｎを算出可能であ
る。

また、機関冷却水温Twを検出する水温センサ18,車速V
SPを検出する車速センサ19等が設けられている。

これらスロットルセンサ15,クランク角センサ17など
が機関運転状態検出手段である。

また、排気マニホールド10にO₂センサ20が設けられて
いる。このO₂センサ20は混合気を目標空燃比である理論
空燃比付近で燃焼させたときを境として起電力が急変す
る公知のセンサである。従ってO₂センサ20は空燃比（リ
ッチ・リーン）検出手段である。

更に、コントロールユニット14にはその動作電源とし
てまた電源電圧の検出のためバッテリ21がエンジンキー
スイッチ22を介して接続されている。また、コントロー
ルユニット14内のRAMの動作電源としては、エンジンキ
ースイッチ22OFF後も記憶内容を保持させるため、バッ
テリ21をエンジンキースイッチ22を介することなく適当
な安定化電源を介して接続してある。

ここにおいて、コントロールユニット14に内蔵された
マイクロコンピュータのCPUは、第３図〜第９図にフロ
ーチャートとして示すROM上のプログラム（燃料噴射量
演算ルーチン，フィードバック制御ゾーン判定ルーチ
ン，比例・積分制御ルーチン，学習ルーチン，K_ALT学習
サブルーチン，K_MAP学習サブルーチン，イニシャライズ
ルーチン）に従って演算処理を行い、燃料噴射を制御す
る。

尚、基本燃料噴射量設定手段，エリア別学習補正係数
検索手段，空燃比フィードバック制御領域検出手段，デ
ィレー手段，フィードバック補正係数設定手段，燃料噴
射量演算手段，一律学習領域検出手段，一律学習補正係
数修正手段及びエリア別学習補正係数修正手段としての
機能は、前記プログラムにより達成される。また、一律
学習補正係数記憶手段，エリア別学習補正係数記憶手段
としては、RAMを用いる。

次に第３図〜第９図のフローチャートを参照しつつコ
ントロールユニット14内のマイクロコンピュータの演算
処理の様子を説明する。

第３図の燃料噴射量演算ルーチンにおいて、ステップ
１（図にはS1と記してある。以下同様）ではスロットル
センサ15からの信号に基づいて検出されるスロットル弁
開度αとクランク角センサ17からの信号に基づいて算出
される機関回転数Ｎとを読込む。

ステップ２ではスロットル弁開度αと機関回転数Ｎと
に応じた吸入空気流量Ｑを予め実験等により求めて記憶
してあるROM上のマップを参照し実際のα,Nに対応する
Ｑを検索して読込む。

ステップ３では吸入空気流量Ｑと機関回転数Ｎとから
単位回転当りの吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Tp
＝Ｋ・Q/N（Ｋは定数）を演算する。ここで、ステップ
１〜３の部分が基本燃料噴射量設定手段に相当する。

ステップ４ではスロットルセンサ15からの信号に基づ
いて検出されるスロットル弁開度αの変化率あるいはア
イドルスイッチ16のONからOFFへの切換わりによる加速
補正係数，水温センサ18からの信号に基づいて検出され
る機関冷却水温Twに応じた水温補正係数，機関回転数Ｎ
と基本燃料噴射量（負荷）Tpとに応じた混合比補正係数
などを含む各種補正係数COEFを設定する。

ステップ５では学一律習補正係数記憶手段としてのRA
Mの所定アドレスに記憶されている一律学習補正係数K
_ALTを読込む。尚、一律学習補正係数K_ALTは学習が開始
されていない時点では初期値０として記憶されており、
これが読込まれる。

ステップ６では機関運転状態を表わす機関回転数Ｎと
基本燃料噴射量（負荷）Tpとに対応してエリア別学習補
正係数K_MAPを記憶してあるエリア別学習補正係数記憶手
段としてのRAM上のマップを参照し、実際のN,Tpに対応
するK_MAPを検索して読込む。この部分がエリア別学習補
正係数検索手段に相当する。尚、エリア別学習補正係数
K_MAPのマップは、機関回転数Ｎを横軸、基本燃料噴射量
Tpを縦軸として、８×８程度の格子により機関運転状態
のエリアを分け、各エリア毎にエリア別学習補正係数K
_MAPを記憶させてあり、学習が開始されていない時点で
は、全て初期値０を記憶させてある。

ステップ７では後述する第５図の比例・積分制御ルー
チンによって設定されているフィードバック補正係数LA
MBDAを読込む。尚、このフィードバック補正係数LAMBDA
の基準値は１である。

ステップ８ではバッテリ21の電圧値に基づいて電圧補
正分Tsを設定する。これはバッテリ電圧の変動による燃
料噴射弁の噴射流量変化を補正するためのものである。

ステップ９では燃料噴射量Tiを次式に従って演算す
る。この部分が燃料噴射量演算手段に相当する。

Ti＝Tp・COEF・（LAMBDA＋K_ALT＋K_MAP）＋Ts ステップ10では演算されたTiを出力用レジスタにセッ
トする。これにより、予め定められた機関回転同期（例
えば1/2回転毎）の燃料噴射タイミングになると、Tiの
パルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁６に与えら
れて、燃料噴射が行われる。

第４図はフィードバック制御ゾーン判定ルーチンで、
原則として低回転かつ低負荷の場合に空燃比フィードバ
ック制御を行い、高回転又は高負荷の場合に空燃比フィ
ードバック制御を停止するためのものである。

ステップ21では機関回転数Ｎから比較Tpを検索し、ス
テップ22では実際の基本燃料噴射量Tp（実Tp）と比較Tp
とを比較する。

実Tp≦比較Tpの場合、すなわち低回転かつ低負荷の場
合は、ステップ23へ進んでディレータイマ（クロック信
号によりカウントアップされるもの）をリセットした
後、ステップ26へ進んでλcontフラグを１にセットす
る。これは低回転かつ低負荷の場合に空燃比フィードバ
ック制御を行わせるためである。したがって、ステップ
21,22,26の部分が機関運転状態を判別し低回転，低負荷
領域である空燃比フィードバック制御領域を検出して空
燃比フィードバック制御指令を出力する空燃比フィード
バック制御領域検出手段に相当する。

実Tp＞比較Tpの場合、すなわち高回転又は高負荷の場
合は、原則として、ステップ27へ進んでλcontフラグを
０にする。これは空燃比フィードバック制御を停止し、
別途リッチな出力空燃比を得て、排気温度の上昇を抑制
し、機関１の焼付きや触媒12の焼損などを防止するため
である。

ここで、高回転又は高負荷の場合であっても、ステッ
プ24でディレータイマの値を所定値と比較することによ
り、高回転又は高負荷に移行した後、所定時間（例えば
10秒間）経過するまでは、ステップ26へ進んでλcontフ
ラグ１にセットし続け、空燃比フィードバック制御を続
けるようにする。これは、山登り走行は高負荷領域で行
われるため、一律学習補正係数K_ALTについて学習の機会
を増すためである。したがって、ステップ24の部分が空
燃比フィードバック制御領域から当該領域外に移行した
ときに所定の時間空燃比フィードバック制御指令を出力
し続けるディレー手段に相当する。

但し、ステップ25での判定で機関回転数Ｎが所定値
（例えば3800rpm）を越えた場合、あるいは、この越え
た状態が所定時間続いた場合は、安全のため空燃比フィ
ードバック制御を停止する。

第５図は比例・積分制御ルーチンで、所定時間（例え
ば10ms）毎に実行され、これによりフィードバック補正
係数LAMBDAが設定される。従ってこのルーチンがフィー
ドバック補正係数設定手段に相当する。

ステップ31ではλcontフラグの値を判定し、０の場合
はこのルーチンを終了する。この場合は、フィードバッ
ク補正係数LAMBDAは前回値（又は基準値１）にクランプ
され、空燃比フィードバック制御が停止される。

λcontフラグが１の場合、すなわち空燃比フィードバ
ック制御指令の出力中は、ステップ32へ進んでO₂センサ
20の出力電圧V_O2を読込み、次のステップ33で理論空燃
比相当のスライスレベル電圧V_refと比較することにより
空燃比のリッチ・リーンを判定する。

空燃比がリーン（V_O2＜V_ref）のときは、ステップ33
からステップ34へ進んでリッチからリーンへの反転時
（反転直後）であるか否かを判定し、反転時にはステッ
プ35へ進んでフィードバック補正係数LAMBDAを前回値に
対し所定の比例定数Ｐ分増大させる。反転時以外はステ
ップ36へ進んでフィードバック補正係数LAMBDAを前回値
に対し所定の積分定数Ｉ分増大させ、こうしてフィード
バック補正係数LAMBDAを一定の傾きで増大させる。尚、
Ｐ≫Ｉである。

空燃比がリッチ（V_O2＞V_ref）のときは、ステップ33
からステップ37へ進んでリーンからリッチへの反転時
（反転直後）であるか否かを判定し、反転時にはステッ
プ38へ進んでフィードバック補正係数LAMBDAを前回値に
対し所定の比例定数Ｐ分減少させる。反転時以外はステ
ップ39へ進んでフィードバック補正係数LAMBDAを前回値
に対し所定の積分定数Ｉ分減少させ、こうしてフィード
バック補正係数LAMBDAを一定の傾きで減少させる。

第６図は学習ルーチン、第７図はK_ALT学習サブルーチ
ン、第８図はK_MAP学習サブルーチンである。

第６図のステップ41ではλcontフラグの値を判定し、
０の場合は、ステップ42へ進んでカウント値C_ALT,C_MAP
をクリアした後、このルーチンを終了する。これは空燃
比フィードバック制御が停止されているときは学習を行
うことができないからである。

λcontフラグが１の場合、すなわち空燃比フィードバ
ック制御指令の出力中は、ステップ43以降へ進んで一律
学習補正係数K_ALTについての学習（以下K_ALT学習とい
う）とエリア別学習補正係数K_MAPについての学習（以下
K_MAP学習という）との切換えを行う。

すなわち、K_ALT学習は、空気密度変化分のみを学習す
るため、スロットル弁５の開度変化に対しシステムのバ
ラツキの無くなる領域であるところの、第10図にハッチ
ングを付して示すように各機関回転数Ｎでスロットル弁
開度αの変化に対し吸入空気流量Ｑがほぼ変化しなくな
る所定の高負荷領域（以下Ｑフラット領域という）で優
先的に行い、K_MAP学習は、その他の領域で行うので、ス
テップ43では機関回転数Ｎから比較α₁を検索し、ステ
ップ44では実際のスロットル弁開度α（実α）と比較α
₁とを比較する。このステップ43,44の部分が一律学習領
域検出手段に相当する。

比較の結果、実α≧比較α₁（Ｑフラット領域）の場
合は、原則としてステップ48,49へ進ませ、カウント値C
_MAPをクリアした後、第７図のK_ALT学習サブルーチンを
実行させる。

但し、シングルポイントインジェクションシステムの
場合、スロットル弁開度が極めて大きい領域では吸気流
速が遅くなり、各気筒への分配性が悪化するので、分配
悪化領域を機関回転数に対するスロットル弁開度で割付
けておき、それ以上のスロットル弁開度でK_ALT学習を禁
止する。このため、ステップ45で機関回転数Ｎから比較
α₂を検索し、ステップ46で実αと比較α₂とを比較し
て、実α＞比較α₂の場合は、ステップ50,51へ進ませ、
カウント値C_ALTをクリアした後、第８図のK_MAP学習サブ
ルーチンへ移行させる。

また、シングルポイントインジェクションシステムの
場合、燃料噴射弁６から機関１の燃焼室までの距離が長
く、急加速中は壁流燃料の影響で、正確なK_ALT学習がで
きないので、急加速した時は所定時間すなわち壁流が定
常となるまで待ってK_ALT学習を行う。このため、ステッ
プ47で加速後所定時間経過したか否かを判定し、経過し
ていない場合は、スタップ50,51へ進ませ、カウント値C
_ALTをクリアした後、第８図のK_MAP学習サブルーチンへ
移行させる。

ステップ44での判定で、実α＜比較α₁の場合は、ス
テップ50,51へ進ませ、カウント値C_ALTをクリアした
後、第８図のK_MAP学習サブルーチンへ移行させる。

次に第７図のK_ALT学習サブルーチンについて説明す
る。このK_ALT学習サブルーチンが一律学習補正係数修正
手段に相当する。

ステップ61でO₂センサ20の出力が反転すなわちフィー
ドバック補正係数LAMBDAの増減方向が反転したか否かを
判定し、このサブルーチンを繰返して反転する時に、ス
テップ62で反転回数を表わすカウント値C_ALTを１アップ
し、例えばC_ALT＝３となった段階で、ステップ63からス
テップ64へ進んで現在のフィードバック補正係数LAMBDA
の基準値１からの偏差（LAMBDA−１）をΔLAMBDA₁とし
て一時記憶し、学習を開始する。

そして、C_ALT＝４以上となると、ステップ63からステ
ップ65へ進んでそのときのフィードバック補正係数LAMB
DAの基準値１からの偏差（LAMBDA−１）をΔLAMBDA₂と
して一時記憶する。このとき記憶されているΔLAMBDA₁
とΔLAMBDA₂とは第11図に示すように前回（例えば３回
目）の反転から今回（例えば４回目）の反転までのフィ
ードバック補正係数LAMBDAの基準値１からの偏差の上下
のピーク値である。

このようにしてフィードバック補正係数LAMBDAの基準
値１からの偏差の上下のピーク値ΔLAMBDA₁，ΔLAMBDA₂
が求まると、ステップ66に進んで、それらの平均値▲
▼（次式参照）を求める。

▲▼＝（ΔLAMBDA₁＋ΔLAMBDA₂）/2 次にステップ67に進んでRAMの所定アドレスに記憶さ
れている現在の一律学習補正係数K_ALT（初期値０）を読
出す。

次にステップ68に進んで次式に従って現在の一律学習
補正係数K_ALTにフィードバック補正係数の基準値からの
偏差の平均値▲▼を所定割合加算するこ
とによって新たな一律学習補正係数K_ALTを演算し、RAM
の所定アドレスの一律学習補正係数のデータを修正して
書換える。

K_ALT←K_ALT＋M_ALT・▲▼ （M_ALTは加算割合定数で、０＜M_ALT＜１）この後は、ステップ69で次の学習のためΔLAMBDA₂を
ΔLAMBDA₁に代入する。

そして、ステップ70でK_ALT学習カウンタを１アップす
る。尚、このK_ALT学習カウンタは、エンジンキースイッ
チ22（又はスタートスイッチ）の投入時に実行される第
９図のイニシャライズルーチンによって０にされている
もので、エンジンキースイッチ22の投入後からのK_ALT学
習の回数をカウントしている。

次に第８図のK_MAP学習サブルーチンについて説明す
る。このK_MAP学習サブルーチンがエリア別学習補正係数
修正手段に相当する。

ステップ81で機関運転状態を表わす機関回転数Ｎと基
本燃料噴射量Tp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、ステップ82に進んでカ
ウント値C_MAPをクリアした後、このサブルーチンを終了
する。

前回と同一エリアの場合は、ステップ83でO₂センサ20
の出力が反転すなわちフィードバック補正係数LAMBDAの
増減方向が反転したか否かを判定し、このサブルーチン
を繰返して反転する毎に、ステップ84で反転回数を表わ
すカウント値C_MAPを１アップし、例えばC_MAP＝３となっ
た段階で、ステップ85からステップ86へ進んで現在のフ
ィードバック補正係数LAMBDAの基準値１からの偏差（LA
MBDA−１）をΔLAMBDA₁として一時記憶し、学習を開始
する。

そして、C_MAP＝４以上となると、ステップ85からステ
ップ87へ進んで、そのときのフィードバック補正係数LA
MBDAの基準値１からの偏差（LAMDA−１）をΔLAMBDA₂と
して一時記憶する。

このようにしてフィードバック補正係数LAMBDAの基準
値１からの偏差の上下のピーク値ΔLAMBDA₁，ΔLAMBDA₂
が求まると、ステップ88に進んでそれらの平均値▲
▼を求める。

次にステップ89に進んでRAM上のマップに現在のエリ
アに対応して記憶してあるエリア別学習補正係数K
_MAP（初期値０）を検索して読出す。

次にステップ90に進んでK_ALT学習カウンタの値を所定
値と比較し、所定値未満のときはステップ91で加算割合
定数（重み付け定数）M_MAPを０を含む比較的小さな値M₀
にセットする。また、所定値以上のときはステップ92で
加算割合定数（重み付け定数）M_MAPを比較的大きな値M₁
（但し、M₁≪M_ALT）にセットする。

次にステップ93に進んで次式に従って現在のエリア別
学習補正係数K_MAPにフィードバック補正係数の基準値か
らの偏差の平均値▲▼を所定割合加算す
ることによって新たなエリア別学習補正係数K_MAPを演算
し、RAM上のマップの同一エリアのエリア別学習補正係
数のデータを修正して書換える。

K_MAP←K_MAP＋K_MAP・▲▼ この後は、ステップ94で次の学習のためΔLAMBDA₂を
ΔLAMBDA₁に代入する。

前述の加算割合定数（重み付け定数）について、M_ALT
≫M_MAPとするのは、空気密度変化に係るK_ALT学習を先に
進行させた上で、エリア別のK_MAP学習をさせるためであ
る。また、エンジンキースイッチ22（又はスタートスイ
ッチ）投入後のK_ALT学習の回数に応じてM_MAPの値を変化
させるのは、K_ALT学習を経験するまで、K_MAP学習の進行
を抑え、極端な場合はM_MAP＝０として、K_MAP学習を禁止
するためである。

尚、本発明は、空燃比フィードバック制御領域から非
空燃比フィードバック制御領域に移行した場合に、所定
の時間、空燃比フィードバック制御を続行するものであ
るが、ここでいう「所定の時間」とは必ずしも一定の時
間を意味するものではなく、少くとも１回の学習（K_ALT
の書換え）の完了の有無を監視していて、この学習の完
了まで空燃比フィードバック制御を続行するなど、状況
に応じてディレー時間を可変としてもよいものである。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、低回転，低負荷
領域である空燃比フィードバック制御領域から非空燃比
フィードバック制御領域に移行した場合に、所定の時
間、空燃比フィードバック制御を続行して、学習の機会
を増やすようにしたため、山登り走行時などにおいて
も、空気密度変化分についての学習の機会が与えられる
と共に、空気密度変化分をＱフラット領域で一律に優先
して学習するため、空気密度変化分を高速に学習可能と
なり、急な山登りなどでの空気密度変化に対し良好な空
燃比の学習制御が可能となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図〜第９図は
演算処理内容を示すフローチャート、第10図は一律学習
補正係数についての学習領域を示す図、第11図はフィー
ドバック補正係数の変化の様子を示す図、第12図は空燃
比フィードバック制御領域を示す図である。１……機関、５……スロットル弁、６……燃料噴射弁、
14……コントロールユニット、15……スロットルセン
サ、17……クランク角センサ、20……O₂センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関に吸入される空気量に関与するパラメ
ータを少くとも含む機関運転状態を検出する機関運転状
態検出手段と、機関排気成分を検出しこれにより機関吸入混合気の空燃
比を検出する空燃比検出手段と、前記機関運転状態検出手段により検出された前記パラメ
ータに基づいて基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射
量設定手段と、機関運転状態の全エリアについて前記基本燃料噴射量を
一律に補正するための一律学習補正係数を記憶した書換
え可能な一律学習補正係数記憶手段と、機関運転状態のエリア毎に前記基本燃料噴射量を補正す
るためのエリア別学習補正係数を記憶した書換え可能な
エリア別学習補正係数記憶手段と、実際の機関運転状態に基づいて前記エリア別学習補正係
数記憶手段から対応する機関運転状態のエリアのエリア
別学習補正係数を検索するエリア別学習補正係数検索手
段と、機関運転状態を判別し低回転，低負荷領域である空燃比
フィードバック制御領域を検出して空燃比フィードバッ
ク制御指令を出力する空燃比フィードバック制御領域検
出手段と、前記空燃比フィードバック制御領域から当該領域外に移
行したときに所定の時間空燃比フィードバック制御指令
を出力し続けるディレー手段と、前記空燃比フィードバック制御指令の出力中、前記空燃
比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比とを比
較し実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように前記基
本燃料噴射量を補正するためのフィードバック補正係数
を所定の量増減して設定する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設定手段で設定した基本燃料噴射
量，前記一律学習補正係数記憶手段に記憶されている一
律学習補正係数，前記エリア別学習補正係数検索手段で
検索したエリア別学習補正係数，及び前記フィードバッ
ク補正係数設定手段で設定したフィードバック補正係数
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、前記燃料噴射量演算手段で演算した燃料噴射量に相当す
る駆動パルス信号に応じオンオフ的に燃料を機関に噴射
供給する燃料噴射手段と、機関回転数に応じて予め定められた比較スロットル弁開
度以上で、各機関回転数でスロットル弁の開度変化に対
し吸入空気流量の変化が所定割合以下となる所定の領域
を検出する一律学習領域検出手段と、前記空燃比フィードバック制御指令の出力中で、前記一
律学習領域検出手段により前記所定の領域であることが
検出されたとき、前記フィードバック補正係数の基準値
からの偏差を学習しこれを減少させる方向に前記一律学
習補正係数記憶手段の一律学習補正係数を修正して書換
える一律学習補正係数修正手段と、前記空燃比フィードバック制御指令の出力中で、前記一
律学習領域検出手段により前記所定の領域であることが
検出されないとき、機関運転状態のエリア毎に前記フィ
ードバック補正係数の基準値からの偏差を学習しこれを
減少させる方向に前記エリア別学習補正係数記憶手段の
エリア別学習補正係数を修正して書換えるエリア別学習
補正係数修正手段と、を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の空燃比
の学習制御装置。