JP2957238B2

JP2957238B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2957238B2
Application number: JP16525690A
Authority: JP
Inventors: 英樹小林; 徹志細貝; 敏広石原; 徹郎高羽
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH0454248A

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を学習制御する空燃比制御
装置に関する。

（従来の技術）従来より、エンジンに供給される混合気の空燃比をフ
ィードバック制御しそのフィードバック補正値に基づい
てこれを学習制御することは一般に行われている。その
一つの技術として、例えば特公昭62-12382号公報に開示
されるように、エンジンの運転状態が一定の条件を満足
しているとき、例えばエンジンの暖機中、加減速中、及
びスロットル弁全開中のいずれでもない場合にのみ空燃
比の学習制御を実行することで、正確な学習値を得て空
燃比の制御精度を高めるようにしたものは知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように空燃比の学習制御を実行する
ものでは、一般にその学習制御は安定した定常運転状態
で空燃比への外乱のない運転領域、例えばアイドル運転
領域等に限って実行される。そして、このような学習領
域で学習された学習値はその学習領域では有効に反映さ
れるが、非学習領域では上記学習値は運転条件や各セン
サの特性等のために必ずしも対応し得なくなることか
ら、その反映を中止するようにしている。そのため、エ
ンジンの運転領域が非学習領域から学習領域へ移行した
ときは前回の空燃比の学習値を復帰させて学習値を更新
するべく学習制御が開始されるが、このとき上記学習値
の復帰は徐々に行うようにしている。これは上記学習値
の復帰が急に行われると空燃比が急変して燃焼変動が起
こり、それに伴うトルクショック及び運転性の悪化等の
不具合が発生するのを防止するためである。更に、非学
習領域でリーンバーン運転等の空燃比を別途補正する運
転が実行されていた場合は、学習領域へ移行したときに
それまでの上記リーンバーン運転等のための空燃比の補
正値を急に解除すると、やはり空燃比の急変によって上
記同様の不具合が発生するので、このときは上記空燃比
の補正値は徐々に零まで減衰される。このように非学習
領域から学習領域へ移行する移行初期は上記のような空
燃比に関する補正値がそれぞれ所定の値になるまで徐々
に変化させられている。したがって、上記学習領域の移
行初期において学習条件が成立して学習制御が実行され
ると、そのときの空燃比フィードバック補正値は上記空
燃比に関する補正値が完全に移行完了していない状態で
のものであり、その結果、この空燃比フィードバック補
正値に基づく学習値は本来の目的にかなった正確なもの
ではなく誤学習をすることになる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、学習領域で空燃比の学習制御
を実行するエンジンの空燃比制御装置において、エンジ
ンの運転領域が非学習領域から学習領域へ移行した移行
初期に、空燃比フィードバック補正値以外の空燃比に関
する補正値の移行未完了のためによる誤学習を防止する
ことにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明では、エンジンの
運転領域が非学習領域からの空燃比の学習制御を実行
する学習領域へ移行した移行初期において、空燃比フィ
ードバック補正値以外の空燃比に関する補正値が移行完
了してから学習制御を実行するようにしている。

具体的に、請求項（１）の発明で講じた解決手段は、
エンジンに供給される混合気の空燃比を目標空燃比にな
るようにフィードバック制御するようにした空燃比制御
装置を対象とし、第１図に示すように、エンジンの運転
領域が空燃比の学習制御をすべき学習領域にあるか否か
を判別する運転領域判別手段32と、この運転領域判別手
段32の出力を受け、エンジンの運転領域が学習領域にあ
ることが判別されたときに、空燃比のフィードバック補
正値に基づいて学習値を算出しかつ記憶更新する一方、
エンジンの運転領域が空燃比の学習制御を実行しない非
学習領域にあると判別されたときには、空燃比の制御に
対する上記学習値の反映量を零とする学習手段43と、上
記運転領域判別手段32の出力を受け、エンジンの運転領
域が上記非学習領域から上記学習領域に移行したとき、
上記学習値の反映量を零から前回記憶更新された学習値
まで徐々に変化させる補正値移行手段41と、この補正値
移行手段41によって変化させられる上記反映量が前回記
憶更新された学習値になったことを検出する移行完了検
出手段42と、この移行完了検出手段42で移行完了が検出
されるまで、上記学習手段43による学習値の記憶更新を
禁止する学習禁止手段と、上記移行完了検出手段42で移
行完了が検出された後の学習領域では、上記学習手段43
による学習値の記憶更新を許可する学習許可手段とを備
える構成としている。

ここで、請求項（２）の発明では、請求項（１）にお
ける学習領域はアイドル運転領域であり、非学習領域で
あるオフアイドル運転領域では空燃比の学習値は零にし
ており、補正値移行手段41はオフアイドル運転領域から
アイドル運転領域へ移行したとき前回のアイドル運転時
の空燃比の学習値を徐々に復帰させるものであり、移行
完了検出手段42は上記前回のアイドル運転時の空燃比の
学習値が完全に復帰したことを検出するものであると構
成している。

（作用）上記の構成により、請求項（１）の発明では、エンジ
ンが学習領域にあるときに、空燃比のフィードバック補
正値に基づいて学習手段43により学習値が算出され、か
つ記憶更新される一方、エンジンが非学習領域にあると
きには、学習値の算出は行われず、また、空燃比の制御
に対する学習値の反映量が零とされる。

そして、エンジンの運転領域が非学習領域から学習領
域へ移行したことが運転領域判別手段32によって検出さ
れたときには、補正値移行手段41により、上記学習値の
反映量が零から前回記憶更新された学習値まで徐々に変
化させられるので、上記学習領域への移行時に上記反映
量の急変によってトルクショック及び運転性の悪化等の
不具合が発生することが防止される。更に、移行完了検
出手段42によって、上記反映量が前回記憶更新された学
習値になって移行完了したことが検出されたのちに、学
習手段43によって空燃比の学習制御の実行が開始される
ため、上記学習領域の移行初期において、上記学習値の
反映量の移行が未完了のために生じる空燃比の誤学習は
防止される。

具体的に、請求項（２）の発明では、空燃比の学習制
御はアイドル運転領域で実行され、エンジンの運転領域
が空燃比の学習値が零であるオフアイドル運転領域から
上記アイドル運転領域へ移行したときは、補正値移行手
段41によって前回のアイドル運転時の空燃比の学習値が
徐々に復帰させられ、更に、移行完了検出手段42によっ
て上記前回のアイドル運転時の空燃比の学習値が完全に
復帰したことが検出されたのち、学習手段43によって空
燃比の学習制御が開始されるため、上記学習領域の移行
初期において前回のアイドル運転時の空燃比の学習値が
中途半端に反映されて空燃比のフィードバック補正値が
正しい補正値でないにも拘らずにこれに基づく学習制御
が実行されるのが防止され、誤学習が防止される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係る空燃比制御装置を備え
たエンジンを示す。同図において、１はエンジンで、こ
のエンジン１は、シリンダ２を形成するシリンダブロッ
ク３と、このシリンダブロック３の上面に接合されたシ
リンダヘッド４と、シリンダ２内を往復動するピストン
５とを有する。上記シリンダ２内にはシリンダヘッド４
の下面とピストン５の頂面とで区画される燃焼室６が形
成され、この燃焼室６に臨ませて点火プラグ７が設けら
れている。８は点火用の二次電圧を発生させる点火コイ
ル、９はエンジンの出力軸に駆動連結され且つ上記点火
プラグ７及び点火コイル８に接続されたディストリビュ
ータであって、点火コイル８からの二次電圧を燃焼行程
となる気筒の点火プラグ７に配電するものである。

上記燃焼室６には吸気通路10が接続され、その燃焼室
６への開口部には吸気弁11が設けられ、所定のタイミン
グでもって燃焼室６に吸気を導入するようにしている。
この吸気通路10には上流から順に、吸入空気量を調節す
るためのスロットル弁12、吸気脈動の吸収等を行うため
のサージタンク13及び燃料を噴射供給するインジェクタ
14が配設されている。さらに、上記吸気通路10には、ス
ロットル弁12をバイパスするバイパス通路15が設けら
れ、このバイパス通路15の途中には、バイパス通路15を
流通するバイパス吸気量を調整する制御弁16が配置され
ている。そして、アイドル運転時、上記制御弁16がデュ
ーティ制御されてバイパス吸気量を調整することでエン
ジン１への吸入空気量が調整されアイドル回転数が調整
される。

また、上記燃焼室６には排気通路17が接続され、その
燃焼室への開口部には排気弁18が設けられ、所定のタイ
ミングでもって燃焼室６から排気を排出するようにして
いる。この排気通路17には、排気浄化用のキャタリスト
19が設けられている。

上記点火コイル８、インジェクタ14及び制御弁16はCP
Uを内蔵したコントロールユニット50によってその作動
が制御される。

更に、第２図において、30はスロットル弁12上流側で
吸気温度を検出する吸気温センサ、31は吸入空気量を検
出するホットワイヤ式のエアフローセンサ、32はスロッ
トル弁12の全閉時にON信号を出力する運転領域判別手段
としてのアイドルスイッチ、33はスロットル弁12の開度
を検出するスロットルポジションセンサ、34はエンジン
冷却水温度を検出する水温センサ、35は排気通路17のキ
ャタリスト19上流側に配置され排気中の酸素濃度を検出
することにより混合気の空燃比を検出するO₂センサ、36
はクランク角の検出によりエンジン回転数を検出する回
転数センサである。

そして、上記各センサ及びスイッチ類30〜36の出力信
号は上記コントロールユニット50に入力されている。

このエンジン１の空燃比制御装置では、アイドル運転
時に空燃比の学習制御が実行されるようにインジェクタ
14を作動制御する手段が上記コントロールユニット50に
内蔵されている。

次に、上記コントロールユニット50におけるインジェ
クタ14の作動制御について、特にエンジンがオフアイド
ル運転からアイドル運転へ又はその逆に移行する移行時
の制御を第３図のフローチャートに基づいて説明する。
同図において、スタート後、まずステップS₁でエンジン
がアイドル運転時であるか否かを判定する。この場合、
アイドルスイッチ32がONでYESのときはエンジンがオフ
アイドル運転からアイドル運転へ移行したときであり、
このときは前回のアイドル運転時の空燃比の学習値を徐
々に復帰させるべくステップS₂以下へ進む。ステップS₂
では前回のアイドル運転時の空燃比の学習値clrnidが正
の値であるか否かを判定する。これはこの前回のアイド
ル運転時の空燃比の学習値clrnidがプラス側にあったの
かマイナス側にあったのかを判定するものである。ここ
で、上記clrnidが正であるYESのときはプラス側にあっ
たときでステップS₃に進み、上記clrnidを徐々に復帰さ
せるために学習値の反映量clrnを前回の反映量clrnに所
定の復帰量Conを加えたものにセットし、ステップS₅で
このclrnがclrnid以上であるか否かを判定する。これは
上記学習値の反映量clrnが前回の学習値である上記clrn
idに到達したかどうか、つまり前回のアイドル運転時の
学習値が完全に復帰したかどうかを判定するものであ
る。このclrnが上記clrnidより小さいNOのときは前回の
アイドル運転時の学習値が復帰途中のときで、このclrn
をそのままインジェクタ14に出力して終了し、clrnがcl
rnidに到達するまで繰り返す。そして、上記clrnがclrn
idに到達したYESのときは前回のアイドル運転時の学習
値の復帰が完了したのでステップS₇に進み、上記clrnを
clrnidにセットした後、ステップS₈へ進む。一方、ステ
ップS₂で上記clrnidが正でないNOのときはマイナス側に
あったときでこのときはステップS₄へ進み、上記clrnid
を徐々に復帰させるために学習値の反映量clrnを前回の
反映量clrnから所定の復帰量Conを減じたものにセット
し、ステップS₆でこのclrnがclrnid以下であるか否かを
判定する。これは上記ステップS₅の場合と同様で前回の
アイドル運転時の学習値が完全に復帰したかどうかを判
定するものであり、このclrnが上記clrnidより大きいNO
のときは前回のアイドル運転時の学習値が復帰途中のと
きで、このclrnをそのままインジェクタ14に出力して終
了し、上記clrnがclrnidに到達するまで繰り返す。そし
て、上記clrnがclrnidに到達したYESのときは前回のア
イドル運転時の学習値の復帰が完了したのでステップS₇
に進み、上記clrnをclrnidにセットした後、ステップS₈
へ進む。ステップS₈では空燃比の学習制御を実行するた
めの条件が成立しているか否かを判定する。これは例え
ば水温が80℃以上で且つエアコン等の外部負荷のかかっ
ていない無負荷時のような場合である。このような条件
が成立していないNOのときは、そのままステップS₇でセ
ットしたclrn（前回の学習値）をインジェクタ14に出力
して終了する。一方、学習条件が成立したYESのとき
は、学習制御を実行すべくステップS₉へ進む。ステップ
S₉では、前回のアイドル運転時の学習値clrnidに空燃比
フィードバック補正値の平均値▲▼の1/2を加え
てこれを今回の学習値として更新し、この今回の学習値
をインジェクタ14に出力して終了する。

一方、最初のステップS₁でアイドル運転時でないNOの
ときはエンジンがアイドル運転からオフアイドル運転へ
移行したときであり、このときはそれまでの空燃比の学
習値を徐々に零まで減衰させるべくステップS₁₀へ進
む。ステップS₁₀ではそれまでの空燃比の学習値clrnid
が正の値であるか否か、つまりプラス側にあったかマイ
ナス側にあったかを判定する。ここで上記clrnidが正の
値であるYESのときはプラス側にあったときでステップS
₁₁へ進み、学習値の反映量clrnを前回の学習値の反映量
clrnから所定の減衰量Coffを減じたものにセットし、ス
テップS₁₃でこのclrnが零以下であるか否かを判定す
る。これは上記学習値clrnidが完全に零まで減衰したか
どうかを判定するものである。ここで上記clrnが零以下
でないNOのときは学習値の減衰途中のときであり、その
ときの上記clrnをインジェクタ14に出力して終了し、上
記clrnが零以下になるまで繰り返す。そして、上記clrn
が零以下になったYESのときは学習値の減衰が完了した
ときでステップS₁₅へ進む。一方、上記ステップS₁₀で上
記clrnidが正でないNOのときはマイナス側にあったとき
でステップS₁₂へ進み、学習値の反映量clrnを前回の学
習値の反映量clrnに所定の減衰量Coffを加えたものにセ
ットし、ステップS₁₄でこのclrnが零以上であるか否か
を判定する。ここで、上記clrnが零以上でないNOのとき
は学習値の減衰途中のときであり、そのときの上記clrn
をインジェクタ14に出力して終了し、上記clrnが零以上
になるまで繰り返す。そして、上記clrnが零以上になっ
たYESのときは学習値の減衰が完了したときでステップS
₁₅へ進む。ステップS₁₅では学習値の反映量clrnを零に
セットし、これをインジェクタ14に出力して終了する。

以上のフローにおいて、ステップS₁〜S₄により、アイ
ドルスイッチ（運転領域判別手段）32の出力を受け、エ
ンジンの運転領域がオフアイドル運転領域からアイドル
運転領域へ移行したとき前回のアイドル運転時の空燃比
の学習値clrnidを徐々に復帰させる補正値移行手段41を
構成し、ステップS₅，S₆により、上記補正値移行手段41
によって復帰させられる上記前回のアイドル運転時の空
燃比の学習値が完全に復帰したことを検出する移行完了
検出手段42を構成し、ステップS₉により、上記移行完了
検出手段42で検出された移行完了後でのアイドル運転領
域において、空燃比フィードバック補正値を学習制御し
て順次学習値を更新する学習手段43を構成している。

また、上記ステップS₅，S₆において前回のアイドル運
転時の空燃比の学習値が復帰途中と判定されて制御終了
するという制御手順により、上記移行完了検出手段42で
移行完了が検出されるまで、上記学習手段43による学習
値の記憶更新を禁止する学習禁止手段を構成し、上記ス
テップS₅，S₆において前回のアイドル運転時の空燃比の
学習値が完全に復帰したと判定されて、ステップS₇以降
に進むという制御手段により、上記移行完了検出手段42
で移行完了が検出された後の学習領域では、上記学習手
段43による学習値の記憶更新を許可する学習許可手段を
構成している。

したがって、上記実施例では、エンジンの運転領域が
オフアイドル運転領域から空燃比の学習制御を実行する
アイドル運転領域へ移行したときあるいはその逆に移行
したときは、空燃比の学習値が徐々に復帰あるいは徐々
に零まで減衰されるので、上記運転領域の移行時に空燃
比の急変によるトルクショックの発生及び運転性の悪化
等の不具合を防止することができる。

そして、エンジンがオフアイドル運転からアイドル運
転へ移行したときは、第４図に示すように、前回のアイ
ドル運転時の空燃比の学習値が完全に復帰されてから空
燃比の学習制御が開始されるため、上記学習値の復帰途
中で空燃比フィードバック補正値が本来の正しい補正値
を示さないときにこの補正値に基づく空燃比の学習制御
が行われることが防止され、誤学習を防止することがで
きる。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）の発明のエンジン
の空燃比制御装置によれば、エンジンの運転領域が空燃
比の学習制御を実行しない非学習領域から学習制御を実
行する学習領域へ移行したとき、空燃比の制御に対する
学習値の反映量を徐々に変化させて、この反映量が前回
記憶更新された学習値になって移行完了してから、空燃
比の学習制御を実行するようにしているので、上記学習
領域の移行初期において、トルクショックの発生や運転
性の悪化等を防止しながら、上記学習値の移行が完了し
ていない状態で学習制御が実行されることによる誤学習
を防止することができる。

特に、請求項（２）の発明では、エンジンが空燃比の
学習制御を実行せず空燃比の学習値を零にしているオフ
アイドル運転から学習制御を実行するアイドル運転へ移
行したとき、前回のアイドル運転時の空燃比の学習値を
徐々に復帰させて、この前回のアイドル運転時の空燃比
の学習値が完全に復帰してから空燃比の学習制御を実行
するようにしているので、上記移行初期において、トル
クショックの発生や運転性の悪化等を防止しながら上記
学習値の復帰途中で学習制御が実行されて誤った学習値
が更新されることによる誤学習を防止することができ
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である。第２図
〜第４図は本発明の実施例を示し、第２図はその全体概
略構成図、第３図はコントロールユニットおける空燃比
の制御を示すフローチャート図、第４図は学習制御の実
行手順を示すタイムチャート図である。１……エンジン 10……吸気通路 14……インジェクタ 17……排気通路 32……アイドルスイッチ（運転領域判別手段） 35……O₂センサ 41……補正値移行手段 42……移行完了検出手段 43……学習手段 50……コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高羽徹郎広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開平１−178749（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−147944（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 395

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに供給される混合気の空燃比を目
標空燃比になるようにフィードバック制御するようにし
た空燃比制御装置であって、エンジンの運転領域が空燃比の学習制御をすべき学習領
域にあるか否かを判別する運転領域判別手段と、この運転領域判別手段の出力を受け、エンジンの運転領
域が学習領域にあることが判別されたときに、空燃比の
フィードバック補正値に基づいて学習値を算出しかつ記
憶更新する一方、エンジンの運転領域が空燃比の学習制
御を実行しない非学習領域にあると判別されたときに
は、空燃比の制御に対する上記学習値の反映量を零とす
る学習手段と、上記運転領域判別手段の出力を受け、エンジンの運転領
域が上記非学習領域から上記学習領域に移行したとき、
上記学習値の反映量を零から前回記憶更新された学習値
まで徐々に変化させる補正値移行手段と、この補正値移行手段によって変化させられる上記反映量
が前回記憶更新された学習値になったことを検出する移
行完了検出手段と、この移行完了検出手段で移行完了が検出されるまで、上
記学習手段による学習値の記憶更新を禁止する学習禁止
手段と、上記移行完了検出手段で移行完了が検出された後の学習
領域では、上記学習手段による学習値の記憶更新を許可
する学習許可手段とを備えたことを特徴とするエンジン
の空燃比制御装置。
【請求項２】学習領域はアイドル運転領域であり、非学
習領域であるオフアイドル運転領域では空燃比の学習値
は零にしており、補正値移行手段はオフアイドル運転領
域からアイドル運転領域へ移行したとき前回のアイドル
運転時の空燃比の学習値を徐々に復帰させるものであ
り、移行完了検出手段は上記前回のアイドル運転時の空
燃比の学習値が完全に復帰したことを検出するものであ
る請求項（１）記載のエンジンの空燃比制御装置。