JP3397085B2 - エンジンの燃焼変動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの燃焼変
動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃費を改善すると同時にＮＯ
ｘを低減するため、空気と燃料の比率である空燃比を理
論空燃比よりも希薄なリーン空燃比となるように燃料供
給量を制御し、リーン運転時にエンジンの安定度（燃焼
変動量）がその安定度の制御目標値よりも悪化すると、
空燃比をリッチ側に補正（あるいは点火時期やＥＧＲ率
を燃焼の安定する側に補正）して燃焼の安定性を確保す
るようにしたエンジンの運転方法が、特開昭５８−１６
０５３０号公報によって提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、安定許容限
界まで余裕がある領域では、安定度が空燃比（あるいは
点火時期）の変化に対して比較的平坦な特性を示すので
あるが、空燃比（あるいは点火時期）が安定許容限界に
近づくほど空燃比（あるいは点火時期）の変化に対して
安定度が急峻に変化するようになるので、安定許容限界
近傍で目標を越えて行き過ぎる過補正が生じやすく（図
２参照）、この過補正により安定度が許容限界を超えて
しまったのではヘジテーションやスタンブルが避けられ
ない。したあがって、リーン運転時に安定度に基づくフ
ィードバック制御を行うだけの従来装置では、安定許容
限界近傍に近づけようとすればするほど、過補正を抑制
して制御安定性を高めるためフィードバック制御の応答
速度を遅くする必要があり、この場合には過渡運転条件
などで安定度に基づくフィードバック制御を十分に行う
ことができない運転領域が出てくることがあった。

【０００４】そこで、このような運転領域においても安
定許容限界近傍での制御を可能とするため、安定度に基
づくフィードバック制御に学習制御を併用することが考
えられる。これを空燃比についてだけ安定度に基づくフ
ィードバック制御を行うとともに学習制御を併用する場
合で説明すると、定常時（安定度に基づくフィードバッ
ク制御条件である）に安定度に基づくフィードバック制
御を十分行った後（図３の左側参照）では、空燃比のフ
ィードバック補正量（図３では単に補正量で示す）によ
り目標安定度での制御が可能となり、このフィードバッ
ク補正量を学習値として記憶しておく。そして、リーン
運転時でも安定度に基づくフィードバック制御条件が成
立しない運転時（たとえば緩加速時）になると、この学
習値を補正量として用いることで（図３の右側参照）、
安定度に基づくフィードバック制御が行われなくても目
標安定度での制御が可能となるのである。なお、図３に
おいて点火時期をＡＤＶ、空燃比をＡ／Ｆで略記してい
る。

【０００５】一方、図３の初期設定点は初期状態での空
燃比および点火時期であり、安定許容限界からこの初期
設定点までの余裕（初期設定余裕）は空燃比の制御誤差
および点火時期の制御誤差から定まる値以上になってい
ればよいことから、初期設定点での空燃比および点火時
期を、運転条件が相違しても、現状ではほぼ同じにする
ことが多い。

【０００６】しかしながら、初期設定余裕は、実際には
運転条件毎に違うため、現在の運転領域と異なる運転領
域で得た学習値を、安定度に基づくフィードバック制御
時でない場合に用いたのでは、必ずしも安定許容限界近
傍に制御することができない。たとえば、現在の運転領
域と異なる運転領域で更新した空燃比学習値を補正量と
して用いたとき、その補正量が過小（つまり図３右側に
おいて補正量が白丸に届かない状態）であれば空燃比が
目標安定度相当値よりも過剰にリッチになり、その反対
に補正量が過大（つまり図３右側において補正量が白丸
を超える状態）であれば、空燃比が目標安定度相当値よ
りも過剰にリーンになる。なお、点火時期についてだけ
安定度に基づくフィードバック制御を行うとともに学習
制御を併用するものでは、現在の運転領域と異なる運転
領域で更新した点火時期学習値を、安定度に基づくフィ
ードバック制御時でない場合に用いたとき、点火時期が
目標安定度相当値よりも過剰に進角されたり、反対に遅
角されたりする。したがって、目標安定度相当値よりも
空燃比が過剰にリッチになった場合（あるいは点火時期
が過剰に進角された場合）はＮＯｘ排出量が増大し、反
対に過剰にリーンになった場合（あるいは点火時期が過
剰に遅角された場合）は燃焼変動が増大して運転者へ与
える不快感が増すのである。

【０００７】そこで本発明は、運転条件が相違しても初
期設定余裕が等しくなるようにリーン運転時の空燃比お
よび点火時期を初期設定することにより、現在の運転領
域と異なる運転領域で得た学習値を、リーン運転時にお
いて安定度に基づくフィードバック制御時でない場合に
用いたときでも、目標安定度（安定許容限界近傍）での
制御を可能とすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図２７
に示すように、安定度許容限界からの余裕が運転条件が
相違しても等しくなるようにリーン運転時の点火時期と
空燃比をそれぞれ初期設定する手段２１、２２と、この
リーン運転時の初期設定の点火時期により点火を行う手
段２３と、空燃比学習値（たとえば安定化燃空比補正係
数Ｌｌｄｍｌ）を記憶する手段２４と、リーン運転時に
この空燃比学習値で前記リーン運転時の初期設定の空燃
比を補正する手段２５と、この補正された空燃比となる
ようにエンジンへの燃料供給量を制御する手段２６と、
エンジンの安定度を検出する手段２７と、リーン運転時
に安定度に基づくフィードバック制御を行う条件かどう
かを判定する手段２８と、この判定結果より安定度に基
づくフィードバック制御条件の成立時に前記安定度検出
値が安定度の制御目標値と一致するように前記空燃比学
習値を更新する手段２９とを設けた。

【０００９】第２の発明では、図２８に示すように、安
定度許容限界からの余裕が運転条件が相違しても等しく
なるようにリーン運転時の点火時期と空燃比をそれぞれ
初期設定する手段２１、２２と、このリーン運転時の初
期設定の空燃比となるようにエンジンへの燃料供給量を
制御する手段３１と、点火時期学習値（たとえば安定化
点火時期補正量ＬＬＡＤＶ）を記憶する手段３２と、リ
ーン運転時にこの点火時期学習値で前記リーン運転時の
初期設定の点火時期を補正する手段３３と、この補正さ
れた点火時期により点火を行う手段３４と、エンジンの
安定度を検出する手段２７と、リーン運転時に安定度に
基づくフィードバック制御を行う条件かどうかを判定す
る手段２８と、この判定結果より安定度に基づくフィー
ドバック制御条件の成立時に前記安定度検出値が安定度
の制御目標値と一致するように前記点火時期学習値を更
新する手段３５とを設けた。

【００１０】第３の発明では、図２９に示すように、安
定度許容限界からの余裕が運転条件が相違しても等しく
なるようにリーン運転時の点火時期と空燃比をそれぞれ
初期設定する手段２１、２２と学習値（たとえば安定化
補正量ＬＬＨＯＳ）を記憶する手段４１と、この学習値
から空燃比成分と点火時期成分をそれぞれ算出する手段
４２、４３と、リーン運転時にこの空燃比成分で前記リ
ーン運転時の初期設定の空燃比を補正する手段４３と、
この補正された空燃比となるようにエンジンへの燃料供
給量を制御する手段２６と、リーン運転時に前記点火時
期成分で前記リーン運転時の初期設定の点火時期を補正
する手段４４と、この補正された点火時期により点火を
行う手段３４と、エンジンの安定度を検出する手段２７
と、リーン運転時に安定度に基づくフィードバック制御
を行う条件かどうかを判定する手段２８と、この判定結
果より安定度に基づくフィードバック制御条件の成立時
に前記安定度検出値が安定度の制御目標値と一致するよ
うに前記学習値を更新する手段４５とを設けた。

【００１１】第４の発明では、第３の発明においてリー
ン運転時に空燃比と点火時期から定まる制御点が等ＮＯ
ｘ線に対して直角方向に動くように前記学習値を前記点
火時期成分と前記空燃比成分とに割り振る。

【００１２】第５の発明では、第１から第４までのいず
れか一つの発明において前記初期設定手段２１、２２が
エンジンの負荷と回転数をパラメータとするマップ値で
ある。

【００１３】第６の発明では、第１から第５までのいず
れか一つの発明において前記学習値が学習領域毎の値で
ある。

【００１４】第７の発明では、第１から第６までのいず
れか一つの発明において前記安定度に基づくフィードバ
ック制御条件に少なくとも安定度検出許可条件を含む。

【００１５】第８の発明では、第１から第７までのいず
れか一つの発明において前記記憶手段がバックアップメ
モリである。

【００１６】第９の発明では、第１から第８までのいず
れか一つの発明において前記安定度検出値がエンジンの
回転変動量である。

【００１７】

【発明の効果】第１の発明では、リーン運転での安定度
に基づくフィードバック制御時に、安定度検出値がその
制御目標値よりも不安定側に変化すると、これに応じて
空燃比学習値が空燃比をリッチにする側に更新され、リ
ーン運転時の安定性を確保し、このため運転性を損なう
ことなく燃費やＮＯｘの低減を図る。

【００１８】このときの空燃比学習値は記憶手段に保持
され、その後にリーン運転時において安定度に基づくフ
ィードバック制御時でない運転時になったとき、こんど
は記憶手段に格納されている空燃比学習値で初期設定の
空燃比が補正されることから、このときも安定許容限界
近傍での制御が可能となる。

【００１９】ただし、初期設定余裕が運転条件毎に違っ
ている従来装置では、現在の運転領域と異なる運転領域
において記憶手段に格納した空燃比学習値を、リーン運
転時でも安定度に基づくフィードバック制御時でない運
転時に用いたとき、必ずしも目標安定度で制御できず、
空燃比が目標安定度相当値よりも過剰にリッチになった
り、反対にリーンになったりすることがある。

【００２０】これに対して第１の発明では、運転条件が
相違しても初期設定余裕が等しくなるようにリーン運転
時の空燃比および点火時期を初期設定しているので、現
在の運転領域と異なる運転領域において更新され、記憶
手段に格納された空燃比学習値を、現在の運転領域で用
いたとき、空燃比学習値の更新された運転領域での初期
設定余裕と現在の運転領域での初期設定余裕とが同じで
あることから、空燃比が目標安定度相当値よりも過剰に
リッチになることも、また過剰にリーンなることもない
（空燃比を精度良く安定許容限界近傍へと制御でき
る）。

【００２１】第２の発明では、点火時期についてだけ安
定度に基づくフィードバック制御を行うとともに学習制
御を併用し、かつ、運転条件が相違しても初期設定余裕
が等しくなるようにリーン運転時の空燃比および点火時
期を初期設定しているので、現在の運転領域と異なる運
転領域において更新され、記憶手段に格納された点火時
期学習値で、安定度に基づくフィードバック制御時でな
い場合に初期設定の点火時期を補正したとき、点火時期
学習値を得た運転領域での初期設定余裕と現在の運転領
域での初期設定余裕とが同じであることより、現在の運
転領域で点火時期が目標安定度相当値より過剰に進角側
にも遅角側にもなることがない。

【００２２】第３の発明では、点火時期と空燃比につい
てともに安定度に基づくフィードバック制御を行うとと
もに学習制御を併用し、かつ、運転条件が相違しても初
期設定余裕が等しくなるようにリーン運転時の空燃比お
よび点火時期を初期設定しているので、第１と第２の各
発明と同様の効果を奏する。

【００２３】第４の発明では、リーン運転時に空燃比と
点火時期から定まる制御点が等ＮＯｘ線に対して直角方
向に動くように学習値を点火時期成分と空燃比成分に割
り振るので、最も速くＮＯｘを下げることができる。

【００２４】第６の発明では、学習値を学習領域毎の値
としたので、リーン運転時において安定度に基づくフィ
ードバック制御時でない場合の目標安定度への制御精度
が向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本体
で、吸入空気はエアクリーナから吸気管８を通ってシリ
ンダに供給される。燃料は、運転条件に応じて所定の空
燃比となるようにコントロールユニット（図ではＣ／Ｕ
で略記）２よりの噴射信号に基づき燃料噴射弁７からエ
ンジン１の吸気ポートに向けて噴射される。

【００２６】コントロールユニット２にはディストリビ
ュータに内蔵されるクランク角センサ４からのＲｅｆ信
号と１度信号、エアフローメータ６からの吸入空気量信
号、三元触媒１０の上流側に設置したＯ₂センサ３から
の空燃比（酸素濃度）信号、さらには水温センサ１５か
らの冷却水温信号、スロットルセンサからのスロットル
バルブ開度信号、トランスミッションのギヤ位置センサ
からのギヤ位置信号、車速センサ１６からの車速信号等
が入力し、これらに基づいて運転状態を判断しながら条
件に応じてリーン空燃比と理論空燃比との制御を行う。

【００２７】排気管９には三元触媒１０が設置され、理
論空燃比の運転時に最大の転換効率をもって、排気中の
ＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。なお、この三
元触媒１０はリーン空燃比のときはＨＣ、ＣＯを酸化す
るが、ＮＯｘの還元効率は低い。しかし、空燃比がリー
ン側に移行すればするほどＮＯｘの発生量は少なくな
り、所定の空燃比以上では三元触媒１０で浄化するのと
同じ程度にまで下げることができ、同時に、リーン空燃
比になるほど燃費が改善される。反面、リーン空燃比で
の運転時には、運転条件によって燃焼が不安定になりや
すい。

【００２８】したがって、負荷のそれほど大きくない所
定の運転領域においてリーン空燃比による運転を行い、
同時にエンジンの安定度（燃焼変動量）を検出し、この
安定度がその制御目標値と一致するようにリーン空燃比
での安定度に基づくフィードバック制御を行うことで、
安定性を確保することができる。

【００２９】この場合、安定許容限界まで余裕がある領
域では、安定度が空燃比（あるいは点火時期）の変化に
対して比較的平坦な特性を示すのであるが、空燃比（あ
るいは点火時期）が安定許容限界に近づくほど空燃比
（あるいは点火時期）の変化に対して安定度が急峻に変
化するようになるので、従来装置のように、安定許容限
界近傍で目標を行き過ぎる過補正が生じやすく、したが
って、安定許容限界近傍に近づけようとすればするほ
ど、過補正を抑制して制御安定性を高めるため安定度に
基づくフィードバック制御の応答速度を遅くする必要の
ある従来装置では、過渡運転条件などで安定度に基づく
フィードバック制御を十分に行うことができない運転領
域が出てくることがあった。

【００３０】そこで、このような運転領域においても安
定許容限界近傍での制御を可能とするため、安定度に基
づくフィードバック制御に学習制御を併用することが考
えられる。これを空燃比についてだけフィードバック制
御を行うとともに学習制御を併用する場合で説明する
と、図３に示したように、定常時（安定度に基づくフィ
ードバック制御条件の成立時）に安定度に基づくフィー
ドバック制御を十分行った後（図３の左側参照）では、
空燃比の補正量により目標安定度での制御が可能とな
り、この補正量を学習値として記憶しておく。そして、
リーン運転時でも安定度に基づくフィードバック制御条
件が成立しない運転時（たとえば緩加速時）になると、
この学習値を補正量として用いることで（図３の右側参
照）、安定度に基づくフィードバック制御が行われなく
ても目標安定度での制御が可能となる。

【００３１】一方、図３の初期設定余裕は空燃比の制御
誤差および点火時期の制御誤差から定まる値以上になっ
ていればよいことから、初期設定点での空燃比および点
火時期を、運転条件が相違しても現状ではほぼ同じにす
ることが多い。

【００３２】しかしながら、実際には初期設定余裕は運
転条件毎に違うため、現在の運転領域と異なる運転領域
で得た学習値を、安定度に基づくフィードバック制御時
でない場合に用いたのでは、必ずしも安定許容限界近傍
に制御することができず、安定許容限界近傍よりも空燃
比が過剰にリッチになったり、反対にリーンになったり
する（あるいは点火時期が過剰に進角されたり、反対に
遅角されたりする）。これに対処するため本発明の第１
実施形態では、空燃比についてだけ安定度に基づくフィ
ードバック制御を行うとともに学習制御を併用し、かつ
運転条件が相違しても初期設定余裕が等しくなるように
リーン運転時の空燃比および点火時期を初期設定する。
具体的には、回転数Ｎｅと負荷（Ｔｐ）が相違しても初
期設定余裕が等しくなるようにリーン運転時の空燃比お
よび点火時期をマップで初期設定したものを、図１４と
図１８に示す。なお、マップ特性に従来と異なる点を明
確にすることは困難である。各々のマップには本発明固
有の傾向や特性といったものが明確に現れないためであ
る。

【００３３】また、後述するように、リーン運転時に図
１８に示した基本点火進角値ＭＡＤＶにより点火制御を
行うとともに、次の空燃比制御を行う。

【００３４】リーン運転での安定度に基づくフィード
バック制御時には、安定化燃空比補正係数（学習値）Ｌ
ｌｄｍｌを用いて図１４に示したマップ燃空比Ｍｄｍｌ
を補正し、この補正された燃空比となるようにエンジン
への燃料供給量を制御する。そのとき、サージ指標（安
定度検出値）ＳＲＧがその制御目標値ＩＳＲＧと一致す
るようにＬｌｄｍｌを更新する。このＬｌｄｍｌはバッ
クアップメモリに格納しておく。

【００３５】リーン運転時でありながら安定度に基づ
くフィードバック制御時でない場合には、バックアップ
メモリに格納してあるＬｌｄｍｌを用いて図１４に示し
たマップ燃空比Ｍｄｍｌを補正し、この補正された燃空
比となるようにエンジンへの燃料供給量を制御する。

【００３６】コントロールユニット２で実行されるこの
、の制御の内容を、以下のフローチャートにしたが
って説明し、その後で点火時期制御について述べる。

【００３７】まず、図４は所定の空燃比となるように制
御するための燃空比補正係数Ｄｍｌを算出するもので、
Ｒｅｆ信号の入力毎に実行する。Ｒｅｆ信号は、４気筒
エンジンのときクランク角で１８０°毎に、６気筒エン
ジンのときクランク角で１２０°毎に発生する信号であ
る。

【００３８】まず、ステップ１でクランク角センサ４の
信号からＲｅｆ信号の周期ＴＲＥＦを読み込んでメモリ
ＴＲＥＦ（ｎｅｗ）に入れる。

【００３９】エンジンの安定度（燃焼変動量）はエンジ
ンの回転変動量と非常に高い相関を示すため、回転変動
量に基づいて安定度を推定する。回転変動量はＲｅｆ信
号に基づく。Ｒｅｆ信号は、本来、各気筒の行程周期
と、燃料噴射時期および点火時期とを同期させるために
発生させている信号であるが、この信号の周期ＴＲＥＦ
を計測し、統計処理を行って安定度を示す指標を求め
る。もしも燃焼変動および回転変動が全くない状態で運
転していれば、ＴＲＥＦは常に一定となるのに対して、
回転変動が燃焼変動を伴うようになると、ＴＲＥＦにバ
ラツキが多くなる。したがって、安定度を示す指標とし
ては、後述するようにＴＲＥＦの分散を求めている。

【００４０】ステップ２ではリーン運転条件かどうかを
フラグＦＬＥＡＮにより判断する。ＦＬＥＡＮ＝１のと
きはリーン運転条件、ＦＬＥＡＮ＝０のときは非リーン
運転条件である。なお、リーン運転条件の判定は、バッ
クグランドジョブとして行われる後述の、図９、図１０
のフローチャートによって説明する。

【００４１】リーン運転条件のときはステップ２よりス
テップ３に進み、安定度検出許可条件かどうかを判断す
る。ここで、安定度検出許可条件の判定を図５のフロー
チャートにより説明する。

【００４２】図５のフローチャートは、図４と独立に一
定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）にまたはバックグラン
ドジョブで実行する。安定度検出許可条件の判定はステ
ップ２１、２２、２３の内容を一つずつチェックするこ
とにより行い、各項目のすべてを満たすとき安定度検出
を許可し、１つでも反するときは不許可とする。すなわ
ち、 ステップ２１；負荷（Ｔｐ）が所定の領域（ＬＬＴＰＬ
≦Ｔｐ≦ＬＬＣＴＰＨ）にある、 ステップ２２；回転数Ｎｅが所定の領域（ＬＬＣＮＥＬ
≦Ｎｅ≦ＬＬＣＮＥＨ）にある、 ステップ２３；車速の変化量ΔＶＳＰが所定値ＬＬＣＤ
ＶＨ以下である ときに、ステップ２４で安定度検出許可フラグを“１”
にセット（安定度検出を許可）し、そうでなければステ
ップ２５に移行してフラグを“０”にリセット（安定度
検出を禁止）する。

【００４３】具体的に安定度検出が許可される領域を図
６、図７に示す。図６に示した安定度検出領域は燃焼変
動成分と外乱成分の比（Ｓ／Ｎ比）の高い領域である。
Ｓ／Ｎ比は運転条件に応じて変化するので、安定度検出
の精度をよくするため、安定度検出領域をＳ／Ｎ比の高
い領域に限定するのである。

【００４４】また、図６に示した安定度検出領域は、後
述する図１２に示したリーン運転領域と、図の上では同
様の広さにみえるが、実際にはそうでなく、安定度検出
領域のほうがリーン運転領域よりも狭くなっている。

【００４５】一方、図７に示したように加速時に安定度
検出を禁止するのは、加速によりエンジン回転が上昇
し、そのことによる回転変化分が回転変動と分離できず
に、燃焼変動の大きさを実際よりも大きく推定してしま
うことが懸念されるためである。

【００４６】図７に示した安定度検出領域も、後述する
図１３に示したリーン運転領域と、図の上では同様のよ
うにみえるが、実際にはそうでなく、所定値ＬＬＣＤＶ
Ｈのほうが所定値ＤＶＨよりも小さくなっている。この
ため、ＮｅとＴｐが同じであっても、 ΔＶＳＰ≦ＬＬＣＤＶＨのとき（定常時）、 ΔＶＳＰ＞ＬＬＣＤＶＨかつΔＶＳＰ≦ＤＶＨのとき
（緩加速時） ΔＶＳＰ＞ＤＶＨのとき（急加速時） の３つの状態が存在し、ＮｅとＴｐが図６の領域にある
場合にが成立するときはリーン運転条件の成立時かつ
安定度検出許可条件の成立時、ＮｅとＴｐが図６の領域
にある場合にが成立するときはリーン運転条件の成立
時かつ安定度検出許可条件の非成立時となる。つまり、
リーン運転時においてＮｅとＴｐの運転条件が同じであ
っても、安定度検出許可条件が成立するとき（安定度に
基づくフィードバック制御時）と成立しないとき（安定
度に基づくフィードバック制御時でない）があるのであ
る。なお、ＮｅとＴｐが図６の領域にある場合にが成
立するときは理論空燃比を中心とする制御時になる。

【００４７】なお、安定度検出許可条件は安定度に基づ
くフィードバック制御条件を満たすための１つの条件
で、他の条件（たとえば空燃比の切換時でないこと）を
加えることができる。この他の条件については、たとえ
ば特開平６−２７２５９１号公報のものを使えばよい。
したがって、安定度検出許可条件かつ他の条件のすべて
を満たしたとき安定度に基づくフィードバック制御条件
が成立する。

【００４８】図４のステップ３に戻り、安定度検出許可
条件（安定度に基づくフィードバック制御条件）である
ときは、ステップ４に進み、安定化燃空比補正係数Ｌｌ
ｄｍｌの更新を行う。このＬｌｄｍｌの更新については
図８のフローチャートにしたがって説明する。

【００４９】図８においてステップ３１ではＲｅｆ信号
周期ＴＲＥＦ（ｉ）（ただしｉ＝１〜Ｎ）の旧値のシフ
トを行い、ステップ３２においてメモリＴＲＥＦ（ｎｅ
ｗ）の値をメモリＴＲＥＦ（１）に移す。ＴＲＥＦ
（ｉ）の旧値のシフトは、たとえばメモリＴＲＥＦ（Ｎ
−１）の値をメモリＴＲＥＦ（Ｎ）に、メモリＴＲＥＦ
（Ｎ−２）の値をメモリＴＲＥＦ（Ｎ−１）に、…、メ
モリＴＲＥＦ（１）の値をメモリＴＲＥＦ（２）に順番
に移すことによって行う。

【００５０】ここで、Ｎは所定のサンプル数である。Ｔ
ＲＥＦ（１）からＴＲＥＦ（Ｎ）までの各メモリに最新
の値から合計Ｎ個のＲｅｆ信号周期ＴＲＥＦをサンプリ
ングするわけである。なお、最新のＴＲＥＦを計測する
たびに、前回のＴＲＥＦ（Ｎ）の値は捨てている。

【００５１】ステップ３３、３４では

【００５２】

【数１】

【００５３】の式によりＴＲＥＦのＮ個の平均値ＡＶＴ
ＲＥＦを求め、この平均値ＡＶＴＲＥＦと各メモリの値
を用いて

【００５４】

【数２】

【００５５】の式によりＴＲＥＦの分散を計算し、計算
した分散の値をサージ指標（安定度検出値）ＳＲＧとし
て設定する。ＳＲＧはその値が大きくなるほど安定度が
悪くなることを表す。

【００５６】ステップ３５では、 Ｌｌｄｍｌ＝Ｌｌｄｍｌ（ｏｌｄ）＋Ｇ１×（ＳＲＧ−ＩＳＲＧ） …（３） ただし、ＩＳＲＧ：目標サージ指標（安定度の制御目標
値） Ｇ１：ゲイン Ｌｌｄｍｌ（ｏｌｄ）：前回のＬｌｄｍｌ の式により安定化燃空比補正係数（１．０を中心とする
値）Ｌｌｄｍｌを更新する。

【００５７】ここで、（３）式の目標サージ指標ＩＳＲ
Ｇはエンジンの負荷や回転数、さらにはギヤ位置などに
応じて定めている。ゲインＧ１は安定度に基づくフィー
ドバック制御の応答速度を定める値であり、従来装置と
同じに、過補正を抑制して制御安定性を高めるため比較
的小さな値としている（フィードバック制御の応答速度
を遅くしている）。

【００５８】フローチャートでは省略したが、このＬｌ
ｄｍｌは、１．０≦Ｌｌｄｍｌ≦ＬＬＤＭＭＸ＃（ただ
しＬＬＤＭＭＸ＃は予め設定された安定化燃空比補正係
数の最大値）となるように範囲を制限している。

【００５９】なお、Ｌｌｄｍｌは安定度に基づくフィー
ドバック制御中に常時更新されるので、安定度がその制
御目標値を超えて大きくなるほど、つまり燃焼が悪化す
るほどＬｌｄｍｌの値が大きくなる。

【００６０】Ｌｌｄｍｌは、バックアップメモリに格納
される。つまり、Ｌｌｄｍｌは学習値であり、今回運転
時に更新されたＬｌｄｍｌの値がそのまま次回運転時ま
で保持される。メモリＬｌｄｍｌ（ｏｌｄ）の初期設定
値は１．０である。

【００６１】図４に戻り、このようにしてＬｌｄｍｌの
更新を終了した後、図４のステップ５に移行して、また
安定度に基づくフィードバック制御時でないときにもス
テップ３よりステップ４を飛ばしてステップ５に移行し
目標燃空比Ｔｄｍｌを算出するのであるが、この目標燃
空比は図１４または図１５のマップに設定した燃空比Ｍ
ｄｍｌを検索した上、リーン運転時にはこれを安定化燃
空比補正係数Ｌｌｄｍｌによって補正することにより算
出するのであり、この場合、リーン運転条件かどうかに
よりいずれかのマップが選択される。

【００６２】ここで、リーン運転条件の判定について図
９、図１０のフローチャートにしたがって説明する。

【００６３】これらの動作はバックグランドジョブとし
て（あるいは一定時間毎に）行われるものである。図９
のステップ４１でリーン運転条件の判定を行うが、この
ための具体的な内容は図１０に示す。リーン運転条件の
判定は図１０のステップ５１〜５７の内容を一つづつチ
ェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされ
たときにリーン運転を許可し、一つでも反するときはリ
ーン運転を不許可とする。

【００６４】すなわち、 ステップ５１；アイドルスイッチがＯＮでない、 ステップ５２；冷却水温Ｔｗが所定の範囲（ＴＷＬ≦Ｔ
ｗ≦ＴＷＨ）にある、 ステップ５３；負荷（Ｔｐ）が所定の領域（ＴＰＬ≦Ｔ
ｐ≦ＴＰＨ）にある、 ステップ５４；回転数Ｎｅが所定の領域（ＮＥＬ≦Ｎｅ
≦ＮＥＨ）にある、 ステップ５５；スロットルバルブ開度ＴＶＯが所定値Ｔ
ＶＯＨ以下である、 ステップ５６；車速ＶＳＰが所定値ＶＳＰＬ以上であ
る、 ステップ５７；車速の変化量ΔＶＳＰが所定値ＤＶＨ以
下である ときに、ステップ５８でフラグＦＬＥＡＮを“１”にセ
ット（リーン運転を許可）し、そうでなければステップ
５９に移行してフラグＦＬＥＡＮを“０”にリセット
（リーン運転を禁止）する。上記のステップ５１〜５７
は運転性能を損なわずに安定してリーン運転を行うため
の条件である。具体的にリーン運転が許可される領域を
図１１、図１２、図１３に示す。

【００６５】このようにしてリーン運転条件を判定した
ら、図９のステップ４３、４４に戻り、リーン運転条件
でないときは、ステップ４３において理論空燃比あるい
はそれよりも濃い空燃比のマップ値（マップ燃空比）
を、図１５に示す特性のマップを回転数Ｎｅと負荷Ｔｐ
とで検索することにより算出し、これに対してリーン運
転条件のときは、ステップ４４で理論空燃比よりも所定
の範囲だけ薄い値のマップ燃空比Ｍｄｍｌを図１４に示
す特性のマップにしたがって同じように検索する。な
お、これらのマップに表した数値は、理論空燃比のとき
を１．０とする相対値であるため、これよりも数値が大
きければリッチ、小さければリーンを示す。ここで、再
び図４のステップ５に戻り、このようにして算出される
マップ燃空比Ｍｄｍｌのうち、リーン運転条件のときの
Ｍｄｍｌに対して安定化燃空比補正係数Ｌｌｄｍｌを乗
算することにより、つまり Ｔｄｍｌ＝Ｍｄｍｌ×Ｌｌｄｍｌ …（５） の式により目標燃空比Ｔｄｍｌを算出する。

【００６６】安定度に基づくフィードバック制御時にエ
ンジンの回転変動量が大きくなるほどＬｌｄｍｌが大き
くなるため、燃焼変動量が増大するのにしたがってこの
目標燃空比Ｔｄｍｌが大きくなり、つまり目標燃空比は
リッチ側にシフトされていく。

【００６７】また、リーン運転条件においてその後に安
定度に基づくフィードバック制御時でなくなったときに
は、バックアップメモリに格納されているＬｌｄｍｌを
用いて（５）式により目標燃空比Ｔｄｍｌが算出され
る。

【００６８】なお、リーン運転条件になく、図１５のマ
ップから理論空燃比あるいはその近傍の燃空比Ｍｄｍｌ
を算出したときには、ステップ５におけるマップ燃空比
Ｍｄｍｌについての安定化燃空比補正係数Ｌｌｄｍｌに
よる補正は行わず、このＭｄｍｌをそのままステップ１
１で目標燃空比Ｔｄｍｌに入れる。

【００６９】次のステップ６以降は空燃比切換時のダン
パ操作の過程である。これは、空燃比を緩やかに切換え
ることによりトルクの急変を防いで、運転性能の安定性
を確保するためのものである（図１６参照）。

【００７０】ステップ６では燃空比補正係数Ｄｍｌの前
回値を格納するメモリＤｍｌ（ｏｌｄ）の値と先程算出
したＴｄｍｌとの比較を行い、もしＤｍｌ（ｏｌｄ）＜
Ｔｄｍｌであるときは、ステップ７、８で空燃比をリッ
チ側にシフトさせるため、Ｄｍｌ（ｏｌｄ）の値にリッ
チ側への空燃比変化速度に相当するＤｄｍｌｒを加算し
て新たなＤｍｌを求める。そして、この燃空比補正係数
Ｄｍｌが、算出された目標燃空比Ｔｄｍｌを越えること
がないようにＤｍｌに制限を加える。

【００７１】これに対してＤｍｌ（ｏｌｄ）≧Ｔｄｍｌ
であるときは、ステップ９、１０において、メモリＤｍ
ｌ（ｏｌｄ）の値からリーン側への空燃比変化速度に相
当するＤｄｍｌｌを減算することで、リーン側にシフト
した新しい燃空比補正係数Ｄｍｌを求め、さらにＤｍｌ
がＭｄｍｌ未満とならないようにＤｍｌに制限を加え
る。

【００７２】このようにして算出された燃空比補正係数
Ｄｍｌにより、次に述べる燃料噴射量の演算を行う。

【００７３】図１７のフローチャートは、このようにし
て求めた燃空比補正係数Ｄｍｌを使って燃料噴射パルス
幅を算出して出力する制御動作内容を示すもので、まず
ステップ６１で燃空比補正係数Ｄｍｌを用いて、目標燃
空比相当量Ｔｆｂｙａを、 Ｔｆｂｙａ＝Ｄｍｌ＋Ｋｔｗ＋Ｋａｓ …（６） の式により算出する。

【００７４】ここで、Ｋｔｗは冷却水温に応じた燃料増
量分、Ｋａｓは始動直後の燃料増量分である。次に、ス
テップ６２でエアフローメータの出力をＡ／Ｄ変換し、
リニアライズして吸入空気流量Ｑを算出する。そして、
ステップ６３でこの吸入空気流量Ｑとエンジン回転数Ｎ
ｅとから、ほぼ理論空燃比の得られる基本噴射パルス幅
Ｔｐを、Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎとして求める。なおＫは定数
である。

【００７５】そして、ステップ６４でこのＴｐをもとに
して、シーケンシャル噴射における一回の燃料噴射パル
ス幅Ｔｉを、 Ｔｉ＝（Ｔｐ＋Ｋａｔｈｏｓ）×Ｔｆｂｙａ ×（α＋αｍ−１）×２＋Ｔｓ …（７） の式で計算する。

【００７６】ここで、Ｋａｔｈｏｓは過渡補正量、αは
空燃比フィードバック補正係数、αｍは空燃比学習補正
係数、Ｔｓは噴射弁が噴射信号を受けてから実際に開弁
するまでの作動遅れを補償するための無効パルス幅であ
る。また、（７）式はシーケンシャル噴射（４気筒では
エンジン２回転毎に１回、各気筒の点火順序に合わせて
噴射）における式であるため、Ｔｓの前に数字の２が入
っている。ただし、リーン条件のときには、αとαｍは
所定の値に固定されている。

【００７７】次にステップ６５、６６で燃料カットの判
定を行い、ステップ６７、６８で燃料カット条件ならば
無効噴射パルス幅Ｔｓを、そうでなければＴｉを出力レ
ジスタにストアすることでクランク角センサの出力にし
たがって所定の噴射タイミングでの噴射に備える。

【００７８】これで、コントロールユニット２で実行さ
れる空燃比制御の説明を終了する。コントロールユニッ
ト２ではまた、点火時期制御を行う。これを説明する
と、一定時間毎にあるいはバックグランドジョブによ
り、リーン運転時には図１８を内容とするマップを、ま
た非リーン運転時には図示しないマップ（理論空燃比で
の運転に用いる従来の基本点火時期のマップ）をそれぞ
れ検索して基本点火進角値ＭＡＤＶ［°ＢＴＤＣ］を求
め、これに水温補正などを行った値を点火進角値ＡＤＶ
［°ＢＴＤＣ］に入れる。

【００７９】ＡＤＶの単位には圧縮上死点から進角側に
測ったクランク角を用いている。Ｒｅｆ信号は圧縮上死
点前の所定のクランク角位置で入力するので、その入力
タイミングより１°信号のカウントを開始するカウント
値が、Ｒｅｆ信号の入力タイミングと圧縮上死点の間の
クランク角区間からこのＡＤＶを差し引いた値と一致し
たとき、点火コイルの一次電流を遮断することで、火花
点火を行う。

【００８０】以上のようにして、燃料噴射パルス幅（燃
料噴射量）と点火進角値（点火時期）が演算され、した
がってリーン運転での安定度に基づくフィードバック制
御時に、サージ指標ＳＲＧが目標サージ指標ＩＳＲＧよ
りも増大すると、これに応じて安定化燃空比補正係数Ｌ
ｌｄｍｌの値が大きい側に更新され（空燃比がリッチ側
にシフトされ）、リーン運転時の安定性を確保し、この
ため運転性を損なうことなく燃費やＮＯｘの低減を図
る。

【００８１】このときの安定化燃空比補正係数Ｌｌｄｍ
ｌはバックアップメモリに保持され、その後にリーン運
転時において安定度に基づくフィードバック制御時でな
くなったとき、あるいは、リーン運転に切換わっても安
定度検出許可条件の成立前は、そのバックアップメモリ
に格納されている安定化燃空比補正係数Ｌｌｄｍｌでリ
ーン運転時のマップ燃空比が補正されることから、この
ときも安定許容限界近傍での制御が可能となる。

【００８２】ただし、図３に示した初期設定余裕が運転
条件毎に違っている従来装置では、現在の運転領域と異
なる運転領域においてバックアップメモリに格納したＬ
ｌｄｍｌを、安定度に基づくフィードバック制御時でな
い場合に用いたとき、必ずしも目標安定度で制御するこ
とができず、空燃比が目標安定度相当値よりも過剰にリ
ッチになったり、反対にリーンになったりすることがあ
る。

【００８３】これに対して本発明の第１実施形態では、
ＮｅとＴｐの運転条件が相違しても初期設定余裕が等し
くなるようにリーン運転時のマップ燃空比Ｍｄｍｌおよ
び基本点火時期ＭＡＤＶを初期設定しているので、現在
の運転領域と異なる運転領域において更新され、バック
アップメモリに格納されたＬｌｄｍｌを、安定度に基づ
くフィードバック制御時でない場合に用いたとき、Ｌｌ
ｄｍｌの更新された運転領域での初期設定余裕と現在の
運転領域での初期設定余裕とが同じであることから、空
燃比が目標安定度相当値より過剰にリッチになること
も、また過剰にリーンなることもない（空燃比を精度良
く安定許容限界近傍へと制御できる）。

【００８４】図１９、図２０のフローチャートは第２実
施形態で、それぞれ第１実施形態の図４、図８に対応す
る。図４、図８と同一部分には同一のステップ番号をつ
けている。なお、第１実施形態の他のフローチャートは
第２実施形態でもそっくり流用する。

【００８５】第１実施形態が１データの安定化燃空比補
正係数ＬｌｄｍｌでＮｅとＴｐが異なるすべての運転条
件に対応させたのに対して、第２実施形態は、燃焼変動
に対する運転条件毎の種々のバラツキを考慮して、安定
化燃空比補正係数Ｌｌｄｍｌを学習領域毎の値としたも
のである。

【００８６】第１実施形態と相違する部分を主に述べる
と、図１９のステップ７１では回転数Ｎｅと負荷Ｔｐが
いずれの学習領域に属するのかを判定する。学習領域
は、ＮｅとＴｐをパラメータとして複数の領域に分割し
たもので、学習領域毎に独立の安定化燃空比補正係数Ｌ
ｌｄｍｌが格納されている。このように、学習領域毎に
独立のＬｌｄｍｌをもつことになると、図１９のステッ
プ５では、ステップ７１においてすでに判定した学習領
域に格納されているＬｌｄｍｌを用いることになる。

【００８７】また、図２０のフローチャート（図１９の
ステップ４のサブルーチン）において、ステップ８１で
は、そのときの学習領域（図１９のステップ７１で判定
した学習領域）に格納されている安定化燃空比補正係数
を読み出し、 Ｘ（ｎｅｗ）＝Ｘ（ｏｌｄ）＋Ｇ１×（ＳＲＧ−ＩＳＲＧ） …（８） ただし、Ｘ（ｎｅｗ）：更新後の安定化燃空比補正係数 Ｘ（ｏｌｄ）：更新前の安定化燃空比補正係数 の式により安定化燃空比補正係数を更新し、更新後の値
をステップ８２において、同じ学習領域（図１９のステ
ップ７１で判定した学習領域）に格納する。

【００８８】ただし、（８）式のＧ１、ＳＲＧ、ＩＳＲ
Ｇは第１実施形態の値と同じものである。

【００８９】このように、第２実施形態では、安定化燃
空比補正係数Ｌｌｄｍｌを学習領域毎の値としたので、
リーン運転時において安定度に基づくフィードバック制
御時でない場合の、目標安定度への制御精度が向上す
る。

【００９０】図２１、図２２のフローチャートは第３実
施形態で、それぞれ第１実施形態の図４、図８に対応す
る。図４、図８と同一部分には同一のステップ番号をつ
けている。

【００９１】第１実施形態が空燃比についてだけ安定度
に基づくフィードバック制御を行うとともに学習制御を
併用するものであったのに対して、第３実施形態は、点
火時期についてだけ安定度に基づくフィードバック制御
を行うとともに学習制御を併用するものである。

【００９２】第１実施形態と相違する部分を主に述べる
と、図２１において、ステップ９１では回転数Ｎｅと負
荷Ｔｐからリーン運転時には図１８を内容とするマップ
を、また非リーン運転時は図示しないマップをそれぞれ
検索して基本点火進角値ＭＡＤＶ［°ＢＴＤＣ］を求め
る。

【００９３】リーン運転時は、安定度検出許可条件の成
立、非成立に関係なくステップ９３においてバックアッ
プメモリに格納してある安定化点火時期補正量（０°を
中心とする値）ＬＬＡＤＶ［°］をリーン運転時のＭＡ
ＤＶに加算することによって点火進角値ＡＤＶを計算す
る。

【００９４】リーン運転中でも安定度検出許可条件（安
定度に基づくフィードバック制御条件）の成立時に限
り、ステップ３よりステップ９２に進んで安定化点火時
期補正量ＬＬＡＤＶを更新する。

【００９５】なお、非リーン運転時はステップ２よりス
テップ９４に進み、非リーン運転時のＭＡＤＶをそのま
まＡＤＶに入れる。

【００９６】図２２のフローチャート（図２１のステッ
プ９２のサブルーチン）において上記の安定化点火時期
補正量ＬＬＡＤＶは、ステップ１０１で ＬＬＡＤＶ＝ＬＬＡＤＶ（ｏｌｄ）＋Ｇ２×（ＳＲＧ−ＩＳＲＧ） …（９） ただし、Ｇ２：ゲイン ＬＬＡＤＶ（ｏｌｄ）：前回のＬＬＡＤＶ の式により更新する。

【００９７】ここで、ゲインＧ２は、第１実施形態のゲ
インＧ１と同様、安定度に基づくフィードバック制御の
応答速度を定める値であり、従来装置と同じに、過補正
を抑制して制御安定性を高めるため比較的小さな値とし
ている（フィードバック制御の応答速度を遅くしてい
る）。フローチャートでは省略したが、このＬＬＡＤＶ
も所定の範囲に制限することができる。

【００９８】なお、ＬＬＡＤＶはフィードバック制御中
に常時更新されるので、安定度がその制御目標値を超え
て大きくなるほど、つまり燃焼が悪化するほどＬＬＡＤ
Ｖが大きな値（進角側の値）となる。

【００９９】ＬＬＡＤＶも、第１実施形態のＬｌｄｍｌ
と同じにバックアップメモリに格納される。ＬＬＡＤＶ
は学習値であり、今回運転時に更新されたＬＬＡＤＶの
値がそのまま次回運転時まで保持される。メモリＬＬＡ
ＤＶ（ｏｌｄ）の初期設定値は０°である。

【０１００】図２３のフローチャートは、第３実施形態
において燃空比補正係数Ｄｍｌを算出するためのもので
ある。図４と同一部分には同一のステップ番号をつけて
いる。第３実施形態では空燃比について安定度に基づく
フィードバック制御を行わないため、図４と比較すれば
わかるように、非常に簡単になっている。

【０１０１】ただし、ステップ１１１のマップ燃空比Ｍ
ｄｍｌについては、図９の結果（つまり、リーン運転条
件のとき図１４に示すマップ値、リーン運転条件でない
とき図１５に示すマップ値）を使うことになる。

【０１０２】このように、第３実施形態では、点火時期
についてだけ安定度に基づくフィードバック制御を行う
とともに学習制御を併用し、かつ、運転条件が相違して
も初期設定余裕が等しくなるようにリーン運転時のマッ
プ燃空比Ｍｄｍｌおよび基本点火時期ＭＡＤＶを初期設
定しているので、現在の運転領域と異なる運転領域にお
いて更新され、バックアップメモリに格納された安定化
点火時期補正量ＬＬＡＤＶで、安定度に基づくフィード
バック制御時でない場合にリーン運転時の基本点火進角
値を補正したとき、ＬＬＡＤＶを得た運転領域での初期
設定余裕と現在の運転領域での初期設定余裕とが同じで
あることから、火時期が目標安定度相当値より過剰に進
角側にも遅角側にもなることがない。

【０１０３】図２４、図２５のフローチャートは第４実
施形態で、図２４は第１実施形態の図４と第３実施形態
の図２１を合わせたものに、また図２５は第１実施形態
の図８と第３実施形態の図２２を合わせたものにそれぞ
れ対応する。図２４においては図８、図２１と、また図
２５においては図８、図２２と同一部分に同一のステッ
プ番号をつけている。

【０１０４】この実施形態は、空燃比および点火時期に
ついてともに安定度のフィードバック制御を行うととも
に学習制御を併用するものである。

【０１０５】ここで、安定度に基づくフィードバック制
御により空燃比と点火時期をともに変化させる場合に、
最も速くＮＯｘを下げるには、図２６に示したように等
ＮＯｘ線に直角に動かすことである。

【０１０６】この場合に、等ＮＯｘ線に直角に動かす安
定化補正量をＬＬＨＯＳ（１００％を中心とする値）と
して、このうちから点火時期成分をΔＡＤＶ、空燃比成
分をΔＡ／Ｆとしたとき、空燃比で補正すべき割合Ｒ１
［無名数］を Ｒ１＝ΔＡ／Ｆ／（ΔＡ／Ｆ＋ΔＡＤＶ） …（１３） とおけば点火時期で補正すべき割合は１−Ｒ１となり、
これら各割合Ｒ１、１−Ｒ１を用いて Ｌｌｄｍｌ２＝（ＬＬＨＯＳ／１００）×Ｒ１ …（１４） ＬＬＡＤＶ２＝｛（ＬＬＨＯＳ−１００）／１００｝ ×（１−Ｒ１）×ＫＡＤＶ …（１５） ただし、ＫＡＤＶ：適合係数（単位変換のため） の式により空燃比成分に相当する安定化燃空比補正係数
Ｌｌｄｍｌ２［無名数］と点火時期成分に相当する安定
化点火時期補正量ＬＬＡＤＶ２［°］を計算することが
できる。

【０１０７】ただし、Ｒ１は運転条件により相違するの
で、回転数Ｎｅと負荷ＴｐをパラメータとしてＲ１のマ
ップを予め設定しておく。

【０１０８】具体的に第１実施形態、第３実施形態と相
違する部分を主に述べると、図２４において、リーン運
転時は、安定度検出許可条件の成立時、非成立時に関係
なくステップ１２２に進み、ＮｅとＴｐよりＲ１マップ
を検索してＲ１を求め、このＲ１を用い、ステップ１２
３、１２４において上記の（１４）、（１５）式により
Ｌｌｄｍｌ２とＬＬＡＤＶ２をそれぞれ計算する。

【０１０９】ステップ１２５、１２６では、こうして計
算したＬｌｄｍｌ２をリーン運転時のマップ燃空比Ｍｄ
ｍｌに乗算することによって目標燃空比Ｔｄｍｌを、ま
たこうして計算したＬＬＡＤＶ２をリーン運転時の基本
点火進角値ＭＡＤＶに加算することによって点火進角値
ＡＤＶを求める。

【０１１０】一方、リーン運転中でも安定度検出許可条
件（安定度に基づくフィードバック制御条件）の成立時
に限り、ステップ３よりステップ１２１に進んで安定化
補正量ＬＬＨＯＳを更新する。

【０１１１】このＬＬＨＯＳの更新の詳細は図２５のフ
ローチャート（図２４のステップ１２１のサブルーチ
ン）であり、ステップ１３１において、 ＬＬＨＯＳ＝ＬＬＨＯＳ（ｏｌｄ）＋Ｇ３×（ＳＲＧ−ＩＳＲＧ） …（１６） ただし、Ｇ３：ゲイン ＬＬＨＯＳ（ｏｌｄ）：前回のＬＬＨＯＳ の式により安定化補正量ＬＬＨＯＳを更新する。

【０１１２】ここで、ゲインＧ３は、第１実施形態、第
３実施形態のゲインＧ１、Ｇ２と同様、安定度に基づく
フィードバック制御の応答速度を定める値であり、従来
装置と同じに、過補正を抑制して制御安定性を高めるた
め比較的小さな値としている（フィードバック制御の応
答速度を遅くしている）。フローチャートでは省略した
が、このＬＬＨＯＳも所定の範囲に制限することができ
る。

【０１１３】なお、ＬＬＨＯＳは安定度に基づくフィー
ドバック制御中に常時更新されるので、安定度がその制
御目標値を超えて大きくなるほど、つまり燃焼が悪化す
るほどＬＬＨＯＳが大きな値となる。

【０１１４】ＬＬＨＯＳも、第１実施形態のＬｌｄｍ
ｌ、第３実施形態のＬＬＡＤＶと同じにバックアップメ
モリに格納される。ＬＬＨＯＳは学習値であり、今回運
転時に更新されたＬＬＨＯＳの値がそのまま次回運転時
まで保持される。メモリＬＬＨＯＳ（ｏｌｄ）の初期設
定値は１００％である。

【０１１５】第４実施形態では、空燃比および点火時期
についてともに安定度のフィードバック制御を行うとと
もに学習制御を併用し、かつ、運転条件が相違しても初
期設定余裕が等しくなるようにリーン運転時のマップ燃
空比Ｍｄｍｌおよびリーン運転時の基本点火時期ＭＡＤ
Ｖを初期設定しているので、第１実施形態、第３実施形
態と同様の作用効果を奏する。

【０１１６】さらに、第４実施形態では、リーン運転時
に空燃比と点火時期から定まる制御点が等ＮＯｘ線に対
して直角方向に動くように安定化補正量ＬＬＨＯＳを、
点火時期成分と空燃比成分に割り振るので、最も速くＮ
Ｏｘを下げることができる。上記の（３）式（第１実施
形態のＬｌｄｍｌの更新の式）、（９）式（第３実施形
態のＬＬＡＤＶの更新の式）、（１６）式（第４実施形
態のＬＬＨＯＳの更新の式）は、積分制御方式で説明し
たが、比例制御方式あるいは比例積分方式でもかまわな
い。

【０１１７】実施形態では、Ｌｌｄｍｌ、ＬＬＡＤＶ、
ＬＬＨＯＳ（これらは学習値）を記憶する手段がバック
アップメモリ（たとえばバックアップＲＡＭ）である場
合で説明したが、単なるＲＡＭでもかまわない。この場
合でも、安定度に基づくフィードバック制御時に学習値
が収束した後に、リーン運転時でも安定度に基づくフィ
ードバック制御時でなくなった場合に、その学習値を用
いて初期設定の空燃比や点火時期を補正することで、目
標安定度への制御が可能となる。

【０１１８】第２実施形態では、第１実施形態に対して
Ｌｌｄｍｌ（学習値）を学習領域ごとの値としたもので
あるが、第３実施形態のＬＬＡＤＶ（学習値）、第４実
施形態のＬＬＨＯＳ（学習値）についても、学習領域毎
の値とすることができる。

【０１１９】最後に、図１において１１はリーンＮＯｘ
触媒である。この触媒を用いた制御では、この触媒の吸
蔵物質に限界まで吸着されたＮＯｘをいったん離脱させ
る必要があるときに、排気中の未燃成分であるＨＣ，Ｃ
Ｏの量がすべてのＮＯｘ（吸蔵物質から離脱されるＮＯ
ｘと排気中のＮＯｘの両方）を過不足なく還元するため
の必要量を超えるように空燃比をリッチ化し、そのあと
直ちに所定のリカバー速度で理論空燃比へと戻すのであ
るが、本発明と直接関係しないので、説明は省略する
（特願平７−１０１１４９号参照）。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御システム図である。

【図２】フィードバック制御応答と安定性の関係を示す
波形図である。

【図３】安定度学習制御の原理を説明するための特性図
である。

【図４】燃空比補正係数Ｄｍｌの算出を説明するための
フローチャートである。

【図５】安定度検出許可条件の判定を説明するためのフ
ローチャートである。

【図６】安定度検出許可領域の説明図である。

【図７】安定度検出許可領域の説明図である。

【図８】安定化燃空比補正係数Ｌｌｄｍｌの更新を説明
するためのフローチャートである。

【図９】マップ燃空比の検索を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１０】リーン運転運転条件の判定を説明するための
フローチャートである。

【図１１】リーン運転領域の説明図である。

【図１２】リーン運転領域の説明図である。

【図１３】リーン運転領域の説明図である。

【図１４】リーンマップの内容を示す特性図である。

【図１５】非リーンマップの内容を示す特性図である。

【図１６】空燃比切換時のダンパ操作を説明するための
波形図である。

【図１７】燃料噴射パルス幅の算出とその出力とを説明
するためのフローチャートである。

【図１８】リーン運転時の基本点火進角値のマップの内
容を示す特性図である。

【図１９】第２実施形態の燃空比補正係数Ｄｍｌの算出
を説明するためのフローチャートである。

【図２０】第２実施形態の安定化燃空比補正係数Ｌｌｄ
ｍｌの更新を説明するためのフローチャートである。

【図２１】第３実施形態の点火進角値ＡＤＶの算出を説
明するためのフローチャートである。

【図２２】第３実施形態の安定化点火時期補正量ＬＬＡ
ＤＶの更新を説明するためのフローチャートである。

【図２３】第３実施形態の燃空比補正係数Ｄｍｌの算出
を説明するためのフローチャートである。

【図２４】第４実施形態の燃空比補正係数Ｄｍｌおよび
点火進角値ＡＤＶの算出を説明するためのフローチャー
トである。

【図２５】第４実施形態の安定化補正量ＬＬＨＯＳの更
新を説明するためのフローチャートである。

【図２６】リーン運転時の空燃比、点火時期に対する特
性図である。

【図２７】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２８】第２の発明のクレーム対応図である。

【図２９】第３の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ コントロールユニット ４ クランク角センサ ６ エアフローメータ ７ 燃料噴射弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２４ ３３０ ３３０ ３４０ ３４０Ｃ ３７６ ３７６Ｅ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｋ (56)参考文献 特開 平７−139399（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−61199（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−61200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−8338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−160530（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−254146（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−218917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−3461（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−296471（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−177579（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−272591（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−200126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−111034（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−319862（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−177550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】安定度許容限界からの余裕が運転条件が相
   違しても等しくなるようにリーン運転時の点火時期と空
   燃比をそれぞれ初期設定する手段と、 このリーン運転時の初期設定の点火時期により点火を行
   う手段と、 空燃比学習値を記憶する手段と、 リーン運転時にこの空燃比学習値で前記リーン運転時の
   初期設定の空燃比を補正する手段と、 この補正された空燃比となるようにエンジンへの燃料供
   給量を制御する手段と、 エンジンの安定度を検出する手段と、 リーン運転時に安定度に基づくフィードバック制御を行
   う条件かどうかを判定する手段と、 この判定結果より安定度に基づくフィードバック制御条
   件の成立時に前記安定度検出値が安定度の制御目標値と
   一致するように前記空燃比学習値を更新する手段とを設
   けたことを特徴とするエンジンの燃焼変動制御装置。
2. 【請求項２】安定度許容限界からの余裕が運転条件が相
   違しても等しくなるようにリーン運転時の点火時期と空
   燃比をそれぞれ初期設定する手段と、 このリーン運転時の初期設定の空燃比となるようにエン
   ジンへの燃料供給量を制御する手段と、 点火時期学習値を記憶する手段と、 リーン運転時にこの点火時期学習値で前記リーン運転時
   の初期設定の点火時期を補正する手段と、 この補正された点火時期により点火を行う手段と、 エンジンの安定度を検出する手段と、 リーン運転時に安定度に基づくフィードバック制御を行
   う条件かどうかを判定する手段と、 この判定結果より安定度に基づくフィードバック制御条
   件の成立時に前記安定度検出値が安定度の制御目標値と
   一致するように前記点火時期学習値を更新する手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンの燃焼変動制御装置。
3. 【請求項３】安定度許容限界からの余裕が運転条件が相
   違しても等しくなるようにリーン運転時の点火時期と空
   燃比をそれぞれ初期設定する手段と、 学習値を記憶する手段と、 この学習値から空燃比成分と点火時期成分をそれぞれ算
   出する手段と、 リーン運転時にこの空燃比成分で前記リーン運転時の初
   期設定の空燃比を補正する手段と、 この補正された空燃比となるようにエンジンへの燃料供
   給量を制御する手段と、 リーン運転時に前記点火時期成分で前記リーン運転時の
   初期設定の点火時期を補正する手段と、 この補正された点火時期により点火を行う手段と、 エンジンの安定度を検出する手段と、 リーン運転時に安定度に基づくフィードバック制御を行
   う条件かどうかを判定する手段と、 この判定結果より安定度に基づくフィードバック制御条
   件の成立時に前記安定度検出値が安定度の制御目標値と
   一致するように前記学習値を更新する手段とを設けたこ
   とを特徴とするエンジンの燃焼変動制御装置。
4. 【請求項４】リーン運転時に空燃比と点火時期から定ま
   る制御点が等ＮＯｘ線に対して直角方向に動くように前
   記学習値を前記点火時期成分と前記空燃比成分とに割り
   振ることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃焼
   変動制御装置。
5. 【請求項５】前記初期設定手段はエンジンの負荷と回転
   数をパラメータとするマップ値であることを特徴とする
   請求項１から４までのいずれか一つに記載のエンジンの
   燃焼変動制御装置。
6. 【請求項６】前記学習値は学習領域毎の値であることを
   特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の
   エンジンの燃焼変動制御装置。
7. 【請求項７】前記安定度に基づくフィードバック制御条
   件に少なくとも安定度検出許可条件を含むことを特徴と
   する請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジ
   ンの燃焼変動制御装置。
8. 【請求項８】前記記憶手段はバックアップメモリである
   ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに
   記載のエンジンの燃焼変動制御装置。
9. 【請求項９】前記安定度検出値はエンジンの回転変動量
   であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか
   一つに記載のエンジンの燃焼変動制御装置。