JPH03217636A - エンジンの空燃比制御装置 - 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） この発明は空燃比のフィードバック制御を行なう装置、
特に学習機能を導入するものに関する。

（従来の技術） 触媒コンバータの上流と下流にそれぞれ酸素センサ（０
２センサ）を設けた、いわゆるグブル０２センサシステ
ムの装置がある（ｖｆ開平１−１１３５５２号、特開昭
５８−７２６４７号公報参照）。

これを第２０図で説明すると、同図は上流＠０２センサ
出力ＯＳＲＩに基づいて空燃比フィードバック補正係数
αを計算するためのルーチンで、所定時間ごと（たとえ
ばＡｎｓごと）に行なわれる。

Ｓ１では、上流側０２センサによる空燃比の７ィードバ
ック制御条件（図では［前０　２Ｆ　／　Ｂ　Ｊで略記
する。以下同じ）が成立しているかどうかをみて、そう
であればＳ２に進む。たとえば、冷却水温Ｔ四が所定値
以下のとき、始動時、始動直後や暖機のための燃料増量
中、上流側０２センサの出力信号が一度も反転していな
いとき、燃料カット中等はいずれもフィードバック制御
条件の成立しない場合であり、それ以外の場合に空燃比
フィードバック制御条件が成立する。

Ｓ２では、上流側０２センサ出力ＯＳＲＩをＡ／Ｄ変換
して取り込み、Ｓ３にてＯＳＲＩと埋論空燃比相当のス
ライスレベルＳＬＦ（たとえば０．４５■）を比較し、
ＯＳＲＩ≦ＳＬＦであれば、空燃比が埋論空燃比よりも
リーン側にあると判断し、Ｓ４にて７ラグＦ１を降ろす
（Ｆ１＝Ｏとする）。

ＯＳＲＩ＞ＳＬＦであれば、Ｓ５にてフラグＦ１を立て
る（Ｆ＝１とする）。

７ラグＦ１は空燃比がリッチあるいはリーンのいずれの
側にあるかを示すフラグであり、Ｆ１＝０はリーン側に
あることを、Ｆ１＝１はリッチ側にあることを表す。

８６〜Ｓ８は前回のＦ１の値と今回のＦ１の値を比較す
ることにより、４つの場合分けを行う部分、８９〜Ｓ１
２はその場合分けの結果により空燃比フィードバック補
正係数ａを計算する部分であり、まとめると次のように
なる。

（ｉ）Ｓ６→Ｓ７→Ｓ９では、リッチからリーンに反転
した直後にあると判断し、ａに比例分Ｐ．を加える（（
Ｚ＝ｆｆ＋ＰＬ）。これにて、空燃比はステップ的にリ
ッチ側に戻される。

（ｉｉ）Ｓ６→Ｓ７→ＳＩＯではり一冫からリッチに反
転した直後にあると判断し、ａから比例分ＰＲを差し引
＜（ａ＝ｆｆ−ＰＲ）。これにて、空燃比はステップ的
にリーン側に戻される。

（ｉｉｉ）Ｓ６→Ｓ８→Ｓｌｌでは今回ちりーンである
と判断し、ａに積分分ＩＬを加える（ａ＝ａ＋ＩＬ）。

これにて、空燃比は徐々にリッチ側に戻される。

（ｉｖ）Ｓ６→Ｓ８→Ｓ１２では今回もリッチであると
判断し、ａから積分分■Ｒを差し引く（ａ＝αＩＲ）。

これにて空燃比は徐々にリーン側に戻される。

第２１図は下流側０２センサ出力ＯＳＲ２にて上流側０
２センサにより求まるαを修正するためのルーチンで、
所定時間ごと（たとえば５１２ｍｓごと）に実行される
。この場合の実行周期（５１２ｍｓ）を第２０図のルー
チンよりも長くしているのは、応答性の良い上流側０２
センサ出力による空燃比フィードバック制御を主とし、
応答性の悪い下流側０２センサによる制御を従にするた
めである。

８２１〜２５では、下流ｆｉＡＯ２センサによる空燃比
のフィードバック制御条件（図では［後０２Ｆ／ＢＪで
略記する。以下同じ）が成立しているかどうかを判定す
る。たとえば、上流側０２センサによるフィードバック
制御条件の不成立（Ｓ　２　１　）に加えて、冷却水温
Ｔｗが所定値（ここでは７０℃）以下のとき（Ｓ　２　
２　）、スロットル弁が全閉（ＬＬ＝１）のとき（Ｓ　
２　３　）、負荷の小さいとき（Ｑ　ａ／Ｎｅ＜　Ｘ　
＋）（Ｓ　２　４　＞、下流側０２センサが活性化して
いないとき（Ｓ　２　５　）等がフィードバック制御条
件の成立しない場合であり、それ以外の場合がフィード
バック制御条件の成立する場合である。

フィードバック制御条件が満たされていれば８２６に進
み、下流側０２センサ出力ＯＳＲ２をＡ／Ｄ変換して取
り込み、Ｓ２７にてＯＳＲ２と埋論空燃比相当のスライ
スレベルＳＬＲ（たとえば０．５５ｖ）を比較し、ＯＳ
Ｒ２≦ＳＬＲｒあレハリーン側にあると判断して８２８
〜３１に進み、この逆にＯＳＲ２＞ＳＬＲであればリッ
チ側にあると判断して８３２〜３５に進む。なお、ＳＬ
Ｒは触媒コンバータの上流，下流で生が大の影響による
出力特性が異なることおよび劣化速度が異なること等を
考慮して、ＳＬＦより若干高く設定している。

８２８では比例分ＰＬに一定値ΔＰＬを加え（ＰＬ＝Ｐ
Ｌ＋ΔＰＬ）、Ｓ２９では比例分ＰＲから一定値ΔＰＲ
を差し引＜（ＰＲ＝ＰＲ一ΔＰＲ）。これにより空燃比
は全体としてリッチ側にシフトする。

ただし、Ｓ２８でのＰｔの増加に伴うａの振幅増大を小
さくするため、Ｓ３０では積分分■１から一定値Δ■１
を差し引＜（ＩＬ＝ＩＬ一ΔＩＬ）。また、Ｓ３１では
Ｓ２９におけるＰＲの減少に伴う上流側０２センサ出力
のリーンからリッチへの反転時点の遅延を小さくするた
めに、積分分ＩＲに一定値ΔＩＲを加える（ＩＲ”ＩＲ
十ΔＩＲ）。

こうした８２８〜Ｓ３１でのａの修正制御により、空燃
比フィードバック補正係数αの波形は第２３図の上段か
ら下段に示す波形へと変化する。

つまり、下流側０２センサ出力から空燃比がリーン側に
あると判断される場合は、第２３図上段のように、ａの
非対称（たとえばＰ．＝８％、ＰＲ＝２％）によりフィ
ードバック制御の反転周期が長くなっている状態であり
、この状態では、埋論空燃比を中心とする振れ幅が大き
くなって、浄化性能が低下する。

この状態から、ＩＬの減少にてαの振幅が小さくされ、
かつＩＲの増加にて上流側０２センサ出力のリッチから
リーンへの反転時点が短縮される（つまりフィードバッ
ク制御の反転周期が短くされる）のである。

同様にして、Ｓ３２〜Ｓ３５によれば、ａの波形が＄２
４図の上段から下段へと変更される。

ｆ！ｆＪ２２図は燃料噴射パルス幅Ｔｉ［ｍｓｌを演算
するためのルーチンで、所定のクランク角ごと（たとえ
ば３６０゜ＣＡごと）に実行される。

Ｓ４１では吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅからマップを参
照して、基本噴射パルス幅Ｔｐ（＝Ｋ−Ｑａ／Ｎｅ，た
だし、Ｋは定数）［ＩＩＩｓ］を求める。

Ｓ４２では１と各種補正係数（たとえば水温増量補正係
数Ｋ　ｒｗ）との和Ｃｏを計算する。

Ｓ４３ではインジェクタに出力するべき燃料噴射パルス
幅Ｔｉを、Ｔｉ＝Ｔｐ−ＣＯ・ａ＋ＴＳにより決定する
。なお、Ｔｓ［ｍｓｌは無効パルス幅である。

Ｓ４４ではＴｉをセットする。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような装置では、下流ＩＩＩ０２センサ
の応答遅れ時間が大きいにもかかわらず、下流側０２セ
ンサ出力を用いてのαの修正制御が運転条件によらず一
律であるため、加速や減速等の過渡変化に追従すること
ができず、空燃比制御精度に改善の余地を残している。

この発明はこのような従米の課題に着ｕしてなされたも
ので、複数に区分けされた小領域に対応して格納してあ
る学習値を、所定の学習条件を満たす場合に上流側０２
センサ出力の反転ごとに下流側０２センサ出力に基づい
て更新するとともに、現在の運転条件の属する小領域に
対応して格納されている学習値を用いて上流側０２セン
サ出力に基づくフィードバック制御の制御定数を修正す
ることにより、下流側０２センサに大きな応答遅れが生
じても、その影響を受けることがないＨｆｌｉ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） ｔＩＩＩ１の発明は、第１図（Ａ）に示すように、エン
ジンの負荷（たとえば吸入空気量Ｑ．）と回覧数Ｎｅを
それぞれ検出するセンサ３１，３２と、これらの検出値
に応じて基本噴射量Ｔｐを計算する手段３３と、触媒コ
ンバータ上流の排気通路に介装され排気空燃比に応じた
出力をする第１のセンサ（たとえば０２センサ）３４と
、このセンサ出力ＯＳＲ１と予め定めた目標値（たとえ
ば埋論空燃比）との比較により空燃比がこの目標値を境
にしで反転したかどうかを判定する手段３５と、この判
定結果に応ヒ空燃比が目標値の近傍へと制御されるよう
に空燃比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば
比例分，積分分，空燃比判定のディレイ時間あるいは上
流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベル）を計
算する手段３６と、少なくともエンジンの負荷と回転数
から定まる運転条件に応じて区分けされた複数の小領域
と同数の番地を有し、各小領域に対応して制御定数の学
習値を格納する手段３７と、現在の運転条件がいずれの
小領域に属するかを判定する手段３８と、現在の運転条
件の属する小領域に対応する番地に格納されている学習
値を読み出す手段３９と、この学習値にて前記基本制御
定数を補正した値に基づいて空燃比フィードバック補正
量ａを決定する手段４０と、この空燃比フィードバック
補正量αにて前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射ｊ
ｌ　Ｔ　ｉを決定する手段４１と、この噴射量Ｔｉを燃
料噴射装置４３に出力する手段４２と、前記触媒コンバ
ータ下流の排気通酪に介装され排気空燃比に応じた出力
をする第２のセンサ（たとえば０２センサ）４４と、前
記第１のセンサ出力ＯＳＲＩの反転ごとに第２のセンサ
出力ＯＳＲ２と前記目標値との比較により空燃比がいず
れの側にあるかを判定する千段４５と、運転条件が同一
の小領域に所定の期間τ継続して滞在したかどうかを判
定する手段４６と、同一の小領域に所定の期間τ滞在し
た場合にその小領域に対応する番地に格納されている学
習値を読み出し、この読み出した学習値を前記下流側空
燃比センサ出力ＯＳＲ２と前記１コ楳値との比較結果に
応じて更新する千段４７とを設けた。

第２の発明は、第１図（Ｂ）に示すように、エンノンの
負荷（たとえば吸入空気量Ｑａ＞と回転数Ｎｅをそれぞ
れ検出するセンサ３１，３２と、これらの検出値に応じ
て基本噴射量Ｔｐを計算する手段３３と、触媒コンバー
タ上流の排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力を
する第１のセンサ（たとえば０２センサ）３４と、この
センサ出力ＯＳＲ１と予め定めた目標値（たとえば埋論
空燃比）との比較により空燃比がこの目標値を境にして
反転したかどうかを判定する手段３５と、この判定結果
に応じ空燃比が目標値の近傍へと制御されるように空燃
比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば比例分
，積分分，空燃比判定のデイレイ時間あるいは上流側空
燃比センサ出力と比較するスライスレベル）を計算する
手段３６と、少なくともエンクンの負荷と回転数から定
まる運転条件に応じて区分けされた複数の小領域と同数
の番地を有し、各小領域に対応して制御定数の学習値を
格納する手段３７と、現在の運転条件がいずれの小領域
に属するかを判定する手段３８と、現在の運転条件の属
する小領域に対応する番地に格納されている学習値を読
み出す手段３９と、この学習値にて前記基本制御定数を
補正した値に基づいて空燃比フィードバック補正量ａを
決定する手段４０と、この空燃比フィードバック補正量
αにて前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量Ｔｉを
決定する手段４１と、この噴射量Ｔｉを燃料噴射装置４
３に出力する手段４２と、前記触媒コンバータ下流の排
気通路に介装され排気空燃比に応じた出力をする第２の
センサ（たとえば０２センサ）４４と、前記第１のセン
サ出力ＯＳＲＩの反転ごとに第２のセンサ出力ＯＳＲ２
と前記目標値との比較により空燃比がいずれの側にある
かを判定する手段４５と、現在より所定の期間τ以前の
運転条件がいずれの小領域に属するかを判定する手段５
３と、所定の期間τ以前の運転条件の属する小領域に対
応する番地に格納されている学習値を読み出す手段５４
と、この読み出した学習値を前記下流側空燃比センサ出
力ＯＳＲ２と前記目標値との比較結果に応じて更新する
手段５５とを設けた。

（作用） 運松途中で車速を大きくした場合でみれば、阜速変化の
前後で運転条件は異なる小領域を移行する。

この場合に、各発明では現在の運転条件の属する小領域
に対応した学習値が読み出されて使用されるので、学習
値は小領域の境界でステップ的に変化する。学習値は制
御定数に対する修正量であるから、学習値がステップ的
に変化すると、修正が応答良く行なわれる。

また、学習値が下流側空燃比センサ出力ＯＳＲ２に生じ
る応答遅れを考慮して更新されると、学習精度が保証さ
れる。

さらに、学習値の更新が上流側空燃比センサ出力ＯＳＲ
Ｉの反転ごとに行なわれると、上流側空燃比センサ３４
による空燃比７イードバツク制御と下流側空燃比センサ
４４による学習制御との整合がとられる。

ｔＩＩＪ２の発明では、所定の期間τ以前の運転条件が
属していた小領域に対応する番地に格納されている学習
値が現在の下流側空燃比センサ出力ＯＳＲ２に基づいて
更新されると、同一の小領域に所定の期間τ滞在しなけ
ればならないと学習値が更新されない第１の発明と相違
して、運転条件が同じ小領域に継続して止どまることは
必要でなく、定常時以外にも学習値が更新される。

（実施例） 第２図は各発明に共通する一実施例のシステム図である
。図において、吸入空気はエアクリーナから吸気管３を
通ってエンジン１のシリンダに吸入され、燃料はコント
ロールユニット２１からの噴射信号に基づきインノエク
タ（燃料噴射装置）４よりエンジン１の吸気ボートに向
けて噴射される。

シリング内で燃焼したガスは排気管５の下流に位置する
触媒フンバータ６に導入され、ここで燃焼がス中の有害
成分（Ｃｏ，ＨＣ，ＮＯｘ）が三元触媒により清浄化さ
れて排出される。

吸入空気量Ｑａはエア７ローノータフにより検出され、
アクセルペダルと連動するスロットル弁８によってその
流量が制御される。エンノンの回転数Ｎｅはクランク角
センサ１０により検出され、ウォータジャケットの冷却
水温Ｔｗは水温センサ１１により検出される。

触媒コンバータ６の上流と下流の排気管にそれぞれ設け
られる０２センサ（空燃比センサ）１２Ａ，１２Ｂは、
埋論空燃比を境にして急変する特性を有し、埋論空燃比
の混合気よりもリッチであるかリーンであるかのいわゆ
る２値を出力する。なお、０２センサに限らず、全域空
燃比センサやリーンセンサなどであっても構わない。

９はスロットル弁８の開度を検出するセンサ、１３はノ
ックセンサ、１４は阜速センサである。

上記エア７ロ一メータ７，クランク角センサ１０，水温
センサ１１，２つの０２センサ１２Ａ，１２Ｂなどから
の出力はコントロールユニット２１に入力され、コント
ロールユニット２１からは、インジェクタ４に対して燃
料噴射信号が出力される。

第３図はコントロールユニット２１のブロック図を示し
、ＣＰＵ２３では、ｆＩＩＩＧ図と第７図に示すところ
にしたがって、また後述する第１７図ないし第１９図に
示すところにしたがって、学習槻能付きの空燃比フィー
ドバック制御を行う。■／０ポート２２は第１図（Ａ）
と第１図（Ｂ）の出力手段４２の機能を果たす。

第４図（Ａ），第４図（Ｂ）に、下流側０２センサの応
答遅れに伴う制御定数のミスマッチ等に起因して、空燃
比を目標値へと制御しきれない場合の各０２センサの出
力波形を示すと、上流側０２センサ出力ＯＳＲＩは空燃
比フィードバック制御の周期に同期して、リッチ出力（
ＩＶ弱）とリーン出力（０■強）を繰り返す。これに対
して、下流側０２センサ出力ＯＳＲ２については、空燃
比がリッチ気味の場合に、第４図（Ａ）で示すようにリ
ッチ出力、この逆にリーン気味の場合に第４図（Ｂ）で
示すようにリーン出力となる。これより、下流側０２セ
ンサ出力αＳＲ２より現在の空燃比がいずれの側にかた
よっているかを判断することができる，この場合、第４
図（Ａ）で示したリッチ気味とならないようにするには
、空燃比をリーン側にシ７トさせてやれば良い。たとえ
ば、第５図（Ａ）のように、一方の比例分ＰＬを他方の
比例分ｐＲよりも大きくすれば、ｓＲ＞ｓ．どなるので
、平均空燃比がリ７チ側にシ７トする。なお、ＳＲとＳ
，はそれぞれａの要求値ラインよりも上側と下側に位置
する図示の面積のことである。

同様にして、第４図（Ｂ）で示したリーン気味の場合は
第５図（Ｂ）のように比例分ＰＬのほうを大きくすると
、空燃比がり一冫側にシフトする。

こうした空燃比のシフトは第５図（Ａ＞，（Ｂ）で示し
た比例分ＰＲｓ’ＰＬだけでなく、積分分Ｉ　Ｒ？　Ｉ
　Ｌｌ空燃比判定のディレイ時間あるいは上流側０２セ
ンサ出力と比較するスライスレベルを変更することによ
ってもすることができる。つまり、これらは空燃比フィ
ードバック制御の制御定数である。

第６図と第７図は、制御定数としての比例分ＰＲＩＰＬ
にて空燃比をシ７トさせる例である。

まず第６図は上流側０２センサによる空燃比フィードバ
ック制御ルーチンで、回転同期で実行される。

Ｓ５２−８５４１Ｊ１図（Ａ　）＋７）反転判定手段３
５の機能を果たす部分で、ここでは上流側Ｏ２センサ出
力ＯＳＲＩと埋論空燃比相当のスライスレベルＳＬＦと
の比較により空燃比がこのＳＬＦを境にして反転したか
どうかを判定する。

Ｓ５６，Ｓ６１，Ｓ６４，Ｓ６９は第１図（Ａ）の基本
制御定数計算手段３６の槻能を果たす部分である。ここ
では、上記の判定結果に応じて比例分と積分分の各マッ
プを参照することにより、比例分ＰＲ，ＰＬと積分分Ｉ
Ｒｙ　Ｉ　Ｌをそれぞれ求める。これらのマップ値は基
本制御定数である。

なお、Ｓ６１とＳ６９でｒＩＲの計算」、「ＩＬの計算
」としてあるのは、マップ値を’ＩＢと住とし、これに
工冫ノン負荷（たとえば燃料噴射パルス幅Ｔｉ）を木じ
た値を積分分Ｉ　Ｒ，　Ｉ．として求めていることを示
す。この表記は後述する他の実施例でも使用する。

Ｉ　Ｒ＝　ｉＲＸＴ　ｉ・・・■ ■Ｌ＝ｉＬＸＴｉ・・・■ エンジン負荷は、Ｔ１に限らずＴｐ＋ＯＦＳＴ等でも構
わない。ただし、ＯＦＳＴはオ７セツＦ量である。

Ｓ５５と８６３の「木」は第７図のルーチンを起動する
指示を行なうことを示す。この表記も後述する他の実施
例で使用する。

Ｓ５７と８６５は第１図（Ａ＞の現在の小領域判定手段
３８の機能を果たす部分で、ここでは現在の運転条件が
いずれの小領域に属するかを判定する。

小領域とは、第８図に示すように、エンジン回転数Ｎｅ
と工冫ジン負荷（たとえばＴｐ）から定まる運転条件に
応じて複数に区分けされた小さな各領域をいう。小領域
の総数はメモリ容量との関係で適当な数とする。第８図
はエンジンの負荷と回転数をパラメータとして区分けし
てあるが、さらに水温等を考慮して区分けしても構わな
い。

Ｓ５８と３６６は第１図（Ａ）の学習値読出し手段３９
の機能を果たす部分である。ここでは比例分についての
学習値のマップを参照することにより・現在の運転条件
の属する小領域に対応する番地に格納されでいる学習値
ＬＰを読み出す。

この学習値のマップを第９図に示すと、このマツブは、
第８図で示した複数の小領域と同数の番地を有し、各小
領域ごとに別個の学習値を格納している。学習値のマッ
プはＲＡＭ２　５から構成される。

Ｓ５９，Ｓ６０，Ｓ６２，Ｓ６７，８６８，８７０は第
１図（Ａ）の空燃比７イードバフク補正量決定手段４０
の機能を果たす部分である。

Ｓ５９と８６７では、次式により最終的な比例分Ｐ　Ｒ
，　ＰＬを決定する。

ＰＲ＝ＰＲ−ＬＰ・・・■ ＰＬ＝ＰＬ士ＬＰ・・・■ これらの式によれば、上流側０２センサ出力に基づくフ
ィードバック制御を杵なっても空燃比がいずれかの側に
ずれている場合に、このずれが学習値ＬＰにで解消され
ることを意味する。

Ｓ１３０，Ｓ６２，Ｓ６８，Ｓ７０では、制御定数（比
例分と積分分）を用いて空燃比フィードバック補正係数
ａを計算する。

こうして求めたａからは第２２図にしたがって燃料噴射
パルス幅Ｔｉが決定される。第２２図のＳ４１にて第１
図（Ａ）の基本噴射量計算手段３３の機能が、Ｓ４２，
Ｓ４３にて第１図（Ａ）の燃料噴射量決定手段４１の慨
能が果たされる。

第７図は下流側０２センサ出力ＯＳＲ２に基づいて学習
値ＬＰを更新するためのルーチンで、この処理は上流側
０２センサ出力ＯＳＲＩが反転するごとに実行される。

Ｓ８２〜Ｓ８５，Ｓ９３は第１図（Ａ）の滞在判定手段
４６の機能を果たす部分である。Ｓ８２ではカウンタ値
ｊを１だけインクリメントする。このカウンタ値ｊは空
燃比反松の回数を表す。Ｓ８３では現在の運転条件がど
の小領域にあるかをみて、Ｓ８４で前回と同じ小領域に
あれば、Ｓ８５に進む。Ｓ８５ではｊと所定の反軒回数
（たとえば５回）ｎとを比較し、ｊ＞ｎであれば、運転
条件が同じ小領域に所定の反転回数（所定の期間）継続
しで滞在したと判断して、８８６に進む。Ｓ８４で前回
と同じ小領域になければ、Ｓ９３でカウンタ値ｊをリセ
ットする。

これは、運転条件が同一の小領域に所定の期間継続して
滞在することを学習の条件とするものである。同じ小領
域にあることを条件にするのは、小領域が大きく離れる
と、これに応じて空燃比に及ぼす吸入空気や燃料の状態
が大きく異なるからである。

また、所定の反転回数０は下流側０２センサの応答遅れ
時間を代表させている。これは、αにて補正された燃料
量から形成される混合気が、燃焼して排気管に排出され
、下流側０２センサ１２Ｂに達するまでに所定の期開τ
の応答遅れを有するので、下流ｇＩｌｌＯ２センサ出力
から得られる現在の空燃比はこのτ以前の運転条件が属
する小領域に対するものであるからである。

上流９１１＋０２センサ出力の反転回数の代わりに、エ
ンジン回転数、吸入空気量や燃料量の積算量、経過時間
等でも構わない。たとえば、第７図を時間同期で起動す
ればｊは経過時間を、回転同期で起動すればエンジン回
転数を、さらに単位吸入空気量ごとあるいは単位燃料量
ごとに起動すれば、ｊは吸入空気量の積算値あるいは燃
料量の積算値を表すことになる。

８８６〜Ｓ９０は第１図（Ａ）の学習値更新手段４７の
機能を果たす部分である。

Ｓ８６では所定の期間τ滞在した小領域に対応する番地
に格納されている学習値ＬＰをマップ参照により求める
。

Ｓ８７では下流９１１＋０２センサ出力ＯＳＲ２と理論
空燃比相当のスライスレベルＳＬＲとの比較により、空
燃比がリッチ側にあると判断した場合はＳ８８に進む。

Ｓ８８では次式により学習値を更新する。

ＬＰ＝ＬＰ−ＤＬＰＲ・・−■ この場合、一定値ＤＬＰＲだけ差し引くのは、次の理由
による。８８Ｂに進むのはリッチ側にあると判断される
場合であるから、空燃比をリーン側にシフトしなければ
ならない。そのためには、Ｓ６０のＰＲを大きくしかつ
３６８のＰＬを小さくすることであるが、学習値ＬＰは
上記の■！■式の形で導入してあるので、ＰＲを太き《
しかつＰＬを小さくするにはＬＰを小さくすればよいの
である。つまり、上記の■，■式のＬＰに付した正負の
符号はこうした点から定められている。

なお、空燃比をり一冫側にシ７｝するため、ＰＲとＰＬ
の両方を変更する必要は必ずしもなく、ＰＲを大きくす
るのみあるいはＰＬを小さくするのみでも構わない。

一方、Ｓ８７でリッチ側になければ、Ｓ９１に進み、こ
こでは次式により、学習値ＬＰを更新する。

ＬＰ＝ＬＰ＋ＤＬＰＬ・・・■ ただし、■式においてＤＬＰＬも一定値である。

Ｓ８９とＳ９２ではＳ８８とＳ９１で更新した学習値を
下限値あるいは上限値に制限する。これは学習値により
制御し得る範囲を限ることで、空燃比制御を安定させる
ためである。

Ｓ９０では更新された学習値ＬＰを同じ小領域に対応す
る番地に格納する。

ここで、この例の作用を説明する。

＃Ｉ１０図に運転途中で車速を大きくした場合の変化を
示すと、皐速変化の前後で運転条件はＡ→Ｂ−４Ｃと異
なる小領域を移行する。

学習機能を持たない単なる空燃比フィードバック制御で
、この上うな阜速変化に対してａの追い付きをよくする
には、αの変化速度を大きくすることである。これは、
ちょうどＬＰの傾きを図示の破線で示すように大きくす
ることに相当する。

しかしながら、傾きを大きくすると、過渡時の追い付き
はよくなるものの、過渡前後の定常状態ではこの変化速
度の大きい分ハンチングも大きくなる。

これに対して、この例では異なる小領域ごとに別々の学
習値ＬＰを備えており、現在の運転条件の属する小領域
に対応した学習値ＬＰが読み出されて使用されると、学
習値ＬＰは小領域の境界で図示のようにステップ的に変
化する。学習値は比例分ＰＲ，ＰＬに対する修正量であ
るから、このように学習値がステップ的に変化すると、
修正が応答良《行なわれる。つまり、学習値は大きな応
答遅れを有する下流側０２センサ出力から求められるに
しでも、学習値にて比例分を修正すること自体に大きな
応答遅れを生じることはないのである。

また、学習値の更新は所定の期間τつより下流側０２セ
ンサ出力の応答遅れを考慮して定められているので、学
習精度が保証される。

この結果、下流側０２センサ出力の応答遅れが大きいも
のであっても、各小領域ごとに異なる微妙な空燃比誤差
を修正することができる。

なお、定常時には学習値が逐次更新されるので、ｔｌｌ
ｉ度が高い。このため、更新の速度を小さくすることが
できるので、定常時でのハンチングが避けられる。

さらに、学習値の更新を上流側０２センサ出力ＯＳＲＩ
の反転ごとに行なうようにしているので、上流側０２セ
ンサによる空燃比フィードバック制御と下流側０２セン
サによる学，習制御との整合がとれる。たとえば、上流
側０２センサ出力が反転直後にない状態では、上流側０
２センサ出力自体も目標空燃比に追い付いていないので
あるあるから、その状態で学習値を更新しても整合がと
れないのである。なお、上記の学習効果により上流側０
２センサ出力の反転周期が短くなるので、これに応じて
更新の頻度がさらに高くなり、制御精度が向上する。

弟１１図と弟１２図は積分分について、第１３図と第１
４図はディレイ時間について，第１５図と第１６図は上
流側０２センサ側のスライスレベルについて学習値を導
入した他の３つの実施例である。

第１１図では、Ｓ１０２，Ｓ１０６で現在の運転条件の
属する小領域から積分分についての学習値Ｌｉがルック
アップされ、次式にて積分分ＩＲ，■，が計算される。

Ｉ　Ｒ＝　（ｉＲ−　Ｌ　ｉ）Ｘ負荷・・・■Ｉ　Ｌ＝
　（ｉＬ＋　Ｌ　ｉ）Ｘ負荷・・・■これらの式は上述
の■，■式に学習値Ｌｉを導入した式に相当する。

弟１３図では、Ｓ１２２，Ｓ１２７で現在の運転条件の
属する小領域からデイレイ時間についての学習値ＤＲ，
ＤＬがルックアップされる。Ｓ１２３，Ｓ１２８では、
これらＤＲ．ＤＬと実際のデイレイ時間ＣＲ，ＣＬとの
比較により、上流側０２センサ出力ＯＳＲＩが反転した
がどうがが判定される。Ｓ１２５，Ｓ１２（３，Ｓ１３
０．．Ｓ１３１において、ＦＲＬ＝１はリーンがらリッ
チへの判定直後にあることを、ＦＲＬ＝Ｏはこの逆にリ
ッチからリーンへの判定直後にあることを示す′。

第１５図では、Ｓ１５２で現在の運転条件の属する小領
域からスライスレベルについての学習値ＳＬがルックア
ップされる。Ｓ１５３ではこの学習値ＳＬと上流側０２
センサ出力ＯＳＲＩの比較により、リッチ，リーンのい
ずれの側にあるかが判定される。ＳＬにはヒステリシス
を設けることもできる。

第１２図ではＳ１１１〜Ｓ１１４が、第１４図ではＳ１
４１〜Ｓ１４６が、第１６図ではＳ１６１〜Ｓ１６４が
それぞれ弟７図と相違する。

これらについても、先の実施例と同様の作用効果を奏す
る。

第１７図と１１８図は第２の発明の一実施例で、それぞ
れ第６図と第７図に対応させている。この例は、所定の
期間τ以前の運転条件が属していた小領域に対応する番
地に格納されている学習値しＰ′を現在の下流側０２セ
ンサ出力に基づいて更新するようにしたものである。

第１７図では、Ｓ１７１，Ｓ１７４が１図（Ｂ）の現在
の小領域判定手段３８の機能を、Ｓ１７２，Ｓ１７５が
第１図（Ｂ）の学習値読出し手段３９の機能を、Ｓ１７
３，Ｓ６０，Ｓ１７６，Ｓ６８が第１図（Ｂ）の空燃比
フィードバック補正量決定手段４０の機能を果たす。

第１８図では、８１８１が第１図（Ｂ）の所定期間以前
の小領域判定手段５３の慨能を、Ｓ１８２が第１図（Ｂ
）の学習値読出し手段５４の機能を、Ｓ１８３，Ｓ１８
５が第１図（Ｂ）の学習値更新手段５５の機能を実現す
る。

このうち、Ｓ１８１の内容である、運転条件が所定期間
τ以前に属した小領域を求めるためのルーチンを第１９
図に示すと、このルーチンは回転同期で実行する。各小
領域に異なる番号を与えておき、ＡＯ，ＡＩ，”’ｒＡ
Ｊｙ”’ｙＡｎの合計ｎ＋１個のメモリを用意する。

Ｓ１９１ｒは、現在よ’）（ｊ−１）回転前の運転条件
の属する小領域の番号を格納しているＡｊ−＋のメモリ
の内容をＡｊのメモリに移す処理をｊ＝　ｎ（たとえば
５０）からｊ＝１まで順次行ない、今回の運転条件の属
する小領域に対する番号をＡＯのメモリに格納する。

この場合、ｎ回転が所定の期間τに相当するように１１
を選べば、Ａｎのメモリにτ以前の運転条件の属する小
領域の番号が格納されている。

この例によれば、前記実施例と相違して、運転条件が同
じ小領域に継続して止どまることは必要なく、定常時以
外にも学習値が更新される。この結果、この例によるほ
うが学習の頻度は高くなる。

（発明の効果） 第１の発明は、小領域に対応して格納してある学習値を
、所定の学習条件を満たす場合に上流側空燃比センサ出
力の反転ごとに下流側空燃比センサ出力に基づいて更新
するとともに、現在の運転条件の属する小領域に対応し
て格納されている学習値を用いて上流側空燃比センサ出
力に基づくフィードバック制御の制御定数を修正するた
め、下流側空燃比センサ出力に大きな応答遅れを生じて
も、運転条件ごとに異なる微小な空燃比誤差を解消して
、制御精度を向上することができるとともに、上流側空
燃比センサによる空燃比フィードバック制御と下流側空
燃比センサによる学習制御との整合がとれる。

第２の発明では、所定の期間以前の運転条件が属してい
た小領域に対応する番地に格納されている学習値を上流
側空燃比センサ出力の反転ごとに現在の下流側空燃比セ
ンサ出力に基づいて更新するため、上記２つの制御の整
合がとれるばかりか、学習の頻度を高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）と第１図（Ｂ）は各発明のクレーム対応図
、第２図は各発明に共通する一実施例の制御システム図
、第３図はこの実施例のコントロールユニットのブロッ
ク図、第４図（Ａ），第４図（Ｂ）は空燃比フィードバ
ック制御により空燃比がリッチ気味あるいはリーン気味
となる場合の各０２センサ出力の波形図、第５図（Ａ）
，第５図（Ｂ）はそれぞれ空燃比がリッチ気味あるいは
リーン気味となる場合に空燃比のシフトのさせがたを示
すａの波形図、第６図と第７図はそれぞれ第１の発明の
一笑施例の制御動作を説明するための流れ図、第８図は
この実施例の小領域を説明するための領域図、第９図は
この実施例の学習値のマップを説明するための領域図、
第１０図はこの実施例の作用を説明するための波形図で
ある。 第１１図ないし第１６図は他の３つの実施例の制御動作
を説明するための流れ図である。 弟１７図ないし第１９図は第２の発明の一実施例の制御
動作を説明するための流れ図である。 第２０図力いし第２２図はそれぞれ従未例の制御動作を
説明するための流れ図、第２３図と弟２４図はそれぞれ
従未例の作用を説明するための波形図である。 ４・・・インノエクタ（燃料噴射装置）、５・・・排気
管、６・・・触媒コンバータ、７・・・エア７ローメー
タ（工ンノン負荷センサ）、１０・・・クランク角セン
サ（エンジン回転数センサ）、１１・・・水温センサ、
１２Ａ・・・上流側０２センサ（上流側空燃比センサ）
、１２Ｂ・・・下流側０２センサ（下流側空燃比センサ
）、２１・・・コントロールユニット、３１・・・エン
ノン負荷センサ、３２・・・エンジン回転数センサ、３
３・・・基本噴射量計算手段、３４・・・上流側空燃比
センサ（第１のセンサ）、３５・・・反転判定手段、３
６・・・基本制御定数計算手段、３７・・・学習値格納
手段、３８・・・現在の小領域判定手段、３９・・・学
習値読出し手段、４０・・・空燃比フィードバック補正
量決定手段、４１・・・燃料噴射量決定手段、４２・・
・出力手段、４３・・・燃料噴射装置、４４・・・下流
側空燃比センサ（第２のセンサ）、４５・・・判定手段
、４６・・・滞在判定手段、４７・・・学習値更新手段
、５３・・・所定期間以前の小領域判定手段、５４・・
・学習値読出し手段、５５・・・学習値更新手段。 第４ 図 （Ａ） （８） 第 ５ 図 （Ａ） （Ｂ） 第 ７ 図 第８ 図 リ Ｎｅ 第゛９ 図 学習値のマップ 第１１図 第１２図 第１４図 第１５図 第１６図 筑１７図 第１８図 第１９図 第２２図 第２３図 ■［

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセンサ
   と、これらの検出値に応じて基本噴射量を計算する手段
   と、触媒コンバータ上流の排気通路に介装され排気空燃
   比に応じた出力をする第１のセンサと、このセンサ出力
   と予め定めた目標値との比較により空燃比がこの目標値
   を境にして反転したかどうかを判定する手段と、この判
   定結果に応じ空燃比が目標値の近傍へと制御されるよう
   に空燃比フィードバック制御の基本制御定数を計算する
   手段と、少なくともエンジンの負荷と回転数から定まる
   運転条件に応じて区分けされた複数の小領域と同数の番
   地を有し、各小領域に対応して制御定数の学習値を格納
   する手段と、現在の運転条件がいずれの小領域に属する
   かを判定する手段と、現在の運転条件の属する小領域に
   対応する番地に格納されている学習値を読み出す手段と
   、この学習値にて前記基本制御定数を補正した値に基づ
   いて空燃比フィードバック補正量を決定する手段と、こ
   の空燃比フィードバック補正量にて前記基本噴射量を補
   正して燃料噴射量を決定する手段と、この噴射量を燃料
   噴射装置に出力する手段と、前記触媒コンバータ下流の
   排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力をする第２
   のセンサと、前記第１のセンサ出力の反転ごとに第２の
   センサ出力と前記目標値との比較により空燃比がいずれ
   の側にあるかを判定する手段と、運転条件が同一の小領
   域に所定の期間継続して滞在したかどうかを判定する手
   段と、同一の小領域に所定の期間滞在した場合にその小
   領域に対応する番地に格納されている学習値を読み出し
   、この読み出した学習値を前記下流側空燃比センサ出力
   と前記目標値との比較結果に応じて更新する手段とを設
   けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。 ２、エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセンサ
   と、これらの検出値に応じて基本噴射量を計算する手段
   と、触媒コンバータ上流の排気通路に介装され排気空燃
   比に応じた出力をする第１のセンサと、このセンサ出力
   と予め定めた目標値との比較により空燃比がこの目標値
   を境にして反転したかどうかを判定する手段と、この判
   定結果に応じ空燃比が目標値の近傍へと制御されるよう
   に空燃比フィードバック制御の基本制御定数を計算する
   手段と、少なくともエンジンの負荷と回転数から定まる
   運転条件に応じて区分けされた複数の小領域と同数の番
   地を有し、各小領域に対応して制御定数の学習値を格納
   する手段と、現在の運転条件がいずれの小領域に属する
   かを判定する手段と、現在の運転条件の属する小領域に
   対応する番地に格納されている学習値を読み出す手段と
   、この学習値にて前記基本制御定数を補正した値に基づ
   いて空燃比フィードバック補正量を決定する手段と、こ
   の空燃比フィードバック補正量にて前記基本噴射量を補
   正して燃料噴射量を決定する手段と、この噴射量を燃料
   噴射装置に出力する手段と、前記触媒コンバータ下流の
   排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力をする第２
   のセンサと、前記第１のセンサ出力の反転ごとに第２の
   センサ出力と前記目標値との比較により空燃比がいずれ
   の側にあるかを判定する手段と、現在より所定の期間以
   前の運転条件がいずれの小領域に属するかを判定する手
   段と、所定の期間以前の運転条件の属する小領域に対応
   する番地に格納されている学習値を読み出す手段と、こ
   の読み出した学習値を前記下流側空燃比センサ出力と前
   記目標値との比較結果に応じて更新する手段とを設けた
   ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。