JPH05156988A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱により学習値が損なわれることが防止で
きる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。 【構成】 マイクロコンピュータ２２は、内燃機関１の
運転状態に応じた燃料噴射弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに
よる基本燃料噴射量を算出するとともに、強制的に所定
期間毎に空燃比が理論空燃比に対しリッチ側とリーン側
になる目標空燃比を設定し目標空燃比とリニア空燃比セ
ンサ２０による空燃比との偏差を求めその偏差を小さく
するための空燃比補正係数を算出する。そして、基本燃
料噴射量を空燃比補正係数と学習値とにより補正する
が、目標空燃比の反転タイミングにおいて空燃比センサ
２０による空燃比が所定範囲内で、かつ目標空燃比の反
転に追従して空燃比センサ２０による空燃比が反転した
ときのみ空燃比センサ２０による空燃比と理論空燃比と
のズレ量に応じて学習値を更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の空燃比制
御装置に係り、詳しくは、空燃比センサを用いて空燃比
フィードバックする空燃比制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の空燃比制御装置が特開
平３−１８５２４４号公報に示されている。これは、排
気ガス中の空燃比をリニアに検出する空燃比センサを設
け、強制的に所定期間毎に空燃比が理論空燃比に対しリ
ッチ側とリーン側になる目標空燃比を設定し、目標空燃
比と空燃比センサによる検出空燃比との偏差を求め、そ
の偏差を小さくすべく基本燃料噴射量を補正するもので
ある。

【０００３】一方、空燃比制御において学習制御が採用
されており、この学習制御を前記公報に示すシステムに
採用する際には、図１１に示すように、目標空燃比の反
転タイミング毎（ｔ１，ｔ２，…）に空燃比補正係数Ｆ
ＡＦの前回値Ｐi-1 と今回値Ｐi の平均値ＦＡＦＡＶ
（＝（Ｐi-1 ＋Ｐi ）／２）を算出し、この平均値ＦＡ
ＦＡＶと理論空燃比λ＝１とのズレ量τを求めてこのズ
レ量τにより学習値ＫGを更新することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、学習値ＫG
の更新にあたり、空燃比センサの出力が外乱により大幅
に乱れた場合には適切な更新動作を行うことができな
い。この外乱の要因としては、アクセルペダルの急激な
操作等の運転状態の変化やエバポパージや電気的ノイズ
等の予期せぬ空燃比変動による誤動作等がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、外乱により学
習値が損なわれることが防止できる内燃機関の空燃比制
御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、図１２に示
すように、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁Ｍ１
と、内燃機関の排気管に配設され、排気ガスを浄化する
ための触媒Ｍ２と、内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段Ｍ３と、前記触媒Ｍ２の上流側に設けら
れ、排気ガス中の空燃比をリニアに検出する空燃比セン
サＭ４と、前記運転状態検出手段Ｍ３による内燃機関の
運転状態に応じた前記燃料噴射弁Ｍ１による基本燃料噴
射量を算出する基本燃料噴射量算出手段Ｍ５と、強制的
に所定期間毎に空燃比が理論空燃比に対しリッチ側とリ
ーン側になる目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段
Ｍ６と、前記目標空燃比設定手段Ｍ６による目標空燃比
と前記空燃比センサＭ４による空燃比との偏差を求め、
その偏差を小さくするための空燃比補正値を算出する空
燃比補正値算出手段Ｍ７と、前記空燃比センサＭ４によ
る空燃比と理論空燃比との空燃比ズレ量を修正するため
の学習値を記憶した学習値記憶手段Ｍ８と、前記基本燃
料噴射量算出手段Ｍ５による基本燃料噴射量を、前記空
燃比補正値算出手段Ｍ７による空燃比補正値と前記学習
値記憶手段Ｍ８の学習値とにより補正する燃料噴射量補
正手段Ｍ９と、前記目標空燃比設定手段Ｍ６による目標
空燃比の反転タイミングにおいて前記空燃比センサＭ４
による空燃比が所定範囲内で、かつ目標空燃比の反転に
追従して空燃比センサＭ４による空燃比が反転したとき
のみ、前記空燃比センサＭ４による空燃比と理論空燃比
とのズレ量を小さくすべく前記学習値記憶手段Ｍ８の学
習値を更新する学習値更新手段Ｍ１０とを備えた内燃機
関の空燃比制御装置をその要旨とするものである。

【０００７】

【作用】基本燃料噴射量算出手段Ｍ５は運転状態検出手
段Ｍ３による内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射弁Ｍ
１による基本燃料噴射量を算出する。又、目標空燃比設
定手段Ｍ６は強制的に所定期間毎に空燃比が理論空燃比
に対しリッチ側とリーン側になる目標空燃比を設定し、
空燃比補正値算出手段Ｍ７は目標空燃比設定手段Ｍ６に
よる目標空燃比と空燃比センサＭ４による空燃比との偏
差を求め、その偏差を小さくするための空燃比補正値を
算出する。そして、燃料噴射量補正手段Ｍ９は基本燃料
噴射量算出手段Ｍ５による基本燃料噴射量を、空燃比補
正値算出手段Ｍ７による空燃比補正値と学習値記憶手段
Ｍ８の学習値とにより補正する。又、学習値更新手段Ｍ
１０は、目標空燃比設定手段Ｍ６による目標空燃比の反
転タイミングにおいて空燃比センサＭ４による空燃比が
所定範囲内で、かつ目標空燃比の反転に追従して空燃比
センサＭ４による空燃比が反転したときのみ、空燃比セ
ンサＭ４による空燃比と理論空燃比とのズレ量を小さく
すべく学習値記憶手段Ｍ８の学習値を更新する。つま
り、学習値の更新にあたり、空燃比センサＭ４による空
燃比が外乱により大幅に乱れた場合にはその学習値更新
動作が禁止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図１は、４気筒４サイクル型火花点火
式内燃機関１の燃料噴射制御システムに本発明が適用さ
れた例を示している。内燃機関１の吸気系において、エ
アクリーナ２と吸気管３とサージタンク４とインテーク
マニホールド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとが順に接続さ
れ、空気がエアクリーナ２から吸気管３内に流入してサ
ージタンク４及びインテークマニホールド５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄを介して機関本体６の各気筒の燃焼室内に供
給される。又、吸気管３にはスロットルバルブ７が設け
られている。さらに、インテークマニホールド５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄには燃料噴射弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ
が配置され、この燃料噴射弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄか
ら燃料タンクからの燃料が噴射され、吸入空気と混合し
て混合気を形成して各気筒の燃焼室内に供給される。機
関本体６には点火プラグ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが配置
され、このプラグ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの点火動作に
より各燃焼室において混合気が燃焼する。

【０００９】内燃機関１の排気系において、イグゾース
トマニホールド１０を介して排気管１２が接続され、こ
の排気管１２には三元触媒１１が配置されている。よっ
て、内燃機関１の排気ガスは三元触媒１１を通して排出
される。又、各点火プラグ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、
ディストリビュータ１３から点火回路１４との協働によ
り配電される高電圧を受けて点火する。さらに、三元触
媒１１はイグゾーストマニホールド１０からの排気ガス
中の有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等）を低減する役割
を果たす。

【００１０】ディストリビュータ１３には回転数センサ
１５が配設され、この回転数センサ１５は、機関本体６
の出力軸の現実の回転数（内燃機関１の現実の回転数に
相当する）を検出し、この検出結果に比例する周波数に
てパルス信号を順次発生する。ただし、回転数センサ１
５からのパルス信号の発生数は、内燃機関１の２回転
（即ち、７２０度クランク角）あたり、２４個である。

【００１１】スロットルセンサ１６は、スロットルバル
ブ７の現実の開度を検出し開度検出信号を出力する。
又、スロットルセンサ１６は、アイドルスイッチをも内
蔵しており、このアイドルスイッチは、スロットルバル
ブ７の全閉時にこれを検出し全閉検出信号を出力する。
負圧センサ１７は、吸気管３内のスロットルバルブ７の
下流に生ずる現実の負圧を検出し負圧検出信号を出力す
る。

【００１２】水温センサ１８は、機関本体６の冷却系統
内の現実の冷却水温を検出し、水温検出信号を出力す
る。吸気温センサ１９は、吸気管３内のスロットルバル
ブ７の上流に流入する空気流の現実の温度を吸気温検出
信号として発生する。リニア空燃比センサ２０は、排気
管１２内の三元触媒１１の上流における空燃比を検出し
空燃比検出信号を出力する。ここで、同空燃比検出信号
は、機関本体６に供給される混合気の現実の空燃比λに
対しリニアな値をとる。酸素濃度センサ２１は、排気管
１２内の三元触媒１１の下流における排気ガス中の現実
の未燃焼酸素濃度を検出し酸素濃度検出信号として発生
する。ここで、この酸素濃度センサ２１からの酸素濃度
検出信号は、空燃比λが理論空燃比λo に対しリッチか
リーンであるかを表す。

【００１３】マイクロコンピュータ２２は、ＣＰＵ２
３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５、バックアップＲＡＭ２
６、入力ポート２７、出力ポート２８及びバスライン２
９等により構成されている。ＣＰＵ２３は、回転数セン
サ１５からのパルス信号、スロットルセンサ１６からの
開度検出信号及び全閉検出信号、負圧センサ１７からの
負圧検出信号、水温センサ１８からの水温検出信号、吸
気温センサ１９からの吸気温検出信号、リニア空燃比セ
ンサ２０からの空燃比検出信号並びに酸素濃度センサ２
１からの酸素濃度検出信号を、入力ポート２７及びバス
ライン２９を通して受ける。又、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ
２４、ＲＡＭ２５及びバックップＲＡＭ２６内の記憶デ
ータをバスライン２９を通して受けて、コンピュータプ
ログラムを実行し、この実行中において、バスライン２
９及び出力ポート２８を介し各燃料噴射弁８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄ及び点火回路１４を駆動制御するに必要な演
算処理を行なう。尚、上述のコンピュータプログラムは
ＲＯＭ２４内に予め記憶されている。

【００１４】又、バックップＲＡＭ２６には、空燃比制
御で使用される空燃比学習値ＫG が記憶されている。
尚、本実施例では、回転数センサ１５及び負圧センサ１
７にて運転状態検出手段を構成し、マイクロコンピュー
タ２２にて基本燃料噴射量算出手段、目標空燃比設定手
段、空燃比補正値算出手段、学習値記憶手段、燃料噴射
量補正手段、学習値更新手段を構成している。

【００１５】次に、このように構成した内燃機関の空燃
比制御装置の作用を説明する。ＣＰＵ２３は、図７にお
いてＬ１で示すように、強制的に所定期間毎（機関の１
５回転毎；以下、ディザ周期という）に空燃比λが中心
空燃比λ_TGC に対しリッチ側とリーン側になる目標空燃
比λ_TGを設定する。この目標空燃比λ_TGの中心値λ_TGC
は、図８に示すように、酸素濃度センサ２１の出力信号
に基づいて触媒ウィンド内の範囲で微調整される。詳し
くは、酸素濃度センサ２１の検出信号がリッチの時には
中心値λ_TGC を所定値だけリーン側に、又、酸素濃度セ
ンサ２１の検出信号がリーンの時には中心値λ_TGC を所
定値だけリッチ側に設定する。そして、ＣＰＵ２３は、
この目標空燃比λ_TGとすべくリニア空燃比センサ２０の
リニアな空燃比の出力（図７のＬ２で示す）を用いて空
燃比補正係数ＦＡＦを設定して追従制御を行う。本実施
例では、この空燃比制御としてフィードバックの応答性
を高めるべく現代制御理論を用い、目標空燃比λ_TGに収
束させるようにしている。

【００１６】以下に、この燃料噴射制御システムにおけ
る空燃比制御の手法について説明する。 （１）制御対象のモデリング 本実施例では、内燃機関１の空燃比λを制御するシステ
ムのモデルに、無駄時間Ｐ＝３を有する次数１の自己回
帰移動平均モデルを行い、さらに、外乱ｄを考慮して近
似している。

【００１７】まず、自己回帰移動平均モデルを用いた空
燃比λを制御するシステムのモデルは、次の数１により
近似できる。

【００１８】

【数１】 λ（Ｋ）＝ａ・λ（Ｋ−１）＋ｂ・ＦＡＦ（Ｋ−３） ただし、この数１において、符合ＦＡＦは空燃比補正係
数を表す。又、各符合ａ、ｂは定数を表す。又、符合Ｋ
は、最初のサンプリング開始からの制御回数を示す変数
を表す。

【００１９】さらに、外乱ｄを考慮すると、制御システ
ムのモデルは、次の数２で近似できる。

【００２０】

【数２】 λ（Ｋ）＝ａ・λ（Ｋ−１）＋ｂ・ＦＡＦ（Ｋ−３）＋ｄ（Ｋ−１） 以上のようにして近似したモデルに対し、ステップ応答
を用いた回転周期（３６０°クランク角）サンプリング
で離散化して各定数ａ、ｂを定めること、即ち、空燃比
λを制御する系の伝達関数Ｇを求めることは容易であ
る。 （２）状態変数量ＩＸの表示方法（ただし、ＩＸはベク
トル量である） 上述の数２を次の数３により表される状態変数量ＩＸ
（Ｋ）を用いて書き直すと、数４及び数５のようにな
る。

【００２１】

【数３】 ＩＸ（Ｋ）＝〔Ｘ1(Ｋ）・Ｘ2(Ｋ）・Ｘ3(Ｋ）・Ｘ4(Ｋ）〕^T 但し、数３において、符合Ｔは、転置行列を示す。

【００２２】

【数４】

【００２３】

【数５】 Ｘ１（Ｋ＋１）＝ａＸ１（Ｋ）＋ｂＸ２（Ｋ）＋ｄ（Ｋ）＝λ（Ｋ＋１） Ｘ２（Ｋ＋１）＝ＦＡＦ（Ｋ−２） Ｘ３（Ｋ＋１）＝ＦＡＦ（Ｋ−１） Ｘ４（Ｋ＋１）＝ＦＡＦ（Ｋ） （３）レギュレータの設計 上述の数３〜数５に基づいてレギュレータを設計する
と、空燃比補正係数は、最適フィードバックゲインＩＫ
（ベクトル量を有する）に関する次の数６、及び状態変
数量ＩＸ（Ｋ）に関する数７を用いて、数８のように表
せる。

【００２４】

【数６】ＩＫ＝［Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４］

【００２５】

【数７】 ＩＸ（Ｋ）＝〔λ（Ｋ）、FAF(Ｋ−３）、FAF(Ｋ−２）、FAF(Ｋ−１）〕

【００２６】

【数８】 ＦＡＦ（Ｋ）＝ＩＫ・ＸＫ（Ｋ） ＝Ｋ１・λ（Ｋ）＋Ｋ２・FAF(Ｋ−３）＋Ｋ３・FAF(Ｋ−２） ＋Ｋ４・FAF(Ｋ−１） さらに、この数８において、誤差を吸収させるための積
分項ＺＩ（Ｋ）を加えると、空燃比補正係数は、次の数
９によって与えられる。

【００２７】

【数９】 ＦＡＦ（Ｋ）＝Ｋ１・λ（Ｋ）＋Ｋ２・ＦＡＦ（Ｋ−３） ＋Ｋ３・ＦＡＦ（Ｋ−２）＋Ｋ４・ＦＡＦ（Ｋ−１） ＋ＺＩ（Ｋ） 尚、上述の積分項ＺＩ（Ｋ）は、目標空燃比λ_TG及び現
実の空燃比λ（Ｋ）間の偏差と積分定数Ｋａとから決ま
る値であって、次の数１０により与えられる。

【００２８】

【数１０】 ＺＩ（Ｋ）＝ＺＩ（Ｋ−１）＋Ｋａ・（λ_TG−λ（Ｋ）） 図２は、上述のようにモデルを設計した空燃比λの制御
システムのブロック線図を表す。ここではＺ^-1変換を示
し、これは過去の空燃比補正係数ＦＡＦ（Ｋ−１）をＲ
ＡＭ２５に記憶しておき、次の制御タイミングで読み出
して用いることを示す。

【００２９】又、図２において、一点鎖線で囲まれたブ
ロックＰ１が、空燃比λ（Ｋ）を目標空燃比λ_TGにフィ
ードバック制御している状態にて状態変数量ＩＸ（Ｋ）
を定める部分であり、ブロックＰ２が、積分項ＺＩ
（Ｋ）を求める部分（累積部）であり、かつ、ブロック
Ｐ３が、ブロックＰ１で定められた状態変数量ＩＸ
（Ｋ）とブロックＰ２で求められた積分項ＺＩ（Ｋ）と
から今回の空燃比補正係数ＦＡＦ（Ｋ）を演算する部分
である。 （４）最適フィードバックゲインＩＫ及び積分定数Ｋａ
の決定 最適フィードバックゲイン及び積分定数Ｋａは、例え
ば、次の数１１で示される評価関数Ｊを最小にすること
で設定できる。

【００３０】

【数１１】

【００３１】ただし、この数１１において、評価関数Ｊ
は、空燃比補正係数ＦＡＦ（Ｋ）の動きを制約しつつ、
空燃比λ（Ｋ）と目標空燃比λ_TGとの偏差を最小にする
ことを意図したものである。又、空燃比補正係数ＦＡＦ
（Ｋ）に対する制約の重み付けは、重みのパラメータ
Ｑ、Ｒの値によって変更できる。従って、重みパラメー
タＱ、Ｒの値を種々換えて最適な制御特性が得られるま
でシュミレーションを繰り返して最適フィードバックゲ
インＩＫ及び積分定数Ｋａを定めればよい。

【００３２】さらに、最適フィードバックゲインＩＫ及
び積分定数Ｋａは、両モデル定数ａ、ｂに依存してい
る。従って、現実の空燃比λを制御する系の変動（パラ
メータ変動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）
を保証するためには、各モデル定数ａ、ｂの変動分を見
込んで最適フィードバックゲインＩＫ及び積分定数Ｋａ
を設定する必要がある。

【００３３】よって、シュミレーションは、各モデル定
数ａ、ｂの現実に生じ得る変動を加味して行い、安全性
を満足する最適フィードバックゲインＩＫ及び積分定数
Ｋａを定める。

【００３４】以上、制御対象のモデリング、状態変数量
の表示方法、レギュレータの設計並びに最適フィードバ
ックゲイン及び積分定数の決定について説明したが、こ
れらは、予め決定されており、本実施例においては、上
述の数７及び数８のみを用いて燃料噴射制御システムに
おける空燃比制御を行なう。

【００３５】一方、燃料噴射制御システムの作動状態に
おいて、マイクロコンピュータ２２のＣＰＵ２３は図３
〜６に示すようなフローチャートに従って作動する。ま
ず、図３に示すメインルーチンの動きを説明する。ＣＰ
Ｕ２３はステップ１００でイニシャライズ処理をした
後、ステップ２００で内燃機関１の回転数ＮＥを計算す
る。そして、ＣＰＵ２３はステップ３００で各種の燃料
噴射補正量の計算を行い、ステップ４００で空燃比フィ
ードバック学習量の算出を行う。この詳細は図６に示す
内容であり、後ほど説明する。

【００３６】次に、ＣＰＵ２３はステップ５００で燃料
噴射量ＴＡＵの計算タイミングかどうか判定する。これ
は、３６０°ＣＡ経過したかということが判定される。
ＣＰＵ２３は燃料噴射量ＴＡＵの計算タイミングであれ
ば、ステップ６００で燃料噴射量ＴＡＵの算出を行う。
この処理を図４で示し、後述する。

【００３７】ＣＰＵ２３はステップ５００において燃料
噴射量ＴＡＵの計算タイミングでないと、ステップ７０
０で、点火時期等の他の制御を実行し、再びステップ２
００に戻って同様に周回する。

【００３８】次に、図４に示すＴＡＵ計算ルーチンにつ
いて説明する。まず、ＣＰＵ２３はステップ６１０で吸
気管圧力、機関回転数により基本燃料噴射量Ｔｐを求
め、ステップ６２０において前述の方法により空燃比補
正係数ＦＡＦを求める。次に、ＣＰＵ２３はステップ６
３０で平均空燃比補正係数ＦＡＦＡＶを算出する。この
平均空燃比補正係数ＦＡＦＡＶの算出ルーチンを図５に
示し、詳細は後ほど説明する。最後に、ＣＰＵ２３はス
テップ６４０で次式のようにステップ６１０における基
本燃料噴射量ＴｐにＦＡＦ、学習値ＫG 、さらに他の水
温等の補正係数Ｆall を乗じて燃料噴射量ＴＡＵを決定
する。

【００３９】ＴＡＵ＝Ｔｐ・ＦＡＦ・ＫG ・Ｆall 次に、図５に示す平均空燃比補正係数ＦＡＦＡＶの算出
について図７を用いて説明する。まず、ＣＰＵ２３はス
テップ６３１において、図７に示すように所定ディザ周
期（例えば、機関１５回転分）毎の目標空燃比λ_TGの反
転タイミング（ｔ１，ｔ２，…）かどうかを判定する。
反転タイミングでない場合は終了する。又、反転タイミ
ングの場合、ＣＰＵ２３はステップ６３２で、今回のデ
ィザ区間（これは上記の機関１５回転分と同一）におい
て、空燃比が所定範囲Δ内であったかどうかを判定す
る。図７では、所定範囲Δは、λ_TGC ±０．０５として
いる。そして、ＣＰＵ２３は所定範囲Δ内であると、ス
テップ６３３に進み、今回のディザ区間内で空燃比が目
標空燃比λ_TGの反転に伴って中心目標空燃比λ_TGC を横
切ったかどうか判定する。

【００４０】以上のステップ６３２、６３３の判定によ
り空燃比が目標空燃比λ_TGの反転に伴って正規な動きを
示し、空燃比を大きく乱す外乱が生じなかったというこ
とが判断でき、学習をしてもよい状態であると判断でき
る。

【００４１】次に、ＣＰＵ２３はステップ６３４で今回
のＦＡＦと、前回の目標空燃比反転のタイミング時のＦ
ＡＦであるＦＡＦＯＬＤとから平均空燃比補正係数ＦＡ
ＦＡＶを算出する。次に、ＣＰＵ２３はステップ６３５
で今回のＦＡＦを次回の計算用にＦＡＦＯＬＤへストア
しておく。最後に、ＣＰＵ２３はステップ６３６で学習
タイミングフラグＸＴＧＫＳをセットして終了する。こ
れは、メインルーチンで処理される学習値更新部に対し
てＦＡＦＡＶが正規に算出され、学習値ＫG を更新して
もよいかということを示すものである。

【００４２】次に、図６に示す学習値ＫG の更新ルーチ
ンについて説明する。まず、ＣＰＵ２３はステップ４１
０で各種の学習条件が成立しているか判定する。これ
は、空燃比のフィードバック条件の成立（水温が所定値
以上で、かつ、高負荷運転でない）、その学習領域に入
ってから所定時間以上経過している等である。学習条件
が成立していない場合は終了する。学習条件が成立して
いると、ＣＰＵ２３はステップ４２０で図５の学習タイ
ミングフラグＸＴＧＫＳがセットされているか否か判定
することにより学習タイミングかどうかを判定する。

【００４３】次に、学習タイミングであると、ＣＰＵ２
３はステップ４３０，４４０において、学習値ＫG をど
う更新すべきかの判定を行なう。ＦＡＦ初期値は１．０
であり、またＦＡＦ＝１．０の時がベース空燃比がしっ
かり合っている状態、即ち、フィードバック制御を行っ
ていないか又は収束条件下である。ＣＰＵ２３はステッ
プ４３０，４４０において図７に示すように、平均空燃
比補正係数ＦＡＦＡＶに対し±２％の不感帯を設定して
学習値ＫG をどう更新すべきかの判断をする。即ち、ス
テップ４３０では平均空燃比補正係数ＦＡＦＡＶが１．
０２により大きいかどうか判定する。大きい場合、学習
値ＫG が小さいと判断し、ステップ４５０で学習値を所
定値αだけ増量する。逆に学習値ＫG が大きすぎる場合
は、ステップ４４０でＦＡＦＡＶが０．９８より小さい
かという判定がＹＥＳとなり、ステップ４６０で学習値
ＫG を所定値αだけ減量する。このルーチンを繰り返す
ことによって、学習値ＫG は適切な値に更新される。

【００４４】図７には、外乱がなく正常な学習を行って
いる場合のタイムチャートを示したが、図９には、外乱
が発生した場合のタイムチャートを示す。この外乱があ
った場合には、図９でｔ４に示すタイミングにて、図５
のステップ６３２において空燃比が所定範囲Δ内から外
れるので平均空燃比補正係数ＦＡＦＡＶの更新及び学習
タイミングフラグＸＴＧＫＳのセットは行わず学習値Ｋ
G の更新も行わない。同様の動作が、図９でｔ５，ｔ６
のタイミングにて行われる。又、図９でのｔ７のタイミ
ングにおいては、図５のステップ６３３において今回の
ディザ区間内で空燃比が目標空燃比λ_TGの反転に伴って
中心目標空燃比λ_TGC を横切っていないので、平均空燃
比補正係数ＦＡＦＡＶの更新及び学習タイミングフラグ
ＸＴＧＫＳのセットは行わず学習値ＫG の更新も行わな
い。

【００４５】さらに、図１０には、図５のステップ６３
２，６３３の処理を行わない装置を用いたときにおい
て、外乱が発生した場合のタイムチャートを示す。この
場合には、外乱が発生しても平均空燃比補正係数ＦＡＦ
ＡＶの更新及び学習タイミングフラグＸＴＧＫＳのセッ
トが行われて学習値ＫG の更新、つまりｔ１〜ｔ５にお
いて学習値ＫG が小さく変更されてしまう。

【００４６】このように本実施例では、三元触媒１１の
上流側に空燃比をリニアに検出するリニア空燃比センサ
２０を設け、マイクロコンピュータ２２（基本燃料噴射
量算出手段、目標空燃比設定手段、空燃比補正値算出手
段、学習値記憶手段、燃料噴射量補正手段、学習値更手
段）は、内燃機関１の運転状態に応じた燃料噴射弁８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによる基本燃料噴射量Ｔｐを算出
するとともに、強制的に所定期間毎に空燃比が理論空燃
比に対しリッチ側とリーン側になる目標空燃比を設定
し、目標空燃比とリニア空燃比センサ２０による空燃比
との偏差を求め、その偏差を小さくするための空燃比補
正係数ＦＡＦを算出する。又、マイクロコンピュータ２
２はリニア空燃比センサ２０による空燃比と理論空燃比
との空燃比ズレ量を修正するための学習値ＫG を記憶し
ている。マイクロコンピュータ２２は基本燃料噴射量Ｔ
ｐを空燃比補正係数ＦＡＦと学習値ＫG とにより補正す
るが、図５のステップ６３２，６３３で目標空燃比の反
転タイミングにおいてリニア空燃比センサ２０による空
燃比が所定範囲内で、かつ目標空燃比の反転に追従して
リニア空燃比センサ２０による空燃比が反転したときの
み、リニア空燃比センサ２０による空燃比と理論空燃比
とのズレ量を小さくすべく学習値ＫG を更新する。その
結果、学習値ＫG の更新にあたり、リニア空燃比センサ
２０の出力が外乱により大幅に乱れた場合にはその学習
が禁止され、外乱により学習値ＫG が損なわれることが
防止できることとなる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
外乱により学習値が損なわれることが防止できる優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成図である。

【図２】空燃比制御を説明するためのブロック図であ
る。

【図３】作用を説明するためのフローチャートである。

【図４】作用を説明するためのフローチャートである。

【図５】作用を説明するためのフローチャートである。

【図６】作用を説明するためのフローチャートである。

【図７】作用を説明するためのタイムチャートである。

【図８】目標空燃比の中心値の変更を説明するためのタ
イムチャートである。

【図９】作用を説明するためのタイムチャートである。

【図１０】比較のためのタイムチャートである。

【図１１】従来技術を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図１２】クレーム対応図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 燃料噴射弁 １１ 三元触媒 １２ 排気管 １５ 運転状態検出手段を構成する回転数センサ １７ 運転状態検出手段を構成する負圧センサ ２０ リニア空燃比センサ ２２ 基本燃料噴射量算出手段、目標空燃比設定手段、
空燃比補正値算出手段、学習値記憶手段、燃料噴射量補
正手段、学習値更新手段としてのマイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁
   と、 内燃機関の排気管に配設され、排気ガスを浄化するため
   の触媒と、 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の空燃比をリ
   ニアに検出する空燃比センサと、 前記運転状態検出手段による内燃機関の運転状態に応じ
   た前記燃料噴射弁による基本燃料噴射量を算出する基本
   燃料噴射量算出手段と、 強制的に所定期間毎に空燃比が理論空燃比に対しリッチ
   側とリーン側になる目標空燃比を設定する目標空燃比設
   定手段と、 前記目標空燃比設定手段による目標空燃比と前記空燃比
   センサによる空燃比との偏差を求め、その偏差を小さく
   するための空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手
   段と、 前記空燃比センサによる空燃比と理論空燃比との空燃比
   ズレ量を修正するための学習値を記憶した学習値記憶手
   段と、 前記基本燃料噴射量算出手段による基本燃料噴射量を、
   前記空燃比補正値算出手段による空燃比補正値と前記学
   習値記憶手段の学習値とにより補正する燃料噴射量補正
   手段と、 前記目標空燃比設定手段による目標空燃比の反転タイミ
   ングにおいて前記空燃比センサによる空燃比が所定範囲
   内で、かつ目標空燃比の反転に追従して空燃比センサに
   よる空燃比が反転したときのみ、前記空燃比センサによ
   る空燃比と理論空燃比とのズレ量を小さくすべく前記学
   習値記憶手段の学習値を更新する学習値更新手段とを備
   えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。