JPH0623552B2 - 内燃機関の学習制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車用内燃機関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して空燃比
及びアイドル回転数を制御することのできる学習制御装
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構をもつ電子制御燃
料噴射装置を有する内燃機関においては、特開昭６０−
９０９４４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Ｏ_２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らをさらに
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問題点〉 しかし、急に高地（山）へ登る場合について考えてみる
と、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
という問題点があった。

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のバラツキ等による
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。

そこで、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（一律学習領域）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構成と
し、これにより空燃比（燃料噴射量）の制御を適確なも
のとすることができるようにしたものを提案している
（特願昭６１−２４８３１５号）。

そして、これに加え、山下り走行時（降坂時）は一律学
習領域での運転の機会が少なくなって、学習の機会が少
なくなるため、運転時間に占める減速運転状態の割合
（減速割合）に応じ、一律学習補正係数を修正するよう
にしたものも提案している（特願昭６１−２４９５６５
号）。

また、アイドル回転数のフィードバック制御システムを
持たない内燃機関では、高地に登った場合、同一スロッ
トル弁開度（全閉点）で低地に比較して空気量が減少す
るため、アイドル回転数が下がってしまう。例えば低地
（０mH）でアイドル回転数が600rpmであるとすると、20
00mH程度の高地ではアイドル回転数が500rpm位に低下し
てしまう。このため、高地においてもエンスト等を起こ
さないアイドル回転を確保するために、低地でのアイド
ル回転を若干高めに設定する必要があり、燃費やアイド
ルエンジン音等で不利となっているという問題点があっ
た。

そこで、前記一律学習補正係数に応じてアイドルアップ
のための空気量増量を行うアイドルアップ手段の作動を
制御する構成とし、これにより高地では空気量を増量し
てアイドル回転数を適正に維持するようにしたものも提
案している（特願昭６２−８９１９号）。

しかしながら、山下り走行時における減速割合に基づく
推定学習は、勾配のきつい降坂路に合わせてあり、勾配
のゆるい所では第15図に示すように誤差を生じ易く、推
定学習に基づく一律学習補正係数の増大により空気量を
減量すると、回転低下を生じるという問題点があった。

本発明は、このような実情に鑑み、空気密度変化分を高
速に学習可能で、山登り走行時及び山下り走行時におい
て良好に空燃比（燃料噴射量）及びアイドル回転数を制
御することのできる内燃機関の学習制御装置を提供する
ことを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため、本発明に係る学習制御装置は、第１図に示す
ように、下記のＡ〜Ｒ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)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 (H)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
(I)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 (J)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を検出する一
律学習領域検出手段 (K)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
正して書換える第１の一律学習補正係数修正手段 (L)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 (M)機関の減速運転状態を検出する減速運転状態検出手
段 (N)前記減速運転状態検出手段の検出結果に基づいて単
位走行時間当りの減速運転状態が占める減速割合を演算
する減速割合演算手段 (O)前記減速割合演算手段により演算された減速割合に
応じて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第２の一律学習補正係数修正手段 (P)前記一律学習補正係数記憶手段に記憶されている一
律学習補正係数に応じて補助空気量増量信号あるいは減
量信号を出力する一律学習補正係数判定手段 (Q)前記補助空気量増量信号と減量信号のうち減量信号
の伝達を遅延させる減量信号遅延手段 (R)前記減量信号遅延手段を介しての補助空気量増量信
号あるいは減量信号により作動して機関に吸入される補
助空気量を複数段に増減する補助空気量制御手段 〈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、フィードバック補正係数設定手段Ｇ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ィー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Ｈ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Ｉが作動する。

一方、一律学習領域検出手段Ｊは、各機関回転数でスロ
ットル弁の開度変化に対し吸入空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て、前記所定の領域
である場合は、第１の一律学習補正係数修正手段Ｋ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
域に比べ、部品に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。

前記所定の領域以外の場合は、エリア別学習補正係数修
正手段Ｌ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
学習補正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。

また、減速割合演算手段Ｎは、単位走行時間内に減速運
転状態検出手段Ｍにより検出された減速運転状態が占め
る減速割合を演算しており、第２の一律学習補正係数修
正手段Ｏにより前記減速割合に応じて一律学習補正係数
記憶手段Ｄに記憶された一律学習補正係数を修正して書
換える。このようにすれば、降坂走行時は、他の走行時
に比較して減速割合が大きく、しかも急な下り坂を下る
時ほど減速割合が大きくなるが、この傾向は空気密度の
変化（増大）傾向と良く一致しており、したがって学習
が進行しなくとも減速割合に応じて一律学習補正係数を
修正することにより、全エリア一律に空気密度変化分を
推定学習できる。

また、一律学習補正係数判定手段Ｐは、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に応じ
て、例えばそれが所定値以下になると補助空気量増量信
号を出力し、所定値を越えたときに補助空気量増量信号
を出力する。そして、これらの信号を受けて、補助空気
量制御手段Ｒは、機関に吸入される補助空気量を増減す
るが、補助空気量減量信号については減量信号遅延手段
Ｑにより遅延される。これにより、高地で空気密度が低
下してもアイドル回転数を適正に維持でき、また山下り
により空気量を減量する際は推定学習による誤差があっ
てもアイドル回転数を高目にでき、回転低下によるエン
ストを防止できる。

〈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及び吸気マニホールド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。

また、スロットルボディ３にはスロットル弁５をバイパ
スして補助空気通路31ａ，31ｂが並列に設けられ、これ
らの補助空気通路31ａ，31ｂにはそれぞれ補助空気量制
御手段としての電磁式の補助空気弁32ａ，32ｂが介装さ
れている。これらの補助空気弁32ａ，32ｂは第３図に示
すように構成され、コントロールユニット14からの信号
により通電されて開弁し、スロットル弁５をバイパスし
て補助空気を供給する。尚、補助空気弁32ａはパワース
テアリング電気負荷増大時のアイドルアップ用に備えら
れている小流量のもの、補助空気弁32ｂはエアコン使用
時のアイドルアップ用に備えられている大流量のもので
あり、本実施例ではこれらを高地でのアイドルアップ用
に用いる。

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
いて点各コイル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，補助空気弁32ａ，32ｂ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Ｏ_２センサ20が設けられて
いる。このＯ_２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Ｏ_２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４図〜第11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，推定学習ル
ーチン，アイドル回転数制御ルーチン）に従って演算処
理を行い、燃料噴射量及びアイドル回転数を制御する。

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，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，第１の一律学習補正
係数修正手段，エリア別学習補正係数修正手段，減速運
転状態検出手段，減速割合演算手段，第２の一律学習補
正係数修正手段，一律学習補正係数判定手段及び減量信
号遅延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４図〜第11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４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では一律学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，Ｔ
ｐ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６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LAMB
DA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
のパルス均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５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。

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）経過するまでは、ステップ26へ進んでλcontフラ
グを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 についての学習の
機会を増すためである。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６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ル
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が１の場合、ステップ32へ進んでＯ_２センサ20の
出力電圧Ｖ₀₂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（Ｖ₀₂＜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（Ｖ₀₂＞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７図は学習ルーチン、第８図はＫ_ALT 学習サブルーチ
ン、第９図はＫ_MAP 学習サブルーチンである。

第７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 学習は第12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がほとんど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α_１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８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トションシステムの
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α_２を検索し、ステップ46で実αと比較α_２とを比較
して、実α＞比較α_２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９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、ステップ50，51へ進ませ、カウン
ト値Ｃ_ALT をクリアした後、第９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α_１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９図のＫ_MAP 学習サブルーチンへ移行させる。

次に第８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第１の一律学習補正
係数修正手段に相当する。

ステップ61でＯ_２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LA
MBDAの基準値１からの偏差（LAMBDA−１）をΔLAMBDA_１
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ΔLAMBDA_２と
して一時記憶する。このとき記憶されているΔLAMBDA_１
とΔLAMBDA_２とは第13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,ΔLAMBDA_２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。

▲▼＝（ΔLAMBDA_１＋ΔLAMBDA_２）／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、Ｒ
ＡＭ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ΔLAMBDA_２をΔ
LAMBDA_１に代入する。

次に第９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Ｏ_２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
（LAMBDA−１）をΔLAMBDA_１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（LAMBDA−１）をΔLAMBDA_２
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 ＋Ｍ_MAP ・▲▼ （Ｍ_MAP は加算割合定数で、０＜Ｍ_MAP ＜１） 尚、加算割合定数については、Ｍ_ALT ≫Ｍ_MAP とする
と、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 学習を行うことができる。

この後は、ステップ91で次の学習のためΔLAMBDA_２をΔ
LAMBDA_１に代入する。

第10図は推定学習ルーチンであり、所定時間毎に実行さ
れる。

ステップ101 ではタイマにより計時される時間が設定走
行時間Ｔに達したか否かを判定し、達していない場合
は、ステップ102 へ進んで、アイドルスイッチ16がＯＮ
（すなわちスロットル弁５が全閉）でかつ機関回転数Ｎ
がアイドル回転数を超える所定値（例えば1500rpm)以上
であるか否かによって、減速運転状態であるか否かを判
定する。このステップ102 の部分が減速運転状態検出手
段に相当する。そして、減速運転状態と判定されたとき
のみステップ103 へ進んで、減速運転時間Ｔ_DEC を積算
する。

ステップ101 での判定でタイマにより計時される時間が
設定走行時間Ｔに達した場合は、ステップ104 へ進んで
タイマをリセットした後、ステップ105 へ進んで設定走
行時間Ｔに占める減速運転時間Ｔ_DEC の割合であるとこ
ろの減速割合Ｘ＝Ｔ_DEC ／Ｔを演算する。演算後、ステ
ップ106 で減速運転時間Ｔ_DEC を０にする。ここで、ス
テップ103,105 の部分が減速割合演算手段に相当する。

次にステップ107 では演算された減速割合Ｘに応じた一
律学習補正係数Ｋ_ALT の補正量Ｋ_０をＲＯＭ上のマップ
を参照して検索する。この補正量Ｋ_０は減速割合Ｘが大
きくなるにしたがって大きくなるように設定されてい
る。

次にステップ108 では次式に従って現在の一律学習補正
値Ｋ_ALT にその補正量Ｋ_０を加算し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書換える。

Ｋ_ALT ←Ｋ_ALT ＋Ｋ_０ ここで、ステップ107,108 の部分が第２の一律学習補正
係数修正手段に相当する。

第11図はアイドル回転数制御ルーチンであり、所定時間
毎に実行される。

ここでのアイドル回転数の制御は、原則として、第14図
に示すように、山登り時（空気密度減少時）は、一律学
習補正係数Ｋ_ALT ＜Ｋ₁(大気圧での基準値を１とした場
合、例えば0.9)で流量小の補助空気弁32ａをＯＮにする
ことにより小流量を得、Ｋ_ALT ＜Ｋ₃(例えば0.8)で補助
空気弁31ａをＯＦＦにして流量大の補助空気弁32ｂをＯ
Ｎにすることにより中流量を得、Ｋ_ALT ＜Ｋ₅(0.65)で
２つの補助空気弁32ａ，32ｂを共にＯＮにすることによ
り大流量を得て行う。山下り時（空気密度増大時）、ヒ
ステリシスをもたせ、Ｋ_ALT ＞Ｋ₆(例えば0.7)で流量大
の補助空気弁32ｂのみをＯＮにすることにより中流量を
得、Ｋ_ALT ＞Ｋ₄(例えば0.85）で流量小の補助空気弁32
ａのみをＯＮにすることにより小流量を得、Ｋ_ALT ＞Ｋ
₂(例えば0.98）で２の補助空気弁32ａ，32ｂを共にＯＦ
Ｆにすることにより零流量を得て行う。

ステップ201 では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 を読出す。

次にステップ202 〜204 では現在の状態量ＦＳを判定
し、これに従って分岐する。この状態量ＦＳは零流量
（32ａ，32ｂ…ＯＦＦ）で０、小流量（32ａ…ＯＮ，32
ｂ…ＯＦＦ）で１、中流量（32ａ…ＯＦＦ，32ｂ…Ｏ
Ｎ）で２、大流量（32ａ，32ｂ…ＯＮ）で３をとるよう
になっている。

例えば現在の状態量ＦＳが１、すなわち補助空気弁32ａ
がＯＮで補助空気弁32ｂがＯＦＦの小流量のときは、ス
テップ203 からステップ208 へ進む。

ステップ208 ではＫ_ALT ≧Ｋ_３か否かを判定し、ＹＥＳ
の場合は、ステップ209 へ進んで、補助空気弁32ａをＯ
ＦＦにすると同時に補助空気弁32ｂをＯＮにして、中流
量にする。そして、ステップ210 へ進んで状態量ＦＳを
２にする。

ステップ208 でのＫ_ALT ≦Ｋ_３か否かを判定でＮＯの場
合は、ステップ211 へ進んでＫ_ALT ≦Ｋ_２か否かを判定
する。ＮＯの場合はこのルーチンを終了するが、ＹＥＳ
の場合は零流量へ移行すべくステップ212 へ進む。ステ
ップ212 ではカウント値ＣＴを１アップする。そして、
ステップ213 ではカウント値ＣＴが所定値ＣＴ_０以上か
否かを判定し、ＮＯの場合はこのルーチンを終了する。
そして、所定時間経過後のこのルーチンの実行時にステ
ップ213 での判定でＣＴ≧ＣＴ_０となると、ステップ21
4 へ進み、補助空気弁32ａ，32ｂを共にＯＦＦにして、
零流量にする。そして、ステップ215 へ進んで状態量Ｆ
Ｓを０にすると共にカウント値ＣＴ_０を０にする。

このように一律学習補正係数Ｋ_ALT に応じ２つの補助空
気弁32ａ，32ｂのＯＮ，ＯＦＦの組合わせで４段階に補
助空気量を制御することで、空気密度低下によるアイド
ル回転数の変動を防止でき、また、山下り時に推定学習
により一律学習補正係数Ｋ_ALT が増大する際は誤差が考
えられるので補助空気量の減少を所定時間遅延させるこ
とで回転低下によるエンストを防止できる。

ここで、ステップ205,208,211,216,219,224 の部分が一
律学習補正係数判定手段に相当し、ステップ212,213,22
0,221,225,226 の部分が減量信号遅延手段に相当する。

尚、この実施例では所定時間遅延させたが、所定走行距
離（例えば５km）遅延させてもよい。

また、このようにして、補助空気を供給するときは、ス
ロットル弁５の弁開度とは無関係に空気量が増量される
ので、燃料噴射量の演算に際し適宜補正することは言う
までもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、空気密度変化分を
高速に学習可能となり、急な山登りや山下りなどでも良
好な空燃比の学習制御が可能となると共に、その空気密
度についての学習結果に基づいて低空気密度状態で補助
空気量を制御してアイドルアップを図るので、高地での
アイドル回転の低下によるエンストを防止でき、また、
山下り時には推定学習による一律学習補正係数の変化に
対し遅延させて補助空気量を減量することにより、推定
学習の誤差によるエンストをも防止できるという効果が
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図は補助空気
弁の詳細図、第４図〜第11図は演算処理内容を示すフロ
ーチャート、第12図は一律学習補正係数についての学習
領域を示す図、第13図はフィードバック補正係数の変化
の様子を示す図、第14図は補助空気弁の制御特性を示す
図、第15図は従来の問題点を示す図である。 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……Ｏ_２センサ、31
ａ，31ｂ……補助空気通路、32ａ，32ｂ……補助空気弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 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、 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を検出する一律学
   習領域検出手段と、 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
   て書換える第１の一律学習補正係数修正手段と、 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、 機関の減速運転状態を検出する減速運転状態検出手段
   と、 前記減速運転状態検出手段の検出結果に基づいて単位走
   行時間当りの減速運転状態が占める減速割合を演算する
   減速割合演算手段と、 前記減速割合演算手段により演算された減速割合に応じ
   て前記一律学習補正係数記憶手段の一律学習補正係数を
   修正して書換える第２の一律学習補正係数修正手段と、 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
   習補正係数に応じて補助空気量増量信号あるいは減量信
   号を出力する一律学習補正係数判定手段と、 前記補助空気量増量信号と減量信号のうち減量信号の伝
   達を遅延させる減量信号遅延手段と、 前記減量信号遅延手段を介しての補助空気量増量信号あ
   るいは減量信号により作動して機関に吸入される補助空
   気量を複数段に増減する補助空気量制御手段と、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の学習制
   御装置。