JPH06294343A

JPH06294343A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH06294343A
Application number: JP10755793A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ota; 裕二太田; Takuma Kitahara; 北原▲琢▼磨
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】学習制御手段による学習制御時に、非学習制御
時に対してフィードバック制御利得を大きくすること
で、フィードバック制御の反転回転を増大して、仮に運
転滞在時間が僅少な回転領域であっても、安定した学習
値の確保を図る。【構成】エンジンＰ２の制御値が所定値になるように所
定のフィードバック制御利得にてフィードバック制御す
るフィードバック制御手段Ｐ１と、フィードバック制御
手段Ｐ１の作動中に所定条件に基づいて学習制御を実行
する学習制御手段Ｐ３とを備えたエンジンの空燃比制御
装置であって、学習制御手段Ｐ３による学習制御時に、
非学習制御時に対して上記フィードバック制御利得を大
きくする利得変更手段Ｐ４を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、空燃比Ａ／
Ｆがλ＝１（Ａ／Ｆ＝１４．７のこと）になるようにフ
ィードバック制御するフィードバック制御手段と、フィ
ードバック制御中に所定条件（目標空燃比にするための
フィードバック補正量ＣＦＢの反転回数など）に基づい
て学習制御を実行する学習制御手段との両手段を備えた
ようなエンジンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例のエンジン空燃比制御装置
としては、例えば、特開平２−１３０２４０号公報に記
載の装置がある。すなわちＯ2 センサの出力に基づいて
実空燃比が例えば理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７、λ＝
１）になるようにフィードバック補正量ＣＦＢを補正す
るフィードバック制御手段と、上述のフィードバック制
御手段によって設定されたフィードバック補正量ＣＦＢ
に基づいて学習値を設定する学習制御手段とを備えたエ
ンジンの空燃比制御装置である。

【０００３】ここで、上述のフィードバック補正量ＣＦ
Ｂは図９に示す如く、制御の応答性を向上させるための
Ｐ値（Ｐはproportionalの略で比例値）と、フィードバ
ック補正量の傾きを決定するＩ値（Ｉはintegralの略で
積分値）とを組合せて形成される。

【０００４】また上述の学習制御手段は、例えば、フィ
ードバック補正量ＣＦＢのピーク値（Ｓ＝１、Ｓ＝２、
Ｓ＝３…）をサンプリングし、サンプリング数が所定数
に達した時、サンプリングしたピーク値を平均して、フ
ィードバック補正量ＣＦＢの平均値ＣＦＢａｖを求め、
この平均値ＣＦＢａｖに反映率を乗じた値を前回の学習
値に対して加味して今回の学習値を求め、学習値を更新
するものである。

【０００５】しかし、上述の従来装置を、エンジンの各
回転領域毎あるいは運転領域毎にそれぞれ学習値を有
し、走行条件に対するエンジンの制御性向上を図ったよ
うな装置に適用した場合には、次の如き問題点があっ
た。

【０００６】すなわちエンジンの各回転領域には運転滞
在時間が比較的長い領域と、運転滞在時間が僅少な領域
とがあり、上述の運転滞在時間が比較的長い領域では学
習制御手段による充分な学習頻度が得られて、確実に学
習値が更新される反面、上述の運転滞在時間が僅少な領
域では図９に示すように学習に必要なピーク値の反転回
数（例えば５回）に至る以前に運転滞在時間Ｔが経過完
了し、他の回転領域に移行するので、学習制御手段によ
る充分な学習頻度が得られず、学習値の更新が不可能と
なる問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、学習制御手段による学習制御時に、非学習
制御時に対してフィードバック制御利得を大きくするこ
とで、フィードバック制御の反転回転を増大して、仮に
運転滞在時間が僅少な回転領域であっても、安定した学
習値を得ることができるエンジンの空燃比制御装置の提
供を目的とする。

【０００８】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、エンジン運転状態が
異なる条件下において学習制御をそれぞれ実行すること
で、条件が異なる運転状態における安定した各学習値を
確保することができるエンジンの空燃比制御装置の提供
を目的とする。

【０００９】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項２記載の発明の目的と併せて、アイドル運転領域に
おける蒸発燃料供給時（アイドルパージ時）と蒸発燃料
非供給時（アイドル非パージ時）とのそれぞれに学習制
御を実行することで、アイドルパージ供給時とアイドル
パージ非供給時とにおいてそれぞれ安定した学習値を得
ることができ、特にパージ増量時の確実な学習値の確保
を図ることができるエンジンの空燃比制御装置の提供を
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、エンジンの制御値が所定値になるように所定
のフィードバック制御利得にてフィードバック制御する
フィードバック制御手段と、上記フィードバック制御手
段の作動中に所定条件に基づいて学習制御を実行する学
習制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置であっ
て、上記学習制御手段による学習制御時に、非学習制御
時に対して上記フィードバック制御利得を大きくする利
得変更手段を備えたエンジンの空燃比制御装置であるこ
とを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記学習制御手段に
よる学習制御は、エンジン運転状態が異なる条件下にお
いてそれぞれ実行されるエンジンの空燃比制御装置であ
ることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項２記載の発明の構成と併せて、上記学習制御手段に
よる学習制御は、エンジンのアイドル運転領域において
蒸発燃料供給時と蒸発燃料非供給時とにそれぞれ実行さ
れるエンジンの空燃比制御装置であることを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれ
ば、図８にクレーム対応図で示すように、フィードバッ
ク制御手段Ｐ１はエンジンＰ２の制御値（例えば空燃
比）が所定値（例えばλ＝１）になるように所定のフィ
ードバック制御利得にてフィードバック制御を実行し、
値学習制御手段Ｐ３は上述のフィードバック制御手段Ｐ
１の作動中に所定条件（例えば反転回数など）に基づい
て学習制御を実行するが、利得変更手段Ｐ４は上述の学
習制御手段Ｐ３による学習制御時においては、非学習制
御時に対して上記フィードバック制御利得を大きくす
る。

【００１４】この結果、フィードバック制御の反転回転
が増大すると共に、学習時間の短縮を図ることができる
ので、仮に運転滞在時間が僅少な回転領域であっても、
安定した学習値を得ることができる効果がある。なお、
フィードバック制御利得を大きくすると、一般的に空燃
比の変動が大となり、エンジン回転数が変動したり或い
は走行性が劣化するが、上述の利得変更手段によるフィ
ードバック制御利得の変更は学習制御中にのみ実行され
るので、空燃比の変動に対しては然程影響がなく、エン
ジン回転数および走行性に対して悪影響を与えることは
ない。

【００１５】この発明の請求項２記載記載の発明は、上
記請求項１記載の発明の効果と併せて、上記学習制御手
段による学習制御は、エンジン運転状態が異なる条件下
においてそれぞれ実行されるので、条件が異なる運転状
態における安定した各学習値を確保することができる効
果がある。

【００１６】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項２記載の発明の効果と併せて、上記学習制御
手段による学習制御は、エンジンのアイドル運転領域に
おいて蒸発燃料供給時と蒸発燃料非供給時とにそれぞれ
実行されるので、アイドルパージ供給時とアイドルパー
ジ非供給時とにおいてそれぞれ安定した学習値を得るこ
とができ、特に運転滞在時間が僅少なアイドルパージ増
量時の確実な学習値の確保を図ることができる効果があ
る。

【００１７】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はエンジンの空燃比制御装置を示し、図１
において、吸入空気を浄化するエアクリーナ１のエレメ
ント２後位にエアフロセンサ３を接続して、このエアフ
ロセンサ３で吸入空気量Ｑを検出すべく構成している。

【００１８】上述のエアフロセンサ３の後位にはスロッ
トルボディ４を接続し、このスロットルボディ４内のス
ロットルチャンバ５には、吸入空気量を制御するスロッ
トル弁６を配設している。そして、このスロットル弁６
下流の吸気通路には、所定容量を有する拡大室としての
サージタンク７を接続し、このサージタンク７下流に吸
気ポート８と連通する吸気マニホルド９を接続すると共
に、この吸気マニホルド９にはインジェクタ１０を配設
している。

【００１９】一方、エンジン１１の燃焼室１２と適宜連
通する上述の吸気ポート８および排気ポート１３には、
動弁機構（図示せず）により開閉操作される吸気弁１４
と排気弁１５とをそれそれ取付け、またシリンダヘッド
にはスパークギャップを上述の燃焼室１２に臨ませた点
火プラグ（図示せず）を取付けている。

【００２０】上述の排気ポート１３と連通する排気通路
１６に空燃比センサとしてのＯ₂センサ１７を配設する
と共に、この排気通路１６の後位には有害ガスを無害化
する触媒コンバータ１８いわゆるキャタリストを接続
し、この触媒コンバータ１８下流の排気通路１９にも空
燃比センサとしてのＯ₂センサ２０を取付けている。

【００２１】また、上述のスロットル弁６をバイパスす
るバイパス通路２１を設け、このバイパス通路２１には
ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）機構としての
ＩＳＣバルブ２２を介設する一方、エアクリーナ１のエ
レメント２下流側には吸気温センサ２３を、スロットル
ボディ４にはスロットルセンサ２４を、ウォータジャケ
ットには水温センサ２５をそれぞれ配設している。

【００２２】一方、蒸発燃料供給装置２６は次のように
構成している。すなわち、燃料タンク２７とキャニスタ
２８のインレット側とを第１パージライン２９で接続
し、この第１パージライン２９にエンジン運転時にのみ
開弁されるソレノイド弁３０を介設すると共に、キャニ
スタ２８のアウトレット側とデューティソレノイド弁で
構成されるパージバルブ３１のインレット側とを第２パ
ージライン３２で接続し、さらにパージバルブ３１のア
ウトレット側と吸気系のサージタンク７とを第３パージ
ライン３３で接続して、上述の燃料タンク２７の蒸発燃
料をキャニスタ２８の活性炭層に吸着し、この蒸発燃料
をパージバルブ３１を介して吸気系に導入すべく構成し
ている。

【００２３】図２はエンジンの空燃比制御装置の制御回
路を示し、ＣＰＵ４０は、ディストリビュータ３４から
のエンジン回転数Ｎｅ、エアフロセンサ３からの吸入空
気量Ｑ、水温センサ２５からのエンジン水温ｔ、スロッ
トルセンサ２４からのスロットル開度ＴＶＯ、Ｏ2 セン
サ１７からの空燃比Ａ／Ｆに相当する出力電圧などの必
要な各種信号に基づいて、ＲＯＭ３５に格納したプログ
ラムに従って、インジェクタ１０、パージバルブ３１を
駆動制御し、またＲＡＭ３６はアイドルパージ学習時に
おけるフィードバック補正量ＣＦＢのフィードバック制
御利得Ｐ１，Ｉ１（図７参照）、アイドル非パージ学習
時におけるフィードバック補正量ＣＦＢのフィードバッ
ク制御利得Ｐ２，Ｉ２（図６参照、）、オフアイドルフ
ィードバック制御時におけるフィードバック補正量ＣＦ
Ｂのフィードバック制御利得Ｐ３，Ｉ３（図５参照）
（但し、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞、Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３）など
の必要なデータやマップを記憶する。

【００２４】ここで、上述のＣＰＵ４０は、エンジンの
制御値（この実施例では空燃比Ａ／Ｆ）が所定値（例え
ばλ＝１）になるように所定のフィードハック制御利得
にてフィードバック制御するフィードバック制御手段
（図３に示すフローチャートの各ステップＳ３，Ｓ８，
Ｓ１０参照）と、上述のフィードバック制御手段の作動
中に所定条件（この実施例ではＣＦＢの反転回数など）
に基づいて学習制御を実行する学習制御手段（図３に示
すフローチャートの各ステップＳ９，Ｓ１１参照）と、
上記学習制御手段による学習制御値時に、非学習制御時
（第４ステップＳ４参照）に対してフィードバック制御
利得（具体的にはＰ値およびＩ値）を大きくする利得変
更手段（この実施例では上述の各ステップＳ８，Ｓ１０
に利得変更手段を含む）と、を兼ねる。

【００２５】また、この実施例では上述のＣＰＵ４０
は、エンジン１１の運転状態がアイドルか否かを判定す
るアイドル検出手段（図３に示すフローチャートの第２
ステップＳ２参照）と、エンジンのアイドル運転領域に
おける蒸発燃料供給時に学習制御を実行するアイドルパ
ージ学習制御手段（図３に示すフローチャートの第１１
ステップＳ１１参照）と、エンジンのアイドル運転領域
における蒸発燃料非供給時に学習制御を実行するアイド
ル非パージ学習制御手段（図３に示すフローチャートの
第９ステップＳ９参照）と、を兼ねている。

【００２６】このように構成したエンジンの空燃比制御
装置の作用を、図３、図４に示すフローチャートを参照
して、以下に詳述する。まず、図３に示すフローチャー
トの第１ステップＳ１で、ＣＰＵ４０はディストリビュ
ータ３４からのエンジン回転数Ｎｅ、エアフロセンサ３
からの吸入空気量Ｑ、水温センサ２５からのエンジン水
温ｔ、スロットルセンサ２４からのスロットル開度ＴＶ
Ｏ、Ｏ2 センサ１７からの実空燃比Ａ／Ｆに相当する出
力電圧などの必要な各種信号の読込みを実行すると共
に、ＣＥ＝Ｑ／Ｎｅの演算式により現行のエンジン負荷
ＣＥを演算する。

【００２７】次に第２ステップＳ２で、ＣＰＵ４０はア
イドルか否かを判定し、オフアイドル時には次の第３ス
テスップＳ３に移行する一方、アイドル時には別の第５
ステップＳ５に移行する。

【００２８】上述の第３ステップＳ３で、ＣＰＵ４０は
図５に示すようにフィードバック補正量ＣＦＢのフィー
ドバック制御利得におけるＰ値をＰ＝Ｐ３、Ｉ値をＩ＝
Ｉ３に設定して、実空燃比が目標空燃比（例えばλ＝
１）になるようにフィードバック制御し、次の第４ステ
ップＳ４で、ＣＰＵ４０は非学習処理を実行する。

【００２９】一方、上述の第５ステップＳ５で、ＣＰＵ
４０はエンジン水温ｔがアイドル領域下におけるフィー
ドバック条件判定用の設定水温ｔａ（但し、ｔａ＜ｔ
ｂ）より高温か否かを判定し、ｔ＞ｔａのエンジン水温
高温時にのみ次の第６ステップＳ６に移行する。

【００３０】上述の第６ステップＳ６で、ＣＰＵ４０は
燃料の始動後増量Ｃｓが零か否かを判定し、Ｃｓ≠０の
時には第５ステップＳ５にリターンする一方、Ｃｓ＝０
の時には次の第７ステップＳ７に移行する。

【００３１】上述の第７ステップＳ７で、ＣＰＵ４０は
エンジン水温ｔがアイドルパージ実行判定用の設定水温
ｔｂ（但し、ｔｂ＞ｔａ）より高温か否かを判定し、ｔ
＜ｔｂのエンジン水温低温時（但し、ｔａ＜ｔ＜ｔｂ）
には次の第８ステップＳ８に移行する一方、ｔ＞ｔｂの
エンジン水温高温時ｔ＞ｔｂ＞ｔａには別の第１０ステ
ップＳ１０に移行する。

【００３２】上述の第８ステップＳ８では、ＣＰＵ４０
は図６に示すようにフィードバック補正量ＣＦＢのフィ
ードバック制御利得におけるＰ値をＰ＝Ｐ２（但し、Ｐ
２＞Ｐ３）、Ｉ値をＩ＝Ｉ２（但し、Ｉ２＞Ｉ３）に設
定して、アイドル非パージ時の実空燃比が目標空燃比に
なるようにフィードバック制御し、次の第９ステップＳ
９で、ＣＰＵ４０はアイドル非パージ時の学習制御を実
行する。

【００３３】一方、上述の第１０ステップＳ１０で、Ｃ
ＰＵ４０は図７に示すようにパージバルブ３１を所定デ
ューティ率で開弁して、アイドルパージを実行すると共
に、同図に示すようにフィードバック補正量ＣＦＢのフ
ィードバック制御利得におけるＰ値をＰ＝Ｐ１（但し、
Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）、Ｉ値をＩ＝Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３）に
設定して、アイドルパージ時の実空燃比が目標空燃比に
なるようにフィードバック制御し、次の第１１ステップ
Ｓ１１で、ＣＰＵ４０はアイドルパージ時の学習制御を
実行する。

【００３４】つぎに図４のフローチャートを参照して学
習制御について述べる。なお、アイドルパージ学習と、
アイドル非パージ学習とは図４の同一のフローチャート
に実行される。

【００３５】第１ステップ４１で、ＣＰＵ４０はフィー
ドバック補正量ＣＦＢのピーク値（図６および図７のＳ
＝１、Ｓ＝２、Ｓ＝３…参照）をサンプリングし、次の
第２ステップ４２で、ＣＰＵ４０はサンプル数Ｓがｎ
（例えば５回）に達したか否かを判定し、サンプル数Ｓ
がｎ未満の時には第１ステップ４１にリターンする一
方、サンプル数Ｓがｎに達したＳ＝ｎの時にのみ、次の
第３ステップ４３に移行する。

【００３６】この第３ステップ４３で、ＣＰＵ４０はサ
ンプリングしたピーク値を平均して、フィードバック補
正量ＣＦＢの平均値ＣＦＢａｖを求め、次の第４ステッ
プ４４で、ＣＰＵ４０は次に［数１］で示す演算式によ
り今回の学習更新値Ｇｎを求める所謂学習値の更新を実
行する。

【００３７】

【数１】

【００３８】以上要するに、フィードバック制御手段
（各ステップＳ３、Ｓ８、Ｓ１０参照）はエンジン１１
の制御値（この実施例では空燃比Ａ／Ｆ）が所定値（例
えばλ＝１）になるように所定のフイードバック制御利
得にてフィードバック制御を実行し、学習制御手段（各
ステップＳ９、Ｓ１１参照）は上述のフィードバック制
御手段の作動中に所定条件（例えばＣＦＢピーク値の反
転回数）に基づいて学習制御を実行するが、利得変更手
段（各ステップＳ８、Ｓ１０参照）は上述の学習制御手
段による学習制御時においては、非学習制御時（第４ス
テップＳ４参照）に対して上述のフィードバック補正量
ＣＦＢのフィードバック制御利得（具体的にはＰ値、Ｉ
値）を大きくする。

【００３９】この結果、図５と図６および図７との対比
からも明らかなように、フィードバック制御の反転回数
が増大すると共に、所定サンプル数Ｓ＝ｎに達するまで
の学習時間の短縮を図ることができるので、仮に運転滞
在時間が僅少な回転領域であっても、安定した学習値を
得ることができる効果がある。なお、フィードバック制
御利得を大きくすると、一般的に空燃比Ａ／Ｆの変動が
大となり、エンジン回転数Ｎｅが変動したり或いは走行
性が劣化するが、上述の利得変更手段（各ステップＳ
８、Ｓ１０参照）によるフィードバック制御利得の変更
は学習制御中（具体的には数秒間）にのみ実行されるの
で、空燃比の変動に対しては然程影響がなく、エンジン
回転数および走行性に対して悪影響を与えるものではな
い。

【００４０】また上述の学習制御手段（各ステップＳ
９、Ｓ１１参照）による学習制御は、エンジンのアイド
ル運転領域において蒸発燃料供給時（第１１ステップＳ
１１参照）と蒸発燃料非供給時（第９ステップＳ参照）
とにそれぞれ実行されるので、アイドルパージ供給時と
アイドルパージ非供給時とにおいてそれぞれ安定した学
習値を得ることができ、特に運転滞在時間が僅少なアイ
ドルパージ増量時の確実な学習値の確保を図ることがで
きる効果がある。

【００４１】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明のフィードバック制御手段は、ＣＰ
Ｕ４０制御による各ステップＳ３，Ｓ８，Ｓ１０に対応
し、以下同様に、学習制御手段は、各ステップＳ９，Ｓ
１０に対応し、利得変更手段は、各ステップＳ８，Ｓ１
０に対応し、エンジンの制御値は、空燃比に対応し、所
定値は、目標空燃比（例えばλ＝１）に対応し、フィー
ドバック制御利得は、Ｐ値（比例値）、Ｉ値（積分値）
に対応し、所定条件は、フィードバック補正量ＣＦＢの
ピーク値の反転回数に対応するも、この発明は、上述の
実施例の構成のみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンの空燃比制御装置を示す系統
図。

【図２】エンジンの空燃比制御装置の制御回路ブロック
図。

【図３】Ｐ値およびＩ値の決定制御を示すフローチャー
ト。

【図４】学習制御を示すフローチャート。

【図５】オフアイドルフィードバック制御時のフィード
バック補正量を示す説明図。

【図６】アイドル非パージ学習時のフィードバック補正
量を示す説明図。

【図７】アイドルパージ学習時のフィードバック補正量
およびパージバルブデューティ率を示す説明図。

【図８】クレーム対応図。

【図９】従来の学習時におけるフィードバック補正量の
説明図。

【符号の説明】

Ｓ３…フィードバック制御手段Ｓ８，Ｓ１０…フィードバック制御手段（利得変更手
段）Ｓ９，Ｓ１１…学習制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの制御値が所定値になるように所
定のフィードバック制御利得にてフィードバック制御す
るフィードバック制御手段と、上記フィードバック制御
手段の作動中に所定条件に基づいて学習制御を実行する
学習制御手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置であ
って、上記学習制御手段による学習制御時に、非学習制
御時に対して上記フィードバック制御利得を大きくする
利得変更手段を備えたエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】上記学習制御手段による学習制御は、エン
ジン運転状態が異なる条件下においてそれぞれ実行され
る請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】上記学習制御手段による学習制御は、エン
ジンのアイドル運転領域において蒸発燃料供給時と蒸発
燃料非供給時とにそれぞれ実行される請求項２記載のエ
ンジンの空燃比制御装置。