JPH0637860B2

JPH0637860B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0637860B2
Application number: JP20892786A
Authority: JP
Inventors: 佳久川村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1986-09-04
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS6365157A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、出力トルクに相関するパラメータを検出し
て、空燃比を補正する内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。

（従来の技術）本出願人は、先の出願（特願昭61−95268号）により、
出力トルクに相関するパラメータを検出して空燃比を補
正する装置を提案している。

この装置では、エンジンの燃焼圧力を検出する圧力検出
手段の出力に基づいて出力トルクに相関するパラメータ
（例えば図示平均有効圧）を演算し、その時の運転状態
（負荷と回転数）によって定まる出力トルクに相関する
パラメータの目標値と演算された実際のパラメータとの
差に応じて次回の燃料供給量を補正することで、特に過
渡運転時における空燃比の大幅な変動を抑制し、運転性
を向上させている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述の装置は、出力トルクに相関するパ
ラメータの目標値を予め定められた演算によって求める
ようになっており、圧力検出手段のばらつきや経時変化
があった場合には当初予定の制御精度が確保できなくな
る可能性があるため、この点に関して改善の余地を残し
ていた。

例えば、圧力検出手段が経時変化してゲインが小さく
（同じ圧力に対して出力が小さく）変化してしまった場
合、エンジンは正常な燃焼により当初の予定通りの図示
平均有効圧を生じているにもかかわらず、ゲインの小さ
くなった圧力検出手段の出力を用いて演算した図示平均
有効圧力は実際の圧力より小さくなり、目標値との間に
差が生じて燃料を増量する補正がなされてしまう可能性
があった。

そこで本発明は、出力トルクに相関するパラメータを検
出し、これが目標値と一致するように燃料供給量を補正
する制御を行なう際に、定常運転状態における前記パラ
メータ検出値を用いて前記目標値を学習補正することに
より、圧力検出手段のばらつきや経時変化にかかわら
ず、過渡運転時の空燃比変動を抑制して運転性を向上さ
せることを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的達成のため、エンジンの燃焼圧力を
検出する圧力検出手段ａと、負荷と回転数をパラメータ
としてエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
ｂと、運転状態検出手段ｂによる検出値に基づいて燃料
の基本供給量を演算する基本供給量演算手段ｃと、圧力
検出手段ａの出力に基づいてエンジンの出力トルクに相
関するパラメータをパラメータ検出値として演算するパ
ラメータ演算手段ｄと、運転状態検出手段ｂによる検出
値に基づいてエンジンの出力トルクに相関するパラメー
タの目標値を設定する目標値設定手段ｅと、運転状態検
出手段ｂによる検出値が所定の定常運転状態を示すとき
に前記パラメータ検出値に基づいて前記目標値を学習修
正する目標値学習手段ｆと、前記パラメータ検出値と前
記修正された目標値との差から燃料供給量の過不足量を
求め、この過不足量に基づいて次回の燃料供給量に対す
る補正量を演算する補正量演算手段ｇと、前記基本噴射
量を前記補正量で補正してエンジンへの燃料供給量を演
算する供給量演算手段ｈと、供給量演算手段ｈの出力に
基づいてエンジンに燃料を供給する燃料供給手段ｉと、
を備えている。

（作用）本発明では、圧力検出手段の検出値に基づいて出力トル
クに相関するパラメータが検出され、これが目標値と一
致するように燃料量が補正される。そして、目標値の設
定に際して定常運転状態におけるパラメータ検出値を用
いて目標値が学習補正されるので、目標値が圧力検出手
段のばらつきや経時変化に適合した値に修正される。し
たがって、常に燃料供給量が適切なものとなって加速応
答性や運転性、排気性能が向上する。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜11図は本発明の第１実施例を示す図であり、出力
トルクに相関するパラメータとして筒内圧信号から図示
平均有効圧を検出する例を示している。

まず、構成を説明する。第２図において、１は４気筒エ
ンジンであり、吸入空気は図中矢印で示すようにエアク
リーナ２より吸気管３を通して各気筒に供給され、燃料
は噴射信号Ｓｉに基づきインジェクタ（燃料供給手段）
４により噴射される。各気筒には点火プラグ５が装着さ
れており、点火プラグ５にはディストリビュータ（図示
略）を介して点火コイル６からの高圧パルスＨｐが供給
される。点火コイル６は点火信号Ｓｐに基づいて高圧パ
ルスＨｐを発生させて点火プラグ５に供給し、気筒内の
混合気は高圧パルスＨｐの放電によって着火、爆発し、
排気となって排気管７から触媒コンバータ８、マフラ９
を順次通して排出される。

吸入空気の流量Ｑａはエアフローメータ10により検出さ
れ、吸気管３内の絞弁11によって制御される。絞弁11の
開度Ｃｖはスロットルセンサ12により検出され、絞弁11
をバイパスする空気流量はＡＡＣバルブ13により調節さ
れ、これによりアイドル回転数が制御される。一方、Ｅ
ＧＲ量はＥＧＲバルブ14により制御され、ＥＧＲバルブ
14の作動はＶＣＭバルブ15によって制御される。なお、
16はＢＣバルブ、17はチェックバルブである。

また、エンジン１のウォータジャケットを流れる冷却水
の温度Ｔｗは水温センサ18により検出され、エンジンの
クランク角Ｃａ、Ｃ_１はクランク角センサ19により検出
される。排気中の酸素濃度は酸素センサ20により検出さ
れ、酸素センサ20は理論空燃比でその出力Ｖｓが急変す
る特性をもつもの等が用いられる。さらに、気筒内の燃
焼圧力（筒内圧）は筒内圧センサ21により検出され、筒
内圧センサ21は圧電素子により構成され点火プラグ５の
座金としてモルード成形される。筒内圧センサ21は点火
プラグ５を介して圧電素子に作用する筒内圧を検出し、
この筒内圧に対応する電荷値を有する電荷信号Ｓ₁₁を出
力する。なお、筒内圧センサ21は気筒毎に配設される。
その他に、燃料温度Ｔｆは燃温センサ22により検出さ
れ、アクセルペダルの踏角量Ａｃｃはアクセルセンサ23
により検出される。トランスミッション24のニュートラ
ル位置Ｎｃはニュートラルスイッチ25により検出され、
車速Ｓｐと車速センサ26により検出される。なお、27は
キャニスタ、28はフュエルポンプである。

上記センサ群10、12、18、19、20、22、23、26は運転状
態検出手段29を構成しており、運転状態検出手段29およ
び筒内圧センサ21からの信号はコントロールユニット30
に入力される。コントロールユニット30はこれらのセン
サ情報に基づいて筒内圧、エンジン負荷、エンジン回転
数の算出を行うとともに、その結果に応じて燃焼状態を
最適に制御する。なお、燃焼制御についてはＥＧＲ制御
等各種のものがあるが、ここでは空燃比制御に限定して
説明する。

第３図は空燃比制御に関連する部分の全体的ブロック図
である。第３図において、コントロールユニット30はチ
ャージアンプ31ａ〜31ｄ、マルチプレクサ（ＭＰＸ）3
2、高周波振動検出回路33、低周波振動検出回路34、マ
イクロコンピュータ35により構成される。各気筒に配設
された筒内圧センサ21ａ〜21ｄからの電荷出力Ｓ₁₁〜Ｓ
₁₄はそれぞれチャージアンプ31ａ〜31ｄに入力される。
チャージアンプ31ａは電荷−電圧変換増幅器を構成し、
電荷出力Ｓ₁₁を電圧信号Ｓ₂₁に変換してマルチプレクサ
32に出力する。なお、その他のチャージアンプ31ｂ〜31
ｄについても同様であり、それぞれ電圧信号Ｓ₂₂〜Ｓ₂₄
を出力する。上記筒内圧センサ21ａ〜21ｄおよびチャー
ジアンプ31ａ〜31ｄは圧力検出手段36を構成する。

一方、コントロールユニット30にはさらにクランク角セ
ンサ19からの信号が入力されており、クランク角センサ
19は各気筒の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）70゜で基準信号
Ｃａを出力するとともに、クランク角の１度（又は２
度）毎に位置信号Ｃ_１を出力する。なお、その基準信号
Ｃａの内、第１気筒に対応する基準信号については、他
の気筒に対応する基準信号よりもパルス幅を広くしてい
る。また、その位置信号Ｃ_１は、その他の例えば０．１
度等の角度毎に出力するようにしてもよく、細かくする
程制御精度が向上する。

マルチプレクサ32はマイクロコンピュータ35からの選択
信号Ｓｃに基づいてチャージアンプ31ａ〜31ｄの出力信
号Ｓ₂₁〜Ｓ₂₄を気筒毎に択一的に切り換え、信号Ｓ_2nと
して高周波振動検出回路33および低周波振動検出回路34
に出力する。高周波振動検出回路33はマルチプレクサ32
の出力信号Ｓ_2nからノッキング振動に対応する成分を抽
出して増幅、積分等の処理を行って信号Ｓ_７としてマイ
クロコンピュータ35に出力する。また、低周波振動検出
回路34は上記信号Ｓ_2nから圧縮、燃焼、排気の各燃焼過
程で発生する筒内圧力に対応する信号Ｓ_９をマイクロコ
ンピュータ35に出力する。

マイクロコンピュータ35は基本供給量演算手段、パラメ
ータ演算手段、目標値設定手段、目標値学習手段および
補正量演算手段、供給量演算手段としての機能を有し、
ＣＰＵ50、ＲＯＭ51、ＲＡＭ52、不揮発制御メモリ（Ｎ
ＶＭ）およびＩ／Ｏポート54により構成される。ＣＰＵ
50はＲＯＭ51に書き込まれているプログラムに従ってＮ
ＶＭ53より必要とする外部データを取り込んだり、ま
た、ＲＡＭ52とＮＶＭ53との間でデータの授受を行った
りしながらセンサの異常判定やノック制御に必要な処理
値を演算処理し、必要に応じて処理したデータをＩ／Ｏ
ポート54に出力する。Ｉ／Ｏポート54にはクランク角セ
ンサ19、高周波振動検出回路33および低周波振動検出回
路34からの信号が入力されるとともに、Ｉ／Ｏポート54
からは選択信号Ｓｃ、噴射信号Ｓｉおよび点火信号Ｓｐ
が出力される。

次に、作用を説明する。

第４、６〜９図はそれぞれＲＯＭ51に書き込まれている
プログラムＪＯＢ−１〜ＪＯＢ−３を示すフローチャー
トである。

第４図は図示平均有効圧Ｐｉを検出するルーチンであ
る。本ルーチンはクランク角度４゜毎（又は２〜10゜毎
のいずれかの値）に一度実行される。まず、Ｐ_１で今回
のクランク角度が圧縮上死点前50゜（以下、50゜ＢＴＤ
Ｃのように略す）以前であるか否かを判別し、50゜ＢＴ
ＤＣ以前のときはＰ_２に進む。Ｐ_２ではクランク角度が
50゜ＢＴＤＣであるか否かを判別し、50゜ＢＴＤＣに一
致していなければ50゜よりも進角側にあると判断してリ
ターンする。一方、50゜ＢＴＤＣに一致していれば、図
示平均有効圧Ｐｉ（以下、適宜Ｐｉのみと略す）の演算
を開始するためＰ_３に進む。Ｐ_３では筒内圧力ＰをＡ／
Ｄ変換し、その値をＰ′_n-1とする。次いで、Ｐ_４で行
程容積Ｖ_n-1として50゜ＢＴＤＣのときの燃焼室体積Ｖ
₅₀゜_BTDCを置き、Ｐ_５で50゜ＢＴＤＣのときのＰｉの値
を所定のテーブルマップからルックアップする。このテ
ーブルマップはＰｉ₅₀゜_BTDC＝func（Ｑａ，Ｎ）なる関
数形式で表されるように、吸入空気量や回転数に応じて
マップ値が予め実験等によりストアされている。次い
で、Ｐ_６でＰｉのオールド値Ｐｉ′としてＰｉ₅₀゜_BTDC
をセットしてリターンする。

一方、上記ステップＰ_１で50゜ＢＴＤＣ以前にないとき
はＰ_７で圧縮上死点後50゜（ＡＴＤＣ50゜）以前である
か否かを判別し、50゜ＡＴＤＣ以前でないときは50゜Ａ
ＴＤＣよりも後であるからリターンする。50゜ＡＴＤＣ
以前であるときはＰ_８以降のステップに進む。まず、Ｐ
_８で筒内圧力ＰをＡ／Ｄ変換し、その値をＰｎ′とす
る。次いで、Ｐ_９で燃焼室体積Ｖｎをルックアップす
る。Ｖｎは機関の仕様から幾何学的に求まるもので、例
えば次式に基づく算出方法や、予めこの式に従って
計算し数値化したテーブルからルックアップして求める
方法がある。

但し、Ｂ：シリンダボア径ｌ：コンロッド長さｒ：ストローク×（１／２） θｎ：クランク角度次いで、Ｐ₁₀で今回の筒内圧Ｐｎ′と前回（４゜ＣＡ
前）の筒内圧Ｐ_n-1′の平均値を求め、これをＰｎと置
く。この関係を図示すると、第５図のように示される。
Ｐ₁₁では燃焼室容積の差値ΔＶｎを次式に従って演算
する。

ΔＶｎ＝Ｖｎ−Ｖ_n-1…… 但し、Ｖ_n-1：前回の燃焼室容積差値ΔＶｎはＴＤＣ前のとき負、ＴＤＣ後に到ると正の
値となる。次いで、Ｐ₁₂で差値ΔＶｎなる容積変化の間
に行われた仕事量ΔＰｉを次式に従って演算し、Ｐ₁₃
でＰｉの積算値を次式に従って算出する。

ΔＰｉ＝Ｐｎ×ΔＶｎ …… Ｐｉ＝Ｐｉ′＋ΔＰｉ …… 但し、Ｐｉ′：前回の値そして、最後にＰ₁₄で次回（４゜ＣＡ後）の演算のた
め、Ｖ_n-1、Ｐ′_n-1、Ｐｉに今回の値を入れておく。な
お、上記ステップＰ_７でＮＯ命令に従ってリターンする
ときはＰｉの演算が終了したとみなされ、この時点でＰ
ｉは50゜ＢＴＤＣから50゜ＡＴＤＣの間の仕事量Ｐｉを
演算したことになる。以上のルーチンを実行することに
より、使用燃料の性状に対応する図示平均有効圧Ｐｉが
精度良く検出される。

以上のＪＯＢ−１はＰｉを50゜ＢＴＤＣから50゜ＡＴＤ
Ｃの間に亘って積算することで、仕事量を求めたもので
ある。これは±50゜の区間に限らず、例えば±40゜の区
間でＪＯＢ−１とは若干異なる処理で求めてもよく、そ
の例を第６図に示す。第６図のＪＯＢ−１′において、
Ｐ₁₀₁の今回のクランク角度が40゜ＢＴＤＣ以後か否か
を判別し、40゜ＢＴＤＣより前のときはＰ₁₀₂でＰｉの
オールド値Ｐｉ′をクリアしてリターンする。40゜ＢＴ
ＤＣ以後のときはＰ₁₀₃でクランク角度が40゜ＡＴＤＣ
以前か否かを判別し、以前でないときはリターンする。
以前のときはＰ₁₀₄で筒内圧力ＰをＡ／Ｄ変換し、その
値をＰｎとする。次いで、Ｐ₁₀₅で今回の仕事量ΔＰｉ
を次式に従って演算する。

ΔＰｉ＝Ｐｎ×θｎ …… 式において、θｎはＴＤＣ時をゼロ（原点）とするク
ランク角度で、ＢＴＤＣのとき〔−〕、ＡＴＤＣのとき
〔＋〕の値をとる。Ｐ₁₀₆ではΔＰｉの積算値Ｐｉを次
式に従って演算し、Ｐ₁₀₇で次回の演算のためオール
ド値Ｐｉ′に今回の値Ｐｉを入れておく。

Ｐｉ＝Ｐｉ′×ΔＰｉ …… このようなルーチンＪＯＢ−１′によってもＰｉを求め
ることができる。

このようにして検出したＰｉを目標Ｐｉ（＝Ｐim）に近
づけるように燃料供給量を補正して供給空燃比を適切な
ものとするのが本発明の骨子であるが、ここで、その基
本原理について述べる。

まず、目標値Ｐimを絞弁開度Ｃｖとエンジン回転数Ｎの
関数｛Ｐim＝func（Ｖ，Ｎ）｝として与える。加速時に
供給された燃料量ＴｉのうちのＴｐ分（Ｔｐは吸入空気
量Ｑａに比例）が完全に燃焼すれば、定常状態のＰｉに
相当するＰimが達成できるとする。一方、ＰｉがＰimに
達していなければ、Ｔｐの一部が燃えてＰｉになったと
考えＰｉに相当する燃料量をＴ_PBとし、未燃焼分Ｔ_PUは
壁面に付着した分であるとすると、次式が成立し、こ
れを変形してＴ_PUを求めると次式のようになる。

次回の基本噴射量をＣ′×Ｔｐ＝Ｔｐ＋Ｔ_PUとすると、
これに式を代入して仮の補正係数Ｃ′が次式のよう
に求められる。

この場合、Ｐｉ＝ＰimのときはＣ′＝１となるから、実
質上増量は行われない。次回の壁面付着量は今回の分よ
り少なくてよいから、１以下の係数を乗じて次式で示
すようにして次回の補正係数Ｃの値を決める。

Ｃ＝β・Ｃ′ …… 但し、β＜１この補正係数Ｃによると、次回の補正された基本噴射量
Ｃ・Ｔｐは次式で表され、これに各種補正を加えると
次式のようになる。

但し、Ｃｏ＝１＋Ｋ_TRM＋Ｋ_MR＋Ｋ_TW 上式から明らかなように従来に比べてＫ_AI，Ｋ_ACC，
Ｋ_Ｈという補正項が不要であるから、その分だけマッチ
ング工数は減少する。なお、始動後増量補正係数Ｋ_ASは
必要であるが、説明の都合上省略してある。

このように、ＰｉとＰimの比較から未燃焼分Ｔ_PUを求
め、このデータを基に次回の噴射量を適切に補正すれば
加速時等の燃料量が燃料の壁面付着分を考慮した最適な
ものとなる。なお、加速開始の初回（第１回目）の燃料
噴射には通常噴射量の増量が間に合わないので、本実施
例では急加速時に割込噴射をしている。また、過渡運転
時にはＰimの設定に正確さを欠くこともあり得る他、圧
力検出手段36の検出感度のばらつき、経時変化等を考慮
するとＰimの設定に際していわゆる学習制御の概念を取
り入れるのが好ましいことから、定常状態のＰｉ検出値
を逐次学習しておき、Ｐimの設定時にはこの学習値を利
用してＰimの設定精度を高く維持している。

次に、上記の原理に基づく実際の噴射量制御について説
明する。

第７図は加速時割込噴射制御のプログラムＪＯＢ−２を
示すルーチンであり、本ルーチンは一定時間毎（例え
ば、10msec毎）に一度実行される。まず、Ｐ₂₁で絞弁開
度Ｃｖ、吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎを読み込
み、Ｐ₂₂で基本噴射量Ｔｐ（Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎ）を演
算する。次いで、Ｐ₂₃で必要な各種補正係数Ｋ_TRM，Ｋ
_MR，Ｋ_TWをルックアップし、Ｐ₂₄で空燃比のλコントロ
ール用のフィードバック補正係数αを演算する。Ｐ₂₅で
は電圧補正分Ｔｓを求める。なお、以上の処理は従来と
同様である。次いで、Ｐ₂₆で絞弁開度Ｃｖにつきその変
化量ΔＣｖ（ΔＣｖ＝Ｃｖ−Ｃｖ′，但し、Ｃｖ＝前回
の値）を求め、Ｐ₂₇でこれを所定値ａと比較する。ａは
一定値でもよいが、運転条件によって変える、すなわち
ａ＝func（Ｔｐ，Ｎ）とすると好ましい。ΔＣｖ＜ａの
ときは急加速でないからリターンしΔＣｖ≧ａのときは
急加速であると判断してＰ₂₈で割込噴射量Ｔadd′をＴa
dd′＝func（Ｔｗ）なる関数形式で表されているテーブ
ルマップからルックアップする。なお、冷却水温Ｔｗは
図示しないバックグランドジョブ（ＢＧＪ）により読み
込まれている。次いで、Ｐ₂₉で絞弁11が前回（10msec
毎）に全閉位置にあり、かつ今回の全閉位置から外れた
か、すなわち全閉から開いた直後であるか否かを判別す
る。直後であればかなり低負荷からの急加速と判断され
るので、Ｐ30で割込補正量ＴｏをＴｏ＝func（Ｔｗ）な
る関数形式のテーブルマップからルックアップするとと
もに、Ｐ₃₁で割込噴射量Ｔdaa′にＴｏを加えて補正後
の最終割込噴射量Ｔaddとし、Ｐ₃₂でＴaddに対応する割
込噴射を行う。一方、Ｐ₂₉で全閉から開いた直後でない
ときは割込補正量Ｔｏの増量は不要と判断し、Ｐ₃₃でＴ
add＝Ｔadd′としてＰ₃₂に進む。

第８図はＰｉ検出情報に基づく噴射量制御のプログラム
を示すルーチンであり、本ルーチンは各気筒の基準クラ
ンク角毎に一度実行される。まず、Ｐ₄₁でＰｉの基準目
標値ＰimをＰim＝func（Ｃｖ，Ｎ）なる関数形式のテー
ブルマップからルックアップする。絞弁開度Ｃｖはドラ
イバの意思に最も早く反応するものであるから、Ｃｖを
パラメータとすればＣｖの値によって変化するＰimを素
速く求めることができる。次いで、Ｐ₂₀₁〜Ｐ₂₀₅からな
る学習ルーチンでＰimを学習する。本実施例における学
習ルーチン検出Ｐｉと基準目標Ｐｉ（＝Ｐim₀）との差
ΔＰimを学習するものである。

まず、Ｐ₂₀₁で学習条件であるか否かを判別する。学習
する条件は、所定機関温度の範囲内で、所定負荷変動
内、所定エンジン回転数変動内であれば学習するとすれ
ばよい。学習条件を満たしているときはＰ₂₀₂で検出Ｐ
ｉと基準目標値Ｐim₀の差ΔＰim（ΔＰim＝Ｐｉ−Ｐi
m₀）を演算し、Ｐ₂₀₃でこれをΔＰim＝func（Ｃｖ，
Ｎ）という関数形式で表されている学習テーブルのデー
タとして不揮発性メモリ53に書き込み、Ｐ204に進む。
なお、この学習データ（ΔＰim）は正，負の符号付で学
習しておく。このようにして所定の学習条件下でΔＰim
が学習されて、テーブルの値が逐次更新されて最新のデ
ータ集合群となる。

一方、Ｐ₂₀₁で学習条件にないときはＰ₂₀₂、Ｐ₂₀₃をを
ジャンプしてＰ₂₀₄以降の読出し処理に移る。Ｐ₂₀₄では
学習値ΔＰimをルックアップし、Ｐ₂₀₅で今回の目標Ｐ
ｉ（＝Ｐim）を次式に従って演算する。

Ｐim＝Ｐim₀＋ΔＰim …… このような学習を行うことにより、上述のようにテーブ
ルのデータが常に最適なものに逐次更新されていく。し
たがって、例えば圧力検出手段36の感度のばらつき、装
置の経時変化等があってもデータのばらつきを吸収して
適正な目標Ｐｉを与えることができる。また、かかる装
置側の問題でなく、走行条件について、例えば高地走行
で大気圧が変化した場合、あるいは過渡運転状態のとき
等であっても常に適正な目標Ｐｉを与えることができ、
制御精度が高いものとなる。

なお、学習ルーチンの態様は上記の例に限らず、Ｐｉと
Ｐim₀の比ｋ_ｉを用いて学習するようにしてもよく、そ
れを第９図に示す。第９図の学習ルーチンでは、まずＰ
₃₀₁で学習条件を判別し、ＹＥＳのときはＰ₃₀₂でＰｉと
Ｐim₀の比ｋ_ｉ（＝Ｐｉ／Ｐim₀）を演算し、Ｐ₃₀₃でＫ
_ｉの平均値ｋ_imを次式に従って演算する。

但し、ｋ_im′：前回の平均値次いで、Ｐ₃₀₄で今回の平均値ｋ_imを不揮発性メモリ53
にメモリし、Ｐ₃₀₅でｋ_imを前回の値ｋ_im′として置き
換える。そして、Ｐ₃₀₆で目標値Ｐimを次式に従って
演算する。

Ｐim＝ｋ_im×Ｐim₀ …… 一方、Ｐ₃₀₁で学習条件にないときは直ちにＰ₃₀₆にジャ
ンプする。このようなステップ処理によっても学習を行
うことができる。この場合、前者と後者の学習ルーチン
の差は学習量をテーブル値として保有するかしないかと
いうことであり、後者はテーブル値をもたないのでメモ
リ容量がはるかに少ないものとなる。

さて、上記のような学習ルーチンを経ると、再び噴射量
制御のフローに戻る。まず、Ｐ₄₂で目標値Ｐimと今回の
検出値Ｐｉとの差値ΔＰｉ（ΔＰｉ＝Ｐim−Ｐｉ）を演
算し、Ｐ₄₃〜Ｐ₄₅からなるステップで次の事項を判別し
てＰｉ検出による噴射量のフィードバック制御を行うか
否かを判別する。

Ｐ₄₃：ΔＰｉ≧ＤＰｏ（所定値）かＰ₄₄：Ｖｓ≦Ｖｓｏか（空燃比が所定値よりリーンか）但し、Ｖｓ：酸素センサ20の出力Ｖｓｏ：リーンな所定値Ｐ₄₅：Ｔｐ≧Ｔｐか（負荷が所定値以上か）なお、Ｔｐ≧Ｔｐｏなる条件を課しているのは、Ｔｐの
値が小さいときは燃焼が不安定でＰｉの値のばらつきが
大きいからである。

以上の条件を満たすときは、Ｐｉによるフィードバック
制御を行うと判断してＰ₄₆で通常噴射量の補正係数Ｃを
前述の基本原理から次式に従って演算し、Ｐ₄₈に進
む。

一方、Ｐ₄₃〜Ｐ₄₅でＮＯ命令に従うときはＰｉ検出によ
る噴射量のフィードバック制御を行わないと判断し、Ｐ
₄₇でＣ＝１としてＰ₄₈に進む。Ｐ₄₈では次式に従って
最終噴射量Ｔｉを演算し、通常の同期噴射タイミングで
Ｔｉなる量の燃料を噴射する。

Ｔｉ＝Ｃ×Ｔｐ×Ｃｏ×α＋Ｔｓ …… このように、出力トルクに相関するパラメータであるＰ
ｉ検出情報を基にこれを目標値Ｐimに一致させるように
補正係数Ｃを用いて噴射量が適切にフィードバック補正
される。

その結果、加速時における空燃比のリーン化が補正され
ることになって、ヘジテーション、スタンブル等の発生
を抑制することができ、エンジンの加速応答性を向上さ
せることができる。また、供給空燃比が適切な値となる
から、排気エミッション特性を向上させることができ
る。さらに、目標値Ｐimの設定に際してはデータを学習
しているので、その設定精度が高く、筒内圧センサのば
らつきや経時変化にかかわらず噴射量補正の実効を図る
ことができる。

なお、本実施例による効果はその実験結果を第10、11図
に示すように、顕著なものがある。第10図において３種
類の折れ線グラフで示す仕様〜の内容は、次表のと
おりである。

なお、実験の方法は第11図に示すように、スロットルス
イッチをＯＮにしてから検出気筒内圧Ｐｉが目票気筒内
圧Ｐｉ′に到達する同図中Ｔで示す位置までの時間を測
定することにより行った。第10図から明らかなように、
本実施例によれば目標値Ｐimまでの到達時間が１／３程
度に短縮され、大幅な加速性能の向上が図られる。

第12、13図は本発明の第２実施例を示す図であり、本実
施例では加速判定の絞弁開度Ｃｖを用いず、吸気管内圧
力Ｐ_Ｂを用いている。すなわち、第12図は加速時割込噴
射制御のプログラムを示すルーチンであり、本ルーチン
の説明にあたり、第１実施例と同一処理を行うステップ
には同一番号を付してその説明を省略し、異なるステッ
プには○印で囲むステップ番号を付してその内容を説明
する。

第12図において、Ｐ₅₁では絞弁開度Ｃｖを読み込まず、
ＱａとＮのみを読み込む。Ｐ₂₅に続くＰ₅₂では吸気管内
圧力Ｐ_Ｂにつきその変化量ΔＰ_Ｂ（ΔＰ_Ｂ＝Ｐ_Ｂ−
Ｐ_Ｂ′，但し：Ｐ_Ｂ′＝前回の値）を求め、Ｐ₅₃でこれ
を所定値ｂと比較する。そして、ΔＰ_Ｂ＜ｂのときは急
加速でないからリターンし、ΔＰ_Ｂ≧ｂのときは急加速
であると判断してＰ₂₉以降のステップに進む。なお、第
12図では図示していないが、本実施例では加速判定のパ
ラメータとして吸気管内圧力Ｐ_Ｂを用いているから、第
１実施例のＪＯＢ−３に対応するものと同様のルーチン
では、ステップＰ₄₁において目標値ＰimをＰim＝func
（Ｐ_Ｂ，Ｎ）なる関数形式のテーブルマップからルック
アップし、同様に学習ルーチンではΔＰimをΔＰim＝fu
nc（Ｐ_Ｂ，Ｎ）なる関数形式のテーブルマップからルッ
クアップする。したがって、本実施例においても加速判
定に相違があるものの、第１実施例と同様の効果を得る
ことがでる。

また、この方法によると、吸入空気量信号のような加速
初期のオーバシュートがないので、滑らかな運転性が得
られるという利点がある。すなわち、第13図に加速時の
タイミングチャートを示すように、いま絞弁開度Ｃｖが
同図（ａ）で示すように変化すると、吸気管内圧力Ｐ_Ｂ
の変化速度は音速であるから若干の立上がり遅れが生じ
るが、同図（ｂ）で示すような変化となって絞弁開度Ｃ
ｖに類似したものとなる。また、吸気管内圧力Ｐ_Ｂは吸
気絞弁部における開口面積の動きに応じて変化するの
で、立上がり初期以降は傾きがやや急なものとなる。一
方、吸入空気量Ｑａは同図（ｃ）に示すようにＰ_Ｂより
もさらに立上がりが遅れるが、吸気管内体積を充填する
ためその立上がりの傾きはＰ_Ｂよりもさらに急となりオ
ーバシュートする。したがって、吸入空気量Ｑａに基づ
いて演算される基本噴射量Ｔｐは同図（ｄ）に示すよう
にＴｐリミットまではＱａに比例して変化する。このよ
うな、各値の変化に対して目標値Ｐimの変化を各パラメ
ータＣｖ，Ｐ_Ｂ，Ｔｐによって図示すると、同図（ｅ）
に示すようなものとなる。この図からも明らかなよう
に、Ｐim＝func（Ｔｐ，Ｎ）で与えるよりもＰim＝func
（Ｃｖ，Ｎ），Ｐim＝func（Ｐ_Ｂ，Ｎ）で与えた方が、
ドライバーの踏込み感に近い目標値を与えることができ
る。

第14図は本発明の第３実施例を示す図であり、本実施例
では加速判定に絞弁開度Ｃｖを用いず基本噴射量Ｔｐを
用いている。すなわち、第14図は加熱時割込噴射制御の
プログラムを示すルーチンであり、本ルーチンの説明に
あたり、第１実施例と同一処理を行うステップには同一
番号を付してその説明を省略し、異なるステップには○
印で囲むステップ番号を付してその内容を説明する。

第14図において、Ｐ₆₁では絞弁開度Ｃｖを読み込まず、
ＱａとＮのみを読み込む。Ｐ₂₅に続くＰ₆₂では基本噴射
量Ｔｐにつきその変化量ΔＴｐ（ΔＴｐ＝Ｔｐ−Ｔ
ｐ′，但し：Ｔｐ＝前回の値）を求め、Ｐ₆₃でこれを所
定値ｃと比較する。そして、ΔＴｐ＜ｃのときは急加速
でないからリターンし、Ｔｐ≧ｃのときは急加速である
と判断してＰ₂₉以降のステップに進む。なお、第14図で
は図示していないが、本実施例では加熱判定のパラメー
タとして基本噴射量Ｔｐを用いているから、第１実施例
のＪＯＢ−３に対応するものと同様のルーチンでは、ス
テップＰ₄₁において目標値ＰimをＰim＝func（Ｔｐ，
Ｎ）なる関数形式のテーブルマップからルックアップす
る。したがって、本実施例においても加速判定に相違が
あるものの、第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。

第15図は本発明の第４実施例を示す図であり、本実施例
では加速判定に絞弁開度Ｃｖを用いずアクセル踏角Ａｃ
ｃを用いている。すなわち、第15図は加熱時割込噴射制
御のプログラムを示すルーチンであり、本ルーチンの説
明にあたり、第１実施例と同一処理を行うステップには
同一番号を付してその説明を省略し、異なるステップに
は○印で囲むステップ番号を付してその内容を説明す
る。

第15図において、Ｐ₇₁は絞弁開度Ｃｖを読み込まず、Ｑ
ａとＮに加えてアクセル踏角Ａｃｃを読み込む。Ｐ₂₅に
続くＰ₇₂ではアクセル踏角Ａｃｃにつきその変化量ΔＡ
ｃｃ（ΔＡｃｃ＝Ａｃｃ−Ａｃｃ′，但し：Ａｃｃ′＝
前回の値）を求め、Ｐ₅₃でこれを所定値ｄと比較する。
そして、ΔＡｃｃ＜ｄのときは急加速でないからリター
ンし、ΔＡｃｃ≧ｄのときは急加速であると判断してＰ
₂₉以降のステップに進む。なお、第15図では図示してい
ないが、本実施例では加速判定のパラメータとしてアク
セル踏角Ａｃｃを用いているから、第１実施例のＪＯＢ
−３に対応するものと同様のルーチンでは、ステップＰ
₅₁において目標値ＰimをＰim＝func（Ａｃｃ，Ｎ）なる
関数形式のテーブルマップからルックアップし、同様に
学習ルーチンではΔＰimをΔＰim＝func（Ａｃｃ，Ｎ）
なる関数形式のテーブルマップからルックアップする。
したがって、本実施例においても加速判定に相違がある
ものの、第１実施例と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では第13図に示すタイミングチャートの
場合、Ｐimの動きはfunc（Ｃｖ，Ｎ）と同等かそれより
速くなるという特徴がある。

（効果）本発明によれば、圧力検出手段の検出値に基づいて出力
トルクに相関するパラメータを検出し、これが目標値と
一致するように燃料量を補正するとともに、目標値の設
定に際して定常運転状態におけるパラメータ検出値を用
いて目標値を学習補正しているので、目標値を圧力検出
手段のばらつきや経時変化に適合した値に補正すること
ができ、常に燃料供給量を適切なものとして加速応答性
や運転性、排気性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜11図は本発明の第
１実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第
３図はそのコントロールユニットを含む要部のブロック
構成図、第４図はその図示平均有効圧Ｐｉを検出するプ
ログラムを示すフローチャート、第５図はその筒内圧と
クランク角度との関係を示すグラフ、第６図はその他の
例の図示平均有効圧を検出するプログラムを示すフロー
チャート、第７図はその加速時割込噴射制御のプログラ
ムを示すフローチャート、第８図はそのＰｉ検出精度に
基づく噴射量制御のプログラムを示すフローチャート、
第９図はその他の例の学習ルーチンのプログラムを示す
フローチャート、第10図はその効果を説明するためのグ
ラフ、第11図はその実験の方法を示すタイミングチャー
ト、第12、13図は本発明の第２実施例を示す図であり、
第12図はその加速時割込噴射制御のプログラムを示すフ
ローチャート、第13図はその作用を説明するためのタイ
ミングチャート、第14図は本発明の第３実施例を示すそ
の加速時割込噴射制御のプログラムを示すフローチャー
ト、第15図は本発明の第４実施例を示すその加速時割込
噴射制御のプログラムを示すフローチャートである。１……エンジン、４……インジェクタ（燃料供給手段）、 29……運転状態検出手段、 35……マイクロコンピュータ（基本供給量演算手段、パラメータ演算手段、目標値設
定手段、目標値学習手段、補正量演算手段、供給量演算
手段）、 36……圧力検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）エンジンの燃焼圧力を検出する圧力検
出手段と、ｂ）負荷と回転数をパラメータとしてエンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段と、ｃ）運転状態検出手段による検出値に基づいて燃料の基
本供給量を演算する基本供給量演算手段と、ｄ）圧力検出手段の出力に基づいてエンジンの出力トル
クに相関するパラメータをパラメータ検出値として演算
するパラメータ演算手段と、ｅ）運転状態検出手段による検出値に基づいてエンジン
の出力トルクに相関するパラメータの目標値を設定する
目標値設定手段と、ｆ）運転状態検出手段による検出値が所定の定常運転状
態を示すときに前記パラメータ検出値に基づいて前記目
標値を学習修正する目標値学習手段と、ｇ）前記パラメータ検出値と前記修正された目標値との
差から燃料供給量の過不足量を求め、この過不足量に基
づいて次回の燃料供給量に対する補正量を演算する補正
量演算手段と、ｈ）前記基本噴射量を前記補正量で補正してエンジンへ
の燃料供給量を演算する供給量演算手段と、ｉ）供給量演算手段の出力に基づいてエンジンに燃料を
供給する燃料供給手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。