JPH06610Y2

JPH06610Y2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH06610Y2
Application number: JP1986092963U
Authority: JP
Inventors: 正明内田; 寛三分一; 鎌一小泉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1986-06-17
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2001-06-17
Also published as: JPS63151U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、自動車等内燃機関の空燃比制御装置、特にエ
ンジン負荷に応じて理論空燃比から希薄空燃比に切替え
る部分リーン制御を行う装置に関する。

（従来の技術）近年、自動車エンジンに対する要求が高度化しており、
有害な排出ガスに低減、高出力、低燃費等の互いに相反
する課題について何れも高レベルでその達成が求められ
る傾向にある。

また、特に省燃費の立場から比較的低負荷領域では空燃
比を理論空燃比から希薄空燃比に切替える部分リーン制
御が試みられており、従来のこの種の空燃比制御装置と
しては、例えば特開昭５９−５１１４７号公報や特開昭
５９−７７４１号公報に記載されたものが知られてい
る。

これらの装置では、吸気管圧力、エンジン回転速度の変
化率（あるいは、車両の走行速度の変化率）およびスロ
ットル開度の変化に基づいてエンジンの負荷および車両
の加速度を算出し、この負荷および加速度の算出結果か
ら所定条件下の運転領域においては希薄（リーン）空燃
比を選択することにより、エンジンの燃費性能の向上を
図って省燃費を実現しようとしている。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては希薄空燃比を選択する運転状態の領域（以下、部分
リーン領域と呼ぶ）がギア位置によらず画一的なもので
あったため、ギア位置毎に異なる運転者の加減速に対す
る期待に必ずしも沿うものではなかった。

すなわち、従来のような画一的な部分リーン領域の選択
ではそのギア位置に施した加速度やトルクが損われるこ
とがあり、運転者の意志が忠実には反映されないことか
ら運転感覚の低下や運転性の悪化を招いていた。

例えば、同じ負荷領域であっても、２速と５速とではそ
のギアが有する意味合が違っており、また、運転者の要
求も異なる。すなわち、５速（あるいは４速）通常高速
巡行用であり、ある程度の負荷運転状態までは部分クリ
ーン領域に移行した方が省燃費の面では有利であるが、
２速（あるいは１速）のギア位置では、ある程度低い負
荷では希薄空燃比下の運転を行って省燃費化を図ること
ができるものの、比較的に中・高負荷では加減速が頻繁
に行われるから、希薄空燃比を採用するとトルク不足が
生じて運転性（加速感）が妨げられることになる。この
ように、実際には、各ギア位置毎に部分リーン領域に切
り替えるべき負荷の上限のしきい値が異なっているた
め、これを何れのギア位置にあっても同じ運転状態を一
律に切替えるという従来の装置では運転者の意志が適切
に運転に反映されず運転感覚および運転性の面で問題が
ある。

（考案の目的）そこで本考案は、通常の目標空燃比（第１の目標空燃
比）とリーン制御のための目標空燃比（第２の目標空燃
比）とを設定すると共に、これら２つの目標空燃比を切
り替えるための判定基準値（上限しきい値）をギア位置
毎に設定し、さらに、この上限しきい値を、高速ギヤ段
になるほど、且つ、高車速になるほど高負荷側にずらす
ことにより、運転感覚や運転性を損なうことなく、リー
ン運転領域の適切な拡大を達成し、以てより一層の燃費
向上を図ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本考案による内燃機関の空燃比制御装置は、上記目的達
成のため、その基本概念図を第１図に示すように、エン
ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、変速
機のギア位置を検出するギア位置検出手段ｂと、エンジ
ン負荷に応じた第１の目標空燃比を設定すると共に、理
論空燃比よりもリーン側にずれた第２の目標空燃比を設
定する目標空燃比設定手段ｃと、ギア位置は高速段にな
るほど高負荷側にずれた上限しきい値と該上限しきい値
をギア位置毎に設定するしきい値設定手段ｄと、前記上
限しきい値を高速が高くなるほど高負荷側にずらすよう
に補正する補正手段ｅと、該補正手段ｅにより補正され
た上限しきい値とエンジン負荷を表す値とを比較し、該
エンジン負荷を表す値が前記補正上限しきい値を越える
場合は前記第１の目標空燃比を選択する一方、前記補正
上限しきい値以下の所定の運転状態の場合は前記第２の
目標空燃比を選択する目標空燃比選択手段ｆと、実際の
空燃比が選択された目標空燃比となるように吸入空気量
あるいは燃料供給量を制御する制御手段ｇと、制御手段
からの信号に基づいて吸入空気量あるいは燃料供給量を
操作する操作手段ｈと、を備えたことを特徴とする。

（作用）本考案では、高速ギア段になるほど、且つ、高車速にな
るほど、つまり車両の走行抵抗が増大するほど高負荷側
にずれる上限しきい値を設定し、ギア位置毎に適正なリ
ーン運転領域を設定するので、高速ギア段及び高車速の
運転状態では、上限負荷の高いリーン運転領域を設定で
き、また、低速ギア段及び低車速の運転状態では、上限
負荷の低いリーン運転領域を設定できる。したがって、
高速巡行時と加速時の双方に適した目標空燃比を選択で
き、燃費向上と走行性能との両立を図ることができる。

（実施例）以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第２〜16図は本発明の一実施例を示す図であり、本考案
をＳＰｉ(Single Point Injection)方式のエンジンに適
用した例である。

まず、構成を説明する。第２図において、１はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ２からスロットルチャ
ンバ３を経て、ヒータ制御信号Ｓ_HによりＯＮ／ＯＦＦ
するＰＴＣヒータ４で加熱された後、インタークマニホ
ールド５の各ブランチより各気筒に供給され、燃料は噴
射信号Ｓ_Tiに基づきスロットル弁６の上流側に設けられ
た単一のインジェクタ（操作手段）７により噴射され
る。

各気筒には点火プラグ10が装着されており、点火プラグ
10にはディストリビュータ11を介して点火コイル12から
の高圧パルスＰＵＬＳＥが供給される。これらの点火プ
ラグ10、ディストリビュータ11および点火コイル12は混
合気に点火する点火手段13を構成しており、点火手段13
は点火信号Ｓ_IGNに基づいて高圧パルスＰＵＬＳＥを発
生し放電させる。そして、気筒内の混合気は高圧パルス
ＰＵＬＳＥの放電によって着火、爆発し、排気となって
排気管14を通して触媒コンバータ15で排気中の有害成分
（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯ_X）を三元触媒により清浄化されて
マフラ16から検出される。

ここで、吸入空気の流れはアクセルペダルに連動するス
ロットルチャンバ３内のスロットル弁６により制御さ
れ、アイドリング時にはスロットル弁６はほとんど閉じ
ている。アイドリング時の空気の流れはバイパス通路20
を通り、開度信号Ｓ_ISCに基づいてＩＳＣバルブ(Idle S
peed Control Valve:アイドル制御弁)21により適宜必要な空
気が確保される。

また、各気筒の吸気ポート近傍にはスワールコントロー
ル弁22が配設されており、スロールコントロール弁22は
ロッド23を介してサーボダイヤフラム24に連結される。
サーボダイヤフラム24には電磁弁25から所定の制御負圧
が導かれており、電磁弁25はデューティ値Ｄ_SCVを有す
るスワール制御信号Ｓ_SCVに基づいてインテークマニホ
ールド５から供給される負圧を大気に漏らす（リークす
る）ことによってサーボダイヤフラム24に導入する制御
負圧を連続的に変える。サーボダイヤフラム24は制御負
圧に応動し、ロッド23を介してスワールコントロール弁
22の開度を調整する。

上記スワールコントロール弁22、ロッド23、サーボダイ
ヤフラム24および電磁弁25は全体としてスワール操作手
段26を構成する。

スロットル弁６の開度αはスロットルセンサ30により検
出され、冷却水の温度Ｔｗは水温センサ31により検出さ
れる。また、エンジンのクランク角Ｃａはディストリビ
ュータ11に内蔵されたクランク角センサ32により検出さ
れ、クランク角Ｃａを表すパルスを計数することにより
エンジン回転数Ｎを知ることができる。

排気管14には酸素センサ33が取り付けられており、酸素
センサ33は空燃比検出回路34に接続される。空燃比検出
回路34は酸素センサ33にポンプ電流Ｉｐを供給し、この
ポンプ電流Ｉｐの値から排気中の酸素濃度がリッチから
リターンまで広範囲に亘って検出される。酸素センサ33
および空燃比検出回路34が空燃比検出手段35を構成す
る。

変速機の操作位置は位置センサ36により検出され、車両
の速度Ｓ_VSPは車速センサ37により検出される。また、
エアコンの作動はエアコンスイッチ38により検出され、
パワステの作動はパワステ検出スイッチ39により検出さ
れる。

上記各センサ30、31、32、34、36、37、38、39からの信
号はコントロールユニット50に入力されており、コント
ロールユニット50はこれらのセンサ情報に基づいてエン
ジンの燃料制御（点火時期制御、燃料噴射制御等）を行
う。

すなわち、コントロールユニット50は、上記位置センサ
36と共にギア位置検出手段を構成し、且つ、コントロー
ルユニット50単体で、目標空燃比設定手段、しきい値設
定手段、補正手段、目標空燃比選択手段および制御手段
としての機能を有し、ＣＰＵ51、ＲＯＭ52、ＲＡＭ53お
よびＩ／Ｏポート54により構成される。

ＣＰＵ51がＲＯＭ52に書き込まれているプログラムに従
ってＩ／Ｏポート54より必要とする外部データを取り込
んだり、またＲＡＭ53との間でデータの授受を行ったり
しながらエンジンの燃焼制御に必要な処理値を演算し、
必要に応じて処理したデータをＩ／Ｏポート54へ出力す
る。Ｉ／Ｏポート54には上記各センサ30、31、32、34、
36、37、38、39からの信号が入力されるとともに、Ｉ／
Ｏポート54からは前記各信号Ｓ_Ti、Ｓ_IGN、Ｓ_ISC、Ｓ
_SCVが出力される。ＲＯＭ52はＣＰＵ51における演算プ
ログラムを格納しており、ＲＡＭ53は演算に使用するデ
ータをマップ等の形で記憶している。なお、ＲＡＭ53の
一部は不揮発性メモリからなり、エンジン１停止後もそ
の記憶内容を保持する。

次に、作用を説明するが、最初に空気流量の算出システ
ムについて説明する。

本実施例では空気流量の検出に際して従来のようなエア
フローメータ等を設けておらず、スロットル開度αおよ
びエンジン回転数Ｎをパラメータとしてインジェクタ７
の部分を通過する空気量Ｑ_Ainj（以下、インジェクタ部
空気量という）算出するという方式（以下、単にα−Ｎ
システムという）を採っている。

このようなα−システムによってインジェクタ部通過空
気量Ｑ_Ainjを算出しているのは、次のような理由によ
る。

すなわち、上記従来のセンサによると、（イ）吸気脈動によるセンサ出力の変動が大きく、これ
は燃料の噴射量の変動を引き起こし、トルク変動を生じ
させる、（ロ）センサの応答性の面で過度時に検出誤差が大きく
なる、（ハ）上記センサはコストが比較的高い、という面があるためで、本実施例ではかかる観点から低
コストで応答性、検出精度に優れたα−Ｎシステムを採
用している。また、特にＳＰｉ方式のエンジンにあって
は、係るα−Ｎシステムを採用することで、空燃比の制
御精度が格段と高められる。

以下に、本システムによるインジェクタ部通過空気量Ｑ
_Ainjの算出を説明する。

第３図はシリンダ空気量Ｑ_AcyLの算出プログラムを示す
フローチャートである。まず、Ｐ₁で前回のＱ_AcyLをオ
ールド値Ｑ_AcyL′としてメモリに格納する。ここで、Ｑ
_AcyLはシリンダ部を通過する吸入空気量であり、従来の
装置（例えば、ＥＧｉ方式の機関）での吸入空気量Ｑａ
に相当するもので、後述する第８図に示すプログラムに
よってインジェクタ部における空気量Ｑ_Ainjを演算する
ときの基礎データとなる。次いで、Ｐ₂で必要なデー
タ、すなわちスロットル開度α、ＩＳＣバルブ21への開
度信号Ｓ_ISCのデューティ（以下、ＩＳＣデューティと
いう）Ｄ_ISC、エンジン回転数Ｎを読み込む。

Ｐ₃ではスロットル開度αに基づいてスロットル弁６が
装着されている部分における流路面積（以下、スロット
ル弁流路面積という）Ａαを算出する。これは、例えば
第４図に示すテーブルマップから該当するＡαの値をル
ックアップして求める。Ｐ₄では同様にＩＳＣデューテ
ィＤ_ISCに基づいて第５図のテーブルマップからバイパ
ス路面積Ａ_Bを算出し、Ｐ₅で次式に従って総流路面積
Ａを求める。

Ａ＝Ａα＋Ａ_B …… 次いで、Ｐ₆で定常空気量Ｑ_Hを算出する。この算出は、
まず総流路面積Ａをエンジン回転数Ｎで除してＡ／Ｎを
求め、このＡ／Ｎとエンジン回転数Ｎをパラメータとす
る第６図に示すようなテーブルマップから該当する定常
空気量Ｑ_Hの値をルックアップして行う。

次いで、Ｐ₇とＡとＮとをパラメータとして第７図に示
すテーブルマップからインテークマニホールド５の容積
を考慮した遅れ係数Ｋ２をルックアップして、Ｐ₈で次
式に従ってシリンダ空気量Ｑ_AcyLを算出してルーチン
を終了する。

Ｑ_AcyL＝Ｑ_AcyL′×（１−Ｋ２）＋Ｑ_H×Ｋ２ …… 但し、Ｑ_AcyL′：Ｐ₁で格納した値このようにして求めた空気量Ｑ_AcyLは本実施例のような
ＳＰｉ方式でなく、例えば吸気ポート近傍に燃料を噴射
するＥＧｉ方式の機関にはそのまま適用することができ
る。しかし、本実施例はＳＰｉ方式であるから、インジ
ェクタ部空気量Ｑ_Ainjを求める必要があり、この算出を
第８図に示すプログラムで行っている。

同プログラムでは、まず、Ｐ₁₁で次式に従って吸気管
内空気変化量ΔＣＭを求める。このΔＣＭはシリンダ空
気量Ｑ_AcyLに対して過渡時にスロットルチャンバ３を空
気の圧力変化させるための空気量を意味している。

ΔＣＭ＝Ｋ_M×（Ｑ_AcyL−Ｑ_AcyL′）／Ｎ… 式において、Ｋ_Mはインテークマニホールド５の容積
に応じて決定される定数であり、エンジン１の機種等に
応じて最適値が設定される。次いでＰ₁₂で次式に従っ
てインジェクタ空気量Ｑ_Ainjを算出する。

Ｑ_Ainj＝Ｑ_AcyL＋ΔＣＭ …… このようにして求めたＱ_Ainjはスロットル弁開度αを情
報パラメータの一つとしていることから応答性が極めて
高く、また実験データに基づくテーブルマップによって
算出しているので、実際の値と正確に相関し検出精度が
高い（すなわち分解能が高い）。さらに、既設のセンサ
情報を利用し、マイクロコンピュータによるソフトの対
応のみでよいから低コストなものとなる。特に、ＳＰｉ
方式のようにスロットルチャンバ３を上流側で燃料を噴
射するタイプに適用して極めて好都合である。

次に、本論の作用に入るが、最初に本考案の基本原理に
ついて述べる。

現行の空燃比制御装置の場合、前述したように何れのギ
ア位置にあっても機関が所定の運転状態（すなわち、低
負荷かつ低回転）であれば同じ条件で一律に部分リーン
領域に切替える仕様となっていたため、そのギア位置に
おける運転者の意向が必ずしも運転に反映されず運転フ
ィーリングが著しく悪化していた。

そこで本考案では、部分リーン領域をギア位置と運転状
態によって変えることにより、運転性を損なわず燃費の
向上を図っている。具体的には、各ギア毎に異なるしき
い値を設定し、このしきい値を車速に応じて適切に補正
することにより実行している。

次に、上記基本原理に基づく空燃比制御装置のリーン化
判定のプログラムを説明するが、このメインプログラム
を説明する前に、このメインプログラムで使われる主な
演算処理をサブルーチンの形で先に詳述することにす
る。

第９図はリーン化係数ＦＢＹＡの設定を行うブログラム
を示すフローチャートである。

まず、Ｐ₂₁でその時点での冷却水温Ｔｗに対応したリー
ン化係数ＦＢＹＡＷを第10図に示すテーブルマップから
ルックアップし、Ｐ₂₂でこのリーン化係数ＦＢＹＡＷを
メモリにストアする。次いで、Ｐ₂₃でその時点でのエン
ジン回転数Ｎに対応したリーン化係数ＦＢＹＡＮを第11
図に示すテーブルマップからルックアップし、Ｐ₂₄でこ
のリーン化係数ＦＢＹＡＮをＰ₂₂でストアした値ＭＥＭ
Ｏと比較する。

ＦＢＹＡＮ＞ＭＥＭＯのときは回転数に対応したリーン
化係数ＦＢＹＡＮの方が大きいと判断し、Ｐ₂₅でメモリ
の値をＦＢＹＡＮの値に書き換えＰ₂₆に進む。また、Ｆ
ＢＹＡＮ≦ＭＥＭＯのときはメモリにストアされている
値（すなわち、ＦＢＹＡＷ値）の方が大きいと判断し、
メモリの値を維持してそのままＰ₂₆に進む。

同様にして、Ｐ₂₆では車速ＶＳＰに対応したリーン化係
数ＦＢＹＡＶを第12図に示すテーブルマップからルック
アップして、Ｐ₂₇でこのリーン化係数ＦＢＹＡＶをＰ₂₅
の段階でのメモリの値ＭＥＭＯと比較する。ＦＢＹＡＶ
＞ＭＥＭＯであれば車速に対応したリーン化係数ＦＢＹ
ＡＶの方が大きいと判断し、Ｐ₂₆でメモリの値をＦＢＹ
ＡＶの値に書き換えＰ₂₆に進む。また、ＦＢＹＡＶ≦Ｍ
ＥＭＯであればメモリにストアされている値（すなわ
ち、ＦＢＹＡＮの値）の方が大きいと判断してそのまま
Ｐ₂₆に進む。

したがって、Ｐ₂₉ではリーン化係数ＦＢＹＡＷ、ＦＢＹ
ＡＮおよびＦＢＹＡＶのうち、その時点における最大の
値（リーン化の係数が最も大きいもの）をもつものがＭ
ＦＢＹＡとしてメモリにストアされ、第16図で後述する
リーン化判定プログラムにおいて使用される。

このようにここでは、冷却水温Ｔｗ、エンジン回転数Ｎ
および車速ＶＳＰに基づいて最適なリーン係数を演算し
ている。

第13図はエンジン回転数Ｎと車速ＶＳＰとに基づいてギ
ア位置の判定およびギア位置毎のしきい値の設定を行う
プログラムを示すフローチャートである。

まず、Ｐ₃₁で車両がニュートラルか（若しくはクラッチ
操作中か）否かを判別する。ニュートラル（あるいは、
クラッチ操作中）であればＰ₃₂でフラグＧＥＡＲに０を
セット（ＧＥＡＲ＝０）し、Ｐ₃₃で、エンジン負荷の上
限しきい値（以下単に［しきい値］と言うこともある）
ＴＰＧに０を代入する（ＴＰＧ＝０）。

また、ニュートラル（あるいは、クラッチ操作中）でな
ければＰ₃₄で１速か否かの判別を行う。すなわち、その
ときのエンジン回転数Ｎが車速ＶＳＰに係数Ｇ１を乗じ
た値よりも大きい（Ｎ≧ＶＳＰ×Ｇ１）ときは１速ある
いはリバースと判断して、Ｐ₃₅でフラグＧＥＡＲに１
（１：１速あるいはリバースを意味する）をセットし、
Ｐ₃₆でしきい値ＴＰＧに１速用しきい値ＴＰ１を採用す
る。ここに、係数Ｇ１は回転数Ｎと車速ＶＳＰとの関係
により、１速とそれ以外（２速以上）のギア位置を正確
に区別するためにその判別条件（Ｎ≧ＶＳＰ×Ｇ１）に
うまく合致するような係数が与えられる。また、後述す
る係数Ｇ２、Ｇ３についてもＧ１と同様の観点からその
値が決定される。Ｐ₃₄で１速あるいはリバースでないと
判断すると、Ｐ₂₇で２速か否かを判別する。Ｎ≧ＶＳＰ
×Ｇ２のときは２速と判断して、Ｐ₃₈でフラグＧＥＡＲ
を２にセットし、Ｐ₃₉でしきい値ＴＰＧにＴＰ２を採用
する。

同様にして、Ｐ₃₇で２速でないと判断するとＰ₄₀で３速
か否かを判別する。Ｎ≧ＶＳＰ×Ｇ３のときは３速と判
断して、Ｐ₄₁でフラグＧＥＡＲを３にセットし、Ｐ₄₂で
しきい値ＴＰＧにＴＰ３を採用する。

一方、Ｐ₄₀で３速でないと判断し、それ以外の場合は４
速あるいは５速のどちらかであるので、Ｐ₄₃でフラグＧ
ＥＡＲを４にセットし、Ｐ₄₄でしきい値ＴＰＧにＴＰ４
を採用する。

このように、そのときの回転数Ｎと車速ＶＳＰに係数を
乗じた値とを比較することにより、ギア位置を示すフラ
グＧＥＡＲの値とエンジン負荷の上限のしきい値ＴＰＧ
とを正確に検出することができる。

以上のように、ここでは各ギア位置毎に正確なエンジン
負荷の上限のしきい値を設定しており、このしきい値を
第16図で後述するプログラムに適用する。

第14図は車速および車速の増分を演算するためのプログ
ラムを示すフローチャートであり、第15図で後述するし
きい値の補正値を演算するために必要な車速および車速
の増分を求める。本プログラムは所定時間（本実施例で
は0.7sec）毎に一度実行される。

まず、Ｐ₅₁で前回の車速ＶＳＰ１をＶＳＰ２としてモメ
リにストアし、Ｐ₅₂で今回の車速ＶＳＰを前回の値ＶＳ
Ｐ１としてメモリにストアする。

次いで、Ｐ₅₃で現在の車速を演算し、Ｐ₅₄で車速の増分
ＤＶＳＰを前々回の車速ＶＳＰ２と今回の車速ＶＳＰに
基づいて式で演算する。

ＤＶＳＰ＝ＶＳＰ−ＶＳＰ２ …… 但し、ＶＳＰ２：Ｐ₅₁で得られた値第15図はしきい値の補正値を演算するためのプログラム
を示すフローチャートである。

まず、Ｐ₅₅で次式に従ってリーン領域下のしきい値の
補正値（補正上限しきい値）ＴＰＨを演算し、Ｐ₅₆で次
式に従ってリーン領域下にない場合のしきい値の補正
（補正上限しきい値）ＴＰＬを演算する。

ＴＰＨ＝ＴＰＧ＋ＶＳＰ×ＫＶ−ＤＶＳＰ×ＫＤＶ …… 但し、ＴＰＧ：第13図で得られたしきい値ＫＶ：係数ＫＤＶ：係数ＴＰＬ＝ＴＰＨ×ＫＨＹＳ …… 但し、ＴＰＨ：Ｐ₅₅で得られた値ＫＨＹＳ：係数このように、車速ＶＳＰが高くなるほどしきい値を高負
荷側にずらす（ＶＳＰ×ＫＶを加えて）のは、車両の走
行抵抗の増減に合わせてしきい値を補正することによ
り、車速にかかわらず一定のアクセルフイーリングを得
るためであり、また、車速の増分ＤＶＳＰが大きいほど
しきい値を抵負荷側にずらす（ＤＶＳＰ×ＫＤＶを引い
て）のは、加速中の無用なリーン制御を回避して加速性
能を向上するためである。

第16図は上述した第９図、第13図、第14図および第15図
のサブルーチンで得られた値を用いて空燃比制御装置の
リーン化判定を行うプログラムを示すフローチャートで
ある。

まず、Ｐ₆₁で車両がニュートラルは（若しくはクラッチ
操作中か）否かを判断し、ニュートラル（あるいはクラ
ッチ操作中）のときはＰ₆₂でフラグＦＬＡＧがセットさ
れているか（ＦＬＡＧ＝１か）否かを判別する。ＦＬＡ
Ｇ≠１のときは現在機関がリーン領域にないと判断し
て、Ｐ₆₃で第15図のＰ₅₅で得られたしきい値の補正値Ｔ
ＰＬをしきい値ＳＬとして採用する。また、ＦＬＡＧ＝
１のときは機関がリーン領域にあると判断して、Ｐ₆₄で
しきい値の補正値ＴＰＨをしきい値ＳＬとして採用す
る。

次いで、Ｐ₆₅で基本燃料噴射量Ｔｐと上記Ｐ₆₃あるいは
Ｐ₆₄で得られたしきい値ＳＬとを比較し、Ｔｐ＞ＳＬの
ときはそのときのエンジンの運転状態が部分リーン制御
を行うに適さないと判断して、Ｐ₆₆でフラグＦＬＡＧを
リセット（ＦＬＡＧ＝０）してＰ₆₇に進む。

Ｐ₆₇では、リーン化係数ＦＢＹＡに１を採用し、理論空
燃比とする。すなわち、理論空燃比となるように演算さ
れた基本燃料噴射量Ｔｐに、リーン化係数ＦＢＹＡ＝１
を乗じているので理論空燃比のままとなる。本実施例で
は、このようにＴｐにリーン化係数ＦＢＹＡを乗ずるこ
とにより空燃比をリーン化する方法を採っている。

一方、Ｐ₆₅でＴｐ＞ＳＬと判断されるとＰ₆₈でフラグＦ
ＬＡＧをセット（ＦＬＡＧ＝１）してリーン領域である
ことを宣言する。次いで、Ｐ₆₉ではスロットル弁６が全
閉であるか否かを判断し、全閉でないときはＰ₇₀で過渡
補正を除く各種燃料増量補正を実行中か否かを判断す
る。増量補正中でないと判断されると、Ｐ₇₁でリーン化
係数ＦＢＹＡに第９図Ｐ₂₉で得られたリーン化係数ＭＦ
ＢＹＡを採用し、空燃比をリーン化する（但し、ＭＦＢ
ＹＡが１の場合はリーン化しない）。

一方、Ｐ₆₁でニュートラル（あるいはクラッチ操作中）
である場合、Ｐ₆₉でスロットル弁６が全閉である場合、
あるいはＰ₇₀で増量補正中と判別された場合は何れも空
燃比のリーン化には適さないと判断しそのままＰ₆₇に進
む。

このように、本実施例では運転状態により各ギア位置毎
に異なる部分リーン領域を設定して、各ギア毎に最適な
運転状態の希薄空燃比制御を行っているので、運転者の
意志が忠実に反映でき、運転感覚および運転性が損なう
ことなく燃費の向上を図ることができる。例えば、４速
あるいは５速のときは、第17図に示すようにエンジン負
荷および回転数が他のギア位置の場合よりも比較的高い
ときに部分リーン領域に切替えているので、リーン化に
伴うトルク低下等の悪影響が回避されつつ省燃費が実現
できる。また、２速のときは比較的低い負荷および回転
数の運転領域から部分リーン領域に切替えており、早い
段階から十分な省燃費が図れるとともに、そのギア（す
なわち２速）にとって高負担となるような負荷および回
転数では早い段階で三元に戻している。このように、各
ギア位置に応じて最適な運転状態で希薄空燃比下の走行
が実現できるので、運転性能を維持しつつ低燃費化を図
ることができる。

なお、本実施例ではギア位置の判定をエンジン回転数と
車速との演算により行っているが、本考案はこれに限定
されるものではなく、例えばミッションに設けたスイッ
トにより直接検出するようにしてもよい。

また、本実施例ではギア位置の判定を４速までとしてい
るが５速まで行ってもよいことは言うまでもない。

また、本実施例では本考案を手動変速機に適用している
が、本考案は手動変速機のものだけに限らず、各ギア位
置に相当する部分空燃比を設定できるものなら何でもよ
く、例えば本考案をオートマチック車に適用することも
可能である。

（効果）本考案によれば、通常の目標空燃比（第１の目標空燃
比）とリーン制御のための目標空燃比（第２の目標空燃
比）とを設定すると共に、これら２つの目標空燃比を切
り替えるための判定基準値（上限しきい値）をギア位置
毎に設定し、さらに、この上限しきい値を、高速ギア段
になるほど、且つ、高車速になるほど高負荷側にずらす
ようにしたので、運転感覚や運転性を損なうことなく、
リーン運転領域の適切な拡大を達成し、以てより一層の
燃費向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本概念図、第２〜17図は本考案の一
実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第３
図はそのシリンダ空気量Ｑ_AcyLの算出プログラムを示す
フローチャート、第４図はそのスロットル弁流路面積Ａ
αのテーブルマップ、第５図はそのバイパス路面積Ａ_B
のテーブルマップ、第６図は総流路面積Ａをエンジン回
転数Ｎで除したＡ／Ｎとエンジン回転数Ｎとをパラメー
タとする定常空気量Ｑ_Hのエーブルマップ、第７図はそ
の遅れ係数Ｋ２のテーブルマップ、第８図はそのインジ
ェクタ部空気量Ｑ_Ainjの算出プログラムを示すフローチ
ャート、第９図はそのリーン化係数の設定のプログラム
を示すフローチャート、第10図はその冷却水温Ｔｗに対
応するリーン化係数ＦＢＹＡＴＷを示すテーブルマッ
プ、第11図はそのエンジン回転数Ｎに対応するリーン化
係数ＦＢＹＡＮを示すテーブルマップ、第12図はその車
速ＶＳＰに対応するリーン化係数ＦＢＹＡＶを示すテー
ブルマップ、第13図はそのギア位置の判定のプログラム
を示すフローチャート、第14図はその車速および車速の
増分を求めるためのプログラムを示すフローチャート、
第15図はそのしきい値の補正値を求めるためのプログラ
ムを示すフローチャート、第16図はそのリーン化判定の
プログラムを示すフローチャート、第17図はその部分リ
ーン領域をエンジン負荷と回転数の関係で示すテーブル
マップである。１……エンジン、７……インジェクタ（操作手段）、 35……空燃比検出手段、 50……コントロールユニット（ギア位置検出手段、目標
空燃比設定手段、しきい値設定手段、補正手段、目標空
燃比選択手段、制御手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段と、ｂ）変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段と、ｃ）エンジン負荷に応じた第１の目標空燃比を設定する
と共に、理論空燃比よりもリーン側にずれた第２の目標
空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、ｄ）ギア位置が高速段になるほど高負荷側にずれた上限
しきい値をギア位置毎に設定するしきい値設定手段と、ｅ）前記上限しきい値を車速が高くなるほど高負荷側に
ずらすように補正する補正手段と、ｆ）該補正手段により補正された上限しきい値とエンジ
ン負荷を表す値とを比較し、該エンジン負荷を表す値が
前記補正上限しきい値を越える場合は前記第１の目標空
燃比を選択する一方、前記補正上限しきい値以下の所定
の運転状態の場合は前記第２の目標空燃比を選択する目
標空燃比選択手段と、ｇ）実際の空燃比が選択された目標空燃比となるように
吸入空気量あるいは燃料供給量を制御する制御手段と、ｈ）制御手段からの信号に基づいて吸入空気量あるいは
燃料供給量を操作する操作手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。